JP6552870B2 - エアクリーナボックス - Google Patents

Description

本願発明は、車両用の内燃機関に好適なエアクリーナボックスに関するものである。

エアクリーナは、エアクリーナボックスとフィルターエレメントとで構成されており、エアクリーナボックスは、固定式の本体ケースとこれを覆う開閉式のカバーケースとから成っている。カバーケースは回動式になっていることが大半であり、カバーケースを開き回動させてフィルターエレメントの交換が行われる。

フィルターエレメントの外周部はゴムのような弾性体からなる周縁部材(シール材)で構成されており、カバーケースを閉じた状態では、本体ケースとカバーケースとの周縁部でフィルターエレメントの周縁部材が挟まれていて、フィルターエレメントがずれ不能に保持されていると共に、クリーン室とダーティ室とのシールが行われている。

カバーケースを本体ケースに回動自在に取り付けるヒンジ構造は様々であり、例えばピンで連結することも可能であるが、この場合は、部材点数が増えて加工コストが嵩むのみならず、組み立ても面倒になるという問題がある。

他方、特許文献１には、本体ケースに門型の雌型係合部を形成して、カバーケースには、雌型係合部に嵌合するボス状の雄型係合部を形成することが開示されており、この構成を採用すると、カバーケースは、本体ケースに軽く重ねるような姿勢にして動かすだけで本体ケースに着脱することができる。また、本体ケースとカバーケースとでフィルターエレメントを挟んだ状態では、フィルターエレメントにおける周縁部材の弾性力によってカバーケースは本体ケースから離反する方向に付勢されるため、雌型係合部と雄型係合部とは当接しており、カバーケースと本体ケースとの連結関係は保持されている。

特開２０１４−２１４６４８号公報

さて、車両用の内燃機関の場合、エアクリーナの配置位置は車種によって様々であり、カバーケースを大きく開き回動させにくい場合もある。すなわち、カバーケースは、フィルターエレメントの出し入れをできるギリギリの開度にしか開けない場合もある。

更に述べると、カバーケースを開き回動させると、カバーケースと本体ケースとの間の間隔は、ヒンジ部から遠ざかるほど大きくなるが、フィルターエレメントを着脱できるためには、まず、カバーケースの自由端と本体ケースとの間に、フィルターエレメントを出し入れできる程度の間隔が開くことが必要であり、次に、ヒンジ部に近接した縁部に、フィルターエレメントの周縁部材を潰れ変形していない自由状態のままで出し入れできる間隔が空いていることが必要であり、これら２つの条件を何とか満たしたギリギリの開度にしかカバーケースを空けることができない場合がある。

このような制限がある場合、カバーケースがピンで連結されている場合は、ピンの近傍においてカバーケースと本体ケースの間には必要な空間は必ず開くので問題はないが、特許文献１のように嵌め込み式のヒンジ構造を採用すると、嵌め込みの容易性のために雄型係合部と雌型係合部との間にはクリアランスを設けていることが普通であるため、カバーケースを限度まで空けても、例えば、カバーケースが自重で下がったりホース類の引っ張りによって下向きに引かれたりすることにより、ヒンジ部の近傍に本体ケースとカバーケースとの間にフィルターエレメントの周縁部材を嵌め込むための隙間を確保できない事態が生じ得る。

つまり、フィルターエレメントの取り外しは、フィルターエレメントを引っ張ることで強引に行えるので大きな問題はないが、ヒンジの近傍において本体ケースとカバーケースとの間に必要な間隔が空いていないと、フィルターエレメントの周縁部材の嵌め込みが不完全になって、シールが不十分なる等の問題が生じるおそれがある。

本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、カバーケースを大きく開くことができなくても、カバーケースの取付けの容易性は確保しつつ、フィルターエレメントの取付けを正確に行えるようにしたエアクリーナボックスを提供せんとするものである。

