JP3975556B2 - エアクリーナ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアクリーナに関し、例えば内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）に導入する空気中の異物を除去するエアクリーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等のエンジンに空気を導入する吸気装置は、空気中に含まれる異物を除去するエアクリーナの出口側に流量計を取付け、吸気流量を測定している。流量計は、エンジンルームの空間の制約等からエアクリーナの近傍、例えばエアクリーナの出口管に取付けられることがある。
【０００３】
流量計として一般に用いられる熱式流量計は、流路径に比べて体格の小さい発熱抵抗体からの熱伝達量の変化により流路断面の一部の流速を感知し、全体の吸気流量を測定するものである。熱式流量計は直接空気の質量が検出できるので、吸気流量を高精度に測定できる利点がある。しかし、熱式流量計は吸気流れの僅かな乱れも吸気流量の変化として測定するので、熱式流量計の上流側で吸気流れに乱れが生じ、この乱れが熱式流量計のセンサ部を通過すると、吸気流れの乱れを吸気流量全体の変動として熱式流量計が測定する。その結果、熱式流量計の出力変動が増大し、高精度に吸気流量を測定することができなくなることがある。
【０００４】
エアクリーナの出口管に流量計を取付け、流量計とクリーナエレメントとの距離が近い場合、クリーナエレメントを通過する際に乱れが生じた吸気流れが乱れを低減されずに流量計に向かうので、流量計により吸気流量を高精度に測定することが困難である。吸気流れがクリーナケースと出口管との接続部でクリーナケースの角部に衝突しても吸気流れに乱れが生じる。
【０００５】
特開平７−１２８１０７号公報に開示されるエアクリーナでは、クリーナケースに接続する出口管内に整流板を設け、クリーナケース内で乱れが生じた吸気流れが整流板に沿って流れることにより吸気流れの乱れを低減しようとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−１２８１０７号公報に開示されるエアクリーナでは、クリーナケースの外部で出口管が曲げられ、クリーナケースの外部に位置する出口管内に設けられた整流板の吸気下流側に流量計が取付けられるので、クリーナケースの外部に位置する出口管の形状に制約があり、かつクリーナケースと出口管との接続箇所近傍に流量計を取付けることができない。エンジンルームにおけるエアクリーナの設置空間が小さく、空間形状が制約されている場合、出口管の形状および流量計の取付け位置が制約されるとエアクリーナを設置する際の自由度が低下する。
【０００７】
本発明の目的は、出口管に流入する吸気流れの乱れを簡単な構成で低減して吸気流量を高精度に測定可能にし、設置自由度が高いエアクリーナを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のエアクリーナによると、出口管の入口側に配設され、クリーナケース内の吸気流れを出口管に案内する案内部材をクリーナケース内に配設している。したがって、クリーナエレメントを通過し乱れの生じた吸気流れは、案内部材に案内されることにより乱れていた吸気流れが出口管に向けて同一方向に流れる。つまり、案内部材に案内されることにより吸気流れの乱れが整流され、この整流された吸気流れが出口管に流入するので、流量計で高精度に吸気流量を測定することができる。
【０００９】
さらに、クリーナケース内に吸気流れの乱れを低減する案内部材が配設されているので、クリーナケースの外部に位置する出口管の形状に制約がなく、クリーナケースと出口管との接続箇所近傍に流量計を取付けることができ、したがって、出口管の形状および流量計の取付け位置をエアクリーナの設置空間に合わせて調整できるので、エアクリーナの設置自由度が向上する。
【００１０】
また、吸気流れを出口管内に案内する案内部材の案内面は凹曲面であるから、案内部材に沿って流れる吸気が滑らかに出口管に案内される。これにより、出口管に流入する吸気流れの乱れを低減することができる。
さらに、出口管は出口管の内壁面がクリーナケースの内壁面と連続するようにクリーナケース内に開口しており、案内部材は出口管の開口の一部周囲に沿って配設されている。出口管はクリーナケース内に突出していないので、出口管に吸気流れが衝突することにより吸気流れに乱れが生じることを防止できる。さらに、出口管および案内部材をクリーナースと樹脂で一体成形する場合、クリーナケース内への突出量が減少するので成形が容易である。
【００１１】
