JP2581926B2 - 内燃機関のエアクリ−ナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動二輪車等のエンジン（内燃機関）の吸
気管に接続され、外部からエンジンに吸入される空気を
濾過して清浄化するエアクリーナに関する。

将来技術 通常、上記エアクリーナは箱状のエアクリーナケース
内に紙または不織布等の濾材から成るエアクリーナエレ
メントを配設して構成されており、エアクリーナケース
内は該エアクリーナエレメントにより、大気に連通する
側の室と、エンジンに連通する側の室とに分れ、空気取
入管を経て大気側の室に流入した空気が、エアクリーナ
エレメントを通過して清浄化された後、エンジン側の室
から吸気管および気化器を経てエンジンの吸気口に吸入
される。このエアクリーナは上記のようにしてエンジン
吸気を浄化するとともに、エンジンの吸気騒音を低減す
る作用をも有している（一例として、特開昭59−5868参
照）。

発明が解決しようとする問題点 一般に吸入空気の固有周波数ν_０は次式で表される。

ただし、Ｃは音速、Ｖは共鳴室の容積、Ｓは吸入管の
断面積、ｌは吸入管の長さである。また、Ｇは導伝率と
する。

ところで、従来の共鳴室はエアクリーナエレメントよ
り上流で配置されていたので、内燃機関の吸気弁の開閉
により間欠的に生ずる吸気管内の圧力変動に対し周波数
ν_０がエアクリーナエレメントにより阻害されて充てん
効率の低下を招き、或る回転数域でエンジン出力を向上
させることが困難であった。

本発明は、このようなエアクリーナの共鳴効果を利用
して、エンジンの出力特性を改善するとともに、エアク
リーナの通気抵抗を小さくしてエンジンの高回転時にお
いても最良の出力が得られるようにしようとするもので
ある。

問題点を解決するための手段および作用効果 このため、本発明においては自動二輪車の内燃機関の
吸気管の上流側に連通接続されたエアクリーナにおい
て、エアクリーナケースを該内燃機関の上方でかつ、燃
料タンク下面に配置し、エアクリーナケース上流側を車
体前方側としてその吸入管を車体前方に向けて延出さ
せ、エアクリーナケース内のエアクリーナエレメントを
該吸入管から流入する空気の流入方向に沿わせて配置す
ると共に、該エアクリーナケース内を内燃機関側とエア
クリーナエレメント側とに仕切る仕切壁を前記エアクリ
ーナエレメントに沿う方向に配置し、該仕切壁に前記吸
入管と反対側の前記流入空気の下流側になる位置に偏位
させて絞り孔を設け、かつ前記内燃機関の吸気管を該絞
り孔に対向する位置に開口させてなることを特徴とする
ものである。

本発明によれば、前記エアクリーナケース内に仕切壁
によりエアクリーナエレメント側から仕切られた共鳴室
が形成され、前記ＶおよびＧまたはそのいずれかを適当
に選定してν_０を上記圧力変動の周波数と合致させるこ
とにより、共鳴効果を利用して前記圧力変動を減衰さ
せ、エンジン吸気口への順調な吸気の流れを確保して、
エンジン出力の低下を阻止することができる。Ｖおよび
Ｇまたはそのいずれかをその時のエンジン回転数に応じ
て可変とすれば、低速から高速まですべての回転数域に
おいて最良の出力を得るようにすることができる。

しかして仕切壁および絞り孔はエアクリーナエレメン
トの下流側すなわちエンジン側に在るので、上記共鳴効
果がエアクリーナエレメントの影響を受けることがな
く、従って容積Ｖもしくは、孔径Ｇを変えることにより
エンジン出力特性を容易に変えることができる。

一方、上記のような仕切壁および絞り孔を設けること
により、大きな空気流量を必要とするエンジン高回転時
における通気抵抗が問題となるが、本発明によれば、外
方の空気が吸入管により案内されてほぼ一定方向に指向
してエアクリーナケース内に流入し、エアクリーナエレ
メントがこの空気流入方向に沿わせて配設されているの
で、流入空気が該エアクリーナエレメントの表面全体に
良好に行き渡り、かつ特に方向を変えることなくそのま
まエアクリーナエレメントを通過してその背後にこれに
沿わせて配設されている仕切壁の前面に導かれる。

そして該仕切壁には前記吸入管に関して反対側すなわ
ち前記空気流入方向の下流側に絞り孔が設けられてお
り、かつこの絞り孔に対向する位置に内燃機関の吸気管
が開口しているので、前記エアクリーナエレメントを通
過した空気はスムーズに絞り孔を経て吸気管へ流れ、か
くしてエアクリーナの通気抵抗が小さくなり、エンジン
高回転時においても最良の出力が得られる。

また、第１、２および４図に示されるとおり、エアク
リーナケースを該内燃機関の上方でかつ、燃料タンク下
面に配置し、エアクリーナケース上流側を車体前方とし
てその吸入管を車体前方に向けて延出させてなる構成に
より、内燃機関廻りの熱気を吸入することがないのみで
なく、吸入管の作用により、新鮮な空気を効率よく給気
することが可能となるものである。

