特許 7590097 エンジン用吸気ダクト

(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】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】エンジン用吸気ダクト

(51)【国際特許分類】

   F02M 35/10 20060101AFI20241119BHJP

【ＦＩ】

F02M35/10 301J

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021044861

(22)【出願日】2021-03-18

(65)【公開番号】P2022144027

(43)【公開日】2022-10-03

【審査請求日】2024-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000108498

【氏名又は名称】タイガースポリマー株式会社

(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】萩原 健太

(72)【発明者】

【氏名】岡部 誠介

(72)【発明者】

【氏名】上田 雄一

【審査官】小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】実開平０６－０３４１６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００５－２５６６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０２７２７２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ４５／００－４５／１８

Ｂ６０Ｋ １１／００－１５／１０

Ｆ０２Ｍ ２３／００－２３／１４、３５／００－３５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気が下向きに流れる縦長部と、前記縦長部を通過した空気が方向変換して流入する横長部とを備え、
前記縦長部と横長部とが繋がったコーナー部に、前記縦長部を下方に延長して形成されたドレン室と、前記ドレン室を上から覆って空気を前記横長部に方向変換させる庇状のガイド部とを設けており、
前記ガイド部の終端と前記横長部の底面との間には、前記ドレン室と横長部とが連通するように隙間が空いていて、前記ガイド部に、スリット又は穴より成る水抜き口が開口している、
エンジン用吸気ダクト。

【請求項2】

前記ガイド部に、前記スリットが前記隙間に向けて開口するように形成されている、
請求項１に記載したエンジン用吸気ダクト。

【請求項3】

前記ガイド部は、前記隙間を挟んで前記横長部の底面と滑らかに連続するように湾曲している、
請求項１又は２に記載したエンジン用吸気ダクト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、自動車用等のエンジン（内燃機関）に付属品として設けられる吸気ダクトに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ガソリンエンジンやディーゼルエンジンでは、空気を取り込んで浄化するエアクリーナが必要不可欠であり、エアクリーナには吸気ダクトを介して空気が取り込まれるが、自動車用吸気ダクトの場合、雨天走行時や冠水路走行時など、空気と一緒に水が吸い込まれることがあり、そこで、吸気ダクトに、水をエアクリーナに至らせることなく排除するドレン手段を設けている。

【0003】

その例として特許文献１には、吸気ダクトに、垂直部とこれから分岐した水平部とを有する曲がり部を形成し、垂直部を水平部よりも下方に延長してドレン室を形成し、ドレン室の下端に排水口を設けてこれに負圧作動式の弁体を装着し、かつ、水平部のうち垂直部に連接した上流端部に空気が入る小穴を空けることが開示されている。

【0004】

この特許文献１において、エンジンが運転されている状態では、弁体は負圧を受けて閉じており、運転を停止すると、負圧が解除されて弁体が開き、ドレン室に溜まった水が排水される。また、小穴の作用として、特許文献１では、空気は小穴からも入り込むため、垂直部を流れる空気の流速は低下しており、それだけ水分がドレン室に流入しやすくなると説明している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】実開平２－４６１２号のマイクロフィルム

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１が水の排出機能を有していることは疑いないが、問題点も幾つか見られる。例えば、垂直部にドレン室が延長して形成され、水平部は垂直部と直交しているため、垂直部を流れてきた空気は急激に方向変換して水平部に向かうことになり、このため、空気の流れ抵抗が大きくなることは否めないと解される。すなわち、空気の流れのスムーズ性に著しく欠けると思料される。

【0007】

また、垂直部の下方にドレン室が開口しているため、空気はドレン室に向けてダイレクトに入り込む傾向を呈しており、すると、空気がドレン室に激しく衝突して乱流化し、これに伴って水滴が霧化してエアクリーナに入り込む確率が高くなり、ドレン室を設けたことの意義が没却されることも懸念される。

【0008】

更に、特許文献１では、ドレン室に空気及び水滴が激しく衝突することを抑制するため、水平部に小穴を空けているが、この小穴から水が入り込む可能性がある点も問題である。特に、キャブオーバー型の自動車（例えばワンボックスタイプの軽バン）で吸気ダクトがアンダーフロアに設けられるエンジンルームに露出していると、雨水や走行で跳ね上がった水が吸気ダクトの水平部に当たり易いため、小穴が水の侵入穴になり兼ねず、問題が大きい。

