JP2020041474A - エアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】設置の向きにかかわらず、水抜きを行うことができるエアクリーナを提供する。【解決手段】エアクリーナ１０は、複数の向きで設置されることがあらかじめ想定されたエアクリーナ１０であって、流入した空気を濾過するフィルタエレメント１１１と、フィルタエレメント１１１を収容し、複数の向きのそれぞれに対応する複数の水抜き穴が設けられているケース１１と、を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、内燃機関等に用いられるエアクリーナに関する。

内燃機関等の吸気を浄化するためのエアクリーナが普及している。エアクリーナの例としては、例えば入口から流入した空気がフィルタを通過する間に浄化され、浄化された空気が出口から流出するものがある。このようなエアクリーナは、例えば特許文献１等に開示されている。

特開２０１７−０８２６６４号公報

製造コスト低減のため、エアクリーナを異なる向きに設置できるようにしたい、という要望がある。具体的には、周囲の他の部品との配置の都合上、エアクリーナを縦置きに設置しなければならない場合と、横置きに設置しなければならない場合とがある場合、共通のエアクリーナを用いていずれの向きの設置にも対応したい、という要望がある。

ところで、エアクリーナには、空気とともに入り込んだ水等の液体を排出するため、水抜き穴が設けられていることがある。水は低い方に流れるため、例えば横置きに設置されることが想定されているエアクリーナでは、水抜き穴はエアクリーナを横置きに設置したときに最下部となる部位の近傍に設けられる。このため、横置きに設置されることしか想定されていないエアクリーナを縦置きにして使用した場合、水抜き穴の位置は最下部近傍ではなくなってしまい、水抜きを行うことが困難となる場合がある。このため、同一のエアクリーナを用いて、異なる向きでの設置に対応することは困難であった。

本開示は、設置の向きにかかわらず、水抜きを行うことができるエアクリーナを提供することを目的とする。

本開示の一態様に係るエアクリーナは、ケースと、前記ケースに設けられ、第１の設置状態で設置された場合に液体を排出するための第１の排出部と、前記ケースに設けられ、第２の設置状態で設置された場合に液体を排出するための第２の排出部と、を有する。

本開示によれば、エアクリーナの設置の向きにかかわらず、好適に水抜きを行うことができる。

本開示の実施の形態に係るエアクリーナの外観について説明するための図 エアクリーナを縦置き状態で設置した場合について例示した図 エアクリーナの横置き状態における、ケース内に流入した空気の流れを例示した図 エアクリーナの横置き状態における、ケース内に流入した水の流れを例示した図 エアクリーナの縦置き状態におけるケース内に流入した空気および水の流れを例示した図 キャップについて説明するための図 キャップについて説明するための図 キャップについて説明するための図

以下、本開示の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明、例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明等は省略する場合がある。

図１は、本開示の実施の形態に係るエアクリーナ１０の外観について説明するための図である。図１に示すように、エアクリーナ１０は、ほぼ円柱形状のケース１１と、入口管１２と、出口管１３と、第１排出孔１４と、第２排出孔１５と、を有する。第１排出孔１４は本開示の第１の排出部の一例であり、第２排出孔１５は本開示の第２の排出部の一例である。なお、図１から後出の図４には、本明細書における上下方向が示されている。

ケース１１は、ほぼ円柱形状に形成されている。ケース１１の円柱形状の側面の一部には、ケース１１内に空気を流入させるための管である入口管１２が接続されている。また、ケース１１の円柱形状の底面の一方には、ケース１１内の空気を流出させるための管である出口管１３が接続されている。

エアクリーナ１０は例えばトラック等の車両に搭載される。図示は省略するが、入口管１２はラバーチューブ等を介して車両のエアインテーク等に接続されており、出口管１３はエンジン等の内燃機関に接続されている。これにより、エアクリーナ１０はエアインテークから取り入れた空気を浄化して内燃機関に供給することができる。

