JP4283099B2 - 吸気部材の衝撃吸収構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンに吸気を導入すべくボンネットで覆われたエンジンルームに配置される吸気部材に関する。

自動車の衝突時にエンジンルームのクラッシュストロークを充分に確保するために、エンジンの吸気マニホールドに長手方向に延びる複数の脆弱部を設け、衝突による外力で脆弱部を破断あるいは折損させて吸気マニホールドが容易に押し潰されるようにしたものが、下記特許文献１により公知である。
特許第２６９９９１５号公報

ところで上記従来のものは、吸気マニホールドの脆弱部を破断あるいは折損させて押し潰す構造であるため、吸気マニホールドを押し潰す荷重が一定しないだけでなく、それによって得られるクラッシュストロークの増加量も安定しないという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両の衝突によるボンネットの変形時にエンジンルームに配置される吸気部材をスムーズかつ確実に変形させて充分なクラッシュストロークを確保することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ボンネットの下方のエンジンルームに配置されてエンジンに吸気を導入する吸気部材が、上向きに開放する下部半体と、その下部半体とは別々に形成されて下向きに開放する上部半体とで分割、構成されていて、その上部半体の下縁部と下部半体の上縁部とが相互に嵌合されると共に、その両半体間に閉断面が形成されており、上部半体は、その上部半体と下部半体との連結部が上方からの荷重で破断した後に、下部半体の上縁部に摺動、案内されながら下方に移動可能であることを特徴とする吸気部材の衝撃吸収構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、吸気部材の上部半体をボンネットの下面に沿うように配置し、上部半体の内面が前記荷重で、下部半体の上縁部に摺動、案内されながら下方に移動可能であることを特徴とする吸気部材の衝撃吸収構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、下部半体の上縁部の外側には、上部半体の下縁部を支持する受け部が張り出しており、その受け部には、前記荷重で破断する切欠が形成されることを特徴とする吸気部材の衝撃吸収構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、ボンネットの下方のエンジンルームに配置されてエンジンに吸気を導入する吸気部材が、上向きに開放する下部半体と、その下部半体とは別々に形成されて下向きに開放する上部半体とで分割、構成されていて、その上部半体の下縁部と下部半体の上縁部とが相互に嵌合されると共に、その両半体間に閉断面が形成されており、更にその両半体間には、上部半体を上向きに付勢するばね部材が配置され、下部半体の上縁部には第１のフランジが形成されると共に、上部半体には、第１のフランジにシール部材を介して係合し前記ばね部材の付勢力に抗して該上部半体の上限位置を規定する第２のフランジが形成され、上部半体は、前記付勢力を上回る上方からの荷重で下方に移動可能であり、且つその移動の際には、上部半体及び下部半体の少なくとも何れか一方のフランジが、上部半体及び下部半体の何れか他方の側壁に沿って案内されることを特徴とする吸気部材の衝撃吸収構造が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記ばね部材が、下部半体の底面に設けたばね座と、上部半体の天井面に下向きに突設したばね座との間に装着したコイルばねであることを特徴とする吸気部材の衝撃吸収構造が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜請求項５の何れか１項の構成に加えて、吸気部材はエアクリーナであり、その下部半体にエアクリーナエレメントを支持したことを特徴とする吸気部材の衝撃吸収構造が提案される。

尚、実施例の吸気ダクト１１およびエアクリーナ２１は本発明の吸気部材に対応し、実施例のコイルばね１９は本発明のばね部材に対応する。

本発明によれば、吸気部材が、上向きに開放する下部半体と、その下部半体とは別々に形成されて下向きに開放する上部半体とで分割、構成されていて、その上部半体の下縁部と下部半体の上縁部とが相互に嵌合されると共に、その両半体間に閉断面が形成されており、上部半体が上方からの荷重で下部半体に案内されながら下方に移動できるようにしたので、衝突の衝撃でボンネットが下方に変形して吸気部材の上部半体を押圧したとき、上部半体がスムーズに下方に移動してボンネットの変形を許容することで、ボンネットのクラッシュストロークを増加させて衝撃吸収効果を高めることができ、これにより、ボンネットと吸気部材との間に大きな空間を確保する必要がなくなり、エンジンルームの空間を有効に利用すると共にボンネットのデザインの自由度を高めることができる。

