JP3589840B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアクリーナや吸気マニホールド等を一体化した内燃機関の吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される内燃機関（エンジン）の吸気装置は、エアクリーナ、スロットル、サージタンク、吸気マニホールド等からなっている。運転者がアクセルペダルを踏んだときに、アクセルペダルに連動してスロットルバルブが開いて、エンジンへの吸入空気、すなわち燃料を含む混合気の量が増えてエンジン出力が増すようになっている。
【０００３】
また、最近では、上述した吸気装置の各部品を集積化する手法が知られている。例えば、特開平６−８１７３５号公報や欧州特許公開番号第０５２３０２７Ａ２号公報には、エアクリーナ、スロットル、サージタンク、吸気マニホールド等を一体構造とした「内燃機関の吸気装置」が開示されている。このように吸気装置の各構成部品を一体化することにより、部品点数や組立工数を低減でき、省スペース化が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一体化された従来の吸気装置は、吸気マニホールドの端部がエンジン側への取付部となっており、その上方にエアクリーナ部が配置されている。したがって、一体化された吸気装置をエンジンに組み付ける場合に、エアクリーナ部によって作業空間が遮蔽されてしまい、作業性が悪いという問題があった。
【０００５】
例えば、上述した特開平６−８１７３５号公報に開示された吸気装置は、エアクリーナケースによって吸気マニホールドの上部が覆われているため、このエアクリーナケースの全体を取り外さなければ作業空間を確保することができず、吸気装置の取り付けができない。また、上述した欧州特許公開番号第０５２３０２７Ａ２号公報に開示された吸気装置は、吸気マニホールドの端部に設けられた取付部の後方全体がフィルタハウジングによって覆われており、その内部に装着されるエアクリーナエレメントや、その上部の蓋となるカバーを取り外した状態でないと、吸気装置をエンジンに取り付けることができない。このように、上述した従来の吸気装置は、一体化された状態でエンジンへ組み付けることができず、作業性が悪かった。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、作業性を向上させた内燃機関の吸気装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の内燃機関の吸気装置は、エアクリーナ部からスロットル装置、そして吸気マニホールドまでを一体化するとともに、吸気マニホールドの端部に形成された吸気マニホールドポートより下方に、あるいは吸気マニホールドの端部に形成された内燃機関への取付部の取り付け手段の操作線よりも下方に、エアクリーナ部が配置するとともに、前記エアクリーナのクリーンサイド空間の下方にスロットル装置側へ吸気を導く接続部を有している。したがって、吸気マニホールド端部の取付部が吸気装置上方に露出するため、吸気装置を内燃機関に取り付けるための作業空間をエアクリーナ部の上方に確保することができ、しかも吸気装置が一体化された状態での内燃機関への組み付けが可能となるため、作業性を向上させることができる。また、エアクリーナ部の上部空間に吸気マニホールドが配置されるため、吸気マニホールドと干渉する吸気装置の他の部品がなく、吸気マニホールドの各枝管の長さを等しく設定したり、スロット位置を吸気マニホールドの中央に配置することが容易となる。これにより、吸入空気の気筒分配を向上させることができる。
【０００８】
上述したように吸気マニホールドの下方に配置したエアクリーナ部においては、エアクリーナエレメントをその側部にほぼ垂直方向に配置して収納することが好ましく、さらにはこのエアクリーナエレメントの着脱を垂直方向にスライドさせて行うことが好ましい。このようにエアクリーナ部の側部にエアクリーナエレメントを配置することにより、上方の吸気マニホールドに干渉することなくエアクリーナエレメントを着脱することが可能となり、作業性が向上する。
【０００９】
あるいは、上述した吸気マニホールドの下方に配置したエアクリーナ部においては、エアクリーナエレメントをその上部にほぼ水平方向に配置して収納し、その着脱を水平方向にスライドさせて行うことが好ましい。このようにエアクリーナ部の上部にエアクリーナエレメントを収容して水平方向にスライドさせて着脱を行うことにより、上方の吸気マニホールドに干渉することがなく、作業性が向上する。
