(57)【要約】【課題】ブローバイガス中に含み得る油や水を分離可能であると共に、分離後のブローバイガスを空気中に良好に混合可能なエアクリーナを提供する。【解決手段】フィルタエレメント２と、フィルタエレメント２を内蔵して、フィルタエレメント２を挟んで空気の流れの下流側にクリーン室４を有するエアクリーナケース３とを備えるエアクリーナであって、フィルタエレメント２を通過した空気をクリーン室４から排出する排出口５と、クリーン室４に設けられ、内燃機関のブローバイガスの通気路９と繋がり、ブローバイガスを導入する導入口６と、導入口６の周縁との間に隙間を有した状態で導入口６に対向される気液分離部材７Ａとを備える。気液分離部材７Ａは、導入口６から導入したブローバイガスを折り返して隙間から排出する還流面７２０，７４０，７６０と、フィルタエレメント２を通過した空気を排出口５に向かうように整流する整流面７２２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタエレメントと、前記フィルタエレメントを内蔵して、前記フィルタエレメントを挟んで空気の流れの下流側にクリーン室を有するエアクリーナケースとを備えるエアクリーナであって、
前記フィルタエレメントを通過した空気を前記クリーン室から排出する排出口と、
前記クリーン室に設けられ、内燃機関のブローバイガスの通気路と繋がり、前記ブローバイガスを導入する導入口と、
前記導入口の周縁との間に隙間を有した状態で前記導入口に対向される気液分離部材とを備え、
前記気液分離部材は、
前記導入口から導入したブローバイガスを折り返して前記隙間から排出する還流面と、
前記フィルタエレメントを通過した空気を前記排出口に向かうように整流する整流面とを備えるエアクリーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブローバイガスをエアクリーナに導入して吸気系に戻すにあたり、ブローバイガス中に含み得る油や水を分離する気液分離部材を備えるエアクリーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の運転時には、燃焼室から未燃焼ガスを含むガス（ブローバイガス）がシリンダとピストンとの隙間を伝ってクランクケース内に漏れることがある。そこで、クランクケース内に漏出したブローバイガスを吸気系に戻し、再度燃焼室で燃焼させることが行われている。
【０００３】
特許文献１には、フィルタエレメントを内蔵したエアクリーナケースの底壁にブローバイガスの連通口を開口させ、ブローバイガスを吸気系に戻すエンジンの吸気装置が開示されている。ブローバイガス中には、油や水を含み得る。そこで、特許文献１の吸気装置では、ブローバイガスの連通口の周囲を囲んで鉛直上下方向に迷路状の連通路を形成する仕切り壁を設け、その仕切り壁の内部に気液分離室を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４８２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、ブローバイガスの連通路が迷路状であり、ブローバイガスが空気の流れに乗り難い。特に、連通路がエアクリーナケースの中央部分に設けられている場合（特許文献１の図１を参照）、その連通路を形成する仕切り壁が空気の流れを邪魔し、空気の流速が低下し易く、ブローバイガスが空気の流れに乗り難い。
【０００６】
ブローバイガス中に含み得る油や水は、連通路を通る際に気液分離して除去されるが、ある程度はガス中に残り得る。この油や水を含むブローバイガスが、空気の流れにうまく乗らずに、空気と未混合のままエアクリーナから排出されると、その先にあるスロットルボディ内に油や水が付着し易く、スロットルボディの故障の原因となり得る。
【０００７】
そこで、本発明の目的の一つは、ブローバイガス中に含み得る油や水を分離可能であると共に、分離後のブローバイガスを空気中に良好に混合可能なエアクリーナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係るエアクリーナは、
フィルタエレメントと、前記フィルタエレメントを内蔵して、前記フィルタエレメントを挟んで空気の流れの下流側にクリーン室を有するエアクリーナケースとを備えるエアクリーナであって、
前記フィルタエレメントを通過した空気を前記クリーン室から排出する排出口と、
前記クリーン室に設けられ、内燃機関のブローバイガスの通気路と繋がり、前記ブローバイガスを導入する導入口と、
