JP2014012991A - 車載内燃機関の吸気管 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突に伴って歩行者に作用する負荷を好適に低減することのできる車載内燃機関の吸気管を提供する。
【解決手段】インレットダクトは、上下方向に２つに分割された構造を有しており、上側分割体２０の接合片２１が下側分割体３０のフランジ３１の接合孔３２に対してスナップフィットによって互いに接合されている。下側分割体３０のフランジ３１には当該インレットダクト（上側分割体２０）に対して上方から所定以上の外力が作用した際に優先的に破断する鋭角部３１ｂが形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車載内燃機関の吸気管に関する。

従来、歩行者が車両のボンネットに衝突した際にボンネットが適度に変形する構造を採用することで衝突エネルギを吸収し、衝突に伴って歩行者に作用する負荷の低減を図るようにした技術が開発されている。また、例えば特許文献１には、衝突時のボンネットの変形に伴って変形される車両用ダクトが開示されている。

すなわち、特許文献１には外気を吸入する車両用ダクトが開示されており、このダクトは、車両のボンネットとその下方に位置してラジエータを固定するラジエータサポートとの隙間に配設されている。

具体的には、図７に示すように、ダクト１１０は第１ダクト壁部１２０とこの第１ダクト壁部１２０の下方に位置する第２ダクト壁部１３０とを有している。これらダクト壁部１２０，１３０の両端にはフランジ１２１，１３１が形成されており、これらは互いに溶着等によって接合されている。また、第２ダクト壁部１３０には支持壁部１３５が上方に突設されており、この支持壁部１３５の上面１３６によって第１ダクト壁部１２０の下面が支持されている。また、第２ダクト壁部１３０において上記支持壁部１３５の付け根部分には切欠１３７が形成されている。

こうしたダクト１１０によれば、図８に示すように、歩行者との衝突によってボンネットが下方に変形して第１ダクト壁部１２０が上方から押圧されると、上記切欠１３７が破断することで第１ダクト壁部１２０が下方に沈み込むように変形する。このようにダクト１１０が変形することを通じて歩行者の衝突エネルギが吸収され、衝突に伴って歩行者に作用する負荷が低減されるとしている。

特開２００４―１２４７５７号公報

ところで、上記特許文献１に記載のダクト１１０は、図８に示したように、支持壁部１３５の付け根部分に形成された切欠１３７を破断させることによって、第１ダクト壁部１２０の幅方向における中央部（同図の左右方向における中央部）の下方への変形が許容される。しかしながら、第１ダクト壁部１２０の幅方向の両端部には屈曲して下方に延びる側壁１２２が形成され、この側壁１２２の下端部には屈曲して外側に延びるフランジ１２１が形成されている。また、第２ダクト壁部１３０の幅方向の両端部には屈曲して上方に延びる側壁１３２が形成され、この側壁１３２の下端部には屈曲して外側に延びるフランジ１３１が形成されている。そして、これらフランジ１２１，１３１が互いに接合されているために第１ダクト壁部１２０及び第２ダクト壁部１３０の両端部の剛性が高められており、当該両端部によってダクト１１０全体の変形量が制限されるものとなっている。従って、ボンネットにおいて第１ダクト壁部１２０の幅方向の端部の直上に歩行者が衝突した場合には、ダクト１１０の変形が大きく制限されてしまう。その結果、歩行者の衝突エネルギが好適に吸収されないおそれがある。

本発明の目的は、衝突に伴って歩行者に作用する負荷を好適に低減することのできる車載内燃機関の吸気管を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に従う車載内燃機関の吸気管は、上下方向に複数に分割された構造を有し、それら分割体が互いに接合されることによって形成される。前記分割体の接合部には当該吸気管に対して上方から所定以上の外力が作用した際に優先的に破断する脆弱部が形成されている。

同構成によれば、歩行者が車両のボンネットに衝突し、この衝突によってボンネットを介して吸気管に対して上方から所定以上の外力が作用すると、分割体の接合部に形成された脆弱部が破断することで、吸気管全体が下方に沈み込むように変形する。このため、吸気管のこうした変形を通じて歩行者の衝突エネルギが好適に吸収されることとなる。

