JP6319032B2 - エアクリーナ - Google Patents

Description

本発明は、エンジンに吸引される空気を濾過するためのエアクリーナに関する。

この種のエアクリーナとして、上端に開口を有する第１ケースと、第１ケースの上側に配置され、かつ下端に開口を有する第２ケースとによってハウジングが構成され、両ケースの間にフィルタエレメントが着脱可能に装着されたものが知られている。

また、図７（ａ），（ｂ）に示すように、エアクリーナ６０に用いられるフィルタエレメント６１として、濾過部６２と、その濾過部６２に隣接する枠部６３と、これら濾過部６２及び枠部６３のそれぞれの外周縁に沿って設けられたシール部６４，６５とが、不織布によって一体に形成されたものが、例えば特許文献１に記載されている。両シール部６４，６５は、第１ケース６６の開口６７の外周縁に沿って形成されたフランジ部６８と、第２ケース７１の開口７２の外周縁に沿って形成されたフランジ部７３とによって上下両側から挟み込まれる。そして、第２ケース７１は、ヒンジ部及びクランプ部によって、又はクランプ部のみによって第１ケース６６に対し、開閉可能に組み付けられる。

ハウジング７４の下部を構成する第１ケース６６には、空気をハウジング７４内に流入させるインレット部７５と、ハウジング７４内の空気を外部へ流出させるアウトレット部７６とが設けられている。ハウジング７４内には、インレット部７５及びアウトレット部７６を繋ぐ空気通路７７が形成されている。

上記構成のエアクリーナ６０では、インレット部７５を通じて第１ケース６６内に流入した空気は、フィルタエレメント６１の濾過部６２を通過することで濾過される。濾過後の空気は、第２ケース７１内を流れた後、枠部６３を通って再び第１ケース６６に流入し、アウトレット部７６からハウジング７４の外部へ流出される。

特開２００９−２０３８９９号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたエアクリーナ６０では、空気通路７７の濾過部６２よりも下流では、濾過後の清浄な空気が流れる。そのため、濾過部６２のシール部６４と両フランジ部６８，７３との間はもちろんのこと、枠部６３のシール部６５と両フランジ部７３，６８との間にも高い気密性が求められる。このような事情から、フィルタエレメント６１として、上述した濾過部６２、枠部６３及びシール部６４，６５を不織布によって一体に形成した、特殊な構造を有するものが必要となる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、第２ケースの第１ケースとの組み付け部分を、特殊なフィルタエレメントを用いずに適切にシールすることのできるエアクリーナを提供することにある。

上記課題を解決するエアクリーナは、主開口と、前記主開口に隣接する副開口とをそれぞれ有する第１ケース及び第２ケースによりハウジングが構成され、各主開口の外周縁に沿って設けられた主フランジ部と、各副開口の外周縁に沿って設けられた副フランジ部とにおいて、前記第２ケースが前記第１ケースに開閉可能に組み付けられることにより、前記ハウジング内に、両副開口を有するとともに、両副開口の下流に両主開口を有する空気通路、又は両副開口を有さず、かつ両主開口を有する空気通路が形成され、前記空気通路の途中にはフィルタエレメントが配置され、そのフィルタエレメントの濾過部の外周縁に沿って設けられたシール部が両主フランジ部により挟み込まれ、前記シール部とは別体のガスケットが、両副フランジ部により挟み込まれている。

上記の構成によれば、空気通路の濾過部よりも下流では、濾過後の清浄な空気が流れることから、両主フランジ部間には高い気密性が求められる。これに対し、空気通路の濾過部よりも上流では、濾過前の空気が流れることから、両主フランジ部よりも上流の両副フランジ部間には、両主フランジ部間ほど高い気密性は求められない。

この点、両主フランジ部間には濾過部のシール部が配置され、両副フランジ部間には、シール部とは別体のガスケットが配置される。そのため、両主フランジ部間には、高い気密性を発揮し得るシール部を配置し、両副フランジ部間には、シール部よりも低い気密性を発揮し得るガスケットを配置することが可能となる。このように、両主フランジ部間と両副フランジ部間とで、シール性能の異なるシール部及びガスケットが用いられることで、両主フランジ部間が要求に応じた気密性でシールされるとともに、両副フランジ部間が要求に応じた気密性でシールされる。

