JP3906543B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の吸気装置において、燃料噴射弁のコネクタ部の脱着をエアクリーナのキャップ部材の設置空間を利用して行うようにした配置構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平８−９３５８０号公報記載のものでは、燃料噴射弁および燃料噴射弁への燃料供給管をエアクリーナのケース内部に配置している。従って、エアクリーナのキャップ部材およびエアクリーナエレメントをケースから取り外すことにより、燃料噴射弁のコネクタ部の脱着が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術によると、エアクリーナのケース内部に燃料噴射弁および燃料供給管を配置しているので、エアクリーナのケースに燃料噴射弁および燃料供給管を外部へ出すための貫通穴部が必要となり、この貫通穴部の存在によりエアクリーナのケース形状が複雑になるので、エアクリーナケースの樹脂成形用の型が複雑となり、型費が高価になる。
【０００４】
このため、エアクリーナケースの外部に燃料噴射弁および燃料供給管を配置することも知られているが、この場合は、燃料噴射弁のコネクタ部の脱着のための専用のスペースをコネクタ部周辺に確保する必要が生じる。車両用内燃機関等では、内燃機関周辺に多数の機器が密集して配置されるので、上記コネクタ部の脱着スペースを確保することが実際上極めて困難になることが多い。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、エアクリーナケースの形状の簡素化と、燃料噴射弁のコネクタ部の脱着スペースの確保の容易化とを両立することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、内燃機関（１０）への吸気を濾過するエアクリーナエレメント（１５）を、エアクリーナケース（１３）とこのエアクリーナケース（１３）に脱着可能なキャップ部材（１４）の内部に収容するとともに、
エアクリーナケース（１３）とキャップ部材（１４）とを略水平方向に並んで配置し、
内燃機関（１０）に燃料を噴射する燃料噴射弁（２６）をキャップ部材（１４）の下側の外部空間に配置し、
燃料噴射弁（２６）の上側に、電気結線用の第１コネクタ部（３２）を備え、
この第１コネクタ部（３２）に配線側の第２コネクタ部（３３）を上下方向に脱着可能に装着することを特徴としている。
【０００７】
これによると、燃料噴射弁（２６）をキャップ部材（１４）の下側の外部空間に配置することにより、エアクリーナケース（１３）とキャップ部材（１４）の形状を簡素化でき、成形用型費を低減できる。
しかも、燃料噴射弁（２６）をキャップ部材（１４）の下側の外部空間に配置し、この燃料噴射弁（２６）の上側に、電気結線用の第１コネクタ部（３２）を備え、この第１コネクタ部（３２）に配線側の第２コネクタ部（３３）を上下方向に脱着可能に装着しているから、第２コネクタ部（３３）の脱着に際しては、キャップ部材（１４）を取り外すことによりキャップ部材（１４）の設置空間をそのまま利用して、第２コネクタ部（３３）の脱着を行うことができる。
従って、第２コネクタ部（３３）のための専用の脱着スペースが不要となり、機関周辺への吸気装置の搭載が容易になる。
【０００８】
また、請求項１記載の発明によると、第２コネクタ部（３３）の脱着方向を上下方向とし、キャップ部材（１４）が第２コネクタ部（３３）の上側に配置されるから、キャップ部材（１４）により第２コネクタ部（３３）の周辺を覆うことができ、見栄えがよくなる。また、第２コネクタ部（３３）の脱着作業を上方から容易に行うことができる。
【０００９】
請求項２記載の発明のように、エアクリーナケース（１３）に、燃料噴射弁（２６）を固定するための固定手段（３１）を備えれば、エアクリーナケース（１３）に、燃料噴射弁（２６）の固定機能を兼ねさせることができる。上記固定手段（３１）は具体的には、請求項３記載の発明のように、燃料供給管（２９）を介して燃料噴射弁（２６）を固定するように構成できる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は車両走行用内燃機関の吸気装置に本発明を適用した一実施形態を示しており、内燃機関１０は例えば３気筒タイプであり、その気筒列方向は図１の紙面垂直方向である。１０ａはこの内燃機関１０のシリンダヘッドで、１０ｂは吸気ポートある。
【００１３】
この内燃機関１０の直ぐ側方に隣接して、本発明による吸気装置１１が配設されている。この吸気装置１１は、後述する種々な吸気系部品をコンパクトに集積化した１ユニットの組立体（モジュール構造）から構成されている。
