JPS6385251A - 内燃機関用エアクリ−ナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関用エアクリーナ装置に係り、特に外気
導入のため長いクールエアダクトを装着したエアクリー
ナ装置に関する。

（従来の技術） 内燃機関の摩耗防止のため、吸入空気から塵埃等を除去
するエアクリーナ装置が従来より用いられている。とこ
ろで、内燃機関にエアクリーナ装置を装着した場合には
、内燃機関の体積効率が最大となる回転数は、第１５図
に示す如く装着しない場合に比して低回転域に移行する
。このため、高回転域のトルクが大幅に低下するという
問題が有った。

また、機関出力向上の目的で、機圓空内のＦ［空気の吸
入を避けて温度の比較的に低い外気を導入できるように
、長いクールエアダクトを空気取入口に装着したエアク
リーナ装置がある。このクールエアダクトは吸気騒音の
低減にも大きな効果があり、特にほとんどの車両用内燃
機関で採用されている。しかし、クールエアダクトの装
置によって吸気系の長さが増加し、第１５図に見られる
様に、最大体積効率となる回転数はさらに低くなり、上
述の不都合が一層顕著になる。

このような問題の解決のため従来においては、エアクリ
ーナ装置に小穴を穿設したり共鳴装置を設けるなどによ
り、吸気系の音響特性を変更して吸入空気への慣性効果
を改善しようとする方策が試みられている。また、実公
昭３８−９００１および９００２号公報には、エアクリ
ーナ装置に補助のエアインレットを設け、この補助イン
レットを吸入空気量に応じてパルプで開閉する構成が提
案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来の改善策では、エアクリーナ装置の構造が複雑
となってコストアップや取り付はスペースの増大を招く
といった問題と、その様な方策を施してもなお中、高回
転域での体積効率を充分に向上させ得ないという問題と
が残存していた。

本発明の目的は、上述の従来技術の問題点に鑑みて、簡
潔な構成によりクールエアダクトを含む吸気系の音響特
性を改善し、内燃機関の広回転域に渡って高い体積効率
を得られるエアクリーナ装置の提供にある。

（問題点を解決するための手段および作用）上述の目的
のため、本発明に係る内燃機関用エアクリーナ装置は、
濾過エレメント組立体を収容するケーシングと、クール
エアダクトを構成しかつエレメント組立体の中央部に向
けて空気を導入するようケーシングに接合された第１イ
ンレットとを備え、別のクールエアダクトを構成する第
２インレットをエレメント組立体の中央部に向けて空気
を導入するように第１インレットの軸線上に整合して配
設すると共に、第１および第２インレットのいずれか一
方に該インレットを開閉する弁装置を設け、さらに内燃
機関の回転に応じてこの弁５Ａ間の開開作動を制御する
１ＩＩＪｉａｌｌ装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、内燃機関の低回転域では弁装置による
閉鎖で第１および第２インレットのいずれか一方を介し
て吸気が尋人され、従来の装置を装着している場合と同
様に、高い体積効率が得られる。一方、中、高回転域で
弁装置が開かれると、内燃機関のシリンダで生じた圧力
波は第１および第２インレットに分かれて進み、これら
インレットの大気開放端で反射されてケーシングの方向
へ伝播され、ケーシング内において衝突して干渉する。

このため、吸気系の音響特性が変更され、中、高回転域
でも体積効率が向上する。

また、第１および第２インレットのいずれを介する場合
であっても、吸気はエレメント組立体の中央部に向けて
導入され、同組立体の全面をまんべんなく通過する。こ
のため、塵埃の局部何着によるエレメントの早期目づま
りがなく、通気抵抗も低くできる。

（実施例） 以下、添付図面に示す実施例に基づいて本発明を説明す
る。

第１図は、本発明の第１実施例に成るエアクリーナ装置
１の全体組成を示す。エアクリーナ装置１は、浅鍋状の
ケース２とこのケースの下部に装着されたキャップ５と
で構成されるケーシングを備える。このケーシングには
、軸流式の空気濾過エレメント組立体３がケーシングと
ほぼ同軸状に収容される。ケース２は吸気導入用の第１
インレット４を有し、このインレットはその長手方向軸
線をケースの中心軸へ向けて同ケースの側部に接合され
ている。キャップ５はエレメント組立体３を交換可能と
するため着脱自在であり、このキャップに空気アウトレ
ット５ａが穿設されている。

第１インレット４は温度の低い外気を吸入できるように
、エンジンルーム外に開口する寸法の長いクールエアダ
クトを構成している。また、キャップ５のアウトレット
５ａは、内燃機関の気化器等（図示なし）に接続される
。