【００１０】
また、エアクリーナ部のエアクリーナエレメントを、吸入空気の取込口内外に装着された筒状部材とした場合には、この取込口が形成されたカバー部材等を取り外してエアクリーナエレメントの着脱が行えるため、作業性を向上させることができる。特に、この筒状のエアクリーナエレメントの一部を蛇腹状に形成し、使用時にこの蛇腹状の部分が吸入空気の流れの下流側に延びるように、すなわち蛇腹状の部分を縮めた状態で装着を行い、使用時にこの蛇腹状の部分を延ばすようにすれば、小さな部品の状態で装着を行うことができるため、さらに作業性が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明を適用した一実施形態のエンジンの吸気装置は、吸気マニホールドポートあるいはその近傍に設けられているエンジンへの取付部より下方にエアクリーナ部を配置したことに特徴がある。以下、本発明を適用した一の実施形態のエンジンの吸気装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１２】
図１は、本発明を適用した一実施形態によるエンジンの吸気装置の概略構造を示す外観斜視図である。また、図２は図１に示した吸気装置の正面図である。図３はその平面図である。図４はその右側面図である。図５は図３に示すＶ−Ｖ線断面図である。図６は、図３に示すＶＩ−ＶＩ線断面図である。
これらの図に示すように、本実施形態の吸気装置は、取込口１２から吸入された空気に含まれる塵芥を取り除くエアクリーナ部１０と、この吸気装置をエンジン（図示せず）に取り付ける取付部２２が一方端に形成された吸気マニホールド２０と、吸気マニホールド２０の他方端に設けられたサージタンク３０と、サージタンク３０のほぼ中央に取り付けられたスロットル４０と、スロットル４０とエアクリーナ部１０とを連結する通路としてのダクト５０とを含んで構成されている。
【００１３】
上述した吸気装置は、エアクリーナ部１０から吸気マニホールド２０までの各部品が一体化されており、この一体化された状態でエンジンに取り付けられる。以下、上述した吸気装置の各部品の構成について詳細に説明する。
エアクリーナ部１０は、不織布やろ紙を材料とするエアクリーナエレメント１４と、このエアクリーナエレメント１４の端部に形成されたキャップ１６と、エアクリーナエレメント１４の上流側にダスティサイド空間８０を、下流側にクリーンサイド空間８２を形成するエアクリーナケース１８とを含んで構成されている。図５に示すように、エアクリーナケース１８は、ほぼ箱形形状に形成されており、その一方の側部近傍にほぼ垂直方向に配置されたエアクリーナエレメント１４が装着される。
【００１４】
取込口１２を通ってダスティサイド空間８０に導入された空気は、エアクリーナエレメント１４を通ることにより塵芥が取り除かれて浄化され、クリーンサイド空間８２に導入される。このエアクリーナエレメント１４は、濾過する空気の流れに対して垂直方向にスライドして着脱が可能であり、エアクリーナケース１８の所定位置に装着したときにその外周部に形成されたシール部材（図示せず）によってエアクリーナケース１８との間の気密状態が保たれる。また、エアクリーナエレメント１４上部のキャップ１６は、エアクリーナエレメント１４を装着した際にエアクリーナケース１８に形成された装着用の開口部を閉塞する閉塞部材としての機能と、着脱作業を行う作業用取っ手としての機能を有する。
【００１５】
また、エアクリーナケース１８のクリーンサイド空間８２の下方の一部には、ダクト５０に通じる導入用空間が８４が形成されており、クリーンサイド空間８２に導入された空気が一旦この導入用空間８４に集められてダクト５０に導かれる。
ダクト５０は、エアクリーナケース１８内のクリーンサイド空間８２の一部に形成された導入用空間８４につながった筒状部材であって、エアクリーナエレメント１４を通してクリーンサイド空間８２に通された空気をスロットル４０を介してサージタンク３０に導くためのものである。
【００１６】
スロットル４０は、スロットルバルブとスロットルボディによって構成されており、アクセルペダル（図示せず）と連動してスロットルバルブの開度を変化させることにより、エンジンの各気筒列に吸入される空気の吸い込み量が調整される。
サージタンク３０は、所定容量の内部空間を有する箱形形状を有し、その底面のほぼ中央にスロットル４０が配設されており、このスロットル４０を介して吸入空気が導入される。
【００１７】
