JP5886018B2 - 吸気ダクト - Google Patents

Description

本発明は、管壁に形成された開口部が通気性部材で塞がれた吸気ダクトに関する。

自動車においてエンジンへの空気供給路に設けられる吸気ダクトには、ダクト内を通過する空気による騒音を低減するため、図１１〜図１３に示す吸気ダクト８０のように、ダクト８１の管壁８５に開口部８７を設け、前記開口部８７をフィルターフォームなどの通気性部材９１で塞ぎ、前記開口部８７の通気性部材９１を通して空気がダクト内に流入可能にしたものがある。なお、前記ダクト８１はダクト半体８２、８３の結合により管状にされている。また、符号９３は通気性部材９１を保持するための開口蓋体であり、天面９４が開口している。

しかしながら、前記開口部８７が通気性部材９１で塞がれた従来の吸気ダクト８０にあっては、図１２に示すように、外部から前記開口部８７の通気性部材９１を通って吸気ダクト８０内に進入する空気の副流Ｖ２が、吸気ダクト８０内を流れる空気の主流Ｖ１のスムーズな流れを妨げ、エンジンへの空気の供給性能が低下する問題がある。この問題を改善するためにはダクトの径を大きくすればよいが、その場合、エンジンルーム内の限られたスペースにおいて吸気ダクトの収納スペースが増大する問題、及び吸気ダクトのコストが上昇する問題がある。

実開昭６３−３８６１５号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、ダクトの径を大きくすることなく、かつ発生する騒音を大きくすることなく、空気の良好な供給性能が得られる吸気ダクトの提供を目的とする。

請求項１の発明は、ダクトの管壁に開口部が形成され、前記開口部が通気性部材で塞がれた吸気ダクトにおいて、前記ダクトの開口部と対向する部分が開口し、前記ダクトの開口部の外周に嵌まって前記通気性部材の縁を前記開口部の周縁との間で挟持する開口蓋体を備え、前記ダクトの開口部には、前記ダクトの長さ方向に所定間隔で通気性部材支持用リブが複数形成され、前記開口蓋体には、通気性部材押圧用リブが、前記通気性部材支持用リブと位置を合わせて所定間隔で複数形成され、前記通気性部材支持用リブには、前記ダクトの開口部の内方へ突出した空気整流フィンを、また前記通気性部材押圧用リブには、前記ダクトの開口部の外方へ突出した空気整流フィンを、前記ダクトの空気吸入側に位置する空気整流フィンの一端側よりも前記ダクトの空気出口側に位置する空気整流フィンの他端側が前記ダクトの一横断面の中心を通るダクト中心線へ接近するように傾斜させて設け、前記通気性部材は、前記ダクトの開口部の内方へ突出した空気整流フィンと前記ダクトの開口部の外方へ突出した空気整流フィンとの間に挟まれていることを特徴とする。

本発明によれば、管壁の開口部の通気性部材を通ってダクト内に進入する空気の副流が、空気整流フィンによってダクト内の空気の流れ方向へ傾斜して進入するため、ダクト内における空気の主流の流れを妨げ難くなり、ダクトの径を大きくすることなく、また発生音を大きくすることなくエンジンへの空気の良好な供給性能を得ることができる。

また、空気整流フィンを開口部の内周縁の対向する部位間にダクトの内方へ突出して形成することにより、吸気ダクトの収納スペースにおいて空気整流フィンが他の部品等と干渉するおそれをなくすことができる。
また、空気整流フィンを開口蓋体に外方へ突出して形成することにより、ダクト内の空気が空気整流フィンに邪魔されることなく流れることができ、エンジンへの空気のより良好な供給性能を得ることができる。
また、空気整流フィンを開口蓋体に外方へ突出して形成すると共に開口部の内周縁の対向する部位間にダクトの内方へ突出して形成し、開口部の内外両方に空気整流フィンを存在させることにより、ダクト内における空気の主流の流れをさらに妨げ難くなり、エンジンへの空気のより良好な供給性能を得ることができる。

