(57)【要約】【課題】エアフローメータの出力信号の変動を低減することができる。【解決手段】エアクリーナのアウトレット２２は、エアの流量を計測するためのエアフローメータ５０が取り付けられる筒部２４と、同筒部２４の上流側端部２４ａに接続される筒部材２６と、を備える。エアフローメータ５０の上流側には、筒部２４の内周面と筒部材２６の内周面とにより段差部３２が形成され、軸線方向Ａにおける段差部３２の位置が周方向において異なっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアクリーナのアウトレットの構造であって、
前記アウトレットは、エアの流量を計測するためのエアフローメータが取り付けられる第１配管と、同第１配管の上流側端部に接続される第２配管と、を備え、
前記エアフローメータの上流側には、前記第１配管の内周面と前記第２配管の内周面とにより段差部が形成され、
軸線方向における前記段差部の位置が周方向において異なっている、
エアクリーナのアウトレット構造。
【請求項２】
前記第１配管及び前記第２配管の一方の配管の端部は他方の配管の端部に内嵌され、
前記他方の配管に内嵌された前記一方の配管の端面は、これら配管の嵌合部の中心軸線に直交する仮想平面に対して傾斜している、
請求項１に記載のエアクリーナのアウトレット構造。
【請求項３】
エアクリーナのアウトレットの構造であって、
前記アウトレットは、エアの流量を計測するためのエアフローメータが取り付けられる第１配管と、同第１配管の上流側端部に接続される第２配管と、を備え、
前記エアフローメータの上流側における前記第１配管の内周面には、軸線方向において内径が異なる段差部が形成され、
軸線方向における前記段差部の位置が周方向において異なっている、
エアクリーナのアウトレット構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のエアクリーナのアウトレット構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のエアクリーナは、インレットを有するケースと、アウトレットを有するキャップとを備えており、ケースとキャップとの間にはフィルタエレメントが設けられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のエアクリーナのキャップには、筒部が一体成形されており、同筒部の上流側端部には、ファンネル形状を有する筒部とは別体の筒部材が外嵌されている。これら筒部と筒部材とによって前記アウトレットが構成されている。
【０００４】
前記筒部にはエアの流量を計測するためのエアフローメータが取り付けられており、同筒部の上流側端部にはエアを整流するための整流部材が一体的に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００―３０３９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載のエアクリーナにおいては、筒部に対して整流部材を一体的に形成する必要がある。一般には、成形型の構造の制約などから、筒部と整流部材とを一体成形により形成することが難しく、別体の整流部材を筒部に対して溶着などにより接合しなければならならない。そのため、製造工数が増えるなどの問題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、エアフローメータの出力信号の変動幅を容易に低減することができるエアクリーナのアウトレット構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためのエアクリーナのアウトレットの構造であって、前記アウトレットは、エアの流量を計測するためのエアフローメータが取り付けられる第１配管と、同第１配管の上流側端部に接続される第２配管と、を備える。前記エアフローメータの上流側には、前記第１配管の内周面と前記第２配管の内周面とにより段差部が形成され、軸線方向における前記段差部の位置が周方向において異なっている。
【０００９】
