JP2001289132A

JP2001289132A - 吸気装置

Info

Publication number: JP2001289132A
Application number: JP2000102728A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Goko; 康士五箇; Shinichi Kamiya; 信一神谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2001-10-19
Anticipated expiration: 2020-04-04
Also published as: JP3995386B2

Abstract

(57)【要約】【課題】吸気流量を低減することなく流量計の上流側
における吸気流れの乱れを低減し、吸気流量を高精度に
測定可能にする吸気装置を提供する。【解決手段】エレメント２の各部を通過した吸気流れ
１０は、互いにぶつかり合い吸気ダクト５方向に向きを
変え、乱れた状態となってエレメント２の軸方向の吸気
流れ１１として整流部７、８へ導かれ、整流板７の整流
格子７ａに沿って流れることにより同一方向に整流され
る。そこで、従来生じていたクリーナケース３、４と吸
気ダクト５の境界位置にある曲り部９の内側角部によっ
て発生する吸気乱れを、曲面部８を設けることで低減さ
せ、曲り部９での急変する吸気流れを曲面部８の曲面に
沿って吸気ダクト５の左方向に案内させることで整流さ
れた吸気流れ１２にし、かつ通気抵抗を軽減して吸気流
量を高精度に測定可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気装置に関し、
例えば熱式流量計を用いてエンジンに導入する吸気流量
を測定する吸気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等のエンジンに空気を導入する吸
気装置において、吸気流量を測定する流量計として熱式
流量計を用いるものが知られている。熱式流量計は流路
径に比べて体格の小さい発熱抵抗体からの熱伝達量の変
化により流路断面の一部の流速を感知し、全体の吸気流
量を測定するものである。熱式流量計は直接空気の質量
が検出できるので、吸気流量を高精度に測定できる利点
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】熱式流量計は吸気流れ
の僅かな乱れも吸気流量の変化として測定するので、熱
式流量計の上流側で吸気流れに乱れが生じると出力変動
が増大し高精度に吸気流量を測定することができない。
熱式流量計の上流側近傍にエアクリーナを配設する吸気
装置では、クリーナエレメントを通過する際に吸気流れ
に乱れが生じ易いので吸気流量を高精度に測定すること
が困難である。

【０００４】このような吸気流れの乱れを低減するため
に、特開平７−１２８１０７号公報に開示される吸気装
置では、図６に示すように熱式流量計１０５の上流側に
おいてエアクリーナ１００の出口管１０３に吸気流れを
整流する整流部材１０４を設けている。ここで吸気流れ
を整流するとは、不規則な方向に流れている吸気流れを
同一方向に流れるように整えることをいう。

【０００５】しかしながら、上記公報に開示されている
従来の軸流式エアークリーナー１００のようにエレメン
ト１０１を通過した吸気がエレメント軸方向１０１ａに
略直角に曲げられる場合、若しくはエアクリーナの出口
部１０２付近において流れの急変部（急曲部）がある場
合等のエアクリーナ１００を通過した吸気流れの乱れが
大きい場合においては、エアクリーナ１００の出口管１
０３に設ける整流部材１０４では効果が得られにくく、
効果を向上させた整流部材１０４とするには整流する格
子を多く設ける等の対応が必要となる。しかし、エアク
リーナ１００の出口管１０３の流路面積は小さいので、
上述した整流部材１０４を配設すると通気抵抗が増大す
る。したがって、例えば内燃機関においてはエンジンに
導入される吸気流量が減少し、エンジン出力が低下する
という問題がある。

【０００６】本発明の目的は上記の点に鑑み、吸気流量
を低減することなく流量計の上流側における吸気流れの
乱れを低減し、吸気流量を高精度に測定可能にする吸気
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１記載の吸気装置によると、ク
リーナケースの開口部と接続され、エレメントの各部分
を通過して合流したクリーナケース内の吸気を、この吸
気の流れ方向と略直交する方向に導くために曲げられた
吸気通路を形成する吸気ダクト内に、吸気流量を検出す
る流量計が配設される吸気装置において、クリーナケー
スの開口部とエレメントの下流部との間に、エレメント
を通過した吸気の流れを整流する整流部を備えた。

