JP2020159310A - 内燃機関のエアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】吸着シートを容易に固定することができる内燃機関のエアクリーナを提供する。【解決手段】キャップ２０の周壁２２ａは、吸着シート５０の本体部５１に対向する一般面３０と、吸着シート５０の横縁部５２が接合される第１接合面及び第２接合面とを有している。各接合面は、キャップ２０の開口２１から離れるほどキャップ２０の内側に位置するように一般面３０に対して傾斜している。【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関のエアクリーナに関する。

従来、内燃機関のエアクリーナは、吸気が流入するインレットを有するケースと、吸気が流出するアウトレットを有するキャップと、ケースの開口及びキャップの開口の間に設けられたフィルタエレメントとを備えている。

特許文献１に記載のエアクリーナでは、吸気通路を通じて漏出する蒸発燃料を吸着する吸着シートが、キャップの開口を囲む周壁の内面に設けられている。吸着シートは、矩形状に形成された吸着材と、当該吸着材の外周端を保持するフレームとにより構成されている。なお、吸着シートは、キャップの周壁の内面に対して溶着にて接合されている。

特許第４７３０２９０号公報

ところで、このようにキャップの周壁に対して吸着シートなどの機能性シートを接合する接合作業では、接合用工具によりフレームを加熱しながら押圧することでキャップに対してフレームが溶着される。このとき、キャップの周壁の接合面に対して接合用工具の先端面を沿わせた状態でフレームを押圧しつつ溶着する必要がある。このため、溶着用工具を、キャップの開口に対して寝かせながらキャップ内に挿入する必要がある。

しかしながら、キャップの接合面がキャップの開口から離れるほど、すなわち、キャップの奥側であるほど、接合用工具がキャップの開口縁に干渉しやすくなり、接合作業が難しくなる。こうした課題は、特に、キャップの開口面積が小さくなるほど顕著となる。

本発明の目的は、機能性シートを容易に接合することのできる内燃機関の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内燃機関のエアクリーナは、インレットを有するケースと、アウトレットを有するキャップと、前記ケースの開口及び前記キャップの開口の間に設けられるフィルタエレメントと、前記キャップの開口を囲む周壁に沿って設けられた機能性シートと、を備え、前記周壁は、前記機能性シートの本体部に対向する一般面と、前記機能性シートの縁部が接合される接合面と、を有し、前記接合面は、前記キャップの開口から離れるほど前記キャップの内側に位置するように前記一般面に対して傾斜している。

同構成によれば、キャップの周壁のうち機能性シートの縁部が接合される接合面が、キャップの開口から離間するほどキャップの内側に位置するように一般面に対して傾斜している。このため、上記接合面がキャップの開口から離れている場合であっても、接合用工具の先端面を接合面に沿わせやすくなる。したがって、機能性シートを容易に接合することができる。

本発明によれば、機能性シートを容易に接合することができる。

内燃機関のエアクリーナの一実施形態について、ケース、フィルタエレメント、及びキャップを互いに離間して示す分解斜視図。 同実施形態の内燃機関のエアクリーナの断面図であって、図１の２−２線に対応した位置における断面図。 同実施形態のキャップを開口側から視た斜視図。 図３の４−４線に沿った断面図。 図３の５−５線に沿った断面図。 同実施形態の吸着シートの組み付け方法を説明する図であって、吸着シートがキャップ内に挿入された状態を示す断面図。 同実施形態の吸着シートの組み付け方法を説明する図であって、吸着シートの第２縁部が第２接合面に接合されている状態を示す断面図。 同実施形態の吸着シートの組み付け方法を説明する図であって、吸着シートの第１縁部が第１接合面に接合されている状態を示す断面図。

以下、図１〜図８を参照して、一実施形態について説明する。
本実施形態のエアクリーナは、車載内燃機関の吸気経路に設けられ、吸気を濾過するものである。

図１及び図２に示すように、エアクリーナは、吸気が流入するインレット１４を有するケース１０と、吸気が流出するアウトレット２４を有するキャップ２０と、ケース１０の開口１１及び同開口１１に向かい合うキャップ２０の開口２１の間に設けられたフィルタエレメント４０とを備えている。ケース１０の開口１１及びキャップ２０の開口２１は、長辺及び短辺を有する長方形状をなしている。

