JP2017133375A - エアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】 サイクロン集塵部及びろ過集塵部を有するエアクリーナを小型化する。【解決手段】 エアクリーナ３２は、ベース部材４１、フィルタエレメント４３、カバー部材４２、通路部材４４、及びケース部材４５を有する。カバー部材は、フィルタエレメント４３を受容するフィルタ室７０、フィルタ室の上部から側方に延びる連結室７５、連結室の下方に配置され、下方に開口する通路室７６、通路室と連結室と連通する連通孔７２、及び通路室と外部とを連通する吸気口３１を有する。通路部材及びケース部材はサイクロン集塵部を構成し、その出口となる空気排出管の上部は、連通孔と連通すると共に、連結室と通路室とを隔離する。【選択図】 図４

Description

本発明は、内燃機関のエアクリーナに関し、サイクロン集塵部及びろ過集塵部を有するエアクリーナに関する。

内燃機関のエアクリーナとして、サイクロン集塵部とろ過集塵部とを直列に設け、最初にサイクロン集塵部において吸気から比較的大きなダストを除去し、その後に吸気をろ過集塵部に供給し、吸気から微細なダストを更に除去するものがある（例えば、特許文献１）。このエアクリーナでは、ろ過集塵部のフィルタエレメントの目詰まりが抑制され、フィルタエレメントのメンテナンス周期が長くなる。

特開昭６１−１０８８６１号公報

しかしながら、特許文献１に係るエアクリーナは、ろ過集塵部の側方に１つの比較的大きなサイクロン集塵部が突出した形態で設けられるため、エアクリーナが横長になり、エアクリーナのサイズが大きくなるという問題がある。また、サイクロン集塵部が内燃機関本体の側部よりも外方に張り出して配置されているため、エアクリーナが内燃機関の外形を拡張しているという問題がある。更に、ろ過集塵部及びサイクロン集塵部が互いに独立した装置として構成され、それらが互いに連結されることによってエアクリーナが構成されているため、部品点数が多く、構造が複雑であるため、大型化が助長されている。

本発明は、以上の背景を鑑み、サイクロン集塵部及びろ過集塵部を有するエアクリーナを小型化することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明の一態様に係る内燃機関（１）のエアクリーナ（３２）は、上面（４１Ａ）に開口する出口通路（４１Ｂ）が形成されたベース部材（４１）と、上下に延びる略円筒形に形成され、前記ベース部材の上面に配置されて内部が前記出口通路に連通したフィルタエレメント（４３）と、前記ベース部材の上部に結合され、前記フィルタエレメントを受容するフィルタ室（７０）、前記フィルタ室の上部から側方に延びる連結室（７５）、前記フィルタ室の側方かつ前記連結室の下方に配置され、下方に向けて開口する通路室（７６）、前記通路室と前記連結室と連通する連通孔（７２）、及び前記通路室と外部とを連通する吸気口（３１）を備えたカバー部材（４２）と、前記通路室の下部を閉じるように配置される基部（４４Ａ）、前記基部を上下に貫通する複数の円孔（４４Ｂ）、前記円孔のそれぞれの中央を上下に貫通して延び、上端において前記連通孔と連通すると共に前記連結室と前記通路室とを隔離する複数の空気排出管（４４Ｃ）、前記円孔の内周面と前記空気排出管の外周面とによって画定され、前記基部を上下に貫通する円環形の空気流入通路（４４Ｅ）、及び前記空気排出管の外周面から放射方向に延びて前記円孔の内周面に結合し、前記空気流入通路を下方に向けて流れる空気を周方向に旋回させる複数のガイド羽根（４４Ｄ）を有する通路部材（４４）と、前記通路部材の下方に設けられ、互いに対応する前記空気流入通路及び前記空気排出管に連通する有底円筒形の分離室（４５Ｃ）を複数備えたケース部材（４５）とを有することを特徴とする。

この態様によれば、ろ過集塵部及び複数のサイクロン集塵部を有するエアクリーナの構造が簡素になり、組み付け及び分解が容易になる。カバー部材がろ過集塵部及び複数のサイクロン集塵部の両方の一部を構成するため、部品点数が削減されると共に、ろ過集塵部及び複数のサイクロン集塵部の一体性が向上し、エアクリーナの小型化が可能になる。

また、上記の態様において、前記空気排出管のそれぞれの上端部には、前記空気排出管のそれぞれの上端部を連結すると共に、前記連通孔の周縁部に当接するフランジ（４４Ｆ）が設けられているとよい。