また、サージタンク３０の上面には吸気マニホールド２０が取り付けられており、サージタンク３０内の空気が吸気マニホールド２０に吸引される。上述したように、スロットル４０の取付位置をサージタンク３０の中央にすることにより、吸気音の音色を改善するとともに気筒分配を向上させることができる。
吸気マニホールド２０は、サージタンク３０を介して導入された塵芥が除去された後の空気をエンジンの各気筒列に導入するためのものであり、エンジンの気筒数と同数の枝管２４を有している。例えば、本実施形態の吸気装置が取り付けられるエンジンは４気筒であり、吸気マニホールド２０は４本の枝管２４を有している。各枝管２４の先端の吸気マニホールドポート２６の周辺には、一体化された吸気装置をエンジンに取り付けるための取付部２２が形成されており、この取付部２２に設けられたボルト挿通孔２８にボルト（図示せず）を通して締め付けることにより、エンジンへの吸気装置の取り付けが行われる。
【００１８】
また、吸気マニホールド２０は、各枝管２４がサージタンク３０の上面から上方に向かって延びて、エアクリーナ部１０の上部を覆うように形成されており、各枝管２４の先端の吸気マニホールドポート２６の位置がエアクリーナ部１０の上端部よりも上方に配置されている。あるいは、吸気マニホールドポート２６周辺に設けられた取付部２２の取付手段の操作線がエアクリーナ部１０より上方に位置するように吸気マニホールド２０が配置されている。なお、本実施形態においては、取付部２２に形成されたボルト挿通孔２８に挿通されるボルトが取付部２２の取付手段に相当し、このボルトの長手方向の延長線がその操作線に相当する。
【００１９】
本実施形態の吸気装置はこのような構造を有しており、次にその動作を説明する。取込口１２からエアクリーナ部１０のダスティサイド空間８０に取り込まれた空気は、エアクリーナエレメント１４を通すことにより塵芥が取り除かれてクリーンサイド空間８２に導かれる。さらに、この吸入空気は、ダクト５０を通った後に、スロットル４０を介してサージタンク３０に流入する。サージタンク３０は、この流入空気を吸気マニホールド２０の４本の枝管２４に分配し、この分配された空気が各枝管２４を介してその先端の各吸気マニホールドポート２６からエンジンの各気筒に供給される。エンジンの各気筒の空気の吸入量は、スロットル４０内のスロットルバルブの開度によって制御される。また、エンジンには、各気筒に対応させて図示しないインジェクタが取り付けられており、吸気マニホールド２０からエンジンの各気筒に吸入された空気に、インジェクタから噴射される燃料（ガソリン）が混合される。
【００２０】
このように、本実施形態の吸気装置は、吸気マニホールド２０の先端の吸気マニホールドポート２６あるいはその周辺に設けられた取付部２２の取付手段の操作線よりも下方にエアクリーナ部１０が配置されており、取付部２２がエアクリーナ部１０の上方に露出しているため、いずれかの部品を取り外すことなく一体化された状態で吸気装置の全体をエンジンに組み付けることができ、組み付けに関して良好な作業性を確保することができる。
【００２１】
また、サージタンク３０の上面に取り付けられた吸気マニホールド２０が他の部品と干渉することなくがないため、吸気マニホールド２０の各枝管２４の形状や配置等の自由度が増し、各枝管２４の長さを等しく設定することが容易となる。また、サージタンク３０の上面に吸気マニホールド２０が、下面にスロットル４０が配設されるため、吸気マニホールド２０とスロットル４０とが干渉することもなく、サージタンク３０の下面のほぼ中央にスロットル４０を配置することも容易となる。このように、吸気マニホールド２０の各枝管２４の長さを等しく設定し、スロットル４０の位置をサージタンク３０の中央に設定することにより、吸気音の音色の改善するとともに気筒分配を向上させることができる。
【００２２】
また、吸気マニホールド２０より下方にエアクリーナ部１０を配置しているため、エアクリーナ部１０の上面が吸気マニホールド２０によって覆われることになるが、本実施形態の吸気装置は、エアクリーナ部１０の側部を吸気マニホールド２０の垂直方向の重なる位置から露出させて、この露出部分にエアクリーナエレメント１４を装着しており、その脱着作業が可能となる。特に、ほぼ垂直方向にスライドさせてエアクリーナエレメント１４の交換を行うようにすれば、他の部品の分解等を伴わずに交換作業を行うことができ、作業性を向上させることができる。
【００２３】
ところで、上述した実施形態では、エアクリーナ部１０の側部にエアクリーナエレメント１４を収容するようにしたが、他の位置、例えばエアクリーナ部の上部にエアクリーナエレメントを収容するようにしてもよい。図７は、エアクリーナエレメントをエアクリーナ部の上部に収容した吸気装置の正面図である。図８はその平面図、図９はその右側面図、図１０は図８に示すＸ−Ｘ線断面図、図１１は図８に示すＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【００２４】
