JP5817487B2 - 車両用エンジンの吸気装置 - Google Patents

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Description

本発明は車両用エンジンの吸気装置に関し、さらに詳しくは、車両のエンジンルーム内に配置されて外気をエアクリーナに導く車両用エンジンの吸気装置に関する。
従来、吸気装置が設けられたエンジンルーム内の構造としては、以下のような2つの構造例が知られている。第1の構造例としては、車両前部のエンジンルーム内に、エンジンとバッテリとを車両幅方向に並べて配置し、バッテリの車両後方側にエアクリーナを配置し、エアクリーナに車両前方へ向けて延びる吸気ダクトを取り付けて、吸気ダクトをバッテリの車両幅方向側方を迂回させながら空気取り入れ口をバッテリの前側に開口させた構造(例えば、特許文献1参照)が開示されている。第2の構造例としては、エンジンルーム内に、エンジンとバッテリとを車両幅方向に並べて配置し、吸気ダクトを車両前後方向に延びてバッテリの車両幅方向内側部分を上方から覆うように配置した構造(例えば、特許文献2参照)が開示されている。
特開2002−195116号公報 特開平11−294279号公報
しかしながら、上記第1の構造例では、空気取り入れ口がヘッドライトユニットの裏側に車両前方へ向けて開口しているため、ヘッドライトユニットによって低温な空気が空気取り入れ口に流れ難くなっている。したがって、上記第1の構造例では、エアクリーナへ流れ込む空気量が低下して、エンジンの性能が低下する虞があった。また、上記第1の構造例では、吸気ダクトがバッテリを避けながら車両前後方向に延びているため、バッテリの上面全体がエンジンルーム内に露出した配置となっている。そのため、歩行者が車両と接触した際に、歩行者が剛性の高いバッテリの上部の前側縁部や車両幅方向中央側の角部などに対してエンジンフードを介して接触し易くなるという不具合があった。
上記第2の構造例では、吸気ダクトが単にバッテリの上方に配置されているだけであるため、車両前部が車両前方から外力を受けた際に、外力によって吸気ダクトがバッテリの上方から後方へと押されてバッテリがエンジンルーム内で露出し易くなる。上述のように、このようにバッテリがエンジンルーム内で露出した場合、歩行者が車両と接触した際に、バッテリの上部前側の縁部や車両幅方向中央側の角部などに歩行者がエンジンフードを介して接触し易くなるという不具合がある。また、上記第2の構造例では、吸気ダクトの空気取り入れ口が車両前方に向けて開口しているため、空気取り入れ口から雪等の異物を含んだ空気が流れ込み易くなる。このため、上記第2の構造例では、吸気ダクト内に取り込まれた雪等の異物を含んだ空気がエアクリーナに侵入することで、エアクリーナに目詰まりが生じてエンジンの性能が低下する虞があった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、車両の前部に歩行者が接触した際に、歩行者を保護することができるとともに、バッテリが破損されることを抑制でき、しかも、外気から雪等の異物を除去して空気のみをエアクリーナへ送ることによってエンジン性能を向上させることができる車両用エンジンの吸気装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の態様は、車両前部のエンジンルーム内に、エンジンとバッテリとが車両幅方向に沿って配置され、バッテリの後方にエアクリーナが配置され、このエアクリーナに対して前方へ向けて吸気ダクトが延びるように接続され、吸気ダクトの前端の空気取り入れ口がバッテリよりも前方で開口するように配置された車両用エンジンの吸気装置において、吸気ダクトは、バッテリの上面に対向して車両前後方向に延びるように配置された水平部と、水平部の前端より屈曲してバッテリの前側面に沿って鉛直方向下向きに延びるように形成された鉛直部と、を備え、鉛直部の下端部は、前側面の下端縁より上方に位置し、且つ鉛直下向きに開口する空気取り入れ口を有することを特徴とする。
