JP2020029840A - エアクリーナー - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の重量増を招かずにブローバイガスの気液分離をさらに促進することができるエアクリーナーを提供する。【解決手段】エアクリーナー３７は、前方からダーティ室７２に空気を導入し、ダーティ室７２の後方に配置されてエアクリーナーエレメント７３で濾過された空気を受け入れるクリーン室７１を区画するエアクリーナーボックス４７と、内燃機関の吸気ポートに接続されて、エアクリーナーボックス４７の底壁からエアクリーナーボックス４７内の空間に上向きに突出するファンネル６９とを備える。ファンネル６９の後方でファンネル６９およびエアクリーナーボックス４７の後壁４９の間に内燃機関からブローバイガスを導入するブリーザー室７４が配置される。【選択図】図５

Description

本発明は、前方からダーティ室に空気を導入し、ダーティ室の後方に配置されてエアクリーナーエレメントで濾過された空気を受け入れるクリーン室を区画するエアクリーナーボックスと、内燃機関の吸気ポートに接続されて、エアクリーナーボックスの底壁からエアクリーナーボックス内の空間に上向きに突出するファンネルとを備えるエアクリーナーに関する。

特許文献１は、クランクケース内の圧力変動に応じてクランクケースからエアクリーナーにブローバイガスを逃すブリーザー装置を開示する。ブリーザー装置は、クランクケースに取り付けられるブリーザーカバーを備える。ブリーザーカバーはブリーザー室を区画する。ブリーザー室内でブローバイガスに含まれるエンジンオイルは分離される。こうした気液分離のあと、ブローバイガスはブリーザーホースを通じてエアクリーナーボックス内のクリーン室に導入される。

特許第３９１１９５０号

特許文献１に記載されるように、気液分離の性能はブリーザー室の容積に依存する。内燃機関の肥大化を招かずにブリーザー室の容積を増大することができれば、内燃機関の重量増を抑えつつブローバイガスの気液分離の性能を向上させることができる。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、内燃機関の重量増を招かずにブローバイガスの気液分離をさらに促進することができるエアクリーナーを提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、前方からダーティ室に空気を導入し、前記ダーティ室の後方に配置されてエアクリーナーエレメントで濾過された空気を受け入れるクリーン室を区画するエアクリーナーボックスと、内燃機関の吸気ポートに接続されて、前記エアクリーナーボックスの底壁から前記エアクリーナーボックス内の空間に上向きに突出するファンネルとを備えるエアクリーナーにおいて、前記ファンネルの後方で前記ファンネルおよび前記エアクリーナーボックスの後壁の間に前記内燃機関からブローバイガスを導入するブリーザー室が配置されるエアクリーナーが提供される。

第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、前記クリーン室内の空間に前記ブリーザー室内の空間を接続する接続通路は前記ファンネルの入り口端面よりも低い位置に位置する。

第３側面によれば、第１または第２側面の構成に加えて、前記接続通路は前記ファンネルの軸方向に長い。

第４側面によれば、第３側面の構成に加えて、前記接続通路は個々の前記ファンネルごとに前記ファンネルの後方に配置される。

第５側面によれば、第１側面の構成に加えて、エアクリーナーは、前記エアクリーナーボックスの前記後壁から連続し、前記クリーン室から仕切られて上端で開放される空間を区画する囲い壁と、前記囲い壁の上端に結合されて、前記囲い壁で区画される空間の上端を閉じて前記ブリーザー室を区画する天壁とを有する。

第６側面によれば、第５側面の構成に加えて、前記囲い壁には上端から下方に延びるスリットが形成される。

第７側面によれば、第６側面の構成に加えて、前記スリットは個々の前記ファンネルごとに前記ファンネルの後方に配置される。

第１側面によれば、エアクリーナーボックス内にブリーザー室は区画されるので、内燃機関の肥大化を招かずにブリーザー室の容積を増大することができる。こうして内燃機関の重量増を抑えつつブローバイガスの気液分離の性能を向上させることができる。

