JP4589827B2 - 吸気ダクト - Google Patents

Description

本発明は、吸気ダクトに関し、更に詳細には、アクセルの開度調整操作により回転数が制御されるエンジンの空気取込部に接続され、ダクト本体の内部に画成された空気流通路の空気流通面積を、エンジンの回転数に応じて増減変化させるようにした吸気ダクトに関するものである。

近年生産される自動車では、エアバッグ装置やブレーキ装置等の種々安全装置を装備する一方、ボディやシャーシを高剛性化する対策を施すことで、安全性能の向上が図られている。従って、車両重量が必然的に増加する傾向にあるから、走行性能を確保するためにエンジンの高出力化が要求されている。しかしながら、環境問題がクローズアップされる今日にあっては、燃費向上、排気ガスクリーン化、騒音低減等の環境性能の向上が大きな課題となっており、排気量を大きくすることなく出力向上を図る対策が希求されている。

例えば図１５は、自動車のエンジンルーム１２内に搭載されたエンジンＥＧの空気供給部を示した説明断面図であって、該エンジンＥＧの回転駆動に必要とされる空気は、車体１０の前部に組付けた吸気ダクトＤ１から取込まれ、エアクリーナーＡＦで清浄された後にエンジンＥＧへ供給されるようになっている。このような構成においてエンジンＥＧの出力向上を図るには、外部空気を取込む吸気ダクトＤ１の空気流通抵抗をできるだけ低減させ、取込まれた外部空気がスムーズにエンジンＥＧへ供給されるようにする方法が効果的とされる。具体的には、吸気ダクトＤ１のダクト本体２０を大型化したもとで、空気取込口２２の連通面積を大きくすると共に、内部に画成された空気流通路２４の断面積(空気流通面積)を大きく設定すれば、エンジンＥＧの高出力化を図り易くなる。しかしながら、吸気ダクトＤ１を大型化した場合、空気取込口２２から車外へ放出されるエンジン騒音(特に燃焼音等)や吸気音等の騒音が増大するという新たな問題が発生する。

そこで、例えば図１６に図示するように、ダクト本体２０の内部に回動シャッタータイプのバルブ２６を配設し、このバルブ２６の姿勢をアクセルＡＣの開度調整操作に連動して回動変位させることで、空気流通路２４内の空気流通面積を変化させる吸気ダクトＤ１が提案されている。このようなタイプの吸気ダクトＤ１では、アイドリング時等のエンジンＥＧの回転数が低い場合は、図１６に実線表示した第１姿勢へバルブ２６を姿勢変位させて空気流通面積を小さくし、空気取込口２２から放出されるエンジン騒音を低減するようにする。また、アクセルＡＣを踏込んで(アクセルＡＣの開度を増加させて)エンジンＥＧの回転数が上昇する場合は、図１６に２点鎖線表示した第２姿勢に向けてバルブ２６を回動変位させて空気流通面積を大きくすることで、多量の外部空気の取込みを許容してエンジンＥＧの高出力化に対応するようになっている。このような可変吸気構造を有する吸気ダクトは、例えば特許文献１に開示されている。
特開平１１−８２２０２号公報

ところで、前述した従来の吸気ダクトＤ１は、第１姿勢にバルブ２６が姿勢変位している場合、空気流通路２４における空気流通方向に対して略直角となっているため、空気流通抵抗が極端に悪化して充分な外部空気が取込めない不都合があった。これは、図１７に破線で図示するように、バルブ２６の端縁部で空気の剥離が大きく発生するため、実質的な有効空気流通面積が減少してしまうからである。このような不都合を解消するには、第１姿勢にあるバルブ２６の端縁部とダクト内壁面との間の間隔を大きくすればよい訳であるが、これでは空気流通面積が拡大してしまうからエンジン騒音を遮蔽できなくなってしまう。

そこで、図１８に例示するように、ダクト本体２０に対してバイパス路２８を追加することで、低回転時はバルブ２６を第１姿勢にしてバイパス路２８を介して外部空気を取込むようにし、高回転時はバルブ２６を第２姿勢にしてダクト本体２０およびバイパス路２８の両方から外部空気を取込むようにした吸気ダクトＤ１も提案されている。しかしながら、このような形態の吸気ダクトＤ１の場合、部品点数が増加するために製造コストが嵩む難点があると共に、外形サイズが大きくなって設置スペースを大きく確保しなければならない不都合があり、小型車等では採用できない場合もあった。

また、前述した従来の吸気ダクトＤ１の場合、アクセルＡＣとバルブ２６とがワイヤー等によりダイレクトに連繋された構成となっており、常にアクセルＡＣの開度調整操作に連動してバルブ２６が開閉するようになっていた。すなわち、アクセルＡＣを踏込む際(アクセルＡＣの開度を増加させる際)には、該アクセルＡＣの操作量に追従してバルブ２６が開放方向へ姿勢変化し、またアクセルＡＣを戻す際(アクセルＡＣの開度を減少させる際)には、該アクセルＡＣの操作量に追従して該バルブ２６が閉成方向へ姿勢変化するようになっている。このような構成では、アクセルＡＣを踏込む際には、バルブ２６が強制的に開放方向へ変化するのでエンジンＥＧのレスポンス向上が期待できる。しかしながら、アクセルＡＣを戻す際には、まだエンジンＥＧの回転数が下がらないうちにバルブ２６が閉成方向へ変化してしまい、空気流通面積が小さくなって取込まれる空気量が制限されるため、エンジンＥＧのスムーズな回転が阻害されるおそれがある。

