JP2019065716A - エンジン用吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン用吸気装置において、車両が浸水路を通過する場合に、吸気装置の上端位置を過度に高くすることなく、エンジンへの水の進入を防止することである。【解決手段】エンジン用吸気装置は、エアクリーナよりエア流れの上流側に配置されたインレットダクト１２と、浮き体付堰４０とを含む。浮き体付堰は、インレットダクトに対し、上下方向における変位可能に支持され、板状の堰本体４１と、堰本体の下端部に固定された浮き体６０とを有する。浮き体付堰は、浮き体の付近の水の水位に応じて上下動するとともに、浮き体の付近の水の水位が低くなるときにはインレットダクトのエアの流れ方向両端部を通じさせるように堰本体が下降し、浮き体の付近の水の水位が高くなるときには、エアの流れ方向上流側から下流側への水の流れをせき止めるように堰本体が上昇してインレットダクトの内部に突出する。【選択図】図５

Description

本発明は、エアクリーナよりエア流れの上流側に配置されたインレットダクトを備えるエンジン用吸気装置に関する。

エンジン用吸気装置として、エアクリーナよりエア流れの上流側にインレットダクトを接続した構成が知られている。エアクリーナの内部には、フィルタエレメントを配置する。車外からインレットダクトに導入されたエアは、インレットダクトを下流側に流れた後、エアクリーナの内部のフィルタエレメントを通過することにより浄化される。浄化後のエアは、吸気装置からエンジンに送られる。

特許文献１には、エンジンの吸気通路において、インタークーラよりエア流れの下流側に溜部を形成することが記載されている。溜部の底に近い部分にはバイパス通路の上流端を接続し、バイパス通路の下流端を排気通路に接続している。バイパス通路の途中にはバイパス弁を設置する。インタークーラで結露して生じた凝縮水は溜部に貯留される。バイパス弁が開弁されると、凝縮水は、溜部からバイパス通路を通って排気通路に排出される。したがって、溜部がインレットダクトの排水口に相当する。

特開２０１３−２５３５６１号公報

浸水路を走行する可能性がある車両では、車両が浸水路を通過する場合における、エンジンへの水の進入を防止する必要がある。一方、特許文献１に記載された構成のように、インレットダクトにおいてエア流れの中間部に排水口を形成することが考えられる。インレットダクトに水が侵入した場合に、排水口から水が外部に排出され、インレットダクトにおいて排水口より上側の通路部分を流れたエアがエアクリーナに送られることで、エンジンへの水の進入を防止できる可能性がある。

しかしながら、このように排水口を形成する構造でも、排水口の上端位置より上側まで車両が水没してしまった場合には、インレットダクトにおいて排水口よりエア流れの下流側に水が入ることを抑制できず、エンジンに水が入ってしまう可能性がある。一方、排水口の位置を高くすることによりこの不都合を防止することも考えられるが、この排水口を高くすることは、吸気装置の上端を高くすることにつながり、エンジンフードと干渉しやすくなる。

本発明の目的は、車両が浸水路を通過する場合に、吸気装置の上端位置を過度に高くすることなく、エンジンへの水の進入を防止できるエンジン用吸気装置を提供することである。

本発明のエンジン用吸気装置は、エアクリーナよりエア流れの上流側に配置されたインレットダクトと、前記インレットダクトに対し、上下方向における変位可能に支持された浮き体付堰であって、板状の堰本体と、前記堰本体の下端部に固定された浮き体とを含み、前記浮き体の付近の水の水位に応じて上下動するとともに、前記浮き体の付近の水の水位が低くなるときには前記インレットダクトのエアの流れ方向両端部を通じさせるように前記堰本体が下降し、前記浮き体の付近の水の水位が高くなるときには、エアの流れ方向上流側から下流側への水の流れをせき止めるように前記堰本体が上昇して前記インレットダクトの内部に突出する浮き体付堰と、を備える、エンジン用吸気装置である。

上記の構成によれば、車両が浸水路を通過する場合に、吸気装置の上端位置を過度に高くすることなく、エンジンへの水の進入を防止できる。

本発明のエンジン用吸気装置において、好ましくは、インレットダクトのエア流れの上流端における入口開口の上端より上側に位置し、インレットダクトにおけるエアの流れ方向中間部の上面に形成された上面開口を閉鎖するように配置された可動蓋であって、浮き体付堰が下降したときには浮き体付堰から離れて上面開口を閉鎖し、浮き体付堰が上昇したときには、浮き体付堰によって押し上げられて上面開口を開放する可動蓋とを含む。

