JP2017066916A - エアクリーナー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減に寄与するエアクリーナー装置を提供する。【解決手段】エレメントガード２５は、浄化室側からフィルターエレメントを覆う板状ガード部材２５と、板状ガード部材２５の外周を囲むように形成されるとともにエアクリーナー本体の一部を構成するケース部材２４に重ねられる樹脂成形体２７とを有し、ケース部材２４に形成される取り付け孔４４を通過する際に変形する柔軟性を有する複数の連結突部４１が、複数の取り付け孔４４に挿通、係合されるようにして樹脂成形体２７に一体に形成される。【選択図】図６

Description

本発明は、エアクリーナー本体と、該エアクリーナー本体内を未浄化室および浄化室に区画するように前記エアクリーナー本体内に固定配置されるフィルターエレメントと、バックファイヤーから前記フィルターエレメントを保護するように前記エアクリーナー本体に取り付けられるエレメントガードとを備えるエアクリーナー装置に関する。

特許文献１は車両用エアクリーナー装置を開示する。車両用エアクリーナー装置ではエアクリーナー本体にエアクリーナーエレメントが収容される。エアクリーナーエレメントの外周はケース本体の周壁で囲まれる。エアクリーナーエレメントは、ケース本体に組み込まれるエレメントガードとケースカバーとで挟まれ固定される。こうして浄化室ではフィルターエレメントにエレメントガードが重ねられる。エレメントガードはバックファイヤーからフィルターエレメントを保護する板状ガード部材を有する。

特開２０１３−１５５７２１号公報

エレメントガードはケース本体に取り付けられる。取り付けにあたってビスが用いられる。ビスはエレメントガードを貫通してケース本体にねじ込まれる。ねじ込みにあたってビスや工具の位置決め、その他の煩雑な作業が伴う。作業効率の更なる向上が要求される。加えて、締結部材の削減が望まれる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、部品点数の削減に寄与するエアクリーナー装置を提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、前記エレメントガードは、前記浄化室側から前記フィルターエレメントを覆う板状ガード部材と、当該板状ガード部材の外周を囲むように形成されるとともに前記エアクリーナー本体の一部を構成するケース部材に重ねられる樹脂成形体とを有し、前記ケース部材に形成される取り付け孔を通過する際に変形する柔軟性を有する複数の連結突部が、複数の前記取り付け孔に挿通、係合されるようにして前記樹脂成形体に一体に形成される。

本発明の第２側面によれば、第１側面に加えて、前記エアクリーナー本体は、前記フィルターエレメントがその外周に有するフィルターケースを保持する前記ケース部材としてのエレメントホルダーと、前記フィルターケースを前記エレメントホルダーとの間に挟むケースカバーと、前記エレメントホルダーを前記ケースカバーとの間に挟むクリーナーケースとを有し、前記樹脂成形体の全周が前記フィルターケースおよび前記エレメントホルダー間に挟まれればよい。

本発明の第３側面によれば、前記板状ガード部材の少なくとも一部が金属製の板材からなり、当該板材には、前記樹脂成形体で覆われる部分を含む全面にわたって複数の透孔が穿たれればよい。

本発明の第４側面によれば、第３側面に加えて、前記樹脂成形体は、前記板状ガード部材の第１面および裏側の第２面に配置され、前記透孔を埋めて前記第１面および前記第２面の間で連続すればよい。

本発明の第５側面によれば、第１側面ないし第４側面のいずれかの構成に加えて、前記連結体は、前記エレメントホルダーに密着する前記樹脂成形体の表面から前記取り付け孔の長さに相当する高さで突き出て、前記取り付け孔の内径よりも小さい外径を有する茎部と、前記茎部の先端に形成されて、前記取り付け孔の内径よりも大きい外径を有して前記取り付け孔の通過時に変形する膨大部と、前記膨大部の先端に形成されて、前記取り付け孔の長さよりも大きい長さを有して、前記取り付け孔の内径よりも小さい外径を有する把持部とを有すればよい。

