JP2018080686A - エアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタエレメントの誤組み付けを抑制することができるとともに、フィルタエレメントをケースから容易に取り外すことができる。
【解決手段】インレット２４を有するケース２０の開口２１の周縁には、フィルタエレメント６０のシール部６２が当接される環状のケースフランジ２５が設けられている。アウトレット３４を有するキャップ３０の開口３１の周縁には、シール部６２が当接される環状の当接部３６、及びシール部６２を外周側から覆う外周部３７を有するキャップフランジ３５が設けられている。シール部６２には、外周側に突出した凸部６３が設けられている。キャップフランジ３５における凸部６３に対応する部分には、凸部６３を外周側から覆うとともに凸部６３に係合する係合部３８が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、エアクリーナに関する。

特許文献１には、車載内燃機関のエアクリーナが開示されている。このエアクリーナは、車両のエンジンルーム内に搭載されるものであり、インレットを有するケース、アウトレットを有するキャップ、並びにケースの開口と同開口に向かい合うキャップの開口との間に介設されて吸気に含まれるダストを捕捉するフィルタエレメントを備えている。フィルタエレメントは、濾材シートを襞折りして形成された濾過部と、濾過部の外周に設けられた環状のシール部とを有している。ケースの開口の周縁に形成された環状のケースフランジとキャップの開口の周縁に形成された環状のキャップフランジとによりシール部が挟持されることで、シール部とキャップとの間がシールされている。

ところで、フィルタエレメントにおいては、濾材シートを襞折りする装置の特性などによって、各襞がわずかながらも一様に湾曲することがある。また、フィルタエレメントが平面視長方形状や正多角形状をなす場合には、ケースに対してフィルタエレメントを組み付けることの可能な向きが複数存在する。そのため、ケースに対してフィルタエレメントが正規の向きではない向きで組み付けられると、各襞の湾曲方向に起因して濾過部を通過する際にエアの流れが想定外の影響を受けることにより、フィルタエレメントの下流側において吸入空気量を検出するエアフローメータの出力のばらつきが大きくなるなどの問題が生じるおそれがある。そこで、作業者がフィルタエレメントを正規の向きで組み付けるための補助として、フィルタエレメントの濾過部などに組み付け向きを示す目印が印字されているものがある。

特開２０１５−８６７４３号公報

ところで、特許文献１に記載のものを含む従来のエアクリーナにおいては、フィルタエレメントを交換する際、作業者は、キャップを持ち上げることでキャップの開口を開放し、その状態で、ケースからフィルタエレメントを取り外す。そのため、キャップを持ち上げる動作、及びケースからフィルタエレメントを取り外す動作の２つの動作が必要となり、交換作業が繁雑になる。特に、エアクリーナがエンジンルーム内に設けられている場合には、作業者とエアクリーナとの間に他の部品などの障害物があり、作業者がエアクリーナにアクセスしにくいことから、交換作業が一層煩雑になる。

また、一般のユーザーの場合には、フィルタエレメントを正規の向きで組み付けるための補助としての目印の存在を知らずにフィルタエレメントの交換作業を行うことがある。そのため、フィルタエレメントが誤った向きでケースに組み付けられることがある。

本発明の目的は、フィルタエレメントの誤組み付けを抑制することができるとともに、フィルタエレメントをケースから容易に取り外すことのできる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のエアクリーナは、インレットを有するケース、アウトレットを有するキャップ、並びに濾過部及び前記濾過部の外周に設けられた環状のシール部を有し、前記ケースの開口と同開口に向かい合う前記キャップの開口との間に介設されるフィルタエレメントを備えている。前記ケースの開口の周縁には、前記シール部が当接されるケースフランジが設けられており、前記キャップの開口の周縁には、前記シール部が当接される環状の当接部、及び前記シール部を外周側から覆う外周部を有するキャップフランジが設けられており、前記シール部には、外周側に突出した凸部が設けられており、前記キャップフランジにおける前記凸部に対応する部分には、前記凸部を外周側から覆うとともに前記凸部に係合する係合部が設けられている。