すなわち、第１図から明らかなように、上記構成は燃
料タンクの占める下面の前後方向の空間を利用すること
により、エアクリーナケースおよび吸入管をその空気流
入方向に沿って、その流入経路を確保するものである。
自動二輪車の狭隘な車体上ではこれら吸入管等は効果的
な流路を形成することは困難であるが、このように自動
二輪車固有の燃料タンクの構造を利用し、その下面に沿
って吸入管およびエアクリーナを配置することにより、
吸入管の長さを十分にとり、かつエアクリーナエレメン
トを流入空気に沿って配置することが可能となる。この
ようにして、吸入管を長くできることにより、吸入され
る空気は吸入管内で加速され、内燃機関に対する給気効
率を向上することができるのである。また、燃料タンク
下面から前方に向け延出される吸入管は、車体前方から
の動圧を受けて新鮮な空気の流入する位置にあるため、
常に新鮮な空気の供給を受けることができるものであ
る。

さらに、エアクリーナエレメントを該吸入管から流入
する空気の流入方向に沿わせて配置する構成により、濾
過効率を向上できるのみでなく、エアクリーナケースの
高さを低くすることができ、容積効率を向上することが
できる。自動二輪車においても、その性能向上や快適性
或いは経済性等に対する要求から、その装備は増加する
傾向にあるが、そのスペースは極めて限られており、極
力無駄を省き、軽量化することによって確保されなけれ
ばならないところである。本発明のエアクリーナの上記
構造は、効率よく濾過するために広い面積を必要とする
エアクリーナエレメントを、流入する空気に沿わせて配
置することにより、最小限の容積に収容可能とし、しか
も効率よく濾過することを可能とするものである。この
構造によれば、エアクリーナケースは空気流入方向下流
に行くにしたがって、高さが低くなることから、エアク
リーナケースの上方および後方にわたって空間を確保す
ることが可能となり、燃料タンクの容積を増大するほか
各種の装備品搭載のため空間を提供することが可能とな
るものである。

実施例 第１図はエアクリーナを搭載した自動二輪車の一例を
示す側面図で、左右一対のメインフレーム１にフロント
フォーク２を介して前輪３が支持され、リヤフォーク４
を介して後輪５が支持されている。車体上部後方にシー
ト６が装着され、その前部に燃料タンク７が装着されて
いる。燃料タンクは左右のメインフレーム１にまたがっ
て取付けられ、その底面は中央が上部に凹入しており、
この凹部にエアクリーナ８が配設されている。エアクリ
ーナ８は気化器９を介挿した吸気管10を介してエンジン
11の吸気口に連通しており、前方の吸気管12からエアク
リーナ８内に流入した空気が該エアクリーナ８内で浄化
された後、吸気管10、気化器９を経てエンジン11に吸入
される。エンジン11はメインフレーム１に懸吊装架され
ている。なお、26はエアクリーナ８の後方に設けられた
収納箱で、ヘルメット等を収納できる容量のものとして
ある。

第２図はエアクリーナ８の縦断面図である。このエア
クリーナ８は吸入管12を一体に形成したケース部分13a
と吸気管10に連通接続されたケース部分13bとからなる
エアクリーナ13を備え、該エアクリーナ13の内部は、前
記ケース部分13a、13bによって狭着支持されたエアクリ
ーナエレメント14によって、大気側の空気室15とエンジ
ン側の空気室16とに区分されている。そして空気室16は
さらに仕切壁17によってエアクリーナエレメント14側の
空部分16aとエンジン側の室部分16bとに仕切られてお
り、仕切壁17には絞り孔18が開口している。

吸入管12に流入した空気は、図に矢印で示すように、
空気室15内をケース部分13aに案内されてエアクリーナ
エレメント14の前方に達し、エアクリーナエレメント14
によって濾過された後、空気室16の室部分16aから仕切
壁17の絞り孔18を通過して室部分16bに入り、該室部分1
6bから吸気管10および気化器９を経て、エンジン11に吸
入される。

上記各実施例において室部分16aは、エンジン11の吸
気口から吸気管10を通じて伝播される圧力変動に共鳴室
を構成しており、以下これを共鳴室16bと称する。この
共鳴室16bの共鳴周波数ν_０は、その容積をＶ、前記絞
り孔18の導伝率（仕切壁17に複数の絞り孔18が設けられ
ている時にはその総導伝率）をＧとすれば、 で表わされる。

従って、ＶおよびＧを適当に選定してν_０を前記圧力
変動の周波数に合致させ、共鳴効果により吸気に対する
該圧力変動の干渉作用を抑制してエンジン出力の向上を
図ることができる。しかして吸気管10内の圧力変動の周
波数はエンジン回転数に応じて変化するので、或る回転
数域における周波数ν_０を合わせるとその回転数域にお
ける出力が改善されるエンジン出力特性が得られる。

