JP2010159637A - 車両エンジンの空気取り入れ導風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気取り入れ管１０に均一に空気を取り入れることができる車両エンジンの空気取り入れ導風装置の提供。
【解決手段】車両エンジンの空気取り入れ導風装置は、概ね円形板状を呈する少なくとも１枚の本体２０外縁にリング２１を設置し、リング２１は空気取り入れ管１０内縁に固定し、その内周には複数のスポイラ孔２２を設置し、複数のスポイラ孔２２はリング２１内周から中心点へ向かい、少なくとも２列に排列し、格子状を形成し、各スポイラ孔２２内には空気取り入れ管１０の軸方向と傾斜角度を呈する少なくとも１枚のスポイラ板２３を備え、車両の空気取り入れ管１０から取り入れた気流が、本体２０を通過する時、複数のスポイラ孔２２及び各スポイラ孔２２のスポイラ板２３により、気流は集中せずに分散する。
【選択図】図３

Description

本発明は車両エンジンの空気取り入れ導風装置に関し、特に空気取り入れ管内縁に固定可能な導風装置で、車両空気取り入れ管が取り入れる気流は、導風装置の経由時に、気流を集中させず、分散させることができる車両エンジンの空気取り入れ導風装置に関する。

エンジンの高速回転時に、より良い空気取り入れ効果を発揮させるため、空気取り入れ管前端に設置する多種のスポイラが市販されている。その目的は、エンジン空気取り入れ口前端の管内において、空気が流動する時、旋回状に流動する渦巻き流を発生する。空気が大量に空気取り入れ管に進入する時、この種の渦巻き流により、空気は旋回しながら高速で通過する。

図１は、市販されている従来のスポイラの構造概略図である。
図１に示すように、該スポイラは、エンジン空気取り入れ口前端の管中に設置され、それは口径がより大きな円管９０内に口径がより小さい中心空管９１を設置し、該円管９０と該中心空管９１との間は、弧状を呈する多数の羽片９２により連接する。
これにより、気流が該スポイラを流通する時、中央の空気は中心空管９１を経由し、直流の気流を生じ、周囲の空気は、複数の羽片９２を経由する時、分かれて多数の渦巻き状気流となる。該直流気流と、分流状を呈する多数の渦巻き気流は、スポイラから離れた後、再び渦巻き状気流に統合される。

図２は、別種の従来のスポイラの構造概略図である。
図２に示すように、従来の技術中には、多数の渦巻き状気流をまとめて導引する、別種のスポイラが見られる。
該スポイラは、円管９０中に中心導引柱９３を設置し、しかも該円管９０と該中心導引柱９３との間は、弧状を呈する多数の羽片９２により連接する。
該中心導引柱９３末端は錐状を呈し、しかも該中心導引柱９３と該各羽片９２末端との間には、末端開口９４を保持する。
これにより、気流が該スポイラを流通する時には、先ず分流し、該各羽片９２の間の空間中において、多数の渦巻き状気流となる。しかも、該多数の渦巻き状気流が該スポイラを離れる時には、該中心導引柱９３末端の錐状構造は、該多数の渦巻き状気流をとりあえず導引し、統合動作を行わせる。

上記した２種以外にも、類似の構造として、特許文献１、特許文献２、特許文献３等がある。これらの設計の重点は何れも、気流を渦巻き気流状で進入させるものである。この種の空気取り入れ方式は、空気の取り入れを加速させる機能を備えてはいるが、同時に空気取り入れが不均一になるという欠点をも備えている。
該各設計においては、隣接する２枚の羽片の間の間隙は、スポイラ中心点から外へと向かい、距離が徐々に開いて行く状態を呈する。また羽片と羽片との間の間隙は、中心点の位置に近づくほど小さくなって行く。よって、空気を取り入れる時、該スポイラ中心点に近い風の抵抗は、中心点から離れた風の抵抗よりはるかに大きく、これにより、スポイラ全体の空気取り入れは不均一となる。
もし使用者がエンジン空気取り入れ端に、一酸化二窒素(N2O)等の空気触媒或いは他の燃焼補助物を添加した場合には、この空気の取り入れが不均一になる状況により、該各空気触媒或いは該燃焼補助材も、均一に拡散されない。
さらには、従来のスポイラの各羽片は、中心点から外へと延伸する曲度が同一ではないため、製造が容易ではない。

