JP2014122590A

JP2014122590A - 内燃機関の吸気系

Info

Publication number: JP2014122590A
Application number: JP2012279435A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Matsui; 利樹松井; Nobuhiro Kamei; 信博亀井; Shigenobu Shibuya; 茂伸渋谷; Yuji Sasaki; 祐治佐々木
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-07-03

Abstract

【課題】内燃機関の運転停止中に水滴がスロットルシャフトの軸支部分に付着して凍結することを防ぐための内燃機関の吸気系の構成を実現する。
【解決手段】エアクリーナ１と、このエアクリーナ１の下流側かつ下方に配されスロットルシャフト２１により軸支されたスロットルバルブ２とを備え、エアクリーナ１の底面１１ａからスロットルバルブ２のスロットルボディ３内部に連続する吸気通路１２、３ａを有する内燃機関の吸気系において、前記エアクリーナ１の底面１１ａに、前記吸気通路１２、３ａの前記スロットルシャフト２１の軸支部分から周方向に離間した部位に水流を導くための水流誘導手段たる結露水流路１３を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、エアクリーナと、このエアクリーナの下流側かつ下方に配されスロットルシャフトにより軸支されたスロットルバルブとを備えた内燃機関の吸気系に関する。

従来より、内燃機関の停止時に、空気中の水分が内燃機関の吸気系のエアクリーナからスロットルバルブにかけての通路中で凝結し、凝結した水分が水滴としてスロットルシャフトの軸支部分に付着し、冬季の夜間や寒冷地においてはスロットルシャフトの軸支部分に付着した水分が氷結してしまう不具合が知られている。この不具合の発生を防ぐ手段として、例えば、スロットルシャフトの軸支部分より上流側の壁面に、吸入空気の流れにより壁面に沿って前記軸支部分に向かう水滴を遮断するための水避け手段が考えられている（例えば、特許文献１を参照）。

ところで、特許文献１記載の構成ではスロットルバルブを構成するスロットルボディは吸気の通路が水平方向に延びる状態で設置するようにしているが、このような構成を採用した場合、エンジン停止時等の吸入空気の流れがない場合には水滴は自重により吸入通路の下端部に移動しそのまま留まり、下流側には水滴が流れない。このとき、水滴がスロットル周辺、特にスロットルシャフトの軸支部分周辺に留まりこの水滴が氷結する恐れがある。また、水滴の一部が水避け手段に沿ってスロットルシャフトの軸支部分に向かうことも考えられる。さらに、特許文献１記載の水避け手段は通路内に設けた突起であるため、内燃機関の運転時のＮＶ（騒音や振動）が悪化する恐れも存在する。

特開２００７−３０３３０１号公報

本発明は以上の点に着目し、内燃機関の運転停止中に水滴がスロットルシャフトの軸支部分に付着して凍結することを防ぐための内燃機関の吸気系の構成を実現することを目的とする。

以上の課題を解決すべく、本発明の内燃機関の吸気系は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る内燃機関の吸気系は、エアクリーナと、このエアクリーナの下流側かつ下方に配されスロットルシャフトにより軸支されたスロットルバルブと、前記スロットルシャフト及びスロットルバルブを支持するスロットルボディとを備え、エアクリーナの底面から前記スロットルボディ内部に連続する吸気通路を有する内燃機関の吸気系であって、前記エアクリーナの底面に、前記吸気通路の前記スロットルシャフトの軸支部分から周方向に離間した部位に水流を導くための水流誘導手段を設けている。

このようなものであれば、エアクリーナ内に貯留した水滴は前記水流誘導手段により吸気通路の前記スロットルシャフトの軸支部分から周方向に離間した部位に導かれるため、内燃機関の運転停止時にスロットルシャフトの軸支部分に水滴が付着することを防止又は抑制できる。なお、本発明の「水流誘導手段」は、吸気通路の前記スロットルシャフトの軸支部分から周方向に離間した部位に連続する溝状の水路や、スロットルシャフトの軸支部分に達する流路上に該スロットルシャフトの軸支部分への水の流れを遮断すべく設けた立壁又は突起等、前記吸気通路の前記スロットルシャフトの軸支部分から周方向に離間した部位に水流を導くための構造物全般を示す概念である。

