(57)【要約】【課題】アウタエレメントの複数回の清掃に対応してインナエレメントの交換が指定されている場合に、交換時期に至る以前の誤ったインナエレメントの取外を積極的に抑止して、吸入空気への塵埃の混入を防止できる建設機械のエアクリーナを提供する。【解決手段】ケーシング２内に筒状をなすエレメント保持筒７を設けて、その開口端７ｂの外周面の等分６箇所に切欠き７ｄを形成し、その外周側にアウタエレメント３を配置する。エレメント保持筒７内にインナエレメント４を挿入配置し、その外周面の等分６箇所に形成した係止爪４ｄをエレメント保持筒７の各切欠き７ｄ内を介して外周方向に突出させる。エレメント保持筒７の開口端７ｂに離脱規制リング５を固定し、係止爪４ｄを当接させてエレメント保持筒７内からのインナエレメント４の離脱を規制する一方、全ての係止爪４ｄが折曲されたとき（仮想線で示す）にインナエレメント４の離脱を許容する。【選択図】図５
2019173599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に設けられ、筒状をなして前記ケーシングの開口端の内周側で開口するエレメント保持筒と、
筒状をなして外周面に複数枚の係止爪が周方向に並設され、前記エレメント保持筒内に挿入配置されるインナエレメントと、
前記ケーシングの開口端より内部に挿入され、筒状をなして前記エレメント保持筒の外周に配設されるアウタエレメントと、
前記エレメント保持筒の開口端に脱着可能に固定され、前記複数枚の係止爪のそれぞれに当接して前記エレメント保持筒内からの前記インナエレメントの離脱を規制する離脱規制部材と
を備えたことを特徴とする建設機械のエアクリーナ。
【請求項２】
前記離脱規制部材は、前記インナエレメントの全ての係止爪が折られたときに、前記エレメント保持筒内からの前記インナエレメントの離脱を許容する
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械のエアクリーナ。
【請求項３】
前記エレメント保持筒の外周面には、前記インナエレメントの前記複数枚の係止爪が挿入される複数の切欠きが周方向に並設されている
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械のエアクリーナ。
【請求項４】
前記複数枚の係止爪は、前記インナエレメントの軸線方向において略一致した位置で周方向に並設されている
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械のエアクリーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械のエアクリーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば油圧ショベルやホイールローダ等の建設機械は、粉塵や砂埃等（以下、塵埃と総称する）が舞い散る工事現場で使用されるため、動力源であるエンジンの吸入空気を濾過するエアクリーナに対し、一般的な乗用車用のものに比較してより高い濾過性能が求められている。このような要求に対応すべく、例えば特許文献１に記載のように、アウタエレメント及びインナエレメントにより外気を二段階で濾過する形式のエアクリーナが採用される場合がある。
【０００３】
特許文献１のエアクリーナは、有底円筒状をなすケーシング内にアウタエレメント及びインナエレメントを内外二重に配置し、まず外気をアウタエレメントに流通させて濾過し、その後にインナエレメントに流通させて濾過するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１８８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のエアクリーナでは、ケーシング内に導入された外気をアウタエレメントとインナエレメントとにより２段階で濾過することで高い濾過性能を達成している。外気に含まれる塵埃を捕捉したエレメントは所定の保守インターバル（例えば所定の稼働時間）毎に清掃や交換されるが、上記のような構造のため大半の塵埃はアウタエレメントに捕捉され、インナエレメントよりも目詰まりの進行が速まる傾向がある。このためアウタエレメントの保守インターバルはインナエレメントのそれよりも短く設定される場合が多く、例えばアウタエレメントを６回清掃した時点でインナエレメントの交換が指定されている。
