JP2011021507A - 吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアクリーナの仕様によらず、エアクリーナユニットを熱交換ユニットに取り付け可能な吸気装置を提供する。
【解決手段】エアクリーナユニット５は、エアクリーナ１０及びクリーナケース３０を有する。エアクリーナ１０は、吸入空気に含まれる異物を除去するエレメント１２を有する。クリーナケース３０は、吸入空気が外部から流入する流入口３２が開口し、エアクリーナ１０を収容する。内燃機関を冷却することにより昇温した冷却液と冷却用空気との間で熱交換する熱交換ユニット５０は、エアクリーナユニット５を取り付ける取付部７１を有している。エアクリーナ１０の仕様が異なる場合、クリーナケース３０等のエアクリーナユニット５の部材をエアクリーナ１０及び取付部７１に応じて変更することにより、熱交換ユニット５０の仕様を変更することなく、エアクリーナユニット５を熱交換ユニット５０に取り付け可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関に吸入空気を取り入れる吸気装置に関する。

従来、内燃機関（以下、「エンジン」という）には、吸入空気の異物を取り除くためにエアクリーナを設けることが公知である。また、水冷式のエンジンの冷却液と冷却用空気とを熱交換して冷却液を冷却するラジエータを設けることが公知である。近年では、ラジエータに空気を送るファンシュラウドとエアクリーナケースとを一体成形してモジュール化することにより、省スペース化を図った吸気装置が提案されている。

特開２００７−３２７４４２号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、エアクリーナケースとファンシュラウドとが一体に形成されているため、エアクリーナの仕様毎にファンシュラウドの仕様を変更する必要があった。また、インレットダクト及びアウトレットダクトの位置によっては、ダクトの取り回しに無理が生じ、結果として圧損が大きくなってしまう。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ファンシュラウド等から構成される熱交換ユニットの仕様をエアクリーナの仕様に応じて変更することなく、エアクリーナ等から構成されるエアクリーナユニットを熱交換ユニットに取り付け可能な吸気装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、内燃機関に吸入空気を供給する吸気装置であって、エアクリーナ及びクリーナケースを有するエアクリーナユニットと、熱交換ユニットと、を備える。エアクリーナは、吸入空気に含まれる異物を除去するエレメントを有する。クリーナケースは、吸入空気が外部から流入する流入口が開口し、エアクリーナを収容する。熱交換ユニットは、内燃機関により昇温した冷却液と冷却用空気との間で熱交換を行い、冷却液を冷却する。

本発明では特に、熱交換ユニットにエアクリーナユニットを取り付ける取付部を設けている点に特徴を有している。特許文献１の技術とは異なり、熱交換ユニットにはエアクリーナユニットを取り付けるための取付部が設けられ、エアクリーナユニットは別途に設けられている。エアクリーナの仕様が異なる場合、クリーナケース等のエアクリーナユニットの部材をエアクリーナ及び取付部に応じて変更することにより、熱交換ユニットの仕様を変更することなくエアクリーナユニットを熱交換ユニットに取り付け可能である。したがって、エアクリーナの仕様によらず、熱交換ユニットを共通化することができる。また、インレットダクトやアウトレットダクトに応じてクリーナケースを変更すれば、インレットダクトやアウトレットダクトを無理に取り回す必要がなくなるので、圧損を低減することができる。

取付部は、例えば以下のように構成することができる。
請求項２に記載の発明では、熱交換ユニットは、冷却液が流通するラジエータ、及びラジエータに冷却用空気を導くファンシュラウドを有し、取付部はファンシュラウドに設けられる。例えば、取付部をファンシュラウドと一体に形成することにより、容易に取付部を設けることができる。
請求項３に記載の発明では、取付部は、ファンシュラウドのラジエータと反対方向の面に突出して設けられる。これにより、エアクリーナユニットが熱交換ユニットの側方に突出することがないので、水平方向の省スペース化に寄与する。
請求項４に記載の発明では、取付部は、エアクリーナが載置される底壁、及び底壁の両側から立ち上がる側壁を有する。これにより、エアクリーナユニットを取付部に容易に取り付けることができる。なお、本発明における載置とは、エアクリーナが底壁に直接載置されている場合に限らず、例えば取付部とともにエアクリーナの下方を収容する後述の下カバー部に固定される構成も含むものとする。

