JP2017025839A - エアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成によりフィルタを有効にクリーニングできるようにしたエアクリーナを提供すること。【解決手段】ハウジング１１のダスト側ケース１２とクリーン側ケース１３との間にフィルタ１８が設けられ、インレット１５から吸引されたエアがフィルタ１８によって濾過されてアウトレット１６から送出される。インレット１５からアウトレット１６に到るエア流路に、エア流によって回転されて、フィルタ１８を叩打して、フィルタ１８に振動を付与し、この振動によってフィルタ１８上のダストを落とすようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、ハウジング内のフィルタによってエアを濾過するようにしたエアクリーナに関するものである。

この種のエアクリーナにおいては、インレットからハウジング内に吸引されたエアがフィルタで濾過されて、アウトレットからエンジンの吸気側に吸入される。フィルタには濾過されて分離されたダストが捕捉される。このダストの捕捉量が多くなって、そのダストがフィルタ上に大量に蓄積されると、フィルタにおける圧力損失が高くなる。このため、エンジンの燃費や出力に悪影響が与えられることになり、フィルタをエアブロー等によってクリーニングする必要がある。特に、多塵地域においては、このフィルタクリーニングを頻繁に行なう必要があり、場合によっては、フィルタの短期間での交換が必要になる。このような問題に対処するためには、濾過面積が大きく、従って、ダスト蓄積容量が大きなフィルタを用いられるが、この場合には、エアクリーナ全体が大形化して、エアクリーナをエンジンルーム内の限られたスペース内に組み込むことに困難性が生じる。

特許文献１のエアクリーナには、エンジンのサージタンクの内圧変化によって駆動される清掃部材が設けられている。そして、エンジンの始動時等において、サージタンク内の圧力が変化した場合は、清掃部材がフィルタの襞上を移動して、フィルタに捕捉されたダストが落とされるようになっている。このような手段を採用したことにより、フィルタの濾過能力が維持されるようになっている。

特開２０１２-１１５０８９号公報

特許文献１の構成においては、清掃部材が前記のようにサージタンク内の圧力変化を利用して動作されるようになっているため、サージタンクとエアクリーナとの間にサージタンクの圧力変動を清掃部材に伝達させたり、清掃部材を初期位置に戻したりする部材が必要になり、構成が複雑になる。

本発明の目的は、簡単な構成によりフィルタをクリーニングして、フィルタ上の蓄積ダスト量を少なくできるようにしたエアクリーナを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明においては、インレットとアウトレットとを設けたハウジング内にフィルタを設け、前記インレットから吸引されたエアが前記フィルタによって濾過されて前記アウトレットから送出されるようにしたエアクリーナにおいて、前記インレットから前記アウトレットに到るエア流路に、エア流によって回転されて、前記フィルタに振動を付与するようにした回転体を設けたことを特徴とする。

以上のように構成されたエアクリーナにおいては、エアがインレットからハウジング内に吸引されてフィルタを介してアウトレットから送出されると、エア内のダストがフィルタによって捕捉される。そして、インレットからアウトレットに向かうエア流によって回転体が回転される。そして、この回転によってフィルタに対して振動が付与されて、フィルタ上のダストが落とされる。このように、ハウジング内のエア流を利用して回転体が回転されて、フィルタに振動が付与されるため、回転体に駆動部から回転を伝達するような部材は不要となり、特許文献１とは異なり、構成が簡単である。

本発明によれば、簡単な構成にも関わらず、フィルタ上のダストを有効に落とすことができる効果がある。

実施形態のエアクリーナの縦断面図。 実施形態のエアクリーナの横断面図。 ファンを省略して示す実施形態のエアクリーナの横断面図。 支持軸の先端部の拡大図。 変更例を示す横断面図。

以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に従って説明する。
図１及び図２に示すように、エアクリーナの合成樹脂製のハウジング１１は、一端を開放したクリーン側ケース１３と、一端の開放部においてクリーン側ケース１３に対して開閉可能なダスト側ケース１２とを備えている。両ケース１２，１３はそれらの開口端部が図示しないクランプ金具等によって閉鎖状態に保持される。ダスト側ケース１２の上下方向中間部には大気に開放されたインレット１５が、クリーン側ケース１３の上部にはエンジンの吸気側（図示しない）に接続されたアウトレット１６が形成されている。なお、本実施形態では、図１の上下をエアクリーナの上下とする。