更に、前述した回動シャッタータイプのバルブ２６の場合、アクセルＡＣの開度調整操作(バルブ２６の回動変位量)と空気流通面積の増減量とが比例しないため、外部空気の取込量を適切に制御することができず、エンジンＥＧの出力特性にも影響を及ぼす欠点がある。例えば図１９に例示するように、アクセルＡＣの開度を全閉から１／３程度に増加する際には、バルブ２６が第１姿勢(実線表示)から３０度回動した３０度姿勢(破線表示)へ回動するが、この第１範囲でのアクセルＡＣの操作量(バルブ２６の回動量)に対する空気流通面積の増加量は僅かである。しかしながら、アクセルＡＣの開度を１／３から２／３に増加する際には、バルブ２６が３０度姿勢(破線表示)から６０度姿勢(一点鎖線表示)へ回動するため、この第２範囲でのアクセルＡＣの操作量(バルブ２６の回動量)に対する空気流通面積の増加量は、第１範囲の場合よりもかなり大きくなっている。更に、アクセルＡＣの開度を２／３から全開に増加する際には、バルブ２６が６０度姿勢(一点鎖線表示)から第２姿勢(二点鎖線表示)へ回動するため、この第３範囲でのアクセルＡＣの操作量(バルブ２６の回動量)に対する空気流通面積の増加量は、一気に第２範囲の２倍程度になってしまう。

従って本発明は、アクセルの開度調整操作により回転数が制御されるエンジンに対し、回転上昇時および回転低下時の何れにおいても必要とされる外部空気を常に適切に供給し得るようにした吸気ダクトを提供することを目的とする。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に記載の発明は、
アクセルの開度調整操作により回転数が制御されるエンジンの空気取込部に接続され、ダクト本体の内部に画成された空気流通路の空気流通面積を、前記エンジンの回転数に応じて増減変化させるようにした吸気ダクトにおいて、
前記空気流通路の所要部位に形成された空気流通口と、
前記空気流通口の下流側に配設されて空気流通方向に沿ったスライド移動が可能であり、前記空気流通口を指向した側が略コーン形状に膨出したバルブ体と、
前記バルブ体と前記ダクト本体との間に配設され、常には該バルブ体を前記空気流通口側へ弾力付勢する付勢部材と、
前記アクセルとバルブ体とを連繋するアクセル連繋機構とを備え、
前記アクセル連繋機構は、前記アクセルの開度を増加させる際に、この操作に追従して該バルブ体を前記空気流通口から離間移動すると共に、前記アクセルの開度を減少させる際に、該アクセルと前記バルブ体との連繋を解除し、エンジンの回転駆動によって取込まれる外部空気の圧力と前記付勢手段の付勢力とのバランス関係に基づいて、前記バルブ体の前記空気流通口側への移動を許容するよう構成されることを特徴とする。

従って、請求項１に係る発明によれば、アクセルを踏込んでその開度を増加させる際は、該アクセルの踏込みに対してバルブ体がダイレクトに追従して下流側へスライド移動するため、エンジンの回転上昇よりも適宜早いタイミングで空気流通路の空気流通面積を増加させるようになり、エンジンのレスポンス向上および出力特性向上を図り易くなる。そして、アクセルを戻してその開度を減少させる際は、アクセルの戻りに対してバルブ体が適宜時間差を以て上流側へスライド移動し得るため、エンジンのスムーズな回転低下を図り易くなる。しかも、バルブ体がダクト本体内において空気流通方向に沿ってスライド移動するため、取込まれる外部空気の流通方向において投影面積・投影形状が全く変化せず、ダクト部材内において空気の乱れが発生することを防止できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記アクセル連繋機構は、
前記アクセルに連動するように設けられ、該アクセルの開度の増加により前記空気流通口から離間移動すると共に、アクセルの開度の減少により該空気流通口側へ移動する係合部と、
前記バルブ体において前記係合部が前記空気流通口から離間移動する側に設けられ、空気流通口から離間移動する係合部に係合する一方、空気流通口側へ向けて移動する係合部から離間可能である係脱部とを備えることを要旨とする。
従って、請求項２に係る発明によれば、アクセル連繋機構を、アクセルの側に連繋した係合部とバルブ体の側に設けた係脱部との係脱構造としたため、簡単な構造および少ない部品点数により、アクセルの開度調整操作に基づくバルブ体の一方向制御が実現できる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記アクセル連繋機構は、前記アクセルの側に連繋させた前記係合部としての揺動フォークと、前記バルブ体の側に設けた前記係脱部としてのフォーク係脱部とを有し、
前記アクセルの開度を増加させる際には、前記揺動フォークが前記フォーク係脱部へ当接し、
前記アクセルの開度を減少させる際には、前記揺動フォークが前記フォーク係脱部から離間可能とされることを要旨とする。

