JP4449631B2 - 吸気ダクト - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される空気を導入する吸気ダクトに関し、特に、簡単な構成で２つのダクトが結合できる吸気ダクトに関する。

車両の内燃機関においては、燃料と空気とが適切な混合比で燃焼され、その燃焼により発生した力が車両の駆動源とされる。この空気は吸気ダクトから取り込まれ、エアクリーナ、スロットルバルブ、インテークマニホールド、吸気ポートおよび吸気バルブを介して燃焼室に送り込まれる。この吸気は、排気と異なり内燃機関の燃焼により高温になることはないので、吸気系統のダクトは樹脂等の材質が用いられることもある。

一方、車室内空間を確保するためや、吸気の方向の制限のため等により、エンジンルーム内の限られた空間に、このような吸気ダクトやエアクリーナが特定の方向に向けて設置される。吸気ダクトとエアクリーナとは別々に製造され、エアクリーナインレット（エアクリーナインレットと一体化されたエアクリーナの入口ダクト）を介して、車両の製造工程において接続されることが多い。この製造工程においては、限られた空間に吸気ダクトやエアクリーナが設置されているので、その支持構造が頑強でない場合もある。このような場合に、作業者が容易に２つのダクトを接続できることが好ましい。特に、目視で確認しながら、ダクトを接続することができない位置に吸気ダクトが設置されている場合には、特に容易に接続できる吸気ダクトが求められる。当然ではあるが、吸気された空気が２つのダクトの継ぎ目から吸気が洩れることがないようにシールされなければならない。

このほかにも車両においては、多くの部位において、このようにシールされて、異なる部材が接続されている。このような技術に関して、以下に示す技術がある。

実開平２−５１９４０号公報（特許文献１）は、ガスケットをシール材として車両後部に設置されるリヤコンビネーションランプ取付部のシール構造を開示する。このシール構造は、車体の後部に取り付けられるリヤコンビネーションランプが車体との間にガスケットを挟持してシールするリヤコンビネーションランプ取付部のシール構造であって、リヤコンビネーションランプの背面から突出しているソケット部が挿入される車体開口部の端部を内側へ折り込んだ角部にＲ形状部を形成し、ソケット部の外周とリヤコンビネーションランプの背面とで形成するコーナー部に挿着したガスケットをＲ系状部が線加圧するように構成する。

このシール構造によると、リヤコンビネーションランプのコーナー部に挿着したガスケットを車体側のＲ形状部で線加圧して強固なシール効果を得ることができる。しかも、Ｒ形状によるガスケットの線加圧は、最も有効な車体開口部の入口付近に設置しており、車体面精度に左右されることがなく強固で確実なシール構造を実現できる。

実開平３−２３６４８号公報（特許文献２）は、互いに隔絶された第１の通路および第２の通路に両端の第１の開口と第２の開口が接続されることによって、第１の通路および第２の通路を気密を維持しつつ連通する連通パイプの組み付け装置を開示する。この連通パイプ組み付け装置は、互いに隔絶された第１の通路および第２の通路、両両端にそれぞれ連通される第１の開口と第２の開口を有する連通パイプ、第１の通路と第１の開口の少なくとも一方に形成されたテーパ部および第２の通路と第２の開口の少なくとも一方に形成されたテーパ部を備える。

この連通パイプの組み付け装置によると、連通パイプの両端に形成された第１の開口、第２の開口および両開口に結合される第１、第２通路のそれぞれ結合する一方にテーパ部が設けられた構造のため、連通パイプの組み付け工程は、第１の開口および第１の通路、第２の開口および第２の通路の位置を合わせ当接させ、後は二つの通路を連通パイプを挟み込むように押し付けるだけでそれぞれの結合部は気密に保持して接続されて作業が終了する。よって作業工程が少なく、また、連通パイプ回りに隙間がなく手が入らない場合においても作業が容易になる。

