JP4480472B2 - 内燃機関における吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関において、大気空気を、エアクリーナを経て吸気マニホールドに導くための吸気装置に関するものである。

一般に、この種の吸気装置は、フィルタエレメントを内蔵したエアクリーナと、大気空気を前記エアクリーナに導入する大気空気導入管路と、前記エアクリーナにて浄化した空気を内燃機関における吸気マニホールドに導く吸気管路とによって構成され、内燃機関に対する吸気効率を高くするためには、前記大気空気導入管路及び吸気管路における長さを或る程度以上に長くすることが必要である。

先行技術としての特許文献１には、内燃機関において、そのシリンダヘッドの上面を覆うヘッドカバーの上面に、フィルタエレメントを挟んで上下二つ割りにして成るエアクリーナを配設することが提案されている。

また、別の先行技術としての特許文献２には、内燃機関において、そのシリンダヘッドの上面を覆うヘッドカバーの上面に、吸気マニホールドにおけるサージタンクを、当該サージタンクの一端部が前記ヘッドカバーにおける長手方向の一端部から突出するように設け、このサージタンクのうち前記ヘッドカバーから突出する部分の下面に、エアクリーナを設けることが提案されている。
特開２００２−９７９２０号公報 特開２００３−２３９８１５号公報

しかし、前記特許文献１のように、エアクリーナを、シリンダヘッドの上面を覆うヘッドカバーの上面側に配設することは、以下に述べるような問題があった。

すなわち、前記エアクリーナの全体が、ヘッドカバーの上面から突出した形態になるから、内燃機関における全高さ寸法が非常に高くなるのである。

しかも、或る程度以上の長さが必要な大気空気導入管路のうち、平面視において内燃機関からはみ出す部分における長さが長くなるから、内燃機関の周囲に、前記部分を収容するためのスペースを確保しなければならないのである。

その上、前記エアクリーナから吸気マニホールドまでの間における吸気管路に、吸気効率を向上することに十分必要な長さを確保することができないのである。

また、前記特許文献２のように構成した場合においても、エアクリーナへの大気空気導入管路が内燃機関から突出した形態になるから、内燃機関の周囲に、前記大気空気導入管路を収容するためのスペースを確保しなければならないばかりか、前記エアクリーナから吸気マニホールドにおけるサージタンクまでの間に、吸気効率を向上することに十分必要な長さの吸気通路を確保することができないのである。

本発明は、これらの問題を解消し、更に、部品点数を低減するとともに、フィルタエレメントの交換に要する作業性の向上を図った吸気装置を提供することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため本発明における請求項１は、
「シリンダヘッドのうちクランク軸線と平行な一方の長手側面に吸気マニホールドを備え、前記シリンダヘッドの上面にヘッドカバーを備えて成る内燃機関に、上下二つのケースを着脱自在に接合し且つフィルタエレメントを内蔵したエアクリーナと、前記エアクリーナへの大気空気導入管路と、前記エアクリーナから吸気マニホールドに至る吸気管路とを設けて成る吸気装置において、
前記エアクリーナのうち下部ケースをダスト側に、上部ケースをクリーン側にし、
前記エアクリーナを、前記ヘッドカバーのうちクランク軸線方向の一端部に、当該エアクリーナのうち下部ケースが前記ヘッドカバーと上下方向にラップするように配設し、
前記下部ケースを、前記ヘッドカバーと一体に構成し、
前記ヘッドカバーの上部に、前記大気空気導入管路を、前記ヘッドカバーの上面に沿って前記クランク軸線方向に延びるように配設するとともに、前記吸気管路を、前記ヘッドカバーの上面に沿って前記吸気マニホールドに向かって延びるように配設し、
更に、前記上部ケースに、前記大気空気導入管路を、当該大気空気導入管路が前記下部ケースに開口するように一体に設けるとともに、前記吸気管路を一体に設ける。」
ことを特徴としている。

また、本発明の請求項２は、
「前記請求項１の記載において、前記吸気管路を、前記大気空気導入管路の横に並べて、横長の偏平な断面にした。」
ことを特徴としている。

更にまた、本発明の請求項３は、
「前記請求項１又は２の記載において、前記大気空気導入管路と、前記ヘッドカバーとの間に、係脱自在な係合手段を設ける。」
ことを特徴としている。

