JP6265060B2 - 内燃機関のエアクリーナ - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動二輪車等における内燃機関のエアクリーナに関する。

自動二輪車等におけるエンジン（内燃機関）の吸気系には、エンジンへ供給する空気から粉塵を取り除くためにエアクリーナが設けられている。また、自動二輪車等の中には、吸気騒音を低減するためにレゾネータ（消音装置）がエアクリーナの内部に形成され、またはエアクリーナの外側に取り付けられているものがある。下記の特許文献１には、レゾネータがエアクリーナの内部に形成された例が記載されている。

特開２０１４−３４９６６号公報

しかしながら、レゾネータは、エアクリーナの吸入口からエアクリーナ内を通ってエンジンへ向かう空気の流れ方向とは異なる方向の空気の流れを作り出す構造を有し、またはそのような空気の流れを作り出すように配置されている。このため、レゾネータを設けることにより、エアクリーナの吸入口からエンジンへ向かう空気の流れが阻害され、吸気抵抗が増加し、エンジンの出力が低下するという問題がある。

また、レゾネータをエアクリーナの内部に形成する場合には、レゾネータの形成によりエアクリーナ容量が減少し、エアクリーナの粉塵除去効果が下がるという問題がある。

また、レゾネータをエアクリーナの外部に取り付ける場合には、製造コストが増加し、重量が増加し、またはエアクリーナのレイアウト（エアクリーナの配置やその周辺部品の配置等）が制約されるという問題がある。

本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、レゾネータを設けずに吸気騒音の低減を実現することができる内燃機関のエアクリーナを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の内燃機関のエアクリーナは、ケースと、前記ケースの内部を上流吸気室と下流吸気室とに分離する隔壁部と、前記上流吸気室と連通する吸入口と、前記隔壁部に設けられ、前記吸入口から前記上流吸気室に流入して下流吸気室へ向かう空気を浄化するフィルタと、前記上流吸気室の内部に設けられ、前記吸入口から前記フィルタに向かう空気の流通範囲を規制する吸気通路とを備えている。

さらに、本発明の第１の内燃機関のエアクリーナにおいて、前記上流吸気室の内部には、前記吸気通路を形成するための通路形成部材が設けられ、前記通路形成部材は、前記上流吸気室を上流側の空間と下流側の空間とに分割する板状のメインプレート部と、前記メインプレート部に形成された開口部と、前記メインプレート部から前記上流吸気室の上流側へ伸長し、前記ケースにおいて前記上流吸気室の壁部に接触するサブプレート部とを有し、前記吸気通路は、前記通路形成部材と前記ケースの壁部とにより前記上流吸気室の上流側の空間の一部に形成された管状の通路である。

このように、空気の流通範囲を規制する吸気通路をフィルタの上流側の室内に設けることで、吸入口から吸い込まれる空気の流通経路の断面積を調整することができると共に、当該空気の流通経路を長くすることができる。これにより、レゾネータを設けることなく吸気騒音の低減を図ることができる。

また、吸入口から内燃機関に向けての空気の流れ方向に沿うように前記吸気通路を形成することができるので、空気の流れを阻害することなく吸気騒音の低減を図ることができる。これにより、内燃機関の出力低下を抑制しつつ吸気騒音の低減を実現することができる。

また、レゾネータを設ける場合と異なり、エアクリーナに別室を設ける必要がないので、大きなエアクリーナ容積を確保することができる。

また、前記吸気通路の形成は低コストで行うことができ、また、前記吸気通路の形成により重量の大きな増加を招くことはない。また、上流吸気室内に前記吸気通路を設けるのでエアクリーナのレイアウトの自由度を確保することができる。

また、通路形成部材をケースとは別の独立した部材として形成し、これをケースの上流吸気室内に取り付けることにより、前記吸気通路を容易に形成することができる。また、このように通路形成部材をケースとは別の部材とすることで、前記吸気通路形状の設計の自由度が増す。これにより、プレート部の形状または開口部の面積の変更が容易になり、このような変更を行うことにより、内燃機関の出力または騒音低減効果を容易に調整することが可能になる。

また、本発明の第２の内燃機関のエアクリーナは、上述した本発明の第１の内燃機関のエアクリーナにおいて、前記通路形成部材の前記開口部の面積は、前記吸気通路の途中部分の断面積よりも大きいことを特徴とする。

これにより、吸入口から内燃機関へ向かう空気の流れを阻害せず、内燃機関の出力低下を抑えることができる。

また、本発明の第３の内燃機関のエアクリーナは、上述した本発明の第１または第２の内燃機関のエアクリーナにおいて、前記通路形成部材の前記開口部は前記フィルタの中央部に向くように配置されていることを特徴とする。