ケース１０及びキャップ２０は、例えば、ポリプロピレンなどの樹脂材料にタルクやガラス繊維などのフィラーを添加させた複合材料により成形されている。
キャップ２０の開口２１を囲む周壁２２のうち、開口２１の長辺を構成する一対の周壁２２における一方側の周壁２２ａの内面には、アウトレット２４を通じてキャップ２０の内部に流入する蒸発燃料を吸着する吸着シート５０が設けられている。

次に、エアクリーナの構成について詳細に説明する。
まず、吸着シート５０について説明する。
＜吸着シート５０＞
図１及び図２に示すように、吸着シート５０は、長方形板状をなしており、例えば、粒状の活性炭からなる吸着材を有する本体部５１と、キャップ２０の開口２１の内縁に沿って延在する一対の横縁部５２と、各横縁部５２の両端同士を連結する一対の縦縁部５３とを有している。

以降において、各横縁部５２が延在する方向（図２の左右方向）を延在方向Ｘと称し、キャップ２０の開口２１の長辺を構成する一対の周壁２２同士が対向する方向（図２の紙面に直交する方向）を幅方向Ｙと称する。

吸着シート５０は、幅方向Ｙの一方側の周壁２２ａの内周面に溶着により接合されている。
図示は省略するが、吸着シート５０は、上記吸着材を挟む一対の保持シートと、一対の保持シートを挟む一対の樹脂ネットとを有している。保持シートは、例えば、不織布からなる。樹脂ネットは、例えば、ポリプロピレンなどの樹脂材料からなる。各保持シートと各樹脂ネットとの周縁部が全周にわたって熱プレスされることで、上述した一対の横縁部５２と、一対の縦縁部５３とが形成されている。

以降において、一対の横縁部５２のうち、キャップ２０の開口２１から遠い側を第１縁部５２ａと称し、キャップ２０の開口２１に近い側を第２縁部５２ｂと称する。
＜ケース１０＞
図１及び図２に示すように、ケース１０は、開口１１を囲む周壁１２と、開口１１に対向する底壁１３とを有している。

インレット１４は、円筒状をなしている。インレット１４は、周壁１２のうち開口１１の延在方向Ｘにおける一方側の周壁１２ａの外周面に突設されている。
開口１１の周縁には、外周側に向けて突出した環状のフランジ部１５が形成されている。

＜キャップ２０＞
キャップ２０は、上述した周壁２２と、開口２１に対向する底壁２３とを有している。
アウトレット２４は、円筒状をなしている。アウトレット２４は、幅方向Ｙにおける一方側の周壁２２ａの外周面と、延在方向Ｘにおける一方側の周壁２２ｂの外周面との双方に交差する方向において外側に向けて突設されている。

図３に示すように、アウトレット２４の基端部の一部は、キャップ２０の内側に位置している。アウトレット２４の基端には、外周側に向けて突出した四角環状のフランジ部２４ａが全周にわたって形成されている。なお、フランジ部２４ａは、底壁２３に連なっている。

開口２１の周縁には、外周側に向けて突出した環状のフランジ部２５が形成されている。
図３及び図４に示すように、周壁２２ａの内周面には、吸着シート５０の本体部５１に対向する一般面３０が設けられている。一般面３０は、延在方向Ｘにおいて長い長方形状をなしている。

図４に示すように、一般面３０と吸着シート５０の本体部５１との間には、本体部５１の全体にわたって隙間が設けられている。
図３及び図４に示すように、一般面３０の底壁２３側には、キャップ２０の開口２１から離れるほどキャップ２０の内側に位置するように一般面３０に対して傾斜した第１傾斜部３１が隣り合って設けられている。第１傾斜部３１は、一般面３０の延在方向Ｘにおける一方側の端部から延在方向Ｘにおける途中の部分まで延在している。

