特開 2020-84852 吸気装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-84852(P2020-84852A)

(43)【公開日】2020年6月4日

(54)【発明の名称】吸気装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 35/10 20060101AFI20200508BHJP

【ＦＩ】

   F02M35/10 301D

   F02M35/10 301G

   F02M35/10 311Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-217711(P2018-217711)

(22)【出願日】2018年11月20日

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】力武 俊介

(72)【発明者】

【氏名】山田 浩史

(72)【発明者】

【氏名】棚橋 敏雄

(57)【要約】

【課題】吸気ダクトの内面に沿って流れる空気流がエアフローセンサの周辺で剥離することを抑制する。
【解決手段】吸気装置１０は、非導電性樹脂を用いて筒状に形成され、エンジンに供給される空気が通過する吸気ダクト１２を備えている。また、吸気装置１０は、吸気ダクト１２に取付けられていると共に吸気ダクト１２内に配置されたセンサ部１４Ｂを有し、吸気ダクト１２の内部を流れる空気の流量を測定するエアフローセンサ１４を備えている。吸気ダクト１２の外側には除電器１６が取付けられている。除電器１６は、吸気ダクト１２に沿って延びる帯状に形成され、吸気ダクト１２の径方向外側から見て長手方向の中間部分がセンサ部１４Ｂと重なっている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

非導電性樹脂を用いて筒状に形成され、エンジン等に供給される空気が通過する吸気ダクトと、
前記吸気ダクトに取付けられていると共に前記吸気ダクト内に配置されたセンサ部を有し、該吸気ダクトの内部を流れる空気の流量を測定するエアフローセンサと、
前記吸気ダクトの外壁面に取付けられていると共に前記吸気ダクト内を流れる空気流線に沿って延びる帯状に形成され、前記吸気ダクトの径方向外側から見て長手方向の中間部分が前記センサ部を取り囲む径方向外周囲の外壁と重なっている空気イオン化自己放電式除電器と、を少なくとも一つ備えた吸気装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸気装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、エンジン内に空気を供給するための吸気装置が開示されている。この文献に記載された吸気装置では、空気が通過する吸気ダクトの外壁面上に空気イオン化自己放電式除電器を設けている。これにより、空気イオン化自己放電式除電器が設けられた部分の周辺の吸気ダクトの内面の帯電電荷量が低減されて、吸気ダクトの内面に沿って流れる空気流の剥離が抑制されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−０７８６４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、吸気ダクト内を通過する空気の流量を測定するエアフローセンサが設けられた構成では、吸気ダクトの内面に沿って流れる空気流がエアフローセンサの上流周辺で剥離すると、エアフローセンサによる空気の流量の測定精度が低下することが考えられるが、上記特許文献１に記載された構成はこの点について考慮していない。

【0005】

本発明は上記事実を考慮し、吸気ダクトの内面に沿って流れる空気流がエアフローセンサの上流周辺で剥離することを部分的に帯状に抑制され、流量計測センサ部を流れる吸気流の偏流が防止・整流され、よって、空気の流量の測定精度を向上することができる吸気装置を得ることが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１記載の吸気装置は、非導電性樹脂、例えばポリプロピレン等を用いて筒状に形成され、エンジン等に供給される空気が通過する吸気ダクトと、前記吸気ダクトに取付けられていると共に前記吸気ダクト内に配置されたセンサ部を有し、該吸気ダクトの内部を流れる空気の流量を測定するエアフローセンサと、前記吸気ダクトの外壁面に取付けられていると共に前記吸気ダクト内を流れる空気流線に沿って延びる帯状に形成され、前記吸気ダクトの径方向外側から見て長手方向の中間部分が前記センサ部を取り囲む径方向外周囲の外壁と重なっている空気イオン化自己放電式除電器と、を少なくとも一つ備えている。