上記の好ましい構成によれば、通常時には入口開口からインレットダクトにエアを導入できる。一方、車両浸水時に、水面より下側に入口開口が水没し、浮き体付堰が上昇して可動蓋を押し上げて上面開口が開放された場合には、上面開口から可動蓋よりエア流れの下流側に外気を送り込むことができる。

本発明のエンジン用吸気装置によれば、車両が浸水路を通過する場合に、吸気装置の上端位置を過度に高くすることなく、エンジンへの水の進入を防止できる。

本発明に係る実施形態のエンジン用吸気装置において、浮き体の下降状態におけるインレットダクト及び浮き体付堰を示す斜視図である。 図１のＡ―Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。 車両浸水時の浮き体の上昇状態における図２に対応する図である。 図５のＤ―Ｄ断面図である。 図５のＥ部拡大図である。 比較例のエンジン用吸気装置において、車両浸水時にインレットダクトの入口開口が水没した状態におけるインレットダクトの断面図である。 比較例のエンジン用吸気装置において、車両浸水時にインレットダクトの二次入口開口が水没した状態におけるインレットダクトの断面図である。 本発明に係る実施形態のエンジン用吸気装置の別例において、図２のＦ部拡大相当図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。以下で説明する形状、材料、及び個数は、説明のための例示であって、エンジン用吸気装置の仕様に応じて適宜変更することができる。以下ではすべての図面において同等の要素には同一の符号を付して説明する。また、本文中の説明においては、必要に応じてそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、実施形態のエンジン用吸気装置１０において、浮き体６０の下降状態におけるインレットダクト１２及び浮き体付堰４０を示す斜視図である。図２は、図１のＡ―Ａ断面図である。図３は、図２のＢ−Ｂ断面図である。図４は、図３のＣ−Ｃ断面図である。

エンジン用吸気装置１０は、エンジン（図示せず）の吸気マニホールドに接続される。エンジン用吸気装置１０は、インレットダクト１２、浮き体付堰４０、エアクリーナ（図示せず）、及びレゾネータ（図示せず）を含んで構成される。インレットダクト１２のエア流れの下流側端部である車両の前後方向における後側端部（図１の紙面の裏側端部、図２の右端部）は、エアクリーナに形成されたインレット（図示せず）に接続される。これにより、インレットダクト１２は、エアクリーナよりエア流れの上流側に配置される。

インレットダクト１２に導入されたエアは、インレットダクト１２を流れた後、エアクリーナに送られ、エアクリーナの内部のフィルタエレメントで浄化される。浄化後のエアは、他のダクト（図示せず）等を介してエンジンの吸気マニホールドに送られる。レゾネータは、エアクリーナに接続されて、吸気音を消音する。エンジン用吸気装置１０は、エンジンルームにおいて、エンジンとともに、エンジンフード（図示せず）の下側に配置される。

次に、インレットダクト１２及び浮き体付堰４０を詳しく説明する。インレットダクト１２は、樹脂等により形成され、曲がりながら車両の前後方向（図１の紙面の裏表方向、図２の左右方向）に伸びている。インレットダクト１２は、車両の前側端（図１の紙面の表側端、図２の左端）に入口開口１４を有し、車両の前後方向に伸びる第１部分１３と、第１部分１３の後側半部（図２の右側半部）における上側に接続され、車両前後方向に伸びる第２部分１８とを含む。第２部分１８は、車両の後側端に出口開口１９（図２）を有する。第１部分１３及び第２部分１８において、長手方向に対し直交する平面についての断面形状は、長手方向に対し直交する幅方向（図１の左右方向、図２の紙面の表裏方向）に長い略長方形である。第２部分１８における後側半部は、後側に向かうほど下側に傾斜し、かつ、後側端部で前後方向（図１の紙面の表裏方向、図２の左右方向）に伸びている。インレットダクト１２では、外部から図１、図２に矢印Ａ１で示す方向に入口開口１４を通じてエアが導入され、出口開口１９から図１、図２に矢印Ａ２で示す方向にエアが排出される。

