JP3724642B2 - 吸気装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）の吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エアクリーナで清浄にした吸気をインテークマニホールド等を通じ内燃機関の各気筒に供給する吸気装置が知られている。エアクリーナは、吸気中の異物を除去するクリーナフィルタ（エレメント）をクリーナケース内に収容し、ダスティサイドから流入しフィルタを通過した空気をクリーンサイドのクリーナ出口から流出させる。
【０００３】
一般にエンジンの燃焼室では、ピストンとシリンダ壁との間隙を通じクランクケース内に漏れ出るブローバイガスが発生する。このブローバイガスを吸気装置に還流し再燃焼させる技術として、ブローバイガス還元装置（ＰＣＶ；Positive Crankcase Ventilation）が公知である。ＰＣＶには、ブローバイガスの全量を吸気装置のエアクリーナに導くシールドシステムと、エアクリーナを通過した新気をクランクケース内に供給しつつブローバイガスをインテークマニホールドに導くクローズドシステムとがある。シールドシステムでは、クランクケース内に連通する通路を通じてブローバイガスがクリーナケースのクリーンサイド内に直接に導かれる。またクローズドシステムでは、クランクケース内に新気を導く通路がクリーナケースのクリーンサイド内に連通している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、シールドシステム及びクローズドシステムのいずれにおいても、クリーナケースのクリーンサイド内がクランクケース内に連通しているため、ブローバイガスに含まれる油滴等の不純物でクリーナフィルタが汚れその寿命が縮まるという問題がある。
【０００５】
ところで、吸気装置は複数の要素で構成されることから、従来、吸気装置の一部をモジュール化しエンジンに組み付け易くする技術が考えられている。このモジュール化技術の１つに、エアクリーナのクリーナケースとインテークマニホールドとを樹脂材で一体成形する方法がある。しかし、クリーナケースとインテークマニホールドとは比較的大きな要素であるため、エンジンへの組付スペースの形態が変わるとその組付スペース内に収まらなくなることがあり、その場合には一体成形品を丸ごと作り替えなければならない。またモジュール化技術の別の１つに、別体に形成したクリーナケース、インテークマニホールド等の各構成要素を互いに連結部材で連結する方法がある。しかし、連結部材を設けることによる部品点数の増加はコストアップや重量の増大を招く。
【０００６】
本発明の目的は、ブローバイガスによるクリーナフィルタの汚れを防止する吸気装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、組付スペースの形態に応じて容易に組み付けでき、部品点数を低減できる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】
本発明の請求項１に記載の吸気装置によると、ブローバイガスを連通口から一旦、容積室内に導入した後、クリーナ出口から流出する吸気流れと合流させ導入口に導く。それにより、ブローバイガスを導入口に導く前に容積室に留めさせ、ブローバイガスに含まれる油滴等の不純物を容積室内に滴下させたり、容積室を作る壁に付着させることができる。したがって、クリーナ出口から導入口に向かう吸気流れに逆行してブローバイガスがクリーナ出口に向かって流れ、エアクリーナ部に流入することがあっても、ブローバイガス中の不純物が除去されているのでクリーナフィルタの汚染を防止でき、クリーナフィルタの寿命が長くなる。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の吸気装置によると、エアクリーナ部のクリーナケースと通路部のインテークマニホールドとが互いに別体に形成され、それらクリーナケース及びインテークマニホールドを連結するブラケットがエンジンに固定される。換言すれば、吸気装置をエンジンに固定するブラケットでクリーナケースとインテークマニホールドとが連結されるので、部品点数を低減できる。また組付スペースの形態に応じてクリーナケースとインテークマニホールドとの相対位置を変えることで、組付スペースに容易に組み付けできる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の吸気装置によると、導入口は、クリーナ出口側に向かって開口し、連通口は、導入口から離間した吸気通路の下流側近傍位置に設けられる。これにより、連通口から導入口に至るブローバイガスの経路を長く確保でき、ブローバイガスが容積室に滞留し易くなる。そのため、導入口とクリーナ出口との間にブローバイガスが到達するまでに、より多くの不純物を除去することができる。したがって、ブローバイガスによるクリーナフィルタの汚れの防止効果が向上する。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の吸気装置によると、ブラケットは、吸気管とインテークマニホールドとの接合界面に介装されるので、例えばブラケット及び吸気管を同じ締結ボルトでインテークマニホールドに固定する等して、部品点数及び組付工数の削減を図ることができる。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の吸気装置によると、容積ケースはクリーナケースと一体に形成されているので、容積ケースとクリーナケースとを接合するための部品が不要となる。
