JP6603093B2 - 車載エンジンの吸気ダクト - Google Patents

Description

本発明は、車載エンジンに空気を案内する吸気ダクトに関するものである。

自動車などの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する態様で、エンジンに空気を案内する吸気ダクトが設けられている。この吸気ダクトには、エンジンルーム内に流入する空気の一部が流入する。

特許文献１には、吸気ダクトの開口がフロントバンパーの開口であるフロントグリルよりも車両上方側に配置された車両において、吸気ダクトの下方に、フロントバンパーとの隙間を埋めるように延びて吸気ダクトの開口とフロントグリルとの間を仕切るシールプレートを設けることが提案されている。こうした車両では、フロントグリルからエンジンルーム内に流入した水が車両上方に巻き上げられた場合であっても、シールプレートによって水が堰き止められ、その水のシールプレートよりも車両上方側への移動が規制されるため、吸気ダクト内への水の侵入が抑えられて、エンジンへの水の吸入が抑えられるようになる。

特開２００７−３１４００８号公報

ここで、吸気ダクトが、その開口の高さとフロントグリルの高さとが略同一になる状態で配置される場合がある。こうした場合に、上記のように吸気ダクトの開口とフロントグリルとの間を仕切るシールプレートを設けると、吸気ダクトをシールプレートで塞ぎ、吸気ダクトへの空気の流入を阻害することになってしまう。そのため、こうした場合には、上記のようにシールプレートを設けることができない。また、冠水路を走行する場合のように、吸気ダクトの開口の位置まで水面が到達するような場合には、吸気ダクトの開口とフロントグリルとの間にシールプレートを設けていたとしても、吸気ダクトへの水の浸入を回避することはできない。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気ダクト内に水が侵入する場合であってもエンジンへの水の吸入を抑えることのできる車載エンジンの吸気ダクトを提供することにある。

上記課題を達成するための車載エンジンの吸気ダクトは、車両幅方向に延びる形状の吸気経路部と、前記吸気経路部における、車両前後方向において互いにオーバーラップする位置に設けられており、車両前方側に向けて開口する前方開口および車両後方側に向けて開口する後方開口と、前記吸気経路部の、前記前方開口および前記後方開口が設けられている位置から車両幅方向に離間した位置に接続されており、同吸気経路部内の空気をエンジンに案内する接続経路部と、を備えて、前記エンジンに空気を案内する。吸気ダクトは、吸気経路部の内部の、車両幅方向における前記接続経路部が接続されている位置から前記前方開口が設けられている位置までの間の位置に設けられており、前記前方開口の下端部よりも高く、車両前後方向に延びて車両幅方向において互いに対向する一対の壁部を備える。一対の壁部のうち、前記接続経路部側に位置する第１壁部は前記吸気経路部の内部の車両前後方向全体に亘って設けられており、前記前方開口側に位置する第２壁部は前記吸気経路部の内部の車両前後方向前端から延びている。

上記構成では、冠水路を走行する場合のように、水が前方開口から吸気ダクトの内部に流入する場合に、その水は、流勢によって車両後方に流れ、後方開口から排出されるようになる。このとき水位が第２壁部よりも低ければ、水は第２壁部に沿って流れて車両後方側に案内され接続経路部側への流入が抑制される。このように上記構成によれば、前方開口から吸気ダクトの内部に流入した水は、吸気ダクトを通過して後方開口から同吸気ダクトの外部に流出するようになる。しかも上記構成では、第２壁部よりも接続経路部側の部分に吸気経路部の内部の車両前後方向全体に亘って延びる第１壁部が設けられている。そして、前方開口と接続経路部との間に、互いに対向する第１壁部と第２壁部とによって区画された空間が形成されている。そのため、前方開口から吸気ダクトに流入した水の一部が第２壁部を乗り越えて接続経路部側に流出する場合であっても、その水を上記空間内に溜めることができ、同空間よりも接続経路部側に水が侵入することを抑えることができる。その一方で、吸気ダクトに流入した空気の一部は、接続経路部を介して吸気経路部に作用する吸気負圧によって吸引されて第２壁部および第１壁部を乗り越えて接続経路部に流入し、同接続経路部を介してエンジンに吸入されるようになる。このように上記構成によれば、吸気ダクト内に水が侵入するとはいえ、その水を外部に排出しつつ空気は接続経路部に吸引するといったように、接続経路部に空気を流入させる一方、エンジンへの水の吸入を抑えることができる。

一実施形態の吸気ダクトが搭載された車両のエンジンルームの概略構成を示す略図。 吸気ダクトの上面図。 図２の矢印３方向から見た吸気ダクトの側面図。 後方開口を後方側から見た吸気ダクトの側面図。 吸気ダクトの突出部周辺の縦断面図。 吸気ダクトの突出部周辺の横断面図。 前方開口から水が流入した状態の吸気ダクトの突出部周辺の横断面図。 空間に水が流出した状態の吸気ダクトの突出部周辺の横断面図。 前方開口が水没した状態の吸気ダクトの突出部周辺の横断面図。

