JP4785546B2 - エアクリーナ - Google Patents

Description

この発明は、自動２輪車等の内燃機関に使用されるエアクリーナに係り、特にエレメントの耐久性を向上できるようにしたものに関する。

従来のエアクリーナ装置として、エアクリーナエレメントをコーン状の第１エレメントと円筒状の第２エレメントで構成し、この第２エレメントの円筒部内側空間をクリーンサイドとし、ここに第１エレメントを収容配置し、第１エレメントのコーン形状中央部へ外気を吸入することにより集塵して一次浄化し、さらに一次浄化空気全部を流入方向へ跳ね返して第２エレメントの円筒部外方側へ回り込ませ、この円筒部を外側から内側へ通過させることにより集塵して二次浄化するようになっているエアクリーナがある。
実開平２−３０５５号公報

上記従来の第１エレメントは、コーン状の中央へ外気を吸入するため第１エレメントのほぼ全面にて吸入空気の全量を一次浄化する構造になっているため、第１エレメントの劣化が早まることになり、エアクリーナ全体の耐久性向上を図るうえでの課題となる。さらに第２エレメントによる二次浄化に先立って、第１エレメントで吸入空気の全量を受け止め、その後流入方向へはね返し、その後第２エレメントの円筒部周囲へ回り込ませるので、吸入空気の流れる方向を大きく偏向させることになって通気抵抗増大の原因となるため、通気抵抗の低減も望まれている。そこで本願はこれら課題を解決を目的とする。

上記課題を解決するため本願のエアクリーナに係る請求項１の発明は、エアクリーナボックスと、その内部へ配置されるエアクリーナエレメントと、エアクリーナボックスの開口部を覆うエアクリーナカバーとを備え、前記エアクリーナエレメントは第１及び第２エレメントからなり、
前記第１エレメントを、前記第２エレメントのダーティサイドに配置し、かつ吸入空気の一部が前記第１エレメントを通過後に前記第２エレメントを通過し、残りの吸入空気が前記第１エレメントを通過せずに前記第２エレメントを通過するように構成したエアクリーナにおいて、
前記第１エレメントを前記エアクリーナカバーに設けたエレメント支持部に保持させるとともに、このエレメント支持部を前記第１エレメントを通過する前記一部の吸入空気が通過する構造にしたことを特徴とする。

請求項２の発明は上記請求項１において、前記第１エレメント支持部は、エアクリーナボックス内に配置された前記第２エレメントのダーティサイドに延びるように形成したことを特徴とする。

請求項３の発明は上記請求項１において、前記第１エレメントの一部を前記エアクリーナカバーに設けられた吸入空気の吸入口に対面させて配置したことを特徴とする。

請求項４の発明は上記請求項２において、前記第２エレメントは円筒形であって、その円筒部の内部をダーティサイドとし、前記第１エレメントを前記第２エレメントの内部に収容することを特徴とする。

請求項５の発明は上記請求項１において、前記第１エレメントは前記第２エレメントよりも目が粗いことを特徴とする。

第１の発明によれば、吸入空気はまず第１エレメントにより集塵されながら第１エレメントを通過し、一次浄化空気として第２エレメントのダーティサイドへ流入する。続いてこの一次浄化空気は周囲の第２エレメントを内側から外側へ集塵されながら通過して二次浄化空気となる。このとき第１エレメントは第２エレメントの内側へ間隙をもって収容されているため、第１エレメントは吸入空気の全量を浄化せず、その一部のみを浄化する。このため、第１エレメントの目詰まりを抑制することができるとともに、第２エレメントの目詰まりも抑制できることから、エアクリーナエレメント全体の寿命を長くして耐久性を向上させる。

また、吸入空気は第１エレメントを通過して第２エレメントのダーティサイドへ流入し、さらに第２エレメントを内側から外側へ通過するため、吸入空気の通気抵抗を極力抑えることができる。そのうえ、第１エレメントをエアクリーナカバーに保持させたので、エアクリーナカバーを外せば直ちに第１エレメントのメンテナンスが可能になるから、メンテナンス性が向上する。

第２の発明によれば、第１エレメントを、エアクリーナカバーから延びかつ空気を透過させる構造のエレメント支持部に支持させたので、吸入空気の一部のみを浄化し、一次浄化空気として第２エレメント側へ透過させることができるとともに、第１エレメントを空気透過構造のエレメント支持部で強固に支持することができる。