この態様によれば、通路部材のカバー部材への組み付けが容易になる。

また、上記の態様において、前記通路部材は、着脱可能に互いに結合されるカバー部材及びケース部材の間に挟持されるとよい。

この態様によれば、カバー、通路部材、及びケース部材の組み付け及び分解が容易になる。

また、上記の態様において、前記ガイド羽根は、前記空気流入通路の軸線方向から見て互いに重なりを有さないように、周方向に等間隔に８個設けられ、前記空気流入通路の軸線と直交する平面に対して３０°以上３７°以下の角度をなすとよい。

この態様によれば、サイクロン集塵部において、ダスト除去率を高い値に維持しつつ、通気流量を大きく（流路抵抗を小さく）することができる。

以上の構成によれば、副サイクロン集塵部及びろ過集塵部を有するエアクリーナを小型化することができる。

実施形態に係るエアクリーナを備えた汎用エンジンの側面図 実施形態に係るエアクリーナを備えた汎用エンジンの平面図 図１のIII−III断面図 エアクリーナの分解斜視図 （Ａ）フランジ部を省略して示す通路部材の斜視図、（Ｂ）フランジ部を省略して示す通路部材の平面図 エアクリーナの縦断面図 図６のVII−VII断面図 図６のVIII−VIII断面図 ガイド羽根の取付角に対する通気流量及びダスト除去率を示すグラフ 実施形態に係る汎用エンジンを備えたコンクリートカッターを示す概略図

以下、図面を参照して、本発明を汎用エンジンに適用した実施形態について説明する。

図１〜図３に示すように、汎用エンジン１は、単気筒エンジンであり、シリンダ軸線が後傾した内燃機関本体２を有する。内燃機関本体２は、クランク室３が内部に形成されたクランクケース４と、クランクケース４の後上部から後上方に延び、下端がクランク室３に連通したシリンダ５が形成されたシリンダブロック６と、シリンダブロック６の上端に結合され、シリンダ５の上端を閉塞するシリンダヘッド７と、シリンダヘッド７に結合され、シリンダヘッド７との間に動弁室を形成するヘッドカバー９とを有する。クランクケース４には左右に延びるクランクシャフト１０が回転可能に支持され、シリンダ５にはコンロッド１２によってクランクシャフト１０に連結されたピストン１３が往復動可能に受容されている。クランクケース４のケースの下部には、内燃機関本体２を各種装置のエンジン支持部に固定するための脚部１４が設けられている。

シリンダヘッド７には、シリンダ５に連通する吸気ポート１５及び排気ポート１６が形成されている。吸気ポート１５はシリンダ５から右方に延びてシリンダヘッド７の右側面に開口し、排気ポート１６はシリンダ５から左方に延びてシリンダヘッド７の左側面に開口している。吸気ポート１５及び排気ポート１６には、動弁機構１７によって開閉駆動される吸気バルブ１８及び排気バルブ１９が設けられている。動弁機構１７は、公知のＯＨＶ機構であってよい。

クランクシャフト１０の左端及び右端は、それぞれクランクケース４の側壁を貫通して外部に突出している。クランクシャフト１０の左端は、汎用エンジン１の出力端を構成している。クランクシャフト１０の右端には、円板状のフライホイール２１が結合されている。フライホイール２１は、その右側面に複数の羽根２１Ａを有し、遠心ファンを構成している。

クランクケース４及びシリンダブロック６の右側部には、クランクケース４及びシリンダブロック６の右側部及びフライホイール２１を覆い、クランクケース４及びシリンダブロック６との間に冷却風通路２２を形成するエンジンカバー２３が設けられている。エンジンカバー２３は、前側及び下側の縁部がクランクケース４の外面に近接して配置され、後上側の縁部がシリンダブロック６の外面との間に比較的大きな隙間を形成するように配置されている。これにより、冷却風通路２２は、前後に延び、後上部に後上方に向けて開口する冷却風出口２３Ａを形成している。エンジンカバー２３のフライホイール２１と対向する部分には、冷却風入口孔２３Ｂを構成する複数の貫通孔が形成されている。これにより、汎用エンジン１の運転時にはフライホイール２１の回転によって、空気は冷却風入口孔２３Ｂから冷却風通路２２に吸入され、図３の白抜き矢印で示すように、冷却風通路２２を後方に流れ、冷却風出口２３Ａから後方かつ上方に排出される。