第１実施形態（参考形態）の吸気ダクトの斜視図である。 第１実施形態（参考形態）の吸気ダクトの断面図である。 第１実施形態（参考形態）の吸気ダクトの分解斜視図である。 第２実施形態（参考形態）の吸気ダクトの斜視図である。 第２実施形態（参考形態）の吸気ダクトの断面図である。 第２実施形態（参考形態）の吸気ダクトの分解斜視図である。 第３実施形態の吸気ダクトの斜視図である。 第３実施形態の吸気ダクトの断面図である。 第３実施形態の吸気ダクトの分解斜視図である。 第１乃至第３実施形態の吸気ダクトにおける空気の流れを示す断面図である。 従来の吸気ダクトの斜視図である。 従来の吸気ダクトの断面図である。 従来の吸気ダクトの分解斜視図である。 圧力損失の測定方法を示す図である。

図１乃至図３に示す第１実施形態（参考形態）の吸気ダクト１０は、空気整流フィンを開口部の外側に設けた場合であり、ダクト２１と通気性部材４１と開口蓋体５１とからなり、車両エンジンの吸気系に使用される。
前記ダクト２１は、ダクトの径方向Ｅに二分された樋状のダクト半体２２、２９が接着あるいは溶着等により結合されて管状とされ、一端側が空気吸入側２１１、他端側が空気出口側２１２とされて使用される。前記ダクト半体２２、２９は、プラスチックで構成され、一方のダクト半体２２には、管壁２５に外方へ突出した開口部２６が形成されている。前記開口部２６は、本実施形態では前記ダクトの長さ方向Ｌに沿う長方形からなり、前記管壁２５から外方へ突出形成された周壁２７により開口部２６の外周が包囲されている。前記周壁２７には、前記ダクトの長さ方向Ｌと略直交する対向部位間に通気性部材支持用リブ２８が、前記ダクトの長さ方向Ｌに所定間隔で複数形成されている。

前記通気性部材４１は、通気性を有する部材であり、連通気孔構造の発泡体からなるフィルターフォーム、繊維からなる不織布、フェルト、あるいは網状体などからなる。前記通気性部材４１は、前記開口部２６を塞ぐように前記周壁２７に載置される。

前記開口蓋体５１は、前記ダクト２１の開口部２６の外周に嵌る枠状の側壁５２と開口した天面５４とで構成され、プラスチックで形成されている。前記天面５４は、前記ダクト２１の開口部２６と対向する部位５５が開口している。前記天面５４には、前記ダクト２１の長さ方向Ｌと略直交する通気性部材押圧用リブ５６が、前記開口部２６の前記通気性部材支持用リブ２８と位置を合わせて所定間隔で複数形成され、前記通気性部材支持用リブ５６によって、前記天面５４の開口が複数に仕切られている。さらに、前記通気性部材押圧用リブ５６には、空気整流フィン６１が外方へ突出して形成されている。前記空気整流フィン６１は、前記ダクト２１の空気吸入側２１１に位置する空気整流フィン６１の一端側６１１よりも前記ダクト２１の空気出口側２１２に位置する空気整流フィン６１の他端側６１２が、前記ダクト２１の横断面（図２のＡ２−Ａ２断面）の中心を通るダクト中心線Ｃへ接近するように傾斜させて設けられている。前記空気整流フィン６１の前記中心線Ｃに対する角度θは９０度未満で適宜設定されるが、特に２０〜７５度とするのが、ダクト内を流れる空気の通気抵抗の低下の点から好ましい。

前記吸気ダクト１０は、前記ダクト半体２２、２９の結合により管状のダクト２１とされ、前記開口部２６の周壁２７に前記通気性部材４１が載置されて前記開口部２６が通気性部材４１で塞がれ、前記開口蓋体５１が前記開口部２６の周壁２７に嵌着されることにより形成される。前記通気性部材４１は、前記ダクト２１の開口部２６の周壁２７及び通気性部材支持用リブ２８と前記開口蓋体５１の天面５４における開口周縁及び前記通気性部材押圧用リブ５６とによって挟持される。

