JP6547958B2

JP6547958B2 - 吸気ダクト

Info

Publication number: JP6547958B2
Application number: JP2016039303A
Authority: JP
Inventors: 公貴羽柴
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-03-01
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2036-03-01
Also published as: JP2017155644A

Description

この発明は、エンジンの燃焼室に空気を案内する吸気ダクトに関する。

車両の前端にはフロントグリルを有するフロントバンパーが設けられている。このフロントバンパーの車両後方側には、車両前方に向けて開口して空気の導入が可能な導入口を有する吸気ダクトが設けられている。この吸気ダクトは、導入口から導入された空気をエンジンの燃焼室に案内する。

吸気ダクトは、例えば車両が浸水することによって車両前方に向けて開口した導入口から水が浸入することが考えられる。そこで、例えば特許文献１の吸気ダクトでは、吸気ダクトの下壁の一部を構成する可動壁が、導入口から浸入した水の水流によって回動可能に設けられている。この可動壁が回動することで導入口の開口面積を縮小させることで水の浸入を抑えるようになっている。また、可動壁は吸気ダクトの下壁を構成していることから回動することで吸気ダクトの下壁の一部が開口することとなり、その開口から水を排出することができるようになっている。

特開２０１０‐１２１５９４号公報

ところで、上記のような吸気ダクトでは、水の浸入を抑えたり、浸入した水を排出することができるようになっているが、水が吸気ダクトの導入口から浸入する状況下ではその導入口の開口面積が縮小されていることから空気の導入が確保しにくい。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両前方に向けて開口した導入口から水が浸入した場合であっても排水並びに空気の導入を確保することができる吸気ダクトを提供することにある。

上記課題を解決するための吸気ダクトは、車両前方に向けて開口した第１開口部と、前記第１開口部の車両上下方向上端部よりも車両上下方向下側に位置する開口を少なくとも含む第２開口部と、前記第１開口部よりも車両上下方向上側に位置する開口を少なくとも含む第３開口部と、前記第２開口部及び前記第３開口部を塞ぐ閉塞状態と前記第２開口部及び前記第３開口部を開放した開放状態とに切り換え可能に構成され、内部に浸入した水によって作用する力により移動することで前記閉塞状態から前記開放状態に切り換えられる開閉部と、を備える。

上記構成によれば、開閉部は、内部に浸入した水によって作用する力により移動することで第２開口部及び第３開口部が開放された開放状態に切り換えられる。このため、第１開口部から水が浸入した場合に、第１開口部の車両上下方向上端部よりも車両上下方向下側に位置する開口を少なくとも含む第２開口部から水を排出することができ、第１開口部よりも車両上下方向上側に位置する開口を少なくとも含む第３開口部から空気を導入することができる。

吸気ダクトの一実施形態の一部を破断した状態を示す斜視図。同形態の吸気ダクトの開閉部の閉塞状態を示す断面図。同形態の吸気ダクトの開閉部の開放状態を示す断面図。別の形態の吸気ダクトの斜視図。同形態の吸気ダクトの開閉部の閉塞状態を示す断面図。同形態の吸気ダクトの開閉部の開放状態を示す断面図。別の形態の吸気ダクトの断面図。

以下、吸気ダクトの一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１に示すように、車両の吸気ダクト１０は、車両前方のエンジンルーム内に載置されたエンジンにエンジンルーム内に流入した空気を案内するものである。

吸気ダクト１０は、内部が中空筒状のダクト本体１１を有する。
ダクト本体１１は、車両左右方向に延びる形状であり、車両左右方向の一方側の端部（図１において左上側）において空気の導入を行う空気導入部１２と、空気導入部１２において導入された空気を案内する案内部１３とを有する。

図２及び図３に示すように、空気導入部１２は、車両上下方向と垂直な断面と車両前後方向と垂直な断面とがいずれも四角状をなす。空気導入部１２は、車両前後方向の前方に面した前壁１４に形成される第１導入用開口部１５と、車両上下方向の下方に面した下壁１６に形成される排水用開口部１７（図３参照）と、車両前後方向における後方（エンジン側）に面した後壁１８に形成される第２導入用開口部１９とを有する。