第２側面によれば、ブリーザー室内のブローバイガスは接続通路からクリーン室内の空間に流入するので、接続通路がファンネルの入り口端面よりも低い位置に位置することで、ブローバイガスに含まれるエンジンオイルがファンネル内に流入することは防止されることができる。

第３側面によれば、クリーン室内の空間に対してブローバイガスの吹き出しはファンネルの軸方向に広がるので、ブローバイガスの流入量を確保しながら、ブローバイガスに含まれるエンジンオイルの流入はさらに効果的に防止されることができる。

第４側面によれば、ブローバイガスは個々のファンネルごとに分配されることができ、加えて、ブローバイガスは最短経路でファンネルに流入することができる。

第５側面によれば、囲い壁の上端に天壁が結合されるだけでエアクリーナーボックス内でクリーン室からブリーザー室は仕切られることができ、簡単な構造でエアクリーナーボックス内にブリーザー室は確立されることができる。

第６側面によれば、スリットはクリーン室内の空間にブリーザー室内の空間を接続する接続通路として機能する。スリットはブリーザー室内の容積に比べて流出口を絞るので、スリットはブリーザー室内でエンジンオイルの捕獲に貢献することができる。スリットはエアクリーナーボックスの成形時に同時に形成されることができ、ブリーザー室の形成工程は簡素化されることができる。

第７側面によれば、ブローバイガスは個々のファンネルごとに分配されることができ、加えて、ブローバイガスは最短経路でファンネルに流入することができる。

一実施形態に係る自動二輪車の全体構成を概略的に示す側面図である。 車体カバーが外された状態で自動二輪車の全体構成を概略的に示す側面図である。 内燃機関およびエアクリーナーボックスの拡大側面図である。 後方から観察されるエアクリーナーボックスの拡大背面図である。 図４の５−５線に沿った垂直断面図に相当し、吸気装置の構成を概略的に示す図である。 ブリーザーチューブのジョイントの軸心を含む垂直断面で観察されるエアクリーナーボックスの拡大一部断面図である。 図４の７−７線に沿ったエアクリーナーボックスの拡大垂直断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。ここで、車体の上下前後左右は自動二輪車に乗車した乗員の目線に基づき規定されるものとする。

図１は本発明の一実施形態に係る鞍乗り型車両である自動二輪車の全体像を概略的に示す。自動二輪車１１は、車体フレーム１２と、車体フレーム１２に装着された車体カバー１３とを備える。車体カバー１３は、前方から車体フレーム１２を覆うフロントカウル１４と、燃料タンク１５の外面から前方に連続し、燃料タンク１５の後方の乗員シート１６に接続されるタンクカバー１７とを有する。燃料タンク１５に燃料は貯留される。自動二輪車１１の運転にあたって乗員は乗員シート１６を跨ぐ。

車体フレーム１２は、ヘッドパイプ１８と、ヘッドパイプ１８から後ろ下がりに延びて、後下端にピボットフレーム１９を有する左右１対のメインフレーム２１と、メインフレーム２１の下方の位置でヘッドパイプ１８から下方に延び、メインフレーム２１に一体化されるダウンフレーム２２と、メインフレーム２１の湾曲域２１ａから後上がりに延びトラス構造を構成する左右のシートフレーム２３とを有する。シートフレーム２３に乗員シート１６は支持される。

ヘッドパイプ１８には操向自在にフロントフォーク２４が支持される。フロントフォーク２４には車軸２５回りで回転自在に前輪ＷＦが支持される。フロントフォーク２４の上端には操向ハンドル２６が結合される。運転者は自動二輪車１１の運転にあたって操向ハンドル２６の左右端のグリップを握る。