本発明によれば、内燃機関の運転停止中に水滴がスロットルシャフトの軸支部分に付着して凍結することを防ぐための内燃機関の吸気系の構成を実現できる。

本発明の一実施形態に係る車両用内燃機関の吸気系を示す概略平面図。図１におけるＡ−Ａ断面図。図１におけるＢ−Ｂ断面図。本発明の他の実施形態に係る車両用内燃機関の吸気系を示す概略平面図。図４におけるＸ−Ｘ断面図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１〜図３に、本実施形態における車両用内燃機関の吸気系の要部を示す。

この内燃機関の吸気系は、エアクリーナ１と、このエアクリーナ１の下流側かつ下方に配されスロットルシャフト２１により軸支されたスロットルバルブ２と、このスロットルバルブ２の下流に設けた図示しないサージタンクと、このサージタンクと図示しない気筒の吸気ポートとを接続する図示しない吸気マニホルドとを備えている。

前記エアクリーナ１は、上方に開口し下端にスロットルバルブ２に連通する吸気通路１２を有するエアクリーナケース１１と、このエアクリーナケース１１の開口を被覆する図示しないエアクリーナキャップとを備えている。このエアクリーナケース１１の底面１１ａは前記吸気通路１２に近づくにつれ下方に向かう傾斜を有している。

前記スロットルバルブ２は、内部に略鉛直方向に伸びる吸気通路３ａを有するスロットルボディ３の吸気通路３ａ内に配されている。また、このスロットルバルブ２は、水平方向に伸びるスロットルシャフト２１により軸支されている。前記スロットルシャフト２１は、両端に位置する軸支部分２１ａが前記スロットルボディ３に支持されており、水平方向に伸びている。なお、このスロットルバルブ２は、本実施形態では電子スロットルバルブであり、内燃機関の運転停止時にはスロットルボディ３との間に隙間を形成した状態に保持されるようにしている。また、前記スロットルボディ３内部の吸気通路３ａと、前記エアクリーナケース１１の吸気通路１２とは連通しており、両者を併せて請求項中の吸気通路として機能する。

しかして本実施形態では、前記エアクリーナ１の底面１１ａに、吸気通路１２、３ａの前記スロットルシャフト２１の軸支部分２１ａから周方向に離間した部位に水流を導くための水流誘導手段である結露水流路１３を設けている。

より具体的には、エアクリーナ１の底面のうち平面視した場合に吸気通路１２、３ａの前記スロットルシャフト２１の軸支部分２１ａから周方向に離間した部位の上方に、周囲の部位よりも下方に窪ませて前記結露水流路１３を設けている。また、エアクリーナ１の底面１１ａの他の部位は、この結露水流路１３に近づくにつれて下方に向かう傾斜を有する。ここで、吸入空気中の水分がエアクリーナ１内で凝結して水滴が形成されると、この水滴は、図１及び図２の矢印Ｗに示すように、自重により前記結露水流路１３中に導かれる。そして、前記結露水流路１３中に導かれた水滴は、そのままこの結露水流路１３をへてスロットルボディ３の吸気通路３ａの管壁に沿って、より詳細にはスロットルシャフト２１の軸支部分２１ａから周方向に離間した部位の管壁に沿って下方に流れる。

すなわち本実施形態によれば、エアクリーナ１内に貯留した水滴は前記結露水流路１３内を流通して吸気通路１２、３ａの前記スロットルシャフト２１の軸支部分２１ａから周方向に離間した部位に導かれるため、内燃機関の運転停止時にスロットルシャフト２１の軸支部分２１ａに水滴が付着し低温時に氷結することを防止又は抑制できる。

また、本実施形態では、周囲の部位よりも下方に窪ませることにより前記結露水流路１３を設けているので、エアクリーナ１の底面を構成するエアクリーナケース１１の剛性の向上を図ることもできる。