両ケース１２，１３間には、フィルタ１８が着脱可能に装着されている。このフィルタ１８は、ほぼ水平方向に延びる多数の襞１９を有し、それらの襞１９が上下方向に配列されている。そして、エンジンの稼働にともない、大気がインレット１５からダスト側ケース１２内に吸引され、フィルタ１８を通ってクリーン側ケース１３内に到り、クリーン側ケース１３からアウトレット１６を介してエンジンに送出される。従って、ダストを含んだ大気はフィルタ１８において濾過されて、ダストがフィルタ１８のダスト側ケース１２側の面に捕捉される。

図１に示すように、前記フィルタ１８よりインレット１５側の位置において、ダスト側ケース１２の底壁２１には、下方に向かう排出筒２２が一体形成されている。この排出筒２２の下端部には、ゴム材よりなる排塵弁２３が取り付けられている。この排塵弁２３は、通常は自身の弾性によりその下端の排出口２４が閉じられており、その排出口２４は車両振動等の外力によって前記弾性に抗して一時的に開放される。前記排出筒２２とフィルタ１８との間において、底壁２１には排出筒２２の上端開口と連続する凹部２５が形成されている。

図１及び図３に示すように、前記ダスト側ケース１２の一方の側壁２６の下部内面には片持ち状の支持軸２８がほぼ水平方向に延びるように一体形成されており、図４に示すように、その支持軸２８の先端部には切り込みにより一対の軸片２８１が形成されている。両軸片２８１の先端部には全体として先細にした斜面２８２を有する突起２８３が形成されている。

図１〜図３に示すように、支持軸２８には回転体としてのシロッコファン状の掻き落としファン（以下、単にファンという）３１が中心部の軸筒３２においてほぼ上下方向の面内において自由回転可能に支持され、前記突起２８３によって抜け止めされている。なお、ファン３１の軸筒３２を支持軸２８に外嵌する際には、斜面２８２と軸筒３２との係合に基づく斜面２８２の作用により、軸片２８１が内側に変形して、軸筒３２の通過が許容される。ファン３１の回転域の上部側が前記インレット１５とフィルタ１８との間のエア流路に位置している。そして、エア流路は前記回転域の外周部におけるほぼ接線方向と同方向に形成される。

ファン３１は、軸筒３２の周囲に複数枚の羽根３３を備えている。これらの羽根３３は、ファン３１がインレット１５からのエア流によって回転しやすいように屈曲または湾曲されている。羽根３３の風受け面の裏面には、植毛加工等により、毛羽立ち３４が設けられている。そして、エア流によるファン３１の回転により、ファン３１がフィルタ１８の襞１９の配列方向に沿って回転されて、毛羽立ち３４の部分、すなわち羽根３３の先端部における風受け部の裏面がフィルタ１８の襞１９上を上下方向に移動し、その先端部の裏面により複数の襞１９が叩打される。

次に、以上のように構成された実施形態の作用を説明する。
エンジンが稼働されて、インレット１５からエアが吸引されると、その吸引されたエアはフィルタ１８によって濾過されて、そのエアに含まれていたダストは、フィルタ１８に捕捉される。そして、フィルタ１８側に流れるエア流によってファン３１が上下方向に回転される。このため、ファン３１の各羽根３３によりフィルタ１８の襞１９が連続して断続的に叩打される。この叩打により、フィルタ１８全体が振動されて、フィルタ１８に捕捉されたダストがダスト側ケース１２の底壁２１上に落下される。なお、各羽根３３に直接当たった大きめのダストは、フィルタ１８に達することなく、底壁２１上に落下される。落下されたダストは底壁２１の凹部２５に導かれる。そして、回転されるファン３１の羽根３３の毛羽立ち３４が凹部２５内を排塵弁２３側に移動され、凹部２５内のダストが掻き出されて、排塵弁２３内に落下される。排塵弁２３内に落下されたダストは、車両振動等による排塵弁２３の排出口２４の開放によって車外に落下排出される。