この場合、前記各分割体はこれら分割体の一方に形成された孔と他方に形成されて前記孔に係合する突片とによるスナップフィットによって互いに接合されている、といった態様が好ましい。

同態様によれば、スナップフィットによって各分割体を容易且つ的確に接合することができる。また、上記スナップフィットを構成する機械的な接合部に上記脆弱部が形成されるため、例えば当該接合部の形状や材質を適宜変更することによって脆弱部を容易に具現化することができる。

また、前記脆弱部は前記孔の内面の鋭角部によって構成されている、といった態様が好ましい。
同態様によれば、孔の内面の鋭角部によって脆弱部が構成されるため、脆弱部の構成を簡易なものとすることができる。

また、当該吸気管の上部にはその長手方向に沿って延びる凹部が形成されている、といった態様が好ましい。
同態様によれば、ボンネットを介して吸気管に対して外力が作用すると、吸気管はその凹部が押し広げられるようにして同吸気管の上部全体が下方に沈み込むように変形する。このため、吸気管のこうした変形を通じて歩行者の衝突エネルギが好適に吸収されることとなる。従って、歩行者に作用する負荷を好適に低減することができる。

また、上記態様によれば、吸気管の上部においてその長手方向に沿って延びるように形成された凹部によって、吸気管内における吸気の流れが整えられる。従って、吸気管内において吸気を内燃機関の燃焼室に向けて円滑に流すことができる。

この場合、前記凹部を構成する屈曲部には切欠が形成されている、といった態様が好ましい。
同態様によれば、凹部を構成する屈曲部には切欠が形成されているため、吸気管に対して上方から外力が作用した際の吸気管の変形が当該切欠によって促進される。従って、歩行者の衝突エネルギが一層好適に吸収されることとなり、歩行者に作用する負荷を一層好適に低減することができる。

これらの場合、前記凹部の内面からは当該吸気管の長手方向に沿って突片が延びている、といった態様が好ましい。
同態様によれば、凹部に加え、凹部の内面から延設された突片によって吸気管内における吸気の流れが一層整えられる。従って、吸気管内において吸気を内燃機関の燃焼室に向けて一層円滑に流すことができる。

本発明によれば、衝突に伴って歩行者に作用する負荷を好適に低減することができる。

本発明の一実施形態における車載内燃機関の吸気管が適用される車両前部の内部構造を示す模式図。 （ａ）は上側分割体及び下側分割体の縦断面構造を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ方向から視た下側分割体のフランジを中心とした拡大平面図。 図１のＡ−Ａ線に沿ったインレットダクトの縦断面構造を示す縦断面図。 図３のＣ部を拡大して示す拡大断面図。 同実施形態のインレットダクトの作用を説明するための説明図。 本発明の変形例におけるインレットダクトの縦断面構造を示す縦断面図。 従来の車両用ダクトの縦断面構造を示す縦断面図。 従来の車両用ダクトの作用を説明するための説明図。

以下、図１〜図５を参照して、本発明を具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両前部のエンジンルーム内には機関本体５及び機関本体５に対して外気を導入する吸気系等の各種機器が搭載されている。この吸気系は、上流側から順に、インレットダクト１０、エアクリーナ８、及び接続ダクト９等からなっている。

インレットダクト１０は車両前方に向けて開口するとともに外気を吸入する吸入口１１を有している。また、インレットダクト１０は吸入口１１から車両後方に向けて延びるとともに屈曲して車幅方向外側（同図における右側）に向けて延びており、連結部１２を介してエアクリーナ８に連結されている。尚、インレットダクト１０の下方には機関冷却水を冷却するラジエータ（図示略）が位置している。

エアクリーナ８は空気に含まれる異物を濾過するフィルタを内蔵しており、車両構造体に対して固定されている。
また、車両前部には、これら機関本体５や吸気系の上部を覆うボンネット３が開閉可能に設けられている。従って、インレットダクト１０の上方にはボンネット３が位置している。

次に、インレットダクト１０の構造について説明する。
図２に示すように、インレットダクト１０は、上下方向に２つに分割された構造を有しており、それら上側分割体２０及び下側分割体３０がスナップフィットによって互いに接合される。

