JPH01163457A - 濾過エレメントの目詰り検出装置 - 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、内燃機関の吸入空気を濾過する濾過エレメン
トの［１詰りを検出する装置に関する。

［従来の技術］ 自動車等に使用される内燃機関は、燃焼用空気とともに
微小な土砂や、粉塵等が燃焼室に流入するのを防ぐため
、燃焼室に供給される空気を浄化するエアクリーナを備
えている。

このエアクリーナは、その濾過エレメントが塵埃によっ
て目詰りすると、燃焼用空気の供給量が少なくなり、内
燃機関の性能が低下する。このため、エアフィルりの濾
過エレメントは、目詰りする以前に交換、あるいは清掃
する必要がある。

この濾過エレメントの交換、あるいは清掃の時期は、経
験や使用時間（自動車においては走行距離）等によって
行うのが一般的であるが、経験では濾過エレメントの状
態を適確に判断することはできず、使用時間によって判
断するものは、その内燃８１閃の使用環境によって著し
い相違があるため、目詰りを適切に検出することができ
なかった。

そこで、上記問題点を解決する技術として、実公昭５９
−３６６８８号、実開昭６０−７２９６’１号広報に開
示されているエアクリーナ（濾過エレメント）の目詰り
検出装置が知られている。

これらは、ベローズやダイヤフラム等よりなる可動部材
によって隔てられる作動室および従動室のうち、作動室
をエアクリーナの下流の吸気路に連通させるとともに、
使用者に可動部材の移動位置に応じた情報を表示するよ
う、可動部材にスイッチを用いた電気的な目詰り表示機
構や、可動部材に指針等の表示体を連動させた機械的な
目詰り表示機構を用いていた。

そして、濾過エレメントの目詰りが進行することにより
吸気路内の負圧が上昇して作動室と従動室との圧力差が
大きくなって可動部材が移動し、電気的な目詰り表示機
構を用いたものはスイッチがＯＮシてランプやブザーに
よって使用者に濾過エレメントの目詰りを知らせていた
。また、機械的な目詰り表示機構を用いたものは、表示
体の示す指示値によって使用者に７濾過エレメントの目
詰りの状態を知らせていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 一方、吸気路の内部には、吸気脈動による脈動圧が存在
するため、吸気路内の負圧は、この脈動圧に応じて大き
く変動している（第３図参照）。

そして、上記に示される従来のものは、吸気路内の負圧
がそのまま作動室に導かれる！ｆＡ造のため、作動室内
の圧力が吸気路の内部の脈動圧に応じて変化し、可動部
材も脈動圧に応じて振動していた。

このため、電気的な目詰り表示機構を用いたものは、第
１４図に示すように、作動設定値Ｐ２付近で脈動圧によ
ってスイッチが細か＜０Ｎ−ＯＦＦを繰り返すため、ラ
ンプやブザーへの通電電圧が変動してしまう、つまり、
例えばランプでは、初め弱く点灯し、目詰りがひどくな
るほど強く点灯するため、何時が濾過エレメントの交換
、または清掃時期なのか判断がしがたい問題点を備えて
いた。

また、機械的な目詰り表示機構を用いたものは、表示体
が脈動圧に応じて振動するため、使用者は、振動する表
示体より指示値を読み収らねばならなず、適確な数値を
読み取ることが困難であった。

そこで、吸気路と作動室との間に、脈動圧を減衰するオ
リフィスやノズルを介在させることが考えられるが、オ
リフィスやノズルは、その径を極めて細く設ける必要が
るため、径の管理がきわめて困難で、実用化できない問
題点を備えていた。

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、その目
的は、吸気路内の脈動圧の影響を受けることなく適確に
使用者に濾過エレメントの目詰りを知らせることのでき
る濾過エレメントの目詰り検出装置の提供にある。

［問題点を解決するための手段コ 本発明は上記目的を達成するために、 可動部材を介して対向する作動室と従動室とを備えると
ともに、前記可動部材と連動し、可動部材の位置に応じ
た情報を使用者に表示する目詰り表示機構を備え、前記
作動室をエアクリーナの濾過エレメントの下流の吸気路
内に連通させて、前記作動室と前記従動室との圧力差に
より前記可動部材を移動させ、該可動部材と連動する前
記目詰り表示機構によって使用者に前記濾過エレメント
の目詰りの表示を行うようにした濾過エレメントの目詰
り検出装置において、前記作動室と前記吸気路との間に
は、前記作動室と前記吸気路とを連絡する穴を備えた弁
座と、前記穴を塞ぐように前記弁座に押し付けられる弁
体とを具備する脈動減衰部が配設され、前記吸気路内の
負圧が、前記弁座と前記弁体との間に形成される微小間
隙を介して前記作動室に伝わる間に脈動圧が減衰するこ
とを技術的手段とする。