図１及び図３に示すように、排水用開口部１７は、前壁１４よりも車両上下方向において下側の下壁１６に設けられているため、第１導入用開口部１５よりも車両上下方向における下側に開口部１７全体が位置する。

図２及び図３に示すように、第２導入用開口部１９は、排水用開口部１７よりも車両上下方向において上側の位置に設けられる。また、第２導入用開口部１９は、その下方側の部分が第１導入用開口部１５の上方側の部分と車両前後方向から視てオーバーラップする位置であって、第２導入用開口部１９の上方側の部分が第１導入用開口部１５と車両前後方向から視てオーバーラップしない位置に形成される。より詳しくは、第２導入用開口部１９は、第１導入用開口部１５の上端部よりも車両上下方向において上側の位置に第２導入用開口部１９の上端部が位置するように形成される。このため、第２導入用開口部１９は、第1導入用開口部１５の上端部から第２導入用開口部１９の上端部までの差Ｇの分だけ車両上下方向において上側、すなわち高い位置にある開口部分を有する。

図１に示すように、案内部１３は、空気導入部１２の下壁１６の端部から斜め上方に延びる傾斜面１３ａを有して空気導入部１２との間に段差Ｄを有するようになっている。このため、第１導入用開口部１５から水が浸入した場合であっても案内部１３側への浸入が抑えられるようになっている。

また、本実施形態のダクト本体１１には、排水用開口部１７及び第２導入用開口部１９を閉塞状態と開放状態とに切り換える開閉部２０を備える。
開閉部２０は、例えば排水用開口部１７の前端部に設けられたヒンジ２１に傾動可能に支持される第１板材２２と、第１板材２２の後端に設けられたヒンジ２３に傾動可能に支持される第２板材２４とを有する。

第２板材２４は、傾動可能に支持するヒンジ２３寄りの位置に、開口部２４ａを有する。
開閉部２０の第１板材２２は、ヒンジ２１に設けられた図示しない付勢部材（例えばコイルばね）によってヒンジ２１の回転軸回り（図２及び図３において反時計回り方向であって図２において矢印Ｙ１で示す方向）に付勢されている。ヒンジ２１は図２に示すように、開閉部２０の第１板材２２が排水用開口部１７を閉塞した状態から第１板材２２が更にヒンジ２１の回転軸回りに移動することを規制するストッパを備えている。

また、開閉部２０の第２板材２４は、ヒンジ２３に設けられた図示しない付勢部材（例えばコイルばね）によって第２板材２４が第１板材２２に対してヒンジ２３の回転軸回り（図２及び図３において時計回り方向であって図２において矢印Ｙ２で示す方向）に付勢されている。このため、開閉部２０の第２板材２４が第２導入用開口部１９を閉塞した状態に保持されている。なお、本実施形態では、第２板材２４が第２導入用開口部１９を閉塞した状態において、第２板材２４と第１板材２２とが略垂直の状態となっている。

また、開閉部２０の第１板材２２に対してヒンジ２１に設けられる前記付勢部材の付勢力に抗する力が作用すると、開閉部２０の第１板材２２がヒンジ２１の回動軸を中心に付勢力とは反対方向（図２及び図３において時計回り方向であって図３において矢印Ｙ３で示す方向）に傾動するようになっている。その結果、排水用開口部１７が開放した状態となり、第１板材２２の傾動にともなって開放された排水用開口部１７から水が排出可能となっている。

また、前記付勢部材の付勢力に抗する力が作用することで開閉部２０（第１板材２２）がヒンジ２１の回動軸を中心に傾動すると、第２板材２４の上端が空気導入部１２の後壁１８に摺接しながら下方に移動する。その結果、第２板材２４がヒンジ２３の回動軸を中心にヒンジ２３に設けられる前記付勢部材の付勢力とは反対方向（図２及び図３において反時計回り方向であって図３において矢印Ｙ４で示す方向）に傾動するようになっている。このとき、第２板材２４によって閉塞されていた第２導入用開口部１９が開放状態となるため、第２導入用開口部１９からエンジンルーム内の空気を導入可能となっている。

以上説明した吸気ダクト１０の構成において課題を解決するための手段の欄に記載した第１開口部、第２開口部、第３開口部はそれぞれ第１導入用開口部１５、排水用開口部１７、第２導入用開口部１９に対応する。