同構成によれば、キャップフランジに設けられた係合部がフィルタエレメントのシール部に係合しているため、フィルタエレメントがキャップと一体に変位する。これにより、キャップを開くと同時に、フィルタエレメントをケースから取り外すことができる。

また、上記構成によれば、シール部に凸部が設けられているため、フィルタエレメントを誤った向きで組み付けようとすると、上記凸部がキャップの外周部の一般部に干渉することとなり、キャップを閉じることができない、あるいは閉じることが困難となる。このため、作業者は、フィルタエレメントを誤った向きで組み付けようとしていることに気づきやすくなる。

本発明によれば、フィルタエレメントの誤組み付けを抑制することができるとともに、フィルタエレメントをケースから容易に取り外すことができる。

第１実施形態のエアクリーナを示す斜視図。 図１の２−２線に沿ったエアクリーナの断面図。 第１実施形態のエアクリーナについて、キャップの係合部を中心に拡大して示す拡大斜視図。 第１実施形態のフィルタエレメントを示す斜視図。 図３に対応するキャップの斜視図であって、キャップの係合部を中心に拡大して示す拡大斜視図。 図２に対応するエアクリーナの断面図であって、シール部の凸部及びキャップの係合部を中心に拡大して示す拡大断面図。 図６に対応する断面図であって、キャップを開く途中の状態を示す断面図。 第１実施形態のエアクリーナについて、フィルタエレメントが前後逆向きで組み付けられようとしている状態を示す拡大断面図。 第２実施形態のエアクリーナについて、キャップの係合部を中心に拡大して示す拡大斜視図。 第３実施形態のエアクリーナについて、正規の組み付け状態のエアクリーナを示す側面図。 第３実施形態のエアクリーナについて、組み付け不良状態のエアクリーナを示す側面図。 変形例のエアクリーナについて、正規の組み付け状態を示すエアクリーナの側面図。 変形例のエアクリーナについて、組み付け不良状態のエアクリーナを示す側面図。

＜第１実施形態＞
以下、図１〜図８を参照して、第１実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、エアクリーナ１０は、車載内燃機関の吸気通路に設けられるものであり、インレット２４を有するケース２０と、アウトレット３４を有するキャップ３０と、ケース２０の開口２１と同開口２１に向かい合うキャップ３０の開口３１との間に介設されるフィルタエレメント６０とを備えている。なお、以降において、エアクリーナ１０の搭載される車両の前後方向の前側及び後側をそれぞれ「前側」及び「後側」として説明する。また、ケース２０の開口２１の周方向及びキャップ３０の開口３１の周方向を「周方向」として説明する。

まずは、フィルタエレメント６０、ケース２０、及びキャップ３０の基本的構成について説明する。
図２及び図４に示すように、フィルタエレメント６０は、濾材シートを襞折りすることにより形成された濾過部６１と、濾過部６１の外周に設けられた環状のシール部６２とを有している。本実施形態のフィルタエレメント６０は、平面視長方形状をなしている。濾材シートとしては、例えば不織布や濾紙などが好ましい。また、濾過部６１は、独立気泡のポリウレタンなどの発泡弾性体により形成されている。

図１及び図２に示すように、ケース２０は、上記開口２１を取り囲む周壁２２及び底壁２３を有している。周壁２２の前側（図２の右側）の外面には、インレット２４が突設されている。上記開口２１の周縁には、フィルタエレメント６０のシール部６２が当接される環状のケースフランジ２５が形成されている。

ケース２０の周壁２２のうち後側（図２の左側）の外面には、キャップ３０側に向けて突出するとともに係合孔２７を有する一対のアーチ部２６が周方向に間隔をおいて形成されている。なお、図１及び図２においては、一方のアーチ部２６のみが示されている。

