JP2015004316A - Air cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に用いられるエアクリーナに関し、特に、二重のエレメントを備えたエアクリーナのシール構造に関する。 The present invention relates to an air cleaner used for an internal combustion engine, and more particularly to a seal structure of an air cleaner provided with double elements.
自動車、例えば、トラック等の内燃機関の吸入空気を濾過するために用いられる二重のエレメントを備えたエアクリーナが知られている。この種のエアクリーナは、半径方向に延びる入口管及び軸方向に延びる出口管を備えた有底円筒状のケースを有し、該ケース内に、同心円状に配された円筒状の外側エレメント及び内側エレメントが収容されている。 There is known an air cleaner having a double element used for filtering intake air of an internal combustion engine such as an automobile such as a truck. This type of air cleaner has a bottomed cylindrical case with a radially extending inlet tube and an axially extending outlet tube, in which a cylindrical outer element and an inner concentrically arranged Contains the element.
この種のエアクリーナのシール構造として、二重のエレメントを備えるものではないが、例えば、特許文献1に記載されているものがある。引用文献1では、フィルタエレメントの端部に配されたエンドプレートは、軸方向外側に向かって2つのビードが突出しており、ビード間に断面V字型のシール溝が周方向に連続するように形成されている。一方、ケース側には、前記エンドプレートに向けて軸方向内側に突出する断面V字型の突起部が周方向に連続するように設けられている。このエンドプレート側のシール溝とケース側の突起部とが当接することによって、シール溝の内周面及び外周面に亘って内外二重のシールが形成される。
As a seal structure of this type of air cleaner, a double element is not provided, but for example, there is one described in
しかし、二重のエレメントを備えるエアクリーナに前記のようなシール構造を適用した場合、外側エレメント及び内側エレメント双方のエンドプレートにビードを設けてシール溝を形成しなければならず、さらに双方のシール溝に係合するようにケースに突起部を二重に設けなくてはならないため、ケースの構造が複雑化することとなる。この結果、ケースに使用可能な材料や製造方法が限定され、ケースの製造が困難なものとなる。 However, when the seal structure as described above is applied to an air cleaner having a double element, a bead is provided on the end plate of both the outer element and the inner element to form a seal groove, and both the seal grooves are further formed. Since the protrusions must be provided in the case so as to engage with the case, the structure of the case becomes complicated. As a result, the materials and manufacturing methods that can be used for the case are limited, making it difficult to manufacture the case.
本発明によれば、エアクリーナは、一方の端部が開口した有底円筒状のケースと、ケースの開口端に着脱可能に取付けられたカバーと、を有する。ケース内に円筒状の外側エレメントと円筒状の内側エレメントとが同心円状に配置されている。ケースは、円筒状の外周壁と、環状の底壁と、を有し、外周壁には入口管が設けられており、底壁の中央開口部に出口管が挿入されている。外側エレメント及び内側エレメントの端部に、円環状をなすシール部材がそれぞれ設けられており、外側エレメントのシール部材は外周壁の内側面に対し半径方向外側に圧接し、内側エレメントのシール部材は、出口管の外周面に対し半径方向内側に圧接している。 According to the present invention, the air cleaner has a bottomed cylindrical case with one end opened, and a cover detachably attached to the open end of the case. A cylindrical outer element and a cylindrical inner element are concentrically arranged in the case. The case has a cylindrical outer peripheral wall and an annular bottom wall. The outer peripheral wall is provided with an inlet pipe, and the outlet pipe is inserted into the central opening of the bottom wall. An annular sealing member is provided at each end of the outer element and the inner element. The sealing member of the outer element is in pressure contact with the inner surface of the outer peripheral wall in the radial direction. The sealing member of the inner element is The outer peripheral surface of the outlet pipe is pressed inward in the radial direction.
このような発明では、ケースの外周壁と出口管とによって外側エレメントと内側エレメントとの双方がシールされ、シール用の他の部品をケースに付加する必要がない。 In such an invention, both the outer element and the inner element are sealed by the outer peripheral wall of the case and the outlet pipe, and there is no need to add other parts for sealing to the case.
本発明の好ましい一態様では、底壁にケース内側に突出する突起部が形成されており、外側シール部材の一部が突起部に外周側から係合する。 In a preferred aspect of the present invention, the bottom wall is formed with a protrusion that protrudes inward of the case, and a part of the outer seal member is engaged with the protrusion from the outer peripheral side.
本発明のさらに好ましい一態様では、突起部は、外側エレメントのシール部材と内側エレメントのシール部材との間に配置されている。 In a further preferred aspect of the present invention, the protrusion is disposed between the seal member of the outer element and the seal member of the inner element.
