JP4455382B2 - 排塵弁及び排塵構造 - Google Patents

Description

この発明は、例えば車両におけるエンジンの吸気系等に接続されるエアクリーナや、プリクリーナ等に用いられる排塵弁及び排塵構造に関するものである。

従来、例えば、特許文献１には吸入エアを旋回させて塵埃等を遠心分離させるプリクリーナが開示され、そのプリクリーナに用いられる排塵弁が提案されている。この排塵弁は、円筒状の弁取付部と、その弁取付部から先細状に垂下されたリップ部と、そのリップ部の下端に形成された開閉可能なスリットと、そのスリットの両側に配設された一対のウェイトとから構成されている。

そして、エンジンの稼動時には、吸気によりプリクリーナ及び排塵弁の内部が負圧になって、前記スリットが閉じた状態に保持され、エアクリーナの塵埃分離部で分離された塵埃や水分等が排塵弁の内部に収集される。また、車両の走行振動や吸気脈動等の振動が排塵弁に付与されたときには、前記ウェイトにより振動が増幅されてスリットが開放され、その開放されたスリットを介してリップ部内の塵埃等が外部に排出されるようになっている。
特開平３−１４９９９号公報

前記の特許文献１に示された従来の排塵弁においては、排塵弁が先細形状をなしているため、その上下寸法が大きい。一方、エンジンルーム内に配置される部品は、大きなスペースを占有しないように小型化することが要求される。

このような要求に対応して、排塵弁の上下寸法を小さくした場合には、排塵弁のリップ部を有する底壁部が水平に近い角度となる。そして、このように構成した場合には、排塵弁の内部が負圧状態になったとき、リップ部のスリット付近が内側へ捲れ上がるように変形して、スリットが開放状態になり、そして、その状態が維持される。このため、開放状態のスリットから外部のエアがケーシング内に逆流状に流入して、前述した遠心分離作用が低下したりする問題があった。

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。その目的は、排塵弁の高さを低く形成した場合でも、リップ部のスリット付近が内側に湾曲するのを抑制することができる排塵弁及び排塵構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、弾性材よりなり、開閉可能なリップ部を底壁部の下端に形成するとともに、そのリップ部の両側における底壁部には振動を利用してリップ部を開放させるためのウェイトを設け、エアクリーナのケーシングにおける塵埃分離部の下部に配設される排塵弁において、弁内部の負圧に起因した前記ウェイトの移動を規制して、前記リップ部が弁内側に変形移動するのを抑制するための変形防止手段を設けたことを特徴とする。ここで、弾性材とは、ゴムやエラストマー等よりなる柔軟弾性材を指すものとする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記リップ部の開閉方向に対する前記底壁部の角度を４５度以下にしたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記変形防止手段は、前記両ウェイトがリップ部を介して相互に接近することにより、両ウェイト間においてリップ部が挟持されて変形移動が抑制されるように、両ウェイトを近接配置した構成よりなることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記リップ部の近傍には、リップ部の開閉動作以外の変形を抑制するための変形抑制手段を設けたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記変形抑制手段は、リップ部及びその周囲の剛性を高めるために、底壁部に形成された厚肉部であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、弾性材よりなり、開閉可能なリップ部を底壁部の下端に形成するとともに、そのリップ部の両側における底壁部には振動を利用してリップ部を開放させるためのウェイトを設けた排塵弁を、エアクリーナのケーシングにおける塵埃分離部の下部に配設した排塵構造であって、排塵弁の負圧に起因した前記ウェイトの移動を規制して、前記リップ部が排塵弁の内側に変形移動するのを抑制するための変形防止手段を前記ケーシングに設けたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記リップ部の開閉方向に対する前記排塵弁の底壁部の角度を４５度以下にしたことを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の発明において、前記変形防止手段は、前記両ウェイトの上端に近接してケーシングに固定した抑制部材であることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項６〜請求項８のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記リップ部の近傍には、リップ部の開閉動作以外の変形を抑制するための変形抑制手段を設けたことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記変形抑制手段は、リップ部及びその周囲の剛性を高めるために、底壁部に形成された厚肉部であることを特徴とする。

（作用）
請求項１及び請求項６に記載の発明においては、エンジンの稼動に伴う吸気により排塵弁の内部が負圧状態になったとき、リップ部が内側へ捲れ上がるように湾曲するのを変形防止手段により抑制することができる。よって、排塵弁の高さが低くても、リップ部の内側への湾曲によってリップ部が開放状態になることはなく、遠心分離の作用等に支障をきたすのを防止できる。

