JPH0326864A - エアクリーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械用エンジン
に設けられ、エンジンのシリンダ内に吸入されるエアを
清浄化するのに好適に用いられるエアクリーナに関する
。

〔従来の技術Ｊ 一般に、油圧ショベル等の建設機械では、ディーゼルエ
ンジン等を駆動源として用いており、このディーゼルエ
ンジンは外気としてのエアをシリンダ内に吸込み、シリ
ンダ内でエアと燃料とを准合して燃焼させ、回転出力を
導出させるようになっているから、前記エンジンの吸気
通路先端側にはエアクリーナを取付け、エンジンのシリ
ンダ内に吸入されるエアをエアクリーナによって清浄化
するようにしている。

そこで、第４図にこの種の従来技術による建設機械用エ
アクリーナを示す。

図において、ｌはエアクリーナ本体を構成するケーシン
グを示し、該ケーシング１は外周側に外気を導入するた
めのエア導入口２Ａが形成された略円筒状のケーシング
本体２と、該ケーシング本体２の軸方向両側を施蓋した
ー側カバー３、他側カバー４とから、密閉容器として構
成され、一側カバー３には環状段部３Ａと、該環状段部
３Ａよりも小径に形成され、軸方向に突出したエア供給
口３Ｂとが設けられている。そして、該エア供給口３Ｂ
は建設機械用エンジンの吸気通路（図示せず）と連通し
、前″記エア導入口２Ａから矢示Ａ方向に導入された外
気としてのエアを矢示Ｂ方向にエンジンのシリンダ（図
示せず）に向けて供給するようになっている。また、一
側カバ−３にはエア供給口３Ｂの内周側に円板状の支持
板３Ｃが設けられ、該支持板３Ｃにはケーシングｌ内と
エア供給口３Ｂとを連通させる複数の連通穴３Ｄ（１個
のみ図示）が穿設されている。

５は支軸６等を介してケーシング１内に着脱可能に設け
られた筒状のフィルタを示し、該フィルタ５は円筒状の
フィルタエレメント５Ａと、該フィルタエレメント５Ａ
の両端側に設けられた薄い円板状の保持板５Ｂ，５Ｃと
からなり、該保持板５Ｂにはフィルタエレメント５Ａの
内周側をエア供給口３Ｂと連通させる連通穴５Ｄが穿設
されている。そして、該フィルタ５のフィルタエレメン
ト５Ａはエア導入口２Ａからケーシング１内に矢示Ａ方
向に導入されるエアをろ過して、このエア中の塵埃等を
その外周面側に付着させつつ除去し、該フィルタエレメ
ント５Ａの内周面側からエア供給口３Ｂに向けて矢示Ｂ
方向に清浄化したエアを流通させるようになっている。

ここで、前記支軸６は一端側が一側カバ−３の支持板３
Ｃによって支持され、その他端側かブラケット（図示せ
ず）等を介してケーシングｌ内に支持され、該支軸６の
他端側にはケーシング１内でフィルタ５の抜止めを行う
蝶形ナット７が螺着されている。８はフィルタ５の保持
板５Ｂに取付けられたフィルタ押えを示し、該フィルタ
押え８は一側カバ−３の環状段部３Ａに着脱可能に嵌合
し、ケーシング１内でフィルタ５を支軸６と共に位置決
めするようになっている。

９はエア供給口３Ｂ内に臨むように一側カバー３に設け
られた圧力スイッチを示し、該圧力スイッチ９はリード
線１０Ａ，ＩＯＢを介して直流電源としてのバッテリｌ
１と接続され、リード線１０Ａの途中には建設機械の運
転室（図示せず）内に位置して警報器としての警報ラン
ブｌ２が設けられている。そして、該圧力スイッチ９は
エア供給口３Ｂ内の圧力が設定圧（負圧）以下となった
ときにＯＮＬ，て警報ランブｌ２を点灯させ、常時はＯ
ＦＦｔ，て警報ランブｌ２を消灯させるようになってい
る。