ケース２０の周壁２２のうち前側の外面には、一対の支持部２８が周方向に間隔をおいて形成されている。一対の支持部２８には、クランプ２９がそれぞれ傾動可能に支持されている。

図２及び図４に示すように、キャップ３０は、上記開口３１を取り囲む周壁３２及び頂壁３３を有している。周壁３２の後側の外面には、アウトレット３４が突設されている。上記開口３１の周縁には、環状のキャップフランジ３５が形成されている。キャップフランジ３５は、フィルタエレメント６０のシール部６２が当接される環状の当接部３６、及び当接部３６の外周側の端から屈曲するとともにケース２０側に向けて延設されてシール部６２を外周側から覆う外周部３７を有している。なお、アウトレット３４には、吸入空気量を検出するエアフローメータ７０が取り付けられる。

キャップ３０の周壁３２のうち後側（図２の左側）の外面には、外周側に向けて突出するとともに、前記一対のアーチ部２６の係合孔２７にそれぞれ挿入される一対の係合突部４０が形成されている。なお、図１及び図２においては、一方の係合突部４０のみが示されている。係合孔２７を有する一対のアーチ部２６と係合突部４０とにより、ケース２０に対してキャップ３０を傾動可能に支持するヒンジ機構５０が構成されている。

キャップ３０の周壁３２のうち前側の外面には、前記一対のクランプ２９が掛止される一対の掛止部４１が形成されている。ケース２０の支持部２８に傾動可能に支持された一対のクランプ２９と、キャップ３０に設けられた一対の掛止部４１とにより、ケース２０に対してキャップ３０が閉じられた状態で互いを締結する締結機構５１が構成されている。

本実施形態のケース２０及びキャップ３０は、硬質樹脂材料により形成されている。
次に、本実施形態におけるエアクリーナ１０の特徴的構成について説明する。
図４及び図６に示すように、シール部６２の外周面における前側の面には、外周側に突出する凸部６３が形成されている。凸部６３は、シール部６２の延在方向に沿って延在している。

図３、図５及び図６に示すように、キャップフランジ３５における上記凸部６３に対応する部分、詳しくは凸部６３における延在方向の中央部分に対応する部分には、凸部６３に係合する係合部３８が設けられている。係合部３８は、当接部３６から外周側に延設された第１延設部３８ａ、第１延設部３８ａの外周側の端において屈曲されるとともにケース２０側に向けて延設された第２延設部３８ｂ、及び第２延設部３８ｂの先端（同図の下端）に形成された爪部３８ｃを有している。凸部６３における延在方向の中央部分が、第２延設部３８ｂにより外周側から覆われるとともに爪部３８ｃによりケース２０側から係合されている。また、第１延設部３８ａにおける爪部３８ｃに対応する部位には、キャップ３０を成形する際に、同図の上下方向に型抜きを可能とするための貫通孔３８ｄが形成されている。

キャップフランジ３５の外周部３７には、凸部６３における延在方向の両端部分を外部に露出させる切欠部３９が形成されている。
次に、本実施形態の作用について説明する。

フィルタエレメント６０の交換作業時には、キャップ３０の掛止部４１からクランプ２９を外し、ヒンジ機構５０を介してケース２０に対してキャップ３０を傾動させることにより、ケース２０を開く。

このとき、図７に示すように、キャップフランジ３５に設けられた係合部３８（爪部３８ｃ）がフィルタエレメント６０のシール部６２に係合しているため、フィルタエレメント６０がキャップ３０と一体に変位する。これにより、キャップ３０を開くと同時に、フィルタエレメント６０をケース２０から取り外すことができる。

また、外周部３７に設けられた切欠部３９を通じて凸部６３における延在方向の両端部分が外部に露出しているため、凸部６３の両端部分を指などで摘むことが可能となる。これにより、キャップ３０を開いた後に、凸部６３の端部を摘んでキャップ３０からフィルタエレメント６０を容易に取り外すことができる。

