(57)【要約】【課題】外側エレメント及び内側エレメントの双方をシールするエアクリーナを提供する。【解決手段】エアクリーナ１は、外側エレメント２０及び内側エレメント３０を収容した円筒状のケース２を有する。ケース２は、開口端がカバー３によって閉止されている。外側エレメント２０及び内側エレメント３０の一端にはシール部材２６，３６が成形されている。シール部材２６は、軸方向外側に突出する突起部２７を有し、底壁１０は、軸方向内側に突出する底壁突起部１１を有する。組付状態では、外側シール部材２６の外周面２６ｂが全周に亘ってシール壁１２の内周面１２ａに圧接して外側エレメント２０とケース２との間がシールされる。また、内側シール部材３６の内周面３６ｃが全周に亘って出口管外周面１６ａに圧接して内側エレメント３０とケース２との間がシールされる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部が開口した有底円筒状のケースと、
前記ケースの開口端に着脱可能に取付けられたカバーと、を有し、
前記ケース内に、円筒状の外側エレメントと円筒状の内側エレメントとが同心円状に配置されたエアクリーナにおいて、
前記ケースは、円筒状の外周壁と、環状の底壁と、を有し、前記外周壁には入口管が設けられており、前記底壁の中央開口部に出口管が挿入されており、
前記外側エレメント及び前記内側エレメントの端部に、円環状をなすシール部材がそれぞれ設けられており、
前記外側エレメントのシール部材は前記外周壁の内側面に対し半径方向外側に圧接し、前記内側エレメントのシール部材は、前記出口管の外周面に対し半径方向内側に圧接していることを特徴とするエアクリーナ。
【請求項２】
前記底壁にケース内側に突出する突起部が形成されており、前記外側シール部材の一部が前記突起部に外周側から係合することを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。
【請求項３】
前記突起部は、前記外側エレメントのシール部材と前記内側エレメントのシール部材との間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２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、内燃機関に用いられるエアクリーナに関し、特に、二重のエレメントを備えたエアクリーナのシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、例えば、トラック等の内燃機関の吸入空気を濾過するために用いられる二重のエレメントを備えたエアクリーナが知られている。この種のエアクリーナは、半径方向に延びる入口管及び軸方向に延びる出口管を備えた有底円筒状のケースを有し、該ケース内に、同心円状に配された円筒状の外側エレメント及び内側エレメントが収容されている。
【０００３】
この種のエアクリーナのシール構造として、二重のエレメントを備えるものではないが、例えば、特許文献１に記載されているものがある。引用文献１では、フィルタエレメントの端部に配されたエンドプレートは、軸方向外側に向かって２つのビードが突出しており、ビード間に断面Ｖ字型のシール溝が周方向に連続するように形成されている。一方、ケース側には、前記エンドプレートに向けて軸方向内側に突出する断面Ｖ字型の突起部が周方向に連続するように設けられている。このエンドプレート側のシール溝とケース側の突起部とが当接することによって、シール溝の内周面及び外周面に亘って内外二重のシールが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１０−５４０２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、二重のエレメントを備えるエアクリーナに前記のようなシール構造を適用した場合、外側エレメント及び内側エレメント双方のエンドプレートにビードを設けてシール溝を形成しなければならず、さらに双方のシール溝に係合するようにケースに突起部を二重に設けなくてはならないため、ケースの構造が複雑化することとなる。この結果、ケースに使用可能な材料や製造方法が限定され、ケースの製造が困難なものとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、エアクリーナは、一方の端部が開口した有底円筒状のケースと、ケースの開口端に着脱可能に取付けられたカバーと、を有する。ケース内に円筒状の外側エレメントと円筒状の内側エレメントとが同心円状に配置されている。ケースは、円筒状の外周壁と、環状の底壁と、を有し、外周壁には入口管が設けられており、底壁の中央開口部に出口管が挿入されている。外側エレメント及び内側エレメントの端部に、円環状をなすシール部材がそれぞれ設けられており、外側エレメントのシール部材は外周壁の内側面に対し半径方向外側に圧接し、内側エレメントのシール部材は、出口管の外周面に対し半径方向内側に圧接している。