図４乃至図６に示す第２実施形態（参考形態）の吸気ダクト１０Ａは、空気整流フィンを開口部の内側に設けた場合であり、ダクト２１Ａと通気性部材４１Ａと開口蓋体５１Ａとからなり、車両エンジンの吸気系に使用される。
前記ダクト２１Ａは、ダクトの径方向Ｅに二分された樋状のダクト半体２２Ａ、２９Ａが接着あるいは溶着等により結合されて管状とされ、一端側が空気吸入側２１１Ａ、他端側が空気出口側２１２Ａとされて使用される。前記ダクト半体２２Ａ、２９Ａは、プラスチックで構成され、一方のダクト半体２２Ａには、管壁２５Ａに外方へ突出した開口部２６Ａが形成されている。前記開口部２６Ａは、本実施形態では前記ダクトの長さ方向Ｌに沿う長方形からなり、前記管壁２５Ａから外方へ突出形成された周壁２７Ａにより開口部２６Ａの外周が包囲されている。前記周壁２７Ａには、前記ダクトの長さ方向Ｌと略直交する対向部位間に通気性部材支持用リブ２８Ａが、前記ダクトの長さ方向Ｌに所定間隔で複数形成されている。さらに、前記通気性部材支持用リブ２８Ａには、空気整流フィン６１Ａがダクト内方へ突出して形成されている。前記空気整流フィン６１Ａは、前記ダクト２１Ａの空気吸入側２１１Ａに位置する空気整流フィン６１Ａの一端側６１１Ａよりも前記ダクト２１Ａの空気出口側２１２Ａに位置する空気整流フィン６１Ａの他端側６１２Ａが、前記ダクト２１Ａの横断面（図５のＢ２−Ｂ２断面）の中心を通るダクト中心線Ｃへ接近するように傾斜させて設けられている。前記空気整流フィン６１Ａの前記中心線Ｃに対する角度θは９０度未満で適宜設定されるが、特に２０〜７５度とするのが、ダクト内を流れる空気の通気抵抗の低下の点から好ましい。

前記通気性部材４１Ａは、通気性を有する部材であり、連通気孔構造の発泡体からなるフィルターフォーム、繊維からなる不織布、フェルト、あるいは網状体などからなる。前記通気性部材４１Ａは、前記開口部２６Ａを塞ぐように前記周壁２７Ａに載置される。

前記開口蓋体５１Ａは、前記ダクト２１Ａの開口部２６Ａの外周に嵌る枠状の側壁５２Ａと開口した天面５４Ａとで構成され、プラスチックで形成されている。前記天面５４Ａは、前記ダクト２１Ａの開口部２６Ａと対向する部位５５Ａが開口している。また、前記天面５４Ａには、前記ダクト２１Ａの長さ方向Ｌと略直交する通気性部材押圧用リブ５６Ａが、前記開口部２６Ａの前記通気性部材支持用リブ２８Ａと位置を合わせて所定間隔で複数形成され、前記通気性部材支持用リブ５６Ａによって、前記天面５４Ａの開口が複数に仕切られている。

前記吸気ダクト１０Ａは、前記ダクト半体２２Ａ、２９Ａの結合により管状のダクト２１Ａとされ、前記開口部２６Ａの周壁２７Ａに前記通気性部材４１Ａが載置されて前記開口部２６Ａが通気性部材４１Ａで塞がれ、前記開口蓋体５１Ａが前記開口部２６Ａの周壁２７Ａに嵌着されることにより形成される。前記通気性部材４１Ａは、前記ダクト２１Ａの開口部２６Ａの周壁２７Ａ及び通気性部材支持用リブ２８Ａと前記開口蓋体５１Ａの天面５４Ａにおける開口周縁及び前記通気性部材押圧用リブ５６Ａとによって挟持される。

