JP3172535U - 自動車用エンジンの吸気装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】エアフィルタをカバーで覆いつつ、空気吸入効率を高めた自動車用エンジンの吸気装置を提供する。
【解決手段】自動車用エンジンの吸気装置では、吸入効率を上げるため先端側に向かって漸次小径となる円錐型のエアフィルタに付け換えることが行われている。円錐型のエアフィルタ3を、ラツパ状に拡開したファンネル部1aを先端側に有する筒状のフィルタカバー1に装着している。そして、ラツパ状に拡開したファンネル部2aを先端側に有する筒状の前筒部材2を、前筒部材2のファンネル部2aがフィルタカバー1のファンネル部1aより前方に位置させて装着している。フィルタカバー1の前端側の内側には凸部1cを円周上に複数個設け、間隙5を形成している。
【選択図】図1

Description

本考案は、自動車用エンジンの吸気装置に関するものである。
自動車のエンジンには、円筒状のエアフィルタを内装した吸気管が付設されているが、エンジン出力を上げる手段の一つとして、吸気抵抗が少ない円錐形状のエアフィルタに取換えて、空気の吸入効率を高めることが行われている。
このエアフィルタは、一般に、アコーディオン状に折り畳んで吸入面積を大きくしたもので、エレメントが露出した状態でエンジンルーム内に配置されている。
このような吸気装置によれば、空気の吸入効率は高まるが、エンジンルーム内の熱気を吸入してしまうことや、チリや埃の吸い込み量が多くなるという問題があり、エアフィルタをカバーで覆ったものもある(例えば、特許文献1参照)。
実用新案登録第3091962
特許文献1のエンジンの吸気装置は、先端側をファンネル状に開口した筒状のカバーでエアフィルタを覆っている。このため、エンジンルーム内の熱気や埃が吸入されるのを抑制できる。
しかしながら、カバーを設置して熱によって膨張した空気を吸わないようにするだけでは、吸気量の増加は見込めない。
そこで、本考案は、エアフィルタをカバーで覆いつつも、空気吸入効率を高めた自動車用エンジンの吸気装置を提供することを目的とするものである。
本考案の自動車用エンジンの吸気装置は、上記の目的を達成するため、次の手段を採った。すなわち、先端側に向かって漸次小径となる円錐型のエアフィルタを、ラツパ状に拡開したファンネル部を先端側に有する筒状のフィルタカバーに装着した自動車用エンジンの吸気装置において、ラツパ状に拡開したファンネル部を先端側に有する筒状の前筒部材を、該前筒部材のファンネル部が該フィルタカバーのファンネル部より前方に位置させて、該フィルタカバーの前端側の内側に空気が流入する間隙を設けて装着したことを特徴としている。
エアフィルタは、円錐型のものを使用する。なお、円錐型には断面が楕円状のものも含まれるものとする。外周面はアコーデオン状に形成されたものが望ましい。
フィルタカバーは、エアフィルタの外形にほぼ沿い、かつ、適切な間隙を保ったなだらかな筒状で、先端側にファンネル部を有する。なお、材質は特に限定しないが、断熱性のある合成樹脂が望ましい。
前筒部材は、ラツパ状に拡開したファンネル部を先端側に有する筒状に形成されたもので、ファンネル部がフィルタカバーのファンネル部より前方に位置するようにフィルタカバーに取付ける。そして、前筒部材とフィルタカバーの間から空気が流入する間隙を設ける。
この手段は、フィルタカバーの前部の内周に複数の凸部を設けることにより前筒部材の外周との間に形成させるか、前筒部材側の根元部外周に複数の溝を形成すればよい。
なお、この間隙は、請求項2に記載のように、内部へ向かって狭くなるように、フィルタカバーの前部の内周に内部へ向かって漸次低くなる凸部を複数設け、前筒部材は肉厚の小さい円筒状とするのが望ましい。また、この間隙はフィルタカバーの筒径や長さなどによって適宜選定するが、請求項3に記載のように、前筒部材の後端部円周上に複数の舌片を設け、該舌片を回動することにより、調整できるようにするのが望ましい。
さらに、請求項4に記載のように、前筒部材の前方に、ラツパ状に拡開したファンネル部を先端部に有する筒状の案内筒部材を装着すれば、空気吸入効率がさらに向上する。