［作用１ 上記構成よりなる本発明は、作動室と吸気路との間に、
作動室と吸気路とを連通ずる穴を備えた弁座に弁体を押
し付けて、穴を弁体で塞ぐ構造の脈動減衰部が介在され
る。この弁座と弁体との間には、微小間隙が形成される
。このため、吸気路と作動室とは、微小間隙、穴を介し
て連絡される。

そして、吸気路内の脈−圧は、微小間隙を通過する際に
脈動圧が減衰し、静圧となって作動室に導かれる。

［発明の効果１ 本発明によれば、脈動圧によって変動する吸気路内の負
圧が、脈動減衰部によって静圧に変換されて作動室に導
かれるため、従来のように、可動部材が脈動圧に応じて
振動するのが防がれる。

この結果、可動部材は、吸気路内の脈動圧の影響を受け
ることなく静圧に変換された吸気路内の負圧に応じて移
動するため、目詰り表示機構によって、使用者に濾過エ
レメントの目詰りを適確に知らせることができる。

また、本発明の脈動減衰部は、弁体と弁座との間に形成
される微小間隙によって脈動圧を減衰させるため、オリ
フィスやノズルのように、径の管理をする必要がない、
この結果、小型で性能のバラツキの少ない脈動減衰部を
１産することができる。

［実施例］ 次に、本発明の濾過エレメントの目詰り検出装置を図面
に示す一実施例に基づき説明する。

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例を示すもので
、第１図は濾過エレメントの目詰り検出装置（、以下、
目詰り検出装置）の概略断面図、第２図は目詰り検出装
置の取り付は状態を示す内燃機関の吸気系の概略断面図
を示す。

車両走行用の内燃機関１００は、燃焼室（図示しない）
内に供給される燃焼用の空気を浄化するエアクリーナ１
１０を備え、エアクリーナ１１０内で吸入空気を濾過す
る濾過エレメント１１１の下流と燃焼室とが吸気路１２
０によって連絡されている。

この吸気路１２０には、吸気Ｒ１２０内の負圧を測定し
て濾過エレメント１１１の目詰りを検出する目詰り検出
装置１２０Ｇが取り付けられている。

この目詰り検出装置２００は、本発明の可動部材である
ダイヤフラム３１０を介して対向する作動室３２０、従
動室３３０を備えるダイヤフラム機ｌ’１３００と、ダ
イヤフラム３１０と作動棒４１０を介して連動するスイ
ッチ４２０を備えた電気的な目詰り表示機構４００と、
吸気路１２０と作動室３２０との間に介在された脈動減
衰部５００とから構成される。

ダイヤフラム機構３００は、ダイヤフラム３１０ととも
に作動室３２０を形成する作動室側ハウジング３４１と
、ダイヤフラム３２０とともに従動室３３０を形成する
従動室側ハウジング３４２とを組み合わせたダイヤフラ
ムハウジング３４０を備え、ダイヤフラム３１０は、作
動室側ハウジング３４１と従動室側ハウジング３４２と
の間に挾まれて保持されている。

作動室側ハウジング３４１はアルミニウムなどの金属よ
りなり、作動室３２０と外部とを連絡する連絡口３４１
ａが開設されている。この連絡口３４１ａの内周には、
メネジ３４１ｂが設けられている。このメネジ３４１ｂ
内には、内部に負圧導入口３５１が開設された調節ネジ
３５０が捩じ込まれている。この調節ネジ３５０は、ダ
イヤフラム３１０、作動棒４１０を介して常閉接点であ
るスイッチ４２０を開く方向に付勢する圧縮コイルスプ
リング３６０の付勢力を調節するものである。

なお、ダイヤフラム３１０には、圧縮コイルスプリング
３６０の一端を保持するばね受け３１１、および圧縮コ
イルスプリング３６０の荷重がダイヤフラム３１０に集
中して掛るのを防ぐ保持板３１２がリベット３１３によ
って取り付けられＣいる。また、リベツ）−３１３とダ
イヤフラム３１０との間には、０−リング３１４が配さ
れ、作動室３２０と従動室３３０との間が気密に保たれ
る。

