JP2018091174A - 内燃機関の筒形エアクリーナ及び筒形フィルタエレメント - Google Patents

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Abstract

【課題】エアの圧力損失を低減すること。【解決手段】筒形エアクリーナ１０は、インレット１５が形成された周壁１２、アウトレット１６が形成された底壁１３、及び底壁１３に対向する対向壁１４を有する筒形のハウジング１１と、筒形の濾過部５１を有し、ハウジング１１の内部に収容される筒形のフィルタエレメント５０とを備え、内燃機関の吸気通路に設けられる。濾過部５１の内側には、濾過部５１の形状を保持するフレーム７１が設けられている。フレーム７１には、内燃機関の蒸発燃料を吸着する平板状の吸着フィルタ４６が濾過部５１の軸線方向に延在して固定されている。濾過部５１の内周面と、その内周面に対向する吸着フィルタ４６の両平面４６ａ，４６ｂとの間には、エアが吸着フィルタ４６を通過することなくアウトレット１６に至る空間Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の吸気通路に設けられる筒形エアクリーナ及び同筒形エアクリーナに適用される筒形フィルタエレメントに関する。
従来、内燃機関の筒形エアクリーナは、インレットが形成された周壁、アウトレットが形成された底壁、及び底壁に対向する対向壁を有する筒形のハウジングと、ハウジングの内部に収容された筒形のフィルタエレメントとを備えている。
こうした筒形のフィルタエレメントは、所謂菊花形と称される周知のものであり、濾材シートを襞折りすることにより形成されて筒状をなす濾過部と、濾過部の軸線方向の両端部にそれぞれ設けられてハウジングの底壁及び対向壁との間をそれぞれシールする一対のシール部とを備えている。
特許文献１には、濾過部と、濾過部の内側に位置する内筒部とを備え、同内筒部に、多数の通気孔が形成されるとともに蒸発燃料を吸着する吸着材が設けられたフィルタエレメントが開示されている。
特開２００１−１２３８９７号公報
ところで、特許文献１に記載の技術においては、フィルタエレメントの内筒部が多数の通気孔を有しているとはいえ、エアの流路を塞ぐように設けられていることから、エアの通気抵抗が増大する。そのため、エアの圧力損失を低減する上では、なお、改善の余地を残すものとなっている。
本発明の目的は、エアの圧力損失を低減することのできる内燃機関の筒形エアクリーナ及び筒形フィルタエレメントを提供することにある。
上記目的を達成するための内燃機関の筒形エアクリーナは、インレットが形成された周壁、アウトレットが形成された底壁、及び前記底壁に対向する対向壁を有する筒形のハウジングと、筒形の濾過部を有し、前記ハウジングの内部に収容される筒形のフィルタエレメントとを備え、内燃機関の吸気通路に設けられる。前記濾過部の内側には、前記濾過部の形状を保持するフレームが設けられており、前記フレームには、内燃機関の蒸発燃料を吸着する平板状の吸着フィルタが前記濾過部の軸線方向に延在して固定されており、前記濾過部の内周面と、その内周面に対向する前記吸着フィルタの両平面との間には、エアが前記吸着フィルタを通過することなく前記アウトレットに至る空間がそれぞれ設けられている。
また、上記目的を達成するための筒形フィルタエレメントは、筒形の濾過部を有し、内燃機関のエアクリーナのハウジングに収容される。前記濾過部の内側には、前記濾過部の形状を保持するフレームが設けられており、前記フレームには、内燃機関の蒸発燃料を吸着する平板状の吸着フィルタが前記濾過部の軸線方向に延在して固定されており、前記濾過部の内周面と、その内周面に対向する前記吸着フィルタの両平面との間には、エアが前記吸着フィルタを通過することなく外部に至る空間がそれぞれ設けられている。
同構成によれば、フィルタエレメントの濾過部を通過してその内側に流入したエアが、吸着フィルタを通過することなくアウトレットに至ることが可能となる。このため、吸着フィルタを設定することに起因してフィルタエレメントの内側を流れるエアの通気抵抗が増大することを抑制できる。したがって、エアの圧力損失を低減することができる。
また、上記構成によれば、濾過部の形状を保持するフレームに吸着フィルタが設けられているため、フィルタエレメントと共に吸着フィルタを交換することができる。
また、濾過部の軸線方向における任意の位置に吸着フィルタを設定することが可能である。このため、吸着フィルタの配置の自由度を高めることができる。
本発明によれば、エアの圧力損失を低減することができる。