図２及び図３にドットハッチングにて示すように、第１傾斜部３１は、吸着シート５０の第１縁部５２ａの一部が接合される第１接合面３１ａを有している。すなわち、第１接合面３１ａは、第１縁部５２ａの延在方向Ｘにおける一部に対応して設けられている。第１接合面３１ａは、キャップ２０の開口２１から離れるほどキャップ２０の内側に位置するように一般面３０に対して傾斜している。

図４に示すように、第１傾斜部３１（第１接合面３１ａ）に直交する仮想線Ｌ１は、開口２１の内縁よりも、より詳しくは、フランジ部２５の内縁よりもキャップ２０の内側に位置している。

第１接合面３１ａよりもキャップ２０の内側には、延在方向Ｘに沿って形成された溝部３３が第１接合面３１ａと隣り合って設けられている。溝部３３の幅は、吸着シート５０の第１縁部５２ａの厚みよりも大きい。なお、溝部３３が本発明に係る溝部に相当する。

図３及び図５に示すように、一般面３０の底壁２３側であって、延在方向Ｘにおける第１傾斜部３１とは反対側には、延在方向Ｘに互いに間隔をおいて形成された複数（本実施形態では５つ）の傾斜リブ３４が隣り合って設けられている。各傾斜リブ３４は、キャップ２０の開口２１から離れるほどキャップ２０の内側に位置するように一般面３０に対して傾斜している。各傾斜リブ３４の一般面３０に対する傾斜角度は、第１傾斜部３１の一般面３０に対する傾斜角度と同一である。

各傾斜リブ３４よりもキャップ２０の内側には、溝部３５が隣り合って設けられている。各溝部３５は、溝部３３と同一の幅を有しており、溝部３３の延在方向に沿って設けられている。

図３及び図４に示すように、一般面３０の開口２１側には、キャップ２０の開口２１から離れるほどキャップ２０の内側に位置するように一般面３０に対して傾斜した第２傾斜部３２が隣り合って設けられている。第２傾斜部３２は、一般面３０の延在方向Ｘの全体にわたって延在している。

図２及び図３にドットハッチングにて示すように、第２傾斜部３２は、吸着シート５０の第２縁部５２ｂが接合される複数（本実施形態では３つ）の第２接合面３２ａを有している。各第２接合面３２ａは、延在方向Ｘに互いに間隔をおいて設けられている。各第２接合面３２ａは、キャップ２０の開口２１から離れるほどキャップ２０の内側に位置するように一般面３０に対して傾斜している。

なお、第１接合面３１ａと開口２１とがなす角度は、第２接合面３２ａと開口２１とがなす角度よりも小さい。
図４に示すように、第２傾斜部３２（第２接合面３２ａ）に直交する仮想線Ｌ２は、開口２１の内縁よりも、より詳しくは、フランジ部２５の内縁よりも内側に位置している。

図２及び図３に示すように、第１接合面３１ａと各第２接合面３２ａとは、延在方向Ｘにおいて互いに異なる位置に設けられている。
図２〜図５に示すように、周壁２２ａには、吸着シート５０の第１縁部５２ａのうち第１接合面３１ａに接合されていない部分よりもキャップ２０の内側に位置し、当該部分の浮き上がりを規制する規制部３６が突設されている。

図５に示すように、規制部３６は、吸着シート５０の第１縁部５２ａよりも開口２１側に突出している。規制部３６は、各溝部３３，３５の一部を構成している。
図２及び図３に示すように、規制部３６の延在方向Ｘにおける両端部には、吸着シート５０の各縦縁部５３に沿って開口２１に向かって延在する延在部３７が形成されている。

図３に示すように、規制部３６のうち、幅方向Ｙにおいて第１接合面３１ａと隣り合う部分には、後述する接合用工具１０２と規制部３６との干渉を抑制するための切り欠き部３６ａが形成されている。