従って、請求項３に係る発明によれば、アクセル連繋機構を、アクセルの側に連繋した揺動フォークとバルブ体の側に設けたフォーク係脱部との係脱構造としたため、簡単な構造および少ない部品点数により、アクセルの開度調整操作に基づくバルブ体の一方向制御が実現できる。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記アクセル連繋機構は、前記アクセルの側に連繋させた前記係合部としてのスライダと、前記バルブ体の側に設けられて前記スライダのスライド移動を許容する所要長のガイド溝とを有し、
前記アクセルの開度を増加させる際には、前記スライダが前記ガイド溝における前記係脱部としての一端部に係合して移動規制され、
前記アクセルの開度を減少させる際には、前記スライダが前記ガイド溝に沿って移動することを要旨とする。

従って、請求項４に係る発明によれば、アクセル連繋機構を、アクセルの側に連繋したスライダとバルブ体の側に設けたガイド溝との係脱構造としたため、簡単な構造および少ない部品点数により、アクセルの開度調整操作に基づくバルブ体の一方向制御が実現できる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、前記付勢部材の付勢力は、前記アクセルの非操作時に、前記空気流通口へ最接近した位置に前記バルブ体を停止保持させ得る大きさに設定されることを要旨とする。
従って、請求項５に係る発明によれば、バルブ体の復帰動作は、取込まれた外部空気の圧力と圧縮スプリングの付勢力とのバランス関係に基づいて行なわれるため、別途のバルブ移動機構等を特に必要とせず、全体がコンパクトになると共に製品コストが嵩むことが防止される。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、前記バルブ体のスライド移動量と、これに伴う前記空気流通口の空気流通面積の増減量とが、略比例関係となるよう設定されたことを要旨とする。
従って、請求項６に係る発明によれば、エンジンの回転数および出力が直線的に増加するようになり、理想的なエンジン出力特性を得ることができる。

本発明に係る吸気ダクトによれば、アクセルの開度調整操作により回転数の制御が行なわれるエンジンに対し、回転上昇時および回転低下時の何れにおいても必要とされる外部空気を常に適切に供給し得る等の有益な効果を奏する。

次に、本発明に係る吸気ダクトにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。

(第１実施例)
図４は、第１実施例に係る吸気ダクトの外観形状を示した概略斜視図、図１は、図４のＩ−Ｉ線断面図であって、アクセルの非操作時における吸気ダクトの内部状態を示し、図２は、図１のII−II線断面図、図３は、図１のIII−III線断面図、図５は、吸気ダクトの主要部分を一部破断して示した部分斜視図である。また図６は、アクセルの開度を増加させた際の状態を示した吸気ダクトの断面図、図７は、アクセルの開度を減少させた際の状態を示した吸気ダクトの断面図である。

第１実施例の吸気ダクトＤは、アクセルＡＣの開度調整操作により回転数が制御されるエンジンＥＧの空気取込部に接続され、ダクト本体３０の内部に画成された空気流通路５４の空気流通面積Ｓを、エンジンＥＧの回転数に応じて増減変化させるようにしたものである。すなわち、図１５の場合と同様に、車体１０の前部におけるエンジンルーム１２の前側に組付けられ、車体１０の前方側へ空気取込口２２を指向させる一方、エンジンＥＧの空気取込部に配設されたエアクリーナーＡＦに後端部を連結して実施に供される。なお、説明の便宜上、図１の図面左側を吸気ダクトの前側(または上流側)、図面右側を吸気ダクトの後側(または下流側)とする。

ダクト本体３０内において空気流通路５４の所要位置には、空気流通口５６が形成されている。そして、ダクト本体３０内において空気流通口５６の下流側には、空気流通方向へのスライド移動が可能で、該空気流通口５６を指向した側が略コーン形状に膨出したバルブ体６０が配設されている。また、アクセルＡＣとバルブ体６０とは、該アクセルＡＣの開度を増加させる際に、これに追従して該バルブ体６０を空気流通口５６から離間移動させるアクセル連繋機構７０で連繋されている。更に、バルブ体６０とダクト本体３０との間に圧縮スプリング(付勢部材)６６が配設され、常にバルブ体６０は空気流通口５６側へ弾力付勢された状態となっている。

ダクト本体３０は、エアクリーナーＡＦに連結固定されるダクト部材３２と、このダクト部材３２の前側に装着される空気取込部材３４とからなっている。このダクト部材３２は、高密度ポリエチレン等を材質とする合成樹脂成形材であって、図２〜図４等に例示したように、２つの樋状半体３２Ａ,３２Ａを対向接合することで円筒形状をなし、前端部分から所要長までの前側部分が、これより後方の後側部分よりも太径となっている。そして、太径の前側部分の前面端面に、空気取込部材３４用の設置開口部３６が突出的に形成されていると共に、エアクリーナーＡＦに連結される空気送出口３８が後側端面に開設されている。前述した太径部分は、空気流通路５４の内径寸法も大きく設定されており、設置開口部３６を介して設置された空気取込部材３４のバルブ設置部４２が、その内側に収容されるようになっている。