この案内筒部材は、請求項5に記載のように、後端部円周上に、複数のスリットを設けるとよい。
なお、本装置の空気吸込み側は、極力熱源から離れ、乱流の少ない静止した空気のあるところに設置する。
上記のように、本考案の自動車用エンジンの吸気装置は、先端側に向かって漸次小径となる円錐型のエアフィルタを、ラツパ状に拡開したファンネル部を先端側に有する筒状のフィルタカバーに装着するとともに、ラツパ状に拡開したファンネル部を先端側に有する筒状の前筒部材を、フィルタカバーの前端側の内側に空気が流入する間隙を設けて装着した。これにより、吸入時、前筒部材の外周部に沿って間隙に流速の速い隙間風が流入し、これが前筒部材の内径部を流入する空気を呼び込むように作用するので、エンジンの低回転域でも吸気の初速が上がり、吸入効率が一段と向上する。なお、前筒部材のファンネル部がフィルタカバーのファンネル部より前方に位置させているので、前端中央部へ吸入される空気と間隙へ吸入される空気が干渉することもない。
また、安定した空気の吸入が行われるので、適正な空燃比が得られ、排気中の有害物質が低減する。さらに、低回転域における吸入効率の増加により、トルクが増大する。これにより、アクセルを踏み込む量が減り、燃費が向上する。
請求項2に記載のように、空気が流入する間隙は、内部へ向かって狭くなるように、フィルタカバーの前部の内周に内部へ向かって漸次低くなる凸部を複数設けるとともに、前筒部材は肉厚の小さい円筒状とすれば、内部へ流入する空気の流速が高くなり、吸気量が増加する。また、前筒部材を簡略なものにできる。
さらに、請求項3に記載のように、前筒部材の後端部円周上に複数の舌片を設け、舌片を回動することにより間隙を調整できるようにすれば、吸気導入管の径や長さ、エアフィルタの大きさなどが相違していても簡便に適宜なものに調整することができる。
請求項4に記載のように、前筒部材の前方に、ラツパ状に拡開したファンネル部を先端部に有する筒状の案内筒部材を装着すれば、さらに、空気吸入効率を向上させることができる。これは、案内筒部材の中央部の空気を整流させる機能があり、より密度の高い空気として吸入されることによるものと思われる。
また、案内筒部材を取付けた場合の特性としては、低回転域のトルクが上昇する。実験によれば、案内筒部材の長さを長くすると低回転域に、短くすると低回転域のトルクが薄らいで高回転のレスポンスが良くなる。
なお、案内筒部材の径および前筒部材との間隔を適宜に選定することにより、特性が変わるので、要望により適宜なものとすることが可能である。
さらに、請求項5に記載のように、案内筒部材の後端部円周上に、複数のスリットを設ければ、案内筒部材の中央部から流入する空気と前筒部材と案内筒部材の間から流入する空気の流速の違いによりおこる乱流を抑制し両者の合流をなめらかにし、吸入効率を増加させる。
本考案の自動車用エンジンの吸気装置の実施の形態を示すもので、(b)は全体正面図、(a)はAA視断面図である。 同、各部品の展開図である。 同、別の実施の形態を示すもので、(b)は全体正面図、(a)はBB視断面図である。 同、各部品の展開図である。
以下、本考案の実施の形態を、図1および図2に基づいて説明する。
図1(b)は、自動車用エンジンの吸気装置の全体を示す正面図で、(a)は、AA視断面図である。また、図2は、各部品の展開図である。
この吸気装置は、自動車のエンジンに連通する吸気導入管4の先端部にエアフィルタ3が取付けられ、これを覆うように筒状のフィルタカバー1が取付けられている。なお、設置場所は、熱源からできるだけ離れた乱流の少ない静止した空気のある位置としている。 フィルタカバー1の先端側はラッパ状に拡開したファンネル部1aを有しており、その内径部にはラッパ状に拡開したファンネル部2aを有する前筒部材2が、ファンネル部2aをファンネル部1aの前方に位置させて取付けられている。