エンジンカバー２３には、リコイルスタータ２５が設けられている。リコイルスタータ２５は、フライホイール２１と同軸に、エンジンカバー２３の裏面に回転可能に支持されたプーリ２５Ａと、プーリ２５Ａに一端が結合されると共にプーリ２５Ａに巻き回れたロープ２５Ｂと、ロープ２５Ｂの他端に結合され、エンジンカバー２３の外面に係脱可能に支持されたグリップ２５Ｃと、エンジンカバー２３とプーリ２５Ａとの間に介装され、プーリ２５Ａがロープ２５Ｂを巻き取る方向に付勢する渦巻きばね２５Ｄと、プーリ２５Ａとフライホイール２１との間に介装され、プーリ２５Ａの回転をフライホイール２１に伝達する一方、フライホイール２１の回転をプーリ２５Ａに伝達しないラチェット２５Ｅとを有する。グリップ２５Ｃは、プーリ２５Ａの回転中心に対して後方に、引っ張り方向が後上方となるように配置されている。

クランクケース４及びエンジンカバー２３の上方には、略直方体の燃料タンク２７が配置されている。燃料タンク２７は、支持アーム（符号省略）を介してクランクケース４に支持されている。燃料タンク２７の左右幅は、互いに組み付けられたクランクケース４及びエンジンカバー２３の左右幅と概ね等しく設定されている。

シリンダヘッド７の左側部には、排気ポート１６に接続する排気装置２８が結合されている。排気装置２８は、一連の排気通路を形成し、下流端に消音器２８Ａを有する。消音器２８Ａは、外周部を囲む略直方体の保護カバー２８Ｂを有する。消音器２８Ａは、シリンダヘッド７の上方かつ燃料タンク２７の左半部の後方に配置され、後方に向けて排気を外部に排出する。

シリンダヘッド７の右側部には、吸気ポート１５に接続する吸気装置３０が結合されている。吸気装置３０は、一連の吸気通路を形成し、吸気口３１が一体に形成されたエアクリーナ３２と、エアクリーナ３２の下流に設けられた気化器３３とを有する。気化器３３はシリンダヘッド７の右方かつエンジンカバー２３の後方に配置されている。エアクリーナ３２は、シリンダヘッド７の斜め右上であって、気化器３３の上方に配置されている。また、エアクリーナ３２は、燃料タンク２７の右半部の後方かつ消音器２８Ａの右方に配置されている。

図４〜図８に示すように、エアクリーナ３２は、空気の取り入れ口である吸気口３１に対して並列に接続された３つのサイクロン集塵部３４と、３つのサイクロン集塵部３４の下流に接続されたろ過集塵部３５とを有する。各サイクロン集塵部３４は、供給される空気を渦状に流し、遠心力によって空気からダスト（異物）を分離する。ろ過集塵部３５は、ろ過によって、各サイクロン集塵部３４を通過した空気から更にダストを分離する。

図４に示すように、エアクリーナ３２は、ベース部材４１、カバー部材４２、フィルタエレメント４３、通路部材４４、及びケース部材４５を有している。ベース部材４１、カバー部材４２及びフィルタエレメント４３はろ過集塵部３５を構成し、カバー部材４２、通路部材４４、及びケース部材４５は、各サイクロン集塵部３４を構成する。通路部材４４及びケース部材４５は各サイクロン集塵部３４の本体部を構成する。

図４及び図６に示すように、ベース部材４１は、上下に延び、その上端に平面状の上面４１Ａを備えている。ベース部材４１の内部には、上下に延び、上面４１Ａの中央に開口する断面円形の上端と、下部前面に開口する下端とを備えた出口通路４１Ｂが形成されている。上面４１Ａは、左右の側縁が前後方向と平行に延び、後が左右方向と平行に延び、前縁が出口通路４１Ｂの上端を中心とした円弧状に形成されている。上面４１Ａの縁部には、上方に突出し、縁部に沿って延びる無端状の縁壁４１Ｃが形成されている。縁壁４１Ｃの上端面には、縁壁４１Ｃに沿って無端状に形成された係止溝４１Ｄが凹設されている。上面４１Ａにおける出口通路４１Ｂの上端の周囲には、円筒形のボス４１Ｅが上方に向けて突設されている。ベース部材４１には、下端が出口通路４１Ｂの内壁に結合され、出口通路４１Ｂの上端の中心を上方に延び、上端が上面４１Ａよりも上方に突出した連結シャフト４１Ｆが設けられている。連結シャフト４１Ｆの上端外周面には、雄ねじが形成されている。

