JP5558763B2

JP5558763B2 - エアフィルタ

Info

Publication number: JP5558763B2
Application number: JP2009207767A
Authority: JP
Inventors: 泰輔佐藤; 尚司坂上; 貴洋田代; 公一生熊
Original assignee: Roki Co Ltd
Current assignee: Roki Co Ltd
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2029-09-09
Also published as: JP2011058404A

Description

本発明は、通気通路内の気体をろ過するエアフィルタの構造に係り、特に、内燃機関の通気通路に設けられたエアフィルタの構造に関する。

従来より、通気通路内の気体をろ過するエアフィルタとして種々のエアフィルタが知られている。このようなエアフィルタにおいて、エアフィルタに収納されたフィルタエレメントの位置が、通気通路内を通過した気体の流れ方向と直角方向に位置する場合、流入した気体がフィルタエレメントに直接あたり、当該気体が直接当たる箇所に気体内の塵埃等のダストが集中してしまうため、フィルタエレメントが早期に目詰まりを起こし、クリーンサイドにダストが吹き抜けてしまうという問題があった。

このようなダストの吹き抜けを防止するためには、気体の流入方向上にフィルタエレメントを配置しないなどの設計を行う他、フィルタエレメントの一部にダストが集中することを防止することを目的として、種々の構造が知られている。

特開２００５−１８８３６３号公報特開平８−１００７１８号公報

特許文献１に記載されたエアクリーナは、ケースにフィルタエレメントから上流側に向けて通路幅が漸減する錐形状に形成されるとともに、その先端に所定の大きさの開口部を有し、該開口部には、フィルタ中心から上流側に向けて移動可能に突出するロッドと、該ロッドの先端に配され、上流側先端が流線型形状に形成される整流ブロックと、開口部の周縁と所定の間隔が空いた位置に整流ブロックを保持するスプリングを具備している。

このような構成を備えることで、特許文献１に記載されたエアクリーナは、整流ブロックが流線型に形成されているので、フィルタエレメントへの通気を均等にでき、フィルタエレメントの寿命を向上させることができる。

特許文献２に記載されたエアクリーナは、吸気開口を有するカバーと、排出口を有するボディとでケーシングを構成し、ケーシング内の吸気開口近傍に、吸入空気の流量に応じて開度が変化する偏流板を吸気開口に向けて傾斜させて配設している。

このような構成を備えることで、特許文献２に記載されたエアクリーナは、流入する空気が偏流板に衝突し流れの向きが変えられるとともに偏流板もその開度が変わり、流入空気はその流量に応じフィルタエレメント面に適度に分散されるので、フィルタエレメントの全面がろ過に供され、長期に亘って急激な吸入抵抗の増加が抑制されろ過寿命も長く維持することができる。

しかしながら、上述した従来のエアクリーナの構成によると、通気通路内の気体を導入する吸入口の近傍に整流ブロックや偏流板を配設して気体の流れを分散させているので、通気抵抗が大きくなってしまい、エアフィルタとしての機能の低下を避けることができないといった問題があった。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、通気抵抗を上げることなく、通気通路から導入した気体をフィルタエレメント面に分散してフィルタエレメントの全面をろ過に供することができるエアフィルタを提供することを目的とする。

本発明に係るエアフィルタは、通気通路内の気体をろ過するフィルタエレメントと、前記気体を導入する吸入口と、前記フィルタエレメントによってろ過された気体を前記通気通路に排出する排出口とが形成されると共に、前記吸入口と連通するダストサイドと前記排出口と連通するクリーンサイドとに区画するように前記フィルタエレメントを収納するケースとを備えるエアフィルタにおいて、前記クリーンサイドに、前記フィルタエレメントと当接する背面壁部が形成され、前記背面壁部は、前記吸入口から導入された気体が吸入方向に沿って導入された際に面直する位置に形成されると共に、前記背面壁部の前記フィルタエレメントとの当接面の形状は、前記吸入口の開口形状を前記気体の吸入方向に沿って前記フィルタエレメントに投影した投影像と等しい又は、前記投影像よりも大きいことを特徴とする。

