JP6456991B2 - 自動車用エアクリーナの吸気構造 - Google Patents

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Description

本発明は、ボンネットフードの下方のエンジンルームに配置されたエアクリーナのケーシングの内部にインテークダクトを介して新気を吸入する自動車用エアクリーナの吸気構造に関する。
自動車のボンネットフードの下面に弾性部材よりなる空気ダクトを取り付け、ボンネットフードの下面と空気ダクトとの間に空気案内通路を構成することで、エンジンルーム内の新気を前記空気案内通路を介してエアクリーナの空気取入口に導くものが、下記特許文献1により公知である。
特許第4616867号公報
ところで、エアクリーナが配置されるエンジンルームの内部にはエンジンおよびトランスミッションに加えて種々の補機類が配置されていて余剰スペースが殆ど存在しないため、エアクリーナに新気を導入するインテークダクトの通路断面積を大きく確保することが困難である。そのために、インテークダクトの通路断面積が小さくなって新気の流通抵抗が増加してしまい、エンジンの吸気効率が低下する原因となる可能性がある。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エンジンルームの内部に配置されるエアクリーナに新気を供給するインテークダクトの通路断面積を最大限に確保することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、ボンネットフードの下方のエンジンルームに配置されたエアクリーナのケーシングの内部にインテークダクトを介して新気を吸入する自動車用エアクリーナの吸気構造であって、前記インテークダクトは、エンジンルームの新気を吸入する入口開口部と、吸入した新気を前記ケーシング内に供給する出口開口部と、前記入口開口部および前記出口開口部を接続するダクト本体部とを備えて弾性材料で構成され、前記ダクト本体部は前記ケーシングの表面に接触するように配置され、前記入口開口部の周囲はフロントバルクヘッドおよび前記ケーシングに固定されることを特徴とする自動車用エアクリーナの吸気構造が提案される。
また請求項に記載された発明によれば、請求項の構成に加えて、内部にエレメントを収納する前記ケーシングは、車体に固定されるケーシング本体と、前記ケーシング本体の上面開口部に開閉可能に結合されるカバーとを備え、前記インテークダクトは前記カバーの表面に接触することを特徴とする自動車用エアクリーナの吸気構造が提案される。
また請求項に記載された発明によれば、請求項1または請求項の構成に加えて、前記インテークダクトの前記入口開口部はシール部材を介して前記ボンネットフードの下面に当接することを特徴とする自動車用エアクリーナの吸気構造が提案される。
また請求項に記載された発明によれば、請求項1〜請求項の何れか1項の構成に加えて、前記ボンネットフードは前記インテークダクトの前記入口開口部に新気を導くガイド壁を備えることを特徴とする自動車用エアクリーナの吸気構造が提案される。
また請求項に記載された発明によれば、請求項1〜請求項の何れか1項の構成に加えて、前記エアクリーナは車体に設けたネジ部に上方からボルトで締結され、前記ボルトは非締結状態で前記ケーシングに軸方向移動自在かつ径方向移動自在にフローティング支持されることを特徴とする自動車用エアクリーナの吸気構造が提案される。
また請求項6に記載された発明によれば、ボンネットフードの下方のエンジンルームに配置されたエアクリーナのケーシングの内部にインテークダクトを介して新気を吸入する自動車用エアクリーナの吸気構造であって、前記インテークダクトは、エンジンルームの新気を吸入する入口開口部と、吸入した新気を前記ケーシング内に供給する出口開口部と、前記入口開口部および前記出口開口部を接続するダクト本体部とを備えていて、前記ダクト本体部は前記ケーシングの表面に接触するように配置され、前記エアクリーナは、車体に設けたネジ部に上方からボルトで締結され、前記ボルトは非締結状態で前記ケーシングに軸方向移動自在かつ径方向移動自在にフローティング支持されることを特徴とする自動車用エアクリーナの吸気構造が提案される。