本発明の請求項２記載のエアクリーナによると、案内部材の案内面は出口管の内壁面と滑らかに連続するので、案内部材に沿って流れる吸気が滑らかに出口管内に案内される。これにより、出口管に流入する吸気流れの乱れを低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例について図に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるエアクリーナを図１に示す。エアクリーナ１０には流量計２１が取付けられている。
【００１３】
図１に示すように、エアクリーナ１０のクリーナケース１１は、樹脂で成形されたケース１２およびキャップ１３を有している。ケース１２に入口管１４が接続しており、キャップ１３に出口管１５および案内部材１６が接続している。ケース１２とキャップ１３とは脱着可能であり、ケース１２内にクリーナエレメント２０が収容されている。入口管１４と出口管１５とは互いに直交するようにケース１２およびキャップ１３にそれぞれ接続している。出口管１５の取付け位置は、入口管１４からクリーナケース１１内に流入する吸気流れの延長上から外れている。
【００１４】
図２に示すように、出口管１５は円筒状に形成されており、キャップ１３の隔壁に垂直に接続している。図２に示す二点鎖線１００はキャップ１３の位置を示している。出口管１５は流量計２１を取付ける取付部１５ｂを設けている。流量計２１として例えば熱式流量計が用いられており、出口管１５内にセンサ部が配置されている。図３に示すように、出口管１５の内壁面１５ａがキャップ１３の内壁面１３ａと連続するように出口管１５の入口はキャップ１３内に開口しており、出口管１５はキャップ１３内に突出していない。
【００１５】
案内部材１６は、出口管１５の入口側に出口管１５の入口の一部周囲に沿って出口管１５の周壁延長上に形成されており、キャップ１３内に配設されている。案内部材１６の横断面形状は軸方向に渡って同じ円弧状に形成されている。案内部材１６は、図１の矢印に示すようにクリーナエレメント２０を通過した吸気流れを案内面１６ａが受ける位置に設けられている。案内面１６ａは凹曲面であり、内壁面１５ａに滑らかに連続するように形成されている。
【００１６】
次に、図４に示す比較例のエアクリーナと対比して第１実施例の効果を説明する。図４に示す比較例は案内部材１６が形成されていない以外は第１実施例と実質的に同一構成である。
比較例では、出口管１５の入口側に吸気流れを案内する案内部材が配設されていないので、出口管１５に対し吸気が斜めに流入する。したがって、出口管１５の吸気流入方向手前側の吸気が疎になり、疎の部分に渦流１１１が生じる。また、キャップ１３の内壁角部に吸気が衝突し、生じた渦流１１０により吸気流れが乱れる。これら渦流１１０、１１１により生じた吸気流れの乱れが整流されずに流量計２１を通過すると、図５に示すように流量計２１の出力変動が大きくなる。
【００１７】
一方第１実施例では、クリーナエレメント２０を通過した吸気流れは案内部材１６が設けられていない出口管１５の入口上を通過し、凹曲面状に形成された案内面１６ａに案内されることにより吸気流れの方向が強制的に出口管１６の軸方向に沿った方向に変えられる。つまり、クリーナエレメント２０を通過し流れの乱れていた吸気流れが案内面１６ａにより整流されるので、吸気流れの乱れが低減する。比較例よりも第１実施例の方が流量計２１に向かう吸気流れの乱れが小さくなるので、図５に示すように流量の変化に対する流量計２１の出力変動幅が小さくなる。これにより、流量計２１で吸気流量を高精度に測定することができる。
【００１８】
第１実施例では、入口管１４と出口管１５とを直交するように配置したが、平行に配置してもよい。但し、入口管からクリーナケース内に流入する吸気流れの延長上から外れた位置に出口管は取付けられているものとする。
（第２実施例）
本発明の第２実施例による出口管および案内部材を図６に示す。その他の構成は第１実施例と実質的に同一である。
【００１９】
案内部材３０は、出口管１５の入口側に出口管１５の周壁延長上に形成されており、クリーナケース内に配設されている。案内部材３０の先端部は円筒部材の先端を斜めに切り落とした形状をしており、案内部材３０の横断面は先端に向かうにしたがい徐々に周方向長さが短くなる円弧状に形成されている。案内部材３０はクリーナエレメント２０を通過した吸気流れを案内面３０ａが受ける位置に設けられており、案内面３０ａは内壁面１５ａに滑らかに連続している。
【００２０】
（第３実施例）
本発明の第３実施例による出口管および案内部材を図７に示す。その他の構成は第１実施例と実質的に同一である。
案内部材３１は案内面３１ａが凹状の球面になるように形成されており、案内面３１ａは内壁面１５ａに滑らかに連続している。案内部材３０は、クリーナケース内に配設されており、クリーナエレメント２０を通過した吸気流れを案内面３１ａが受ける位置に設けられている。
