JP6027432B2 - エアクリーナ - Google Patents

Description

本発明は、エアクリーナに関するものである。

従来、エンジンが吸入する空気中の異物を除去するための濾過装置としてエアクリーナが知られている。図５は従来におけるエアクリーナの一例を示すもので、図中１はその軸心方向に空気２を流して異物を捕集する軸流型のフィルタエレメント、３は該フィルタエレメント１を収容するハウジングを示し、該ハウジング３内の一側に上方から下方に向けて空気２を導き入れる入口ダクト４が区画形成され、該入口ダクト４に隣接したハウジング３内の残余の空間における底部より所要高さ嵩上げされた位置に前記フィルタエレメント１が設置されており、前記ハウジング３の頂部には、前記フィルタエレメント１を通過した空気２を図示しないエンジンへと送り出す空気取出口５が設けられている。

そして、このような構成によれば、図示しない吸気口より入口ダクト４を通して空気２をハウジング３の底部に導き、ここで上向きに折り返させてフィルタエレメント１を下から上に通過させ、該フィルタエレメント１を通過することにより異物を除去された空気２のみが前記ハウジング３の空気取出口５から図示しないエンジンへと送り出されることになる。

ここで、図６に部分的な拡大図を示す如く、前記フィルタエレメント１は、濾材から成る波形シート１ａとフラットシート１ｂとを二枚重ねにしたものをロール状に巻いて相互間に多数の流路１ｃを形成したハニカム構造を成しており、その製作段階で各流路１ｃの入口を接着剤の塗布により一つ置きに目封じし且つ入口が目封じされていない流路１ｃについては出口を目封じして、各流路１ｃを区画する濾壁を透過した空気２のみが下流側へ排出されるようにしてある。

斯かる従来のエアクリーナ６においては、吸気口から空気２と共に雨や雪が取り込まれてしまうことがあるが、前述した通り、吸気口から取り込まれた空気２は、入口ダクト４を下降してからハウジング３の底部で上向きに折り返してフィルタエレメント１を通過するようになっているので、その折り返し時に雨や雪を分離してハウジング３の底部に溜めておくことができ、空気２のみをエンジンに導けるようになっている。

斯かるエアクリーナ６においては、豪雪地域等における降雪時の長時間走行で大気中を舞う雪が多量に吸気口から取り込まれてしまうことがあり、図７に示す如く、ハウジング３内におけるフィルタエレメント１下側の水溜めスペース７全体に雪が詰まって空気２の取り込みが困難となる虞れがあったため、雪の取り込みが無い場所に配置した補助吸気口９から空気２を導くバイパス流路８を備えてフィルタエレメント１の下面の一部に接続しておき、前記水溜めスペース７に多量の雪が積もっても、前記バイパス流路８から空気２を導くことで必要最低限の吸気量を確保し、車両が道路の途中で立ち往生してしまうような事態を回避できるようにすることが提案されている。

ここで、図７に例示しているバイパス流路８は、エアクリーナ６のハウジング３内において、水溜めスペース７を仕切板８ａで区画することで形成され、ハウジング３外においては、配管８ｂを接続することで構成するようにしている。

また、補助吸気口９が配置される雪の取り込みが無い場所とは、一般的には、エンジンルーム内の余剰空間等が想定されるが、このような場所から清浄で温度の低い空気２を取り込むことは難しいので、エンジン側で必要とする空気２の全量をここから取り込むことは好ましくない。

そして、斯かるバイパス流路８の装備は、水溜めスペース７の許容量を超えて多量の水が取り込まれた場合にも、必要最低限の吸気量を確保できるように機能するものと考えられており、例えば座席より低い位置に吸気口がレイアウトされている車型の場合には、激しい降雨により冠水した道路を通過するような特殊なケースにおいて、水溜めスペース７の許容量を超えて多量の水が取り込まれる虞れがあり、図８に示すように、水のレベルがフィルタエレメント１の下端まで達すると、該フィルタエレメント１の軸心方向に延びる流路によるストロー効果で水が吸い上げられてしまう虞れがあるが、このような場合であっても、前記バイパス流路８が配管されていれば、該バイパス流路８と連通している抵抗の少ない流路１ｃに空気２が流れて水の吸い上げが回避されるものと期待されていた。