また請求項7に記載された発明によれば、請求項5または請求項6の構成に加えて、前記ケーシングは前記ボルトの近傍に設けられた位置決め穴を備え、前記位置決め穴は車体に設けた位置決めピンに上方から嵌合可能であることを特徴とする自動車用エアクリーナの吸気構造が提案される。
なお、実施の形態のウエルドナット43は本発明のネジ部に対応する。
請求項1,6の構成によれば、ボンネットフードの下方のエンジンルームに配置されたエアクリーナのケーシングの内部にインテークダクトを介して新気が吸入される。インテークダクトは、エンジンルームの新気を吸入する入口開口部と、吸入した新気をケーシング内に供給する出口開口部と、入口開口部および出口開口部を接続するダクト本体部とを備え、ダクト本体部はケーシングの表面に接触するように配置されるので、エンジンルームの狭い空間にエアクリーナおよびインテークダクトを配置したときに、エアクリーナのケーシングおよびインテークダクト間に無駄空間が形成されるのを防止し、インテークダクトの通路断面積を最大限に確保して吸気効率を高めることができる。
また更に請求項の構成によれば、インテークダクトは弾性材料で構成され、入口開口部の周囲はフロントバルクヘッドおよびケーシングに固定されるので、ボンネットフードの上面に歩行者が乗り上げたときに、ボンネットフードは弾性材料よりなるインテークダクトに邪魔されることなく下向きに変形して衝撃を吸収することができるだけでなく、インテークダクトに作用する吸気負圧で弾性材料よりなるインテークダクトの入口開口部が潰れ変形するのを防止することができる。
また請求項の構成によれば、内部にエレメントを収納するケーシングは、車体に固定されるケーシング本体と、ケーシング本体の上面開口部に開閉可能に結合されるカバーとを備え、インテークダクトはカバーの表面に接触するので、弾性材料よりなるインテークダクトを弾性変形させながらカバーをケーシング本体に対して開くことで、エレメントの交換作業が容易になる。
また請求項の構成によれば、インテークダクトの入口開口部はシール部材を介してボンネットフードの下面に当接するので、ボンネットフードの上面に歩行者が乗り上げたときに、ボンネットフードは弾性材料よりなるインテークダクトだけでなくシール部材を変形させながら下向きに変形して衝撃を吸収することができるだけでなく、エンジンルームの高温の空気がインテークダクトの入口開口部から吸入されるのをシール部材により阻止することができる。
また請求項の構成によれば、ボンネットフードはインテークダクトの入口開口部に新気を導くガイド壁を備えるので、ボンネットフードを利用してインテークダクトに連なるガイド壁を構成できるだけでなく、ガイド壁によってインテークダクトの入口開口部に新気をスムーズに案内することができる。
また請求項5,6の構成によれば、エアクリーナは車体に設けたネジ部に上方からボルトで締結され、ボルトは非締結状態でケーシングに軸方向移動自在かつ径方向移動自在にフローティング支持されるので、狭いエンジンルーム内でボルトを回転させてエアクリーナを締結する作業を行うときに、ボルトがエアクリーナから脱落するのを防止して作業性を高めることができる。
また請求項7の構成によれば、ケーシングはボルトの近傍に設けられた位置決め穴を備え、位置決め穴は車体に設けた位置決めピンに上方から嵌合可能であるので、位置決め穴を位置決めピンに上方から嵌合させてケーシングを位置決めすることで、ボルトをネジ部に螺合する作業が一層容易になる。
エアクリーナが搭載された自動車のエンジンルームの縦断面図。 図1の2方向矢視図。 図1の3方向矢視図。 エアクリーナの斜視図。 図1に対応する作用説明図。 図2の6−6線断面図。 図4の7−7線断面図。
以下、図1〜図7に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、本明細書において前後方向、左右方向(車幅方向)および上下方向とは、運転席に着座した乗員を基準として定義される。
