JP2003201930A - エンジンの吸気系統の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸入空気流のリボンヒータへの衝突を回避
し、吸入空気流の抵抗を最小限に抑制すると共にリボン
ヒータの寿命を延命させ、且製造効率の高い、換言すれ
ば廉価なエンジン吸気系統の構造の提供。 【解決手段】リボンヒータ（４）を備えたエンジンの吸
気系統の構造において、インテークマニホールド（１）
の上流側にリボンヒータ（４）が取付けられ、インテー
クマニホールド（１）に連続するエアインテークダクト
（２）を流れる吸気の流線とリボンヒータ（４）の加熱
面とが概平行となる様にリボンヒータ（４）を取付け個
所に対して傾斜させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リボンヒータを備
えたエンジンの、吸気系統の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】低温時の始動性を良好にし、且白煙の発
生を抑制するために、吸気ダクト中、若しくはインテー
クダクトとインテークマニホールドとの間に吸気ヒータ
を介装する場合がある。そして、該吸気ヒータには吸気
の流れに対して抵抗の少ないリボンヒータを用いる場合
が多い。

【０００３】一方、図１２に示すように、インテークマ
ニホールド１の吸入口であるエアインレット１ａはエン
ジンの長手方向（図１２の矢印Ｙ方向）、即ち図示しな
いシリンダ配列に対して、直交（図１２のＺ方向）する
様に配置される場合が多い。したがって、該エアインレ
ット１ａに接続されるインテークダクト２（図９はイン
テークダクトの立体図を示している）はエンジンルーム
内のスペースを有効に使うために、接続部２ａ（図９の
符号２ａはインテークマニホールド１の吸入口であるエ
アインレット１ａ側と接続するためのフランジを示す）
の近傍において図９、図１０に示すように直角に曲げら
れる場合が多い。

【０００４】又、吸気効率を高めるために、図１０及び
図１１で示されるようにエアインレット１ａとの接続部
であるフランジ２ａ近傍ではインテークダクト２は分岐
しており、インテークダクト２のフランジ２ａ側開口部
２ｂ、２ｂの開口形状は、エンジンの長手方向に長軸を
有する二つの長円形状となっている。

【０００５】又、図９〜図１３に示す吸気系は、前記イ
ンテークマニホールド１の端部であるエアインレット１
ａと、エアインテークダクト２の接続部であるフランジ
２ａと、の間に図１３に正面図として図示する吸気ヒー
タ３０（図１２をも参照：図１２では吸気ヒータの符号
は３である）が介装されている。

【０００６】図１３を参照して、吸気ヒータ３０には、
リボンヒータ４０のリボン４０ａの直線部が長円の開口
部３０ｂの長軸に平行な葛折状に曲げられ、折畳まれて
設置してある。このようなリボン４０ａのレイアウトで
は、図１５に示すようなエアインテークダクト２の接続
面２ｃに直角方向ではなく、傾きを持った吸入空気の流
線Ｆであっても、リボン４０ａの加熱面には直接吸入空
気流Ｆは当たらないので吸入空気の衝突によるリボン４
０ａの振動は発生しない。尚、図１５におけるリボンヒ
ータ４は、図１４に示すように配置されており、従って
加熱面に傾斜角を持って流線は当たっている。

【０００７】再度図１３を参照して、しかし、上記リボ
ン４０ａのレイアウトは、リボンの葛折間の直線部が長
く、しかもリボン４０ａの端部でのみヒータケース３０
ａに固定されるためにエンジン本来の振動によって強制
振動を誘発される場合がある。又、エアインテークダク
ト２の二つの開口部２ｂに対応させるために吸気ヒータ
３０も二つの開口部３０ｂが形成されており、従って二
つの並列した葛折状のリボンヒータ４０を連続して形成
しなくてはならず、製造工程が複雑となる。

【０００８】そこで、図１４に示すように、吸気ヒータ
３の、リボンヒータ４のリボン４ａの直線部を長円の開
口部３ｂの長軸に直角な（エアインテークダクト２の開
口部２ｂの長軸に直角な）葛折状に設置したものが考案
されている。

【０００９】前記リボンヒータ４は、葛折状の各曲がり
部４ｂ近傍において振動防止のために系止部材４ｃでヒ
ータケース３ａに固着されている。ところが、前述の図
１５で明らかな様に、係る場合のリボンレイアウトによ
れば、リボン４ａの加熱面には吸入空気流Ｆが角度を持
って衝突することとなり、その結果、リボン４ａは振動
を誘発し（共振し）、系止部材４ｃでの固着部において
折損を生じる場合がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、吸入空
気流のリボンヒータへの衝突を回避し、吸入空気流の抵
抗を最小限に抑制すると共にリボンヒータの寿命を延命
させ、且製造効率の高い、換言すれば廉価なエンジン吸
気系統の構造の提供を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のエンジンの吸気
系統の構造は、リボンヒータ（４）を備えたエンジンの
吸気系統の構造において、インテークマニホールド
（１）の上流側にリボンヒータ（４）が取付けられ、イ
ンテークマニホールド（１）に連続するエアインテーク
ダクト（２）を流れる吸気の流線とリボンヒータ（４）
の加熱面とが概略平行となる様にリボンヒータ（４）を
取付け個所に対して傾斜させている（請求項１）。