また、本発明に係るエアフィルタにおいて、前記吸入口の開口端縁は、前記吸入口から前記ダストサイドに向かって広がるＲ形状に形成されると好適である。

また、本発明に係るエアフィルタにおいて、前記ダストサイドは、前記吸入口から導入された前記気体を、前記通気通路と交差する方向に分散する分散リブを備えると好適である。

また、本発明に係るエアフィルタは、前記ケースは、前記ダストサイドを隔成する有底筒状の第１ケースと、前記クリーンサイドを隔成する有底筒状の第２ケースとを備え、前記第１ケースと前記第２ケースとを係合させると共に、前記第１ケースと第２ケースとによって前記フィルタエレメントを挟持して収納することができる。

また、本発明に係るエアフィルタは、前記分散リブは、前記第１ケースの底部から突出して形成されると好適である。

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。

本発明に係るエアフィルタは、フィルタエレメントと当接する背面壁部を備えているので、クリーンサイドへのダストの吹き抜けを防止することができるとともに、吸気口の開口面積を狭めることがないので、通気抵抗が大きくなることを抑制することができる。

また、本発明に係るエアフィルタは、吸気口の開口端縁がＲ形状（ファンネル形状）に形成されているので、吸気口から導入された気体をダストサイド内で適当に分散させることができ、フィルタエレメントの性能を長期間維持することができる。

また、本発明に係るエアフィルタは、ダストサイドに分散リブを備えているので、吸気口から導入された気体をダストサイド内で適当に分散させることができ、フィルタエレメントの性能を長期間維持することができる。

また、本発明に係るエアフィルタは、有底筒状の第１のケースと有底筒状の第２のケースとによってフィルタエレメントを挟持するように形成しているので、容易にエアフィルタを製造することができる。

また、本発明に係るエアフィルタは、分散リブを第１のケースの底部から突出して形成したので、容易に分散リブを形成することができる。

本実施形態に係るエアフィルタの概要を説明するための平面図。図１におけるＡ−Ａ断面図。本実施形態に係るエアフィルタを構成する第１のケースを説明するための平面図。本実施形態に係るエアフィルタを構成する第１のケースの開口部の形状を示す側面図。本実施形態に係るエアフィルタを構成する第２のケースを説明するための平面図。本実施形態に係るエアフィルタを構成する第２のケースの開口部の形状を示す側面図。

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、本実施形態に係るエアフィルタの概要を説明するための平面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図であり、図３は、本実施形態に係るエアフィルタを構成する第１のケースを説明するための平面図であり、図４は、本実施形態に係るエアフィルタを構成する第１のケースの開口部の形状を示す側面図であり、図５は、本実施形態に係るエアフィルタを構成する第２のケースを説明するための平面図であり、図６は、本実施形態に係るエアフィルタを構成する第２のケースの開口部の形状を示す側面図である。

図１に示すように、本実施形態に係るエアフィルタ１は、吸入口１１及び排出口２１がそれぞれ通気通路（図示せず）に接続されることで通気通路に介在されている。このように、エアフィルタ１が通気通路に介在されることで、通気通路内を通過する気体をろ過できるようになっている。

図２に示すように、エアフィルタ１は、底部１５に吸入口１１が形成された有底筒状の第１のケース１０と、底部２５に排出口２１が形成された有底筒状の第２のケース２０とが組み合わされている。また、第１のケース１０と第２のケース２０とによって、フィルタエレメント３０が挟持されており、該フィルタエレメント３０によって、第１のケース１０と第２のケース２０とによって隔成される空間が、ダストサイドＤとクリーンサイドＣとに区画されている。

フィルタエレメント３０は、フェルト、不織布、濾紙等の周知のろ材を用いることができ、その形状はプリーツ形状、シート形状その他、所望の形状に形成することができる。このように、エアフィルタ１の内部がフィルタエレメント３０によってダストサイドＤとクリーンサイドＣとに区画されているので、吸入口１１から導入された気体が排出口２１へ排出される際に、フィルタエレメント３０を通過することで、気体内の塵埃等のダストを除去することができ、ろ過された気体を排出口２１から排出することができるようになっている。

