JP4644628B2 - エアクリーナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、流入した空気に含まれる異物を取り除くとともに、空気の流量を検出するエアクリーナ装置に関する。

従来のエアクリーナ装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このエアクリーナ装置は、車両の吸気系に用いられるものであり、流入口を有するエアクリーナケースと、エアクリーナキャップと、エアクリーナキャップに設けられた出口パイプを備えている。エアクリーナケースおよびエアクリーナキャップは互いに一体に組み立てられ、エアクリーナ本体を構成しており、その内部にフィルタエレメントが設けられている。このフィルタエレメントは、平板状に形成され、出口パイプと平行に延びており、エアクリーナ本体の内部を流入口側と出口パイプ側に区画している。出口パイプの途中には、より大きな断面積を有する拡張室が形成され、また、その下流側にはエアフローセンサが取り付けられている。

以上の構成により、流入口からエアクリーナケースに流入した空気は、フィルタエレメントを通過する際に濾過され、空気に含まれるごみやほこりなどの異物が取り除かれた後、出口パイプに流入する。そして、流入した空気の流れが拡張室を通る際に淀まされることによって、空気流の乱れが抑制され、その状態で、空気の流量がエアフローセンサによって検出される。

このような車両用のエアクリーナ装置は、一般に、エンジンなどとともにエンジンルームに配置される。エンジンルームには多数の構成部品が配置されるため、エアクリーナ装置はできるだけ小型であることが望ましい。また、エアフローセンサの検出値はエンジン制御などに用いられるため、空気の流量を正確に検出することが要求される。

上述した従来のエアクリーナ装置では、出口パイプが管状であるのに対し、フィルタエレメントが平板状であるため、フィルタエレメントから出口パイプまでの距離がフィルタエレメントの部位によってかなり異なる。このため、出口パイプから遠いフィルタエレメントの部分を通過した空気と、近い部分を通過した空気との間で出口パイプに到達したときの流速が大きく異なるため、出口パイプ内で空気の流れが乱れやすい。このような空気流の乱れは、特許文献１では、出口パイプに形成した拡張室によって抑制されるが、その分、エアクリーナ装置が大型化してしまう。また、このような空気流の乱れを抑制するため、例えば、フィルタエレメントとダクトの間に十分な距離を確保することが考えられる。しかし、その場合には、フィルタエレメントと出口パイプの間の間隔を、ある程度、大きくする必要があるため、エアクリーナ装置がやはり大型化してしまう。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、コンパクトに構成できるとともに、空気の流量を精度良く検出することができるエアクリーナ装置を提供することを目的としている。

特開平１０−３３１７３２号公報

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、流入した空気に含まれる異物を取り除くとともに、空気の流量を検出するエアクリーナ装置１であって、空気の流入口１１ａおよび流出口１２ｂを有するエアクリーナ本体２と、一端部が流出口１１ａを介してエアクリーナ本体２の内部に突出するように設けられ、流入した空気をエアクリーナ本体２から流出させるための円筒状のダクト１３と、エアクリーナ本体２の内部に、ダクト１３の長さ方向に沿い、且つダクト１３の軸線に対して傾斜して延びるように設けられ、エアクリーナ本体２の内部を流入口１１ａ側と流出口１２ｂ側に区画し、流入した空気を濾過するエアクリーナエレメント３と、ダクト１３に設けられ、ダクト１３を通る空気の流量を検出するエアフローセンサ６と、を備え、エアクリーナエレメント３は、その横断面がダクト１３の一端部の外周面に沿って湾曲するとともに、湾曲した横断面は、エアクリーナエレメント３の長さ方向の全体にわたって形成されており、エアクリーナエレメント３のダクト１３の一端部に近接する部分が、エアクリーナエレメント３の長さ方向に沿う他の部分に対して、ダクト１３と反対側に凹んでいることを特徴とする。

このエアクリーナ装置によれば、流入口からエアクリーナ本体に流入した空気は、エアクリーナ本体に収容されたエアクリーナエレメントを通過する際に、それによって濾過され、空気に含まれるごみやほこりなどの異物が取り除かれた後、流出口に設けたダクトを通ってエアクリーナ本体から流出する。また、空気の流量は、ダクトに設けられたエアフローセンサによって検出される。

また、ダクトが円筒状であるとともに、エアクリーナエレメントの横断面がダクトの一端部の外周面に沿って湾曲しているので、エアクリーナエレメントからダクトの入口までの距離を、エアクリーナエレメントの横断方向の部位によらず、より均等に近付けることができる。したがって、エアクリーナ装置をコンパクトに構成できるとともに、エアフローセンサにより空気の流量を精度良く検出できる。