図２（ａ）の上部に示すように、上側分割体２０は、断面略半円弧状であって下方に向けて開口する本体２０ａと、この本体２０ａの両端部の外面から下方に向けて延びる接合片２１とを有している。この接合片２１の外面には凸部２１ａが形成されている。この凸部２１ａは、接合片２１の下端部から上方に向けて徐々に幅方向外側に位置する傾斜面と、この傾斜面の上端部から上方に向けて徐々に幅方向内側に位置する傾斜面とを有している。

また、上側分割体２０の上部には断面略Ｕ字状をなすとともにインレットダクト１０の長手方向（以下、長手方向と称する）に沿って延びる凹部２５が形成されている。この凹部２５の幅（同図における左右方向の長さ）は上方ほど大きくされている。

先の図１に示すように、凹部２５はインレットダクト１０の前側開口からエアクリーナ８との連結部付近まで延びている。従って、インレットダクト１０のエアクリーナ８との連結部１２の断面はエアクリーナ８の導入口と相似の円形状をなしている。

また、凹部２５を構成する４つの屈曲部である２つの上側屈曲部２６と２つの下側屈曲部２７とにはそれぞれ切欠２６ａ，２７ａが形成されている。
各上側屈曲部２６の切欠２６ａは、上側分割体２０の上面に形成されるとともに長手方向に沿って延びている。

各下側屈曲部２７の切欠２７ａは上側分割体２０の下面に形成されるとともに長手方向に沿って延びている。
また、凹部２５の底部２５ａの内面からは突片２８が下方に向けて延びており、この突片２８は長手方向に沿って延びている。この底部２５ａの下面において突片２８の付け根部分には長手方向に沿って延びる切欠２８ａが形成されている。

図２（ａ）の下部に示すように、下側分割体３０は、断面半円弧状であって上方に向けて開口する本体３０ａと、この本体３０ａの両端部の外面から幅方向（同図における左右方向）外側に向けて延びるとともに平面視矩形状のフランジ３１とを有している。

図２（ｂ）に示すように、これらフランジ３１には、それらの長手方向に沿って延びる接合孔３２が形成されている。この接合孔３２の長手方向における両端は傾斜部とされており、接合孔３２の両側に位置するフランジ３１の基端部３１ａの幅が先端側に比べて小さくされている。従って、フランジ３１の基端部３１ａは他の部位に比べて脆弱となっている。また、この接合孔３２において上記長手方向の中央位置には凹溝３２ａが形成されている。

これら分割体２０，３０は共に樹脂材料によって形成されている。
ここで、一対の接合片２１の外面間の距離Ｄ１は、一対の接合孔３２の幅方向外側縁間の距離Ｄ２よりも大きくされている（Ｄ１＞Ｄ２）。

また、上側分割体２０の本体２０ａの下面から接合片２１の凸部２１ａの頂点までの距離Ｅ１は、フランジ３１の上下方向における厚さＥ２よりも大きくされている（Ｅ１＞Ｅ２）。

インレットダクト１０の組み付けに際しては、下側分割体３０の一対の接合孔３２に対して、上方から、上側分割体２０の一対の接合片２１が挿入される。このとき、一対の接合片２１が幅方向内側に向けて弾性変形されることで、接合孔３２の凹溝３２ａに沿って接合片２１の凸部２１ａが挿入される。

こうして組み付けられることによって、図３に示されるインレットダクト１０となる。
ここで、下側分割体３０のフランジ３１の基端部３１ａの内面は集中応力が生じやすい鋭角部３１ｂとされており、インレットダクト１０に対して上方から所定以上の外力が作用した際に優先的に破断するように設定されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図４に示すように、上側分割体２０の本体２０ａの下端から接合片２１の凸部２１ａの頂点までの距離Ｅ１がフランジ３１の上下方向における厚さＥ２よりも大きくされている（Ｅ１＞Ｅ２）。このため、上側分割体２０と下側分割体３０とが組み付けられた状態において、接合片２１の凸部２１ａの上側の傾斜面とフランジ３１の下面とには互いを圧接させる力が作用する。

しかも、前述したように一対の接合片２１の外面間の距離Ｄ１が一対の接合孔３２の幅方向外側面間の距離Ｄ２よりも大きくされている（Ｄ１＞Ｄ２）。このため、接合孔３２の幅方向外側面は接合片２１の外周面によって幅方向外側に向けて押圧されることで、接合片２１の凸部２１ａの上側の傾斜面とフランジ３１の下面とを互いに圧接させる力は更に大きくなる。

