特許 7176887 空気用ホース

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-14

(45)【発行日】2022-11-22

(54)【発明の名称】空気用ホース

(51)【国際特許分類】

   F16L 11/11 20060101AFI20221115BHJP

   F02M 35/10 20060101ALI20221115BHJP

   F24F 13/02 20060101ALI20221115BHJP

【ＦＩ】

F16L11/11

F02M35/10 101E

F02M35/10 101H

F24F13/02 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018154757

(22)【出願日】2018-08-21

(65)【公開番号】P2020029884

(43)【公開日】2020-02-27

【審査請求日】2021-01-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹内 康晴

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 純平

(72)【発明者】

【氏名】高橋 美津代

(72)【発明者】

【氏名】天野 宏之

【審査官】渡邉 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０７８３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０１００６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２７４７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２６１８４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０６０８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０９３５４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開昭５４－１３７９２０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ １１／１１

Ｆ０２Ｍ ３５／１０

Ｆ２４Ｆ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内側に空気を流す空気用ホースであって、
内径が大きい山部と内径が小さい谷部とが流れ方向に向かって交互に繰り返し形成されている蛇腹部を含み、
前記蛇腹部において、上流側では前記谷部の内径が下流に向かうにつれて大きくなる一方、下流側では前記谷部の内径が一定であること、
を特徴とする空気用ホース。

【請求項2】

請求項１に記載の空気用ホースであって、
前記空気用ホースのうち前記蛇腹部ではない部分では、内径が下流に向かうにつれて小さくなること、
を特徴とする空気用ホース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気用ホースの蛇腹部の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

空気等を流すホースにおいて、振動の伝達を抑制する目的やアライメント調整の目的で蛇腹部を設ける場合が多い。しかし、蛇腹部は内径が大きい山部と内径が小さい谷部とが交互に繰り返し形成される構造のため、蛇腹部の各山谷部分で乱流や渦流が発生する。これにより、主流がスムーズに流れる有効流路が狭まり圧力損失が増大する場合がある。このため、蛇腹部をスパイラル構造として圧力損失の低減を図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－１０６７６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に記載された従来技術の蛇腹ダクトでは、圧力損失の低減が十分ではなかった。

【0005】

そこで、本発明は、空気用ホースの太さが大きくなることを抑制しつつ、蛇腹部を有する空気用ホースの圧力損失を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る空気用ホースは、内側に空気を流す空気用ホースであって、内径が大きい山部と内径が小さい谷部とが流れ方向に向かって交互に繰り返し形成されている蛇腹部を含み、前記蛇腹部において、上流側では前記谷部の内径が下流に向かうにつれて大きくなる一方、下流側では前記谷部の内径が一定であること、を特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明は、蛇腹部の谷部の内径が下流に向かうにつれて大きくなることにより、乱流や渦流の発生による有効流路の狭まりを拡径により抑制できるため、蛇腹部を有する空気用ホースの圧力損失を低減することができる。そして、本発明は、蛇腹部の下流側の谷部の内径が一定であることにより、空気用ホースの太さが大きくなることを抑制することができる。そのため、本発明は、空気用ホースの太さが大きくなることを抑制しつつ、空気用ホースの圧力損失を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の一実施形態である空気用ホースである吸気ホースを含むエンジン吸気系の概略図である。

【図2】図１におけるａ－ａ断面図である。

【図3】本実施形態の吸気ホースの蛇腹部における有効流路の狭まりを説明する図である。

【図4】比較例１の吸気ホースの蛇腹部における有効流路の狭まりを説明する図である。

【図5】蛇腹部の谷部内径を拡大する角度と圧力損失との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、実施形態の空気用ホースである吸気ホース５について説明する。図１に示したエンジン１は不図示の車両に走行用動力源として搭載される。図１に示すように、エンジン１には吸気通路２が接続されている。吸気通路２は、吸気ダクト３、エアクリーナ４、吸気ホース５及びスロットルバルブ６を備えている。吸気ダクト３から吸入されエアクリーナ４で濾過された空気は、吸気ホース５及びスロットルバルブ６を介してエンジン１に送り込まれる。エンジン１の振動がエアクリーナ４を固定している不図示のボデーに伝達することを抑制するために、吸気ホース５には、内径が大きくなって吸気ホース５の径方向外側に突出している山部５１ａと、内径が小さい谷部５１ｂとが流れ方向に向かって交互に繰り返し形成されている蛇腹部５１が設けられている。

【0010】

図２に示すように、蛇腹部５１の谷部５１ｂの内径は一定の角度θで下流に向かうにつれて大きくなり、蛇腹部５１より上流側の吸気ホース５の内径φ１よりも蛇腹部５１における下流側の谷部５１ｂの内径φ２の方が大きい。