規制部３６のうち、切り欠き部３６ａよりもアウトレット２４側の部分は、アウトレット２４のフランジ部２４ａと連なっている。なお、延在方向Ｘの一方側における延在部３７と、上記部分とは連なっていない。

図２及び図３に示すように、周壁２２ａには、延在方向Ｘにおける吸着シート５０の各縦縁部５３の外側にそれぞれ位置し、各縦縁部５３の延在方向に沿って延在する一対の案内部３８が突設されている。各案内部３８の底壁２３側の端部と、規制部３６の各延在部３７とは連なっている。

＜フィルタエレメント４０＞
フィルタエレメント４０は、濾紙や不織布などの濾材シートを襞折りすることにより形成された濾過部４１と、濾過部４１の外周縁に設けられた環状のシール部４２とを有している。フィルタエレメント４０は、平面視長方形状をなしている。

シール部４２は、ケース１０のフランジ部１５とキャップ２０のフランジ部２５とによって挟持されている。これにより、ケース１０とキャップ２０との間がシールされている。

次に、キャップ２０への吸着シート５０の組み付け方法、すなわち、キャップ２０の周壁２２ａに吸着シート５０を接合する方法について説明する。
図６に示すように、まず、キャップ２０を周壁２２ａが下側に位置するように固定治具１００上に載置する。このとき、周壁２２ａの第２傾斜部３２が上下方向と直交するようにキャップ２０が載置されることが好ましい。

次に、キャップ２０の開口２１を通じて吸着シート５０の第１縁部５２ａを各溝部３３，３５内に挿入する。このとき、吸着シート５０は、各案内部３８により組み付け位置に向けて案内される。第１縁部５２ａが各溝部３３，３５内に挿入されることにより、吸着シート５０の位置決めが行われる。このとき、吸着シート５０の第２縁部５２ｂは、第２傾斜部３２に沿っている。

図７に示すように、次に、３つの接合用工具１０１をキャップ２０内に挿入するとともに、これら接合用工具１０１の先端面を第２傾斜部３２に沿わせる。そして、各接合用工具１０１により、第２縁部５２ｂのうち第２接合面３２ａに対応する部分を加熱することで溶着により接合する。なお、図７では、１つの接合用工具１０１のみを図示している。

図８に示すように、次に、第１縁部５２ａを屈曲させることで、第１縁部５２ａを第１傾斜部３１及び各傾斜リブ３４に沿わせる。これにより、第１縁部５２ａは、各溝部３３，３５から抜け出ることとなる。なお、このとき、吸着シート５０の本体部５１と周壁２２ａの一般面３０との間に隙間が形成される。

次に、各接合用工具１０１をキャップ２０内に挿入した状態で、別の接合用工具１０２をキャップ２０内に挿入するとともに、同接合用工具１０２の先端面を第１傾斜部３１に沿わせる。そして、接合用工具１０２により、第１縁部５２ａのうち第１接合面３１ａに対応する部分を加熱することで溶着により接合する。

このようにして、キャップ２０の周壁２２ａに吸着シート５０が接合される。
本実施形態の作用について説明する。
図２〜図４に示すように、キャップ２０の周壁２２ａのうち吸着シート５０の横縁部５２が接合される第１接合面３１ａ及び第２接合面３２ａが、キャップ２０の開口２１から離間するほどキャップ２０の内側に位置するように一般面３０に対して傾斜している。このため、第１接合面３１ａ及び第２接合面３２ａがキャップ２０の開口２１から離れている場合であっても、各接合用工具１０１，１０２の先端面を第１接合面３１ａ及び第２接合面３２ａに沿わせやすくなる。

本実施形態の効果について説明する。
（１）キャップ２０の周壁２２ａは、吸着シート５０の本体部５１に対向する一般面３０と、吸着シート５０の横縁部５２が接合される第１接合面３１ａ及び第２接合面３２ａとを有している。第１接合面３１ａ及び第２接合面３２ａは、キャップ２０の開口２１から離れるほどキャップ２０の内側に位置するように一般面３０に対して傾斜している。