図1〜図4に示すように、自動車用のエアクリーナ11の合成樹脂製のケーシング12は、上向きに開放する容器状のケーシング本体13と、下向きに開放する容器状のカバー14とを結合して構成される。ケーシング本体13の前部に形成した左右一対の係合凹部13a,13a(図1および図5参照)に、カバー14の前部に形成した左右一対の係合突起14a,14a(図1および図5参照)を係合させた状態で、ケーシング本体13の後部に設けた2個のクリップ15,15を、カバー14の後部に形成したフランジ14bに係合させることで、ケーシング本体13にカバー14が開閉自在に結合される。ケーシング本体13の上面開口部には新気中の塵を濾過するためのエレメント16が支持されており、カバー14を閉じた状態で、ケーシング本体13の内面およびエレメント16間にダーティチャンバ17(図5参照)が区画されるとともに、カバー14の内面およびエレメント16間にクリーンチャンバ18(図5参照)が区画される。
ケーシング本体13の前面に上下方向に延びる筒状の入口ダクト部13bが一体に形成されており、入口ダクト部13bの下端はダーティチャンバ17に連通し、入口ダクト部13bの上端はインテークダクト19に連結される。またカバー14の右側面には車幅方向に延びる筒状の出口ダクト部14cが一体に形成されており、出口ダクト部14cの左端はクリーンチャンバ18に連通し、出口ダクト部14cの右端は図示せぬダクト部材を介してターボチャージャに接続される。
インテークダクト19は弾性を有するゴム製であり、上下方向に延びる筒状のダクト本体部19aと、ダクト本体部19aの上端から前方に張り出して上向きに開放する皿状の入口開口部19bと、ダクト本体部19aの下端に形成されてケーシング本体13の入口ダクト部13bに複数のリベット20…で締結される出口開口部19cとを備える。ダクト本体部19aの左右両側面には、カバー14の上面に突設した左右一対のヒンジブラケット14d,14dを枢支する左右一対のヒンジピン21,21が設けられており、カバー14の後部はヒンジピン21,21を支点にして上方に揺動可能である。またカバー14を閉じた状態で、インテークダクト19のダクト本体部19aの後壁19dとカバー14の前壁14eとは隙間なく当接する(図1参照)。
エアクリーナ11の前方には左右一対の側部部材22,22と、左右の側部部材22,22の上端間を車幅方向に接続する上部部材23とを備えるフロントバルクヘッド24が配置されており、フロントバルクヘッド24の上部部材23から前方に突出するステー25…にラジエータ26の上端が支持される。ラジエータ26の前方に配置されたフロントグリル27の上端と、フロントバルクヘッド24の上部部材23とが、略水平方向に延びる平坦なグリルカバー28で接続されており、グリルカバー28の後縁に後方に向けてU字状に開放する切欠き28aが形成される。
一方、インテークダクト19の入口開口部19bには、前方に向けてU字状に開放するフランジ19eが形成されており、グリルカバー28のU字状の切欠き28aと、インテークダクト19の入口開口部19bのU字状のフランジ19eとが相互に対向する状態で、インテークダクト19の入口開口部19bの前端が2本のボルト29,29でフロントバルクヘッド24の上部部材23に締結される。
グリルカバー28の切欠き28aと、インテークダクト19のフランジ19eとに跨がるように、弾性を有する紐状のシール部材30が装着される。このとき、グリルカバー28の切欠き28aの左辺に対応する部分でシール部材30の一部が切除されている。そしてシール部材30の切除部の後端位置に対応するインテークダクト19の入口開口部19bの上面に、上方に突出して車幅方向に延びる仕切り壁19fが形成される。
エンジンルームを覆うボンネットフード31は、車体外側のスキン32と車体内側のフレーム33とを結合して構成されるもので、シール部材30はボンネットフード31のフレーム33の下面に当接する。このとき、フレーム33のシール部材30に囲まれた部分には上向きに凹むガイド壁33aが形成されており、このガイド壁33aによりインテークダクト19の入口開口部19bに新気を案内する案内通路34(図1参照)が構成される。
図1および図2に示すように、エアクリーナ11のケーシング本体13の後面に一体に突設したブラケット13cにゴムブッシュ35が装着されており、このゴムブッシュ35を上から下に貫通するボルト36を、エンジンルーム内のフレーム部材37に設けたウエルドナット38に螺合することで、エアクリーナ11のケーシング本体13の後部が固定される。