また、エアクリーナエレメントの湾曲した横断面が、エアクリーナエレメントの長さ方向の全体にわたって形成されているので、その表面積が従来よりも増大する。その結果、空気中の異物を従来よりも多く捕集することができ、エアクリーナエレメントの耐用期間を延長することができる。

さらに、エアクリーナエレメントは、ダクトの軸線に対して傾斜して延びているので、エアクリーナエレメントとダクトの入り口との間の間隔は、エアクリーナエレメントの長さ方向でみたときに、ダクトの入り口に近い位置では小さく、他の部分ではより大きい。これに対し、本発明では、エアクリーナエレメントのダクトに近接する部分が、エアクリーナエレメントの長さ方向に沿う他の部分に対して、ダクトと反対側に凹んでいるので、その部分のダクトとの間の間隔がより長くなる。その結果、エアクリーナエレメントからダクトの一端部までの距離を、エアクリーナエレメントの長さ方向の部位によらず、より均等に近づけることができる。したがって、空気が、ダクトに到達したときの流速の差をさらに低減でき、その結果、ダクト内での空気の流れがより安定することによって、エアフローセンサにより空気の流量をより精度良く検出できるとともに、ダクトとエアクリーナエレメントを互いにより近づけて配置することが可能になり、それによりエアクリーナ装置をより小型化することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図１〜図４は、本発明の第１実施形態によるエアクリーナ装置１を示している。このエアクリーナ装置１は、例えば車両（図示せず）のエンジンルーム内に配置され、エンジン（図示せず）の吸気系に設けられている。なお、以下の説明では、図１の上側を「上」として、また、図２の右側を「前」として説明する。

エアクリーナ装置１は、エアクリーナ本体２およびエアクリーナエレメント３などを備えている。エアクリーナ本体２は、全体としてボックス状に形成されており、下側のエアクリーナケース１１および上側のエアクリーナカバー１２で構成されている。両者１１、１２は、例えば合成樹脂で構成され、それぞれ所定の形状に形成されている。エアクリーナケース１１は、円形の流入口１１ａを形成した流入管１１ｂを有しており、この流入管１１ｂは、エアクリーナケース１１の側部から斜め下方に突出している。この流入管１１ｂには空気取入れ管（図示せず）が接続されており、この空気取入れ管から取り込まれた空気が、流入管１１ｂを介してエアクリーナ本体２に流入する。

また、エアクリーナケース１１の上端部には外方に突出するフランジ１１ｃが形成され、エアクリーナカバー１２の下端部にも同様のフランジ１２ａが形成されている。両フランジ１１ｃ，１２ａは、互いに位置決めされた状態で、ねじ止めされており、それにより、エアクリーナケース１１とエアクリーナカバー１２が一体に組み立てられている。また、エアクリーナカバー１２の上部には流出口１２ｂが形成され、この流出口１２ｂの部分に円筒状のダクト１３が設けられている。このダクト１３は、エアクリーナカバー１２と一体成形され、エアクリーナ本体２の内部と外部を連通している。図４に示すように、ダクト１３は、前後方向にほぼ水平に延び、その後端部がエアクリーナ本体２の内部に突出するとともに、前端部に接続された接続管１４を介して、エンジンの吸気管（図示せず）に接続されている。

ダクト１３の上面にはセンサ取付け板１５が取り付けられており、このセンサ取付け板１５にエアフローセンサ６が取り付けられている。センサ取付け板１５の中央には長孔１５ａが形成されており、エアフローセンサ６の検出部６ａが、この長孔１５ａおよびダクト１３の孔１３ａを介してダクト１３内に突出している。

図３および図４に示すように、エアクリーナエレメント３は、エアクリーナ本体２の内部に設けられており、その内部を流入口１１ａ側（以下「ダストサイド」という）と流出口１２ｂ側（以下「クリーンサイド」という）に区画している。エアクリーナエレメント３は、エアクリーナケース１１とエアクリーナカバー１２の境界付近において、ダクト１３の長さ方向に沿うように前後方向に延びるとともに、ダクト１３のほぼ水平な軸線に対して前下がりに傾斜している。

図５および図６に示すように、エアクリーナエレメント３は、３つの濾材４および濾材保持枠５を有している。濾材保持枠５は、前後の半円形の壁部５ａ，５ａと、壁部５ａ，５ａの間に等間隔に配置された２つの仕切り板５ｂ，５ｂを有している。図６に示すように、各仕切り板５ｂは、全体として円弧状に形成され、その上面および下面が、ともに下方に凸に湾曲した所定の形状を有している。