図１に示すように、ベース部材４１の下右部には、気化器３３のチョーク弁（不図示）を操作するためのチョークレバー５７と、燃料タンク２７から気化器３３に供給される燃料を遮断する燃料コック（不図示）を操作するためのコックレバー５８とが左右に貫通する貫通孔５９が形成されている。チョークレバー５７及びコックレバー５８は、汎用エンジン１の右側部に突出している。

グリップ２５Ｃ、チョークレバー５７及びコックレバー５８の位置から、汎用エンジン１の使用者（オペレータ）の適正位置は、汎用エンジン１の右後方となっている。

フィルタエレメント４３は、円筒形の第１フィルタエレメント４３Ａと、円筒形をなし、第１フィルタエレメント４３Ａの外周に同心状に配置された第２フィルタエレメント４３Ｂとを有する。第１及び第２フィルタエレメント４３Ａ、４３Ｂの一端には第１端板４７が結合され、他端には第２端板４８が結合されている。第１端板４７及び第２端板４８は、それぞれ円板状に形成され、フィルタエレメント４３の両端を閉じている。第１端板４７の中央には貫通孔である第１孔４７Ａが形成され、第２端板４８の中央には第２孔４８Ａが形成されている。フィルタエレメント４３は、その軸線が連結シャフト４１Ｆと同軸となり、第１孔４７Ａにボス４１Ｅが嵌合し、第２孔４８Ａを連結シャフト４１Ｆが貫通するように配置される。ボス４１Ｅの周囲には、第１端板４７の下面とベース部材４１の上面４１Ａとに密着し、第１孔４７Ａをシールする環状の第１シール部材５１が設けられている。第２孔４８Ａの縁部には、連結シャフト４１Ｆと第２孔４８Ａの壁面とに密着し、第２孔４８Ａをシールする環状の第２シール部材５２が装着されている。第２シール部材５２の上方には、第２孔４８Ａよりも大きい外径を有し、中央を連結シャフト４１Ｆが貫通する押さえ板５３が設けられている。連結シャフト４１Ｆの雄ねじ部には第１蝶ナット５４が装着され、第１蝶ナット５４により押さえ板５３が上方から押圧されることによって、第１端板４７、第２端板４８、及びフィルタエレメント４３がベース部材４１に対して固定される。

図４、図６〜図８に示すように、カバー部材４２は、長辺が前後に延び、短辺が左右に伸びた略長方形の上壁６１と、上壁６１の各縁部から下方に延びた前側壁６２、後側壁６３、左側壁６４、及び右側壁６５を含む筒形の側壁と、前側壁６２から後方に距離をおくと共に上壁６１から下方に距離をおいて左右かつ上下に延び、左側壁６４及び右側壁６５に連結した隔壁６６とを有する。後側壁６３及び隔壁６６の下縁は同じ高さに位置し、上壁６１の下縁は後側壁６３及び隔壁６６の下縁よりも上方に位置している。左側壁６４及び右側壁６５の下縁は、後側壁６３及び隔壁６６の間における部分が後側壁６３及び隔壁６６の下縁と同じ高さに位置し、隔壁６６及び前側壁６２の間における部分が前側壁６２の下縁と同じ高さに位置している。すなわち、左側壁６４及び右側壁６５は、前下部が切り欠かれた形状と呈している。

カバー部材４２の上壁６１、後側壁６３、隔壁６６、左側壁６４の後部、及び右側壁６５の後部は、下方に向けて開口する凹部を形成する。後側壁６３、隔壁６６、左側壁６４の後部、及び右側壁６５の後部は、ベース部材４１の縁壁４１Ｃと対応する形状をなす。カバー部材４２は、後側壁６３、隔壁６６、左側壁６４の後部、及び右側壁６５の後部の下縁が縁壁４１Ｃの上端に形成された係止溝４１Ｄに嵌合するようにベース部材４１に対して配置される。連結シャフト４１Ｆの上端は、上壁６１に形成された貫通孔である結合孔６１Ａを通過してカバー部材４２の上方に突出する。連結シャフト４１Ｆの雄ねじ部に螺着する第２蝶ナット６８によって、カバー部材４２はベース部材４１に締結される。

カバー部材４２の上壁６１、後側壁６３、隔壁６６、左側壁６４の後部、及び右側壁６５の後部と、ベース部材４１の上面４１Ａ及び縁壁４１Ｃとによって、フィルタエレメント４３を受容するフィルタ室７０が形成される。隔壁６６は、フィルタエレメント４３の軸線（連結シャフト４１Ｆ）を中心とした円弧形状に形成され、フィルタエレメント４３の外周面と所定の隙間を介して沿うように配置されている。

