JP5693071B2

JP5693071B2 - エアクリーナ

Info

Publication number: JP5693071B2
Application number: JP2010164472A
Authority: JP
Inventors: 義明岩本; 横山　大; 大横山
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2030-07-22
Also published as: JP2012026329A

Description

本発明は、エアクリーナに関するものである。

従来よりエンジンが吸入する空気中の異物を除去するための濾過装置としてエアクリーナが知られている。図５は従来におけるエアクリーナの一例を示すもので、図中１は円筒状に形成され且つその軸心方向に空気２を流して異物を捕集する軸流型のフィルタエレメント、３は該フィルタエレメント１を収容するハウジングを示し、該ハウジング３内の一側に上方から下方に向けて入口ダクト４が区画形成され、該入口ダクト４に隣接したハウジング３内の残余の部分における底部から所要高さ隔てた上方位置に前記フィルタエレメント１が設置されており、前記ハウジング３の頂部には空気２を図示しないエンジンへ送り出す空気取出口５が設けられている。

そして、このような構成によれば、図示しない吸気口より入口ダクト４を通して空気２をハウジング３の底部に導き、ここで上向きに折り返させてフィルタエレメント１を下から上に通過させ、該フィルタエレメント１を通過することにより異物を除去された空気２のみが前記ハウジング３の空気取出口５から図示しないエンジンへと送り出されることになる。

ここで、前記フィルタエレメント１は、濾紙から成る複数の軸心方向に延びる流路を備えたハニカム構造を成しており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっていて、各流路を区画する濾壁を透過した空気２のみが下流側へ排出されるようにしてある。

斯かる従来のエアクリーナ６においては、例えば座席より低い位置に吸気口がレイアウトされている車型の場合に、激しい降雨により冠水した道路を通過するような特殊なケースで吸気口から空気２と共に水が取り込まれてしまうことがあるが、前述した通り、吸気口から取り込まれた空気２は、入口ダクト４を下降してからハウジング３の底部で上向きに折り返してフィルタエレメント１を通過するようになっているので、その折り返し時に水を分離してハウジング３の底部に溜めておくことができ、空気２のみをエンジンに導けるようになっている。

尚、この種のエアクリーナ６に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。

実開平６−３０４６７号公報

しかしながら、エアクリーナ６のハウジング３の大きさにも周辺構造物とのレイアウト上の問題から制約があり、ハウジング３内におけるエアクリーナ６の下側に確保できる水溜めスペース７の高さには自ずから限界があるが、これまでの構造では、図６に示すように、水のレベルがフィルタエレメント１の下端まで達した場合に、該フィルタエレメント１の軸心方向に延びる流路によるストロー効果で水が吸い上げられてエンジンまで導かれてしまう虞れがあった。

このため、本来の吸気口とは異なる別の高所に配置した補助吸気口から空気２を導くバイパス流路８を配管してフィルタエレメント１の下面に接続しておき、該フィルタエレメント１の下面まで水のレベルが上昇しても、前記バイパス流路８から空気２を導くことで水が吸い上げられる事態を極力防止し、車両が冠水道路の通過時に直ちに走行停止となる事態を回避できるようにしている。

ただし、もともと本来の吸気口を座席より低い位置にレイアウトしなければならないような設計的制約を持つ車型のものについて、前記バイパス流路８を配管すること自体がレイアウト上から難しいという問題があり、このようなバイパス流路８の配管によりコストが大幅に高騰してしまうという問題もあった。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、バイパス流路を配管しなくても車両が冠水道路の通過時に直ちに走行停止となる事態を回避し得るようにすることを目的としている。