本実施形態においては、以下の効果がある。
（１）インレット１５からフィルタ１８に到るエア流路に、ファン３１が設けられている。そのファン３１は、エア流によって回転されて、フィルタ１８を叩打し、その叩打により、フィルタ１８に振動が付与されて、フィルタ１８上のダストが落とされる。このため、エンジンの吸気圧の変動等によるエアクリーナ外の駆動部の力を用いることなく、フィルタ１８上のダストを効果的に落とすことができる。従って、ダストを落とすための構成を簡素化できる。また、前記のように、フィルタ１８上のダストを効果的に落とすことができるため、フィルタ１８のクリーニングの回数を減らしたり、フィルタ１８の交換回数を少なくしたりすることができる。さらに、フィルタ１８上に蓄積されるダストの量を減らすことができるため、大面積のフィルタ１８は不要になる。従って、エアクリーナのハウジング１１を小形化できて、エンジンルーム内への搭載に対する制約が少なくなる。

（２）ファン３１は、回転によってフィルタ１８を直接叩打するため、フィルタ１８に対して有効な振動を与えて、ダストを落とすことができる。なお、ファン３１の羽根３３が撓み度合いに応じて、叩打の状態が変化する。羽根３３の剛性が高く、羽根３３が撓みにくい場合は、羽根３３が襞１９に当たったときにおける振動が大きい。逆に羽根３３の剛性が低く、羽根３３が撓みやすい場合は、羽根３３の長さ（ファン３１の径方向の長さ）を長くすることにより、羽根３３を多数の襞１９に叩打させることができる。

（３）ファン３１がインレット１５とフィルタ１８との間に配置されているため、しかも、ファン３１の外周部の接線方向に沿ってエア流が形成されるため、ファン３１を有効に回転させることができて、ダストを適切に落とすことができる。

（４）そして、インレット１５とフィルタ１８との間におけるダスト側ケース１２の底壁２１には、車両振動によって開放されてダストをハウジング１１外に排出するための排塵弁２３を設けられている。このため、ダスト側ケース１２内のダストをハウジング１１外に排出できて、フィルタ１８に対するダストの再捕捉を抑えることができる。このため、フィルタ１８のクリーニング回数をさらに少なくできる。

（５）ダスト側ケース１２の底壁２１に、ダストを排塵弁２３に導くための凹部２５が形成されているため、底壁２１のダストが凹部２５を介して排塵弁２３に導かれて円滑に排出される。

（６）ファン３１の羽根３３の風受け面の裏面に毛羽立ち３４が形成され、この毛羽立ち３４が凹部２５内を移動して、その凹部２５内のダストが排塵弁２３に向かって掻き出される。従って、凹部２５内にダストが留まることなく排塵弁２３に導かれて排出される。

（７）ファン３１の回転方向が上下方向で、フィルタ１８の襞１９の配列方向と同方向であるため、ファン３１の羽根３３は、フィルタ１８の襞１９を有効な角度で叩打することになる。従って、フィルタ１８全体を効果的に振動させて、ダスト落としを適切に実行できる。

（８）支持軸２８がダスト側ケース１２と一体形成されているため、部品点数が少なくなって、構成を簡素化できるとともに、エアクリーナの組付けの容易化を図ることができる。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化してもよい。
・図１に２点鎖線で示すとともに、図５に示すように、ダスト側ケース１２の底壁２１に排出筒２２及び凹部２５に向かって下降傾斜させた傾斜面２１１を形成すること。このようにすれば、底壁２１に落下したダストを排塵弁２３に対して円滑に導くことができる。

