JP2015151992A - エアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】エアクリーナに導入された空気の通気抵抗および圧力損失を低減させることができるとともに、ブローバイガスから分離されたオイルがエアアウトレット部に導入されることを防止することができるエアクリーナを提供すること。
【解決手段】エアクリーナ１２は、エアインレット部２０の上方から水平方向にオフセットした位置において上側ケース１６の側壁１６ａに設けられるエアアウトレット部２１を有するとともに、エアインレット部２０の上方で、かつ、エアアウトレット部２１の半径方向においてエアアウトレット部２１の側方に配置された気液分離室２４を有し、気液分離室２４の底壁２６が、エアアウトレット部２１の上流端からブローバイガス導入部２２に向かうに従って鉛直方向の高さが低くなるように傾斜する。
【選択図】図３

Description

本発明は、エアクリーナに関し、特に、ブローバイガスからオイルが分離される気液分離室を有するエアクリーナに関する。

自動車等に搭載された内燃機関においては、内燃機関の運転に伴いピストンと気筒内壁との間から混合気および燃焼ガスがクランクケース内のクランク室に漏出し、所謂、ブローバイガスが発生する。このため、ブローバイガスをエアクリーナに設けられた気液分離室で分離した後に、再度燃焼室に送り込み、再度燃焼させることにより、ブローバイガスによりオイルが劣化することを防止している。

従来の気液分離室を有するエアクリーナとしては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載されたものは、フィルタエレメントを挟んで下方に空気入口を有するダスト室が配置されているとともに、上方に空気出口を有するクリーン室が配設されており、クリーン室の上面にブローバイガス・新気通路の一端が開口されたエアクリーナを備えている。

このエアクリーナは、上方の空気出口寄りの空間に、ブローバイガス室が形成されており、気液分離室としてのブローバイガス室は、空気出口の上方でクリーン室の上面に一体に突設され、一端を空気出口に向けて延びる一対のリブと、これら一対のリブの各他端間を連結する底壁を構成するリブとにより囲まれている。

ブローバイガス室は、空気出口の軸線上に位置するようにしてその下方がクリーン室内に開口しており、ブローバイガス・新気通路の一端が、一対のリブのうちの一方のリブの側面に、他方のリブの側面に対向するようにして開口されている。
また、底壁を構成するリブが、空気出口に向かって傾斜しており、ブローバイガス室で分離されたオイルは、底壁を構成するリブにより空気出口に案内される。

特開平１１−２９４２７１号公報

しかしながら、このような従来のエアクリーナにあっては、気液分離室が空気出口の軸線上に位置してブローバイガス・新気通路の一端が空気出口に近接して設けられているとともに、底壁を構成するリブが空気入口に対して半径方向外方に設けられているため、底壁を構成するリブによって空気入口からエアクリーナ内に導入された空気の流れを作り出すことができず、エアクリーナの通気抵抗を効果的に低減することができない。

また、底壁を構成するリブが、空気出口に向かって傾斜しているため、ブローバイガス室で分離されたオイルが底壁を構成するリブにより空気出口に案内されてしまい、オイルが燃焼していない休止気筒群を通過して、未燃焼のまま大気に放出されるおそれがあった。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、エアクリーナに導入された空気の通気抵抗および圧力損失を低減させることができるとともに、ブローバイガスから分離されたオイルがエアアウトレット部に導入されることを防止することができるエアクリーナを提供することを目的とするものである。

本発明の第１の態様は、上側ケースと、上側ケースに取付けられ、上側ケースとの間に空間を有する下側ケースと、上側ケースおよび下側ケースの間に設けられ、吸入された空気を浄化するフィルタエレメントと、下側ケースの底壁に設けられ、空間に空気を導入するエアインレット部と、エアインレット部の上方から水平方向にオフセットした位置において上側ケースの側壁に設けられ、空間から空気を排出するエアアウトレット部と、上側ケースの天井壁、天井壁から下方に延在する側壁および側壁の延在方向下端に連結される底壁を有し、エアインレット部の上方で、かつ、エアアウトレット部の半径方向においてエアアウトレット部の側方に配置された気液分離室と、気液分離室を上方から目視した場合に、エアアウトレット部から離隔した位置で気液分離室の入口部に連通するように上側ケースに設けられるブローバイガス導入部とを備え、気液分離室の出口部が、ブローバイガス導入部よりもエアアウトレット部の上流端に近接する位置に設けられるエアクリーナであって、気液分離室の底壁は、エアアウトレット部の上流端からブローバイガス導入部に向かうに従って鉛直方向の高さ低くなるように傾斜するものから構成されている。

