(57)【要約】【課題】扁平なエアクリーナはエンジンの吸気の脈動によって膜振動が生じる。【解決手段】エアクリーナの下面に形成されたエアクリーナ凸部と、エンジンのヘッドカバー上面に形成されたヘッドカバー凸部と、前記エアクリーナ凸部と前記ヘッドカバー凸部が両側から対向して内壁に密着し挿入され、内部で前記エアクリーナ凸部の端部と前記ヘッドカバー凸部の端部を隙間を空けて保持する筒状のグロメットと、前記グロメットの側面に形成され、前記隙間と連通する連通孔と、前記連通孔と前記エンジンの吸気通路を連通する配管を有することを特徴とするエアクリーナの制振支持構造は、膜振動をよく抑制し、また取付性、締結性も向上させられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアクリーナの下面に形成されたエアクリーナ凸部と、
エンジンのヘッドカバー上面に形成されたヘッドカバー凸部と、
前記エアクリーナ凸部と前記ヘッドカバー凸部が両側から対向して内壁に密着し挿入され、
内部で前記エアクリーナ凸部の端部と前記ヘッドカバー凸部の端部を
隙間を空けて保持する筒状のグロメットと、
前記グロメットの側面に形成され、前記隙間と連通する連通孔と、
前記連通孔と前記エンジンの吸気通路を連通する配管を有することを特徴とするエアクリーナの制振支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のエンジンの上部に配置固定されるエアクリーナの支持構造に関するものであり、特に厚みの薄いエアクリーナの制振支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアクリーナは、外気を取り入れ、外気中の粉塵等を除去したのち、エンジンに送るフィルターの役目を負っている。エンジンの効率を下げないためには、エアクリーナはできるだけエンジンの近くに配置するのが望ましい。
【０００３】
エンジンが空気を吸入する際には、エアクリーナからエンジンまでの吸気配管中の流れ抵抗が大きいと効率が低下するが、流れ抵抗は吸気配管の長さにほぼ比例するからである。そこでエアクリーナは、エンジンのヘッドカバーの上部に配置されることが多い。
【０００４】
エンジン室内は広さや高さに制限があり、シリンダを略鉛直方向に配置すると、エアクリーナは扁平形状になりやすい。また、エアクリーナをヘッドカバーに安定に固定しようとすると、エアクリーナの四隅を固定することになる。
【０００５】
ところで、エアクリーナはエンジンに空気を送るわけだが、エンジンの吸気バルブの開閉毎にエンジンに吸引されているともいえる。つまり、エンジンが空気を吸入する毎に、エアクリーナの内部は、外部と比較して大きな圧力差が生じる。
【０００６】
すると、エアクリーナでは、四隅が固定され、内部の圧力が減ることになる。扁平に近いエアクリーナがこのような状態になると、膜振動が生じる。つまり、エアクリーナ中央部が膨れたり、へこんだりしながら振動する。
【０００７】
この振動は、エンジン室を含むボディとの間で共鳴現象を発生させ、搭乗者には車内こもり音として認識されるようになる。したがって、エアクリーナの制振支持が必要となる。
【０００８】
エンジンに取り付けたエアクリーナに対して制振支持を行うという発明はすでに提案されている。特許文献１では、気筒数の異なるエンジンにエアクリーナを共通に使用してエンジンの生産性を高めるとともに、吸気ダクトとコイルカバー及びエアクリーナのシリンダヘッドカバーへの組付性の向上を図ることができるエンジンの吸気装置が開示されている。
【０００９】
ここでは、吸気ダクトとコイルカバーを一体化し、工具を使用することなくシリンダヘッドカバーにワンタッチで容易に固定できる構造として、シリンダヘッドカバーにグロメット挿入孔が形成し、筒状のグロメットを嵌め込む。そのグロメットに一体化された吸気ダクトとコイルカバーの固定部となるピンを差し込む。
【００１０】
