JP2007138871A - 燃料吸着シート及びエアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で製造コストを低減させることができるとともに、バックファイア圧力に対して十分に耐えることができる燃料吸着シートを提供する。
【解決手段】シート基材１７上に燃料吸着部材１８を設け、エアクリーナのエア流路に配置される燃料吸着シート１６において、シート基材１７には、少なくとも３方向に延びるコードよりなる補強ネット１９を設ける。シート基材１７は燃料吸着部材１８及び補強ネット１９を挟持する一対のシート材１７ａ，１７ｂより構成する。シート基材１７の外周縁には燃料吸着部材１８が存在しない取付部２０を一体に形成し、その取付部２０においてエアクリーナのケースに取付けられるように構成する。
【選択図】図３

Description

この発明は、エアクリーナ内のエア流路においてフィルタエレメントの下流側に配置され、エンジンの吸気系から漏れ出す燃料蒸気を吸着するための燃料吸着シート及びその燃料吸着シートを用いたエアクリーナに関するものである。

従来、この種の燃料吸着シートを備えた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ものが提案されている。この特許文献１の従来構成においては、クリーナハウジング内に吸入エアを濾過するためのフィルタエレメントがエア流路と交差するように配設されている。また、フィルタエレメントのエア流の下流側には、エンジンの吸気系から漏れ出す燃料蒸気を吸着するための燃料吸着シートがエア流路と交差するように配設されている。

前記燃料吸着シートの外周縁にはその全周にわたって取付部としての樹脂枠が被覆形成され、その樹脂枠にはクリーナハウジングに対する複数の取付孔が形成されている。そして、この樹脂枠により燃料吸着シートの外周の取付部全体が補強されるとともに、クリーナハウジングに取付けられている。
特開２００３−４２０１７号公報

ところが、特許文献１の燃料吸着シートは、前記のように、外周部のみが補強されているため、この外周部以外の部分、つまり活性炭等の燃料吸着部材を有するシート状部分がバックファイア圧力で破損して燃料吸着機能が損なわれるばかりでなく、その破片がエアとともにエンジン内に吸入されて、エンジントラブルが発生するおそれがある。また、前記シート状部分が補強されていないために変形しやすいことから、通常の車両運転時等における振動により、シート状部分がその上流側に隣接するフィルタエレメントに当たって、異音が発生したり、シート状部分やフィルタエレメントが破損したりするおそれもある。このようなおそれを回避するためには、フィルタエレメントと燃料吸着シートとの間に広い間隔を確保する必要があるが、このようにすれば、エアクリーナ全体が大型化することになる。

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、バックファイア圧力に対して十分に耐えることができて、破損を防止でき、しかもエアクリーナの小型化が可能になる燃料吸着シート及びその燃料吸着シートを用いたエアクリーナを提供することにある。

上記の目的を達成するために、燃料吸着シートに係る請求項１に記載の発明は、シート基材上に燃料吸着部材を設け、エアクリーナ内のエア流路に配置される燃料吸着シートにおいて、少なくとも３方向に延びるコードよりなるネットを前記シート基材に沿って張設したことを特徴としている。

従って、シート基材に少なくとも３方向に延びるコードから構成された補強ネットを設けるという簡単な構成により、燃料吸着シート全体を補強することができて、製造コストを低減させることができる。また、前記のように、補強ネットが少なくとも３方向に延びるコードから構成されているため、燃料吸着シートにバックファイア圧力が作用した場合に、補強ネットの網目が変形することなく、従って、補強ネットが伸長変形することなく、同補強ネットにより、バックファイア圧力を効果的に受け止めることができる。ちなみに、コードが２方向に延びるように配置されたネットの場合は、網目が菱形状をなすように変形して、全体が伸長変形する。しかも、補強ネットによりシート基材の伸長変形が抑制されるため、燃料吸着シートに対してフィルタエレメントが近接配置されていても、車両振動等を原因として、燃料吸着シートがフィルタエレメントに当たるのを防止できる。このため、結果として、燃料吸着シートとフィルタエレメントとの間の間隔を狭くできて、エアクリーナの小型化を達成することができる。

請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明において、前記シート基材を重合状態の燃料吸着部材及びネットを挟持する一対のシート材より構成するとともに、そのシート基材の外周縁には燃料吸着部材を存在させることなくネットのみを挟持した状態で両シート材を重合接着させた取付部を設けたことを特徴としている。

