JP6376157B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、エアクリーナを備えた、エンジンの吸気装置に関する。

エンジンの吸気通路の途中には、空気（吸気）に含まれる塵や埃などの異物を取り除くエアクリーナが備えられる。例えば、特許文献１には、インレットダクト及びアウトレットダクトを備えたクリーナケースと、このクリーナケース内に保持されるエアフィルタとを備え、インレットダクトから前記クリーナケースの一次側空間に空気を導入し、当該空気を、エアフィルタを透過させながら二次側空間に移動させてアウトレットダクトから導出するように構成されたエアクリーナが記載されている。

ところで、吸気通路のうち、上記エアフィルタよりも下流側の位置（二次側通路）には、エアフローセンサが配置され、ここで空気流量が検出される。エアフローセンサには、幾つかの種類があるが、通気抵抗が少ないことから、近年ではホットワイヤ式のものが比較的多用されている。ホットワイヤ式のエアフローセンサは、白金製の熱線（ホットワイヤ）を備え、空気の流速変化に伴い変化する当該ホットワイヤの温度に対応した電圧を出力するように構成されている。

実開平１−１１１１７３号公報

ホットワイヤ式のエアフローセンサは、上記の通り、ホットワイヤの温度変化に対応した電圧を出力するため、空気（吸気）流量を安定的に高い精度で検出するためには、ホットワイヤに対する空気の流れを安定させることが重要となる。そこで、上記特許文献１を含め、従来のこの種のエアクリーナでは、クリーナケース内に整流スリットや整流板等を設けて空気の流れを安定化させることが行われている。

ところが、整流スリットを設けると、これが通気抵抗となって、エンジンの出力／トルクの低下をもたらし、また、クリーナケースに整流板を成型する場合には、成型不良（ひけの発生）による見栄えの悪化や歩留まり低下といった不都合をもたらすおそれがある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、エンジンの出力／トルクの低下や、製造時の歩留まり低下といった不都合を伴うことなく、エアフローセンサによる検出精度を安定的に維持できる、エンジンの吸気装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、エンジンの吸気装置であって、略水平に配置されるエアフィルタと、このエアフィルタの下方に一次側空間を形成するとともに前記エアフィルタの上方に二次側空間を形成するクリーナケースと、このクリーナケースに設けられて、前記一次側空間に対して側方から空気を導入するインレットダクトおよび前記二次側空間から側方に空気を導出するアウトレットダクトと、を備えたエアクリーナと、前記アウトレットダクト又はこのアウトレットダクトに繋がるアウトレットホースに固定されたエアフローセンサと、を含み、前記クリーナケースは、前記インレットダクトが設けられた第１側壁と、この第１側壁に対向する第２側壁とを含む箱形をなし、前記エアフィルタは、蛇腹状に折り畳まれた形状を有し、かつ前記第１側壁と前記第２側壁との並び方向と直交する方向に折り目が延在するように前記クリーナケースに保持され、前記第２側壁は、前記インレットダクトから導入される空気を斜め上向きの流れに偏向するように、前記第１側壁から離間するに伴い先上がりに傾斜しているものである。

この吸気装置の構成によれば、インレットダクトから一次側空間に導入された空気（吸気）は、第２側壁に沿って上昇し、エアフィルタの下面に沿って逆方向（第１側壁側）に流れる。この際、エアフィルタの折り目が空気流の適度な抵抗となることで、空気は、エアフィルタ全面に均等に広がりながら当該エアフィルタを通過し、二次側空間に入る。そのため、二次側空間において空気の流れが一定の領域に偏る、あるいは渦流が形成されるといった現象が抑制され、空気は、安定的な流れとなってアウトレットダクトを通じて導出され、エアフローセンサを通過することとなる。従って、クリーナケースに整流スリットや整流板を設けることなく、エアフローセンサの位置の空気の流れを安定化することができ、その結果、エンジンの出力／トルクの低下や、製造時の歩留まり低下といった不都合を伴うことなく、エアフローセンサによる検出精度を安定的に維持できるようになる。
また、インレットダクトから一次側空間に導入される空気を、シンプルな構成で斜め上方に向かって偏向させることが可能となる。そのため、クリーナケースの生産性、ひいてはエアクリーナの生産性を良好に保ちながら、上記の作用効果を享受することが可能となる。