グロメットの外面には突起部が設けられており、ピンが差し込まれることで、その突起部がグロメット挿入孔の内壁を圧迫することで、吸気ダクトとコイルカバーは固定される。また、このグロメットの突起部によって、エンジンからの振動は吸収されるので、吸気ダクトとコイルカバーは制振支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−２８０９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１の発明は、エンジンからの振動を吸収し、エアクリーナにあまり振動を伝達しないようにしようとするものである。しかし、エンジンの吸気のタイミングによって生じるエアクリーナ自体の膜振動を制振しようとするものではない。また、グロメットは弾性体であり、経年劣化によって突起部による締結力が低下し、吸気ダクトとコイルカバーが脱落してしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みて想到されたものであり、扁平形状のエアクリーナにエンジンからの吸気によって生じる膜振動を制振し、ヘッドカバー上に固定する制振支持構造を提供するものである。
【００１４】
より具体的に本発明に係るエアクリーナの制振支持構造は、
エアクリーナの下面に形成されたエアクリーナ凸部と、
エンジンのヘッドカバー上面に形成されたヘッドカバー凸部と、
前記エアクリーナ凸部と前記ヘッドカバー凸部が両側から対向して内壁に密着し挿入され、
内部で前記エアクリーナ凸部の端部と前記ヘッドカバー凸部の端部を
隙間を空けて保持する筒状のグロメットと、
前記グロメットの側面に形成され、前記隙間と連通する連通孔と、
前記連通孔と前記エンジンの吸気通路を連通する配管を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のエアクリーナの制振支持構造は、エアクリーナとヘッドカバーのそれぞれの凸部をグロメットで固定し、グロメット内に形成されたそれぞれの凸部の隙間をエンジンの吸気通路と連通させたので、エンジンが始動すると、エアクリーナとヘッドカバー間に吸引力が働き、エアクリーナの膜振動を抑制する。
【００１６】
また、エアクリーナとヘッドカバーとの固定はグロメットにそれぞれの凸部を挿入するだけなので、組付性が高い。しかも、エンジンが始動している間は、エアクリーナとヘッドカバーが強く締結しているので、走行中エアクリーナが振動で落ちるということがない。また、エンジンが始動すれば、グロメット内の空間を負圧にすることで締結力をえているので、グロメットの経年劣化による締結力の低下が少ないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るエアクリーナの制振支持構造の構成を示す図である。
【図２】エアクリーナとヘッドカバーとグロメットの断面を示す図である。
【図３】図２においてグロメット内の空間が負圧になった場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を用いて本発明に係るエアクリーナの制振支持構造について説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明の趣旨から外れない範囲内で、下記の実施形態を変更しても、本発明の技術的範囲に含まれるのは言うまでもない。
【００１９】
図１に本発明に係るエアクリーナの制振支持構造１を有するエンジンの構成を示す。エアクリーナの制振支持構造１は、ヘッドカバー１０とエアクリーナ１２と、エアクリーナの支持部１４と、支持部１４からエンジンの吸気通路１６に連通する配管１８を有する。ヘッドカバー１０は、シリンダヘッド２０上部を覆う。シリンダヘッド２０は、シリンダブロック２１上に配置固定され、燃焼室、カムシャフト等（図示せず）が配置される。シリンダブロック２１内には、シリンダ（図示せず）が形成される。なお、図１では、シリンダブロック２１以下のロアブロック若しくはオイルパンは省略した。
【００２０】