こうした構成によれば、上記作用を奏することから、吸着シート５０をキャップ２０の周壁２２ａに容易に接合することができる。
（２）吸着シート５０の本体部５１と周壁２２ａの一般面３０との間には、隙間が設けられている。

こうした構成によれば、吸着シート５０の本体部５１と周壁２２ａの一般面３０との隙間を吸気が流れるようになる。このため、吸着シート５０の表面側だけでなく裏面側についても蒸発燃料が吸着しやすくなる。したがって、吸着シート５０の吸着効率を高めることができる。

（３）吸着シート５０の第１縁部５２ａは、第１接合面３１ａに接合されている。
こうした構成によれば、第１縁部５２ａが接合される第１接合面３１ａが設けられている。このため、吸着シート５０のうちキャップ２０の開口２１から離れていることで接合用工具１０２が届きにくい第１縁部５２ａの接合作業を容易に行うことができる。

（４）第１接合面３１ａは、延在方向Ｘにおける一部に対応して設けられている。周壁２２ａには、第１縁部５２ａのうち第１接合面３１ａに接合されていない部分よりもキャップ２０の内側に位置し、当該部分の浮き上がりを規制する規制部３６が突設されている。

こうした構成によれば、第１縁部５２ａのうち第１接合面３１ａに接合されていない部分に対して外力が作用することによって、当該部分がキャップ２０の周壁２２ａから浮き上がることを抑制することができる。

また、上記構成によれば、上記部分の浮き上がりが抑制されることで、エアクリーナ内における吸気の圧力損失の増加を抑制できる。
（５）第１接合面３１ａよりもキャップ２０の内側には、延在方向Ｘに沿って形成された溝部３３が第１接合面３１ａと隣り合って設けられている。

こうした構成によれば、キャップ２０への吸着シート５０の組み付けに際して、吸着シート５０の第１縁部５２ａを溝部３３に挿入することで吸着シート５０の位置決めを容易に行うことができる。したがって、吸着シート５０の接合作業を一層容易に行うことができる。

（６）第１接合面３１ａと第２接合面３２ａとは延在方向Ｘにおいて互いに異なる位置に設けられている。
こうした構成によれば、接合用工具１０１，１０２同士をキャップ２０の開口２１を通じてキャップ２０内に同時に挿入する際に、これら工具同士が干渉することを抑制できる。このため、複数の接合用工具１０１，１０２を用いて同時に接合作業をすることができる。したがって、吸着シート５０の接合作業に要する時間を短くすることができる。

（７）周壁２２ａには、延在方向Ｘにおける一対の縦縁部５３の外側にそれぞれ位置し、縦縁部５３の延在方向に沿って延在するとともに、キャップ２０への吸着シート５０の組み付けに際して、組み付け位置に向けて吸着シート５０を案内する一対の案内部３８が突設されている。

こうした構成によれば、キャップ２０への吸着シート５０の組み付けに際して、一対の案内部３８により組み付け位置に向けて吸着シート５０が案内される。このため、吸着シート５０の接合作業をより一層容易に行うことができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・本実施形態では、吸着シート５０の第２縁部５２ｂを接合した後に第１縁部５２ａを接合したが、第１縁部５２ａを接合した後に第２縁部５２ｂを接合するようにしてもよい。

・傾斜リブ３４は省略することもできる。この場合、第１傾斜部３１を一般面３０の延在方向Ｘの全体にわたって延在させるようにしてもよい。
・案内部３８は延在方向Ｘの一方側にのみ設けられていてもよい。

・案内部３８は省略することもできる。
・第１接合面３１ａ及び第２接合面３２ａの数、位置、及び大きさは適宜変更できる。
・溝部３３，３５は省略することもできる。

・規制部３６は、吸着シート５０の延在方向Ｘの全体にわたって設けられていてもよい。この場合、接合用工具１０１と規制部３６とが干渉しない位置にて規制部３６をキャップ２０の内側に設ければよい。

・複数の規制部が延在方向Ｘに互いに間隔をおいて設けられていてもよい。
・規制部３６は省略することもできる。
・吸着シート５０の本体部５１と周壁２２ａの一般面３０との隙間は省略することもできる。

