(57)【要約】【課題】内燃機関の出力低下を抑制する。【解決手段】フィルタエレメント３が配置された略円筒形状のケーシング２と、ケーシング周壁２ａに接続された吸気入口管４と、ケーシング一端面２ｂ側にケーシング軸方向から接続され、かつケーシング一端面２ｂの直下で略直角に屈曲してケーシング半径方向へと伸びるように形成された吸気出口管５と、を有し、吸気入口管４からケーシング２内に導入された空気がフィルタエレメント３を介して吸気出口管５から取り出されるサイクロン式エアクリーナ１において、フィルタエレメント３は、底面３ａがケーシング一端面２ｂ側に位置し、頂点３ｂがケーシング他端面２ｃ側に位置する略円錐形状に形成されている。これによって、フィルタエレメント３の吸入効率を向上させることができ、内燃機関の出力低下を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に濾過用のフィルタエレメントが配置された略円筒形状のケーシングと、ケーシング周壁に接続された吸気入口管と、ケーシングの一端面側にケーシング軸方向から接続され、かつケーシング一端面の直下で略直角に屈曲してケーシング半径方向へと伸びるように形成された吸気出口管と、を有し、吸気入口管からケーシング内に導入された空気がフィルタエレメントを介して吸気出口管から取り出されるサイクロン式エアクリーナにおいて、
フィルタエレメントは、底面がケーシング一端面側に位置し、頂点がケーシング他端面側に位置する略円錐形状に形成されていることを特徴とするサイクロン式エアクリーナ。
【請求項２】
ケーシングの一端面側に接続される吸気出口管の一端部には、ケーシング一端面の直下に、フィルエレメントの底面と略同一面積となる断面積の容積室が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサイクロン式エアクリーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイクロン式エアクリーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ケーシング内のダストサイドで導入した空気を旋回させ、遠心力を利用して微細をダストを分離する共に、ケーシング内の配置したフィルタエレメントによりさらに空気内の微細なダストを捕集するサイクロン式エアクリーナは、例えば特許文献１等により従来から広く知られている。
【０００３】
このような従来のサイクロン式エアクリーナは、略円柱形状のケーシングの周壁（ケーシング半径方向）から外気を取り込み、ケーシング内に配置されたフィルタエレメントを介してケーシングの一端面（ケーシング軸方向）に接続された出口管から清浄された空気を取り出す構造となっている。
【特許文献１】特開平９−４７６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来のサイクロン式エアクリーナを車両用の内燃機関の吸気系に採用した場合、従来のサイクロン式エアクリーナは、吸気系の直上方に配置されることはないため、ケーシングの一端面に接続された出口管は、ケーシングの一端面の直下で略直角に屈曲するよう形成されることになる。すなわち、出口管は、ケーシングの一端面からケーシング軸方向に延出した後、ケーシング半径方向に屈曲することになる。そのため、出口管のこの屈曲した部分で圧力損失が生じることになる。つまり、従来のサイクロン式エアクリーナを内燃機関の吸気系に採用すると内燃機関の出力低下を招く虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明は、内部に濾過用のフィルタエレメントが配置された略円筒形状のケーシングと、ケーシング周壁に接続された吸気入口管と、ケーシングの一端面側にケーシング軸方向から接続され、かつケーシング一端面の直下で略直角に屈曲してケーシング半径方向へと伸びるように形成された吸気出口管と、を有し、吸気入口管からケーシング内に導入された空気がフィルタエレメントを介して吸気出口管から取り出されるサイクロン式エアクリーナにおいて、フィルタエレメントは、底面がケーシング一端面側に位置し、頂点がケーシング他端面側に位置する略円錐形状に形成されていることを特徴としている。吸気入口管からケーシング内に取り込まれた空気は、ケーシングの内壁面とフィルタエレメントとに挟まれた空間をケーシング周方向に旋回させられ、この旋回中に比較的重いダストは遠心力により分離される。そして、比較的重いダストを分離させた空気は、フィルタエレメントの側壁を通過してフィルタエレメント内に流れ込むことで、フィルタエレメントにより濾過される。