第１インレット４は断面が矩形状に形成されており、そ
の内部に第２インレット６が設けられている。第２図お
よび第３図に示す如く、第２インレット６は第１インレ
ット４の上側内壁に固定された樋状部材で画定される。

この樋状部材は、第１インレット４と同様に吸気をエレ
メント組立体３の中央部へ向けるように、第１インレッ
ト４の軸線上に整合して配置されている。第２インレッ
トのケース側開放端６ａは、ケース２と第１インレット
４との接合部４ａを越えてケース中央部の近くに配設さ
れている。開放端６ａはその横方向の幅を大きく設定さ
れており、通気抵抗が高くならないように開口面積を確
保している。第２インレット６の設置により、インレッ
ト４内は第１吸気通路４ｂと、第２吸気通路６ｂとに仕
切られる。

エアクリーナ装置１はさらに、弁装置７およびこの弁装
置に接続された制御装置８を有している。

弁装置７は第２インレット６内に配設された弁部材７１
と、この弁部材に連結されたバキュームモータ７２とを
備える。弁部材７１はシャフト７３により回動自在に軸
支され、バキュームモータ７２の駆動に応じて第２吸気
通路６ｂを開閉する。

また、制御装置８はＮ磁切替弁８１とＣＰＩＪ８２とを
備える。弁装置７のバキュームモータ７２は負圧によっ
て作動するが、電磁切替弁８１はバキューム・タンク等
の負圧源９からの負圧供給をｉ、ＩＩ　Ｉｌｌするよう
にバキュームモータ７２の負圧室に接続される。ＣＰＵ
８２は内燃機関の回転数を入力信号として演算を行い、
その結果を電磁切替弁８１に出力する。電磁切替弁８１
はこの指示によって、例えば通電時には負圧源９とバキ
ュームモータ７２とを連通してバキュームモータの負圧
室へ負圧を導き、非通電時にはこの負圧室を大気開放す
るように、回路切替作動を行う。

以下に、第４図のブロック図を参照してＣＰＵ８２の構
成について説明する。ＣＰＵ８２は、入力側が内燃機関
の回転に応じて回転数に対応したパルス信号列を発生す
る　ｍピックアップ式のエンジン回転数センサ１１０に
電気的に接続され、出力側が電磁切替弁８１と電気的に
接続されている。ＣＰＵ８２は、回転数センサ１１０の
発生信号によりパルス信号を発生するようにされたパル
ス発生回路１１１を備える。ＣＰＵ８２はさらに回転速
度検出回路１１４を備え、この検出回路１１４はパルス
発生回路１１１のパルス信号の周期をりＯツク回路１１
２からの一定周波数のクロック信号Ｃ１にもとづきエン
ジン回転速度の逆数として検出するとともに、この検出
信号を２進コードに変換してマイクロコンピュータ１１
３に出力する。また、マイクロコンピュータ１１３はク
ロック回路１１２のクロック信号Ｃ２にもとづき後述す
るような処理を実行し、電磁切替弁８１へ駆動ＮＦｉを
流す駆動回路１１５への制御信号を出力する。

マイクロコンピュータ１１３は電源が投入されると第５
図に示すような処理を開始する。

まず、開始時にのみステップ２０１において、イニシャ
ル処理を実行する。このイニシャル処理には、例えばＲ
ＡＭの初期値セット、入出力ボードの初期値セット、マ
イクロコンピュータ作動のための初期値セットなどが含
まれる。

続いて、ステップ２０２からステップ２０６までを１ブ
ロツクとする処理を繰り返すことにより、弁装置７の開
閉制御のための処理を実行する。

まず、回転速度検出回路１１４からエンジン回転信号の
周期データＡを読み込む（ステップ２０２）。次に周期
データ八をＮ−に１・１／Ａなる式により逆数・スケー
リングしてエンジン回転数Ｎを求める（ステップ２０３
）。このエンジン回転数Ｎと、電磁切替弁８１を開、閑
のいずれかに切替える基準となるエンジン回転数Ｎ０　
（第６図参照）との大小を比較しくステップ２ｏ４）、
Ｎ＜Ｎｏの時は弁部材７１を閉弁すべく対応する制御信
号を駆動回路１１５へ出力する（ステップ２０６）。一
方、Ｎ≧Ｎ０の時は弁部材７１を開弁ずべく対応する制
御信号を駆動回路１１５へ出力する（ステップ２０５）
。以後、前記ステップ２０２に移行し、上述した処理を
繰り返す。