第３図は、前記共鳴周波数ν_０をそれぞれエンジンの
高回転数域α、中回転数域βおよび低回転数域γにおけ
る吸気管10内圧力変動の周波数に合わせた場合の各エン
ジン出力特性を示す線図で、縦軸にエンジン出力をと
り、横軸にエンジン回転数をとってある。ａはν_０を高
回転数域に合わせた時の出力特性曲線で、高回転数域α
で出力が向上している。同様に、ｂおよびｃはν_０をそ
れぞれ中回転数域および低回転数域に合わせた時の出力
特性曲線で、それぞれ中回転数域βおよび低回転数域γ
で出力が向上している。

このように、ν_０すなわちＶ、Ｇを適当に選定してエ
ンジンの出力特性を変え、高、中、低速のいずれか最も
適したものとすることができるが、さらにＶもしくはＧ
がエンジン回転数に応じて連続的に変化するようにすれ
ば、第３図に曲線ｄで示すように、低回転数域から高回
転数域までの全領域において最良の出力状態を呈する出
力特性が得られる。共鳴室16bの容積Ｖを連続的の可変
とするには、エアクリーナ８を例えば第４図のように構
成すればよい。このエアクリーナ８においては、仕切壁
17がエアクリーナケース13の側壁にピボット19を介して
上下に揺動可能に枢支されており、エンジン回転数に応
じて仕切壁17を所定の揺動位置に揺動させることによ
り、共鳴室16bの容積を変化させることができる。

第５図は絞り孔18の開口面積Ｇを連続的に可変とした
仕切壁17を示す。この仕切壁17には長円形の穴20が設け
られており、一方の面上に穴20の長軸方向に摺動自在に
摺動板21が設けられている。そしてこの摺動板21の端縁
部に半円形の口縁22が形成されており、該口縁22の前記
穴20とによって絞り孔18が形成されるようになってい
る。従って絞り孔18の開口面積は摺動板21を摺動させる
ことにより任意に変えることができる。

上記のようにエアクリーナケース13内に絞り孔18を有
する仕切壁17を設けることにより、大きな空気量を必要
とするエンジン高回転時における通気抵抗が問題となる
が、本実施例においては次のようにして通気抵抗をでき
るだけ小さく抑えるようにしてある。

すなわち、第２図に示すように、外方の空気は吸気管
12により案内されてほぼ一定方向にエアクリーナケース
13内に流入して来るが、エアクリーナエレメント14はこ
の空気流入方向に沿わせて配設されているので、流入空
気がエアクリーナエレメント14の表面全体に良好に行き
渡り、かつ特に方向を変えることなくそのままエアクリ
ーナエレメント14を通過してその背後にこれに沿わせて
配設されている仕切壁17の前面に導かれる。

仕切壁17には前記空気流入方向の下流側すなわちエア
クリーナエレメント14を通過した空気が自然に集まる位
置に絞り孔18が設けられており、かつこの絞り孔18に対
向する位置に吸気管10が開口しているので、エアクリー
ナエレメント14を通過した空気はスムーズに絞り孔18を
経て吸気管10へ流れ、かくしてエアクリーナ８の通気抵
抗が小さくなり、エンジン高回転時においても最良の出
力が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はエアクリーナを搭載した自動二輪車の一例を示
す側面図、第２図は本発明の一実施例を示すエアクリー
ナの縦断面図、第３図はエンジンの出力特性を示す線
図、第４図は本発明の他の実施例を示すエアクリーナの
縦断面図、第５図は本発明のさらに他の実施例を示す仕
切壁の斜視図である。 １……メインフレーム、２……フロントフォーク、３…
…前輪、４……リヤフォーク、５……後輪、６……シー
ト、７……燃料タンク、８……エアクリーナ、９……気
化器、10……吸気管、11……エンジン、12……吸入管、
13……エアクリーナケース、14……エアクリーナエレメ
ント、15……空気室、16……空気室、17……仕切壁、18
……絞り孔、19……ピボット、20……穴、21……摺動
板、22……口縁、23……側縁部、26……収納箱。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−40947（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−112064（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−155666（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−154854（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−26288（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動二輪車の内燃機関の吸気管の上流側に
   連通接続されたエアクリーナにおいて、エアクリーナケ
   ースを該内燃機関の上方でかつ、燃料タンク下面に配置
   し、エアクリーナケース上流側を車体前方側としてその
   吸入管を車体前方に向けて延出させ、エアクリーナケー
   ス内のエアクリーナエレメントを該吸入管から流入する
   空気の流入方向に沿わせて配置すると共に、該エアクリ
   ーナケース内を内燃機関側とエアクリーナエレメント側
   とに仕切る仕切壁を前記エアクリーナエレメントに沿う
   方向に配置し、該仕切壁に前記吸入管と反対側の前記流
   入空気の下流側になる位置に偏位させて絞り孔を設け、
   かつ前記内燃機関の吸気管を該絞り孔に対向する位置に
   開口させてなることを特徴とするエアクリーナ。