【0007】

請求項１記載の吸気装置によれば、エンジン等に供給される空気が吸気ダクト内を流れる。また、吸気ダクト内を流れる空気は、エアフローセンサのセンサ部のまわりを通過する。これにより、吸気ダクト内を流れる空気の流量が前記エアフローセンサによって測定される。ここで、請求項１記載の吸気装置では、前記吸気ダクト内を流れる空気流線に沿って延びる帯状に形成された空気イオン化自己放電式除電器が、吸気ダクトの外壁側に取付けられている。これに加えて、この空気イオン化自己放電式除電器の長手方向の中間部分が、吸気ダクトの径方向外側から見てエアフローセンサのセンサ部を取り囲む径方向外周囲の外壁と重なっている。これにより、前記空気イオン化自己放電式除電器が設けられた部分の周辺の吸気ダクトの内面の帯電電荷量が低減されて、吸気ダクトの内面に沿って流れる空気流がエアフローセンサの上流周辺で剥離することを部分的に帯状に抑制され、流量計測センサ部を流れる吸気流の偏流が防止・整流され、よって、空気の流量の測定精度を向上することができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る吸気装置は、吸気ダクトの内面に沿って流れる空気流がエアフローセンサの上流周辺で帯状に剥離することを抑制することができる、という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図2】図１に示された２−２線に沿って切断した第１実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図3】図１に示された３−３線に沿って切断した第１実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図4】第２実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図5】図４に示された５−５線に沿って切断した第２実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図6】図４に示された６−６線に沿って切断した第２実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図7】第３実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図8】図７に示された８−８線に沿って切断した第３実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図9】図７に示された９−９線に沿って切断した第３実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図10】第４実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図11】図１０に示された１１−１１線に沿って切断した第４実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図12】図１０に示された１２−１２線に沿って切断した第４実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図13】第５実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図14】図１３に示された１４−１４線に沿って切断した第５実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【図15】図１３に示された１５−１５線に沿って切断した第５実施形態に係る吸気装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１実施形態に係る吸気装置）

【0011】

図１〜図３を用いて本発明の第１実施形態に係る吸気装置１０について説明する。

【0012】

図１に示されるように、本実施形態の吸気装置１０は、エンジン等に空気を供給するためのものである。なお、図１においては、吸気装置１０においてエアフローセンサ１４が設けられた部分の周辺を拡大して示している。この図に示されるように、吸気装置１０は、エンジン等に供給される空気が通過する吸気ダクト１２と、吸気ダクト１２の内部を流れる空気の流量を測定するエアフローセンサ１４と、吸気ダクト１２の外壁に取付けられた空気イオン化自己放電式除電器１６と、を備えている。なお、以下の説明においては、「空気イオン化自己放電式除電器１６」を単に「除電器１６」と呼ぶ。

【0013】

図１、図２及び図３に示されるように、吸気ダクト１２は、非導電性樹脂を用いて筒状に形成された筒状部１８を備えている。この筒状部１８の内面１８Ａ及び外面１８Ｂは略円筒面状に形成されている。また、筒状部１８の上流一方側の端部には、箱状に形成されたエアクリーナボックス２０が接続されている。本実施形態では、筒状部１８とエアクリーナボックス２０との境界２２において、空気が通過する断面が小さくなっている。また、エアクリーナボックス２０には、図示しないエアフィルタが保持されている。なお、図１においては、筒状部１８とエアクリーナボックス２０とを一体に描いているが、両者が別体となっていてもよい。

【0014】

図１及び図２に示されるように、筒状部１８におけるエアクリーナボックス２０側近傍には、エアフローセンサ１４が取付けられるセンサ取付部２４が設けられている。このセンサ取付部２４には、後述するエアフローセンサ１４のセンサ部１４Ｂが挿入される挿入孔２６が形成されている。

【0015】

エアフローセンサ１４は、図示しないコネクタが接続されるベース部１４Ａと、ベース部１４Ａに支持されたセンサ部１４Ｂと、を備えている。そして、センサ部１４Ｂが前述のセンサ取付部２４に形成された挿入孔２６に挿入されて、ベース部１４Ａがセンサ取付部２４に固定されることで、エアフローセンサ１４が吸気ダクト１２に取付けられている。また、エアフローセンサ１４が吸気ダクト１２に取付けられた状態では、センサ部１４Ｂが吸気ダクト１２の筒状部１８内の略中央部に配置されている。なお、本実施形態のエアフローセンサ１４は、センサ部１４Ｂの後方側（空気の流れの下流側）に発生するカルマン渦の数に基づいて吸気ダクト１２の内部を流れる空気の流量を測定するタイプのエアフローセンサであるが、他のタイプのエアフローセンサを用いてもよい。また、以下の説明において用いる「前及び後」は、吸気ダクト１２の内部を流れる空気の「上流及び下流」とそれぞれ対応するものとする。