図３及び図４に示すように、第１のケース１０は、有底筒状に形成されており、底部１５には、吸入口１１が開口して形成されている。また、底部１５には、吸入口１１から導入された気体を通気通路と交差する方向（フィルタエレメント３０の面方向）に分散することができるように、複数の分散リブ１４が突出するように立設されている。また、図２に示すように、吸入口１１のダストサイドＤ側の開口端縁１２は、Ｒ形状に形成されており、該Ｒ形状によって、開口端縁１２において、導入された気体を通気通路と交差する方向（フィルタエレメント３０の面方向）に分散することができるように形成されている。なお、Ｒ形状は吸入口１１からダストサイドＤに向かって広がるファンネル形状に形成しても構わない。

さらに、第１のケース１０の開口端縁には、全周に溶着リブ１３が形成されており、後述する第２のケース２０と組み合わせた際に溶着フランジ２４と当接する位置に形成されている。

図５及び図６に示すように、第２のケース２０は、有底筒状に形成されており、底部２５には、排出口２１が開口して形成されている。また、底部２５には、気体の通過に対してフィルタエレメント３０が変形・脱落することを防止するために、複数の押さえリブ２３が突出するように立設している。押さえリブ２３の形状は、図６に示すように、板状に形成しても構わないし、棒状に形成しても構わない。このような形状は、気体の通過する量や位置に応じて適宜変更することができる。また、第２のケース２０の開口端縁には、全周に溶着フランジ２４が形成されている。

なお、第１のケース１０及び第２のケース２０はともにポリプロピレンなどの合成樹脂によって形成されており、第１のケース１０と第２のケース２０の開口端を夫々当接させるように組み合わせた後、夫々のケースに形成された溶着リブ１３及び溶着フランジ２４とを振動溶着によって溶着してエアフィルタ１を形成している。

さらに、第２のケース２０には、クリーンサイドＣにおいて、フィルタエレメント３０と当接する背面壁部２２が形成されている。図４及び図６に示すように、背面壁部２２は、吸入口１１から導入された気体が吸入方向に沿って導入された際に面直する位置に形成されている。また、背面壁部２２のフィルタエレメント３０と当接する当接面の形状は、吸入口１１の開口形状を気体の吸入方向に沿ってフィルタエレメント３０に投影した投影像よりも大きく形成されている。

次に、再び図２を参照してエアクリーナ１内での気体の通気方向について説明する。

図２に示すように、吸入口１１から導入された気体は、通気方向Ｂに沿ってエアフィルタ１内に導入される。ここで、導入された気体の一部は、通気方向Ｂに沿って吸入口１１からフィルタエレメント３０に向かって直接進行する。その後、フィルタエレメント３０を通過してクリーンサイドＣへ通過する。この際、フィルタエレメント３０のクリーンサイドＣ側には、背面壁部２２が形成されているので、吸気口１１から直接導入された気体は、背面壁部２２に当たるため、クリーンサイドＣに吹き抜けることはない。また、背面壁部２２に当たった気体は、通気方向Ｂ₁に示すように、その通気方向を背面壁部２２に沿って変え、フィルタエレメント３０内を進行した後、クリーンサイドＣ側に抜けるように通過する。

このように、背面壁部２２に当たった気体は、進行方向を変えてフィルタエレメント３０内を進行するため、クリーンサイドＣに背面壁部２２を形成しても、背面壁部２２によって、エアフィルタ１のフィルタ機能が損なわれることはない。

さらに、吸気口１１から導入された気体のうち、フィルタエレメント３０に向かって直接進行する気体以外の気体は、吸気口１１の開口端縁１２に形成されたＲ形状によって、通気方向Ｂ₂に示すようにダストサイドＤ内に分散される。また、ダストサイドＤ側には、図４に示すような分散リブ１４が第１のケース１０の底部１５から突出して形成されているので、ダストサイドＤ内での気体の分散が促進される。