本発明の第２の態様としては、エアクリーナを上方から見た場合に、エアアウトレット部およびブローバイガス導入部が、上側ケースの天井壁の外周端部から下方に突出する複数の側壁のうち、一方の側壁の端部と一方の側壁に対向する他方の側壁の端部とを連結する同一の側壁に設けられてもよい。

このように上記の第１の態様によれば、エアクリーナが、エアインレット部の上方から水平方向にオフセットした位置において上側ケースの側壁に設けられるエアアウトレット部を有するとともに、エアインレット部の上方で、かつ、エアアウトレット部の半径方向においてエアアウトレット部の側方に配置された気液分離室を有し、気液分離室の底壁が、エアアウトレット部の上流端からブローバイガス導入部に向かうに従って鉛直方向の高さ低くなるように傾斜する。

このため、エアインレット部からエアクリーナの空間に導入された空気を底壁に沿ってエアアウトレット部に円滑に案内することができ、エアクリーナに導入される空気の通気抵抗および圧力損失を低減することができる。

また、エアインレット部からエアクリーナの空間に導入された空気を底壁に沿ってエアアウトレット部に案内することができるので、底壁に沿って流れる空気によって気液分離室内にブローバイガスを冷却することができ、ブローバイガスからオイルを分離する気液分離性能を向上させることができる。

また、気液分離室の底壁が、エアアウトレット部の上流端からブローバイガス導入部に向かうに従って鉛直方向の高さ低くなるように傾斜するので、気液分離室でブローバイガスから分離されたオイルを自重によってブローバイガス導入部に導くことができる。このため、ブローバイガスから分離されたオイルがエアアウトレット部に導入されることを防止でき、オイルが燃焼していない休止気筒群を通過して、未燃焼のまま大気に放出されることを防止することができる。

上記の第２の態様によれば、エアクリーナを上方から見た場合に、エアアウトレット部およびブローバイガス導入部が、上側ケースの天井壁の外周端部から下方に突出する複数の側壁のうち、一方の側壁の端部と一方の側壁に対向する他方の側壁の端部とを連結する同一の側壁に設けられるので、エアインレット部からエアクリーナの空間に導入された空気を気液分離室の底壁に沿ってエアアウトレット部により効果的に案内することができ、エアクリーナに導入される空気の通気抵抗および圧力損失をより効果的に低減することができる。

また、ブローバイガス導入部から空間に導入されたブローバイガスがエアアウトレット部に排出されるまでの距離を長くすることができる。このため、ブローバイガス導入部から導入されたブローバイガスがエアアウトレット部に排出されるまでの間に、底壁に沿って流れる空気によって気液分離室内のブローバイガスを十分に冷却することができ、ブローバイガスからオイルを分離する気液分離性能をより効果的に向上させることができる。

図１は、本発明のエアクリーナの一実施形態を示す図であり、エンジンおよびエアクリーナの後面図である。 図２は、本発明のエアクリーナの一実施形態を示す図であり、エアクリーナの左側面図である。 図３は、本発明のエアクリーナの一実施形態を示す図であり、図１のＶ１−Ｖ１方向矢視断面図である。 図４は、本発明のエアクリーナの一実施形態を示す図であり、図２のＶ２−Ｖ２方向矢視断面図である。 図５は、本発明のエアクリーナの一実施形態を示す図であり、エアクリーナの上面図である。 図６は、本発明のエアクリーナの一実施形態を示す図であり、エアクリーナの上側ケースを下方から見た図である。 図７は、本発明のエアクリーナの一実施形態を示す図であり、図５のＶ３−Ｖ３方向矢視断面図である。

以下、本発明に係るエアクリーナの実施形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図７は、本発明に係る一実施形態のエアクリーナを示す図である。
まず、構成を説明する。
図１において、車両１の車体２の前部にはエンジンルーム３が設けられており、このエンジンルーム３は、図示しないダッシュパネルによって車両１の後方の図示しない車室と仕切られている。

エンジンルーム３には内燃機関としてのエンジン６が収容されており、エンジン６は、下部にクランクケース７Ａが一体的に取付けられたシリンダブロック７と、シリンダブロック７の上部に設けられたシリンダヘッド８と、シリンダヘッド８の上部に設けられたシリンダヘッドカバー９と、クランクケース７Ａの下部に設けられ、オイルが貯留されるオイルパン１０とを含んで構成される。

シリンダブロック７には図示しない複数の気筒が形成されており、気筒内には図示しないピストンが往復動自在に設けられている。シリンダブロック７のクランクケース７Ａには図示しないクランクシャフトが回転自在に設けられており、ピストンの往復運動は、クランクシャフトの回転運動に変換される。