クリーナケースは、例えば以下のように構成することができる。
請求項５に記載の発明では、クリーナケースは、エアクリーナの上部を覆う上カバー部、及びエアクリーナの下部を覆う下カバー部を有する。
また、請求項６に記載の発明では、下カバー部は、取付部と一体に形成される。これにより、部品点数を低減することができる。また、下カバー部を取付部と一体に形成したとしても、上カバー部は別途設けられているので、インレットダクトやアウトレットダクトの位置がエアクリーナの仕様によって異なる場合であっても、上カバー部の仕様を変更すればよい。したがって、エアクリーナの仕様によらず熱交換ユニットを共通化することができる。また、インレットダクトやアウトレットダクトに合わせて上カバー部を変更すれば、インレットダクトやアウトレットダクトを無理に取り回す必要がなくなるので、圧損を低減することができる。

請求項７に記載の発明では、流入口は、吸入空気が外部から直接流入するように開放されている。これにより、インレットダクトが不要になるため、部品点数を低減することができる。また、インレットダクトでの圧損がなくなるため、高効率に吸入空気を取り入れることができる。
請求項８に記載の発明では、流入口は、熱交換ユニットの上部に設けられる。これにより、熱交換ユニットの上部から吸入空気を容易に取り入れることができる。

請求項９に記載の発明では、エアクリーナの外壁とクリーナケースの内壁によって、流入口に連通する通路が形成される。これにより、クリーナケース内部に空間が形成されるので、騒音防止に寄与する。なお、例えばエアクリーナの外壁が不連続である場合であっても、外壁を延長して不連続部分を補うことによって形成される仮想的な外郭によって通路を規定することも本発明に含まれるものとする。
請求項１０に記載の発明では、異物を除去する前の吸入空気をエレメントに取り入れる取入面は、流入口と反対方向に設けられる。これにより、流入口から取入面までの距離が長くなるので、騒音防止に寄与する。

本発明の一実施形態による吸気装置の分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるエアクリーナの分解斜視図である。 本発明の一実施形態による吸気装置の突設部近傍を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態による吸気装置の斜視図である。 本発明の一実施形態によるエアクリーナの模式的な断面図である。

以下、本発明による吸気装置を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態は、車両のエンジンに吸気を導く吸気通路に設けられる吸気装置に適用したものである。
図１に示すように、本実施形態の吸気装置１は、エアクリーナユニット５及び熱交換ユニット５０を備える。エアクリーナユニット５は、エアクリーナ１０及びクリーナケース３０を有する。

エアクリーナ１０は、図示しないエンジンの燃焼室にダスト（塵および油等）を含まない吸入空気を送るために外部の空気を濾過するためのものである。
図２に示すように、エアクリーナ１０は、エレメント１２、ケーシング１５、キャップ２１、蓋２７、ホース２９、及び流量検出器２６を有する。
エレメント１２は、例えば合成繊維の不織布や濾紙などの濾材によって構成され、外部の空気中のダスト（塵及び油等）を除去する。エレメント１２は、ケーシング１５とキャップ２１とによって挟持される。

ケーシング１５は、略直方体に樹脂で形成され、エレメント１２を収容する。ケーシング１５の一面は、格子状に形成され、エレメント１２の取入面１３が露出する。この取入面１３から吸入空気がエレメント１２の内部に取り入れられ、濾過される。

キャップ２１は、エレメント１２の取入面１３の反対側に設けられ、ケーシング１５とともにエレメント１２を挟持する。キャップ２１のケーシング１５側の端部は、エレメント１２を挟んでケーシング１５を締結する嵌着構造を有する。また、キャップ２１には、複数の板バネ２３が設けられ、この板バネ２３がケーシング１５の受部１６に係止されることにより、ケーシング１５とキャップ２１とが固定される。エレメント１２がケーシング１５及びキャップ２１の間に組み付けられたとき、キャップ２１の奥部には空間部２２が形成される（図５参照）。