図６に示すように、隔壁６６の上縁には、前方に向けて突出し、上縁に沿って左右に延びた鍔部６６Ａが形成されている。鍔部６６Ａの下面は、平面に形成されている。また、上壁６１の下面において前側壁６２と隔壁６６との間に位置する部分には、下方に向けて通路壁７１が突出している。通路壁７１は、左右に延びると共に、その左右両端が後方に延びて、隔壁６６部の鍔部６６Ａに繋がっている。鍔部６６Ａ、通路壁７１の下縁は、互いに協働して上下をむく連通孔７２を形成している。鍔部６６Ａの下部、及び通路壁７１の下端部には、下方を向き、連通孔７２を囲む環状の突き当て面７３が形成されている。

上壁６１と通路壁７１とによって形成され、後方及び下方に向けて開口した空間を連結室７５とする。連結室７５は、フィルタ室７０の前上部から前方に延びる空間であるため、フィルタ室７０の延長部ともいえる。連結室７５の下方及び前方に配置され、前側壁６２、隔壁６６、左側壁６４の前部、及び右側壁６５の前部によって形成される空間を通路室７６とする。通路室７６は、下方に向けて開口すると共に、その上部が連通孔７２を介して連結室７５と連通している。

吸気口３１は、前側壁６２に形成されている。本実施形態では、吸気口３１は、前側壁６２を前後に貫通し、メッシュを形成する複数の小孔によって形成されている。

図４〜図８に示すように、通路部材４４は、主面が上下を向き、通路室７６の下部開口を閉じるように配置される板状の基部４４Ａを有する。基部４４Ａは、通路室７６の形状に合わせて、前縁が左右に直線状に延び、後縁が左右両側ほど後方に突出した形状に形成されている。基部４４Ａには、厚み方向に貫通する３つの円孔４４Ｂが形成されている。３つの円孔４４Ｂは、左右に並んで配置され、中央の円孔４４Ｂが基部４４Ａの左右における中央に配置され、両側の円孔４４Ｂが互いに左右対称となる位置に配置されている。

各円孔４４Ｂの中央には、円孔４４Ｂを上下に貫通して延びる空気排出管４４Ｃがそれぞれ配置されている。各空気排出管４４Ｃは、空気排出管４４Ｃの外周面から放射状に延びて円孔４４Ｂの内周面に円孔４４Ｂの内周面に結合した複数のガイド羽根４４Ｄによって、基部４４Ａに支持されている。空気排出管４４Ｃの外周面と円孔４４Ｂの内周面とは、基部４４Ａを上下に貫通し、断面が円孔４４Ｂの軸線を中心とした円環形の空気流入通路４４Ｅを形成する。各ガイド羽根４４Ｄは、各空気流入通路４４Ｅの軸線と直交する平面に対して傾斜し、空気流入通路４４Ｅを下方に向けて流れる空気を、上方から見て空気流入通路４４Ｅの軸線を中心とした時計回り方向に旋回させる。

各空気排出管４４Ｃの上端には、上方を向く連続したフランジ面を形成する共通のフランジ部４４Ｆが設けられている。フランジ部４４Ｆは、その上面がカバー部材４２の突き当て面７３に当接することによって、各空気排出管４４Ｃの内部と連通孔７２とを連通させ、通路室７６の各空気排出管４４Ｃの外側の空間と連結室７５とを区画する。本実施形態では、基部４４Ａ、ガイド羽根４４Ｄ、及び空気排出管４４Ｃが、一体の樹脂部材として形成され、フランジ部４４Ｆが別部材として形成され、フランジ部４４Ｆが各空気排出管４４Ｃの上端に装着されることによって、通路部材４４が１つの部品として形成されている。他の実施形態では、基部４４Ａ、ガイド羽根４４Ｄ、空気排出管４４Ｃ、及びフランジ部４４Ｆが、一体の樹脂部材として形成されてもよい。