請求項２及び請求項７に記載の発明においては、底壁部の角度がリップ部の開閉方向に対して４５度以下であるため、排塵弁全体の高さを低くでき、エンジンルーム内への搭載に都合がよい。

請求項３に記載の発明においては、排塵弁の内部が負圧状態のとき、両ウェイトによりリップ部が挟持されて、リップ部の内側への湾曲変形を抑制することができる。
請求項４及び請求項９に記載の発明においては、車両の走行振動等に伴い排塵弁に振動が付与されたとき、リップ部に変形が生じるのを防止することができる。よって、その変形によるリップ部の開放を防止でき、遠心分離作用等に悪影響が及ぶのを防止できる。

請求項５及び請求項１０に記載の発明においては、変形抑制手段を厚肉部により構成したことにより、部品点数が増加することなく、前記の遠心分離作用等に対する悪影響を抑止できる。

請求項８に記載の発明においては、排塵弁の内部が負圧状態のとき、抑制部材がウェイトの上端部と当接することにより、リップ部の内側への湾曲変形を確実に抑制することができる。

以上のように、この発明によれば、排塵弁のリップ部の高さを小さく形成した場合でも、リップ部が内側に湾曲変形するのを抑制することができ、排塵弁として、ひいてはエアクリーナとして高機能を維持できるとともに、排塵弁を小型化でき、エンジンルーム内への搭載に都合がよいという効果がある。

（第１実施形態）
以下に、この発明の第１実施形態を、図１〜図７に基づいて説明する。
図１に示すように、この実施形態のエアクリーナであるプリクリーナ１０においては、ケーシング１１が塵埃分離部としての円筒状の外筒部１２と、その外筒部１２の出口側端部から内側に向かって突設された円筒状の内筒部１３とを備えている。外筒部１２の入口側端部には、複数の羽根１４が傾斜状態で固定されている。そして、このプリクリーナが車両におけるエンジンの吸気系に接続された状態で、エンジンの稼動に伴う吸気により、外筒部１２の入口側端部から羽根１４を介してケーシング１１内にエアが吸入される。このとき、傾斜した羽根１４の作用により、吸入エアが外筒部１２内で旋回されて、そのエア中に含まれる塵埃や水分等が遠心力にて分離されるようになっている。

前記ケーシング１１における外筒部１２の出口側端部の下部には円筒状の開口部１５が形成され、その開口部１５には排塵弁１７がその取付部１８において取付けられて排塵構造１６が構成されている。そして、前記外筒部１２内で遠心分離された塵埃等が、この排塵弁１７により収集されるとともに、車両の走行に伴う振動や、吸気脈動等の振動を利用して、外部へ自動的に排出されるようになっている。そこで、以下に、排塵弁１７及びその関連構成について詳述する。

図２及び図３に示すように、前記開口部１５の外周面には、排塵弁１７の前記取付部１８が凹部２２及び突起２３の係合により、固定配置されている。
図２〜図７に示すように、前記排塵弁１７はゴム，エラストマー等の弾性材により一体に形成されている。また、この排塵弁１７は、扁平球面状をなす底壁部１９を有し、その底壁部１９の中央下端には下方へ突出し、開閉可能なスリット２０を有する一対のリップ部１９ａが形成されている。両リップ部１９ａの中央部両外側における底壁部１９には、それぞれウェイト２１が底壁部１９を構成する弾性材によって被覆された状態で設けられている。

そして、エンジンの稼動時には、吸気によりケーシング１１の内部が負圧になって、排塵弁１７の内部も負圧になり、スリット２０が閉じた状態に保持される。この状態で、プリクリーナ１０の外筒部１２内で遠心分離された塵埃等が排塵弁１７の底壁部１９上に収集される。また、車両の走行振動や吸気脈動等の振動により排塵弁１７に振動が付与されたときには、ウェイト２１により振動が増幅されてリップ部１９ａ，すなわちスリット２０が瞬間的に開放され、そのスリット２０を介して底壁部１９内の塵埃等が外部に落下排出されるようになっている。

前記取付部１８と底壁部１９との間には、薄肉部２４が設けられている。そして、排塵弁１７に振動が付与されて、ウェイト２１により、スリット２０が開放されるとき、この薄肉部２４によりスリット２０の開放量が向上されるようになっている。前記底壁部１９は取付部１８の下方に大きく膨出しないように、その上下方向の高さを小さくして前述した偏平球面状となるように形成され、図２に示すように、この底壁部１９は、前記薄肉部２４部分を除いて、リップ部１９ａの開閉方向Ｐに対する各部の角度θが４５度以下となっている。

