JP6422320B2

JP6422320B2 - エアクリーナ

Info

Publication number: JP6422320B2
Application number: JP2014245974A
Authority: JP
Inventors: 忠幸小野田; マイカインファン; 健介本間; 浩康大澤
Original assignee: Roki Co Ltd
Current assignee: Roki Co Ltd
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2018-11-14
Anticipated expiration: 2034-12-04
Also published as: JP2016108996A

Description

本発明は、自動車や自動二輪車等の車両に搭載された内燃機関に供給する空気を濾過するエアクリーナに関する。

従来、自動車や自動二輪車等の車両に搭載された内燃機関に供給する空気を濾過するエアクリーナは、種々の構造が知られている。エアクリーナに収納
されるフィルタエレメントは、プリーツ折りされた濾材を板状に配置したパネルタイプと、プリーツ折りされた濾材を円筒状に配置したサーキュラタイプの２種類に大別される。

パネルタイプは、形状の自由度や扁平形状から量産性は優れているものの、自由度の高い形状から他機種への水平展開が難しいという互換性の問題や、製品形状による濾過面積に制限があるといった問題がある。

これに対し、サーキュラタイプは、周方向に濾材を配置しているので濾過面積の確保が容易で、他機種との互換性が持たせやすいという利点を有している。

このようなサーキュラタイプのフィルタエレメントを備えたエアクリーナは種々の形態が知られている。

特開２００４−２５１１１９号公報

特許文献１に記載されたエアクリーナは、エアクリーナと、このエアクリーナの下流に設けるとともに燃料供給装置に接続するコネクティングチューブとからなる吸気装置に、内燃機関のブローバイガスを還流するためのブリーザ室となるサブチャンバを設け、コネクティングチューブをエアクリーナケースの内方に延出させ、このコネクティングチューブで直接フィルタエレメントを支持し、エアクリーナケースの内壁に、先端部に開口を有するケース部材を一体に突出させ、このケース部材の開口に蓋を設けて前記サブチャンバを形成し、該蓋に、コネクティングチューブに向かって突出し且つサブチャンバ内からコネクティングチューブ内に通じる連通路を備えたジョイント部を設け、このジョイント部をコネクティングチューブの延出部に直接連結したことを特徴とする。

このように特許文献１に記載されたエアクリーナは、コネクティングチューブで直接フィルタエレメントを支持し、コネクティングチューブに直接サブチャンバを取り付けたことで、フィルタエレメントを支持する隔壁の下流にサブチャンバを設けた構成に比べて、隔壁が不要になるとともにサブチャンバが吸気特性に影響を与えることがなく、吸気特性、吸気音特性並びに内燃機関の出力特性等の設定の自由度を増すことができる。

しかし、上述したエアクリーナの構成によると、ケース部材の開口に蓋を設けてサブチャンバを形成しているので、ケース部材の構造が複雑となり、サブチャンバを容易に形成することが難しく、エアクリーナの小型化を図ることが難しいという問題があった。

また、フィルタエレメントの一端に形成した連結管にコネクティングチューブの先端を嵌合させる構造となっており、連結管とコネクティングチューブの間を確実にシールするためにコネクティングチューブの外周からバンド等によってコネクティングチューブを固定する必要があり、エアクリーナの内部で当該バンドを取り付ける作業は非常に難しいという問題があった。

なお、フィルタエレメントは、使用によって濾過性能が低下するため定期的に交換が必要な部品であり、このような組付け不良が生じる構成は安全上の問題が生じる可能性がある。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、簡便な構成でサーキュラタイプのフィルタエレメントをコネクティングチューブへ確実に組み付けることが可能であると共に、ケース部材などの構成部品の構造を簡素化して全体の小型化を図ることができるエアクリーナを提供することを目的とする。

本発明に係るエアクリーナは、ケース部材とカバー部材を組み合わせて内部を中空に形成し、該内部に円筒状のフィルタエレメントを収納すると共に、外気を導入する流入口と前記フィルタエレメントで濾過された外気を内燃機関に供給するコネクティングチューブが取り付けられる取付孔とを備えるエアクリーナであって、前記フィルタエレメントは、軸方向の両端に取り付けられた一対の端板と、一方の端板から軸方向に延設形成された筒状の接続口に前記コネクティングチューブが接続されると共に、側面に濾過手段を備え、前記一方の端板は、前記接続口の外周面から所定の間隔を隔てて前記外周面と対向するように軸方向に延設形成された画成壁を備え、前記接続口は、連通孔が形成されて該連通孔を介して前記画成壁と前記外周面との間の空間と前記接続口の内周面側とが連続しており、前記コネクティングチューブの一端は前記接続口及び前記画成壁と係合することで、前記接続口の外周面、前記画成壁の内周面及び前記コネクティングチューブの内周面とによって内燃機関のブローバイガスを還流するブリーザ室が形成されることを特徴とする。

