JP2014156854A - エアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のエアクリーナにおいては、アウトレットの入口部に設けた整流格子よりも吸気流れ方向の下流側の流速分布が乱れると共に、襞折り状に形成されたエレメントの折りばらつきの影響が残るという課題があった。
【解決手段】 エアクリーナにおいては、アウトレット９の入口部ではなく、キャップ２のクリーンサイド５の全面を占有するように全面メッシュ７が配置されている。そして、全面メッシュ７を、その整流部３１の吸気流方向の上下流において、エレメント６を含む他の部品と非接触となるように配置することにより、エアフロメータ１０よりも吸気流方向の上流側で吸気の流れを効率良く整流することが可能となるので、圧力損失を極力増加させることなく、山部と谷部とが交互に繰り返すように襞折りされたエレメント６の折りばらつきの影響に伴う吸気の乱れを防止することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エレメントおよび全面メッシュ等の整流手段を収容するハウジングのアウトレットに、吸気の流量を検出するエアフロメータが取り付けられたエアクリーナに関するものである。

従来より、例えば内燃機関（エンジン）の吸気ダクトの最上流側に設置されるエアクリーナとして、エレメントを収容する中空部を有するハウジングのアウトレットにエアフロメータを取り付けた内燃機関のエアクリーナが知られている。
ところで、エレメントからアウトレットに流れ込む吸気の乱れが大きいと、エアフロメータの出力変動が増大し、エンジン制御上、悪影響を与えるという問題がある。

そこで、図１４に実線矢印で示したように、ハウジング１０１の内部で生成される、エレメント１０２の折りばらつき等の影響を要因とする空気流れの乱れを抑制して、エアフロメータ１０３の出力変動を低減するという目的で、ハウジング１０１のアウトレット１０４の入口部に、出口流路１０５を縦方向、横方向に均等な幅で仕切る格子部を有する整流格子１０６を設置し、エアフロメータ１０３よりも吸気流れ方向の上流側で吸気の流れを整流するエアクリーナが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、整流格子１０６の上流側に設置されるエレメント１０２は、山部と谷部とが交互に襞折りされた不織布よりなる濾材が用いられている。

ところが、従来のエアクリーナにおいては、エレメント１０２を収容するハウジング１０１の吸気主流の流れ方向に対してアウトレット１０４の延設方向が垂直な方向となっている。また、アウトレット１０４の入口部に整流を目的として整流格子１０６を設置しても、整流格子１０６よりも吸気流れ方向の下流側の流速分布が乱れる。例えばエアフロメータ１０３の流路入口付近で、整流格子１０６を通過した吸気の流れに渦流１０７が発生するという問題が生じる。

また、エアクリーナにおいては、襞折り状に形成されたエレメント１０２の折りばらつきの影響が残る。これにより、整流格子１０６の上流の流速分布を均一にできないという問題が生じる。
ところで、エレメント１０２を通過した空気の流れの整流効果を高めようとした場合、整流格子１０６の目を細かくしたり、整流格子１０６の厚みを厚くしたりする必要があるが、整流格子１０６を通り抜ける空気の圧力損失が増加するという問題が生じる。これにより、エンジン制御上、悪影響を与える。

また、ハウジングの中空部内にエレメントと燃料吸着フィルタを設置したエアクリーナが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
燃料吸着フィルタは、通気性を有する一対のメッシュシート間に、燃料蒸気を吸着する粒子状の吸着体（多数の活性炭）が収納されている。
ところが、燃料吸着フィルタを設置したエアクリーナの場合には、一対のメッシュシート間における活性炭の分布ばらつきの影響により、燃料吸着フィルタからアウトレットへ流れる空気の流れに乱れが生じる。
また、一対のメッシュシート間の多数の活性炭が吸気抵抗または通気抵抗となって、燃料吸着フィルタを通過する空気の圧力損失が増加するという問題が生じる。これにより、エンジン制御上、悪影響を与える。

特許第３７１３８６５号公報 特許第４４１１８０９号公報

本発明の目的は、圧力損失を極力増加させることなく、例えば襞折り状に形成されたエレメントの折りばらつきの影響に伴う吸気の乱れを防止することのできるエアクリーナを提供することにある。

請求項１に記載の発明（エアクリーナ）によれば、整流手段を、その空気が通過する領域の空気流れの上下流方向において、エレメントを含む他の部品と非接触となるように配置することにより、整流手段の空気が通過する領域の空気流れの上下流方向には、整流手段と接触する部品（吸気抵抗または通気抵抗となる部品）は何もない。
これによって、エアフロメータよりも吸気流れ方向の上流側で吸気の流れを効率良く整流することが可能となるので、圧力損失を極力増加させることなく、例えば襞折り状に形成されたエレメントの折りばらつきの影響に伴う吸気の乱れを防止することができる。
これにより、エアフロメータが設置されるアウトレットを通過する空気の流れが安定するため、エアフロメータの出力特性のばらつきを低減することができる。

内燃機関のエアクリーナを示した断面図である（実施例１）。 ハウジング内の吸気の流れを示した説明図である（実施例１）。 内燃機関のエアクリーナを示した断面図である（実施例２）。 ハウジング内の吸気の流れを示した説明図である（実施例３）。 内燃機関のエアクリーナの主要部を示した断面図である（実施例３）。 （ａ）はキャップの突起固定部を示した正面図で、（ｂ）は突起固定部に固定される整流突起の一例を示した断面図である（実施例３）。 （ａ）は整流突起の高さ（Ｌ）または整流リブの高さ（Ｌ）とエアフロメータの出力特性のばらつきおよび圧力損失との関係を示したグラフで、（ｂ）は整流突起の位置（Ａ）または整流リブの位置（Ａ）とエアフロメータの出力特性のばらつきとの関係を示したグラフである（実施例３及び５）。 （ａ）、（ｂ）は突起固定部に固定される整流突起の変形例を示した断面図である（実施例３及び４）。 （ａ）、（ｂ）は突起固定部に固定される整流突起の変形例を示した断面図である（実施例３及び４）。 内燃機関のエアクリーナを示した断面図である（実施例４）。 ハウジング内の吸気の流れを示した説明図である（実施例５）。 内燃機関のエアクリーナの主要部を示した断面図である（実施例５）。 内燃機関のエアクリーナを示した断面図である（実施例６）。 ハウジング内の吸気の流れを示した説明図である（従来の技術）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