同構成によれば、軸線方向における段差部の位置が周方向において異なっているため、アウトレットをエアが流れる際に、上記段差部でのエア流の剥離が、軸線方向の異なる位置で発生するようになる。このため、軸線方向の同一位置において周方向全体にわたってエア流の剥離が同時に発生することがなくなる。すなわち、エア流の剥離によってリング状の渦流が発生することがなくなる。従って、リング状の渦流の発生に起因してエアの流速が変動することを抑制すること、及び同エア流の直後にリング状の渦流を伴わない比較的流速の小さいエア流が交互に発生することを抑制することができる。その結果、第１配管の中心部付近においてはエア流の流速の変動幅を小さくすることができる。
【００１０】
また、上記目的を達成するためのエアクリーナのアウトレットの構造であって、前記アウトレットは、エアの流量を計測するためのエアフローメータが取り付けられる第１配管と、同第１配管の上流側端部に接続される第２配管と、を備える。前記エアフローメータの上流側における前記第１配管の内周面には、軸線方向において内径が異なる段差部が形成され、軸線方向における前記段差部の位置が周方向において異なっている。
【００１１】
第１配管と第２配管との接続部においては、第１配管の内周面と第２配管の内周面とにより段差が生じやすい。この場合、段差付近をエアが流れる際に、リング状の渦流が発生する可能性がある。そして、リング状の渦流が発生すると、アウトレットの内周面付近ではエアの流速が低下する一方、その反動により、アウトレットの中心部付近ではエアの流速が上昇する。また、こうしたエア流の直後にはリング状の渦流を伴わない比較的流速の小さいエア流が発生する。そして、こうしたエア流が交互にエアフローメータの計測部を通過することとなるため、エアフローメータの出力信号が大きく変動することとなる。
【００１２】
これに対して、上記構成によれば、エアフローメータの上流側における第１配管の内周面に、軸線方向において内径が異なる段差部が形成され、軸線方向における段差部の位置が周方向において異なっている。このため、上記段差付近をエアが流れる際にリング状の渦流が発生しても、その下流側に位置する段差部付近をリング状の渦流が流れる際にそのリング状の流速分布が崩れるとともに同流速が弱められることとなる。従って、リング状の渦流の発生に起因して第１筒部の中心部付近においてエアの流速が変動することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エアフローメータの出力信号の変動幅を容易に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態のエアクリーナの断面図。
【図２】比較例のエアクリーナのアウトレットを中心とした断面図。
【図３】アウトレットの段差部で渦流が発生する様子を示す断面図。
【図４】同実施形態のエアクリーナのアウトレットを中心とした断面図。
【図５】エアフローメータの出力信号の推移の一例を模式的に示すタイムチャート。
【図６】第２実施形態のエアクリーナのアウトレットを中心とした断面図。
【図７】変形例のエアクリーナのアウトレットを中心とした断面図。
【図８】アウトレットの段差部で渦流が発生する様子を示す断面図。
【図９】他の変形例におけるエアクリーナのアウトレットを中心とした断面図。
【図１０】他の変形例におけるエアクリーナのアウトレットを中心とした断面図。
【図１１】他の変形例におけるエアクリーナのアウトレットを中心とした断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
以下、図１〜図５を参照して、第１実施形態について説明する。
図１に示すように、内燃機関のエアクリーナは、インレット１２を有するケース１０と、アウトレット２２を有するアウトレット２２とを備えており、ケース１０とキャップ２０との間にはフィルタエレメント４０が設けられている。そして、インレット１２を通じてケース１０内に導入されたエアがフィルタエレメント４０によって濾過された後、キャップ２０内を経てアウトレット２２を通じて内燃機関のシリンダ内に吸入される。
【００１６】
アウトレット２２は、キャップ２０の側壁と一体成形されるとともに同側壁の外側及び内側にそれぞれ直線状に突出した筒部２４と、同筒部２４の上流側端部２４ａに接続された筒部材２６とからなる。すなわち、筒部材２６の下流側端部２６ａが筒部２４の上流側端部２４ａに内嵌されており、アウトレット２２におけるエアフローメータ５０の上流側には、筒部２４の内周面と筒部材２６の内周面とにより段差部３２が全周にわたって形成されている。
【００１７】
筒部２４におけるキャップ２０の外側に位置する部位には、透孔２４ｂが形成されており、同透孔２４ｂにはエアの流量を計測するためのエアフローメータ５０が取り付けられている。なお、図４に示すように、エアフローメータ５０の計測部５０ａは、筒部２４の略中心に位置している。