その結果、フィルタエレメントとして、濾過部と、枠部と、これら濾過部及び枠部のそれぞれの外周縁に沿って設けられたシール部とを不織布によって一体に形成した、特殊な構造を有するものが用いられなくても、両主フランジ部間が適切にシールされるとともに、両副フランジ部間が適切にシールされる。

上記エアクリーナによれば、第２ケースの第１ケースとの組み付け部分を、特殊なフィルタエレメントを用いずに適切にシールすることができる。

一実施形態におけるエアクリーナの正面図。 一実施形態において、フィルタエレメント及びガスケットが装着された第１ケースの平面図。 一実施形態におけるエアクリーナの平面図。 一実施形態において、ガスケットが装着された第１ケースを斜め上方から見た斜視図。 一実施形態において、第２ケースを斜め下方から見た斜視図。 図３の６−６線拡大断面図。 （ａ）は従来のエアクリーナの断面図、（ｂ）は図７（ａ）中のフィルタエレメントの平面図。

以下、エアクリーナの一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
本実施形態のエアクリーナは、車載エンジンの吸気通路に設けられて、その吸気通路を通じてエンジンに吸引される空気を濾過するためのものである。図１に示すように、エアクリーナ１０の合成樹脂材料よりなるハウジング１１は、第１ケース１２と、その第１ケース１２の上側に配置される第２ケース２５とによって構成されている。

図４に示すように、第１ケース１２には、その上端開口を主開口１４と副開口１５とに区画する共通フランジ部１３が形成されている。第１ケース１２には、主開口１４の外周縁に沿って延び、かつ共通フランジ部１３を一部に有する主フランジ部１６が形成されている。また、第１ケース１２には、副開口１５の外周縁に沿って延び、かつ共通フランジ部１３を一部に有する副フランジ部１７が形成されている。主フランジ部１６及び副フランジ部１７は、共通フランジ部１３において相互に結合されている。第１ケース１２の底壁部１８において共通フランジ部１３の長さ方向に互いに離間した複数箇所には、支持板部１９がそれぞれ立設されている。各支持板部１９は上下方向に加え、副開口１５及び主開口１４の配列方向に延びる板状をなしている。各支持板部１９の上端部は共通フランジ部１３に繋がっており、これらの支持板部１９によって共通フランジ部１３が下側から支えられている。

共通フランジ部１３を有する主フランジ部１６は、副開口１５及び主開口１４の配列方向に細長い四角環状をなしている。共通フランジ部１３を含む主フランジ部１６の上面には、上方へ向けて突出し、かつ同主フランジ部１６の長さ方向に延びる突起部２１が形成されている。

共通フランジ部１３を有する副フランジ部１７は、主フランジ部１６よりも上記配列方向の寸法の小さな環状をなしている。図６に示すように、第１ケース１２の副フランジ部１７のうち、共通フランジ部１３を除く箇所には、その上面から下方へ凹み、かつ同副フランジ部１７の長さ方向に延びる溝部２２が、被着部として形成されている。副フランジ部１７であって、溝部２２の内側（図６の右側）及び外側（図６の左側）には、上方へ向けて突出し、かつ同副フランジ部１７の長さ方向に延びる規制壁部２３がそれぞれ設けられている。

図５に示すように、第２ケース２５内であって、共通フランジ部１３（図４参照）の上方には区画壁２６が形成されており、第２ケース２５の内部空間が区画壁２６により主空間２７及び副空間２８に区画されている。主空間２７は下端に主開口３１を有し、副空間２８は下端に副開口３２を有している。第２ケース２５には、主開口３１の外周縁に沿って主フランジ部３３が形成されるとともに、副開口３２の外周縁に沿って副フランジ部３４が形成されている。区画壁２６の下端には、上記共通フランジ部１３に対向する共通フランジ部３５が形成されている。共通フランジ部３５は、主フランジ部３３の一部を構成するとともに、副フランジ部３４の一部を構成している。主フランジ部３３及び副フランジ部３４は、共通フランジ部３５において相互に結合されている。

共通フランジ部３５を有する主フランジ部３３は、副空間２８及び主空間２７の配列方向に細長い四角環状をなしている。共通フランジ部３５を有する副フランジ部３４は、主フランジ部３３よりも上記配列方向の寸法が小さな環状をなしている。

