(57)【要約】【課題】排塵部の帯電を抑制して、フィルタエレメントに到達するダスト量を減少させてフィルタエレメントの寿命を延長させることができるエアクリーナを提供する。【解決手段】エアクリーナ１０を構成するハウジング１１の開口部１１ａにはプリクリーナ１２の外筒１３が貫通支持されている。該外筒１３の外端部には旋回流発生装置１４が固定され、その内部にはエアの旋回流を発生させてダストを遠心分離するウィング１５が配置されている。旋回流発生装置１４にはダストを含むエアを吸入するインレットダクト１６が取着されている。外筒１３内には内筒１７が支持されるとともに、外筒１３の外底面には排塵部１９を構成するダストカップ２０が取着され、その下端部には排塵弁２１が一体形成されている。衝突部位としてのインレットダクト１６、ウィング１５及びダストカップ２０は導電性樹脂で形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内にはフィルタエレメントが支持され、該フィルタエレメントの上流側に設けられたインレットダクトからダストを含むエアが吸入され、該エア中の一部のダストが排塵部で分離された後のエアをフィルタエレメントに供給してエアを濾過するように構成されたエアクリーナにおいて、
前記インレットダクトから排塵部に到るエアの経路でダストが衝突する衝突部位の少なくとも一部を導電体で構成するとともに、排塵部を前記衝突部位と電気的に接続して排塵部の帯電を抑えるように構成したことを特徴とするエアクリーナ。
【請求項２】
前記インレットダクトの端部にはエアを旋回させるウィングが設けられた旋回流発生装置を取付け、前記衝突部位としてのインレットダクト、ウィング及び排塵部を導電体で構成するとともに、排塵部をインレットダクト及びウィングと電気的に接続した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】
前記衝突部位としてのインレットダクト、ハウジング及び排塵部を導電体で構成するとともに、排塵部をインレットダクト及びハウジングと電気的に接続した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４】
前記衝突部位を導電性樹脂で構成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエアクリーナ。
【請求項５】
前記衝突部位を樹脂で形成し、その表面にメッキによる金属層を形成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエアクリーナ。
【請求項６】
前記衝突部位を樹脂で形成し、その表面に導電性コーティングによる導電層を形成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエアクリーナ。
【請求項７】
前記衝突部位を樹脂で形成し、その表面に金属シートを貼着したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエアクリーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、砂等のダストを含むエアから大きめのダストを予め分離し、ダストが分離されたエアをフィルタエレメントに供給されるようにしたエアクリーナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のエアクリーナとしては、例えば特許文献１に開示されるような構成のプリクリーナ付エアクリーナが知られている。この従来構成では、プリクリーナはエアクリーナのケース内に配置されたフィルタエレメントより吸入口側に設けられ、吸入されたエアに含まれるダストを除去する。すなわち、プリクリーナは、前記ケースの吸入口側に設けられた外筒、その入口に配置され旋回流を発生するためのウィング、外筒の内端部に設けられた内筒、前記外筒と内筒との間の空間に連通するように設けられたダストカップにより構成されている。該プリクリーナには除去されたダストを外部に排出する排塵弁が取付けられている。
【０００３】
そして、プリクリーナの外筒から吸入されたエアはウィングの回転によって旋回され、その旋回流によりダストが遠心分離されてダストカップに導かれ、排塵弁に到る。ダストカップに溜まったダストは、エンジンの脈動や車両走行時の振動等により排塵弁が開いて排出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３０８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ダストを含むエアがプリクリーナのウィングに衝突すると、その衝撃でダストが負又は正に帯電し、帯電したダストがプリクリーナのダストカップへ導かれて集積される。そして、ダストのもつ電荷はダストカップへ流れ、ダストカップがダストと同極性に帯電する。このため、帯電したダストがダストカップに集まるにつれて、ダストはダストカップから電気的な反発力を受け、ダストカップへ集積され難くなる。