JP4419678B2 - プレクリーナ付エアクリーナ - Google Patents

Description

本発明は、空気中に含まれる水ミスト、塵等を排除するプレクリーナをエアクリーナの吸気側に設けた内燃機関用のプレクリーナ付エアクリーナに関する。

内燃機関の燃焼室に清浄な空気を供給するためのエアクリーナでは、このエアクリーナに空気を供給する前に、水ミストや比較的大きな塵を排除するプレクリーナが設けられているものがある。

従来のプレクリーナとエアクリーナは、それぞれ独立した部品から出来ており、通常、図６に示すように、エアクリーナ１００とは別に車両に固定されたプレクリーナ１０２の出口１０４とエアクリーナ１００の入口１０６とをダクト１０８で連結している、あるいは、図７に示すように、プレクリーナ１１０を直接エアクリーナ１１２の入口１１４に差し込み、リベット１１６等で固定している。

なお、図６に示すように、プレクリーナ１０２には排塵弁１１８が設定されている。

この排塵弁１１８は、補足したダスト１２０を一時的に貯める容積を持ち、車両の振動やエンジン吸気脈動等によって自動的にダスト１２０を排出するように設計されている。

なお、エアクリーナとプレクリーナとをダクトで連結したものとしては、例えば、特許文献１に記載がある。

また、エアクリーナの入口にプレクリーナを直接差し込んだものとしては、例えば、特許文献２に記載がある。
特開２００１―７３８８９号公報（図２参照） 特開２００１―７３８９０号公報（図１参照）

このため、従来のエアクリーナ及びプレクリーナは、（１）ダクト類やリベット等の部品点数が多い、（２）組付け工数が余計にかかる、（３）エンジンルームにダクト類を配置するスペースを必要とする、（４）ダクト類組み付け作業のための作業隙間が必要となる、等の問題がある。

また、プレクリーナの排塵弁は、自動的にダストを排出するように設計されてはいるが、大きなダストや昆虫の死骸によっては閉塞することがある。

このため、定期的に排塵弁を外し、内部に貯まったダストを捨てるメインテナンスが必要となる。

図８に示すように、車両のエンジンルームにおいて、車体１２２の上側にプレクリーナ１０２が配置され、プレクリーナ１０２の近傍には、例えば、バッテリー１２４、ブレーキマスターシリンダー１２６等の周辺部品が配置されている。

通常、メインテナンスのための作業隙間としては、車両に搭載されたプレクリーナ１０２の側面に沿ってプレクリーナ１０２の下部に配置された排塵弁１１８まで手１２８を入れるための空間として１００ｍｍ程度のクリアランス１３０を必要とするが、エンジンルームの限られたスペースの中で、これを確保する事は非常に困難である。

その結果、メインテナンス作業性やコスト等、何らかを犠牲にして搭載しているのが現状である。

車両の使用環境が苛酷な場合や、プレクリーナが機能しなくなった場合等、プレクリーナで分離しきれないダストがエアクリーナ底面に堆積することがある。

堆積したダストに関して、ダストを取り出さない限り、いずれエレメント目詰まりの原因となり得るという問題があるが、現状の構造では、ケース内に堆積したダストを取り出すためには、車体からケースを外して清掃する必要があり、作業工数がかかる問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、メインテナンス作業隙間の削減、及び装置のコンパクト化を図ることが第１の目的であり、部品点数の削減、及び組付け工数の削減を図ることが第２の目的である。

請求項１に記載のプレクリーナ付エアクリーナは、外気を導入する吸気入口、及び吸入した空気をエンジンに供給する吸気出口を備えたケースと、前記ケース内に配置され、吸入した空気を濾過するフィルタエレメントと、前記ケースの前記フィルタエレメントよりも吸入口側の部分に設けられ、吸入した空気に含まれる異物を除去するプレクリーナと、を備え、前記プレクリーナで除去された異物を集積するダスト集積部材は、集積した異物を外部に排出する排塵弁を備え、前記ケースの底部に形成されて前記ケースの内外を連通する取付孔に対してケース内側から着脱可能に取り付けられている、ことを特徴としている。

次に、請求項１に記載のプレクリーナ付エアクリーナの作用を説明する。

エンジンが始動してエンジン側が負圧になると、吸気入口より外気が導入され、プレクリーナにより空気中の比較的大きな異物が除去される。

比較的大きな異物の除去された空気は、フィルタエレメントを通過することでプレクリーナで取りきれなかった比較的小さな異物が除去される。

その後、異物の除去された空気は、吸気出口を介してエンジンへ送られる。

また、プレクリーナでは、ダスト集積部材に集積された異物を排塵弁から外部に排出することが出来る。

さらに、排塵弁が詰まった場合には、ダスト集積部材をケースの内側から取り外すことができ、排塵弁に詰まったダストの清掃が容易になる。

また、ケースの底部にダストが貯まった場合には、ダスト集積部材を取り外し、ダスト集積部材をとり外した後にあいた取付孔からダストを外部へ排出することが出来る。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプレクリーナ付エアクリーナにおいて、前記ケースは、前記吸入口が形成された下ケースと、前記吸気出口が形成され、前記下ケースの上部に配置される上ケースとを備えている、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載のプレクリーナ付エアクリーナの作用を説明する。