本願発明はエアクリーナボックスに係るもので、
「フィルターエレメントの周縁部材を挟持する本体ケースとカバーケースとを備えており、前記カバーケースと本体ケースとの一端部に、前記カバーケースを回動可能に保持するヒンジ部が形成されていて、前記カバーケースをある程度まで開き回動させると前記フィルターエレメントを抜き差しできる一方、
前記ヒンジ部から離れた部位に、前記カバーケースを前記本体ケースに固定する固定具が配置されており、
前記ヒンジ部は、前記カバーケースを回動軸心と直交した方向に動かすと係脱する本体側係合部とカバー側係合部とからなっていて、両係合部の間には、当該両係合部を容易に係脱させ得るクリアランスが空いており、
かつ、前記ヒンジ部又はその近傍部に、前記カバーケースを前記ある程度まで開いた状態に保持できる規制手段が設けられている」
という基本構成になっている。

そして、請求項１の発明は、上記基本構成において、
「前記カバーケースの一端部のうち前記カバー側係合部よりも高い部位に、前記カバーケースの回動軸心と同じ方向に延びるホースを支持するホース支持部が突設されていて、前記ホース支持部に、前記規制手段を構成するガイドリブが一体に形成されており、
前記ガイドリブに、前記本体側係合部と係合することによって前記カバーケースを前記ある程度まで開いた状態に保持する規制面が形成されている」
という特徴を有している。

請求項２の発明は請求項１を具体化したもので、この発明では、
「前記カバー側係合部は、前記カバーケースの側面から突出したボス状の形態である一方、前記本体側係合部は、前記カバー側係合部に上から当接する鉤状部を有しており、
前記ガイドリブに、前記カバーケースを開き回動させると前記本体側係合部の鉤状部が下方から当接する前記規制面が形成されており、前記ガイドリブの前記規制面は、前記カバーケースの回動軸心方向から見て、前記本体側係合部の鉤状部に向いて凹状に湾曲した曲面になっている」
という構成になっている。

本願発明では、本体側係合部とカバー側係合部との間にクリアランスがあるため、カバーケースの取付けを簡単に行える。また、ピンは不要であるためコストが嵩むこともない。

そして、カバーケースを開き回動させたときに、自重や他の部材の引き作用等によって、カバーケースのうちヒンジ部の近傍部が本体ケースの側に引き寄せられるような作用を受けても、規制手段によってカバーケースの引き寄せが阻止されるため、カバーケースと本体ケースとの間のうちヒンジ部の近傍個所に、フィルターエレメントの周縁部材を潰れていない自由状態のままで出し入れできる隙間を確保することができる。

従って、カバーケースを必要最小限度の開度にしか開けないような場合であっても、カバーケースの取付けの容易性やコストダウンを確保しつつ、フィルターエレメントの交換を簡単かつ正確に行うことができる。
そして、カバーケースの回動を規制するためのガイドリブがホース支持部に形成されているため、それだけ構造を簡単化できる利点がある。

請求項２において、カバーケースのカバー側係合部は、本体側係合部の鉤状部に下方から当接しているため、カバーケースは、本体側係合部における鉤状部の下端を中心にして回動する傾向を呈しており、かつ、カバーケースを開き回動させるに際して、カバーケースは、本体側係合部における鉤状部に向かって押される傾向を呈する。

すると、カバーケースに設けたガイドリブの規制面がカバーケースにおける本体側係合部の鉤状部と対向しているため、カバーケースは、規制面にガイドされて、本体側係合部の鉤状部の上端を支点にして回動するが、規制面は湾曲した曲面になっているため、カバーケースの回動がスムースかつ正確に行われて、ヒンジ部の近傍部における本体ケースとのカバーケースと隙間の確保が確実ならしめられる。

実施形態を適用した車両の平面図である。 エアクリーナと機関本体のみを表示した図１のII-II 視図である。 エアクリーナの平面図である。 エアクリーナの側面図である。 エアクリーナをクランク軸線方向から見た正面図である。 （Ａ）は図５のVIA-VIA 視断面図、（Ｂ）は図３及び図４のVIB-VIB 視断面図である。 図５の VII-VII視断面図である。 図７の個所での作用を示す図である。