尚、本発明の吸気装置は容積部を必須の構成要件として備えているが、容積部を設けずに通路部の導入口をクリーナ部のクリーナ出口に直接に連通させる以外は本発明の吸気装置と同一の構成で吸気装置を構成してもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例による吸気装置を図１〜図３に示す。吸気装置２は、エアクリーナ部１０、容積部２０、通路部３０及びブラケット５０を備え、エンジンのヘッドカバー６０にブラケット５０で固定される。
【００１４】
エアクリーナ部１０は、ダスティサイドケース１２と、クリーナケースとしてのクリーンサイドケース１４と、クリーナフィルタ１６とを有する。ダスティサイドケース１２は、内部に吸気を流入させるクリーナ入口１７を形成している。クリーンサイドケース１４は、内部から吸気を流出させるクリーナ出口１８を形成している。クリーンサイドケース１４はダスティサイドケース１２に接続され、その接続側端部にクリーナフィルタ１６を収容している。クリーナフィルタ１６は、例えば不織布、濾紙等で形成されている。クリーナ入口１７から流入した空気はクリーナフィルタ１６を通過することで吸気中に含まれる異物を除去される。クリーナフィルタ１６を通過した清浄な吸気はクリーナ出口１８からエアクリーナ部１０の外部に流出する。
【００１５】
容積部２０は、容積室２２を内壁２４で形成する容積ケース２６を有する。容積ケース２６は、例えば樹脂材等でクリーンサイドケース１４と一体に形成されている。クリーナ出口１８の下流側が容積ケース２６の内壁２４に開口し、容積室２２に連通している。クリーナ出口１８から容積室２２に流出する吸気は反復流を生じつつ概ね図１の実線矢印Ａ方向に流れる。容積ケース２６は、クリーナ出口１８とは異なる位置で内壁２４に開口する連通口２８を形成している。連通口２８は、通路部３０（吸気管３４）の導入口４０よりもクリーナ出口１８からの吸気流れ方向Ａの前側で、吸気管３４の吸気通路３２ａの下流側近傍となる位置に設けられ、導入口４０から離間している。連通口２８は、容積ケース２６とエンジンのクランクケース（図示しない）との間に架設された連通管６２（図２参照）の内孔を通じてクランクケース内に連通している。エンジンで生じたブローバイガスは、連通口２８から容積室２２内に流入（導入）可能である。尚、連通管６２は、例えば従来のシールドシステム型のＰＣＶでブローバイガス導入用の管に相当するものであってもよいし、クローズドシステム型のＰＣＶで新気供給用の管に相当するものであってもよい。
【００１６】
通路部３０は、吸気通路３２の上流側３２ａを形成する吸気管３４と、吸気通路３２の下流側３２ｂを形成するスロットル３６及びインテークマニホールド３８とを有する。吸気管３４はＬ字状に延びるように形成され、下流側端部３５ａを除く部分が容積ケース２６の容積室２２内に突出し収容されている。吸気管３４の下流側端部３５ａは容積ケース２６を貫通し、その容積ケース２６の貫通部分に気密に固定されている。吸気管３４は上流側端部３５ｂで容積室２２内のクリーナ出口１８近傍に開口し、その開口により導入口４０を形成している。導入口４０は、クリーナ出口１８から容積室２２に流出する吸気流れの延長線上でクリーナ出口１８側に向かって開口し、連通口２８には向き合っていない。クリーナ出口１８から流出した吸気は容積室２２内を図１のＡ方向に流れ、導入口４０に導かれる。連通口２８から容積室２２に流入したブローバイガスは、例えば図１に破線矢印Ｂで示すように導入口４０とクリーナ出口１８との間に導かれ、クリーナ出口１８から流出した吸気流れと合流して導入口４０に流入する。
【００１７】
スロットル３６は吸気管３４の下流側に接合されている。スロットル３６は図示しないスロットル弁を収容し、そのスロットル弁の開度を制御することで吸気通路３２の吸気流量を調整する。インテークマニホールド３８はスロットル３６の下流側に接合されている。インテークマニホールド３８は複数の分岐管３９により吸気通路３２（３２ｂ）を分岐している。各分岐管３９の下流側はエンジンの各気筒（図示しない）に接続され、各気筒の流路に吸気通路３２を連通させている。吸気管３４の導入口４０に導かれた吸気及びブローバイガスは、吸気管３４内を通過しスロットル３６で流量調整された後、インテークマニホールド３８からエンジンの各気筒に導入される。スロットル３６及びインテークマニホールド３８が特許請求の範囲に記載の「インテークマニホールド」を構成している。
【００１８】