【0009】

本願発明は、このような現状を契機に成されたものであり、空気の流れ抵抗を抑制しつつ、排水効果に優れた吸気ダクトを提供せんとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本願発明の吸気ダクトは、
「空気が下向きに流れる縦長部と、前記縦長部を通過した空気が方向変換して流入する横長部とを備え、
前記縦長部と横長部とが繋がったコーナー部に、前記縦長部を下方に延長して形成されたドレン室と、前記ドレン室を上から覆って空気を前記横長部に方向変換させる庇状のガイド部とを設けており、
前記ガイド部の終端と前記横長部の底面との間には、前記ドレン室と横長部とが連通するように隙間が空いていて、前記ガイド部に、スリット又は穴より成る水抜き口が開口している」
という構成になっている。

【0011】

本願発明は、請求項２，３の構成を含んでいる。このうち請求項２の発明は、請求項１において、
「前記ガイド部に、前記スリットが前記隙間に向けて開口するように形成されている」
という構成になっている。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２において、
「前記ガイド部は、前記隙間を挟んで前記横長部の底面と滑らかに連続するように湾曲している」
という構成になっている。
本願発明において、横長部はそのままエアクリーナの本体ケース（ダーティ室）に接続されてもよいし、実施形態のように、横長部に上向きの第２縦長部を設けて、第２縦長部をエアクリーナに接続してもよい。

【発明の効果】

【0012】

本願発明では、縦長部と横長部とが繋がったコーナー部に湾曲したガイド部を設けているため、縦長部を流下した空気がドレン室に激しく衝突することを防止して、横長部に向うように空気流を方向変換できる。従って、空気の流れ抵抗を大幅に低減して、空気の流れをスムーズ化できる。これにより、通気抵抗を低減して燃費の向上に貢献できると共に、運転の安定化にも貢献できる。
特に、請求項３のようにガイド部を湾曲させると、空気はドレン室に流入することなく横長部にスムーズに導かれる。

【0013】

そして、空気に含まれていた水は、スリット等の水抜き口からドレン室に流入するため、水抜き効果にも優れている。つまり、水は比重が大きくて縦長部での直進性が高いため、重力と空気流とを利用して水滴を水抜き口に的確に入り込ませることができるのであり、従って、水滴の捕集性能に優れている。砂粒も同様である。

【0014】

また、特許文献１のような小穴は不要であるため、自動車用に適用した場合、エンジンルーム等に露出していても、水や砂粒が吸気ダクトに中途部から流入することはない（水や砂粒が入るとしても、縦長部の上端の吸気口からしか入らない）。

【0015】

更に、特許文献１では、空気がドレン室に直進するため、水がドレン室に流入しても、空気の反流に乗ってドレン室から吹き戻されるおそれがあるが、本願発明では、ガイド部がドレン室の蓋の役割を果たしているため、ドレン室に入った水や砂粒が吹き戻されることを防止又は著しく抑制して、ドレン室の下向き突出寸法を小さくしつつ、水や砂粒の捕集機能を格段に向上できる。従って、キャブオーバー型軽バンのように、吸気ダクトが自動車のアンダーフロアに設けられたエンジンルーム内で下方に露出した状態に配置されるような吸気装置に好適である。

【0016】

既述のように、横長部の下流端に空気が上向きに流れる第２縦長部を設けておくと、ドレン室に捕集できなかった水滴（或いは砂粒）がエアクリーナに流入しにくくなるため好適である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】吸気装置をやや斜め上方から見た斜視図である。

【図2】吸気装置を下方から見た斜視図である。

【図3】２つのシェル状部材を広げた状態（合わせ面を見せた状態）の分離正面図である。

【図4】（Ａ）はエアクリーナを省略した斜視図、（Ｂ）はドレン室の箇所の底面図、（Ｃ）は逆止弁の斜視図である。

【図5】（Ａ）は一部構造を省略した状態での第２シェル状部材の斜視図、（Ｂ）は図１のVB－VB視断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の一部拡大図である。