なお、本発明は上述した実施形態に限らない。

例えば、図４及び図５に示すような態様が考えられる。以下の説明において、上述した実施形態におけるものに対応する各部位には、同一の名称、及び先頭にＡを追加した符号を付している。この態様の内燃機関の吸気系は、エアクリーナＡ１の底面（エアクリーナケースＡ１１の底面Ａ１１ａ）における吸気通路Ａ１２、Ａ３ａの周縁部に、水流誘導手段である隆起部Ａ１４が設けられている。この隆起部Ａ１４は、周囲の部位と比較して上方に隆起しており、平面視した場合に前記スロットルシャフトＡ２１の軸心と直交する直線上となる位置を除いて略全周に亘って設けられている。すなわち、平面視した場合に前記スロットルシャフトＡ２１の軸心と直交する直線上となる位置には隙間Ａ１５が設けられており、この隙間Ａ１５に水流を導くようにしている。

このような構成を採用した場合、吸入空気中の水分がエアクリーナＡ１内で凝結して水滴が形成されると、この水滴は、図４及び図５の矢印ＷＷに示すように、自重により前記吸気通路Ａ１２の周縁部に導かれ、さらに前記隙間Ａ１５に導かれる。そして、前記隙間Ａ１５に導かれた水滴は、そのままこの結露水流路をへてスロットルボディＡ３の吸気通路Ａ３ａの管壁に沿って、より詳細には平面視した場合に前記スロットルシャフトＡ２１の軸心と直交する直線上となる位置近傍の管壁に沿って下方に流れる。

すなわちこのような態様を採用した場合であっても、本発明の最も主要な効果、すなわちエアクリーナＡ１１内に貯留した水滴を吸気通路Ａ１２、Ａ３ａの前記スロットルシャフトＡ２１の軸支部分から周方向に離間した部位に導くことにより、内燃機関の運転停止時にスロットルシャフトＡ２１の軸支部分Ａ２１ａに水滴が付着し低温時に氷結することを防止又は抑制できる。

また、上述した実施形態では電子スロットルバルブを採用し、内燃機関の運転停止時には弁体とスロットルボディとの間に隙間を形成した状態に保持されるようにしているが、弁体がアクセルペダルに機械的に接続された態様のスロットルバルブと、このスロットルバルブをバイパスし中途にＩＳＣバルブ（アイドル速度コントロールバルブ）を備えたＩＳＣ通路（アイドル速度コントロール通路）とを備えた内燃機関の吸気系に本発明を採用してもよい。

さらに、上述した実施形態では平面視した場合に前記スロットルシャフトの軸心と直交する直線上となる位置に水滴を誘導するように水流誘導手段を形成しているが、平面視した場合に前記スロットルシャフトの軸心と重ならない位置、より望ましくは前記スロットルシャフトの軸視部分と所定角度以上位相が異なる位置に水滴を誘導する構成の水流誘導手段であれば、本発明の最も主要な効果を得ることができる。

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。

１、Ａ１…エアクリーナ
１１ａ、Ａ１１ａ…エアクリーナの底面
１２、Ａ１２…吸気通路
１３…水流誘導手段（結露水流路）
Ａ１４…水流誘導手段（隆起部）
２、Ａ２…スロットルバルブ
２１、Ａ２１…スロットルシャフト
２１ａ、Ａ２１ａ…スロットルシャフトの軸支部分
３、Ａ３…スロットルボディ
３ａ、Ａ３ａ…吸気通路

Claims

エアクリーナと、このエアクリーナの下流側かつ下方に配されスロットルシャフトにより軸支されたスロットルバルブと、前記スロットルシャフト及びスロットルバルブを支持するスロットルボディとを備え、エアクリーナの底面から前記スロットルボディ内部に連続する吸気通路を有する内燃機関の吸気系であって、
前記エアクリーナの底面に、前記吸気通路の前記スロットルシャフトの軸支部分から周方向に離間した部位に水流を導くための水流誘導手段を設けていることを特徴とする内燃機関の吸気系。