請求項２に記載のプレクリーナ付エアクリーナでは、下ケースの上部に配置された上ケースを外すことにより、下ケースを開放でき、開放された下ケースの内側にてダスト集積部材の着脱操作が可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のプレクリーナ付エアクリーナにおいて、前記フィルタエレメントに前記ダスト集積部材が連結している、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載のプレクリーナ付エアクリーナの作用を説明する。

請求項３に記載のプレクリーナ付エアクリーナでは、フィルタエレメントにダスト集積部材が連結しているので、フィルタエレメントを取り外すことによりフィルタエレメントと共にダスト集積部材も取り外される。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のプレクリーナ付エアクリーナにおいて、前記プレクリーナは前記ケースに一体化している、ことを特徴としている。

次に、請求項４に記載のプレクリーナ付エアクリーナの作用を説明する。

ケース、及びフィルタエレメントがエアクリーナを構成しており、このエアクリーナを構成しているケースにプレクリーナが一体化して設けられているため、エアクリーナとプレクリーナとを組み付けていた従来例に対して部品点数、及び組付け工数を削減することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のプレクリーナ付エアクリーナにおいて、前記排塵弁は弾性体で形成され振動により弾性変形して開閉する、ことを特徴としている。
次に、請求項５に記載のプレクリーナ付エアクリーナの作用を説明する。
請求項５に記載のプレクリーナ付エアクリーナでは、排塵弁が振動によって弾性変形して開閉することで、ダストが自動的に排出される。

以上説明したように請求項１に記載のプレクリーナ付エアクリーナによれば、ダスト集積部材のメインテナンス作業をするための手を入れる隙間をエアクリーナの外部に設ける必要がないので、メインテナンス作業隙間を削減できる、という優れた効果を有する。

また、請求項１に記載のプレクリーナ付エアクリーナでは、車両の車体からケースを取り外さずにケースの底部に貯まったダストを取付孔から外部へ排出することが出来る、という優れた効果を有する。

請求項２に記載のプレクリーナ付エアクリーナでは、上ケースを外すことによりダスト集積部材の着脱操作を簡単に行える、という優れた効果を有する。

請求項３に記載のプレクリーナ付エアクリーナでは、フィルタエレメントを清掃のために取り外すことによりダスト集積部材も取り外されるので、ダスト集積部材の清掃忘れを防止することができる、という優れた効果を有する。

請求項４に記載のプレクリーナ付エアクリーナでは、エアクリーナとプレクリーナとを組み付けていた従来例に対して部品点数、及び組付け工数を削減することができ、また、装置のコンパクト化を図ることができる、という優れた効果を有する。
請求項５に記載のプレクリーナ付エアクリーナでは、ダストを自動的に排出することができる、という優れた効果を有する。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

図１、及び図２に示すように、本実施形態のプレクリーナ付エアクリーナ１０は、エアクリーナ１１と後述するプレクリーナ４５とが一体化されている。

プレクリーナ付エアクリーナ１０は、上部が開放された箱状の下ケース１２、下部が開放された箱状の上ケース１４、下ケース１２と上ケース１４とに挟持された状態で上ケース１４と下ケース１２とで構成される空間内に配置されるフィルタエレメント１６、及びダストカップ１８を備えており、下ケース１２、上ケース１４、及びフィルタエレメント１６でエアクリーナ１１が構成されている。

本実施形態の下ケース１２、及び上ケース１４は、それぞれ合成樹脂の成型品である。

なお、下ケース１２は、車両の車体（図示せず）に固定されている。

また、下ケース１２と上ケース１４とは、図示しないクランプ金具等で互いに固定される。

上ケース１４の側部には、エンジン側からのダクト（図示せず）を連結する筒状のアウトレット２２が一体的に成型されている。

下ケース１２の前記アウトレット２２とは反対側の側部には、インレット２０が一体的に成型されている。

インレット２０は、外筒２４、及び外筒２４の内側に同軸的に配置される内筒２６とを備えており、外筒２４、及び内筒２６の一部分は下ケース１２の外側に、残りの一部分は下ケース１２の内側に配置されている。

