JP5169971B2 - エンジンの吸気構造 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンの吸気構造に関する。

従来、フェンダー内吸気方式の場合、フェンダー内空間において上方に開口した吸気ダクトから空気を取り込んでいる（特に特許文献１）。

特開２００８−５７５２８号

しかし、従来のエンジンの吸気構造では、空気に含まれるダストが吸気ダクトに吸い込まれてしまい、特に砂漠地域等を走行する車両においてエアクリーナの早期目詰まりを招きエンジンが出力低下する虞がある。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、吸気ダクトへのダストの流入を低減させるエンジンの吸気構造を提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、車体外方に開口し、空気を取り込む取込口（２）と、車体内側に配置され、前記取込口（２）から取り込まれた空気をエンジンに供給する吸気ダクト（３）と、前記取込口（２）と前記吸気ダクト（３）との間に設けられるエアーガイド（４）と、を有し、前記エアーガイド（４）は、前記取込口（２）の下方に位置し、前記取込口（２）から取り込まれた空気の流れ方向を遮る遮流部（４０）と、前記遮流部（４０）に対して所定角度をもって形成され、入口（４２１ａ〜４２４ａ）が下方に開口する整流通路（４２１〜４２４）を備えて、遮流部（４０）で流れが遮られて下方に流れた空気を整流通路（４２１〜４２４）に取り入れることで、流れ方向を下方から上方に方向転換させて空気からダストを分離させ、ダストが分離された空気を吸気ダクト側に流入させる整流部（４１）と、を含む、ことを特徴とする。

本発明によれば、車体外方に開口する取込口と吸気ダクトとの間にエアーガイドを設ける。そして取込口から取り込まれた空気が多くのダストを含んだまま吸気ダクトに流れ込まないように、エアーガイドには遮流部と整流部とが設けられる。遮流部は取り込まれた空気の流れ方向を遮り、遮流部と所定角度をもって形成される整流部は、遮流部で迂回させられた空気を、整流通路を介して空気の流れ方向を下から上に転換して取り込む。そして整流部から取り込まれた空気は整流部に向けて開口する吸気ダクトへと流れる。このように構成したので、取込口から取り込まれた空気は遮流部によって迂回流路を流れる間に減速される。そして遮流部と所定角度をもって形成される整流部で、空気は流れ方向を大きく変えられる。よって空気の流速は大幅に減速される。このように迂回と流れ方向の転換によって空気は減速されるだけでなく、流れ方向を重力に逆らう向きに転換されるので、吸気ダクトに到達するまでに空気中のダストが分離される。よって吸気ダクトに流入するダスト量を低減することができる。

第１実施形態のエンジンの吸気構造を示す図である。 第１実施形態のエアーガイドを示す図である。 第１実施形態のエンジンの吸気構造を示す断面図である。 第１実施形態のダスト排出通路を示す図である。 第１実施形態のエンジンの吸気構造の作用を示す図である。 第２実施形態のエアーガイドを示す図である。

以下では図面等を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のエンジンの吸気構造１を示す図であり、車体を左側面から見てフェンダー外板の図示を省略した図である。

エンジンの吸気構造１は、フェンダー内吸気方式の吸気構造である。フェンダー内吸気方式とは、外気がフェンダーとボデーとの間の空間を経由して吸気ダクトに取り込まれる吸気方式である。エンジンの吸気構造１は、取込口２と、吸気ダクト３と、これらを結ぶ空気の流路１００の途中に位置するエアーガイド４と、を有する。

取込口２は、図１では図示を省略するフェンダー７に開口して、かつフードリッジインシュレーター５の前方に設けられる。取込口２は、車体外面に沿って流れる外気をフェンダー７内に取り込む。

吸気ダクト３は、フェンダー７の内側であって、取込口２の下方で、フロントタイヤをカバーするフェンダーライナー６の上に設けられる。吸気ダクト３の開口部３ａは、車体後方に向かって開口する。開口部３ａの断面は車両側面からみて垂直に設けられる。吸気ダクト３には、図示しないフェンダーと、エンジンルームとフェンダー内空間とを仕切るフードリッジ、並びにフードリッジインシュレーター５と、フェンダーライナー６で形成されるフェンダー内空間に導かれた空気が流入する。

従来は取込口２から取り込まれた空気が、最短流路を通って下方の吸気ダクト３の開口部３ａに流入されていた。本発明では、空気の流路１００に通気抵抗を付与するエアーガイド４を取込口２と吸気ダクト３との間に配置する。そしてエアーガイド４によって空気の流れに抵抗を与えて流速を低減させて、空気中に含まれるダストを分離する。