上記態様としては、水平部および鉛直部は、少なくとも、バッテリの前側面および上面における車両幅方向中央側に位置する面接合部および縁部を含む領域を覆うように配されていることが好ましい。
上記態様としては、水平部および鉛直部は、上面における車両幅方向中央側に位置する前側の角部を覆うように、車両幅方向中央側へ向けて膨出するように形成されていることが好ましい。
上記態様としては、車両に車両幅方向に亘って架設されているアッパメンバの下方に隙間を隔ててラジエータが配置され、バッテリは、前側面の上縁部より下方に位置する領域で隙間に対向するように配置され、吸気ダクトの空気取り入れ口は、アッパメンバとバッテリの前側面との間に配置され、且つアッパメンバの下端縁の高さから隙間の下端部までの高さの範囲に配置されていることが好ましい。
上記態様としては、空気取り入れ口は、アッパメンバとバッテリの前側面との間に形成される空間における車両前後方向の中央部よりもバッテリの前側面に近接するように配置されることが好ましい。
本発明によれば、車両の前部に歩行者が接触した際に、歩行者を保護することができるとともに、バッテリの破損の発生を抑制でき、しかも、外気から雪などの異物を除去して空気のみをエアクリーナへ送ることによってエンジン性能を向上させることができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る車両用エンジンの吸気装置の配置構成を示す平面図である。 図2は、本発明の実施の形態に係る車両用エンジンの吸気装置の配置構成を示す側面図である。 図3は、本発明の実施の形態に係る車両用エンジンの吸気装置の配置構成を示す正面図である。 図4は、本発明の実施の形態に係る車両用エンジンの吸気装置の要部平面図である。 図5は、本発明の実施の形態に係る車両用エンジンの吸気装置の要部側面図である。 図6は、本発明の実施の形態に係る車両用エンジンの吸気装置の要部正面図である。
以下に、本発明の実施の形態に係る車両用エンジンの吸気装置の詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は模式的なものであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。なお、本実施の形態では、説明の便宜を図るため、図中において車両の前後方向ならびに車両の幅方向(左右方向)を矢印で示す。
(エンジンルーム内の構成および配置)
図1および図2に示すように、車両1の前部には、エンジンルーム2が設けられている。このエンジンルーム2内には、エンジン3、バッテリ4、吸気装置5、ラジエータ6、インタークーラ7などを備えている。また、図2に示すように、エンジンルーム2の上部は、エンジンフード8で閉塞されている。
図1および図2に示すように、エンジン3とバッテリ4は、エンジンルーム2内において左右方向に沿って配置されている。ラジエータ6とインタークーラ7は、エンジンルーム2の前端に設けられた図示しないラジエータグリルの内側に配置されている。
車両1の前部におけるフレーム構造としては、車体前端部の上部に車両幅方向としての左右方向(図1に矢印で示す。)に延びるように架設されたアッパメンバ9や、車体の左右両側に車体前後方向に沿って延びるように組み付けられた一対のサイドメンバ9や、これらサイドメンバ10(図2参照)のそれぞれの前端部が結合されるとともに、左右方向(車両幅方向)に延びるように架設された図示しないクロスメンバなどを備えて構成されている。
図2に示すように、アッパメンバ9には、エンジンフード8がロックされ得るようになっている。また、アッパメンバ9の下方には、所定の隙間11を隔ててラジエータ6が配置されている。この隙間11に対して、上記バッテリ4の前側面44が対向するように配置されている。
図1に示すように、本実施の形態の配置において、エンジン3は、シリンダヘッド3Aの後部側に吸気マニホールド3Bが配置され、シリンダヘッド3Aの前部に排気マニホールド3Cが配置されている。
(吸気装置の構成)
