JP4936509B2 - 吸気ダクト取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジンが新気を吸入する吸気ダクトの取付構造に関するものである。

自動車等の車両は、エンジンに供給される新気（空気）を大気中から吸入する吸気ダクトを備え、このような吸気ダクトは、エンジンルーム内の熱気を吸入しないように、その開口端部を車両前端部のラジエータ上部とフロントフード下面部との間に配置することが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

一方、車両は、歩行者と衝突した際に、フロントフードを変形させることによってエネルギを吸収し、歩行者への加害性を低下させることが提案されている。この場合、フロントフードの直下にその変形を阻害するものが配置されていると、フロントフードの変形量を十分に確保することができない。
これに対し、車両は、フロントフードの直下に配置されるインタークーラを、衝突時の入力によって後退可能に装着し、この後退によってクラッシャブルスペースの拡大を図ったものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−３１４３９３号公報 特開平６−８１６７１号公報

上述した吸気ダクトは、フロントフードの下側に配置されることから、例えばフロントフードが低い車両の場合、フロントフードと吸気ダクトとの間隔が狭くなってフロントフードの変形を阻害するおそれがあった。これに対し、吸気ダクトの高さ方向の寸法を小さくしてフロントフードとの間のクリアランスを大きくしたり、吸気ダクトの変形強度を低下させて衝突時に吸気ダクトを潰すことによって、フロントフードの変形量を確保することも考えられるが、前者の場合は吸入空気量が減少してエンジンの出力が低下し、後者の場合は吸気負圧によって変形が生じるおそれがある。
また、フロントフードを吸気ダクトに対して高い位置に配置すれば、その変形量は確保できるが、この場合車両のデザインに対する制約が大きくなる。
本発明の課題は、吸気性能を確保しつつ歩行者保護性能を向上した吸気ダクト取付構造を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、エンジンに導入される空気が吸入される開口部を備え、少なくとも一部が車両外板の下面部に対向して配置された吸気ダクトと、車体側に固定され、前記吸気ダクトを支持する支持部と、前記吸気ダクトと前記支持部とを連結するとともに、前記吸気ダクトに作用する下向きの外力に応じて、前記吸気ダクトの前記支持部からの脱落を許容する連結部とを備える吸気ダクト取付構造であって、前記連結部は、前記吸気ダクトの前記開口部の下縁部に形成されたダクト側連結部と、前記支持部に対して固定され、その下面部が前記ダクト側連結部の上面部と対向して配置された車体側連結部と、前記ダクト側連結部、前記車体側連結部の一方から他方側へ突き出して形成され、略上下方向に延在する突起部と、前記ダクト側連結部、前記車体側連結部の他方に形成され、前記突起部が挿入される穴部又は溝部と、円筒状に形成されるとともに外周面部に周方向溝が形成され、内径側に前記突起部が挿入され、かつ、前記周方向溝に前記穴部又は前記溝部の周縁部が嵌め込まれることによって、前記支持部に対して前記吸気ダクトを支持するとともに、前記下向きの外力に応じて変形することによって前記支持部と前記吸気ダクトとの連結を解除する弾性部材とを備えることを特徴とする吸気ダクト取付構造である。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）吸気ダクトの流路断面積を確保するために吸気ダクトの上面部と外板とを近接させて配置し、また、吸気負圧による変形を防止するために吸気ダクトの変形強度を向上させた場合であっても、衝突時に外板が変形し、吸気ダクトを押圧することによって吸気ダクトが脱落し、クラッシャブルスペースが確保されるから、外板の変形量を大きくして歩行者保護性能を向上することができる。
（２）弾性部材を介して吸気ダクトを支持し、この弾性部材の変形によって脱落させるようにしたから、弾性部材の材質、形状等のチューニングによって脱落に必要な荷重等を適切に設定することができ、また、吸気ダクトの防振も図ることができる。
（３）車体側連結部の下面部とダクト側連結部の上面部とを対向させて配置したことによって、吸気ダクトをその脱落を妨げることなく支持することができる。
（４）車体側連結部とダクト側連結部とを、一方に形成された突起部を他方に形成された穴部又は溝部に挿入して支持することによって、吸気ダクトの脱落を可能としつつ他の方向への移動を拘束することができる。