第１側面によれば、連結突部の働きでエレメントガードはエアクリーナー本体のケース部材に結合される。ここで、連結突部は樹脂成形体に形成されることから、別途の締結部材や取り付け部品は不要となり、部品点数は削減される。連結突部は特定の柔軟性を有することから、連結突部が取り付け孔に押し込まれるだけで簡単に樹脂成形体とケース部材との結合は確立される。こうして組み立ての作業効率は向上する。

第２側面によれば、樹脂成形体はシール材として機能するので、フィルターケースとエレメントホルダーとの合わせ面に別途のシール材を用いる必要がなく、部品点数の削減に寄与する。

第３側面によれば、樹脂成形体で覆われる部分まで透孔が配置されるので、板材の全域にわたって開口率が最大限に高められることができ、通気面積が最大化されることができる。しかも、汎用のパンチングメタルシートから板材は単純に切り出されることができるので、製造コストの低減に貢献することができる。

第４側面によれば、樹脂成形体は板状ガード部材に強固に固着されることができる。

第５側面によれば、エアクリーナー本体にエレメントガードを結合する際に、把持部はケース部材の取り付け孔に挿入される。把持部は取り付け孔の長さよりも大きい長さを有することから、把持部は取り付け孔から突き出る。把持部が引っ張られると、膨大部は変形で縮小しつつ取り付け孔を通過する。茎部は取り付け孔に進入する。樹脂成形体の表面はケース部材に密着しケース部材に重ねられる。通過した膨大部は取り付け孔の内径よりも大きい外径に戻る。こうして膨大部はアンカーとして機能する。エレメントガードはエアクリーナー本体に結合される。

エアクリーナー装置の全体構成を概略的に示す正面図である。 図１の矢印２方向から観察されるエアクリーナー装置の平面図である。 図２に対応し、エレメントホルダーおよびエレメントガードを概略的に示す平面図である。 図２の４−４線に沿った拡大断面図である。 エレメントガードの外観を示す拡大斜視図である。 エレメントホルダーにエレメントガードが連結される際に連結体の機能を説明する断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２に示されるように、エアクリーナー装置１１のエアクリーナー本体ＣＳはクリーナーケース１２およびケースカバー１３を備える。クリーナーケース１２およびケースカバー１３は相互に結合される。結合にあたってクリーナーケース１２とケースカバー１３との間にはエレメントユニット１４が挟まれる。クリーナーケース１２の内部空間はエレメントユニット１４で塞がれる。その結果、クリーナーケース１２の内側に浄化室１５が仕切られる。同様に、ケースカバー１３の内部空間はエレメントユニット１４で塞がれる。その結果、ケースカバー１３の内側には未浄化室１６が仕切られる。

ケースカバー１３には吸入管１７が接続される。吸入管１７はケースカバー１３内の未浄化室１６に通じる吸入口を形成する。周囲の外気は吸入管１７から未浄化室１６に導入される。

クリーナーケース１２には供給管１８が接続される。供給管１８はクリーナーケース１２内の浄化室１５に通じる排出口を形成する。供給管１８は内燃機関（図示されず）の吸気管に接続される。内燃機関の動作中、浄化室１５内の空気は供給管１８から内燃機関の燃焼室に供給される。

エレメントユニット１４はフィルターエレメント１９を備える。フィルターエレメント１９は繊維フィルター２１およびフィルターケース２２を有する。繊維フィルター２１はフィルターケース２２で囲まれる。フィルターケース２２は未浄化室１６と浄化室１５との間で通気路２３を区画する。未浄化室１６内の空気は通気路２３を通って浄化室１５に移動する。フィルターケース２２は例えば樹脂の成形体で形成されればよい。

通気路２３は繊維フィルター２１で塞がれる。繊維フィルター２１は例えば樹脂繊維の不織布または織布から形成される。空気が繊維フィルター２１を通過すると、空気中の塵埃は繊維フィルター２１で捕獲される。こうして繊維フィルター２１で清浄化された空気は浄化室１５に供給される。