図1に示すように、吸気装置5は、バッテリ4の後方に配置されたエアクリーナ51と、このエアクリーナ51に接続された吸気ダクト52と、このエアクリーナ51に連通するように接続されたエアクリーナアウトレット配管53と、このエアクリーナアウトレット配管53が接続されたターボ過給機54と、一端部がターボ過給機54に接続されたインタークーラインレット配管55と、このインタークーラインレット配管55の他端部が接続された上記インタークーラ7と、このインタークーラ7に一端部が接続され、他端部が上記吸気マニホールド3Bに接続されたインタークーラアウトレット配管56と、を備えて構成されている。
図2に示すように、エアクリーナ51は、容器状のエアクリーナ本体51Aと、このエアクリーナ本体51Aの上部開口部を閉塞するエアクリーナカバー51Bと、エアクリーナ本体51Aとエアクリーナカバー51Bとを組み付けてなる箱体の内に配置される図示しないエアクリーナエレメントと、を備えている。エアクリーナ本体51Aの前部には、エアクリーナ51の内部空間と連通する連結用筒部51Cが突設されている。
本実施の形態では、吸気ダクト52は、合成樹脂で形成されている。この吸気ダクト52は、パイプ構造を保持する程度の剛性を有するとともに、押圧された場合に形状を復帰するための所望の弾力性を有するように設定されている。
図2および図5に示すように、本実施の形態において、吸気ダクト52は、後側湾曲部52Aと前側湾曲部52Bとの2箇所で湾曲されて略L字形状もしくは略U字形状に成形されている。吸気ダクト52における後側湾曲部52Aより後側の部分は、斜め後下方を向く被連結用筒部52Cである。吸気ダクト52における後側湾曲部52Aと前側湾曲部52Bとの間の部分は、バッテリ4の上側を前後に渡って跨ぐように配置される水平部52Dである。吸気ダクト52における前側湾曲部52Bよりも前側の部分は、鉛直方向下向きに垂れ下がるような形状の鉛直部52Eである。そして、鉛直部52Eの下端部は、鉛直方向下向きに開口する空気取り入れ口52Fである。また、この鉛直部52Eの下端部周縁には、固定用のブラケット部52G,52Hが前方へ延びるように形成されている。
図2および図5に示すように、被連結筒部52Cは、円筒形状である。そして、被連結筒部52Cの自由端部(後端部)で、エアクリーナ本体51Aに突設された連結用筒部51Cに連結されている。なお、この被連結筒部52Cは、連結用筒部51Cとの組付け作業を容易するために、吸気ダクト52の他の部分よりも可撓性を有する材料で形成してもよい。
吸気ダクト52の水平部52Dは、後側湾曲部52Aから前側湾曲部52Bに(前方に)向けて幅寸法が大きくなるように偏平な中空ダクトとして形成されている。なお、図4に示すように、水平部52Dは、バッテリ4の上面41における車両幅(左右)方向中央側に位置する角部42を覆うように、車両幅方向中央側(本実施の形態では右側)へ向けて膨出するように形成された膨出部52D1を有している。また、水平部52Dは、バッテリ4の上面41の前側縁部43を含む領域を覆うように形成されている。この水平部52Dは、上述のように偏平な中空ダクトであるが、上方からの荷重負荷に対して所定の耐久性を有するとともに、エンジンフード8の上から歩行者が接触した場合に緩衝機能を有するように反発性並びに弾力性を備えている。
図3および図6に示すように、吸気ダクト52の鉛直部52Eは、水平部52Dの前端部と略同一の幅寸法である。鉛直部52Eは、前側湾曲部52Bを介して水平部52Dと直角をなすよう設定されている。鉛直部52Eは、少なくとも、車両幅方向中央側に位置するバッテリ4の前側面44と対向して沿うように設定されている。したがって、水平部52Dと前側湾曲部52Bと水平部52Dとで、バッテリ4の上面41と前側面44とが接合する部分(車両幅方向の中央側の部分)、並びにこれら上面41や前側面44の縁部(車両幅方向の中央側の縁部)を含む領域を覆うように形成されている。