次に、本実施形態の作用を説明する。
図２に示すように、本実施形態の吸気ダクト１０は、通常時においては開閉部２０によって第２導入用開口部１９並びに排水用開口部１７が閉塞状態となっているため、空気導入部１２の第１導入用開口部１５から空気が導入されて案内部１３を介してエンジン側に案内される。

また、図３に示すように例えば車両が被水して吸気ダクト１０の第１導入用開口部１５から水が浸入した場合、開閉部２０に作用する水の力（水が開閉部２０に衝突する際の力や水の自重）によって前記付勢部材による付勢力に抗して開閉部２０の第１板材２２がヒンジ２１の回動軸を中心に傾動し、それに伴って第２板材２４がヒンジ２３の回動軸を中心に傾動する。これにより、第１導入用開口部１５から浸入した水は開閉部２０の傾動に伴って開放された排水用開口部１７から排出される。なお、第２板材２４の開口部２４ａからも排水することができるため排水性向上に寄与する。

その一方で、開閉部２０がヒンジ２１の回動軸中心に傾動することで、第１導入用開口部１５よりも高い位置に形成される第２導入用開口部１９が開放状態とされるため、第１導入用開口部１５から導入できる空気の量が減った場合であっても第２導入用開口部１９から空気が導入される。より詳しくは、第１導入用開口部１５の上端部と同程度の水位の水がダクト本体１１内に浸入した場合、第１導入用開口部１５から導入できる空気の量が略ゼロとなるが、第２導入用開口部１９が第１導入用開口部１５の上端部よりも車両上下方向上側の位置に開口する部分からエンジン側の空気が導入される。

そして、吸気ダクト１０内の水が排水用開口部１７から排出されると前記付勢部材の付勢力に抗する力（水によって開閉部２０に作用する力）が減少する。その結果、開閉部２０の第１板材２２が前記付勢部材の付勢力によってヒンジ２１の回動軸中心に排水用開口部１７を閉塞する方向に傾動し、更に第２板材２４がヒンジ２３の回動軸を中心に第２導入用開口部１９を閉塞する方向に傾動することで開閉部２０によって排水用開口部１７及び第２導入用開口部１９が閉塞状態となる。

上述した吸気ダクト１０によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）開閉部２０は、ダクト本体１１内に浸入した水によって作用する力によりダクト本体１１に対して相対移動することで排水用開口部１７及び第２導入用開口部１９が開放された開放状態に切り換えられる。このため、第１導入用開口部１５から水が浸入した場合であっても、排水用開口部１７から水を排出することができ、第２導入用開口部１９から空気を導入することができる。

（２）また、ダクト本体１１内に水が浸入していない状態においてはエンジン側に位置する第２導入用開口部１９が閉塞状態であるため、エンジン側の温度の高い空気が第２導入用開口部１９から吸気ダクト１０内に導入されない。

なお、上述の実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・図４〜図６に示すように、吸気ダクト１０は、ダクト本体３０と開閉部３１とを有する。ダクト本体３０は、空気導入部３２と四角筒状の案内部３３とを有する。

空気導入部３２は、車両上下方向において上側に位置する上壁３２ａと、上壁の車両左右方向両側から下方に延出する側壁３２ｂとを有して断面が略Ｕ字状をなすように構成される。

空気導入部３２には、空気導入部３２の側壁３２ｂに開閉部３１がヒンジ３４の回動軸を中心として傾動可能に取り付けられている。空気導入部３２はその下方に開閉部３１が取り付けられることで略筒状をなすように構成される。ダクト本体３０の空気導入部３２に開閉部３１を取り付けた状態における車両前後方向の前側に、第１開口部としての第１導入用開口部３５が形成されている。第１導入用開口部３５は車両前後方向における前方側へ向けて開口しており、第１導入用開口部３５から吸気ダクト１０内に導入されてエンジンに案内される。

また、ダクト本体３０の空気導入部３２に開閉部３１を取り付けた状態であって車両前後方向の後側に第２開口部としての排水用開口部３６が設けられている。
排水用開口部３６は、その全体が第１導入用開口部３５の車両上下方向上端部よりも車両上下方向下側に位置するようになっている。