第３の発明によれば、第１エレメントの一部をエアクリーナカバーに設けられた吸入空気の吸入口に対面させ配置したので、吸入口から流入した吸入空気の多くを第１エレメントで浄化できるから、吸入空気における塵埃の捕集を効率よく行うことができる。また比較的大きな埃が第１エレメントに当たるのでこれを第１エレメントで確実に捕集できる。

第４の発明によれば、第２エレメントを円筒形としたので、その円筒部の内部をダーティサイドとしてここへ第１エレメントを収容することができるので、第１のエレメントを配置するスペースを節約できる。

第５の発明によれば、第１エレメントの目を第２エレメントよりも粗くしたので、吸入空気に対して、まず第１エレメントで大きめの塵埃を捕捉することができ、第２エレメントではより細かな塵埃を捕捉するようにしたので、双方のエレメントの交換サイクルを延ばすことができ、吸気抵抗の増大を抑えつつも交換サイクルを延ばすことができる。そのうえ目の粗い第１エレメントの採用により、通気抵抗をさらに低減できる。

以下、図面に基づいて実施例を説明する。
図１は、本願発明のエアクリーナ装置が搭載された自動２輪車における右側面を示す。

前輪１と後輪２との間に配置されたエンジン３が車体フレーム４に支持されている。エンジン３の吸気口には車体後方に配置されたエアクリーナ５からコネクティングチューブ６を介して清浄空気が供給される。

エンジン３の排気口から延出する排気管７はエンジン３の下方を通って後方へ延び、後輪２の側方に配置されたマフラー８へ接続している。１０はエアクリーナ５のエアクリーナボックス、１１はエアクリーナカバー、１２は吸入ダクトである。吸入ダクト１２はエアクリーナボックス１０の後方かつ車体内側へ向いて開口し、外気を車体後方からエアクリーナ５内へ吸入する。

エンジン３の上方には燃料タンク１３が配置され、その後方かつエアクリーナ５の上方にはシート１４が配置されている。１５はヘッドパイプ、１６はフロントフォーク、１７はボトムブリッジ、１８はトップブリッジ、１９はハンドルである。

図２は、エアクリーナ５の左側面図である。エアクリーナボックス１０の前面壁２０からはコネクティングチューブ６が前方へ延出している。エアクリーナボックス１０の背面壁２１における上部には、吸入ダクト１２の開口部１２ａ側部分が後方から重なっている。

エアクリーナボックス１０の上面壁２２からは取付ボス２３，２４が上方へ突出形成されている。背面壁２１の下部及び前面壁２０の上下にも取付ボス２４が一体に設けられている。
エアクリーナボックス１０の底面壁２６にはドレンチューブ２７が下方へ延出し、その前方にはツールボックス２８が底面壁２６の下面へ取付けられている。

図３は、一部を破断して示すエアクリーナ５の平面図である。エアクリーナボックス１０は車体右方へ開口し、この開口にエアクリーナカバー１１が取付けられて閉塞される。エアクリーナカバー１１の側面には吸入ダクト１２の前端部が接続している。吸入ダクト１２は後方へ延出後、略直角に車体内方へ屈曲し、エアクリーナボックス１０とエアクリーナカバー１１の接続部の上を越えて背面壁２１の上に重なり、エアクリーナボックス１０とエアクリーナカバー１１の接続部近傍となる位置に開口部１２ａが位置する。

エアクリーナボックス１０の内側にはエアクリーナエレメントが収容されている。エアクリーナエレメントは後述する第１エレメント３０と第２エレメント３１で構成される。第１エレメント３０はスポンジ材料等のフィルター効果のあるものが適宜用いられる。本実施例では所定の厚みを有する板状のスポンジであり、エアクリーナカバー１１からエアクリーナボックス１０の内方へ向かって舌片状に延出している。第１エレメント３０を支持するエレメント支持部３５はエアクリーナカバー１１の取付部において、吸入ダクト１２の開口部１２ａに対して空気の流れを阻害しない形状になっている。

