JP2011007096A - 吸気ダクト - Google Patents

Abstract

【課題】吸気流路を開閉できる弁部を持ち、かつ、弁部のばたつきを抑制できる吸気ダクトを提供すること。
【解決手段】環状をなす案内部１１をダクト本体１に設け、板状の風受け部２１を持つ弁部２を案内部１１に取り付ける。案内部１１はダクト本体１の軸線に対して傾斜しているため、弁部２がダクト本体１に対して回転することで、風受け部２１の吸気流路１５に対する突出高さが変化する。弁部２は、吸気によって風受け部２１が押圧されることで、風受け部２１の突出高さの小さい開位置に向けて駆動される。また、風受け部２１の自重により、風受け部２１の突出高さの大きい閉位置に向けて駆動される。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の外部からエンジンに空気を供給するための吸気ダクトに関する。

吸気ダクトは、車両の外部からエンジンに空気を供給するための吸気流路を持つ部材である。この吸気流路の断面積（流路断面積と呼ぶ）が大きい場合には、エンジンに十分な量の空気を効率良く供給できる利点がある。しかしその一方で、吸気ダクトの流路断面積を大きくすると、エンジンで生じた騒音が吸気ダクトを伝搬し、車両の外部に漏出する問題がある。換言すると、流路断面積の大きな吸気ダクトは、流路断面積の小さな吸気ダクトに比べて、エンジンに由来する騒音が大きい問題がある。車両外部に漏出した騒音は、車室内にも伝搬する。特に吸気流量の小さい場合（すなわちエンジンの低回転時）には、この騒音がユーザーに認識され易い。

吸気ダクトにレゾネータ等の消音装置を取り付けたり、吸気ダクトの流路断面積を部分的に小さくすることで、騒音の伝搬を抑制する方法も提案されている。しかし、消音装置を吸気ダクトに取り付ける場合には、吸気ダクトの製造コストが高くなる問題や、吸気ダクトの質量が大きくなって車両の燃費が悪化する問題がある。また、吸気ダクトの流路断面積を部分的に小さくする場合には、吸気ダクトにおける圧力損失が増大し、エンジンに多量の空気を供給し難い問題がある。

吸気ダクトの内部に弁部を配置し、この弁部によって吸気流路を部分的に開閉する技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されている吸気ダクトは、図５および図６に示すように、筒状をなし内部に吸気流路１１５を構成する部分（ダクト本体１０１と呼ぶ）と、ダクト本体１０１の内部に取り付けられている弁部１０２とを持つ。吸気流路１１５は、ダクト本体１０１の内部に設けられた仕切り板１０５によって、吸気流れに沿って複数の流路（分割流路１０８、１０９）に分割されている。弁部１０２は変形可能であり、仕切り板１０５に取り付けられている。弁部１０２は、分割流路１０９を開閉する。すなわち、エンジンが低速回転している場合（吸気流量が少ない場合）には、図５に示すように、弁部１０２は自重によって垂れ下がり、分割流路１０９を閉じる。エンジンが高速回転している場合（吸気流量が多い場合）には、図６に示すように、吸気により押圧された弁部１０２が上方に揺動する。このため、このとき弁部１０２は分割流路１０９を開く。

特許文献１に開示れている吸気ダクトによると、弁部１０２によって分割流路１０９を開閉することで、エンジンが多量の吸気を必要とする場合（高速回転時）にはダクト本体１０１の流路断面積を大きくでき、エンジンに多量の吸気を供給できる。また、エンジンが多量の吸気を必要としない場合（低速回転時）にはダクト本体１０１の流路断面積を小さくでき、エンジンに由来する騒音を低減できる。

ところで、この種の吸気ダクト（以下、変形弁式吸気ダクトと呼ぶ）は、ダクト本体１０１の内部に仕切り板１０５を持つため、形状の自由度に劣る。また、変形弁式吸気ダクトは、仕切り板１０５と弁部１０２とを必要とするために、部品点数を低減し難く製造コストを低減し難い問題もある。さらに、変形弁式吸気ダクトにおける弁部１０２は、エンジンの回転数の変化に伴って吸気の流量が変動すると、弁部１０２自体のばたつきによる騒音を生じる場合がある。したがって、吸気流路を開閉できる弁部１０２を持ち、かつ、弁部１０２のばたつきを抑制できる吸気ダクトが望まれている。

