(57)【要約】【課題】燃料蒸気の大気への漏出を防止することができるエアクリーナを提供する。【解決手段】ハウジング１０２内に燃料蒸気を吸着する燃料蒸気吸着部１１０を備えるエアクリーナ１００において、燃料蒸気吸着部１１０は、ハウジング１０２内に流入する吸気の流れ方向に対して交差するハウジング１０２の幅方向に沿って設けられた燃料蒸気吸着材１１２が、ハウジング１０２内における鉛直方向の異なる位置に複数配置された多層構造でなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に燃料蒸気を吸着する燃料蒸気吸着部を備えるエアクリーナであって、
前記燃料蒸気吸着部は、
前記ハウジング内に流入する吸気の流れ方向に対して交差する前記ハウジングの幅方向に沿って設けられた燃料蒸気吸着材が、該ハウジング内における鉛直方向の異なる位置に複数配置された多層構造でなることを特徴とするエアクリーナ。
【請求項２】
前記燃料蒸気吸着部は、一の燃料蒸気吸着材の鉛直方向の下端縁部が、該一の燃料蒸気吸着材の下方に位置する他の燃料蒸気吸着材の鉛直方向の上端縁部に対し、吸気の流れ方向下流側でオーバーラップすることを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。
【請求項３】
前記複数の燃料蒸気吸着材は、前記ハウジング内でそれぞれ配置される箇所を流れる吸気の量に応じて、該ハウジングの鉛直方向に沿って延びる短手方向の長さが異なっていることを特徴とする請求項１または２に記載のエアクリーナ。
【請求項４】
前記複数の燃料蒸気吸着材は、前記ハウジング内における吸気の流量が多い箇所に配置される燃料蒸気吸着材ほど、短手方向の長さが長く、前記ハウジング内における吸気の流量が少ない箇所に配置される燃料蒸気吸着材ほど、短手方向の長さが短く設定されていることを特徴とする請求項３に記載のエアクリーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内に燃料蒸気を吸着する燃料蒸気吸着部を備えるエアクリーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の吸気系統においては、エンジン側からエアクリーナ側へ逆流する燃料蒸気が外気に放出されることを防止するために、エアクリーナの内部に燃料蒸気を吸着する燃料蒸気吸着部材が設けられる。
【０００３】
かかるエアクリーナとしては、例えば特許文献１のように、ハウジングの天井部分からすだれ状またはのれん状に垂下した燃料蒸気吸着部材が設けられたものが提案されている。このエアクリーナは、エンジン駆動時には、燃料蒸気吸着部材が吸気の圧力を受けて、吸気の流れに沿って移動することで、吸気の圧力損失を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４１９２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の燃料蒸気吸着部材は、ハウジングの天井部分から垂下されているため、エンジンの停止時においては、ハウジング内の流路を閉塞することができない。このため、エンジン側からエアクリーナ側へ逆流する燃料蒸気がハウジングを通過して、大気へ漏出してしまうといった問題があった。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み、燃料蒸気の大気への漏出を防止することができるエアクリーナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のエアクリーナは、ハウジング内に燃料蒸気を吸着する燃料蒸気吸着部を備え、燃料蒸気吸着部は、ハウジング内に流入する吸気の流れ方向に対して交差するハウジングの幅方向に沿って設けられた燃料蒸気吸着材が、ハウジング内における鉛直方向の異なる位置に複数配置された多層構造でなることを特徴とする。
【０００８】
また、燃料蒸気吸着部は、一の燃料蒸気吸着材の鉛直方向の下端縁部が、一の燃料蒸気吸着材の下方に位置する他の燃料蒸気吸着材の鉛直方向の上端縁部に対し、吸気の流れ方向下流側でオーバーラップしていてもよい。
【０００９】