車両の後方で車体フレーム１２にはピボット２７回りで上下に揺動自在にスイングアーム２８が連結される。スイングアーム２８の後端に車軸２９回りで回転自在に後輪ＷＲが支持される。前輪ＷＦと後輪ＷＲとの間で車体フレーム１２には後輪ＷＲに伝達される動力を生成する内燃機関３１が搭載される。内燃機関３１はダウンフレーム２２およびメインフレーム２１に連結されて支持される。内燃機関３１の動力は伝動装置を経て後輪ＷＲに伝達される。

図２に示されるように、内燃機関３１の機関本体は、後壁の上端および下端にメインフレーム２１に連結されるエンジンハンガー３２ａ、３２ｂを有し、回転軸線Ｒｘ回りで動力を出力するクランクケース３３と、クランクケース３３の前部に上方から結合されて、回転軸線Ｒｘに直交する鉛直面内に位置して水平面に対して起立するシリンダー軸線Ｃを有するシリンダーブロック３４と、シリンダーブロック３４の上端に結合されて、前壁にダウンフレーム２２に連結されるエンジンハンガー３２ｃを有し、動弁機構を支持するシリンダーヘッド３５と、シリンダーヘッド３５の上端に結合されて、シリンダーヘッド３５上の動弁機構を覆うヘッドカバー３６とを備える。ここでは、シリンダーブロック３４には、車軸２９に平行な回転軸線Ｒｘで特定される車幅方向に４つのシリンダーが直列に配置される。

シリンダーヘッド３５には、エアクリーナー３７で浄化される空気に燃料を噴霧して混合気を生成し、シリンダーヘッド３５で覆われる燃焼室に混合気を供給する吸気装置３８と、燃焼室から排出される燃焼後の排ガスを触媒３９で浄化し、排ガスの温度を降下させながら車体後方に排出する排気装置４１とが接続される。排気装置４１は、クランクケース３３の下方をくぐって後輪ＷＲの側方に沿って延び、クランクケース３３の下方で触媒３９を支持する排気管４２を備える。

エアクリーナー３７は、スロットルボディ４５を介してシリンダーヘッド３５に結合され、ヘッドパイプ１８の前方で開口するエアダクト４６から走行風を取り込むエアクリーナーボックス４７を備える。エアクリーナー３７は、エアクリーナーボックス４７内に走行風を取り込んで浄化し、浄化した空気を内燃機関３１に送り込む。エアクリーナーボックス４７は後方から燃料タンク１５で覆われる。エアクリーナーボックス４７は、後ろ下がりの平面に沿って設定される合わせ面４８で相互に結合される上体４７ａおよび下体４７ｂを有する。上体４７ａおよび下体４７ｂは、合わせ面４８に垂直に交差して車幅方向に広がる後壁４９を有する。

図３に示されるように、シリンダーブロック３４の後方でクランクケース３３の上面には、クランクケース３３内のクランク室に接続されるブリーザー室を区画するブリーザーカバー５１が取り付けられる。ブリーザーカバー５１には、エアクリーナーボックス４７の後壁４９の下端に設置されるジョイント５２から延びるブリーザーチューブ５３が結合される。クランクケース３３内のブローバイガスはブリーザーチューブ５３を通じてエアクリーナーボックス４７内に導入される。ブリーザー室内はラビリンス構造に構成される。ブリーザー室内でブローバイガスの気液分離は実現される。ブローバイガスから分離されたエンジンオイルはクランク室に流入する。

内燃機関３１には、外気を取り込んで排気管４２に向かって外気を送り込む二次空気導入装置５４が接続される。二次空気導入装置５４は、エアクリーナーボックス４７の下方でヘッドカバー３６の上面に設置される二次空気制御バルブ５５と、エアクリーナーボックス４７から延びて二次空気制御バルブ５５に結合される第１供給チューブ５６と、二次空気制御バルブ５５から左右の排気ポートに向かって分岐し、シリンダーヘッド３５に結合される第２供給チューブ６７とを備える。排気管４２で生じる負圧に応じて、エアクリーナー３７で浄化された空気はシリンダーヘッド３５の排気ポートに吸い込まれる。二次空気制御バルブ５５の働きで、排気ポートに流入する空気の量は調整される。