リップ部１９ａの両端付近の両側に位置するように、底壁部１９の下面のスリット近傍には変形防止手段としての各一対の厚肉部である補強突部２５が一体形成されている。この補強突部２５は、底壁部１９のスリット近傍を部分的に厚肉にして剛性を高めたものである。そして、これらの補強突部２５により、負圧状態のときスリット２０が、例えば図５に２点鎖線で示すように、両端付近にて変形した状態で開放されるのを防止するようになっている。

さらに、この実施形態では、前記一対のウェイト２１が、リップ部１９ａの両側に所定の間隔をおいて近接配置されている。また、図２，図４，図６に示すように、両ウェイト２１の下端部が、リップ部１９ａの下端縁よりも下方に位置するように突出されている。そして、このウェイト２１の配置構造により変形抑制手段２６が構成され、図２に示すように、排塵弁１７の内部が負圧状態になったとき、両ウェイト２１が底壁部１９のスリット２０付近を介して相互に近接して、リップ部１９ａが挟持され、このため、リップ部１９ａを含む底壁部１９の弁内側（上側）への湾曲変形が抑制されるようになっている。

次に、前記のように構成された排塵弁１７の動作を説明する。
さて、このプリクリーナ１０が車両におけるエンジンの吸気系に接続された状態で、エンジンが稼動されると、外筒部１２の入口側端部から内部にエアが吸入される。そして、羽根１４により吸入エアが外筒部１２内において旋回され、そのエア中に含まれる塵埃等が遠心分離される。また、このエンジンの稼動時には、吸気のために排塵弁１７の内部が負圧になるため、図２に示すように、スリット２０が閉じた状態に保持されている。よって、外筒部１２内で遠心分離された塵埃等は、開口部１５を介して排塵弁１７内の底壁部１９上に収集される。

また、この排塵弁１７の内部が負圧状態のときには、この負圧により、リップ部１９ａの付近が内側へ捲れ上がるように湾曲されようとする。ところが、図２に示すように、この実施形態の排塵弁１７では、ウェイト２１の近接配置構造により変形抑制手段２６が構成され、両ウェイト２１がリップ部１９ａを挟持することにより、底壁部１９の内側への湾曲が抑制される。よって、スリット２０が開放状態になるのを防止でき、スリット２０からの逆流状のエア吸入や、その逆流状エアに起因した遠心分離作用の低下等を防止することができる。また、リップ部１９ａの両側には補強突部２５が設けられているため、スリット２０が両端付近にて変形した状態で開放されることもない。

そして、車両の走行振動や吸気脈動等による振動により排塵弁１７に振動が付与されると、ウェイト２１により振動が増幅されて、図７に示すように、スリット２０が瞬間的に開放される。従って、このスリット２０を介して底壁部１９内の塵埃等を外部へ確実に排出することができる。

以上に述べた、第１実施形態の効果を列挙すれば以下の通りである。
・ エンジンの稼動に伴う吸気により排塵弁１７の内部が負圧状態になったとき、リップ部１９ａが内側へ捲れ上がるように湾曲するのをウェイト２１により抑制することができる。よって、排塵弁１７の底壁部１９を扁平状であって排塵弁１７の高さが低くても、リップ部１９ａが開放状態になることはなく、排塵弁１７やプリクリーナ１０の機能に支障がきたすのを防止できる。

・ 排塵弁１７の底壁部１９の角度がリップ部１９ａの開閉方向に対して４５度以下であるため、排塵弁１７全体の高さを低くでき、エンジンルーム内への搭載に都合がよい。
・ 排塵弁１７の内部が負圧状態のとき、両ウェイト２１によりリップ部１９ａが挟持されて、リップ部１９ａの内側への湾曲変形を適切に抑制することができる。

・ 排塵弁１７に負圧が付与されたとき、リップ部１９ａに変形が生じるのを補強突部２５により防止することができる。よって、その変形によるリップ部１９ａの開放を防止でき、遠心分離作用等に悪影響が及ぶのを防止できる。しかも、補強突部２５は、底壁部１９を厚肉に形成しただけであるから、部品点数が増加することはなく、構成が簡単である。