(1).内燃機関の概略
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両用内燃機関のエアクリーナに適用している。そこで、車両の前進方向（或いは運転者の向き）を基準にして、前後・左右の方向を特定している。念のため、図１に前と後ろの表示を施している。まず、図１，２に基づいて内燃機関の概略を説明する。

内燃機関は機関本体１を有しており、機関本体１は、クランク軸線２を車両の前後方向に向けた姿勢でエンジンルーム３に配置されている。エンジンルーム３の前端には、左右方向に長いフロントフレーム４が配置されている。図示していないが、エンジンルーム３はボンネットで上から覆われる。

図２に大まかに示すように、機関本体１は、シンリダブロック５とその上面に固定されたシリンダヘッド６、及び、シリンダヘッド６の上面に固定されたヘッドカバー７とを有している。本実施形態の内燃機関は４気筒であり、前方に向けて少し高くなるように水平に対して少し傾斜している。

ヘッドカバー７の右側方には、エアクリーナ８が配置されている。エアクリーナ８は、下に位置した本体ケース９と上に位置したカバーケース１０とを有しており、両者でエアクリーナボックスが構成されている。図１では、本体ケース９とカバーケース１０とに平行斜線を施している。本体ケース９は、前後２つのブラケット１１を介してヘッドカバー７にボルトで固定されている。詳細は後述するが、カバーケース１０は、その後端縁（一端部）を中心にして上向きに開き回動させることができる。

本体ケース９の前端部には空気入口１２を設けており、空気入口１２は、エアクリーナ８の前方に配置された容積ボックス１３の出口にホース１４で接続されている。容積ボックス１３は、左右２本のブラケットアーム１５を介してフロントフレーム４にボルトで固定されている。また、容積ボックス１３の上面には、横向き（右向き）に開口した空気取り入れダクト１６が接続されている。

カバーケース１０の後部のうち機関本体１と反対側には、筒状の空気出口１７が形成されており、空気出口１７とサージタンク（図示せず）とがフレキシブルホース１８を介して接続されている。サージタンクはエアクリーナ８の下方に配置されているので、カバーケース１０を開き回動させると、カバーケース１０のうち回動支点となる前端部がフレキシブルホース１８によって下向きに引かれる現象が生じる。

フレキシブルホース１８の中途部とヘッドカバー６の後端部とは、弾性を有するフレキシブルな新気供給ホース１９で接続されている。新気供給気ホース１９により、清浄な空気が動弁室に送られる。ヘッドカバー６の後端部には、ブローバイガス戻しホース２０が接続されており、これは、例えばサージタンクに接続されている。

(2).エアクリーナ８の詳細
次に、図３以下の図面も参照してエアクリーナ８の詳細を説明する。エアクリーナ８を構成する本体ケース９とカバーケース１０とは、平面視で前後長手の長方形の基本形態である。本体ケース９は上向きに開口した箱状であるが、図４のとおり、後部よりも前部の深さが深くなっていて、前端から、筒状の空気入口が水平姿勢で突出している。また、図５のとおり、本体ケース９は正面視では下向きに膨れた形態をなしている。なお、本体ケース９の下端には水抜きポート２２を設けている。

カバーケース１０は、図４に示すように側面視では山形の形態をなして、図５に示すように、正面視では概ね角形の形態になっている。そして、図３のとおり、後半部のうち機関本体２と反対側に位置した部位に、平面視で前から後ろに行くに従って機関本体１に近くづく傾斜壁を２３を形成し、この傾斜壁２３に、平面視で斜め外側に突出した筒状の空気出口１７を突設している。図４に示すように、空気出口１７は、側面視では略水平姿勢になっている。

図６に示すように、本体ケース９とカバーケース１０とで構成されたエアクリーナボックスの内部には、平面視四角形のフィルターエレメント２４が配置されている。フィルターエレメント２４の上端部には、ゴム等の軟質材からなる周縁部材２５が外周の外向きに張り出した状態に一体的に設けられている。