エレメントユニット１４はエレメントホルダー（ケース部材）２４を備える。エレメントホルダー２４はフィルターエレメント１９に結合される。エレメントホルダー２４はフィルターエレメント１９の外周を保持する。エレメントホルダー２４は例えば樹脂の成形体で形成されればよい。エレメントホルダー２４は、クリーナーケース１２およびケースカバー１３に挟まれてエアクリーナー本体ＣＳの一部を構成する。こうしてフィルターエレメント１９はエアクリーナー本体ＣＳ内に固定配置される。エアクリーナー本体ＣＳ内はフィルターエレメント１９で浄化室１５および未浄化室１６に区画される。

エレメントユニット１４はエレメントガード２５を備える。エレメントガード２５はエレメントホルダー２４に結合される。エレメントガード２５は板状ガード部材２６および樹脂成形体２７を備える。板状ガード部材２６は浄化室１５側から繊維フィルター２１を覆い、内燃機関の燃焼室から漏れるバックファイヤーから繊維フィルター２１を保護する。

図３に示されるように、板状ガード部材２６は矩形の板材２８から形成される。板材２８は例えばめっき鋼板といった金属材から形成されればよい。板材２８には樹脂成形体２７で覆われる部分を含む全面にわたって複数の透孔２９が形成される。透孔２９は等間隔に配置されてアレイを構成する。この等間隔配置では、いずれか１個の透孔２９が選択されても、その透孔２９の周囲に６個の透孔２９が等間隔で配置されるように透孔２９が並べられる。透孔２９はパンチング加工で形成されればよく、こうした板状ガード部材２６は汎用のパンチングメタルシートから単純に切り出されればよい。

板材２８の外周は途切れなく全周にわたって樹脂成形体２７で囲まれる。樹脂成形体２７は板材２８の縁２８ａに沿って少なくとも部分的に透孔２９を埋める。樹脂成形体２７は板材２８の縁２８ａに沿って板材２８の第１面および裏側の第２面に配置されることから、樹脂成形体２７は透孔２９を埋めて第１面および第２面の間で連続する。こうして樹脂成形体２７は、板材２８の縁２８ａの外側で第１面および第２面の間で連続するだけでなく、透孔２９内で第１面および第２面の間で連続する。

板材２８にはメッシュシート３１が重ねられる。メッシュシート３１は織られた金属製ワイヤーで形成される。メッシュシート３１の縁は全周にわたって板材２８の縁２８ａに合わせ込まれる。メッシュシート３１の縁で樹脂成形体２７はメッシュシート３１に浸透する。こうして樹脂成形体２７の働きでメッシュシート３１は板状ガード部材２６に結合される。

図４に示されるように、樹脂成形体２７はエレメントホルダー２４に重ねられる。樹脂成形体２７はエレメントホルダー２４とエレメントガード２５との間に挟まれる。こうしてエレメントホルダー２４とエレメントガード２５との合わせ面では気密性は確保される。

フィルターエレメント１９のフィルターケース２２は囲い壁３２を一体に備える。囲い壁３２は、フィルターケース２２の全周にわたってフィルターケース２２の外周面から規定の間隔を空けてフィルターケース２２を囲む。囲い壁３２はフィルターケース２２の外周面に一体に形成されるフランジ３３でフィルターケース２２の外周面に結合される。フランジ３３は、未浄化室１６側でフィルターケース２２から外側に向かって広がる第１面３３ａと、浄化室１５側でフィルターケース２２から外側に向かって広がる第２面３３ｂとを有する。

クリーナーケース１２とケースカバー１３との間にエレメントホルダー２４が挟まれる際に、フランジ３３の第１面３３ａ側で囲い壁３２はケースカバー１３に形成された溝３４にはめ込まれる。溝３４は、エレメントホルダー２４およびケースカバー１３の合わせ面にフィルターケース２２の全周にわたって形成される。溝３４内には囲い壁３２によって押し潰される第１シール部材３５が配置される。第１シール部材３５は例えば軟質の樹脂体から形成されればよい。溝３４内で第１シール部材３５は囲い壁３２およびケースカバー１３の間に挟まれる。こうしてフィルターエレメント１９とケースカバー１３との合わせ面では気密性は確保される。フランジ３３の第２面３３ｂはエレメントガード２５の樹脂成形体２７を受け止める。樹脂成形体２７はフランジ３３とエレメントホルダー２４との間に挟まれる。こうしてフィルターエレメント１９とエレメントホルダー２４との合わせ面では気密性は確保される。

