(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が流入する入口と、空気中の異物を捕集するエレメントの取付け部と、空気が流出する出口とを有するエアクリーナケースと、
前記出口に接続され、前記出口から内燃機関に流れ込む空気流量を測定するエアフロメータの取付け部を有する出口管とを備え、
前記エアクリーナケースの出口内壁面の内底面に開口した流出口に第１の段差を設け、前記第１の段差の出口側の内壁面に第２の段差を設け、両段差より下流に前記エアフロメータ取付け部を位置させ、前記出口内壁面には前記流出口から放射状にリブが設けられ、前記リブは前記出口管内まで伸びる整流部材を構成していることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）の吸気装置に関し、特にエアクリーナの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンの吸気系空気流量を測定する方式として、熱式エアフロメータ、例えば熱線式流量計を用いるものが主流となっている。この熱線式流量計は、直接吸入空気の質量が検出できるという利点があり、また、流路径に比して小さい発熱低抗体からの熱伝達量の変化により流路断面の一部の流速を測定して全体の流量を測定する。したがって、エアクリーナからの空気の流れの乱れの影響を受け易い。例えば図８および図９に示すように、入口管４３からエアクリーナケース４１の内部に取り入れた空気が、平面型エレメント４２を経由してエアクリーナケース４１の出口内壁面４５に沿って流れ、内壁面４５の中心部から偏心した位置に開口した出口管４４に流れ込んで熱線式流量計４８により空気流量を計測するエアクリーナ４０の構造が知られている。このようなエアクリーナ構造によると、空気の流れの乱れは、剥離流れや流体のぶつかり等により増大する。
【０００３】
このようにエアクリーナからの空気の流れの乱れが大きいと、図３に示す従来例のように、流量計の出力変動が増大し、エンジン制御上悪影響を与える。このため、特開昭５７−１０３０１６号公報に開示される吸気装置では、エアフロメータの上流に整流格子を設け、エアフロメータにより検出される出力変動を抑えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭５７一１０３０１６号公報に開示されている吸気装置では、空気の流路内に整流格子を設けているので、吸気抵抗が増大し、エンジンの出力が低下する等の問題が発生している。特に、出力変動の抑制効果を高めるためには、流路抵抗の大きい整流格子を設ける必要があった。また整流格子は、部品点数の増加を招くという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、簡単な構成で熱式エアフロメータの出力変動を抑える吸気装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の吸気装置によると、エアクリーナケースの出口内壁面の内底面に開口した流出口に第１の段差を設け、第１の段差の出口側の内壁面に第２の段差を設けたので、出口内壁面に沿って流れる空気の流れの乱れは２つの段差とその間の空間で緩和され、出口管に滑らかに流出する。したがって、空気の剥離流れや流体のぶつかり等による流れの乱れを抑制することができるので、第１、第２の段差より下流の取付け部に取付けられるエアフロメータの出力変動を抑えることができる。また、出口内壁面に、前記流出口から放射状にリブが設けられ、そのリブが出口管内まで延びる整流部材を構成しているので、流体のぶつかりによる流れの乱れをさらに抑制することができる。したがって、エアフロメータの出力変動をさらに抑えることができる。したがって、エアフロメータの出力変動をさらに抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１参考例（第３図においては第１実施例と記載））
第１参考例の吸気装置をエアクリーナの構造に適用した第１参考例を図１および図２に示す。
【００１１】