前記導入口の周縁との間に隙間を有した状態で前記導入口に対向される気液分離部材とを備え、
前記気液分離部材は、
前記導入口から導入したブローバイガスを折り返して前記隙間から排出する還流面と、
前記フィルタエレメントを通過した空気を前記排出口に向かうように整流する整流面とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
上記エアクリーナは、気液分離部材の還流面によりブローバイガスを折り返すことで、ブローバイガス中に含み得る油や水を気液分離して除去できる。気液分離部材による分離後のブローバイガスは、導入口の周縁と気液分離部材との間の隙間から排出されるが、気液分離部材の整流面によりフィルタエレメントを通過した空気を整流することで、この空気によって上記隙間からブローバイガスが効果的にクリーン室の内部に排出される。これは、整流面により整流された空気は、流速が向上するため、ブローバイガスを上記隙間から引き出すことができるからである。上記隙間から排出されたブローバイガスは、流速が向上された空気と効果的に混合される。ブローバイガスと空気とを良好に混合できることで、気液分離部材により分離しきれなかった油や水を霧化することができる。ブローバイガスを含む空気は、排出口から排出されて、その先にあるスロットルボディに導かれるが、ブローバイガス中に油や水が含まれたとしても、その油や水は霧化されて微粒であるため、スロットルボディ内に付着し難く、空気と共に燃焼室まで流れ易い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係るエアクリーナの内部を示す模式図である。
【図２】実施形態１に係るエアクリーナの内部を流れる空気及びブローバイガスの流れを説明する説明図である。
【図３】実施形態１に係るエアクリーナとブローバイガスの通気路との接続部分を示す断面図である。
【図４】実施形態２に係るエアクリーナの内部を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のエアクリーナの実施形態を以下に図面を参照しつつ説明する。図中、同一符号は同一名称物を示す。
【００１２】
≪実施形態１≫
〔全体構成〕
図１〜図３を参照して、実施形態１のエアクリーナ１を説明する。
実施形態１のエアクリーナ１は、図１及び図２に示すように、フィルタエレメント２と、フィルタエレメント２を内蔵するエアクリーナケース３とを備える。エアクリーナ１には吸気通路８が連結されており、フィルタエレメント２は、吸気通路８からエアクリーナ１に導入された空気を浄化する。エアクリーナケース３は、フィルタエレメント２を挟んで空気の流れの下流側に、フィルタエレメント２で浄化された空気が流れるクリーン室４を備える。クリーン室４には、フィルタエレメント２を通過した空気をクリーン室４から排出する排出口５を備える。排出口５には、図示しないエアクリーナ出口ホースを介してスロットルボディ（図示せず）が連結される。本例では、排出口５は、エアクリーナケース３の底面に設けられている。
【００１３】
実施形態１のエアクリーナ１は、クリーン室４に、内燃機関のブローバイガスを導入する導入口６を備える。ここで、ブローバイガスは、内燃機関の運転時に、燃焼室（図示せず）からシリンダとピストンとの隙間を伝ってクランクケース内に漏出した未燃焼ガスを含むガスである。ブローバイガスは、クランクケース内からシリンダヘッドカバー内に導入され、シリンダヘッドカバーとエアクリーナ１とを繋ぐブローバイガス通路９を通って導入口６からクリーン室４内に導入される。本例では、導入口６は、エアクリーナケース３の側面に設けられている。クリーン室４（エアクリーナ１）に導入されたブローバイガスは、浄化された空気と共に、スロットルボディを通って、燃焼室で燃焼される。ブローバイガス中には、油や水を含み得る。本実施形態１のエアクリーナ１は、導入口６の周縁との間に隙間を有した状態で導入口６に対向される気液分離部材７Ａを備え、導入口６から導入されたブローバイガス中に含み得る油や水を分離可能であると共に、分離後のブローバイガスを空気流に良好に混合可能な構成を備える点を特徴の一つとする。以下、まずエアクリーナ１に備わる気液分離部材７Ａについて説明し、その後にエアクリーナ１の内部を流れる空気及びブローバイガスの流れについて説明する。
【００１４】
〔気液分離部材〕
