JP4882988B2 - エンジンのエアダクト装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンの吸気側に接続されるエアダクト装置に係り、特にエンジンの停止時に、エンジンの吸気系から漏出される燃料蒸気を捕捉する機能を備えたエアダクト装置に関するものである。

従来、この種の車両における燃料蒸気捕捉装置としては、例えば特許文献１〜３に開示されるような構成が提案されている。
特許文献１に記載の従来構成では、エアクリーナのハウジング内にフィルタエレメントがエア流路と交差するように配置されている。フィルタエレメントに対してエア流の下流側に位置するように、ハウジング内には燃料吸着部材がエア流路と交差した状態で配置されている。この燃料吸着部材は、不織布等のシート基材に粒状活性炭を保持してなる保持シートを、不織布等の被覆シートにより被覆して構成されている。

また、特許文献２に記載の従来構成では、エアクリーナのハウジング内にフィルタエレメントがエア流路と交差するように配置されている。フィルタエレメントに対してエア流の下流側に位置するように、エアクリーナのハウジングの内壁面には複数の補強リブが突設されている。補強リブ間には粉末状の活性炭をバインダで固めてなる燃料吸着材が埋め込み形成されている。

さらに、特許文献３に記載の従来構成では、エアクリーナとエンジンとの間に設けられるエアダクトの内壁面の一部に、活性炭繊維の織布ダクトよりなる燃料吸着材が設けられている。
特開２００６−３４８８３４号公報 特開２００１−３３６４５４号公報 特開２００６−２２６１２３号公報

ところが、これらの従来構成においては、次のような問題があった。すなわち、特許文献１に記載の従来構成では、燃料吸着部材がエアクリーナのハウジング内に、エア流路と交差した状態で配置されている。このため、エンジンの運転時における吸気エア流の圧力損失が大きく、エンジンの吸気効率に悪影響を与えることになる。

これに対して、特許文献２及び特許文献３に記載の従来構成では、燃料吸着材がエアクリーナのハウジングの内壁面またはエアダクトの内壁面に設けられているため、前記のように吸気エア流の圧力損失が上昇するおそれはほとんどない。しかしながら、エアクリーナのハウジングまたはエアダクトの内壁面に設けられた燃料吸着材では、前記のようにエア流路と交差して配置された燃料吸着部材と比較して、燃料蒸気の吸着性能及び脱離性能が劣るという問題がある。

すなわち、エンジンの運転時には、吸気エアがハウジングまたはエアダクト内の中心部付近に沿って流れやすくて、内壁面の燃料吸着材付近まで到達しにくい。このため、既に燃料吸着材に吸着捕捉された状態にある燃料蒸気が、燃料吸着材から脱離されにくい。この結果、燃料吸着材の燃料吸着性能が低いという問題がある。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、吸気エア流の圧力損失を低減することができるとともに、燃料蒸気の吸着性能及び脱離性能を向上させることができるエアダクト装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンの吸気側とエアクリーナとの間に接続されるエアダクトにおいて、円筒状をなし、エア透過性を有する燃料吸着フィルタをエアダクト内に同心状に設けるとともに、エアダクトの内周面と燃料吸着フィルタの外周面との間に隙間を形成し、その隙間のエア流上流側とエアダクトの中心側のエア通過部との間には隙間にエア流を導入するための開口を形成し、前記エアダクトの燃料吸着フィルタと対応する部分を角筒状に形成することにより、前記隙間を形成したことを特徴としている。

従って、このエアダクトを備えた車両において、エンジンの運転時には、ダクト本体内のエア通過部を介してエンジンの吸気系にエアが流入される。この場合、燃料吸着フィルタがエア流と交差することなく、ダクト本体内に同心状に配置されているため、燃料吸着フィルタの配置によってエア流の圧力損失が上昇するおそれを抑制することができる。一方、エンジンの停止時には、エンジンの吸気系から漏出される燃料蒸気が、ダクト本体内に配置された燃料吸着フィルタにより吸着されて捕捉される。

そして、エンジンが運転される場合には、ダクト本体の内周面と燃料吸着フィルタの外周面との間に隙間が形成されているため、ダクト本体内のエア通過部のエア流が燃料吸着フィルタを内周側から外周側に透過して隙間内に導かれる。それとともに、ダクト本体内のエア通過部のエア流が開口を介して隙間内に導入された後、燃料吸着フィルタを外周側から内周側に透過してダクト本体内のエア通過部に戻される。このため、燃料吸着フィルタに吸着捕捉された状態にある燃料蒸気を、その燃料吸着フィルタから容易に脱離させることができて、燃料吸着フィルタの燃料吸着性能を良好に保つことができる。また、ダクト本体の角筒状部分の内周面と燃料吸着フィルタの外周面との間に広い隙間を形成することができて、燃料吸着フィルタに対するエア流の透過性を高めることができる。