【0016】

除電器１６は、金属箔、例えばアルミ箔等を用いて形成され、吸気ダクト１２の筒状部１８の軸方向を長手方向とする帯状に形成されている。一例として、除電器１６は、厚みが５０μ〜２００μｍ程度で外寸法が５ｍｍ×５０ｍｍ程度の帯状形状をした金属箔であり、粘着剤を介して吸気ダクト１２の筒状部１８の外壁面１８Ｂに、長手方向を空気流に沿って貼付（取付）けられている。なお、図１〜図３においては、除電器１６の厚みを誇張して（厚くして）表現している。ここで、除電器１６の外周囲及び表面にコロナ放電を促す突起や角部を複数設けることが好ましい。又、この除電器１６は、表面が放電突起を形成する放電塗料、例えばメタリック塗料やカーボン塗料を長手方向が空気流に沿う様に帯線状に、外壁面１８Ｂに直接塗っても良い。

【0017】

図２及び図３に示されるように、本実施形態では、４つの除電器１６が吸気ダクト１２の筒状部１８の外壁面１８Ｂに取付けられている。また、４つの除電器１６は、吸気ダクト１２の筒状部１８の周方向に沿って且つ、長手方向を空気流に沿う様に等間隔に、一対が互いに対向する様に配置されている。ここで、４つの除電器１６を筒状部１８の周方向一方側に沿って順に第１除電器１６Ａ、第２除電器１６Ｂ、第３除電器１６Ｃ及び第４除電器１６Ｄと呼ぶ。

【0018】

図１及び図３に示されるように、第１除電器１６Ａは、吸気ダクト１２の筒状部１８の軸方向から見てセンサ取付部２４と対応する部分に取付けられている。第１除電器１６Ａの長手方向の中間部２８は、筒状部１８におけるセンサ取付部２４よりも前方側（筒状部１８内を流れる空気の流れの上流側）に沿って取付けられている。また、第１除電器１６Ａの後端部３０は、Ｌ字状に屈曲された状態でセンサ取付部２４に沿って取付けられている。さらに、第１除電器１６Ａの前端部３２は、エアクリーナボックス２０に沿って略Ｓ字状に屈曲された状態で当該エアクリーナボックス２０に取付けられている。

【0019】

図２及び図３に示されるように、第２除電器１６Ｂは、第１除電器１６Ａに対して吸気ダクト１２の筒状部１８の周方向一方側へ９０°オフセットした位置に取付けられている。この第２除電器１６Ｂの長手方向の後方側の部分３４は、筒状部１８におけるセンサ取付部２４と対応する部分に沿って取付けられている。これにより、第２除電器１６Ｂの長手方向の後方側の部分３４の一部３４Ａが、筒状部１８の径方向外側かつ第２除電器１６Ｂの厚み方向から見てセンサ部１４Ｂと重なっている。また、第２除電器１６Ｂの前方側の部分３６は、筒状部１８におけるセンサ取付部２４よりも前方側の部分からエアクリーナボックス２０に沿って取付けられている。なお、第２除電器１６Ｂは、第１除電器１６Ａと異なりほぼ直線状の状態（屈曲されない状態）で筒状部１８等に取付けられている。

【0020】

第３除電器１６Ｃは、第２除電器１６Ｂに対して吸気ダクト１２の筒状部１８の周方向一方側へ９０°オフセットした位置に取付けられている。なお、第３除電器１６Ｃのその他の構成は第２除電器１６Ｂと同様である。すなわち、この第３除電器１６Ｃの長手方向の後方側の部分３４は、筒状部１８におけるセンサ取付部２４と対応する部分に沿って取付けられている。これにより、第３除電器１６Ｃの長手方向の後方側の部分３４の一部３４Ａが、筒状部１８の径方向外側かつ第３除電器１６Ｃの厚み方向から見てセンサ部１４Ｂと重なっている。また、第３除電器１６Ｃの前方側の部分は、筒状部１８におけるセンサ取付部２４よりも前方側の部分からエアクリーナボックス２０に沿って取付けられている。