図７乃至図９に示す第３実施形態の吸気ダクト１０Ｂは、空気整流フィンを開口部の外側と内側の両方に設けた場合であり、ダクト２１Ｂと通気性部材４１Ｂと開口蓋体５１Ｂとからなる。
前記ダクト２１Ｂは、車両エンジンの吸気系に使用されるものであり、ダクトの径方向Ｅに二分された樋状のダクト半体２２Ｂ、２９Ｂが接着あるいは溶着等により結合されて管状とされ、一端側が空気吸入側２１１Ｂ、一方、他端側が空気出口側２１２Ｂとされて使用される。前記ダクト半体２２Ｂ、２９Ｂは、プラスチックで構成され、一方のダクト半体２２Ｂには、管壁２５Ｂに外方へ突出した開口部２６Ｂが形成されている。前記開口部２６Ｂは、本実施形態では前記ダクトの長さ方向Ｌに沿う長方形からなり、前記管壁２５Ｂから外方へ突出形成された周壁２７Ｂにより開口部２６Ｂの外周が包囲されている。前記周壁２７Ｂには、前記ダクトの長さ方向Ｌと略直交する対向部位間に通気性部材支持用リブ２８Ｂが、前記ダクトの長さ方向に所定間隔で複数形成されている。さらに、前記通気性部材支持用リブ２８Ｂには、空気整流フィン６１Ｂがダクト内方へ突出して形成されている。前記空気整流フィン６１Ｂは、前記ダクト２１Ｂの空気吸入側２１１Ｂに位置する空気整流フィン６１Ｂの一端側６１１Ｂよりも前記ダクト２１Ｂの空気出口側２１２Ｂに位置する空気整流フィン６１Ｂの他端側６１２Ｂが、前記ダクト２１Ｂの横断面（図８のＣ２−Ｃ２断面）の中心を通るダクト中心線Ｃへ接近するように傾斜させて設けられている。前記空気整流フィン６１Ｂの前記中心線Ｃに対する角度θ１は９０度未満で適宜設定されるが、特に２０〜７５度とするのが、ダクト内を流れる空気の通気抵抗の低下の点から好ましい。

前記通気性部材４１Ｂは、通気性を有する部材であり、連通気孔構造の発泡体からなるフィルターフォーム、繊維からなる不織布、フェルト、あるいは網状体などからなる。前記通気性部材４１Ｂは、前記開口部２６Ｂを覆うように前記周壁２７Ｂに載置される。

前記開口蓋体５１Ｂは、前記ダクト２１Ｂの開口部２６Ｂの外周に嵌る枠状の側壁５２Ｂと開口した天面５４Ｂとで構成され、プラスチックで形成されている。前記天面５４Ｂは、前記ダクト２１Ｂの開口部と対向する部位５５Ｂが開口している。前記天面５４Ｂには、前記ダクト２１Ｂの長さ方向Ｌと略直交する通気性部材押圧用リブ５６Ｂが、前記開口部２６Ｂの前記通気性部材支持用リブ２８Ｂと位置を合わせて所定間隔で複数形成され、前記通気性部材押圧用リブ５６Ｂによって、前記天面５４Ｂの開口が複数に仕切られている。さらに、前記通気性部材押圧用リブ５６Ｂには、空気整流フィン６２Ｂがダクト外方へ突出して形成されている。前記空気整流フィン６２Ｂは、前記ダクト２１Ｂの空気吸入側２１１Ｂに位置する空気整流フィン６２Ｂの一端側６２１Ｂよりも前記ダクト２１Ｂの空気出口側２１２Ｂに位置する空気整流フィン６２Ｂの他端側６２２Ｂが、前記ダクト２１Ｂの横断面（図８のＣ２−Ｃ２断面）の中心を通るダクト中心線Ｃへ接近するように傾斜させて設けられている。前記ダクト２１Ｂの外方へ突出した前記空気整流フィン６２Ｂは、前記中心線Ｃに対する角度θ２が９０度未満で適宜設定され、特に２０〜７５度とするのが、ダクト内を流れる空気の通気抵抗の低下の点から好ましい。さらには、前記開口部の外方へ突出した前記空気整流フィン６２Ｂのθ２と、内方へ突出した前記空気整流フィン６１Ｂのθ１を等しくするのが、ダクト内を流れる空気の通気抵抗の低下の点からより好ましい。