また、前記の構成において、前記燃料吸着フィルタの内径をダクト本体として必要とされる内径と同一またはそれより大きくするとよい。このように構成した場合には、燃料吸着フィルタの配置によってエア流の圧力損失が上昇するおそれを効果的に抑制することができる。

さらに、前記の構成において、前記ダクト本体には前記開口にエア流を案内するための案内部を形成するとよい。このように構成した場合には、ダクト本体内のエア通過部のエア流を案内部の案内作用により、開口を介して隙間内へ円滑に導入させることができる。

さらに、前記の構成において、前記隙間のエア流下流側とダクト本体のエア通過部との間に開口を形成するとよい。このように構成した場合には、エンジンの停止時に、燃料蒸気がエア流下流側の開口から隙間内に流入する。このため、燃料蒸気を燃料吸着フィルタの内周側のみでなく、外周側からも吸着して捕捉することができて、燃料蒸気の吸着性能を一層向上させることができる。しかも、エンジンの運転時には、隙間内のエア流が下流側の開口からもダクト本体のエア通過部内に戻されるため、燃料蒸気の脱離性能を一層向上させることができる。

以上のように、この発明によれば、吸気エア流の圧力損失を低減することができるとともに、燃料蒸気の吸着性能及び脱離性能を向上させることができるという効果を発揮する。

（第１実施形態）
以下に、この発明の第１実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。
図１に示すように、エアクリーナ１１とエンジン１２との間には、エアダクト１３が介在されている。このエアダクト１３は、中間部のダクト本体１３Ａと両側部の連結ダクト１３Ｂ，１３Ｃとを連結することによって構成されている。そして、エンジン１２の運転時には、エアクリーナ１１により濾過されたエアが、エアダクト１３のダクト本体１３Ａ及び連結ダクト１３Ｂ，１３Ｃを介して、エンジン１２の吸気系に流入する。

前記ダクト本体１３Ａは、軸線方向と直交する方向に輪切り状に二分割した第１分割部１４及び第２分割部１５により構成されている。両分割部１４，１５の対向端部の外周縁には、フランジ部１４ａ，１５ａが形成されている。第１分割部１４のフランジ部１４ａには、複数の係合孔１６が形成されている。第２分割部１５のフランジ部１５ａには、係合孔１６に係合可能な複数のスナップ状の係合突起１７が形成されている。そして、両フランジ部１４ａ，１５ａ間に円環状のシール部材１８を介在させた状態で、各係合突起１７を各係合孔１６に係合させることにより、ダクト本体１３Ａの両分割部１４，１５が着脱可能に連結されている。

前記ダクト本体１３Ａの両分割部１４，１５の端壁内面には、それぞれ円環状の保持凹部１４ｂ，１５ｂが形成されている。ダクト本体１３Ａ内に同心状に配置されるように、両分割部１４，１５の保持凹部１４ｂ，１５ｂ間には、エア透過性に優れた円筒状の燃料吸着フィルタ１９が挟持されている。この燃料吸着フィルタ１９の内径Ｄ１は、ダクト本体１３Ａのエア通過部として必要とされる部分の内径Ｄ２と同一、またはそれよりも大きくなるように形成されている。

図１及び図２に示すように、前記燃料吸着フィルタ１９は、燃料蒸気を吸着する粒状活性炭よりなる吸着材１９ａと、その吸着材１９ａをほぼ均等な分散配置状態に保持する一対の不織布等の保持シート１９ｂと、バックファイア等の炎や外力から保護する一対の外側の耐熱ネット１９ｃとから構成されている。保持シート１９ｂ及び耐熱ネット１９ｃの両端周縁には、硬質合成樹脂よりなる環状枠２０が被覆形成されている。そして、エンジン１２の停止時に、そのエンジン１２の吸気系から燃料蒸気が漏出した場合、その燃料蒸気は燃料吸着フィルタ１９の吸着材１９ａにより吸着して捕捉される。なお、図１〜図７においては、燃料吸着フィルタ１９の厚さを誇張して描いたが、実際には薄く、厚さ２〜５ｍｍ程度である。

前記ダクト本体１３Ａの内周面と燃料吸着フィルタ１９の外周面との間には、隙間２１が形成されている。この隙間２１のエア流上流側とダクト本体１３Ａ内の中心側のエア通過部との間には、隙間２１内にエア流を導入するための少なくとも一つの開口２２が形成されている。ダクト本体１３Ａの第１分割部１４の側壁内面には、開口２２にエア流を案内するための傾斜案内部２３が開口２２に対応して形成されている。そして、エンジン１２の運転時には、ダクト本体１３Ａ内のエア通過部のエア流が、傾斜案内部２３から開口２２を介して隙間２１内に導入される。