この吸気装置１１のうち、内燃機関１０寄りの部位の上方側にエアクリーナ１２が配置され、このエアクリーナ１２は、エアクリーナケース１３と、キャップ部材１４と、エアクリーナエレメント１５とから構成されている。ここで、キャップ部材１４は内燃機関１０寄りに配置され、エアクリーナケース１３はキャップ部材１４よりも内燃機関１０から遠ざかる側に配置されている。従って、この両者１３、１４は水平方向に並んで配置され、その合わせ面１６が略垂直方向に延びるようになっている。
【００１４】
なお、エアクリーナケース１３およびキャップ部材１４はいずれも樹脂製であり、ナイロンのようなある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂材料の成形品であり、以下説明する他の樹脂製の構成部品もエアクリーナケース１３およびキャップ部材１４と同様の樹脂にて成形される。
また、エアクリーナエレメント１５は、その具体的形状の図示を省略したが、例えば、波板状の濾過部を有し、この濾過部全体の平面形状は長方形であり、この長方形の外周４辺に鍔状部１５ａが外方へ突き出している。この濾過部と鍔状部１５ａは同一の濾材（例えば、合成繊維の不織布、濾紙等）から一体成形されている。そして、このエアクリーナエレメント１５の鍔状部１５ａをエアクリーナケース１３とキャップ部材１４との合わせ面１６で挟み込み固定するようになっている。
【００１５】
キャップ部材１４の一側面（内燃機関１０寄りの側面）には、内燃機関１０の上方へ水平に突出する空気入口１４ａが一体成形されており、この空気入口１４ａは車両エンジンルーム内の空気（外気）をキャップ部材１４内に導入するためのものである。
また、キャップ部材１４の底面部のうち、エアクリーナケース１３側の端部に複数（図１ではそのうちの１つのみ図示）の係止突起１４ｂが下方へ突出形成されており、これに対し、エアクリーナケース１３の底部には、キャップ部材１４の底面部の下方側へ突出する突出部１３ａを形成するとともに、この突出部１３ａに複数の係止突起１４ｂが嵌入される複数の係止穴１３ｂが開けてある。
【００１６】
従って、この係止穴１３ｂに係止突起１４ｂを嵌入することにより、キャップ部材１４の底面部をエアクリーナケース１３の底部の突出部１３ａに位置決めして係止できる。一方、キャップ部材１４の上面部の端部１４ｃは図示しない周知の結合手段（例えば、金属ばねクリップ）によりエアクリーナケース１３の上面部に脱着可能に結合される。
【００１７】
上記した空気入口１４ａからの導入空気は、エアクリーナエレメント１５の濾過部を図１の矢印ａのごとく略水平方向に通過することにより、空気中の塵埃等が濾過部にて除去されて、空気が清浄化される。従って、図１において、エアクリーナエレメント１５の左側はダストサイドの空間１７であり、エアクリーナエレメント１５の右側はクリーンサイドの空間１８である。エアクリーナケース１３内に形成されるクリーンサイドの空間１８の出口部位には、円形状の出口穴１９が形成されている。この出口穴１９に金属製または樹脂製のスロットルボディ２０の上流端が接続されている。
【００１８】
ここで、エアクリーナケース１３とスロットルボディ２０との接続は、図示しないねじ等の締結手段にて行う。スロットルボディ２０の内部にはスロットルバルブ２１がシャフト２１ａを中心として回動可能に配置されている。このスロットルバルブ２１は、周知のごとく車両のアクセル機構により操作されて内燃機関１０に吸入される吸気量を調整するものである。
【００１９】
スロットルボディ２０の下流側には吸気マニホルド２２が配置されている。この吸気マニホルド２２は、スロットルボディ２０の下流側空間の容積を拡大して吸気脈動を緩和する樹脂製サージタンク２３を有し、さらに、このサージタンク２３から内燃機関１０の気筒数と同数（例えば、３本）に分岐した樹脂製吸気マニホルドパイプ２４を有している。
【００２０】
サージタンク２３は、内燃機関１０と反対側の部位において上方側に位置している。そして、図１に示すように、サージタンク２３の下方側からスロットルボディ２０およびエアクリーナ１２の下方を通って内燃機関１０の吸気ポート１０ｂに向かって吸気マニホルドパイプ２４が湾曲状の形状で延びるように配置されている。複数本の吸気マニホルドパイプ２４の出口部（下端部）には取付部をなすフランジ部２５が樹脂にて一体成形されている。
【００２１】
このフランジ部２５は内燃機関１０の取付面１０ｃに沿った平板形状を有しており、取付面１０ｃにフランジ部２５は図示しないねじにて締め付け固定されるようになっている。このフランジ部２５の締め付け固定により吸気装置１１全体を内燃機関１０に固定することができる。