また、本実施形態のエアクリーナ１０では、フィルタエレメント６０のシール部６２に凸部６３が設けられている。このため、図８に示すように、フィルタエレメント６０を前後逆向きで組み付けようとすると、上記凸部６３がキャップ３０の外周部３７に干渉することとなり、キャップ３０を閉じることができなくなる。このため、作業者は、フィルタエレメント６０を誤った向きで組み付けようとしていることに気づきやすくなる。

以上説明した本実施形態に係るエアクリーナによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）フィルタエレメント６０のシール部６２には、外周側に突出した凸部６３が設けられている。また、キャップフランジ３５における凸部６３に対応する部分には、凸部６３を外周側から覆うとともに凸部６３に係合する係合部３８が設けられている。

こうした構成によれば、上記作用を奏することにより、フィルタエレメント６０の誤組み付けを抑制することができるとともに、フィルタエレメント６０をケース２０から容易に取り外すことができる。

（２）外周部３７には、凸部６３を外部に露出させる切欠部３９が形成されている。
こうした構成によれば、上記作用を奏することにより、キャップ３０を開いた後に、凸部６３の端部を摘んでキャップ３０からフィルタエレメント６０を容易に取り外すことができる。したがって、ダストで汚れている状態の濾過部６１に触れることなくキャップ３０からフィルタエレメント６０を取り外すことができる。

（３）凸部６３はシール部６２の延在方向に沿って延在している。係合部３８は、凸部６３における延在方向の中央部分に係合されるものである。切欠部３９は、凸部６３における延在方向の両端部分を露出させるものである。

こうした構成によれば、凸部６３の延在方向全体にわたって係合部が形成される構成に比べて係合部３８の体格が小さくされることにより、キャップ３０の成形に必要な樹脂量を低減することができる。また、凸部６３における延在方向の中央部分に係合部３８が係合されるため、シール部６２に係合部３８が安定して係合される。したがって、キャップ３０を開くと同時に、フィルタエレメント６０を確実にケース２０から取り外すことができる。

＜第２実施形態＞
以下、図９を参照して、第２実施形態について第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同一または対応する構成については、同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

図９に示すように、キャップフランジ３５には、一対の係合部３８が周方向に互いに間隔をおいて設けられている。一対の係合部３８は、凸部６３における延在方向の両端部分にそれぞれ対応した位置に設けられている。一対の係合部３８の爪部３８ｃは、凸部６３の両端部分にケース２０側からそれぞれ係合される。

キャップフランジ３５の外周部３７には、凸部６３における延在方向の中央部分を外部に露出させる切欠部３９が形成されている。
以上説明した本実施形態に係るエアクリーナによれば、第１実施形態の効果（１）、（２）に加えて新たに以下に示す効果が得られるようになる。

（４）凸部６３はシール部６２の延在方向に沿って延在している。係合部３８は、凸部６３における延在方向における両端部分にそれぞれ係合されるものである。切欠部３９は、凸部６３における延在方向の中央部分を露出させるものである。

こうした構成によれば、凸部６３における延在方向の両端部分に係合部３８が係合されるため、シール部６２に係合部３８が安定して係合される。したがって、キャップ３０を開くと同時に、フィルタエレメント６０を確実にケース２０から取り外すことができる。また、凸部６３の延在方向全体にわたって係合部が形成される構成に比べて係合部３８の体格が小さくなることにより、キャップ３０の成形に必要な樹脂量を低減することができる。

＜第３実施形態＞
以下、図１０及び図１１を参照して、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。また、図１０及び図１１では、手前側の締結機構５１（支持部２８、クランプ２９、及び掛止部４１）の図示を省略して示している。