次に、前記のように構成されたエアダクトの作用を説明する。
さて、このエアダクト１３を備えた車両において、エンジン１２が運転されると、エアクリーナ１１及びエアダクト１３を介してエンジン１２の吸気系にエアが流入される。この場合、燃料吸着フィルタ１９がエア流と交差することなく、エアダクト１３のダクト本体１３Ａ内に同心状に配置されている。また、燃料吸着フィルタ１９の内径Ｄ１が、ダクト本体１３Ａのエア通過部として必要とされる部分の内径Ｄ２と同一、またはそれよりも大きくなるように形成されている。このため、燃料吸着フィルタ１９を配置したことによってエア流の圧力損失が上昇するおそれはほとんどない。

一方、エンジン１２が停止されたときには、エンジン１２の吸気系から漏出される燃料蒸気が、ダクト本体１３Ａ内に配置された燃料吸着フィルタ１９の吸着材１９ａにより吸着して捕捉される。このため、エンジン１２からの燃料蒸気は、大気中に漏出することが防止される。

そして、エンジン１２が運転されたときには、ダクト本体１３Ａ内のエア通過部のエア流が燃料吸着フィルタ１９を内周側から外周側に透過して、ダクト本体１３Ａの内周面と燃料吸着フィルタ１９の外周面との間の隙間２１内に導かれる。それとともに、ダクト本体１３Ａ内のエア通過部のエア流が傾斜案内部２３の案内作用により、開口２２を介して隙間２１内に導入された後、燃料吸着フィルタ１９を外周側から内周側に透過してダクト本体１３Ａ内のエア通過部に戻される。従って、燃料吸着フィルタ１９の吸着材１９ａに吸着されて捕捉された状態にある燃料蒸気が、その吸着材１９ａから容易に脱離される。

よって、この第１実施形態においては、以下の効果がある。
（１） 燃料吸着フィルタ１９に吸着された燃料蒸気がエンジン運転時のエア流によって適切に脱離されて、エンジンに吸引され、大気中への漏洩を防止できる。

（２） 燃料吸着フィルタ１９に吸着された燃料蒸気がエンジン運転にともなって適切に脱離されるため、燃料吸着フィルタ１９の燃料吸着性能を良好に保つことができて、エンジン１２の停止時に漏出される燃料蒸気を効果的に吸着して捕捉することができる。従って、前記と同様に、燃料蒸気の大気中への漏洩を防止できる。

（３） 燃料吸着フィルタ１９がダクト本体１３Ａの軸線を通る平面上に同平面と平行に配置されるとともに、その内径がダクト本体１３Ａのエア通過部として必要とされる部分の内径Ｄ２以上に形成されているため、ダクト本体１３Ａ内における圧力損失を抑えることができて、エンジンの吸気効率の低下を抑制できる。

（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
さて、この第２実施形態においては、図３に示すように、ダクト本体１３Ａの内周面と燃料吸着フィルタ１９の外周面との間の隙間２１のエア流上流側に開口２２が形成されているとともに、隙間２１のエア流下流側にも少なくともひとつの開口２６が形成されている。また、ダクト本体１３Ａの第２分割部１５の端壁内面には、開口２６に連なる傾斜案内部２７が形成されている。

従って、エンジン１２の停止時には、燃料蒸気が燃料吸着フィルタ１９の内周面側から吸着材１９ａに吸着されて捕捉されるとともに、エア流下流側の開口２６から隙間２１内に流入して、燃料吸着フィルタ１９の外周面からも吸着材１９ａに吸着されて捕捉される。このため、燃料蒸気を燃料吸着フィルタ１９の内周側のみでなく、外周側からも吸着して捕捉することができて、燃料蒸気の吸着性能を一層向上させることができる。

しかも、エンジン１２の運転時には、エア流上流側の開口２２から隙間２１内に流入したエア流が、燃料吸着フィルタ１９を外周側から内周側に透過してダクト本体１３Ａ内の中心側のエア通過部に戻されたり、燃料吸着フィルタ１９の外周面上を通過し、エア流下流側の開口２６を介してダクト本体１３Ａ内のエア通過部に戻されたりする。さらには、ダクト本体１３Ａ内の中心側のエア通過部から燃料吸着フィルタ１９を外周側に透過して、エア流下流側の開口２６を介してダクト本体１３Ａの中心側のエア通過部に戻される。このため、この第２実施形態においては、以下の効果がある。