このように構成した場合には、シート基材の外周に樹脂枠を被覆形成する必要がなく、部品点数が少なくなって、構成を簡略化することができる。
請求項３に記載の発明においては、請求項２に記載の発明において、前記取付部に透孔を設け、その透孔を通るピンによりエアクリーナのハウジングに固定されるようにしたことを特徴としている。

このように構成した場合には、前記透孔を利用して燃料吸着シートをクリーナハウジングに固定できる。また、このように、シート基材の取付部に透孔を設けたとしても、取付部には補強ネットが存在するために、取付部の取付強度を維持できる。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記ネットの各コードは、前記シート材間の合わせ面に沿うように扁平状に並設された複数本の糸条により構成したことを特徴としている。

このように構成した場合には、補強ネットの各コードの外周に隙間が形成されることなく、補強ネットをシート基材の両シート材間に密着状態で挟持することができて、取付部の強度を高くすることができる。

請求項５に記載の発明においては、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の発明において、コードを無機繊維により構成したことを特徴とする。
このように構成した場合には、バックファイアの熱に対して充分な強度を有するコードにすることができるとともに、コードが伸長しにくく、しかも曲げ方向に対する剛性が低いため、シート基材の変形を抑制できる。

エアクリーナに係る請求項６に記載の発明においては、ハウジング内部のエア流路と交差するようにフィルタエレメントを設けたエアクリーナにおいて、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の燃料吸着シートを前記フィルタエレメントのエア流路下流側に設けたことを特徴している。

従って、前述した各種の利点を有するエアクリーナを実現することができる。

以上のように、この発明によれば、構造が簡単で製造コストを低減させることができるとともに、バックファイア圧力に対して十分に耐えることができ、しかも、エアクリーナの小型化を達成できるという効果を発揮する。

以下に、この発明の一実施形態を、図面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のクリーナハウジング１１は、インレットポート１２ａを有するとともに上面を開口した第１クリーナハウジング１２に、アウトレットポート１３ａを有するとともに下面を開口した第２クリーナハウジング１３を組み付けて構成されている。そして、この第１クリーナハウジング１２及び第２クリーナハウジング１３は、それらの開口部において互いに重合した状態で、図示しないクランプにより着脱可能に結合されている。

前記第１クリーナハウジング１２と第２クリーナハウジング１３との開口部間には、ひだ折り状のフィルタエレメント１４がインレットポート１２ａからアウトレットポート１３ａに至るエア流路と交差するように配設され、エンジンの吸気系に吸引されるエアＡ１を濾過するようになっている。フィルタエレメント１４のエア流の下流側において、第２クリーナハウジング１３の内壁には複数の取付座１５が突出形成されている。取付座１５には通気性を有する燃料吸着シート１６が支持されて、エア流路と交差するように配置され、エンジンの吸気系から漏れ出す燃料蒸気Ｆ１を吸着するようになっている。

そこで、以下に前記燃料吸着シート１６及びその関連構成について詳述する。
図１〜図３に示すように、前記燃料吸着シート１６は、シート基材１７と、そのシート基材１７内に設けられた燃料吸着部材１８と、同じくシート基材１７内に設けられた補強ネット１９とから構成されている。シート基材１７はポリエステル，ポリエチレン等の不織布よりなる一対の被覆シート材１７ａ，１７ｂからなり、重合状態の燃料吸着部材１８及び補強ネット１９を表裏から被覆挟持している。燃料吸着部材１８は、不織布よりなる保持シート材１８ａに活性炭等の粒状吸着材１８ｂをほぼ均一に分散保持させて構成されている。なお、図３から明らかなように、燃料吸着シート１６はその厚さ分が、一方の被覆シート材１７ａ側のみに現出するように両被覆シート材１７ａ，１７ｂ間に挟持されている。従って、一方のシート材１７ａの表面には燃料吸着シート１６の厚さ分に対応した凸部が形成されているが、他方のシート材１７ｂはフラットであり、前記補強ネット１９は、この他方のフラット側のシート材１７ｂと燃料吸着シート１６との間に挟着されている。

図２及び図３に示すように、前記シート基材１７の外周縁には、燃料吸着部材１８の存在しない部分が設けられている。そして、この燃料吸着部材１８の存在しない部分において、シート基材１７の両被覆シート材１７ａ，１７ｂを補強ネット１９の外周縁部を介在させた状態で圧接重合させることにより、燃料吸着シート１６の外周縁に三層構造で高剛性の取付部２０が形成されている。取付部２０には複数の取付孔２１が所要の間隔をおいて形成されている。