従って、ダストの分離効率が悪く、その結果フィルタエレメントに到達するダスト量が多くなり、フィルタエレメントの寿命が低下するという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、排塵部の帯電を抑制して、フィルタエレメントに到達するダスト量を減少させてフィルタエレメントの寿命を延長させることができる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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明のエアクリーナは、ハウジング内にはフィルタエレメントが支持され、該フィルタエレメントの上流側に設けられたインレットダクトからダストを含むエアが吸入され、該エア中の一部のダストが排塵部で分離された後のエアをフィルタエレメントに供給してエアを濾過するように構成されたエアクリーナにおいて、前記インレットダクトから排塵部に到るエアの経路でダストが衝突する衝突部位の少なくとも一部を導電体で構成するとともに、排塵部を前記衝突部位と電気的に接続して排塵部の帯電を抑えるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に係る発明において、前記インレットダクトの端部にはエアを旋回させるウィングが設けられた旋回流発生装置を取付け、前記衝突部位としてのインレットダクト、ウィング及び排塵部を導電体で構成するとともに、排塵部をインレットダクト及びウィングと電気的に接続したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に係る発明において、前記衝突部位としてのインレットダクト、ハウジング及び排塵部を導電体で構成するとともに、排塵部をインレットダクト及びハウジングと電気的に接続したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に係る発明において、前記衝突部位を導電性樹脂で構成したことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に係る発明において、前記衝突部位を樹脂で形成し、その表面にメッキによる金属層を形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に係る発明において、前記衝突部位を樹脂で形成し、その表面に導電性コーティングによる導電層を形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に係る発明において、前記衝突部位を樹脂で形成し、その表面に金属シートを貼着したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明においては、インレットダクトから排塵部に到るエアの経路でダストが衝突する衝突部位の少なくとも一部を導電体で構成するとともに、排塵部を前記衝突部位と電気的に接続した。つまり、排塵部１９に溜まる電荷は衝突部位へ流れ、帯電が解消されるようになっている。このため、インレットダクトから排塵部に到るエアの経路でダストが衝突部位に衝突して帯電すると、衝突部位はダストの電荷とは逆の電荷を帯びる。そして、ダストが排塵部に到ったとき、ダストのもつ電荷が排塵部へ流れても、その電荷はダストとは逆の電荷をもつ衝突部位に到り、消滅する。このように、排塵部の帯電が回避され、ダストの集塵及び排塵が容易になる。
【００１４】
従って、この発明によれば、排塵部の帯電を抑制して、フィルタエレメントに到達するダスト量を減少させてフィルタエレメントの寿命を延長させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態におけるプリクリーナを中心とするエアクリーナの要部を示す断面図。
【図２】プリクリーナを備えたエアクリーナを示す断面図。
【図３】第２実施形態におけるプリクリーナを備えたエアクリーナを示す断面図。
【図４】図３の４−４線における断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下に、この発明を具体化したエアクリーナの第１実施形態を図１及び図２に従って説明する。
【００１７】
図２に示すように、第１実施形態のエアクリーナ１０においてはハウジング１１が四角箱状に形成され、その入口側（図２の左側）にはダストを含むエアが吸入されるインレットダクト１６が接続されるとともに、出口側にはエンジンの吸気通路に連通される吸気筒２４が設けられている。インレットダクト１６の下流側には旋回流発生装置１４により構成されたプリクリーナ１２が配設され、質量の大きいダストを分離するように構成されている。ハウジング１１内には不織布で形成されたフィルタエレメント３７が配置され、プリクリーナ１２から排出されたエアを濾過するようになっている。
【００１８】
図１に示すように、前記プリクリーナ１２について説明すると、ハウジング１１の上流側の開口部１１ａにはプリクリーナ１２の外筒１３が貫通支持されている。該外筒１３の外端部には旋回流発生装置１４が固定され、その内部にはエアの旋回流を発生させるための複数枚のウィング１５が周方向に一定間隔をおいて配置されている。この旋回流発生装置１４でダストを含むエアが旋回され、遠心分離の原理により質量の大きいダストを外周側へ移行させて分離するように構成されている。旋回流発生装置１４のウィング１５は、合成樹脂の表面に銅粉末、アルミニウム粉末等の金属粉末が分散された導電性コーティング剤がコーティングされて導電体となっている。
【００１９】
旋回流発生装置１４の上流端にはインレットダクト１６の端部が連結され、インレットダクト１６から吸入されたダストを含むエアを旋回流発生装置１４へ導くように構成されている。このインレットダクト１６は、銅粉末、アルミニウム粉末等の金属粉末が分散された導電性樹脂が筒形状に成形されて構成されている。
