特開 2024-140937 エアクリーナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024140937

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】エアクリーナ

(51)【国際特許分類】

   F02M 35/024 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

F02M35/024 511C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023052313

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000241500

【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】猪飼 克尚

(57)【要約】

【課題】フィルタエレメントの交換頻度を少なく抑えることができるエアクリーナを提供する。
【解決手段】エアクリーナは、ケース１１とキャップ１２とフィルタエレメント１３とを備える。導入口１４からケース１１内の導入室１５に導入された空気は、フィルタエレメント１３を通過してキャップ１２内の導出室１７に流れ、その導出室１７から導出口１６を介して導出される。フィルタエレメント１３は、四角形状に形成されている。導入口１４は、その中心線がフィルタエレメント１３における空気の通過方向と交差する方向に延びるよう形成されている。ケース１１における導入口１４と反対側の箇所には、導入口１４から離れる方向に膨らむ形状となる壁部１８が形成される。壁部１８の内側には拡張室１９が形成されている。拡張室１９は、フィルタエレメント１３における拡張室１９側の一辺全体に対応する位置で、導入室１５に対し繋がっている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケースとキャップとフィルタエレメントとを備え、前記ケースには空気を前記ケース内の導入室に導入するための導入口が形成され、前記キャップには空気を前記キャップ内の導出室から導出する導出口が形成され、前記フィルタエレメントは、前記ケースと前記キャップとの間に挟まれ、前記ケース内の前記導入室から前記キャップ内の前記導出室に流れる空気に含まれる異物を空気から分離するエアクリーナにおいて、
前記フィルタエレメントは、四角形状に形成されており、
前記ケースの前記導入口は、その中心線が前記フィルタエレメントにおける空気の通過方向と交差する方向に延びるよう形成され、
前記ケースにおける前記導入口と反対側の箇所には、前記導入口から離れる方向に膨らむ形状となる壁部が形成され、
前記壁部の内側には拡張室が形成されており、
前記拡張室は、前記フィルタエレメントにおける前記拡張室側の一辺全体に対応する位置で、前記導入室に対し繋がっているエアクリーナ。

【請求項2】

前記拡張室は、前記フィルタエレメントにおける前記一辺と交差する別の一辺に対応する位置でも、前記導入室に対し繋がっている請求項１に記載のエアクリーナ。

【請求項3】

前記壁部は、前記拡張室を前記フィルタエレメントよりも前記キャップ側に突出させる膨張部を備えている請求項１又は２に記載のエアクリーナ。

【請求項4】

前記キャップは、ヒンジ及びクランプ機構により、前記ケースに対し取り外し可能に取り付けられるものであり、
前記ヒンジは、前記キャップに形成された突出バーと、前記ケースに形成されて前記突出バーが挿入される受け部と、を備え、
前記受け部は、前記ケースの壁部における前記膨張部に繋がっている請求項３に記載のエアクリーナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エアクリーナに関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関の吸気系に取り付けられるエアクリーナは、例えば特許文献１に示されるようにケースとキャップとフィルタエレメントとを備えている。ケースには空気をケース内の導入室に導入するための導入口が形成されている。キャップには空気をキャップ内の導出室から導出する導出口が形成されている。フィルタエレメントは、ケースとキャップとの間に挟まれ、ケース内の導入室からキャップ内の導出室に流れる空気に含まれる異物を空気から分離する。また、特許文献１のエアクリーナでは、ケース内の導入室に対し、消音のための拡張室が接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－２２２０４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記エアクリーナでは、フィルタエレメントに空気から分離した異物が溜まるため、定期的にフィルタエレメントを交換することが求められる。こうしたフィルタエレメントの交換頻度を少なく抑えることが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するエアクリーナは、ケースとキャップとフィルタエレメントとを備える。ケースには空気をケース内の導入室に導入するための導入口が形成される。キャップには空気をキャップ内の導出室から導出する導出口が形成される。フィルタエレメントは、ケースとキャップとの間に挟まれ、ケース内の導入室からキャップ内の導出室に流れる空気に含まれる異物を空気から分離する。上記フィルタエレメントは、四角形状に形成されている。上記ケースの導入口は、その中心線がフィルタエレメントにおける空気の通過方向と交差する方向に延びるよう形成されている。上記ケースにおける導入口と反対側の箇所には、導入口から離れる方向に膨らむ形状となる壁部が形成される。上記壁部の内側には拡張室が形成されている。上記拡張室は、フィルタエレメントにおける拡張室側の一辺全体に対応する位置で、導入室に対し繋がっている。