また特に請求項２の発明によれば、吸気部材の上部半体をボンネットの下面に沿うように配置したので、エンジンルームの空間を有効に利用しながらボンネットの変形を可能にすることができる。

また特に請求項４の発明によれば、吸気部材の上部半体および下部半体間にばね部材を配置したので、ボンネットの変形に伴って上部部材が下部部材側に移動しても、ばね部材の弾発力で上部部材を原位置に復帰させて吸気部材を再利用することができ、しかもばね部材の弾発力を調整することでボンネットの変形の対抗する吸気部材の剛性を任意に設定することができる。

また特に請求項６の発明によれば、吸気部材としてのエアクリーナの下部半体にエアクリーナエレメントを支持したので、エアクリーナの下部半体から上部半体を取り外すことで、エアクリーナエレメントを露出させてメンテナンスを容易に行うことができる。

以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明の第１実施例を示すもので、図１は吸気ダクトの斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２に対応する作用説明図である。

図１および図２に示すように、自動車のエンジンに吸気を導入する吸気ダクト１１はポリプロピレン等の合成樹脂で成形されており、上向きに開放する樋状の下部半体１２と、下向きに開放する樋状の上部半体１３とを結合し、略四角形の横断面を有するパイプ状に構成される。下部半体１２の上縁部の外側に断面Ｌ字状の受け部１２ａ，１２ａが張り出しており、受け部１２ａ，１２ａの付け根に沿って断面三角形の切欠１２ｂ，１２ｂが形成される。上部半体１３の下縁部の内面にはシール部材１４，１４を収納するシール部材収納溝１３ａ，１３ａが形成されており、上部半体１３の下縁部を下部半体１２の受け部１２ａ，１２ａに嵌合させたとき、シール部材１４，１４が下部半体１２の外面に当接してシール機能を発揮する。

このように構成された吸気ダクト１１はエンジンルーム１５内に収納され、下部半体１２の下面に一体に形成された取付フランジ１２ｃ，１２ｃを介して車体１６に固定される。このとき、吸気ダクト１１の上部半体１３の上面はエンジンルーム１５を覆うボンネット１７の下面に所定の隙間αを介して略平行に対向している。

しかして、車両の衝突時にボンネット１７の上面に荷重が加わって該ボンネット１７が下向きに変形すると、図３に示すように、ボンネット１７の下面に押された吸気ダクト１１の上部半体１３が下部半体１２に向けて押し付けられ、その荷重で下部半体１２の受け部１２ａ，１２ａの切欠１２ｂ，１２ｂが破断する。その結果、上部半体１３の内面が下部半体１２の上縁部に案内されながら摺動し、上下方向に変形した吸気ダクト１１の高さがβだけ減少するため、ボンネット１７の変形可能量（クラッシュストローク）は当初の隙間であるαよりも大きいγ（＝α＋β）に増加する。

このように、上方からの荷重で吸気ダクト１１が上下方向に変形して高さが減少するため、ボンネット１７の下面と吸気ダクト１１の上面との隙間αを小さく設定し、エンジンルーム１５のスペースを有効利用して吸気ダクト１１のレイアウトの自由度を高めながら、かつボンネット１７のデザインの自由度を高めながら、車両の衝突時に必要なボンネット１７の変形可能量を確保して衝撃吸収効果を高めることができる。

また衝突時に破断する切欠１２ｂ，１２ｂは下部半体１２の受け部１２ａ，１２ａに設けられており、下部半体１２および上部半体１３の本体部分には脆弱部が設けられていないので、吸気ダクト１１の膜面剛性を確保して吸気脈動に起因する吸気騒音の発生を防止することができる。しかも吸気ダクト１１が変形するときに上部半体１３の内面が下部半体１２の上縁部に案内されながら摺動するので、吸気ダクト１１の高さがスムーズに減少してボンネット１７の変形が阻害されることがない。