また、本実施の形態では、鉛直部52Eと前側湾曲部52Bと水平部52Dとは、一体的に成形されている。すなわち、前側湾曲部52Bと鉛直部52Eは、水平部52Dと同様に荷重負荷に対して所定の耐久性を有するようになっている。このため、鉛直部52Eと前側屈曲部52Bと水平部52Dとは、その形状を維持するための所定の剛性を備えている。したがって、車両1が車両前方から外力を受けて吸気ダクト52を車両後方へ向けて移動させる力が働いた際に、鉛直部52Eがバッテリ4の前側面44に当接した状態を保持して、所謂引っ掛かり部として機能する。
図2、図3、図5および図6に示すように、鉛直部52Eの下端部に形成された空気取り入れ口52Fは、バッテリ4の前側面44の下端縁44Aより上方に位置するように設定されている。さらに、空気取り入れ口52Fは、アッパメンバ9とラジエータ6との間の隙間11に対して、アッパメンバ9の下端縁の高さからこの隙間11の下端部までの高さの範囲に配置されている。図5に示すように、空気取り入れ口52Fは、アッパメンバ9とバッテリ4の前側面44との間に形成される空間における車両前後方向の長さLの中心線C(中央)よりもバッテリ4の前側面44に近接するように配置されている。図4に示すように、鉛直部52Eの下端部は、取り付け用のブラケット部52G,52Hをアッパメンバ9にボルト57で固定されている。
次に、吸気装置5におけるエアクリーナ51よりも下流側に配置された構成部材について簡単に説明する。エアクリーナ51のエアクリーナカバー51Bには、エアクリーナアウトレット配管53の一端部が連通するように接続されている。このエアクリーナアウトレット配管53の他端部は、エンジン3の上方を経由してエンジン3の前部右側に設けられたターボ過給機54に接続されている。ターボ過給機54には、インタークーラインレット配管55の一端部が連通するように接続されている。インタークーラインレット配管55の他端部は、ラジエータ6の前側下部に設けられたインタークーラ7の右側の図示しない入口連結部に接続されている。そして、このインタークーラ7の左側の図示しない出口連結部には、インタークーラアウトレット配管56の一端部が接続されている。インタークーラアウトレット配管56の他端部は、エンジン3の上部後側の吸気マニホールド3Bに接続されている。
(吸気装置の作用および効果)
以下、上記構成の車両用エンジンの吸気装置5の作用・効果について説明する。一般的に、車両1が歩行者と接触した場合、図2および図5に示すように、歩行者は車両前方から後方にかけて車両1と接触し、後方(車両前後方向後方)に向けて外力(図2および図5に矢印F1で示す。)として車両1に伝達される。その後、歩行者が車両1の前端部と接触してエンジンフード8側に移動した場合には、車両上方から下方にかけて外力(図2および図5に矢印F2で示す。)が車両1に伝達される。そこで、エンジンルーム2内に搭載されているバッテリ4は、直方体形状の構造であり、エンジンルーム2内で上方に突出する配置構造となっている。しかも、バッテリ4は、他の車載部品に比べて剛性が高い。したがって、車両1に歩行者が接触してバッテリ4と接触した場合には、歩行者への衝撃が増加する虞がある。
また、エンジンルーム2内に搭載されるバッテリ4は、エンジンルーム2の車幅方向の一方側に偏った位置に配置されることが多い。そして、歩行者が車両1と接触した際には、歩行者はバッテリ4における車両方向中央側に位置する角部42を含んだ、バッテリ4の上面41と前側面44と車幅方向の内側面45(図4参照)とが重なる領域と接触する虞がある。そこで、これらの領域では、エッジ部が存在するため、このようなエッジ部に歩行者が接触すると歩行者への衝撃が増加する虞があった。
そこで、本実施の形態に係る吸気装置5では、図1および図4に示すように、吸気ダクト52が、エアクリーナ51からバッテリ4の上方を跨いで前方(車両前後方向の前方)に向けて延びる水平部52Dと、前側湾曲部52Bと、この前側湾曲部52Bからバッテリ4の前側面44に沿うように鉛直方向下向きに延びる鉛直部52Eと、を備える構成としている。このため、例えば歩行者がエンジンフード8に接触してバッテリ4へ向かって外力が働いた場合に、これらの構成部分がクッションとしての役割を果たして歩行者がバッテリ4における上記エッジ部が存在する領域にエンジンフード8を介して接触することを防止できる。これによって、歩行者がバッテリ4を配置した側のエンジンフード8に接触したとしても、吸気ダクト52の水平部52Dと前側湾曲部52Bとで衝撃を吸収する作用を奏し、歩行者を保護することができる。加えて、本実施の形態に係る吸気装置5では、外力からバッテリ4を保護できる。