【０００７】
このような発明では、ケースの外周壁と出口管とによって外側エレメントと内側エレメントとの双方がシールされ、シール用の他の部品をケースに付加する必要がない。
【０００８】
本発明の好ましい一態様では、底壁にケース内側に突出する突起部が形成されており、外側シール部材の一部が突起部に外周側から係合する。
【０００９】
本発明のさらに好ましい一態様では、突起部は、外側エレメントのシール部材と内側エレメントのシール部材との間に配置されている。
【００１０】
このような発明では、内燃機関の運転時における負圧の作用によって外側シール部材が内周側へ変位しようとする場合であっても、外側エレメントのシール部材が底壁の突起部に係合し、その内周側への変位が阻止される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、構造を複雑化させることなく、外側エレメントと内側エレメントの双方を確実にシールすることができ、エアクリーナの構成の簡素化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るエアクリーナの斜視図。
【図２】エアクリーナの側方断面図。
【図３】図２に示すエアクリーナの部分拡大断面図。
【図４】外側エレメントの斜視図。
【図５】内側エレメントの斜視図。
【図６】エアクリーナの他の実施例の部分拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１〜図５に基づいて、本発明の一実施例について詳細に説明する。図１，２に示すように、エアクリーナ１は、一方の端部が開口した有底円筒状をなす板金製のケース２と、このケース２の開口端に着脱可能に取付けられた円板状のカバー３と、を有し、ケース２内には、外周側に位置する円筒状の外側エレメント２０と、外側エレメント２０の内周側に挿入された円筒状の内側エレメント３０と、が同心円状に配置されている。外側エレメント２０及び内側エレメント３０は、放射状に折り曲げてなる円筒状の濾材２１，３１をそれぞれ有する。
【００１４】
ケース２は、円筒状の外周壁８と、ケース２の開口端の反対側に位置する環状の底壁１０と、を有する。外周壁８には半径方向外側に突出する入口管１４が設けられており、底壁１０には該底壁１０の中央に設けられた円形の開口部に出口管１６が挿入されている。この出口管１６の軸方向内側の端部は、底壁１０から所定の長さだけ内側エレメント３０側に突出している。底壁１０の外周寄りの位置には、軸方向内側に僅かに突出する突起部１１（以下、底壁突起部１１という）が形成されている。底壁突起部１１は、断面略Ｕ字形をなしており、図１に示すように、周方向に連続している。底壁突起部１１は、プレス成形によって形成される。カバー３は、外周部に設けられた複数の留め具３ａ（例えば、クリップ）がケース２の外周壁８に係合することによって、ケース２の開口端に取り付けられている。
【００１５】
このように構成されたエアクリーナにおいて、吸入空気は、入口管１４を通ってケース２内に流入し、外側エレメント２０の濾材２１を通過して半径方向内側へと流れ、さらに内側エレメント３０の濾材３１を通過した後、軸方向に延びる出口管１６を通ってケース２から流出する。
【００１６】
外側エレメント２０は、外側エレメント２０に付着した塵埃の除去のために取り外し可能となっており、取り外して清掃することで外側エレメント２０の目詰まりを防止することができる。また、外側エレメント２０及び内側エレメント３０を内外二重に配設することにより、外側エレメント２０を取り外している間、異物の侵入が内側エレメント３０によって阻止されるようになっている。
【００１７】
次に、外側エレメント２０及び内側エレメント３０について詳細に説明する。図４に示すように、外側エレメント２０は、エキスパンドメタルをロール成形することでそれぞれ円筒状に形成されたメッシュ状の外筒２２及び内筒２３を有する。外筒２２及び内筒２３は、同心円状に配され、所定の間隔を隔てて離間しており、その間に濾材２１が配置されている。外側エレメント２０の一方の端部は、円形のエンドプレート２４によって全体が塞がれている。エンドプレート２４とは反対側となる外側エレメント２０の他方の端部には、外筒２２と内筒２３とを連結するように円環状をなすシール部材２６（以下、外側シール部材２６という）が設けられており、内筒２３よりも内周の中心部分は、開口している。外側シール部材２６及びエンドプレート２４は、例えば、ウレタンゴムからなり、濾材２１端部を外筒２２及び内筒２３とともに挿入配置した金型内で成形することにより、これらの濾材２１等と一体化されている。