前記吸気ダクト１０Ｂは、前記ダクト半体２２Ｂ、２９Ｂの結合により管状のダクト２１Ｂとされ、前記開口部２６Ｂの周壁２７Ｂに前記通気性部材４１Ｂが載置されて前記開口部２６Ｂが通気性部材４１Ｂで塞がれ、前記開口蓋体５１Ｂが前記開口部２６Ｂの周壁２７Ｂに嵌着されることにより形成される。前記通気性部材４１Ｂは、前記ダクト２１Ｂの開口部２６Ｂの周壁２７Ｂ及び通気性部材支持用リブ２８Ｂと前記開口蓋体５１Ｂの天面５４Ｂにおける開口周縁と前記通気性部材押圧用リブ５６Ｂによって挟持される。

前記第１乃至第３実施形態の吸気ダクト１０、１０Ａ、１０Ｂは、図１０の（１０−１）、（１０−２）、（１０−３）に示すように、外部から管壁の通気性部材４１、４１Ａ、４１Ｂを通って吸気ダクト１０、１０Ａ、１０Ｂ内に進入する空気の副流Ｑ２が、前記空気整流フィン６１、６１Ａ、６１Ｂ、６２Ｂにより、吸気ダクト１０、１０Ａ、１０Ｂ内の空気の流れ方向Ｔへ斜めに整流されてダクト内の空気の主流Ｑ１と合流するため、空気の主流Ｑ１のスムーズな流れを妨げず、エンジンへの良好な空気の供給性能が得られる。

管壁に開口部を有しかつ空気整流フィンが無い従来の吸気ダクトと、空気整流フィンを開口部の外側に有する前記吸気ダクト１０と、空気整流フィンを開口部の内側に有する前記吸気ダクト１０Ａと、空気整流フィンを外側と内側の両方に有する前記吸気ダクト１０Ｂを次の構成で成形し、各吸気ダクトについて圧力損失（Ｐａ）を測定した。圧力損失は、図１４の（１４−１）に示すように吸引装置の接続口に吸気ダクトを接続し、４．５ｍ^３／ｍｉｎで吸引して吸気ダクトの後端から２Ｄｅの位置で圧力を測定し、得られた圧力Ａと、（１４−２）に示すように吸引装置に吸気ダクトを接続しないで４．５ｍ^３／ｍｉｎで吸引し、（１４−１）と同位置（吸気ダクトの後端となる位置から２Ｄｅの位置）で圧力を測定し、得られた圧力Ｂとの差：圧力Ａ−圧力Ｂを、ダクト単体の圧力損失（圧損）とした。なお、Ｄｅは等価直径であり、［Ｄｅ＝４×Ａ／Ｗ］で得られる。Ａはダクト部の空気流通方向と直交する方向での断面積、Ｗはダクト部の空気流通方向と直交する方向での内壁長（内周長）である。

各吸気ダクトにおいて共通する構成は、ダクトの材質：ポリプロピレン、ダクトの外径：φ１００ｍｍ、ダクトの内径：φ９６ｍｍ、ダクトの開口部：平面視１９４×４０ｍｍの長方形、通気性部材支持用リブ：６本、開口部内の通気性支持用リブで仕切られた部分の各開口の寸法：２４×４０ｍｍ、通気性部材の材質：ポリプロピレン系のフェルト、通気性部材の寸法（長さ×高さ×幅）：２０４×０．５×７４ｍｍ、開口蓋体の材質：ポリプリピレン、開口蓋体の内側寸法（長さ×高さ×幅）：２０４×１３×７４ｍｍ、通気性部材押圧用リブ：６本である。また、空気整流フィンを有する吸気ダクト１０、１０Ａ、１０Ｂについては、空気整流フィンの寸法（厚み×高さ×幅）：３×８×４０ｍｍ、角度θ：３０度である。