【0006】

上記構成によれば、拡張室が導入室に繋がる分、ケースの容積が大きくなる。そして、ケース内の容積拡大によってエアクリーナの消音効果を高めることができる。また、導入口からケース内の導入室に流入した空気は、導入室内で向きを変えてフィルタエレメントを通過する。このとき、空気に含まれる異物のうちの重いものが空気から分離した後、導入室から拡張室に入り込むことにより、その拡張室内に溜まるようになる。拡張室は、フィルタエレメントにおける拡張室側の一辺全体に対応する位置で、導入室に対し繋がっているため、空気から分離した上記異物が拡張室内に入り込みやすくなる。その結果、拡張室内に上記異物が溜まりやすくなる。拡張室はエアクリーナ内の空気の流れから外れた位置にあるため、拡張室に溜まった異物が再び上記空気の流れにのってフィルタエレメントに流れることはない。このように空気から分離した上記異物を拡張室内に溜めることができるため、その異物の分、フィルタエレメントに溜まる異物の量が少なくなる。これにより、フィルタエレメントの交換頻度を少なく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】エアクリーナを示す斜視図である。

【図2】図１のエアクリーナを分解した状態を示す斜視図である。

【図3】図４のエアクリーナを矢印III－III方向から見た状態を示す断面図である。

【図4】図１のエアクリーナにおけるケース及びフィルタエレメントを示す平面図である。

【図5】図１のエアクリーナを矢印V－V方向から見た状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、エアクリーナの一実施形態について、図１～図５を参照して説明する。
図１～図３に示すエアクリーナは、内燃機関の吸気系に取り付けることが可能となっている。図２に示すように、エアクリーナは、ケース１１と、キャップ１２と、フィルタエレメント１３と、を備えている。

【0009】

図３に示すように、ケース１１には導入口１４が形成されている。導入口１４は、内燃機関の吸気通路におけるエアクリーナよりも上流に位置する箇所に接続することが可能となっている。導入口１４は、ケース１１内の導入室１５に繋がっている。導入口１４は、吸気通路内を流れる空気をケース１１内の導入室１５に導入するためのものである。ケース１１にはキャップ１２に向けて開口する取付部１１ａが形成されている。取付部１１ａは、フィルタエレメント１３を取り付けるためのものである。

【0010】

キャップ１２には導出口１６が形成されている。導出口１６は、内燃機関の吸気通路におけるエアクリーナよりも下流に位置する箇所に接続することが可能となっている。導出口１６は、キャップ１２内の導出室１７に繋がっている。導出口１６は、キャップ１２内の導出室１７から吸気通路に空気を導出するためのものである。キャップ１２におけるケース１１の取付部１１ａに対応する位置には、ケース１１に向けて開口する開口部１２ａが形成されている。

【0011】

図２に示すように、フィルタエレメント１３は四角形状、より詳しくは直方体状に形成されている。フィルタエレメント１３の四つの側面１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄはそれぞれ、上記四角形状の四辺に対応して位置している。フィルタエレメント１３は、ケース１１の取付部１１ａに挿入されている。更に、図３に示すキャップ１２の開口部１２ａがケース１１の取付部１１ａに対応して位置するよう、キャップ１２をケース１１に対し取り付けることにより、フィルタエレメント１３がケース１１とキャップ１２との間に挟まれる。

【0012】

内燃機関の吸気通路におけるエアクリーナよりも上流を流れる空気は、エアクリーナの導入口１４を介してケース１１内の導入室１５に導入される。その空気は、ケース１１内の導入室１５からキャップ１２内の導出室１７に向けて流れる。フィルタエレメント１３は、導入室１５から導出室１７に向けて流れる空気を通過させることが可能であり、その際に空気に含まれる異物を空気から分離する。こうして導出室１７に流れた空気は、導出口１６を介して吸気通路におけるエアクリーナよりも下流に導出される。

【0013】

上記エアクリーナでは、フィルタエレメント１３に空気から分離した異物が溜まるため、定期的にフィルタエレメント１３を交換することが求められる。エアクリーナにおけるフィルタエレメント１３の交換は、ケース１１に取り付けられたキャップ１２をケース１１から取り外した状態で行われる。そして、フィルタエレメント１３の交換後には、そのフィルタエレメント１３がキャップ１２とケース１１との間に挟まれるよう、キャップ１２がケース１１に対し取り付けられる。

【0014】

＜エアクリーナの拡張室＞
図３に示すように、ケース１１における導入口１４の中心線Ｌｃは、フィルタエレメント１３における空気の通過方向である図３の矢印方向と交差する方向に延びている。すなわち、そのように中心線Ｌｃが延びるよう導入口１４がケース１１に形成されている。ケース１１における導入口１４と反対側の箇所には、導入口１４から離れる方向に膨らむ形状となる壁部１８が形成されている。壁部１８の内側には拡張室１９が形成されている。拡張室１９は、ケース１１内のフィルタエレメント１３における図３の下側で導入室１５に対し繋がっている。

