特開 2022-166534 自動車の吸気取り込み装置

(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】P2022166534

(43)【公開日】2022-11-02

(54)【発明の名称】自動車の吸気取り込み装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 13/02 20060101AFI20221026BHJP

   F02M 35/10 20060101ALI20221026BHJP

   F02M 35/108 20060101ALI20221026BHJP

【ＦＩ】

B60K13/02 C

F02M35/10 101M

F02M35/10 301A

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021071798

(22)【出願日】2021-04-21

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(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】100099966

【弁理士】

【氏名又は名称】西 博幸

(74)【代理人】

【識別番号】100134751

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 隆一

(72)【発明者】

【氏名】大上 賢人

(72)【発明者】

【氏名】坂本 龍二

【テーマコード（参考）】

3D038

【Ｆターム（参考）】

3D038BA03

3D038BA05

3D038BB01

3D038BC01

3D038BC14

(57)【要約】

【課題】ラジエータの冷却性能とエンジンの充填効率とを低下させることなく、冠水道路での走行性を確保する。
【解決手段】ラジエータ３の前方の空間は周囲がアッパシールプレート６等のシール部材で囲われているため、空気の逃げがなくてラジエータ３の冷却性能は高い。吸気ダクト９の主吸い込み口１２はアッパシールプレート６の連通穴２６を介して下向きに開口しているため、エンジンルームの熱気は吸い込まずに充填効率の低下はない。吸気ダクト９の上部に補助吸い込み口１９を開口している。冠水路の走行時にラジエータ３で塞き止められた水が噴き上がって主吸い込み口１２が塞がれても、補助吸い込み口１９から空気を取り込める。従って、エンジン停止の事態を防止して走行を維持できる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体の前部に設けたエンジンルームの前端部にラジエータが配置されて、前記ラジエータの前方の空間は周囲がシール部材で囲われており、前記シール部材の上端を構成するアッパシール部材の上に吸気ダクトが配置されている構成であって、
前記吸気ダクトに、下方に開口した主吸い込み口と、前記主吸い込み口が冠水しても空気を取り込みできるように前記アッパシール部材よりも高い位置に開口した補助吸い込み口とが形成されている、
自動車の吸気取り込み装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、自動車において、空気を取り込んでエアクリーナに送る吸気取り込み装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

エンジンにはエアクリーナが必須であり、車体の前部にフード（ボンネット）で覆われたエンジンルームを設けている自動車の場合、エアクリーナをエンジンルームに配置して、吸気ダクトから空気を内部に吸い込んでいる。

【0003】

吸気ダクトの形態や配置は様々であるが、特許文献１には、吸気ダクトの吸い込み口をラジエータよりも前の位置で下向きに開口させた構成が開示されている。すなわち、ラジエータの上端部はアッパラジエータサポートに取付けられていることが多いが、特許文献１では、吸気ダクトの吸い込み口をアッパラジエータサポートの前方に位置させて下向きに開口させている。

【0004】

他方、ラジエータの冷却能力を向上させるために、ラジエータの前方の空間を左右及び上下からサポートプレートで囲うことが行われており、その例が特許文献２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－０５００９８号公報

【特許文献2】特開２０１３－３２６９５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のように吸気ダクトの吸い込み口をラジエータの前方に配置すると、エンジンの熱気で昇温していない空気を取り込めるため、充填効率の低下を防止できる利点がある。この場合、特許文献２のようにラジエータの前方の空間がシールプレートで囲われた自動車に適用すると、吸気ダクトの吸い込み口はアッパシールプレートに設けた連通穴から下方に開口させることになる。

【0007】

アッパシールプレートから吸気ダクトに空気を吸い込むこと自体には問題はないのであるが、本願発明者たちが冠水路走行の実験を行ったところ、冠水面が走行可能な深さであるにもかかわらず、フロントグリルの通気口から進入した水が吸気ダクトに向けて上昇し、吸い込み口を塞いでしまう現象が生じることがあった。

【0008】

つまり、ラジエータの前方の空間はシールプレートで囲われていて水はラジエータの左右外側や下方に逃げることができないため、フロントグリルから進入した水はラジエータで塞き止められて溢れた状態になり、そして、上向きに溢れた水が吸気ダクトの吸い込み口に流入し、吸い込み口を塞いでしまうのであった。

【0009】

本願発明はこのような実情を背景に成されたものであり、吸気ダクトの吸い込み口を下向きに開口させることの利点とシール部材を設けることの利点は保持しつつ、冠水路走行時の問題を回避せんとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本願発明は、
「車体の前部に設けたエンジンルームの前端部にラジエータが配置されて、前記ラジエータの前方の空間は周囲がシール部材で囲われており、前記シール部材の上端を構成するアッパシール部材の上に吸気ダクトが配置されている」
という基本構成において、
「前記吸気ダクトに、下方に開口した主吸い込み口と、前記主吸い込み口が冠水しても空気を取り込みできるように前記アッパシール部材よりも高い位置に開口した補助吸い込み口とが形成されている」
という特徴を有している。

