JP3775007B2 - 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】
従来から、車両用内燃機関（エンジン）の吸気系部品を集積化する手法が知られている。例えば、特開平８−９３５８０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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特開平８−９３５８０号公報に開示された吸気装置では、エアクリーナ部の組付けは、まずケース本体の端部にエアクリーナエレメントを載せ、さらにその上からエアクリーナキャップを取り付けることにより行われる。したがって、エアクリーナエレメントの表面積を増やしたり、ケース本体内でインジェクタ（燃料噴射装置）の交換作業等を容易に行うためにある程度の容積を確保しようとすると、エアクリーナ部が大きくなって省スペース化の要求に反することになる。また、エアクリーナエレメントの収納性や気密性を良好な状態で維持しようとすると、エアクリーナキャップを余裕を持って開閉するスペースが必要となるため、やはり省スペース化の要求に反する。さらに、エアクリーナ部の組み付けに際して、ケース本体にエアクリーナエレメントを載せるため、このエアクリーナエレメントを垂直方向あるいは垂直に近い向きに取り付ける場合には、エアクリーナエレメントを押さえながらエアクリーナキャップを取り付ける必要があり、作業効率が低下する。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は省スペース化に適しており、エアクリーナ部そのものの組み付け作業や燃料噴射装置の組み付け作業がしやすい内燃機関の吸気装置を提供することにある。
【０００５】
【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では、エアクリーナキャップの隣接した２面を開口させていずれか一方の開口面に枠体を取り付け、この枠体にエアクリーナエレメントを挿し込んで固定している。したがって、エアクリーナ部の組付けは、エアクリーナケース本体にエアクリーナキャップを取り付けるだけであり、エアクリーナ部の組み付け作業が容易である。
【０００６】
また、エアクリーナエレメントを枠体に収納するため良好な収納性を維持することができ、しかも枠体で押さえながらエアクリーナエレメントの取り付けを行うため気密状態を容易に保つことができる。したがって、従来のように、エアクリーナキャップを余裕を持って開閉するなどの必要がなく、省スペース化を図ることができる。
【０００７】
また、上記課題を解決するために、隣接した２面が開口しているエアクリーナキャップの一方の開口面に取り付けられた枠体と、エアクリーナケース本体との間にエアクリーナエレメントを挟持する。したがって、エアクリーナエレメントがエアクリーナキャップに設けられた枠体によって押さえられるため、エアクリーナキャップとエアクリーナケース本体との分割構造の自由度を大きくでき、所要の開口を得ることができるとともに、確実にエアクリーナエレメントを固定することができる。
【０００８】
また、上述したエアクリーナキャップの他方の開口面に対応する位置には、燃料噴射装置を取り付けることが好ましい。このように、一方の開口面にエアクリーナエレメントを取り付け、他方の開口面に対応させて燃料噴射装置を取り付ける場合には、エアクリーナキャップを取り外したときに、燃料噴射装置の取り付け面以外の各面が取り除かれるため、燃料噴射装置やこれに付随する部品の取り付けあるいは取り外しの作業を少ないスペースで簡単に行うことができる。
【０００９】
また、エアクリーナケースを吸気マニホールドと一体化し、この一体化された部材にエアクリーナキャップを取り付けることにより、容易にエアクリーナ部と吸気マニホールドの一体化が可能となり、吸気装置全体の集積化、ユニット化も容易となる。
【００１０】
【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、エアクリーナ部を構成するエアクリーナキャップに枠体を取り付け、この枠体にエアクリーナエレメントを挿し込んで固定した状態で組付けを行うことに特徴がある。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。
【００１１】
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構造を示す図である。また、図２は図１に示すＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。図１および図２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の各枝管２４の端部近傍に取り付けられた燃料噴射装置としてのインジェクタ３０と、インジェクタ３０に燃料を供給するデリバリパイプ３２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４０と、サージタンク４０の端部に取り付けられたスロットル５０と、このスロットル５０とエアクリーナ部１０とを連結する通路６０とを含んで構成されている。
【００１２】
上述した吸気装置の各部品は一体化されている。例えば、図２に示すように、ハウジング７０によって、エアクリーナ部１０の一部と吸気マニホールド２０とサージタンク４０とが形成されており、これにエアクリーナ部１０の一部を含むエアクリーナキャップ１４等が取り付けられて、全体が一体化される。