かくて、上述の実施例によれば、内燃機関の回転数が所
定値以下の低回転域にある場合、弁部材７１により第２
吸気通路６ｂは閉じられている。

このため、低湿度の外気は第１インレット４のみを介し
て吸入される。第１吸気通路４ｂを経た空気はケース２
内に導入され、エレメント組立体３の全面を通って濾過
される。この様に浄化された空気は、続いてエレメント
組立体３下方のアウトレット５ａを経て内燃機関の気化
器等へ吸入される。

一方、内燃機関の回転数が所定値以上の中、高回転域に
なると、弁部材７１が回動されて第２吸気通路６ｂを開
放する。このため、外気は第１インレット４および第２
インレット６に分かれてエアクリーナ装置に導入され、
浄化後アウトレット５ａを経て内燃機関の気化器等へ吸
入される。なお、吸入空気はエレメント組立体３の中心
に対して偏向することなく導入され、同組立体の全面を
低い通気抵抗をもって通過する。その結果、エレメント
組立体に塵埃等が片寄って付着することがなく、エレメ
ント組立体３の早期目づまりが防止される。

以上のような作動の際に、内燃機関で発生した′圧力波
はケーシング内から第１および第２インレット４．６を
通って吸気系の外方へ向い、第１および第２インレット
の大気開放端で反射されて再びケーシング内に戻る。戻
り伝播する圧力波はケーシング内において相互に衝突し
て、吸気系の音響特性を変更せしめる。この結果、吸気
系の長さの影響を取り除くことが可能となり、第６図の
特性図を示す如く中、高回転域の体積効率が改善され、
内燃機関の広い回転域にわたって良好な体積効率が得ら
れる。

続いて、本発明の伯の実施例を説明する。以下の説明に
おいては、前述の第１実施例と相違する構成部分につい
てのみ言及し、第１の実施例と同様な部分については図
示を省略、若しくは同一の参照符号で図示して詳細な説
明を省略する。

第７図に示される第２実施例では、第１吸気通路４ｂは
第２インレット両側の出口部分における空気の導出方向
が第２吸気通路６ｂのそれと交差するように形成されて
いる。即ち、本実施例において、第２インレットのケー
ス側開放端６１ａはケース２と第１インレットとの接合
部４１ａにほぼ整合する位置に配置される。また、開放
端６１ａの両側には、第１吸気通路４ｂ内に横方向へ突
出する山形の張出し部６１ｂがそれぞれ設けられている
。一方、これらの張出し部６１ｂに対向する整合部４１
ａの部分は、同張出し部の外形に沿って湾曲形成されて
□いる。この構成によれば、第１吸気通路４ｂを通った
空気の一部は第２吸気通路６ｂにより導入された空気と
衝突し、両者をケーシング内でさらに積極的に干渉させ
ることができる。

第８図から第１１図は、それぞれ位置並びに形状の胃な
る第１および第２インレットを備えた実施例を示してい
る。第８図の実施例では、前述の第１実施例の場合とは
逆に、樋状部材が第１インレット４の下側内壁に固定さ
れて第２インレット１６を構成している。第９図に示さ
れる実施例では、第２インレット２６は第１インレット
４より寸法の小さい矩形断面の管状に形成され、支持部
材（図示なし）に支えられて第１インレット４内に同軸
状に保持される。また、第１０図の実ＦＭ例において、
第１および第２インレット３４．３６は上下配置で一体
に形成され、はぼ同一の断面形状を有する。第１１図に
示される実施例では、第１および第２インレット５４．
５６は並列配置で一体に形成され、第２インレット５６
の両側に一対の第１吸気通路５４ｂ、５４ｂが設けられ
ている。

第１２図から第１４図を参照して、さらに別の実施例を
説明する。本実施例のエアクリーナ装置９１は、浅鍋状
のケース９２とこのケース上部に装着された着脱自在な
キャップ９５とで構成されるケーシングを有する。この
ケーシング内に菊花型の濾過エレメント組立体９３が収
容され、ケース９２の底部には空気アウトレット９２ａ
が穿設される。また、ケース９２の側部には、矩形断面
の管状部材１００がその長手方向軸線をケース９２の中
心軸に向けて接合されている。