図１及び図５に示すように、第２ケース２５の壁部であって、副空間２８に面する箇所には、ハウジング１１の外部の空気を同副空間２８に流入させるための筒状のインレット部３６が突設されている。インレット部３６には、大気に開放されたインレットダクト（図示略）が接続される。また、第２ケース２５の壁部であって主空間２７に面する箇所には、同主空間２７の空気をハウジング１１の外部へ流出させるための筒状のアウトレット部３７が突設されている。アウトレット部３７には、エンジンの吸気側との間に位置するアウトレットダクト（図示略）が接続される。

図４及び図５に示すように、ハウジング１１内には、インレット部３６及びアウトレット部３７を繋ぐ空気通路３８が形成されている。空気通路３８は、第２ケース２５の副空間２８、第１ケース１２の内部空間２４、及び第２ケース２５の主空間２７によって構成されている。空気通路３８は、副空間２８と内部空間２４との間に両副開口３２，１５を有している。また、空気通路３８は、両副開口３２，１５の下流に、より詳しくは、内部空間２４と主空間２７との間に両主開口１４，３１を有している。上記構成の空気通路３８は、インレット部３６から流入した空気を、両副開口３２，１５及び両主開口１４，３１の順に通過させてアウトレット部３７に導く流路となっている。

第２ケース２５は、主フランジ部３３を主フランジ部１６に対向させ、かつ副フランジ部３４を副フランジ部１７に対向させた状態で第１ケース１２上に配置されている。
図１及び図２に示すように、空気通路３８の途中には、フィルタエレメント４１が配置されている。フィルタエレメント４１は、波形状に形成された濾過部４２と、濾過部４２の上端部の外周縁に沿って設けられた四角環状のシール部４３とを備え、全体が不織布によって一体に形成されている。フィルタエレメント４１は、特許文献１とは異なり、枠部もその外周縁のシール部も濾過部４２の側部に有していない。濾過部４２は、平面視で略矩形状をなし、両主開口１４，３１を塞ぐ大きさを有している。

シール部４３の下面には、その長さ方向に延びる溝部（図示略）が、同シール部４３の全周にわたって形成されている。シール部４３は、共通フランジ部１３を含む主フランジ部１６の上に重ねられ、溝部において突起部２１（図４参照）に係合されており、この係合により、フィルタエレメント４１の位置決めがなされている。

図２及び図４に示すように、副フランジ部１７の上には、フィルタエレメント４１のシール部４３とは別体で、かつ同シール部４３よりもシール性能の低いガスケット４４が装着されている。本実施形態では、ガスケット４４として、ゴム等の弾性材料によって長尺状に形成されたものが用いられている。図６に示すように、ガスケット４４の下面には、下方へ向けて突出し、かつ同ガスケット４４の長さ方向に延びる突条部４５が、装着部として一体に形成されている。

長尺状をなすガスケット４４は、副フランジ部１７から上方へ突出する一対の規制壁部２３間に入り込むように撓ませられることにより、副フランジ部１７の平面形状に沿った形状にされる。そして、突条部４５が溝部２２に嵌合されることにより、ガスケット４４は副フランジ部１７に装着されている。従って、ガスケット４４は環状ではないものの、これを副フランジ部１７の形状に沿わせながら装着する作業は、溝部２２及び突条部４５の少なくとも一方が設けられていない場合に比べ容易である。

さらに、第２ケース２５が第１ケース１２に開閉可能に組み付けられることにより、フィルタエレメント４１が、第１ケース１２及び第２ケース２５の間に着脱可能に装着されている。

第２ケース２５の第１ケース１２に対する組み付けは、図３〜図５に示すヒンジ部４６及びクランプ部５１によって行なわれている。すなわち、第２ケース２５は、シール部４３（図２参照）の隣り合う２つの角部の近くにそれぞれ設けられたヒンジ部４６によって、第１ケース１２に傾動可能に連結されている。各ヒンジ部４６は、第１ケース１２に形成された門形の被係合部４７と、第２ケース２５に形成され、かつ被係合部４７の挿入口４８に挿入されて係合される係合突部４９とによって構成されている。