【0011】

アッパシール部材には空気を吸気ダクトに導く連通穴が空いているが、前記アッパシール部材に設けた連通穴の直下に遮蔽板を配するなどして、真上に噴き上がった直撃水の侵入を防止する配慮が可能である。従って、この場合は、空気は遮蔽板の上を後ろ向きに流れて吸気ダクトに流入するが、遮蔽板を有する場合、本願発明では、前記吸気ダクトに、アッパシール部材に設けたこの連通穴に向けて下方に開口した主吸い込み口と、水が後ろ向きに流れ込むことによって前記主吸い込み口が冠水しても空気を取り込みできるように、前記アッパシール部材よりも高い位置に開口した補助吸い込み口とが形成されている。

【0012】

本願発明において、補助吸い込み口の個数は任意に設定できる。また、補助吸い込み口の開口方向も任意であり、前向きに開口させたり上向きに開口させたりすることができる。前向きに開口した補助吸い込み口と上向きに開口した補助吸い込み口とを併設することも可能である。

【発明の効果】

【0013】

本願発明では、ラジエータの前方の空間をシール部材で周囲から囲うと共に、吸気ダクトの吸い込み口をアッパシール部材から下方に開口させている構成において、冠水道路の走行時にラジエータに当たって水位が急上昇して遮蔽板等の浸水防止装置を乗り越えて主吸い込み口が水で塞がれても、補助吸い込み口から空気を取り込んでエンジンに供給できるため、充填効率低下を防止できる利点とラジエータの冷却性能向上の利点とを損なうことなく、冠水路の走行を維持して高い信頼性を確保できる。

【0014】

そして、吸気ダクトに複雑な加工を施すものでも新たな部材を付加するものでもなくて構造は簡単であるため、コストアップ等の問題はなくて現実性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】主としてラジエータの配置構造を示す部分斜視図である。

【図2】吸気ダクトの配置構造を示す斜視図である。

【図3】要部の縦断正面図である。

【図4】（Ａ）は吸気ダクトの一部破断平面図、（Ｂ）は吸気ダクトの正面図である。

【図5】図２の V-V視断面図である。

【図6】別例を示す図で、（Ａ）は第２実施形態の平面図、（Ｂ）は第３実施形態の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本願では方向を特定するため前後・左右の文言を使用しているが、前後方向は自動車の前進方向・後退方向で、左右方向は車幅方向である。すなわち、前後・左右の方向は、運転手から見た方向である。正面視は、運転手と対向した方向から見た状態である。

【0017】

(1).基本構造
図１では自動車の前端部を示しており、フード（図示せず）で覆われたエンジンルームの前端部に、アッパラジエータサポート１とロアラジエータサポート２とが配置されており、これらの間にラジエータ３が配置されている。ラジエータ３は上下長手の水管の群を有しており、上端にはアッパタンク３ａ（図５参照）が接続されて、下端にはロアタンク３ｂ（図１参照）が接続されている。

【0018】

アッパラジエータサポート１は下向きに開口した樋状の形態を成しており、ラジエータ３のアッパタンク３ａは、アッパラジエータサポート１の内部に部分的に入り込んでいる。他方、ロアタンク３ｂは、図１に示すブラケット４によってロアラジエータサポート２に保持されている。図示していないが、ラジエータ３の後ろには、ファンを設けたファンシュラウド（図示せず）が配置されている。

【0019】

ラジエータ３の前方の空間は、ラジエータ３から前向きに突出した左右のサイドシールプレート５及び上部のアッパシールプレート６と、既述のロアラジエータサポート２とで周囲が囲われている。従って、本実施形態では、これらサイドシールプレート５とアッパシールプレート６とロアラジエータサポート２とがシール部材を構成しており、アッパシールプレート６が請求項に記載したアッパシール部材に該当する。アッパシールプレート６は、例えばウレタン製であるが，鋼板製とすることも可能である。

【0020】

そして、ラジエータ３の前方の空間はシールプレート５，６等で周囲が囲われているため、図５に模式的示すフロントグリル７を通過してラジエータ３に向かった空気は、ラジエータ３の左右外側や上下外側に逃げることなくラジエータ３に向かう。従って、ラジエータ３に対する空気の通気密度を高めて、ラジエータ３の冷却能力を向上できる。