また、空気導入部３２の各側壁３２ｂには、車両左右方向両側へ向けて開口した第３開口部としての第２導入用開口部３７が設けられている。なお、第２導入用開口部３７は、上記実施形態の第２導入用開口部１９と同様に、第１導入用開口部３５の上端部よりも車両上下方向において上側の位置に第２導入用開口部３７の上端部が位置するように設けられる。このため、第２導入用開口部３７は、第1導入用開口部３５の上端部から第２導入用開口部３７の上端部までの差Ｇの分だけ車両上下方向において上側、すなわち高い位置にある開口部分を有する。

図５及び図６に示すように、開閉部３１は、第１板材３８と、第１板材３８に対して傾斜する第２板材３９と、第２板材３９の車両左右方向両側に設けられる閉塞部４０とを有する。第１板材３８と第２板材３９との間には前記ダクト本体３０に回動可能に支持されるヒンジ３４が設けられ、ヒンジ３４の回動軸を中心として第１板材３８及び第２板材３９とが傾動可動に支持される。

閉塞部４０は、第２板材３９の車両左右方向両端部から第２板材３９に対して略直交するように形成される。閉塞部４０は、略半円板状をなすよう構成される。閉塞部４０は開閉部３１の傾動範囲における位置によって空気導入部３２の車両左右方向両側の側壁３２ｂに設けられる第２導入用開口部３７を閉塞状態と開放状態とを切り換えるために用いられる。

ここで、上述の開閉部３１は、図示しない付勢部材（例えばコイルばね等）によってヒンジ３４の回動軸回り（図５及び図６において反時計回り方向であって図５において矢印Ｙ５で示す方向）に付勢されている。開閉部３１は、通常時においては図５に示すように第２板材３９が案内部３３の下壁３３ａの端部と当接した位置に保持されている。この状態では、第１板材３８がダクト本体３０の上壁（空気導入部３２の上壁３２ａ）に対して平行に配置されるとともに、第２板材３９が車両前後方向における後側に向かうに従って上昇するように傾斜して配置される構成となっている。このとき、開閉部３１の閉塞部４０は、第２導入用開口部３７を塞いで閉塞状態とする。

また、開閉部３１に対して前記付勢部材の付勢力に抗する力が作用すると、開閉部３１がヒンジ３４の回動軸を中心に付勢力とは反対方向（図５及び図６において時計回り方向であって図６において矢印Ｙ６で示す方向）に傾動するようになっている。これにより、開閉部３１の第１板材３８の前端が上昇して第１導入用開口部３５の断面積が縮小されるとともに、第１導入用開口部３５の第２板材３９の後端が下降することで排水用開口部３６が開放状態となる。このとき、閉塞部４０も下降することで、第２導入用開口部３７が開放された開放状態となる。つまり、開閉部３１が付勢力に抗して傾動することで排水用開口部３６及び第２導入用開口部３７が開放状態となる。これにより、第１導入用開口部３５から水が浸入した場合であっても開閉部３１に作用する水の力（水が開閉部３１に衝突する際の力や水の自重）によって開閉部３１が付勢力に抗してヒンジ３４の回動軸を中心に傾動することで排水用開口部３６から水を排出することができ、第２導入用開口部３７から空気を導入することができる。

そして、吸気ダクト１０内の水が排水用開口部３６から排出されると前記付勢部材の付勢力に抗する力（水によって開閉部３１に作用する力）が減少する。その結果、開閉部３１が前記付勢力によってヒンジ３４の回動軸中心に排水用開口部３６及び第２導入用開口部３７を閉塞する方向に傾動し、開閉部３１の第２板材３９及び閉塞部４０によって排水用開口部３６及び第２導入用開口部３７が閉塞状態となる。

・上記実施形態では、排水用開口部１７を下壁１６に設ける構成としたが、これに限らず、図７に示すように排水用開口部１７に相当する排水用開口部４１を後壁１８に設ける構成としてもよい。即ち、後壁１８に排水用開口部４１と第２導入用開口部１９に相当する第２導入用開口部４２とを有する構成としてもよい。第２導入用開口部４２は排水用開口部４１よりも車両上下方向における上側に開口部４２全体が位置する。また、第２導入用開口部４２は、第1導入用開口部１５に相当する第１導入用開口部４３の上端部から第２導入用開口部４２の上端部までの差Ｇの分だけ車両上下方向において上側、すなわち高い位置にある開口部分を有する。