【図6】実施形態を適用した自動車の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図６においてキャブオーバー型バン（例えばワンボックスタイプの軽バン）を表示しているが、本実施形態の吸気装置１は、このキャブオーバー型バンに搭載できる。

【0019】

すなわち、キャブオーバー型バンは、前席２ａが配置された前室（運転室）２とその後方の荷室空間３とを有しており、前席２ａの下方の空間にエンジン４が配置されているが、本実施形態の吸気装置１は、前席２ａの後部下方のうち助手席に寄った部位（車体のサイドメンバー（アンダーフレーム）とフロアとアンダーボデー（外板）とで囲われた空間）に配置されている（運転席の側に配置してもよい。）。

【0020】

なお、エンジン４は、クランク軸を車両の前後方向に向けた縦置きで配置されており、シリンダボア軸線を水平の側に近づくように大きくスラントさせている。また、吸気側面を上向きにして配置している。

【0021】

以下では、方向を特定するため前後左右の文言を使用するが、この方向は車両の前後・左右方向と同じである。すなわち、運転者から見た前後左右の方向と同じである。

【0022】

(1).概要
図１に示すように、吸気装置１は、エアクリーナ５とその下方に大半が配置されたダクトユニット６とを備えており、エアクリーナ５は、下部に位置してダーティ室を有する合成樹脂製の本体ケース７と、クリーン室を構成して本体ケース７に上から重なる合成樹脂製のカバーケース８と、両者で挟まれたフィルタエレメント（図示せず）とを備えている。

【0023】

カバーケース８は下向きに開口したトレー状の形態を成しており、各コーナー部が略Ｃ型のクリップ９によって本体ケース７に固定されている。従って、本実施形態のカバーケース８は着脱式である。そこで、カバーケース８の開口縁の外側には囲い状の縁体１０を配置し、縁体１０にクリップ９を弾性に抗して引っ掛けている。また、カバーケース８の左側面に、浄化した空気の排出口１１が突設されている。なお、カバーケース８は、その一側部を支点にして回動する開閉式であってもよい。

【0024】

エアクリーナ５の本体ケース７は上向きに開口した箱状の形態を成しており、開口縁の外側にはカバーケース８と同様の縁体１２が形成されており、クリップ９の下端が縁体１２の箇所に係止されている。また、本体ケース７の外側面と内角部には、車体フレームに固定するためのブラケット部１３を一体に形成している。ブラケット部１３は、防振グロメットを介してボルト１４によって車体フレーム（図示せず）に固定される。

【0025】

図４，５に示すように、ダクトユニット６は、本体ケース７が重ね固定される受け板１５を備えており、受け板１５に、本体ケース７の流入口（図示せず）と連通する吐出口１６を形成している。受け板１５と本体ケース７の底面とは、振動溶着等の溶着によって固定（接合）されている。なお、図４（Ａ）に示すように、受け板１５の上面には、溶着等のための格子状のリブ１７が形成されている（図５（Ａ）では、リブ１７は一部しか表示していない）。

【0026】

図３～５に示すように、ダクトユニット６は、左シェル状部材１８と右シェル状部材１９との一対のシェル状部材から成っており、両シェル状部材１８，１９を重ねて振動溶着等によって接合することによって中空に形成されて、吸気ダクト２０と、第１及び第２のレゾネータ２１，２２とを備えている。従って、両シェル状部材１８，１９には、吸気ダクト２０を形成する膨出部とレゾネータ２１，２２を形成する膨出部とが形成されている。既述の受け板１５は、右シェル状部材１９の上端に一体成形されている。

【0027】

図３，５では、両シェル状部材１８，１９の溶着面（重合面）をハッチングで表示している（従って、図３，５では、ハッチングは断面の表示ではない。）。明示していないが、両シェル状部材１８，１９の溶着面には溝が形成されている。

【0028】

図１や図３，５に示すように、吸気ダクト２０は、上端に吸気口２３が開口して空気が下向きに流れる第１縦長部２０ａと、既述の吐出口１６が上端に開口して空気が上向きに流れる第２縦長部２０ｂと、これら両縦長部２０ａ，２０ｂの下端に繋がって空気が略水平方向に流れる横長部（底部）２０ｃとを有している。従って、吸気ダクト２０は側面視で略Ｕ形の形態を成して、両縦長部２０ａ，２０ｂと横長部２０ｃとで囲われた空間にレゾネータ２１，２２が配置されている。