この場合、前記第２側壁は、先上がりに傾斜する部分の上方が略垂直に延びており、前記インレットダクトの出口側開口の上端部が前記略垂直に延びた部分に対向しているのが好適である。

この構成によれば、インレットダクトから導入される空気の流れが第２側壁に沿って上向きに、さらにその略鉛直な部分に沿ってエアフィルタに当たることで、空気の流れが当該エアフィルタの下面に沿った空気の流れに反転し易くなる。そのため、二次側空間において空気の流れが一定の領域に偏る、あるいは渦流が形成されるといった現象を抑制する上で有効となる。

なお、前記アウトレットダクトは、前記インレットダクトの真上に設けられているのが好適である。

この構成によれば、クリーナケースの同じ側面にインレットダクトとアウトレットダクトとが設けられるので、エアクリーナがコンパクトな構成になるという利点がある。
また、上記の各構成において、前記インレットダクトは、その端部が前記第１側壁から前記一次側空間内に突出しているものであってもよい。

以上説明したように、本発明のエンジンの吸気装置によれば、エンジンの出力／トルクの低下や、製造時の歩留まり低下といった不都合を伴うことなく、エアフローセンサによる検出精度を安定的に維持できるようになる。

図１は、本発明の実施形態に係る吸気装置の斜視図である。 上記吸気装置の平面図である。 上記吸気装置の断面図（図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図）である。 エアフィルタエレメントの下面図である。 エアクリーナ内の空気（吸気）の流れを示す、上記吸気装置の断面図（図３に対応する断面図）である。 変形例に係る吸気装置の断面図である。 他の変形例に係る吸気装置の断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

（吸気装置１の構成）
図１〜図３は、本発明の実施形態に係るエンジンの吸気装置を示しており、図１は斜視図で、図２は平面図で、図３は断面図で、それぞれ吸気装置を示している。

図１〜図３に示すように、吸気装置１は、外部か空気を取り込むクールエアダクト２と、空気（吸気）に含まれる塵や埃などの異物を取り除くエアクリーナ４と、このエアクリーナ４に組み込まれたエアフローセンサ６と、異物が除去された空気を案内するアウトレットホース８と、空気をエンジンの各気筒に分配しながら供給する図外のインテークマニホールドと、前記アウトレットホース８とインテークマニホールドとの間に介設されて、吸気量を調整する図外のスロットルバルブとを含む。すなわち、吸気装置１は、クールエアダクト２から空気を取り込みながら、その異物をエアクリーナ４で除去し、異物除去後の空気を上記スロットバルブの開度に応じてエンジンの各気筒に供給する。

エアクリーナ４は、クリーナケース１２と、これに収容されるエアフィルタエレメント１０とを備えている。

クリーナケース１２は、一次側空間Ｓ１を形成する下側の第１ハウジング１３と、その上部に脱着可能に組付けられて、二次側空間Ｓ２を構成する上側の第２ハウジング１４とで構成されている。なお、一次側空間Ｓ１とは、後記エアフィルタエレメント１０の上流側の空間、つまり、塵などの異物が除去される前の空気が導入される空間であり、二次側空間Ｓ２とは、エアフィルタエレメント１０の下流側の空間、つまり、前記異物が除去された空気が導出されていく空間である。

第１ハウジング１３は、上向きに開口する平面視矩形の箱形の形状であり、全体が樹脂材料により構成されている。詳しく説明すると、第１ハウジング１３は、インレットダクト１６を備えた第１側壁１３ａと、この第１側壁１３ａに対向する第２側壁１３ｂと、これら側壁１３ａ、１３ｂの両端をそれぞれ繋ぐ互いに平行な第３、第４の側壁１３ｃ、１３ｄと、底壁１３ｅとを備えており、これら側壁１３ａ〜１３ｄ及び底壁によって前記一次側空間Ｓ１が形成されている。