図７に示すように、開閉部４４は、後壁１８の排水用開口部４１と第２導入用開口部４２との間に設けられたヒンジ４５の回動軸を中心に傾動可能に支持される。開閉部４４は、第１板材４６と、第１板材４６と略平行な第２板材４７と、第１板材４６の端部及び第２板材４７の端部とを接続するとともにヒンジ４５に支持される接続部４８とを有する。

ここで、上述の開閉部４４は、図示しない付勢部材（例えばコイルばね等）によってヒンジ４５の回動軸回り（図７において矢印Ｙ７で示す方向）に付勢されている。このため、開閉部４４は、通常時においては図７に示すように第１板材４６が後壁１８の後面１８ａと当接して排水用開口部４１を閉塞し、第２板材４７が後壁１８の前面１８ｂと当接して第２導入用開口部４２を閉塞した状態で保持されている。

また、開閉部４４に対して前記付勢部材の付勢力に抗する力が作用すると、開閉部４４がヒンジ４５の回動軸を中心に付勢力とは反対方向（矢印Ｙ７とは反対方向）に傾動するようになっている。このとき、開閉部４４の第１板材４６が後壁１８の後面１８ａと離間することで排水用開口部４１が開放され、第２板材４７が後壁１８の前面１８ｂと離間することで第２導入用開口部４２が開放された開放状態となる。これにより、第１導入用開口部４３から水が浸入した場合であっても開閉部４４の第１板材４６に作用する水の力（水が開閉部４４に衝突する際の力や水の自重）によって開閉部４４が付勢力に抗してヒンジ４５の回動軸を中心に傾動することで排水用開口部４１から水を排出することができ、第２導入用開口部４２から空気を導入することができる。

・上記実施形態では、第２導入用開口部１９の下方側の部分が第１導入用開口部１５の上方側の部分と車両前後方向から視てオーバーラップする位置であって、第２導入用開口部１９の上方側の部分が第１導入用開口部１５と車両前後方向から視てオーバーラップしない位置となるように第２導入用開口部１９を設けることとしたが、これに限らない。例えば、第２導入用開口部１９全体が第１導入用開口部１５よりも車両上下方向において上側となる位置に第２導入用開口部１９を設ける構成を採用してもよい。

また、上述した第１導入用開口部３５と第２導入用開口部３７についても同様に第２導入用開口部３７全体が第１導入用開口部３５よりも車両上下方向において上側となる位置に第２導入用開口部３７を設ける構成を採用してもよい。

また、第１導入用開口部４３と第２導入用開口部４２についても同様に第２導入用開口部４２全体が第１導入用開口部４３よりも車両上下方向において上側となる位置に第２導入用開口部４２を設ける構成を採用してもよい。

・上記実施形態並びに上記別の形態では、開閉部２０，３１，４４の傾動動作によって第２導入用開口部１９，３７，４２と排水用開口部１７，３６，４１とを閉塞状態と開放状態とで切り換える構成としたが、これに限らない。例えば開閉部の車両上下方向のスライド動作によって第２導入用開口部と排水用開口部とを閉塞状態と開放状態とで切り換える構成としてもよい。

１０…吸気ダクト、１５…第１開口部としての第１導入用開口部、１７…第２開口部としての排水用開口部、１９…第３開口部としての第２導入用開口部、２０…開閉部、３１…開閉部、３５…第１開口部としての第１導入用開口部、３６…第２開口部としての排水用開口部、３７…第３開口部としての第２導入用開口部、４１…第２開口部としての排水用開口部、４２…第３開口部としての第２導入用開口部、４３…第１開口部としての排水用開口部、４４…開閉部。

Claims

車両前方に向けて開口した第１開口部と、
前記第１開口部の車両上下方向上端部よりも車両上下方向下側に位置する開口を少なくとも含む第２開口部と、
前記第１開口部よりも車両上下方向上側に位置する開口を少なくとも含む第３開口部と、
前記第２開口部及び前記第３開口部を塞ぐ閉塞状態と前記第２開口部及び前記第３開口部を開放した開放状態とに切り換え可能に構成され、内部に浸入した水によって作用する力により移動することで前記閉塞状態から前記開放状態に切り換えられる開閉部と、
を備えたことを特徴とする吸気ダクト。