【００２０】
前記外筒１３内の下流側端部には、内筒１７が外筒１３との間に一定幅の環状連通空間１８を形成するように支持されている。また、外筒１３の下流側端部の外底面には排塵部１９を構成するダストカップ２０が取着され、その下端部には排塵弁２１が取付けられている。このダストカップ２０は、インレットダクト１６と同様な導電性樹脂で形成されるとともに、外筒１３及び内筒１７も導電性樹脂で形成されている。そして、旋回流発生装置１４でエアが旋回され、質量の大きな一部のダストが環状連通空間１８を介してダストカップ２０に集められるようになっている。このダストカップ２０に集積されたダストは、エンジンの脈動や車両走行時の振動等により排塵弁２１が自身の弾性に抗して開いて排出される。
【００２１】
インレットダクト１６から吸入されたエア中のダストは、インレットダクト１６の内壁、旋回流発生装置１４のウィング１５、外筒１３の内壁、内筒１７の外壁等の衝突部位に衝突すると負又は正に帯電し、衝突部位は逆に正又は負に帯電する。これらの衝突部位は前記のように導電体で構成されている。
【００２２】
前記ダストカップ２０の内側と旋回流発生装置１４のウィング１５との間は第１導電線２２で接続され、電気的な導通が図られている。また、ダストカップ２０と前記インレットダクト１６との間は第２導電線２３で接続され、電気的に導通されている。従って、ダストカップ２０、ウィング１５及びインレットダクト１６は電気的に接続（アース）され、排塵部１９の帯電が解消されている。内筒１７の下流側端部はハウジング１１内に向けて開口され、ダスト分離後のエアがハウジング１１内へ送られるように構成されている。ハウジング１１内では、前記フィルタエレメント３７でエア中の微小なダスト（塵埃）が濾過されて吸気筒２４から内燃機関の吸気通路に送られるようになっている。
【００２３】
次に、前記のように構成された第１実施形態のエアクリーナ１０について作用を説明する。
このエアクリーナ１０において、内燃機関が運転されると、エンジンの吸気通路内の負圧により、ダストを含むエアがインレットダクト１６から旋回流発生装置１４に流入する。旋回流発生装置１４では、回転するウィング１５によりエアが旋回され、遠心力によって質量の大きな一部のダストが外筒１３内の外周側へ集められ、ダストが分離されたエアは外筒１３の中心部から内筒１７へ流れる。このとき、インレットダクト１６、旋回流発生装置１４のウィング１５及びダストカップ２０は導電体で形成されるとともに、ダストカップ２０はウィング１５に第１導電線２２を介して接続され、かつインレットダクト１６に第２導電線２３を介して接続され、各部材が電気的に等電位に設定されている。
【００２４】
このため、ダストがインレットダクト１６の内壁、旋回流発生装置１４のウィング１５等の衝突部位に衝突して帯電し、質量の大きいダストはウィング１５の回転によって大きな遠心力を受け、環状連通空間１８へ導かれ、そこからダストカップ２０に落下し、集積される。一方、ダストの衝突を受けた旋回流発生装置１４のウィング１５やインレットダクト１６はダストとは逆の電荷を帯びる。ダストカップ２０に集積されたダストのもつ電荷はダストカップ２０へ流れるが、ダストカップ２０は第１導電線２２でウィング１５に接続され、第２導電線２３でインレットダクト１６に接続されていることから、その電荷がウィング１５やインレットダクト１６へ流れ、消滅する。このため、ダストはダストカップ２０に電気的に反発されることなくダストカップ２０内へ集積され、ダストカップ２０内の下部へ沈降する。そして、ダストカップ２０内に沈降したダストは排塵弁２１の作動により外部へ排出される。
【００２５】
従って、この第１実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）インレットダクト１６、旋回流発生装置１４のウィング１５、プリクリーナ１２のダストカップ２０等の衝突部位が導電体で構成され、かつダストカップ２０がウィング１５及びインレットダクト１６と電気的に接続され、同電位になっている。このため、排塵部１９に到ったダストのもつ電荷がダストカップ２０へ移行しても、その電荷はダストカップ２０に蓄積されることなく、消滅する。従って、ダストはダストカップ２０内に集塵されやすくなるとともに、ダストカップ２０から排塵されやすくなる。
【００２６】
従って、第１実施形態のエアクリーナ１０によれば、ダストカップ２０の帯電を抑制してダストの分離効率を向上させ、フィルタエレメント３７に到達するダスト量を減少させてフィルタエレメント３７の寿命を延長させることができるという効果を発揮する。
（２）前記インレットダクト１６、ダストカップ２０、外筒１３及び内筒１７を導電性樹脂で構成したことから、各部材を樹脂成形した後にその表面を導電処理して導電性を得る場合に比べて容易かつ効率的に導電性を得ることができる。
（第２実施形態）
次に、この発明を具体化したエアクリーナ１０の第２実施形態を図３及び図４に従って説明する。
【００２７】
この第２実施形態においては、図３及び図４に示すように、ハウジング１１がハウジング本体３１と、そのハウジング本体３１の開口端部にクランプ３２を介して開閉可能に取り付けられた蓋体３３とより構成されている。ハウジング本体３１は、円筒状をなす周壁３１ａと、その周壁３１ａの下端に位置する下端板３１ｂとにより構成されている。蓋体３３は、ハウジング本体３１の周壁３１ａに連なる短円筒状の周壁３３ａと、その周壁３３ａの上端に位置する上端板３３ｂとにより構成されている。ハウジング本体３１の周壁３１ａにはダストを含むエアを導入するためのインレットダクト１６が連結され、蓋体３３の上端板３３ｂにはエアを導出するための導出筒３４が一体的に形成されている。