図1、図2および図6に示すように、エアクリーナ11のケーシング本体13の前部下面に一体に突設されたブラケット39は、相互に平行に配置された上壁部39aおよび下壁部39bを備えており、上壁部39aにはU字状の工具挿入穴39cが形成され、下壁部39bにはU字状の切欠き39dが形成される。下壁部39bの切欠き39dにはゴムブッシュ40が嵌合しており、ゴムブッシュ40を上から下に貫通するボルト41は、エンジンルーム内のフレーム部材42に設けたウエルドナット43に螺合可能である。ボルト41は頭部41a、軸部41bおよび雄ねじ部41cを備えており、頭部41aおよび雄ねじ部41cよりも小径の軸部41bにワッシャ44が支持される。ワッシャ44は軸部41bに沿って自由に移動可能であるが、頭部41aおよび雄ねじ部41cを通過できないため、ボルト41から脱落することはない。このボルト41は、ワッシャ44がゴムブッシュ40の上面および上壁部39aの下面間に挟まれるように、ゴムブッシュ40を上から下に貫通する。
図1および図7に示すように、エアクリーナ11のケーシング本体13の前部下面のブラケット39に隣接する位置に突起部45が一体に形成されており、この突起部45の下面に位置決め穴45aが形成される。またエンジンルーム内の不図示のフレーム部材には、突起部45の下面の位置決め穴45aに嵌合可能な位置決めピン46が立設される。位置決めピン46の先端部46aは尖っており、また位置決めピン46の下半部は段差部46bを介して大径になっている。
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
フロントグリル27を通過した走行風のうち、ラジエータ26の上方を迂回する低温の走行風は、ボンネットフード31のフレーム33を上向きに凹ませたガイド壁33aに案内され、ガイド壁33aに対向するように開口するインテークダクト19の入口開口部19bに吸い込まれる。インテークダクト19の入口開口部19bに吸い込まれた新気は、インテークダクト19のダクト本体部19aから出口開口部19cを経てエアクリーナ11のケーシング本体13の入口ダクト部13bに吸い込まれ、そこからケーシング本体13内のダーティチャンバ17およびエレメント16を通過して清浄化された後、カバー14内のクリーンチャンバ18およびカバー14の出口ダクト部14cを経てエンジンの供給される。
このとき、ボンネットフード31のフレーム33のガイド壁33aはインテークダクト19の入口開口部19bに新気を導くガイド壁を構成するので、既存のボンネットフード31を利用してインテークダクト19の入口開口部19bに新気をスムーズに案内することができる。またインテークダクト19にはラジエータ26の上方を迂回した低温の吸気が供給されるため、新気の温度上昇によるエンジンの出力低下が回避されるだけでなく、インテークダクト19の入口開口部19bとボンネットフード31の下面との間がシール部材30によりシールされるので、ラジエータ26を通過した高温の空気やエンジンの周辺の高温の空気がインテークダクト19に吸い込まれるのを一層確実に防止することができる。
また走行風に含まれる水がインテークダクト19に吸い込まれるとエンジンに悪影響があるが、シール部材30の一部が切り欠かれており、かつインテークダクト19の入口開口部19bにダクト本体部19aとの間を仕切る仕切り壁19fが形成されているため、走行風に含まれる水を仕切り壁19fで遮ってシール部材30の切り欠き部分からエンジンルーム内に排出することができる。
ところで、エンジンルームの内部にはエンジンおよびトランスミッションに加えて種々の補機類が配置されていて余剰スペースが殆ど存在しないため、インテークダクト19の通路断面積を充分に確保することが困難であり、エアクリーナ11に充分な量の新気を供給できなくなる可能性がある。しかしながら本実施の形態によれば、インテークダクト19を弾性を有するゴム製とし、そのダクト本体部19aの後壁19dをエアクリーナ11のカバー14の前壁14eに弾性的に当接させたので、エアクリーナ11およびインテークダクト19間に無駄空間が形成されるのを防止し、インテークダクト19の通路断面積を最大限に確保して吸気効率を高めることができる。