次に、図４および図５に基づいて本発明の第２実施例を説明する。

第１実施例の吸気ダクト１１はボンネット１７の変形時に下部半体１２の受け部１２ａ，１２ａが破断して分離するため、その吸気ダクト１１を再利用することができないが、第２実施例の吸気ダクト１１は破断部を有していないために再利用が可能である。

即ち、吸気ダクト１１の下部半体１２の上縁部を内向きに折り曲げた一対のフランジ１２ｄ，１２ｄと、吸気ダクト１１の上部半体１３の下縁部を外向きに折り曲げた一対のフランジ１３ｂ，１３ｂとが、上部半体１３のフランジ１３ｂ，１３ｂに形成したシール部材収納溝１３ｃ，１３ｃに嵌合するシール部材１８を介して当接している。下部半体１２の底面に設けたばね座１２ｅと、上部半体１３の天井面に下向きに突設したばね座１３ｄとの間にコイルばね１９が圧縮状態で装着されており、このコイルばね１９の弾発力で下部半体１２に対して上部半体１３を上向きに付勢することで、前記シール部材１８に面圧を与えている。

従って、車両の衝突時にボンネット１７の上面に荷重が加わって該ボンネット１７が下向きに変形すると、ボンネット１７の下面に押された吸気ダクト１１の上部半体１３が下部半体１２に向けて押し付けられ、その荷重で上部半体１３がコイルばね１９を圧縮しながら下部半体１２に対して下方に移動し、上下方向に変形した吸気ダクト１１の高さがβだけ減少することで、ボンネット１７の変形可能量（クラッシュストローク）は当初の隙間であるαよりも大きいγ（＝α＋β）に増加する。このとき、下部半体１２のフランジ１２ｄ，１２ｄと上部半体１３のフランジ１３ｂ，１３ｂとがガイド部材の機能を発揮するため、上部半体１３は下部半体１２に対してスムーズに摺動することができる。そしてボンネット１７からの荷重が作用しなくなると、コイルばね１９の弾発力で上部半体１３は原位置に復帰することができる。

しかして、この第２実施例によれば、上述した第１実施例の作用効果に加えて、吸気ダクト１１を再利用できるという更なる作用効果と、コイルばね１９の弾発力を調整することでボンネット１７の変形に対抗する吸気ダクト１１の剛性を任意に設定することができるという更なる作用効果とを達成することができる。

図６〜図８は本発明の第３実施例を示すもので、図６はエアクリーナの側面図、図７は図６の７ー７線拡大断面図、図８は図７に対応する作用説明図である。

図６および図７に示すように、自動車のエンジンに連なる吸気通路に配置されるエアクリーナ２１は下部半体２２および上部半体２３に２分割されており、下部半体２２の上縁部と上部半体２３の下縁部との嵌合部にエアクリーナエレメント２４の枠部材２５の外周が挟持される。即ち、下部半体２２の上縁部の内面に形成された段部２２ａと、上部半体２３の下縁部から内向きに突出するフランジ２３ａとによって区画された環状溝に、枠部材２５の外周部が上下一対のシール部材２６，２７を介して支持される。上部半体２３のフランジ２３ａの上面の付け根に沿って、外力により容易に破断可能な断面三角形の切欠２３ｂが形成される。

しかして、上流側の第１ダクト２８が接続される上部半体２３とエアクリーナエレメント２４との間にダーティチャンバ２９が区画され、下流側の第２ダクト３０が接続される下部半体２２とエアクリーナエレメント２４との間にクリーンチャンバ３１が区画される。下部半体２２と上部半体２３とを結合すべく、下部半体２２の外面に突設した複数の係止突起２２ｂ…と、上部半体２３の下縁部の外周に突設した環状の係止突起２３ｃとが、複数のクリップ３２…で係止される。この状態で下部半体２２は下端から突出する取付フランジ２２ｃ，２２ｃを介して車体１６に固定され、このときエアクリーナ２１の上部半体２３の上面はエンジンルーム１５を覆うボンネット１７の下面に所定の隙間αを介して略平行に対向している。