【００１８】
図１に示すように、筒部材２６の上流側端部２６ｄ（同図の右側の端部）は、上流側に向けて拡径されており、所謂ファンネル形状をなしている。また、筒部材２６の外周面には突条２６ｃが全周にわたって形成されており、同突条２６ｃは筒部２４の上流側の端面に当接されている。
【００１９】
筒部材２６の下流側の端面２６ｂは、筒部２４と筒部材２６との嵌合部２８の中心軸線Ａに直交する仮想平面３０に対して傾斜している。従って、上記軸線方向Ａにおける段差部３２の位置が周方向において異なっている。
【００２０】
次に、本実施形態の作用について説明する。
図３に矢印にて示すように、アウトレット１２２の内周面の段差部１３２付近をエアが流れる際に、同段差部１３２の下流側においてエア流が剥離して渦流が生じることとなる。
【００２１】
図２に二点鎖線にて示すように、比較例のアウトレット１２２においては、筒部材１２６の下流側の端面１２６ｂが筒部材１２６の中心軸線Ａに直交しており、上記軸線方向Ａにおける段差部１３２の位置が全周にわたって同一の位置とされているため、段差部１３２付近をエアが流れる際に、リング状の渦流が発生することとなる。こうした渦流が発生すると、図２に実線にてエアの流速の分布を示すように、アウトレット１２２の内周面付近では上流側に向けてエアが流れて同エアの流速がマイナスになる一方、その反動により、アウトレット１２２の中心部付近ではエアの流速が上昇する。また、こうしたエア流の直後にはリング状の渦流を伴わない比較的流速の小さいエア流が発生する。そして、こうしたエア流が交互にエアフローメータ５０の計測部５０ａを通過することとなるため、図５に二点鎖線にて示すように、エアフローメータ５０の出力信号が大きく変動することとなる。なお、図５において二点鎖線は出力信号の平均値を示している。
【００２２】
これに対して、図４に二点鎖線にて示すように、本実施形態のアウトレット２２においては、筒部材２６の軸線方向Ａにおける段差部３２の位置が周方向において異なっているため、段差部３２付近をエアが流れる際に、エア流の剥離が、軸線方向Ａの異なる位置で発生するようになる。このため、軸線方向Ａの同一位置において周方向全体にわたってエア流の剥離が同時に発生することを回避することができる。すなわち、エア流の剥離によって前記比較例のようなリング状の渦流が発生することがなくなる。従って、リング状の渦流の発生に起因して筒部２４の中心部付近において流速が上昇したエアが流れること、及び同エア流の直後にリング状の渦流を伴わない比較的流速の小さいエア流が交互に発生することを回避することができる。その結果、筒部２４の中心部付近においてはエア流の流速の変動幅が小さくなる。従って、図５に実線にて示すように、エアフローメータ５０の出力信号の変動幅が上記比較例に比べて小さくなる。なお、図２及び図４においては、説明の便宜上、筒部２４及び筒部材２６の厚み、並びに流速の分布を誇張して示している。
【００２３】
以上説明した本実施形態に係るエアクリーナのアウトレット構造によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）エアクリーナのアウトレット２２は、エアの流量を計測するためのエアフローメータ５０が取り付けられる筒部２４と、同筒部２４の上流側端部２４ａに接続される筒部材２６と、を備える。エアフローメータ５０の上流側には、筒部２４の内周面と筒部材２６の内周面とにより段差部３２が形成され、軸線方向Ａにおける段差部３２の位置が周方向において異なっている。
【００２４】
こうした構成によれば、軸線方向Ａにおける段差部３２の位置が周方向において異なっているため、アウトレット２２をエアが流れる際に、上記段差部３２でのエア流の剥離が、軸線方向Ａの異なる位置で発生するようになる。このため、エア流の剥離によってリング状の渦流が発生することがなくなる。従って、筒部２４の中心部付近においてはエア流の流速の変動幅が小さくなり、エアフローメータ５０の出力信号の変動幅を容易に低減することができる。
【００２５】
また、本実施形態によれば、整流のための格子などを設けることなくエアフローメータ５０の出力信号の変動を低減することができることから、アウトレット２２の構造を簡易なものとすることができる。
【００２６】