【０００６】
ケーシングの内壁には塵埃が付着している上に、清掃のためにアウタエレメントが取り外される際に表面の塵埃がケーシング内に剥落する場合もある。従って、このときインナエレメントが取り外されていると、インナエレメントにより覆われていた箇所、即ち吸気通路の開口部に塵埃が侵入し、保守後のエンジンの運転時に塵埃を含んだ吸入空気によりエンジン本体やターボチャージャ等が破損してしまう可能性が生じる。
【０００７】
従って、上記例示の場合には、５回までのアウタエレメントの清掃はインナエレメントを装着したまま実施し、６回目の清掃の際にインナエレメントを交換するために取り外す手順が望ましい。このような手順を遵守するための対策として、例えばケーシングに６枚のシールを貼着しておき、アウタエレメントの清掃の度にシールを１枚ずつ剥がし、残ったシール枚数からインナエレメントの交換時期を判別する手法が採られる場合がある。
【０００８】
しかしながら、上記シールによる対策は、あくまでもインナエレメントの交換時期をシール枚数で表しているだけであり、作業者が不注意でシールの確認を怠ってインナエレメントを取り外してしまうことがあり、甚だしい場合には作業者がシールの意味を認識していない場合さえある。結果としてシールによる対策では、誤ったインナエレメントの取外を防止できず、従来から抜本的な対策が要望されていた。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、アウタエレメントの複数回の清掃に対応してインナエレメントの交換が指定されている場合に、交換時期に至る以前の誤ったインナエレメントの取外を積極的に抑止でき、これにより吸入空気への塵埃の混入に起因するエンジン関係のトラブルを未然に防止することができる建設機械のエアクリーナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明の建設機械のエアクリーナは、ケーシング内に設けられ、筒状をなして前記ケーシングの開口端の内周側で開口するエレメント保持筒と、筒状をなして外周面に複数枚の係止爪が周方向に並設され、前記エレメント保持筒内に挿入配置されるインナエレメントと、前記ケーシングの開口端より内部に挿入され、筒状をなして前記エレメント保持筒の外周に配設されるアウタエレメントと、前記エレメント保持筒の開口端に脱着可能に固定され、前記複数枚の係止爪のそれぞれに当接して前記エレメント保持筒内からの前記インナエレメントの離脱を規制する離脱規制部材とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の建設機械のエアクリーナによれば、アウタエレメントの複数回の清掃に対応してインナエレメントの交換が指定されている場合に、交換時期に至る以前の誤ったインナエレメントの取外を積極的に抑止でき、これにより吸入空気への塵埃の混入に起因するエンジン関係のトラブルを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態のエアクリーナを示す分解斜視図である。
【図２】エアクリーナを示す断面図である。
【図３】ケーシングの開口端から内部を見た部分斜視図である。
【図４】係止爪の詳細を示す図２の部分拡大図である。
【図５】図４のV-V線断面図である。
【図６】図４のVI-VI線断面図である。
【図７】各係止爪を周方向にジグザグ状をなすように並設した別例を示す図３に対応する部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した建設機械のエアクリーナの一実施形態を説明する。
本実施形態のエアクリーナは、例えば油圧ショベル、ホイールローダ或いは転圧車両等の建設機械を対象としており、その整備解説書ではエアクリーナの保守に関する事項として、アウタエレメントを６回清掃した時点でインナエレメントの交換が指定されているものとする。なお、６回清掃した後のアウタエレメントを再度清掃するか交換するかは、作業者の判断に委ねられている。
【００１４】
図１は本実施形態のエアクリーナを示す分解斜視図、図２はエアクリーナを示す断面図、図３はケーシングの開口端から内部を見た部分斜視図である。
エアクリーナ１は、ケーシング２、ケーシング２内で内外二重に配設されるアウタ及びインナエレメント３，４、インナエレメント４を固定するための離脱規制リング５、及びケーシング２の開口端を閉塞する蓋部材６から構成されている。