尚、この種の軸流型のフィルタエレメント１を備えたエアクリーナ６に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。

実開２００９−１５０２７６号公報

しかしながら、実際にハウジング３内に水溜めスペース７の許容量を超える水が取り込まれた場合について検証してみると、水はフィルタエレメント１の濾壁に次々と含浸してバイパス流路８からの空気２が流れる流路１ｃにも滲み出してしまうため、該流路１ｃに水が入った瞬間から吸入空気抵抗が急増して必要最低限の吸気量を確保することが難しくなり、車両が冠水道路の途中で走行停止に陥ってしまう懸念があることが判り、走行停止に到らないまでも、下流側のエアフローメータ１０等へ水滴が流出して不具合を招く虞れがあることが判った。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、車両が冠水道路の途中で走行停止に陥る事態や水滴流出によるエアフローメータ等の不具合の発生を未然に回避し得るようにすることを目的としている。

本発明は、軸流型のフィルタエレメントをその軸心方向が上下方向に向くようにしてハウジング内に収容し、該ハウジングの入口ダクトから前記ハウジングの底部に導き入れた空気及び補助吸気口からバイパス流路を介して前記ハウジングに導き入れた空気をフィルタエレメントに対し下から上に通して前記空気中の異物を捕集するようにしたエアクリーナにおいて、フィルタエレメント内の一部の流路を防水層により周囲の流路と隔絶して非常用通気エリアとし、前記バイパス流路を前記非常用通気エリアの流路下端に接続し、前記バイパス流路からの空気を前記非常用通気エリアへ導く一方、前記入口ダクトからの空気を前記非常用通気エリアの周囲の流路を導くよう構成したことを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、フィルタエレメント内の一部の流路を防水層により周囲の流路と隔絶して非常用通気エリアとしているので、冠水道路の通過時にハウジング内に水が流入し、その水のレベルがフィルタエレメントの下端まで達したとしても、非常用通気エリアへの水の滲み出しが防水層により阻まれ、この非常用通気エリアの各流路を通して必要最低限の空気が支障なく取り込まれると共に、非常用通気エリア周囲の各流路における水の吸い上げが回避されることになる。

即ち、非常用通気エリアの各流路で空気を吸い上げる方が、その周囲の各流路で水を吸い上げるよりも抵抗が少ないため、非常用通気エリアの各流路に必要最低限の空気が支障なく流れたならば、非常用通気エリア周囲の各流路では殆ど水が吸い上げられる事態が起こらなくなる。

更に、本発明においては、濾材から成る波形シートとフラットシートとを交互に積層して相互間に多数の流路を形成し且つ該各流路の入口又は出口の何れか一方を目封じして空気が濾壁を透過して流れるようにしたフィルタエレメントを採用し、該フィルタエレメントの波形シートとフラットシートとの間に防水フィルムを介装して防水層としたり、フィルタエレメントの波形シートとフラットシートの何れかの面に防水剤を塗布して防水層としたりすることが可能である。

上記した本発明のエアクリーナによれば、冠水道路の通過時にハウジング内に水が流入し、その水のレベルがフィルタエレメントの下端まで達したとしても、非常用通気エリアへの水の滲み出しを防水層により阻止することができ、この非常用通気エリアの各流路を通して必要最低限の空気を確保することができるので、車両が冠水道路の途中で走行停止に陥る事態を未然に回避することができ、しかも、非常用通気エリア周囲の各流路における水の吸い上げを回避することができるので、水滴流出によるエアフローメータ等の不具合の発生を未然に回避することもできるという優れた効果を奏し得る。