【0015】

壁部１８は、拡張室１９がフィルタエレメント１３よりもキャップ１２側に突出するように形成されている。詳しくは、壁部１８は、拡張室１９を上述したようにフィルタエレメント１３よりもキャップ１２側に突出させる膨張部１８ａを備えている。図２に示すように、壁部１８には複数の上記膨張部１８ａが設けられている。複数の膨張部１８ａは、フィルタエレメント１３における側面１３ａの長手方向に間隔をおいて設けられている。

【0016】

図４に示すように、拡張室１９は、フィルタエレメント１３の側面１３ａ全体に沿って延びるとともに、その側面１３ａと交差する側面１３ｂ，１３ｃに対応する位置に至るように延びている。拡張室１９は、導入室１５に対し、フィルタエレメント１３における拡張室１９側の一辺全体、すなわち側面１３ａの長手方向全体に対応する位置で繋がっている。更に、拡張室１９は、導入室１５に対し、フィルタエレメント１３における上記一辺と交差する別の一辺、すなわち側面１３ｂ，１３ｃに対応する位置でも繋がっている。

【0017】

＜キャップ１２をケース１１に取り付けるための構造＞
図１に示すように、キャップ１２は、ケース１１に対し、ヒンジ２０及びクランプ機構２１によって取り外し可能に取り付けられる。ヒンジ２０は、キャップ１２に形成された突出バー２２と、ケース１１に形成された受け部２３と、を備えている。突出バー２２はキャップ１２から突出している。図５に示すように、受け部２３は、ケース１１の壁部１８における拡張室１９をフィルタエレメント１３よりもキャップ１２側に突出させる箇所、すなわち膨張部１８ａに繋がっている。この例では、隣合う膨張部１８ａに受け部２３が架け渡されるよう、それら膨張部１８ａに対しそれぞれ受け部２３が繋がっている。

【0018】

キャップ１２の突出バー２２は、ケース１１の受け部２３に挿入することが可能となっている。詳しくは、突出バー２２は、隣合う膨張部１８ａと受け部２３とによって囲まれた空間に挿入することが可能となっている。キャップ１２をケース１１に取り付ける際には、突出バー２２を受け部２３に対し位置合わせし、キャップ１２を突出バー２２の突出方向にスライドさせる。これにより、突出バー２２が受け部２３に挿入される。この状態では、キャップ１２がケース１１に対しヒンジ２０を中心に回転可能となる。

【0019】

図１に示すように、上記クランプ機構２１は、キャップ１２の突出バー２２をケース１１の受け部２３に挿入し、且つ、ケース１１とキャップ１２との間にフィルタエレメント１３を挟んだ状態で、それらケース１１とキャップ１２とをクランプする。クランプ機構２１は、支軸２４とクランプ金具２５と被掛け止め部２６とを備えている。支軸２４はケース１１に固定されている。被掛け止め部２６はキャップ１２に形成されている。クランプ金具２５は、支軸２４によって回転可能に支持されている。

【0020】

クランプ金具２５は、支軸２４の中心線周りに回転させることにより、上記被掛け止め部２６に引っかけたり上記被掛け止め部２６から外したりすることが可能となっている。そして、クランプ金具２５を支軸２４の中心線周りに回転させることによって被掛け止め部２６に引っかけると、クランプ金具２５の弾性によりキャップ１２がケース１１に接近する方向に押される。こうしてキャップ１２とケース１１とがクランプ機構２１によってクランプされる。

【0021】

クランプ機構２１によるキャップ１２とケース１１とのクランプを解除する際には、クランプ金具２５を支軸２４の中心線周りに回転させることにより、被掛け止め部２６からクランプ金具２５が外される。その結果、クランプ機構２１によるキャップ１２とケース１１とのクランプが解除される。これにより、ケース１１からキャップ１２を外すことが可能になる。こうしたケース１１からのキャップ１２の取り外しは、フィルタエレメント１３の交換の際に行われる。そして、フィルタエレメント１３の交換後は、キャップ１２がケース１１に対し上述した手順と同様の手順で取り付けられる。更に、クランプ機構２１によってキャップ１２とケース１１とがクランプされる。

【0022】

次に、本実施形態のエアクリーナの作用効果について説明する。
（１）エアクリーナに形成された拡張室１９が導入室１５に繋がる分、ケース１１の容積が大きくなる。そして、ケース１１内の容積拡大によってエアクリーナの消音効果を高めることができる。