従動室側ハウジング３４２は樹脂製で、作動棒４１０を
軸方向に摺動可能に保持するための摺接穴３４２ａが開
設されるとともに、従動室３３０内を外部と連通さぜる
連通穴３４２ｂが開設されている。

そして、作動室側ハウジング３４１と従動室側ハウジン
グ３４２は、内部にスイッチ４２０が内設された樹脂製
のスイッチケース４２１とともに、作動室側ハウジング
３４１の端部に設けられたカシメ部３４１Ｃによって固
定されている。

スイッチケース４２１の内部には、スイッチ４２０を構
成する接点４２２および接点ばね４２３が内設され、こ
の接点ばね４２３が作動棒４１０によってスイッチ４２
０が開くように付勢される。そして、接点４２２および
接点ばね４２３は、外部とターミナル４２４を介してス
イッチケース４２１の外部と接続される。なお、このタ
ーミナル４２４は、スイッチケース４２１に設けられた
ターミナル組み付は用の穴４２１ａ内に神道後、カシメ
によって取り付けられるもので、スイッチケース４２１
の内部は、穴４２１ａを介して外部と連通される。この
結果、従動室３３０は、連通穴３４２ｂ、穴４２１ａを
介して大気に連通ずる。

目詰り表示機構４００は、ダイヤフラム３１０の移動量
に応じた情報を車両乗員に表示するもので、本実施例で
は、ダイヤフラム３１０の移動によりスイッチ４２０が
ＯＮすることにより、車両乗員の視覚範囲内に設けられ
た目詰り表示用ランプ４４０が車載バッテリ４５０に通
電されて点灯し、車両乗員に濾過エレメント１１１の目
詰りの表示を行うものである。なお、図中に示す符号４
６０は、キースイッチを示す。

脈動減衰部５００は、一端外周にオネジ５１１が形成さ
れ、他端内周にメネジ５１２が形成された筒状の弁ケー
ス５１０を備え、オネジ５１１が吸気路１２０に設けら
れたネジ穴１２１に螺合し、メネジ５１２が作動室側ハ
ウジング３４１の連絡口３４１ａの外周に設けられたオ
ネジ３４１ｄに螺合するものである。弁ケース５１０の
内部には、筒形の負圧室５１３が形成される。そして、
オネジ５１１側の端部には、オネジ５１１が吸気路１２
０のネジ穴１２１に螺合する際、吸気路１２０内の負圧
を負圧室５１３内に導く負圧導入穴５１４が設けられて
いる。

負圧室５１３の作動室側ハウジング３４１が装置される
側の端部には、負圧室５１３と連絡口３４１ａとを連通
ずる穴５２１を備えた弁座５２０が、メネジ５１２側よ
り挿入されている。この弁座５２０の負圧室５１３側の
穴５２１の周囲は、平滑な面５２２とされ、面５２２の
周囲には、弁ケース５１０内に嵌め合わされる円筒系の
フランジ５２３が設けられている。

また、負圧室５１３の内部には、面５２２よりわずか小
径な円筒径の弁体５３０が配設されている。この弁体５
３０の一方端のｉ′１Ｉ１５３１も平滑に設けられてい
る。そして、弁体５３０の面５３１は、圧縮コイルスプ
リング５４０によって弁座５２０の面５２２に押し付け
られ、面５２２と面５３１との間には、微小な間隙Ａが
形成される。

なお、作動室側ハウジング３４１のオネジ３４１ｄと、
弁ケース５１０のメネジ５１２とが螺合する際は、その
間にＯ−リング５５０が介在される。この０−リング５
５０は、オネジ３４１ｄとメネジ５１２との間を気密に
シールするとともに、弁座５２０の外周と弁ケース５１
０との間を気密にシールするものである０本実施例では
Ｏ−リング５５０によって、オネジ３４１ｄとメネジ５
１２との間、および弁座５２０の外周と弁ケース５１０
との間を気密にシールさせたが、接着剤やシール剤によ
ってシールさせたり、あるいは、弁ケース５１Ｇと弁座
５２０とを打込みにより固着し、作動室側ハウジング３
４１と弁ケース５１０も打込みにより固着させることに
よってシールさせても良い。

次に、上記実施例の作動を説明する。

内燃機関１００が作動すると、内燃機関１００の開弁作
用および吸気作用によってエアクリーナ１１０のＶ過エ
レメント１１１で濾過された燃焼用の空気が吸気路１２
０を介して燃焼室内に吸入される。この吸入作用により
、吸気路１２０内には、第３図に示すように、吸気負圧
ＰＯが脈動圧となって発生する。