また、本発明に係るエアクリーナにおいて、前記画成壁は、前記接続口の軸線方向から偏心して形成されると好適である。

また、本発明に係るエアクリーナにおいて、前記画成壁は、前記接続口の軸線方向と同心に形成されると好適である。

また、本発明に係るエアクリーナにおいて、前記機能室は、内部が隔壁によって２以上に分割されていると好適である。

また、本発明に係るエアクリーナにおいて、前記コネクティングチューブと前記ケース部材は、自動組付け手段によって互いに接続されていると好適である。

上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

本発明に係るエアクリーナは、接続口の外周面、画成壁の内周面及びコネクティングチューブの内周面とによってブリーザ室やレゾネータ室としての機能を有する機能室が形成されるので、ケース部材の構造を簡素化すると共に、容易に機能室を形成することができ、エアクリーナの小型化を図ることが可能となる。

また、本発明に係るエアクリーナは、画成壁が接続口の軸線方向から偏心して形成されているので、機能室の容積を容易に確保することが可能となる。

また、本発明に係るエアクリーナは、画成壁を接続口の軸線方向と同心に形成されているので、コネクティングチューブとの接続部近傍のスペースを有効に活用して機能室の容積を確保することが可能となる。

また、本発明に係るエアクリーナは、機能室の内部が隔壁によって２以上に分割されているので、例えばブリーザ室及びレゾネータ室の二つの機能を同時に備える機能室を形成することができる。

また、本発明に係るエアクリーナは、コネクティングチューブとケース部材とが自動組付け手段によって互いに接続されているので、エアクリーナの製造の自動化が可能となり、容易かつ確実にコネクティングチューブとケース部材との組み付けを行うことが可能となる。

第１の実施形態に係るエアクリーナの斜視図。第１の実施形態に係るエアクリーナの一部断面図。第１の実施形態に係るエアクリーナに組み込まれるフィルタエレメントの斜視図。図１におけるＡ−Ａ断面図。第１の実施形態に係るエアクリーナの自動組付け手段を説明するためのコネクティングチューブの拡大図。第１の実施形態に係るエアクリーナの自動組付け手段を説明するためのケース部材の拡大図。第１の実施形態に係るエアクリーナの自動組付け手段の組み付け手順を示す図。第２の実施形態に係るエアクリーナの斜視図。第２の実施形態に係るエアクリーナの一部断面図。第２の実施形態に係るエアクリーナに組み込まれるエアクリーナの上面図。

［第１の実施形態］
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、第１の実施形態に係るエアクリーナの斜視図であり、図２は、第１の実施形態に係るエアクリーナの一部断面図であり、図３は、第１の実施形態に係るエアクリーナに組み込まれるフィルタエレメントの斜視図であり、図４は、図１におけるＡ−Ａ断面図であり、図５は、第１の実施形態に係るエアクリーナの自動組付け手段を説明するためのコネクティングチューブの拡大図であり、図６は、第１の実施形態に係るエアクリーナの自動組付け手段を説明するためのケース部材の拡大図であり、図７は、第１の実施形態に係るエアクリーナの自動組付け手段の組み付け手順を示す図である。

図１に示すように、本実施形態に係るエアクリーナ１は、コネクティングチューブ３０が取り付けられると共に有底箱状に形成されたケース部材２０と、流入口１１が形成されると共に有底箱状に形成されたカバー部材１０とを互いに開口部を合わせるように組み合わせて内部を中空に形成している。

また、本実施形態に係るエアクリーナ１は、外気と連通するドレイン孔１５を備えている。このように、本実施形態に係るエアクリーナ１は、ドレイン孔１５を介してエアクリーナ１の内部に溜まった水を外部に排出することができるように構成されている。