なお、下ケース１２の外側に突出している外筒２４の端部には、旋回流を発生するためのウイング２８が嵌め込み若しくは溶着等の手段により固着されている。

内筒２６は、吸気側の端部がウイング２８と離間して配置されており、外筒２４は、ケース内側の端部が環状の隔壁３０を介して内筒２６の中間部分に取り付けられている。

下ケース１２の底部１２Ａの一部分は下方に突出してダストカップ収容部３２を形成している。

隔壁３０の下部には、孔３０Ａが形成されており、この孔３０Ａは、内筒２６と外筒２４との間に形成された空間部分とダストカップ収容部３２とを連通させている。

また、ダストカップ収容部３２には、外筒２４の下端部からダストカップ収容部３２の底部３２Ａへダスト４４を落下させるスロープ３２Ｂが形成されている。

ダストカップ収容部３２の底面には、後述するダストカップ１８を固定するための取付孔３４が形成されている。

図２に示すように、この取付孔３４は、下ケース１２からフィルタエレメント１６、及びダストカップ１８を取り外すことにより下ケース１２の内側に露出する。

したがって、取付孔３４は、開放された下ケース１２の上方から直視することが出来る。

図３に示すように、ダストカップ１８は、上部が塞がれた合成樹脂製の筒状のカップ本体３６と、カップ本体３６の下端に取り付けられるゴム等の弾性体から形成された排塵弁３８とを備えている。

なお、ダストカップ１８は、取付孔３４に対して、ねじ込み（回転組付け）で取り付けられるように、カップ本体３６の外周面には雄ねじ３６Ａが形成され、取付孔３４には雌ねじ（図示せず）が形成されている。

また、カップ本体３６の上部には、ダストカップ１８を回転できるように指で把持可能なツマミ３６Ｂが形成されている。

カップ本体３６の側面には、内外を連通する孔４０が形成されている。

図１に示すように、ダストカップ１８をケース内側から取付孔３４に装着すると、内筒２６と外筒２４との間に形成された空間部分が、孔３０Ａ、及び孔４０を介してダストカップ１８の内部空間と連通し、内筒２６と外筒２４との間に形成された空間部分に入り込んだダスト４４が孔３０Ａ、及び孔４０を介してダストカップ１８の内部に収容される。

排塵弁３８は、上部が蛇腹状とされ、下部が先細りのテーパー形状とされたリップ部４２とされている。

リップ部４２には、ダスト４４を排出するためのスリット４２Ａが形成されている。

なお、排塵弁３８は、車両の振動等で弾性変形するように剛性が調整されている。

本実施形態では、外筒２４、内筒２６、ウイング２８、ダストカップ収容部３２、隔壁３０、及びダストカップ１８でプレクリーナ４５が構成されている。

即ち、本実施形態では、エアクリーナ１１を構成している部材が、プレクリーナ４５の一部分を構成している（外筒２４、ダストカップ収容部３２等）。
（作用）
次に、本実施形態のプレクリーナ付エアクリーナ１０の作用を説明する。

エンジンが始動すると、ダストを含む空気はインレット２０のウイング２８によって旋回（矢印Ｓ）しながらケース内に向かう。

ダスト４４は、旋回流により遠心分離され、内筒２６と外筒２４との間に進入する。

内筒２６と外筒２４との間に進入したダスト４４は、ダストカップ収容部３２のスロープ３２Ｂに沿って排塵弁３８に到達する。

通常時には、車両走行時の振動、エンジンの吸気脈動、あるいはダスト４４の質量によってリップ部４２が弾性変形して開閉し、ダスト４４は自動的に排出される。

車両の使用環境が苛酷な場合や、排塵弁３８の閉塞によりプレクリーナが機能しなくなった場合、下ケース１２の底部１２Ａにダスト４４が堆積する場合がある。

このため、エアクリーナのメインテナンスを下記のように適宜行う。

メインテナンス時には、図４に示すように、上ケース１４、及びフィルタエレメント１６を下ケース１２から取り外す。

これにより、下ケース１２の底部１２Ａにダストカップ１８が露出するので、ケース内に手４６を入れてダストカップ１８を取り出す。

ここで、取り外したダストカップ１８、及び排塵弁３８にダスト４４が詰まっている場合には取り除く。

また、図２に示すように、下ケース１２の底部１２Ａにダスト４４が堆積している場合には、ダストカップ１８を取り外したことで下ケース１２の底部１２Ａのダストカップ収容部３２に空いた取付孔３４からエアクリーナの外（下）へダスト４４を掃き捨てる。

本実施形態のプレクリーナ付エアクリーナ１０では、エアクリーナ１１を構成している下ケース１２にプレクリーナ４５が一体的に設けられているため、エアクリーナとプレクリーナとを組み付けていた従来例に対して部品点数、及び組付け工数を削減することができる。

図４に示すように、本実施形態のプレクリーナ付エアクリーナ１０は、下ケース１２の内側からダストカップ１８を取り出せるので、プレクリーナ付エアクリーナ１０と周辺機器、例えば、バッテリー４８、ブレーキマスターシリンダー５０等との間に手４６を入れる必要がないため、プレクリーナ付エアクリーナ１０と周辺機器とのクリアランスを小さくすることが出来る。