シリンダヘッド２０には、吸気ポート（図示せず）、排気ポート（図示せず）も形成される。なお、排気管も省略した。吸気ポートには、各気筒への吸気管とサージタンク２４が連結される。サージタンク２４からはエアクリーナ１２まで吸気通路１６が配置される。この吸気通路１６は途中にスロットルボディ２２が配置される。
【００２１】
エアクリーナ１２は、ヘッドカバー１０上部に固定される。シリンダを略縦型に配置すると、狭いエンジン室内では高さに制限があるため、エアクリーナ１２は扁平形状である。扁平形状とは高さ１２ｈに対して幅１２ｗの方が広い形状をしているものをいう。また上面１２ｕ若しくは下面１２ｄの少なくとも１面は、略平坦な面形状を有している。
【００２２】
図２には、支持部１４の拡大断面を示す。図２（ｂ）はグロメット１５部分をさらに拡大した断面図である。エアクリーナ１２の下面１２ｄにはヘッドカバー１０に固定するための、凸部が形成されている。また、ヘッドカバー１０の上面１０ｕにも同様の径の凸部が形成されている。
【００２３】
エアクリーナ１２の下面１２ｄに形成された凸部をエアクリーナ凸部１３といい、ヘッドカバー１０の上面１０ｕに形成された凸部をヘッドカバー凸部１１と呼ぶ。エアクリーナ１２とヘッドカバー１０は、このヘッドカバー凸部１１とエアクリーナ凸部１３をグロメット１５に挿入することで固定される。つまり、支持部１４は、ヘッドカバー凸部１１とエアクリーナ凸部１３とグロメット１５で構成されている。
【００２４】
グロメット１５は筒形状をしている。材質は耐熱性のあるシリコンゴム等が好適に利用できる。ヘッドカバー１０上もかなり温度が上がるからである。グロメット１５の長さ１５Ｌは、ヘッドカバー凸部１１とエアクリーナ凸部１３の高さ（それぞれ１１ｈ、１３ｈ）を加えた長さより長い。また、直径１５Ｄは、ヘッドカバー凸部１１とエアクリーナ凸部１３の径（ぞれぞれ１１Ｄ、１３Ｄ）より若干小さい。ヘッドカバー凸部１１とエアクリーナ凸部１３に対して、内壁１５ｉ面が密着し気密に結合するためである。
【００２５】
すなわち、ヘッドカバー凸部１１の端面１１ｔとエアクリーナ凸部１３の端面１３ｔとはグロメット１５の内部で対向して隙間１５ｇを有している。また、ヘッドカバー凸部１１の端面１１ｔとエアクリーナ凸部１３の端面１３ｔとグロメット１５の内壁１５ｉ面との間に、後述する連通孔１５ａを塞げば気密の空間１５ｒが形成される。
【００２６】
グロメット１５には、筒型形状の長さ１５Ｌ方向中程に連通孔１５ａが形成されている。連通孔１５ａは、配管１８を挿入するための挿入口１５ｂが設けられていてもよい。図２には挿入口１５ｂが設けられている場合を例示する。連通孔１５ａ（挿入口１５ｂ）には、配管１８の一端１８ａが挿入される。連通孔１５ａは、グロメット１５に挿入されたヘッドカバー凸部１１とエアクリーナ凸部１３の端面（１１ｔと１３ｔ）が向かい合い、グロメット内壁１５ｉ面で形成される空間１５ｒと連通する。または、隙間１５ｇと連通すると言ってもよい。
【００２７】
図１を再度参照し、配管１８の他端１８ｂは、エンジンの吸気通路１６と連通している。配管１８の他端１８ｂが連通するエンジンの吸気通路１６の位置は、特に限定されるものではない。しかし、サージタンク２４からスロットルボディ２２までの間であれば好適である。
【００２８】
以上のように構成したエアクリーナの制振支持構造１の動作について説明する。エンジンが始動すると、エアクリーナ１２から吸気通路１６を通って、サージタンク２４にエアが送られ、吸気ポートより各気筒へ空気が送られる。吸気ポート中には、インジェクション（図示せず）が配置され、燃料分配器（図示せず）から燃料が噴射される。空気と燃料の混合ガスが各気筒に供給されることとなる。
【００２９】
エンジンは、吸気、圧縮、燃焼、排出という工程を経るので、吸気は間欠的となる。したがって、エンジンの吸気は脈動する。この吸気の脈動は、エアクリーナ１２へ伝わり、エアクリーナ１２内での脈動する圧力変化となる。この圧力変化がエアクリーナ１２自体の振動となる。この振動は、エンジンから直接うける振動ではなく、エアクリーナ１２内部の圧力を減少させることで、エアクリーナ１２の外壁が凹むことで生じる。エアクリーナ１２が扁平形状をしている場合は、下面１２ｄ若しくは上面１２ｕの広い平面に膜振動が発生する。これが、扁平なエアクリーナ１２の発生する膜振動である。