従って、機関振動等によって上側分割体２０と下側分割体３０とが相対変位しようとする場合であっても、こうした相対変位が抑制されることとなる。
また、インレットダクト１０の内部には長手方向に沿って延びる凹部２５と突片２８とが設けられているため、インレットダクト１０内における吸気の流れが整えられる。このため、インレットダクト１０内において吸気が内燃機関の燃焼室に向けて円滑に流れるようになる。

さて、歩行者が車両のボンネット３に衝突し、この衝突によってボンネット３を介してインレットダクト１０に対して上方から所定以上の外力Ｆが作用すると、図５に示すように、下側分割体３０のフランジ３１に形成された鋭角部３１ｂが集中応力によって破断することで、インレットダクト１０全体が下方に沈み込むように変形する。このため、インレットダクト１０のこうした変形を通じて歩行者の衝突エネルギが好適に吸収されることとなる。

以上説明した本実施形態に係る車載内燃機関の吸気管によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）インレットダクト１０は、上下方向に２つに分割された構造を有しており、上側分割体２０の接合片２１が下側分割体３０のフランジ３１の接合孔３２に対してスナップフィットによって互いに接合されている。下側分割体３０のフランジ３１には当該インレットダクト１０に対して上方から所定以上の外力が作用した際に優先的に破断する鋭角部３１ｂが形成されている。こうした構成によれば、衝突に伴って歩行者に作用する負荷を好適に低減することができる。

（２）上側分割体２０と下側分割体３０との接合がスナップフィットによって行なわれるため、これら分割体２０，３０を容易に接合することができる。
（３）機械的な接合部であるフランジ３１の接合孔３２の内面に、脆弱部として機能する鋭角部３１ｂが形成されるため、脆弱部を容易に具現化することができる。

（４）インレットダクト１０の上部にはその長手方向に沿って延びる凹部２５が形成されている。こうした構成によれば、ボンネット３を介してインレットダクト１０に対して外力が作用すると、同インレットダクト１０はその凹部２５が押し広げられるようにして上側分割体２０全体が下方に沈み込むように変形するため、インレットダクト１０のこうした変形を通じて歩行者の衝突エネルギが好適に吸収されることとなる。従って、歩行者に作用する負荷を好適に低減することができる。また、こうした構成によれば、上側分割体２０の上部においてその長手方向に沿って延びるように形成された凹部２５によって、インレットダクト１０内における吸気の流れが整えられる。従って、インレットダクト１０内において吸気を内燃機関の燃焼室に向けて円滑に流すことができる。

（５）凹部２５を構成する屈曲部（上側屈曲部２６、下側屈曲部２７）には切欠２６ａ，２７ａが形成されている。こうした構成によれば、インレットダクト１０に対して上方から外力が作用した際の同インレットダクト１０の変形が当該切欠２６ａ，２７ａによって促進される。従って、歩行者の衝突エネルギが好適に吸収される。

（６）凹部２５の内面からは当該インレットダクト１０の長手方向に沿って突片２８が延びている。こうした構成によれば、凹部２５に加え、凹部２５の内面から延設された突片２８によってインレットダクト１０内における吸気の流れが整えられる。従って、インレットダクト１０内において吸気を内燃機関の燃焼室に向けて円滑に流すことができる。

（７）凹部２５の下面において突片２８の付け根部分には長手方向に沿って延びる切欠２８ａが形成されている。こうした構成によれば、インレットダクト１０全体が下方に沈み込むように変形する際に、突片２８が下側分割体３０に当たった場合には、当該切欠２８ａによって突片２８が付け根部分から倒されることとなる。このため、突片２８によってインレットダクト１０の変形が妨げられることを好適に抑制することができる。

＜変形例＞
尚、本発明に係る車載内燃機関の吸気管は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記実施形態では、インレットダクト１０の上部（詳しくは上側分割体２０）に凹部２５が１つだけ形成されるものについて例示した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、例えばインレットダクトが扁平形状とされる場合には、図６に示すように、インレットダクト２１０の幅方向（同図における左右方向）に２つの凹部２２５Ａ，２２５Ｂが並設されるものとすることもできる。また、インレットダクトの幅方向に３つ以上の凹部を形成するようにしてもよい。