第２エレメント３１は第１エレメント３０の周囲を囲むスポンジ状材料等からなる公知のものであり、紙や不織布を濾過材としてもよい。なお第１エレメント３０は一次浄化用のため、その目は第２エレメント３１の目よりも粗くなっている。すなわち第２エレメント３１はエンジン用の吸気として十分な程度に細かい塵埃を捕集できるように設定され、第１エレメント３０の目は第２エレメント３１よりも粗くなる範囲で任意に設定される。ただし第２エレメント３１と同一材でもよい。

第２エレメント３１は円筒形をなし、その内側の空間がダーティサイド２５ａであり、外側の空間がクリーンサイド２５ｂである。第１エレメント３０はダーティサイド２５ａ内へ収容され、しかも第１エレメント３０は第２エレメント３１の内周面との間に間隙を有しているので、図中に矢示したように、吸入ダクト１２より車体内方から吸入された外気は、ダーティサイド２５ａに入り、一部が第１エレメント３０で浄化されてから続いて第２エレメント３１で浄化されるとともに、他の部分は第１エレメント３０と接触しながら流れ、さらに他の部分は第１エレメント３０と非接触に流れ、いずれも第２エレメント３１を通過して浄化されるようになっている。

図４はエアクリーナカバー１１の斜視図である。エアクリーナカバー１１はエアクリーナボックス１０側へ向かって開口する略キャップ状の本体部３２からなり、吸入ダクト１２及び第１エレメント３０が取付けられている。
本体部３２は比較的剛性のあるポリプロピレン等の適宜プラスチックからなり、エアクリーナボックス１０との接合部は環状の嵌合フランジ３３をなし、その周方向へ適当間隔で取付ボス３３ａが一体に突出形成されている。

第１エレメント３０はエレメント支持部３５の上に重ねられて支持されている。エレメント支持部３５は円筒を長さ方向に沿って半割りしたような形状をなし、爪３６により第１エレメント３０を表面上に乗せて固定している。長さ方向先端はストッパ３５ｂをなし、第１エレメント３０の先端を位置決めしている。エレメント支持部３５の長さ方向他端部は取付部３５ａをなし、本体部３２の内側へ取付けられている。その結果、エレメント支持部３５は他端を本体部３２に片持ち支持された状態で、一端側を本体部３２から外方へ長く舌片状に延出した形状になっている。

図５はエアクリーナカバー１１を図４のＡ矢示方向から示した図であり、嵌合フランジ３３が円形をなしているのに対して、エレメント支持部３５及びその上に重なる第１エレメント３０は、それぞれ短辺側が略１／３円弧状をなすように下方へ凸に湾曲し、その凹曲面を上に向けて嵌合フランジ３３の内側に略同心配置されている。エレメント支持部３５の外周側円弧は、嵌合フランジ３３の半径より小径の円弧に相当し、エレメント支持部３５の外周面と嵌合フランジ３３の内周との間には比較的大きな間隙を均等に保っている。同様に第２エレメント３１の内面との間にも間隙を保つ。

嵌合フランジ３３の中心をＯとしたとき、第１エレメント３０はこれを下方から囲むように上向きの凹曲面をなし、本体部３２に形成された略４５°右上に位置する吸入口（後述）から吸入された外気を矢示ａのように斜め上方から受けるようになっている。但し、第１エレメント３０が円弧状をなすとともに第２エレメント３１の内側へ間隙ｄを保って配置されるから、矢示ｂで示すように、吸入空気の他の一部は第１エレメント３０を経ずに直接第２エレメント３１へ流れるようになっている。Ｏを中心とする第１エレメント３０の開き角度は本実施例の場合略１２０°であるが、これを変化させることにより、第１エレメント３０による浄化割合を自由に調節できる。

図６は図４のＢ矢示方向図、図７はＣ矢示方向図であり、エアクリーナカバー１１の本体部３２は、側面３２ｂに吸入ダクト１２の一端が密に接続する吸入口３４が形成されている。この吸入口３４は側面３２ｂの周方向へ略１／４円周分形成され、図６において本体部３２の内側へ入り込んでいる第１エレメント３０の一部部分と重なっており、この図から明らかなように吸入口３４は第１エレメント３０の一部表面を指向して開口している。吸入口３４の大きさを調節することにより吸入空気量を調節でき、かつ吸入口３４の形成位置により第１エレメント３０の分担する浄化量を調節できる。

