JP6079506B2

JP6079506B2 - エアクリーナ

Info

Publication number: JP6079506B2
Application number: JP2013175700A
Authority: JP
Inventors: 修平吉田
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2033-08-27
Also published as: JP2015045233A

Description

本発明は、エンジンのエアクリーナに関する。

エンジンのエアクリーナは、インレット及びアウトレットを有するハウジングと、ハウジングの内部に設けられたフィルタエレメントと、を備えている（例えば特許文献１参照）。

エアクリーナにおいては、フィルタエレメントに保持されたダストの量（以下、ダスト保持量と称する。）が増大するほど、ダストによるフィルタエレメントの目詰まりが進行して同フィルタエレメントの圧力損失が増大する。このことに着目して、フィルタエレメントの圧力損失が基準値以上に達することをもって、フィルタエレメントの目詰まりが無視できないレベルに達しており、フィルタエレメントの交換時期であると判断する考え方が提案されている。こうした考え方においては、フィルタエレメントの圧力損失が上記基準値に達したときのダスト保持量が多いほど、ダスト保持能力が高いエアクリーナであると評価される。

特開２００７―６４０２５号公報

しかしながら、従来のエアクリーナにおいては、インレットを通じて導入されたエアがハウジングの内部において拡散されてフィルタエレメントの略全面に当たることとなる。そのため、フィルタエレメントの略全面にダストが保持されることとなり、ダストによるフィルタエレメントの目詰まりが全体的に進むこととなる。その結果、ダスト保持量が実際にはそれほど増大していないにもかかわらず、フィルタエレメントの圧力損失が上記基準値以上に達しやすい。従って、ダスト保持能力を向上させる上では、なお、改善の余地を残すものとなっている。

本発明の目的は、ダスト保持能力を向上させることができる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エアクリーナは、インレット及びアウトレットを有するハウジングと、ハウジングの内部に設けられたフィルタエレメントと、を備える。インレットはハウジングの内部において延びる筒状の延設部を有し、前記延設部の開口はフィルタエレメントを指向し、前記延設部の周壁には通気孔が形成されており、前記通気孔におけるエア流れ方向の上流側の縁部には、下流側ほど外周側に位置して前記延設部を流れるエアを外周側に向けて案内する案内部が形成されている。
上記目的を達成するためのエアクリーナは、インレット及びアウトレットを有するハウジングと、ハウジングの内部に設けられたフィルタエレメントと、を備える。インレットはハウジングの内部において延びる筒状の延設部を有し、前記延設部の開口はフィルタエレメントを指向し、前記延設部の周壁には通気孔が形成されており、前記通気孔におけるエア流れ方向の上流側の縁部には、下流側ほど内周側に位置して前記延設部を流れるダストを内周側に向けて案内する案内部が形成されている。

同構成によれば、インレットの延設部の開口がフィルタエレメントを指向しているため、ダスト保持量が少ない初期状態においては、エアはインレットの延設部内をその延設方向に沿って進み同延設部の開口を通じてハウジングの内部に導入され、フィルタエレメントに当たる。その結果、フィルタエレメントにおける上記開口に対向する部分（以下、対向部と称する。）にダストが捕捉される。

また、フィルタエレメントのダスト保持量が多くなると、フィルタエレメントの上記対向部の通気抵抗が増大する。このため、上記開口を通じてハウジングの内部に導入されるエアの流量が減少し、延設部の通気孔を通じてハウジングの内部に導入されるエアの流量が増大する。

ところが、ダストはエアに比べて質量が大きく慣性力が大きいため、主にインレットの延設部内をその延設方向に沿って進むこととなり、通気孔を通じて流出することはほとんどない。このため、フィルタエレメントの上記対向部にダストが捕捉され続ける。また、ダストをほとんど含んでいないエアは上記対向部の周囲を通過する。その結果、ダスト保持量が多くなってもフィルタエレメントの通気抵抗が低く維持される。

従って、エアがフィルタエレメントの略全面に均一に当たる構成に比べて、ダスト保持量の増大に伴うフィルタエレメントの圧力損失の増大の進行が緩やかなものとなり、フィルタエレメントの圧力損失が基準値に達した際のダスト保持量を多くすることができる。

本発明によれば、ダスト保持能力を向上させることができる。

第１実施形態に係るエアクリーナの断面図。（ａ）、（ｂ）は同実施形態のエアクリーナの作用を説明するための図。第２実施形態に係るエアクリーナの延設部の拡大断面図。第３実施形態に係るエアクリーナの延設部の拡大断面図。変形例のエアクリーナの断面図。他の変形例のエアクリーナの断面図。