（２）筒部材２６の下流側端部２６ａは筒部２４の上流側端部２４ａに内嵌され、筒部材２６の下流側の端面２６ｂは、筒部２４と筒部材２６との嵌合部２８の中心軸線Ａに直交する仮想平面３０に対して傾斜している。
【００２７】
こうした構成によれば、筒部材２６の下流側端部２６ａが先細状となるため、筒部２４の上流側端部２４ａに対して筒部材２６の下流側端部２６ａを容易に内嵌することができる。従って、アウトレット２２の組み付け性を向上させることができる。
【００２８】
＜第２実施形態＞
以下、図６を参照して、第２実施形態について説明する。
図６に示すように、筒部２２４の内周面は、上流側の縮径部２２４ｃと、同縮径部２２４ｃの下流側に隣接する拡径部２２４ｄとを有している。従って、エアフローメータ５０の上流側における筒部２２４の内周面には、筒部２２４の軸線方向Ａにおいて内径が異なる段差部２３２が形成されている。段差部２３２は、前記軸線方向Ａに直交する仮想平面２３０に対して傾斜した平面上に形成されており、同軸線方向Ａにおける段差部２３２の位置が周方向において異なっている。
【００２９】
また、筒部材２２６の下流側端部２２６ａは拡径されており、筒部２２４の上流側端部２２４ａに外嵌されている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００３０】
筒部２２４の縮径部２２４ｃの内径と、同縮径部２２４ｃに隣接する筒部材２２６の内径とを同一とすべくキャップ２２０（筒部２２４）及び筒部材２２６を成形したとしても、実際には筒部２２４及び筒部材２２６の寸法にばらつきが生じる。そのため、筒部２２４の内周面の縮径部２２４ｃと、同縮径部２２４ｃに隣接する筒部材２２６の内周面とにより段差２３４が生じやすい。この場合、段差２３４付近をエアが流れる際に、リング状の渦流が発生する可能性がある。そして、リング状の渦流が発生すると、前述したように、アウトレット２２２の内周面付近ではエアの流速が低下する一方、その反動により、アウトレット２２２の中心部付近ではエアの流速が上昇する。
【００３１】
これに対して、本実施形態によれば、エアフローメータ５０の上流側における筒部２２４の内周面に、軸線方向Ａにおいて内径が異なる段差部２３２が形成され、軸線方向Ａにおける段差部２３２の位置が周方向において異なっている。このため、上述したように、段差２３４付近をエアが流れる際にリング状の渦流が発生しても、その下流側に位置する段差部２３２付近をリング状の渦流が流れる際にそのリング状の流速分布が崩れるとともに同流速が弱められることとなる。従って、リング状の渦流の発生に起因してエアの流速が変動することを抑制することができる。
【００３２】
以上説明した本実施形態に係るエアクリーナのアウトレット構造によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（３）エアフローメータ５０の上流側における筒部２２４の内周面には、軸線方向Ａにおいて内径が異なる段差部２３２が形成されている。段差部２３２は筒部２２４の上流側端部２２４ａの中心軸線Ａに直交する仮想平面２３０に対して傾斜した平面上に形成されており、軸線方向Ａにおける段差部２３２の位置が周方向において異なっている。
【００３３】
こうした構成によれば、上記段差２３４付近をエアが流れる際にリング状の渦流が発生したとしても、その下流側に位置する段差部２３２付近をリング状の渦流が流れる際にそのリング状の流速分布が崩れるとともに同流速が弱められることとなる。従って、リング状の渦流の発生に起因してエアの流速が変動することを抑制することができ、エアフローメータ５０の出力信号の変動幅を容易に低減することができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、整流のための格子などを設けることなくエアフローメータ５０の出力信号の変動を低減することができることから、アウトレット２２２の構造を簡易なものとすることができる。
【００３５】
＜変形例＞