・吸着シート５０の本体部５１と周壁２２ａの一般面３０との隙間は、本体部５１の一部に対応した位置に設けられるものであってもよい。
・接合面は、吸着シート５０の縦縁部５３に対応して設けられるものであってもよい。

・本発明は、機能性シートとして、不織布からなる吸音シートを備える内燃機関のエアクリーナに対しても適用することができる。

１０…ケース、１１…開口、１２…周壁、１２ａ…周壁、１３…底壁、１４…インレット、１５…フランジ部、２０…キャップ、２１…開口、２２…周壁、２２ａ…周壁、２２ｂ…周壁、２３…底壁、２４…アウトレット、２４ａ…フランジ部、２５…フランジ部、３０…一般面、３１…第１傾斜部、３１ａ…第１接合面、３２…第２傾斜部、３２ａ…第２接合面、３３…溝部、３４…傾斜リブ、３５…溝部、３６…規制部、３６ａ…切り欠き部、３７…延在部、３８…案内部、４０…フィルタエレメント、４１…濾過部、４２…シール部、５０…吸着シート、５１…本体部、５２…横縁部、５２ａ…第１縁部、５２ｂ…第２縁部、５３…縦縁部、１００…固定治具、１０１…接合用工具、１０２…接合用工具。

Claims (8)

1. インレットを有するケースと、アウトレットを有するキャップと、前記ケースの開口及び前記キャップの開口の間に設けられるフィルタエレメントと、前記キャップの開口を囲む周壁に沿って設けられた機能性シートと、を備える内燃機関のエアクリーナであって、
   前記周壁は、前記機能性シートの本体部に対向する一般面と、前記機能性シートの縁部が接合される接合面と、を有し、
   前記接合面は、前記キャップの開口から離れるほど前記キャップの内側に位置するように前記一般面に対して傾斜している、
   内燃機関のエアクリーナ。
2. 前記機能性シートは、前記アウトレットを通じて前記キャップ内に流入する内燃機関の蒸発燃料を吸着する吸着シートである、
   請求項１に記載の内燃機関のエアクリーナ。
3. 前記本体部と前記一般面との間には、隙間が設けられている、
   請求項２に記載の内燃機関のエアクリーナ。
4. 前記機能性シートは、前記キャップの開口縁に沿って延在する第１縁部と、前記キャップの開口縁に沿って延在するとともに前記第１縁部よりも前記キャップの開口に近い第２縁部とを有し、
   前記第１縁部は、前記接合面に接合されている、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関のエアクリーナ。
5. 前記接合面は、前記第１縁部の延在方向における一部に対応して設けられており、
   前記周壁には、前記第１縁部のうち前記接合面に接合されていない部分よりも前記キャップの内側に位置し、当該部分の浮き上がりを規制する規制部が突設されている、
   請求項４に記載の内燃機関のエアクリーナ。
6. 前記接合面よりも前記キャップの内側には、前記第１縁部の延在方向に沿って形成された溝部が前記接合面と隣り合って設けられている、
   請求項４または請求項５に記載の内燃機関のエアクリーナ。
7. 前記接合面を第１接合面とするとき、
   前記接合面は、前記第２縁部が接合される第２接合面を有し、
   前記第１接合面と前記第２接合面とは前記第１縁部の延在方向において互いに異なる位置に設けられている、
   請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の内燃機関のエアクリーナ。
8. 前記機能性シートは、長方形板状をなし、前記キャップの開口の内縁に沿って延在する一対の横縁部と、一対の前記横縁部の両端同士を連結する一対の縦縁部とを有し、
   前記周壁には、前記横縁部の延在方向における一対の前記縦縁部の外側にそれぞれ位置し、前記縦縁部の延在方向に沿って延在するとともに、前記キャップへの前記機能性シートの組み付けに際して、組み付け位置に向けて前記機能性シートを案内する一対の案内部が突設されている、
   請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の内燃機関のエアクリーナ。