図１、図３及び図４に示すように、ブラケット５０の第一連結部５２は吸気管３４とスロットル３６との接合界面に介装され、吸気管３４とスロットル３６とを締結する第一締結ボルト５３でスロットル３６に固定されている。ブラケット５０の第二連結部５４は、クリーンサイドケース１４の外壁に突出形成されたフランジ１５ａに第二締結ボルト５５で固定されている。すなわちスロットル３６及びインテークマニホールド３８とクリーンサイドケース１４とは、ブラケット５０の第一連結部５２及び第二連結部５４を介して連結されている。ブラケット５０の固定部５６は第一連結部５２と第二連結部５４との間に設けられており、エンジンのヘッドカバー６０に第三締結ボルト５７で固定される。尚、吸気装置２ではブラケット５０による固定を補助するため、クリーンサイドケース１４の外壁にフランジ１５ａとは別に突出形成されたフランジ１５ｂ、容積ケース２６の外壁に突出形成されたフランジ２７等がヘッドカバー６０にボルト固定される。
【００１９】
次に、吸気装置２をエンジンに組み付ける方法について説明する。
（１）クリーンサイドケース１４と容積ケース２６との一体形成物に、クリーナフィルタ１６及びダスティサイドケース１２を組み付け、吸気管３４を固定する。それとは別に、スロットル３６とインテークマニホールド３８とを互いに接合する。
（２）ブラケット５０の第二連結部５４をクリーンサイドケース１４のフランジ１５ａに第二締結ボルト５５で締結する。
（３）吸気管３４とスロットル３６との間にブラケット５０の第一連結部５２を挟み、吸気管３４及びブラケット５０を共に第一締結ボルト５３でスロットル３６に締結する。これによりスロットル３６及びインテークマニホールド３８とクリーンサイドケース１４とが連結され、吸気装置２が１つのモジュールとして形成される。
（４）モジュール化された吸気装置２をエンジン周りの組付スペースに配置し、ブラケット５０の固定部５６をヘッドカバー６０に第三締結ボルト５７で締結する。その他、クリーンサイドケース１４のフランジ１５ｂ、容積ケース２６のフランジ２７等をヘッドカバー６０にボルト固定する。
（５）インテークマニホールド３８の各分岐管３９をエンジンの各気筒に接続する。さらに、容積ケース２６とエンジンのクランクケースとの間に連通管６２を配設する。
【００２０】
このように吸気装置２では、エンジンへの固定と、スロットル３６及びインテークマニホールド３８とクリーンサイドケース１４との連結とを１つのブラケット５０により実現するので、部品点数を低減でき、それによりコストの削減と軽量化とを図ることができる。また吸気管３４とスロットル３６とを締結するボルト５３を利用してブラケット５０をスロットル３６に取り付けるので、部品点数及び組付工数を低減できる。さらに、ブラケット５０の形状を変更するだけでインテークマニホールド３８とクリーンサイドケース１４との相対位置を変えることができるので、それらインテークマニホールド３８とクリーンサイドケース１４とを作り替えることなく各種形態の組付スペースに配置できる。またさらに、吸気装置２を上記（１）〜（３）の手順で予めモジュール化しておくことができるので、装置の搬送及び組み付けが容易になる。
【００２１】
また組付後においてブラケット５０は、容積が大きく重量が重いインテークマニホールド３８とクリーンサイドケース１４とを連結支持するので、それらの間をつなぐ吸気管３４に応力が集中することを緩和できる。しかもブラケット５０は、荷重が加わる各連結部５２，５４の間の固定部５６でエンジンに固定されるので、エンジンによる吸気装置２の支持安定性が向上する。
【００２２】
次に、エンジンに組み付けられた吸気装置２の作動について説明する。
エアクリーナ部１０のダスティサイドケース１２内にクリーナ入口１７から取り込まれた吸気は、クリーナフィルタ１６を通ることで異物を取り除かれた後、クリーンサイドケース１４内からクリーナ出口１８を通じ容積室２２に流出する。一方、容積室２２には、エンジンで生じたブローバイガスが連通口２８を通じて導かれて、あるいは逆流して流入する。
【００２３】
クリーナ出口１８から流出した吸気と連通口２８から流入したブローバイガスは合流し、導入口４０から吸気管３４内に流入する。吸気装置２では、導入口４０がクリーナ出口１８側に向かって開口し、連通口２８が、導入口４０から離間して吸気管３４の吸気通路３２ａの下流側近傍となる位置で開口し、導入口４０には向き合っていない。そのため、連通口２８から導入口４０に至るブローバイガスの経路を長く確保でき、ブローバイガスを容積室２２に滞留させ易い。この容積室２２での滞留により、ブローバイガスに含まれる油滴等の不純物が容積ケース２６内に滴下したり、内壁２４に付着するので、ブローバイガスが導入口４０とクリーナ出口１８との間に到達するまでにブローバイガス中の不純物濃度を低下させることができる。したがって、吸気の反復流によりブローバイガスがクリーナ出口１８からクリーナケース１４内に流入しクリーナフィルタ１６に達したとしても、クリーナフィルタ１６の汚染を防止することができる。
【００２４】