【００２８】
前記ハウジング１１内においてハウジング本体３１の下端板３１ｂと蓋体３３の上端板３３ｂとの間には、断面菊花状で、全体として円筒状をなすフィルタエレメント３７が着脱可能に収容されている。このフィルタエレメント３７は、シート状をなすとともに襞折り状に形成された濾材３７ａを円形に巻き、その濾材３７ａの上下両端部に一対の平板環状の端面板３７ｂ，３７ｃを気密状に固定して構成されている。
【００２９】
前記ハウジング本体３１の下端板３１ｂの外周部外底面には、ダストカップ２０が取着され、その下端部には排塵弁２１が取付けられている。ダストカップ２０は下端板３１ｂの連通孔３８を介してハウジング本体３１とフィルタエレメント３７の間の環状連通空間１８に連通されている。そして、インレットダクト１６から吸入されたダストを含むエアが環状連通空間１８で旋回され、質量の大きいダストがダストカップ２０に集められるようになっている。衝突部位としての前記インレットダクト１６、ハウジング本体３１、蓋体３３及びダストカップ２０は、第１実施形態で示した導電性樹脂で形成されている。そして、これらの部材は全て電気的に接続され、同一電位が保たれている。
【００３０】
次に、前記のように構成された第２実施形態のエアクリーナ１０について作用を説明する。
さて、このエアクリーナ１０が図示しない車両用エンジンの吸気側に接続された状態で、エンジンが動作されると、ダストを含むエアがインレットダクト１６からハウジング１１内に吸入される。そのエアがハウジング本体３１とフィルタエレメント３７の間の環状連通空間１８を回り、質量の大きいダストがその重力で下降し、ダストカップ２０内へ集められて分離される。
【００３１】
このとき、ダストは衝突部位としてのインレットダクト１６、ハウジング本体３１、蓋体３３及びダストカップ２０の内面に衝突して帯電する。しかし、ダストカップ２０はハウジング本体３１及びインレットダクト１６と電気的に接続されて同電位に保たれているため、ダストカップ２０内に集まるダストの電荷によりダストカップ２０が帯電してもその電荷はハウジング本体３１及びインレットダクト１６へ流れて消滅する。このため、ダストカップ２０はダストと同極性に帯電することがなく、ダストはダストカップ２０に電気的に反発されることがない。従って、ダストはダストカップ２０内に良好に集積され、さらに排塵弁２１の作動により外部へ逐次排出される。
【００３２】
一方、ダストが分離されたエアはフィルタエレメント３７をその外周側から中心側に通過して濾材３７ａによりそのエアに含まれる微小なダスト等が濾過される。そして、濾過後のエアが導出筒３４からハウジング１１外に導出され、エンジンの吸気側に供給される。
【００３３】
従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態における（１）及び（２）に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。
（変更例）
なお、前記各実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
【００３４】
・  第１実施形態において、プリクリーナ１２の外筒１３及び旋回流発生装置１４を構成する筒部を導電性樹脂で構成し、第１導電線２２及び第２導電線２３を省略するように構成することもできる。
【００３５】
・  第１実施形態及び第２実施形態におけるダストカップ２０及びインレットダクト１６並びに第２実施形態のハウジング１１を合成樹脂で形成し、その表面にメッキによる金属層を形成して導電体とすることも可能である。この構成によれば、導電体の導電性を良好にすることができる。
【００３６】
・  第１実施形態及び第２実施形態におけるダストカップ２０及びインレットダクト１６並びに第２実施形態のハウジング１１を合成樹脂で形成し、その表面に導電性コーティングによる導電層を形成することもできる。このように構成した場合、導電層を任意の箇所に容易に形成することができる。
【００３７】
・  第１実施形態及び第２実施形態におけるダストカップ２０及びインレットダクト１６並びに第２実施形態のハウジング１１を合成樹脂で形成し、その表面にアルミニウム箔等の金属シートを貼着して導電体とすることも可能である。この場合、各部材に金属シートを貼着するだけで簡単に導電体を得ることができる。
【００３８】
・  前記衝突部位は少なくとも一部が導電体で構成されておればよいため、例えば第１又は第２実施形態におけるインレットダクト１６を非導電体である合成樹脂で形成することもできる。
【００３９】
・  第１実施形態の外筒１３内又は第２実施形態のハウジング本体３１内に導電性の棒材又は網材を架設又は突設してダストの除電を行うことも可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…エアクリーナ、１１…ハウジング、１４…旋回流発生装置、１５…衝突部位としてのウィング、１６…インレットダクト、１９…排塵部、３７…フィルタエレメント。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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