【００２１】
（第４実施例）
本発明の第４実施例による出口管および案内部材を図８に示す。その他の構成は第１実施例と実質的に同一である。
出口管３５は、円筒部３６および吸気受部３７を有し、流量計２１の取付部３５ａを設けている。吸気受部３７のテーパ面３７ａはクリーナースの内壁面と連続しており、クリーナケースに向かうにしたがい内径が大きくなっている。案内部材３８の横断面は軸方向に渡って同じ円弧状に形成されており、案内部材３８の案内面３８ａはテーパ面３７ａと連続している。
【００２２】
案内面３８ａで出口管３５に向けて流れを一方向に変えられた吸気は吸気受部３７のテーパ面３７ａにより滑らかに円筒部３６内に導かれる。したがって、出口管３５内に流入する吸気流れの乱れを減少し、高精度に吸気流量を測定することができる。
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例では、クリーナエレメント２０を通過した吸気流れを受ける案内部材を出口管の入口側に設けている。凹曲面状に形成された案内部材の案内面に案内され、出口管に向けて吸気が同一方向に流れることにより、クリーナエレメントを通過する際に発生した吸気流れの乱れや、クリーナケースの角部に衝突することにより発生した吸気流れの乱れが低減する。したがって、出口管に取付けられた流量計２１により吸気流量を高精度に測定することができる。
【００２３】
また、吸気流れを整流する案内部材はクリーナケース内に配設されておりクリーナケースの外部に突出していないので、クリーナケースと出口管との接続箇所近傍に流量計を取付けることができる。したがって、クリーナケースの外部に突出する部材が占有する空間を小さくすることができるので、小さな空間にエアクリーナを取り付けることができる。
【００２４】
上記複数の実施例では、出口管はクリーナケース内に突出していないが、クリーナケース内に出口管の一部が突出していもよい。この場合、流量計をクリーナケース内に配設し、クリーナケース内に突出している出口管に流量計を取付けてもよいし、クリーナケースに流量計を取付け、流量計のセンサ部を出口管内に配置してもよい。
【００２５】
また上記複数の実施例では、エンジンに吸気を導入するエアクリーナについて説明したが、エンジン以外にも吸気系の途中に配設され出口管に流量計を取り付けるエアクリーナであれば、どのような吸気系に本発明のエアクリーナを適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるエアクリーナを示す模式的斜視図である。
【図２】第１実施例による出口管および案内部材を示す模式的斜視図である。
【図３】第１実施例による出口管および案内部材を示す模式的断面図である。
【図４】第１実施例の比較例によるエアクリーナを示す模式的斜視図である。
【図５】第１実施例と比較例の流量と出力変動との関係を示す特性図である。
【図６】本発明の第２実施例による出口管および案内部材を示す模式的斜視図である。
【図７】本発明の第３実施例による出口管および案内部材を示す模式的斜視図である。
【図８】本発明の第４実施例による出口管および案内部材を示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
１０ エアクリーナ
１１ クリーナケース
１２ ケース（クリーナケース）
１３ キャップ（クリーナケース）
１３ａ 内壁面
１４ 入口管
１５ 出口管
１５ａ 内壁面
１６ 案内部材
１６ａ 案内面（凹曲面）
２０ クリーナエレメント
２１ 流量計
３０、３１、３８ 案内部材
３５ 出口管
３６ 円筒部（出口管）
３７ 吸気受部（出口管）

Claims (2)

1. 吸気中の異物を除去するクリーナエレメントを収容するクリーナケースと、
   前記クリーナケースに流入する吸気流れの延長上から外れた位置において前記クリーナケースに取付けられている出口管と、
   前記出口管内の吸気流量を測定する流量計の取付部と、
   前記クリーナケース内において前記出口管の入口側に前記出口管の前記入口の一部周囲に沿って前記出口管の周壁の延長上に配設され、前記クリーナケース内の吸気流れを遮って前記出口管内に案内する案内部材と、
   を備え、
   前記出口管の内壁面が前記クリーナケースの内壁面と連続するように前記出口管は前記クリーナケース内に開口しており、
   前記出口管内に吸気流れを案内する前記案内部材の案内面は、前記出口管の前記入口周囲の前記クリーナケースの内壁面に対して垂直に形成された凹曲面であり、吸気流れを遮って受けることを特徴とするエアクリーナ。
2. 前記案内面は前記出口管の内壁面と滑らかに連続していることを特徴とする請求項１記載のエアクリーナ。

Images