また、キャップ２１には、略円筒形の筒部２４が側方に形成されている。筒部２４のケーシング１５側の端部には、ゴムまたはエラストマ製のホース２９が取り付けられる。筒部２４のケーシング１５と反対側の端部は、蓋２７によって覆われる。蓋２７は、キャップ２１の空間部２２の奥部に形成された図示しない開口、及び、筒部２４のケーシング１５と反対側の端部を覆うとともに、エレメント１２によって濾過された吸入空気を空間部２２から上述の開口を経由して筒部２４へ導く通路を形成する。筒部２４に導かれた吸入空気は、ホース２９、及びアウトレットダクトを経由して、エンジンに供給される。

また、筒部２４の上部には、略円形の穴２５が形成され、この穴２５に流量検出器２６が装着される。流量検出器２６は、エンジンへ供給される吸入空気の空気流量を測定するものであって、発熱抵抗体などの測定素子を有する熱式エアフロメータなどが用いられる。

図１に示すように、エアクリーナ１０を収容するクリーナケース３０は、上カバー部３１及び下カバー部４１を有する。
上カバー部３１は、樹脂で形成され、エアクリーナ１０の上方を覆う。上カバー部３１には、熱交換ユニット５０の上方において車両前方方向に扁平に開口する流入口３２が形成される。この流入口３２は、車両外部の空気が直接流入するように車両前方側に開放されている。流入口３２の上部には、車両前方方向に延設された庇部３３が形成される。上カバー部３１の車両後方側には、略半円形に切りかかれた上挿入部３５が形成される。上カバー部３１の下側の端部には、溝部３６が形成されて、この溝部３６を下カバー部４１の上側の端部に嵌合して固定される。

下カバー部４１は、樹脂で形成され、エアクリーナ１０の下方を覆う。下カバー部４１の車両前方側の端部には、段差部４２が形成されており、この段差部４２が後述する取付部７１に嵌り合う。また、下カバー部４１は、車両前方側の端部から突設される複数の脚部４３を有し、脚部４３と後述するファンシュラウド６１とがボルト等によって固定される。さらにまた、下カバー部４１には、下方に突設する突設部４４が設けられている。下カバー部４１の車両後方側には、略半円形に切り欠かれた下挿入部４５が形成される。下挿入部４５は、上カバー部３１の上挿入部３５と対応し、上挿入部３５と下挿入部４５とで形成された空間には、エアクリーナ１０のホース２９が挿通される。

熱交換ユニット５０は、ラジエータ５１及びファンシュラウド６１等を有する。
本実施形態は、ファンシュラウド６１にエアクリーナユニット５を取り付けるための取付部７１が設けられている点に特徴を有している。取付部７１は、ラジエータ５１と反対方向に突出して、ファンシュラウド６１と一体に形成されている。取付部７１は、底壁７２、及び、底壁７２の両側から立ち上がる側壁７３を有し、底壁７２にエアクリーナ１０が載置される。また、底壁７２には、下カバー部４１の突設部４４と対応する切欠部７４が形成されている。本実施形態では、取付部７１は、上カバー部３１及び下カバー部４１とともにエアクリーナ１０を収容する。

ここで、図１及び図３に基づいて、エアクリーナユニット５を熱交換ユニット５０に組み付ける組み付け方法を簡単に説明する。なお、図３は、車両の前後方向に対して平行な面の断面を模式的に示した断面図である。図３においては、突設部４４が設けられている位置における断面であって、突設部４４の近傍のみを示した。
図１に示すように、下カバー部４１は、取付部７１に嵌め込まれ、ボルト等でファンシュラウド６１に固定される。エアクリーナ１０は、取付部７１と下カバー部４１とで形成された空間に収容される。図３に示すように、エアクリーナ１０は、キャップ２１と一体に形成される差し込みピン１２１を有しており、この差し込みピン１２１が突設部４４の下端に形成された挿通孔４４１に挿通され、ゴムまたはエラストマ製のグロメット４４２によって固定される。そして、図１に示すように、上カバー部３１をエアクリーナ１０の上方に被せ、下カバー部４１と嵌合させる。このとき、エアクリーナ１０のホース２９は、上カバー部３１の上挿入部３５及び下カバー部４１の下挿入部４５によって形成される空間からクリーナケース３０の外部に突出し、アウトレットダクトに接続される。このようにして組み付けると、図４に示すごとくになる。