これにより、フィルタの粉塵除去効果を高めることができ、吸入空気の浄化効率を向上させることができる。

また、本発明の第４の内燃機関のエアクリーナは、上述した本発明の第１ないし第３のいずれかの内燃機関のエアクリーナにおいて、前記上流吸気室の底面には前記上流吸気室内に向けて突出する凸部が形成され、前記ケースの外側の底面において前記凸部と対応する位置には、当該エアクリーナを内燃機関の上方に取り付けたときに、他の部品を当該エアクリーナと前記内燃機関との間に配置するための凹部が形成されていることを特徴とする。

これにより、エアクリーナと内燃機関との間に、他の部品を配置するための十分なスペースを確保することができる。

また、本発明の第５の内燃機関のエアクリーナは、上述した本発明の第１ないし第４のいずれかの内燃機関のエアクリーナにおいて、前記吸気通路は、当該エアクリーナが車体に取り付けられた状態において前記車体の前側から後ろ側に向かって傾斜していることを特徴とする。

これにより、吸入口から内燃機関へ向かう空気の円滑な流れを作り出すことができ、内燃機関の出力低下を抑えることができる。

本発明によれば、エアクリーナにレゾネータを設けることなく、吸気騒音の低減を実現することができる。

本発明の実施形態によるエアクリーナをエンジンと共に示す正面図である。 本発明の実施形態によるエアクリーナをエンジンと共に示す側面図である。 本発明の実施形態によるエアクリーナの正面図である。 本発明の実施形態によるエアクリーナの側面図である。 本発明の実施形態によるエアクリーナの底面図である。 図３中の矢示ＶＩ−ＶＩ方向から見た本発明の実施形態によるエアクリーナの断面図である。 本発明の実施形態によるエアクリーナにおいてキャップおよびフィルタ等を取り除いた状態を示す説明図である。 図７中のエアクリーナにおいて、さらに通路形成部材を取り除いた状態を示す説明図である。 本発明の実施形態によるエアクリーナにおける通路形成部材を示す斜視図である。 本発明の実施形態によるエアクリーナにおける通路形成部材の平面図である。 図１０中の矢示ＸＩ−ＸＩ方向から見た通路形成部材の断面図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照しながら説明する。図１および図２は、本発明の実施形態によるエアクリーナをエンジン（内燃機関）と共に示している。図１または図２に示すように、自動二輪車において、本発明の実施形態によるエアクリーナ１は、エンジン２へ供給する空気から粉塵を取り除く装置であり、エンジン２のシリンダヘッド３の上方に設けられている。また、エアクリーナ１とシリンダヘッドカバー４との間には、二次エアシステムのカットバルブ５およびホース６等の他の部品が配置されている。なお、本実施形態における自動二輪車は、例えばネイキッドタイプまたはスポーツタイプ等のオートバイであり、エンジン２は自動二輪車の前輪と後輪との間であって自動二輪車の前後方向中間部よりも前寄りの位置に配置され、車体フレームにより支持されている。

図３ないし図６はエアクリーナ１を示している。図３または図４に示すように、エアクリーナ１は、略箱状のケース１１を備え、ケース１１は、ケース本体１２と、ケース本体１２の上側を覆うキャップ１３とを備えている。ケース本体１２の前側下部には、その左側と右側のそれぞれに、ケース本体１２の外部と内部とを連通する連通口１４が形成されている。また、左側の連通口１４には、自動二輪車の左下寄りの前方を向いて伸長する管状の導入管部１５が設けられ、導入管部１５の先端部には吸入口１６が形成されている。また、右側の連通口１４には、自動二輪車の右下寄りの前方を向いて伸長する管状の導入管部１５が設けられ、導入管部１５の先端部には吸入口１６が形成されている。各吸入口１６は、導入管部１５の内部と連通口１４を介してケース１１の内部と連通している。

また、ケース本体１２の前側下部の左右方向中間部には、他の部品をエアクリーナ１とエンジン２との間に配置するための凹部１７が形成されている。凹部１７は、図３に示すように、ケース本体１２の外側の底面に形成され、上向きに凹んでおり、図５に示すように、ケース本体１２の前後方向に伸長している。また、凹部１７は、ケース１１の内部に形成された後述の凸部２９と対応する位置に形成されている。凹部１７をケース本体１２に形成したことにより、図１または図２に示すように、エアクリーナ１をエンジン２の上方に取り付けたときに、エアクリーナ１とエンジン２との間に、他の部品を配置するのに十分なスペースを確保することができる。なお、他の部品とは、例えば、二次エアシステムのカットバルブ５およびホース６等である。

また、図６に示すように、エアクリーナ１のケース１１内には、ケース１１の内部を上流吸気室２１と下流吸気室２２とに分離する隔壁部２３が設けられている。上流吸気室２１はケース１１内の下部に位置し、ケース本体１２内に位置している。下流吸気室２２はケース１１内の上部に位置し、主にキャップ１３内に位置している。また、各吸入口１６は導入管部１５および連通口１４を介して上流吸気室２１内と連通している。

