JP5832111B2

JP5832111B2 - 吸気ダクト

Info

Publication number: JP5832111B2
Application number: JP2011059236A
Authority: JP
Inventors: 石川　渉; 渉石川; 貴志土田
Original assignee: Sekiso Co Ltd
Current assignee: Sekiso Co Ltd
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: JP2012193692A

Description

本発明は、内燃機関に対して外気を導入するための吸気系を構成する吸気ダクトに関する。

従来から、例えば、下記特許文献１に示されているような車両用吸気ダクトは知られている。この従来の車両用吸気ダクトは、ダクト軸方向の縦割り二分割の半円筒状体で中空室のある雨樋状にブロー成形され、かつ、この半円筒状体の内周壁側の所定位置で中空室に連通する開孔を設けた一対の半割品からなり、これらの両側縁同士を結合一体化させることにより、内側に空気通路を形成するとともに外周部に消音器を形成し、又、大気開放側の先端形状をファンネル形状に形成するようになっている。これにより、この従来の車両用吸気ダクトは、様々な３次元形状に対応させることができるようになっている。

特開２００２−１３８９１５号公報

近年、車両の小型化やエンジンルームの省スペース化等により、吸気ダクトの搭載スペースが限られるようになってきた。そして、この限られた搭載スペース内にてエンジンの吸気効率を損なわないように吸気ダクトを搭載するために、例えば、図５に示すように、吸気ダクトを３次元的に配策することが行われている。一般に、吸気ダクトは、外気（空気）を吸入する吸入口が設けられる側とエンジンに吸入した空気を吐出する側とを有するように直管形状に成形されており、車両への搭載スペースに応じて、図５に示すように、直管形状を３次元的に螺旋状に巻いてエンジンルーム内に搭載される。そして、吸気ダクトには、３次元的な形状を長期間に渡り維持するために、吸気口の位置を固定するための吸気口固定部材や形状保持部材、固定部材等が組み付けられるようになっている。この場合、吸気口固定部材や形状保持部材を設けることにより、これら各部材を設けるためのスペースが必要となるとともに、構成が複雑化することに伴うコストアップが懸念される。

この点に関し、上記従来の車両用吸気ダクトは、大気開放側の先端形状をファンネル形状とすることができるため、吸気抵抗を低減してエンジンによる外気の吸気効率を損なうことがない。しかしながら、上記従来の車両用吸気ダクトは、略同一形状の半円筒状体を結合一体化させることにより管体を形成し、又、先端形状をファンネル形状とするため、例えば、図５に示したように、３次元的に螺旋状に巻いた場合には、ファンネル形状とするために先端側で管体同士が重なる部分（図５において紙面垂直方向）により大きなスペースが必要となる。このため、車両用吸気ダクトを限られた搭載スペース内に搭載するために、３次元的な形状を変更したり、周辺機器の配置を変更する等の対策が別途必要となる場合がある。

本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的は、簡略化した構造と良好な吸気効率とを両立させることができる吸気ダクトを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、内燃機関に対して外気を導入するための吸気系を構成する吸気ダクトにおいて、前記吸気ダクトを、内燃機関側に接続されるダクト基端部と、このダクト基端部の外周面に一体的に組み付けられて、前記ダクト基端部の外周面との間で吸気口を形成するダクト先端部と、前記ダクト基端部及びこのダクト基端部の外周面に一体的に組み付けられたダクト先端部を３次元的に連結するダクト連結部とから構成したことにある。この場合、前記ダクト連結部は、前記ダクト基端部と、このダクト基端部の外周面に一体的に組み付けられたダクト先端部とを螺旋形状となるように連結するとよい。

この場合、前記ダクト先端部は、例えば、前記ダクト基端部の外周面との間で漏斗状となるファンネル形状の吸気口を形成するとよい。

又、これらの場合、前記ダクト先端部は、前記ダクト基端部の外周面の外形形状に一致する切り欠き部を有しており、この切り欠き部を前記ダクト基端部の外周面に合わせて一体的に組み付けて、前記ダクト基端部の外周面との間で吸気口を形成するとよい。