・上記実施形態及び上記変形例のように、インレットダクト１０，２１０の上部（詳しくは上側分割体２０，２２０）に凹部２５，２２５Ａ，２２５Ｂを形成することがインレットダクト１０，２１０に対して上方から外力が作用した際に同インレットダクト１０，２１０を積極的に変形させて歩行者の衝突エネルギの吸収を図る上では望ましい。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、こうした凹部を省略することもできる。

・本発明に係る鋭角部の形成位置は上記実施形態において例示したものに限られるものではなく、接合孔３２の縁部において他の位置、例えば凹溝３２ａの位置に形成することもできる。

・上記実施形態では、上側分割体２０の両端部に接合片２１を形成する一方、下側分割体３０の両端部にフランジ３１を形成し、このフランジ３１の接合孔３２の内面に鋭角部３１ｂを形成するようにした。これとは逆に、下側分割体の両端部に接合片を形成する一方、上側分割体の両端部にフランジを形成し、このフランジの接合孔の縁部に鋭角部を形成するようにしてもよい。この場合であっても、上記実施形態の効果に準じた効果を奏することができる。

・上記実施形態及びその変形例では、本発明に係る脆弱部の一態様として鋭角部３１ｂについて例示した。しかしながら、本発明に係る脆弱部はこうした鋭角部に限られるものではなく、例えばフランジの基端部が先端部に比べて薄くされる構成としてもよい。

・上記実施形態及びその変形例では、インレットダクト１０，２１０が２つの分割体２０，３０，２２０，２３０によって形成されるものとした。しかしながら、本発明に係る吸気管は２つの分割体からなるものに限られるものではなく、３つ以上の分割体からなるものとすることもできる。

・上記実施形態では、インレットダクト１０の吸入口１１が車両前方に向けて開口するものについて例示したが、これに代えて、インレットダクトの吸入口を車両側方に向けて開口するものとすることもできる。

３…ボンネット、５…機関本体、８…エアクリーナ、９…接続ダクト、１０，２１０…インレットダクト、１１…吸入口、１２…連結部、２０，２２０…上側分割体、２０ａ…本体、２１，２２１…接合片（突片）、２１ａ…凸部、２５，２２５Ａ，２２５Ｂ…凹部、２５ａ…底部、２６…上側屈曲部、２６ａ…切欠、２７…下側屈曲部、２７ａ…切欠、２８，２２８Ａ，２２８Ｂ…突片、２８ａ…切欠、３０，２３０…下側分割体、３０ａ…本体、３１，２３１…フランジ（接合部）、３１ａ…基端部、３１ｂ…鋭角部（脆弱部）、３２…接合孔、３２ａ…凹溝、１１０…ダクト、１２０…第１ダクト壁部、１２１…フランジ、１２２…側壁、１３０…第２ダクト壁部、１３１…フランジ、１３２…側壁、１３５…支持壁部、１３６…上面、１３７…切欠。

Claims (6)

1. 上下方向に複数に分割された構造を有し、それら分割体が互いに接合されることによって形成された車載内燃機関の吸気管において、
   前記分割体の接合部には当該吸気管に対して上方から所定以上の外力が作用した際に優先的に破断する脆弱部が形成されている、
   ことを特徴とする車載内燃機関の吸気管。
2. 前記各分割体はこれら分割体の一方に形成された孔と他方に形成されて前記孔に係合する突片とによるスナップフィットによって互いに接合されている、
   請求項１に記載の車載内燃機関の吸気管。
3. 前記脆弱部は前記孔の内面の鋭角部によって構成されている、
   請求項２に記載の車載内燃機関の吸気管。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車載内燃機関の吸気管において、
   当該吸気管の上部にはその長手方向に沿って延びる凹部が形成されている、
   ことを特徴とする車載内燃機関の吸気管。
5. 前記凹部を構成する屈曲部には切欠が形成されている、
   請求項４に記載の車載内燃機関の吸気管。
6. 前記凹部の内面からは当該吸気管の長手方向に沿って突片が延びている、
   請求項４又は請求項５に記載の車載内燃機関の吸気管。