図１０及び図１１に示すように、ケース２０の周壁２２の外面のうち前側（同図の右側）の面には、規制突起５２が設けられている。規制突起５２は、周壁２２の外面から外周側に突出する第１突出部５２ａと、第１突出部５２ａの外周側の端において屈曲してキャップ３０側に向けて突出する第２突出部５２ｂとを有している。また、周壁２２の外面と第２突出部５２ｂとの間には、係合部３８を収容可能な空間である収容部５２ｃが形成されている。規制突起５２は、アーチ部２６の係合孔２７に対する係合突部４０の挿入深さが正規の深さである状態において、閉じ位置までのキャップ３０の傾動を許容する一方、上記挿入深さが正規の深さよりも浅い状態においては、キャップ３０の係合部３８に当接することにより閉じ位置までのキャップ３０の傾動を規制する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
エアクリーナ１０においては、アーチ部２６の係合孔２７に対する係合突部４０の挿入深さが正規の深さよりも浅い状態でキャップ３０が閉じられるとともに、その状態のまま締結機構５１（支持部２８、クランプ２９、及び掛止部４１）によりケース２０とキャップ３０とが締結されることがある。この場合、キャップフランジ３５の当接部３６がシール部６２に対して適切に当接しないためにシール性が損なわれるなどの組み付け不良が発生するおそれがある。

この点、本実施形態のエアクリーナ１０によれば、図１１に示すように、アーチ部２６の係合孔２７に対する係合突部４０の挿入深さが正規の深さよりも浅い状態でキャップ３０が閉じられようとすると、係合部３８が規制突起５２の第２突出部５２ｂの上面に当接することにより、閉じ位置までのキャップ３０の傾動が規制される。このため、作業者は、クランプ２９を掛止部４１に掛止させることができず、このことから係合孔２７に対する係合突部４０の挿入深さが正規の深さよりも浅い状態であることに気づきやすくなる。

一方、図１０に示すように、アーチ部２６の係合孔２７に対する係合突部４０の挿入深さが正規の深さである状態でキャップ３０が閉じられようとすると、係合部３８が周壁２２の外面と第２突出部５２ｂとの間の収容部５２ｃに収容される。これにより、閉じ位置までのキャップ３０の傾動が許容される。

以上説明した本実施形態に係るエアクリーナによれば、第１実施形態の効果（１）〜（３）に加えて新たに以下に示す効果が得られるようになる。
（５）ケース２０の周壁２２の前側の外面には、規制突起５２が設けられている。規制突起５２は、係合孔２７に対する係合突部４０の挿入深さが正規の深さである状態において、閉じ位置までのキャップ３０の傾動を許容する一方、上記挿入深さが正規の深さよりも浅い状態においては、キャップ３０の係合部３８に当接することにより閉じ位置までのキャップ３０の傾動を規制する。

こうした構成によれば、上記作用を奏することから、前述したような組み付け不良の発生を抑制することができる。また、こうした誤組み付けを抑制する機構としてキャップ３０の係合部３８が用いられることから、誤組み付けを抑制するために規制突起５２に当接する部位をキャップに別途設定する場合に比べて、キャップ３０の形状を簡単にすることができる。

＜変形例＞
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第３実施形態では、規制突起５２をケース２０の周壁２２の前側の外面に設けたが、図１２及び図１３に示すように、規制突起５２を周壁２２の外面のうちヒンジ機構５０が設けられている後側の面と前側の面との間に介在する側面に規制突起５３を設けるようにしてもよい。この場合、フィルタエレメント６０のシール部６２の凸部６３及びキャップフランジ３５の係合部３８を上記側面に設けるようにすればよい。図１２に示すように、規制突起５３は、アーチ部２６の係合孔２７に対する係合突部４０の挿入深さが正規の深さである状態でキャップ３０が閉じられた状態において、係合部３８よりも前側に位置している。そして、図１３に示すように、係合孔２７に対する係合突部４０の挿入深さが正規の深さよりも浅い状態でキャップ３０が閉じられようとすると、キャップ３０の係合部３８がケース２０の周壁２２の外面に設けられた規制突起５３に当接することにより、閉じ位置までのキャップ３０の傾動が規制される。なお、図１２及び図１３に示す例では、キャップフランジ３５の外周部３７には切欠部３９が設けられていない。