・前記実施形態においては、ファン３１の各羽根３３に毛羽立ち３４を設けたが、例えば、１枚おきの羽根３３に設けたり、１枚の羽根３３のみに設けたり、適宜変更すること。

・ファン３１の羽根３３を回転方向の前側に向かって凸状に、後側には凹状に形成すること。このように構成すれば、エア流によりファン３１が回転しやすくなる。
・前記実施形態では、ファン３１の支持軸２８をダスト側ケース１２の側壁２６に一体形成したが、ダスト側ケース１２とは例えば金属製の別体の支持軸を用いること。この場合、ダスト側ケース１２には、支持軸を受けるための軸受部を設ける必要がある。

・ファン３１の軸筒３２または支持軸２８に摩擦抵抗を少なくするための潤滑剤を含有させたり、両者の接触面に低摩擦抵抗を有するための表面処理を施したりして、ファン３１を回転しやすくすること。

・ファン３１をフィルタ１８の下流側であるクリーン側ケース１３内に設けること。
・ファン３１をフィルタ１８以外の部分を叩くように構成すること。例えば、ダスト側ケース１２の内側面に突起を設けてその突起を叩打するように構成すること。このようにすれば、突起が叩打されたときに発生される振動がフィルタ１８に伝達されて、フィルタ１８に捕捉されたダストが落とされる。このように構成した場合、回転体としてのファンは、シロッコファン形状だけではなく、他の形状、例えばプロペラファン形状を採用することも可能になる。

・前記実施形態では、支持軸２８は水平方向の延びるように支持されているが、上下方向に延びるように支持すること。この場合、ファン３１は水平面内を回転するので、フィルタ１８の襞１９が上下方向に延びて水平方向に配列されている場合に都合がよい。

・ダスト側ケース１２の凹部２５を省略すること。この場合、羽根３３の毛羽立ち３４はダスト側ケース１２の底壁２１上を移動する。
・羽根３３の毛羽立ち３４を省略すること。この場合、羽根３３がフィルタ１８に当たったときの衝撃を大きくして、振動を大きくできる。

・ダスト側ケース１２の底壁２１の凹部２５及び排塵弁２３を省略すること。このように構成しても、フィルタ１８に対するダストの蓄積量を少なくできる。
・ダスト側ケース１２の底壁２１の排塵弁２３を省略し、その底壁２１にダストを貯留するための凹部を設けること。

１１…ハウジング、１２…ダスト側ケース、１３…クリーン側ケース、１５…インレット、１６…アウトレット、１８…フィルタ、１９…襞、２１…底壁、２３…排塵弁、２５…凹部、２６…側壁、２８…支持軸、３１…ファン、３３…羽根、３４…毛羽立ち。

Claims (9)

1. インレットとアウトレットとを設けたハウジング内にフィルタを設け、前記インレットから吸引されたエアが前記フィルタによって濾過されて前記アウトレットから送出されるようにしたエアクリーナにおいて、
   前記インレットから前記アウトレットに到るエア流路に、エア流によって回転されて、前記フィルタに振動を付与するようにした回転体を設けたことを特徴とするエアクリーナ。
2. 前記回転体は、回転によって前記フィルタを叩打する請求項１に記載のエアクリーナ。
3. 前記回転体は、前記インレットと前記フィルタとの間に配置された請求項１または２に記載のエアクリーナ。
4. 前記回転体は、複数の羽根を有するファンよりなり、その羽根の風受け面の裏面が前記フィルタを叩打する請求項３に記載のエアクリーナ。
5. 前記インレットとフィルタとの間におけるハウジングの底壁には、車両振動によって開放されてダストをハウジング外に排出するための排塵弁を設けた請求項４に記載のエアクリーナ。
6. 前記風受け面の裏面に、前記底壁上を移動して、ダストを前記排塵弁に導くための毛羽立ちを設けた請求項５に記載のエアクリーナ。
7. 前記ハウジングの底壁に前記排塵弁に向かって延びる凹部を形成し、前記回転体の回転により前記毛羽立ちが前記凹部内を排塵弁側に向かって移動される請求項６に記載のエアクリーナ。
8. 前記フィルタには同方向に延びる複数の襞が配列され、前記回転体は襞の配列方向に沿って回転される請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載のエアクリーナ。
9. 前記ハウジングの内壁に支持軸を一体形成し、その支持軸に前記回転体を回転可能に支持した請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載のエアクリーナ。

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