又、本発明の他の特徴は、前記ダクト基端部の外周面に固定爪と固定孔を形成し、前記ダクト先端部に前記ダクト基端部の外周面に形成された前記固定爪と係合する固定孔と前記ダクト基端部の外周面に形成された前記固定孔と係合する固定爪とを形成し、前記ダクト基端部の外周面に形成した固定爪及び固定孔と、前記ダクト先端部に形成した固定孔及び固定爪とを、それぞれ、係合させて前記ダクト先端部を前記ダクト基端部の外周面に一体的に組み付けることにある。

これらによれば、ダクト基端部に対して切り欠き部の形成されたダクト先端部を一体的に組み付けることにより、吸気ダクトの吸気口の形状をダクト基端部の外周面形状を利用してファンネル形状とすることができる。そして、このように、吸気口をダクト基端部の外周面を利用して形成することにより、例えば、３次元的な螺旋形状に形成されたときの吸気ダクトの高さ方向寸法を低く抑えることができる。したがって、エンジンルーム内の限られた搭載スペースであっても、３次元的な形状とされた吸気ダクトを容易に搭載することができる

又、ダクト基端部に対してダクト先端部を一体的に組み付けることができるとともに、互いに組み付けられたダクト基端部とダクト先端部とにダクト連結部を組み付けることができる。これにより、吸気ダクトの形状を良好に維持することができ、従来から３次元的な吸気ダクトの形状を維持するために設けられてきた吸気口の位置を固定するための吸気口固定部材や吸気ダクトの３次元的な形状を維持するための形状保持部材等を設ける必要がない。したがって、吸気ダクトの構成を簡略化することができ、吸気ダクトのコンパクト化や軽量化、コストダウンを達成することができる。

さらに、吸気ダクトの吸気口の形状をダクト基端部の外周面形状を利用してファンネル形状とすることができることにより、吸気ダクトの吸気口に別途吸気抵抗を低減させるための部材を設けなくても、内燃機関が吸気ダクトを介して外気（空気）を吸入するときには、吸気口にて発生する圧力損失を大幅に低減して外気（空気）をスムーズに導入することができる。したがって、内燃機関による外気の吸入効率を向上させることができ、その結果、例えば、車両の燃費を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る吸気ダクトの全体構成を概略的に示す図である。図１のダクト基端部の構造を説明するための図である。図１のダクト先端部の構造を説明するための図である。ダクト基端部の外周面とダクト先端部の内周面とによって形成される吸気口のファンネル形状を説明するための断面図である。３次元的に組み付けられる従来の吸気ダクトを説明するための図である。

以下に、本発明の実施形態に係る吸気ダクトについて図面を参照しながら説明する。図１は、自動車等の内燃機関であるエンジンに適用される吸気系を構成する吸気ダクト１０の全体を概略的に示している。吸気ダクト１０は、図示を省略するエンジンルーム内に搭載されていて、エンジンによって吸入される外気（空気）を導通するものである。このため、吸気ダクト１０は、エンジンルーム内の限られた搭載スペースにて他の機器の搭載性を阻害しないように、図１に示すように、３次元形状（より詳しくは、螺旋形状）に組み付けられている。

このように、３次元形状に組み付けられる吸気ダクト１０は、図示を省略するエアクリーナに対して接続される略直管形状のダクト基端部１１と、ダクト基端部１１の軸線方向に対して略直交するようにダクト基端部１１の外周面に組み付けられて外気を吸入するダクト先端部１２と、ダクト基端部１１及びダクト先端部１２が螺旋形状となるように連結するダクト連結部１３とから構成される。

ダクト基端部１１は、図２に示すように、例えば、軸線を含む平面により上下２つに分割された断面略半円形状の上側部材１１ａと下側部材１１ｂとから構成されていて、これら上側部材１１ａ及び下側部材１１ｂは共に射出成形（インジェクション成形）によって成形されるものである。そして、これら上側部材１１ａ及び下側部材１１ｂを互いに一体的に組み立てることによって、略直管形状の中空のダクト基端部１１が形成される。このため、上側部材１１ａ及び下側部材１１ｂのいずれか一方（本実施形態においては、図２に示すように、上側部材１１ａ）には他方（本実施形態においては、図２に示すように、下側部材１１ｂ）と一体的に組み立てるための複数の係合爪１１ｃが形成されているとともに、他方（下側部材１１ｂ）には係合爪１１ｃと係合するための係合孔１１ｄが形成されている。又、ダクト基端部１１を構成する上側部材１１ａの外周面上には、ダクト先端部１２を固定して組み付けるための固定爪１１ｅ及び固定孔１１ｆが形成されている。