・第１実施形態では、係合部３８が凸部６３における延在方向の中央部分に係合され、切欠部３９が凸部６３における延在方向の両端部分を露出させるものについて例示した。これに代えて、係合部３８が凸部６３における延在方向の一方の端部に係合され、切欠部３９が凸部６３における延在方向の他方の端部を露出させるものとして具体化することもできる。

・フィルタエレメント６０の形状は平面視長方形状をなすものに限定されない。他に例えば、正五角形などの正多角形状をなすものであってもよい。

１０…エアクリーナ、２０…ケース、２１…開口、２２…周壁、２３…底壁、２４…インレット、２５…ケースフランジ、２６…アーチ部、２７…係合孔、２８…支持部、２９…クランプ、３０…キャップ、３１…開口、３２…周壁、３３…頂壁、３４…アウトレット、３５…キャップフランジ、３６…当接部、３７…外周部、３８…係合部、３８ａ…第１延設部、３８ｂ…第２延設部、３８ｃ…爪部、３８ｄ…貫通孔、３９…切欠部、４０…係合突部、４１…掛止部、５０…ヒンジ機構、５１…締結機構、５２，５３…規制突起、５２ａ…第１突出部、５２ｂ…第２突出部、５２ｃ…収容部、６０…フィルタエレメント、６１…濾過部、６２…シール部、６３…凸部、７０…エアフローメータ。

Claims (5)

1. インレットを有するケース、アウトレットを有するキャップ、並びに濾過部及び前記濾過部の外周に設けられた環状のシール部を有し、前記ケースの開口と同開口に向かい合う前記キャップの開口との間に介設されるフィルタエレメントを備えたエアクリーナにおいて、
   前記ケースの開口の周縁には、前記シール部が当接される環状のケースフランジが設けられており、
   前記キャップの開口の周縁には、前記シール部が当接される環状の当接部、及び前記シール部を外周側から覆う外周部を有するキャップフランジが設けられており、
   前記シール部には、外周側に突出した凸部が設けられており、
   前記キャップフランジにおける前記凸部に対応する部分には、前記凸部を外周側から覆うとともに前記凸部に係合する係合部が設けられている、
   エアクリーナ。
2. 前記外周部には、前記凸部を外部に露出させる切欠部が形成されている、
   請求項１に記載のエアクリーナ。
3. 前記凸部は前記シール部の延在方向に沿って延在しており、
   前記係合部は、前記凸部における前記延在方向の中央部分に係合されるものであり、
   前記切欠部は、前記凸部における前記延在方向の両端部分を露出させるものである、
   請求項２に記載のエアクリーナ。
4. 前記凸部は前記シール部の延在方向に沿って延在しており、
   前記係合部は、前記凸部における前記延在方向の両端部分にそれぞれ係合されるものであり、
   前記切欠部は、前記凸部における前記延在方向の中央部分を露出させるものである、
   請求項２または請求項３に記載のエアクリーナ。
5. 前記ケースの開口を取り囲む周壁には、係合孔を有するアーチ部が形成されており、
   前記キャップの開口を取り囲む周壁には、外周側に突出するとともに前記係合孔に挿入される係合突部が形成されており、
   前記アーチ部と前記係合突部とにより、前記ケースに対して前記キャップを傾動可能に支持するヒンジ機構が構成されており、
   前記ケース及び前記キャップには、前記ケースに対して前記キャップが閉じられた状態で互いを締結する締結機構が設けられており、
   前記ケースの前記周壁の外面のうち前記ヒンジ機構が設けられている面とは異なる面には、前記係合孔に対する前記係合突部の挿入深さが正規の深さである状態において、閉じ位置までの前記キャップの傾動を許容する一方、前記挿入深さが正規の深さよりも浅い状態においては、前記キャップの前記係合部に当接することにより閉じ位置までの前記キャップの傾動を規制する規制突起が設けられている、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のエアクリーナ。

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