管状部材１００内には、平坦なセパレータ板１０１が取
り付けられる。セパレータ板１０１はこの管状部材の上
下方向のほぼ中間位置に延在し、管状部材１００は上下
に仕切られて第２および第１インレット９６．９４を画
定している。前述の実施例の場合と同様に、第２インレ
ット９６に弁部材７１が配置され、バキュームモータ７
２がこの弁部材に連結される。セパレータ板１０１のケ
ーシング側端部１０１ａは、エレメント組立体９３をほ
ぼ半周にわたって取り巻く位置まで、ケース９２内へ延
ばされている。このセパレータ板の端部１０１ａは圧力
波干渉防止手段として作用し、第１および第２インレツ
１〜９４．９８を戻り伝播する圧力波がケース９２と管
状部材１００との接合部付近で干渉して減衰するのを阻
止する。

以上本発明を例示の実施例に基づいて説明したが、本発
明はこれ等のみに限定されるものではない。例えば、上
述の実施例においては第２インレットを第１インレット
より小さく或はそれと同等に形成して、この第２インレ
ットに弁装置を設けるものとしたが、必要とされる吸気
偵に応じて第１インレットに弁装置を設ける構成として
も良い。

（発明の効果） 本発明によれば、大幅なコスト増を伴うことのない極め
て簡潔な構造により、クールエアダクトを含む吸気系の
長さの影響を取り除き、その音響特性を改善す忘ことが
できる。このため、内燃機関の広い回転域にわたって良
好な体積効率が得られ、動力性能の向上が可能である。

また、エレメント組立体の中央に向けて空気を導入して
その全面を通過させる構成であるため、エレメントを所
期の寿命まで効率的に使用することができ、かつエアク
リーナ装置全体の通気抵抗が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に成る内燃機関用エアクリ
ーナ装置の全体構成を示す図、第２図は第１実施例の断
面平面口、第３図は第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断
面図、第４図は第１実施例に用いられるＣＰＵの構成を
示すブロック図、１５図は同ＣＰＵのマイクロコンピュ
ータの処理を示す７０−チャート、第６図は第１実滴例
と従来の装置との特性を比較して示した線図、第７図は
第２実施例を示す断面平面図、第８図乃至第１１図はそ
れぞれ本発明の第３実施例、第４実施例、第５実施例お
よび第６実施例を示す断面図、第１２図は第７実施例を
示す断面側面、第１３図は第７実施例の断面平面図、第
１４図は第１２図のＸＩＶ　−ＸＩＶ　Ｉに沿う断面図
、そして第１５図はエアクリーナ装着の有無およびクー
ルエアダクトを備えたエアクリーナを装着する場合の内
燃機関の特性を比較して示す線図である。 図中、１．９１・・・エアクリーナ装置、２，９２・・
・ケース、５．９５・・・キャップ、３．９３・・・エ
レメント組立体、４，３４，５４．９４・・・第１イン
レット、６，１６．２６，３６．５６．９６・・・第２
インレット、７・・・弁装置、モして８・・・制御装置
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関用エアクリーナ装置にして、濾過エレメ
   ント組立体を収容するケーシングと、クールエアダクト
   を構成しかつ前記エレメント組立体の中央部に向けて空
   気を導入するよう前記ケーシングに接合された第１イン
   レットとを備え、別のクールエアダクトを構成する第２
   インレットを前記エレメント組立体の中央部に向けて空
   気を導入するように前記第１インレットの軸線上に整合
   して配設すると共に、前記第１および第２インレットの
   いずれか一方に該インレットを開閉する弁装置を設け、
   さらに内燃機関の回転に応じて前記弁装置の開閉作動を
   制御する制御装置を備える内燃機関用エアクリーナ装置
   。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用エアクリ
   ーナ装置において、前記第１インレットと前記ケーシン
   グとの接合部付近に配置された圧力波干渉防止手段を備
   え、前記第１および第２インレットからそれぞれ前記ケ
   ーシング内へ伝播される圧力波の前記接合部付近におけ
   る相互干渉による減衰を防止する内燃機関用エアクリー
   ナ装置。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載の内燃機関用エアクリ
   ーナ装置において、前記第２インレットは前記第１イン
   レット内に配置された小径の樋状部材によつて形成され
   、前記圧力波干渉防止手段は前記接合部を越えて前記ケ
   ーシングの中央部に向けて延びた前記樋状部材の端部で
   構成される内燃機関用エアクリーナ装置。
4. （４）特許請求の範囲第２項記載の内燃機関用エアクリ
   ーナ装置において、前記圧力波干渉防止手段は、前記接
   合部付近で前記第１および第２インレットの開放端を仕
   切るセパレータ板で構成される内燃機関用エアクリーナ
   装置。