また、本実施の形態に係る吸気装置5では図6に示すように、空気取り入れ口52Fがバッテリ4の前側面44に対して、前側面44の車両幅方向の範囲内で重なるように配置し、且つ下方に向けて開口するように設定している。したがって、図5に示すように、車両走行時に雪等の異物を含んだ空気Aが隙間11から入ったときに、雪等の異物Bをバッテリ4の前側面44に衝突して落下させることができる。このため、空気取り入れ口52Fから雪等の異物が入ることを防止できる。そして、本実施の形態に係る吸気装置5では、バッテリ4の前側面44で雪等の異物が除かれた空気のみをエアクリーナ51に供給できる。これによって、雪等の異物によりエアクリーナ51の図示しないエアクリーナエレメントの目詰まりを回避でき、エンジン性能を向上させることができる。さらに、バッテリ4の前側面44に空気を衝突させるため、隙間11からの空気を一時的に滞留または低速化させることができる。したがって、本実施の形態に係る吸気装置5では、多量の低温な空気のみを空気取り入れ口52F内に円滑に吸引できる。加えて、本実施の形態に係る吸気装置5では、バッテリ4の前側面44に新鮮な空気を衝突させるため、バッテリ4の温度上昇を抑えることができ、バッテリ4の性能の向上を図ることが可能となる。
さらに、本実施の形態に係る吸気装置5では、空気取り入れ口52Fがバッテリ4の前側面44とアッパメンバ9との間に開口させるとともに、車両前後方向でアッパメンバ9の下端部またはアッパメンバ9とラジエータ6との間の隙間11と重なるように開口させているため、アッパメンバ9とラジエータ6との間の隙間11を通過した低温な空気を空気取り入れ口52Fに流し込むことができ、エンジン3の性能を向上できる。本実施の形態に係る吸気装置5では、図5に示すように、ラジエータ6を通過して加熱された空気A1が空気取り入れ口52Fから吸気ダクト52内へ吸引されることを防止できる。
また、図2および図5に示すように、車両前方側から後方側へ向けてバッテリ4に外力F1が働いた場合に、前側湾曲部52Bと鉛直部52Eとが、バッテリ4の前側面44に当たることで、所謂引っ掛かり部として機能し、バッテリ4から吸気ダクト52が外れて車両後方へ移動することを防止できる。このため、車両前部に車両前方から外力F1が作用したとしても、バッテリ4の前側面44と上面41とが接合する部分であって、少なくとも車両幅方向内側に位置する領域を、前側湾曲部52Bと鉛直部52Eとで覆っているため、歩行者とバッテリ4とが接触することを防止でき、歩行者への衝撃を吸気ダクト52で吸収することができる。
さらに、本実施の形態に係る吸気装置5では、鉛直方向において、バッテリ4よりも低い位置に配置されているアッパメンバ9の下端部もしくは隙間11との間に、空気取り入れ口52Fを配置したことにより、空気取り入れ口52Fがラジエータ6を通過した温風に晒されない程度に鉛直部52Eの下端(空気取り入れ口52F)を車両下方へ最大限に延ばすことができる。これによって、車両1が車両前方から外力F1を受けた際に、前側湾曲部52Bと鉛直部52Eとで、バッテリ4に引っ掛かり易くなり、吸気ダクト52がバッテリ4から外れることを確実に防止でき、歩行者を保護することができる。
また、図5に示したように、空気取り入れ口52Fを、アッパメンバ9とバッテリ4の前側面44との間に形成される空間における車両前後方向の長さLの中心線C(中央)よりもバッテリ4の前側面44に近接するように配置したことにより、車両前後方向にて前側湾曲部52Bと鉛直部52Eとで構成される、所謂引っ掛かり部とバッテリ4の前側面44との間の距離を短縮できる。したがって、本実施の形態に吸気装置5では、所謂引っ掛かり部を水平部52Dに対して略直角な配置にすることができる。これによって、車両前部が車両前方から外力を受けた際に、衝撃によって鉛直部52Eが車両後方へ大きく移動した勢いでバッテリから外れることを防止でき、バッテリ4のエッジ部または角部42を水平部52Dおよび前側湾曲部52Bで確実に覆うことができる。