エアクリーナケースとしての樹脂製の容器１１は、下側のケース２０とキャップ２１とを有し、さらに空気出口側に一体的に接続された出口管１４にエアフロメータとしての熱線式流量計１８が取り付けられている。吸気装置としてのエアクリーナ１０は、入口管１３と、容器１１と、容器１１の内部に取付けられた平面型エレメント１２と、出口管としての大径筒部１７および小径筒部１４とからなる。入口管１３は、図示しない吸気ダクトに接続されており、容器１１に対しその外周部に開口穴２２を通して後述のダストサイド２３に連通している。キャップ２１は、図示しないスプリングフックによりケース２０の上側開放端を覆って弾性保持され、容器１１を形成している。平面型エレメント１２は、容器１１内のケース２０とキャップ２１との合わせ面に形成された取付け部に保持され、容器１１内を空気が流入する入口としてのダストサイド２３と空気が流出する出口としてのクリーンサイド２４とに区分けしている。なお、ダストサイド２３は入口管１３に連通し、クリーンサイド２４は大径筒部１７に連通している。
【００１２】
クリーンサイド２４の出口内壁面としての内底面２５の中心部から偏心した位置に流出口２６が開口しており、流出口２６は、流出口２６の空気出口側に位置する大径筒部１７を介して小径筒部１４に連通している。
大径筒部１７は側部２７が流出口２６に一体的に接続されており、大径筒部１７の内径は、小径筒部１４の外径よりも大きく、流出口２６の開口径と同等に形成されている。
【００１３】
小径筒部１４は、端部２９が大径筒部１７と同軸に設けられ、大径筒部１７の底部２８に一体的に接続されている。小径筒部１４の内径は、底部２８に開口した開口径と同等に形成されている。また、小径筒部１４の外側面１４ａに熱線式流量計１８の取付け部が形成されており、この取付け部に熱線式流量計１８が取り付けられ、小径筒部１４の内部にセンサ部１９が設けられている。したがって、熱線式流量計１８は、出口管としての小径筒部１４内の空気の流れに基づいて流量を計測する。小径筒部１４は、図示しない吸気マニホールドを経てエンジンの燃焼室に連通している。
【００１４】
内底面２５と大径筒部１７の側部内面２７ａとの間には、大径筒部１７の全周に沿って空気の流れ方向に対する断面積が小さくなるように第１の段差１５が形成されている。底部２８と小径筒部１４の端部内面２９ａとの間には、小径筒部１４の全周に沿って空気の流れ方向に対する断面積が小さくなるように第２の段差１６が形成されている。また、第１の段差１５と第２の段差１６との間には、側部内面２７ａと底部２８とで大径筒部１７の全周に空間部３３が形成されている。
【００１５】
次に第１参考例の作動について説明する。エアクリーナ１０の入口管１３より吸入された空気は、容器１１のダストサイド２３に入り、エアクリーナ１０内に吸入された空気中のダスト、ごみ等はエレメント１２で除去され、ダスト、ごみ等が除去された空気がクリーンサイド２４に流入する。このとき、流出口２６に向かって内底面２５に沿って空気が流れることによる剥離流れと、流出口２６付近における流体のぶつかりとにより空気の流れの乱れが増大する。
【００１６】
しかしながら第１参考例においては、空気の流れの乱れは、第１の段差１５と第２の段差１６と空間部３３とで抑制される。乱れが抑制された空気は、小径筒部１４に滑らかに流出する。小径筒部１４の内部に流入した空気は、熱線式流量計１８のセンサ部１９を通過し、エンジンの燃焼室に供給される。したがって、空気の流通抵抗を増大させる部材を用いることなく熱線式流量計１８の設置部における乱流を抑制できるので、エンジンの出力を低下させることなく正確な吸入空気量の検出が可能となる。
【００１７】
次に、実験データを図３に示す。本実験は、この第１参考例（図３には第１実施例と記載）と図８に示す従来例について熱線式流量計１８が計測した出力の変動幅を測定する実験である。図３に示すグラフから判るように、第１参考例は、従来例に比べ空気の流量の全範囲内において出力の変動幅が低下することが判明した。したがって第１参考例では、空気の剥離流れや流体のぶつかりによる流れの乱れを抑制することができるため、熱線式流量計１８の出力変動を抑えることができる。
【００１８】
第１参考例においては、内底面２５と大径筒部１７の側部内面２７ａとの間に第１の段差１５を形成し、底部２８と小径筒部１４の端部内面２９ａとの間に第２の段差１６を形成するという簡単な吸気装置の構造で、空気の流通抵抗を低減させることができるので、エンジンの出力を向上させるこができる。また、空気の剥離流れと流体のぶつかりによる空気の流れの乱れを抑制することができるので、熱式エアフロメータの出力変動を抑えることができる。
【００１９】
特に、この参考例のように偏平なエアクリーナケースの中心部から偏心した位置に、そのエアクリーナケースの偏平面から垂直に出口管を延出させ、その出口管内にエアフロメータを配置する構成においては、かかる構成ゆえに生じる流れの乱れがエアフロメータの変動の主たる要因となるが、上記参考例のような２段の段差を設けることで、簡単な構成でエアフロメータの出力変動を抑制することができる。
【００２０】