以下、上述した吸気装置の各部分の構成について詳細に説明する。エアクリーナ部１０は、取込口１２が取り付けられたエアクリーナキャップ１４と、吸気マニホールド２０やサージタンク４０等と一体成形されたハウジング７０の一部によって構成されるエアクリーナケース本体１６とを含んで構成されている。また、エアクリーナキャップ１４は、ほぼ直方体形状を有し、その中の隣接する２面が開口しており、一方の開口面には枠体１７が一体的に取り付けられている。この枠体１７には、不織布やろ紙を材料とするエアクリーナエレメント１８が挿し込まれて固定される。
【００１３】
枠体１７は、断面４角形の筒状である。その３辺は、エアクリーナキャップ１４の壁面に沿って配置され、１辺１７ａのみがエアクリーナキャップ１４の２つの側面の間を橋渡しするようにして配置されている。したがって、枠体１７は、その内側にエアクリーナエレメント１８を収容する開口部を形成しているとともに、その枠体１７の１辺１７ａとエアクリーナキャップ１４との間にインジェクタ３０を受け入れる開口を形成している。
【００１４】
この枠体１７は、筒状であるため、エアクリーナエレメント１８を収容し、保持する保持体としての機能を有する。これにより、エアクリーナエレメント１８を予めエアクリーナキャップ１４に装着した後に、エアクリーナキャップ１４とともにエアクリーナケース本体１６に装着することができる。しかも枠体１７は、エアクリーナエレメント１８の全周にわたり、エアクリーナエレメント１８をエアクリーナケース本体１６との間に挟持する押さえ枠としての機能を有している。
【００１５】
また、エアクリーナキャップ１４の他方の開口面は、エアクリーナケース本体１６のインジェクタ３０取付面に対応している。エアクリーナエレメント１８を挟んでエアクリーナキャップ１４内のダスティサイド空間と、エアクリーナケース本体１６内のクリーンサイド空間とが分離されており、取込口１２を通ってダスティサイド空間に導入された空気は、枠体１７に取り付けられたエアクリーナエレメント１８を通ることにより塵芥が取り除かれてクリーンサイド空間に導入される。
【００１６】
図３は、エアクリーナキャップ１４の枠体１７の近傍の構造を示す部分的な拡大断面図である。同図に示すように、エアクリーナエレメント１８の外周を周回するように枠体１７が形成されており、エアクリーナエレメント１８の外周に沿って形成された取付部材８０を枠体１７の内周側にはめ込むことにより、枠体１７に対するエアクリーナエレメント１８の取り付けが行われる。また、エアクリーナエレメント１８のクリーンサイド空間側の端面の外周部には、帯状の取付部材８２が形成されており、この取付部材８２の外周端にシール部材８４が取り付けられる。エアクリーナキャップ１４をエアクリーナケース本体１６に組み付ける際には、このシール部材８４が枠体１７とエアクリーナケース本体１６との間に挟まれて良好な気密状態が保たれる。
【００１７】
通路６０は、エアクリーナエレメント１８を通してクリーンサイド空間に通された空気をスロットル５０を介してサージタンク４０に導くためのものであり、円形断面を有するＵ字形状に形成されている。スロットル５０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、エンジンの各気筒列に吸入される空気の吸込み量を調整する。また、スロットル５０には、スロットル５０内の圧力を検出する圧力センサ５２と、スロットルバルブの開度を検出するポジションセンサ５４が取り付けられており、これらの各センサ出力が図示しないエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）に入力される。
【００１８】
サージタンク４０は、端部に取り付けられたスロットル５０を介して吸入された空気を吸気マニホールド２０の各枝管２４に分配する。また、サージタンク４０の一部を分離してトラッパー室４２が形成されており、エンジンから導かれるブローバイガスに含まれる水分等が除去される。
吸気マニホールド２０は、サージタンク４０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によって構成されている。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３気筒であり、吸気マニホールド２０は３本の各枝管２４によって構成されている。各枝管２４の先端（サージタンク４０と反対側の端部）には、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に設けられた貫通孔２６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。
【００１９】
インジェクタ３０は、燃料供給装置としての管状のデリバリパイプ３２から供給される燃料（ガソリン）を、所定のタイミングでエンジン内に噴射する。吸気マニホールド２０の各枝管２４の先端近傍には、取付部２２の取付面からエアクリーナ部１０のエアクリーナケース本体１６に向かって直管状に貫通した取付孔２８が形成されており、この取付孔２８にインジェクタ３０が挿入される。また、インジェクタ３０の固定は、その端部（エアクリーナ部１０のダスティサイド空間側）に取り付けられたデリバリパイプ３２を固定することによって行われる。
【００２０】
このデリバリパイプ３２の固定は、デリバリパイプ３２の外周部を締め付けるように取り付けた固定用ブラケット３４を、エアクリーナケース本体１６の底面に開けた貫通孔３６を通して引き出し、吸気マニホールド２０の取付部２２の背面に設けられた取付台座３８にネジ止めすることにより行われる。