特開平１１−８２２０２号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、吸気流路を開閉できる弁部を持ち、かつ、弁部のばたつきを抑制できる吸気ダクトを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の吸気ダクトは、
筒状をなしエンジンに連絡する吸気流路を内部に持つダクト本体と、該ダクト本体の内部に取り付けられている弁部と、を持ち、
該ダクト本体は、該ダクト本体の内周壁に形成されている案内部を持ち、
該案内部は、該内周壁に沿って延び該ダクト本体の軸線に対して直交する方向以外の方向に傾斜する環状をなし、
該弁部は、板状をなす風受け部を持ち、
該弁部は、該案内部に取り付けられ該案内部上を移動しつつ該ダクト本体に対して回転することで、該風受け部が該吸気流路に突出して該吸気流路の断面積を狭める閉位置と、該風受け部の該吸気流路への突出高さが該閉位置よりも小さくなる開位置と、の間を移動し、該風受け部の自重により該閉位置に向けて駆動されていることを特徴とする。

本発明の吸気ダクトにおいて、前記風受け部は、前記開位置において前記内周壁に沿う湾曲板状をなすことが好ましい。

本発明の吸気ダクトにおける弁部は、風受け部を持つ。弁部が閉位置に配置されているときの風受け部の突出高さは、弁部が開位置に配置されているときの風受け部の突出高さよりも大きい。すなわち、吸気流路への風受け部の突出高さは、弁部が開位置と閉位置との間を移動することで変化する。風受け部の突出高さが大きければ流路断面積が小さくなり、吸気流路は閉じられる。また、風受け部の突出高さが小さければ流路断面積が大きくなり、吸気流路は開かれる。このため、本発明の吸気ダクトにおける弁部は、吸気流路を開閉する際にも変形しない。したがって、本発明の吸気ダクトによると、風受け部自体の変形に起因する動作信頼性の悪化や、騒音を抑制できる。

なお、閉位置において、風受け部は吸気流路に大きく突出する。このため、吸気流量が多い場合には吸気が風受け部を強く押圧する。したがって弁部は、風受け部の自重による閉位置への駆動力に抗して、吸気による風受け部への押圧力が小さくなる方向に向けて回転移動する。すなわち弁部は、風受け部の突出高さが小さくなる開位置に向けて回転移動する。また、吸気流量が少なくなり、吸気による風受け部への押圧力が風受け部の自重による駆動力よりも小さくなると、風受け部の自重によって駆動された弁部は閉位置に向けて回転移動する。

実施例の吸気ダクトにおけるダクト本体を模式的に表す斜視図である。 実施例の吸気ダクトにおける弁部を模式的に表す斜視図である。 実施例の吸気ダクトを軸方向に切断した様子を模式的に表す断面図である。 実施例の吸気ダクトを軸方向に切断した様子を模式的に表す断面図である。 従来の吸気ダクトを軸方向に切断した様子を模式的に表す断面図である。 従来の吸気ダクトを軸方向に切断した様子を模式的に表す断面図である。

以下、本発明の吸気ダクトを具体的に説明する。

実施例の吸気ダクトにおけるダクト本体を模式的に表す斜視図を図１に示す。実施例の吸気ダクトにおける弁部を模式的に表す斜視図を図２に示す。実施例の吸気ダクトを軸方向に切断した様子を模式的に表す断面図を図３、図４に示す。なお、図３は風受け部が閉位置に配置されている様子を表し、図４は風受け部が開位置に配置されている様子を表す。