またインテークダクト19を弾性を有するゴム製としたことにより、種々の作用効果を得ることができる。すなわち、図5に示すように、クリップ15,15を外してエアクリーナ11のカバー14の後部をヒンジピン21,21まわりに上向きに揺動させ、ケーシング本体13およびカバー14間の形成された隙間からエレメント16を交換するとき、カバー14がインテークダクト19に密着していても、ゴム製のインテークダクト19が弾性変形することでカバー14を容易に揺動させることが可能となり、エレメント16の交換作業を容易に行うことができる。
また歩行者がボンネットフード31の上面に乗り上げたとき、ボンネットフード31は下方に潰れて衝撃を吸収する機能を有するが、ボンネットフード31の下面に硬質の部材が対向していると、ボンネットフード31が下方に潰れ難くなって衝撃吸収性能が低下する虞がある。しかしながら本実施の形態によれば、ボンネットフード31の下面に弾性変形可能なシール部材30が当接し、そのシール部材30の下方に弾性変形可能なインテークダクト19が位置するため、それらのシール部材30およびインテークダクト19を弾性変形させながらボンネットフード31は容易に潰れることが可能になり、充分な衝撃吸収性能が確保される。
またインテークダクト19が弾性材料で構成されていると、インテークダクト19に作用する吸気負圧により入口開口部19bの近傍が潰れ変形して通路断面積が減少してしまう可能性があるが、インテークダクト19の入口開口部19bの前部は2本のボルト29,29でフロントバルクヘッド24の上部部材23に固定され、かつインテークダクト19の入口開口部19bの後部は2本のヒンジピン21,21を介してエアクリーナ11のカバー14のヒンジブラケット14d,14dに固定されるので、吸気負圧によるインテークダクト19の潰れを未然に防止して通路断面積を確保することができる。
エアクリーナ11を車体に取り付ける作業は以下の手順で行われる。
予め組み立てられたエアクリーナ11をエンジンルーム内の所定位置に上方から挿入し、図7に示すように車体側に設けられた位置ピン46に、ケーシング本体13の突起部45の位置決め穴45aを嵌合させる。このとき、位置ピン46が上方から目視不能であっても、位置ピン46の先端部46aは尖っているので、突起部45の位置決め穴45aを容易に嵌合させることができる。このようにして位置ピン46に位置決め穴45aを嵌合させると、突起部45の下面が位置決めピン46の段差部46bに当接するため、エアクリーナ11の重量を位置決めピン46を介して車体で支持することが可能になり、作業者がエアクリーナ11の重量を手で支持する必要がなくなって作業性が向上する。
続いて、エアクリーナ11の位置を前後方向および左右方向に微調整して、予めブラケット39に軸方向および径方向に移動可能にフローティング支持されたボルト41の先端をウエルドナット43のねじ穴に一致させた後、工具でボルト41を回転させて締結することで、エアクリーナ11の前部を車体に固定する。このとき、仮にボルト41がワッシャ44を備えていないと、ボルト41の先端をウエルドナット43のねじ穴に一致させる作業を行っている間に、フレーム42に当接したボルト41が押し上げられてブラケット39から脱落してしまう可能性があるが、本実施の形態によれば、ボルト41が押し上げられたときにワッシャ44がブラケット39の上壁部39aに当接することで、ボルト41がそれ以上に移動できなくなってブラケット39からの脱落が防止される。
エアクリーナ11の後部はボルト36で他のフレーム部材37に締結されるが、そのボルト39はエンジンルーム内の高い位置にあって障害物が存在しないために締結作業は容易である。
以上のように、狭いエンジンルーム内の目視が困難な位置や、手が届き難い位置でボルト41の締結作業を行う場合であっても、先ず位置ピン46および位置決め穴45aによりエアクリーナ11を位置決めし、続いてエアクリーナ11に脱落不能にフローティング支持されたボルト41をウエルドナット43に螺合して締結することで、エアクリーナ11を組み付け作業をスムーズに行うことができる。しかも組み付け作業の完了後も、位置決めピン46はエアクリーナ11の姿勢を規制し続けるので、エアクリーナ11を車体に一層強固に固定することができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、実施の形態ではインテークダクト19のダクト本体部19aの後壁19dをエアクリーナ11のケーシング12のカバー14の前壁14eに当接させているが、インテークダクト19のダクト本体部19aの任意の位置をエアクリーナ11のケーシング12の任意の位置に当接させても良い。