米国特許第5,113,838号明細書 米国特許第6,158,412号明細書 米国特許第6,796,296号明細書

本発明の目的は、車両エンジンへの空気取り入れをより均一にすることができる車両エンジンの空気取り入れ導風装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は下記の車両エンジンの空気取り入れ導風装置を提供する。
車両エンジンの空気取り入れ導風装置は、概ね円形板状を呈する少なくとも１枚の本体外縁にリングを設置し、該リングは、空気取り入れ管内縁に固定し、その内周には複数のスポイラ孔を設置し、しかも、該複数のスポイラ孔は、該リング内周から中心点へ向かい、少なくとも２列に排列し、格子状を形成し、該各スポイラ孔内には、該空気取り入れ管の軸方向と傾斜角度を呈する少なくとも１枚のスポイラ板を備え、車両の空気取り入れ管から取り入れた気流が、該本体を通過する時、該複数のスポイラ孔及び各スポイラ孔の該スポイラ板により、気流は集中せずに分散し、このようにして空気は空気取り入れ管に均一に進入する。
実施時には、該複数のスポイラ孔は該リング内周にぐるりと円周を呈し排列し、しかも該リング中心点から該リング内周へと、円周を呈するスポイラ孔を少なくとも２列に排列させる。該複数のスポイラ孔は、該リング内周にぐるり排列し、しかも該リング内周から中心点へと螺旋状に排列する。
該複数のスポイラ孔は、円周或いは螺旋状を呈して排列し、実施時には、該複数のスポイラ孔は中心点に近い位置の排列個数は、中心点から遠い位置の排列個数より少なく、これにより中心点に近い位置のスポイラ孔の孔径は、中心点から遠い位置のスポイラ孔の孔径とほぼ等しくなり、よって中心点に近い位置の風の抵抗が大きくなるという問題は発生せず、これにより気流は集中せずに分散し、このようにして空気は空気取り入れ管に均一に進入する。該複数のスポイラ孔は、該リング内周において矩形或いは多辺形を呈して排列することができ、これにより大部分のスポイラ孔の孔径をほぼ同じ大きさとすることができる。
該複数のスポイラ孔が円周或いは螺旋状を呈して排列する実施方式において、該各スポイラ孔内のスポイラ板は実施時に、同一方向へと傾斜し、或いは一部のスポイラ孔のスポイラ板は、反対方向へと傾斜し、前者においては、該各スポイラ孔内のスポイラ板が同一方向に傾斜することにより、気流を均一にするが、同時に、導引気流に渦巻き状を形成させる目的をも達成することができ、後者においては、一部のスポイラ孔のスポイラ板を反対方向へと傾斜させることで、気流は分散しさらに平均となり、集中することはなくなり、これら一部のスポイラ板を反対方向へと傾斜させる方式は、複数のスポイラ孔を該リング内周において矩形或いは多辺形に排列する実施形態に適用することができる。
該格子状に排列する複数のスポイラ孔の間には、スポイラ板を備えない複数の通風口を設置し、これにより気流は集中せずに分散する。
製造の便のため、車両エンジンの空気取り入れ導風装置は、複数の本体を重ねる構成することができ、しかも各本体外縁のリング上には連接部を設置し、これにより別の該本体と重ねて固定し、これにより該各本体は薄く製造することができ、該本体は一般のプラスチック、或いは複合材料で製造可能となり、使用材料が限定されず、また、モールドをコンパクトにし、生産効率を向上させることもできる。

本発明は、複数のスポイラ孔をリング内周から中心点へと、少なくとも２列に排列し、格子状を形成し、各スポイラ孔内には、空気取り入れ管の軸方向と傾斜を呈する少なくとも１枚のスポイラ板を備え、これにより車両エンジンの空気取り入れ管から進入する気流は、本体を通過する時、複数のスポイラ孔と各スポイラ孔内のスポイラ板により、気流は集中せずに分散し、このようにして空気は空気取り入れ管に平均に進入し、特に一酸化二窒素(N2O)等の空気触媒或いは他の燃焼補助物を添加する時にも、該各空気触媒或いは他の燃焼補助物は、均一に拡散される。