第１排出孔１４および第２排出孔１５は、それぞれケース１１内に流入した水等の液体をケース１１外に排出するための孔である。なお、第１排出孔１４および第２排出孔１５から排出されるのは水に限定されず、例えば油等、他の液体であってもよい。図１に示すように、第１排出孔１４はケース１１の側面の一部に設けられており、第２排出孔１５はケース１１の底面の一部に設けられている。

このように、エアクリーナ１０は複数の排出孔を有する。これら複数の排出孔は、エアクリーナ１０を複数の設置状態で設置する場合に対応するために設けられている。複数の設置状態とは、エアクリーナ１０の設計時にあらかじめ想定された、異なる設置状態を含んでいる。

本実施の形態に係るエアクリーナ１０は、図１に示すように、円柱形状のケース１１の両底面が横を向いた状態である横置き状態で設置される他、図２に示すように、ケース１１の両底面が縦（上下方向）を向いた状態となる縦置き状態でも設置されることがあらかじめ想定されている。横置き状態は本開示の第１の設置状態の一例であり、縦置き状態が本開示の第２の設置状態の一例である。図２は、エアクリーナ１０を縦置き状態で設置した場合について例示した図である。

図１に示すエアクリーナ１０の横置き状態では、入口管１２がケース１１の上側に、出口管１３および第２排出孔１５が横側に、第１排出孔１４が下側に、それぞれ位置するようになる。

一方、図２に示すエアクリーナ１０の縦置き状態では、入口管１２および第１排出孔１４がケース１１の横側に、出口管１３が上側に、第２排出孔１５が下側にそれぞれ位置するようになる。

このような構成により、エアクリーナ１０が横置き状態と縦置き状態のいずれの状態でも、第１排出孔１４と第２排出孔１５のいずれかが、ケース１１の最下部に位置するようになる。従って、入口管１２から空気とともに水がケース１１の内部に流入した場合には、ケース１１の最下部に位置する方の排出孔から水が排出される。このように、あらかじめ想定された複数の設置状態のうち、エアクリーナ１０がいずれの状態で設置された場合でも、好適に水抜きを行うことができる。従って、エアクリーナ１０を横置き状態と縦置き状態のどちらでも使用することができるようになる。

以下、エアクリーナ１０に流入した空気および水の流れについて説明する。図３Ａは、エアクリーナ１０の横置き状態における、ケース１１内に流入した空気の流れを例示した図である。図３Ａにおける１点鎖線の矢印は、空気の流れを例示している。また、図３Ｂは、エアクリーナ１０の横置き状態における、ケース１１内に流入した水の流れを例示した図である。図３Ｂにおける点線の矢印は、水の流れを例示している。そして、図４は、エアクリーナ１０の縦置き状態におけるケース１１内に流入した空気および水の流れを例示した図である。

なお、図３Ａは、ケース１１の円柱形状の中心軸を含む平面であって、第１排出孔１４を通る平面における、横置き状態のエアクリーナ１０の断面図を示している。図３Ｂは、ケース１１の円柱形状の中心軸に垂直な平面であって、第１排出孔１４を通る平面における、横置き状態のエアクリーナ１０の断面図を示している。また、図４は、ケース１１の円柱形状の中心軸を含む平面であって、第２排出孔１５を通る平面における、縦置き状態のエアクリーナ１０の断面図を示している。

図３Ａ、図３Ｂおよび図４に示すように、ケース１１の内部には、フィルタエレメント１１１と、第１空間１１２と、第２空間１１３と、が設けられている。

フィルタエレメント１１１は、不織布や濾紙等のフィルタ素材をひだ状に折り曲げ、ひだ状のフィルタ素材をさらに円筒形状に湾曲させて形成された、一般に菊花型等と呼ばれるフィルタエレメントである。フィルタエレメント１１１は、空気（気体）は通すが水（液体）は通さないようになっている。エアクリーナ１０のケース１１内部は、フィルタエレメント１１１によって第１空間１１２と第２空間１１３とに分割されている。