［実施例１の構成］
図１および図２は、本発明を適用した内燃機関のエアクリーナ（実施例１）を示したものである。

本実施例のエアクリーナは、内燃機関（エンジン）の燃焼室に供給する吸入空気（以下吸気）が流れる吸気ダクトの最上流部に設置される内燃機関のエアクリーナとして使用される。
エンジンの吸気ポートには、エアクリーナを通過した吸気が流れる吸気通路を形成する吸気管（吸気ダクト）が接続され、また、エンジンの排気ポートには、燃焼室から排出された排気ガスが流れる排気通路を形成する排気管（排気ダクト）が接続されている。なお、吸気ダクトには、エンジンの燃焼室に連通する吸気通路を流れる吸気の流量を調整する吸気絞り弁（スロットル弁）が設けられている。

エアクリーナは、エアクリーナケース（以下ケース）１およびエアクリーナキャップ（以下キャップ）２等により構成される中空角筒状のハウジングと、このハウジングの内部（中空部３）をダストサイド４とクリーンサイド５とに区画（区分）するフィルタエレメント（以下エレメント）６と、このエレメント６を通過した吸気の流れを整流するシート状の全面メッシュ７とを備えている。

ハウジングは、ケース１およびキャップ２の各開口部を結合し、クランプによって結合部を締結することで一体化されている。
ケース１は、合成樹脂による射出成形によって、外部に向けて突出する円筒状または角筒状のインレットダクト（以下インレット）８を有する有底角筒形状に形成されている。 キャップ２は、合成樹脂による射出成形によって、外部に向けて突出する円筒状または角筒状のアウトレットダクト（以下アウトレット）９を有する有天角筒形状に形成されている。
なお、キャップ２のアウトレット９には、エンジンの燃焼室に供給する吸気流量を測定するエアフロメータ１０が取り付けられている。

エアフロメータ１０は、アウトレット９内に設置されるセンサボディと、このセンサボディの内部に配置されて、アウトレット９を流れる吸気の流量（吸気流量）に対応したセンサ出力信号を、外部回路（ＥＣＵ等）に対して出力する熱式流量センサとを備えている。
センサボディの内部には、バイパス流路が形成されている。このバイパス流路は、エレメント６を通過した吸気の一部を流路入口から取り込み、この取り込んだ吸気をアウトレット９の下流側へ排出する流路出口を有している。

熱式流量センサは、シリコン基板上にメンブレン（薄膜部）が形成されたセンサチップと、このセンサチップのメンブレンの中央に配置されて、加熱電流を供給すると発熱する発熱抵抗体（ヒータ）と、この発熱抵抗体を中心にして吸気流れ方向に沿った上下流側に配置されて、センサチップのメンブレンの上下流の空気温度を検出する空気温度検出抵抗と、周囲の温度を検出する吸気温度検出抵抗とを備えている。

そして、熱式流量センサの回路チップに搭載されるヒータ駆動回路部で、発熱抵抗体を周囲の温度（吸気温度）に対してある一定温度だけ高くするように設定し、センサチップのメンブレン上の温度分布を温度検出抵抗体で検出し、温度検出抵抗体の温度差を算出して吸気流量を測定する。なお、吸気脈動等を要因として吸気の流れ方向が逆流した場合は、センサチップのメンブレン上の上下流の温度分布が逆になり、算出される温度差の符号も逆転するため、吸気の流れ方向の判別ができる。

ケース１は、合成樹脂により有底角筒状に一体的に形成されている。このケース１は、キャップ２と結合する結合端面で開口し、この開口側から奥側まで軸線方向に真っ直ぐに延びる凹状の空間（ダストサイド４）を有している。また、ケース１は、ダストサイド４の周囲を周方向に取り囲む角筒状の周壁を有している。なお、ケース１の奥側には、周壁の開口部を塞ぐ底壁が設けられている。
また、ケース１の一側面には、外部へ向けて突出する円筒状または角筒状の流路管（入口パイプ）であるインレット８が一体的に形成されている。このインレット８は、エレメント６および全面メッシュ７の面方向に対して平行な方向に向かって延伸している。

また、インレット８の上流端には、外部に向けて開放された外気導入口１１が開口している。また、インレット８の内部には、外気導入口１１から導入された外気（吸気）をケース１のダストサイド４に導くための入口流路（外気導入路）１２が形成されている。
ケース１の出口開口部の周囲には、エレメント挟持部である角環状のフランジ１３が設けられている。

キャップ２は、合成樹脂により有底角筒状に一体的に形成されている。このキャップ２は、ケース１と結合する結合端面で開口し、この開口側から奥側まで軸線方向に真っ直ぐに延びる凹状の空間（クリーンサイド５）を有している。また、キャップ２は、ケース１との間に中空部３を形成する。また、キャップ２は、クリーンサイド５の周囲を周方向に取り囲む角筒状の周壁を有している。なお、キャップ２の奥側には、周壁の開口部を塞ぐ天壁が設けられている。