実開昭５６−１０１２５２号公報（特許文献３）は、多角形のシールリングを開示する。このシールリングは、三辺で構成する部品相互の接続部に押圧嵌装させるリングを断面多角形に形成してなる。

このシールリングによると、シール部の接触面が角形リングの一辺の長さまたはそれ以上とすることができ、シール面を増大させるようになる。また製品加工についても従来のＯリングにおける円形断面よりも角形断面の方が容易かつ安価とされる。
実開平２−５１９４０号公報 実開平３−２３６４８号公報 実開昭５６−１０１２５２号公報

しかしながら、上述した特許文献に開示された技術では、第１の部材を第２の部材にシール材を挟んで嵌合させる（嵌め込む）ので、嵌合時にシール材が邪魔になり、容易に第１の部材を第２の部材に嵌合させることが困難である。特に、一方の部材が目視にて確認できない場合、その困難さは顕著になる。また、嵌合時にシール材が第２の部材に当接して、第２の部材がシール材を押圧して、その押圧により第１の部材が第２の部材が接近する方向と同じ方向に移動してしまう（逃げてしまう）こともある。このような場合にも容易に嵌合させることが困難である。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、簡易な構造で、容易に２つのダクトを結合させることができる、吸気ダクトを提供することである。

第１の発明に係る吸気ダクトは、弾性体を介して結合された２つのエアダクトを有する。この吸気ダクトは、第１のダクトの端部において、ダクト端面の周囲に設けられた弾性体と、第２のダクトの端部と弾性体との接触部とを含む。この弾性体は、Ｎ角形（Ｎは３以上の自然数）の断面形状を有する。この接触部は、Ｎ角形の角部と第２のダクトの端部とが接触している。

第１の発明によると、Ｎ角形（たとえば４角形）の角部と第２のダクトの端部とが接触して結合されている。この弾性体はシール材として機能するが、角部において接触させることにより、弾性体の反発力が低減され、２つのダクトのシールを伴う結合する際の押圧力を低減できる。すなわち、弾性体の断面形状である４角形の辺に沿って第２のダクトを結合させると、その辺の長さに相関する大きさの反発力（辺の長さが長いほど反発力が大きいという相関）を受けるが、角部において第２のダクトが接する弾性体の長さは、辺の長さよりも短いので、反発力が小さくなる。その結果、簡易な構造で、容易に２つのダクトを結合させることができる、吸気ダクトを提供することができる。

第２の発明に係る吸気ダクトにおいては、第１の発明の構成に加えて、弾性体は第１のダクト端面の周囲に無端状に設けられている。

第２の発明によると、ダクトの断面形状である円形、楕円形などの周囲に無端状に設けられるので、容易に２つのダクトを結合させることに加えて、確実にシールできる。これにより、結合部からのエアの洩れと吸気音の洩れとを防止できる。

第３の発明に係る吸気ダクトにおいては、第１または２の発明の構成に加えて、第１のダクトの端部は外方に傾斜する傾斜部を形成し、Ｎは４であって、傾斜部に弾性体の断面である４角形の一辺が接着されている。

第３の発明によると、断面が４角形の弾性体を（多くはシート状の弾性材を厚みと同じ幅程度で切断することにより製造される）傾斜部に設け、傾斜部が外方に傾斜しているので、これに断面が４角形の弾性体が接着されるので、第２のダクトは４角形の角部に当接する。このため、安価なコストで、大きな反発力を受けないで、第１のダクトと第２のダクトとをシール結合させることができる。

第４の発明に係る吸気ダクトにおいては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、第２のダクトが角部から離隔している状態から接近する状態のときに、第１のダクトは第２のダクトから離れるように固定されている。

第４の発明によると、第１のダクトが、第２のダクトが接近してくると逃げてしまうように取り付けられていても、第２のダクトの端部が弾性体の角部に当接して大きな反発力を発生させないので、第１のダクトが逃げることなく、第２のダクトとシール結合させることができる。