【００１２】前記リボンヒータのリボンの断面形状は、
少なくとも吸入空気流過の上流側の２隅部が湾曲してい
ることが好ましい（請求項２）。

【００１３】または、前記リボンヒータのリボンの断面
形状は、少なくとも吸入空気流過の上流側の２隅部が面
取りされていることが好ましい（請求項３）。

【００１４】または、前記リボンヒータのリボンの断面
形状は、レンズ翼状をしていることが好ましい（請求項
４）。

【００１５】係る構成を具備する本発明のエンジンの吸
気系統の構造によれば、リボンヒータの加熱面の傾きを
吸入空気の流線とを概略平行に配置することで吸入空気
のリボンヒータへの衝突を回避することが出来、吸気抵
抗が削減出来る。

【００１６】吸入空気のリボンヒータへの衝突を回避す
ることでリボンヒータの振動を抑制し、リボンヒータの
寿命を延命する。

【００１７】リボンヒータ断面の少なくとも上流側を衝
突抵抗の少ない、空気流を整流するような流線型とする
ことで吸気抵抗を最小限化出来る。

【００１８】リボンヒータの直線部を短くレイアウトす
ることも可能となり、製造コストも下げられる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照して、本発明の
第１実施形態について説明する。エンジンＥの図示しな
い吸気ポート側に接続されたインテークマニホールド１
のエアインレット１ａと、エアインテークダクト２の接
続フランジ２ａとの間には吸気ヒータ３が介装されてい
る。

【００２０】前記エアインテークダクト２は図１０及び
図１１に詳細を示すように接続フランジ２ａの近傍で直
角エルボ２ｅが形成されている。再度図１を参照して、
このために、エアインテークダクト２の管内で接続面２
ｃ近傍では接続面２ｃに対して吸気の流線２Ｆはθなる
角度で吸気ヒータ３側に流入している。

【００２１】前記吸気ヒータ３の図示Ｘ‐Ｘ断面は前述
の図１４と略同様の形状を有している。吸気ヒータ３内
に設置したリボンヒータ４は、図１に縦断面を示す通
り、エアインテークダクト２内の接続面２ｃ近傍の流線
２Ｆの傾斜角度θと同方向同角度で、ヒータケース３ａ
（図１４参照）に系止されている。

【００２２】係る構造の図１の第１実施形態におけるエ
ンジンの吸気系統の構造によれば、リボンヒータ４の加
熱面の傾きθを吸入空気の流線２Ｆと概略平行に配置す
ることで吸入空気のリボンヒータ４への衝突を回避する
ことが出来、吸気抵抗が削減出来る。そして、吸入空気
のリボンヒータ４への衝突を回避することでリボンヒー
タ４の振動を抑制し、リボンヒータ４の寿命を延命す
る。

【００２３】また、図１３に示す方式でなく、図１４で
示すようにリボンヒータの直線部を短くヒータケース３
の開口部３ｂの長軸に対して直角方向にレイアウトする
ことも可能となり、製造が容易となりコストも下げられ
る。

【００２４】次に、図２を参照して第２実施形態を説明
する。前述の図１においては、リボンヒータ４の各直線
部の板端が接続面２ｃに平行となるために、リボン４ａ
の葛折に折り曲げ加工を施す前の展開形状が単なる矩形
ではなくジグザグ状に裁断する必要があった。

【００２５】図１に対して、図２においては、リボンヒ
ータ４０の各板端を結ぶ直線がリボン４０ａの各直線部
の傾斜角θに等しく形成される。即ち、図１４で示すリ
ボンヒータ４同様、展開形状を単なる矩形の帯板とすれ
ばよい。そして、この矩形の帯板を葛折りに曲げ加工し
てリボンヒータを形成し、形成したリボンヒータをヒー
タケース３ｂに挿入して固定する際にθの角度を付けれ
ばよい。作用効果は図１の第１実施形態と同様である。

【００２６】次に、図３を参照して第３実施形態を説明
する。図１の第１実施形態及び図２の第２実施形態では
エアインテークダクト２内の接続部近傍の流線２Ｆの接
続面２ｃに対する傾き角θを一律の値としてきたが、厳
密には、図１５の流線分布図でも明らかなように、θの
値はエアインテークダクト２のエルボ２ｅの外側に近づ
くに従い値を増加させ、エルボの曲率の内側になるに従
って値を減少させる（或いは接続面２ｃに直角とな
る）。

【００２７】そこで、図３の第３実施形態では、リボン
ヒータ４の角直線部の傾きをエアインテークダクト２側
に対応して曲率半径の中心から遠ざかる、即ち、エアイ
ンテークダクト２のエルボ２ｅの外側に近づくに従って
増加させる様に形成したものである。

【００２８】上述の様に形成した図３の第３実施形態に
よれば、エアインテークダクト２から吸気ヒータ３に流
入する吸気は何ら流れを乱されることなく、従って最小
の吸気抵抗にてスムースにインテークマニホールド１側
に流入することが出来る。