【００３０】
本発明に係るエアクリーナの制振支持構造１では、エンジンが始動すると、吸気通路１６からグロメット１５の中の空間１５ｒに連通した配管１８によって、グロメット１５が収縮する。図３にこの時の様子を示す。グロメット１５は弾性を有するので、内部の空間１５ｒが負圧になると、空間１５ｒを形成するグロメット内壁１５ｉ面が内側に撓み、エアクリーナ１２とヘッドカバー１０の縦方向の締結力を高める。このようにすることで、エアクリーナ１２の共振周波数は変わり、膜振動は抑制される。なお、ここで縦方向とは、筒状のグロメット１５の長さ１５Ｌ（図２（ｂ）参照）方向をいう。
【００３１】
また、ヘッドカバー１０とエアクリーナ１２の結合は、弾性を有するグロメット１５であるので、エンジン自体の振動をも吸収する。また、グロメット１５の負圧にされている空間１５ｒの外壁１５ｏは内側にたわんでいるので、縦方向に直角な方向（これを横方向と呼ぶ。）に変形しやすくなる。したがって、エンジン自体の横方向の振動はエアクリーナ１２には伝わりにくくなる。
【００３２】
さらに、エアクリーナ１２とヘッドカバー１０は、グロメット１５で連結され、配管１８で吸気通路１６と連通されているだけであるので、組立時の作業性は極めて容易となる。一方、エンジンが始動すると、連結は強固な締結となり、エアクリーナ１２が脱落することはない。
【００３３】
なお、細かく見ると、エアクリーナ１２の内部の圧力変化は脈動しており、同様にグロメット１５内の空間１５ｒの負圧も脈動している。そしてグロメット１５内の空間１５ｒの負圧の変動は、エアクリーナ１２内部の圧力変化と一致する。グロメット１５内の空間１５ｒの負圧は、吸気通路１６中の圧力変動と直結しているからである。これは、グロメット１５の部分におけるエアクリーナ１２とヘッドカバー１０の締結力が脈動しているということである。
【００３４】
すなわち、エアクリーナ１２の膜振動は、エアクリーナ１２とヘッドカバー１０の締結力の脈動と一致して、相殺する。この効果によってエアクリーナ１２の膜振動は極めてよく抑制される。
【００３５】
なお、上記の説明では、エアクリーナ１２の支持部１４が１つ形成されている場合を示したが、支持部１４は複数あってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は自動車のエンジンに締結されるエアクリーナに好適に利用することができ、特に扁平形状のエアクリーナのヘッドカバーとの締結に有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１  エアクリーナの制振支持構造
１０  ヘッドカバー
１０ｕ  （ヘッドカバーの）上面
１１  ヘッドカバー凸部
１１Ｄ  （ヘッドカバー凸部の）直径
１１ｈ  （ヘッドカバー凸部の）高さ
１１ｔ  （ヘッドカバー凸部の）端面
１２  エアクリーナ
１２ｈ  （エアクリーナの）高さ
１２ｗ  （エアクリーナの）幅
１２ｕ  （エアクリーナの）上面
１２ｄ  （エアクリーナの）下面
１３  エアクリーナ凸部
１３Ｄ  （エアクリーナ凸部の）直径
１３ｈ  （エアクリーナ凸部の）高さ
１３ｔ  （ヘッドカバー凸部の）端面
１４  （エアクリーナの）支持部
１５  グロメット
１５Ｄ  直径
１５Ｌ  （グロメットの）長さ
１５ｉ  （グロメットの）内壁
１５ｇ  （端面１１ｔと端面１３ｔとの）隙間
１５ａ  （グロメットの）連通孔
１５ｂ  （グロメットの）挿入口
１５ｒ  （気密の）空間
１５ｏ  （グロメットの）外壁
１６  吸気通路
１８  配管
１８ａ  （配管の）一端
１８ｂ  （配管の）他端
２０  シリンダヘッド
２１  シリンダブロック
２２  スロットルボディ
２４  サージタンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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