内燃機関の筒形エアクリーナの一実施形態について、エアクリーナの縦断面構造を示す断面図。 （ａ）は図１の２ａ−２ａ線に沿った断面図、（ｂ）は図１の２ｂ−２ｂ線に沿った断面図。 同実施形態の吸着フィルタ組立体を示す斜視図。 同実施形態の吸着フィルタ組立体を構成する第１半割筒体、第２半割筒体、及び吸着フィルタを互いに離間して示す分解斜視図。
以下、図１〜図４を参照して、一実施形態について説明する。
図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、筒形エアクリーナ（以下、エアクリーナ１０）は、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１５が形成された周壁１２、アウトレット１６が形成された底壁１３、及び底壁１３に対向する対向壁１４を有する円筒形のハウジング１１を備えている。また、ハウジング１１の内部には、筒形のフィルタエレメント５０が収容されている。
＜フィルタエレメント５０＞
図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、フィルタエレメント５０は、所謂菊花形と称される周知のものである。フィルタエレメント５０は、不織布や濾紙などの濾材シートを襞折りすることにより形成されて筒状をなす濾過部５１と、中心孔を有する円板状をなし、濾過部５１の軸線方向における一端部及び他端部にそれぞれ設けられた第１シール部５２及び第２シール部５４とを備えている。
濾過部５１の内側には、濾過部５１の形状を保持する略円筒状のフレーム７１が設けられている。フレーム７１の軸線方向の両端は、第１シール部５２及び第２シール部５４に挟まれた状態でそれぞれ固定されている。
図１に示すように、第１シール部５２の端面には、複数の突起５３が周方向に間隔をおいて一体に形成されている。第２シール部５４の端面には、環状突起５５が一体に形成されている。
＜ハウジング１１＞
ハウジング１１は、周壁１２の一部及び対向壁１４を有するケース２０と、周壁１２の一部及び底壁１３を有するとともにケース２０に対して着脱可能に設けられたキャップ３０とを備えている。
次に、ケース２０及びキャップ３０について詳細に説明する。
＜ケース２０＞
図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ケース２０は、開口２１を取り囲む円筒状のケース周壁２２を有している。開口２１の周縁には、ケースフランジ２３が全周にわたって形成されている。
図１及び図２（ａ）に示すように、ケース２０は、ハウジング１１の対向壁１４を構成する底壁２４、及びケース周壁２２の外周面から突出するとともにケース２０の内外を連通する筒状のインレット１５を有している。
図１に示すように、底壁２４の内面には、いずれも円環状の内側突部２７、中間突部２８及び外側突部２９が、ケース２０の中心軸線を中心に同心円状にて形成されている。底壁２４の内面、内側突部２７の外周面、及び中間突部２８の内周面によって円環状の凹部２５が形成されている。この凹部２５には、フィルタエレメント５０の第１シール部５２の複数の突起５３がそれぞれ内嵌されている。凹部２５における底壁２４の内面に対して、突起５３の端面が当接されることによってケース２０と第１シール部５２との間がシールされている。
外側突部２９は、内側突部２７及び中間突部２８よりも開口２１に向けて突出している。外側突部２９の内周面は、第１シール部５２の外周面に対して径方向に間隔をおいて対向している。
ケース２０は、硬質樹脂材料により形成されている。
＜キャップ３０＞
図１に示すように、キャップ３０は、開口３２を取り囲む円筒状のキャップ周壁３３、底壁１３、及び底壁１３の外面から突出するとともにキャップ３０の内外を連通する筒状のアウトレット１６を有している。キャップ周壁３３の周縁には、キャップフランジ３４が全周にわたって形成されている。
底壁１３の内面には、いずれも円環状の内側突部３７、中間突部３８及び外側突部３９が、キャップ３０の中心軸線を中心に同心円状にて形成されている。底壁１３の内面、内側突部３７の外周面、及び中間突部３８の内周面によって円環状の凹部３５ａが形成されている。この凹部３５ａには、フィルタエレメント５０の第２シール部５４の環状突起５５が内嵌されている。凹部３５ａにおける底壁１３の内面（以下、シール面ともいう）に対して、環状突起５５の端面が当接されることによってキャップ３０と第２シール部５４との間がシールされている。
外側突部３９は、内側突部３７及び中間突部３８よりも開口３２に向けて突出している。外側突部３９の内周面は、第２シール部５４の外周面に対して径方向に間隔をおいて対向している。