従来のエンジンの空気取り入れスポイラの構造概略図である。 別種の従来のスポイラの構造概略図である。 本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、第一実施形態の設置概略図である。 本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、第一実施形態の構造概略図である。 本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、第二実施形態の構造概略図である。 本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、第三実施形態の構造概略図である。 本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、第三実施形態の使用概略図である。 本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、第四実施形態の構造概略図である。 本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、第四実施形態の使用概略図である。 本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、第五実施形態の構造概略図である。 本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、第六実施形態の構造概略図である。

図３は、本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、第一実施形態の設置概略図で、図４は、本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、第一実施形態の構造概略図である。
図３、図４に示すように、本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置の第一実施形態は、概ね円形板状を呈する少なくとも１枚の本体２０外縁にリング２１を設置する。リング２１は、空気取り入れ管１０内縁に固定し、その内周には複数のスポイラ孔２２を設置する。しかも、複数のスポイラ孔２２は、リング２１内周から中心点へ向かい、少なくとも２列に排列し、格子状を形成する。各スポイラ孔２２内には、空気取り入れ管１０の軸方向(空気取り入れ方向)と傾斜角度を呈する少なくとも１枚のスポイラ板２３を備える。車両空気取り入れ管１０から取り入れた気流が、本体２０を通過する時、複数のスポイラ孔２２及び各スポイラ孔２２のスポイラ板２３により、気流は集中せずに分散し、このようにして空気は空気取り入れ管１０に均一に進入する。

図に示すように、複数のスポイラ孔２２は、リング２１内周において環状に円周を呈して排列する。しかも、リング２１中心点からリング２１内周まで、複数のスポイラ孔２２は少なくとも２列に排列する。実施時には、図５に示す本発明の第二実施形態のように、複数のスポイラ孔２２はリング２１内周を取り囲み、しかもリング２１内周から中心点へと向かい、螺旋状に排列させることもできる。

図３、図４に示す第一実施形態、図５に示す第二実施形態においては、中心点に近いスポイラ孔２２の数を、中心点から離れたスポイラ孔２２の数より少なくし、これにより中心点に近いスポイラ孔２２の孔径と、中心点から離れたスポイラ孔２２の孔径を同じにする。このようにすることにより、中心点に近い風の抵抗がより大きくなるという問題は発生せず、分散気流は集中せず、空気を空気取り入れ管１０に均一に進入させることができる。

さらに、複数のスポイラ孔２２が、円周或いは螺旋状排列の実施形態において、各スポイラ孔２２内のスポイラ板２３は、実施時に、同一方向へと傾斜させ、或いは図６、図７に示す第三実施形態のように、スポイラ孔２２の一部のスポイラ板２３を反対方向に傾斜させることができる。
図３、図４、図５に示す第一、第二実施形態において、各スポイラ孔２２内のスポイラ板２３を、同一方向へと傾斜させる目的は、空気の進入を均一にすることであるが、同時に、導引気流に渦巻き状を形成させる目的をも達成することができる。
図６、図７に示す第三実施形態においては、スポイラ孔２２の一部のスポイラ板２３は、反対方向へと傾斜するため、気流の分散はさらに均一となり、集中する状況は発生しない。
さらに、一酸化二窒素(N2O)等の空気触媒或いは他の燃焼補助物を添加する時にも、各空気触媒或いは他の燃焼補助物は、均一に拡散される。

図８、図９に示す、本発明の第四実施形態では、格子状に排列し、傾斜状のスポイラ板２３を備える複数のスポイラ孔２２の間には、さらに複数の通風口２４を設置することができる。各通通口２４周囲には、隔離用の隔絶板２５を備え、しかも隔絶板２５と空気取り入れ管１０の軸方向(空気取り入れ方向)は平行で、傾斜角度を備えない。これにより、気流を集中せずに、分散させることができる。

さらに、図３に示すように、製造の便のため、本発明一実施形態の導風装置は、複数の本体２０を重ねて構成することができる。しかも、各本体２０外縁リング２１上には、接続部２６を設置し、これにより別の本体２０’と重ねて固定することができる。
このようにして、各本体２０は薄く製造することができ、本体２０は一般のプラスチック、或いは複合材料で製造可能となり、使用材料が限定されない。また、モールドをコンパクトにし、生産効率を向上させることもできる。特に本体２０は、空気触媒を含む複合材料により製造可能で、これにより導風装置全体の実用性を向上させることができる。