また、複数の燃料蒸気吸着材は、ハウジング内でそれぞれ配置される箇所を流れる吸気の量に応じて、ハウジングの鉛直方向に沿って延びる短手方向の長さが異なっていてもよい。
【００１０】
また、複数の燃料蒸気吸着材は、ハウジング内における吸気の流量が多い箇所に配置される燃料蒸気吸着材ほど、短手方向の長さが長く、ハウジング内における吸気の流量が少ない箇所に配置される燃料蒸気吸着材ほど、短手方向の長さが短く設定されていてもよい。
【００１１】
本発明によれば、燃料蒸気の大気への漏出を防止することができるエアクリーナを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】エアクリーナを備えたエンジンの構成を示す概略図である。
【図２】エアクリーナの断面図である。
【図３】燃料蒸気吸着部の概略構成を示す説明図である。
【図４】燃料蒸気吸着部の動作の様子を説明するための説明図である。
【図５】燃料蒸気吸着部の変形例を説明するための説明図である。
【図６】燃料蒸気吸着部の変形例を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、本発明のエアクリーナ１００を備えたエンジン１０の構成を示す概略図である。まず、エンジン１０の概略構成について簡単に説明し、次にエアクリーナ１００の構成について説明する。
【００１５】
図１に示すように、エンジン１０は、シリンダブロック１２と、クランクケース１４と、シリンダヘッド１６と、オイルパン１８とを含んで構成される。クランクケース１４は、シリンダブロック１２と一体形成されている。シリンダヘッド１６は、シリンダブロック１２におけるクランクケース１４とは反対側に接合される。オイルパン１８は、クランクケース１４におけるシリンダブロック１２とは反対側に接合される。
【００１６】
シリンダブロック１２には、シリンダボア１２ａが形成されており、シリンダボア１２ａには、ピストン２０が摺動可能にピストンロッド２２に支持されている。そして、エンジン１０では、シリンダボア１２ａと、シリンダヘッド１６と、ピストン２０の冠面とによって囲まれた空間が燃焼室２４として形成される。
【００１７】
また、エンジン１０では、クランクケース１４およびオイルパン１８に囲まれた空間がクランク室２６として形成される。クランク室２６内には、クランクシャフト２８が回転可能に支持されており、ピストン２０がピストンロッド２２を介してクランクシャフト２８に連結される。
【００１８】
シリンダヘッド１６には、吸気ポート３０および排気ポート３２が燃焼室２４に連通するように設けられる。吸気ポート３０と燃焼室２４との間には、吸気弁３４の先端が位置し、排気ポート３２と燃焼室２４との間には、排気弁３６の先端が位置している。吸気弁３４は、他端にカム３８が当接されており、カム３８が回転することにより、吸気ポート３０と燃焼室２４との間を開閉する。排気弁３６は、他端にカム４０が当接されており、カム４０が回転することにより、排気ポート３２と燃焼室２４との間を開閉する。
【００１９】
また、シリンダヘッド１６には、先端が燃焼室２４内に位置するようにインジェクタ４２および点火プラグ４４が設けられる。インジェクタ４２は、所定のタイミングで燃料を燃焼室２４に噴射し、点火プラグ４４は、インジェクタ４２から燃料が噴射された後に点火され、燃焼室２４内の燃料を燃焼させる。
【００２０】
吸気ポート３０の上流側には、不図示のインテークマニホールドを含む吸気流路４６が連通される。吸気流路４６には、エアクリーナ１００、エアフロメータ５０、スロットル弁４８が上流側から順に設けられる。スロットル弁４８は、不図示のアクチュエータにより開閉駆動される。
【００２１】
排気ポート３２には、不図示のエキゾーストマニホールドを含む排気流路５２が連通される。排気流路５２には、触媒５４が設けられる。燃焼室２４で発生する排気ガスは、排気ポート３２に排出され、排気流路５２を流通する過程で触媒５４によって浄化された後、車両外へ排出される。
【００２２】
また、エンジン１０には、クランク室２６と、吸気流路４６における吸気ポート３０およびスロットル弁４８間とを連通するブローバイガス流路５６が設けられる。ブローバイガス流路５６は、ブローバイガスを吸気流路４６へ還流させる。ブローバイガスとは、ピストン２０とシリンダボア１２ａとの隙間からクランク室２６内に漏れ出した半燃焼ガスである。