気液分離部材７Ａは、図１及び図２に示すように、導入口６から導入したブローバイガスを折り返す還流面７２０，７４０，７６０と、フィルタエレメント２を通過した空気を排出口に向かうように整流する整流面７２２とを備える。還流面７２０，７４０，７６０で折り返されたブローバイガスは、導入口６の周縁と気液分離部材７Ａとの間の隙間からクリーン室４内に排出される。
【００１５】
気液分離部材７Ａは、導入口６に対向する対向壁７２と、対向壁７２から導入口６側に延びる一組のガイド壁７４と、一組のガイド壁７４間で対向壁７２から導入口６側に延びる中間壁７６とを備える。還流面７２０，７４０，７６０は、対向壁７２の内面、ガイド壁７４の内面、中間壁７６の両側面から構成される。整流面７２２は、対向壁７２の外面で構成される。対向壁７２とガイド壁７４と中間壁７６とは、一体に成形された一体物である。
【００１６】
（対向壁）
本例では、エアクリーナケース３の側面に導入口６が設けられている。そのため、対向壁７２は、導入口６に対向するように、エアクリーナケース３の底面から立設している。導入口６に対向して対向壁７２を備えることで、導入口６から導入されたブローバイガスは、対向壁７２の内面（還流面７２０）に衝突する。ブローバイガスが対向壁７２の還流面７２０に衝突することで、ブローバイガス中に含み得る油や水を還流面７２０に付着させて分離できると共に、油や水が分離されたブローバイガスの気流を導入口６の周縁と気液分離部材７Ａとの間の隙間に向けて還流できる。本例では、還流面７２０は、湾曲面で構成されている。還流面７２０が湾曲面であることで、湾曲面に沿ってブローバイガスを円滑に折り返す気流を形成し易い。還流面７２０は、平面で構成されていてもよい。
【００１７】
本例では、奥行きが異なる二つのＵ字状の還流面７２０を有しているが、還流面７２０の数は適宜選択でき、一つでも、三つ以上でもよい。
【００１８】
対向壁７２は、フィルタエレメント２側から排出口５側に向かうに従って、導入口６からの距離が長くなるように傾斜して配置されている。対向壁７２が排出口５に向かって傾斜していることで、フィルタエレメント２を通過した空気は、対向壁７２の外面（整流面７２２）の傾斜に沿って整流されることになる。整流された空気は流速が向上される。空気の流速が向上されることで、空気の流れによって、導入口６の周縁と気液分離部材７Ａとの間の隙間に導かれたブローバイガスを、クリーン室４の内部に引き出すことができる。そして、空気の流れによって、ブローバイガスと空気とを良好に混合できる。つまり、本例では、対向壁７２は、内面に還流面７２０を備え、外面に整流面７２２を備えており、ブローバイガスの流れを作る機能と、空気の流れを作る機能とを兼ね備えている。本例では、整流面７２２は、平面で構成されている。整流面７２２が平面であることで、平面に沿って空気を排出口５に向かうように整流し易い。整流面７２２は、外方に膨出する湾曲面で構成されていてもよい。
【００１９】
対向壁７２の傾斜度合いは、フィルタエレメント２を通過した空気を排出口５に向かうように整流可能な値が適宜選択できる。例えば、対向壁７２の沿面方向の延長線が排出口５の開口縁に接するか、排出口５を横切るような傾斜度合いとすることが挙げられる。フィルタエレメント２と排出口５の中心とを繋ぐ直線のうち、フィルタエレメント２に対して垂直となる直線に対する傾斜度合いを大きくすると、整流された空気の流速を向上し易く、ブローバイガスをクリーン室４の内部に引き出し易く、かつブローバイガスと空気とをより混合し易い。
【００２０】
（ガイド壁）
ガイド壁７４は、対向壁７２から導入口６側に延びるように、エアクリーナケース３の底面から立設している。対向壁７２から延びるガイド壁７４を備えることで、対向壁７２の内面（還流面７２０）に衝突したブローバイガスは、内面（還流面７４０）に沿って導入口６側に導かれる。ブローバイガスが還流面７４０に衝突することでも、ブローバイガス中に含み得る油や水を分離できる。本例では、対向壁７２とガイド壁７４とで形成される壁は、断面凹形状である。
【００２１】
ガイド壁７４は、対向壁７２の両端部からそれぞれ導入口６側に延び、その先端部が導入口６からブローバイガス通路９の内部に若干入り込んでいる（図２及び図３を参照）。ガイド壁７４の先端部と導入口６の周縁との間には、図２に示すように、隙間を有する。本例では、ブローバイガス通路９の導入口６側の端部が拡径しており、導入口６の開口縁の内幅が一組のガイド壁７４間の距離よりも広い。ガイド壁７４の還流面７４０により導入口６側に導かれたブローバイガスは、ガイド壁７４の先端部と導入口６の周縁との間の隙間に導かれる。