なお、内燃機関１０の側方に隣接して配置される吸気装置１１において、エアクリーナケース１３、キャップ部材１４、スロットルボディ２０、サージタンク２３、吸気マニホルドパイプ２４、フランジ部２５等の吸気系部品は一体に連結されて１ユニットの組立体として組立られている。
【００２２】
一方、複数の吸気マニホルドパイプ２４の出口側（換言すると、内燃機関１０の吸気ポート１０ｂの上流側）の部位に、それぞれ燃料（ガソリン）を噴射する燃料噴射弁２６がフランジ部２５に配置されている。すなわち、フランジ部２５には、複数の吸気マニホルドパイプ２４毎に対応して燃料噴射弁２６の装着穴２７が開けられており、この装着穴２７にシール材２８を介して燃料噴射弁２６が挿入され、脱着可能に保持されている。
【００２３】
この燃料噴射弁２６は、エアクリーナ１２の下側と吸気マニホルドパイプ２４の上側との間の空間（すなわち、エアクリーナ１２の外部空間）に配置されている。そして、複数（例えば３個）の燃料噴射弁２６の燃料入口側端部（上端部）は１本の燃料供給管（分配管）２９の分岐管部２９ａにそれぞれ一体に接続される。
【００２４】
ここで、燃料供給管２９は、エアクリーナケース１３の下側の外部空間において各燃料噴射弁２６の燃料入口側端部（上端部）近傍の位置を機関気筒列方向に沿って配置されている。そして、各吸気マニホルドパイプ２４の上面部には燃料供給管２９の支持台３０が一体成形されており、この支持台３０の上面は略水平に形成され、半円状の凹部３０ａが設けられている。
【００２５】
また、エアクリーナケース１３の底面部には弾性変形可能な弾性押圧片３１が一体成形されている。この弾性押圧片３１は下方への湾曲形状に成形され、燃料供給管２９に対してばね力を作用させて燃料供給管２９を支持台３０の凹部３０ａ上に保持、固定する。すなわち、弾性押圧片３１は本例では、燃料供給管２９、ひいては燃料噴射弁２６の固定手段としての役割を果たす。
【００２６】
なお、燃料噴射弁２６は周知のごとく内燃機関電子制御装置（図示せず）により開弁時間が自動制御される電磁式の燃料噴射手段である。燃料供給管２９の一端側は、図示しない燃料配管を介して燃料供給ポンプに接続され、この燃料供給ポンプから燃料が燃料供給管２９に圧送される。
燃料噴射弁２６の上側面には上記電子制御装置との間の電気結線用の第１コネクタ部３２を配置している。そして、この第１コネクタ部３２に配線側の第２コネクタ部３３を脱着可能に装着している。第２コネクタ部３３は電気配線３４を介して上記電子制御装置に接続される。
【００２７】
ここで、第１コネクタ部３２の接続面は上方に向かって形成されているので、第２コネクタ部３３の脱着方向は上下方向であり、第２コネクタ部３３の脱着方向の延長線上、すなわち、燃料噴射弁２６の上側にエアクリーナ１２のキャップ部材１４を配置している。
次に、上記構成において作用を説明する。内燃機関１０が運転されると、エアクリーナ１２のキャップ部材１４の空気入口１４ａから外気が吸入され、この吸気はキャップ部材１４内のダストサイドの空間１７内に流入した後、エアクリーナエレメント１５の濾過部を図１の矢印ａのごとく通過する。これにより、空気中の塵埃等がエアクリーナエレメント１５にて除去されて、吸気が清浄化される。
【００２８】
次に、この清浄化された吸気は、クリーンサイドの空間１８から出口穴１９を経て、スロットルボディ２０に至り、スロットルバルブ２１により流量調整される。次いで、吸気はサージタンク２３を通過して脈動が吸収され、しかる後、吸気は複数の吸気マニホルドパイプ２４に分配される。
図１から理解されるように、吸気は、空気入口１４ａからキャップ部材１４、エアクリーナエレメント１５、エアクリーナケース１３、およびスロットルボディ２０を経てサージタンク２３の部位まで略水平方向に流れた後に、下方へ方向転換して吸気マニホルドパイプ２４に流入し、この吸気マニホルドパイプ２４を下方へ湾曲状に通過して吸気ポート１０ｂに流入する。従って、吸気経路の途中に塵埃、水等が滞留することなく、吸気は吸気ポート１０ｂに向かってスムースに流れる。
【００２９】
一方、燃料は、図示しない燃料供給ポンプにて圧送され、燃料供給管２９を経て各燃料噴射弁２６に分配される。そして、各燃料噴射弁２６を電子制御により適時開弁することにより、燃料が各吸気マニホルドパイプ２４の出口側の部位に噴射される。従って、燃料と空気が混合気となって、内燃機関１０の吸気ポート１０ｂから各気筒内に吸入される。
【００３０】
ところで、エアクリーナ１２のケース１３とキャップ部材１４とを略水平方向に配置して、この両者１３、１４の合わせ面１６を略垂直方向に延びるように配置し、エアクリーナエレメント１５を吸気が略水平方向に通過するように配置しているから、クリーンサイドの空間１８はダストサイドの空間１７に対して水平方向の側方に位置することになる。従って、エアクリーナエレメント１５のメンテナンスのために、キャップ部材１４をケース１３から取り外してエアクリーナエレメント１５を脱着する際に、ダストサイドの空間１７の塵埃等の異物が下方へ落下してもクリーンサイドの空間１８への異物混入が生じることはない。