本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。 図１のフィルタエレメントを模式的に示した斜視図である。 本発明の別の形態例を示す断面図である。 図３のフィルタエレメントを模式的に示した斜視図である。 従来例を示す断面図である。 図５のフィルタエレメントの部分的な拡大図である。 図５の水溜めスペースに雪が積もった状態を示す断面図である。 図５の水溜めスペースに多量の水が取り込まれた状態を示す断面図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図５〜図８と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

図１に示す如く、本形態例のエアクリーナ１１においては、前述の図５で説明したものと略同様に構成されているが、ハウジング３内に設置されている軸流型のフィルタエレメント１内の一部の流路１ｃが防水フィルム１２（防水層）により周囲の流路１ｃと隔絶されて非常用通気エリア１３を構成しており、補助吸気口９から空気２を導くバイパス流路８が前記非常用通気エリア１３の流路１ｃ下端に接続されるようになっている点で相違している。

より具体的には、図２に模式的に示す通り、濾材から成る波形シート１ａとフラットシート１ｂとを横方向に交互に積層して並べることで相互間に縦方向の多数の流路１ｃを形成した箱形のハニカム構造体としてフィルタエレメント１を構成しており、その製作段階で各流路１ｃの入口を接着剤の塗布により一つ置きに目封じし且つ入口が目封じされていない流路１ｃについては出口を目封じして、各流路１ｃを区画する濾壁を透過した空気２のみが下流側へ排出されるようにし、その積層方向における一部の流路１ｃを残余の流路１ｃと分断するように防水フィルム１２を介装することで非常用通気エリア１３を構成するようにしている。

ただし、ここに図示している例では、フィルタエレメント１の波形シート１ａとフラットシート１ｂとの間に防水フィルム１２を介装して防水層としているが、非常用通気エリア１３の外殻を成す波形シート１ａ及びフラットシート１ｂの何れかの面に防水剤を塗布して防水層とすることも可能である。

ここで、前記バイパス流路８は、エアクリーナ１１のハウジング３内において、水溜めスペース７を仕切板８ａで区画することで形成され、ハウジング３外においては、配管８ｂを接続することで構成されている。

尚、図２中では説明の便宜上からフィルタエレメント１の各流路１ｃを模式的に大きく描いているが、実際のフィルタエレメント１の流路は図示よりも細かく形成されるものであることは勿論である。

而して、このようにすれば、フィルタエレメント１内の一部の流路１ｃを防水フィルム１２により周囲の流路１ｃと隔絶して非常用通気エリア１３としているので、冠水道路の通過時にハウジング３内に水が流入し、その水のレベルがフィルタエレメント１の下端まで達したとしても、非常用通気エリア１３への水の滲み出しが防水フィルム１２により阻まれ、この非常用通気エリア１３の各流路１ｃを通して必要最低限の空気２が支障なく取り込まれると共に、非常用通気エリア１３周囲の各流路１ｃにおける水の吸い上げが回避されることになる。

即ち、非常用通気エリア１３の各流路１ｃで空気２を吸い上げる方が、その周囲の各流路１ｃで水を吸い上げるよりも抵抗が少ないため、非常用通気エリア１３の各流路１ｃに必要最低限の空気２が支障なく流れる一方、非常用通気エリア１３周囲の各流路１ｃでは殆ど水が吸い上げられる事態が起こらなくなる。

従って、上記形態例によれば、冠水道路の通過時にハウジング３内に水が流入し、その水のレベルがフィルタエレメント１の下端まで達したとしても、非常用通気エリア１３への水の滲み出しを防水フィルム１２により阻止することができ、この非常用通気エリア１３の各流路１ｃを通して必要最低限の空気２を確保することができるので、車両が冠水道路の途中で走行停止に陥る事態を未然に回避することができ、しかも、非常用通気エリア１３周囲の各流路１ｃにおける水の吸い上げを回避することができるので、水滴流出によるエアフローメータ１０等の不具合の発生を未然に回避することもできる。