キャップ３０は、硬質樹脂材料により形成されている。
＜吸着フィルタ組立体７０＞
図１、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図３に示すように、吸着フィルタ組立体７０は、前記フレーム７１と、フレーム７１に固定されるとともに内燃機関の蒸発燃料を吸着する吸着フィルタ４６とを備えている。
図示は省略するが、吸着フィルタ４６は、粒状の活性炭からなる吸着層と、吸着層を挟む一対の不織布シートと、一対の不織布シートを挟む一対のグラスファイバーネットと、一対のグラスファイバーネットを挟む一対の樹脂ネットとを有しており、長方形板状をなしている。吸着フィルタ４６の周縁部４７は、全周にわたって熱プレスされている。
フレーム７１は、濾過部５１の中心軸線を中心にして軸線方向に間隔をおいて設けられた複数のリング部７２、上記中心軸線に沿って設けられるとともに各リング部７２を連結するストレート部７３、及び軸線方向の一端部に設けられるとともに各ストレート部７３の一端が連結された中心孔を有する底部７４とを有している。
フレーム７１の内側には、長方形環状の挟持部７５が連結されている。
図４に示すように、本実施形態の挟持部７５を含むフレーム７１は、いずれも硬質樹脂材料からなる第１半割筒体７１ａと第２半割筒体７１ｂとに分割して形成されている。各半割筒体７１ａ，７１ｂにおける挟持部７５の対向面の内周縁には、吸着フィルタ４６の周縁部４７を収容する収容部７５ａが全周にわたって形成されている。
各半割筒体７１ａ，７１ｂの収容部７５ａによって吸着フィルタ４６の周縁部４７を挟んだ状態で半割筒体７１ａ，７１ｂ同士を振動溶着などにより接合することにより、吸着フィルタ組立体７０が形成されている。
図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、吸着フィルタ４６は、濾過部５１の中心軸線を通って濾過部５１の軸線方向に沿って延在している。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、フィルタエレメント５０の濾過部５１の内周面と、その内周面に対向する吸着フィルタ４６の両平面４６ａ，４６ｂとの間には、エアが吸着フィルタ４６を通過することなくアウトレット１６に至る空間Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ設けられている。
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の筒形エアクリーナ及び筒形フィルタエレメントによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）濾過部５１の内側には、濾過部５１の形状を保持するフレーム７１が設けられている。フレーム７１には、内燃機関の蒸発燃料を吸着する平板状の吸着フィルタ４６が濾過部５１の軸線方向に延在して固定されている。濾過部５１の内周面と、その内周面に対向する吸着フィルタ４６の両平面４６ａ，４６ｂとの間には、エアが吸着フィルタ４６を通過することなくアウトレット１６に至る空間Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ設けられている。
こうした構成によれば、フィルタエレメント５０の濾過部５１を通過してその内側に流入したエアが、吸着フィルタ４６を通過することなくアウトレット１６に至ることが可能となる。このため、吸着フィルタ４６を設定することに起因してフィルタエレメント５０の内側を流れるエアの通気抵抗が増大することを抑制できる。したがって、エアの圧力損失を低減することができる。
また、上記構成によれば、濾過部５１の形状を保持するフレーム７１に吸着フィルタ４６が設けられているため、フィルタエレメント５０と共に吸着フィルタ４６を交換することができる。
また、濾過部５１の軸線方向における任意の位置に吸着フィルタ４６を設定することが可能である。このため、吸着フィルタ４６の配置の自由度を高めることができる。
また、ケース２０及びキャップ３０については既存のものをそのまま使用することができる。
（２）フレーム７１は、一対の半割筒体７１ａ，７１ｂからなる。各半割筒体７１ａ，７１ｂは、吸着フィルタ４６の周縁部４７を挟持する挟持部７５を有している。
こうした構成によれば、一対の半割筒体７１ａ，７１ｂの挟持部７５により吸着フィルタ４６の周縁部４７を挟持することにより、フレーム７１に対して吸着フィルタ４６を容易に固定することができる。
（３）挟持部７５が吸着フィルタ４６の全周にわたって設けられている。