第１部分１３において車両の後側端部には、排水口１５が形成される。排水口１５は、入口開口１４からインレットダクト１２に入り込んだ水を外部に排出する。

第２部分１８において、車両前側面は、上側に向かうほど車両後側に傾斜した傾斜面となっており、第１部分１３から第２部分１８へのエア流れをスムーズにしている。また、第２部分１８において車両の前側端部の幅方向両側面には、２次入口開口２０が形成される。例えば２次入口開口２０は、図２に示すように平行四辺形である。２次入口開口は、矩形または円形等としてもよい。

第２部分１８において、車両後側端部の上面部には、可動蓋２１（図２）が回動可能に支持されるように配置される。可動蓋２１は、例えば略矩形状である。例えば、第２部分１８の上面部に略矩形状の上面開口２２（図５、図７）が形成される。そして、この上面開口２２を閉鎖するように上面部に可動蓋２１の後側端部（図２の右端部）が回動可能に支持される。このような上面開口２２の閉鎖状態で、可動蓋２１の前端部（図２の左端部）が、上面部において上面開口２２の周縁部の上面に重なっている。また、後述の図７に示すように、可動蓋２１の後側端部（図７の右端部）には円柱状の軸部２１ａが形成され、上面部のこの軸部２１ａと対向する部分には軸部２１ａを回転可能に支持する軸受部１８ａが形成される。これにより、第２部分１８の上面に上面開口２２が形成され、可動蓋２１が押し上げられない通常時には、その上面開口２２が可動蓋２１により閉鎖される。一方、後述のように可動蓋２１が浮き体付堰４０の上端により押し上げられると、上面開口２２が開放されるように、可動蓋２１が上側に変位する。また、可動蓋２１は、入口開口１４の上端より上側に位置する。これにより、入口開口１４が後述のように水没した場合でも、可動蓋２１の押し上げによる上面開口２２の開放によってエアを上面開口２２からインレットダクト１２のエア流れの下流側に導入できる。

第２部分１８の下面部において、可動蓋２１の下側に位置する部分には、幅方向に伸びる直線状の堰挿入孔２３（図２、図３）が形成される。堰挿入孔２３は、第２部分１８の下面部の幅方向（図２の紙面の表裏方向）におけるほぼ全長にわたって形成される。堰挿入孔２３には、後述の浮き体付堰４０が挿入される。図３、図４に示すように、第２部分１８の下面部において、堰挿入孔２３の幅方向両端（図３の左右方向両端）より外側には、略Ｕ字形のガイド部２６がそれぞれ固定される。ガイド部２６は、互いに平行に配置された前側板部２７及び後側板部２８の幅方向（図４の左右方向）における外側端が連結部で連結され、堰挿入孔２３側に開口する。ガイド部２６の内側には、後述の浮き体付堰４０の両端部が配置されて、浮き体付堰４０の上下方向における移動を案内する。

浮き体付堰４０は、インレットダクト１２の第２部分１８における下面部において、可動蓋２１の下側に位置する部分に、上下方向における変位可能に支持される。

具体的には、浮き体付堰４０は、略平板状の堰本体４１と、堰本体４１の下端部に固定された浮き体６０とを含んで構成される。堰本体４１の両側面は、車両の前後方向に向いている。堰本体４１の上端部には、前側（図２の左側）に向くように略直角に曲がった係止部４２が形成される。堰本体４１において、係止部４２より下側には、幅方向に伸びる長方形の貫通孔４３が形成される。例えば堰本体４１は、樹脂等の軽量な材料により形成される。

浮き体６０は、堰本体４１の幅方向（図１の左右方向、図２の紙面の表裏方向）に伸びた円柱形状であり、堰本体４１の下端に固定される。例えば、浮き体６０は、発泡ウレタン樹脂等の、水の比重より比重が小さい材料により形成される。浮き体６０は、樹脂等により形成され、内部に密封された内側空間を有する筒状とすることにより、水の比重より比重が小さくなるようにしてもよい。

浮き体付堰４０は、上端の係止部４２を第２部分１８の内側に配置した状態で、堰挿入孔２３に挿入し、第２部分１８の下側に堰本体４１を突出させる。堰本体４１の幅方向両端部は、２つのガイド部２６の内側に、前後方向両側面と幅方向側面とをスライド可能に配置する。

エンジン用吸気装置１０を備える車両が浸水路を走行しない通常時には、図１から図４に示すように、浮き体付堰４０が自重によって下降して、第２部分１８から下側に垂れ下がる。この状態で、上端の係止部４２は第２部分１８の下面部の上面に係止される。