図４に示されるように、燃料供給装置６１は、個々のシリンダーごとにエアクリーナーボックス４７の上壁に組み込まれるアッパーインジェクター６２と、エアクリーナーボックス４７の上方で車幅方向に線形に延びて個々のアッパーインジェクター６２に対応する分岐管から個々のアッパーインジェクター６２に燃料を供給する第１燃料供給パイプ６３と、個々のシリンダーごとにスロットルボディ４５に組み込まれるメインインジェクター６４と、スロットルボディ４５の後方で車幅方向に線形に延びて個々のメインインジェクター６４に対応する分岐管から個々のメインインジェクター６４に燃料を供給する第２燃料供給パイプ６５とを備える。第１燃料供給パイプ６３には、左側１対のアッパーインジェクター６２同士の間に配置されて、それぞれボルト６６ａでエアクリーナーボックス４７の上壁に固定される２つのブラケット６３ａと、右側１対のアッパーインジェクター６２同士の間に配置されて、それぞれボルト６６ｂでエアクリーナーボックス４７の上壁に固定される２つのブラケット６３ｂとが形成される。個々のブラケット６３ａ、６３ｂはエアクリーナーボックス４７の上壁に重ねられる。

第１燃料供給パイプ６３および第２燃料供給パイプ６５には燃料供給チューブ６７が接続される。燃料供給チューブ６７は、燃料タンク１５内に配置される燃料ポンプから延びて第２燃料供給パイプ６５に固定の接続パイプ６８に接続される第１チューブ６７ａと、第２燃料供給パイプ６５の接続パイプ６８から分岐して第１燃料供給パイプ６３に接続される第２チューブ６７ｂとを備える。燃料タンク１５内の燃料は燃料ポンプの働きで強制的に第１燃料供給パイプ６３および第２燃料供給パイプ６５に供給される。

個々のアッパーインジェクター６２は、図５に示されるように、エアクリーナーボックス４７内で後方に配置されるファンネル６９に向かって下向きに燃料を噴射する。ファンネル６９は、個々のシリンダーごとにスロットルボディ４５に結合されて、スロットルボディ４５に重ねられるエアクリーナーボックス４７の底壁を貫通してエアクリーナーボックス４７内のクリーン室７１に上向きに突出する。エアクリーナーボックス４７内の空間は、エアダクト４６に接続されてエアダクト４６から走行風を導入する前側のダーティ室７２と、後側のクリーン室７１とにエアクリーナーエレメント７３で分割される。ダーティ室７２内の空気はエアクリーナーエレメント７３で濾過されてクリーン室７１に流入する。浄化された空気はファンネル６９からスロットルボディ４５内の吸気路４５ａを経てシリンダーヘッド３５の吸気ポート３５ａに流入する。内燃機関３１の低回転域ではスロットルボディ４５内の吸気路４５ａでメインインジェクター６４から燃料は噴射される。内燃機関３１の高回転域では、クリーン室７１内でアッパーインジェクター６２から燃料が噴射され、メインインジェクター６４から噴射される燃料で混合比は調整される。

ファンネル６９の後方でファンネル６９およびエアクリーナーボックス４７の後壁４９の間に内燃機関３１からブローバイガスを導入するブリーザー室７４が配置される。ブリーザー室７４の形成にあたって、エアクリーナーボックス４７は、後壁４９から連続し、クリーン室７１から仕切られて上端で開放される空間を区画する囲い壁７５と、囲い壁７５の上端に結合されて、囲い壁７５で区画される空間の上端を閉じてブリーザー室７４を区画する天壁７６とを有する。

ブリーザー室７４内には後壁４９の下端から後壁４９に並んで直立する支柱８１が形成される。支柱８１の上端は下方から天壁７６を支持する。図７に示されるように、支柱８１の上端には天壁７６の貫通孔に進入して上方に突出する小軸が一体に形成される。小軸は、加熱されながら上方から押しつぶされて支柱８１の上端に天壁７６を連結する抜け防止体８１ａを形成する。