【0021】

第４除電器１６Ｄは、第３除電器１６Ｃに対して吸気ダクト１２の筒状部１８の周方向一方側へ９０°オフセットした位置に取付けられている。なお、第４除電器１６Ｄのその他の構成は第２除電器１６Ｂ及び第３除電器１６Ｃと同様である。すなわち、この第４除電器１６Ｄの長手方向の後方側の部分３４は、筒状部１８におけるセンサ取付部２４と対応する部分に沿って取付けられている。これにより、第４除電器１６Ｄの長手方向の後方側の部分３４の一部３４Ａが、筒状部１８の径方向外側かつ第４除電器１６Ｄの厚み方向から見てセンサ部１４Ｂと重なっている。また、第４除電器１６Ｄの前方側の部分３６は、筒状部１８におけるセンサ取付部２４よりも前方側の部分からエアクリーナボックス２０に沿って取付けられている。

【0022】

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

【0023】

図１、図２及び図３に示された本実施形態の吸気装置１０では、エンジン等に供給される空気がエアクリーナボックス２０側から吸気ダクト１２の筒状部１８を通じて流れる。

【0024】

また、吸気ダクト１２の筒状部１８内を流れる空気は、エアフローセンサ１４のセンサ部１４Ｂのまわりを通過する。これにより、吸気ダクト１２の筒状部１８内を流れる空気の流量がエアフローセンサ１４によって測定される。

【0025】

ここで、本実施形態では、帯状に形成された第１除電器１６Ａ、第２除電器１６Ｂ、第３除電器１６Ｃ及び第４除電器１６Ｄが、吸気ダクト１２の筒状部１８に取付けられている。これに加えて、第２除電器１６Ｂ、第３除電器１６Ｃ及び第４除電器１６Ｄの後方側の部分３４の一部３４Ａが、筒状部１８の径方向外側かつ各々の除電器１６の厚み方向から見てセンサ部１４Ｂと重なっている。これにより、吸気ダクト１２の筒状部１８の内面１８Ａに沿って流れる空気流がエアフローセンサ１４の上流周辺で剥離することを部分的に帯状に抑制することができる。その結果、センサ部１４Ｂに沿って流れる空気流の偏流が防止・整流され、エアフローセンサ１４による空気の流量の測定精度を向上させることができる。なお、図１においては、第１除電器１６Ａ、第２除電器１６Ｂ、第３除電器１６Ｃ及び第４除電器１６Ｄが設けられている場合の空気の流れを実線で示し、第１除電器１６Ａ、第２除電器１６Ｂ、第３除電器１６Ｃ及び第４除電器１６Ｄが設けられている場合の空気の流れを破線で示している。

【0026】

また、本実施形態では、第１除電器１６Ａの長手方向の中間部２８が、筒状部１８におけるセンサ取付部２４よりも前方側（筒状部１８内を流れる空気の流れの上流側）に沿って取付けられていると共に、第１除電器１６Ａの前端部３２が、エアクリーナボックス２０に沿ってＬ字状に屈曲された状態で取付けられている。また、第２除電器１６Ｂ、第３除電器１６Ｃ及び第４除電器１６Ｄの前方側の部分３６が、筒状部１８におけるセンサ取付部２４よりも前方側の部分からエアクリーナボックス２０に沿って取付けられている。すなわち、第１除電器１６Ａ、第２除電器１６Ｂ、第３除電器１６Ｃ及び第４除電器１６Ｄが、筒状部１８とエアクリーナボックス２０との境界２２をまたぐように設けられている。これにより、当該空気流がエアクリーナボックス２０から筒状部１８に導入された際に、当該空気流が上記境界２２の周辺で剥離することを効果的に部分的に帯状に抑制することができる。