同様に、クリーナーケース１２とケースカバー１３との間にエレメントホルダー２４が挟まれる際に、エレメントホルダー２４およびクリーナーケース１２の合わせ面ではクリーナーケース１２の溝３６にエレメントホルダー２４の突片３７がはめ込まれる。はめ込みにあたってクリーナーケース１２の溝３６には第２シール部材３８がはめ込まれる。溝３６内で第２シール部材３８はクリーナーケース１２とエレメントホルダー２４との間に挟まれる。その結果、クリーナーケース１２とエレメントホルダー２４との合わせ面では気密性は確保される。

図５を併せて参照し、エレメントガード２５はさらに連結体（連結突部）４１を備える。連結体４１は樹脂成形体２７に一体に形成される。この一体化にあたって樹脂材の一体成型が用いられればよい。ここで、連結体４１は茎部４２を有する。茎部４２は、樹脂成形体２７で１仮想平面内に広がる表面（以下「密着面」という）４３から突き出る。樹脂成形体２７は密着面４３でエレメントホルダー２４に密着する。

茎部４２は、エレメントホルダー２４に形成される取り付け孔４４内に配置される。取り付け孔４４は、樹脂成形体２７の密着面４３に垂直な軸心４４ａを有する円柱形の空間を区画する。茎部４２は、取り付け孔４４の内径よりも小さい外径を有する円筒形に形成されればよい。茎部４２は、樹脂成形体２７の密着面４３から取り付け孔４４の軸心４４ａの長さに相当する高さで突き出る。

連結体４１は膨大部４５を有する。膨大部４５は茎部４２の先端に形成される。膨大部４５は取り付け孔４４の内径よりも大きい外径を有する。ここでは、膨大部４５はテーバー形状を有する。テーパー形状の先端は取り付け孔４４の内径よりも小さい外径まで縮小する。このとき、膨大部４５は特定の柔軟性を有する。テーパー形状の先端から取り付け孔４４に進入し、膨大部４５が取り付け孔４４を通過する際に、膨大部４５は変形し、膨大部４５の外径は取り付け孔４４の内径よりも縮小する。膨大部４５は取り付け孔４４の通過後に原形に戻る。

膨大部４５の下端には茎部４２の軸心に直交する接触面４５ａが区画される。接触面４５ａで膨大部４５はエレメントホルダー２４の表面に接触する。したがって、未浄化室１６側に取り付け孔４４から茎部４２を引き抜く力が連結体４１に加わっても、エレメントホルダー２４から膨大部４５に作用する反力は接触面４５ａに垂直方向から作用するだけで、膨大部４５の変形を引き起こすことはできない。こうして膨大部４５は取り付け孔４４からの茎部４２の離脱を防止する。連結体４１の茎部４２は取り付け孔４４に留まる。エレメントホルダー２４とエレメントガード２５との分解は阻止される。

連結体４１は摘まみ部４６を有する。摘まみ部４６は膨大部４５の先端に形成される。摘まみ部４６は、取り付け孔４４の内径よりも小さい外径を有する円筒形に形成される。摘まみ部４６は、軸心４６ａの方向に取り付け孔４４の長さよりも大きい長さを有する。したがって、摘まみ部４６が取り付け孔４４に進入し、膨大部４５が取り付け孔４４の縁に接触すると、摘まみ部４６の先端は取り付け孔４４から突き出る。

次にエアクリーナー装置１１の動作を簡単に説明する。内燃機関が動作すると、ピストンの動きに応じて燃焼室に空気が吸入される。外気は吸入管１７からケースカバー１３内の未浄化室１６に導入される。導入された空気は未浄化室１６からフィルターエレメント１９の繊維フィルター２１を通過してクリーナーケース１２内の浄化室１５に移動する。空気が繊維フィルター２１を通過する際に空気から塵埃は除去される。燃焼室からバックファイヤーが漏れても、エレメントガード２５で繊維フィルター２１は保護される。