また、キャップ２の一側面には、外部（例えばエンジンの燃焼室側）へ向けて突出する円筒状または角筒状の流路管（出口パイプ）であるアウトレット９が一体的に形成されている。このアウトレット９は、インレット８と同一軸線上に位置しないように配置される。また、アウトレット９は、エレメント６および全面メッシュ７の面方向に対して平行な方向（インレット８とは逆方向）に向かって延伸している。

また、アウトレット９は、キャップ２の一側面から、全面メッシュ７を通り抜ける吸気主流の流れ方向に対して垂直な方向に延設されている。
また、アウトレット９の内部には、キャップ２のクリーンサイド５から清浄な吸気が導入される出口流路１４が形成されている。この出口流路１４は、クリーンサイド５よりも流路断面積が減少（急縮小）する縮流流路となっている。
また、アウトレット９は、パイプまたはホース等を介して、吸気通路を開閉するスロットルバルブ、およびこのスロットルバルブを収容するスロットルボディ等により構成されるスロットル弁に接続している。このスロットルボディは、サージタンクおよびインテークマニホールドを介して、エンジンの吸気ポートに接続している。

また、アウトレット９の下流端には、クリーンサイド５から出口流路１４に導入された清浄な吸気を、パイプまたはホース、スロットルボディ、サージタンク、インテークマニホールド等の吸気ダクトを介して、エンジンの燃焼室および吸気ポートに導くための吸気導出口１５が開口している。この吸気導出口１５は、エンジンの燃焼室側（外部）に向けて開放されている。
キャップ２の入口開口部の周囲には、エレメント挟持部である角環状のフランジ１６が設けられている。

また、キャップ２の内壁には、角環状のメッシュ固定部１７が設けられている。
また、キャップ２のフランジ１６のシール面には、エレメント６のエレメント本体２１の外周端縁（周縁部２２）を押圧する角環状の嵌合凸部１８が設けられている。これにより、周縁部２２が弾性変形するため、フランジ１３、１６の各シール面に対する周縁部２２の密着力（シール性）が高まる。
なお、嵌合凸部１８が、ケース１のフランジ１３のシール面に設けられていても構わない。

エレメント６は、インレット８の上流端で開口した外気導入口１１よりケース１のダストサイド４に導入された吸気中に含まれる異物（不純物、例えば塵や埃、砂等のダスト）を捕捉して除去するエアフィルタである。このエレメント６は、吸気ダクトの上流端に接続されるハウジングの内部に収容保持されている。また、エレメント６は、ハウジングの中空部３を、ダストサイド４とクリーンサイド５との２つの部屋に区画形成する。
エレメント６は、濾紙または不織布等よりなる濾材を山部と谷部とが交互に繰り返すように襞折りされたエレメント本体２１等を有している。

このエレメント本体２１の外周側には、角環状の外周端縁が設けられている。このエレメント本体２１の外周端縁は、ケース１およびキャップ２とエレメント６との間の隙間を気密シールする角環状の周縁部（外周シール部）２２を構成している。
エレメント６は、周縁部２２がケース１のフランジ１３とキャップ２のフランジ１６との間に挟み込まれた状態で、フランジ１３、１６間に保持固定されている。このとき、エレメント６は、ハウジング（ケース１、キャップ２）内においてほぼ水平に保持されている。

エレメント本体２１は、外気導入口１１から導入された吸気を濾過する濾過部を構成している。このエレメント本体２１は、ダストサイド４からクリーンサイド５へ向かう吸気主流の流れ方向に対して垂直に交差するように設置され、且つダストサイド４の全面を占有するように配置されている。
エレメント本体２１は、濾材の一部（山部２３）が、周縁部２２よりもダストサイド４側に張り出している。
周縁部２２は、濾材によってエレメント本体２１と一体に設けられた軟質の枠状部である。

全面メッシュ７は、合成樹脂または金属により形成されている。この全面メッシュ７は、エレメント６とアウトレット９との間に配置され、エレメント６のエレメント本体２１を通り抜けた吸気を整流する整流部３１を有する整流部材（整流手段）を構成している。また、全面メッシュ７は、エレメント６とアウトレット９との間に配置されている。
整流部３１は、枠体３２の内部空間を縦方向、横方向または斜め方向に均等な幅で仕切る格子部により構成される。この整流部３１は、クリーンサイド５の全面を占有するように配置されている。

全面メッシュ７は、その吸気が通過する領域である整流部３１の吸気流れの上下流方向において、エレメント６を含む他の部品（例えばエレメント６を通り抜けた吸気を整流する整流部材）と非接触となるように配置されている。
すなわち、全面メッシュ７の整流部３１は、エレメント６を含む他の部品との間に所定の距離を隔てて配置されている。

また、整流部３１の外周部には、キャップ２のメッシュ固定部１７に固定される角環状の枠体３２が全面メッシュ７と一体で設けられている。この枠体３２は、整流部３１の周囲を周方向に取り囲むように、全面メッシュ７の外周端縁、つまり整流部３１の外周部を保持している。また、枠体３２には、その枠体３２を肉厚（板厚）方向に貫通する複数の嵌合孔が所定の間隔で形成されている。

ここで、メッシュ固定部１７は、角環状の段差であって、この段差から図示下方に向かって複数の嵌合ピン３３が延設されている。これらの嵌合ピン３３は、その軸線方向の先端部が、枠体３２の各嵌合孔を貫通して（通り抜けて）枠体３２のエレメント側に突き出され、その後、この枠体３２の端面から突き出した突出部（以下頭部）が、熱かしめ等により潰される。これにより、複数の嵌合ピン３３の各頭部は、枠体３２を係止する鍔状の係止部となる。したがって、全面メッシュ７がキャップ２のメッシュ固定部１７に固定される。
なお、エレメント６および全面メッシュ７の固定（取付）方法として、上記以外の方法を採用しても良い。