空気取込部材３４は、高密度ポリエチレン等を材質とする合成樹脂成形材であって、図４に例示したように、前方の空気取込口２２が先端に向けて拡大した所謂ファンネル形状を呈する空気取込筒部４０と、この空気取込筒部４０の後方側に連結して固定されるバルブ設置部４２とから構成されている。バルブ設置部４２は、前述した設置開口部３６を介してダクト部材３２内への挿通が許容され得る外径寸法に設定されている。これにより空気取込部材３４は、このバルブ設置部４２をダクト部材３２内へ挿入させ、空気取込筒部４０をダクト部材３２から前方へ延出させた状態で、当該ダクト部材３２の前側に取付固定される。そして、空気取込部材３４の外面に、その円周方向へ延在するリブ４４が突設されており、このリブ４４を設置開口部３６の開口端面へ当接させることで、ダクト部材３２に対する空気取込部材３４の位置決めが図られる。なお、ダクト部材３２に対する空気取込部材３４の固定は、図示しないビス等の適宜固定手段による。

バルブ設置部４２は、図５等に例示したように、その前側部分が前述した空気取込筒部４０に連通するバルブ収納空間４６とされて後述するバルブ体６０が収納され、このバルブ収納空間４６の後側に、該バルブ体６０をスライド移動可能に支持する摺動案内部４８,５０を有している。そして、空気取込筒部４０とバルブ設置部４２との境界部分、すなわちバルブ収納空間４６の前端部分が空気流通口５６とされ、またバルブ収納空間４６に対応した外壁部分には合計４個の矩形状の開口部５２が周方向へ開設されている。これにより、前述した空気流通口５６および夫々の開口部５２を介して、空気取込筒部４０の内部からダクト部材３２の内部へ至る空気流通路５４が画成される。

バルブ体６０は、前述したバルブ収納空間４６内に設置可能な外径サイズで、かつ空気流通口５６を指向した前側が膨出した略コーン形状を呈しており、その最大外形部分の外径寸法は空気流通口５６の内径寸法と略同一か僅かに小さく設定されている。そして、バルブ体６０の後端部には、パイプ状の摺動案内部４８へ挿通されるロッド６２が配設されると共に、このロッド６２の先端に、バルブ設置部４２に設けた凹部５８の内面の一部をなす摺動案内部５０に摺接するストッパー６４が固定されている。従ってバルブ体６０は、ロッド６２およびストッパー６４が夫々の摺動案内部４８,５０へ摺接していることで、バルブ収納空間４６内で空気流通方向に沿って所定のストロークでスライド移動が許容される。なお、本願が規定する前述の「コーン形状」とは、各図に例示した砲弾形状の他に、円錐形状、円錐台形状、傘形状等、先端側に向けて外径寸法が漸減する形状のものを全て含むと共に、取込まれた外部空気に対する空気流通抵抗の増加を可能な限り低く抑え得る形状であることが前提とされる。

アクセル連繋機構７０は、アクセルＡＣを踏込んでその開度を増加させる際に、該アクセルＡＣとバルブ体６０とを連繋状態とし、アクセルＡＣを戻してその開度を減少させる際に、該アクセルＡＣと該バルブ体６０とを非連繋状態とするよう機能する。これにより、アクセルＡＣを踏込んだ際には、アクセルＡＣの踏込み量に対してバルブ体６０をダイレクトに下流側へスライド移動させ、空気流通口５６における空気流通面積ＳをエンジンＥＧの回転上昇前に増加させる。一方、アクセルＡＣを戻した時には、アクセルＡＣの戻し量に対してバルブ体６０をダイレクトにスライド移動させず、取込まれる外部空気の圧力と圧縮スプリング６６の付勢力とのバランス関係に基づいて該バルブ体６０を上流側へスライド移動させ、取込空気の圧力が高い場合は、空気流通口５６における空気流通面積ＳをエンジンＥＧの回転低下後に徐々に減少させるようになっている。

具体的に第１実施例におけるアクセル連繋機構７０は、アクセルＡＣに連繋させたワイヤー７２の側に設けた揺動フォーク７８と、バルブ体６０の側に設けたフォーク係脱部としてのストッパー６４とを利用して、該アクセルＡＣとバルブ体６０とを一方向だけ連繋させる構造となっている。ダクト本体３０とバルブ設置部４２の上部との間には回動支軸７４が回動自在に架設され、ダクト本体３０から外方へ延出した該回動支軸７４の外側端部に扇形のリンケージ板７６が取着され、このリンケージ板７６に前述したワイヤー７２の端部が係止されている。

揺動フォーク７８は、前述した回動支軸７４に一体的に設けられ、その先端側が二股状に分岐形成された係止片８０,８０を有し、これら係止片８０,８０間にバルブ体６０のロッド６２を挟み込んだ状態で凹部５８内へ垂下状態に延出し、前述したストッパー６４の前側に臨んでいる。このような揺動フォーク７８は、アクセルＡＣの非操作時に略真下へ延出した垂下姿勢となり(図１,図５)、アクセルＡＣを踏込むに従って後方側へ傾動変位し、アクセルＡＣを最大に踏込んだ際には６０°程度まで傾動した傾斜姿勢となるように設定されている。これにより揺動フォーク７８は、アクセルＡＣを踏込んでいる時にはストッパー６４と常に係合した状態となり(図６)、この状態からアクセルＡＣを戻した時にはストッパー６４との係合が解除されるようになる(図７)。