11 エアクリーナ
12 ケーシング
13 ケーシング本体
14 カバー
19 インテークダクト
19a ダクト本体部
19b 入口開口部
19c 出口開口部
24 フロントバルクヘッド
30 シール部材
31 ボンネットフード
33a ガイド壁
41 ボルト
43 ウエルドナット(ネジ部)
45a 位置決め穴
46 位置決めピン

Claims (7)

  1. ボンネットフード(31)の下方のエンジンルームに配置されたエアクリーナ(11)のケーシング(12)の内部にインテークダクト(19)を介して新気を吸入する自動車用エアクリーナの吸気構造であって、
    前記インテークダクト(19)は、エンジンルームの新気を吸入する入口開口部(19b)と、吸入した新気を前記ケーシング(12)内に供給する出口開口部(19c)と、前記入口開口部(19b)および前記出口開口部(19c)を接続するダクト本体部(19a)とを備えて弾性材料で構成され、前記ダクト本体部(19a)は前記ケーシング(12)の表面に接触するように配置され、前記入口開口部(19b)の周囲はフロントバルクヘッド(24)および前記ケーシング(12)に固定されることを特徴とする自動車用エアクリーナの吸気構造。
  2. 内部にエレメント(16)を収納する前記ケーシング(12)は、車体に固定されるケーシング本体(13)と、前記ケーシング本体(13)の上面開口部に開閉可能に結合されるカバー(14)とを備え、前記インテークダクト(19)は前記カバー(14)の表面に接触することを特徴とする、請求項に記載の自動車用エアクリーナの吸気構造。
  3. 前記インテークダクト(19)の前記入口開口部(19b)はシール部材(30)を介して前記ボンネットフード(31)の下面に当接することを特徴とする、請求項1または請求項に記載の自動車用エアクリーナの吸気構造。
  4. 前記ボンネットフード(31)は前記インテークダクト(19)の前記入口開口部(19b)に新気を導くガイド壁(33a)を備えることを特徴とする、請求項1〜請求項の何れか1項に記載の自動車用エアクリーナの吸気構造。
  5. 前記エアクリーナ(11)は車体に設けたネジ部(43)に上方からボルト(41)で締結され、前記ボルト(41)は非締結状態で前記ケーシング(12)に軸方向移動自在かつ径方向移動自在にフローティング支持されることを特徴とする、請求項1〜請求項の何れか1項に記載の自動車用エアクリーナの吸気構造。
  6. ボンネットフード(31)の下方のエンジンルームに配置されたエアクリーナ(11)のケーシング(12)の内部にインテークダクト(19)を介して新気を吸入する自動車用エアクリーナの吸気構造であって、
    前記インテークダクト(19)は、エンジンルームの新気を吸入する入口開口部(19b)と、吸入した新気を前記ケーシング(12)内に供給する出口開口部(19c)と、前記入口開口部(19b)および前記出口開口部(19c)を接続するダクト本体部(19a)とを備えていて、前記ダクト本体部(19a)は前記ケーシング(12)の表面に接触するように配置され、
    前記エアクリーナ(11)は、車体に設けたネジ部(43)に上方からボルト(41)で締結され、前記ボルト(41)は非締結状態で前記ケーシング(12)に軸方向移動自在かつ径方向移動自在にフローティング支持されることを特徴とする自動車用エアクリーナの吸気構造。
  7. 前記ケーシング(12)は前記ボルト(41)の近傍に設けられた位置決め穴(45a)を備え、前記位置決め穴(45a)は車体に設けた位置決めピン(46)に上方から嵌合可能であることを特徴とする、請求項5または請求項6に記載の自動車用エアクリーナの吸気構造。
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