ダクト先端部１２は、図１に示すように、ダクト基端部１１を構成する上側部材１１ａに形成された固定爪１１ｅ及び固定溝１１ｆを介して上側部材１１ａの外周面に一体的に組み付けられて、吸気ダクト１０の外気を吸入する吸気口１４を形成するものである。このため、ダクト先端部１２は、図３に示すように、その大気開放側端部１２ａの形状が基端側から先端側に向けてラッパ状に広がるように成形されている。又、ダクト先端部１２は、図３に示すように、ダクト基端部１１に上側部材１１ａに組み付けられたときに、この上側部材１１ａの外周面に対して密着するように、上側部材１１ａの外周面形状に合わせた切り欠き部１２ｂが形成されている。さらに、ダクト先端部１２は、図３に示すように、ダクト基端部１１の上側部材１１ａの外周面に形成された固定爪１１ｅと係合する固定孔１２ｃと、上側部材１１ａの外周面に形成された固定孔１１ｆと係合する固定爪１２ｄとが形成されている。なお、ダクト先端部１２も射出成形（インジェクション成形）によって成形されるものである。

ダクト連結部１３は、例えば、ブロー成形等により、後述するように組み立てられるダクト基端部１１とダクト先端部１２の位置に合わせて３次元的に成形された中空の管体である。このように成形されたダクト連結部１３においては、図１に示すように、ダクト基端部１１一端側（先端側）とダクト先端部１２の一端側（基端側）とにそれぞれ挿入されて固定されることにより、３次元的に（螺旋状に）ダクト基端部１１とダクト先端部１２とを連結する。

次に、作業者による吸気ダクト１０の組み立てについて説明する。

まず、作業者はダクト基端部１１を組み立てる。すなわち、作業者は、射出成形により寸法精度よく成形された上側部材１１ａと下側部材１１ｂとについて、それぞれに形成された係合爪１１ｃと係合孔１１ｄとを係合させて略直管形状のダクト基端部１１を組み立てる。このとき、係合爪１１ｃと係合孔１１ｄとは射出成形により寸法精度よく形成されるため、作業者は極めて容易に係合爪１１ｃと係合孔１１ｄとを係合させることができて、ダクト基端部１１を組み立てることができる。

次に、作業者はダクト基端部１１に対してダクト先端部１２を組み付ける。すなわち、作業者は、上述したように組み立てたダクト基端部１１に形成されている固定爪１１ｅ及び固定孔１１ｆに対して、射出成形により寸法精度よく成形されたダクト先端部１２に形成されている固定孔１２ｃ及び固定爪１２ｄをそれぞれ係合させる。これにより、ダクト先端部１２は、ダクト基端部１１（より詳しくは、ダクト基端部１１を構成する上側部材１１ａ）の外周面に対して切り欠き部１２ｂが一致した状態（密着した状態）で一体的に組み付けられる。このとき、ダクト基端部１１（より詳しくは、上側部材１１ａ）の外周面上に形成される固定爪１１ｅ及び固定孔１１ｆと、ダクト先端部１２に形成される固定孔１２ｃ及び固定爪１２ｄとは、共に、射出成形により寸法精度よく形成されるため、作業者は極めて容易に固定爪１１ｅと固定孔１２ｃ及び固定孔１１ｆと固定爪１２ｄを係合させることができる。又、ダクト基端部１１（より詳しくは、上側部材１１ａ）とダクト先端部１２とが共に射出成形により寸法精度よく形成されるため、上側部材１１ａの外周面形状とダクト先端部１２の切り欠き部１２ｂの形状とを精度よく一致させる（密着させる）ことができる。したがって、作業者は、極めて容易に、かつ、精度よくダクト基端部１１に対してダクト先端部１２を組み付けることができる。