エアクリーナー装置１１では未浄化室１６の区画にあたってケースカバー１３の内部空間はエレメントユニット１４のフィルターエレメント１９で塞がれる。このとき、第１シール部材３５はケースカバー１３とフィルターエレメント１９との合わせ面で気密性を確保する。ケースカバー１３とフィルターエレメント１９との合わせ面で空気漏れは防止される。未浄化室１６内の空気は外部に漏れずに繊維フィルター２１を通過する。

その一方で、クリーナーケース１２の内部空間はエレメントユニット１４のエレメントホルダー２４で塞がれる。このとき、第２シール部材３８はクリーナーケース１２とエレメントホルダー２４との合わせ面で気密性を確保する。クリーナーケース１２とエレメントホルダー２４との合わせ面で空気漏れは防止される。浄化室１５内の空気は外部に漏れずに確実に供給管１８から内燃機関の燃焼室に供給される。同時に、外部から浄化室１５内に汚れた外気の進入は防止される。

エレメントユニット１４ではフィルターエレメント１９とエレメントホルダー２４との間に樹脂成形体２７が挟まれる。エレメントガード２５とエレメントホルダー２４との間に樹脂成形体２７が挟まれる。こうして空気漏れは防止される。同時に、外部から浄化室１５内に汚れた外気の進入は防止される。

次にエアクリーナー装置１１の製造方法を簡単に説明する。エアクリーナー装置１１の製造にあたってエレメントユニット１４が準備される。エレメントユニット１４ではエレメントホルダー２４にエレメントガード２５が取り付けられる。取り付けにあたって、図６に示されるように、個々の連結体４１の摘まみ部４６はエレメントホルダー２４の取り付け孔４４に挿入される。膨大部４５がエレメントホルダー２４の一面に接触すると、摘まみ部４６の先端は取り付け孔４４から突き出る。

作業者または作業ロボットは摘まみ部４６を拘束して引っ張る。そうすると、取り付け孔４４に対して膨大部４５は引き込まれる。このとき、取り付け孔４４の形状は変化しないことから、取り付け孔４４に引き込まれる膨大部４５はテーパー形状の働きで変形する。取り付け孔４４の内壁は引っ張り力から膨大部４５を小径化する力を生み出す。膨大部４５の縮小に応じて膨大部４５は取り付け孔４４を通過する。

膨大部４５は取り付け孔４４を通過すると原形に戻る。膨大部４５は接触面４５ａでエレメントホルダー２４の表面に接触する。連結体４１の茎部４２は取り付け孔４４内に留まる。膨大部４５は取り付け孔４４から茎部４２の離脱を阻止する。こうしてエレメントガード２５はエレメントホルダー２４に離脱不能に取り付けられる。その後、エレメントホルダー２４にフィルターエレメント１９が取り付けられる。

エアクリーナー装置１１では、連結体４１は樹脂成形体２７に一体に形成されることから、別途の締結部材や取り付け部品は不要となり、部品点数は削減される。しかも、連結体４１は特定の柔軟性を有することから、連結体４１が取り付け孔４４に押し込まれるだけで簡単にエレメントガード２５とエレメントホルダー２４との結合は確立される。加熱具を用いた作業工程は省かれる。こうして組み立ての作業効率は向上する。

前述のように、樹脂成形体２７は、エレメントガード２５の外周全周にわたってエレメントホルダー２４とエレメントガード２５との間に挟まれる。その結果、樹脂成形体２７はシール材として機能するので、エレメントホルダー２４とエレメントガード２５との合わせ面に別途のシール材を用いる必要がなく、部品点数の削減に寄与する。

板状ガード部材２６の板材２８では、縁２８ａまで全域にわたって透孔２９のアレイが形成される。その結果、板材２８の全域にわたって透孔率が最大限に高められることができ、通気面積が最大化されることができる。しかも、汎用のパンチングメタルシートから板状ガード部材２６は単純に切り出されることができるので、製造コストの低減に貢献することができる。このとき、樹脂成形体２７は、板材２８の縁２８ａに沿って透孔２９を埋めて第１面および裏側の第２面の間で連続することから、樹脂成形体２７は板状ガード部材２６に強固に固着されることができる。