これに加え、第２ケース２５は、シール部４３（図２参照）の残りの２つの角部の近くにそれぞれ設けられたクランプ部５１によって第１ケース１２に対し閉鎖状態にクランプされている。クランプ部５１は、第２ケース２５に形成された被係止部５２と、板ばね等のばねによって形成されて第１ケース１２に軸支され、かつ被係止部５２に係止されるクランプ部材５３とによって構成されている。クランプ部材５３の被係止部５２との係止により、シール部４３が、図４及び図５に示す両主フランジ部３３，１６によって上下両側から圧接された状態で挟み込まれている。このシール部４３により、両主フランジ部３３，１６間が高い気密性でシールされている。また、ガスケット４４が、図６に示す両副フランジ部３４，１７によって上下両側から圧接された状態で挟み込まれている。このガスケット４４により、両副フランジ部３４，１７間が、上記シール部４３による場合よりも低い気密性でシールされている。

次に、上記のように構成された本実施形態のエアクリーナ１０の作用について説明する。
ハウジング１１の外部の空気は、図１、図４及び図５において矢印で示すように、インレット部３６を通じて第２ケース２５内であって、空気通路３８の両副開口３２，１５よりも上流の副空間２８に流入する。この空気は、両副開口３２，１５を通って第１ケース１２の内部空間２４へ流れ、両主開口１４，３１を通って第２ケース２５の主空間２７へ流れる。空気は、第１ケース１２内を流れる際に、隣り合う支持板部１９間等を通過するが、この際、支持板部１９は、その面に沿う方向（副開口１５及び主開口１４の配列方向）へ空気を流れさせることで整流機能を発揮する。

この際、空気は、フィルタエレメント４１の濾過部４２を下方から上方へ通過する。空気に含まれているダストは、空気が濾過部４２を通過する際に捕捉される。ダストが捕捉されて清浄となった空気は、主空間２７からアウトレット部３７を通じてハウジング１１の外部へ流出される。この空気は、アウトレットダクトを経由してエンジンの吸気側に導かれる。このように、空気は濾過部４２に対し下方から上方へ流れる。濾過部４２に捕捉されたダストは、自重等により落下しやすい。その結果、空気が濾過部４２を上方から下方へ流れる場合に比べ、ダストが濾過部４２に堆積しにくい。

ところで、空気通路３８の濾過部４２よりも下流では、濾過後の清浄な空気が流れることから、両主フランジ部１６，３３間には高い気密性が求められる。これに対し、空気通路３８の濾過部４２よりも上流では、濾過前の空気が流れることから、両副フランジ部３４，１７間には、上記両主フランジ部１６，３３間ほど高い気密性は求められない。

この点、本実施形態では、両主フランジ部１６，３３間に、高い気密性を発揮し得るシール部４３が配置され、両副フランジ部３４，１７間に、シール部４３とは別体で、かつシール部４３ほどは気密性の高くないガスケット４４が配置されている。

それぞれ共通フランジ部１３，３５を含めて環状をなす一対の主フランジ部１６，３３によってシール部４３が圧接状態で挟み込まれることにより、両主フランジ部１６，３３間が高い気密性でシールされる。また、それぞれ共通フランジ部３５，１３を含まず非環状をなす一対の副フランジ部３４，１７によってガスケット４４が圧接状態で挟み込まれることにより、両副フランジ部３４，１７間が、両主フランジ部１６，３３間よりも低い気密性でシールされる。

なお、両副フランジ部３４，１７間には、上述したように両主フランジ部１６，３３間ほど高い気密性が求められないことから、図２に示すように環状をなすシール部４３と、非環状をなすガスケット４４の端部との間に隙間Ｇが生じていても問題となりにくい。

このように、両主フランジ部１６，３３間と両副フランジ部３４，１７間とで、シール性能の異なるシール部４３及びガスケット４４が用いられることで、両主フランジ部１６，３３間が要求に応じた高い気密性でシールされるとともに、両副フランジ部３４，１７間が要求に応じた、両主フランジ部１６，３３間よりも低い気密性でシールされる。