次に、吸入空気の流れについて、図５に基づいて説明する。図５は、熱交換ユニット５０に取り付けられたエアクリーナユニット５の断面を示すものであって、車両の前後方向に対して平行な面の断面を模式的に示した断面図である。図５においては、突設部４４が設けられていない位置における断面を示している。なお、ファンシュラウド６１については、取付部７１のみを図示してその他は省略した。

エアクリーナ１０は、エレメント１２の取入面１３が車両後方側に向くように、上カバー部３１及び下カバー部４１からなるクリーナケース３０、及び取付部７１に収容される。上カバー部３１の流入口３２は、ラジエータ５１の上部に設けられ、車両前方に開放されて、外部の空気を直接取り入れ可能に構成されている。また、流入口３２と連通する通路８０は、エアクリーナ１０の外壁１１、上カバー部３１の内壁３７、及び下カバー部４１の内壁４７によって形成されている。この通路８０は、流入口３２からエレメント１２の取入面１３側まで繋がる空間となっているため、流入口３２から流入した吸入空気は、通路８０を経由して車両後方側、すなわちエレメント１２の取入面１３側、へ回り、取入面１３側からエアクリーナ１０に流入する。そして、エレメント１２で濾過された吸入空気は、空間部２２、筒部２４（図１等参照）、ホース２９（図１等参照）、アウトレットダクトを経由してエンジンに供給される。
なお、本実施形態では、エアクリーナ１０の車両後方側の外壁１１は、格子状に形成されているため不連続であるが、外壁１１を延長した仮想外壁１１１によって通路８０が規定されるものとする。

以上詳述したように、吸気装置１は、エンジンに吸入空気を供給するものであって、エアクリーナ１０及びクリーナケース３０を有するエアクリーナユニット５と、熱交換ユニット５０とを備える。エアクリーナ１０は、吸入空気に含まれる異物を除去するエレメント１２を有する。クリーナケース３０は、吸入空気が外部から流入する流入口３２が開口し、エアクリーナ１０を収容する。熱交換ユニット５０は、エンジンを冷却することにより昇温した冷却液と冷却用空気との間で熱交換を行う。

本実施形態では、熱交換ユニット５０にエアクリーナユニット５を取り付ける取付部７１を設けている。熱交換ユニット５０には、エアクリーナユニット５を取り付けるための取付部７１が設けられ、エアクリーナユニット５は別途に設けられている。エアクリーナ１０の仕様が異なる場合、クリーナケース３０等のエアクリーナユニット５の部材をエアクリーナ１０及び取付部７１に応じて変更することにより、熱交換ユニット５０の仕様を変更することなくエアクリーナユニット５を熱交換ユニット５０に取り付け可能である。したがって、エアクリーナ１０の仕様によらず熱交換ユニット５０を共通化することができる。また、インレットダクトやアウトレットダクトに応じてクリーナケース３０等のエアクリーナユニット５を変更すれば、インレットダクトやアウトレットダクトを無理に取り回す必要がなくなるので、圧損を低減することができる。

熱交換ユニット５０は、エンジンを冷却する冷却液が流通するラジエータ５１、及びラジエータ５１に冷却用空気を導くファンシュラウド６１を有し、取付部７１はファンシュラウド６１に設けられている。本実施形態では、取付部７１をファンシュラウド６１と一体に形成することにより、容易に取付部７１を設けることができる。
取付部７１は、ファンシュラウド６１のラジエータ５１とは反対方向の面に突出して設けられる。これにより、エアクリーナユニット５が熱交換ユニット５０の側方に突出することがないため、水平方向の省スペース化に寄与する。
また、取付部７１は、エアクリーナ１０が載置される底壁７２、及び底壁７２の両側から立ち上がる側壁７３を有している。これにより、エアクリーナユニット５を取付部７１に容易に取り付けることができる。