【0021】

サイドシールプレート５の前端は、フロントグリル７に保持されている。また、左右のサイドシールプレート５には、車体フレームを構成する左右長手のフロントフレーム８が貫通している。アッパシールプレート６はアッパラジエータサポート１よりも低い高さになっており、大まかには、アッパシールプレート６の上面がアッパラジエータサポート１の下端と同じ高さになっている。

【0022】

そして、図２，３に示すように、アッパシールプレート６の上面に、合成樹脂製の吸気ダクト９が重ね配置されている。吸気ダクト９は、アッパシールプレート６の上方において左右方向に延びる横長部１０と、横長部１０の基端（左端）に繋がった後ろ向き部１１とを有している。従って、吸気ダクト９は平面視でＬ形の形態を成している。

【0023】

後ろ向き部１１は、横長部１０から上に立ち上がって後ろ向きに方向変換している。後ろ向き部１１の後端には継手ダクト１１ａが接続されており、継手ダクト１１ａがエアクリーナ（図示せず）の本体ケース（ダーティ室）に接続されている。

【0024】

吸気ダクト９の横長部１０のうち後ろ向き部１１と反対側の先端部は、下向きに開口した主吸い込み口１２を有する吸い込み部１３になっている。吸い込み部１３の下端には、アッパシールプレート６の上面に重なるフランジ１４が形成されている。また、吸い込み部１３のうち先端寄りの半分以上の部位の上面は、先端に向けて（右端に向けて）低くなった傾斜面１３ａになっている。

【0025】

(2).吸気構造
吸気ダクト９における横長部１０の前面に、略左半分に位置した第１前向き段部１５と、略右半部に位置した第２前向き段部１６とが、略同じ高さで繋がった状態に形成されている。第１前向き段部１５の突出寸法は第２前向き段部１６の前向き突出寸法よりも大きくなって、かつ、第１前向き段部１５の後端は第２前向き段部１６の後端よりも後ろに入り込んでいる。従って、横長部１０の前面には、第１前向き段部１５の後ろに位置した第１上部前壁１７と、第２前向き段部１６の後ろに位置した第２上部前壁１８とが存在している。

【0026】

そして、第１実施形態として、第２上部前壁１８のうち先端寄りの部位に、１つの補助吸い込み口１９が開口している。なお、補助吸い込み口１９はドリル加工によって丸穴に形成されているが、成形時に楕円形や角形に形成してもよい。

【0027】

吸い込み部１３にはフロントブラケット２０が右向きに突設されて、横長部１０の基端部（左端）には、リアブラケット２１が左向きに突設されている。両ブラケット２０，２１には、その自由端に向けて開口したスリット２２，２３が形成されている。図２で示すように、フロントブラケット２０のスリット部２２は、アッパラジエータサポート１とアッパシールプレート６とに掛け渡してボルト等で固定された金具２４の水平部２４ａと噛み合っている。

【0028】

図示は省略するが、吸気ダクト９の基端に設けた第２ブラケット２１のスリット２３も、アッパラジエータサポート１又はアッパシールプレート６に固定された金具と噛み合っている。従って、吸気ダクト９は、左右のブラケット２０，２１によって脱落不能に保持されている（吸気ダクト９の後端はエアクリーナの本体に接続されているので、２つのブラケット２０，２１によって、吸気ダクト９は脱落不能に保持されている。)。

【0029】

吸気ダクト９の主吸い込み口１２は左右長手の角穴になっており、下向きに突出した角形ボス部２５で囲われている。そして、図３に示すように、角形ボス部２５が、アッパシールプレート６に形成した角形の連通穴２６に上から嵌合している。

【0030】

図１や図３，５に示すように、アッパシールプレート６の下面には、水が真下から連通穴２６に入り込むことを阻止する遮蔽手段の一例として、アッパ遮蔽板２７を固定している。すなわち、アッパ遮蔽板２７は、アッパシールプレート６の下面に固定されたフラップ２７ａと、フラップ２７ａから段落ちしたストッパー板２７ｂとを有しており、ストッパー板２７ｂの前部とアッパシールプレート６との間に、空気が後ろ向きに流入する開口が空いている。

【0031】

(3).作用
本実施形態は以上の構造であり、通常の状態では、フロントグリル７の空間を通ってラジエータ３に向かって流れてきた空気の一部は、アッパ遮蔽板２７と連通穴２６を経由して吸気ダクト９の主吸い込み口１２に流入し、エアクリーナに送られる。

【0032】

また、ラジエータ３の前方の空間はシールプレート５，６とロアラジエータサポート２とで囲われているため、ラジエータ３を通過する空気の密度が高くなってラジエータ３による冷却性能が高くなっている（本実施形態では、ラジエータ３の前方空間は下方からロアラジエータサポート２で囲っているが、別部材としてのロアシールプレートで囲うことも可能である。）。