インレットダクト１６は、当例では、クールエアダクト２の一端部と共通化されている。すなわち、クールエアダクト２の一端部が第１側壁１３ａに形成された開口部に挿入され、当該クールエアダクト２が爪嵌合等によって第１側壁１３ａに取り付けられることによって、クールエアダクト２の一端部によってインレットダクト１６が構成されている。勿論、第１側壁１３ａにインレットダクト１６が一体成型され、このインレットダクト１６に、別体のクールエアダクト２が接続された構成であってもよい。

インレットダクト１６は、クールエアダクト２が取り込んだ空気を第２側壁１３ｂに向かって略水平に導入するように、第２側壁１３ｂに対して略水平にかつ第１ハウジング１３の内側に延在するように設けられている。

第１側壁１３ａに対向する前記第２側壁１３ｂには、一次側空間Ｓ１に導入される空気の流れを偏向する偏向部１８が設けられている。この偏向部１８は、前記第２側壁１３ｂのうち、インレットダクト１６の開口部に対向する位置に設けられた傾斜面、具体的には、図３に示すように、第１側壁１３ａから離間するに伴い（右方から左方に向かうに伴い）先上がりに傾斜する傾斜面である。この構成により、インレットダクト１６から水平方向に沿って一次側空間Ｓ１に導入される空気が、偏向部１８（傾斜面）に沿って上向きの流れに偏向するようになっている。第２側壁１３ｂは、さらに前記偏向部１８の上方に連続して略垂直に延びる縦壁部１９を有している。

第１ハウジング１３の開口部には、上記エアフィルタエレメント１０が着脱可能に内嵌されている。エアフィルタエレメント１０は、図３に示すように、上下方向に偏平な直方体状を成しており、フィルタ本体２８（本発明のエアフィルタに相当する）と、これを保持する樹脂やゴム製のフレーム２６とで構成されている。

フィルタ本体２８は、例えば濾紙や不織布等、繊維を不規則に絡めて形成された矩形のシートが蛇腹状（波形）に折り畳まれたものである。フィルタ本体２８は、上記フレーム２６の内側に嵌め込まれて当該フレーム２６に保持されている。なお、フィルタ本体２８の中央には、折り目２８ａの方向と直交する方向に延在するスリットが形成されており、当該スリットに、フレーム２６に設けられた板状の補強リブ２６ａが挿入された状態で、フレーム２６にフィルタ本体２８が保持されている。これにより、中弛みすることなく一次側空間Ｓ１と後記二次側空間Ｓ２との間にフィルタ本体２８が配置されている。

エアフィルタエレメント１０は、第１側壁１３ａと第２側壁１３ｂとの並び方向と直交する方向、つまり、一次側空間Ｓ１への空気の導入方向（図３の左右方向）と直交する方向にフィルタ本体２８の折り目２８ａが延在するように、第１ハウジング１３の開口部に内嵌されている。なお、当例では、第１ハウジング１３の開口部およびエアフィルタエレメント１０は、上記空気の導入方向にやや長い平面視長方形であり、エアフィルタエレメント１０は、フィルタ本体２８の折り目２８ａがその短辺方向に延在するように当該フィルタ本体２８を保持する。従って、当該開口部にエアフィルタエレメント１０を内嵌すると、自ずと、フィルタ本体２８の折り目２８ａが、一次側空間Ｓ１への空気の導入方向と直交する方向に延在するように、当該エアフィルタエレメント１０が配置される。

前記第２ハウジング１４は、下向きに開口する平面視矩形の箱形の形状であり、エアフィルタエレメント１０を覆うように、第１ハウジング１３の上部に着脱可能に組付けられている。これにより、エアフィルタエレメント１０の上方に、前記二次側空間Ｓ２が形成されている。第２ハウジング１４は、第１ハウジング１３と同様に、全体が樹脂材料により構成されている。

第２ハウジング１４のうち、第１ハウジング１３の第１側壁１３ａと同じ側の側壁（図３の左側の側壁）には、エアフィルタエレメント１０を通過した空気を導出するアウトレットダクト２０が外向きに突設されており、前記アウトレットホース８がこのアウトレットダクト２０に接続されている。アウトレットダクト２０は、インレットダクト１６の真上に、当該インレットダクト１６と平行に設けられており、これにより、エアフィルタエレメント１０を通過した空気を、二次側空間Ｓ２から水平方向に沿って導出する。