（４） 燃料吸着フィルタ１９に対するエア流の透過量や、燃料吸着フィルタ１９の表面を流れるエア流の量が多くなって、燃料吸着フィルタ１９からの燃料蒸気の脱離性能を一層向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
さて、この第３実施形態においては、図４に示すように、ダクト本体１３Ａの燃料吸着フィルタ１９と対応する部分２８が四角筒状に形成されている。そして、この四角筒状部分２８の内周面と燃料吸着フィルタ１９の外周面との間に隙間２１が形成されている。よって、この第３実施形態においては、以下の効果がある。

（５） ダクト本体１３Ａに四角筒状部分２８を形成したことにより、四角筒状部分２８のコーナ部において燃料吸着フィルタ１９の外周面に広い隙間２１を形成することができて、燃料吸着フィルタ１９の表面を通過したり、同フィルタ１９を透過したりするエア流の量が多くなり、燃料蒸気の脱離性能をさらに向上させることができる。

（第４実施形態）
次に、この発明の第４実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
さて、この第４実施形態においては、図５に示すように、ダクト本体１３Ａの燃料吸着フィルタ１９と対応する部分２９が三角筒状に形成されている。そして、この三角筒状部分２９の内周面と燃料吸着フィルタ１９の外周面との間に隙間２１が形成されている。よって、この第４実施形態においては、ダクト本体１３Ａの四角筒状部分２８のコーナ部において燃料吸着フィルタ１９の外周面に広い隙間２１を形成することができて、前記第３実施形態とほぼ同様な効果を得ることができる。

（第５実施形態）
次に、この発明の第５実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
この第５実施形態においては、図６に示すように、ダクト本体１３Ａはその軸線を通る平面に沿って竹割状に分割された分割部１４，１５により構成されている。各分割部１４，１５の両側縁にそれぞれフランジ部４１が形成され、それらのフランジ部４１は相互に接着により固定されている。

従って、この第５実施形態においては、前記第１実施形態と同様な効果がある。
（第６実施形態）
次に、この発明の第６実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

この第６実施形態においては、図７に示すように、燃料吸着フィルタ１９の両端の環状枠２０を支持する保持凹部１４ｂ，１５ｂがダクト本体１３Ａと一体の一対の筒状部５０に形成されている。そして、両筒状部５０には、それぞれ複数の透孔５１が形成されている。従って、ダクト本体１３Ａの中心側を流れるエア流の一部が上流側の透孔５１を通って隙間２１に至り、隙間２１内のエア流が下流側の透孔５１からダクト本体１３Ａの中心側に流れる。また、燃料蒸気の一部は下流側の透孔５１を通って燃料吸着フィルタ１９の外周面側から吸着されて捕捉される。

従って、この第６実施形態においては、前記第２実施形態とほぼ同様な効果を得ることができる。
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

・ 燃料吸着フィルタとして、粒状または粉状の活性炭をバインダで結合させた薄板（シート）状のものを用いること。このように構成すれば、燃料吸着フィルタが形状保持機能を有するため、燃料吸着フィルタの外周部の環状枠が不要となる。

・ 燃料吸着材として、粒状または粉状活性炭以外のもの、例えば、活性短繊維、粒状または板状の多孔質セラミックを用いること。

第１実施形態のエンジンのエアダクトを示す断面図。 図１の２−２線における断面図。 第２実施形態のエンジンのエアダクトを示す断面図。 第３実施形態のエアダクトにおけるダクト本体の断面図。 第４実施形態のエアダクトにおけるダクト本体の断面図。 第５実施形態のエアダクトにおけるダクト本体の断面図。 第６実施形態のエンジンのエアダクトを示す断面図。

符号の説明

１１…エアクリーナ、１２…エンジン、１３…エアダクト、１３Ａ…ダクト本体、１９…燃料吸着フィルタ、２１…隙間、２２…エア流上流側の開口、２３…傾斜案内部、２６…エア流下流側の開口、２８…四角筒状部分、２９…三角筒状部分、Ｄ１，Ｄ２…内径。

Claims (4)

1. エンジンの吸気側とエアクリーナとの間に接続されるエアダクトにおいて、
   円筒状をなし、エア透過性を有する燃料吸着フィルタをエアダクト内に同心状に設けるとともに、エアダクトの内周面と燃料吸着フィルタの外周面との間に隙間を形成し、その隙間のエア流上流側とエアダクトの中心側のエア通過部との間には隙間にエア流を導入するための開口を形成し、
   前記エアダクトの燃料吸着フィルタと対応する部分を角筒状に形成することにより、前記隙間を形成したことを特徴とするエンジンのエアダクト装置。
2. 前記燃料吸着フィルタの内径をエアダクトとして必要とされる内径と同一またはそれより大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのエアダクト装置。
3. 前記エアダクトには前記開口にエア流を案内するための案内部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンのエアダクト装置。
4. 前記隙間のエア流下流側とエアダクトの中心側のエア通過部との間に開口を形成したことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のエンジンのエアダクト装置。

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