本発明は、吸気性能を確保しつつ歩行者保護性能を向上した吸気ダクト取付構造を提供するという課題を、吸気ダクトの開口部における下端部を、ラジエータパネルに固定されたブラケットの下面部にゴムブッシュを介して装着し、吸気ダクトに下向きの外力が作用した際に、ゴムブッシュの変形によって吸気ダクトを脱落させることによって解決する。

以下、本発明を適用した吸気ダクト取付構造の実施例１について説明する。
図１は、実施例１の吸気ダクト取付構造を上方から見た状態を示す平面図である。
図２は、図１のII−II部矢視断面図である。
実施例１において、吸気ダクト取付構造が備えられる車両は、例えば車両の前部にエンジンルームを有し、ここにガソリンエンジン等の内燃機関を搭載した乗用車である。
吸気ダクト取付構造１は、吸気ダクト１０、ラジエータパネル２０、ブラケット３０、ゴムブッシュ４０を備え、その上方側にフロントフード５０が設けられている。

吸気ダクト１０は、図示しないエンジンに供給される新気（空気）が導入される管路であって、上面部１１、下面部１２、側面部１３、吸気口１４、エアクリーナ接続部１５、ダクト側連結部１６を備え、例えばＰＰ樹脂等を用いて一体に形成されている。
上面部１１は、吸気ダクト１０の空気流路の上部に配置される壁面部であって、図２に示すように、フロントフード５０の下面部に対向して配置されている。
下面部１２は、吸気ダクト１０の空気流路の下部に配置される壁面部であって、図２に示すように、上面部１１に対して間隔を隔てて対向して配置されている。
側面部１３は、上面部１１及び下面部１２の縁部にわたして配置された壁面部であって、吸気ダクト１０の車幅方向における両側にそれぞれ設けられている。

吸気口１４は、吸気ダクト１０が空気を吸入する開口部であって、吸気ダクト１０の前端部に形成され、フロントフード５０の下面部とラジエータパネル２０の上面部との間を流れる空気が取り入れられるものである。吸気口１４は、高さ方向の寸法よりも幅方向の寸法が大きい長穴状に形成され、車両の前方側に面しかつ車幅方向に延在して配置されている。ここで、下面部１２の前端部は、上面部１１の前端部よりも車両前方側に突き出して配置され、側面部１３の前端部はこのような突出し量の差に応じて傾斜して形成されることによって、吸気口１４は、吸気ダクト１０の前端部を斜めにカットした形状となっている。
エアクリーナ接続部１５は、吸気ダクト１０の後流側（エンジン側）に設けられる図示しないエアクリーナケースに接続される部分であって、吸気ダクト１０の後端部に設けられた開口部である。エアクリーナ接続部１５は、その流路幅が吸気口１４よりも小さく形成され、また、車幅方向における位置が右側に寄せて配置されている。このため、図１に示すように、吸気ダクト１０は、その車幅方向における寸法が吸気口１４側からエアクリーナ接続部１５側にかけて徐々に絞られ、連続的に小さくなるように形成されている。

ダクト側連結部１６は、ブラケット３０、ゴムブッシュ４０と協働して吸気ダクト１０をラジエータパネル２０に対して支持する連結部を構成するものであって、下面部１２の前端縁部に形成され、下面部１２よりも下側に段状に張り出して形成された面部を備えている。また、ダクト側連結部１６は、これを上下方向に貫通する開口１６ａが形成され、この開口１６ａは、車幅方向に離間して例えば２つ設けられている。

ラジエータパネル（ラジエータサポート）２０は、車両の図示しないホワイトボディの一部を構成する構造部材であって、車幅方向に延在する梁状に形成され、図示しないラジエータ及びエアコンディショナー用コンデンサの上部を支持するものであり、また、ブラケット３０及びゴムブッシュ４０を介して吸気ダクト１０を支持する支持部としても機能するものである。
ラジエータパネル２０は、図２に示すように、上面部が略平板状に形成され、その前端部及び後端部を下側に折り曲げて形成されている。
また、ラジエータパネル２０は、ブラケット３０の固定に用いられるウェルディングナット２１を備えている。ウェルディングナット２１は、ラジエータパネル２０の下面側に固定され、車幅方向に離間して例えば２つ設けられている。