また、各取付孔２１に挿通可能に対応するように、前記第２クリーナハウジング１３の内の取付座１５上にはピン２２が突設されている。そして、これらのピン２２が燃料吸着シート１６の取付孔２１に挿通されるように燃料吸着シート１６を取付座１５にセットしてピン２２を熱カシメすることにより、燃料吸着シート１６が取付座１５上に固定配置されている。

図４に示すように、前記燃料吸着シート１６の補強ネット１９は、異なった３方向へそれぞれ平行に延びる各複数本のコード１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃから構成されている。すなわち、第１コード１９Ａは図４における経方向に平行に配置されている。第２コード１９Ｂは、第１コード１９Ａに対して所定角度θ１（この実施形態では６０度）で交差した図４の右上がりの傾斜方向へ平行に配置されている。第３コード１９Ｃは、第１コード１９Ａに対して所定角度θ２（この実施形態では６０度）で交差した図４の左上がりの傾斜方向へ平行に配置されている。

図５に示すように、前記補強ネット１９の各コード１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃは、複数本の糸条１９ａを撚り合わせることなく、シート材１７ａ，１７ｂの合わせ面に沿って扁平状をなすように並設することにより構成されている。また、糸条１９ａとしては、引張り強度が高く、曲げ方向の剛性が比較的小さい、例えばグラスファイバや、炭素繊維等の無機繊維材料よりなるフィラメントが使用されている。そして、この実施形態においては、図４に示すように、各コード１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃがほぼ同一の交点を通過するように配置されて、補強ネット１９の網目がほぼ正三角形となるように形成されている。これにより、燃料吸着シート１６全体が異なった多方向への引張り力に対応できるように補強されるとともに、各コード１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃの交点の数が少なくなって補強ネット１９の介装にともなう燃料吸着シート１６全体の通気抵抗の上昇が抑制されるようになっている。

次に、前記のような構成の燃料吸着シート１６の製造装置及び製造方法について説明する。
図６に示すように、この製造装置には、上部ベルトコンベア２５及び下部ベルトコンベア２６が所定間隔をおいて平行に配設されている。上部ベルトコンベア２５の上方には、吸着部材形成機構２７、切断機構２８、及び第１シート材形成機構２９が搬送方向ｐ１に沿って配設されている。下部ベルトコンベア２６の上方には、補強ネット供給機構３０、第２シート材形成機構３１、及び切断プレス機構３２が搬送方向ｐ２に沿って配設されている。

前記吸着部材形成機構２７においては、ホッパ３３からシュート３４を介して上部ベルトコンベア２５上に活性炭等の粒状吸着材１８ｂが供給されるとともに、紡糸ノズル３５から粒状吸着材１８ｂに溶融樹脂が極細繊維状になって噴射される。これにより、極細繊維がランダムでかつ粗い密度の保持シート材１８ａと、粒状吸着材１８ｂとよりなる燃料吸着部材１８が形成されて、上部ベルトコンベア２５により図６の搬送方向ｐ１に搬送される。そして、次の切断機構２８により、上部ベルトコンベア２５上の燃料吸着部材１８が所定の大きさに切り分けられる。さらに、第１シート材形成機構２９においては、紡糸ノズル３６から燃料吸着部材１８上に溶融樹脂が繊維状になって噴射されて、その燃料吸着部材１８の表面にシート基材１７の一方の被覆シート材１７ａが不織布状に形成される。

その後、前記燃料吸着部材１８及び被覆シート材１７ａが上部ベルトコンベア２５上から下部ベルトコンベア２６上に移し替えられることにより、その燃料吸着部材１８及び被覆シート材１７ａの表裏が反転される。続いて、前記補強ネット供給機構３０においては、供給ローラ３７から補強ネット１９が繰り出されて、燃料吸着部材１８及び被覆シート材１７ａ上に供給配置される。次の第２シート材形成機構３１においては、紡糸ノズル３８から補強ネット１９上に溶融樹脂が繊維状になって噴射されて、その補強ネット１９の表面にシート基材１７の他方の被覆シート材１７ｂが不織布状に形成されて、前記被覆シート材１７ａと一体化される。これにより、燃料吸着部材１８及び補強ネット１９がシート基材１７の両被覆シート材１７ａ，１７ｂ間に被覆挟持される。