実施例の吸気ダクトは、ダクト本体１と弁部２とを持つ。ダクト本体１および弁部２は、硬質樹脂（詳しくはＰＰ、ＴＰＯ）を材料としてなる。図１に示すように、ダクト本体１は円筒状をなす。ダクト本体１の内部には、吸気流路１５が形成されている。ダクト本体１の内周壁１０には、案内部１１が形成されている。案内部１１は、ダクト本体１の内部に向けて開口する溝状をなし、ダクト本体１の内周壁１０に沿って延びる。また、案内部１１は、吸気流路上流側上方から吸気流路下流側下方に向けて傾斜する環状をなす。したがって案内部１１は、ダクト本体１の軸線Ｌ１に対して直交する方向以外の方向に傾斜している。換言すると、案内部１１は、平面Ａでダクト本体１の内周壁１０を切断したときの切断面に沿う環状をなす。ここでいう平面Ａとは、ダクト本体１の軸線Ｌ１に対して交差しかつ直交しない直線Ｌ２を含む平面である。

図２に示すように、弁部２は、基部２０と風受け部２１とを持つ。基部２０は、案内部１１に対応する環状をなす。風受け部２１は、基部２０に一体化されている。詳しくは、風受け部２１は、基部２０の周方向に沿って湾曲し、基部２０の軸線Ｌ３に向けて傾斜する方向に突出するひれ状をなす。風受け部２１は、突出基部２３（基部２０側の端部）から突出端部２４（基部２０に対して逆方向の端部）に向けて先細りになっている。

実施例の吸気ダクトにおいては、弁部２の基部２０とダクト本体１の案内部１１とが互いに対応する形状（相補的な形状）をなす。このため、基部２０を案内部１１に挿入することで、弁部２はダクト本体１の内部に取り付けられる。このとき、風受け部２１は吸気流路下流側に向けて突出する。

基部２０は、案内部１１上を相対移動可能である。このため、基部２０に一体化されている風受け部２１もまた案内部１１に対して相対移動可能である。案内部１１は環状をなすため、風受け部２１はダクト本体１に対して回転移動する。また、風受け部２１および基部２０は一体化されているため、弁部２もまたダクト本体１に対して回転移動する。詳しくは、ダクト本体１に取り付けられた弁部２は、図３に示す閉位置と、図４に示す開位置との間を回転移動する。

ところで、案内部１１がダクト本体１の軸線Ｌ１に対して直交する方向以外の方向に傾斜しているため、ダクト本体１に対する風受け部２１の突出角度は、ダクト本体１に対する弁部２の回転角度に応じて異なる。したがって、吸気流路１５に向けた風受け部２１の突出高さ（以下、風受け部２１の突出高さと略する）は、ダクト本体１に対する弁部２の相対位置に応じて異なる。風受け部２１の突出高さは、弁部２が図３に示す閉位置に配置されたときに最大となり、弁部２が図４に示す開位置に配置されたときに最小となる。

図３に示す閉位置において、風受け部２１は弁部２のなかで鉛直方向の下方に配置され、吸気流路１５に大きく突出する。そして、このとき風受け部２１は、吸気流路１５の断面積を狭める。また、図４に示す開位置において、風受け部２１は弁部２のなかで鉛直方向の上方に配置され、ダクト本体１の内周壁１０に沿う。したがってこのとき、風受け部２１の突出高さは非常に小さく、吸気は風受け部２１の内側を流通する。したがって、このとき風受け部２１は、吸気流路１５の断面積を狭めない。

また、弁部２は突起形状（板状）をなす風受け部２１を持つ。このため弁部２の質量は、弁部２の周方向（すなわち基部２０の周方向）に不均一である。弁部２の所定周長あたりの質量は、風受け部２１が配置されている部分と配置されていない部分とで大きく異なる。したがって弁部２は、風受け部２１の自重によって、風受け部２１が鉛直方向の下方に配置される位置（図３に示す閉位置）に向けて駆動される。換言すると、風受け部２１は錘としての機能を備えている。