ブラケット３０は、ラジエータパネル２０に対して固定された車体側連結部であって、矩形の平板状に形成され、ボルト３１をウェルディングナット２１に締結することによってラジエータパネル２０の上面部に固定され、その後端部はラジエータパネル２０の後端部よりも後方側へ突き出して配置されている。また、ブラケット３０の上面は、吸気ダクト１０が吸入する空気の流れを乱さないように、吸気ダクト１０の下面部１２の上面と略同じ高さとなるように配置されている。
ブラケット３０は、突起部３２を備えている。突起部３２は、ブラケット３０がラジエータパネル２０の後端部よりも後方側へ突き出した部分における下面部から突き出して形成され、略上下方向に延在している。また、突起部３２の先端部（下端部）には、外径側につば状に張り出して形成されたフランジ部３２ａ（図３参照）が形成されている。

ゴムブッシュ４０は、ブラケット３０の突起部３２に対して吸気ダクト１０を支持するものであって、防振性及び弾性を有するゴム系材料によって円筒状に形成され、その外周面部には、周方向に延在する溝部４１が形成されている。
図３は、ゴムブッシュ部の分解斜視図である。
ゴムブッシュ４０は、その中心部に形成された開口に、突起部３２が挿入されることによって、ブラケット３０に対して固定される。このとき、突起部３２のフランジ部３２ａは、ゴムブッシュ４０の下端部側へ突出し、ゴムブッシュ４０の端面に係止されることによって、突起部３２からのゴムブッシュ４０の脱落を防止する。
また、吸気ダクト１０のダクト側取付部１６の開口１６ａは、その周縁部が、ゴムブッシュ４０の溝部４１に嵌め込まれることによってゴムブッシュ４０に対して固定される。

フロントフード５０は、エンジンルームの上部に開閉式に設けられる車両の外板であって、例えばアルミニウム合金や鋼製の薄板をプレス加工して形成されたアウターパネル５１、インナーパネル５２を備えている。
アウターパネル５１は、フロントフード５０のうち車両の外表面に露出して配置された部分を構成するものである。
インナーパネル５２は、アウターパネル５１の下面側に設けられ、アウターパネル５１とその外周縁部を接合された枠状の補剛部材である。

次に、上述した実施例１による効果を、以下説明する本発明の比較例１、比較例２と対比して説明する。なお、以下説明する各比較例、実施例２において、上述した実施例１と同様の箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
＜比較例１＞
図４は、比較例１の吸気ダクト取付構造を上方から見た状態を示す平面図である。
図５は、図４のＶ−Ｖ部矢視断面図である。
比較例１の吸気ダクト取付構造２は、実施例１のようなブラケット３０、ゴムブッシュ４０を設けずに、吸気ダクト１０を、直接ラジエータパネル２０の上面部に直接固定したものである。
吸気ダクト１０は、そのダクト側連結部１６の下面部が、ラジエータパネル２０の上面部に当接した状態とされ、ダクト側連結部１６に形成された開口にボルト１７を挿入し、このボルト１７をウェルディングナット２１に締結することによってラジエータパネル２０に固定されている。

＜比較例２＞
図６は、比較例２の吸気ダクト取付構造の断面図であって、比較例１における図５に相当する断面を示すものである。
比較例２の吸気ダクト取付構造３は、比較例１の吸気ダクト取付構造１における吸気ダクト１０とラジエータパネル２０との連結部に、以下説明するゴムブッシュ６０を設けて、吸気ダクト１０をラジエータパネル２０に対してフローティングマウントしたものである。
ゴムブッシュ６０は、円筒状に形成され、その外周面部には周方向に延在する溝部が形成されている。この溝部は、吸気ダクト１０のダクト側連結部１６に形成された開口の周縁部が嵌め込まれるものである。
また、ボルト１７は、ゴムブッシュ６０に挿入された状態でラジエータパネル２０のウェルディングナット２１に締結されている。