第１空間１１２は、ケース１１の内壁面とフィルタエレメント１１１とによって構成される空間である。また、第２空間１１３は、円柱形状をなすフィルタエレメント１１１の内部の空間である。

図３Ａおよび図４に示すように、入口管１２からケース１１内部に流入した空気は、第１空間１１２を経て、フィルタエレメント１１１を通過し、濾過されて第２空間１１３へ到達する。そして、第２空間１１３内の浄化された空気は、出口管１３を通って外部へ流出する。

一方、図３Ｂおよび図４に示すように、入口管１２から流入した水は、フィルタエレメント１１１を通過せずに第１空間１１２内を流れ、エアクリーナ１０の設置の向きに応じた、ケース１１の最下部に位置する排出孔から外部へ排出される。ケース１１の最下部に位置する排出孔とは、図３Ｂに示すエアクリーナ１０の横置き状態では第１排出孔１４であり、図４に示すエアクリーナ１０の縦置き状態では第２排出孔１５である。このように、エアクリーナ１０は複数設けられた排出孔のうち、設置状態に応じていずれかから水が排出されるようになっている。

水が排出される方の排出孔には、排水弁が設けられることが望ましい。すなわち、図３Ａに示すように、エアクリーナ１０の横置き状態においては、第１排出孔１４に第１排水弁１４１が設けられる。同様に、図４に示すように、エアクリーナ１０の縦置き状態においては、第２排出孔１５に第２排水弁１５１が設けられる。排水弁１４１および排水弁１５１の具体的な構成については、本開示では特に限定しない。例えばエアクリーナ１０の外部から内部へ埃や水が入り込まないようにするための逆止弁、または、排出孔内に所定量以上の水が溜まった場合に水の重みで自動的に水を排出するような弁、または、車両の整備者等によって任意に開閉され、水を排出する開閉弁等、種々の弁が採用されうる。

なお、エアクリーナ１０の横置き状態において、ケース１１の最下部に位置しない第２排出孔１５から水が排出されることはない。このため、図１および図３Ａに示すように、エアクリーナ１０の横置き状態においては、埃や水等が入り込まないように、また空気が抜けないように、第２排出孔１５は閉塞されることが望ましい。

同様に、エアクリーナ１０の縦置き状態において、ケース１１の最下部に位置しない第１排出孔１４から水が排出されることはない。このため、図２および図４に示すように、エアクリーナ１０の縦置き状態においては、第１排出孔１４は閉塞されることが望ましい。

以下では、第１排出孔１４または第２排出孔１５を閉塞するためのキャップ２０について説明する。図３Ａに示すように、第１排出孔１４の周囲には、ケース１１の外側へ向かって突出する円筒形状の第１突出部１４２が設けられている。同様に、図４に示すように、第２排出孔１５の周囲には、ケース１１の外側へ向かって突出する円筒形状の第２突出部１５２が設けられている。第１排出孔１４または第２排出孔１５を閉塞する場合、キャップ２０は、第１突出部１４２または第２突出部１５２の先端部分に被せられる。キャップ２０は、例えばラバーのような、弾力性を有する樹脂等で形成されている。このようなキャップ２０により、水抜きに使用されない排出孔から埃や水等が入り込むのを防止することができるとともに、エアクリーナ１０内の空気が抜けるのを防止することができる。

図５Ａから図５Ｃは、キャップ２０について説明するための図である。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、キャップ２０は、蓋部２１と、内側壁２２と、外側壁２３と、を有する。図５Ａではキャップ２０を蓋部２１側から見ており、図５Ｂではキャップ２０を内側壁２２および外側壁２３側から見ている。

なお、以下の説明においては、簡単のため、キャップ２０が第１の排出孔１４の周囲に設けられた第１突出部１４２に被せられた場合について説明し、第２の排出孔１５の周囲に設けられた第２突出部１５２に被せられた場合については説明を省略する。