【００２２】
対向壁７２が傾斜して構成されているため、排出口５側に位置するガイド壁７４は、フィルタエレメント２側に位置するガイド壁７４よりも長い。
【００２３】
（中間壁）
中間壁７６は、一組のガイド壁７４間に、対向壁７２から導入口６側に延びるように、エアクリーナケース３の底面に立設している。中間壁７６も、ガイド壁７４と同様に、対向壁７２の内面（還流面７２０）に衝突したブローバイガスを、側面（還流面７６０）に沿って導入口６側に導く。ブローバイガスが還流面７６０に衝突することでも、ブローバイガス中に含み得る油や水を分離できる。本例では、対向壁７２とガイド壁７４と中間壁７６とで形成される壁は、断面Ｅ字形状である。
【００２４】
対向壁７２が傾斜して構成されているため、中間壁７６は、フィルタエレメント２側に位置するガイド壁７４よりも長く、排出口５側に位置するガイド壁７４よりも短い。
【００２５】
気液分離部材７Ａは、エアクリーナケース３に一体に成形された一体物であってもよいし、エアクリーナケース３とは別体であってもよい。別体の場合、気液分離部材７Ａは、エアクリーナケース３に接着剤やねじ止め等の固定部材で一体化される。
【００２６】
〔空気及びブローバイガスの流れ〕
エアクリーナ１の内部を流れる空気及びブローバイガスの流れを、主に図２を参照して説明する。図中、黒塗り矢印は空気の流れを示し、白抜き矢印はブローバイガスの流れを示す。
【００２７】
吸気通路８からエアクリーナ１に導入された空気は、フィルタエレメント２により浄化され、クリーン室４を排出口５に向けて流れる。一方、ブローバイガス通路９を通って導入口６から導入されたブローバイガスは、気液分離部材７Ａの内面（対向壁７２の還流面７２０、ガイド壁７４の還流面７４０、中間壁７６の還流面７６０）に衝突して、内部に含み得る油や水が分離される。分離された油や水は、ブローバイガス通路９を通って、シリンダヘッドカバーに戻される。このとき、図３に示すように、ブローバイガス通路９の内面がシリンダヘッドカバーに向けて下がる傾斜面で形成されていると、分離された油や水を効果的にシリンダヘッドカバーに戻すことができる。
【００２８】
気液分離部材７Ａの内面（還流面７２０，７４０，７６０）に衝突したブローバイガスは、ガイド壁７４の還流面７４０や中間壁７６の還流面７６０に沿って、ガイド壁７４の先端部と導入口６の周縁との間の隙間に導かれ、この隙間からクリーン室４の内部に向かって流れる。このとき、フィルタエレメント２を通過した空気は、気液分離部材７Ａの整流面７２２によって、排出口５に向かうように整流され、流速が向上される。流速が向上されるのは、フィルタエレメント２と排出口５との間に気液分離部材７Ａが設けられ、エアクリーナケース３の内幅が整流面７２２により狭められたことによる。
【００２９】
空気と霧化されたブローバイガスは、排出口５からスロットルボディ（図示せず）に向けて排出され、再度燃焼室で燃焼される。
【００３０】
〔効果〕
上述したエアクリーナ１は、気液分離部材７Ａの還流面７２０，７４０，７６０により、導入口６から導入されたブローバイガス中に含み得る油や水を気液分離して除去でき、気液分離部材７Ａの整流面７２２により、空気を整流して流速を向上でき、その空気によって分離後のブローバイガスをクリーン室４の内部に効果的に引き出すことができる。そして、クリーン室４の内部に引き出されたブローバイガスと、流速が向上された空気とを効果的に混合でき、気液分離部材７Ａにより分離しきれなかった油や水を霧化することができる。よって、ブローバイガス中に油や水が含まれたとしても、その油や水は霧化されて微粒であるため、エアクリーナ１の先にあるスロットルボディ内に付着し難く、空気と共に燃焼室まで流れ易い。
【００３１】
一般的に、スロットルバルブ（図示せず）がある程度閉じた状態の低負荷時には、スロットルバルブよりも燃焼室側が負圧となり、スロットルバルブよりもエアクリーナ１側が大気圧となるため、この圧力差により、エアクリーナ１を流れる空気は、排出口５側に流れ易い。一方、スロットルバルブが全開状態の高負荷時には、スロットルバルブよりも燃焼室側とエアクリーナ１側とが同じ圧力（大気圧）となるため、エアクリーナ１を流れる空気は、排出口５側に流れ難い。そのため、気液分離部材７Ａに整流面７２２を備えない場合、高負荷時では、ブローバイガスが排出口５から排出され難く、フィルタエレメント２側に流れる虞がある。上述したエアクリーナ１では、気液分離部材７Ａの整流面７２２近傍を通過する空気を排出口５に向かうように整流でき、この空気にブローバイガスを混合できるため、導入口６から導入されたブローバイガスがフィルタエレメント２側に流れることを抑制できる。