本発明は、ハウジング内に軸流型のフィルタエレメントをその軸心方向が上下方向に向くように配置し、ハウジングの上方から下方向きに導いた空気を、フィルタエレメントの側方を通過させると共に、ハウジングの底部で上向きに折り返してフィルタエレメントを下から上に通過させ、該フィルタエレメントを通過した空気をエンジンに導く一方、ハウジングの底部を空気に同伴された水を分離して溜めておくための水溜めスペースとしたエアクリーナにおいて、フィルタエレメントを上部エレメントと下部エレメントの二段構成として、下部エレメントを上部エレメントよりも平面断面積が相対的に小さくなるように形成し、下部エレメントの上端外周に上部エレメントの下端が張り出して該上部エレメントの下端からも空気を取り込み得るように構成したことを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、冠水道路の通過時に吸気口から空気と共に取り込まれた水がハウジングの底部の水溜めスペースに溜まり、その水のレベルが下部エレメントの下端まで達しても、上部エレメントの下端までは未だ水のレベルが到達していないので、該上部エレメントの下端から空気が取り込まれ、これにより下部エレメントで水が吸い上げられる事態が起こらなくなる。

即ち、下部エレメントで水を吸い上げるよりも上部エレメントで空気を吸い上げる方が抵抗が少ないため、下部エレメントからは殆ど水が吸い上げられなくなり、水のレベルが上部エレメントの下端まで到達しない限り水がエンジン側へ導かれる心配がなくなるので、実質的に下部エレメントの周囲に形成される空間分だけ水溜めスペースの容積が増えることになる。

更に、本発明においては、ハウジングの上方から導いた空気を上部エレメントの下端まで導く入口ダクトを前記ハウジング内に区画形成すると良く、このようにすれば、入口ダクトを用いて空気をハウジングの上方から下方向きに導きながらも、上部エレメントの下端より先に入口ダクトの下端が水没して空気を前記上部エレメントの下端に導けなくなるといった事態を回避することが可能となる。

また、ハウジングの上方から導いた空気を下部エレメントの下端近傍まで導く入口ダクトを前記ハウジング内に区画形成すると共に、該入口ダクトにおける上部エレメントの下端直下に相当する高さ位置に所定以上の圧力差で開いて入口ダクト内の空気を上部エレメントの下端にショートカットさせる開通手段を備えるようにしても良い。

このようにすれば、通常時に入口ダクトを介し確実に下部エレメントの下端近傍まで空気が導かれ、空気の流れが流路抵抗の少ない上部エレメントの外周部に偏らなくなるので、フィルタエレメント全体を効率良く活用して空気中から異物を除去することが可能となり、しかも、冠水道路の通過時に水がハウジング内に侵入して入口ダクトの下端が水没したとしても、負圧により開通手段が開いて入口ダクト内の空気を上部エレメントの下端にショートカットさせることが可能となる。

上記した本発明のエアクリーナによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、冠水道路の通過時に吸気口から空気と共に水が取り込まれても、その水のレベルが上部エレメントの下端に到達するまで水が吸い上げられる事態を防ぐことができるので、バイパス流路を配管しなくても車両が冠水道路の通過時に直ちに走行停止となる事態を回避することができ、バイパス流路を無理に配管しなくて済むことにより設計的制約を従来より著しく緩和することができると共に、コストの大幅な削減を図ることもできる。

（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、入口ダクトを介して空気をハウジングの上方から下方向きに導きながらも、上部エレメントの下端より先に入口ダクトの下端が水没して空気を前記上部エレメントの下端に導けなくなるといった事態を回避することができるので、水のレベルが上部エレメントの下端に上昇するまで時間を稼いで車両の走行状態を維持することができる。

（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、通常時に入口ダクトを介し確実に下部エレメントの下端近傍まで空気を導くことができるので、空気の流れが流路抵抗の少ない上部エレメントの外周部に偏らないようにしてフィルタエレメント全体を効率良く活用することができ、しかも、冠水道路の通過時に水がハウジング内に侵入して入口ダクトの下端が水没したとしても、負圧により開通手段が開いて入口ダクト内の空気を上部エレメントの下端にショートカットさせることができるので、水のレベルが上部エレメントの下端に上昇するまで時間を稼いで車両の走行状態を維持することができる。