図４及び図６に示すように、ケース部材４５は、基部４４Ａの下面に当接する板状の上板部４５Ａと、上板部４５Ａの各空気流入通路４４Ｅの下端に対応した部分から下方に突出し、上方に開口した円筒形の凹部を形成する３つのカップ部４５Ｂとを有する。各カップ部４５Ｂは、下方に向かうほど直径が漸減するように円錐台状に形成されていてもよい。上板部４５Ａの周縁部は、基部４４Ａの周縁部より外方に突出している。前側壁６２の後面、左側壁６４の右面、右側壁６５の左面、及び隔壁６６の前面には、下方を向く平面である肩面７８が形成されている。上板部４５Ａの上面４１Ａの周縁部が肩面７８に当接した状態で、上板部４５Ａ及び基部４４Ａを貫通し、前側壁６２及び隔壁６６に設けられたナット８１に螺合するボルト８２によって、ケース部材４５及び通路部材４４はカバー部材４２に締結される。通路部材４４は、通路壁７１の下面及び鍔部６６Ａの下面と上板部４５Ａによって上下から挟持される。

各カップ部４５Ｂの内部は分離室４５Ｃを形成する。各カップ部４５Ｂの底部の外周部の左前部には、接線方向であり、かつ右前方に向けて開口したダスト排出口４５Ｄが形成されている。ケース部材４５は、外部から分離室４５Ｃ内部を視認可能な透明な樹脂材料から形成されている。

図４〜図８に示すように、通路部材４４及びケース部材４５の互いに対応する空気流入通路４４Ｅ、ガイド羽根４４Ｄ、分離室４５Ｃ、及び空気排出管４４Ｃによって、３つのサイクロン集塵部３４が形成される。３つのサイクロン集塵部３４は、左右方向に並んで配置される。左右方向において中央に配置されるサイクロン集塵部３４は基部４４Ａの左右方向における中央に配置され、左右両側のサイクロン集塵部３４は左右対称となる位置に配置されている。また、中央のサイクロン集塵部３４の軸線は、エアクリーナ３２の左右方向における中心線上、すなわちフィルタエレメント４３の軸線を通り、前後に延びる直線上に配置されている。サイクロン集塵部３４の軸線は、円孔４４Ｂ、空気流入通路４４Ｅ、分離室４５Ｃ、空気排出管４４Ｃの軸線と同軸に配置されている。３つのサイクロン集塵部３４は、フィルタエレメント４３の径方向における一側である前側に、それぞれの軸線がフィルタエレメント４３の軸線と平行となり、かつフィルタエレメント４３の周方向に並んで配列されている。

中央のサイクロン集塵部３４は、左右両側のサイクロン集塵部３４に対して直径が小さく形成されている。詳細には、中央のサイクロン集塵部３４では、左右両側のサイクロン集塵部３４に対して、空気流入通路４４Ｅ、空気排出管４４Ｃ、カップ部４５Ｂの直径が小さく形成されている。

図７及び図８に示すように、フィルタエレメント４３の軸線に沿った方向（上下）から見た場合に、中央のサイクロン集塵部３４の軸線と、フィルタエレメント４３の軸線とは前後に延びる仮想線上に配置されている。すなわち、中央のサイクロン集塵部３４の軸線と、フィルタエレメント４３の軸線とは互いに前後に配置されている。３つのサイクロン集塵部３４の前端は、前後において同位置に配置されている。詳細には、３つのサイクロン集塵部３４の空気流入通路４４Ｅの各前端、又はカップ部４５Ｂの各前端は前後において同位置に配置されている。また、中央のサイクロン集塵部３４の軸線は、両側のサイクロン集塵部３４の軸線に対して前方にオフセットして配置されている。

左右方向において、３つのサイクロン集塵部３４の幅は、フィルタエレメント４３を収容するカバー部材４２の左右幅（左側壁６４及び右側壁６５の外面間の距離）と概ね等しく設定されている。また、他の実施形態では、左右方向において、３つのサイクロン集塵部３４の幅は、フィルタエレメント４３の外径と概ね等しく設定されていてもよい。

図１及び図２に示すように、エアクリーナ３２の後端は、内燃機関本体２の後端及び消音器２８Ａの保護カバー２８Ｂの後端と、前後において概ね同じ位置に配置されている。また、エアクリーナ３２の右端は、エンジンカバー２３の右端よりも左方に配置されている。また、エアクリーナ３２の上端は、燃料タンク２７の上端と、上下において概ね同じ位置に配置されている。すなわち、エアクリーナ３２は、汎用エンジン１を構成する他の部材に対して外方に突出しないように配置され、汎用エンジン１の外形を拡張しないように配置されている。