【０００８】吸気流れの乱れ発生部分は、主にエレメン
トの各部分を通過したのち合流する部分、およびクリー
ナケース内の吸気流れを急変させるクリーナケースと吸
気ダクトの接続部分である。

【０００９】上述した位置に配置された整流部は、エレ
メントの各部分を通過したのち合流する吸気流れの乱れ
発生位置、すなわちエレメントの下流部位置で整流さ
れ、さらにクリーナケースと吸気ダクトの接続部分にて
急変する吸気流れを乱すことなく吸気通路の曲り方向へ
案内することを可能にしている。

【００１０】つまり上述した整流部は、乱れ発生直後の
位置で吸気乱れを整流し、案内するようにしたので、吸
気通路中に整流部である抵抗体を配置したにもかかわら
ず、効果的に通気抵抗増を抑えながら整流している。

【００１１】よって、吸気ダクトに配設された流量計を
通過する吸気流れの乱れは低減され、吸気流量を高精度
に測定可能にする。

【００１２】本発明の請求項２記載の吸気装置による
と、整流部を曲面部とした。

【００１３】この曲面部は、吸気通路の曲り方向の内側
角部に設けられ、曲り方向に沿った曲面形状としたの
で、内側角部によって発生する吸気乱れが抑制される。

【００１４】また、エレメントの下流部からクリーナケ
ースの開口部にかけて配設された曲面部は、それ自体の
曲面に沿って、吸気の流れをなめらかに吸気ダクト方向
に案内でき、吸気流れの乱れを整流するとともに、吸気
乱れの低減により通気抵抗を軽減させる効果がある。

【００１５】本発明の請求項３記載の吸気装置による
と、整流板でエレメントの各部分を通過して合流する吸
気流れの乱れ発生直後の位置で、吸気流れの乱れを整流
しているので、整流板に沿って容易に整流することがで
きる。

【００１６】本発明の請求項４記載の吸気装置による
と、整流部を曲面部と整流板により構成したので、吸気
流れの乱れが大きい場合であっても曲面部と整流板との
相乗効果により、吸気流れの乱れおよび通気抵抗を軽減
させる効果のある吸気装置とすることができる。

【００１７】本発明の請求項５記載の吸気装置による
と、整流部は、吸気ダクトと一体成型した。一体成型す
ることで吸気ダクトと整流部との接合段差が無くなり通
気抵抗が低減する。また部品点数が減ってコスト削減効
果のある吸気装置とすることができる。

【００１８】本発明の請求項６記載の吸気装置による
と、整流部は、クリーナケースと一体成型した。一体成
型することでクリーナケースと整流部との接合段差が無
くなり通気抵抗が低減する。また部品点数が減ってコス
ト削減効果のある吸気装置とすることができる。

【００１９】本発明の請求項７記載の吸気装置による
と、整流部は、クリーナケース、および吸気ダクトと一
体成型した。一体成型することでクリーナケース、およ
び吸気ダクトと整流部との接合段差が無くなり通気抵抗
が低減する。また部品点数が減ってコスト削減効果のあ
る吸気装置とすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の吸気装置における、吸気
流量を高精度に測定可能にする技術を自動車用エンジン
の吸気装置に適用した一実施形態を、図面を参照して説
明する。

【００２１】図１は、本発明の一実施形態による吸気装
置を示す詳細図である。図１に示した吸気装置は、吸気
流れの乱れを低減する整流部を曲面部８と整流板７によ
り構成した例を示す。

【００２２】１は軸流式エアークリーナー（以下、エア
ークリーナーと呼ぶ）で、樹脂製のケース本体３とケー
スふた部４よりなるクリーナーケース内に中空円筒状の
エレメント２が収納されている。５は吸気ダクトで、エ
アークリーナー１の下流側においてエアークリーナー１
に一体的に接続配置されている。そして、吸気ダクト５
内には熱式流量計６が装備されている。