また、隔壁部２３には、上流吸気室２１と下流吸気室２２とを連通するフィルタ取付孔２４が形成され、フィルタ取付孔２４には、吸入口１６から上流吸気室２１に流入して下流吸気室２２へ向かう空気を浄化するフィルタ２５が設けられている。なお、上流吸気室２１はフィルタ２５の上流側に配置され、フィルタ２５により浄化される前の空気が流通するのでダーティサイドと呼ばれ、下流吸気室２２はフィルタ２５の下流側に配置され、フィルタ２５により浄化された後の空気が流通するのでクリーンサイドと呼ばれる。

また、下流吸気室２２には、エンジン２におけるスロットルボディに接続されるエアファンネル２６が設けられている。

また、図６に示すように、上流吸気室２１の内部には、吸入口１６からフィルタ２５に向かう空気の流通範囲を規制する吸気通路２７が設けられている。吸気通路２７は、上流吸気室２１内において、２つの連通口１４と対応するように左側と右側にそれぞれ設けられている。

各吸気通路２７は、通路形成部材３１のメインプレート部３２と、通路形成部材３１のサブプレート部３４と、上流吸気室２１の底面に形成された凸部２９と、ケース本体１２の壁部２８とにより略管状に形成されている。各吸気通路２７のこのような構成は、説明の便宜上、キャップ１３、隔壁部２３およびフィルタ２５を取り除いた状態のエアクリーナ１を示す図７、図７から通路形成部材３１を取り除いた状態を示す図８、および通路形成部材３１を示す図９ないし図１１を参照することにより理解することができる。

具体的に説明すると、図８に示すように、上流吸気室２１の底側の壁部２８の面（上流吸気室２１の底面）には上流吸気室２１内に向けて突出する凸部２９が形成されている。また、図７に示すように、上流吸気室２１内において凸部２９の上方には、ケース本体１２とは別の独立した部材として形成された通路形成部材３１が取り付けられている。

通路形成部材３１は、図９または図１１に示すように、上流吸気室２１を上下に二分するように拡がる略板状のメインプレート部３２と、メインプレート部３２の略中央部に形成された開口部３３と、メインプレート部３２から上流吸気室２１の底側に向けて伸長する略板状のサブプレート部３４とを備えている。さらに、サブプレート部３４において、上流吸気室２１の底側に近い部分には嵌合部３５が形成されている。また、メインプレート部３２の縁部には複数の取付部３６が設けられている。

図７に示すように、各取付部３６を介して通路形成部材３１を上流吸気室２１内に取り付けると、嵌合部３５が凸部２９と嵌合し、両者が互いに接近または接触する。また、この状態では、サブプレート部３４において上流吸気室２１の底側に向いた端面が、上流吸気室２１の底側の壁部２８の面に接近または接触する。また、この状態では、メインプレート部３２の周縁部が、上流吸気室２１の壁部２８に接近または接触する。これにより、略管状の２つの吸気通路２７が上流吸気室２１内に形成される。

また、各吸気通路２７の上流側は連通口１４に連通している。また、２つの吸気通路２７はそれらの下流側において合流し、通路形成部材３１の開口部３３を介してフィルタ２５の近傍に至る。吸入口１６から吸い込まれた空気は、図６中の矢示または図７中の矢示に示すように、各吸気通路２７内を流れ、フィルタ２５に到達する。

また、図７に示すように、開口部３３の面積が１つの吸気通路２７の途中部分（例えば図７中の破線Ｂで示した部分）の断面積よりも大きくなるように、通路形成部材３１およびケース本体１２（上流吸気室２１）の形状が設定されている。これにより、吸入口１６からフィルタ２５に向かう空気を流れ易くすることができる。

また、図６に示すように、開口部３３がフィルタ２５の中央部に向くように、通路形成部材３１の形状および配置が設定されている。これにより、フィルタ２５の粉塵除去効果を高めることができ、吸入空気の浄化効率を向上させることができる。

また、エアクリーナ１が自動二輪車に取り付けられた状態において、当該自動二輪車の前側から後ろ側に向かって吸気通路２７が傾斜するように、通路形成部材３１およびケース本体１２（上流吸気室２１）の形状および配置が設定されている。これにより、吸入口１６からエンジン２へ向かう空気の円滑な流れを作り出すことができる。本実施形態においては、図６に示すように、吸気通路２７が自動二輪車の前側から後ろ側に向かって上向きに傾斜するように設定されている。