シリンダヘッド８には図示しない吸排気カムが取付けられた図示しない吸排気カムシャフトが回転自在に設けられており、吸排気カムの回転により図示しない吸排気バルブが昇降することにより、シリンダヘッド８に形成された図示しない吸排気ポートが開閉される。

シリンダヘッド８には下流側の吸気管１１を介してエアクリーナ１２が接続されており、エアクリーナ１２には上流側の吸気管１３が接続され、エアクリーナ１２には吸気管１３から取り込まれた空気（外気）が導入される。ここで、下流、上流とは、空気の流れる方向に対して下流、上流のことを意味する。

また、エアクリーナ１２には分岐吸気管１４を通してレゾネータ１５が接続されており、吸気管１３に吸入された空気は、分岐吸気管１４を通してレゾネータ１５に導入され、レゾネータ１５によって消音される。

図２〜図４において、エアクリーナ１２は、上側ケース１６と、上側ケース１６に取付けられ、上側ケース１６との間に空間１７を有する下側ケース１８とを備えている。上側ケース１６および下側ケース１８との間にはフィルタエレメント１９が設けられており、このフィルタエレメント１９は、エアクリーナ１２の空間１７に導入された空気を浄化する。

下側ケース１８の底壁に１８ａにはエアインレット部２０が設けられており、エアインレット部２０には吸気管１３が連結され、エアクリーナ１２の空間１７には吸気管１３からエアインレット部２０を通して空気が導入される。

上側ケース１６の側壁１６ａには空間１７から空気を排出するエアアウトレット部２１が設けられており、このエアアウトレット部２１は、エアインレット部２０の上方から車両１の前後方向前方の水平方向にオフセットして位置している。

すなわち、本実施形態のエアクリーナ１２は、エアインレット部２０から空間１７に導入された空気をフィルタエレメント１９によって浄化した後に、エアアウトレット部２１を通して排出する。このため、空間１７は、フィルタエレメント１９に対して空気の流れ方向上流側の位置し、塵等を含んだ空気が導入されるダーティ室１９ａと、空気の流れ方向下流側に位置し、フィルタエレメント１９によって浄化した空気が導入されるクリーン室１９ｂとに区画される。

図２〜図６において、上側ケース１６の側壁１６ａにはブローバイガス導入部２２が設けられており、このブローバイガス導入部２２は、ブローバイガス導入管２３（図１参照）を介してシリンダヘッドカバー９に接続されている。

すなわち、図５に示すように、エアクリーナ１２を上方から見た場合に（図６は、エアクリーナ１２を下方から見た場合）エアアウトレット部２１およびブローバイガス導入部２２が、上側ケース１６の天井壁１６Ａの外周面から下方に突出する複数の側壁１６ａ〜１６ｄのうち、一方の側壁１６ｂの端部Ｓ１と一方の側壁１６ｂに対向する他方の側壁１６ｄの端部Ｓ２とを連結する同一の側壁１６ａに連結される。

ここで、ブローバイガスは、エンジン６の運転中に、ピストンと気筒との間の隙間を通じてクランクケース７Ａの内部に形成される図示しないクランク室に漏出する未燃焼の混合気や燃焼ガスである。

このブローバイガスは、クランク室からシリンダヘッド８とシリンダヘッドカバー９との間に形成された図示しない動弁室を介してブローバイガス導入管２３に導入され、ブローバイガス導入管２３からブローバイガス導入部２２に導入される。ここで、ブローバイガス導入管２３は、シリンダヘッドカバー９からエアクリーナ１２に向かって鉛直方向の高さが高くなるように配置されている。

図３〜図６において、エアクリーナ１２には気液分離室２４が設けられており、この気液分離室２４は、上側ケース１６の天井壁１６Ａと、天井壁１６Ａから下方に延在する矩形状の周壁２５および周壁２５の延在方向下端に連結される底壁２６を有し、底壁２６は、エアインレット部２０の上方に位置し、かつ、エアアウトレット部２１の半径方向においてエアアウトレット部２１の側方に配置されている。

また、図５において、気液分離室２４を上方から目視した場合に、気液分離室２４は、エアインレット部２０に連通するブローバイガスの入口部２４ａと、エアアウトレット部２１から離隔した位置に設けられ、エアアウトレット部２１の上流端２１ａに連通するブローバイガスの出口部２４ｂとを備えている。