このように構成される従来技術のエアクリーナでは、エ
ア導入口２Ａからケーシングｌ内に導入される矢示Ａ方
尚のエアをフィルタ５のフィルタエレメント５Ａでろ過
し、エア中の塵埃等をフィルタエレメント５Ａの外周面
側に付着させて除去することにより、該フィルタエレメ
ント５Ａの内周面側からエア供給口３Ｂ側に清浄化した
エアを流通させ、この清浄なエアをエンジンのシリンダ
内へと吸込ませるようになっている。そして、フィルタ
エレメント５Ａの外周面側に多量の塵埃等が付着してフ
ィルタ５に目詰りが発生すると、フィルタエレメント５
Ａの内周側およびエア供給口３Ｂ内の圧力は大気圧以下
まで低下してしまう。

そして、エア供給口３Ｂ内の圧力が圧力スイッチ９の設
定圧まで低下すると、該圧力スイッチ９がＯＮして、運
転室内の警報ランプｌ２が点灯し、建設機械の運転者に
フィルタ５を交換すべきことを警報することができる。

そこで、運転者は建設機械を停止させて、ケーシングｌ
の他側カバー４をケーシング本体２から取外し、ナット
７を支軸６から取外してフィルタ５をケーシング１内か
ら抜取り、新品のフィルタ５と交換してナット７および
他側カバー４等を取付けて、フィルタ５の交換作業を行
う。

〔発明が解決しようとする課題Ｊ ところで、上述した従来技術では、フィルタ５に目詰り
が発生したときに、警報ランブｌ２で警報して、ケーシ
ング１内のフィルタ５を新品のフィルタ５と交換するよ
うにしているから、フィルタ５の寿命が短く、交換作業
のために建設機械を比較的長い時間停止させなければな
らず、非常に手間がかかるという問題がある。

特に、砕石現場等で使用される大型の建設機械では、吸
気するエア中に多量の粉塵等が塵埃となって混入してい
るから、フィルタ５に目詰りが発生し易くなり、その度
毎にフィルタ５の交換作業を行わなければならず、建設
機械の稼動時間に対してフィルタもの交換作業による建
設機械の停止時間が長くなって、稼動率の低下を招くと
いう問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので
、本発明はフィルタに目詰りが発生したときに該フィル
タをケーシング内で再生することができ、フィルタの寿
命を向上できる上に、手間のかかるフィルタの交換作業
を不要にでき、建設機械の稼動率を向上できるようにし
たエアクリーナを提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために本発明が採用する構成の
特徴は、フィルタなケーシング内に回転可能に設け、さ
らに該フィルタに目詰りが発生したときに、該フィルタ
を回転駆動する回転駆動手段と、該回転駆動手段による
フィルタの回転駆動時に、該フィルタに内周面側からエ
アを吹付けるエア吹付け手段とを設けたことにある。

また、前記ケーシングの下部側には、該ケーシング内に
滞留する塵埃を外部に排出し、エアの流入を防止する排
出弁を設けるのが好ましい。

〔作用〕

上記構成により、一フィルタに目詰りが発生したときに
はフィルタを回転駆動させて、フィルタの外周面に付着
した塵埃に遠心力を作用させると共に、フィルタに内周
面側からエアを吹付けるので、フィルタの外周面に付着
した塵埃は遠心力と高圧のエアとの作用でフィルタの外
周面から外側に飛散し、フィルタを再生させることがで
きる。

また、フィルタの外側に飛散してケーシング内に滞留し
た塵埃はケーシングの下部側に設けた排出弁を介してケ
ーシング外に高圧のエアと共に排出できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図に基づいて
説明する。なお、実施例では前述した第４図に示す従来
技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を
省略するものとする。

而して、第１図および第２図は本発明の第ｉの実施例を
示している。

図中、２ｌはエアクリーナ本体を構成するケーシングを
示し、該ケーシング２１は従来技術で述べたケーシング
ｌとほぼ同様に、エア導入口２２Ａを有するケーシング
本体２２と、環状段部２３Ａ、エア供給口２３Ｂ、支持
板２３Ｇ、各連通穴２３Ｄを有する一側カバ−２３と、
他側カバー２４とから構成されているものの、該ケーシ
ング２ｌのケーシング本体２２には下部側に塵埃等の排
出口２２Ｂが設けられている。そして、該排出口２２Ｂ
には後述の排出弁３４が取付けられ、ケーシング２ｌ内
に滞留した塵埃等を外部に矢示Ｃ方向へと排出させるよ
うになっている。