濾材４は、２つの仕切り板５ｂ，５ｂで仕切られた濾材保持枠５の３つのスペースに配置されている。また、各濾材４は、例えば紙や布によって構成されており、仕切り板５ｂの上面および下面の付近で交互に繰り返し折り返され、仕切り板５ｂのほぼ全面に分布するように、ひだ状に折り畳まれた状態で設けられ、全体として湾曲した断面形状を有している。また、エアクリーナエレメント３には、その外周の全体にわたって延びる取付け部５ｃが設けられている。エアクリーナエレメント３は、この取付け部５ｃを介してエアクリーナ本体２に取り付けられており、この状態では、ダクト１３の入口が、エアクリーナエレメント３の中央の上方に位置し（図４参照）、濾材４の全体としての上面Ｓ（上側の折返し線を通る面（図６参照））が、ダクト１３の入口付近の外周面の下部に沿って延びている（図３参照）。

以上の構成のエアクリーナ装置１では、エンジンの運転中に空気が空気取入れ口から取り込まれ、流入口１１ａを介してエアクリーナ本体２のダストサイドに流入する。流入した空気は、エアクリーナエレメント３の濾材４を通過し、クリーンサイドに移動する。その際、空気が濾材４によって濾過されることにより、空気に含まれるごみやほこりなどの異物が濾材４で捕集され、取り除かれる。クリーンサイドに移動した空気は、ダクト１３に流入する。そして、ダクト１３に流入した空気の流量が、エアフローセンサ６によって検出される。その後、空気は接続管１４を介してエンジンに吸入される。

本実施形態によれば、エアクリーナエレメントの横断面が円筒状のダクト１３の外周面に沿うように延びているので、エアクリーナエレメント３からダクト１３の入口までの距離を、エアクリーナエレメント３の横断方向の部位によらず、従来よりも均等に近付けることができる。それにより、ダクト３に到達したときの空気の流速が、空気が通過したエアクリーナエレメント３の横断方向の部位にかかわらず、ほぼ一様になり、ダクト１３内での空気流の乱れを抑制することができる。その結果、エアフローセンサ６により、空気の流量を精度良く検出することができる。

また、ダクト１３に到達した空気の流速がほぼ一様になり、ダクト１３内での空気流の乱れが小さくなる結果、ダクト１３とエアクリーナエレメント３を近づけて配置できるとともに、エアフローセンサ６をダクト１３の入口の近くに配置できる。それにより、エアクリーナ装置１をコンパクトに構成することができる。

また、エアクリーナエレメント３の横断面が湾曲しているので、その表面積が従来よりも増大している。その結果、空気中の異物を従来よりも多く捕集することができ、エアクリーナエレメント３の耐用期間を延長することができる。

図７は、第２実施形態によるエアクリーナ装置２１を示している。本実施形態は、前述した第１実施形態と比較して、ダクトとエアクリーナエレメントの位置関係のみが異なっている。以下、第１実施形態との相違点を中心として説明する。

第１実施形態では、エアクリーナエレメント３がダクト１３に対して傾斜しているのに対し、本実施形態においては、ダクト２２がエアクリーナエレメント３に対して平行に延びるように設けられている。他の構成は前述した第１実施形態と同様である。

以上の構成によれば、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ダクト２２とエアクリーナエレメント３が平行に延び、並設されていることにより、第１実施形態と比較して、両者２２、３を全体としてコンパクトに配置でき、エアクリーナ装置２１をさらに小型化することができる。

図８は、第３実施形態によるエアクリーナ装置３１を示している。本実施形態は、前述した第１実施形態と比較して、エアクリーナエレメントの構成のみが異なっている。以下、第１実施形態との相違点を中心として説明する。

同図に示すように、本実施形態のエアクリーナエレメント３２は、前後方向に分割され、前部エレメント３３と後部エレメント３４で構成されている。前部エレメント３３は、ダクト１３の軸線と平行に前後方向に延び、前後の壁部３３ａ，３３ａを有しており、両壁部３３ａ，３３ａの間に濾材４が取り付けられている。後部エレメント３４は、前部エレメント３３と同じ構成を有しており、前部エレメント３３に連結され、前部エレメント３３から斜め上方に延びており、ダクト１３の軸線に対して傾斜している。他の構成は、前述した第１実施形態と同様である。