このような発明では、内燃機関の運転時における負圧の作用によって外側シール部材が内周側へ変位しようとする場合であっても、外側エレメントのシール部材が底壁の突起部に係合し、その内周側への変位が阻止される。 In such an invention, the seal member of the outer element engages with the protrusion on the bottom wall even when the outer seal member tends to displace to the inner peripheral side due to the negative pressure during operation of the internal combustion engine. The displacement to the inner peripheral side is prevented.
本発明によれば、構造を複雑化させることなく、外側エレメントと内側エレメントの双方を確実にシールすることができ、エアクリーナの構成の簡素化が図れる。 According to the present invention, both the outer element and the inner element can be reliably sealed without complicating the structure, and the configuration of the air cleaner can be simplified.
以下、図1〜図5に基づいて、本発明の一実施例について詳細に説明する。図1,2に示すように、エアクリーナ1は、一方の端部が開口した有底円筒状をなす板金製のケース2と、このケース2の開口端に着脱可能に取付けられた円板状のカバー3と、を有し、ケース2内には、外周側に位置する円筒状の外側エレメント20と、外側エレメント20の内周側に挿入された円筒状の内側エレメント30と、が同心円状に配置されている。外側エレメント20及び内側エレメント30は、放射状に折り曲げてなる円筒状の濾材21,31をそれぞれ有する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the
ケース2は、円筒状の外周壁8と、ケース2の開口端の反対側に位置する環状の底壁10と、を有する。外周壁8には半径方向外側に突出する入口管14が設けられており、底壁10には該底壁10の中央に設けられた円形の開口部に出口管16が挿入されている。この出口管16の軸方向内側の端部は、底壁10から所定の長さだけ内側エレメント30側に突出している。底壁10の外周寄りの位置には、軸方向内側に僅かに突出する突起部11(以下、底壁突起部11という)が形成されている。底壁突起部11は、断面略U字形をなしており、図1に示すように、周方向に連続している。底壁突起部11は、プレス成形によって形成される。カバー3は、外周部に設けられた複数の留め具3a(例えば、クリップ)がケース2の外周壁8に係合することによって、ケース2の開口端に取り付けられている。
The
このように構成されたエアクリーナにおいて、吸入空気は、入口管14を通ってケース2内に流入し、外側エレメント20の濾材21を通過して半径方向内側へと流れ、さらに内側エレメント30の濾材31を通過した後、軸方向に延びる出口管16を通ってケース2から流出する。
In the air cleaner thus configured, the intake air flows into the
外側エレメント20は、外側エレメント20に付着した塵埃の除去のために取り外し可能となっており、取り外して清掃することで外側エレメント20の目詰まりを防止することができる。また、外側エレメント20及び内側エレメント30を内外二重に配設することにより、外側エレメント20を取り外している間、異物の侵入が内側エレメント30によって阻止されるようになっている。
The
次に、外側エレメント20及び内側エレメント30について詳細に説明する。図4に示すように、外側エレメント20は、エキスパンドメタルをロール成形することでそれぞれ円筒状に形成されたメッシュ状の外筒22及び内筒23を有する。外筒22及び内筒23は、同心円状に配され、所定の間隔を隔てて離間しており、その間に濾材21が配置されている。外側エレメント20の一方の端部は、円形のエンドプレート24によって全体が塞がれている。エンドプレート24とは反対側となる外側エレメント20の他方の端部には、外筒22と内筒23とを連結するように円環状をなすシール部材26(以下、外側シール部材26という)が設けられており、内筒23よりも内周の中心部分は、開口している。外側シール部材26及びエンドプレート24は、例えば、ウレタンゴムからなり、濾材21端部を外筒22及び内筒23とともに挿入配置した金型内で成形することにより、これらの濾材21等と一体化されている。
Next, the
内側エレメント30は、図5に示すように、外側エレメント20と同様の構成を有しており、エキスパンドメタルからなる外筒32及び内筒33と、放射状に折り返した濾材31と、を備え、一端がエンドプレート34によって閉塞されている。エンドプレート34とは反対となる内側エレメント30の他方の端部には、円環状のシール部材36(以下、内側シール部材36という)が外筒32等と一体に成形されている。内側シール部材36及びエンドプレート34は、例えば、ウレタンゴムから成形される。内側エレメント30は、外側エレメント20内に挿入される部材であるため、外側エレメント20の外側シール部材26の内径より僅かに径が小さい。また、外筒32と内筒33との間の間隔は、外側エレメント20の外筒22と内筒23との間の幅よりも小さく、外筒32と内筒33との間に挿入される濾材31の半径方向の寸法も外側エレメント20に用いられる濾材21の幅よりも小さい。また内側シール部材36の半径方向の寸法も外側シール部材26の半径方向の寸法よりも小さくなっている。
As shown in FIG. 5, the