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第１実施形態を以下のように変更することもできる。すなわち、図７に示すように、筒部３２４の上流側端部３２４ａが筒部材３２６の下流側端部３２６ａに内嵌された構成に変更することもできる。この場合、筒部３２４の上流側の端面３２４ｅを、同筒部３２４の中心軸線Ａに直交する仮想平面３３０に対して傾斜させればよい。この場合であっても、エアフローメータ５０の上流側には、筒部３２４の内周面と筒部材３２６の内周面とにより段差部３３２が形成され、軸線方向Ａにおける段差部３３２の位置が周方向において異なるものとなる。図８に示すように、アウトレット３２２の内周面の段差部３３２付近をエアが流れる際に、同段差部３３２の下流側においてエア流が剥離して渦流が生じることとなるが、アウトレット３２２をエアが流れる際に、上記段差部３３２でのエア流の剥離が、軸線方向Ａの異なる位置で発生するようになる。このため、エア流の剥離によってリング状の渦流が発生することがなくなる。従って、第１実施形態の効果（１）、（２）に準じた効果を奏することができる。
【００３６】
・第２実施形態を以下のように変更することもできる。すなわち、図９に示すように、筒部４２４の内周面の縮径部４２４ｃと拡径部４２４ｄとの境界位置を周方向の位置によって異なるように設定してもよい。この場合であっても、エアフローメータ５０の上流側における筒部４２４の内周面には、筒部４２４の軸線方向Ａにおいて内径が異なる段差部４３２ａ，４３２ｂが形成され、前記軸線方向Ａにおける段差部４３２ａ，４３２ｂの位置が周方向において異なるものとなる。このため、段差４３４付近をエアが流れる際にリング状の渦流が発生したとしても、その下流側に位置する段差部４３２ａ，４３２ｂ付近をリング状の渦流が流れる際にそのリング状の流速分布が崩れるとともに同流速が弱められることとなる。従って、第２実施形態の効果（３）に準じた効果を奏することができる。
【００３７】
・図１０に示すように、筒部５２４の内周面の縮径部５２４ｃと拡径部５２４ｄとの境界位置を螺旋状に設定してもよい。この場合であっても、エアフローメータ５０の上流側における筒部５２４の内周面には、筒部５２４の軸線方向Ａにおいて内径が異なる段差部５３２が形成され、前記軸線方向Ａにおける段差部５３２の位置が周方向において異なるものとなる。従って、第２実施形態の効果（３）に準じた効果を奏することができる。
【００３８】
・図１１に示すように、筒部６２４の上流側端部及び筒部材６２６の下流側端部にそれぞれフランジ６２４ａ，６２６ａを設け、フランジ６２４ａの上流側の端面６２４ｅとフランジ６２６ａの下流側の端面６２６ｂとを突き合わせるようにして溶着などにより接合することもできる。この場合、フランジ６２４ａの上流側の端面６２４ｅと、フランジ６２６ａの下流側の端面６２６ｂとは中心軸線Ａに直交する仮想平面６３０に対して傾斜している。この場合、アウトレット６２２の内周面におけるフランジ６２４ａの上流側の端面６２４ｅとフランジ６２６ａの下流側の端面６２６ｂとの接合部には段差部６３２が生じる。しかしながら、上記構成によれば、軸線方向Ａにおける段差部６３２の位置が周方向において異なっているため、アウトレット６２２をエアが流れる際に、上記段差部６３２付近でのエア流の剥離が、軸線方向Ａの異なる位置で発生するようになる。従って、第１実施形態に準じた作用を奏することができ、効果（１）に準じた効果を奏することができる。
【００３９】
・第２配管をエアクリーナのキャップと一体成形し、エアフローメータが取り付けられる第１配管を第２配管の上流側端部に接続するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０…ケース、１２…インレット、２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０…キャップ、２２，２２２，３２２，４２２，５２２，６２２…アウトレット、２４，１２４，２２４，３２４，４２４，５２４，６２４…筒部（第１配管）、２４ａ，２２４ａ，３２４ａ，６２４ａ…上流側端部、２４ｂ…透孔、２６，２２６，３２６，４２６，５２６，６２６…筒部材（第２配管）、２６ａ，２２６ａ，３２６ａ…下流側端部、２６ｂ，６２６ｂ…下流側の端面、２６ｃ…突条、２６ｄ…上流側端部、３０，２３０，３３０，６３０…仮想平面、３２，２３２，３３２，４３２ａ，４３２ｂ，６３２…段差部、４０…フィルタエレメント、５０…エアフローメータ、５０ａ…計測部、２２４ｃ，４２４ｃ，５２４ｃ…縮径部、２２４ｄ，４２４ｄ，５２４ｄ…拡径部、２３４，４３４，５３４…段差、３２４ｅ，６２４ｅ…上流側の端面、６２４ａ，６２６ａ…フランジ。
【図１】
2015209816.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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