メインテナンス時は、上ケース１４、及びフィルタエレメント１６を取り外すのみで、ダストカップ１８を取り出すことが出来る。しかも、下ケース１２は上部が開放されており、内形寸法（略フィルタエレメント１６の外形寸法）も手４６の大きさに対して十分に大きく設定されているので、ダストカップ１８の取り出しは容易であり、排塵弁３８のメインテナンス作業性が良好である。

さらに、下ケース１２の底部１２Ａに貯まったダスト４４は、下ケース１２を車体から取り外すことなく下ケース１２の取付孔３４を介して除去できるので、メインテナンス作業性が良好である。

なお、排塵弁３８を下ケース１２の底部１２Ａという目視できる位置に配置する事で、メインテナンス時の作業性が向上する。

エンジンルームには、鋭利な部品や高温となる部品が存在し、メインテナンス時に作業者が手を奥深くまで差し入れるには注意を必要とするが、合成樹脂製の下ケース１２内には、鋭利な部分、高温となる部分が無いので、安全にメインテナンス作業が出来る。

また、エアクリーナ１１、及びプレクリーナ４５が一体化される事で、車両組立ラインにおいて、部品を準備する工程のスペースを削減することが出来る。

なお、本実施形態では、プレクリーナ４５とエアクリーナ１１とが一体化しているが、プレクリーナ４５の外装を下ケース１２とは異なる部材で構成し、エアクリーナ１１とは別体としたプレクリーナ４５を接着、ねじ止め等によってエアクリーナ１１に取り付けるようにしても良い。
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係るプレクリーナ付エアクリーナ１０を説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図５に示すように、本実施形態では、フィルタエレメント１６とダストカップ１８のカップ本体３６とが一体化して連結されている。

したがって、フィルタエレメント１６を清掃、交換の際に、ダストカップ１８も必ず脱着、交換されることになり、ダストカップ１８のメインテナンス忘れを防止する効果があり、メインテナンス忘れ等による排塵弁の異常な詰まりを回避できる。

このため、排塵弁３８を常に快調に動作させる事ができ、フィルタエレメント１６の異常な早期目詰まりも回避することが出来る。

フィルタエレメント１６の早期目詰まりを防ぐ効果は、結果的に、エンジンの出力や寿命等、性能を有効に引き出す効果がある。

（Ａ）は第１の実施形態に係るプレクリーナ付エアクリーナの断面図であり、（Ｂ）はプレクリーナの要部を示す側面図である。 第１の実施形態に係るプレクリーナ付エアクリーナの分解斜視図である。 （Ａ）はダストカップの断面図であり、（Ｂ）はダストカップの上部の側面図である。 メインテナンス時の様子を示すエンジンルームの側面図である。 第２の実施形態に係るプレクリーナ付エアクリーナの断面図である。 エアクリーナとプレクリーナとをダクトで連結した従来例の断面図である。 エアクリーナにプレクリーナを差し込んだ従来例の断面図である。 従来例のプレクリーナのメインテナンス時の様子を示すエンジンルームの側面図である。

１０ プレクリーナ付エアクリーナ
１１ エアクリーナ
１２ 下ケース
１４ 上ケース
１６ フィルタエレメント
１８ ダストカップ
２０ インレット
２２ アウトレット
２４ 外筒
２６ 内筒
２８ ウイング
３２ ダストカップ収容部
３４ 取付孔
３８ 排塵弁
４５ プレクリーナ

Claims (5)

1. 外気を導入する吸気入口、及び吸入した空気をエンジンに供給する吸気出口を備えたケースと、
   前記ケース内に配置され、吸入した空気を濾過するフィルタエレメントと、
   前記ケースの前記フィルタエレメントよりも吸入口側の部分に設けられ、吸入した空気に含まれる異物を除去するプレクリーナと、
   を備え、
   前記プレクリーナで除去された異物を集積するダスト集積部材は、集積した異物を外部に排出する排塵弁を備え、前記ケースの底部に形成されて前記ケースの内外を連通する取付孔に対してケース内側から着脱可能に取り付けられている、ことを特徴とするプレクリーナ付エアクリーナ。
2. 前記ケースは、前記吸入口が形成された下ケースと、前記吸気出口が形成され、前記下ケースの上部に配置される上ケースとを備えている、ことを特徴とする請求項１に記載のプレクリーナ付エアクリーナ。
3. 前記フィルタエレメントに前記ダスト集積部材が連結している、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプレクリーナ付エアクリーナ。
4. 前記プレクリーナは前記ケースに一体化している、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のプレクリーナ付エアクリーナ。
5. 前記排塵弁は弾性体で形成され振動により弾性変形して開閉する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のプレクリーナ付エアクリーナ。

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