カバー部材１０及びケース部材２０は、夫々合成樹脂で形成されており、例えばポリプロピレン系樹脂やポリアミド系樹脂等の熱可塑性の合成樹脂が好適に用いられる。さらに、カバー部材１０とケース部材２０の組み付けは、凹凸係合などの係合手段を用いて着脱自在に組み付けられている。

図２に示すように、本実施形態に係るエアクリーナ１の内部は、円筒状のフィルタエレメント４０が収納されるとともに、フィルタエレメント４０の一端に接続されるとともにケース部材２０に形成された取付孔２１からエアクリーナ１の外方へ延設するコネクティングチューブ３０を備えている。また、フィルタエレメント４０のコネクティングチューブ３０が取り付けられる側との反対端は、カバー部材１０に形成された内壁１３から突出するリブ１２に当接しており、カバー部材１０が取り付けられた状態ではフィルタエレメント４０が軸方向へ移動することを防止している。

このように構成することで、本実施形態に係るエアクリーナ１は、流入口１１から導入した外気がカバー部材１０の内部を通ってフィルタエレメント４０の外周面に至り、フィルタエレメント４０を外側から内側へ向かって通過する際に該外気が濾過されることで、コネクティングチューブ３０を介して内燃機関に濾過された外気を供給する。

フィルタエレメント４０は、図３に示すようにシート状の濾材を襞状に折り込み、折り方向と直交する方向の両端部を突き合わせて筒状に形成した濾過手段４１と、濾過手段４１の軸方向の両端面に取り付けられた合成樹脂材としての下側端板４２及び上側端板４３とから構成されている。なお、濾過手段４１は下側端板４２及び上側端板４３に対して融着や接着などにより接合して一体化されている。濾過手段４１は、不織布やろ紙等、周知の濾材が好適に用いられ、両端部は超音波などを用いた溶着、ホットメルト樹脂などを用いた接着又はカシメ部材などを用いた結合などの周知の接合手段によって接合されている。

また、下側端板４２及び上側端板４３は、例えば熱可塑性の合成樹脂によって形成されており、例えばポリプロピレンやポリエチレン等の種々の熱可塑性の合成樹脂が好適に用いられる。また、コネクティングチューブ３０が接続される上側端板４３には、軸方向に延設形成された筒状の接続口４４が形成されており、濾過手段４１の外周から濾過手段４１の内周に向かって流れることで濾過された流体を接続口４４からコネクティングチューブ３０を介してエアクリーナ１の外部へ排出することができるように構成されている。

さらに、上側端板４３には接続口４４の外周面から所定の間隔を隔てて軸方向に延設される画成壁４５が形成されている。画成壁４５は、接続口４４の外周面と対向するように配置されており、本実施形態においては接続口４４の軸線方向から偏心し接続口４４の外周面の略半分と対向している。なお、接続口４４には連通孔４６が形成されており、該連通孔４６を介して画成壁４５と接続口４４の外周面との間の空間と接続口４４の内周面側とが連続している。

コネクティングチューブ３０は、ゴムやエラストマなどの弾力性を有する材料で構成された管状部材であり、一端にエアクリーナ１の外部に延出した流出口３１を備え、図４に示すように、他端にエアクリーナ１に収納されたフィルタエレメント４０と気密に組み付けられるシール部３４を備えている。

シール部３４は、コネクティングチューブ３０の外周壁から径方向に延びる連続部３７及び、連続部３７の端部から垂下して形成される外シール部３８によって概略カップ状に形成されており、該シール部３４の内周面に接続口４４及び画成壁４５の外形形状に対応して形成された内シール部３３が形成されている。内シール部３３は、フィルタエレメント４０の接続口４４及び画成壁４５の外周面に気密に組み付けられて接続口４４及び画成壁４５の内外周面をシールしている。

また、外シール部３８の先端には、ケース部材２０の取付孔２１と嵌合する溝部３２が周方向に沿って延設されており、該溝部３２によって、コネクティングチューブ３０が取付孔２１に固定されている。

このように、コネクティングチューブ３０をフィルタエレメント４０に組み付けることで、接続口４４の外周面、画成壁４５の内周面及びコネクティングチューブ３０の内周面によって機能室５０が形成される。

機能室５０は、外シール部３８に形成されたブローバイ接続口３９を介して内燃機関で生じたブローバイガスを導入し、連通孔４６を介してブローバイガスをエアクリーナ１内に還流するブリーザ室として機能させることができる。

