(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を導入する吸気入口と吸入空気をエンジンに供給する吸気出口を有するハウジングと、前記ハウジングに収容され導入した外気を濾過するエレメントと、前記エレメントの内燃機関側に装着され燃料蒸気を吸着する吸着手段と、を備えた内燃機関用エアクリーナにおいて、
前記吸着手段は、粒状活性炭が不織布で挟み込まれていると共に、少なくともその内燃機関側に耐熱性網状部材が配置されている、ことを特徴とする内燃機関用エアクリーナ。
【請求項２】
前記不織布は、空隙率が９０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用エアクリーナ。
【請求項３】
前記耐熱性網状部材の目の粗さが、前記粒状活性炭の粒径よりも小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関用エアクリーナ。
【請求項４】
前記不織布は、難燃処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の内燃機関用エアクリーナ。
【請求項５】
前記不織布は、難燃繊維で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の内燃機関用エアクリーナ。
【請求項６】
前記不織布は、活性炭繊維で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の内燃機関用エアクリーナ。
【請求項７】
外気を導入する吸気入口と吸入空気をエンジンに供給する吸気出口を有するハウジングと、前記ハウジングに収容され導入した外気を濾過するエレメントとを備えた内燃機関用エアクリーナに用いられ、前記エレメントの内燃機関側に配置される吸着フィルタであって、
粒状活性炭が不織布で挟み込まれていると共に、少なくともその内燃機関側に耐熱性網状部材が配置されている、ことを特徴とする吸着フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用エアクリーナ及び吸着フィルタに係り、特に、内燃機関のバックファイアによるエレメントの損傷を防止し、かつ吸気系を通って漏れ出てくる燃料蒸気の外気への拡散を防止することのできる内燃機関用エアクリーナ及び吸着フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンには、外気を濾過するためのエアクリーナが連結されており、近年では、吸気系を通って漏れ出てくる燃料蒸気の大気への流出を防止する吸着剤を備えたエアクリーナがある。
【０００３】
吸気系を通って漏れ出てくる燃料蒸気を吸着するための吸着剤を配置する方法として、２層の濾紙あるいは不織布の間に吸着剤を挟んだシートを作り、エアクリーナ内に固定する構成が提案されている（実開昭６０−１４２６９号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、通常のエレメントと吸着剤を備えたエレメントとが並列に設けられているため、先ず第１に、燃料蒸気が通常のエレメントを通過して大気へ漏れ出る虞があり、第２に、吸着剤を備えたエレメントの濾紙あるいは不織布が容易にダストにて目詰まりをおこし、その結果、吸着剤を備えたエレメントの通気抵抗が大幅に上昇して燃料蒸気の吸着能力が大幅に減少する問題がある。
【０００５】
また、濾紙あるいは不織布は耐熱性が低いため、バックファイアにより容易に破損してしまい、中の活性炭が漏れ出てしまう虞もある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、燃料蒸気の大気への流出を確実に阻止し、ダストによる目詰まり及びバックファイアによる破損を防止することのできる内燃機関用エアクリーナ及び吸着フィルタを提供することが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、外気を導入する吸気入口と吸入空気をエンジンに供給する吸気出口を有するハウジングと、前記ハウジングに収容され導入した外気を濾過するエレメントと、前記エレメントの内燃機関側に装着され燃料蒸気を吸着する吸着手段と、を備えた内燃機関用エアクリーナにおいて、前記吸着手段は、粒状活性炭が不織布で挟み込まれていると共に、少なくともその内燃機関側に耐熱性網状部材が配置されている、ことを特徴としている。