一方、本体ケース９の上端縁には、その全周に亙って外向きの下フランジ２６を形成して、カバーケース１０の下端縁には、その全周に亙って外向きの上フランジ２７を形成しており、上下のフランジ２６，２７により、フィルターエレメント２４の周縁部材２５が挟持されている。上フランジ２７には、周縁部材２５を外側から覆う下向き壁２８が略全周にわたって形成されている。

カバーケース１０は、既述のとおり、その後端部を中心にして回動する。そこで、図５〜７に示すように、本体ケース９の後端部の左右２か所の部位に、正面視門型で上端を鉤状部２９ａと成した本体側係合部２９を形成している一方、カバーケース１０の後端部には、本体側係合部２９に手前から嵌まり込むボス状（或いはリブ状）のカバー側係合部３０が形成されている。

本体側係合部２９とカバー側係合部３０とでヒンジ部が構成されており、本体側係合部２９とカバー側係合部３０とは、カバーケース１０を本体ケース９に軽く重ねたような姿勢で、回動軸心と直交した方向に（後ろ向きに）移動させることにより、互いに係合する。そして、カバーケース１０は、本体側係合部２９における鉤状部２９ａの下面を支点にして回動する。

更に、例えば図３に示すように、カバーケース１０は、左右側縁の前端部がクリップ３１によって固定されるようになっている。クリップ３１は固定具の一例であり、図６（Ｂ）のとおり、金属板製でおおまかには正面視Ｃ型の形態になっており、下端に形成したカール部３１ａが、本体ケース９に設けた支軸３３に離脱しない状態に嵌まっている。支軸３３は前後の下囲いリブ３４に形成されており、クリップ３１は、下囲いリブ３４によって前後位置が規制されている。

また、クリップ３１の上端部には、カバーケース１０の上フランジ２７に上から当接する顎部３１ｂを形成しており、クリップ３１を弾性変形させた状態で顎部３１ｂを上フランジ２７に当接させることにより、フィルターエレメント２４の周縁部材２５が上下のフランジ２６，２７で押し潰された状態に保持される。顎部３１ｂには指掛け部３１ｃを設けている。

また、上フランジ２７に、クリップ３１の顎部３１ｂを前後ずれ不能に保持する上囲いリブ３６が形成されており、上フランジ２７のうち前後の上囲いリブ３６で挟まれた個所には、顎部３１ｂの離脱を阻止するストッパーリブ３７を形成している。例えば図４に示すように、本体ケース９とカバーケース１０とには、フランジ２６，２７に連接した補強リブ３８を多数形成している。

既述のとおり、カバーケース１０は、本体側係合部２９における鉤状部２９ａの下端を支点にして回動するもので、カバーケース１０を閉じた状態では、カバーケース１０は、フィルターエレメント２４の周縁部材２５の弾性復元力によって上向きに付勢されているため、カバー側係合部３０が本体側係合部２９の鉤状部２９ａに下方から当接した状態に保持される。鉤状部２９ａは板状になっている。

図６，７のとおり、カバー側係合部３０は、本体側係合部２９の鉤状部２９ａに下方から当接する上板３０ａと、上板３０ａから下向きに突出した側板３０ｂとを有しており、側板３０ｂは上フランジ２７にも連接している。そして、側板３０ｂのうち上縁２７からはみ出た部分は、先端（後端）に行くに従って上下巾が小さくなるように形成された傾斜面３０ｃになっている。このため、傾斜面３０ｃがガイドになって、本体側係合部２９へのカバー側係合部３０の挿入を容易に行える。

図６，７のとおり、カバーケース１０の下向き壁２８はカバー側係合部３０の個所では途切れており、代わりに、本体ケース９下フランジ２６に上向き壁３９を形成している。そして、カバー側係合部３０と上向き壁３９との間には若干のクリアランスが空いているが、カバー側係合部３０の下面は傾斜面３０ｃになっているため、カバーケース１０と上向き壁３９との上下クリアランスは、カバー側係合部３０の先端側に行くに従って大きくなっている。