続いて、作業者は一体的に組み付けられたダクト基端部１１とダクト先端部１２とに対してダクト連結部１３を組み付けて、吸気ダクト１０を完成させる。すなわち、作業者は、一体的に組み付けられたダクト基端部１１の一端側（先端側）とダクト先端部１２の一端側（基端側）とに対して、組み付けられたダクト基端部１１とダクト先端部１２の位置に合わせて３次元的に成形されたダクト連結部１３の端部をそれぞれ挿入し、例えば、結束バンド等の結束手段によって固定する。このとき、ダクト連結部１３がブロー成形等により３次元的にある程度の可撓性を有して成形されるため、作業者は極めて容易にダクト基端部１１の一端側（先端側）とダクト先端部１２の一端側（基端側）とに対してダクト連結部１３を挿入して固定することができて、吸気ダクト１０を極めて容易にかつ迅速に組み立てることができる。

ところで、吸気ダクト１０においては、図１に示したように、吸気口１４がダクト先端部１２の内周面とダクト基端部１１の外周面（より詳しくは、上側部材１１ａの外周面）とによって形成される。そして、吸気口１４の形状は、ダクト先端部１２の大気開放側端部１２ａがラッパ状に広がるように成形されるとともに上側部材１１ａの外周面が略円筒状に成形されることから、図４に示すように、断面形状が外部から内部に向けて漏斗状に、所謂、吸気抵抗を低下させて圧力損失を低減するファンネル形状となる。すなわち、吸気ダクト１０においては、別途、ファンネル形状を実現するための部材を装着しなくても、ダクト基端部１１に対してダクト先端部１２を一体的に組み付けることにより、より詳しくは、ダクト先端部１２に形成された切り欠き部１２ｂとダクト基端部１１（上側部材１１ａ）の外周面とを一致させて（密着させて）組み付けることにより、ファンネル形状を実現することができる。

以上の説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、ダクト基端部１１に対して切り欠き部１２ｂの形成されたダクト先端部１２を一体的に組み付けることにより、吸気ダクト１０の吸気口１４の形状をダクト基端部１１（より詳しくは、上側部材１１ａ）の外周面形状を利用してファンネル形状とすることができる。そして、このように、吸気口１４をダクト基端部１１（より詳しくは、上側部材１１ａ）の外周面を利用して形成することにより、３次元的な螺旋形状に形成されたときの吸気ダクト１０の高さ方向寸法を低く抑えることができる。したがって、エンジンルーム内の限られた搭載スペースであっても、３次元的な形状とされた吸気ダクト１０を容易に搭載することができる

又、上記実施形態によれば、ダクト基端部１１に対してダクト先端部１２を一体的に組み付けることができるとともに、互いに組み付けられたダクト基端部１１とダクト先端部１２とにダクト連結部１３を組み付けることができる。これにより、吸気ダクト１０の形状を良好に維持することができ、従来から３次元的な吸気ダクトの形状を維持するために設けられてきた吸気口の位置を固定するための吸気口固定部材や吸気ダクトの３次元的な形状を維持するための形状保持部材等を設ける必要がない。したがって、吸気ダクト１０の構成を簡略化することができ、吸気ダクト１０のコンパクト化や軽量化、コストダウンを達成することができる。

さらに、吸気ダクト１０の吸気口１４の形状をダクト基端部１１（より詳しくは、上側部材１１ａ）の外周面形状を利用してファンネル形状とすることができることにより、吸気ダクト１０の吸気口１４に別途吸気抵抗を低減させるための部材を設けなくても、図示しないエンジンが吸気ダクト１０を介して外気（空気）を吸入するときには、吸気口１４にて発生する圧力損失を大幅に低減して外気（空気）をスムーズに導入することができる。したがって、エンジンによる外気の吸入効率を向上させることができ、その結果、例えば、車両の燃費を向上させることができる。

本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更により実施することが可能である。

例えば、上記実施形態においては、吸気ダクト１０が、例えば、ブロー成形等によって成形される樹脂製のダクト連結部１３を備える場合を説明した。しかしながら、ダクト連結部１３については、ダクト基端部１１と、ダクト基端部１１に一体的に組み付けられたダクト先端部１２とを３次元的な形状に連結することができれば、如何なる管体であってもよく、例えば、ゴム材料から成形したダクト連結部を採用して実施することも可能である。