また、流入口３２は、吸入空気が外部から直接流入するように開放されている。これにより、インレットダクトが不要になるため、部品点数を低減することができる。また、インレットダクトでの圧損がなくなるため、高効率に吸入空気を取り入れることができる。
流入口３２は、熱交換ユニット５０の上部に設けられる。これにより、熱交換ユニット５０の上部から吸入空気を容易に取り入れることができる。

さらに、エアクリーナ１０の外壁１１と、上カバー部３１の内壁３７及び下カバー部４１の内壁４７とによって、流入口３２に連通する通路８０が形成される。これにより、クリーナケース３０の内部に空間が形成されるので、クリーナケース３０がレゾネータとしての機能も併せ持ち、騒音防止に寄与する。
またさらに、異物を除去する前の吸入空気をエレメント１２に取り入れる取入面１３は、流入口３２と反対方向に設けられる。これにより、流入口３２から取入面１３までの通路８０の距離が長くなる。したがって、エンジンから流入口３２までの距離も長くなるため、騒音防止に寄与する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、クリーナケースは、上カバー部と下カバー部とを有し、上カバー部及び下カバー部は、取付部とは別体で形成されていたが、他の実施形態では、取付部と下カバー部とを一体に形成してもよい。これにより、部品点数を低減することができる。また、下カバー部を取付部と一体に形成したとしても、上カバー部は別途設けられているので、インレットダクトやアウトレットダクトの位置がエアクリーナの仕様によって異なる場合であっても、上カバー部の仕様を変更すればよい。したがって、上記実施形態と同様、エアクリーナの仕様によらず熱交換ユニットを共通化することができる。また、インレットダクトやアウトレットダクトに合わせて上カバー部を変更すれば、インレットダクトやアウトレットダクトを無理に取り回す必要がなくなるので、圧損を低減することができる。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１：吸気装置、５：エアクリーナユニット、１０：エアクリーナ、１１：外壁、１２：エレメント、１３：取入面、１５：ケーシング、２１：キャップ、２７：蓋、２９：ホース、３０：クリーナケース、３１：上カバー部、３２：流入口、３７：内壁、４１：下カバー部、４７：内壁、５０：熱交換ユニット、５１：ラジエータ、６１：ファンシュラウド、７１：取付部、７２：底壁、７３：側壁、８０：通路部

Claims (10)

1. 内燃機関に吸入空気を供給する吸気装置であって、
   吸入空気に含まれる異物を除去するエレメントを有するエアクリーナ、及び、吸入空気が外部から流入する流入口が開口し、前記エアクリーナを収容するクリーナケースを有するエアクリーナユニットと、
   前記エアクリーナユニットを取り付ける取付部を有し、前記内燃機関により昇温した冷却液と冷却用空気との間で熱交換を行う熱交換ユニットと、
   を備えることを特徴とする吸気装置。
2. 前記熱交換ユニットは、冷却液が流通するラジエータ、及び前記ラジエータに冷却用空気を導くファンシュラウド、を有し、
   前記取付部は、前記ファンシュラウドに設けられることを特徴とする請求項１に記載の吸気装置。
3. 前記取付部は、前記ファンシュラウドの前記ラジエータと反対方向の面に突出して設けられることを特徴とする請求項２に記載の吸気装置。
4. 前記取付部は、前記エアクリーナが載置される底壁、及び前記底壁の両側から立ち上がる側壁を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の吸気装置。
5. 前記クリーナケースは、前記エアクリーナの上部を覆う上カバー部、及び前記エアクリーナの下部を覆う下カバー部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の吸気装置。
6. 前記下カバー部は、前記取付部と一体に形成されることを特徴とする請求項５に記載の吸気装置。
7. 前記流入口は、吸入空気が外部から直接流入するように開放されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の吸気装置。
8. 前記流入口は、前記熱交換ユニットの上部に設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の吸気装置。
9. 前記エアクリーナの外壁及び前記クリーナケースの内壁によって、前記流入口に連通する通路が形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の吸気装置。
10. 異物を除去する前の吸入空気を前記エレメントに取り入れる取入面は、前記流入口と反対方向に設けられることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の吸気装置。

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