＜第１実施形態＞
以下、図１及び図２を参照して、エアクリーナを具体化した第１実施形態について説明する。

図１に示すように、エアクリーナのハウジング１０は、ケース２０及びキャップ３０を備えている。ケース２０及びキャップ３０は、それぞれ側面に開口を有するケース本体２１及びキャップ本体３１を有している。ケース本体２１の開口とキャップ本体３１の開口とは互いに対向している。ケース本体２１の開口の外周縁及びキャップ本体３１の開口の外周縁にはそれぞれフランジ２６、３６が形成されている。また、ケース本体２１とキャップ本体３１との間にはフィルタエレメント４０が設けられている。フィルタエレメント４０の濾過部４２は、濾材シートを襞折りすることによって平形に形成されている。また、濾過部４２の外周縁には、弾性体からなるシール部４４が形成されている。そして、シール部４４がケース２０のフランジ２６のシール面とキャップ３０のフランジ３６のシール面とによって挟持されている。

ケース本体２１の側壁２１ａには、ハウジング１０内に向けて大気を導入するための筒状のインレット２２が形成されている。インレット２２はケース本体２１の内部において延びる筒状の延設部２３を有している。延設部２３はその中心軸線がフィルタエレメント４０における濾過部４２の襞の稜線４２ａが含まれる仮想平面Ｖに対して直交するように設けられている。従って、延設部２３の開口２４はフィルタエレメント４０を指向している。また、延設部２３の開口２４はフィルタエレメント４０に近接している。また、延設部２３の周壁には全周にわたって同一の分布にて円形状の通気孔２５が形成されている。

キャップ本体３１の側壁３１ａには、フィルタエレメント４０によって濾過されたエアをエンジンに向けて供給する筒状のアウトレット３２が形成されている。
次に、本実施形態の作用について説明する。

図２（ａ）に示すように、インレット２２の延設部２３の開口２４がフィルタエレメント４０の濾過部４２における上記仮想平面Ｖの中央部を指向している。このため、ダスト保持量が少ない初期状態においては、エアはインレット２２の延設部２３内を直進して開口２４を通じてハウジング１０の内部に導入され、濾過部４２に当たる。その結果、濾過部４２における上記開口２４に対向する部分（以下、対向部４３と称する。）にダストが捕捉される。

また、図２（ｂ）に示すように、フィルタエレメント４０のダスト保持量が多くなると、濾過部４２における上記対向部４３の通気抵抗が増大する。このため、上記開口２４を通じてハウジング１０の内部に導入されるエアの流量が減少し、同図に二点鎖線の矢印にて示すように、延設部２３の通気孔２５を通じてハウジング１０の内部に導入されるエアの流量が増大する。

ところが、ダストはエアに比べて質量が大きく慣性力が大きいため、同図に実線の矢印にて示すように、主にインレット２２の延設部２３内を直進することとなり、通気孔２５を通じて流出することはほとんどない。このため、濾過部４２の上記対向部４３にダストが捕捉され続ける。また、ダストをほとんど含んでいないエアは濾過部４２の対向部４３の周囲を通過する。その結果、ダスト保持量が多くなってもフィルタエレメント４０の通気抵抗が低く維持される。

従って、エアがフィルタエレメントの略全面に均一に当たる構成に比べて、ダスト保持量の増大に伴うフィルタエレメント４０の圧力損失の増大の進行が緩やかなものとなり、フィルタエレメント４０の圧力損失が基準値に達した際のダスト保持量を多くすることができる。

以上説明した本実施形態に係るエアクリーナによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）インレット２２はケース本体２１の内部において延びる延設部２３を有している。延設部２３の開口２４はフィルタエレメント４０を指向している。また、延設部２３の周壁には通気孔２５が形成されている。

こうした構成によれば、エアがフィルタエレメントの略全面に均一に当たる構成に比べて、ダスト保持量の増大に伴うフィルタエレメント４０の圧力損失の増大の進行が緩やかなものとなり、フィルタエレメント４０の圧力損失が基準値に達した際のダスト保持量を多くすることができる。よって、ダスト保持能力を向上させることができる。

＜第２実施形態＞
以下、図３を参照して第２実施形態について説明する。なお、本実施形態では、通気孔１２５の縁部の形状が先の第１実施形態と相違している。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図３に示すように、通気孔１２５におけるエア流れ方向の上流側の縁部には、下流側ほど外周側に位置して延設部１２３を流れるエアを外周側に向けて案内する案内部１２５ａが形成されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図３に二点鎖線の矢印にて示すように、延設部１２３の内壁の近傍を流れるエアが案内部１２５ａに沿って外周側に向けて円滑に流れるようになる。