この場合、図５に示すように、補強ネット１９の各コード１９Ａ〜１９Ｃが複数本の糸条１９ａを撚り合わせることなく並設することによって構成されている。このため、各コード１９Ａ〜１９Ｃが扁平状に形成されるとともに、グラスファイバや炭素繊維等の曲げ剛性の小さい無機繊維により構成されているため、補強ネット１９に成形にともなううねりやそりが発生しにくく、図７に示すように、補強ネット１９上に溶融樹脂が噴射されるとき、その溶融樹脂が補強ネット１９の各コード１９Ａ〜１９Ｃの外周に隙間をほとんど形成することなく、補強ネット１９の網目を通して反対側の燃料吸着部材１８及び被覆シート材１７ａに到達して一体的な不織布層を形成する。よって、被覆シート材１７ａ，１７ｂ同士を密着状態で強固に結合させることができ、従って、補強ネット１９をシート基材１７の両被覆シート材１７ａ，１７ｂ間に密着状態で強固に挟持固定することができる。

そして、最後の切断プレス機構３２においては、シート基材１７の両被覆シート材１７ａ，１７ｂ及び補強ネット１９が所定の大きさに切り分けられて、燃料吸着シート１６が形成される。それとともに、シート基材１７の両被覆シート材１７ａ，１７ｂ及び補強ネット１９の外周縁部が加熱プレスされて、燃料吸着シート１６の外周縁に三層構造の取付部２０が形成される。この場合、図８に示すように、取付部２０の所要箇所には補強ネット１９のコード１９Ａ〜１９Ｃの埋設位置を避けて、複数の取付孔２１が形成される。これにより、取付孔２１の形成より補強ネット１９のコード１９Ａ〜１９Ｃが分断されるのを防止でき、従って、取付部２０の強度が低下するのを防止することができる。

次に、前記のように構成された燃料吸着シート１６を備えるエアクリーナの作用を説明する。
さて、このエアクリーナを搭載した車両におけるエンジンの運転時には、図１に示すように、エアＡ１がインレットポート１２ａからクリーナハウジング１１内を通してエンジンに吸引され、そのエアに含まれる塵埃等がフィルタエレメント１４によって濾過される。

また、エンジンの停止時に、エンジンの吸気系から燃料蒸気Ｆ１が漏れ出した場合には、その燃料蒸気Ｆ１がアウトレットポート１３ａからクリーナハウジング１１の第２クリーナハウジング１３内に侵入してくる。この場合、燃料蒸気Ｆ１はエアよりも重いため、第２クリーナハウジング１３内に侵入した燃料蒸気Ｆ１は下方に流れて、燃料吸着シート１６の燃料吸着部材１８に含まれる粒状吸着材１８ｂにより吸着される。よって、燃料蒸気Ｆ１が外気に放出されることはなく、大気汚染を抑制することができる。

さらに、エンジンにバックファイアが発生した場合には、バックファイア圧力Ｐ１がアウトレットポート１３ａからクリーナハウジング１１の第２クリーナハウジング１３内に至る。そして、図２に示すように、このバックファイア圧力Ｐ１は燃料吸着シート１６の中央部分ａ１を中心とした領域に強く作用する。これにより、図２に示すように、ピン２２が貫通している各取付孔２１の付近には中央部分ａ１側に向かって強い引張り力が作用する。

ところが、この実施形態においては、燃料吸着シート１６のシート基材１７内に補強ネット１９が設けられ、その補強ネット１９が異なった３方向に延びるコード１９Ａ〜１９Ｃから形成されている。このため、補強ネット１９の網目が菱形状に変形することはなく、燃料吸着シート１６の各取付孔２１付近に作用する異なった方向への引張り力が、補強ネット１９の各コード１９Ａ〜１９Ｃにより確実に受け止められる。これにより、燃料吸着シート１６のフィルタエレメント１４側への膨出変形が抑制されるとともに、各取付孔２１付近に作用する引張り力が緩和される。

従って、燃料吸着シート１６のバックファイア圧力が直接作用する部分の損傷を補強ネット１９により防止できるのはもちろんのこと、第２クリーナハウジング１３内の取付座１５に対する燃料吸着シート１６の取付部２０が破損するおそれを確実に抑制することができる。従って、燃料吸着シート１６の機能が損なわれるのを防止できるばかりでなく、破片によるエンジントラブルのおそれを未然に回避できる。また、燃料吸着シート１６の外周に樹脂枠等を被覆形成して、クリーナハウジング１１に対する燃料吸着シート１６の取付部をバックファイア圧力Ｐ１に耐えるように補強する必要がなく、燃料吸着シート１６の構成を簡素化することもできる。