これらの図に示す吸気装置は、図１〜図６に示した吸気装置に対して、主にエアクリーナ部の構造が異なっており、取込口をエアクリーナ部の上部に配置し、これに伴ってエアクリーナエレメントの収納位置を上部に変更した点に特徴がある。
図７〜図１１に示す吸気装置は、ダクト１００を介して上端の取込口１１２から吸入された空気に含まれる塵芥を取り除くエアクリーナ部１１０と、この吸気装置をエンジンに取り付ける取付部２２が一方端に形成された吸気マニホールド２０と、吸気マニホールド２０の他方端に設けられたサージタンク３０と、サージタンク３０のほぼ中央に取り付けられたスロットル４０と、スロットル４０とエアクリーナ部１１０とを連結するダクト５０とを含んで構成されている。
【００２５】
エアクリーナ部１１０は、上部の所定位置に水平方向に配置されたエアクリーナエレメント１１４と、このエアクリーナエレメント１１４の端部に形成されたキャップ１１６と、エアクリーナエレメント１１４の上流側にダスティサイド空間１８０を、下流側にクリーンサイド空間１８２を形成するエアクリーナケース１１８とを含んで構成されている。
【００２６】
エアクリーナ部１１０の上端面に形成された取込口１１２を通ってダスティサイド空間１８２に導入された空気は、エアクリーナエレメント１１４を通ることにより塵芥が取り除かれて浄化され、クリーンサイド空間１８２に導入される。このエアクリーナエレメント１１４は、水平方向にスライドして着脱が可能であり、エアクリーナケース１１８の所定位置に装着したときにその外周部に形成されたシール部材（図示せず）によってエアクリーナケース１１８との間の気密状態が保たれる。なお、エアクリーナエレメント１１４以外のスロットル４０や吸気マニホールド２０等については、図１〜図６に示した吸気装置の各構成部品と基本的に同じ構造を有しており、その詳細な説明は省略する。
【００２７】
このように、図６〜図１１に示した吸気装置は、吸気マニホールドポート２６あるいは取付部２２の取付手段の操作線より下方にエアクリーナ部１１０が形成されており、取付部２２がエアクリーナ部１１０の上方に露出しているため、いずれかの部品を取り外すことなく一体化された状態で吸気装置の全体をエンジンに組み付けることができ、組み付けに関して良好な作業性を確保することができる。
【００２８】
また、吸気マニホールド２０より下方にエアクリーナ部１１０を配置しているため、エアクリーナ部１１０の上端面を取り外してエアクリーナエレメント１１４を交換することは容易ではないが、上述した実施形態の吸気装置は、エアクリーナ部１１０の上部に水平方向に装着したエアクリーナエレメント１１４を水平方向にスライドさせてその着脱を行っており、吸気マニホールド２０と干渉することなく着脱作業を容易に行うことができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、エアクリーナ部１０、１１０に装着されたエアクリーナエレメント１４、１１４をスライドさせて着脱するようにしたが、エアクリーナエレメントを着脱する方法はこれ以外の方法を用いてもよい。
【００３０】
図１２および図１３は、エアクリーナエレメントの形状および着脱方法の変形例を示す図であり、上述した図５に対応した吸気装置の断面構造が示されている。図１２に示すように、エアクリーナ部２１０の取込口２１２を着脱可能に構成し、その内部空間側端部に筒状のエアクリーナエレメント２１４を嵌合している。エアクリーナエレメント２１４の交換作業は、取込口２１２と一体に着脱することにより行うことができる。また、この筒状のエアクリーナエレメント２１４は、その側部の少なくとも一部が蛇腹状に形成されており、エアクリーナエレメント２１４を装着する際にはこの蛇腹状の部分を縮めた状態で行われるため、全長が短いエアクリーナエレメント２１４の装着を行えばよく、作業がしやすい。また、使用時には吸入空気の圧力によって下流側にこの蛇腹状の部分が延びた状態で使用される。
【００３１】
また、図１３に示すように、エアクリーナ部３１０の取込口３１２に装着するダクト３２０側にエアクリーナエレメント３１４を嵌合させて装着するようにしてもよい。このエアクリーナエレメント３１４は、図１２に示したエアクリーナエレメント２１４と同様に、筒状の形状を有しており、その少なくとも一部の側面が蛇腹状に形成されている。使用時にはこの蛇腹状の部分が延びた状態で使用される。但し、上述したエアクリーナエレメント２１４、３１４は、装着時に必ずしも蛇腹状の部分が縮んだ状態にある必要はなく、装着時と使用時で同じ形状を有していてもよい。また、エアクリーナエレメント２１４、３１４は、必ずしも側面に蛇腹状の部分を有する必要はなく、例えば全体が菊花型に形成されていてもよい。