蓋部２１は、キャップ２０が第１突出部１４２に被せられたとき、第１排出孔１４を塞ぐ蓋となる部位である。内側壁２２および外側壁２３は、キャップ２０が第１突出部１４２に被せられたとき、第１突出部１４２の円筒形状の側面の外側または内側と接触することで、キャップ２０を第１突出部１４２に対して固定するための部材である。すなわち、キャップ２０は、内側壁２２および外側壁２３で第１突出部１４２の側面を挟むことにより、外れにくい構造を有する。なお、図５Ｂでは内側壁２２と外側壁２３との距離を強調して図示しているが、実際には内側壁２２と外側壁２３との距離は、第１突出部１４２の側面の厚みとほぼ同じに形成される。

図５Ｃは、キャップが第１排出孔１４に被せられた状態での、キャップ２０の中心軸を含む平面における断面図である。図５Ｃに示すように、内側壁２２が第１突出部１４２の側面の内側と密着し、外側壁２３が第１突出部１４２の側面の外側と密着する。このような構成により、内側壁を有しておらず、外側壁のみが突出部の側面の外側と密着している場合と比較して、キャップ２０は、第１突出部１４２の側面との接触面積を多く取ることができる。このため、摩擦により、キャップ２０を第１突出部１４２から外れにくくすることができる。

このような構成により、エアクリーナ１０の外側から内側へ向かう力だけでなく、内側から外側へ向かう力がキャップ２０に加わったとしても、キャップ２０を外れにくくすることができる。また、キャップ２０を第１突出部１４２に取り付ける際には、単に嵌め込むだけで取り付けが可能であるため、取り付けが容易である。このような構成により、キャップ２０は、水抜きに使用されない方の排出孔を容易に塞ぐことができる。なお、上記説明ではキャップ２０を第１突出部１４２に取り付ける場合について説明したが、キャップ２０を第２突出部１５２に取り付ける場合も同様である。

＜作用・効果＞
以上説明したように、本開示の実施の形態に係るエアクリーナ１０は、ケース１１と、ケース１１に設けられ、横置き状態で設置された場合に水を排出するための第１排出孔１４と、縦置き状態で設置された場合に水を排出するための第２の排出部と、を有する。

そして、第１排出孔１４は、横置き状態で設置された場合にケース１１の最下部に位置しており、第２排出孔１５は、縦置き状態で設置された場合にケース１１の最下部に位置する。

このような構成により、エアクリーナ１０は、あらかじめ想定された複数の設置状態のうちのどの状態で設置されても、対応する排出孔がケース１１の最下部となるように設けられているので、好適に水を排出することができる。従って、例えば車型の違い等により、複数の設置状態で設置されることがあらかじめ想定されている場合に、異なる設置状態で配置されるエアクリーナを共通化することができるため、エアクリーナ１０の製造コストや設計コストを低減することができる。

＜変形例＞
以上、図面を参照しながら本開示に係る実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素は任意に組み合わせてられてもよい。

上記した実施の形態では、エアクリーナ１０は、トラック等の内燃機関を備えた車両に搭載されるとしたが、本開示はこれに限定されない。例えば、内燃機関を備えた農業機械や建設機械、ポンプ、発電機等にも適用が可能である。

上記した実施の形態では、エアクリーナ１０は、円柱形状のケース１１に入口管１２および出口管１３が設けられていたが、本開示はこれに限定されない。本開示のエアクリーナでは、入口管および出口管を含むケースの形状については特に限定せず、どのような形状であってもよい。ケースの具体的な形状の例には、直方体、立方体、円柱、円錐、円錐台、三角錐、またはこれらのいずれかの組み合わせにより構成される形状等が挙げられる。なお、本明細書において、各形状は厳密なものではなく、概形を指すものである。すなわち、上記した実施の形態におけるケース１１の円柱形状には、例えば円柱の一部が削られた形状や、円柱に他の形状のものが加えられた形状等も含まれうる。他の形状に関しても同様である。

上記した実施の形態では、エアクリーナの例として、菊花型のフィルタエレメント１１１を用いて空気の浄化を行う形式のエアクリーナ１０を示したが、本開示はこれに限定されない。本開示は例えば他の形状や形式のフィルタエレメントを用いるエアクリーナであってもよい。また、例えばサイクロン式等、他の方式のエアクリーナであってもよい。