【００２３】エアークリーナー１と吸気ダクト５とは、
ケースふた部４と吸気ダクト５を樹脂材により一体成型
することで接続される。吸気ダクト５の下流側はエンジ
ンに接続され、吸気通路を形成している。

【００２４】また、吸気ダクト５は、エレメント２の各
部分を通過（吸気流れ１０）して合流したエレメント２
の軸方向の吸気流れ１１を、この吸気流れ方向１１と略
直交する方向に導くために曲げられた吸気通路を形成し
ている。

【００２５】上述した構成の吸気装置は、エレメント２
の中心軸を直立させることで、吸気中の異物を除去した
後、エレメントを目詰まりさせることなく異物を下方に
落下させている。その後、吸気は吸気ダクト５により略
直交する方向に曲げられることで、限られた空間にエン
ジンとともに収納することが可能となる。

【００２６】また、本発明の吸気流れの乱れを整流する
整流部は、曲面部８と整流板７により構成され、エアー
クリーナケースのケースふた部４の開口部４Ａとエレメ
ント２の下流部１Ａ、つまりエレメント２の各部分を通
過した吸気流れ１０が集まる下流部集合部との間に設け
られている。

【００２７】なお、エアークリーナー１と吸気ダクト５
とが別体で構成されている場合の整流部は、エアークリ
ーナー１もしくは吸気ダクト５側と一体樹脂成型される
か、エアークリーナー１もしくは吸気ダクト５側へ整流
部が通気抵抗にならないように別体で組付けられる。

【００２８】曲面部８は、上述した吸気通路の曲り部９
において吸気通路の曲り方向（この場合左方向）の内周
側の内側角部に設けられ、曲り方向に沿った曲面形状に
形成されている。

【００２９】整流板７は曲面部８と連なって設けられ、
本実施例では吸気ダクト５方向の吸気流れ１２と略平行
する向きに整流格子７ａを配列させた例を示す。この例
以外にも整流格子７ａの向きは、吸気ダクト５方向の吸
気流れ１２と略直交する向き、あるいはこれらを組合わ
せた格子状に配設することもできる（図３、図４）。

【００３０】このように、吸気ダクト５方向の吸気流れ
１２と略平行、または略直交する向きに整流格子７ａを
配列させると、整流格子７ａがエレメント２の軸方向の
吸気流れ１１をねじれ流れ（旋回流）とせずに、吸気ダ
クト５方向に沿った乱れのない吸気流れ１２として整流
できる効果がある。

【００３１】なお、整流格子７ａの数は、増やすと整流
効果が向上するものの、通気抵抗が増大するので吸気乱
れの程度に応じて最適な整流格子７ａの数が選択され
る。

【００３２】次に、上述した吸気装置の内部、つまり吸
気通路内の吸気流れを説明する。

【００３３】吸気はエアークリーナー１の吸気入口１３
より導かれ、エレメント２の各部を通過した吸気流れ１
０は、互いにぶつかり合い吸気ダクト５の下流側の方向
に向きを変え、乱れた状態となってエレメント２の軸方
向の吸気流れ１１として整流部７、８へ導かれる。

【００３４】上述した吸気流れ１１は、乱れ発生直後の
位置で整流板７の整流格子７ａに沿って流れることによ
り同一方向に整流される。さらに、従来生じていたクリ
ーナケース３、４と吸気ダクト５の境界位置にある曲り
部９の内側角部によって発生する吸気乱れを、曲面部８
を設けることで低減させ、曲り部９にて急変する吸気流
れ１１を曲面部８の曲面に沿って吸気ダクト５の左方向
になめらかに案内させることで整流された吸気流れ１２
にするとともに、吸気乱れの低減により通気抵抗を軽減
させている。