フィルタエレメント内の空気は、フィルタエレメントの底面を通り吸気出口管から取り出される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、フィルタエレメントが円錐形状となっているで、フィルタエレメントの側壁に直交する吸気吸引力Ｆｓの１８０°反対方向には、フィルタエレメントのテーパ角度をθとすると、遠心力Ｆｃの分力であるＦｃＣＯＳ（θ／２）が作用することになる。つまり、吸気吸引力Ｆｓの反対方向に作用する力を相対的に小さくすることができるので吸入効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１は本発明に係るサイクロン式エアクリーナ１を模式的に示した説明図であり、図２は本発明に係るサイクロン式エアクリーナ１の平面図である。
【０００９】
サイクロン式エアクリーナ１は、略有底円筒形状のケーシング２と、ケーンシング２内の略中央に配置された濾過用のフィルタエレメント３と、ケーシング周壁２ａに外側から接続された吸気入口管４と、ケーシング一端面２ｂにケーシング軸方向から接続された吸気出口管５と、を有している。
【００１０】
フィルタエレメント３は、吸気入口管４からケーシング２内部に導入された空気中の微細なダストを捕集して空気を濾過するものであって、底面３ａがケーシング一端面２ｂに位置し、頂点３ｂがケーシング他端面２ｃ側に位置する円錐形状に形成されている。詳述すると、フィルタエレメント３は、側壁３ｃに濾紙等の濾過材が配置されており、底面３ａ部分から濾過された空気を取り出すよう構成されている。
【００１１】
吸気出口管５は、実質的には、フィルタエレメント３の底面３ａに接続されている。この吸気出口管５は、ケーシング２の一端面２ｂ直下で略直角に屈曲してケーシング半径方向へと伸びるように形成されている。ここで、サイクロン式エアクリーナ１を車両用内燃機関の吸気系に採用する場合、サイクロン式エアクリーナ１は通常吸気系の直上方に配置されることはないため、ケーシング２の一端面２ｂに接続された吸気出口管５は、エンジンルーム（図示せず）内のレイアウト上、ケーシング２の一端面２ｂの直下で略直角に屈曲するよう形成されることになる。
【００１２】
そして、吸気出口管５の一端部には、ケーシング２の一端面２ｂの直下に、フィルタエレメント３の底面３ａと略同一面積となる断面積の略円柱状の容積室６が形成されている。つまり、フィルタエレメント３の底面３ａから取り出される濾過（浄化）された空気は、容積室６内をケーシング軸方向に沿って流れた後、容積室６の側面から、ケーシング半径方向に向かって流れることになる。
【００１３】
このようなサイクロン式エアクリーナ１において、吸気入口管４からケーシング２内に取り込まれた空気は、ケーシング２の内壁面とフィルタエレメント３の側壁３ｃとに挟まれた空間をケーシング周方向に旋回させられ、この旋回中に比較的重いダストは遠心力により分離される。そして、比較的重いダストを分離させた空気は、フィルタエレメント３の側壁３ｃを通過してフィルタエレメント３内に流れ込むことで、フィルタエレメント３により濾過される。フィルタエレメント３内の空気は、フィルタエレメント３の底面３ａを通り吸気出口管５から取り出される。
【００１４】
図３及び図４は、比較例としてのサイクロン式エアクリーナ１１を示している。尚、上述した本発明に係るサイクロン式エアクリーナ１と同一の構成要素には同一の符号を付し重複する説明を省略する。
【００１５】
この比較例のサイクロン式エアクリーナ１１は、上述した本発明のサイクロン式エアクリーナ１に対して、フィルタエレメント１３の形状が円筒形状になっている点が異なっているが、それ以外の構成は実質的に略同一構成となっている。
【００１６】
フィルタエレメントの形状が比較例のように円筒形状の場合、吸気出口管５の一端部側に空気流の曲がりが急にならないような容積室６に相当する空間を作るためには、吸気出口管５が接続されるフィルタエレメント１３の底面１３ｂの面積を大きくする必要がある。すなわち、円筒形状のフィルタエレメント１３の外径が大きくなる。そのため、ケーシング２の内壁面とフィルタエレメント１３の側壁１３ｃとに挟まれた空間の容積が減少し、この空間を旋回させて遠心力により空気中の比較的重いダストを分離させるのが困難になる虞がある。
【００１７】