従って、車両の衝突時にボンネット１７の上面に荷重が加わって該ボンネット１７が下向きに変形すると、図８に示すように、ボンネット１７の下面に押されたエアクリーナ２１の上部半体２３が下部半体２２に向けて押し付けられ、その荷重で上部半体２３のフランジ２３ａの切欠２３ｂが破断することで、上部半体２３の内面が下部半体２２の上縁部の外面に案内されながら摺動し、かつクリップ３２…が外れることで上下方向に変形したエアクリーナ２１の高さがβだけ減少するため、ボンネット１７の変形可能量（クラッシュストローク）は当初の隙間であるαよりも大きいγ（＝α＋β）に増加する。

このように、上方からの荷重でエアクリーナ２１が上下方向に変形して高さが減少するため、ボンネット１７の下面とエアクリーナ２１の上面との隙間αを小さく設定し、エンジンルーム１５のスペースを有効利用してエアクリーナ２１のレイアウトの自由度を高めながら、かつボンネット１７のデザインの自由度を高めながら、車両の衝突時に必要なボンネット１７の変形可能量を確保して衝撃吸収効果を高めることができる。

またエアクリーナ２１が変形するときに上部半体２３の内面が下部半体２２の上縁部の外面に案内されながら摺動するので、エアクリーナ２１の高さがスムーズに減少してボンネット１７の変形が阻害されることがない。しかも、エアクリーナ２１の下部半体２２にエアクリーナエレメント２４を支持したので、下部半体２２から上部半体２３を取り外すことで、エアクリーナエレメント２４を露出させてメンテナンスを容易に行うことができる。

次に、図９および図１０に基づいて本発明の第４実施例を説明する。

第３実施例のエアクリーナ２１はボンネット１７の変形時に上部半体２３のフランジ２３ａが破断して分離するため、そのエアクリーナ２１を再利用することができないが、第４実施例のエアクリーナ２１は破断部を有していないために再利用が可能である。

即ち、吸気ダクト１１の上部半体２３は上側の第１部分３３と、第１部分３３の外周にボルト３４…で固定される下側の第２部分３５とに分割されており、第１部分３３および第２部分３５間にエアクリーナエレメント２４の枠部材２５が挟持される。下部半体２２の上縁部を内向きに折り曲げたフランジ２２ｄと、上部半体２３の第２部分３５の下縁部を外向きに折り曲げたフランジ３５ａとが、第２部分３５のフランジ３５ａに形成したシール部材収納溝３５ｂに嵌合するシール部材１８を介して当接している。下部半体２２の底面に設けたばね座２２ｅと、エアクリーナエレメント２４の下面に下向きに突設したばね座２４ａとの間にコイルばね１９が圧縮状態で装着されており、このコイルばね１９の弾発力で下部半体２２に対して上部半体２３を上向きに付勢することで、前記シール部材１８に面圧を与えている。

従って、車両の衝突時にボンネット１７の上面に荷重が加わって該ボンネット１７が下向きに変形すると、ボンネット１７の下面に押されたエアクリーナ２１の上部半体２３が下部半体２２に向けて押し付けられ、その荷重で上部半体２３がコイルばね１９を圧縮しながら下部半体２２に対して下方に移動し、上下方向に変形したエアクリーナ２１の高さがβだけ減少することで、ボンネット１７の変形可能量（クラッシュストローク）は当初の隙間であるαよりも大きいγ（＝α＋β）に増加する。このとき、上部半体２３の第２部材３５のフランジ３５ａが下部半体２２の内面に沿って案内されるため、上部半体２３は下部半体２２に対してスムーズに摺動することができる。そしてボンネット１７からの荷重が作用しなくなると、コイルばね１９の弾発力で上部半体２３は原位置に復帰することができる。

しかして、この第４実施例によれば、上述した第３実施例の作用効果に加えて、エアクリーナ２１を再利用できるという更なる作用効果と、コイルばね１９の弾発力を調整することでボンネット１７の変形に対抗するエアクリーナ２１の剛性を任意に設定することができるという更なる作用効果とを達成することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の吸気部材は実施例の吸気ダクト１１およびエアクリーナ２１に限定されず、レゾネータチャンバ等の他部材であっても良い。