２５はケーシング２ｌ内に支軸２６を介して回転可能に
設けられた筒状のフィルタを示し、該フィルタ２５は従
来技術で述べたフィルタ５とほぼ同様に、円筒状のフィ
ルタエレメント２５Ａと、薄い円板状の保持板２５Ｂ，
２５Ｃとからなり、保持板２５Ｂには連通穴２５Ｄが穿
設されているちのの、該フィルタ２５には保持板２５Ｃ
に後述のタービンケース３ｌ内と連通ずるエアの吹出し
穴２５Ｅが穿設されている。ここで、支軸２６は一側カ
バ−２３の支持１２３Ｃと他側カバー２４とにシール兼
用の軸受２７，２７を介して回転可能に取付けられ、フ
ィルタ２５をケーシング２ｌ内で回転自在に支持するよ
うになっている。

２８はフィルタ２５の保持板２５Ｂに設けられたフィル
タ押えを示し、該フィルタ押え２８は従来技術で述べた
フィルタ押え８とほぼ同様に、側ケース２３の環状段部
２３Ａに着脱可能に嵌合するように形成されているもの
の、該フィルタ押え２８はタービンケース３ｌとの間で
シール兼用の軸受２９，２９を介してフィルタ２５を回
転可能に保持するようになっている。

３０はフィルタ２５の外側に位置して支軸２６に一体的
に設けられたエアタービン、３１は該エアタービン３０
を収容し、該エアタービン３０と共に回転駆動手段を構
或したタービンケースを示し、該タービンケース３ｌに
は接線方向に伸びる略Ｌ字形状のエア導入管３１Ａが設
けられ、該タービンケース３ｌはエア導入管３１Ａを介
して他測カバー２４に一体的に取付けられている。そし
て、該タービンケース３１はエア導入管３１Ａが導管３
２を介して後述のエアタンク３５と接続され、該エアタ
ンク３５から吐出する矢示Ｄ方向の高圧エアによりエア
タービン３０を矢示Ｅ方向に回転させ、これによって、
フィルタ２５を支軸２６と共に矢示Ｅ方向に高速回転さ
せるようになっている。

また、該タービンケース３ｌはフィルタ２５の保持板２
５Ｃに穿設された吹出し穴２５Ｅ等と共にエア吹付け手
段を構戊し、エアタンク３５からタービンケース３１内
に導入された高圧エアを吹出し穴２５Ｅからフィルタエ
レメンｌ−　２　５　Ａ内に痛巻き流状態で吹出させ、
この高圧エアをフィルタエレメント２５Ａに内周面側か
ら外周面側に向けて矢示Ｆ方向に吹付けるようになって
いる。

３３は支軸２６の先端に螺着されたナットを示し、該ナ
ット３３はフィルタ２５をケーシング２ｌ内から取外す
とき等に、支軸２６の先端から取外されるようになって
いる。

３４はケーシング本体２２の排出口２２Ｂに設けられた
排出弁を示し、該排出弁３４は筒状の弾性ラバー等によ
り第２図に示す如く形成され、その下端側に常時は細長
く伸びて閉弁し、ケーシング２ｌ内に塵埃等が滞留した
ときには、ケーシング２１内のエア圧と塵埃等の自重と
の作用によって開弁する逆止弁体３４Ａが形成されてい
る。そして、該逆止弁体３４Ａはケーシング２ｌ内に矢
示Ｃ方向と逆向きにエアが流入するのを防止し、ケーシ
ング２１内の塵埃等を矢示Ｃ方向に排出するのを許すよ
うになっている。

３５は高圧エアを貯留した圧気源としてのエアタンク、
３６は該エアタンク３５とタービンケース３１のエア導
入管３１Ａとの間を接続する導管３２の途中に設けられ
た電磁弁を示し、該電磁弁３６は建設機械の運転室内に
設けられる作動スイッチ３７をＯＮＬ，たときに、閉弁
位置（イ）から開弁位置（ロ）に切換わり、エアタンク
３５からタービンケース３ｌ内に向けて高圧エアを吐出
させ、常時は閉弁位置（イ）にあって高圧エアの吐出を
停止させるようになっている。