図１０は、本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、第五実施形態の構造概略図であり、図１１は、本発明一実施形態による車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、第六実施形態の構造概略図である。
従来の構造において、中心点に近くなるほど風の抵抗が大きくなるという問題を解決するために、本発明の第五、第六実施形態では、本体２０のリング２１内周に、複数のスポイラ孔２２を設置し、格子状に排列する。しかも、各スポイラ孔２２内には、空気取り入れ管１０の軸方向と傾斜角度を呈する少なくとも１枚のスポイラ板２３を備える。
図１０に示す第五実施形態では、複数のスポイラ孔２２は、リング２１内周において矩形を呈し排列し、図１１に示す第六実施形態では、複数のスポイラ孔２２は、リング２１内周において多辺形を呈し排列し、これにより、大部分のスポイラ孔２２の孔径は、ほぼ同一となる。
実施時には、複数のスポイラ孔２２の間には、複数の通風口２４を設置し、各通風口２４の周囲には、隔絶板２５を備える。しかも、隔絶板２５と空気取り入れ管１０の軸方向(空気取り入れ方向)は平行で、傾斜角度を備えず、これにより気流は集中せずに分散する。
さらに、第五、及び第六実施形態の一部のスポイラ孔２２において、スポイラ板２３を反対方向に傾斜させることもできる。

１０ 空気取り入れ管
２０、２０’ 本体
２１ リング
２２ スポイラ孔
２３ スポイラ板
２４ 通風口
２５ 隔絶板
２６ 接続部

Claims (10)

1. 概ね円形板状を呈する少なくとも１枚の本体外縁にリングを設置し、
   前記リングは、空気取り入れ管内縁に固定し、その内周には複数のスポイラ孔を設置し、しかも、前記複数のスポイラ孔は、前記リング内周から中心点へ向かい、少なくとも２列に排列し、格子状を形成し、
   前記各スポイラ孔内には、前記空気取り入れ管の軸方向と傾斜角度を呈する少なくとも１枚のスポイラ板を備え、
   車両の空気取り入れ管から取り入れた気流が、前記本体を通過する時、前記複数のスポイラ孔及び各スポイラ孔の前記スポイラ板により、気流は集中せずに分散することを特徴とする車両エンジンの空気取り入れ導風装置。
2. 請求項１記載の車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、前記複数のスポイラ孔は、前記リング内周にぐるりと円周を呈し排列し、しかも前記リング中心点から前記リング内周へと、円周を呈するスポイラ孔を少なくとも２列に排列させることを特徴とする車両エンジンの空気取り入れ導風装置。
3. 請求項１記載の車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、前記格子状スポイラ孔は、前記リング内周にぐるり排列し、しかも前記リング内周から中心点へと螺旋状に排列することを特徴とする車両エンジンの空気取り入れ導風装置。
4. 請求項１記載の車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、前記複数のスポイラ孔は、前記リング内周に矩形を呈して排列することを特徴とする車両エンジンの空気取り入れ導風装置。
5. 請求項１記載の車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、前記複数のスポイラ孔は、前記リング内周に多辺形を呈して排列することを特徴とする車両エンジンの空気取り入れ導風装置。
6. 請求項２或いは請求項３記載の車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、前記少なくとも２列の複数のスポイラ孔中の、中心点に近い位置の排列個数は、中心点から遠い位置の排列個数より少ないことを特徴とする車両エンジンの空気取り入れ導風装置。
7. 請求項２から請求項５の任意の一項に記載の車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、前記各スポイラ孔のスポイラ板は、同一方向へと傾斜することを特徴とする車両エンジンの空気取り入れ導風装置。
8. 請求項２から請求項５の任意の一項に記載の車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、前記一部のスポイラ孔のスポイラ板は、反対方向へと傾斜することを特徴とする車両エンジンの空気取り入れ導風装置。
9. 請求項２から請求項５の任意の一項に記載の車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、前記格子状に排列する複数のスポイラ孔の間には、複数の通風口を設置し、前記各通風口の周囲には、隔絶板を備え、しかも前記隔絶板と前記空気取り入れ管の軸方向は平行であることを特徴とする車両エンジンの空気取り入れ導風装置。
10. 請求項１から請求項５の任意の一項に記載の車両エンジンの空気取り入れ導風装置において、前記導風装置は、概ね円形を呈する板状の複数の本体を重ねて構成し、前記各本体外縁のリング上には連接部を設置し、これにより別の前記本体と重ねて固定することを特徴とする車両エンジンの空気取り入れ導風装置。

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