この吸気負圧ＰＯは、吸気路１２０に取り付けられた、
目詰り検出装置２００の脈動減衰部５００の負圧導入穴
５１４より負圧室５１３内に導かれる。この負圧室５１
３内においても負圧ＰＯは、第３図同様、脈動圧となっ
て大きく変動している。

この負圧室５１３内の負圧ＰＯは、圧縮コイルスプリン
グ５４０によって押し付けられた、弁座５２０の面５２
２と弁体５３０の面５３１との間の微小間隙Ａを通過し
た後、弁座５２０に設けられた穴５２１、調節ネジ３５
０内の負圧導入口３５１を介して作動室３２０に導かれ
る。

脈動圧は、面５２２と面５３１との間の微小間隙Ａを通
過する間に減衰されて、第４図に示す静圧に変換された
後、弁座５２０の穴５２１を通過する。

このため、作動室３２０には、脈動減衰部５００によっ
て静圧に変換された負圧Ｐ１が導かれるため、ダイヤフ
ラム３１０は、作動室３２０に導かれた静圧の負圧Ｐ１
と、従動室３３０に導かれた大気圧との圧力差に応じて
、従来のように、振動することなく変位する。

エアクリーナ１１Ｇの濾過エレメント１１１が、塵埃等
によって目詰りが進行すると、吸気路１２０内の負圧が
上昇する。この濾過エレメント１１１の目詰りの進行、
つまり負圧の」−昇に応じて脈動減衰部５００によって
静圧に変換され、作動室３２０内に導かれる負圧ｐ１が
上昇し、ダイヤフラム３１０が作動室３２０側へ移動す
る。ダイヤフラム３１０が作動室３２０側へ移動すると
、その移動量に応じて作動棒４１Ｇを介してスイッチ４
２０の接点ばね４２３が接点４２２に向かって移動する
。そして、作動室３２０内の負圧Ｐ１が、作動設定圧Ｐ
２（第５図参照）に達すると、接点４２２と接点ばね４
２３が接触し、第５図に示すようにスイッチ４２０がＯ
ＮＬ、目詰り表示用ランプ４４０が車載バッテリ４５０
に通電されて点灯する。この結果、車両乗員は、目詰り
表示用ランプ４４０の点灯により、濾過エレメント１１
１が交換時期、あるいは清掃時期に達したこと知る。

なお、作動設定圧Ｐ２は、圧縮コイルスプリング３６０
のばね定数、および調節ネジ３５０のねじ込み量によっ
て設定される。

上記実施例に示されるように、本発明が適用された目詰
り検出装置２００は、作動室３２０に脈動減衰部５００
によって静圧に変換された負圧Ｐ１が導かれるため、従
来のように、ダイヤフラム３１０（可動部材）が脈動圧
に応じて振動するのが防がれる。

この結果、ダイヤフラム３１０は、吸気路１２０内の脈
動圧の影響を受けることなく静圧に変換された負圧Ｐ１
に応じて移動するため、目詰り表示機構４００によって
、使用者に濾過ニレメン）−１１１の目詰りを適確に知
らせることができる。

また、本実施例に示される脈動減衰部５００は、弁座５
２Ｇと弁体５３０との間に形成される微小間隙Ａによっ
て脈動圧を減衰し、静圧に変換させる機構のため、従来
脈動圧を減衰させるものとして知られているオリフィス
やノズルのように、径の管理をする必要がない、この結
果、小型で性能のバラツキの少ない脈動減衰部５００を
量産することができる。

第６図および第７図に本発明の第２実施例を示す。

本実施例は、脈動減衰部５００の弁体５３０の面５３１
に、弁座５２０の穴５２１の周囲を囲むリング状の突出
部５３２を設けたものである。これによって、弁座５２
０と弁体５３０との間の微小間隙人の精度を高くでき、
脈動減衰部５００の性能のバラツキをさらに低くするこ
とができる。