以上説明した比較例１、比較例２は、例えば車両が歩行者に衝突して歩行者がフロントフード上に乗り上げ、歩行者の頭部がフロントフード５０の上面に衝突した場合、フロントフード５０が変形して下側に移動すると、吸気ダクト１０は、フロントフード５０の下面部と、ラジエータパネル２０の上面部との間に挟まれた状態となる。
そして、フロントフード５０がこの状態以上に変形するためには、吸気ダクト１０を押し潰しながら変形する必要がある。
しかし、吸気ダクト１０は、エンジンの吸気負圧による変形を防止するため、その変形強度をある程度大きくする必要があることから、フロントフード５０が吸気ダクト１０を押し潰しながら変形する場合、この変形に必要な荷重が大きくなって、歩行者への加害性を十分に低減することができない。
これに対して、例えば吸気ダクト１０を部分的に軟質の材料によって形成し、吸気負圧に対する強度を確保しつつ衝突時における外力による変形強度を低くすることも考えられるが、この場合吸気ダクト１０の製造が煩雑となってコストも増大し、また、適切な強度の設定は困難である。

図７は、実施例１における車両の衝突後の状態を示す断面図であって、図２に対応する断面を示すものである。
実施例１においては、吸気ダクト１０の上面部１１がフロントフード５０の下面部によって押圧されると、吸気ダクト１０のダクト側連結部１６に固定されたゴムブッシュ４０には、ブラケット３０の突起部３２に対して下向きに引き抜こうとする力が作用する。そして、このような力が所定値よりも小さければ、突起部３２のフランジ部３２ａがゴムブッシュ４０の下端部との係合を維持することによってゴムブッシュ４０の脱落は防止されるが、力が所定値以上となると、ゴムブッシュ４０が弾性変形することによってその下端部とフランジ部３２ａとの係合が解除され、ゴムブッシュ４０は突起部３２から脱落する。
これによって、図７に示すように、吸気ダクト１０は、もとの位置から脱落して下側に移動し、これによってフロントフード５０の変形に供されるクラッシャブルスペースは拡大し、フロントフード５０の変形量を十分に確保することができる。このため、フロントフード５０の衝撃吸収性能を高めて、例えば歩行者の頭部に加わる重力加速度（Ｇ）を低減することができる。

ここで、吸気ダクト１０を脱落させるのに必要な荷重は、通常の車両の整備作業等で作業者が手をついた程度では脱落せず、かつ、十分な歩行者保護性能を得ることを考慮して設定される。例えば、歩行者保護の観点からは歩行者の頭部への入力を１００ｋｇｆ（９８０Ｎ）以下とする必要があり、通常の整備時等に５０ｋｇｆ（４８０Ｎ）程度の入力が想定される場合には、吸気ダクト１０の脱落に必要な荷重は、例えばその間の８０ｋｇｆ（７８４Ｎ）程度に設定される。このような荷重は、例えば、ゴムブッシュ４０の材質、形状や、突起部３２のフランジ部３２ａの突出し量等を変化させて調整することができる。

以上のように、実施例１によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）吸気ダクト１０を、吸気負圧による変形が生じないようにその変形強度を十分大きく設計し、かつ、その上面部１１がフロントフード５０の下面部と近接して配置した場合であっても、衝突時には吸気ダクト１０が脱落することによって、フロントフード５０の変形に必要なクラッシャブルスペースが確保されるから、吸気ダクト１０の吸気性能を確保して十分なエンジン出力等を得るとともに歩行者保護性能を向上することができる。
（２）ゴムブッシュ４０を介して吸気ダクト１０を支持し、このゴムブッシュ４０の変形によって吸気ダクト１０を脱落させるようにしたから、ゴムブッシュ４０の形状や材質をチューニングすることによって、脱落に必要な荷重等を適切に設定することができ、また、エンジン振動や吸気脈動等による吸気ダクト１０の振動が車体側に伝達されることを防止でき、車両の快適性や静粛性を向上することができる。
（３）ブラケット３０の下面部と吸気ダクト１０のダクト側連結部１６の上面部とを対向させて配置したことによって、吸気ダクト１０をその脱落を妨げることなく支持することができる。
（４）ダクト側連結部１６の開口１６ａに、ブラケット３０の突起部３２をゴムブッシュ４０を介して挿入することによって、吸気ダクト１０の下側への移動を許容しつつ前後方向や車幅方向への移動を拘束することができる。