【0033】

他方、冠水道路の走行時に、水がフロントグリルを通過してラジエータ３に向けて流入すると、ラジエータ３の前方の空間はシールプレート５，６とロアラジエータサポート２とで囲われているため、水深がラジエータ３の中途高さに位置した程度の深さであっても、走行の勢いによって水がラジエータ３に当たって上向きに溢れることがある。

【0034】

この場合、水位が低い場合は、図５に符号３０で示すように、水が溢れてもアッパ遮蔽板２７によって水が連通穴２６に進入することを防止できるが、水位がある程度以上に高くなると、符号３１で示すように、水がアッパ遮蔽板２７の前方においてアッパシールプレート６の下面まで至って、水がアッパ遮蔽板２７を超えて連通穴２６を通過して吸気ダクト９の内部に流れ込むことがある。すると、本来は走行可能な水深であるにもかかわらず、主吸い込み口１２が水で塞がれてしまう現象が生じる場合がある。

【0035】

しかるに、本実施形態では、第２上部前壁１８に補助吸い込み口１９が開口しているため、主吸い込み口１２が水で塞がれても、空気が補助吸い込み口１９から取り込まれてエンジン停止の事態を回避できる。従って、冠水路の走行性能を維持できる。なお、吸気ダクト９の横長部１０は後ろ向き部１１よりも低くなっているため、水が横長部１０に入り込んでも後ろ向き部１１まで至ることはなくて、水よりも上の空間を通気路として空気をエアクリーナに送気できる。

【0036】

本実施形態では、吸気ダクト９の先端部（右端部）はセンターブラケット２０を介して固定金具２４に連結されているが、センターブラケット２０は、吸い込み部１３のうち後面に寄った部位でかつ補助吸い込み口１９から先端側（右側）に離れた位置に設けている。従って、補助吸い込み口１９を設けたことによってセンターブラケット２０の支持安定性（連結強度）が低下することはなくて、吸気ダクト９をしっかりと固定できる。

【0037】

実施形態のようにアッパ遮蔽板２７を設けると、水位が相当に高くならないと水が進入しないため、遮水機能を向上できて好適である。アッパ遮蔽板２７を設ける場合、アッパ遮蔽板２７とアッパシールプレート６との間の開口を後ろ向きに開口させたり、前後に開口させたりすることも可能である。

【0038】

(4).別例
補助吸い込み口１９の形状や配置態様は、様々に具体化できる。その例として図６（Ａ）に示す第２実施形態では、吸気ダクト９における吸い込み部１３の上壁に、左右長手で角形の１つの補助吸い込み口１９を空けている。他方、図６（Ｂ）に示す第３実施形態では、第２上部前壁１８に４つの補助吸い込み口１９を左右に並べて形成している。

【0039】

吸気ダクト９には必ずしも段部１５，１６を形成する必要はない。段部を備えていない場合は、補助吸い込み口１９は、前壁の上端部や上壁に形成したり、前壁と上壁とが連接したコーナー部に形成したりすることができる。段部の有無に関係なく、前壁と上壁との両方に補助吸い込み口１９を形成することも可能である。

【0040】

冠水路走行において、主吸い込み口１２から上向きに流入した水の一部が吸い込み部の傾斜面１３ａに沿って流れ移動することが想定されるが、第１実施形態や第３実施形態のように、第２上部前壁１８に補助吸い込み口１９を設けると、上向きに湧き上がった水は第２前向き段部１６によって動きが阻止されるため（第２前向き段部１６が水止めストッパーとして機能するため）、水が補助吸い込み口１９まで至ることを的確に阻止できる。従って、空気の取り込み機能の確実性において優れていると云える。第２前向き段部１６を設けることに代えて、前壁に後ろ向きの堰板を突設してもよい。

【0041】

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、実施形態ではシール部材として専用のアッパシールプレート及びサイドシールプレートを設けたが、他の役割を持つ部材をシール部材に兼用することも可能である。また、吸気ダクトの形態も実施形態のように平面視Ｌ形である必然性はないのであり、例えば、吸い込み部の左右中間部から後ろ向き部を立ち上げた平面視Ｔ型の形態なども採用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0042】

本願発明は、自動車の吸気取り込み装置に具体化できる。従って、産業上利用できる。

【符号の説明】

【0043】

１ アッパラジエータサポート
２ ロアシール部材を構成するロアラジエータサポート
３ ラジエータ
５ サイドシール部材の一例としてのサイドシールプレート
６ アッパシール部材の一例としてのアッパラジエータサポート
９ 吸気ダクト
１０ 横長部
１１ 後ろ向き部
１２ 主吸い込み口
１６ 第２前向き段部
１８ 第２上部前壁
１９ 補助吸い込み口
２６ 連通穴
２７ アッパ遮蔽板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】