一方、図５から図７は、車両が浸水路を通過する等によりエンジンルーム内において車両の一部が水没した状態を示している。図５は、車両浸水時の浮き体６０の上昇状態における図２に対応する図である。図６は、図５のＤ―Ｄ断面図である。図７は、図５のＥ部拡大図である。

図５では、二点鎖線αによって、車両の一部が浸水した場合における水面の位置を示している。図５から図７に示す状態では、浮き体６０が水により押し上げられることにより、堰本体４１が第２部分１８の内部に大きく突出する。これにより、浮き体６０の付近の水の水位が高くなるときには、エアの流れ方向上流側から下流側への水の流れをせき止めるように堰本体４１が上昇して、インレットダクト１２の内部に突出する。そして、浮き体６０がガイド部２６の下端に突き当たる。

また、堰本体４１の上昇に伴って、堰本体４１の上端の係止部４２で可動蓋２１が押し上げられることにより、上面開口２２が開放される。この状態では、水面より上側に堰本体４１の貫通孔４３が位置する。このため、図７に示すように、可動蓋２１の前側から貫通孔４３を通って、インレットダクト１２のエア流れにおける下流側にエアを送り込むことができる。

一方、浮き体６０の付近の水の水位が低くなるときには、図１から図４に示したように、インレットダクト１２のエアの流れ方向両端部を通じさせるように堰本体４１が下降する。このとき、可動蓋２１は、浮き体付堰４０から離れて上面開口２２を閉鎖する。また、浮き体６０の周囲に水が存在しない場合も、浮き体６０の付近の水の水位が低くなる場合と同様に、可動蓋２１が上面開口２２を閉鎖する。

このように、浮き体付堰４０は、浮き体６０の付近の水の水位に応じて上下動する。また、浮き体６０の付近の水の水位が引くなるときには浮き体６０が下降し、浮き体６０の付近の水の水位が高くなるときには浮き体６０が上昇する。

上記のエンジン用吸気装置１０によれば、車両が浸水路を通過する場合に、浮き体６０が上昇することにより、堰本体４１がインレットダクト１２におけるエアの流れ方向上流側から下流側への水の流れをせき止める。これにより、エンジンへの水の進入を防止できる。また、排水用の排水口１５は、インレットダクト１２の下側部分に形成すればよく、この排水口１５の位置を過度に高くする必要がない。また、可動蓋２１により開放する上面開口２２を形成するためにインレットダクト１２を高くする必要がない。また、可動蓋２１を浮き体付堰４０により押し上げる量は、過度に大きくする必要がない。このため、エンジン用吸気装置１０の上端位置を過度に高くすることがない。これにより、エンジンフードの位置を上げることなく、エンジン用吸気装置１０とエンジンフードとの干渉を防止できる。

さらに、可動蓋２１は、浮き体付堰４０が下降したときには浮き体付堰４０から離れて上面開口２２を閉鎖し、浮き体付堰４０が上昇したときには、浮き体付堰４０によって押し上げられて上面開口２２を開放する。これにより、通常時には入口開口１４からインレットダクト１２にエアを導入できる。一方、車両浸水時において、水面より下側に入口開口１４が水没し、浮き体付堰４０が上昇して可動蓋２１を押し上げて上面開口２２が開放された場合には、上面開口２２から、可動蓋２１よりエア流れの下流側に外気を送り込むことができる。

図８は、比較例のエンジン用吸気装置において、車両浸水時にインレットダクト１２の入口開口１４が水没した状態におけるインレットダクト１２の断面図である。図９は、比較例のエンジン用吸気装置において、車両浸水時にインレットダクト１２の２次入口開口２０が水没した状態におけるインレットダクト１２の断面図である。

図８、図９に示す比較例では、上記の実施形態の構成と異なり、インレットダクト１２に浮き体付堰４０が支持されていない。また、インレットダクト１２には可動蓋も、可動蓋により塞がれる上面開口も形成されない。比較例において、その他の構成は、上記の実施形態と同様である。