前記請求項１に記載した構成にすることにより、エアクリーナがヘッドカバーの上面から突出する高さを、当該エアクリーナにおける下部ケースを前記ヘッドカバーと上下方向にラップした分だけ低くすることができるから、内燃機関における全高さ寸法を低くできる。

しかも、ヘッドカバーにおけるクランク軸線方向の全長を、前記エアクリーナへの大気空気導入管路と、前記エアクリーナからの吸気管路との配設に利用することができるから、前記吸気管路に、吸気効率を向上することに十分必要な長さを確保できる一方、前記大気空気導入管路にも、吸気効率を向上することに十分必要な長さを確保できる状態のもとで、当該大気空気導入管路のうち内燃機関から外側にはみ出す部分を少なくできるか、或いは、はみ出す部分を無くすることができる。

従って、吸気効率の向上と内燃機関の全体における小型化との両方を確実に達成することができるのである。

特に、請求項１に記載した構成によると、エアクリーナにおける下部ケースがヘッドカバーと一体で、上部ケースに前記大気空気導入管路及び前記吸気管路が一体であることにより、部品点数が大幅に少なくなり、これらの組み立てに要する手数を軽減できるととも、前記ヘッドカバーと前記エアクリーナにおける下部ケースとにおける強度を相互に向上できる。

この場合において、前記エアクリーナのうち前記ヘッドカバーと一体の下部ケースを、ダスト側にする一方、この下部ケースに着脱自在に接合される上部ケースをクリーン側にしたことで、前記下部ケース側へのダストの付着は多く、前記上部ケース側へのダストの付着は少ないことにより、フィルタエレメントの交換に際して、前記上部ケースを取り外したときダストの周囲への飛散を僅少にとどめることができる。

更にまた、請求項３に記載した構成によると、前記大気空気導入管路を、係合手段にてヘッドカバーに対して支持できるから、前記大気空気導入管路に発生する振動を確実に抑制することができる。

しかも、前記エアクリーナにおいて、下部ケースに対して上部ケースを接合するに際して、前記下部ケースに対する上部ケースの位置合わせを、前記係合手段にて正確に且つ迅速容易に行うことができるから、フィルタエレメントの交換に要する手数を大幅に軽減できる。

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図５の図面について説明する。

これらの図において、符号１は、三つの気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３を図１の平面視においてクランク軸線２の方向に並べて設けて成る内燃機関を示す。

この内燃機関１は、シリンダブロック３と、その上面に締結したシリンダヘッド４と、このシリンダヘッド４の上面に、当該シリンダヘッド４の上面における動弁機構（図示せず）を覆うように締結したヘッドカバー５とによって構成されている。

前記ヘッドカバー５は、耐熱合成樹脂製であり、前記シリンダヘッド４のうち図１の平面視において前記クランク軸線２と平行な一方の長手側面４ａには、吸気を前記各気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３に分配するための吸気マニホールド６が取付けられ、この吸気マニホールド６の上面には、上向きに開口する吸気導入口８を備えたスロットルボデー７が取付けられている。

次に、符号９は、前記ヘッドカバー５と同じ耐熱合成樹脂製のエアクリーナを示し、このエアクリーナ９は、上面を開放した下部ケース１０と、下面を開放した上部ケース１１とを、その間にフィルタエレメント１２を挟んだ状態で、複数個のクリップ片１３にて着脱自在に接合するという構成である。

そして、前記エアクリーナ９を、図１の平面視において、前記ヘッドカバー５におけるクランク軸線２の方向の一端部に、当該エアクリーナ９における下部ケース１０が前記ヘッドカバー５に対して上下方向にラップするように、換言すると、前記下部ケース１０がヘッドカバー５の真横の部位に位置するように配設する。

この場合において、前記エアクリーナ９のうち下部ケース１０を、前記ヘッドカバー５と一体に構成する。

つまり、前記下部ケース１０と、前記ヘッドカバー５とを、耐熱合成樹脂にて一体にして成形する。

一方、前記エアクリーナ９における上部ケース１１には、先端をラッパ状に開口した大気空気導入管路１４及び吸気管路１５が、当該上部ケース１１を耐熱合成樹脂にて成形するとき同時に成形するように一体に設ける。