以上のように構成されたエアクリーナ３２の動作について説明する。汎用エンジン１の駆動時には、シリンダ５に生じる負圧が出口通路４１Ｂに作用し、エアクリーナ３２は吸気口３１から空気（外気）を通路室７６に吸い込む。通路室７６に流入した空気は、３つのサイクロン集塵部３４のいずれかを通過する。各サイクロン集塵部３４に流入する空気は、空気流入通路４４Ｅを下方に通過するときに、各ガイド羽根４４Ｄにガイドされて、サイクロン集塵部３４の軸線を中心として、上方から見て時計回り方向の周方向成分を有する渦流（旋回流）となり、分離室４５Ｃ内に流れる。分離室４５Ｃでは、空気が渦状に下方に流れることによって、遠心力により空気中のダスト（異物）が径方向外方に移動し、ダストがダスト排出口４５Ｄから外部に排出される。ダストが取り除かれた空気は、分離室４５Ｃから空気排出管４４Ｃを通過して連結室７５に流れる。各サイクロン集塵部３４を通過した空気は、連結室７５において合流し、ろ過集塵部３５のフィルタ室７０に流れる。フィルタ室７０では、空気はフィルタエレメント４３を径方向に外側から内側に通過し、空気中の異物がフィルタによって捕集される。フィルタエレメント４３を通過した空気は、出口通路４１Ｂを通過して気化器３３に流れる。

本実施形態では、１つの空気流入通路４４Ｅに設けられるガイド羽根４４Ｄは８つであり、周方向に等間隔に配置されている。また、サイクロン集塵部３４の軸線方向から見て、各ガイド羽根４４Ｄは互いに重ならないように配置されている。各ガイド羽根４４Ｄと、空気流入通路４４Ｅの軸線に直交する平面とのなす角度である取付角は、３０°以上３７°以下に設定されている。図９は、サイクロン集塵部３４におけるガイド羽根４４Ｄの取付角と、通気流量及びダスト除去率との関係の計算結果を示すグラフである。この結果は、ガイド羽根４４Ｄ外径を４０ｍｍ、内径を２７ｍｍ、長さを１０ｍｍ、空気排出管４４Ｃの内径を２４ｍｍ、長さを３４ｍｍ、分離室４５Ｃの直径を４０ｍｍ、長さを４０ｍｍ、空気排気管の下流側の圧力を−４００Ｐａとして得たものである。図９からわかるように、ガイド羽根４４Ｄの取付角が増加すると、通気流量が増加することが確認される。これは、取付角が大きくなるほど、ガイド羽根４４Ｄによって生じる流路抵抗が小さくなることに起因する。一方、ダスト除去率は、ガイド羽根４４Ｄの取付角が３７°以下では概ね一定であるが、取付角が３７°より大きくなると急激に低下することが確認される。これは、取付角が大きくなるほど、空気流入通路４４Ｅを通過する空気の周方向の速度成分が小さくなり、遠心力が低下することに起因する。これらの結果から、ダスト除去率を高く維持し、かつ通気流量を大きくするためには、ガイド羽根４４Ｄの取付角を３７°以下の範囲で可能な限り大きくすることが好ましく、取付角は例えば３０°以上３７°以下であるとよい。

本実施形態に係るエアクリーナ３２は、円筒形のフィルタエレメント４３を備えたろ過集塵部３５に対して、サイクロン集塵部３４を３つ設け、中央のサイクロン集塵部３４を両側のサイクロン集塵部３４に対して直径を小さくしたため、ろ過集塵部３５及び３つのサイクロン集塵部３４を略直方体の空間に効率良く配置することができ、エアクリーナ３２の小型化が可能になる。エアクリーナ３２の外形が略直方体になると、燃料タンク２７や消音器２８Ａを考慮したレイアウトが容易になり、汎用エンジン１の小型化が可能になる。

各サイクロン集塵部３４のダスト排出口４５Ｄが互いに同一となる右前を向いて配置されているため、各ダスト排出口４５Ｄから排出されるダストが互いに干渉せず、円滑に汎用エンジン１の側方に排出される。また、各サイクロン集塵部３４からダストが排出される向きは右前方であり、汎用エンジン１の右後方の使用者がいる方向と異なるため、排出されるダストが使用者に不快感を与えることがない。

また、３つのサイクロン集塵部３４の下方に冷却風出口２３Ａが配置され、内燃機関本体２の上部外面を空気が流れているため、各サイクロン集塵部３４から排出されたダストが内燃機関本体２の上部に堆積し難くなっている。

３つのサイクロン集塵部３４は、カバー部材４２、通路部材４４、及びケース部材４５の３ピースで構成されているため、組み付け及び分解が容易である。ケース部材４５が透明部材から形成されているため、分離室４５Ｃ内のダストの堆積状況を外部から視認することができる。