【００１５】
ケーシング２は鋼板により製作され、軸線Ｌを中心とする筒状の外周壁２ａ、及び外周壁２ａの一端を閉塞する底壁２ｂからなる有底円筒状をなしている。ケーシング２内には軸線Ｌに沿った円筒状をなすエレメント保持筒７が配設され、エレメント保持筒７の基端（図２の右端）が底壁２ｂに固定されている。以下に述べるようにエレメント保持筒７は、内部に挿入配置されたインナエレメント４を保持する役割を果たす。このインナエレメント４の濾過機能のために、エレメント保持筒７の外周面の大半の部分には内外を連通させる流通領域７ａが形成されている。
【００１６】
図４は係止爪の詳細を示す図２の部分拡大図、図５は図４のV-V線断面図、図６は図４のVI-VI線断面図である。
エレメント保持筒７の先端（図２の左端）は、ケーシング２の開口端２ｃの内周側で且つ若干奧まった位置で開口している（以下、エレメント保持筒７の開口端７ｂと称する）。エレメント保持筒７の開口端７ｂの外周には雄ネジ部７ｃが形成され、開口端７ｂの周方向の等分６箇所には、ケーシング２外（図４，５の左側）に向けて開放された長方形状をなす切欠き７ｄがそれぞれ形成されている。切欠き７ｄの数は、インナエレメント４の交換時期までに実施されるアウタエレメント３の清掃回数に対応して設定されたものである。
【００１７】
エレメント保持筒７内には、開口端７ｂを介して鋼板により製作されたインナエレメント４が挿入され、インナエレメント４は円筒状をなしてエレメント保持筒７内でガタツキ無く配置されている。インナエレメント４の端部の位置は、軸線Ｌ方向においてエレメント保持筒７の各切欠き７ｄと一致し、端部が端壁４ａにより閉塞されてインナエレメント４の内外が区画されている。エレメント保持筒７と同じくインナエレメント４の外周面の大半の部分には内外を連通させる流通領域４ｂが形成され、インナエレメント４の内周側には濾紙４ｃが貼着されている。
【００１８】
端壁４ａの外周面における周方向の等分６箇所には四角状をなす係止爪４ｄがそれぞれ外周方向に延設され、各係止爪４ｄの軸線Ｌ方向の位置は互いに一致しており、それぞれエレメント保持筒７の切欠き７ｄ内に挿入されている。各係止爪４ｄは切欠き７ｄ内を介して外周方向に突出して、エレメント保持筒７の外周面上で周方向に並設されている。鋼板製の係止爪４ｄは、例えばドライバの先端や指等によりケーシング２外に向けて折曲可能であり、折曲後の係止爪４ｄは、図５中に仮想線で示すように切欠き７ｄ内に倒れ込んだ形状をなす。即ち、切欠き７ｄにより係止爪４ｄを折曲するスペースが確保されている。
なお、係止爪４ｄの折曲方向はこれに限るものではなく、例えば周方向の何れかに向けて折曲してもよい。
【００１９】
切欠き７ｄと係止爪４ｄとの係合により、エレメント保持筒７内でインナエレメント４は軸線Ｌを中心とした回転及び軸線Ｌに沿った移動を規制され、これによりエレメント保持筒７とインナエレメント４とが互いの流通領域７ａ，４ｂを重ねた配置状態に保たれ、流通領域７ａ，４ｂを介してインナエレメント４の濾紙４ｃにより濾過機能が奏される。
【００２０】
エレメント保持筒７の開口端７ｂには、内周に形成された雌ネジ部５ａを雄ネジ部７ｃに螺合させて、環状をなす離脱規制リング５が脱着可能に固定されている。離脱規制リング５の内周の半径をＲ、折曲される以前の係止爪４ｄの外周端と軸線Ｌとの距離をｒ１、折曲された後の係止爪４ｄの外周端と軸線Ｌとの距離をｒ２とした場合、図５に示すようにｒ１＞Ｒ＞ｒ２の関係が設定されている。
【００２１】
このため、何れか１つでも折曲されてない係止爪４ｄが存在する場合には、エレメント保持筒７内のインナエレメント４が離脱方向に移動したときに、折曲されてない係止爪４ｄが離脱規制リング５に当接し、エレメント保持筒７内からのインナエレメント４の離脱が規制される。また、全ての係止爪４ｄが折曲されている場合には、インナエレメント４は離脱規制リング５の内周側を通過可能となることから、エレメント保持筒７内からの離脱が許容される。
【００２２】
一方、図１，２に示すようにケーシング２内には、開口端２ｃより円筒状をなすアウタエレメント３が挿入され、エレメント保持筒７の外周側で内外二重の位置関係となるように配設されている。ケーシング２に対するアウタエレメント３の固定は、例えば特許文献１に記載のエアクリーナのような一般的な構造によりなされている。このため詳細は説明しないが、アウタエレメント３の一端がケーシング２の底壁２ｂにより閉塞され、アウタエレメント３の他端がケーシング２の開口端２ｃに取り付けられた蓋部材６により閉塞され、これによりアウタエレメント３の内外が区画されて濾過機能を奏する。