吸気流量が小さく、風受け部２１の自重による駆動力（閉位置に向けた駆動力）が、吸気による風受け部への押圧力（開位置に向けた駆動力）よりも大きい場合には、風受け部２１の内面３０が吸気によって押圧されるものの、弁部２は図３に示す閉位置に配置されたままである。このため、吸気流量が小さい場合には、風受け部２１によって吸気流路１５の断面積が狭められ、エンジン（図略）で生じ吸気ダクトを伝搬する騒音が低減する。吸気流量が大きくなると、風受け部２１の内面３０が吸気によって吸気流路下流側に向けて強く押圧される。したがって弁部２は、吸気による風受け部２１への押圧力が小さくなる方向（風受け部２１の突出高さが小さくなる方向）に向けて回転する。このため弁部２は、風受け部２１がダクト本体１の内周壁１０に沿い、吸気流路１５に向けた風受け部２１の突出高さが非常に小さくなる開位置に移動する。したがって、このとき弁部２（風受け部２１）は吸気流路１５を開く。よって、実施例の吸気ダクトは、このときエンジンに多量の吸気を供給できる。

弁部２が開位置に配置されているとき（風受け部２１の突出高さが小さいとき）に吸気流量が再び小さくなり、吸気による風受け部２１への押圧力が風受け部２１の自重による駆動力よりも小さくなると、弁部２は再び閉位置に向けて回転移動する。

実施例の吸気ダクトにおける風受け部２１は、変形ではなく回転移動することで、吸気流路１５を開閉する。このため実施例の吸気ダクトによると、風受け部２１の変形による弁部２のばたつきや動作信頼性の悪化を抑制できる。

また、風受け部２１はダクト本体１に対して回転することで開位置と閉位置との間を移動する。このため、実施例の吸気ダクトにおける風受け部２１は、移動する際にダクト本体１の内周壁１０に打ち付けられない。よって、実施例の吸気ダクトによると、風受け部２１（弁部２）とダクト本体１との打音を抑制でき、騒音をさらに抑制できる。

なお、実施例の吸気ダクトにおける弁部２は基部２０と風受け部２１とを持つが、弁部２の形状はこれに限定されない。例えば、風受け部２１のみで弁部２を構成しても良い。この場合には、風受け部２１を直接案内部１１に取り付ければ良い。また、案内部１１は、溝状に限定されず、レール状等の凸状をなしても良い。さらに、案内部１１と弁部２との間に、車輪やギヤ、球等の摺動材を介在させても良い。

また、実施例の吸気ダクトにおいては風受け部２１の自重のみで弁部２を閉位置に駆動したが、風受け部２１に加えて、弁部２を閉位置に駆動する錘部を設けても良い。例えば、基部２０のなかで風受け部２１よりも空気流路上流側の部分に、比重の大きい錘部（例えば鉛製の錘部）を一体化しても良い。なお、錘部が大型であれば、錘部の内部に吸気流路１５となる空洞を設けるのが好ましい。

本発明の吸気ダクトは、エンジンを持つ車両に搭載される吸気ダクトとして使用可能である。

１：ダクト本体 ２：弁部
１０：ダクト本体の内周壁 １１：案内部 １５：吸気流路
２１：風受け部 ２６：枢支部

Claims (2)

1. 筒状をなしエンジンに連絡する吸気流路を内部に持つダクト本体と、該ダクト本体の内部に取り付けられている弁部と、を持ち、
   該ダクト本体は、該ダクト本体の内周壁に形成されている案内部を持ち、
   該案内部は、該内周壁に沿って延び該ダクト本体の軸線に対して直交する方向以外の方向に傾斜する環状をなし、
   該弁部は、板状をなす風受け部を持ち、
   該弁部は、該案内部に取り付けられ該案内部上を移動しつつ該ダクト本体に対して回転することで、該風受け部が該吸気流路に突出して該吸気流路の断面積を狭める閉位置と、該風受け部の該吸気流路への突出高さが該閉位置よりも小さくなる開位置と、の間を移動し、該風受け部の自重により該閉位置に向けて駆動されていることを特徴とする吸気ダクト。
2. 前記風受け部は、前記開位置において前記内周壁に沿う湾曲板状をなす請求項１に記載の吸気ダクト。

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