【０００８】
次に、請求項１に記載の内燃機関用エアクリーナの作用を説明する。
【０００９】
先ず、エンジンの運転によりインテークマニホールド内が負圧となると、空気が内燃機関用エアクリーナのエレメント、吸着手段の順に通過してエンジンへ吸入される。
【００１０】
ところで、通常の織物は、基本的には２次元の中に経糸と緯糸を並べて構成するため、通気性を上げるためには糸間の隙間を空ける必要があり、このような織物を粒状活性炭の保持のために用いると、活性炭粉の脱落を効果的に防止することが困難となる。
【００１１】
これに対し、不織布は、繊維が複雑かつランダムに絡み合っているため、微粉末の補足能力に優れ、活性炭粉の脱落を効果的に防止することができる。
【００１２】
また、フィルタエレメントでダストの除去された空気が不織布を通過するので、不織布の目詰まりをより一層防止できる。
【００１３】
エンジンの停止時には空気が吸入されないため、エンジン内部に付着して蒸発したガソリン蒸気が内燃機関用エアクリーナの内部へ侵入するが、そのガソリン蒸気は吸着手段の粒状活性炭により吸着されるため、大気へ流出することが無い。
【００１４】
さらに、内燃機関がバックファイアを生じた場合には、耐熱性網状部材が火の通過を阻止するので不織布の損傷及びエレメントの損傷を防止することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関用エアクリーナにおいて、前記不織布は、空隙率が９０％以上であることを特徴としている。
【００１６】
次に、請求項２に記載の内燃機関用エアクリーナの作用を説明する。
【００１７】
不織布の空隙率が９０％以上に設定されているので、圧力損失の上昇が抑えられると共に、目詰まりを防止することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の内燃機関用エアクリーナにおいて、前記耐熱性網状部材の目の粗さが、前記粒状活性炭の粒径よりも小さいことを特徴としている。
【００１９】
次に、請求項３に記載の内燃機関用エアクリーナの作用を説明する。
【００２０】
耐熱性網状部材の目の粗さを粒状活性炭の粒径よりも小さく設定しているので、耐熱性網状部材によって粒状活性炭を確実に保持することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の内燃機関用エアクリーナにおいて、前記不織布は、難燃処理が施されていることを特徴としている。
【００２２】
次に、請求項４に記載の内燃機関用エアクリーナの作用を説明する。
【００２３】
不織布に難燃処理を施しているので、万が一網状部材で火の通過を阻止できなかった場合や、網状部材が損傷用していた場合においても、不織布の損傷を防止することが出来る。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の内燃機関用エアクリーナにおいて、前記不織布は、難燃繊維で構成されていることを特徴としている。
【００２５】
次に、請求項５に記載の内燃機関用エアクリーナの作用を説明する。
【００２６】
不織布を難燃繊維で構成したので、万が一網状部材で火の通過を阻止できなかった場合や、網状部材が損傷用していた場合においても、不織布の損傷を防止することが出来る。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の内燃機関用エアクリーナにおいて、前記不織布は、活性炭繊維で構成されていることを特徴としている。
【００２８】
次に、請求項６に記載の内燃機関用エアクリーナの作用を説明する。
【００２９】
不織布を活性炭繊維で構成したので、活性炭繊維も燃料蒸気を吸着し、吸着手段の吸着性能を更に向上させることができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明は、外気を導入する吸気入口と吸入空気をエンジンに供給する吸気出口を有するハウジングと、前記ハウジングに収容され導入した外気を濾過するエレメントとを備えた内燃機関用エアクリーナに用いられ、前記エレメントの内燃機関側に配置される吸着フィルタであって、粒状活性炭が不織布で挟み込まれていると共に、少なくともその内燃機関側に耐熱性網状部材が配置されている、ことを特徴としている。