【0027】

（第２実施形態〜第５実施形態に係る吸気装置）
次に、図４〜図１５を用いて本発明の第２実施形態〜第５実施形態に係る吸気装置３８、４０、４２、４４について説明する。なお、第２実施形態〜第５実施形態に係る吸気装置３８、４０、４２、４４において前述の第１実施形態に係る吸気装置１０と対応する部材及び部分には、吸気装置１０と対応する部材及び部分と同一の符号を付してその説明を省略することがある。

【0028】

図４、図５及び図６には、第２実施形態に係る吸気装置３８が示されている。これらの図に示されるように、本実施形態の吸気装置３８は、筒状部１８においてエアクリーナボックス２０（図１参照）とは離れた位置にエアフローセンサ１４が取付けられていること、並びに、第１除電器１６Ａ及び第３除電器１６Ｃと第２除電器１６Ｂ及び第４除電器１６Ｄとの厚みが、互いに異なる寸法に設定されていることを除いては、第１実施形態に係る吸気装置１０と同様に構成されている。なお、本実施形態では、上下方向の第１除電器１６Ａ及び第３除電器１６Ｃの厚みが２００μｍに設定され、水平方向の第２除電器１６Ｂ及び第４除電器１６Ｄの厚みが５０μｍに設定されている。

【0029】

図７、図８及び図９には、第３実施形態に係る吸気装置４０が示されている。これらの図に示されるように、本実施形態の吸気装置４０では、３つの除電器１６が吸気ダクト１２の筒状部１８に取付けられており、３つの除電器１６は、吸気ダクト１２の筒状部１８の周方向に沿って等間隔に配置されている。図７及び図９に示されるように、第１除電器１６Ａは、吸気ダクト１２の筒状部１８の軸方向から見てセンサ取付部２４と対応する部分に取付けられている。また、図７及び図８に示されるように、第２除電器１６Ｂは、第１除電器１６Ａに対して吸気ダクト１２の筒状部１８の周方向一方側へ１２０°オフセットした位置に取付けられている。また、第３除電器１６Ｃは、第２除電器１６Ｂに対して吸気ダクト１２の筒状部１８の周方向一方側へ１２０°オフセットした位置に取付けられている。

【0030】

図１０、図１１及び図１２には、第４実施形態に係る吸気装置４２が示されている。これらの図に示されるように、本実施形態の吸気装置４２では、２つの除電器１６が吸気ダクト１２の筒状部１８に取付けられており、２つの除電器１６は、吸気ダクト１２の筒状部１８の周方向に沿って等間隔に配置されている。図１０及び図１２に示されるように、第１除電器１６Ａは、吸気ダクト１２の筒状部１８の軸方向から見てセンサ取付部２４と対応する部分に取付けられている。また、図１０及び図１１に示されるように、第２除電器１６Ｂは、第１除電器１６Ａに対して吸気ダクト１２の筒状部１８の周方向一方側へ１８０°オフセットした位置に取付けられている。

【0031】

図１３、図１４及び図１５には、第５実施形態に係る吸気装置４４が示されている。これらの図に示されるように、本実施形態の吸気装置４４では、２つの除電器１６が吸気ダクト１２の筒状部１８に取付けられており、２つの除電器１６は、吸気ダクト１２の筒状部１８の周方向に沿って等間隔に配置されている。第１除電器１６Ａは、吸気ダクト１２の筒状部１８の軸方向から見てセンサ取付部２４に対して吸気ダクト１２の筒状部１８の周方向一方側へ９０°オフセットした位置に取付けられている。また、第２除電器１６Ｂは、吸気ダクト１２の筒状部１８の軸方向から見てセンサ取付部２４に対して吸気ダクト１２の筒状部１８の周方向他方側へ９０°オフセットした位置に取付けられている。

【0032】

以上説明した第２実施形態〜第５実施形態に係る吸気装置３８、４０、４２、４４においても、吸気ダクト１２の筒状部１８の内面１８Ａに沿って流れる空気流がエアフローセンサ１４の周辺で剥離することを部分的に帯状に抑制することができる。

【0033】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0034】

１０ 吸気装置
１２ 吸気ダクト
１４ エアフローセンサ
１４Ｂ センサ部
１６ 空気イオン化自己放電式除電器
３８ 吸気装置
４０ 吸気装置
４２ 吸気装置
４４ 吸気装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】