次に図2,3を参照して、エアクリーナ1の組立状態におけるシール構造について詳細に説明する。内側エレメント30は、底壁10の開口部を通って軸方向内側に延びている出口管16の外周面16aに沿って配置され、外側エレメント20は、内側エレメント30から所定の間隔を隔てて、内側エレメント30の外周側に配置されている。図2に示すように、内側エレメント30のエンドプレート34は、外側エレメント20のエンドプレート24と当接し、外側エレメント20のエンドプレート24は、カバー3の内側面に当接している。
Next, the seal structure in the assembled state of the
図3に示すように、ケース2の底壁10外周縁に接続される外周壁8の端部は、部分的に小径となっており、ケース2(ひいては外側エレメント20)の中心軸線と平行な円筒面からなるシール壁12を構成している。このシール壁12に対し、前記外側エレメント20の外側シール部材26の外周面26bは、外側エレメント20の中心軸線と平行な円筒面をなし、かつシール壁12に対し適当な面圧で圧接するように、シール壁12の内径に対し所定量だけ大きく設定した外径を有している。
As shown in FIG. 3, the end portion of the outer
従って、外側エレメント20をケース2に組み付ける際には、ケース2に対し外側エレメント20を軸方向に圧入することで組付が行われ、図3に示すように組み付けた状態では、外側シール部材26の外周面26bが全周に亘ってシール壁12の内周面12aに圧接する。これにより、外側エレメント20とケース2との間がシールされる。円環状をなす外側シール部材26は、エキスパンドメタルからなる外筒22、内筒23及び濾紙21と一体に成形されていることから、全体として半径方向に十分な剛性を有し、シール壁12との間で半径方向に十分な面圧を保持することができる。
Accordingly, when the
また、前記外側シール部材26の端面26aは、ケース2への組付状態では、ケース2の底壁10に対向しているが、この端面26aに、前記底壁10の底壁突起部11に対応した突起部27(以下、外側突起部27という)が形成されている。この外側突起部27は、底壁突起部11の外周縁に対応した半径位置にあり、略山型の断面形状を有するとともに、全周に亘って環状に連続している。従って、組付状態では、外側突起部27が底壁突起部11の外周に沿って位置する。
Further, the
内燃機関の運転時には、外側エレメント20の内周側に負圧が作用し、特に塵埃の堆積により外側エレメント20の通気抵抗が大きくなると、外側エレメント20の濾紙21が内周側へ付勢される。従って、外側シール部材26は径の縮小方向に力を受けるが、外側シール部材26が内周側へ変位しようとすると、外側突起部27が底壁突起部11に係合し、その内周側への変位が規制される。これにより、外側シール部材26の外周面26bとシール壁12との間での面圧低下が抑制され、両者間でのシール性が維持される。
During operation of the internal combustion engine, a negative pressure acts on the inner peripheral side of the
なお、図示例では、ケース2は、外周壁8部分と底壁10部分とが別の金属板から構成され、かつ溶接等により一体に接合されているが、シール壁12部分は、底壁10側の母材の一部として形成されている。また、断面略矩形状に金型成形される外側シール部材26の外周側コーナ部には面取り状の肉抜き部28が設けられており、コーナ部でのケース2からの浮き上がりを回避している。
In the illustrated example, the
一方、内側エレメント30の内側シール部材36は、図3に示すように、内側エレメント30の中心軸線と平行な円筒面をなす内周面36cと、前記中心軸線と直交する平面に沿った端面36aと、を有し、ケース2中心の出口管16に嵌合している。詳しくは、前記内周面36cは、円筒面をなす出口管16の外周面16aに適当な面圧で圧接するように、出口管16の外径に対し所定量だけ小さく設定した内径を有している。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the
従って、内側エレメント30をケース2に組み付ける際には、外側エレメント20と同様に、ケース2に対し内側エレメント30を軸方向に圧入することで組付が行われ、図3に示すように組み付けた状態では、内側シール部材36の内周面36cが全周に亘って出口管外周面16aに圧接する。これにより、内側エレメント30とケース2との間がシールされる。円環状をなす内側シール部材36は、エキスパンドメタルからなる外筒32、内筒33及び濾紙31と一体に成形されているので、やはり全体として半径方向に十分な剛性を有し、出口管16との間で半径方向に十分な面圧を保持することができる。内側エレメント30は、内燃機関の運転時に作用する負圧により内周側つまり面圧が増加する方向に付勢されるので、負圧による面圧低下の懸念はない。なお、図示例では、内側シール部材36の端面に、軸方向に局部的に突出した突起部(以下、内側突起部37という)が全周に亘って連続して形成されており、組付状態では、この内側突起部37が底壁10に当接している。
Therefore, when the
このように、前記実施例によれば、外側エレメント20がシール壁12に対し半径方向外側に圧接してシールされるとともに、内側エレメントが出口管に対して半径方向内側に圧接してシールされるので、基本的に他のシール用の部品を付加する必要がなく、構成を簡素化できる。
Thus, according to the above-described embodiment, the
また、底壁10の底壁突起部11は、プレス加工により容易に形成することができるため、エアクリーナ全体としての製造が容易となる。
Moreover, since the bottom