【００２９】尚、図１の第１実施形態から図３の第３実
施形態におけるリボンヒータの傾斜角θの値は、吸気抵
抗低減と製造の容易性の双方を考慮して、０°〜３０°
の範囲とすることが好ましい。

【００３０】次に、本実施形態によるリボンヒータ４の
リボン断面について図４〜図８を参照して説明する。

【００３１】図４に示す第４実施形態の一実施例では、
リボン断面４ｂは、吸入空気の上流側、下流側共に（４
隅が）湾曲する様にコーナー部４ｂｒが丸みを有してお
り、吸入空気は矢印の如く抵抗無く流下している。

【００３２】図５に示す第４実施形態の他の実施例では
リボン断面４ｃは、吸入空気の上流側のコーナー部４ｃ
ｒのみが湾曲しており、吸入空気は矢印の如く抵抗が少
なく流下している。

【００３３】図６に示す第５実施形態の一実施例ではリ
ボン断面４ｄは、吸入空気の上流側のコーナー部４ｄｒ
のみが面取りしてあり、吸入空気は矢印の如く抵抗が少
なく流下している。抵抗削減効果は、図５の実施例に準
ずる。

【００３４】図７に示す第６実施形態の一実施例ではリ
ボン断面４ｅは、凸レンズ状で吸気抵抗削減効果は理想
に近いものである。

【００３５】図８に示す第６実施形態の他の実施例では
リボン断面４ｆは、レンズ翼状を呈しており、吸気抵抗
削減効果は理想的である。

【００３６】

【発明の効果】本発明の作用効果を以下に列挙する。 （１） リボンヒータの加熱面の傾きを吸入空気の流線
と略平行に配置することで吸入空気のリボンヒータへの
衝突を回避することが出来、吸気抵抗が削減出来、エン
ジン性能が向上する。 （２） 吸入空気のリボンヒータへの衝突を回避するこ
とでリボンヒータの振動を抑制し、リボンヒータの寿命
を延命する。 （３） リボンヒータの直線部を短くヒータケースの開
口部の長軸に対して直角方向にレイアウトすることも可
能となり、製造が容易となりコストも下げられる。 （４） リボンヒータの傾斜角度をエアインテークダク
トのエルボの外側に近づくに従って増加させる様に形成
することにより、エアインテークダクトから吸気ヒータ
３に流入する吸気は何ら流れを乱されることなく、従っ
て最小の吸気抵抗にてスムースにインテークマニホール
ド側に流入することが出来る。 （５） リボンヒータ断面の少なくとも上流側を衝突抵
抗の少ない、空気流を整流するような流線型とするこ
と、或いは面取りを施すことで吸気抵抗を最小限化出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の構造を示す断面該様
図。

【図２】本発明の第２実施形態の構造を示す断面該様
図。

【図３】本発明の第３実施形態の構造を示す断面該様
図。

【図４】第４実施形態のリボンヒータの一断面例と、流
過する空気流を示す図。

【図５】第４実施形態のリボンヒータの他の断面例と、
流過する空気流を示す図。

【図６】第５実施形態のリボンヒータの一断面例と、流
過する空気流を示す図。

【図７】第６実施形態のリボンヒータの一断面例と、流
過する空気流を示す図。

【図８】第６実施形態のリボンヒータの他の断面例と、
流過する空気流を示す図。

【図９】エアインテークダクトの立体図。

【図１０】エアインテークダクトの側面図。

【図１１】エアインテークダクトの開口部形状を示す平
面図。

【図１２】エアインテークマニホールド周りの構成を示
す立体図。

【図１３】リボンヒータを用いた吸気ヒータの一例を示
す正面図。

【図１４】リボンヒータを用いたその他の吸気ヒータの
正面図。

【図１５】エアインテークダクト内の吸入空気の流線分
布図。

【符号の説明】

１・・・インテークマニホールド ２・・・エアインテークダクト ３、３０・・・吸気ヒータ ４、４０・・・リボンヒータ ４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ・・・リボン断面 Ｆ・・・吸入空気の流線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リボンヒータを備えたエンジンの吸気系
   統の構造において、インテークマニホールドの上流側に
   リボンヒータが取付けられ、インテークマニホールドに
   連続するインテークダクトを流れる吸気の流線とリボン
   ヒータの加熱面とが概略平行となる様にリボンヒータを
   取付け個所に対して傾斜せしめたことを特徴とするエン
   ジンの吸気系統の構造。
2. 【請求項２】 前記リボンヒータのリボンの断面形状に
   おいて、少なくとも吸入空気流過の上流側の２隅部が湾
   曲している請求項1の吸気系統の構造。
3. 【請求項３】 前記リボンヒータのリボンの断面形状に
   おいて、少なくとも吸入空気流過の上流側の２隅部が面
   取りされている請求項1の吸気系統の構造。
4. 【請求項４】 前記リボンヒータのリボンの断面形状が
   レンズ翼状をしている請求項1の吸気系統の構造。