図３及び図４は本発明の別の形態例を示すもので、ここに採用されているフィルタエレメント１は、濾材から成る波形シート１ａとフラットシート１ｂとを二枚重ねにしたものをロール状に巻いて相互間に多数の流路１ｃを形成した円柱形のハニカム構造体として構成され、その製作段階で各流路１ｃの入口を接着剤の塗布により一つ置きに目封じし且つ入口が目封じされていない流路１ｃについては出口を目封じして、各流路１ｃを区画する濾壁を透過した空気２のみが下流側へ排出されるようにしたものであるが、先ずフィルタエレメント１の中心部をロール状に形成し、その周囲を防水フィルム１２により全周に亘り被覆した後に、その外周に波形シート１ａ及びフラットシート１ｂを二枚重ねにしたものを再びロール状に巻き付けて完成させたものであり、前記防水フィルム１２により周囲を被覆された中心部の流路１ｃが非常用通気エリア１３を成している。尚、このようにした場合、バイパス流路８については、ハウジング３を貫通させて配管８ｂを前記フィルタエレメント１の下面中心部に下から接続するようにすれば良い。

而して、本形態例においても、フィルタエレメント１の中心部の流路１ｃが防水フィルム１２により周囲の流路１ｃと隔絶された非常用通気エリア１３となっているので、冠水道路の通過時にハウジング３内に水が流入し、その水のレベルがフィルタエレメント１の下端まで達したとしても、非常用通気エリア１３への水の滲み出しを防水フィルム１２により阻止することができ、この非常用通気エリア１３の各流路１ｃを通して必要最低限の空気２を確保することができるので、車両が冠水道路の途中で走行停止に陥る事態を未然に回避することができ、しかも、非常用通気エリア１３周囲の各流路１ｃにおける水の吸い上げを回避することができるので、水滴流出によるエアフローメータ１０等の不具合の発生を未然に回避することもできる。

尚、本発明のエアクリーナは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、フィルタエレメントの形状には図示以外の形状を適宜に採用し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ フィルタエレメント
１ａ 波形シート
１ｂ フラットシート
１ｃ 流路
２ 空気
３ ハウジング
８ バイパス流路
９ 補助吸気口
１０ エアフローメータ
１１ エアクリーナ
１２ 防水フィルム（防水層）
１３ 非常用通気エリア

Claims (3)

1. 軸流型のフィルタエレメントをその軸心方向が上下方向に向くようにしてハウジング内に収容し、該ハウジングの入口ダクトから前記ハウジングの底部に導き入れた空気及び補助吸気口からバイパス流路を介して前記ハウジングに導き入れた空気をフィルタエレメントに対し下から上に通して前記空気中の異物を捕集するようにしたエアクリーナにおいて、フィルタエレメント内の一部の流路を防水層により周囲の流路と隔絶して非常用通気エリアとし、前記バイパス流路を前記非常用通気エリアの流路下端に接続し、前記バイパス流路からの空気を前記非常用通気エリアへ導く一方、前記入口ダクトからの空気を前記非常用通気エリアの周囲の流路を導くよう構成したことを特徴とするエアクリーナ。
2. 濾材から成る波形シートとフラットシートとを交互に積層して相互間に多数の流路を形成し且つ該各流路の入口又は出口の何れか一方を目封じして空気が濾壁を透過して流れるようにしたフィルタエレメントを採用し、該フィルタエレメントの波形シートとフラットシートとの間に防水フィルムを介装して防水層としたことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。
3. 濾材から成る波形シートとフラットシートとを交互に積層して相互間に多数の流路を形成し且つ該各流路の入口又は出口の何れか一方を目封じして空気が濾壁を透過して流れるようにしたフィルタエレメントを採用し、該フィルタエレメントの波形シート及びフラットシートの何れかの面に防水剤を塗布して防水層としたことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

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