前記大気空気導入管路１４を、前記ヘッドカバー５における上面を前記クランク軸線２に沿ってヘッドカバー５の他端部への方向に延びるように構成する一方、前記吸気管路１５を、前記大気空気導入管路１４の横に並べて、横長の偏平な断面形状にして、前記ヘッドカバー５における上面に沿って前記吸気マニホールド６の方向に延びるように構成して、その先端に下向きに開口するように設けた接続部１６を、前記スロットルボデー７における吸気導入口８の略真上に位置して、この接続部１６と、前記吸気導入口８との間を、ゴム等のような可撓性材料製の接続管路１７にて接続する。

前記上部ケース１１に対する前記大気空気導入管路１４の接続部には、前記大気空気導入管路１４における下面への下向き開口部１８を設ける一方、前記ヘッドカバー５のうち前記下部ケース１０の連結部分には、前記下部ケース１０内への連通孔１９を上面に開口するように設けて、前記上部ケース１１を前記下部ケース１０に対してその間にフィルタエレメント１２を挟んで接合したとき、前記大気空気導入管路１４における下向きに開口部１８が前記下部ケース１０内への連通孔１９に接合することにより、前記大気空気導入管路１４が、前記下部ケース１０内に、前記開口部１８及び連通孔１９を介して連通するように構成する。

更に、前記大気空気導入管路１４のうち前記上部ケース１１から離れた先端の部分には、下向きに突出する支持ピン２０を一体に設ける一方、前記ヘッドカバー５の上面にブラケット２１を一体に設けて、このブラケット２１に、ゴム等の軟質弾性体製のブッシュ体２２を装着し、このブッシュ体２２内に、前記支持ピン２０を下向きに着脱自在に差し込み挿入するように構成する。つまり、これらの支持ピン２０、ブラケット２１及びブッシュ体２２により、前記大気空気導入管路１４を前記ヘッドカバー５に対して支持するための係脱自在な係合手段を構成する。

この構成において、大気空気は、前記大気空気導入管路１４を介してエアクリーナ９における下部ケース１０内に導入され、次いでフィルタエレメント１２を通過して上部ケース１１内に至るとき、前記フィルタエレメント１２にてダストが濾過にて分離されて清浄になり、そして、前記上部ケース１１内から吸気通路１５を介して吸気マニホールド６に至り、この吸気マニホールド６から各気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３に吸気される。

この場合において、前記エアクリーナ９のうち前記下部ケース１０は、大気空気をそのまま導入されるダスト側を構成する一方、前記上部ケース１１は、フィルタエレメント１２にて濾過分離した後の清浄な空気がクリーン側を構成している。

前記エアクリーナ９は、前記ヘッドカバー５のうちクランク軸線２方向の一端部に、当該エアクリーナ９のうち下部ケース１０が前記へッドカバー５と上下方向にラップするように配設していることにより、前記エアクリーナ９が前記ヘッドカバー５の上面から突出する高さを、当該エアクリーナ９における下部ケース１０を前記ヘッドカバー５と上下方向にラップした分だけ低くすることができる。

また、前記エアクリーナ９への大気空気導入管路１４、及び前記エアクリーナ９から吸気マニホールド６への吸気管路１５は、前記ヘッドカバー５の上面に沿ってクランク軸線２の方向の延びるように構成されていることにより、前記ヘッドカバー５におけるクランク軸線２方向の全長を、前記エアクリーナ９への大気空気導入管路１４と、前記エアクリーナ９からの吸気管路１５との配設に利用することができるから、前記吸気管路１５に、吸気効率を向上することに十分必要な長さを確保できる一方、前記大気空気導入管路１４にも、吸気効率を向上することに十分必要な長さを確保できる状態のもとで、当該大気空気導入管路１４のうち内燃機関から外側にはみ出す部分を少なくできるか、或いは、図示したように、はみ出す部分を無くすることができる。

前記大気空気導入管路１４は、これに設けた支持ピン２０を前記ヘッドカバー５側におけるブッシュ体２２に差し込み挿入することによって、前記ヘッドカバー５に支持されているから、当該大気空気導入管路１４に振動が発生することを確実に抑制できる。

そして、前記エアクリーナ９におけるフィルタエレメント１２を交換するに際しては、上部ケース１０と下部ケース１１とを接合する各クリップ片１３を外して、一方の上部ケース１１を、図２に二点鎖線で示すように、持ち上げることによって行うのであるが、前記上部ケース１１の持ち上げは、当該上部ケース１１に一体の吸気管路１５の先端と、吸気マニホールド６に取付くスロットルボデー７との間を接続する可撓性材料製の接続管路１７がく字状に曲がることで行われる。