（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
さて、この第２実施形態においては、図８及び図９に示すように、変形抑制手段２６として、プリクリーナ１０のケーシング１１側の開口部１５内に、板状の抑制部材２８が排塵弁１７の両ウェイト２１の上面と対応して架設固定されている。そして、排塵弁１７の内部が負圧状態のときに、底壁部１９のリップ部１９ａが内側へ、すなわち上方へ捲れ上がるように湾曲変形されようとした場合、抑制部材２８に両ウェイト２１の上端面が当接して、底壁部１９の内側への湾曲変形が抑制されるようになっている。

従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態における効果と同様な効果を得ることができる。
（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

この第３実施形態においては、図１０及び図１１に示すように、底壁部１９上に被覆状態で配置されているウェイト２１がリップ部１９ａに沿って延びるように細長い形状に形成されている。

従って、この第３実施形態においては、ウェイト２１がリップ部１９ａの変形を抑制する。
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

・ 図１２及び図１３に示すように、リップ部１９ａの変形を抑止するための補強突部２５をリップ部１９ａに沿って延長配置すること。
・ この発明をプリクリーナとは異なった構成のエアクリーナ、例えば、フィルタエレメントを有する濾過型のエアクリーナに具体化すること。

第１実施形態の排塵弁を備えたプリクリーナを示す断面図。 図１の２−２線における部分拡大断面図。 図２の３−３線における断面図。 プリクリーナの側面図。 プリクリーナの底面図。 プリクリーナの別の方向から見た側面図。 図２の排塵弁の作動状態を示す部分断面図。 第２実施形態の排塵弁を示す部分断面図。 図８の９−９線における部分断面図。 第３実施形態の排塵弁を示す底面図。 同じく第３実施形態の排塵弁を示す側面図。 変更例を示す底面図。 図１２の１３−１３線断面図。

符号の説明

１０…プリクリーナ、１１…ケーシング、１２…塵埃分離部としての外筒部、１５…開口部、１６…排塵構造、１７…排塵弁、１９…底壁部、１９ａ…リップ部、２０…スリット、２１…ウェイト、２５…変形防止手段としての補強突部、２６…変形抑制手段、２８…抑制部材、θ…角度、Ｐ…開閉方向。

Claims (10)

1. 弾性材よりなり、開閉可能なリップ部を底壁部の下端に形成するとともに、そのリップ部の両側における底壁部には振動を利用してリップ部を開放させるためのウェイトを設け、エアクリーナのケーシングにおける塵埃分離部の下部に配設される排塵弁において、
   弁内部の負圧に起因した前記ウェイトの移動を規制して、前記リップ部が弁内側に変形移動するのを抑制するための変形防止手段を設けたことを特徴とする排塵弁。
2. 前記リップ部の開閉方向に対する前記底壁部の角度を４５度以下にしたことを特徴とする請求項１に記載に排塵弁。
3. 前記変形防止手段は、前記両ウェイトがリップ部を介して相互に接近することにより、両ウェイト間においてリップ部が挟持されて変形移動が抑制されるように、両ウェイトを近接配置した構成よりなることを特徴とする請求項１または２に記載の排塵弁。
4. 前記リップ部の近傍には、リップ部の開閉動作以外の変形を抑制するための変形抑制手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載の排塵弁。
5. 前記変形抑制手段は、リップ部及びその周囲の剛性を高めるために、底壁部に形成された厚肉部であることを特徴とする請求項４に記載の排塵弁。
6. 弾性材よりなり、開閉可能なリップ部を底壁部の下端に形成するとともに、そのリップ部の両側における底壁部には振動を利用してリップ部を開放させるためのウェイトを設けた排塵弁を、エアクリーナのケーシングにおける塵埃分離部の下部に配設した排塵構造であって、
   排塵弁の負圧に起因した前記ウェイトの移動を規制して、前記リップ部が排塵弁の内側に変形移動するのを抑制するための変形防止手段を前記ケーシングに設けたことを特徴とする排塵構造。
7. 前記リップ部の開閉方向に対する前記排塵弁の底壁部の角度を４５度以下にしたことを特徴とする請求項６に記載の排塵構造。
8. 前記変形防止手段は、前記両ウェイトの上端に近接してケーシングに固定した抑制部材であることを特徴とする請求項６または７に記載の排塵構造。
9. 前記リップ部の近傍には、リップ部の開閉動作以外の変形を抑制するための変形抑制手段を設けたことを特徴とする請求項６〜請求項８のうちのいずれか一項に記載の排塵構造。
10. 前記変形抑制手段は、リップ部及びその周囲の剛性を高めるために、底壁部に形成された厚肉部であることを特徴とする請求項９に記載の排塵構造。

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