第１エレメント３０はエレメント支持部３５の上面を長さ方向全体に及んで重ねられる。エレメント支持部３５の取付部３５ａは本体部３２の底部３２ａと重ねられ、ねじ３９ａ（図７）及びナット３９ｂ（図５）にて取付けられている。エレメント支持部３５は空気透過性構造をなす。この例では図６に示すように、樹脂材料を用いて多数のリブ３７を格子状に形成し、リブ３７間に形成された多数の間隙３８によって空気透過性構造を実現している。

図８は図５の８−８線断面を示す。エレメント支持部３５の取付部３５ａは本体部３２の底部３２ａに沿う曲面をなして比較的幅広く重ねられている。第１エレメント３０の本体部３２内側部分は、吸入口３４へ対面している。吸入口３４から吸入された空気は、一部が第１エレメント３０を通過し、さらに間隙３８を通過して第１エレメント３０の外方へ透過してダーティサイド２５ａへ入るようになっている。吸入空気の他の部分には第１エレメント３０と接触せずに流れるものもある。

次に、本実施例の作用を説明する。エアクリーナカバー１１をエアクリーナボックス１０へ取付け、第１エレメント３０を第２エレメント３１の内側へ収容した状態で吸入ダクト１２から外気を吸入すると、第１エレメント３０が円筒を略半割り状にした形状をなし、上面が吸入口３４に向かって開放されているから、図８に示すように、吸入空気の一部はａ矢示方向へ流れ、第１エレメント３０を通過して一次浄化され、ここで外気に混入していた比較的大きな砂粒等の塵埃が第１エレメント３０により除去される。

吸入空気の多くの部分は、第１エレメント３０に沿ってｂ矢示方向へ流れるか、第１エレメント３０を透過し、このとき第１エレメント３０との接触により埃が第１エレメント３０で捕集される。また、第１エレメント３０で大きく流れの向きが変わる場合は、大きな埃が慣性や遠心力により第１エレメント３０と接触して捕集される。さらに吸入空気の他の部分は第１エレメント３０に接触せず、直接第２エレメント３１へ流れてこれを通過するものもある。

第１エレメント３０は第２エレメント３１のダーティサイド２５ａ内に収容されているから、第１エレメント３０を通過した空気と、第１エレメント３０と非接触の空気は、いずれもダーティサイド２５ａ内を流れて第２エレメント３１を内側のダーティサイド２５ａから外側のクリーンサイド２５ｂへ通過し、ここでさらに細かい塵埃が除去されることにより二次浄化されて、コネクティングチューブ６からエンジン３へ供給される（図３）。

このように、吸入空気の一部のみが第１エレメント３０を通過して第２エレメント３１のダーティサイド２５ａへ流入し、さらに第２エレメント３１を内側から外側へ通過するため、第１エレメント３０は吸入空気の全量を浄化せず、その一部のみを浄化するため、第１エレメント３０の目詰まりによる吸入抵抗の増加を抑制することができ、エアクリーナエレメント全体の交換サイクルを長くして耐久性を向上させることができる。

また、第１エレメント３０を通過した一次浄化空気はそのまま外側の第２エレメント３１へ向かい、吸入空気の他の部分は第１エレメント３０と非接触でダーティサイド２５ａ内を直接第２エレメント３１へ向かう。このため吸入空気の通気抵抗を極力抑えることができる。

さらに、エレメント支持部３５を介して第１エレメント３０をエアクリーナカバー１１の本体部３２へ保持させたので、エアクリーナカバー１１を外せば直ちに第１エレメント３０のメンテナンスが可能になるから、メンテナンス性が向上する。そのうえ、ダーティサイド２５ａ内へ片持ち式状に延出する空気透過構造のエレメント支持部３５で第１エレメント３０を強固に支持することができる。

そのうえ、エレメント支持部３５をエアクリーナカバー１１に対して別体で形成し、これを本体部３２の底部３２ａへねじ止め等で着脱自在とすることにより、エアクリーナカバー１１を本体部３２と第１エレメント３０側に分離でき、第１エレメント３０及びエレメント支持部３５に対する交換等におけるメンテナンス部分を小さくして経済的に有利なものとすることができる。