前述のように、エレメントユニット１４の組み立てにあたって、エレメントホルダー２４にエレメントガード２５を結合する際に、摘まみ部４６はエレメントホルダー２４の取り付け孔４４に挿入される。摘まみ部４６は取り付け孔４４の長さよりも大きい長さを有することから、摘まみ部４６は取り付け孔４４から突き出る。摘まみ部４６が引っ張られると、膨大部４５は変形で縮小しつつ取り付け孔４４を通過する。茎部４２は取り付け孔４４に進入する。樹脂成形体２７の表面はエレメントホルダー２４に密着しエレメントホルダー２４に重ねられる。通過した膨大部４５は取り付け孔４４の内径よりも大きい外径に復帰する。こうして膨大部４５はアンカーとして機能する。エレメントガード２５はエレメントホルダー２４に結合される。

以上、本発明の実施の形態を説明してきたものの、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の技術思想から逸脱することなく種々の設計変更を実施することができる。

１１…エアクリーナー装置、１２…クリーナーケース、１３…ケースカバー、１５…浄化室、１６…未浄化室、１９…フィルターエレメント、２２…フィルターケース、２４…ケース部材（エレメントホルダー）、２５…エレメントガード、２６…板状ガード部材、２７…樹脂成形体、２８…板材、２９…透孔、４１…連結突部（連結体）、４２…茎部、４４…取り付け孔、４５…膨大部、４６…摘まみ部、ＣＳ…エアクリーナー本体。

Claims (5)

1. エアクリーナー本体と、該エアクリーナー本体内を未浄化室および浄化室に区画するように前記エアクリーナー本体内に固定配置されるフィルターエレメントと、バックファイヤーから前記フィルターエレメントを保護するように前記エアクリーナー本体に取り付けられるエレメントガードとを備えるエアクリーナー装置において、前記エレメントガードは、前記浄化室側から前記フィルターエレメントを覆う板状ガード部材と、当該板状ガード部材の外周を囲むように形成されるとともに前記エアクリーナー本体の一部を構成するケース部材に重ねられる樹脂成形体とを有し、前記ケース部材に形成される取り付け孔を通過する際に変形する柔軟性を有する複数の連結突部が、複数の前記取り付け孔に挿通、係合されるようにして前記樹脂成形体に一体に形成されることを特徴とするエアクリーナー装置。
2. 請求項１に記載のエアクリーナー装置において、前記エアクリーナー本体は、前記フィルターエレメントがその外周に有するフィルターケースを保持する前記ケース部材としてのエレメントホルダーと、前記フィルターケースを前記エレメントホルダーとの間に挟むケースカバーと、前記エレメントホルダーを前記ケースカバーとの間に挟むクリーナーケースとを有し、前記樹脂成形体の全周が前記フィルターケースおよび前記エレメントホルダー間に挟まれることを特徴とするエアクリーナー装置。
3. 請求項１または２に記載のエアクリーナー装置において、前記板状ガード部材の少なくとも一部が金属製の板材からなり、当該板材には、前記樹脂成形体で覆われる部分を含む全面にわたって複数の透孔が穿たれることを特徴とするエアクリーナー装置。
4. 請求項３に記載のエアクリーナー装置において、前記樹脂成形体は、前記板状ガード部材の第１面および裏側の第２面に配置され、前記透孔を埋めて前記第１面から前記第２面に連続することを特徴とするエアクリーナー装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のエアクリーナー装置において、前記連結体は、
   前記ケース部材に密着する前記樹脂成形体の表面から前記取り付け孔の長さに相当する高さで突き出て、前記取り付け孔の内径よりも小さい外径を有する茎部と、
   前記茎部の先端に形成されて、前記取り付け孔の内径よりも大きい外径を有して前記取り付け孔の通過時に変形する膨大部と、
   前記膨大部の先端に形成されて、前記取り付け孔の長さよりも大きい長さを有して、前記取り付け孔の内径よりも小さい外径を有する摘まみ部と
   を有することを特徴とするエアクリーナー装置。

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