図６に示されるように、囲い壁７５は、ブリーザー室７４を挟んで後壁４９に向き合い、車幅方向に延びる前壁７５ａを有する。前壁７５ａの左右両端はそれぞれ後壁４９から連続する側壁に連続する。したがって、ブリーザー室７４は４つのファンネル６９の後方に広がる。図４に示されるように、右側２つのファンネル６９の中間位置でエアクリーナーボックス４７にジョイント５２は形成される。ジョイント５２は前上がりに傾斜しながらブリーザー室７４の下端に開口する。

図６に示されるように、囲い壁７５には、個々のファンネル６９ごとにファンネル６９の後方に配置されて、上端から下方に延びるスリット７７が形成される。スリット７７は、クリーン室７１内の空間にブリーザー室７４内の空間を接続する接続通路７８を形成する。したがって、接続通路７８はファンネル６９の軸方向に長い。スリット７７は、ファンネル６９の後方に配置されることから、ファンネル６９同士の中間位置に配置されるジョイント５２の軸線から車幅方向にずれて開口する。図７に示されるように、接続通路７８はファンネル６９の入り口端面よりも低い位置に位置する。

図５に示されるように、ダーティ室７２内でエアクリーナーボックス４７の底壁には二次空気制御バブル５５を逃げる逃げ７９が形成される。逃げ７９は、エアクリーナーボックス４７の外面から窪んでダーティ室７２内に向かって膨らむ。逃げ７９の膨らみは、頂点よりも後方に比べて前方で緩やかに設定される。したがって、ダーティ室７２内で底壁に沿って流れる気流の乱れは抑制される。

次にブローバイガスの流れを説明する。内燃機関３１の作動時、燃焼室からクランクケース３３内のクランク室にブローバイガスは漏れ出る。ブローバイガスは、クランク室から、ブリーザーカバー５１で覆われるブリーザー室に流入する。ブリーザー室内でブローバイガスの気液分離は実現される。ブローバイガスから分離されたエンジンオイルはクランク室に戻る。ブローバイガスはクランクケース３３のブリーザー室からブリーザーチューブ５３を伝ってエアクリーナーボックス４７に流入する。

ブローバイガスは、ブリーザーチューブ５３のジョイント５２からエアクリーナーボックス４７内のブリーザー室７４に吹き込む。ブローバイガスは斜め方向から前壁７５ａに衝突し、前壁７５ａから天壁７６、後壁４９、底壁を伝って流れながら車幅方向に広がっていく。エアクリーナーボックス４７ではクランクケース３３に比べて温度が低下することから、ブローバイガス中のオイルミストは凝集しやすく、効率的に気液分離は実現される。エンジンオイルは壁に付着して収集される。気液分離のあと、ブローバイガスは接続通路７８からクリーン室７１に流入する。

ブリーザー室７４内のブローバイガスは接続通路７８からクリーン室７１内の空間に流入するので、接続通路７８がファンネル６９の入り口端面よりも低い位置に位置することで、ブローバイガスに含まれるエンジンオイルがファンネル６９内に流入することは防止される。しかも、接続通路７８はファンネル６９の軸方向に長いことから、クリーン室７１内の空間に対してブローバイガスの吹き出しはファンネル６９の軸方向（重力方向）に広がり、ブローバイガスは壁に接触せずに接続通路７８に進入することがないので、ブローバイガスの流入量を確保しながら、ブローバイガスに含まれるエンジンオイルの流入はさらに効果的に防止される。

接続通路７８は個々のファンネル６９ごとにファンネル６９の後方に配置されることから、ブローバイガスは個々のファンネル６９ごとに分配されることができ、加えて、ブローバイガスは最短経路でファンネル６９に流入する。

本実施形態では、エアクリーナーボックス４７内にブリーザー室７４は区画されるので、内燃機関３１の肥大化を招かずにブリーザー室の容積を増大することができる。こうして内燃機関３１の重量増を抑えつつブローバイガスの気液分離の性能を向上させることができる。