第５の発明に係る吸気ダクトにおいては、第４の発明の構成に加えて、第１のダクトは、一端側が固定支持されている。

第５の発明によると、第１のダクトが片持ち支持のような場合であって、第２のダクトを結合させるときに、第１のダクトに押圧力が加わると逃げてしまうような場合であっても、弾性体の角部で第２のダクトの端部が接触するので第１のダクトに押圧力が加わらないで、容易に結合できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１および図２を参照して、本発明の実施の形態に係る吸気ダクトを含む吸気系統について説明する。図１は、車両の前方からエンジンフードを開いた状態での、右側前輪の上方付近の斜視図である。図２は、図１のエプロンパネル８０側から見た吸気系統の側面図である。

図１および図２に示すように、この吸気系統には、吸気口を車両後方に向けて開口したクールエアダクト１０と、このクールエアダクト１０からの吸気内の粉塵等を捕集するエアクリーナの構成部品であるダーティ側ケース１００とが構成物として含まれている。エアクリーナのダーティ側ケース１００の入口側にはクールエアダクト１０と結合されるエアクリーナインレット２０が設けられる。クールエアダクト１０とエアクリーナインレット２０とは、シールスポンジ３０によりシールされて結合される。

クールエアダクト１０は、そのクールエアダクト１０に設けられた車両前方右側のボルト締結座（ＦＲ）４０と、エプロンパネル８０に設けられた車両前方右側のボディ側ブラケット（ＦＲ）６０とがボルトで締結されている。また、クールエアダクト１０は、そのクールエアダクト１０に設けられた車両後方右側のボルト締結座（ＲＲ）５０と、エプロンパネル８０に設けられた車両後方右側のボディ側ブラケット（ＲＲ）７０とがボルトで締結されている。

図３に、図２のＡ−Ａ断面図を、図４に、図２のＢ−Ｂ断面図を示す。図３に示すように、クールエアダクト１０はエプロンパネル８０に固定支持されている。図３の紙面右側からエアクリーナインレット２０が結合されることになるが、このときにシールスポンジ３０を介して、クールエアダクト１０が押圧力を受けると、クールエアダクト１０はこのような一端側（下側のみ）を固定支持されているため、容易にエプロンパネル８０側に逃げてしまう。このような固定支持に加えてクールエアダクト１０の上方をエプロンパネル８０に固定支持することも考えられるが様々な要因により実現できないことが多い。

図４に示すように、エプロンパネル８０に固定支持されたクールエアダクト１０は、シールスポンジ３０を介してエアクリーナインレット２０にシール結合される。クールエアダクト１０のエアクリーナインレット２０側の端面は外側に向けて開いたテーパ状の形状を有する。このテーパ状の傾斜部に、その断面が４角形のシールスポンジ３０が斜めに傾けられて取り付けられている。シール性の向上のためには全周にこのようにシールスポンジ３０を取り付けるのが好ましい。また、傾斜部にシールスポンジ３０を取り付けるに際しては特にその取付方法が限定されるものではないが、両面テープを含む接着剤で貼付すればよい。

なお、図４にはフェンダーパネル９０が記載されている。図４に示すように、このクールエアダクト１０は、フェンダーパネル９０とエプロンパネル８０との間であって、エプロンパネル８０にくぼみを設けて取り付けられている。そのため、エプロンパネル８０によりクールエアダクト１０が隠されてしまうので、作業者が目視でクールエアダクト１０を確認することができない。