すなわち、本実施形態のエアクリーナ１２は、気液分離室２４を上方から目視した場合に、エアアウトレット部２１から離隔した位置で気液分離室２４の入口部２４ａに連通するように上側ケース１６に設けられたブローバイガス導入部２２を備えており、気液分離室２４の出口部２４ｂが、入口部２４ａよりもエアアウトレット部２１の上流端２１ａに近接する位置に設けられている。

図５、図６において、天井壁１６Ａおよび底壁２６のいずれか一方には一対のガイドプレート２７ａ、２７ｂが設けられており、このガイドプレート２７ａ、２７ｂは、天井壁１６Ａから下方あるいは、底壁２６から上方に突出している。

ガイドプレート２７ａ、２７ｂは、気液分離室２４の入口部２４ａから出口部２４ｂに向かって湾曲しており、ブローバイガス導入部２２から入口部２４ａに導入されたブローバイガスを出口部２４ｂに指向させる。

図５〜図７において、天井壁１６Ａには一対のリブ２８ａ、２８ｂが設けられており、このリブ２８ａ、２８ｂは、天井壁１６Ａから底壁２６に向かって突出している。底壁２６には一対のリブ２９ａ、２９ｂが設けられており、このリブ２９ａ、２９ｂは、リブ２８ａ、２８ｂの間に交互に位置し、底壁２６から天井壁１６Ａに向かって突出している。

このように構成された気液分離室２４にあっては、エンジン６の吸入負圧によって入口部２４ａから気液分離室２４の内部に導入されたブローバイガスが、ガイドプレート２７ａ、２７ｂによって出口部２４ｂに指向され、リブ２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂに衝突しながら、互いに対向するリブ２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂの間を通り抜けながら移動することにより、ブローバイガスからオイルが分離される。

オイルが分離されたブローバイガスは、出口部２４ｂからエアアウトレット部２１を通して吸気管１３に導入される。

図３において、気液分離室２４の底壁２６は、エアアウトレット部２１の上流端２１ａからブローバイガス導入部２２に向かうに従って鉛直方向の高さが低くなるように傾斜している。換言すれば、底壁２６は、ブローバイガス導入部２２からエアアウトレット部２１の上流端２１ａに向かうに従って鉛直方向の高さが高くなるように傾斜している。

次に、作用を説明する。
図３において、吸気管１３からエアインレット部２０を介してエアクリーナ１２の空間１７に導入された空気Ａは、フィルタエレメント１９で浄化された後、気液分離室２４の底壁２６に沿ってエアアウトレット部２１に案内され、エアアウトレット部２１から吸気管１３を介してエンジン６に導入される。

一方、エンジン６の吸入負圧によって動弁室からブローバイガスがブローバイガス導入管２３からブローバイガス導入部２２から入口部２４ａを介して気液分離室２４に導入される。図７において、気液分離室２４に導入されたブローバイガスＧは、ガイドプレート２７ａ、２７ｂによって出口部２４ｂに指向され、リブ２９ａ、２８ａ、２９ｂ、２８ｂの順に衝突することにより、ブローバイガスからオイルが分離される。

本実施形態の底壁２６は、エアアウトレット部２１の上流端２１ａからブローバイガス導入部２２に向かうに従って鉛直方向の高さが低くなるように傾斜しているので、ブローバイガスから分離されたオイルは、底壁２６に沿ってブローバイガス導入部２２に移動する。

本実施形態のブローバイガス導入管２３は、シリンダヘッドカバー９からエアクリーナ１２に向かって鉛直方向の高さが高くなるように配置されているので、ブローバイガス導入部２２に移動したオイルは、ブローバイガス導入管２３を介して動弁室に戻される。

一方、リブ２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂに衝突することでオイルが分離されたブローバイガスは、出口部２４ｂからエアアウトレット部２１を介して吸気管１３に導入され、吸入負圧によって吸気管１３を通してエンジン６の燃焼室に導入されて燃焼室で燃焼される。

本実施形態のエアクリーナ１２によれば、エアインレット部２０の上方から水平方向にオフセットした位置において上側ケース１６の側壁１６ａに設けられるエアアウトレット部２１を有するとともに、エアインレット部２０の上方で、かつ、エアアウトレット部２１の半径方向においてエアアウトレット部２１の側方に配置された気液分離室２４を有し、気液分離室２４の底壁２６が、エアアウトレット部２１の上流端２１ａからブローバイガス導入部２２に向かうに従って鉛直方向の高さが低くなるように傾斜する。
ここで、天井壁１６Ａとは、気液分離室２４を構成する上側（天井側）の壁を意味し、周壁２５とは、気液分離室２４の水平方向を取り囲む壁を意味し、底壁２６とは、気液分離室２４を底の壁を意味する。