圧力損失（Ｐａ）の測定結果は、空気整流フィンを有しない従来の吸気ダクトが５０．１Ｐａであったのに対し、空気整流フィンを外側に有する吸気ダクトが４７．９Ｐａ、整流フィンを内側に有する吸気ダクトが３６．７Ｐａ、空気整流フィンを外側と内側の両方に有する吸気ダクトが３５．８Ｐａであり、空気整流フィンを有する実施例の吸気ダクトは、空気整流フィンを有しない従来の吸気ダクトに比べて圧力損失が少なかった。したがって、空気整流フィンを有する実施例の吸気ダクトは、ダクトの径を大きくすることなく圧力損失を低下させて、空気供給性能を向上させることができる。

なお、前記実施形態においては、吸気ダクトとして直管状の場合を示したが、本発明の吸気ダクトは、直管状に限られず、エルボ状等、屈曲したものであってもよい。また、ダクトの断面形状も円形に限られず、例えば四角形等のように他の形状であってもよい。

１０、１０Ａ、１０Ｂ 吸気ダクト
２１、２１Ａ、２１Ｂ ダクト
２２、２９、２２Ａ、２９Ａ、２２Ｂ、２９Ｂ ダクト半体
２１１、２１１Ａ、２１１Ｂ ダクトの空気吸入側
２１２、２１２Ａ、２１２Ｂ ダクトの空気出口側
２６、２６Ａ、２６Ｂ 開口部
２８、２８Ａ，２８Ｂ 通気性部材支持用リブ
４１、４１Ａ、４１Ｂ 通気性部材
５１、５１Ａ、５１Ｂ 開口蓋体
５２、５２Ａ、５２Ｂ 開口蓋体の側壁
５４、５４Ａ、５４Ｂ 開口蓋体の天面
５６、５６Ａ、５６Ｂ 通気性部材押圧用リブ
６１、６１Ａ、６１Ｂ、６２Ｂ 空気整流フィン
６１１、６１１Ａ、６１１Ｂ、６２１Ｂ ダクトの空気吸入側に位置する空気整流フィンの一端側
６１２、６１２Ａ、６１２Ｂ、６２２Ｂ ダクトの空気出口側に位置する空気整流フィンの他端側
Ｃ ダクト中心線

Claims (1)

1. ダクトの管壁に開口部が形成され、前記開口部が通気性部材で塞がれた吸気ダクトにおいて、
   前記ダクトの開口部と対向する部分が開口し、前記ダクトの開口部の外周に嵌まって前記通気性部材の縁を前記開口部の周縁との間で挟持する開口蓋体を備え、
   前記ダクトの開口部には、前記ダクトの長さ方向に所定間隔で通気性部材支持用リブが複数形成され、
   前記開口蓋体には、通気性部材押圧用リブが、前記通気性部材支持用リブと位置を合わせて所定間隔で複数形成され、
   前記通気性部材支持用リブには、前記ダクトの開口部の内方へ突出した空気整流フィンを、また前記通気性部材押圧用リブには、前記ダクトの開口部の外方へ突出した空気整流フィンを、前記ダクトの空気吸入側に位置する空気整流フィンの一端側よりも前記ダクトの空気出口側に位置する空気整流フィンの他端側が前記ダクトの一横断面の中心を通るダクト中心線へ接近するように傾斜させて設け、
   前記通気性部材は、前記ダクトの開口部の内方へ突出した空気整流フィンと前記ダクトの開口部の外方へ突出した空気整流フィンとの間に挟まれていることを特徴とする吸気ダクト。

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