上述のようにして導入口４０から吸気管３４内に流入した吸気及びブローバイガスはスロットル３６で流量調整され、インテークマニホールド３８の各分岐管３９からエンジンの各気筒に供給される。吸気管３４内に流入するブローバイガスは不純物の含有濃度が低くされているので、吸気管３４の内壁への不純物の付着も防止できる。
【００２５】
以上説明した上記実施例では、通路部３０のうち吸気通路３２の上流側３２ａ及び導入口４０を形成する部分が吸気管３４で構成されていたが、例えば容積室内に仕切部材を設け、その仕切部材と容積ケースの内壁とで吸気通路及び導入口を形成してもよい。
また上記実施例では、吸気管３４とインテークマニホールド３８との間にそれらとは別体のスロットル３６が設けられていたが、例えば吸気管やインテークマニホールドにスロットルを一体形成してもよい。
【００２６】
さらに上記実施例では、容積部２０を備える吸気装置２にブラケット５０を設けた例を示したが、容積部を設けずに通路部（吸気管）の導入口をエアクリーナ部（クリーナケース）のクリーナ出口に直接接続した構成の吸気装置に、本発明に従うブラケットを適用するようにしてもよい。
さらに上記実施例では、クリーナケースとしてのクリーンサイドケース１４と容積ケース２６とが一体に形成されていたが、クリーナケースと容積ケースとを別体に形成してもよい。
【００２７】
さらに上記実施例では、容積部２０を備える吸気装置２が、スロットル３６及びインテークマニホールド３８とクリーンサイドケース１４とを連結するブラケット５０によりエンジンに固定される例を示したが、そのようなブラケット５０を用いないで、例えばインテークマニホールドだけに接合されるブラケットによりエンジンに固定するようにしてもよい。
さらに上記実施例では、エンジンのヘッドカバー６０に吸気装置２が固定されていたが、エンジンのうち例えばシリンダヘッドに直接、吸気装置を固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による吸気装置を示す一部切り欠き平面図である。
【図２】本発明の一実施例による吸気装置を示す正面図である。
【図３】本発明の一実施例による吸気装置をエンジンに組み付けた状態を示す部分側面図である。
【図４】本発明の一実施例によるブラケットを示す正面図である。
【符号の説明】
２ 吸気装置
１０ エアクリーナ部
１２ ダスティサイドケース
１４ クリーンサイドケース（クリーナケース）
１６ クリーナフィルタ
１７ クリーナ入口
１８ クリーナ出口
２０ 容積部
２２ 容積室
２４ 内壁
２６ 容積ケース
２８ 連通口
３０ 通路部
３２，３２ａ，３２ｂ 吸気通路
３４ 吸気管
３６ スロットル（インテークマニホールド）
３８ インテークマニホールド
４０ 導入口
５０ ブラケット
５２ 第一連結部
５３ 第一締結ボルト
５４ 第二連結部
５５ 第二締結ボルト
５６ 固定部
５７ 第三締結ボルト
６０ エンジンのヘッドカバー

Claims (4)

1. 吸気中の異物を除去するクリーナフィルタを有し、前記クリーナフィルタを通過した吸気をクリーナ出口から流出させるエアクリーナ部と、
   前記クリーナ出口の下流側に連通する容積室を有し、前記容積室に連通し内燃機関で生じるブローバイガスを前記容積室へ流入させる連通口が設けられる容積部と、
   前記容積室内に開口する導入口を一端部に有し、一部分が前記容積室内に突出するように設けられ、前記内燃機関への吸入空気を通過させる吸気通路を形成する通路部と、
   を備え、
   前記ブローバイガスは前記連通口から一旦、前記容積室内に導入された後、前記クリーナ出口から流出する吸気流れと合流し前記導入口に導かれる吸気装置であって、
   前記エアクリーナ部は、前記クリーナフィルタを収容するクリーナケースを有し、
   前記通路部は、前記吸気通路の上流側を形成する吸気管と、前記吸気管に接合され前記吸気通路の下流側を形成するインテークマニホールドとを有し、
   前記容積部は、前記クリーナケース及び前記吸気管に接合され前記容積室を形成する容積ケースを有し、
   前記クリーナケースと前記インテークマニホールドとは互いに別体に形成され、
   前記吸気装置は、前記クリーナケースと前記インテークマニホールドとを連結するブラケットをさらに備え、そのブラケットが前記内燃機関に固定されることを特徴とする吸気装置。
2. 前記導入口は、前記クリーナ出口側に向かって開口し、
   前記連通口は、前記導入口から離間した前記吸気通路の下流側近傍位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の吸気装置。
3. 前記ブラケットは、前記吸気管と前記インテークマニホールドとの接合界面に介装されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸気装置。
4. 前記容積ケースは、前記クリーナケースと一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の吸気装置。

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