第８図に本発明の第３実施例を示す。

本実施例は、弁体５３０の面５３１を円錐形状に設ける
とともに、弁座５２０の面５２２も、面５３１に対応し
て内鉢形状に設けたものである。

第９図に本発明の第４実施例を示す。

本実施例は、弁体５３Ｇを球形状に設け、弁座５２０の
面５２２を弁体５２０が穴５２１に導かれるように湾曲
させたものである。

第１０図に本発明の第５実施例を示す。

本実施例は、弁体５３０自体を板ばねで設け、板ばねの
付勢力によって弁体５３０が弁座５２０に押し付けられ
て穴５２１を塞ぐものである。

第１１図および第１２図に本発明の第６実施例および第
７実施例を示す。

本実施例は、弁体５３０自体を硬質ゴムで設け、硬質ゴ
ムの付勢力によって弁体５３０が弁座５２０に押し付け
られて穴５２１を塞ぐものである。

第１３図に本発明の第８実施例を示す。

上記実施例の付勢手段は、弁体５３０を負圧に逆らって
弁座５２０に押し付けたが、本実施例に示すように、圧
縮コイルスプリング５４０のばね定数を上記実施例より
低く設定し、弁体５３０が負圧により吸引される方向に
押圧しても、弁体５３０と弁座５２０との間に形成され
る微小間隙Ａにより、脈動圧を減衰することができる。

なお、本実施例は、吸気路１２０と負圧室５１３とを連
通する負圧導入穴５１４が本発明の穴とされ、穴を形成
する壁面５１５が本発明の弁座とされる。

（変形例） 上記実施例では可動部材にダイヤフラムを設けたが、ベ
ローズなど他の隔壁による可動部材を用いても良い。

また、目詰り表示機構にランプを点灯させることにより
、使用者に濾過エレメントの交喚時期、あるいは清掃時
期を知らせる例を示したが、ブザーにより知らせたり、
可動部材に可変抵抗器を連動させ、可動部材の位置に応
じた数値を使用者に表示させるよう設けても良い、また
、可動部材に指針などの表示体を設け、表示体の示す指
示値によって使用者に濾過エレメントの目詰りの状態を
示すように設けても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例を示すもので
、第１図は濾過エレメントの目詰り検出装置の概略断面
図、第２図は目詰り検出装置の取り付は状態を示す内燃
機関の吸気系の機略断面図、第３図は脈動圧による負圧
の変動を示すグラフ、第４図は脈動減衰部により静圧に
変換された負圧を示すグラフ、第５図は作動室に導かれ
る負圧とスイッチの関係を示すグラフ、第６図は第２実
施例の一過エレメントの目詰り検出装置の要部断面図、
第７図はその弁体の断面図、第８図は第３実施例を示す
脈動減衰部の断面図、第９図は第４実施例を示す脈動減
衰部の断面図、第１０図は第５実施例を示す脈動減衰部
の断面図、第１１図は第６実施例を示す脈動減衰部の断
面図、第１２図は第７実施例を示す脈動減衰部の断面図
、第１３図は第８実施例を示す脈動減衰部の断面図、第
１４図は従来の目詰り検出装置の作動室に導かれる負圧
とスイッチの関係を示すグラフである。 図中　１００・・・内燃機関　１１０・・・エアクリー
ナ１１１・・・濾過エレメント　１２０・・・吸気路　
２００・・・目詰り検出装置３１０・・・ダイヤフラム
（可動部材）３２０・・・作動室　３３０・・・従動室
　４００・・・目詰り表示機構　５００・・・脈動減衰
部　５２０・・・弁座　５２１・・・穴　５３０・・・
弁体　５４０・・・圧縮コイルスプリング（付勢手段）
　Ａ・・・微小間隙 第３図 第４図 第５図 負圧 第１４図 ビ２ 負圧− 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 可動部材を介して対向する作動室と従動室とを備えると
   ともに、前記可動部材と連動し、可動部材の位置に応じ
   た情報を使用者に表示する目詰り表示機構を備え、 前記作動室をエアクリーナのろ過エレメントの下流の吸
   気路内に連通させて、前記作動室と前記従動室との圧力
   差により前記可動部材を移動させ、該可動部材と連動す
   る前記目詰り表示機構によつて使用者に前記ろ過エレメ
   ントの目詰りの表示を行うようにしたろ過エレメントの
   目詰り検出装置において、 前記作動室と前記吸気路との間には、前記作動室と前記
   吸気路とを連絡する穴を備えた弁座と、前記穴を塞ぐよ
   うに前記弁座に押し付けられる弁体とを具備する脈動減
   衰部が配設され、 前記吸気路内の負圧が、前記弁座と前記弁体との間に形
   成される微小間隙を介して前記作動室に伝わる間に脈動
   圧が減衰することを特徴とするろ過エレメントの目詰り
   検出装置。