以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）主開口１４及び副開口１５を有する第１ケース１２と、主開口３１及び副開口３２を有する第２ケース２５とによりハウジング１１を構成する。各主開口１４，３１の外周縁に沿って設けられた主フランジ部１６，３３と、各副開口１５，３２の外周縁に沿って設けられた副フランジ部１７，３４とにおいて、第２ケース２５を第１ケース１２に開閉可能に組み付ける。ハウジング１１内に、両副開口３２，１５を有するとともに、同両副開口３２，１５の下流に両主開口１４，３１を有する空気通路３８を形成する（図４、図５）。

空気通路３８の途中にフィルタエレメント４１を配置し、そのフィルタエレメント４１の濾過部４２の外周縁に沿って設けられたシール部４３を両主フランジ部３３，１６によって上下両側から圧接状態で挟み込む。シール部４３とは別体のガスケット４４を、両副フランジ部３４，１７によって上下両側から圧接状態で挟み込むようにしている（図１、図２）。

そのため、濾過部６２と枠部６３とシール部６４，６５とを不織布によって一体に形成した、特殊な構造のフィルタエレメント６１（図７（ａ），（ｂ））を用いずに、両主フランジ部１６，３３間を適切にシールするとともに、両副フランジ部３４，１７間を適切にシールすることができる。

また、両副フランジ部３４，１７間のガスケット４４として、両主フランジ部１６，３３間のシール部４３よりも安価なものを使用することができ、エアクリーナ１０のコスト低減を図ることができる。

（２）ガスケット４４を、交換部品であるフィルタエレメント４１に対し別体にしている（図２）。
そのため、フィルタエレメント４１を交換する際には、ガスケット４４を第１ケース１２の副フランジ部１７から取り外さなくてもすみ、交換作業がしやすくなる。

（３）第１ケース１２の上側に配置される第２ケース２５にインレット部３６及びアウトレット部３７をそれぞれ設ける。ハウジング１１内に設けられた空気通路３８により、インレット部３６から流入した空気を、両副開口３２，１５及び両主開口１４，３１の順に通過させてアウトレット部３７に導くようにしている（図１、図４、図５）。すなわち、空気を濾過部４２の下方から上方へ通過させている。

そのため、フィルタエレメント４１の濾過部４２によって捕捉された空気中のダストが、その濾過部４２に堆積するのを抑制することができる。
（４）互いに隣接する主フランジ部３３，１６及び副フランジ部３４，１７の各一部を共通フランジ部３５，１３によって構成し、それら主フランジ部３３，１６及び副フランジ部３４，１７を共通フランジ部３５，１３において相互に結合する。濾過部４２のシール部４３を環状に形成し、それぞれ共通フランジ部３５，１３を含めて環状をなす一対の主フランジ部３３，１６によって上下両側から挟み込む。ガスケット４４として非環状をなすものを用い、それぞれ共通フランジ部３５，１３を含まず非環状をなす一対の副フランジ部３４，１７によって上下両側から挟み込むようにしている（図４、図５）。

そのため、ガスケット４４として非環状をなすものを用いているものの、両副フランジ部３４，１７間を必要な気密性でもってシールすることができる。
（５）ガスケット４４に突条部４５を形成し、第１ケース１２の副フランジ部１７に、突条部４５が凹凸の嵌合関係により装着される溝部２２を形成している（図６）。

そのため、ガスケット４４は環状ではないものの、副フランジ部１７の形状に沿わせながら装着する作業を容易にすることができる。
（６）溝部２２が形成された副フランジ部１７であって、溝部２２の内側及び外側には、溝部２２が形成されていない副フランジ部３４へ向けて突出する規制壁部２３をそれぞれ設けている（図６）。

そのため、ガスケット４４を両規制壁部２３間で、同規制壁部２３に沿うように撓ませることで、突条部４５を溝部２２に沿わせることができ、突条部４５を溝部２２に嵌合しやすくすることができる。ガスケット４４の副フランジ部１７に対する装着作業が一層容易となる。

なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。
・上記エアクリーナは、図１において二点鎖線で示すように、インレット部３６が第１ケース１２の壁部のうち、副開口１５と支持板部１９との間の空間に面する箇所に設けられたものにも適用可能である。この場合、インレット部３６とアウトレット部３７とを繋ぐ空気通路３８は、両副開口１５，３２を有さず、かつ両主開口１４，３１を有することとなる。そのため、空気は、インレット部３６を通じて空気通路３８の両副開口１５，３２よりも下流側の内部空間２４へ流入する。空気は、両副開口１５，３２を通過しないか、通過したとしてもわずかである。しかし、この場合にも上記実施形態と同様の作用及び効果が得られる。