圧縮スプリング６６は、ロッド６２に外装されてバルブ体６０とバルブ設置部４２との間に配設され、常にバルブ体６０を空気流通口５６側へ弾力付勢する。この圧縮スプリング６６の付勢力は、アクセルＡＣの非操作時に、空気流通口５６へ最接近した位置にバルブ体６０を停止保持させ得る大きさで、かつアクセルＡＣの踏込み操作を阻害しない大きさに設定されている。従って、アクセルＡＣの踏込み時には、揺動変位する揺動フォーク７８に対してストッパー６４が常に当接した状態となるよう保持させ、バルブ体６０が安定的に下流側へスライド移動するのに寄与する。また、アクセルＡＣを戻す時には、揺動フォーク７８とストッパー６４との係合が解除された状態において、エンジンＥＧが回転駆動することで吸引された外部空気の圧力と圧縮スプリング６６の付勢力とのバランス関係により、バルブ体６０が適宜時間差を以て上流側へスライド移動するのに寄与する。

このように構成された第１実施例の吸気ダクトＤは、図１に例示したようにアクセルＡＣの非操作時では、垂直姿勢となった揺動フォーク７８にストッパー６４が当接してバルブ体６０が最前進状態となる。この状態では、バルブ体６０の前側膨出部が空気流通口５６へ適宜突入して、これらバルブ体６０と空気流通口５６との間に画成される空気流通面積Ｓが最小(Ｓ１)となる。このようにバルブ体６０が最前進した場合には、該バルブ体６０の外面が空気流通口５６の端縁に若干の隙間を以て位置するようになり、図８(ａ)に概略図示するように、エンジンＥＧの低回転(アイドリング)時に必要とされる空気の取込みが許容される必要最小限の空気流通面積Ｓ(Ｓ１)が確保される。

しかも、バルブ体６０の前側が砲弾形状に膨出しているため、空気取込口２２を介して空気取込部材３４の内部へ取込まれた外部空気を、該バルブ体６０の前側膨出面に衝突すると同時に該膨出面に沿って放射状にスムーズに広がらせ、空気流通口５６および各開口部５２を介してダクト部材３２の内部へ流れるよう考慮されている。従って、最小とされる空気流通面積Ｓは、図１６等に例示した従来の吸気ダクトＤ１と比べてかなり小さくても、エンジンＥＧに必要とされる空気の取込みが可能である。このため、空気流通面積Ｓを小さくすることができるので、エンジン騒音に対する遮蔽性能が向上するようになり、空気取込口２２を介して外部へ放射されるエンジン騒音の低減が図られる。

そして、アクセルＡＣを最大に踏込んだ時には、後側へ傾斜姿勢となった揺動フォーク７８によりバルブ体６０が最後退状態となる。この状態では、バルブ体６０の前側膨出部が空気流通口５６から略完全に抜け出るようになり、これらバルブ体６０と空気流通口５６との間に画成される空気流通面積Ｓが最大(Ｓ２)となるように設定されている。すなわち、バルブ体６０が最後退した場合には、図８(ｂ)に概略図示するように、エンジンＥＧの高回転時に必要とされる空気の取込みが許容される空気流通面積Ｓ(Ｓ２)が確保される。

しかも、バルブ体６０が前側へ砲弾形状に膨出しているため、空気取込口２２を介して空気取込部材３４の内部へ取込まれた外部空気を、該バルブ体６０の前側膨出面に衝突すると同時に該膨出面に沿って放射状にスムーズに広がらせ、空気流通口５６および各開口部５２を介してダクト部材３２の内部へ流れるようにし得る。そして、後方側へスライドするに際してバルブ体６０の姿勢(投影面積・投影形状等)が変化しないため、取込まれた多量の外部空気を安定的にダクト部材３２の太径部分へ流入させることができ、該ダクト部材３２内において空気の乱れが発生することが防止される。

なお、第１実施例の吸気ダクトＤでは、アクセルＡＣの踏込みによるバルブ体６０のスライド移動量と、これに伴う空気流通口５６の空気流通面積Ｓの増減量とが、略比例関係となるよう設定されている。従って、アクセルＡＣの踏込み時には、該アクセルＡＣの踏込み量とエンジンＥＧの回転数とが略比例関係となる。

また、第１実施例の吸気ダクトＤでは、図１に例示したように、空気流通路５４において、空気取込筒部４０におけるポイントＰａでの断面積(空気流通面積)Ｓａと、ダクト部材３２の太径部分におけるポイントＰｂでの断面積(空気流通面積)Ｓｂは、略同一かＳｂの方が大きくなるように設定されている。また、バルブ体６０が最後退した際の空気流通口５６における空気流通面積Ｓ(Ｓ２)が、前述した各断面積Ｓａ,Ｓｂと略同一となるように設定されている。これにより、バルブ体６０が最後退した際には、空気流通路５４の断面積がどの位置でも略一定となり、取込まれた外部空気の円滑な流通が実現できる。