こうした構成によれば、吸着フィルタ４６の周縁部４７が全周にわたって挟持部７５により挟持される。このため、フレーム７１に対して吸着フィルタ４６を確実に固定することができる。
（４）筒形フィルタエレメント５０は、筒形の濾過部５１を有し、内燃機関のエアクリーナのハウジングに収容されるものであり、濾過部５１の内側には、濾過部５１の形状を保持するフレーム７１が設けられている。フレーム７１には、内燃機関の蒸発燃料を吸着する平板状の吸着フィルタ４６が濾過部５１の軸線方向に延在して固定されている。濾過部５１の内周面と、その内周面に対向する吸着フィルタ４６の両平面４６ａ，４６ｂとの間には、エアが吸着フィルタ４６を通過することなく外部に至る空間がそれぞれ設けられている。
こうした構成によれば、上記効果（１）と同様な効果を奏することができる。
＜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。
・例えば吸着フィルタ４６を構成するグラスファイバーネットを省略するなどしてその層構造を適宜変更してもよい。また、吸着層を構成する材料としては、蒸発燃料を吸着するものであればよく、ゼオライトなどの活性炭以外の吸着材を採用することもできる。
・吸着フィルタ４６をフィルタエレメント５０の中心軸線を通らないように配置することもできる。
・吸着フィルタ４６をフィルタエレメント５０の軸線方向に対して傾斜して配置することもできる。
・吸着フィルタ４６の周縁部４７の四辺のうちの三辺、二辺、あるいは一辺のみを挟持部７５によって挟持するようにしてもよい。
・吸着フィルタ４６の形状を台形板状など長方形板状以外の形状に変更することもできる。
・フレーム７１を樹脂成形する際に、吸着フィルタ４６をインサートすることにより一体に形成することもできる。また、吸着フィルタ４６をフレーム７１に対して接着するなどして固定することもできる。
１０…エアクリーナ、１１…ハウジング、１２…周壁、１３…底壁、１４…対向壁、１５…インレット、１６…アウトレット、２０…ケース、２１…開口、２２…ケース周壁（周壁）、２３…ケースフランジ、２４…底壁、２５…凹部、２７…内側突部、２８…中間突部、２９…外側突部、３０…キャップ、３２…開口、３３…キャップ周壁（周壁）、３４…キャップフランジ、３５ａ…凹部、３７…内側突部、３８…中間突部、３９…外側突部、４６…吸着フィルタ、４６ａ，４６ｂ…平面、４７…周縁部、５０…フィルタエレメント、５１…濾過部、５２…第１シール部、５３…突起、５４…第２シール部、５５…環状突起、７０…吸着フィルタ組立体、７１…フレーム、７１ａ…第１半割筒体、７１ｂ…第２半割筒体、７２…リング部、７３…ストレート部、７４…底部、７５…挟持部、７５ａ…収容部、Ｓ１，Ｓ２…空間。

Claims (4)

  1. インレットが形成された周壁、アウトレットが形成された底壁、及び前記底壁に対向する対向壁を有する筒形のハウジングと、筒形の濾過部を有し、前記ハウジングの内部に収容される筒形のフィルタエレメントとを備え、内燃機関の吸気通路に設けられる筒形エアクリーナにおいて、
    前記濾過部の内側には、前記濾過部の形状を保持するフレームが設けられており、
    前記フレームには、内燃機関の蒸発燃料を吸着する平板状の吸着フィルタが前記濾過部の軸線方向に延在して固定されており、
    前記濾過部の内周面と、その内周面に対向する前記吸着フィルタの両平面との間には、エアが前記吸着フィルタを通過することなく前記アウトレットに至る空間がそれぞれ設けられている、
    内燃機関の筒形エアクリーナ。
  2. 前記フレームは、一対の半割筒体からなり、
    前記半割筒体の各々は、前記吸着フィルタの縁部を挟持する挟持部を有している、
    請求項１に記載の内燃機関の筒形エアクリーナ。
  3. 前記挟持部が、前記吸着フィルタの全周にわたって設けられている、
    請求項２に記載の内燃機関の筒形エアクリーナ。
  4. 筒形の濾過部を有し、内燃機関のエアクリーナのハウジングに収容される筒形フィルタエレメントにおいて、
    前記濾過部の内側には、前記濾過部の形状を保持するフレームが設けられており、
    前記フレームには、内燃機関の蒸発燃料を吸着する平板状の吸着フィルタが前記濾過部の軸線方向に延在して固定されており、
    前記濾過部の内周面と、その内周面に対向する前記吸着フィルタの両平面との間には、エアが前記吸着フィルタを通過することなく外部に至る空間がそれぞれ設けられている、
    筒形フィルタエレメント。
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