【００３５】整流された吸気流れ１２により、熱式流量
計６は吸気流量を高精度に測定可能になる。

【００３６】上述した吸気装置による熱式流量形６の出
力変動を（イ）とし、同吸気装置において整流部７、８
を装着しない場合（ロ）とを比較して図５に示す。

【００３７】図５の（イ）特性線に示すように、整流部
７、８を設けることで吸気ダクト５に配設された熱式流
量計６を通過する吸気流れの乱れは低減されて、出力変
動は抑えられる。それにより吸気流量を高精度に測定可
能にするとともに、吸気乱れの低減により通気抵抗を低
減し、吸気流量の減少を防止できる吸気装置とすること
ができる。

【００３８】（変形例）前記一実施形態において、整流
部は、曲面部８と整流板７により構成されているが、本
変形例では図２に示すように整流部を、整流板７のみと
した例を示す。第１の実施例と実質的に同一構成部分に
同一符号を付し説明を省略する。

【００３９】本構成にすることにより、吸気流れの乱れ
の程度によっては整流板７のみでも整流板７の整流格子
７ａに沿って吸気が流れることにより、同一方向に整流
され所望する整流効果が得られる。

【００４０】なお、図２に示すように、吸気通路の通気
抵抗の増大が許容される範囲内で、熱式流量計６の吸気
上流側に吸気を整流する整流板１４を追加配置してもよ
い。この整流板１４と本発明の整流部７、８とを組合わ
せることで、より優れた整流効果が得られる。

【００４１】また、図示しないが整流部を、曲面部８の
みの構成としてもよい。その場合、クリーナケース３、
４と吸気ダクト５の境界位置にある曲り部９の内側角部
によって発生する吸気乱れを低減させ、整流された吸気
流れ１２にするとともに、吸気乱れの低減により通気抵
抗を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による吸気装置を示す詳細
図である。（ａ）吸気装置を示す断面図である。（ｂ）図１（ａ）中のＸ方向からみた整流部を示す矢視
図である。

【図２】本発明の一実施形態の変形例による吸気装置の
詳細図である。（ａ）吸気装置を示す断面図である。（ｂ）図２（ａ）中のＸ方向からみた整流部を示す矢視
図である。

【図３】本発明の一実施形態の変形例による整流部を示
す上面図である。

【図４】本発明の一実施形態の変形例による整流部を示
す上面図である。

【図５】本発明の一実施形態および従来例の熱式流量形
の出力変動比較特性図である。

【図６】従来の吸気装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１Ａ（エレメントの）下流部２エレメント３ケース本体４ケースふた部３、４クリーナケース４Ａ開口部５吸気ダクト６流量形７整流板８曲面部７、８整流部９曲り部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気中の異物を除去するエレメントを収
納するクリーナケースと、前記クリーナケースの開口部と接続され、前記エレメン
トの各部分を通過して合流した前記クリーナケース内の
吸気を、この吸気の流れ方向と略直交する方向に導くた
めに曲げられた吸気通路を形成する吸気ダクトと、前記吸気ダクト内に配設され、吸気流量を検出する流量
計と、前記クリーナケースの開口部と前記エレメントの下流部
との間に、前記エレメントを通過した前記吸気の流れを
整流する整流部を備えることを特徴とする吸気装置。
【請求項２】前記整流部は、前記吸気通路の曲り方向
の内側位置に設けられ、前記曲り方向に沿った曲面形状
を有する曲面部であることを特徴とする請求項１記載の
吸気装置。
【請求項３】前記整流部は、前記吸気の流れを整流す
る整流板であることを特徴とする請求項１記載の吸気装
置。
【請求項４】前記整流部は、前記吸気通路の曲り方向
の内側位置に設けられ、前記曲り方向に沿った曲面形状
を有する曲面部、および前記吸気の流れを整流する整流
板を含むことを特徴とする請求項１記載の吸気装置。
【請求項５】前記整流部は、前記吸気ダクトと一体成
型されていることを特徴とする請求項１から請求項４の
いずれか１項に記載の吸気装置。
【請求項６】前記整流部は、前記クリーナケースと一
体成型されていることを特徴とする請求項１から請求項
４のいずれか１項に記載の吸気装置。
【請求項７】前記整流部は、前記クリーナケース、お
よび前記吸気ダクトと一体成型されていることを特徴と
する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の吸気
装置。