次に図6を参照して、底壁10に設けられる突起部の他の実施例について説明する。本実施例は、底壁10に設けられた底壁突起部以外の構成については、図1〜図5に示した実施例の構成と同一である。本実施例では、底壁10は、外側シール部材26と内側シール部材36との間において軸方向内側に突出している底壁突起部110を有する。底壁突起部110は、周方向に円環状に連続しているものであって、底壁10と平行な段部として底壁10から軸方向内側に突出した幅の広い第1の部分111と、底壁10の内径側にあり、底壁10と平行な段部として底壁10から軸方向内側に突出した幅の狭い第2の部分112と、第1の部分111と第2の部分112とを連続的に繋ぐように第1の部分111及び第2の部分112からさらに軸方向内側に向かって断面略U字形に突出した幅の狭い第3の部分113とからなる。
Next, with reference to FIG. 6, another embodiment of the protrusion provided on the
エアクリーナ1の組立状態において、第1の部分111は、外側シール部材26の端面26aの内周縁と当接し、第2の部分112は内側シール部材36の端面36aの外周縁と当接する。第3の部分113は、外周面が外側シール部材26の内周面26cと当接し、内周面が内側シール部材36の外周面36bと当接する。
In the assembled state of the
内燃機関の運転時には、外側エレメント20の内周側に負圧が作用し、外側エレメント20の濾紙21が内周側へ付勢される。従って、外側シール部材26は径の縮小方向に力を受けるが、外側シール部材26が内周側へ変位しようとすると、外側シール部材26が底壁突起部110に係合し、その内周側への変位が規制される。これにより、外側シール部材26の外周面26bとシール壁12との間での面圧低下が抑制され、両者間でのシール性が維持される。
During operation of the internal combustion engine, negative pressure acts on the inner peripheral side of the
なお、図示の実施例では、外側エレメント20及び内側エレメント30の外筒22,32及び内筒23,33は、エキスパンドメタルをロール成形することでそれぞれ形成されているが、複数の開口を開口形成した金属板をロール成形することでそれぞれ形成するようにしてもよい。さらに、底壁突起部11,110は、各実施例の形状に限定されることなく、他の形状、例えば、角形としてもよい。同様に、外側突起部27は略山形の断面形状を有しているが、底壁突起部11と内周側で係合する形状であればよく、例えば、ステップ状の段差としてもよい。さらに、図示の実施例では、底壁突出部11,110は周方向に連続しているが、例えば、ボス状の突起を周方向に断続的に設けるようにしてもよい。また、ケース2及びカバー3を樹脂で成形してもよい。
In the illustrated embodiment, the
1 エアクリーナ
2 ケース
10 底壁
11 突起部
12 シール壁
20 外側エレメント
26 外側シール部材
27 外側突起部
30 内側エレメント
36 内側シール部材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ケースの開口端に着脱可能に取付けられたカバーと、を有し、
前記ケース内に、円筒状の外側エレメントと円筒状の内側エレメントとが同心円状に配置されたエアクリーナにおいて、
前記ケースは、円筒状の外周壁と、環状の底壁と、を有し、前記外周壁には入口管が設けられており、前記底壁の中央開口部に出口管が挿入されており、
前記外側エレメント及び前記内側エレメントの端部に、円環状をなすシール部材がそれぞれ設けられており、
前記外側エレメントのシール部材は前記外周壁の内側面に対し半径方向外側に圧接し、前記内側エレメントのシール部材は、前記出口管の外周面に対し半径方向内側に圧接していることを特徴とするエアクリーナ。 A bottomed cylindrical case with one end open;
A cover removably attached to the open end of the case,
In the air cleaner in which the cylindrical outer element and the cylindrical inner element are arranged concentrically in the case,
The case has a cylindrical outer peripheral wall and an annular bottom wall, the outer peripheral wall is provided with an inlet pipe, and an outlet pipe is inserted into a central opening of the bottom wall,
An annular sealing member is provided at each end of the outer element and the inner element,
The seal member of the outer element is in pressure contact with the inner surface of the outer peripheral wall radially outward, and the seal member of the inner element is in pressure contact with the outer peripheral surface of the outlet pipe radially inward. Air cleaner.
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