前記フィルタエレメント１２の交換が終わると、前記上部ケース１１を、下ろして下部ケース１０に位置合わせしたのち、各クリップ片１３にて接合するのであるが、前記上部ケース１１の下部ケース１０に対する位置合わせは、前記上部ケース１１に一体の前記大気空気導入管路１４に設けた支持ピン２０を、前記ヘッドカバー５側のブッシュ体２２内に差し込み挿入することによってできるから、前記位置合わせが、正確に且つ迅速容易に行うことができる。

また、前記エアクリーナ９において、下部ケース１０に対して着脱される上部ケース１１は、クリーン側で、ダストの付着が少ないから、前記フィルタエレメント１２の交換に際して、前記上部ケース１１を取り外したときダストの周囲への飛散を僅少にとどめることができる。

更にまた、吸気マニホールド６に取付くスロットルボデー７における吸気導入口８を上向きにする一方、前記エアクリーナ９からの吸気通路１５の先端における接続部１６を下向きにして前記吸気導入口８の略真上に位置したことにより、その間を接続する可撓性材料製の接続管路１７を、略真っ直ぐにできるから、その接続を容易にでき、しかも、前記したように、この接続通路１７の部分を分解することなく、前記エアクリーナ９におけるフィルタエレメント１２の交換ができる利点がある。

なお、前記大気空気導入管路１４を前記ヘッドカバー５に対して着脱自在に係合する手段としては、前記実施の形態のように、前記大気空気導入管路１４に設けた支持ピン２０を、ヘッドカバー５側にブッシュ体２２内に差し込み挿入することに限らず、前記ヘッドカバー５側に支持ピンを、前記大気空気導入管路１４側にブッシュ体を各々設ける等のように、その他の構成しても良いことはいうまでもない。

また、前記エアクリーナ９におけるフィルタエレメント１２は、前記実施の形態のように、上下両ケース１０，１１の挟むように設けることに限らず、前記下部ケース１０又は上部ケース１１に、傾斜するように内蔵するか、或いは傾斜しないように内蔵するように構成しても良いのである。

本発明の実施の形態を示す平面図である。 図１のII−II視側面図である。 図１のIII −III 視断面図である。 図３において分解した状態を示す図である。 図１のＶ−Ｖ視拡大断面図である。

符号の説明

１ 内燃機関
２ クランク軸線
４ シリンダヘッド
５ ヘッドカバー
６ 吸気マニホールド
７ スロットルボデー
９ エアクリーナ
１０ 下部ケース
１１ 上部ケース
１２ フィルタエレメント
１４ 大気空気導入管路
１５ 吸気管路
１７ 接続管路
２０ 支持ピン
２１ ブラケット
２２ ブッシュ体

Claims (3)

1. シリンダヘッドのうちクランク軸線と平行な一方の長手側面に吸気マニホールドを備え、前記シリンダヘッドの上面にヘッドカバーを備えて成る内燃機関に、上下二つのケースを着脱自在に接合し且つフィルタエレメントを内蔵したエアクリーナと、前記エアクリーナへの大気空気導入管路と、前記エアクリーナから吸気マニホールドに至る吸気管路とを設けて成る吸気装置において、
   前記エアクリーナのうち下部ケースをダスト側に、上部ケースをクリーン側にし、
   前記エアクリーナを、前記ヘッドカバーのうちクランク軸線方向の一端部に、当該エアクリーナのうち下部ケースが前記ヘッドカバーと上下方向にラップするように配設し、
   前記下部ケースを、前記ヘッドカバーと一体に構成し、
   前記ヘッドカバーの上部に、前記大気空気導入管路を、前記ヘッドカバーの上面に沿って前記クランク軸線方向に延びるように配設するとともに、前記吸気管路を、前記ヘッドカバーの上面に沿って前記吸気マニホールドに向かって延びるように配設し、
   更に、前記上部ケースに、前記大気空気導入管路を、当該大気空気導入管路が前記下部ケースに開口するように一体に設けるとともに、前記吸気管路を一体に設けることを特徴とする内燃機関における吸気装置。
2. 前記請求項１の記載において、前記吸気管路を、前記大気空気導入管路の横に並べて、横長の偏平な断面にしたことを特徴とする内燃機関における吸気装置。
3. 前記請求項１又は２の記載において、前記大気空気導入管路と、前記ヘッドカバーとの間に、係脱自在な係合手段を設けることを特徴とする内燃機関における吸気装置。

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