【００３１】
請求項７に記載の吸着フィルタは、内燃機関用エアクリーナのエレメントの内燃機関側に配置されて使用される。
【００３２】
なお、内燃機関用エアクリーナに用いたときの作用は、請求項１の作用と同一の作用であるので説明は省略する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を図１及び図２にしたがって説明する。
【００３４】
図２に示すように、エアクリーナ１０はハウジング１２を備えている。
【００３５】
ハウジング１２は、アッパーケース１２Ａとロアケース１２Ｂとから構成されており、アッパーケース１２Ａとロアケース１２Ｂとは図示しない固定部材で気密に固定されて一体的とされている。
【００３６】
ロアケース１２Ｂにはインレット１４が一体的に形成されており、アッパーケース１２Ａにはアウトレット１６が一体的に形成されている。
【００３７】
アウトレット１６は、図示しないインテークマニホールドを介して自動車エンジンのシリンダに接続されている。
【００３８】
ハウジング１２内には、空気中のダストを補足するフィルタエレメント１８と、燃料蒸気を吸着する吸着フィルタ２０が配設されている。なお、アッパーケース１２Ａをロアケース１２Ｂから分離することにより、フィルタエレメント１８は交換することができる。
【００３９】
フィルタエレメント１８は、綴折れ状に折りたたまれた薄板状のエレメント材を備え、概して平らな矩形厚板状を成している。
【００４０】
吸着フィルタ２０は、フィルタエレメント１８の下流側（内燃機関側）に配置されており、吸着フィルタ２０とフィルタエレメント１８とは空気の通過経路において直列の関係にある。
【００４１】
図１に示すように、本実施形態の吸着フィルタ２０は、多数の粒状活性炭２２を、不織布２４及び耐熱性ネット２６で両側から挟み込んだシート形状を呈している。
【００４２】
耐熱性ネット２６は、目の粗さが粒状活性炭２２の粒径よりも小さく、耐熱性ネット２６のみでも粒状活性炭２２の保持は可能である。
【００４３】
また、この耐熱性ネット２６は、エンジンがバックファイアーを生じた場合に、火炎が通過して、不織布２４が損傷することを防止する役目も有している。
【００４４】
耐熱性ネット２６の具体的な材質としては、例えば、ポリプロピレン（例えば、融点１６０°Ｃ、繊維径０．３ｍｍ以上。）、グラスファイバー、ナイロン等を上げることができるが、他の材質であっても良い。
【００４５】
なお、バックファイアとの接触時間は、極めて短時間（例えば、０．１秒弱程度）であるので、耐熱性ネット２６の繊維がある程度太ければ繊維が損傷することは殆どなく、したがって、耐熱温度はさほど高くなくても良い。なお、耐熱性ネット２６の材質の融点としては、１００°Ｃ以上であれば良い。
【００４６】
不織布２４は、耐熱性ネット２６のみでは防止できない活性炭摩耗粉の脱落を防止する役目を有している。したがって、不織布２４の目の粗さは、耐熱性ネット２６の目の粗さよりも小さく設定されている。また、この不織布２４は、空隙率（体積で）が９０％以上に設定されている。
【００４７】
次に、本実施形態のエアクリーナ１０の作用を説明する。
【００４８】
エンジンの運転によりインテークマニホールド内が負圧となると、空気がインレット１４からハウジング１２内へ吸入され、フィルタエレメント１８及び吸着フィルタ２０を通過した後、アウトレット１６からインテークマニホールドを経てエンジンへ吸入される。なお、空気中のダストは、フィルタエレメント１８により補足される。
【００４９】
本実施形態では、不織布２４の空隙率が９０％以上に設定されているので、圧力損失の上昇が抑えられると共に、不織布２４の目詰まりを防止できる。また、フィルタエレメント１８でダストの除去された空気が不織布２４を通過するので、不織布２４の目詰まりをより一層防止できる。
【００５０】
さらに、不織布２４の内燃機関側に耐熱性ネット２６を設けているので、内燃機関のバックファイアによる不織布２４の損傷を防止することができ、また、フィルタエレメント１８の損傷も防止できる。
【００５１】
ここで、エンジンの停止時には空気が吸入されないため、エンジン内部に付着して蒸発したガソリン蒸気がアウトレット１６側からエアクリーナ１０の内部へ侵入するが、そのガソリン蒸気は吸着フィルタ２０の粒状活性炭２２により吸着されるため、大気へ流出することが無い。