第１実施例に係る吸気ダクトの斜視図 図１の２−２線拡大断面図 図２に対応する作用説明図 第２実施例に係る、前記図２に対応する図 図４に対応する作用説明図 第３実施例に係るエアクリーナの側面図 図６の７−７線拡大断面図 図７に対応する作用説明図 第４実施例に係る、前記図７に対応する図 図９に対応する作用説明図

符号の説明

１１ 吸気ダクト（吸気部材）
１２ 下部半体
１３ 上部半体
１５ エンジンルーム
１７ ボンネット
１９ コイルばね（ばね部材）
２１ エアクリーナ（吸気部材）
２２ 下部半体
２３ 上部半体
２４ エアクリーナエレメント

Claims (6)

1. ボンネット（１７）の下方のエンジンルーム（１５）に配置されてエンジンに吸気を導入する吸気部材（１１，２１）が、上向きに開放する下部半体（１２，２２）と、その下部半体（１３，２３）とは別々に形成されて下向きに開放する上部半体（１３，２３）とで分割、構成されていて、その上部半体（１３，２３）の下縁部と下部半体（１３，２３）の上縁部とが相互に嵌合されると共に、その両半体（１３，２３，１２，２２）間に閉断面が形成されており、
   上部半体（１３，２３）は下部半体（１２，２２）と連結されていて、その連結部が上方からの荷重で破断した後に、下部半体（１２，２２）の上縁部に摺動、案内されながら下方に移動可能であることを特徴とする、吸気部材の衝撃吸収構造。
2. 吸気部材（１１，２１）の上部半体（１３，２３）をボンネット（１７）の下面に沿うように配置し、
   上部半体（１３，２３）の内面が前記荷重で、下部半体（１２，２２）の上縁部に摺動、案内されながら下方に移動可能であることを特徴とする、請求項１に記載の吸気部材の衝撃吸収構造。
3. 下部半体（１２，２２）の上縁部の外側には、上部半体（１３，２３）の下縁部を支持する受け部（１２ａ）が張り出しており、その受け部（１２ａ）には、前記荷重で破断する切欠（１２ｂ）が形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の吸気部材の衝撃吸収構造。
4. ボンネット（１７）の下方のエンジンルーム（１５）に配置されてエンジンに吸気を導入する吸気部材（１１，２１）が、上向きに開放する下部半体（１２，２２）と、その下部半体（１３，２３）とは別々に形成されて下向きに開放する上部半体（１３，２３）とで分割、構成されていて、その上部半体（１３，２３）の下縁部と下部半体（１３，２３）の上縁部とが相互に嵌合されると共に、その両半体（１３，２３，１２，２２）間に閉断面が形成されており、
   さらにその両半体（１３，２３，１２，２２）間には、上部半体（１３，２３）を上向きに付勢するばね部材（１９）が配置され、
   下部半体（１２，２２）の上縁部には第１のフランジ（１２ｄ，２２ｄ）が形成されると共に、上部半体（１３，２３）には、第１のフランジ（１２ｄ，２２ｄ）にシール部材（１８）を介して係合し前記ばね部材（１９）の付勢力に抗して該上部半体（１３，２３）の上限位置を規定する第２のフランジ（１３ｂ，３５ａ）が形成され、
   上部半体（１３，２３）は、前記付勢力を上回る上方からの荷重で下方に移動可能であり、且つその移動の際には、上部半体（１３，２３）及び下部半体（１３，２３）の少なくとも何れか一方のフランジが、上部半体（１３，２３）及び下部半体（１３，２３）の何れか他方の側壁に沿って案内されることを特徴とする、吸気部材の衝撃吸収構造。
5. 前記ばね部材が、下部半体（１２）の底面に設けたばね座（１２ｅ）と、上部半体（１３）の天井面に下向きに突設したばね座（１３ｄ）との間に装着したコイルばね（１９）であることを特徴とする、請求項４に記載の吸気部材の衝撃吸収構造。
6. 吸気部材はエアクリーナ（２１）であり、その下部半体（２２）にエアクリーナエレメント（２４）を支持したことを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の吸気部材の衝撃吸収構造。

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