本実施例によるエアクリーナは上述の如き構成を有する
もので、その基本的作動については従来技術によるもの
と格別差異はない。

そこで、フィルタ２５に目詰りが発生した場合の再生動
作について説明する。

まず、フィルタ２５に目詰りが発生して圧力スイッチ９
がＯＮすると、警報ランブｌ２が点灯するから、この警
報に基づき運転者は建設機械な停止させて作動スイッチ
３７をＯＮＬ、電Ｎｆｆ弁３６を閉弁位置（イ）から開
弁位．置（ロ）に切換える。これによって、エアタンク
３５内の高圧エアが導管３２を介してタービンケース３
ｌ内に吐出され，エアタービン３０と共に支軸２６、フ
ィルタ２５を矢示Ｅ方向に高速回転させ、フィルタエレ
メント２５Ａの外周面に付着した粉塵等の塵埃に遠心力
を作用させる。

また、タービンケース３ｌ内に導入された高圧エアはエ
アタービン３０を回転駆動しつつ、フィルタ２５の吹出
し穴２５Ｅからフィルタエレメント２５Ａ内に渦巻き流
状態で吹出し、該フィルタエレメント２５Ａ内にエア圧
を作用させ、該フィルタエレメント２５Ａの内周面側か
ら外周面側に向けて矢示Ｆ方向にエアを吹付けるように
なる。

そして、フィルタエレメント２５Ａの外周面側に付着し
た塵埃等は前記遠心力と高圧のエアとの作用でフィルタ
エレメント２５Ａの外周面から径方向外側に飛散し、ケ
ーシングヘ２１の下部側に順次滞留しつつ、排出弁３４
からケーシング２ｌ外に排出される。

従って本実施例では、フィルタ２５に付着した塵埃等を
遠心力とエア圧との作用で取除くことができ、フィルタ
２５を簡単に再生でき、フィルタ２５の寿命を大幅に向
上できる上に、従来技術で述べた如くフィルタ２５を交
換する必要がなくなり、手間のかかる交換作業を省くこ
とができ、建設機械の稼動率を向上できる等、種々の効
果を奏する。

次に、第３図は本発明の第２の実施例を示し、本実施例
の特徴は、フィルタを電動モータによって回転駆動し、
フィルタの内側には高圧エアを吹出すエア吹出管をそれ
ぞれ設けたことにある。なお、本実施例では前記第１の
実施例と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を
省略するものとする。

図中、４ｌはケーシングを示し、該ケーシング４ｌは前
記第１の実施例で述べたケーシング２ｌとほぼ同様に、
エア導入口４２Ａ、排出口４２Ｂを有するケーシング本
体４２と、環状段部４３Ａ、エア供給口４３Ｂ、支持板
４３Ｃ、連通穴４３Ｄを有する一側カバ−４３と、他側
カバー４４とから大略構成されている。４５はケーシン
グ４ｌ内に支軸４６を介して回転可能に設けられたフィ
ルタを示し、該フィルタ４５は従来技術で述べたフィル
タ５とほぼ同様に，フィルタエレメント４５Ａ、保持板
４５Ｂ，４５Ｃからなり、保持板４５Ｂには連通穴４５
Ｄが穿設されている。

そして、保持板４５Ｃは支軸４６に一体回転可能に係合
し、該支軸４６は一端側が後述のエア吹出管５０に軸受
２７を介して取付けられ、他端側か他側カバ−４４に軸
受２７を介して取付けられている。

４７は他側カバー４４内に設けられた回転駆動手段とし
ての電動モータを示し、該電動モータ４７の出力軸には
駆動ギア４８が設けられ、該駆動ギア４８は支軸４６に
設けられた従動ギア４９と噛合している。そして、該電
動モータ４７は作動スイッチ３７をＯＮＬ，たときにバ
ッテリｌ１から給電され、駆動ギア４８、従動ギア４９
を介して支軸４６およびフィルタ４５を矢示Ｅ方向に回
転駆動するようになっている。

５０はケーシング４ｌ内に位置して基端側５０Ａが支持
板４３Ｃの中央部に固着されたエア吹出管を示し、該エ
ア吹出管５０は基端側５０Ａがフィルタエレメント４５
Ａの内側を略Ｌ字形状に屈曲し、先端側５０Ｂが該フィ
ルタエレメント４５Ａの内周面に沿って軸方向に伸長す
るように形成され、先端側５０Ｂの外周面にはフィルタ
エレメント４５Ａの内周面側にエアを吹出すエア吹出孔
５０Ｃ，５０Ｃ，・・・が列設されている。そして、該
エア吹出管５０はエア導入管５１を介して導管３２と接
続され、エアタンク３５から吐出される高圧エアを各エ
ア吹出孔５０Ｃからフィルタエレメント４５Ａの内周面
に向けて噴出させるようになっている。