このように形成されたエアフィルタ１は、吸気口１１から導入した気体がダストサイドＤ内で分散されるので、フィルタエレメント３０の全面を気体のろ過に供することができるので、フィルタエレメント３０の一部にダストが堆積することを防止することができ、フィルタエレメント３０の性能を長く維持することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るエアクリーナ１は、クリーンサイドＣ側で、フィルタエレメント３０と当接する背面壁部２２を備えているので、吸入口１１から導入された気体が直接フィルタエレメント３０に当たっても、ダストがクリーンサイドＣ側に吹き抜けることを防止することができる。また、吸気口１１の開口部を覆うような整流板など、通気抵抗となる部材を配置していないので、通気抵抗が大きくなることを抑制することができる。

さらに、吸気口１１から導入された気体をダストサイドＤ内で分散することができるので、フィルタエレメント３０の全面を気体のろ過に供することができ、フィルタエレメント３０の性能を長く維持することができる。

なお、本実施形態においては、第１のケース１０と第２のケース２０とを合成樹脂で形成し、これらを振動溶着で溶着したエアフィルタ１について説明したが、本実施形態に係るエアフィルタはこれらに限定されず、例えば、第１のケース１０及び第２のケース２０を夫々金属で形成しても構わないし、第１のケース１０及び第２のケース２０を周知のボルト及びナットで締結しても構わない。この場合、必要に応じて気密手段としてパッキンを第１のケース１０及び第２のケース２０の当接面に介在させることができる。

さらに、本実施形態においては、背面壁部２２の形状が、吸気口１１の開口形状よりも大きい場合について説明したが、背面壁部２２は、吸気口１１から導入された気体が直接当たる位置に形成されていれば良いので、背面壁部２２のフィルタエレメント３０との当接面の形状は、吸気口１１の開口形状と同一に形成しても構わない。

また、本実施形態においては、エアフィルタ１について説明したが、本実施形態に係るエアフィルタ１は、この用途に限定されず、例えば、エアクリーナやキャニスタに適用することもできる。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エアフィルタ，１０第１のケース，１１吸入口，１２ファンネル部，１３溶着リブ，１４分散リブ，１５，２５底部，２０第２のケース，２１排出口，２２背面壁部，２３押さえリブ，２４溶着フランジ，３０フィルタエレメント，Ｂ，Ｂ₁，Ｂ₂ 通気方向，Ｃクリーンサイド，Ｄダストサイド。

Claims

通気通路内の気体をろ過するフィルタエレメントと、
前記気体を導入する吸入口と、前記フィルタエレメントによってろ過された気体を前記通気通路に排出する排出口とが形成されると共に、前記吸入口と連通するダストサイドと前記排出口と連通するクリーンサイドとに区画するように前記フィルタエレメントを収納するケースとを備えるエアフィルタにおいて、
前記クリーンサイドに、前記フィルタエレメントと当接する背面壁部が形成され、
前記背面壁部は、前記吸入口から導入された気体が吸入方向に沿って導入された際に面直する位置に形成されると共に、
前記背面壁部の前記フィルタエレメントとの当接面の形状は、前記吸入口の開口形状を前記気体の吸入方向に沿って前記フィルタエレメントに投影した投影像と等しい又は、前記投影像よりも大きいことを特徴とするエアフィルタ。
前記吸入口の開口端縁は、前記吸入口から前記ダストサイドに向かって広がるＲ形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。
前記ダストサイドは、前記吸入口から導入された前記気体を、前記通気通路と交差する方向に分散する分散リブを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のエアフィルタ。
前記ケースは、前記ダストサイドを隔成する有底筒状の第１ケースと、前記クリーンサイドを隔成する有底筒状の第２ケースとを備え、
前記第１ケースと前記第２ケースとを係合させると共に、前記第１ケースと第２ケースとによって前記フィルタエレメントを挟持して収納することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のエアフィルタ。
前記分散リブは、前記第１ケースの底部から突出して形成されることを特徴とする請求項４に記載のエアフィルタ。