［実施例１の作用］
次に、本実施例のエアクリーナの作用を図１および図２に基づいて簡単に説明する。

外気導入口１１から導入された外気（吸気）は、インレット８の入口流路１２を通ってケース１のダストサイド４に導入される。
ダストサイド４に導入された吸気は、ダストサイド４の全面に広がって流れ、エレメント６のエレメント本体２１を通り抜けてクリーンサイド５に導入される。
このとき、エレメント本体２１を通り抜ける際に、吸気に含まれる異物は、エレメント本体２１に捕捉される。
エレメント本体２１を通り抜けた吸気は、図２に実線矢印で示したように、クリーンサイド５の全面に配置された全面メッシュ７を通り抜けてアウトレット９の出口流路１４に導入される。
このとき、全面メッシュ７を通り抜ける際に、吸気が整流される。

ところで、アウトレット９の出口流路１４は、クリーンサイド５よりも流路断面積が減少（急縮小）する縮流流路となっている。これにより、中空部３で全面メッシュ７を通過してからキャップ２のクリーンサイド５を通ってアウトレット９の出口流路１４へ導かれる吸気の流れは、図２に実線矢印で示したように、縮流となる。
したがって、クリーンサイド５から出口流路１４に流入する吸気の流れは、縮流のため、乱れが低減された状態で、エアフロメータ１０の流路入口へ導入される。
その後、吸気は、吸気導出口１５から導出して、例えばスロットルボディ、サージタンク、インテークマニホールド等の吸気ダクト、エンジンの吸気ポートを通って、吸気ポートからエンジンの燃焼室に導入される。
このようにエレメント６によって異物が除去された清浄な吸気が燃焼室に導入されることになるので、エンジンのシリンダ内に摺動可能に支持されるピストンやシリンダ等の摺動摩耗を防止することができる。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のエアクリーナにおいては、アウトレット９の入口部ではなく、キャップ２のクリーンサイド５の全面を占有するように全面メッシュ７が配置されている。そして、全面メッシュ７を、その整流部３１の吸気流方向の上下流において、エレメント６を含む他の部品と非接触となるように配置することにより、全面メッシュ７の吸気流方向の上下流には、全面メッシュ７の整流部３１と接触する部品（吸気抵抗または通気抵抗となる部品）は何もない。

これによって、エアフロメータ１０よりも吸気流方向の上流側で吸気の流れを効率良く整流することが可能となる。また、吸気は縮流される前に全面メッシュ７の整流部３１を通過するので、全面メッシュ７を通過する流速が低く、全面メッシュ７を通過してからエアフロメータ１０が取り付けられたアウトレット９へ導入される吸気流の圧力損失を極力増加させることなく、山部と谷部とが交互に繰り返すように襞折りされたエレメント６の折りばらつきの影響に伴う吸気の乱れを整流することができる。

これにより、エアフロメータ１０が設置されるアウトレット９内の出口流路１４を通過する吸気の流れが安定するため、エアフロメータ１０内のバイパス流路を通り抜ける吸気の流れが安定する。この結果、バイパス流路内の熱式流量センサから出力されるセンサ出力信号の変動、つまりエアフロメータ１０の出力変動を低減できるので、エアフロメータ１０の出力特性のばらつきも低減することができる。
したがって、例えば圧力損失に伴う吸気流量の不足によりエンジンの出力が低下する等のエンジン制御上、悪影響を解消することができる。

ところで、特許文献（特開２０１０−１３８７５５号公報）には、アウトレットホース内にエアフロメータを設置したエアクリーナにおいて、エレメントとアウトレットホースとの間に整流格子体を設ける構成が開示されている。この従来のエアクリーナは、エレメント通過後の空気流れの乱れを整流格子体で整流した後、アウトレットホースへスムーズに空気が流れ込むことで、エアフロメータへの流れが安定するという効果がある。

しかるに、整流格子体では、多数の通気孔が吸気通路に対して部分的に設けられているので、整流格子体を通過する吸気流の圧力損失の増大を抑制しつつ、吸気流を整流することができなかった。
これに対し、本実施例のエアクリーナにおいては、キャップ２のクリーンサイド５の全面、つまり中空部３の吸気通路全面が全面メッシュ７（または整流格子）として形成されることによって、全面メッシュ７（または整流格子）を通り抜ける吸気流の圧力損失の増大を抑制しつつ、吸気流を整流することができる。

また、エレメント６のエレメント本体２１、つまり濾材の一部（特に襞折りの山部）は、周縁部２２よりもダストサイド４側に張り出している。また、全面メッシュ７は、キャップ２のメッシュ固定部１７に熱カシメ等により固定される角環状の枠体３２と一体に構成されている。
これによって、メッシュ固定部１７と枠体３２との隙間をシールすることができるので、エレメント６のエレメント本体２１を通り抜けてキャップ２の内壁面に沿って流れる吸気の流れが、枠体３２の周囲とキャップ２の内壁面との間に回り込んで、全面メッシュ７の整流部３１を通らずに全面メッシュ７の下流側に流入してしまう不具合を防止できる。これにより、キャップ２の内壁面に沿って流れる吸気の流れを整流することができる。

［実施例２の構成］
図３は、本発明を適用した内燃機関のエアクリーナ（実施例２）を示したものである。 ここで、実施例１と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