又、上記実施形態においては、吸気ダクト１０に消音機構（例えば、レゾネータ等）を備えていない場合を説明したが、吸気ダクト１０がレゾネータを備えるように実施可能であることは言うまでもない。この場合であっても、上記実施形態と同様に吸気ダクト１０を構成することが可能であり、その結果、上記実施形態と同様の効果が期待できる。

１０…吸気ダクト、１１…ダクト基端部、１１ａ…上側部材、１１ｂ…下側部材、１１ｃ…係合爪、１１ｄ…係合孔、１１ｅ…固定爪、１１ｆ…固定孔、１２…ダクト先端部、１２ａ…大気開放側端部、１２ｂ…切り欠き部、１２ｃ…固定孔、１２ｄ…固定爪、１３…ダクト連結部、１４…吸気口

Claims

内燃機関に対して外気を導入するための吸気系を構成する吸気ダクトにおいて、
前記吸気ダクトを、
内燃機関側に接続されるダクト基端部と、
このダクト基端部の外周面に一体的に組み付けられて、前記ダクト基端部の外周面との間で吸気口を形成するダクト先端部と、
前記ダクト基端部及びこのダクト基端部の外周面に一体的に組み付けられたダクト先端部とを３次元的に連結するダクト連結部とから構成し、
前記ダクト先端部は、
前記ダクト基端部の外周面の外形形状に一致する切り欠き部を有しており、この切り欠き部を前記ダクト基端部の外周面に合わせて一体的に組み付けて、前記ダクト基端部の外周面との間で吸気口を形成することを特徴とする吸気ダクト。
請求項１に記載した吸気ダクトにおいて、
前記ダクト先端部は、
前記ダクト基端部の外周面との間で漏斗状となるファンネル形状の吸気口を形成することを特徴とする吸気ダクト。
請求項１に記載した吸気ダクトにおいて、
前記ダクト基端部の外周面に固定爪と固定孔を形成し、前記ダクト先端部に前記ダクト基端部の外周面に形成された前記固定爪と係合する固定孔と前記ダクト基端部の外周面に形成された前記固定孔と係合する固定爪とを形成し、
前記ダクト基端部の外周面に形成した固定爪及び固定孔と、前記ダクト先端部に形成した固定孔及び固定爪とを、それぞれ、係合させて前記ダクト先端部を前記ダクト基端部の外周面に一体的に組み付けることを特徴とする吸気ダクト。
請求項１に記載した吸気ダクトにおいて、
前記ダクト連結部は、
前記ダクト基端部と、このダクト基端部の外周面に一体的に組み付けられたダクト先端部とを螺旋形状となるように連結することを特徴とする吸気ダクト。
内燃機関に対して外気を導入するための吸気系を構成する吸気ダクトにおいて、
前記吸気ダクトを、
内燃機関側に接続されるダクト基端部と、
このダクト基端部の外周面に一体的に組み付けられて、前記ダクト基端部の外周面との間で吸気口を形成するダクト先端部と、
前記ダクト基端部及びこのダクト基端部の外周面に一体的に組み付けられたダクト先端部とを３次元的に連結するダクト連結部とから構成し、
前記ダクト基端部の外周面に固定爪と固定孔を形成し、前記ダクト先端部に前記ダクト基端部の外周面に形成された前記固定爪と係合する固定孔と前記ダクト基端部の外周面に形成された前記固定孔と係合する固定爪とを形成し、
前記ダクト基端部の外周面に形成した固定爪及び固定孔と、前記ダクト先端部に形成した固定孔及び固定爪とを、それぞれ、係合させて前記ダクト先端部を前記ダクト基端部の外周面に一体的に組み付けることを特徴とする吸気ダクト。
請求項５に記載した吸気ダクトにおいて、
前記ダクト先端部は、
前記ダクト基端部の外周面との間で漏斗状となるファンネル形状の吸気口を形成することを特徴とする吸気ダクト。
請求項５に記載した吸気ダクトにおいて、
前記ダクト連結部は、
前記ダクト基端部と、このダクト基端部の外周面に一体的に組み付けられたダクト先端部とを螺旋形状となるように連結することを特徴とする吸気ダクト。