さらに、補強ネット１９により燃料吸着シート１６の変形を少なくできるため、車両振動等により燃料吸着シート１６がその下方のフィルタエレメント１４に当たるのを抑制できる。従って、燃料吸着シート１６とフィルタエレメント１４との間の間隔を狭くすることができ、結果としてエアクリーナ全体の小型化を達成できる。

また、補強ネット１９のコード１９Ａ〜１９Ｂを構成する糸条１９ａとして、グラスファイバ等の無機繊維が用いられているため、補強ネット１９の伸長変形を防止でき、しかもバックファイアの際の耐熱性も高することができる。

（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９に示すように、補強ネット１９を異なった４方向に延びるコード１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄから構成すること。この場合、コード１９Ａ〜１９Ｃは、前記実施形態における補強ネット１９のコード１９Ａ〜１９Ｃと同方向に延びている。これに対して、コード１９Ｄは、経方向に延びるコード１９Ａと直交するように緯方向に延びている。

・ 図１０に示すように、補強ネット１９として、その網目が六角形等の四角形以外の多角形となるようにコード１９Ｅを配列すること。
・ 図１１及び図１２に示すように、補強ネット１９のコード１９Ｆとして、複数の糸条１９ａよりなる撚線を用いること。図１１は、複数の同一太さの糸条１９ａを撚ったものであり、図１２は太めの糸条１９ｂを芯線として、その周り細めの糸条１９ａを巻回状に撚ったものである。

・ 図１３に示すように、補強ネット１９のコード１９Fとして、単線１９ｃを用いること。
・ 図１４及び図１５に示すように、補強ネット１９としてコード１９Ｇを放射状に張設したものを用いること。

・ 糸条として無機繊維に替えて、アラミド繊維等の有機繊維を用いること。

一実施形態の燃料吸着シートを備えたエアクリーナを示す断面図。 図１の燃料吸着シートを拡大して示す平面図。 図１の燃料吸着シートの部分拡大断面図。 同燃料吸着シートの補強ネットを拡大して示す部分平面図。 補強ネットを構成するコードの一部を拡大して示す斜視図。 燃料吸着シートの製造装置を示す構成図。 燃料吸着シートがプレス成形された状態を示す部分拡大断面図。 燃料吸着シートに取付孔が形成された状態を示す部分拡大平面図。 燃料吸着シートの補強ネットの別の変更例を示す部分平面図。 補強ネットの異なる変形例を示す部分平面図。 コードの変形例を示す断面図。 コードの異なる変形例を示す断面図。 コードのさらに異なる変形例を示す断面図。 補強ネットの変形例を示す燃料吸着シートの平面図。 補強ネットのさらに異なる変形例を示す燃料吸着シートの平面図。

符号の説明

１１…クリーナハウジング、１４…フィルタエレメント、１６…燃料吸着シート、１７…シート基材、１７ａ，１７ｂ…被覆シート材、１８…燃料吸着部材、１９…補強ネット、１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ…コード、１９ａ…糸条、１９ｂ…糸条、２０…取付部、２１…取付孔、２２…ピン、Ｆ１…燃料蒸気、Ｐ１…バックファイア圧力。

Claims (6)

1. シート基材上に燃料吸着部材を設け、エアクリーナ内のエア流路に配置される燃料吸着シートにおいて、
   少なくとも３方向に延びるコードよりなるネットを前記シート基材に沿って張設したことを特徴とする燃料吸着シート。
2. 前記シート基材を重合状態の燃料吸着部材及びネットを挟持する一対のシート材より構成するとともに、そのシート基材の外周縁には燃料吸着部材を存在させることなくネットのみを挟持した状態で両シート材を重合接着させた取付部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料吸着シート。
3. 前記取付部に透孔を設け、その透孔を通るピンによりエアクリーナのハウジングに固定されるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の燃料吸着シート。
4. 前記ネットの各コードは、前記シート材間の合わせ面に沿うように扁平状をなすように並設された複数本の糸条により構成したことを特徴とする請求項２または３に記載の燃料吸着シート。
5. コードを無機繊維により構成したことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の燃料吸着シート。
6. ハウジング内部のエア流路と交差するようにフィルタエレメントを設けたエアクリーナにおいて、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の燃料吸着シートを前記フィルタエレメントのエア流路下流側に設けたことを特徴とするエアクリーナ。

Images