【0023】

（２）エアクリーナの導入口１４からケース１１内の導入室１５に流入した空気は、導入室１５内で向きを変えてフィルタエレメント１３を通過する。このとき、空気に含まれる異物のうちの重いものが空気から分離した後、導入室１５から拡張室１９に入り込むことにより、その拡張室１９内に溜まるようになる。拡張室１９は、導入室１５に対し、フィルタエレメント１３における拡張室１９側の一辺全体、すなわち側面１３ａの長手方向全体に対応する位置で繋がっているため、空気から分離した上記異物が拡張室１９内に入り込みやすくなる。その結果、拡張室１９内に上記異物が溜まりやすくなる。拡張室１９はエアクリーナ内の空気の流れから外れた位置にあるため、拡張室１９に溜まった異物が再び上記空気の流れにのってフィルタエレメント１３に流れることはない。このように空気から分離した上記異物を拡張室１９内に溜めることができるため、その異物の分、フィルタエレメント１３に溜まる異物の量が少なくなる。これにより、エアクリーナにおけるフィルタエレメント１３の交換頻度を少なく抑えることができる。

【0024】

（３）拡張室１９は、導入室１５に対し、フィルタエレメント１３における上記一辺と交差する別の一辺、すなわち側面１３ｂ，１３ｃに対応する位置でも繋がっている。このため、導入室１５内で空気から分離した異物が、より一層導入室１５から拡張室１９に入り込みやすくなる。その結果、空気から分離した上記異物が拡張室１９内に溜まりやすくなる。

【0025】

（４）拡張室１９がフィルタエレメント１３よりもキャップ１２側に突出するようにケース１１の壁部１８が形成されている。すなわち、壁部１８は、拡張室１９を上述したようにフィルタエレメント１３よりもキャップ１２側に突出させる膨張部１８ａを備えている。このため、上記壁部１８の内側の拡張室１９をより一層大きくすることができる。その結果、ケース１１内の容積拡大によるエアクリーナの消音効果をより一層高めることができる。

【0026】

（５）ケース１１に対しキャップ１２を取り付けるためのヒンジ２０は、突出バー２２と受け部２３とを備えている。そして、キャップ１２に形成された突出バー２２をケース１１に形成された受け部２３に挿入した後、クランプ機構２１によりキャップ１２がケース１１から離れないようにすることで、ケース１１に対しキャップ１２が取り付けられる。ヒンジ２０の受け部２３は、ケース１１の壁部１８における拡張室１９をフィルタエレメント１３よりもキャップ１２側に突出させる箇所、すなわち膨張部１８ａに繋がっている。この壁部１８における膨張部１８ａは剛性が高くなる。このように剛性が高くなる箇所、すなわち膨張部１８ａに受け部２３が繋がれている。仮に、壁部１８に膨張部１８ａが存在しておらず、受け部２３がアーチ状になって壁部１８の平坦な箇所に繋がれていたとすると、受け部２３の剛性が低くなることは避けられない。こうした場合と比較して、受け部２３が上述したように膨張部１８ａに繋がっていることにより、受け部２３の強度を高めることができる。

【0027】

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・クランプ機構２１における支軸２４と被掛け止め部２６との位置関係を逆にしてもよい。

【0028】

・ケース１１に対するキャップ１２の取り付けは、必ずしもクランプ機構２１及びヒンジ２０とによって実現する必要はない。ケース１１に対しキャップ１２を取り外し可能に取り付けることができるのであれば、クランプ機構２１及びヒンジ２０以外を用いることも可能である。

【0029】

・ヒンジ２０における受け部２３の両端をそれぞれ膨張部１８ａに繋がるようにしたが、両端のうちの少なくとも一方の端部が壁部１８における膨張部１８ａ以外の箇所に繋がっていてもよい。この場合、壁部１８における複数の膨張部１８ａを適宜省略することが可能である。

【0030】

・拡張室１９は、導入室１５に対し、必ずしもフィルタエレメント１３の側面１３ｂ，１３ｃに対応する位置で繋がっている必要はない。

【符号の説明】

【0031】

１１…ケース
１１ａ…取付部
１２…キャップ
１２ａ…開口部
１３…フィルタエレメント
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…側面
１４…導入口
１５…導入室
１６…導出口
１７…導出室
１８…壁部
１８ａ…膨張部
１９…拡張室
２０…ヒンジ
２１…クランプ機構
２２…突出バー
２３…受け部
２４…支軸
２５…クランプ金具
２６…被掛け止め部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】