【００２３】
そして、上記のように折曲されてない係止爪４ｄが存在する場合、アウタエレメント３の清掃のためにケーシング２から蓋部材６が取り外されても、離脱規制リング５によりエレメント保持筒７内からのインナエレメント４の離脱が規制され続ける。このためインナエレメント４は内外を区画された状態に保たれ、内部への塵埃の侵入が防止される。
【００２４】
一方、図２に示すように、ケーシング２の外周壁２ａの一側には流入口２ｄが開口形成され、この流入口２ｄを介してケーシング２内が外部と連通している。またケーシング２の底壁２ｂには流出口２ｅが開口形成され、この流出口２ｅを介してインナエレメント４内が図示しないエンジンの吸気通路と連通している。エンジンの運転中には、流入口２ｄを経て外気が吸入空気としてケーシング２内に流入してアウタエレメント３を流通する際に濾過され、さらにインナエレメント４を流通する際に濾過され、その後に流出口２ｅから吸気通路を経てエンジンに供給される。
【００２５】
次に、以上のように構成されたエアクリーナ１を保守する際の作業者による作業手順について説明する。
まず整備解説書では、上記のようなアウタエレメント３の清掃回数とインナエレメント４の交換との関係が指定された上で、アウタエレメント３の清掃毎にインナエレメント４の係止爪４ｄを１枚ずつ折曲すべきこと、及び全ての係止爪４ｄが折曲された時点がインナエレメント４の交換時期であること等のルールが明記されている。
【００２６】
所定の保守インターバル（例えば所定の稼働時間）に至ると、作業者はアウタエレメント３を清掃すべく、蓋部材６を取り外してケーシング２内からアウタエレメント３を離脱させる。作業者はアウタエレメント３を清掃する一方、ケーシング２の開口端２ｃから各係止爪４ｄの形状（折曲済みか否か）を確認する。各係止爪４ｄはエレメント保持筒７の開口端７ｂ近傍に位置し、且つその外周面上で軸線Ｌを中心とした周方向に並設されているため、全ての係止爪４ｄの形状をケーシング２の開口端２ｃから容易に視認できる。
【００２７】
そして、未だ折曲されてない係止爪４ｄがある場合には、１枚をドライバの先端や指等で折曲した上で、全ての係止爪４ｄが折曲されたか否かを再度確認する。何れか１つでも折曲されてない係止爪４ｄが存在する場合には、未だインナエレメント４の交換時期に至っていないと判断し、清掃後のアウタエレメント３をケーシング２内に配置して蓋部材６を取り付ける。
【００２８】
ここで、ケーシング２の内壁には塵埃が付着している上に、アウタエレメント３が取り外される際に表面の塵埃がケーシング２内に剥落する場合もある。そして［発明が解決しようとする課題］で述べたように、シールの残り枚数からインナエレメントの交換時期を認識する従来手法では、誤ったインナエレメントの取外を防止できないことから、吸入空気に塵埃が混入する場合があった。
【００２９】
これに対して本実施形態では、たとえ作業者が誤ってインナエレメント４を離脱操作したとしても、離脱規制リング５によりエレメント保持筒７内からのインナエレメント４の離脱が規制される。このような強制的な離脱規制により、交換時期に至る以前の誤ったインナエレメント４の取外を積極的に抑止でき、インナエレメント４内への塵埃の侵入、ひいては吸入空気への塵埃の混入に起因するエンジン関係のトラブルを未然に防止することができる。
【００３０】
また、インナエレメント４の強制的な離脱規制は、整備解説書に明記されているルールを作業者に再認識させることにもつながる。即ち、離脱規制により作業者は自己の操作の誤りに気付き、例えば整備解説書を読み直してルール（アウタエレメント３の清掃毎に係止爪４ｄを折曲、全係止爪４ｄの折曲後にインナエレメント４を交換）を再認識する。従って、作業者の操作に誤りがある場合であっても、それを正して整備解説書に従った正規のエアクリーナ１の保守作業を促すことができる。
【００３１】
以上のようにして１回分のアウタエレメント３の清掃作業が完了し、この作業を保守インターバル毎に繰り返す。何れのアウタエレメント３の清掃作業でも、離脱規制リング５によりインナエレメント４が離脱規制されるため、内部への塵埃の侵入が防止されて上記の作用効果が奏される。