以上説明した通り、本発明の実施形態によるエアクリーナ１によれば、上流吸気室２１内に吸気通路２７を設けることで、吸入口１６から吸い込まれる空気の流通経路の断面積を調整することができると共に、当該空気の流通経路を長くすることができるので、レゾネータを設けることなく吸気騒音の低減を図ることができる。すなわち、吸気通路２７を設け、空気の流通経路の断面積を調整することにより、吸気騒音の周波数帯を変更することができる。これにより、騒音の周波数帯を例えば、人間が騒音として感じにくい周波数帯に設定することができる。また、吸気騒音は一般的に吸気が通路を流れることで減衰するので、吸気通路２７を設け、空気の流通経路を長くすることにより、吸気騒音の減衰の程度を大きくすることができる。

また、吸気通路２７は、吸入口１６からエンジン２に向けての空気の流れ方向に沿うように形成されているので、空気を円滑に流すことができる。これにより、エンジン２の出力低下抑制効果および吸気騒音低減効果を高めることができる。また、通路形成部材３１はケース本体１２とは別の部材として形成されているので、通路形成部材３１の形状をどのように設計するかにより、エンジン出力低下抑制効果または吸気騒音低減効果が高まるように、吸気通路２７の形状を容易に設定または変更することができる。

また、エアクリーナ１によれば、レゾネータを設ける必要がないので、大きなエアクリーナ容積を確保することができる。また、通路形成部材３１、上流吸気室２１の凸部２９、およびケース本体１２の壁部２８により吸気通路２７を形成することにより、吸気通路２７の形成にかかるコストを削減することができ、また、吸気通路２７の形成による重量の増加を抑えることができる。また、上流吸気室２１内に吸気通路２７を設けるのでエアクリーナ１のレイアウトの自由度を確保することができる。

なお、上述した実施形態では、２つの吸気通路２７を設ける場合を例にあげたが、吸気通路の個数は１つでもよく、３つ以上でもよい。また、上述した実施形態では、２つの吸入口１６にそれぞれ対応する２つの吸気通路２７を設け、吸入口１６と吸気通路２７とを一対一に対応させたが、本発明はこれに限らない。例えば、２つの吸入口につき１つの吸気通路を設けてもよいし、１つの吸入口につき２つの吸気通路を設けてもよい。

また、上述した実施形態では、通路形成部材３１と上流吸気室２１の凸部２９とケース本体１２の壁部とで吸気通路２７を形成する場合を例にあげたが、これに限らず、通路形成部材とカバー本体の壁部のみで吸気通路を形成してもよいし、カバー本体の壁部と上流吸気室の凸部だけで吸気通路を形成してもよい。

また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関のエアクリーナもまた本発明の技術思想に含まれる。

１ エアクリーナ
２ エンジン（内燃機関）
５ カットバルブ
６ ホース
１１ ケース
１２ ケース本体
１３ キャップ
１４ 連通口
１５ 導入管部
１６ 吸入口
１７ 凹部
２１ 上流吸気室
２２ 下流吸気室
２３ 隔壁部
２４ フィルタ取付孔
２５ フィルタ
２６ エアファンネル
２７ 吸気通路
２８ 壁部
２９ 凸部
３１ 通路形成部材
３２ メインプレート部
３３ 開口部
３４ サブプレート部
３５ 嵌合部
３６ 取付部

Claims (5)

1. ケースと、
   前記ケースの内部を上流吸気室と下流吸気室とに分離する隔壁部と、
   前記上流吸気室と連通する吸入口と、
   前記隔壁部に設けられ、前記吸入口から前記上流吸気室に流入して下流吸気室へ向かう空気を浄化するフィルタと、
   前記上流吸気室の内部に設けられ、前記吸入口から前記フィルタに向かう空気の流通範囲を規制する吸気通路とを備え、
   前記上流吸気室の内部には、前記吸気通路を形成するための通路形成部材が設けられ、
   前記通路形成部材は、
   前記上流吸気室を上流側の空間と下流側の空間とに分割する板状のメインプレート部と、
   前記メインプレート部に形成された開口部と、
   前記メインプレート部から前記上流吸気室の上流側へ伸長し、前記ケースにおいて前記上流吸気室の壁部に接触するサブプレート部とを有し、
   前記吸気通路は、前記通路形成部材と前記ケースの壁部とにより前記上流吸気室の上流側の空間の一部に形成された管状の通路であることを特徴とする内燃機関のエアクリーナ。
2. 前記通路形成部材の前記開口部の面積は、前記吸気通路の途中部分の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のエアクリーナ。
3. 前記通路形成部材の前記開口部は前記フィルタの中央部に向くように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のエアクリーナ。
4. 前記ケースの外側の底面には、当該エアクリーナを内燃機関の上方に取り付けたときに、他の部品を当該エアクリーナと前記内燃機関との間に配置するための凹部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関のエアクリーナ。
5. 前記吸気通路は、当該エアクリーナが車体に取り付けられた状態において前記車体の前側から後ろ側に向かって傾斜していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関のエアクリーナ。

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