本実施形態では、エアクリーナーボックス４７に、エアクリーナーボックス４７の後壁４９から連続し、クリーン室７１から仕切られて上端で開放される空間を区画する囲い壁７５が形成され、囲い壁７５の上端に、囲い壁７５で区画される空間の上端を閉じてブリーザー室７４を区画する天壁７６が結合される。囲い壁７５の上端に天壁７６が結合されるだけでエアクリーナーボックス４７内でクリーン室７１からブリーザー室７４は仕切られることができ、簡単な構造でエアクリーナーボックス４７内にブリーザー室７４は確立されることができる。

エアクリーナーボックス４７では、囲い壁７５に上端から下方に延びるスリット７７が形成される。スリット７７はクリーン室７１内の空間にブリーザー室７４内の空間を接続する接続通路７８として機能する。スリット７７はブリーザー室７４内の容積に比べて流出口を絞るので、スリット７７はブリーザー室７４内でエンジンオイルの捕獲に貢献する。スリット７７はエアクリーナーボックス４７の成形時に同時に形成されることができ、ブリーザー室７４の形成工程は簡素化されることができる。

３１…内燃機関、３５ａ…吸気ポート、３７…エアクリーナー、４７…エアクリーナーボックス、４９…（エアクリーナーボックスの）後壁、６９…ファンネル、７１…クリーン室、７２…ダーティ室、７３…エアクリーナーエレメント、７４…ブリーザー室、７５…囲い壁、７６…天壁、７７…スリット、７８…接続通路。

Claims (7)

1. 前方からダーティ室（７２）に空気を導入し、前記ダーティ室（７２）の後方に配置されてエアクリーナーエレメント（７３）で濾過された空気を受け入れるクリーン室（７１）を区画するエアクリーナーボックス（４７）と、
   内燃機関（３１）の吸気ポート（３５ａ）に接続されて、前記エアクリーナーボックス（４７）の底壁から前記エアクリーナーボックス（４７）内の空間に上向きに突出するファンネル（６９）とを備えるエアクリーナー（３７）において、
   前記ファンネル（６９）の後方で前記ファンネル（６９）および前記エアクリーナーボックス（４７）の後壁（４９）の間に前記内燃機関（３１）からブローバイガスを導入するブリーザー室（７４）が配置されることを特徴とするエアクリーナー。
2. 請求項１に記載のエアクリーナーにおいて、前記クリーン室（７１）内の空間に前記ブリーザー室（７４）内の空間を接続する接続通路（７８）は前記ファンネル（６９）の入り口端面よりも低い位置に位置することを特徴とするエアクリーナー。
3. 請求項１または２に記載のエアクリーナーにおいて、前記接続通路（７８）は前記ファンネル（６９）の軸方向に長いことを特徴とするエアクリーナー。
4. 請求項３に記載のエアクリーナーにおいて、前記接続通路（７８）は個々の前記ファンネル（６９）ごとに前記ファンネル（６９）の後方に配置されることを特徴とするエアクリーナー。
5. 請求項１に記載のエアクリーナーにおいて、前記エアクリーナーボックス（４７）の前記後壁（４９）から連続し、前記クリーン室（７１）から仕切られて上端で開放される空間を区画する囲い壁（７５）と、前記囲い壁（７５）の上端に結合されて、前記囲い壁（７５）で区画される空間の上端を閉じて前記ブリーザー室（７４）を区画する天壁（７６）とを有することを特徴とするエアクリーナー。
6. 請求項５に記載のエアクリーナーにおいて、前記囲い壁（７５）には上端から下方に延びるスリット（７７）が形成されることを特徴とするエアクリーナー。
7. 請求項６に記載のエアクリーナーにおいて、前記スリット（７７）は個々の前記ファンネル（６９）ごとに前記ファンネル（６９）の後方に配置されることを特徴とするエアクリーナー。
   

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