【００３２】
そして、６回目のアウタエレメント３の清掃作業の際には全ての係止爪４ｄが折曲されるため、エレメント保持筒７内からのインナエレメント４の離脱が許容される。これと共に各係止爪４ｄの形状を視認した作業者がインナエレメント４の交換時期であることを認識し、インナエレメント４を把持してエレメント保持筒７内から離脱させる。
【００３３】
次いで、エレメント保持筒７の開口端７ｂから離脱規制リング５を取り外し、その開口端７ｂから新品のインナエレメント４を挿入した上で、再度離脱規制リング５を装着する。インナエレメント４の各係止爪４ｄがエレメント保持筒７の各切欠き７ｄ内に挿入され、全ての係止爪４ｄによりインナエレメント４の離脱規制がなされる初期状態に復帰する。そして、清掃後のアウタエレメント３をケーシング２内に配置して蓋部材６を取り付ければ、アウタエレメント３の清掃作業及びインナエレメント４の交換作業が完了する。無論、このときアウタエレメント３を清掃することなく、新品のアウタエレメント３を用いてもよい。
【００３４】
以上の６回目の清掃作業の際の各係止爪４ｄは、インナエレメント４の交換を積極的に促す役割を果たす。即ち、５回目までの離脱規制とは逆に、６回目の清掃作業では係止爪４ｄの折曲により、エレメント保持筒７内でインナエレメント４が回転方向にも軸線Ｌ方向にも固定されなくなる。このようなインナエレメント４の状態を作業者は容易に認識でき、自ずとインナエレメント４の交換を促される。交換時期を過ぎたインナエレメント４は捕捉した塵埃により目詰まりし、圧損の増大により吸入空気量が減少してエンジン性能の低下の要因になる。適切な交換時期にインナエレメント４が確実に交換されることで、このような事態を未然に回避して良好なエンジン性能を保つことができる。
【００３５】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、インナエレメント４の各係止爪４ｄを周方向の等分６箇所で且つ軸線Ｌ方向で一致する位置に形成したが、その枚数や配置はこれに限るものではない。例えば、係止爪４ｄの枚数に関しては、アウタエレメント３の清掃回数とインナエレメント４の交換との関係に基づき設定すればよい。また、例えば図７に示すように、各係止爪４ｄを周方向にジグザグ状をなすように並設してもよく、この場合でも作業者は、全ての係止爪４ｄの形状をケーシング２の開口端２ｃから容易に視認できる。
【００３６】
また上記実施形態では、鋼板製の係止爪４ｄを切欠き７ｄ内に倒れ込むように折曲させたが、本発明の「係止爪が折られたとき」とは、係止爪４ｄを折曲するもののみならず、破断させる形態も含む。具体的には、インナケーシングを硬度の高い合成樹脂材料により製作し、一体形成した係止爪４ｄに折曲げ方向の力を加えて破断してもよい。
【００３７】
破断後の係止爪４ｄが切欠き７ｄ内にとどまる場合も、切欠き７ｄ内から脱落する場合もあり得るが、何れにしても係止爪４ｄが離脱規制リング５に当接することなくインナエレメント４の離脱が許容されるため、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。なお、容易に破断可能なように、係止爪４ｄの根元に溝等の脆弱部を形成してもよい。
【００３８】
また上記実施形態では、環状をなす離脱規制リング５にインナエレメント４の係止爪４ｄを当接させて離脱規制したが、本発明の離脱規制部材は必ずしも環状である必要はない。例えばインナエレメント４の周方向の一部領域に係止爪４ｄを並設した場合には、その領域に対応する円弧状の離脱規制部材を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１    エアクリーナ
２    ケーシング
２ｃ  開口端
３    アウタエレメント
４    インナエレメント
４ｄ  係止爪
５    離脱規制リング（離脱規制部材）
７    エレメント保持筒
７ｂ  開口端
７ｄ  切欠き
【図１】
2019173599.tif 000003
【図２】
2019173599.tif 000004
【図３】
2019173599.tif 000005
【図４】
2019173599.tif 000006
【図５】
2019173599.tif 000007
【図６】
2019173599.tif 000008
【図７】
2019173599.tif 000009