【００３２】
≪実施形態２≫
図４を参照して、実施形態２のエアクリーナを説明する。
実施形態２のエアクリーナは、導入口６がエアクリーナケース３の底面に設けられており、この導入口６に対応して気液分離部材７Ｂが設けられている点が実施形態１と異なり、その他の構成については同様である。
【００３３】
気液分離部材７Ｂは、導入口６に対向する対向壁７２と、対向壁７２から導入口６側に延びる四組のガイド壁７４と、対向するガイド壁７４間で対向壁７２から導入口６側に延びる中間壁７６とを備える。つまり、気液分離部材７Ｂは、導入口６側に開口する無底有蓋の箱状体に構成される。本例では、還流面７２０，７４０，７６０は、対向壁７２の内面、ガイド壁７４の内面、中間壁７６の両側面から構成される。整流面７４２は、ガイド壁７４の外面で構成される。
【００３４】
本例では、エアクリーナケース３の底面に導入口６が設けられている。そのため、対向壁７２は、導入口６に対向するように配置される。そして、ガイド壁７４は、対向壁７２からそれぞれ導入口６側に延び、その先端部が導入口６からブローバイガス通路９の内部に若干入り込んで配置されている。中間壁７６は、フィルタエレメント２を通過した空気の流れと交差するように配置されている。このような無底有蓋の箱状体の気液分離部材７Ｂは、例えば、ガイド壁７４とエアクリーナケース３の底面とを繋ぐＬ型の取付具（図示せず）を介して、エアクリーナケース３の底面上に固定されることが挙げられる。他に、エアクリーナケース３の側面に対向するガイド壁７４とエアクリーナケース３の側面とを繋ぐＩ型の取付具（図示せず）を介して、エアクリーナケース３の底面上に固定されることが挙げられる。
【００３５】
本例のエアクリーナにおいても、実施形態１のエアクリーナ１と同様に、導入口６から導入されたブローバイガスは、気液分離部材７Ｂの還流面７２０，７４０，７６０により折り返されることで、ブローバイガス中に含み得る油や水を気液分離して除去できる。分離された油や水は、還流面７４０，７６０を伝って、自重によりシリンダヘッドカバーに戻される。そして、導入口６の周縁と気液分離部材７Ｂとの間の隙間に導かれたブローバイガスは、気液分離部材７Ｂの整流面７４２により整流されて流速が向上した空気によって、クリーン室４の内部に効果的に引き出される。クリーン室４の内部に引き出されたブローバイガスは、流速が向上された空気に効果的に混合されることで、気液分離部材７Ｂにより分離しきれなかった油や水を霧化することができる。
【００３６】
本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、上述した実施形態において、以下の変更が可能である。
【００３７】
（１）気液分離部材は、中間壁を省略してもよい。例えば、実施形態１のように、導入口がエアクリーナケースの側面に設けられている場合、対向壁とガイド壁とで断面凹形状としてもよい。
【００３８】
（２）気液分離部材は、対向壁を省略してもよい。例えば、実施形態１のように、導入口がエアクリーナケースの側面に設けられている場合、一組のガイド壁で断面Ｖ字形状としてもよい。その場合、Ｖ字状の先端部分に整流面を取り付ければよい。
【００３９】
（３）気液分離部材は、整流壁における空気の流れに沿った長さを、整流壁に接続されるガイド壁間の間隔よりも長くしてもよい。例えば、実施形態１のように、導入口がエアクリーナケースの側面に設けられている場合、対向壁とガイド壁とで断面π形状としてもよい。
【００４０】
（４）気液分離部材は、その先端部が導入口からブローバイガス通路に入り込まず、クリーン室内に存在していてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  エアクリーナ
２  フィルタエレメント
３  エアクリーナケース
４  クリーン室
５  排出口
６  導入口
７Ａ，７Ｂ  気液分離部材
７２  対向壁
７２０  還流面
７２２  整流面
７４  ガイド壁
７４０  還流面
７４２  整流面
７６  中間壁
７６０  還流面
８  吸気通路
９  ブローバイガス通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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