【００２３】
ブローバイガス流路５６には、ブローバイガス流量を調整するためのブローバイガス流路バルブ５８が設けられ、ブローバイガス流路バルブ５８の開閉に応じて、ブローバイガス流路５６が開閉される。
【００２４】
ところで、エアクリーナ１００は、エンジン１０の駆動時において、大気中から流入した吸気から塵や埃などの不純物を除去し、不純物が除去された吸気を吸気流路４６へ送る。不純物が除去された吸気は、吸気流路４６を介し、燃焼室２４へ導入される。
【００２５】
一方、エンジン１０の停止時においては、エアクリーナ１００へ流入する吸気がないため、例えば吸気ポート３０の燃焼室２４入口付近に付着したままの未燃焼の燃料が気化し、燃料蒸気となって吸気流路４６内を吸気方向とは逆方向（図中の実線矢印方向）へ逆流する。
【００２６】
また、未燃焼の燃料は、クランク室２６からブローバイガス流路５６を介して吸気流路４６へ還流するブローバイガスにも含まれている場合があり、かかる未燃焼の燃料が燃料蒸気となって、吸気方向とは逆方向へ逆流することがある。
【００２７】
本実施形態のエアクリーナ１００は、このような燃料蒸気を内部で吸着して、大気へ漏出することを防止する燃料蒸気吸着部を備える。以下、燃料蒸気吸着部を備えるエアクリーナ１００の詳細について説明する。
【００２８】
図２は、エアクリーナ１００の断面図である。エアクリーナ１００は、筐体となるハウジング１０２がプラスチックなどの合成樹脂で形成され、このハウジング１０２に、吸気の入口となるインレットポート１０４、および吸気の出口となるアウトレットポート１０６が形成される。
【００２９】
ハウジング１０２内には、インレットポート１０４から流入する吸気（図中の実線矢印）を濾過するエレメント１０８が設けられる。エレメント１０８は、一般に不織布により形成され、吸気に含まれる塵や埃などの異物を除去する。また、エレメント１０８の吸気方向下流側には、燃料蒸気を吸着する燃料蒸気吸着部１１０が設けられる。燃料蒸気吸着部１１０は、エンジン１０の吸気流路４６（図１参照）からアウトレットポート１０６を介してハウジング１０２内へ逆流する燃料蒸気（図中の破線矢印）を吸着し、燃料蒸気がインレットポート１０４から大気へ漏出することを防止する。
【００３０】
図３は、燃料蒸気吸着部１１０の概略構成を示す説明図である。燃料蒸気吸着部１１０は、図３に示すように、ハウジング１０２内の鉛直方向（図の上下方向）の異なる位置に設けられた複数の燃料蒸気吸着材１１２で構成される多層構造をなしている。
【００３１】
燃料蒸気吸着材１１２は、例えば筒状に形成された活性炭シート１１６に軸１１４を取り付けて構成される。燃料蒸気吸着材１１２は、ハウジング１０２の内壁の所定位置にあらかじめ穿設された孔に、軸１１４が嵌め込まれることで、ハウジング１０２内で吸気の流れ方向に直交する方向（交差する方向）に延在し、長手方向（軸１１４方向）を中心に回動可能に枢支される。
【００３２】
また、このとき、燃料蒸気吸着部１１０は、燃料蒸気吸着材１１２の鉛直方向の下端縁部１１８が、その下方に位置する燃料蒸気吸着材１１２の鉛直方向の上端縁部１２０に対し、吸気の流れ方向下流側でオーバーラップ（重畳）するように配置される。
【００３３】
なお、燃料蒸気吸着材１１２に用いる活性炭シート１１６としては、吸気の圧力を受けて回動できるように、吸気に対してある程度の抵抗を有する開口密度で形成された活性炭シートを用いるのが好ましい。
【００３４】
また、燃料蒸気吸着材１１２をどの程度の範囲でオーバーラップさせるかは任意であるが、その範囲はできるだけ小さくすれば、燃料蒸気吸着材１１２の数や質量を低減でき、吸気に対する回動抵抗も減らせるので好ましい。
【００３５】
例えば、燃料蒸気吸着材１１２の短手方向（図の上下方向）の長さを約２ｃｍとしたとき、この燃料蒸気吸着材１１２の軸１１４と、その下方に位置する燃料蒸気吸着材１１２の軸１１４との間隔を１．７ｃｍとすれば、両者のオーバーラップ部分は約０．３ｃｍとなる。これを、例えば大きさが約２０ｃｍ四方のハウジング１０２内に取り付ける場合、燃料蒸気吸着材１１２を約１１〜１２枚配置すれば、ハウジング１０２内の流路を閉塞することができる。
【００３６】