以上のように構成された汎用エンジン１は、一例としてコンクリートカッター１００に適用される。図１０に示すように、コンクリートカッターは、前後に延びるフレーム１０１と、フレーム１０１の後端に設けられた車輪１０２と、フレーム１０１の前端に左右に延びる軸線を中心として回転可能に支持された円板状のブレード１０３と、フレーム１０１に設けられ、ブレード１０３の上部を覆うブレードカバー１０４と、フレーム１０１の後部上に支持された水タンク１０５とを有する。汎用エンジン１は、クランクシャフト１０が左右に延び、クランクケース４がシリンダヘッド７に対して前方に位置するように、フレーム１０１の前部上に支持されている。汎用エンジン１のクランクシャフト１０の出力端は、ベルト等の動力伝達機構１０６によってブレード１０３の回転軸に連結されている。本実施形態に係る汎用エンジン１は、エアクリーナ３２が内燃機関本体２の後端に対して後方に突出しないように配置され、汎用エンジン１の前後長が比較的短く構成されている。そのため、フレーム１０１の後部に水タンク１０５が存在し、汎用エンジン１の配置スペースが比較的小さい場合でも、汎用エンジン１を効率良く配置することができる。

１ ：汎用エンジン
２ ：内燃機関本体
４ ：クランクケース
５ ：シリンダ
６ ：シリンダブロック
７ ：シリンダヘッド
９ ：ヘッドカバー
１０ ：クランクシャフト
２２ ：冷却風通路
２３ ：エンジンカバー
２３Ａ ：冷却風出口
２５ ：リコイルスタータ
２７ ：燃料タンク
２８ ：排気装置
２８Ａ ：消音器
３１ ：吸気口
３２ ：エアクリーナ
３３ ：気化器
３４ ：サイクロン集塵部
３５ ：ろ過集塵部
４１ ：ベース部材
４１Ｂ ：出口通路
４２ ：カバー部材
４３ ：フィルタエレメント
４４ ：通路部材
４４Ｃ ：空気排出管
４４Ｄ ：ガイド羽根
４４Ｅ ：空気流入通路
４４Ｆ ：フランジ部
４５ ：ケース部材
４５Ａ ：上板部
４５Ｂ ：カップ部
４５Ｃ ：分離室
４５Ｄ ：ダスト排出口
７０ ：フィルタ室
７２ ：連通孔
７５ ：連結室
７６ ：通路室

Claims (4)

1. 内燃機関のエアクリーナであって、
   上面に開口する出口通路が形成されたベース部材と、
   上下に延びる略円筒形に形成され、前記ベース部材の上面に配置されて内部が前記出口通路に連通したフィルタエレメントと、
   前記ベース部材の上部に結合され、前記フィルタエレメントを受容するフィルタ室、前記フィルタ室の上部から側方に延びる連結室、前記フィルタ室の側方かつ前記連結室の下方に配置され、下方に向けて開口する通路室、前記通路室と前記連結室と連通する連通孔、及び前記通路室と外部とを連通する吸気口を備えたカバー部材と、
   前記通路室の下部を閉じるように配置される基部、前記基部を上下に貫通する複数の円孔、前記円孔のそれぞれの中央を上下に貫通して延び、上端において前記連通孔と連通すると共に前記連結室と前記通路室とを隔離する複数の空気排出管、前記円孔の内周面と前記空気排出管の外周面とによって画定され、前記基部を上下に貫通する円環形の空気流入通路、及び前記空気排出管の外周面から放射方向に延びて前記円孔の内周面に結合し、前記空気流入通路を下方に向けて流れる空気を周方向に旋回させる複数のガイド羽根を有する通路部材と、
   前記通路部材の下方に設けられ、互いに対応する前記空気流入通路及び前記空気排出管に連通する有底円筒形の分離室を複数備えたケース部材とを有することを特徴とするエアクリーナ。
2. 前記空気排出管のそれぞれの上端部には、前記空気排出管のそれぞれの上端部を連結すると共に、前記連通孔の周縁部に当接するフランジが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。
3. 前記通路部材は、着脱可能に互いに結合されるカバー部材及びケース部材の間に挟持されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエアクリーナ。
4. 前記ガイド羽根は、前記空気流入通路の軸線方向から見て互いに重なりを有さないように、周方向に等間隔に８個設けられ、前記空気流入通路の軸線と直交する平面に対して３０°以上３７°以下の角度をなすことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載のエアクリーナ。

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