本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。図１のフィルタエレメントを製作するためのシート材の展開図である。図２のシート材から製作したフィルタエレメントの斜視図である。本発明の別の形態例を示す断面図である。従来例を示す断面図である。図５の水溜めスペースに水が溜まった状態を示す断面図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図５及び図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

本形態例のエアクリーナ９においては、前述した図５及び図６で説明したものと略同様に構成されているが、ハウジング３内に設置されている軸流型のフィルタエレメント１０が、以下に詳述する如き構造に変更されている。

即ち、本形態例に用いられているフィルタエレメント１０は、上部エレメント１１と下部エレメント１２の二段構成となっており、下部エレメント１２が上部エレメント１１よりも平面断面積が相対的に小さくなるように形成されていて、下部エレメント１２の上端外周に上部エレメント１１の下端が張り出して該上部エレメント１１の下端からも空気２が取り込まれるようになっている。

ここで、このような二段構成のフィルタエレメント１０を製作するにあたっては、例えば、図２に示す如き上下方向に延びる多数の流路を形成し且つ上部の幅寸法を下部より大きくした濾紙から成るシート材１０’を巻き物状に丸め、図３の如き円筒状の上部エレメント１１の下に該上部エレメント１１より径の小さな円筒状を成す下部エレメント１２が形成されるようにすれば良い。尚、上部エレメント１１と下部エレメント１２とを個別に形成してから積み重ねてフィルタエレメント１０を製作することも可能である。

また、ここに図示している例の場合には、ハウジング３内の一側に上方から下方に向けて区画形成されている入口ダクト４が上部エレメント１１の下端まで延びており、ハウジング３の上方から導いた空気２を上部エレメント１１の下端まで導くようになっている。

而して、このようにエアクリーナ９を構成すれば、冠水道路の通過時に吸気口から空気２と共に取り込まれた水がハウジング３の底部の水溜めスペース７に溜まり、その水のレベルが下部エレメント１２の下端まで達しても、上部エレメント１１の下端までは未だ水のレベルが到達していないので、該上部エレメント１１の下端から空気２が取り込まれ、これにより下部エレメント１２で水が吸い上げられる事態が起こらなくなる。

即ち、下部エレメント１２で水を吸い上げるよりも上部エレメント１１で空気２を吸い上げる方が抵抗が少ないため、下部エレメント１２からは殆ど水が吸い上げられなくなり、水のレベルが上部エレメント１１の下端まで到達しない限り水がエンジン側へ導かれる心配がなくなるので、実質的に下部エレメント１２の周囲に形成される空間分だけ水溜めスペース７の容積が増えることになる。

この際、入口ダクト４は上部エレメント１１の下端までしか延びていないので、上部エレメント１１の下端より先に入口ダクト４の下端が水没して空気２を前記上部エレメント１１の下端に導けなくなるといった事態が起こる虞れはなく、水のレベルが上部エレメント１１の下端に到達するまで空気２が良好に前記上部エレメント１１の下端まで導かれる。

従って、上記形態例によれば、冠水道路の通過時に吸気口から空気２と共に水が取り込まれても、その水のレベルが上部エレメント１１の下端に到達するまで水が吸い上げられる事態を防ぐことができるので、バイパス流路８（図５及び図６参照）を配管しなくても車両が冠水道路の通過時に直ちに走行停止となる事態を回避することができ、バイパス流路８（図５及び図６参照）を無理に配管しなくて済むことにより設計的制約を従来より著しく緩和することができると共に、コストの大幅な削減を図ることもできる。

また、入口ダクト４を介して空気２をハウジング３の上方から下方向きに導きながらも、上部エレメント１１の下端より先に入口ダクト４の下端が水没して空気２を前記上部エレメント１１の下端に導けなくなるといった事態を回避することができるので、水のレベルが上部エレメント１１の下端に上昇するまで時間を稼いで車両の走行状態を維持することができる。