このため、エアインレット部２０からエアクリーナ１２の空間１７に導入された空気を底壁２６に沿ってエアアウトレット部２１に円滑に案内することができ、エアクリーナ１２に導入される空気の通気抵抗および圧力損失を低減することができる。

また、エアインレット部２０からエアクリーナ１２の空間１７に導入された空気を底壁２６に沿ってエアアウトレット部２１に案内することができるので、底壁２６に沿って流れる空気によって気液分離室２４内にブローバイガスを冷却することができ、ブローバイガスからオイルを分離する気液分離性能を向上させることができる。

また、気液分離室２４の底壁２６が、エアアウトレット部２１の上流端２１ａからブローバイガス導入部２２に向かうに従って鉛直方向の高さが低くなるように傾斜するので、気液分離室２４でブローバイガスから分離されたオイルを自重によってブローバイガス導入部２２に導くことができる。このため、ブローバイガスから分離されたオイルがクリーン室１９ｂを通してエアアウトレット部２１に導入されることを防止でき、オイルが燃焼していない休止気筒群を通過して、未燃焼のまま大気に放出されることを防止することができる。

また、本実施形態のエアクリーナ１２によれば、エアクリーナ１２を上方から見た場合に、エアアウトレット部２１およびブローバイガス導入部２２が、上側ケース１６の天井壁１６Ａの外周端部から下方に突出する複数の側壁１６ａ〜１６ｄのうち、一方の側壁１６ｂの端部Ｓ１と一方の側壁１６ｂに対向する他方の側壁１６ｄの端部Ｓ２とを連結する同一の側壁１６ａに設けられる。
このため、エアインレット部２０からエアクリーナ１２の空間１７に導入された空気を気液分離室２４の底壁２６に沿ってエアアウトレット部２１により効果的に案内することができ、エアクリーナ１２に導入される空気の通気抵抗および圧力損失をより効果的に低減することができる。

また、ブローバイガス導入部２２から導入されたブローバイガスがエアアウトレット部２１に排出されるまでの距離を長くすることができるので、ブローバイガス導入部２２から空間１７に導入されたブローバイガスがエアアウトレット部２１に排出されるまでの間に、底壁２６に沿って流れる空気によって気液分離室２４内のブローバイガスを十分に冷却することができ、ブローバイガスからオイルを分離する気液分離性能をより効果的に向上させることができる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１２…エアクリーナ、１６…上側ケース、１６Ａ…天井壁、１６ａ…側壁、１６ｂ…側壁（一方の側壁）、１６ｄ…側壁（他方の側壁）、１７…空間、１８…下側ケース、１９…フィルタエレメント、２０…エアインレット部、２１…エアアウトレット部、２１ａ…上流端（エアアウトレット部の上流端）、２２…ブローバイガス導入部、２４…気液分離室、２４ａ…入口部、２４ｂ…出口部、２５…周壁、２６…底壁、Ｓ１…一方の側壁の端部、Ｓ２…他方の側壁の端部

Claims (2)

1. 上側ケースと、
   前記上側ケースに取付けられ、前記上側ケースとの間に空間を有する下側ケースと、
   前記上側ケースおよび前記下側ケースの間に設けられ、吸入された空気を浄化するフィルタエレメントと、
   前記下側ケースの底壁に設けられ、前記空間に空気を導入するエアインレット部と、
   前記エアインレット部の上方から水平方向にオフセットした位置において前記上側ケースの側壁に設けられ、前記空間から空気を排出するエアアウトレット部と、
   前記上側ケースの天井壁、前記天井壁から下方に延在する周壁および前記周壁の延在方向下端に連結される底壁を有し、前記エアインレット部の上方で、かつ、前記エアアウトレット部の半径方向において前記エアアウトレット部の側方に配置された気液分離室と、
   前記気液分離室を上方から目視した場合に、前記エアアウトレット部から離隔した位置で前記気液分離室の入口部に連通するように前記上側ケースに設けられたブローバイガス導入部とを備え、
   前記気液分離室の出口部が、前記入口部よりも前記エアアウトレット部の上流端に近接する位置に設けられるエアクリーナであって、
   前記気液分離室の底壁は、前記エアアウトレット部の上流端から前記ブローバイガス導入部に向かうに従って鉛直方向の高さが低くなるように傾斜することを特徴とするエアクリーナ。
2. 前記エアクリーナを上方から見た場合に、前記エアアウトレット部および前記ブローバイガス導入部が、前記上側ケースの天井壁の外周端部から下方に突出する複数の側壁のうち、一方の側壁の端部と前記一方の側壁に対向する他方の側壁の端部とを連結する同一の側壁に設けられることを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

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