【００５２】
なお、エンジン運転時には、吸入される空気により、粒状活性炭２２に吸着されたガソリン蒸気は放出されるため、粒状活性炭２２の吸着能力は回復され、繰り返し使用が可能となる。
【００５３】
また、吸気系にはエンジン内燃機関からの霧状のオイルの吹き戻しが発生することがあり、粒状活性炭２２にオイルが付着すると、粒状活性炭２２の細孔が塞がれてしまい、吸着性能が大幅に低下するが、本実施形態では、粒状活性炭２２の内燃機関側に不織布２４を設けているので、粒状活性炭２２に直接オイルが付着することは無く、オイル付着による吸着性能の劣化を生じない。
【００５４】
不織布２４の繊維の材質は、一般に用いられている合成繊維等で良いが、難燃処理（例えば、バインダ内にリン系難燃材（ノンハロゲンタイプ））を施したり、難燃性の繊維（例えば、炭素繊維）を用いることが更に好ましい。
【００５５】
また、不織布２４の繊維に、活性炭繊維を使用することにより、更に吸着性能を向上させることも可能である。粒状活性炭２２の脱離性能が良いと、吸着された低沸点成分の一部は粒状活性炭２２から離脱して漏れ出てしまい易いが、一般的に活性炭繊維は吸着速度が速く、この漏れ出した微量の低沸点成分をすばやく吸着するため大気への流出を阻止することができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、活性炭紛の漏れを防止するために不織布を用いたが、活性炭粉の漏れ出しを阻止できるものであれば、不織布以外の、例えば経糸及び緯糸からなる織物であっても良い。
【００５７】
また、本実施形態では、多数の粒状活性炭２２を不織布２４で挟み込んで保持しているが、不織布２４の表面に接着剤を塗布した後に粒状活性炭２２を配して、粒状活性炭２２を不織布２４の表面に接着固定しても良い。
【００５８】
また、本実施形態では、不織布２４の両側に耐熱性ネット２６を配置しているが、本発明では、耐熱性ネット２６は必ずしも両側に配置する必要はなく、片側のみでも良い。但し、不織布２４にバックファイアーが接触する場合には、繊維を太くしたり（好ましくは３０μｍ以上）、不織布２４の繊維に難燃処理を施したり、不織布２４を難燃性の繊維で形成することが好ましい。
（試験例）
仕様の異なる４種類の吸着フィルタを試作し、ＪＩＳ  Ｄ  １６１２に定められた８種ダスト試験を各吸着フィルタにて７回実施した後の通気抵抗の変化を調べた。なお、試験の結果は図３のグラフに示す通りであった。
【００５９】
試験の結果から、空隙率約８５％以下の不織布を用いた吸着フィルタは目詰まりを発生して通気抵抗が大幅に増加したが、空隙率約９５％の不織布では通気抵抗が殆ど変化なかった。
【００６０】
このことから、実使用上では、不織布の空隙率を９０％以上とすれば良いと考えられる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の内燃機関用エアクリーナ及び吸着フィルタによれば、燃料蒸気の大気への流出を確実に阻止し、ダストによる目詰まり及びバックファイアによる破損を防止することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すエアクリーナに用いる吸着フィルタの拡大断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すエアクリーナの断面図である。
【図３】ＪＩＳ  Ｄ  １６１２に定められた８種ダスト試験の試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０    エアクリーナ（内燃機関用エアクリーナ）
１２    ハウジング
１４    インレット（吸気入口）
１６    アウトレット（吸気出口）
１８    フィルタエレメント（エレメント）
２０    吸着フィルタ（吸着手段、吸着フィルタ）
２２    粒状活性炭（吸着手段、吸着フィルタ）
２４    不織布（吸着手段、吸着フィルタ）
２６    耐熱性ネット（耐熱性網状部材）
【図１】
0003595274.tif 000002
【図２】
0003595274.tif 000003
【図３】
0003595274.tif 000004