【0029】

第１縦長部２０ａと底部２０ｃとが連接したコーナー部に、水を排出するドレン室２４を下向きに突設している。従って、本実施形態では、第１縦長部２０ａが請求項に記載した縦長部になっている。

【0030】

第２縦長部２０ｂの上端は受け板１５に開口しているので、第２縦長部２０ｂは必然的にエアクリーナ５よりも下方に配置されているが、第１縦長部２０ａの上端はエアクリーナ５の上端とほぼ同じ高さになっている。例えば図２から理解できるように、吸気口２３は、エアクリーナ５のカバーケース８に向けて略水平方向（横向き方向）に開口している。

【0031】

従って、第１縦長部２０ａの上半部はエアクリーナ５の前方向に配置されているが、レゾネータ２１，２２はエアクリーナ５の下方に配置されているため、第１縦長部２０ａの下半部は、エアクリーナ５の下方に入り込むように曲げられている。

【0032】

第１縦長部２０ａは緩い角度で曲げられており、また、第１縦長部２０ａと横長部２０ｃとの連接部の曲率半径もできるだけ大きくしている。更に、横長部２０ｃと第２縦長部２０ｂとの連接部は大きく湾曲していると共に、第２縦長部２０ｂ自体も車体の外側に向けて膨れるように湾曲している。

【0033】

第１レゾネータ２１は第１縦長部２０ａに寄せて配置されており、その下端が第１連通路２５を介して横長部２０ｃと連通している。他方、第２レゾネータ２２は、第２縦長部２０ｂを外向きに湾曲させたことによって形成された凹所に収まった状態になっており、その下端部が第２連通路２６を介して第２縦長部２０ｂの下部と連通している。図３，５（Ａ）に示すように、レゾネータ２１，２２の内部には、側面視で格子状に交叉した縦横の内部リブ２７が形成されている。図１や図３に示すように、右シェル状部材１９と受け板１５とは、多数のリブ２９で連結されている。

【0034】

(2).ドレン構造
図３，５から理解できるように、ドレン室２４は第１縦長部２０ａを下向きに延長することによって形成されており、従って、横長部２０ｃよりも下方に突出している。ドレン室２４は底板３０を有しており、右シェル状部材１９の底板３０に逆止弁３１を取り付けている。逆止弁３１は、エンジンが運転されていて吸気ダクト２０が負圧状態のときには底板３０に吸着される事により閉じて、運転を停止して吸気ダクト２０が大気圧になると開くようになっている。

【0035】

本実施形態の逆止弁３１は、図４（Ｃ）で外観を明示している。すなわち、この逆止弁３１は、ゴムやエラストマーのような適度の弾性を有する軟質材から成っており、円板状の弁板３１ａと、その中央部に上向き突設した茸形の（頭付きの）係合突起３１ｂとから成っている。他方、例えば図４（Ｂ）に示すように、右シェル状部材１９の底板３０には、逆止弁３１の係合突起３１ｂがその弾性に抗して下方から嵌入して落下不能に保持される取付け穴３２と、その周囲に形成した複数（３つ）のドレン穴３３とが形成されている。

【0036】

エンジンが運転されている状態では、逆止弁３１は負圧によって上向きに吸い上げられて、弁板３１ａが底板３０の下面に密着しており、エンジンを停止すると、逆止弁３１は自重とドレン室２４に溜まった水の水圧で下降動する。すると、逆止弁３１によるドレン穴３３の閉止が解除されて、ドレン室２４に溜まっていた水は下方に排出される。

【0037】

実施形態では、逆止弁３１が昇降式になっているが、図５（Ｃ）に一点鎖線で示すように、弁板３１ａが水の重量によって撓み変形する構成であってもよい。或いは、エンジン停止時には図５（Ｃ）の一点鎖線の開き状態になっていて、運転時には負圧による吸引作用で弁板３１ａが上向きに回動する構造であってもよい。