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に取り込まれた空気は、枠体１７に収容されたエアクリーナエレメント１８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に導かれる。さらに、この吸入空気は、通路６０を通った後に、スロットル５０を介してサージタンク４０に流入する。サージタンク４０は、この流入空気を吸気マニホールド２０の３本の枝管２４に分配し、この分配された空気が各枝管２４を介してエンジンの各気筒に、インジェクタ３０から噴射される燃料とともに供給される。エンジンの各気筒の空気の吸入量は、スロットル５０内のスロットルバルブの開度によって制御される。
【００２１】
本実施形態の吸気装置においては、エアクリーナキャップ１４の隣接した２つの開口面の内の一方に枠体１７を取り付けて、この枠体１７にエアクリーナエレメント１８を挿し込んで固定している。したがって、このようにしてエアクリーナエレメント１８が挿し込まれたエアクリーナキャップ１４をエアクリーナケース本体１６に組み付けて、吸気マニホールド２０の取付部２２の上端にネジ止めするだけで、エアクリーナ部１０の組付けを行うことができ、組み付け作業が容易になる。特に、エアクリーナエレメント１８は、予め枠体１７に挿し込まれて固定されているため、垂直方向あるいは垂直に近い向きに設置することも容易であり、その分ダスティサイド空間を小さくすることもできるため、吸気装置の省スペース化を図ることができる。
【００２２】
また、エアクリーナエレメント１８を専用の枠体１７に収納するため収納効率が良く、しかも枠体１７で押さえながらエアクリーナエレメント１８の組み付けが作業を行うため、良好な気密性を保持することができる。したがって、従来のように、エアクリーナキャップ１８を余裕を持って開閉するなどの必要がなく、省スペース化に適している。
【００２３】
また、枠体１７が形成された開口面と隣接する開口面は、インジェクタ３０が取り付けられるエアクリーナケース本体１６の一の面に対応しており、エアクリーナキャップ１４を取り外した状態では、インジェクタ３０の取付面が外部に露出するため、インジェクタ３０やデリバリパイプ３２等の取り付け作業や取り外し作業を容易に行うことができる。
【００２４】
また、エアクリーナキャップ１４を取り付けるエアクリーナケース本体１６が吸気マニホールド２０やサージタンク４０等と一体化されているため、エアクリーナキャップ１４を取り付けることにより、吸気装置の全体を容易に集積化することができる。
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、上述した各実施形態では、３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。また、上述した実施形態では、エアクリーナ部１０のダスティサイド空間にインジェクタ３０を取り付ける場合を説明したが、インジェクタ３０はエンジンに直接取り付けるようにしてもよい。
【００２５】
また、上述した実施形態では、ほぼ直方体形状を有するエアクリーナキャップ１４を考えたが、必ずしも直方体である必要はない。また、エアクリーナエレメント１８を垂直方向に取り付ける場合を説明したが、エアクリーナケース本体１６の形状等に応じて、適宜エアクリーナエレメント１８を取り付ける角度を変更すればよい。
【００２６】
また、上述した実施形態では、エアクリーナ部１０に吸入された空気が吸気マニホールド２０から流出するまでの経路に沿った全ての部品を一体化した吸気装置について説明したが、吸気装置の一部の部品のみを一体化し、残りの部品を別体の部品として外付けするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】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構造を示す図である。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。
【図３】エアクリーナキャップの枠体近傍の構造を示す部分的な拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ エアクリーナ部
１４ エアクリーナキャップ
１６ エアクリーナケース本体
１７ 枠体
１８ エアクリーナエレメント
２０ 吸気マニホールド
３０ インジェクタ
３２ デリバリパイプ
４０ サージタンク
５０ スロットル
６０ 通路

Claims (3)

1. エアクリーナキャップとエアクリーナケース本体を組み合わせることによりエアクリーナ部が構成され、
   隣接した２面が開口している前記エアクリーナキャップの一方の開口面に取り付けられた枠体にエアクリーナエレメントが挿し込まれて固定され、
   前記枠体が取り付けられていない前記エアクリーナキャップの他方の開口面に対応させて燃料噴射装置が取り付けられていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. エアクリーナキャップとエアクリーナケース本体を組み合わせることによりエアクリーナ部が構成され、
   隣接した２面が開口している前記エアクリーナキャップの一方の開口面に取り付けられた枠体と、前記エアクリーナケース本体との間にエアクリーナエレメントが挟持され、
   前記枠体が取り付けられていない前記エアクリーナキャップの他方の開口面に対応させて燃料噴射装置が取り付けられている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のいずれかにおいて、
   前記エアクリーナケース本体が吸気マニホールドと一体化されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。

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