本実施例のアウトレット９は、キャップ２の一側面から、全面メッシュ７を通り抜ける吸気主流の流れ方向と同一方向に延設されている。
これにより、中空部３で全面メッシュ７を通過してからキャップ２のクリーンサイド５を通ってアウトレット９の出口流路１４へ導かれる吸気は、キャップ２の内壁面（徐々に流路断面積が縮小するテーパ面１９）に案内されて縮流しつつ出口流路１４に流入する。 したがって、クリーンサイド５から出口流路１４に流入する吸気の流れは、乱れが低減された状態で、エアフロメータ１０の流路入口へ導入される。
以上のように、本実施例のエアクリーナにおいては、実施例１と同様な効果を奏する。

［実施例３の構成］
図４ないし図９は、本発明を適用した内燃機関のエアクリーナ（実施例３）を示したものである。
ここで、実施例１及び２と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

本実施例のエアクリーナは、ケース１およびキャップ２等により構成されて、内部に中空部３が形成されるハウジングと、このハウジングの内部（中空部３）に収容保持されるエレメント６と、このエレメント６を通過した吸気の流れを整流する角環状の整流突起（整流手段）４１とを備えている。

整流突起４１は、エレメント６よりも吸気流方向の下流側のクリーンサイド５の途中に設けられる方形状の空間４２の周囲を周方向に取り囲むように設置されている。なお、整流突起４１が全周に設けられていなくても構わない。
整流突起４１は、キャップ２のクリーンサイド５側の内壁面に設けられる角環状の突起固定部４３の環状端面に密着する基端部４４、および突起固定部４３の内周端からクリーンサイド５の流路断面積を狭くする側（クリーンサイド５の中心線側）に突出する角環状の突出部４５を有している。この突出部４５は、図５および図６において破線で囲まれた部分で、キャップ２の内壁面から直角（急激）に立ち上がる角環突条となっている。

整流突起４１は、その吸気が通過する領域である突出部４５で囲まれた空間４２の吸気流れの上下流方向において、エレメント６を含む他の部品（例えばエレメント６を通り抜けた吸気を整流する整流部材）と非接触となるように配置されている。
すなわち、整流突起４１の突出部４５は、エレメント６を含む他の部品との間に所定の距離を隔てて配置されている。
なお、整流突起４１は、キャップ２の突起固定部４３に対して別体部品で構成されている。

整流突起４１には、その突出部４５を肉厚方向（板厚方向）に貫通する嵌合孔が、所定の間隔を持って複数形成されている。この整流突起４１は、エレメント６のエレメント本体２１を通り抜けてキャップ２の内壁面に沿って流れる吸気を強制的に剥離して、エアフロメータ１０よりも吸気流方向の上流側で吸気の流れを効率良く整流することが可能な整流部を構成している。
また、吸気の流れ方向における整流突起４１の断面形状は、図６に示したように、矩形状または長方形状とされている。この場合、吸気の流れ方向における整流突起４１の上流側端面形状は、吸気の流れ方向に対して対向するように平面形状となる。

キャップ２の内壁部には、図４ないし図６に示したように、整流突起４１を固定する突起固定部４３が一体的に形成されている。この突起固定部４３は、角環状の段差であって、この段差から図示下方に向かって複数の嵌合ピン４６が延設されている。これらの嵌合ピン４６は、その軸線方向の先端部が、整流突起４１の各嵌合孔を貫通して（通り抜けて）整流突起４１のエレメント側に突き出され、その後、この整流突起４１の端面から突き出した突出部（以下頭部）が、熱かしめ等により潰される。これにより、複数の嵌合ピン４６の各頭部は、整流突起４１を係止する鍔状の係止部となる。したがって、整流突起４１がキャップ２の突起固定部４３の角環状端面に密着するように固定される。
なお、整流突起４１の固定（取付）方法として、上記以外の方法を採用しても良い。

次に、キャップ２の突起固定部４３に支持固定される角環状の整流突起４１の高さ（Ｌ）、つまりキャップ２の内壁面から整流突起４１の突出端面までの距離（Ｌ）を種々変化させて、エアフロメータ１０の出力特性（空気流量に対する出力（電圧）特性）のばらつき、および整流突起４１を通り抜ける吸気の圧力損失について調査した複数の実験について説明する。

第１の実験は、整流突起４１の高さ（Ｌ）を変化させて、エアフロメータ１０の出力特性のばらつきについて調査したもので、その実験結果を図７（ａ）のグラフに示した。
この図７（ａ）のグラフからも確認できるように、整流突起４１の高さ（Ｌ）が５ｍｍよりも大きくなると、急激にエアフロメータ１０の出力特性のばらつきが小さくなる傾向にあることが分かる。
ここで、図７（ａ）のグラフ中の実線斜線部は、整流突起４１を設けていない場合のエアフロメータ１０の出力特性のばらつき量を示している。

第２の実験は、整流突起４１の高さ（Ｌ）を変化させて、整流突起４１で囲まれた空間４２を通過する吸気流の圧力損失について調査したもので、その実験結果を図７（ａ）のグラフに示した。
この図７（ａ）のグラフからも確認できるように、整流突起４１の高さ（Ｌ）が２５ｍｍよりも大きくなると、急激に圧力損失が増大する傾向にあることが分かる。
ここで、図７（ａ）のグラフ中の破線斜線部は、整流突起４１を設けていない場合のクリーンサイド５を通過する吸気流の圧力損失を示している。

したがって、整流突起４１の高さ（Ｌ）が、５ｍｍから２５ｍｍまでの範囲では、エアフロメータ１０の出力特性のばらつきが小さく、且つ圧力損失の増大を最も抑制可能な傾向にあることが分かる。
したがって、整流突起４１の高さ（Ｌ）は、５〜２５ｍｍの範囲内に設定することが望ましい。

次に、エレメント６の濾材の下流端（山部２３）から整流突起４１までの距離、つまりエレメント６の下流端に対する整流突起４１の位置（Ａ）を種々変化させて、エアフロメータ１０の出力特性（空気流量に対する出力（電圧）特性）のばらつきについて調査した実験について説明する。