エアーガイド４は、取込口２の下方で、取込口２と吸気ダクト３との間に設けられる。エアーガイド４は、取込口２から流路１００に取り込まれた空気の流れ方向を遮るように配置される。エアーガイド４は車体に対して、上方に面する遮流部４０と、後方に面する整流部４１と、整流部４１と一体化される整流通路４２１〜４２４と、を含む。エアーガイド４は後述するように、車体内側の側面は図示を省略するフードリッジに固定され、車体外側の側面は側方シール部４３を介してフェンダー７の内面に当接される。

遮流部４０は、エアーガイド４の上面に設けられる。遮流部４０は、取込口２から取り込まれた空気の流れ方向を遮るように、流れ方向に対して垂直に配置される。遮流部４０は、開口部３ａを含む吸気ダクト３の一部を上方から覆う。遮流部４０は、空気の流路を迂回させて流速を低減させる。

整流部４１は、遮流部４０の後方端部において９０度垂下して設けられる。整流部４１は、吸気ダクト３の開口部３ａと平行に設けられ、その下端はフェンダーライナー６と所定の間隔をもって配置される。所定の間隔は、整流部４１を通過したあとに空気から分離されるダストがフェンダーライナー６に沿って落ちていくことが可能で、吸気ダクト３側へ空気が流れるときに整流部４１を通るように、すなわち整流部４１の下方の空間から流入する空気を少なくするよう設定される。整流部４１には互いに平行で複数の整流通路４２１〜４２４が貫通して設けられる。遮流部４０で流れ方向が遮られた空気は、整流部４１を貫通するように整流通路４２１〜４２４を通って吸気ダクト３へ取り込まれる。

整流通路４２１〜４２４は、整流部４１を挟んで吸気ダクト３とは反対側に設けられる。ここで図２を参照して整流通路４２１〜４２４について説明する。図２は、第１実施形態のエアーガイド４を示す斜視図であり、図２（Ａ）は上方から見下ろした様子を示し、図２（Ｂ）は下方から見上げた様子を示す。

整流通路４２１〜４２４は、それぞれ入口４２１ａ〜４２４ａと出口４１１ａ〜４１４ａとを有する。代表して整流通路４２１で説明すると、整流通路４２１の端部はそれぞれ入口４２１ａと出口４１１ａとである。入口４２１ａは下方に開口する。出口４１１ａは整流部４１に開口する孔である。また入口４２１ａは出口４１１ａよりも下に配置される。入口４２１ａと出口４１１ａとの開口面が成す角度は略９０度である。整流通路４２１は整流部４１に対して庇のような形状である。他の整流通路４２２〜４２４も同様の構成であるので同様の符号を付して説明を省略する。整流通路４２１〜４２４は、遮流部４０からの空気の流路方向を大きく変更する。そして空気の流速を低減させる。

なお整流通路４２４の入口４２４ａは、一部斜め後方に開口する形状である。整流通路４２４は整流部４１の最下部に位置しているので、入口４２４ａの開口形状を他の入口４２１ａ〜４２３ａと同様に設けると上方の遮流部４０から流れてくる空気を取り込みづらい。そこで入口４２４ａは、一部後方にも開口して空気を取り込みやすくする。また入口４２１ａ〜４２４ａは、これらの開口面積の合計が吸気ダクトの開口部３ａの面積よりも大きくなるように設定される。入口４２１ａ〜４２４ａと出口４１１ａ〜４１４ａとの大きさはそれぞれ略同じである。

図１において側方シール部４３は、遮流部４０及び整流部４１の側面に沿って連続して設けられる。側方シール部４３の外縁はＬ字形状である。本実施形態では外縁のＬ字に沿って、シール４４ａ及び４４ｂが設けられる。シール４４ａは、遮流部４０に沿って前後方向に設けられる。シール４４ｂは、整流部４１に沿って上下方向に設けられる。シール４４ａとシール４４ｂとは、連続して設けられる。

ここで図３を参照してシール４４ａ及び４４ｂについて説明する。図３は、第１実施形態のエンジンの吸気構造１を示す断面図である。図３（Ａ）はシール４４ａと吸気ダクト３とを通る横断面図であり、図３（Ｂ）はシール４４ｂを通る横断面図である。

シール４４ａ及び４４ｂは、側方シール部４３の外縁とフェンダー７との間に設けられ、両者間をシールする。シール４４ａは、上方の取込口２から取り込まれた空気がエアーガイド４で流れを遮られずに側方シール部４３とフェンダー７との隙間を通って吸気ダクト３へと流れるのを防止する。シール４４ｂは、空気が整流通路４２１〜４２４を通らずに側方シール部４３とフェンダー７との隙間を通って吸気ダクト３へ流れるのを防止する。