さて、カバーケース１０を開いてフィルターエレメント２４を抜き取ると、カバーケース１０は自重で下降する傾向を呈し、かつ、本実施形態では、カバーケース１０を開き回動させると、フレキシブルホース１８が引っ張られてこれに弾性復元力が発生することにり、カバーケース１０の後部がフレキシブルホース１８によって下向きに引かれる傾向を呈する。このため、何らの措置を講じないと、カバー側係合部３０は、その側板３０ｂが本体ケース９の上向き壁３９に当たるまで下降する。

この場合、カバー側係合部３０の側板３０ｂは先端（後端）に向けて上下巾が小さくなっているため、カバーケース１０の開度が大きくなると下向き動する距離も大きくなり、結果として、カバーケース１０を開いても、後端部ではカバーケース１０の下フランジ２６とカバーケース１０の上フランジ２７との間に、フィルターエレメント２４の周縁部材２５を容易に嵌め込みできる間隔を空けることができなくなるおそれがある。

その場合、カバーケース１０を例えば直立姿勢に近い状態まで大きく開き回動させ得る場合は問題はないが、カバーケース１０の最大開き角度に限度がある場合は、上下フランジ２６，２７の間隔が周縁部材２５の厚さ（自由状態での厚さ）より小さい状態のままで、フィルターエレメント２４の周縁部材２５を変形させて強引に押し込むことになり、すると、周縁部材２５を上下フランジ２６，２７の間に完全に挟み込んでいない状態で、カバーケース１０が閉じられてしまうおそれがある。

つまり、周縁部材２５は弾性変形するため、上下フランジ２６，２７での挟み込みが不完全でも、カバーケース１０は閉じることができるのであり、このため、クリーン室とダーティ室とのシールが不完全になって、塵埃を含んだ空気が吸気系に吸引されるおそれがある。

そこで本実施形態では、カバーケース１０のうちカバー側係合部３０の上側に、規制手段の一例として、本体側係合部２９の鉤状部２９ａと対向した左右のガイドリブ４０，４１を設けて、ガイドリブ４０，４１に、鉤状部２９ａに向けて凹状に湾曲したガイド面４２を形成している。

すると、図８に示すように、カバーケース１０を開き回動させると、ガイド面４２が本体側係合部２９の鉤状部２９ａに上から当接することにより、カバーケース１０の前端部が下降することが阻止されて、上下フランジ２６，２７の間には、フィルターエレメント２４の周縁部材２５を変形していない状態で抜き差しできる隙間を確保することができる。これにより、フィルターエレメント２４を正確な位置・姿勢でセットできて、シールも確実に行える。

更に述べると、カバーケース１０を開き回動させる場合は、矢印４３で示すように、人は一般に回動中心の側に向けて押しながら回動させるものであり、このため、ガイド面４３が鉤状部２９ａに当たり勝手になるが、ガイド面４２は円弧状に湾曲しているため、カバーケース１０の開き回動をスムースに行うことができる。

また、カバーケース１０は鉤状部２９ａの上端を中心にして開き回動するため、カバー側係合部３０の先端は図８に矢印４４に示すように前側に逃げる傾向を呈しており、すると、カバー側係合部３０の上下巾が先端に行くにしたがって小さくなっているため、カバー側係合部３０と下フランジ２６との間隔も空き勝手になるが、ガイドリブ４０，４１によってカバーケース１０の下降動が阻止されているため、カバー側係合部３０の巾を先端（後端）に向けて巾狭にした場合であっても、上下フランジ２６，２７の間に周縁部材２５の抜き差しに必要な間隔を確保できるのである。

右側のガイドリブ４１には庇状の補強板４５を一体に連接しており、かつ、補強板４５には、補強のための補助リブ４６を一体に設けている。

新気供給ホース１９は、図１に示すように、カバーケース１０の後端部にその回動軸心と同じ方向に延びるように配置されており、左側のガイドリブ４０を上向きに延出して、新気供給ホース１９が上から嵌まるホース支持部４７を形成している（換言すると、ホース支持部４７にガイドリブ４０を形成している。）。ホース支持部４７は上向き開口Ｕ形になっており、抜けを阻止するための括れ部４７ａも設けている。本実施形態のように、カバーケース１０の回動を規制するためのガイドリブ４０を利用してホース支持部４７を形成すると（或いは、ホース支持部４７を利用してガイドリブ４０を形成すると）、それだけ構造を簡単化できる（金型の構造も簡単にできる）利点がある。