この実験は、整流突起４１の位置（Ａ）を変化させて、エアフロメータ１０の出力特性のばらつきについて調査したもので、その実験結果を図７（ｂ）のグラフに示した。
以上のように、図７（ｂ）のグラフからも確認できるように、整流突起４１の位置（Ａ）が５ｍｍよりも小さくなると、急激にエアフロメータ１０の出力特性のばらつきが大きくなる傾向にあることが分かる。また、整流突起４１の位置（Ａ）が２５ｍｍよりも大きくなると、急激にエアフロメータ１０の出力特性のばらつきが大きくなる傾向にあることが分かる。
ここで、図７（ｂ）のグラフ中の実線斜線部は、整流突起４１を設けていない場合のエアフロメータ１０の出力特性のばらつき量を示している。

そして、整流突起４１の位置（Ａ）が５ｍｍから２５ｍｍまでの範囲では、エアフロメータ１０の出力特性のばらつきが小さくなる傾向にあることが分かる。
したがって、整流突起４１の位置（Ａ）は、５〜２５ｍｍの範囲内に設定することが望ましい。

ここで、圧力損失を極力増加させることなく、エアフロメータ１０の出力特性のばらつきを小さくする、あるいは所望の範囲内に収めるという目的で、実験やシミュレーション等を実施して、整流突起４１の寸法や形状を適宜変更しても良い。

例えば吸気の流れ方向における整流突起４１の上流側端面形状を、図８（ａ）に示したように、吸気の流れ方向に凹となる凹曲面４５を有する形状（凹曲面形状）としても良い。この場合、図６（ｂ）に示した形状（キャップ２の内壁面から直角（急激）に立ち上がる形状）の整流突起４１よりもエアフロメータ１０の出力特性のばらつきが小さくなり、且つ吸気流の圧力損失の増大を抑制できる効果、あるいは圧力損失の低減効果が向上する。
また、整流突起４１の凹曲面４７を、キャップ２の内壁面から整流突起４１の最大突出部分へ向けて徐々にキャップ２のクリーンサイド５の中心線側に突出する突き出し量（または曲率半径）が大きくなるように滑らかな連続曲面で形成しても良い。

また、吸気の流れ方向における整流突起４１の上流側端面（突出部４４）に、図８（ｂ）に示したように、キャップ２の内壁面から凹曲面４８に沿って流れる吸気を、キャップ２の内壁面および凹曲面４８から強制的に剥離させるように空間４２側へ跳ね飛ばす突条フィン４９を設けても良い。この場合、図８（ａ）よりもエアフロメータ１０の出力特性のばらつきが小さくなり、且つ吸気流の圧力損失の増大を抑制できる効果、あるいは圧力損失の低減効果が向上する。

また、吸気の流れ方向における整流突起４１の上流側端面（突出部４４）の形状を、図９（ａ）に示したように、吸気の流れ方向に凸となる凸曲面４７と吸気の流れ方向に凹となる凹曲面４８とを滑らかに接続した曲面形状としても良い。この場合、図８（ａ）よりもエアフロメータ１０の出力特性のばらつきが小さくなり、且つ吸気流の圧力損失の増大を抑制できる効果、あるいは圧力損失の低減効果が向上する。

また、吸気の流れ方向における整流突起４１の上流側端面（突出部４４）に、図９（ｂ）に示したように、キャップ２の内壁面から凸曲面４７、凹曲面４８に沿って流れる吸気を、キャップ２の内壁面、凸曲面４７および凹曲面４８から強制的に剥離させるように空間４２側へ跳ね飛ばす突条フィン４９を設けても良い。この場合、図９（ａ）よりもエアフロメータ１０の出力特性のばらつきが小さくなり、且つ吸気流の圧力損失の増大を抑制できる効果、あるいは圧力損失の低減効果が向上する。
以上のように、本実施例のエアクリーナにおいては、実施例１及び２と同様な効果を奏する。

［実施例４の構成］
図８ないし図１０は、本発明を適用した内燃機関のエアクリーナ（実施例４）を示したものである。
ここで、実施例１〜３と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

本実施例のアウトレット９は、実施例２と同様に、キャップ２の一側面から、整流突起４１を通り抜ける吸気主流の流れ方向と同一方向に延設されている。
ここで、圧力損失を極力増加させることなく、エアフロメータ１０の出力特性のばらつきを小さくする、あるいは所望の範囲内に収めるという目的で、実験やシミュレーション等を実施して、実施例３と同様に、整流突起４１の寸法や形状を適宜変更しても良い（図８及び図９参照）。
以上のように、本実施例のエアクリーナにおいては、実施例１〜３と同様な効果を奏する。

［実施例５の構成］
図７、図１１および図１２は、本発明を適用した内燃機関のエアフロメータ（実施例５）を示したものである。ここで、実施例１〜４と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

本実施例のエアクリーナは、ケース１およびキャップ２等により構成されて、内部に中空部３が形成されるハウジングと、このハウジングの内部（中空部３）に収容保持されるエレメント６と、このエレメント６を通過した吸気の流れを整流する角環状の整流リブ（整流手段）５１とを備えている。

整流リブ５１は、エレメント６よりも吸気流方向の下流側のクリーンサイド５の途中に設けられる方形状の空間５２の周囲を周方向に取り囲むように設置されている。なお、整流リブ５１が全周に設けられていなくても構わない。
整流リブ５１は、キャップ２のクリーンサイド５側の内壁面に設けられる角環状のリブ固定部５３の環状端面に密着する基端部５４、およびこの基端部５４の内側端部からエレメント６側にクリーンサイド５側の内壁面に沿うように突出する突出部５５を有している。この突出部５５は、図１２において破線で囲まれた部分で、キャップ２のリブ固定部５３から直角（急激）に立ち上がる角筒状の突条スリーブとなっている。