上記した実施の形態では、図３Ａ、図３Ｂおよび図４等において、入口管１２、出口管１３、第１排出孔１４および第２排出孔１５が同一平面内に配置されている例について示したが、本開示はこれに限定されない。これらの構成は必ずしも同一平面内に配置されている必要はなく、適宜異なる平面内に配置されていてもよい。

上記した実施の形態では、エアクリーナ１０の配置状態の例として、横置き状態および縦置き状態について説明したが、本開示はこれに限定されない。本開示において、エアクリーナは、設置される環境に応じて、３種類以上の配置状態で配置されることが想定されていてもよい。ここで、設置される環境とは、具体的にはエアクリーナの設置スペース、配管を取り回すスペース、内燃機関との位置関係、エアインテークとの位置関係等を意味する。そして、本開示のエアクリーナは、複数の向きで配置されることが想定されている場合に、それぞれの向きにおいてエアクリーナの最下部となる部位の近傍に、水抜き用の排出孔が１つずつ形成されていればよい。

例えば、本発明のエアクリーナが横置き状態および縦置き状態に加えて、斜めに傾けた斜め置き状態で配置されることがあらかじめ想定されている場合、そのエアクリーナには３つの水抜き穴が設けられればよい。具体的には、横置き状態における最下部付近に１つの排出孔（上記実施の形態における第１排出孔１４）、縦置き状態における最下部付近に１つの排出孔（上記実施の形態における第２排出孔１５）、そして斜め置き状態における最下部付近に１つの排出孔が形成されればよい。

このような構成により、本開示のエアクリーナは、例えば車型の違い等により、複数の向きで設置されることがあらかじめ想定されている場合に、異なる向きで配置されるエアクリーナを共通化することができる。従って、エアクリーナの製造コストおよび設計コストを低減することができる。

本開示は、内燃機関に供給する空気を浄化するエアクリーナに有用である。

１０ エアクリーナ
１１ ケース
１１１ フィルタエレメント
１１２ 第１空間
１１３ 第２空間
１２ 入口管
１３ 出口管
１４ 第１排出孔
１４１ 第１排水弁
１４２ 第１突出部
１５ 第２排出孔
１５１ 第２排水弁
１５２ 第２突出部
２０ キャップ
２１ 蓋部
２２ 内側壁
２３ 外側壁

Claims (5)

1. ケースと、
   前記ケースに設けられ、第１の設置状態で設置された場合に液体を排出するための第１の排出部と、
   前記ケースに設けられ、第２の設置状態で設置された場合に液体を排出するための第２の排出部と、
   を有する、エアクリーナ。
2. 前記第１の排出部は、前記第１の設置状態で設置された場合に前記ケースの最下部に位置し、
   前記第２の排出部は、前記第２の設置状態で設置された場合に前記ケースの最下部に位置する、
   請求項１に記載のエアクリーナ。
3. 前記第１の設置状態で設置された場合には、前記第２の排出部は閉塞部材で閉塞され、
   前記第２の設置状態で設置された場合には、前記第１の排出部は前記閉塞部材で閉塞される、
   請求項１または２に記載のエアクリーナ。
4. 前記第１の設置状態で設置された場合には、前記第１の排出部に弁が設けられ、
   前記第２の設置状態で設置された場合には、前記第２の排出部に弁が設けられる、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のエアクリーナ。
5. 前記ケースは円柱形状を有し、
   前記第１の設置状態は、前記ケースの両底面がそれぞれ横方向を向く横置き状態であり、
   前記第２の設置状態は、前記ケースの両底面がそれぞれ上下方向を向く縦置き状態であり、
   前記第１排出部は、前記ケースの円柱形状における側面の一部に設けられており、
   前記第２排出部は、前記ケースの円柱形状における底面の一部に設けられている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のエアクリーナ。

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