エアフィルタ3は、円錐型で前端は前方に尖った形状のキャップ3aが取付けられ、後端はゴム製の支持部材3bが取付けられている。エアフィルタ3のエレメントは、ここでは、天然コットンを積層しアルミメッシュで補強したアコーディオン状のものを使用している。また、エレメント部の長さは85mm、小径側50mm、大径側80mmである。このエアフィルタ3は、構造上、吸入面積が大きく、吸入空気を濾過しながら整流する効果もある。なお、エアフィルタ3は排気量660ccの軽自動車から1500ccの自然吸気車両に適用するのが望ましい。
フィルタカバー1は、耐熱性の合成樹脂製で、前側(吸入側)はラッパ状に拡開したファンネル部1aが形成されている。ここでは、全長は185mm、内径の最小径部1dは47mm、最大径である後端部1bは85mmとして、全体としてなだらかな曲線で径が変わるように形成している。
ファンネル部1aは、フィルタカバー1の内径の最小径部1dから前方へ拡開しているが、円周上3個所に最小径部1dから平行に突出した(内径が一定である)凸部1cが形成されている。ファンネル部1aは内部へ向かって径が小さくなるので、凸部1cは内部へ向かって漸次低くなるように形成されている。
また、フィルタカバー1の後端部1bは、エアフィルタ3の後端の支持部材3bに外嵌し、固定されている。
前筒部材2は、前側をラッパ状に拡開したファンネル部1aを有する肉厚の小さい筒状に形成され、後端側には舌片2bが円周上水平に3個形成されている。
前筒部材2の大きさは、ここでは、最小径が47mm、ファンネル部2aの先端部の径が75mm、長さが45mmとしている。また、舌片2bは、幅14mm、長さ13mmとしている。
前筒部材2は、フィルタカバー1の前方から内径部へ挿入して取付けたとき、フィルタカバー1の最小径部1dに舌片2bが嵌合されるようにしている。そして、フィルタカバー1の凸部1c以外の内径部1e(順次前方へ向かって拡開している)に空気が流入する間隙5が形成されている。前筒部材2を回動させることにより、フィルタカバー1の凸部1cと舌片2bとの係合関係が変わり、間隙5の開口量が変わる。
このように構成されているので、エンジンのピストンの作動に伴って吸入される空気は、前筒部材2の内径部へ流入(図1で矢印E)するとともに、フィルタカバー1のファンネル部1aと前筒部材2の外周の間から(矢印F)、間隙5を通って、フィルタカバー1内へ流入する。
間隙5から流入する空気は、前筒部材2の内径部から流入する空気に比べて流速が速いので、内径部から流入する空気を引き込むように作用し、フィルタカバー1内へ取り込む空気量を増加させる。
次に、別の実施の形態を図3および図4に基づいて説明する。
図3(b)は、自動車用エンジンの吸気装置の全体を示す正面図で、(a)は、BB視断面図である。また、図4は、各部品の展開図である。
この吸気装置は、上記の実施の形態と同様、自動車のエンジンに連通する吸気導入管18の先端部にエアフィルタ13が取付けられ、これを覆うようにフィルタカバー11が取付けられている。
エアフィルタ13は、ここでは、円錐型で断面は楕円形のものを使用している。そして、前端には前方に尖った形状のキャップ13aが取付けられ、後端はゴム製の支持部材13bが取付けられている。なお、エアフィルタ13のエレメントは、上記と同様である。
フィルタカバー11は、先端側にラッパ状に拡開したファンネル部11aを有し、筒状に形成されている。ファンネル部11aは、フィルタカバー11の前端に取付けた前板11dに別途付設されている。また、フィルタカバー11の内部には、エアフィルタ13に沿うようになだらかな曲線で径が漸次大きくなるようにガイド11cが設けられている。
ファンネル部11aの内径部にはラッパ状に拡開したファンネル部12aを有する前筒部材12が取付けられている。なお、ファンネル部12aはファンネル部11aの前方に位置させている。
さらに、前筒部材12の前方にラッパ状に拡開したファンネル部14aを有する案内筒部材14が、ファンネル部14aをファンネル部12aの前方に位置させて取付けられている。
前筒部材12は、上記の前筒部材2とは異なり、肉厚の厚いものを使用し、外周に長手方向に凸条12bが設けて、フィルタカバー11へ装着したとき、間隙15が形成されるようにしている。なお、前側はラッパ状に拡開したファンネル部12aが形成されている。