また本実施形態では、フェンダー７の下端でホイールハウス後端に、エアーガイド４によって空気中から分離したダストを外部に排出するダスト排出通路８が設けられる。図４は、第１実施形態のダスト排出通路８を示す図である。図４（Ａ）は、車体の側面図であり、前述した吸気構造１はＡ部分の構造である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ部分の断面の拡大図である。

ダスト排出通路８は、エアーガイド４の下方であって、フェンダーライナー６及びフェンダー７の下面と平行に設けられる。ダスト排出通路８の入口８１は、フェンダー７内に設けられる。ダスト排出通路８の出口８２は、車外下方に開口する。そして入口８１は出口８２よりも前方に設けられる。さらに入口８１と出口８２とは互いの開口面が直交して設けられる。また、ダスト排出通路８は、水抜き口と共用される。

ダスト排出通路８は、取込口２から取り込まれる空気から分離されたダストを車外へ排出させる。ダストは前方の入口８１からダスト排出通路８を通って、後方の出口８２から車外へと排出される。このとき走行中に路面から巻き上げられる砂等が出口８２から入ってダスト排出通路８を逆流しようとしても、車両の走行方向について入口８１は出口８２の前方に配置されるので後から前に向かって進まなくてはならない。走行中は前から後へと空気の抵抗（流れ）が生じるので、これに逆らってダスト排出通路８を逆流するのは困難である。よってダスト排出通路８は、分離されたダストをスムーズに車外へ排出する一方、車外からのダストの流入を防止する。

次に作用について図５を参照して説明する。図５は、第１実施形態のエンジンの吸気構造１の作用を示す図である。図中の実線矢印は空気の流れを示し、点線矢印はダストの流れを示す。

取込口２から取り込まれた空気は下方向へ流れる。そして空気はエアーガイド４の遮流部４０で流れ方向を遮られ、遮流部４０の面に沿うように迂回して、エアーガイド４とフードリッジインシュレーター５との間の空間Ａに流れ込む。空間Ａの空気はエアーガイド４の整流通路４２１〜４２４を通ってエアーガイド４と吸気ダクト３との間の空間Ｂに流れる。このとき整流通路４２１〜４２４は下から上へ昇るように設けられているので、空気の流れは入口４２１ａ〜４２４ａ付近で方向を大きく転換される。このとき空気の流速は、迂回と流れ方向の転換によって大幅に減速される。そして空気の流れ方向が重力に逆らう向きに変えられるので、空気中に含まれるダストは自重の重さによって空気中から分離されて下へ落下する。さらに整流通路４２１〜４２４を通過する間にも空気中のダストは分離され、出口４１１ａ〜４１４ａを通り抜けた付近においても下へ落下する。こうして空間Ｂの空気は、多くのダストが除かれた状態となって、吸気ダクト３へと流れる。また下へ落下したダストは、空間Ａ及び空間Ｂの下方の、エアーガイド４とフェンダーライナー６との隙間、フードリッジインシュレーター５とフェンダーライナー６との隙間を経て、フェンダー下端に設けられたダスト排出通路８を通って車外へ排出される。

本実施形態によれば、車体に開口する取込口２と吸気ダクト３の開口部３ａとの間にエアーガイド４を設ける。そして取り込まれた空気が多くのダストを含んだまま吸気ダクト３に流入しないように、エアーガイド４の遮流部４０が設けられる。空気は、遮流部４０によって流れ方向を遮られ迂回して空間Ａへと流れることになるので、この間に流速が低減される。またエアーダクト３の整流部４１は遮流部４０と略９０度に垂下して設けられる。空間Ａに辿り着いた空気は整流部４１に設けられる整流通路４２１〜４２４を通って空間Ｂへと流れる。整流部４１と遮流部４０とは略９０度を成すので、空間Ａに流れてきて整流部４１に向かう空気は流れ方向を大きく転換される。これによりさらに空気の流速が低減される。空気の流速が低減されると、空気中のダストは重量が重いので空気から分離されて落下する。よって吸気ダクト３に吸入される空気中に含まれるダストが低減される。

そして整流通路４２１〜４２４の入口４２１ａ〜４２４ａを下方に開口して出口４１１ａ〜４１４ａよりも下に設ける。この構成により空気の流れは下から上へと重力に逆らう方向となるので、さらに空気の流速が低減され、ダストの分離効果も大きくなる。

また整流通路４２１〜４２４の入口４２１ａ〜４２４ａの合計面積を吸気ダクト３の開口部３ａの面積よりも大きくする。そして出口４１１ａ〜４１４ａの合計面積は入口４２１ａ〜４２４ａと略同じとする。これにより通気抵抗の悪化を防ぐことができる。さらに整流部４１は吸気ダクト３の開口部３ａに向かって設けられるので、空間Ｂの空気は直線方向にスムーズに流れることができる。