・上記エアクリーナは、第１ケース１２と第２ケース２５との上下関係が上記実施形態とは逆の場合、すなわち、第２ケース２５が下側に位置し、かつ第１ケース１２が上側に位置するエアクリーナにも適用可能である。この場合、インレット部３６は、第２ケース２５又は第１ケース１２に設けられ、アウトレット部３７は第２ケース２５に設けられる。空気は、フィルタエレメント４１の濾過部４２に対し上方から下方に流れる。

・ガスケット４４を副フランジ部１７に装着する際に、同ガスケット４４の突条部４５及び副フランジ部１７の溝部２２の少なくとも一方に接着剤が塗布されてもよい。この場合、溝部２２の内側及び外側にそれぞれ設けられた規制壁部２３は、接着剤が副フランジ部１７の外へはみ出るのを規制する機能を発揮する。

・ガスケット４４の装着部として、上記突条部４５に代えて、ガスケット４４の長さ方向に延びる溝部が形成され、副フランジ部１７の被着部として、上記溝部２２に代えて、副フランジ部１７の長さ方向に延びる突条部が形成されてもよい。この場合には、ガスケット４４の溝部に副フランジ部１７の突条部が嵌合されることで、ガスケット４４が副フランジ部１７に装着される。

・ガスケット４４として、上記実施形態とは異なり、環状をなすものが用いられてもよい。

１０…エアクリーナ、１１…ハウジング、１２…第１ケース、１３，３５…共通フランジ部、１４，３１…主開口、１５，３２…副開口、１６，３３…主フランジ部、１７，３４…副フランジ部、２２…溝部（被着部）、２３…規制壁部、２５…第２ケース、３６…インレット部、３７…アウトレット部、３８…空気通路、４１…フィルタエレメント、４２…濾過部、４３…シール部、４４…ガスケット、４５…突条部（装着部）。

Claims (4)

1. 主開口と、前記主開口に隣接する副開口とをそれぞれ有する第１ケース及び第２ケースによりハウジングが構成され、
   各主開口の外周縁に沿って設けられた主フランジ部と、各副開口の外周縁に沿って設けられた副フランジ部とにおいて、前記第２ケースが前記第１ケースに開閉可能に組み付けられることにより、前記ハウジング内に、両副開口を有するとともに、両副開口の下流に両主開口を有する空気通路が形成され、
   前記第２ケースは第１ケースの上側に配置され、
   前記第２ケースには、前記ハウジングの外部の空気を、前記空気通路の両副開口よりも上流に流入させるインレット部と、前記空気通路の空気を両主開口よりも下流から前記ハウジングの外部へ流出させるアウトレット部とが設けられ、
   前記空気通路は、前記インレット部から流入した空気を、両副開口及び両主開口の順に通過させて前記アウトレット部に導くものであり、
   前記空気通路の途中にはフィルタエレメントが配置され、そのフィルタエレメントの濾過部の外周縁に沿って設けられたシール部が両主フランジ部により挟み込まれ、
   前記シール部とは別体のガスケットが、両副フランジ部により挟み込まれ、
   互いに隣接する前記主フランジ部及び前記副フランジ部は、それらの一部をなす共通フランジ部において相互に結合されているエアクリーナ。
2. 前記シール部は環状をなし、それぞれ前記共通フランジ部を含めて環状をなす一対の前記主フランジ部により挟み込まれ、
   前記ガスケットは非環状をなし、それぞれ前記共通フランジ部を含まず非環状をなす一対の前記副フランジ部により挟み込まれている請求項１に記載のエアクリーナ。
3. 前記ガスケットには装着部が形成され、両副フランジ部の一方には、前記装着部が凹凸の嵌合関係により装着される被着部が形成されている請求項２に記載のエアクリーナ。
4. 前記被着部が形成された前記副フランジ部であって、前記被着部の内側及び外側には、前記被着部が形成されていない前記副フランジ部へ向けて突出する規制壁部がそれぞれ設けられている請求項３に記載のエアクリーナ。