また、第１エレメント３０を吸入空気の吸入口である吸入口３４に臨ませて配置したので、吸入口３４から流入した吸入空気の多くを第１エレメント３０で浄化できるから、吸入空気における塵埃の捕集を効率よく行うことができる。
しかも、第１エレメント３０の目を第２エレメント３１よりも粗くしたので、吸入空気に対して、まず第１エレメント３０で大きめの塵埃のみを捕捉することができ、第２エレメント３１ではより細かな塵埃を捕捉するから、双方のエレメント３０，３１の寿命を延ばせることができる。そのうえ目の粗い第１エレメント３０の採用により、通気抵抗をさらに低減できる。

また、第２エレメント３１を円筒形としたので、その円筒部の内部をダーティサイド２５ａとしてここへ略半円筒形の第１エレメント３０を収容することができるため、比較的長い第１エレメント３０を収容でき、第１エレメント３０の配置スペースを節約できる。

なお、本願発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば第１エレメント３０及びエレメント支持部３５の材質や構造を種々変更できる。図９はこのような別実施例に関する図に対応する図である。この例では、エレメント支持部３５を金属板をプレス成形等で成形したものであり、第１エレメント３０を支持する面はパンチングメタル等により網状もしくは多孔構造にする。金網を用いて形成することもできる。このようにするとより安価に形成できる。なお、本体部３２を樹脂で形成するときにはエレメント支持部３５を一体に成形することもできる。

また、第１エレメント３０は、フィルター効果のあるものであれば、紙、布もしくは不織布等の繊維材料やスポンジ状材料を板状もしくはブロック状にしたものを適宜使用できる。このとき必要により塵埃の捕集液体を含浸させたり、表面を粘着性にして、比較的大きめの塵埃を効率よく捕集できるようにすることができる。さらに、袋状にして形成すれば、これをエレメント支持部３５へ被せるだけで取付けることができ、着脱が容易迅速になる。

エアクリーナを搭載した自動２輪車の側面図 エアクリーナの側面図 一部破断した平面図 カバーの斜視図 カバーの正面図 カバーの平面図 カバーの側面図 図５の８−８線断面図 別実施例に係る図４相当図

符号の説明

５：エアクリーナ、６：コネクティングチューブ、１０：エアクリーナボックス、１１：エアクリーナカバー、１２：吸入ダクト、３０：第１エレメント、３１：第２エレメント、３２：本体部、３５：エレメント支持部

Claims (6)

1. エアクリーナボックス（１０）と、その内部へ配置されるエアクリーナエレメントと、エアクリーナボックスの開口部を覆うエアクリーナカバー（１１）とを備え、前記エアクリーナエレメントは第１及び第２エレメント（３０・３１）からなり、
   前記第１エレメント（３０）を、前記第２エレメント（３１）のダーティサイド（２５ａ）に配置し、かつ吸入空気の一部が前記第１エレメント（３０）を通過後に前記第２エレメント（３１）を通過し、残りの吸入空気が前記第１エレメント（３０）を通過せずに前記第２エレメント（３１）を通過するように構成したエアクリーナにおいて、
   前記第１エレメント（３０）を前記エアクリーナカバー（１１）に設けたエレメント支持部（３５）に保持させるとともに、このエレメント支持部（３５）を前記第１エレメント（３０）を通過する前記一部の吸入空気が通過する構造にしたことを特徴とするエアクリーナ。
2. 前記エレメント支持部（３５）は、エアクリーナボックス内に配置された前記第２エレメント（３１）のダーティサイド（２５ａ）に延びるように形成したことを特徴とする請求項１に記載したエアクリーナ。
3. 前記第１エレメント（３０）の一部を前記エアクリーナカバー（１１）に設けられた吸入空気の吸入口（３４）に対面させて配置したことを特徴とする請求項１に記載したエアクリーナ。
4. 前記第２エレメント（３１）は円筒形であって、その円筒部の内部をダーティサイド（２５ａ）とし、前記第１エレメント（３０）を前記第２エレメント（３１）の内部に収容することを特徴とする請求項２に記載したエアクリーナ。
5. 前記第１エレメント（３０）は前記第２エレメント（３１）よりも目が粗いことを特徴とする請求項１に記載したエアクリーナ。
6. 前記第１エレメント（３０）は、円弧状をなし、前記第２エレメント（３１）の内側へ間隔を保って配置されることを特徴とする請求項３に記載したエアクリーナ。

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