案内筒部材14は、先端側がラッパ状に拡開したファンネル部14aを形成した薄鋼板製の筒状のもので、前端には前筒部材12に係止する支持部14bが円周上に3個付設されている。そして、後端部は、円周上に多数のスリット14cが形成されている。なお、案内筒部材14の外径は前筒部材12の内径に対する1/2程度としている。
このように、構成されているので、エンジンのピストンの作動に伴って吸入される空気は、案内筒部材14の内径部へ流入(図3で矢印G)するとともに、案内筒部材14と前筒部材12の間から流入(矢印H)し、さらに、前筒部材12とファンネル部11aの間から(矢印J)、間隙15を通ってフィルタカバー11内へ流入する。
案内筒部材14があることによって前筒部材12の前部にある空気が整流されながら内径部へ密度の高い空気となって流入する。
そして、案内筒部材14から流入する空気(矢印G)は、後端のスリット14cによって乱流を抑制し矢印Hから流入する空気との合流をなめらかにする。
さらに、間隙15から流入する空気は、前筒部材12の内径部から流入する空気に比べて流速が速いので、内径部から流入する空気を引き込むように作用し、フィルタカバー11内へ取り込む空気量を増加させる。
なお、上記の実施の形態では、フィルタカバー11をファンネル部11a、前板11d、ガイド11cを付設して形成したもので説明したが、フィルタカバー1と同じく一体成形したものでもよい。
また、実施形態では、具体的な寸法を示して説明したが、考案をより理解しやすいようにするためであって、これに限定するものでないことはいうまでもない。
1 フィルタカバー
1a ファンネル部
1b 後端部
1c 凸部
1d 最小径部
1e 内径部
2 前筒部材
2a ファンネル部
2b 挿入部
3 エアフィルタ
3a キャップ
3b 支持部材
4 吸気導入管
5 間隙
11 フィルタカバー
11a ファンネル部
11b 後端部
11c ガイド
11d 前板
12 前筒部材
12a ファンネル部
12b 凸条
13 エアフィルタ
13a キャップ
13b 支持部材
14 案内筒部材
14a ファンネル部
14b 支持部
14c スリット
15 間隙
16 空気取入部(H)
17 空気取入部(G)
18 吸気導入管

Claims (5)

  1. 先端側に向かって漸次小径となる円錐型のエアフィルタを、ラツパ状に拡開したファンネル部を先端側に有する筒状のフィルタカバーに装着した自動車用エンジンの吸気装置において、ラツパ状に拡開したファンネル部を先端側に有する筒状の前筒部材を、該前筒部材のファンネル部が該フィルタカバーのファンネル部より前方に位置させて、該フィルタカバーの前端側の内側に空気が流入する間隙を設けて装着したことを特徴とする自動車用エンジンの吸気装置。
  2. 前記空気が流入する間隙は、内部へ向かって狭くなるように、前記フィルタカバーの前部の内周に内部へ向かって漸次低くなる凸部を複数設けるとともに、前記前筒部材は肉厚の小さい円筒状としたことを特徴とする請求項1記載の自動車用エンジンの吸気装置。
  3. 前記前筒部材の後端部円周上に複数の舌片を設け、該舌片を回動することにより前記間隙を調整可能としたことを特徴とする請求項2に記載の自動車用エンジンの吸気装置。
  4. 前記前筒部材の前方に、ラツパ状に拡開したファンネル部を先端部に有する筒状の案内筒部材を装着したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の自動車用エンジンの吸気装置。
  5. 前記案内筒部材の後端部円周上には、複数のスリットを設けたことを特徴とする請求項4記載の自動車用エンジンの吸気装置。
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WO2019142279A1 (ja) * 2018-01-17 2019-07-25 本田技研工業株式会社 エアクリーナー

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