【0011】

図３に示すように、蛇腹部５１では内径が大きい山部５１ａと内径が小さい谷部５１ｂとが交互に繰り返し形成されているため、空気の流れが蛇腹部５１の径方向内側に突出している谷部５１ｂに当たる度に渦を巻き、谷部５１ｂの付近の内側では乱流や渦流が発生する。そのため、主流がスムーズに流れる有効流路の径φ３が蛇腹部５１より上流側の吸気ホース５の内径φ１よりも小さくなる。しかし、下流に向かうにつれて谷部５１ｂの内径が大きくなるため、乱流や渦流の層の厚さＤ１の一部は谷部５１ｂの内径が拡大した分に吸収される。そのため、後で図４を参照して説明する谷部１５１ｂの内径が一定である比較例１の蛇腹構造よりも乱流や渦流の発生による有効流路の径φ３の狭まりを抑制でき、吸気ホース５の圧力損失を低減できる。

【0012】

図４は、谷部１５１ｂの内径φ１が一定である比較例１の吸気ホース１５の蛇腹部１５１の断面図である。蛇腹部１５１の谷部１５１ｂの内径φ１は、図２及び図３の内径φ１と同一である。また、蛇腹部１５１の山部１５１ａ及び谷部１５１ｂの幅と深さは、本実施形態の蛇腹部５１と同一である。先に説明した本実施形態の蛇腹部５１と同様、谷部１５１ｂの内側に厚さＤ２の乱流や渦流の層が生じ、主流がスムーズに流れる有効流路の径φ５は谷部１５１ｂの内径φ１よりも厚さＤ２の２倍の分だけ小さくなる。比較例１では谷部１５１ｂの内径φ１が一定のため、本実施形態の吸気ホース５の蛇腹部５１とは異なり厚さＤ２が谷部１５１ｂの拡大した分に吸収されることはない。また、谷部１５１ｂの内径φ１が一定のため、谷部５１ｂの内径が下流に向かうにつれて大きくなる場合と比較して、谷部１５１ｂに当たって生じた渦流や乱流が、次の下流側の谷部１５１ｂに当たって生じた渦流や乱流と干渉することも多くなる。そのため、乱流や渦流の層の厚さＤ２は図３の厚さＤ１と比較して大きくなる傾向にある。以上の理由により、比較例１では本実施形態の吸気ホース５の蛇腹部５１のように、有効流路の径φ５の狭まりを抑制することができず、圧力損失が大きくなる。

【0013】

実施形態の蛇腹部５１の圧力損失の比較例１の圧力損失に対する低減量は、図２に示す拡大角度θを大きくするほど大きくなる。図５は、図２に示す拡大角度θが０度の比較例１、θが１．５度の実施例１及び、θが３．０度の実施例２の圧力損失の変化を示す。図５の点Ａが比較例１であり、点Ｂが実施例１であり、点Ｃが実施例２である。図５に示すように、拡大角度θが大きくなるほど圧力損失は低減し、実施例２のように拡大角度θを３．０度とした場合には、比較例１と比較して圧力損失を約２５パーセント低減できる。圧力損失低減の効果や吸気ホース５の径拡大を考慮すると、好ましい拡大角度θは０．５度から５．０度までであり、より好ましい拡大角度θは１．０度から３．０度までである。

【0014】

しかし、図２に示すように蛇腹部５１の谷部５１ｂの内径を下流に向かうにつれて大きくし続けると、吸気ホース５の太さが大きくなってしまうという弊害が生じる。そこで、吸気ホース５が太くなることを抑制するため、蛇腹部５１において、上流側では谷部５１ｂの内径が下流に向かうにつれて大きくする一方、下流側では谷部５１ｂの内径を一定とする。また、吸気ホース５において、蛇腹部５１ではない部分の内径を下流に向かうにつれて徐々に縮小させることによって、吸気ホース５が太くなることを抑制してもよい。なお、本開示の吸気ホース５は上述した形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、蛇腹部５１の谷部５１ｂの内径は一定の角度θで拡大し続ける必要はない。蛇腹部５１における上流側では拡大角度θを大きくして、蛇腹部５１における下流側では拡大角度θを小さくしてもよい。また、本実施形態は車両用のエンジン１の吸気通路２に用いる吸気ホース５であるが、空調用など他の用途に用いる空気用ホースにも本実施形態の構成を適用できる。

【符号の説明】

【0015】

１ エンジン、２ 吸気通路、３ 吸気ダクト、４ エアクリーナ、５、１５ 吸気ホース、６ スロットルバルブ、５１、１５１ 蛇腹部、５１ａ、１５１ａ 山部、５１ｂ、１５１ｂ 谷部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】