前述した第１実施例の吸気ダクトＤによれば、次のような効果を奏する。先ず、アクセルＡＣを踏込んでその開度を増加させる際は、該アクセルＡＣの踏込みに対してバルブ体６０がダイレクトに追従して下流側へスライド移動するため、エンジンＥＧの回転上昇よりも適宜早いタイミングで空気流通路５４の空気流通面積Ｓを増加させるようになり、エンジンＥＧのレスポンス向上および出力特性向上を図り易くなる。しかも、バルブ体６０は、ダクト本体３０内において空気流通方向に沿ってスライド移動するため、取込まれる外部空気の流通方向において投影面積・投影形状が全く変化せず、ダクト部材３２内において空気の乱れが発生することを防止できる。また、アクセルＡＣを戻してその開度を減少させる際は、アクセルＡＣの戻りに対してバルブ体６０が適宜時間差を以て上流側へスライド移動し得るため、エンジンＥＧの回転降下よりも適宜遅いタイミングで空気流通路５４の空気流通面積Ｓを減少させるようになり、エンジンＥＧのスムーズな回転低下を図り易くなる。

そしてアクセル連繋機構７０を、アクセルＡＣの側に連繋した揺動フォーク７８とバルブ体６０の側に設けたストッパー６４との係脱構造としたため、簡単な構造および少ない部品点数により、アクセルＡＣの開度調整操作に基づくバルブ体６０の一方向制御が実現できる。また、バルブ体６０の復帰動作は、取込まれた外部空気の圧力と圧縮スプリング６６の付勢力とのバランス関係に基づいて行なわれるため、別途のバルブ移動機構等を特に必要とせず、全体がコンパクトになると共に製品コストが嵩むことが防止される。更に、バルブ体６０のスライド移動量とこれに伴う空気流通口５６の空気流通面積Ｓの増減量とが略比例関係となるよう設定されているため、エンジンＥＧの回転数および出力が直線的に増加するようになり、理想的なエンジン出力特性を得ることが容易となる。

(第２実施例)
図９は、第２実施例に係る吸気ダクトＤを、アクセルの非操作時の状態で示した断面図、図１０は、アクセル連繋機構の構造を概略的に示した説明断面図、図１１は、アクセルの開度を増加させた際の状態を示した吸気ダクトの断面図、図１２は、アクセルの開度を減少させた際の状態を示した吸気ダクトの断面図である。この第２実施例の吸気ダクトＤは、第１実施例の吸気ダクトＤに対してアクセル連繋機構の構成を変更したもので、それ以外は基本的に同じである。従って、変更のない部分は同一符号を付して説明を省略し、変更となったアクセル連繋機構９０についてのみ説明する。

第２実施例の吸気ダクトＤにおけるアクセル連繋機構９０は、基本的には第１実施例と同様に、アクセルＡＣの開度調整操作に基づくバルブ体６０の一方向制御を行なうものである。すなわち、アクセルＡＣを踏込んでその開度を増加させる際には、該アクセルＡＣとバルブ体６０とを連繋状態とし、アクセルＡＣを戻してその開度を減少させる際には、該アクセルＡＣと該バルブ体６０とを非連通状態とするよう機能する。これにより、アクセルＡＣを踏込んだ際には、アクセルＡＣの踏込み量に対してバルブ体６０をダイレクトに下流側へスライド移動させ、空気流通口５６における空気流通面積ＳをエンジンＥＧの回転上昇前に増加させる。一方、アクセルＡＣを戻した際には、アクセルＡＣの戻し量に対してバルブ体６０をダイレクトにスライド移動させず、取込まれる外部空気の圧力と圧縮スプリング６６の付勢力とのバランス関係に基づいて該バルブ体６０を上流側へスライド移動させ、空気流通口５６における空気流通面積ＳをエンジンＥＧの回転低下後に徐々に減少させるようになっている。

具体的に第２実施例におけるアクセル連繋機構９０は、アクセルＡＣの側に連繋させたスライダ９８と、バルブ体６０の側に設けられてスライダ９８のスライド移動を許容する所要長のガイド溝１００とを利用して、該アクセルＡＣとバルブ体６０とを一方向だけ連繋させる構造となっている。ダクト本体３０には、扇形のリンケージ板９４が回動自在に配設され、このリンケージ板９４にアクセルＡＣに連繋したワイヤー９２の端部が係止されていると共に、前述したバルブ設置部４２の内側へ挿入されてバルブ体６０側へ延出したワイヤー９６が接続され、このワイヤー９６の先端に前述したスライダ９８が固定されている。

ガイド溝１００は、図１０(ａ)に例示したように、バルブ体６０のロッド６２にその軸方向に沿って所要長に形成されており、このロッド６２の先端にワイヤー挿通口１０２が形成されている。またロッド６２には、ガイド溝１００にスライダ９８をセットしたもとで、二つ割り状に形成したストッパー部材１０４,１０４が装着されるようになっている。このスライダ９８は、アクセルＡＣの非操作時では図９に例示したように、バルブ収納空間４６内に位置しており、アクセルＡＣを最大に踏込んだ時には図１１に例示したように、バルブ設置部４２内に位置するように設定されている。そしてスライダ９８は、アクセルＡＣの非操作時にバルブ体６０が最前進状態となっている場合に、図９に例示したように、ガイド溝１００の後端部１００ａに近接位置するように設定されている。