整流リブ５１は、その吸気が通過する領域である突出部５５で囲まれた空間５２の吸気流れの上下流方向において、エレメント６を含む他の部品（例えばエレメント６を通り抜けた吸気を整流する整流部材）と非接触となるように配置されている。
すなわち、整流リブ５１の突出部５５は、エレメント６を含む他の部品との間に所定の距離を隔てて配置されている。
なお、整流リブ５１は、キャップ２の突起固定部４３に対して別体部品で構成されている。

整流リブ５１には、その基端部５４を肉厚方向（板厚方向）に貫通する嵌合孔が、所定の間隔を持って複数形成されている。
また、整流リブ５１の突出部５５は、キャップ２のクリーンサイド５の内壁面との間に所定の隙間を隔てて対向して配置されている。この整流リブ５１は、エレメント６のエレメント本体２１を通り抜けてキャップ２の内壁面に沿って流れる吸気を強制的に剥離して、エアフロメータ１０よりも吸気流方向の上流側で吸気の流れを効率良く整流することが可能な整流部を構成している。

キャップ２の内壁部には、整流リブ５１の基端部５４を固定するリブ固定部５３が一体的に形成されている。このリブ固定部５３は、角環状の段差であって、この段差から図示下方に向かって複数の嵌合ピン５６が延設されている。これらの嵌合ピン５６は、その軸線方向の先端部が、整流リブ５１の各嵌合孔を貫通して（通り抜けて）整流リブ５１のエレメント側に突き出され、その後、この整流リブ５１の端面から突き出した突出部（以下頭部）が、熱かしめ等により潰される。これにより、複数の嵌合ピン５６の各頭部は、整流リブ５１を係止する鍔状の係止部となる。したがって、整流リブ５１がキャップ２のリブ固定部５３の角環状端面に密着するように固定される。
なお、整流リブ５１の固定（取付）方法として、上記以外の方法を採用しても良い。

次に、キャップ２のリブ固定部５３に支持固定される角環状の整流リブ５１の高さ（Ｌ）、つまりキャップ２の内壁面から整流突起４１の突出端面までの距離（Ｌ）を種々変化させて、エアフロメータ１０の出力特性（空気流量に対する出力（電圧）特性）のばらつきおよび圧力損失について調査した複数の実験について説明する。
第１の実験は、整流リブ５１の高さ（Ｌ）を変化させて、エアフロメータ１０の出力特性のばらつきについて調査したもので、その実験結果を図７（ａ）のグラフに示した。
第２の実験は、整流リブ５１の高さ（Ｌ）を変化させて、整流リブ５１を通過する吸気の圧力損失について調査したもので、その実験結果を図７（ａ）のグラフに示した。

次に、エレメント６の濾材の下流端（山部２３）からキャップ２の突起固定部４３に支持固定される角環状の整流リブ５１までの距離、つまりエレメント６の下流端に対する整流リブ５１の位置（Ａ）を種々変化させて、エアフロメータ１０の出力特性（空気流量に対する出力（電圧）特性）のばらつきについて調査した実験について説明する。
この実験は、整流リブ５１の位置（Ａ）を変化させて、エアフロメータ１０の出力特性のばらつきについて調査したもので、その実験結果を図７（ｂ）のグラフに示した。

ここで、圧力損失を極力増加させることなく、エアフロメータ１０の出力特性のばらつきを小さくする、あるいは所望の範囲内に収めるという目的で、実験やシミュレーション等を実施して、実施例３及び４と同様に、整流リブ５１の寸法や形状を適宜変更しても良い。
以上のように、本実施例のエアクリーナにおいては、実施例１〜４と同様な効果を奏する。

［実施例６の構成］
図１３は、本発明を適用した内燃機関のエアクリーナ（実施例６）を示したものである。ここで、実施例１〜５と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。

本実施例のアウトレット９は、実施例２及び４と同様に、キャップ２の一側面から、整流リブ５１を通り抜ける吸気主流の流れ方向と同一方向に延設されている。
ここで、圧力損失を極力増加させることなく、エアフロメータ１０の出力特性のばらつきを小さくする、あるいは所望の範囲内に収めるという目的で、実験やシミュレーション等を実施して、実施例３〜５と同様に、整流リブ５１の寸法や形状を適宜変更しても良い。
以上のように、本実施例のエアクリーナにおいては、実施例１〜５と同様な効果を奏する。

［変形例］
本実施例では、本発明のエアクリーナを、内燃機関（エンジン）の燃焼室に供給される吸気を濾過する内燃機関のエアクリーナに適用しているが、本発明のエアクリーナを、例えば自動車等の車両または住宅等の建造物の室内を空調する空調装置に供給される外気または内気を濾過するエアクリーナに適用しても良い。

本実施例では、エレメント６を通過した空気（吸気）の流れを整流する整流手段として、シート状の全面メッシュ７を採用しているが、エレメント６を通過した空気の流れを整流する整流手段として、整流格子、整流板、整流リブ、整流突起、整流ダクト等の整流部材を採用しても良い。
ここで、実施例１又は２に、実施例３又は４を組み合わせても構わない。また、実施例１又は２に、実施例５又は６を組み合わせても構わない。また、実施例３又は４に、実施例５又は６を組み合わせても構わない。また、実施例１又は２に、実施例３又は４、および実施例５又は６を組み合わせても構わない。