【００１８】
内側エレメント３０は、図５に示すように、外側エレメント２０と同様の構成を有しており、エキスパンドメタルからなる外筒３２及び内筒３３と、放射状に折り返した濾材３１と、を備え、一端がエンドプレート３４によって閉塞されている。エンドプレート３４とは反対となる内側エレメント３０の他方の端部には、円環状のシール部材３６（以下、内側シール部材３６という）が外筒３２等と一体に成形されている。内側シール部材３６及びエンドプレート３４は、例えば、ウレタンゴムから成形される。内側エレメント３０は、外側エレメント２０内に挿入される部材であるため、外側エレメント２０の外側シール部材２６の内径より僅かに径が小さい。また、外筒３２と内筒３３との間の間隔は、外側エレメント２０の外筒２２と内筒２３との間の幅よりも小さく、外筒３２と内筒３３との間に挿入される濾材３１の半径方向の寸法も外側エレメント２０に用いられる濾材２１の幅よりも小さい。また内側シール部材３６の半径方向の寸法も外側シール部材２６の半径方向の寸法よりも小さくなっている。
【００１９】
次に図２，３を参照して、エアクリーナ１の組立状態におけるシール構造について詳細に説明する。内側エレメント３０は、底壁１０の開口部を通って軸方向内側に延びている出口管１６の外周面１６ａに沿って配置され、外側エレメント２０は、内側エレメント３０から所定の間隔を隔てて、内側エレメント３０の外周側に配置されている。図２に示すように、内側エレメント３０のエンドプレート３４は、外側エレメント２０のエンドプレート２４と当接し、外側エレメント２０のエンドプレート２４は、カバー３の内側面に当接している。
【００２０】
図３に示すように、ケース２の底壁１０外周縁に接続される外周壁８の端部は、部分的に小径となっており、ケース２（ひいては外側エレメント２０）の中心軸線と平行な円筒面からなるシール壁１２を構成している。このシール壁１２に対し、前記外側エレメント２０の外側シール部材２６の外周面２６ｂは、外側エレメント２０の中心軸線と平行な円筒面をなし、かつシール壁１２に対し適当な面圧で圧接するように、シール壁１２の内径に対し所定量だけ大きく設定した外径を有している。
【００２１】
従って、外側エレメント２０をケース２に組み付ける際には、ケース２に対し外側エレメント２０を軸方向に圧入することで組付が行われ、図３に示すように組み付けた状態では、外側シール部材２６の外周面２６ｂが全周に亘ってシール壁１２の内周面１２ａに圧接する。これにより、外側エレメント２０とケース２との間がシールされる。円環状をなす外側シール部材２６は、エキスパンドメタルからなる外筒２２、内筒２３及び濾紙２１と一体に成形されていることから、全体として半径方向に十分な剛性を有し、シール壁１２との間で半径方向に十分な面圧を保持することができる。
【００２２】
また、前記外側シール部材２６の端面２６ａは、ケース２への組付状態では、ケース２の底壁１０に対向しているが、この端面２６ａに、前記底壁１０の底壁突起部１１に対応した突起部２７（以下、外側突起部２７という）が形成されている。この外側突起部２７は、底壁突起部１１の外周縁に対応した半径位置にあり、略山型の断面形状を有するとともに、全周に亘って環状に連続している。従って、組付状態では、外側突起部２７が底壁突起部１１の外周に沿って位置する。
【００２３】
内燃機関の運転時には、外側エレメント２０の内周側に負圧が作用し、特に塵埃の堆積により外側エレメント２０の通気抵抗が大きくなると、外側エレメント２０の濾紙２１が内周側へ付勢される。従って、外側シール部材２６は径の縮小方向に力を受けるが、外側シール部材２６が内周側へ変位しようとすると、外側突起部２７が底壁突起部１１に係合し、その内周側への変位が規制される。これにより、外側シール部材２６の外周面２６ｂとシール壁１２との間での面圧低下が抑制され、両者間でのシール性が維持される。
【００２４】
なお、図示例では、ケース２は、外周壁８部分と底壁１０部分とが別の金属板から構成され、かつ溶接等により一体に接合されているが、シール壁１２部分は、底壁１０側の母材の一部として形成されている。また、断面略矩形状に金型成形される外側シール部材２６の外周側コーナ部には面取り状の肉抜き部２８が設けられており、コーナ部でのケース２からの浮き上がりを回避している。
【００２５】
一方、内側エレメント３０の内側シール部材３６は、図３に示すように、内側エレメント３０の中心軸線と平行な円筒面をなす内周面３６ｃと、前記中心軸線と直交する平面に沿った端面３６ａと、を有し、ケース２中心の出口管１６に嵌合している。詳しくは、前記内周面３６ｃは、円筒面をなす出口管１６の外周面１６ａに適当な面圧で圧接するように、出口管１６の外径に対し所定量だけ小さく設定した内径を有している。