かくして、このように構成される本実施例でも、フィル
タ４５に目詰りが発生したときには電動モータ４７によ
ってフィルタ４５を高速回転させ、フィルタエレメント
４５Ａの外周面に付着した塵埃等に遠心力を与えること
ができると共に、エア吹出管５０の各エア吹出孔５０Ｃ
からフィルタエレメント４５Ａの内周面に向けて高圧エ
アを噴出させることができ、前記第１の実施例とほぼ同
様の効果を得ることができる。

なお、前記第２の実施例では、支軸４６の一端側をエア
吹出管５０に取付けるものとして述べたが、これに替え
て、支軸４６の一端側を支持板４３Ｃの位置まで伸長さ
せ、前記第１の実施例で述べた支軸２６の如く支持板４
３Ｃに軸受２７を介して回転可能に取付けてもよい。こ
の場合には、支軸４６の一端側をエア吹出管５０の基端
側５０Ａ内で伸長させてもよく、または、エア吹出管５
０の基端側５０Ａを支持板４３Ｃの中心に対して偏心さ
せて支持板４３Ｃに固着するようにしてもよい。

また、前記各実施例では、支軸２６　（４６）をフィル
タ２５　（４５）と共に回転させるものとして述べたが
、これに替えて、フィルタ２５（４５）を支軸２６　（
４６）に対して回転可能に取付け、フィルタ２５　（４
５）のみをエアタービン３０または電動モータ４７等の
回転駆動手段で回転させるようにしてもよい。この場合
は支軸２６　（４６）をケーシング２１（４１）等に対
して着脱可能に固定すればよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り本発明によれば、ケーシング内にフィ
ルタを回転可能に設け，該フィルタに目詰りが発生した
ときに、該フィルタを回転駆動すると共に、内周面側か
らエアを吹付ける構成としたから、フィルタの外周面側
に付着した塵埃に遠心力を与えつつ、径方向外向きにエ
アを吹付けてケーシング内に飛散させることができ、フ
ィルタから塵埃を取除いて該フィルタを簡単に再生でき
、寿命を向上できる上に、交換作業を省いて建設機械の
稼動率を高めることができる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図および第２図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図はエアクリーナの縦断面図、第２図は排出弁の斜視
図、第３図は第２の実施例を示すエアクリーナの縦断面
図、第４図は従来技術を示すエアクリーナの半断面図で
ある。 ２１．４１・・・ケーシング、２２Ａ，４２Ａ・・・エ
ア導入口、２３Ｂ，４３Ｂ・・・エア供給口、２５．４
５・・・フィルタ、２５Ｅ・・・吹出し穴、２６．４６
・・・支軸、２７．２９・・・軸受、３０・・・エアタ
ービン、３１・・・タービンケース、３２・・・導管、
３４・・・排出弁、３５・・・エアタンク、４７・・・
電動モータ、５０・・・エア吹出管、５０Ｃ・・・エア
吹出孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉容器として形成され、外気を導入するエア導
   入口とエンジンの吸気通路に連通するエア供給口とが設
   けられたケーシングと、該ケーシングのエア導入口とエ
   ア供給口との間に位置して該ケーシング内に設けられ、
   該ケーシング内にエア導入口から導入されたエア中の塵
   埃を外周面側で除去しつつ、内周面側から清浄化したエ
   アを前記エア供給口側に流通させる筒状のフィルタとか
   らなるエアクリーナにおいて、前記フィルタをケーシン
   グ内に回転可能に設け、さらに該フィルタに目詰りが発
   生したときに、該フィルタを回転駆動する回転駆動手段
   と、該回転駆動手段によるフィルタの回転駆動時に、該
   フィルタに内周面側からエアを吹付けるエア吹付け手段
   とを設けたことを特徴とするエアクリーナ。（２）前記
   ケーシングの下部側には、該ケーシング内に滞留する塵
   埃を外部に排出し、エアの流入を防止する排出弁を設け
   てなる特許請求の範囲（１）項記載のエアクリーナ。