従って、アクセルＡＣを踏込んでその開度を増加させる時には、図１０(ｂ)および図１１に例示したように、スライダ９８がガイド溝１００の後端部１００ａに係合するため、ワイヤー９６に引張られて移動する該スライダ９８と共にバルブ体６０がダイレクトに下流側へスライド移動し、空気流通口５６における空気流通面積ＳがエンジンＥＧの回転上昇前に増加するようになる。一方、アクセルＡＣを戻してその開度を減少させる際には、図１０(ｃ)および図１２に例示したように、スライダ９８がガイド溝１００内をスライド移動するため、アクセルＡＣの戻し量に対してバルブ体６０がダイレクトに上流側へスライド移動しない。すなわち、取込まれる外部空気の圧力と圧縮スプリング６６の付勢力とのバランス関係に基づいてスライド上流側へスライド移動するようになり、エンジンＥＧの回転が高くて取込空気の圧力が高い場合は、空気流通口５６における空気流通面積ＳがエンジンＥＧの回転低下後に徐々に減少するようになる。

このような第２実施例の吸気ダクトＤでは、アクセルＡＣの側に連繋したスライダ９８とバルブ体６０の側に設けたガイド溝１００との係脱構造を呈するアクセル連繋機構９０により、前述した第１実施例の吸気ダクトＤと基本的に同等の作用効果が得られる。なおアクセル連繋機構９０に関しては、簡単な構造および少ない部品点数により構成されるため、アクセルＡＣの開度調整操作に基づくバルブ体６０の一方向制御が好適に実現できる。

(別形態)
図１３は、前述した第１実施例の吸気ダクトＤを基本として、エンジンＥＧの騒音低減構造を装備した別形態の吸気ダクトＤを例示した断面図である。この吸気ダクトＤは、空気流通路５４の外側に、ダクト本体３０に開設した複数の連通口１１２を介して該空気流通路５４と空間的に連通して共鳴室として機能する空間１１０を画成すると共に、前述した各連通口１１２を開閉するシャッター部材１１４をバルブ体６０の外側に設けてある。このような吸気ダクトＤは、アクセルＡＣの開度調整操作および圧縮スプリング６６の付勢力を元にした前述のバルブ体６０のスライド移動に伴い、空気流通口５６の空気流通面積Ｓを増減変化させると共に連通口１１２の連通面積を増減変化させ、エンジンＥＧの回転駆動に必要な空気の取込みを確保すると共に該エンジンＥＧから発生するエンジン騒音の低減を図り得るようになっている。この別形態の吸気ダクトＤでも、アクセルＡＣの側に連繋した揺動フォーク７８とバルブ体６０の側に設けたストッパー６４との係脱構造をなすアクセル連繋機構７０を採用したことにより、アクセルＡＣの開度調整操作に基づくバルブ体６０の一方向制御が好適に実現され、前述した第１実施例の吸気ダクトＤと同等の作用効果が得られる。

図１４は、前述した第２実施例の吸気ダクトＤを基本として、エンジンＥＧの騒音低減構造をそうびした別形態の吸気ダクトＤを例示した断面図である。空間１１０、連通口１１２およびシャッター部材１１４の構成は、図１３に例示した吸気ダクトＤと同一である。このような別形態の吸気ダクトＤでも、アクセルＡＣの側に連繋したスライダ９８とバルブ体６０の側に設けたガイド溝１００の係脱構造をなすアクセル連繋機構９０を採用したことにより、アクセルＡＣの開度調整操作に基づくバルブ体６０の一方向制御が好適に実現され、前述した第２実施例の吸気ダクトＤと同等の作用効果が得られる。

なお、アクセル連繋機構の形態は、前述したアクセル連繋機構７０,９０に限定されるものではなく、アクセルＡＣの開度調整操作に基づいてバルブ体６０の一方向制御が好適に実現されるものであれば、これ以外の構成としてもよい。

また、アクセル連繋機構７０,９０は、(１)リンケージ板７６,９４とアクセルＡＣとが前述したワイヤー７２,９２で直接連結される機械式は勿論、(２)リンケージ板７６,９４とアクセルＡＣとがコンピュータにより電気的に連結される電気式等も含まれる。

前述した各実施例および別形態例では、ダクト本体３０の主体をなすダクト部材３２が、真円形を呈する円筒形状の場合を例示したが、これに限らず、楕円形を呈する円筒形状や、矩形を呈する角筒形状であってもよい。

また、ボディ形状やサイズが違う車種に搭載する場合には、ダクト部材３２だけを、サイズ、形状が異なる別のダクト部材に変更すればよく、空気取込部材３４およびこれに取付けられるバルブ体６０を共通的に使用することができるため、部品の共通化によるコスト低減効果が更に高まる。

本発明に係る吸気ダクトは、アクセルの開度調整操作により回転数が制御されるエンジンの空気取込部に接続され、エンジンを搭載した種々自動車やその他の産業機械等に広く実施することが可能である。