図５から理解できるように、左のガイドリブ４０は左右に２枚形成されており、ガイドリブ４０の左右両側には支持板４８を形成しており、この支持板４８に上向き開口の溝を形成すると共に、左右の支持板４８を横板４９によって一体に繋ぐことによってホース支持部４７を形成しており、横板４９にガイドリブ４０が一定に形成されている。従って、新気供給ホース１９は支持板４８によって安定的に保持されている。

ホース支持部４７では、ブローバイガス戻しホース２０などの他のホースを支持することも可能であり、また、複数種類のホースを支持することも可能である。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、カバーケースの形状は図示のような平面視長方形には限らないのであり、平面視略正方形としたり円形としたりすることも可能である。また、カバーケースの固定手段はクリップには限らず、ボルトによる締結など、様々な固定手段を採用できる。クリップを使用する場合、金属線材製のものも使用できる。

本体側係合部及びカバー側係合部も、様々な形態を採用できる。

本願発明は、実際にエアクリーナボックスに適用できる。従って、産業上利用できる。

１ 機関本体
７ ヘッドカバー
８ エアクリーナ
９ エアクリーナボックスを構成する本体ケース
１０ エアクリーナボックスを構成するカバーケース
１１ 空気入口
１７ 空気出口
１８ フレキシブルホース
１９ 新気供給ホース
２６，２７ フランジ
２９ ヒンジ部を構成する本体側係合部
２９ａ 鉤状部
３０ ヒンジ部を構成するカバー側係合部
３０ａ 上板
３０ｂ 側板
３０ｃ 傾斜面
３１ 固定具の一例としてのクリップ
４０，４１ 規制手段の一例としてのガイドリブ
４２ 湾曲した規制面
４７ ホース支持部

Claims (2)

1. フィルターエレメントの周縁部材を挟持する本体ケースとカバーケースとを備えており、前記カバーケースと本体ケースとの一端部に、前記カバーケースを回動可能に保持するヒンジ部が形成されていて、前記カバーケースをある程度まで開き回動させると前記フィルターエレメントを抜き差しできる一方、
   前記ヒンジ部から離れた部位に、前記カバーケースを前記本体ケースに固定する固定具が配置されており、
   前記ヒンジ部は、前記カバーケースを回動軸心と直交した方向に動かすと係脱する本体側係合部とカバー側係合部とからなっていて、両係合部の間には、当該両係合部を容易に係脱させ得るクリアランスが空いており、
   かつ、前記ヒンジ部又はその近傍部に、前記カバーケースを前記ある程度まで開いた状態に保持できる規制手段が設けられている構成であって、
   前記カバーケースの一端部のうち前記カバー側係合部よりも高い部位に、前記カバーケースの回動軸心と同じ方向に延びるホースを支持するホース支持部が突設されていて、前記ホース支持部に、前記規制手段を構成するガイドリブが一体に形成されており、
   前記ガイドリブに、前記本体側係合部と係合することによって前記カバーケースを前記ある程度まで開いた状態に保持する規制面が形成されている、
   エアクリーナボックス。
2. 前記カバー側係合部は、前記カバーケースの側面から突出したボス状の形態である一方、前記本体側係合部は、前記カバー側係合部に上から当接する鉤状部を有しており、
   前記ガイドリブに、前記カバーケースを開き回動させると前記本体側係合部の鉤状部が下方から当接する前記規制面が形成されており、前記ガイドリブの前記規制面は、前記カバーケースの回動軸心方向から見て、前記本体側係合部の鉤状部に向いて凹状に湾曲した曲面になっている、
   請求項１に記載したエアクリーナボックス。

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