このように、本実施形態に係るエアクリーナ１は、フィルタエレメント４０に画成壁４５を形成し、接続口４４の外周面、画成壁４５の内周面及びコネクティングチューブ３０の内周面によって機能室５０が形成されるので、種々の機能を備えた機能室を容易に構成することが可能となる。なお、機能室の奏する機能としては、上述したブローバイ室としてのブローバイガスを一時的に貯留することの他、連通孔４６から内燃機関の駆動に伴う騒音を機能室５０内に導入し、機能室５０の容積に応じた共振周波数を低減するレゾネータ室として機能させることも可能である。

また、コネクティングチューブ３０とケース部材２０とは、自動組付け手段によって互いに接続されている。この自動組付け手段について以下に説明を行う。

図５に示すように、コネクティングチューブ３０のシール部３４の端面３０ａには、該端面３０ａと溝部３２とが連続するように溝部３２の延設方向に対して交差して傾斜した傾斜面３２ａが形成されている。また、シール部３４の外周面には、径方向に突出する係合リブ３０ｂが形成されている。

図６に示すように、ケース部材２０の取付孔２１には、径方向に突出した切欠き２２が形成されており、ケース部材２０の外周面には、取付孔２１の縁部に形成された一対の係合突起２３とが形成されている。なお、係合突起２３及び切欠き２２の周方向の端部には、互いに傾斜する導入部２２ａ，２２ａ，２３ａが形成されている。

次に図７を参照して自動組付け手段の取り付け手順について説明を行う。第１に図７（ａ）に示すように、コネクティングチューブ３０の傾斜面３２ａをケース部材２０の取付孔２１に形成された切欠き２２に挿入して、コネクティングチューブ３０とケース部材２０とを仮り組みする。

次に、図７（ｂ）に示すようにコネクティングチューブ３０を周方向に回転させると、傾斜面３２ａが導入部２２ａを介して取付孔２１の外縁に沿って移動することで、取付孔２１の外縁を溝部３２に組み付けることが可能となる。

なお、コネクティングチューブ３０とケース部材２０とは、図７（ｃ）に示すように係合突起２３の間に係合リブ３０ｂが係止することで互いに周方向に固定されている。係合突起２３には、導入部２３ａが形成されているので、矢印方向に回転させることで、係合リブ３２ｂが一方の係合突起２３を乗り越えて係合突起２３に容易に係止することができる。

このように、本実施形態に係るエアクリーナ１は、コネクティングチューブ３０とケース部材２０とを自動組付け手段によって接続して組み付けているので、コネクティングチューブ３０を組付ける際に、コネクティングチューブ３０を弾性変形させて取付孔２１に挿入することなく、コネクティングチューブ３０の傾斜面３２ａを取付孔２１の切欠き２２に嵌め合わせた後、コネクティングチューブ３０を周方向に回転させるだけで、コネクティングチューブ３０とケース部材２０との組付けを行うことができるので、ロボット等を用いた組付け作業の自動化を容易に図ることが可能となる。

また、本実施形態に係るエアクリーナ１は、コネクティングチューブ３０が取付孔２１の外縁が溝部３２に組み付けられることで簡易的なシール構造を形成しており、エアクリーナ１内がダストサイドとして構成されることで該溝部３２は、クリーンサイドほどの高いシール性能は必要なく簡易なシール構造を採用することができる。

以上、説明した本実施形態に係るエアクリーナは、フィルタエレメント４０の接続口４４に対して画成壁４５を偏心して形成した場合について説明を行ったが、画成壁は偏心して配置することに限られない。そこで次に、第１の実施形態と異なる形態の画成壁を備える第２の実施形態に係るエアクリーナについて説明を行う。

［第２の実施形態］
図８は、第２の実施形態に係るエアクリーナの斜視図であり、図９は、第２の実施形態に係るエアクリーナの一部断面図であり、図１０は、第２の実施形態に係るエアクリーナに組み込まれるエアクリーナの上面図である。なお、上述した第１の実施形態と同一または類似の部材については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図８及び９に示すように、本実施形態に係るエアクリーナ１ａは、コネクティングチューブ３０ａの一端に形成されたシール部３４ａが、フィルタエレメント４０ａの上側端板４３ａに形成された接続口４４ａと同心状に形成されて組み付けられている。

また、上側端板４３ａには、コネクティングチューブ３０ａのシール部３４ａに対応するように、接続口４４ａの外周面と所定の間隔を隔てて、軸線方向と同心に形成された画成壁４５ａが形成されている。