(その他の実施の形態)
以上、実施の形態について説明したが、この実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
例えば、上記実施の形態では、吸気装置5が、ターボ過給機54やインタークーラ7を備える構成であるが、このような構成に限定されるものではない。
また、上記実施の形態では、吸気ダクト52の水平部52D、前側湾曲部52Bおよび鉛直部52Eを偏平なダクトとしたが、これに限定されるものではなく、例えばダクト内壁に弾性ならびに剛性を向上させるためのリブを形成してもよい。また、これら水平部52D、前側湾曲部52Bおよび鉛直部52Eの内部空間は、幅方向に複数の空間が長手方向に延びるような構造であってもよい。
1 車両
2 エンジンルーム
3 エンジン
4 バッテリ
5 吸気装置
6 ラジエータ
8 エンジンフード
9 アッパメンバ
11 隙間
41 上面
42 角部
43 前側縁部
44 前側面
44A 下端縁
51 エアクリーナ
51A エアクリーナ本体
51B エアクリーナカバー
51C 連結用筒部
52 吸気ダクト
52A 後側湾曲部
52B 前側湾曲部
52C 被連結筒部
52D 水平部
52D1 膨出部
52E 鉛直部
52F 空気取り入れ口
52G,52H ブラケット部
53 エアクリーナアウトレット配管
54 ターボ過給機
55 インタークーラインレット配管
56 インタークーラアウトレット配管

Claims (5)

  1. 車両前部のエンジンルーム内に、エンジンとバッテリとが車両幅方向に沿って配置され、前記バッテリの後方にエアクリーナが配置され、前記エアクリーナに対して前方へ向けて吸気ダクトが延びるように接続され、前記吸気ダクトの前端の空気取り入れ口が前記バッテリよりも前方で開口するように配置された車両用エンジンの吸気装置において、
    前記吸気ダクトは、
    前記バッテリの上面に対向して車両前後方向に延びるように配置された水平部と、
    前記水平部の前端より屈曲して前記バッテリの前側面に沿って鉛直方向下向きに延びるように形成された鉛直部と、
    を備え、
    前記鉛直部の下端部は、前記前側面の下端縁より上方に位置し、且つ鉛直下向きに開口する前記空気取り入れ口を有することを特徴とする車両用エンジンの吸気装置。
  2. 前記水平部および前記鉛直部は、少なくとも、前記バッテリの前記前側面および前記上面における車両幅方向中央側に位置する面接合部および縁部を含む領域を覆うように配されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用エンジンの吸気装置。
  3. 前記水平部および前記鉛直部は、前記上面における車両幅方向中央側に位置する前側の角部を覆うように、車両幅方向中央側へ向けて膨出するように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の車両用エンジンの吸気装置。
  4. 車両に車両幅方向に亘って架設されているアッパメンバの下方に隙間を隔ててラジエータが配置され、
    前記バッテリは、前記前側面の上縁部より下方に位置する領域で前記隙間に対向するように配置され、
    前記吸気ダクトの前記空気取り入れ口は、前記アッパメンバと前記バッテリの前記前側面との間に配置され、且つ前記アッパメンバの下端縁の高さから前記隙間の下端部までの高さの範囲に配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用エンジンの吸気装置。
  5. 前記空気取り入れ口は、前記アッパメンバと前記バッテリの前側面との間に形成される空間における車両前後方向の中央部よりも前記バッテリの前側面に近接するように配置されることを特徴とする請求項4に記載の車両用エンジンの吸気装置。
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