さらにエアーガイド４の側面に遮流部４０と整流部４１とに沿ってフェンダー７の内面と対峙する側方シール部４３を設けて、側方シール部４３とフェンダー７との間をシール４４ａ及び４４ｂを介してシールする。これにより取込口２から取り込まれた空気が遮流部４０や整流部４１の側方に回りこんでエアーガイド４とフェンダー７との間を通って吸気ダクト３へと流れるのを防止する。よって吸気ダクト３にダストが少ない空気を供給することができる。

さらに空気中から分離されてフェンダー７の下方へと落下したダストを排出するダスト排出通路８を設ける。ダスト排出通路８は車外からの逆流を防止する構造となっているので、走行中の砂等の巻き上げによるフェンダー７内へのダストの流入を防止できる。

これらによって吸気ダクト３へのダストの流入を低減することができるので、図示は省略するが吸気通路に設けられるエアクリーナの早期目詰まりを防止できる。よってエアクリーナの清掃間隔や寿命を延ばすことができる。またエンジンの出力が安定する。

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態のエアーガイドを示す図である。なお以下では前述した内容と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。

本実施形態では、エアーガイド４の側方シール部４３の面積を大きくする。そして側方シール部４３が吸気ダクト３の開口部３ａの側面を略覆う。

本実施形態によれば、吸気ダクト３と側方シール部４３との重合部分が確保されるので、第１実施形態のように側部４３とフェンダー７との間にシール４４ａ及び４４ｂを設けなくても、側方シール部４３自身によって取込口２からの空気が直接吸気ダクト３に流れるのを防止できる。これによりシール４４ａ及び４４ｂを不要とするので、シール部材及び接着等の作業コストを低減することができる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。

例えば実施形態において、空気を取り込む取込口はフェンダーに開口して設けたが、これに限らない。取込口はボンネットやバンパーに設けてもよい。また取込口と吸気ダクトとの位置関係は取込口を上方とし吸気ダクトを取込口の下方としたが、これに限らない。どのような位置関係においても取込口からの空気を減速させてダストを分離するようにエアーガイドを配置すれば本発明の効果は得ることができる。またエアーガイドの遮流部と整流部の成す角度及び整流通路の入口と出口との開口面が成す角度を略９０度としたが、遮流部からの空気の流れ方向を変えることができる角度であればよい。さらにエアーガイドの整流通路を実施形態では４つとしたが、これに限らず増減してよい。

１ エンジンの吸気構造
２ 取込口
３ 吸気ダクト
３ａ 開口部
４ エアーガイド
４０ 遮流部
４１ 整流部
４１１ａ〜４１４ａ 出口
４２１〜４２４ 整流通路
４２１ａ〜４２４ａ 入口
４３ 側方シール部
４４ａ，４４ｂ シール
７ フェンダー
８ ダスト排出通路
８１ 入口
８２ 出口

Claims (6)

1. 車体外方に開口し、空気を取り込む取込口と、
   車体内側に配置され、前記取込口から取り込まれた空気をエンジンに供給する吸気ダクトと、
   前記取込口と前記吸気ダクトとの間に設けられるエアーガイドと、を有し、
   前記エアーガイドは、
   前記取込口の下方に位置し、前記取込口から取り込まれた空気の流れ方向を遮る遮流部と、
   前記遮流部に対して所定角度をもって形成され、入口が下方に開口する整流通路を備えて、遮流部で流れが遮られて下方に流れた空気を整流通路に取り入れることで、流れ方向を下方から上方に方向転換させて空気からダストを分離させ、ダストが分離された空気を吸気ダクト側に流入させる整流部と、を含む、
   ことを特徴とするエンジンの吸気構造。
2. 前記整流通路の入口は下方に開口し、出口は前記整流部を貫通し前記吸気ダクトの開口に向かって設けられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気構造。
3. 前記整流通路の入口の開口面積の合計は、前記吸気ダクトの開口部の面積よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの吸気構造。
4. 前記取込口はフェンダーの外表面に設けられ、
   前記吸気ダクトの開口部はフェンダー内に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンジンの吸気構造。
5. 前記エアーガイドは、前記遮流部及び前記整流部の側面に沿って側方シール部を有し、
   前記エアーガイドと前記フェンダーとの間をシールする、
   ことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの吸気構造。
6. 前記エアーガイドの下方の空間に連通して、前記フェンダーの下端とホイールハウス後端との間に設けられるダスト排出通路を備え、
   前記ダスト排出通路は、車体前方に設けられる入口と、前記入口の後方に設けられ車体下方に開口される出口と、を有する、
   ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のエンジンの吸気構造。

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