それに対して、本願発明のサイクロン式エアクリーナ１は、フィルタエレメント３の形状が円錐形状となっているので、ケーシング２の内壁面とフィルタエレメント３の側壁３ｃとに挟まれた空間の容積を減らすことなく、フィルタエレメント３の底面３ａの面積を増やすことができ、底面３ａに接続される吸気出口管５の容積室６の容量を大きくすることができる。そのため、ケーシング２の内壁面とフィルタエレメント３の側壁３ｃとに挟まれた空間の容積を確保し、この空間を旋回させて遠心力により空気中の比較的重いダストを分離させることができると共に、吸気出口管５のケーシング一端面２ｂの直下で略直角に屈曲した部分において、空気流の流れが相対的に急ならず、圧力損失の発生を抑制することができる。
【００１８】
また、フィルタエレメント３を円錐形状とすることで、フィルタエレメント３の吸入効率を相対的に向上させることができる。図５は上述した比較例のサイクロン式エアクリーナ１１におけるフィルタエレメント１３の側壁１３ｃ上における吸気吸引力Ｆｓと遠心力Ｆｃの関係を模式的に示した説明図であり、図６は本願発明のサイクロン式エアクリーナ１におけるフィルタエレメント３の側壁３ｃ上における吸気吸引力Ｆｓと遠心力Ｆｃの関係を模式的に示した説明図である。
【００１９】
円筒形状のフィルタエレメント１３の場合、吸気吸引力Ｆｓは側壁１３ｃに直交する方向に作用し、遠心力Ｆｃはケーシング半径方向外側に向かって作用する。換言すれば、遠心力Ｆｃは吸気吸引力Ｆｓとは１８０°反対方向に作用する。
【００２０】
一方、円錐形状のフィルタエレメント３の場合、側壁３ｃに直交する吸気吸引力Ｆｓの１８０°反対方向には、フィルタエレメント３のテーパ角度をθとすると、遠心力Ｆｃの分力であるＦｃＣＯＳ（θ／２）が作用することになる。つまり、本実施形態のサイクロン式エアクリーナ１は、吸気吸引力Ｆｓの反対方向に作用する力をフィルタエレメント１３が円筒形状の比較例のサイクロン式エアクリーナ１１に対して相対的に小さくすることができるので吸入効率を向上させることができ、ひいては内燃機関の出力低下を抑制することができる。
【００２１】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００２２】
（１）  内部に濾過用のフィルタエレメントが配置された略円筒形状のケーシングと、ケーシング周壁に接続された吸気入口管と、ケーシングの一端面側にケーシング軸方向から接続され、かつケーシング一端面の直下で略直角に屈曲してケーシング半径方向へと伸びるように形成された吸気出口管と、を有し、吸気入口管からケーシング内に導入された空気がフィルタエレメントを介して吸気出口管から取り出されるサイクロン式エアクリーナにおいて、フィルタエレメントは、底面がケーシング一端面側に位置し、頂点がケーシング他端面側に位置する略円錐形状に形成されている。これによって、フィルタエレメントの側壁に直交する吸気吸引力Ｆｓの１８０°反対方向には、フィルタエレメントのテーパ角度をθとすると、遠心力Ｆｃの分力であるＦｃＣＯＳ（θ／２）が作用することになる。つまり、吸気吸引力Ｆｓの反対方向に作用する力を相対的に小さくすることができるので吸入効率を向上させることができる。
【００２３】
（２）  上記（１）に記載のサイクロン式エアクリーナにおいて、ケーシングの一端面側に接続される吸気出口管の一端部には、ケーシング一端面の直下に、フィルエレメントの底面と略同一面積となる断面積の容積室が形成されている。容積室は、ケーシングの内壁面とフィルタエレメントの側壁とに挟まれた空間の容積を相対的に減らすことなく増やすことができるので、吸気出口管のケーシング一端面の直下で略直角に屈曲した部分において、空気流の流れが相対的に急ならず圧力損失の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るサイクロン式エアクリーナを模式的に示した説明図。
【図２】本発明に係るサイクロン式エアクリーナの平面図。
【図３】比較例のサイクロン式エアクリーナを模式的に示した説明図。
【図４】比較例のサイクロン式エアクリーナの平面図。
【図５】比較例のサイクロン式エアクリーナにおけるフィルタエレメントの吸気吸引力Ｆｓと遠心力Ｆｃの関係を模式的に示した説明図。
【図６】本発明に係るサイクロン式エアクリーナにおけるフィルタエレメントの吸気吸引力Ｆｓと遠心力Ｆｃの関係を模式的に示した説明図。
【符号の説明】
【００２５】
１…サイクロン式エアクリーナ
２…ケーシング
３…フィルタエレメント
４…吸気入口管
５…吸気出口管
６…容積室
【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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