【００３１】
また、燃料供給管２９の組付に際しては、燃料供給管２９を吸気マニホルドパイプ２４の上面部の支持台３０上に載置して、燃料供給管２９の上面側をエアクリーナケース１３の底面部の弾性押圧片３１で押さえつけるという簡単な手段で燃料供給管２９を確実に保持固定できる。
さらに、燃料噴射弁２６および燃料供給管２９をエアクリーナ１２の外部空間に配置しているから、エアクリーナケース１３内に燃料噴射弁２６および燃料供給管２９を配置する場合のごとくエアクリーナケース１３に燃料噴射弁２６および燃料供給管２９を外部に出すための貫通穴部を形成する必要がない。そのため、エアクリーナケース１３の形状を簡素化できる。
【００３２】
しかも、燃料噴射弁２６および燃料供給管２９をエアクリーナ１２の外部に配置していても、燃料噴射弁２６の第１コネクタ部３２に対して脱着可能な配線側の第２コネクタ部３３の脱着方向（上下方向）にキャップ部材１４を配置しているから、キャップ部材１４をエアクリーナケース１３から取り外すと、第２コネクタ部３３の脱着方向である上方部に十分大きな脱着スペースを確保できる。従って、第２コネクタ部３３の脱着のための専用スペースを特別に設定しなくても、キャップ部材１４の設置空間を有効利用して、第２コネクタ部３３の脱着を上方から容易に行うことができる。
【００３３】
なお、第２コネクタ部３３の脱着は、実用上、主に、次の２つの場合に行われる。第１には、吸気装置１１を内燃機関１０に搭載する場合である。この場合は、図１の状態から、キャップ部材１４、エアクリーナエレメント１５、および第２コネクタ部３３を取り外した状態で、吸気装置１１全体をフランジ部２５により内燃機関１０の取付面１０ｃに締め付け固定する。その後に、燃料噴射弁２６の第１コネクタ部３２に上方から第２コネクタ部３３を装着し、その後に、キャップ部材１４によりエアクリーナエレメント１５をエアクリーナケース１３に対して組み付ける。
【００３４】
第２には、燃料噴射弁２６のメンテナンス時であり、この場合は、図１の状態から、キャップ部材１４とエアクリーナエレメント１５を取り外した後に、燃料噴射弁２６の第１コネクタ部３２から上方へ第２コネクタ部３３を取り外して、燃料噴射弁２６の点検を行う。燃料噴射弁２６の脱着を行うには、さらに、エアクリーナケース１３をスロットルボディ２０から取り外せば、燃料噴射弁２６を燃料供給管２９と一体に取り外すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す内燃機関の吸気装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１０…内燃機関、１１…吸気装置、１２…エアクリーナ、
１３…エアクリーナケース、１４…キャップ部材、
１５…エアクリーナエレメント、２０…スロットルボディ、
２２…吸気マニホルド、２３…サージタンク、２４…吸気マニホルドパイプ、
２６…燃料噴射弁、２９…燃料供給管、３１…弾性押圧片（固定手段）、
３２、３３…第１、第２コネクタ部。

Claims (3)

1. 内燃機関（１０）への吸気を濾過するエアクリーナエレメント（１５）を、エアクリーナケース（１３）とこのエアクリーナケース（１３）に脱着可能なキャップ部材（１４）の内部に収容するとともに、
   前記エアクリーナケース（１３）と前記キャップ部材（１４）とを略水平方向に並んで配置し、
   前記内燃機関（１０）に燃料を噴射する燃料噴射弁（２６）を前記キャップ部材（１４）の下側の外部空間に配置し、
   前記燃料噴射弁（２６）の上側に、電気結線用の第１コネクタ部（３２）を備えるとともに、
   この第１コネクタ部（３２）に配線側の第２コネクタ部（３３）を上下方向に脱着可能に装着することを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 前記エアクリーナケース（１３）に、前記燃料噴射弁（２６）を固定するための固定手段（３１）が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
3. 前記燃料噴射弁（２６）に燃料供給管（２９）が一体に接続されており、前記固定手段（３１）は前記燃料供給管（２９）を介して前記燃料噴射弁（２６）を固定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。

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