図５に、クールエアダクト１０にエアクリーナインレット２０が接続される状態を表わす。図５に示すようにクールエアダクト１０の端面の周囲には、断面形状が４角形のシールスポンジ３０が取り付けられている。このシールスポンジ３０の材質は、ＥＰＤＭ（ethylene‐propylene terpolymer：エチレン‐プロピレン三量体）のような発泡性ゴムである。このゴムの硬さは、内包される空気の空隙率で決定され、空隙率が高いほど柔らかく、空隙率が低いほど硬い。本実施の形態においては、図５に示すように、エアクリーナインレット２０がクールエアダクト１０に差し込まれて結合される際に、エアクリーナインレット２０がクールエアダクト１０を図５の紙面左方向に逃がしてしまうほどの押圧力が発生する前に、シールスポンジ３０が変形してクールエアダクト１０にエアクリーナインレット２０が差し込まれてしまう程度の硬さが好ましい。さらに詳しくは、このシールスポンジ３０の硬さは、エアクリーナインレット２０の外径寸法、クールエアダクト１０の内径寸法、シールスポンジ３０の寸法、必要とするシール性等を勘案して決定される。

以上のような構造を有する吸気系統におけるシールスポンジ３０の作用について説明する。図６に本発明の実施の形態に係る吸気ダクトが接続されるときの詳細な状態を、比較のために、図７に従来の吸気ダクトが接続されるときの詳細な状態をそれぞれ示す。

図６に示すように、本発明の実施の形態に係る吸気ダクトを形成するクールエアダクト１０はその端部が外方に開いたテーパ状の傾斜部を有し、その傾斜部に断面形状が４角形のシールスポンジ３０が斜めに貼付されている。そのため、クールエアダクト１０にエアクリーナインレット２０を差し込む際において、シールスポンジ３０が反発力を発生させるシールスポンジ３０の長さはＬ（１）である。一方、図７に示すように、従来の吸気ダクトを形成するクールエアダクト１２はその端部が外方にほぼ直角に開いた開口部を有し、その開口部に断面形状が４角形のシールスポンジ３２がクールエアダクト１２の中心線と平行に貼付されている。そのため、クールエアダクト１０にエアクリーナインレット２０を差し込む際において、シールスポンジ３２が反発力を発生させるシールスポンジ３２の長さはＬ（２）である。ここで、Ｌ（１）＜Ｌ（２）は明らかである。このため、シールスポンジ３０の長さＬ（１）により発生する反発力Ｆ（１）を、シールスポンジ３２の長さＬ（２）により発生する反発力Ｆ（２）よりも小さくすることができ、本実施の形態においては、エアクリーナインレット２０をクールエアダクト１０に容易に差し込むことができる。

さらに、シールスポンジ３０が斜めになっているので、テーパの役目を果たして、作業者がクールエアダクト１０を目視にて確認できない場合であっても、エアクリーナインレット２０をクールエアダクト１０に容易に差し込むことができる。

以上のようにして、本実施の形態に係る吸気ダクト（クールエアダクト１０とエアクリーナインレット２０とを含む吸気系統）によると、断面形状が４角形の弾性体の角部とエアクリーナインレット２０の端部とが接触して結合されている。この弾性体はシール材として機能し、角部において接触させることにより、弾性体の反発力が低減され、２つのダクトのシールを伴う結合する際の押圧力を低減できる。従来の吸気ダクトのように、弾性体の断面形状である４角形の辺に沿ってエアクリーナインレット２０を結合させると、その辺の長さに相関する大きさの反発力（辺の長さが長いほど反発力が大きいという相関）を受けるが、角部においてエアクリーナインレット２０が接する弾性体の長さは、辺の長さよりも短いので、反発力を小さくできる。その結果、簡易な構造で、容易に２つのダクトを結合させることができる、吸気ダクトを提供することができる。

＜変形例＞
図８および図９を参照して、本発明の実施の形態の変形例に係る吸気ダクトについて説明する。図８および図９は、クールエアダクト１２にエアクリーナインレット２０が差し込まれる際の詳細な状態を表わす図である。

図８および図９に示す吸気ダクトを形成するクールエアダクト１２はその端部が外方にほぼ直角に開いた開口部を有し、その開口部に断面形状が３角形のシールスポンジ３４またはシールスポンジ３６が貼付されている。