図１０に示すように、画成壁４５ａは、接続口４４ａの外周面を全て覆うように配置されており、画成壁４５ａと接続口４４ａの間には、画成壁４５ａの内周面と接続口４４ａの外周面とを連続する一対の隔壁４７，４７が形成されている。

この構造により、上述した第１の実施形態に係るエアクリーナ１と同様にコネクティングチューブ３０ａをフィルタエレメント４０ａに組み付けることで、接続口４４ａの外周面、画成壁４５ａの内周面及びコネクティングチューブ３０ａの内周面並びに隔壁４７によって第１の機能室５１及び第２の機能室５２が形成される。

このように、接続口４４ａと同心に画成壁４５ａが形成されているので、コネクティングチューブ３０ａを第１の実施形態に係るエアクリーナ１において説明した自動組付け手段によって組み付ける場合に、コネクティングチューブ３０ａとケース部材２０との位置合わせを行うことが不要となり、より容易にコネクティングチューブ３０ａの組み付け作業を行うことができる。

また、本実施形態に係るエアクリーナ１ａは、機能室が隔壁４７によって第１の機能室５１と第２の機能室５２とに分割されている。これにより、例えば、第１の機能室５１をブローバイ室として、第２の機能室をレゾネータ室として機能させることで、二つの機能を持たせることが可能となる。

なお、上述した第１及び第２の実施形態に係るエアクリーナ１，１ａにおいて、ケース部材２０とカバー部材１０の組み付けは、凹凸係合などの係合手段を用いて着脱自在に組み付けられている場合について説明を行ったが、ビスなどの周知の締結手段を用いて互いに組み付けるように構成しても構わない。

さらに、フィルタエレメント４０，４０ａの下側端板４２及び上側端板４３，４３ａは、合成樹脂によって構成された場合について説明を行ったが、合成樹脂に限らず例えば金属やエラストマなどで構成しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１，１ａエアクリーナ，１０カバー部材，１１流入口，１２リブ，１３内壁，２０ケース部材，２１取付孔，２２切欠き，２３係合突起，３０，３０ａコネクティングチューブ，３１流出口，３２溝部，３２ａ傾斜面, ３２ｂ係合リブ，３３内シール部，３４，３４ａシール部，４０，４０ａフィルタエレメント，４１濾過手段，４２下側端板，４３，４３ａ上側端板，４４接続口，４５，４５ａ画成壁，４６連通孔，４７隔壁，５０機能室，５１第１の機能室，５２第２の機能室。

Claims

ケース部材とカバー部材を組み合わせて内部を中空に形成し、該内部に円筒状のフィルタエレメントを収納すると共に、外気を導入する流入口と前記フィルタエレメントで濾過された外気を内燃機関に供給するコネクティングチューブが取り付けられる取付孔とを備えるエアクリーナであって、
前記フィルタエレメントは、軸方向の両端に取り付けられた一対の端板と、一方の端板から軸方向に延設形成された筒状の接続口に前記コネクティングチューブが接続されると共に、側面に濾過手段を備え、
前記一方の端板は、前記接続口の外周面から所定の間隔を隔てて前記外周面と対向するように軸方向に延設形成された画成壁を備え、
前記接続口は、連通孔が形成されて該連通孔を介して前記画成壁と前記外周面との間の空間と前記接続口の内周面側とが連続しており、
前記コネクティングチューブの一端は前記接続口及び前記画成壁と係合することで、前記接続口の外周面、前記画成壁の内周面及び前記コネクティングチューブの内周面とによって内燃機関のブローバイガスを還流するブリーザ室が形成されることを特徴とするエアクリーナ。
請求項１に記載のエアクリーナにおいて、
前記画成壁は、前記接続口の軸線方向から偏心して形成されることを特徴とするエアクリーナ。
請求項１に記載のエアクリーナにおいて、
前記画成壁は、前記接続口の軸線方向と同心に形成されることを特徴とするエアクリーナ。
請求項１から３のいずれか１項に記載のエアクリーナにおいて、
前記ブリーザ室は、内部が隔壁によって２以上に分割されていることを特徴とするエアクリーナ。
請求項１から４のいずれか１項に記載のエアクリーナにおいて、
前記コネクティングチューブと前記ケース部材は、自動組付け手段によって互いに接続されていることを特徴とするエアクリーナ。