第１参考例においては、大径筒部１７および小径筒部１４の全周に順次小さくなるように２つの段差１５および１６を形成したが、内底面の中心部方向側のみに２つの段差を形成してもよい。また、段差のつなぎは曲面であってもよいし、面取りがされていてもよい。また、ケース２０およびキャップ２１は樹脂製であるとしたが、金属製あるいは金属と樹脂との複合体からなっていてもよい。
【００２１】
（実施例（第３図においては第２実施例と記載））
次に本発明の実施例を図４および図５に示す。図４および図５に示す実施例において、エアクリーナ１０のケース２０の内底面２５に内底面２５の中心部から偏心して開口した流出口２６からクリーンサイド２４の内側面２４ａまで放射状に複数の樹脂製のリブ３１を設けた。複数のリブ３１は、流出口２６からクリーンサイド２４の内側面２４ａまでの長さに応じて異なる軸長Ｌを有している。一端３１ａは、Ｌ字状に曲折されており、大径筒部１７の内部に挿入される。側端部３１ｂは、大径筒部１７の側部内面２７ａに接しており、側部内面２７ａの軸方向寸法と略同寸法である。また、先端部３１ｃは、底部２８に接しており、底部２８の径方向寸法と略同寸法である。また、他端３１ｄの側端部３１ｅは内底面２５に接しており、先端部３１ｆは内側面２４ａ接している。リブ３１は、内底面２５に一体に成形されている。このリブ３１は、容器１１内から流出口２６に向かう整流部材を構成しており、特に、一端３１ａは出口管内における整流部材を構成しており、全体として容器１１内から出口管内にまで連続した整流部材を構成している。その他の第１参考例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
【００２２】
この実施例によると、入口管１３より吸入された空気は、エレメント１２で空気中のダスト、ごみ等が除去された後、ケース２０の内底面２５に沿って流出口２６へ向かって流れる。このとき空気は、リブ３１により内底面２５に沿って流れるときのぶつかりや、大径筒部１７の内部の周方向に流れるときのぶつかりが防止されることにより流体の乱れが緩和される。また、２つの段差１５および１６とその間の空間部３３とにより空気の剥離流れや流体のぶつかりによる乱れが抑制され、小径筒部１４に滑らかに流出する。小径筒部１４の内部に流入した空気は、熱線式流量計１８のセンサ部１９を通過し、エンジンの燃焼室に供給される。
【００２３】
実施例による出力の変動幅について実験した結果を図３に示す。図３に示す結果から明らかなように、実施例（第３図においては第２実施例と記載）においては、第１参考例に比べ出力の変動幅が低下することが判った。これは、空気の流量の少ない範囲内において特に顕著である。したがって実施例では、空気の剥離流れや流体のぶつかりによる流れの乱れをさらに抑制することができるため、熱線式流量計１８の出力変動をさらに抑えることができる。
【００２４】
実施例においては、リブ３１は樹脂製でＬ字状に曲折されているとしたが、本発明では、リブは流体のぶつかりを防止できる材料および形状であればどのようなものであってもよい。
（第２参考例（第３図においては第３実施例と記載））
次に第２参考例を図６および図７に示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１参考例の内燃機関の吸気装置を示す斜視図である。
【図２】  図１のＡ方向矢視断面図である。
【図３】  本願発明（図中第２実施例と記載）、第１参考例（図中第１実施例と記載）、第２参考例（図中第３実施例と記載）および従来例の実験データ図である。
【図４】  本発明の内燃機関の吸気装置を示す斜視図である。
【図５】  本発明のリブを示す斜視図である。
【図６】  第２参考例の内燃機関の吸気装置を示す斜視図である。
【図７】  第２参考例の整流部材を示す斜視図である。
【図８】  従来例を示す斜視図である。
【図９】  図８のＢ方向矢視断面図である。
【符号の説明】
１０  エアクリーナ（吸気装置）
１１  容器（エアクリーナケース）
１２  エレメント
１３  入口管
１４  小径筒部（出口管）
１５  第１の段差
１６  第２の段差
１７  大径筒部（出口管）
１８  熱線式流量計（エアフロメータ）
２０  ケース
２１  キャップ
２３  ダストサイド
２４  クリーンサイド
２５  内底面（出口内壁面）
２６  流出口
２７  側部
２９  端部
３１  リブ
３２  整流部材
３３  空間部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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