以上の構成によれば、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、エアクリーナエレメント３２が前後方向の中央で屈曲しており、エアクリーナエレメント３２の中央付近では、ダクト１３の入口との間の間隔がより大きくなっている。その結果、ダクト１３の入口までの距離が、第１および第２実施形態と比較して、エアクリーナエレメント３２の長さ方向の部位によらず、より均等になっている。それにより、ダクト１３に到達した空気の流速を、より一様にでき、エアフローセンサ６により、空気の流量をより精度良く検出することができる。

図９は、第４実施形態によるエアクリーナ装置４１を示している。本実施形態においても、前述した第１実施形態と比較して、エアクリーナエレメントの構成のみが異なっている。以下、第１実施形態との相違点を中心として説明する。

同図に示すように、本実施形態のエアクリーナエレメント４２は、第１実施形態のエアクリーナエレメント３と比較して、３つの濾材４のうち、中央のものの取付け位置が異なっている。すなわち、第１実施形態では、３つの濾材４は、互いに同じ高さで前後方向に並設されているのに対し、本実施形態では、中央の濾材４が、前後の濾材４，４よりも低い位置に配置されている。それにより、ダクト１３の入口に近接するエアクリーナエレメント４２の中央に凹部４２ａが形成されており、中央の濾材４からダクト１３の入口までの距離が、第１実施形態よりも大きくなっている。

以上の構成によれば、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、中央の濾材４の部分に凹部４２ａを形成した結果、中央の濾材４とダクト１３の間の間隔と、他の濾材４，４とダクト１３との間の間隔との差が小さくなることによって、第３実施形態と同様、エアクリーナエレメント４２からダクト１３の入口までの距離を、エアクリーナエレメント４２の長さ方向の部位によらず、さらに均等に近づけることができる。したがって、空気がダクト１３に到達したときの流速をさらに一様にすることができ、エアフローセンサ６により、空気の流量をより精度良く検出することができる。

なお、本発明は、上述した第１〜第４実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第４実施形態のダクト１３を、第２実施形態のダクト２２と同様に、エアクリーナエレメント４２と平行に設けてもよい。それにより、エアクリーナ装置４１をよりコンパクトに構成することができる。また、本発明は、船外機のような船舶推進機用エンジンを含む、様々な産業用の内燃機関の吸気系に用いることができる。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本発明の第１実施形態によるエアクリーナ装置を示す斜視図である。 図１のエアクリーナ装置を示す平面図である。 図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。 図２の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。 第１実施形態のエアクリーナエレメントを示す斜視図である。 図５の線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。 本発明の第２実施形態によるエアクリーナ装置を示す断面図である。 本発明の第３実施形態によるエアクリーナ装置を示す断面図である。 本発明の第４実施形態によるエアクリーナ装置を示す断面図である。

符号の説明

１ エアクリーナ装置
２ エアクリーナ本体
３ エアクリーナエレメント
６ エアフローセンサ
１１ａ 流入口
１２ｂ 流出口
１３ ダクト
２１ エアクリーナ装置
２２ ダクト
３１ エアクリーナ装置
３２ エアクリーナエレメント
４１ エアクリーナ装置
４２ エアクリーナエレメント
４２ａ 凹部

Claims (1)

1. 流入した空気に含まれる異物を取り除くとともに、当該空気の流量を検出するエアクリーナ装置であって、
   空気の流入口および流出口を有するエアクリーナ本体と、
   一端部が前記流出口を介して前記エアクリーナ本体の内部に突出するように設けられ、流入した空気を前記エアクリーナ本体から流出させるための円筒状のダクトと、
   前記エアクリーナ本体の内部に、前記ダクトの長さ方向に沿い、且つ当該ダクトの軸線に対して傾斜して延びるように設けられ、前記エアクリーナ本体の内部を前記流入口側と前記流出口側に区画し、前記流入した空気を濾過するエアクリーナエレメントと、
   前記ダクトに設けられ、当該ダクトを通る空気の流量を検出するエアフローセンサと、を備え、
   前記エアクリーナエレメントは、その横断面が前記ダクトの前記一端部の外周面に沿って湾曲するとともに、当該湾曲した横断面は、当該エアクリーナエレメントの長さ方向の全体にわたって形成されており、
   前記エアクリーナエレメントの前記ダクトの前記一端部に近接する部分が、当該エアクリーナエレメントの長さ方向に沿う他の部分に対して、前記ダクトと反対側に凹んでいることを特徴とするエアクリーナ装置。

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