【００３２】
また、上述した実施形態では、４本の枝管２４を有する吸気マニホールド２０を例にとって説明したが、枝管２４の数はエンジンの気筒数に合わせて適宜変更することができる。スロットル４０をサージタンク３０の下面のほぼ中央に配置するとともに、吸気マニホールド２０の各枝管２４の長さをほぼ等しく設定したが、スロットル４０の位置や各枝管２４の長さは適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態によるエンジンの吸気装置の概略構造を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示した吸気装置の正面図である。
【図３】図１に示した吸気装置の平面図である。
【図４】図１に示した吸気装置の右側面図である。
【図５】図３に示すＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図３に示すＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】エアクリーナエレメントをエアクリーナ部の上部に収容した吸気装置の正面図である。
【図８】図７に示した吸気装置の平面図である。
【図９】図７に示した吸気装置の右側面図である。
【図１０】図８に示すＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】図８に示すＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】エアクリーナエレメントの形状および着脱方法の変形例を示す図である。
【図１３】エアクリーナエレメントの形状および着脱方法の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１０ エアクリーナ部
１４ エアクリーナエレメント
１６ キャップ
２０ 吸気マニホールド
２２ 取付部
２４ 枝管
２６ 吸気マニホールドポート
３０ サージタンク
４０ スロットル
５０ ダクト

Claims (7)

1. エアクリーナ部からスロットル装置、そして吸気マニホールドまでの部品を一体化した内燃機関の吸気装置において、
   前記吸気マニホールドの端部に形成された吸気マニホールドポートより下方にスロットル装置およびエアクリーナ部を配置するとともに、前記エアクリーナのクリーンサイド空間の下方にスロットル装置側へ吸気を導く接続部を有することを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 請求項１において、
   前記吸気マニホールドの端部には内燃機関への取付部が形成されており、前記取付部の取り付け手段の操作線より下方に前記エアクリーナ部を配置したことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
3. 請求項１または２において、
   前記エアクリーナ部の側部にエアクリーナエレメントが収容されており、前記エアクリーナエレメントをほぼ垂直方向に配置することを特徴とする内燃機関の吸気装置。
4. 請求項３において、
   このエアクリーナエレメントの着脱を上下方向にスライドさせることにより行うことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
5. 請求項１または２において、
   前記エアクリーナ部の上部にエアクリーナエレメントが収容されており、前記エアクリーナエレメントをほぼ水平に配置して着脱を水平方向にスライドさせることにより行うことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
6. 請求項１または２において、
   前記エアクリーナ部は、吸入空気の取込口内外に装着された筒状のエアクリーナエレメントを有することを特徴とする内燃機関の吸気装置。
7. 請求項６において、
   前記エアクリーナエレメントは、少なくとも一部が蛇腹状に形成されており、使用時にこの蛇腹状の部分が吸入空気の流れの下流側に延びることを特徴とする内燃機関の吸気装置。

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