図４のＩ−Ｉ線断面図であって、アクセルの非操作時における第１実施例の吸気ダクトの内部状態を示している。 図１のII−II線断面図。 図１のIII−III線断面図。 第１実施例に係る吸気ダクトの外観形状を示した概略斜視図。 第１実施例の吸気ダクトの主要部分を一部破断して示した部分斜視図。 アクセルの開度を増加させた際の状態を示した吸気ダクトの断面図。 アクセルの開度を減少させた際の状態を示した吸気ダクトの断面図。 空気流通口における空気流通面積の最小状態および最大状態を概略的に示した説明図。 アクセルの非操作時における第２実施例の吸吸ダクトの内部状態を示した断面図。 アクセル連繋機構の構成を示した説明斜視図。 アクセルの開度を増加させた際の状態を示した吸気ダクトの断面図。 アクセルの開度を減少させた際の状態を示した吸気ダクトの断面図。 図１に例示のアクセル連繋機構を実施した別形態の吸気ダクトの断面図。 図９に例示のアクセル連繋機構を実施した別形態の吸気ダクトの断面図。 吸気ダクトを組付けた車体前側部分を示した車両の側断面図。 従来の吸気ダクトにおける空気流通面積の可変構造を概略的に図示した説明図。 図１６に例示した吸気ダクトの問題点を示した説明図。 従来実施されている吸気ダクトの構成を示した説明断面図。 図１６に例示した吸気ダクトの更に別の問題点を示した説明図。

符号の説明

３０ ダクト本体，５４ 空気流通路，５６ 空気流通口，６０ バルブ体，
６４ ストッパー(フォーク係脱部(係脱部))，６６ 圧縮スプリング(付勢部材)，
７０ アクセル連繋機構，７８ 揺動フォーク(係合部)，９０ アクセル連繋機構，
９８ スライダ(係合部)，１００ ガイド溝，１００ａ 後端部(一端部(係脱部))，
ＡＣ アクセル，ＥＧ エンジン，Ｓ 空気流通面積

Claims (6)

1. アクセル(AC)の開度調整操作により回転数が制御されるエンジン(EG)の空気取込部に接続され、ダクト本体(30)の内部に画成された空気流通路(54)の空気流通面積(S)を、前記エンジン(EG)の回転数に応じて増減変化させるようにした吸気ダクトにおいて、
   前記空気流通路(54)の所要部位に形成された空気流通口(56)と、
   前記空気流通口(56)の下流側に配設されて空気流通方向に沿ったスライド移動が可能であり、前記空気流通口(56)を指向した側が略コーン形状に膨出したバルブ体(60)と、
   前記バルブ体(60)と前記ダクト本体(30)との間に配設され、常には該バルブ体(60)を前記空気流通口(56)側へ弾力付勢する付勢部材(66)と、
   前記アクセル(AC)とバルブ体(60)とを連繋するアクセル連繋機構(70/90)とを備え、
   前記アクセル連繋機構(70/90)は、前記アクセル(AC)の開度を増加させる際に、この操作に追従して該バルブ体(60)を前記空気流通口(56)から離間移動すると共に、前記アクセル(AC)の開度を減少させる際に、該アクセル(AC)と前記バルブ体(60)との連繋を解除し、エンジン(EG)の回転駆動によって取込まれる外部空気の圧力と前記付勢手段(66)の付勢力とのバランス関係に基づいて、前記バルブ体(60)の前記空気流通口(56)側への移動を許容するよう構成される
   ことを特徴とする吸気ダクト。
2. 前記アクセル連繋機構(70/90)は、
   前記アクセル(AC)に連動するように設けられ、該アクセル(AC)の開度の増加により前記空気流通口(56)から離間移動すると共に、アクセル(AC)の開度の減少により該空気流通口(56)側へ移動する係合部(78,98)と、
   前記バルブ体(60)において前記係合部(78,98)が前記空気流通口(56)から離間移動する側に設けられ、空気流通口(56)から離間移動する係合部(78,98)に係合する一方、空気流通口(56)側へ向けて移動する係合部(78,98)から離間可能である係脱部(64,100a)とを備える請求項１記載の吸気ダクト。
3. 前記アクセル連繋機構(70)は、前記アクセル(AC)の側に連繋させた前記係合部としての揺動フォーク(78)と、前記バルブ体(60)の側に設けた前記係脱部としてのフォーク係脱部(64)とを有し、
   前記アクセル(AC)の開度を増加させる際には、前記揺動フォーク(78)が前記フォーク係脱部(64)へ当接し、
   前記アクセル(AC)の開度を減少させる際には、前記揺動フォーク(78)が前記フォーク係脱部(64)から離間可能とされる請求項２記載の吸気ダクト。
4. 前記アクセル連繋機構(90)は、前記アクセル(AC)の側に連繋させた前記係合部としてのスライダ(98)と、前記バルブ体(60)の側に設けられて前記スライダ(98)のスライド移動を許容する所要長のガイド溝(100)とを有し、
   前記アクセル(AC)の開度を増加させる際には、前記スライダ(98)が前記ガイド溝(100)における前記係脱部としての一端部(100a)に係合して移動規制され、
   前記アクセル(AC)の開度を減少させる際には、前記スライダ(98)が前記ガイド溝(100)に沿って移動する請求項２記載の吸気ダクト。
5. 前記付勢部材(66)の付勢力は、前記アクセル(AC)の非操作時に、前記空気流通口(56)へ最接近した位置に前記バルブ体(60)を停止保持させ得る大きさに設定される請求項１〜４の何れか一項に記載の吸気ダクト。
6. 前記バルブ体(60)のスライド移動量と、これに伴う前記空気流通口(56)の空気流通面積(S)の増減量とが、略比例関係となるよう設定された請求項１〜５の何れか一項に記載の吸気ダクト。

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