【0038】

昇降式の逆止弁３１の場合は、材質は弾性体製である必要はなく、プラスチック製や金属製も採用できる。ばねや板ばねを使用した逆止弁も採用できるが、本実施形態のように昇降式又は回動式の逆止弁を採用すると、構造を簡単化・薄型化できる利点がある。

【0039】

なお、これら取付け穴３２とドレン穴３３とは、ドリル加工によって形成してもよいし、これらが形成された状態でシェル状部材１８，１９を成形してもよい。

【0040】

図３や図５（Ａ）に示すように、ドレン室２４の上方には、当該ドレン室２４を覆う庇状のガイド部３４が形成されている。ガイド部３４は終端を自由端とした庇状であるため、ガイド部３４の終端と横長部２０ｃの底面との間には隙間Ｓが空いている。第１縦長部２０ａと横長部２０ｃとの連接部は大きく湾曲しているが、ガイド部３４は、第１縦長部２０ａと横長部２０ｃとの連接部の同じ曲がり具合に合わせた形状に湾曲している。従って、ガイド部３４と横長部２０ｃの底面とは、隙間Ｓを挟んで滑らかに連続している。

【0041】

そして、ガイド部３４に、水抜き口として、ガイド部３４の終端（自由端）に向けて開口した（隙間Ｓ及び横長部２０ｃに向けて開口した）スリット３５を形成している。スリット３５は、両シェル状部材１８，１９の合わせ面の箇所に１つのみ形成しているが、前後に並べて複数形成してもよいし、水抜き口として、１つ又は複数の小穴を形成してもよい。また、本実施例ではガイド部は横長部２０ｃに接する事無く、その手前で途切れる事で、横長部２０ｃとドレン室２４の接合部を覆う壁が排除され、かつこの部位が吸気ダクト２０の最下端になっているので、吸気ダクト２０に侵入した水（砂粒）は必ずドレン室２４に流入する構造になっている。

【0042】

以上のように、本実施形態では、コーナー部にガイド部３４が形成されているため、第１縦長部２０ａを流下した空気は、ガイド部３４でスムーズに方向変換して横長部２０ｃに流れていく。従って、圧損を抑制して燃費の向上に貢献できると共に、安定した運転を実現できる。

【0043】

そして、空気に水滴が含まれていても、水滴はスリット３５を通過してドレン室２４に流れ込んでここに溜まり、運転停止の際、逆止弁３１が開いてドレン穴３３から外部に排出される。砂粒も同様に排出できる。本実施形態では、第２縦長部２０ｂがあるため、水滴がドレン室２４を通過しても、エアクリーナ５に入り込むことを防止又は大幅に抑制できる。第２縦長部２０ｂを上昇できずに横長部２０ｃに戻った水は、上で述べたダクトとドレン室配置によって、運転停止時にドレン室２４に戻して排出することが可能であるし、自然に蒸発させることもできる。

【0044】

本実施形態では、ドレン室２４はガイド部３４の終端（隙間Ｓ）を除く略全体が湾曲したガイド部３４で覆われているため、空気はドレン室２４に流入することなくスムーズに横長部２０ｃに導かれる。かつ、ガイド部３４がドレン室２４の蓋として機能しているため、ドレン室２４に流入した水が吹き戻ることもない。このため、ドレン室２４の下向き突出寸法をできるだけ小さくしつつ、水をドレン室２４に溜めておくことができる。従って、ワンボックス式軽バンのように吸気部品の配置空間が狭い場合でも、機能を損なうことなく配置できる。

【0045】

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、１本ずつの縦長部と横長部とから成るＬ形の吸気ダクトにも適用できる。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本願発明は、エンジンの吸気ダクトに具体化できる。従って、産業上利用できる。

【符号の説明】

【0047】

１ 吸気装置
４ エンジン
５ エアクリーナ
６ ダクトユニット
１８ 左シェル状部材
１９ 右シェル状部材
２０ 吸気ダクト
２０ａ 第１縦長部
２０ｂ 第２縦長部
２０ｃ 横長部（底部）
２１，２２ レゾネータ
２３ 吸気口
２４ ドレン室
３１ 逆止弁
３４ ガイド部
３５ スリット
Ｓ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】