図４は本発明の別の形態例を示すもので、本形態例においては、ハウジング３の上方から導いた空気２を下部エレメント１２の下端近傍まで導く入口ダクト４が前記ハウジング３内に区画形成されていると共に、該入口ダクト４における上部エレメント１１の下端直下に相当する高さ位置に所定以上の圧力差で開いて入口ダクト４内の空気２を上部エレメント１１の下端にショートカットさせるラバーダンパ１３が開通手段として備えられている。

このようにすれば、通常時に入口ダクト４を介し確実に下部エレメント１２の下端近傍まで空気２が導かれ、空気２の流れが流路抵抗の少ない上部エレメント１１の外周部に偏らなくなるので、フィルタエレメント１０全体を効率良く活用して空気２中から異物を除去することが可能となり、しかも、冠水道路の通過時に水がハウジング３内に侵入して入口ダクト４の下端が水没したとしても、負圧によりラバーダンパ１３が開いて入口ダクト４内の空気２を上部エレメント１１の下端にショートカットさせることが可能となる。

即ち、図１の例のように、入口ダクト４は上部エレメント１１の下端までしか延びていない場合、上部エレメント１１の下端より先に入口ダクト４の下端が水没してしまう虞れはないものの、空気２の流れが流路抵抗の少ない上部エレメント１１の下端に集まり易く、下部エレメント１２の下端まで回り込んでから上向きに折り返すような流れが形成され難かったため、下部エレメント１２が有効に活用されない懸念があったが、入口ダクト４により空気２を下部エレメント１２の下端近傍まで導くようにすれば、下部エレメント１２の下端まで回り込んでから上向きに折り返す空気２の流れが形成され易くなり、下部エレメント１２が有効に活用されることになる。

従って、本形態例によれば、通常時に入口ダクト４を介し確実に下部エレメント１２の下端近傍まで空気２を導くことができるので、空気２の流れが流路抵抗の少ない上部エレメント１１の外周部に偏らないようにしてフィルタエレメント１０全体を効率良く活用することができ、しかも、冠水道路の通過時に水がハウジング３内に侵入して入口ダクト４の下端が水没したとしても、負圧によりラバーダンパ１３が開いて入口ダクト４内の空気２を上部エレメント１１の下端にショートカットさせることができるので、水のレベルが上部エレメント１１の下端に上昇するまで時間を稼いで車両の走行状態を維持することができる。

尚、本発明のエアクリーナは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、上部エレメント及び下部エレメントは必ずしも円筒状に形成しなくても良いこと、また、開通手段はラバーダンパに限定されないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

２空気
３ハウジング
４入口ダクト
７水溜めスペース
９エアクリーナ
１０フィルタエレメント
１１上部エレメント
１２下部エレメント
１３ラバーダンパ（開通手段）

Claims

ハウジング内に軸流型のフィルタエレメントをその軸心方向が上下方向に向くように配置し、ハウジングの上方から下方向きに導いた空気を、フィルタエレメントの側方を通過させると共に、ハウジングの底部で上向きに折り返してフィルタエレメントを下から上に通過させ、該フィルタエレメントを通過した空気をエンジンに導く一方、ハウジングの底部を空気に同伴された水を分離して溜めておくための水溜めスペースとしたエアクリーナにおいて、フィルタエレメントを上部エレメントと下部エレメントの二段構成として、下部エレメントを上部エレメントよりも平面断面積が相対的に小さくなるように形成し、下部エレメントの上端外周に上部エレメントの下端が張り出して該上部エレメントの下端からも空気を取り込み得るように構成したことを特徴とするエアクリーナ。
ハウジングの上方から導いた空気を上部エレメントの下端まで導く入口ダクトを前記ハウジング内に区画形成したことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。
ハウジングの上方から導いた空気を下部エレメントの下端近傍まで導く入口ダクトを前記ハウジング内に区画形成すると共に、該入口ダクトにおける上部エレメントの下端直下に相当する高さ位置に所定以上の圧力差で開いて入口ダクト内の空気を上部エレメントの下端にショートカットさせる開通手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。