アウトレットダクト２０の上流側は、図３に示すように、第２ハウジング１４の側壁の内側に延設されている。アウトレットダクト２０のうち、第２ハウジング１４の側壁よりも内側の部分は、第２ハウジング１４の天井壁（クリーナケース１２の天井壁）を共有して形成されている。

第２ハウジング１４の前記天井壁のうち、アウトレットダクト２０に共用される部分には、当該天井壁を上下方向に貫通する貫通穴からなるセンサ取付部２２が形成されている。そして、前記エアフローセンサ６が、このセンサ取付部２２に挿入されかつアウトレットダクト２０の内側に臨む状態で第２ハウジング１４に固定されている。

エアフローセンサ６は、プラグインタイプのホットワイヤ式エアフローセンサである。すなわち、エアフローセンサ６は、白金熱線等の発熱電線（ホットワイヤ）を備え、当該ホットワイヤの温度に対応した電圧を出力するように構成されている。つまり、ホットワイヤの温度は、アウトレットダクト２０内の空気の流速変化によって変化するため、図外のＥＣＵは、このエアフローセンサ６からの出力情報（電圧）を吸気量として検出し、当該吸気量に基づいて燃料噴射量を決定する。

（吸気装置１の作用効果）
上記の吸気装置１では、クールエアダクト２から取り込まれる空気は、インレットダクト１６を通じてエアクリーナ４の一次側空間Ｓ１に導入される。一次側空間Ｓ１に導入された空気（吸気）は、図５中に矢印で示すように、第２側壁１３ｂ（偏向部１８）に沿って上昇しながらエアフィルタエレメント１０に当たって反転し、当該エアフィルタエレメント１０の下面に沿って逆方向（第１側壁１３ａ側）に流れながら当該エアフィルタエレメント１０を通過して二次側空間Ｓ２に入る。この際、フィルタ本体２８の折り目２８ａが空気流の適度な抵抗となることで、空気は、エアフィルタエレメント１０全面に均等に広がりながら当該エアフィルタエレメント１０を通過し、二次側空間Ｓ２に移動する。そのため、二次側空間Ｓ２において空気流が一部の領域に偏る、あるいは渦流が形成されることが抑制され、空気は、安定的な流れとなってアウトレットダクト２０から導出され、エアフローセンサ６の位置を通過することとなる。

そのため、上記吸気装置１によれば、従来のような整流スリットや整流板をクリーナケース１２に設けることなく、エアフローセンサの位置の空気の流れを安定化することができる。そのため、クリーナケースに整流スリットや整流板を設けることによる弊害、すなわち、エンジンの出力／トルクの低下や、製造時の歩留まり低下といった不都合を伴うことなく、エアフローセンサ６による検出精度を安定的に維持できるようになる。

また、上記のようにエアフィルタエレメント１０に対して均等に空気が透過するようになることで、フィルタ本体２８の汚れがフィルタ全体に均等化される。そのため、エアフィルタエレメント１０の寿命を延すことができるという利点もある。

なお、上記吸気装置１によれば、インレットダクト１６が、第１ハウジング１３（一次側空間Ｓ１）の内側に延設されていることで、図２に見られるようにクールエアダクト２が第１側壁１３ａに沿うように隣接して延びた後に略直角に曲がってその端部が第１側壁１３ａに形成された開口部に接続されるような構造であっても、第２側壁１３ｂと対向する方向に延びるエア通路長さを確保できる構成となっている。そのため、第１側壁１３ａに形成された開口部から導入された空気の流れを確実に偏向部１８が形成される第２側壁１３ｂに向けることができるという利点もある。

さらに、上記吸気装置１によれば、アウトレットダクト２０が、第２ハウジング１４（二次側空間Ｓ２）の内側まで延設されていることで、エンジンの各気筒からエアクリーナ４に至る吸気通路の管長が実質的に延長された構成となっている。そのため、吸気音を消音する機能が発揮されるという利点もある。