以上説明した本実施形態に係るエアクリーナによれば、先の第１実施形態の効果（１）に加えて、新たに以下に示す効果が得られるようになる。
（２）通気孔１２５におけるエア流れ方向の上流側の縁部には、下流側ほど外周側に位置して延設部１２３を流れるエアを外周側に向けて案内する案内部１２５ａが形成されている。

こうした構成によれば、延設部１２３の内壁の近傍を流れるエアが案内部１２５ａに沿って外周側に向けて円滑に流れるようになる。従って、通気孔１２５を通過する際の通気抵抗の増大を抑制することができる。

＜第３実施形態＞
以下、図４を参照して第３実施形態について説明する。なお、本実施形態では、通気孔２２５の縁部の形状が先の第１実施形態と相違している。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図４に示すように、通気孔２２５におけるエア流れ方向の上流側の縁部には、下流側ほど内周側に位置して延設部２２３を流れるダストを内周側に向けて案内する案内部２２５ａが形成されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
エアに含まれるダストの質量が比較的小さい地域でエアクリーナが使用される場合には、ダストの慣性力が小さいためにエアと共に通気孔２２５を通じて延設部２２３の外部に流出するダストの量が増えるおそれがある。

この点、本実施形態によれば、図４に二点鎖線の矢印にて示すように、延設部２２３の内壁の近傍を流れるダストが案内部２２５ａに沿って流れることで、延設部２２３の中心に向けて流れるようになる。

以上説明した本実施形態に係るエアクリーナによれば、先の第１実施形態の効果（１）に加えて、新たに以下に示す効果が得られるようになる。
（３）通気孔２２５におけるエア流れ方向の上流側の縁部には、下流側ほど内周側に位置して延設部２２３を流れるダストを内周側に向けて案内する案内部２２５ａが形成されている。

こうした構成によれば、延設部２２３の内壁の近傍を流れるダストが案内部２２５ａに沿って流れることで、延設部２２３の中心に向けて流れるようになる。従って、ダストが通気孔２２５を通じて延設部２２３の外部に流出することを抑制することができる。

＜変形例＞
なお、本発明に係るエアクリーナは、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・通気孔は円形状に限られるものではなく、長孔など他の形状であってもよい。また、長孔の場合には、その長手方向が延設部の中心軸線に沿うようにしてもよいし、延設部の周方向に沿うようにしてもよい。

・上記各実施形態においては、延設部２３の中心軸線がフィルタエレメント４０の濾過部４２に対して直交するように延設部２３が設けられているが、延設部の開口はフィルタエレメントを指向しているものであればよい。従って、例えば図５に示すように、フィルタエレメント４０に対して延設部３２３の中心軸線が傾斜するようにケース本体３２１に延設部３２３を形成するようにしてもよい。

・上記各実施形態及び変形例では、通気孔２５が延設部２３の周壁に全周にわたって同一の分布にて形成されている構成について例示した。例えば図６に示すように、延設部４２３の開口４２４がケース本体４２１のいずれかの周壁４２１ｂに近接して設けられる構成の場合には、延設部４２３の周壁における上記周壁４２１ｂに近接する部位ほど通気孔４２５の数が少なくなるようにしてもよい。この場合、このような分布を有する通気孔４２５を通じて、ケース本体４２１の内部においてエアを流す必要性の高い位置ほど多くのエアを流すことができる。

１０…ハウジング、２０…ケース、２１…ケース本体、２１ａ…側壁、２２…インレット、２３…延設部、２４…開口、２５…通気孔、２６…フランジ、３０…キャップ、３１…キャップ本体、３１ａ…側壁、３２…アウトレット、３４…開口、３６…フランジ、４０…フィルタエレメント、４２…濾過部、４２ａ…稜線、４３…対向部、４４…シール部。

Claims

インレット及びアウトレットを有するハウジングと、ハウジングの内部に設けられたフィルタエレメントと、を備えるエアクリーナにおいて、
インレットはハウジングの内部において延びる筒状の延設部を有し、
前記延設部の開口はフィルタエレメントを指向し、
前記延設部の周壁には通気孔が形成されており、
前記通気孔におけるエア流れ方向の上流側の縁部には、下流側ほど外周側に位置して前記延設部を流れるエアを外周側に向けて案内する案内部が形成されている、
エアクリーナ。
インレット及びアウトレットを有するハウジングと、ハウジングの内部に設けられたフィルタエレメントと、を備えるエアクリーナにおいて、
インレットはハウジングの内部において延びる筒状の延設部を有し、
前記延設部の開口はフィルタエレメントを指向し、
前記延設部の周壁には通気孔が形成されており、
前記通気孔におけるエア流れ方向の上流側の縁部には、下流側ほど内周側に位置して前記延設部を流れるダストを内周側に向けて案内する案内部が形成されている、
エアクリーナ。