【００２６】
従って、内側エレメント３０をケース２に組み付ける際には、外側エレメント２０と同様に、ケース２に対し内側エレメント３０を軸方向に圧入することで組付が行われ、図３に示すように組み付けた状態では、内側シール部材３６の内周面３６ｃが全周に亘って出口管外周面１６ａに圧接する。これにより、内側エレメント３０とケース２との間がシールされる。円環状をなす内側シール部材３６は、エキスパンドメタルからなる外筒３２、内筒３３及び濾紙３１と一体に成形されているので、やはり全体として半径方向に十分な剛性を有し、出口管１６との間で半径方向に十分な面圧を保持することができる。内側エレメント３０は、内燃機関の運転時に作用する負圧により内周側つまり面圧が増加する方向に付勢されるので、負圧による面圧低下の懸念はない。なお、図示例では、内側シール部材３６の端面に、軸方向に局部的に突出した突起部（以下、内側突起部３７という）が全周に亘って連続して形成されており、組付状態では、この内側突起部３７が底壁１０に当接している。
【００２７】
このように、前記実施例によれば、外側エレメント２０がシール壁１２に対し半径方向外側に圧接してシールされるとともに、内側エレメントが出口管に対して半径方向内側に圧接してシールされるので、基本的に他のシール用の部品を付加する必要がなく、構成を簡素化できる。
【００２８】
また、底壁１０の底壁突起部１１は、プレス加工により容易に形成することができるため、エアクリーナ全体としての製造が容易となる。
【００２９】
次に図６を参照して、底壁１０に設けられる突起部の他の実施例について説明する。本実施例は、底壁１０に設けられた底壁突起部以外の構成については、図１〜図５に示した実施例の構成と同一である。本実施例では、底壁１０は、外側シール部材２６と内側シール部材３６との間において軸方向内側に突出している底壁突起部１１０を有する。底壁突起部１１０は、周方向に円環状に連続しているものであって、底壁１０と平行な段部として底壁１０から軸方向内側に突出した幅の広い第１の部分１１１と、底壁１０の内径側にあり、底壁１０と平行な段部として底壁１０から軸方向内側に突出した幅の狭い第２の部分１１２と、第１の部分１１１と第２の部分１１２とを連続的に繋ぐように第１の部分１１１及び第２の部分１１２からさらに軸方向内側に向かって断面略Ｕ字形に突出した幅の狭い第３の部分１１３とからなる。
【００３０】
エアクリーナ１の組立状態において、第１の部分１１１は、外側シール部材２６の端面２６ａの内周縁と当接し、第２の部分１１２は内側シール部材３６の端面３６ａの外周縁と当接する。第３の部分１１３は、外周面が外側シール部材２６の内周面２６ｃと当接し、内周面が内側シール部材３６の外周面３６ｂと当接する。
【００３１】
内燃機関の運転時には、外側エレメント２０の内周側に負圧が作用し、外側エレメント２０の濾紙２１が内周側へ付勢される。従って、外側シール部材２６は径の縮小方向に力を受けるが、外側シール部材２６が内周側へ変位しようとすると、外側シール部材２６が底壁突起部１１０に係合し、その内周側への変位が規制される。これにより、外側シール部材２６の外周面２６ｂとシール壁１２との間での面圧低下が抑制され、両者間でのシール性が維持される。
【００３２】
なお、図示の実施例では、外側エレメント２０及び内側エレメント３０の外筒２２，３２及び内筒２３，３３は、エキスパンドメタルをロール成形することでそれぞれ形成されているが、複数の開口を開口形成した金属板をロール成形することでそれぞれ形成するようにしてもよい。さらに、底壁突起部１１，１１０は、各実施例の形状に限定されることなく、他の形状、例えば、角形としてもよい。同様に、外側突起部２７は略山形の断面形状を有しているが、底壁突起部１１と内周側で係合する形状であればよく、例えば、ステップ状の段差としてもよい。さらに、図示の実施例では、底壁突出部１１，１１０は周方向に連続しているが、例えば、ボス状の突起を周方向に断続的に設けるようにしてもよい。また、ケース２及びカバー３を樹脂で成形してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  エアクリーナ
２  ケース
１０  底壁
１１  突起部
１２  シール壁
２０  外側エレメント
２６  外側シール部材
２７  外側突起部
３０  内側エレメント
３６  内側シール部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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