（変形例等）
上述した吸気装置１は、本発明に係るエンジンの吸気装置１の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、図５中に実線で示すように、第２側壁１３ｂの縦壁部１９はインレットダクト１６の開口部（出口側開口）よりも上方に位置しているが、例えば同図中に二点鎖線で示すように、インレットダクト１６の開口部の上端部と縦壁部１９とが対向するように、エアフィルタエレメント１０に対してより下方まで延設されていてもよい。このような構成によれば、インレットダクト１６から導入される空気の流れが偏向部１８に沿って上向きに流れ、さらに縦壁部１９に沿ってエアフィルタエレメント１０に当たることで、空気の流れが当該エアフィルタエレメント１０の下面に沿った空気の流れに反転し易くなる。そのため、二次側空間Ｓ２において空気の流れが一定の領域に偏る、あるいは渦流が形成されるといった現象を抑制する上でより有効となる。

また、上記実施形態では、アウトレットダクト２０の上流側が二次側空間Ｓ２内に延設されており、アウトレットダクト２０のうち、この延設部分（第２ハウジング１４の側壁よりも内側の位置）にエアフローセンサ６が設けられているが、図６に示すように、アウトレットダクト２０が第２ハウジング１４の側壁よりも外側にのみ設けられる構成とした上で、当該アウトレットダクト２０にエアフローセンサ６を設けてもよい。この構成によれば、エアフィルタエレメント１０の上方が広く開放されるため、二次側空間Ｓ２内での空気の流れがより偏り難くなり、空気がより一層安定的な流れとなってアウトレットダクト２０から導出されることが期待できる。

なお、エアフローセンサ６は、このようにクリーナケース１２のアウトレットダクト２０に設ける以外に、アウトレットホース８のうち、例えばアウトレットダクト２０の接続位置に可及的に近い位置に設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、クリーナケース１２の前記偏向部１８は、図３に示したような傾斜面、すなわち平坦な傾いた面である以外に、図７に示すように、円弧状に湾曲した面であってもよい。要は、インレットダクト１６から水平に導入される空気の流れを円滑に上向きの流れに偏向させながらエアフィルタエレメント１０の下面に沿って反転させ得るような形状であればよい。

１ 吸気装置
２ クールエアダクト
４ エアクリーナ
６ エアフローセンサ
８ アウトレットホース
１０ エアフィルタエレメント
１２ クリーナケース
１３ 第１ハウジング
１３ａ 第１側壁
１３ｂ 第２側壁
１４ 第２ハウジング
１８ 偏向部
２６ フレーム
２８ フィルタ本体（エアフィルタ）

Claims (4)

1. エンジンの吸気装置であって、
   略水平に配置されるエアフィルタと、このエアフィルタの下方に一次側空間を形成するとともに前記エアフィルタの上方に二次側空間を形成するクリーナケースと、このクリーナケースに設けられて、前記一次側空間に対して側方から空気を導入するインレットダクトおよび前記二次側空間から側方に空気を導出するアウトレットダクトと、を備えたエアクリーナと、
   前記アウトレットダクト又はこのアウトレットダクトに繋がるアウトレットホースに固定されたエアフローセンサと、を含み、
   前記クリーナケースは、前記インレットダクトが設けられた第１側壁と、この第１側壁に対向する第２側壁とを含む箱形をなし、
   前記エアフィルタは、蛇腹状に折り畳まれた形状を有し、かつ前記第１側壁と前記第２側壁との並び方向と直交する方向に折り目が延在するように前記クリーナケースに保持され、
   前記第２側壁は、前記インレットダクトから導入される空気を斜め上向きの流れに偏向するように、前記第１側壁から離間するに伴い先上がりに傾斜している、ことを特徴とする、エンジンの吸気装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記第２側壁は、先上がりに傾斜する部分の上方が略垂直に延びており、前記インレットダクトの出口側開口の上端部が前記略垂直に延びた部分に対向している、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
3. 請求項１又は２に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記アウトレットダクトは、前記インレットダクトの真上に設けられている、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載のエンジンの吸気装置において、
   前記インレットダクトは、その端部が前記第１側壁から前記一次側空間内に突出している、ことを特徴とするエンジンの吸気装置。

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