次に、本発明を適用した吸気ダクト取付構造の実施例２について説明する。
図８は、実施例２におけるゴムブッシュ部の分解斜視図である。
実施例２は、実施例１における吸気ダクト１０のダクト側連結部１６に、開口１６ａに代えて、溝部１６ｂを形成したものである。
溝部１６ｂは、ダクト側連結部１６の車両前方側の端縁から、車両の前後方向に沿って切り込まれた形状とされ、その溝底部（後端部）は他の部分よりも溝幅が大きく形成されることによっていわゆる鍵穴状に形成されている。この溝幅が大きく形成された部分のサイズや形状は、実施例１における開口１６ａと実質的に同じとされ、この部分の縁部がゴムブッシュ４０の溝部４１に嵌め込まれるようになっている。
以上説明した実施例２によれば、上述した実施例１と同様の効果に加え、ゴムブッシュ４０を吸気ダクト１０に組み込む際の作業性を向上することができ、また、吸気ダクト１０の脱落に必要な荷重を低減させる場合にも有効である。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）吸気ダクト、支持部、連結部等の形状や構造等は各実施例に限定されることなく、適宜変更することができる。例えば、各実施例は吸気ダクトの開口部の下端部に形成されたダクト側連結部を支持する構成であったが、これ以外の箇所を支持するようにしてもよい。また、支持部は、ラジエータパネルに限らず、他の部材であってもよい。さらに、吸気ダクトは、フロントフードの下面部側に配置されるものに限らず、例えば、フロントフード前端部よりも前方側に配置されるノーズ内に挿入されるものであってもよい。
（２）各実施例は、ブラケット側に突起部を設け、吸気ダクト側の穴部又は溝部に挿入しているが、これとは逆に、吸気ダクト側に上方に突き出した突起部を形成し、支持部側に形成された穴部又は溝部に挿入するようにしてもよい。また、各実施例はブラケットをラジエータパネルと別体に形成しているが、これらを一体化してもよい。

本発明を適用した吸気ダクト取付構造の実施例１の平面図である。 図１のII−II部矢視断面図である。 図１の吸気ダクト取付構造におけるゴムブッシュ部の分解斜視図である。 本発明の比較例１である吸気ダクト取付構造の平面図である。 図４のＶ−Ｖ部矢視断面図である。 本発明の比較例２である吸気ダクト取付構造の横断面図である。 図１の吸気ダクト取付構造における衝突時の状態を示す断面図である。 本発明を適用した吸気ダクト取付構造の実施例２におけるゴムブッシュ部の分解斜視図である。

符号の説明

１ 吸気ダクト取付構造
１０ 吸気ダクト
１１ 上面部
１２ 下面部
１４ 吸気口
１６ ダクト側連結部
２０ ラジエータパネル
３０ ブラケット
３２ 突起部
４０ ゴムブッシュ
５０ フロントフード
５１ アウターパネル
５２ インナーパネル

Claims (1)

1. エンジンに導入される空気が吸入される開口部を備え、少なくとも一部が車両外板の下面部に対向して配置された吸気ダクトと、
   車体側に固定され、前記吸気ダクトを支持する支持部と、
   前記吸気ダクトと前記支持部とを連結するとともに、前記吸気ダクトに作用する下向きの外力に応じて、前記吸気ダクトの前記支持部からの脱落を許容する連結部と
   を備える吸気ダクト取付構造であって、
   前記連結部は、
   前記吸気ダクトの前記開口部の下縁部に形成されたダクト側連結部と、
   前記支持部に対して固定され、その下面部が前記ダクト側連結部の上面部と対向して配置された車体側連結部と、
   前記ダクト側連結部、前記車体側連結部の一方から他方側へ突き出して形成され、略上下方向に延在する突起部と、
   前記ダクト側連結部、前記車体側連結部の他方に形成され、前記突起部が挿入される穴部又は溝部と、
   円筒状に形成されるとともに外周面部に周方向溝が形成され、内径側に前記突起部が挿入され、かつ、前記周方向溝に前記穴部又は前記溝部の周縁部が嵌め込まれることによって、前記支持部に対して前記吸気ダクトを支持するとともに、前記下向きの外力に応じて変形することによって前記支持部と前記吸気ダクトとの連結を解除する弾性部材と
   を備えることを特徴とする吸気ダクト取付構造。
   

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