図８に示すシールスポンジ３４は直角二等辺三角形の断面形状を有し、図９に示すシールスポンジ３６は正三角形の断面形状を有する。ただし、このような３角形に限定されるものではない。図８および図９のいずれの場合においても、シールスポンジ３４またはシールスポンジ３６が反発力を発生させるシールスポンジ３４またはシールスポンジ３６の長さは、図７に示すＬ（２）よりも短くしている。このため、シールスポンジ３４またはシールスポンジ３６により発生する反発力は、シールスポンジ３２の長さＬ（２）により発生する反発力Ｆ（２）よりも小さくすることができ、エアクリーナインレット２０をクールエアダクト１０に容易に差し込むことができる。

さらに、シールスポンジ３４またはシールスポンジ３６が斜めになっているので、これがテーパとなり、作業者がクールエアダクト１２を目視にて確認できない場合であっても、エアクリーナインレット２０をクールエアダクト１２に容易に差し込むことができる。

さらに、上述のように、シールスポンジの長さが長いほど大きく発生する反発力を、小さくできるものであれば、Ｎ＝５、６等であっても構わない。

さらに、弾性体は上述した発泡性ゴムに限定されるものではない。弾性力を有するものであれば、限定されない。シール材として通常用いられるＯリング等を加工して用いても構わない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る吸気ダクトを含む吸気系統を示す斜視図である。 図１のエプロンパネル側から見た吸気系統の側面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 接続される状態を表わす図である。 本発明の実施の形態に係る吸気ダクトが接続されるときの詳細な状態を表わす図である。 従来の吸気ダクトが接続されるときの詳細な状態を表わす図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る吸気ダクトが接続されるときの詳細な状態を表わす図（その１）である。 本発明の実施の形態の変形例に係る吸気ダクトが接続されるときの詳細な状態を表わす図（その２）である。

符号の説明

１０ クールエアダクト、２０ エアクリーナインレット、３０ シールスポンジ、４０ ボルト締結座（ＦＲ）、５０ ボルト締結座（ＲＲ）、６０ ボディ側ブラケット（ＦＲ）、７０ ボディ側ブラケット（ＲＲ）、８０ エプロンパネル、９０ フェンダーパネル、１００ エアクリーナのダーティ側ケース。

Claims (5)

1. 弾性体を介して結合された２つのエアダクトを有する吸気ダクトであって、
   第１のダクトの端部において、ダクト端面の周囲に設けられた弾性体と、
   第２のダクトの端部と前記弾性体との接触部とを含み、
   前記第２のダクトの端部を一方向から前記第１のダクトの端部に差し込むことによって２つのエアダクトが互いに結合され、
   前記弾性体は、内径側に配置される角部を含むＮ角形（Ｎは３以上の自然数）の断面形状を有し、
   前記弾性体には、前記第２のダクトの端部の差し込み時に、前記第２のダクトの端部と対向し、前記角部から、前記第２のダクトの端部の差し込み方向に対して傾斜しながら外方に延在する傾斜面が形成され、
   前記接触部においては、前記傾斜面と前記第２のダクトの端部とが接触している、吸気ダクト。
2. 前記弾性体は前記第１のダクト端面の周囲に無端状に設けられている、請求項１に記載の吸気ダクト。
3. 前記第１のダクトの端部は外方に傾斜する傾斜部を形成し、
   前記Ｎは４であって、
   前記傾斜部に前記弾性体の断面である４角形の一辺が接着されている、請求項１または２に記載の吸気ダクト。
4. 前記第２のダクトが前記角部から離隔している状態から接近する状態のときに、前記第１のダクトは前記第２のダクトから離れるように固定されている、請求項１〜３のいずれかに記載の吸気ダクト。
5. 前記第１のダクトは、一端側が固定支持されている、請求項４に記載の吸気ダクト。

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