図８に示すように、浸水路の走行等によりエンジンルーム内の水位（図８に二点鎖線αで示す位置）が上昇してインレットダクト１２の入口開口１４が水没した場合には、入口開口１４からインレットダクト１２にエアを導入することができない。このときには、２次入口開口２０からインレットダクト１２にエアが導入される。一方、排水口１５が水没した場合には、排水口１５を通じてインレットダクト１２内の全部の水を排出することができない。そして、排水口１５の上端より水位が高くなり、水の勢いがある場合には、図８の矢印βで示すように、水が第２部分１８を介してエアクリーナに瞬時に大量に送られる可能性がある。これにより、水がエアクリーナの内部のフィルタエレメントを突き破って、エンジンに進入する可能性がある。比較例において、エアクリーナの下端部に水抜き穴を形成することも考えられるが、この場合でも、大量の水が瞬時にエアクリーナに送られると、エアフィルタを突き破って水がエンジンに進入しやすい。

また、図９に示すように、エンジンルーム内の水位（図９に二点鎖線αで示す位置）がさらに上がって、２次入口開口２０が水没して塞がれた場合には、インレットダクト１２にエアを導入できない状態となる。これにより、エンジンストールに至ってしまう。

図１から図７に示した実施形態によれば、このような比較例で生じる不都合を防止できる。例えば、図５に示したように２次入口開口２０が水没する状態まで水位が上昇した場合でも、インレットダクト１２においてエア流れの上流側に入り込んだ水を浮き体付堰４０の堰本体４１によりせき止めることができる。また、可動蓋２１を浮き体付堰４０により押し上げて、インレットダクト１２の上面開口２２を通じて、インレットダクト１２における浮き体付堰４０よりエア流れの下流側にエアを導入することができる。このとき、上面開口２２は、２次入口開口として機能する。これにより、エンジンストールを防止できる。

一方、車両が浸水路から脱出する等によりエンジンルーム内の水位が低下すると、浮き体付堰４０が下降する。このとき、浮き体付堰４０によりせき止められていた水がインレットダクト１２を下流側に流れてエアクリーナに達するが、エアクリーナに大量の水が瞬時に送られることを抑制できる。このため、エアクリーナに進入した水がフィルタエレメントを突き破ってエンジンに送られることを防止できる。このとき、エアクリーナの下端部に水抜き穴を形成することで、エアクリーナに進入した水を水抜き穴から排出させることがより好ましい。

なお、上記の実施形態において、浮き体付堰４０の上端に形成する係止部は、幅方向中間部等、幅方向一部のみにおいて、車両前側に突出するように形成してもよい。また、浮き体付堰４０の貫通孔４３は省略してもよい。このときには、図７を参照して、浮き体付堰４０の後側（図７の右側）で可動蓋２１との隙間からインレットダクト１２のエア流れの下流側にエアを導入できる。

図１０は、実施形態のエンジン用吸気装置の別例において、図２のＦ部拡大相当図である。図１０に示す別例のように、可動蓋２１の後端部（図１０の右端部）に円筒状の軸受部２１ｂを形成し、その軸受部２１ｂの内側に円柱状の軸部材３０を支持してもよい。そして、軸部材３０の軸方向両端部を軸受部２１ｂから突出させて、その突出させた部分を第２部分１８に形成した円筒状の軸受部（図示せず）の内側に支持してもよい。このような構成によっても、可動蓋２１は、第２部分１８に対し回動可能に支持される。

１０ エンジン用吸気装置、１２ インレットダクト、１３ 第１部分、１４ 入口開口、１５ 排水口、１８ 第２部分、１８ａ 軸受部、１９ 出口開口、２０ ２次入口開口、２１ 可動蓋、２１ａ 軸部、２１ｂ 軸受部、２２ 上面開口、２３ 堰挿入孔、２６ ガイド部、２７ 前側板部、２８ 後側板部、２９ 連結部、３０ 軸部材、４０ 浮き体付堰、４１ 堰本体、４２ 係止部、４３ 貫通孔、６０ 浮き体。

Claims (1)

1. エアクリーナよりエア流れの上流側に配置されたインレットダクトと、
   前記インレットダクトに対し、上下方向における変位可能に支持された浮き体付堰であって、板状の堰本体と、前記堰本体の下端部に固定された浮き体とを含み、前記浮き体の付近の水の水位に応じて上下動するとともに、前記浮き体の付近の水の水位が低くなるときには前記インレットダクトのエアの流れ方向両端部を通じさせるように前記堰本体が下降し、前記浮き体の付近の水の水位が高くなるときには、エアの流れ方向上流側から下流側への水の流れをせき止めるように前記堰本体が上昇して前記インレットダクトの内部に突出する浮き体付堰と、を備える、
   エンジン用吸気装置。
   

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