次に、図４を参照して燃料蒸気吸着部１１０の動作について説明する。エンジン１０の停止時は、図４（ａ）に示すように、エアクリーナ１００に流入する吸気がないため、燃料蒸気が吸気流路４６を逆流してアウトレットポート１０６からハウジング１０２内に流入する。
【００３７】
このとき、燃料蒸気吸着部１１０は上述のように、燃料蒸気吸着材１１２の鉛直方向の下端縁部１１８が、その下方に位置する燃料蒸気吸着材１１２の鉛直方向の上端縁部１２０に対し、吸気の流れ方向下流側（アウトレットポート１０６側）でオーバーラップすることで、ハウジング１０２内の流路が閉塞される。これにより、燃料蒸気吸着部１１０は、燃料蒸気吸着材１１２によって燃料蒸気を吸着し、燃料蒸気の大気への漏出を防止する。
【００３８】
一方、エンジン１０が駆動されると、図４（ｂ）に示すように、インレットポート１０４からハウジング１０２内に吸気が流れ込む。その後、燃料蒸気吸着部１１０では、燃料蒸気吸着材１１２が吸気の圧力を受けてアウトレットポート１０６側に回動し、ハウジング１０２内の流路を開く。こうして、燃料蒸気吸着部１１０は、吸気の圧力損失をほとんど発生させることなく、アウトレットポート１０６を介して吸気を吸気流路４６へ送出することができる。また、燃料蒸気吸着材１１２が回動することで、吸気の偏流も生じにくくなり、エアフロメータ５０では実際の吸気量に近い値を測定することができる。さらに、燃料蒸気吸着部１１０は、燃料蒸気吸着材１１２をハウジング１０２の鉛直方向に複数並べて構成されるため、燃料蒸気を吸着するための表面積を確保しつつも吸気の流れ方向に薄くでき、全体として小型化を図ることができる。
【００３９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４０】
例えば、本実施形態では、燃料蒸気吸着材１１２として、筒状に形成した活性炭シート１１６に軸１１４を取り付けたものを例に説明したが、燃料蒸気吸着材１１２の構成は必ずしもこれに限られない。例えば、活性炭シート１１６を軸１１４に複数回巻き付けてもよいし、ハウジング１０２の幅方向を覆う程度に細長い軽量の板材に活性炭シート１１６を巻き付け、その上部に軸１１４を取り付けたものを用いてもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、燃料蒸気吸着部１１０をエレメント１０８と略平行になるように立設した例を説明したが、燃料蒸気吸着部１１０は図５に示すように、エレメント１０８に対して所定角度だけ傾けた態様で設けてもよい。
【００４２】
また、燃料蒸気吸着材１１２は、ハウジング１０２内でそれぞれが配置される箇所を流れる吸気の量に応じて、ハウジング１０２の鉛直方向に沿って延びる短手方向（鉛直方向）の長さが異なっていてもよい。例えば、インレットポート１０４とアウトレットポート１０６とがほぼ直線上に対向するハウジング１０２の上部付近では、吸気もほぼ直線的に流れるため、この付近を流れる吸気の量は他の部分に比して多くなる。そして、ハウジング１０２の上部から底部付近に近づくにしたがって、吸気の入り口となるインレットポート１０４からの距離が遠くなるため、吸気の流量は少なくなる。
【００４３】
そこで、図６に示すように、ハウジング１０２内で吸気の流量が多い上部付近に配置される燃料蒸気吸着材１１２ほど、短手方向の長さを長く、吸気の流量が少ない底部付近に配置される燃料蒸気吸着材１１２ほど、短手方向の長さを短く設定する。これにより、吸気の流量が少なく吸気の圧力が弱い箇所でも、燃料蒸気吸着材１１２が容易に開き、ハウジング１０２内における吸気の整流効果を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、ハウジング内に燃料蒸気を吸着する燃料蒸気吸着部を備えるエアクリーナに利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  エンジン
１００  エアクリーナ
１０２  ハウジング
１１０  燃料蒸気吸着部
１１２  燃料蒸気吸着材
１１８  下端縁部
１２０  上端縁部
【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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