本実施例では、全面メッシュ７の枠体３２の各嵌合孔を通り抜けて突き出した、複数の嵌合ピン３３の各頭部を熱かしめ等により潰してキャップ２のメッシュ固定部１７に全面メッシュ７を固定しているが、キャップ２のメッシュ固定部１７にインサートナットをインサート成形により所定の間隔で埋め込み、枠体３２に設けられる複数のボルト挿通孔にボルトを差し込み、このボルトの軸部の雄螺子をインサートナットの雌螺子孔に螺子込むことで、全面メッシュ７をメッシュ固定部１７に固定するようにしても良い。

本実施例では、整流突起４１の各嵌合孔を通り抜けて突き出した、複数の嵌合ピン４６の各頭部を熱かしめ等により潰してキャップ２の突起固定部４３に整流突起４１を固定しているが、キャップ２の突起固定部４３にインサートナットをインサート成形により所定の間隔で埋め込み、整流突起４１に設けられる複数のボルト挿通孔にボルトを差し込み、このボルトの軸部の雄螺子をインサートナットの雌螺子孔に螺子込むことで、整流突起４１を突起固定部４３に固定するようにしても良い。
また、整流突起４１をキャップ２の内壁部に樹脂一体成形しても良い。
また、整流突起４１よりも吸気流方向の下流側のキャップ２の肉厚を、整流突起４１よりも吸気流方向の上流側のキャップ２の肉厚と略同一にしても構わない。

本実施例では、整流リブ５１の各嵌合孔を通り抜けて突き出した、複数の嵌合ピン５６の各頭部を熱かしめ等により潰してキャップ２のリブ固定部５３に整流リブ５１を固定しているが、キャップ２のリブ固定部５３にインサートナットをインサート成形により所定の間隔で埋め込み、整流リブ５１に設けられる複数のボルト挿通孔にボルトを差し込み、このボルトの軸部の雄螺子をインサートナットの雌螺子孔に螺子込むことで、整流リブ５１をリブ固定部５３に固定するようにしても良い。
また、整流リブ５１をキャップ２の内壁部に樹脂一体成形しても良い。
また、整流リブ５１よりも吸気流方向の下流側のキャップ２の肉厚を、整流リブ５１よりも吸気流方向の上流側のキャップ２の肉厚と略同一にしても構わない。

１ ケース（ハウジング）
２ キャップ（ハウジング）
３ 中空部
４ ダストサイド
５ クリーンサイド
６ エレメント
７ 全面メッシュ（整流手段）
８ インレット
９ アウトレット
１０ エアフロメータ

Claims (10)

1. （ａ）インレット（８）とアウトレット（９）との間に中空部（３）を有する中空状のハウジング（１、２）と、
   （ｂ）前記中空部（３）をダストサイド（４）とクリーンサイド（５）とに区画すると共に、前記インレット（８）から前記中空部（３）に導入された空気を濾過するエレメント（６）と、
   （ｃ）前記アウトレット（９）に設置されて、前記アウトレット（９）を通過する空気の流量を測定するエアフロメータ（１０）と、
   （ｄ）前記エレメント（６）と前記アウトレット（９）との間に配置されて、前記エレメント（６）を通過した空気の流れを整流する整流手段（７、４１、５１）と
   を備え、
   前記整流手段（７、４１、５１）は、その空気が通過する領域（３１、４２、４５、５２、５５）の空気流れの上下流方向において、前記エレメント（６）を含む他の部品と非接触となるように配置されていることを特徴とするエアクリーナ。
2. 請求項１に記載のエアクリーナにおいて、
   前記整流手段（７）とは、前記クリーンサイド（５）の全面を占有するように配置された全面メッシュ（３１、３２）または整流格子のことであることを特徴とするエアクリーナ。
3. 請求項２に記載のエアクリーナにおいて、
   前記全面メッシュ（７、３１）または整流格子の外周端縁を保持すると共に、前記ハウジング（１、２）に固定される環状の枠体（３２）を備え、
   前記全面メッシュ（７、３１）または整流格子は、前記枠体（３２）と一体に構成されていることを特徴とするエアクリーナ。
4. 請求項２または請求項３に記載のエアクリーナにおいて、
   前記中空部（３）で前記全面メッシュまたは整流格子を通過してから前記アウトレット（９）へ導かれる空気の流れは、縮流となっていることを特徴とするエアクリーナ。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載のエアクリーナにおいて、
   前記整流手段（４１）とは、前記クリーンサイド（５）側の内壁から前記クリーンサイド（５）の流路断面積を狭くする側に突出し、前記クリーンサイド（５）側の内壁に沿って流れる空気を整流する整流突起（４１、４４、４５）のことであることを特徴とするエアクリーナ。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載のエアクリーナにおいて、
   前記整流手段（５１）とは、前記クリーンサイド（５）側の内壁から前記エレメント（６）側に前記クリーンサイド（５）側の内壁に沿うように突出し、前記クリーンサイド（５）側の内壁に沿って流れる空気を整流する整流リブ（５１、５４、５５）のことであることを特徴とするエアクリーナ。
7. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載のエアクリーナにおいて、
   前記整流手段（７、４１、５１）は、前記ハウジング（１、２）に対して別体部品で構成されていることを特徴とするエアクリーナ。
8. 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載のエアクリーナにおいて、
   前記アウトレット（９）の内部には、前記中空部（３）よりも流路断面積が減少する出口流路（１４）が形成されていることを特徴とするエアクリーナ。
9. 請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載のエアクリーナにおいて、
   前記エレメント（６）は、不織布または濾紙により形成される濾材（２１）、およびこの濾材（２１）の周囲を取り囲む環状の周縁部（２２）を有していることを特徴とするエアクリーナ。
10. 請求項９に記載のエアクリーナにおいて、
    前記濾材（２１）は、その一部（２３）が、前記周縁部（２２）よりも前記ダストサイド（４）側に張り出していることを特徴とするエアクリーナ。

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