以下、車載エンジンの吸気ダクトの一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両１０の前部はエンジン１１が載置されたエンジンルーム１２になっている。車両１０の前方側（図１の下方側）の端部にはフロントバンパー１３が取り付けられている。このフロントバンパー１３の開口（フロントグリル１４）を介してエンジンルーム１２内に空気が流入する。エンジンルーム１２の内部には、フロントバンパー１３（詳しくは、フロントグリル１４）の車両前後方向の後方側における同フロントバンパー１３に隣接する位置に、吸気ダクト２０が取り付けられている。吸気ダクト２０は、エアクリーナー１５および吸気マニホールド１６を介してエンジン１１に接続されている。フロントグリル１４を介してエンジンルーム１２内に流入した空気は、吸気ダクト２０、エアクリーナー１５、および吸気マニホールド１６といった順に通過してエンジン１１に案内される。

以下、吸気ダクト２０の構造について詳しく説明する。
図２および図３に示すように、吸気ダクト２０は、内部を空気が通過する経路として、車両幅方向（図２および図３における左右方向）に延びる形状の吸気経路部２１を有している。吸気経路部２１の一方側（図２および図３における左側）の端部は、車両上下方向における下方側に突出した形状の突出部２２（図３）になっている。吸気経路部２１の下方側の壁部（底壁部２３）における突出部２２にあたる部分は、車両前後方向においてほぼ同一の高さで延びる形状である。

突出部２２は、車両前後方向における前方側に向けて開口する前方開口２４（図３）と、後方側に向けて開口する後方開口２５とを有している。これら前方開口２４および後方開口２５は、車両前後方向において互いにオーバーラップする位置に設けられている。また、図４に示すように、前方開口２４の車両上下方向における上方側の端部（上端部２４Ａ）よりも後方開口２５の上方側の端部（上端部２５Ａ）の方が高い位置になるように、前方開口２４および後方開口２５は設けられている。

図２および図３に示すように、吸気ダクト２０は、内部を空気が通過する経路として、吸気経路部２１における突出部２２と反対側（図２および図３における右側）の端部近傍に連通された接続経路部２６を有している。この接続経路部２６は、吸気経路部２１の前方開口２４（図３）および後方開口２５が設けられている位置から車両幅方向に離間した位置に接続されている。接続経路部２６の吸気流れ方向下流側の端部はエアクリーナー１５（図１参照）に接続される。

吸気ダクト２０は、突出部２２に設けられた前方開口２４および後方開口２５を介して空気を内部に取り込むとともに、接続経路部２６を介して吸気経路部２１内の空気をエンジン１１に案内する構造になっている。

図５および図６に示すように、吸気経路部２１の内部には、車両前後方向（図６の上下方向）に延びて車両幅方向（図６の左右方向）において互いに対向する一対の壁部（第１壁部２７および第２壁部２８）が設けられている。これら第１壁部２７および第２壁部２８は、詳しくは、吸気経路部２１の内部の、車両幅方向における接続経路部２６が接続されている位置から前方開口２４が設けられている位置までの間の位置に設けられている。また、第１壁部２７の上端部２７Ａ（図５）および第２壁部２８の上端部２８Ａは、前方開口２４の下方側の端部（下端部２４Ｂ）および上端部２４Ａよりも高い位置になっている。

第１壁部２７は、第２壁部２８よりも接続経路部２６側に位置しており、吸気経路部２１の前方側の壁部（前方壁部２９［図６］）と後方側の壁部（後方壁部３０）とを繋ぐように、吸気経路部２１の内部の車両前後方向全体に亘って設けられている。また第１壁部２７は、突出部２２の接続経路部２６に接続される部分側の側壁を構成している。詳しくは、吸気経路部２１の底壁部２３は、突出部２２にあたる部分が低く同突出部２２よりも接続経路部２６に接続される部分側が高い段差形状になっており、その段差形状における車両上下方向に延びる壁部が第１壁部２７になっている。第２壁部２８は、吸気経路部２１の突出部２２の内部において、第１壁部２７と平行に、吸気経路部２１の内部の車両前後方向前端（前方壁部２９）から前方壁部２９と後方壁部３０との間の位置まで延びている。

また、吸気経路部２１の底壁部２３における突出部２２の内面にあたる部分には、車両前後方向に延びて車両幅方向において平行な複数のリブ３１が突設されている。これらリブ３１の突端の車両上下方向における高さは、第１壁部２７の上端部２７Ａや第２壁部２８の上端部２８Ａよりも低くなっている。

さらに、吸気経路部２１は、その車両幅方向における突出部２２側の先端を構成する壁部（側壁部３２）に、車両１０の側方（図５および図６の左側）へ向けて開口する側方開口３３が設けられている。この側方開口３３は、その下端部３３Ａが前方開口２４の上端部２４Ａよりも高くなる形状に形成されている。

以下、吸気ダクト２０を車両１０（図１）に取り付けることによる作用について説明する。
車両１０が冠水路を走行した場合に、路面に溜まった水が、フロントバンパー１３によって持ち上げられるとともにフロントグリル１４からエンジンルーム１２の内部に流入することがある。そして、この場合に、フロントグリル１４からエンジンルーム１２内に流入した水が、吸気ダクト２０の前方開口２４を介して同吸気ダクト２０の内部に流入することがある。

図３に示すように、吸気ダクト２０には、車両前後方向において互いにオーバーラップする位置に前方開口２４と後方開口２５とが設けられている。そのため図６中に矢印で示すように、前方開口２４から吸気ダクト２０の内部に水が流入した場合であっても、その水は、流勢によって後方に流れて、後方開口２５から吸気ダクト２０の外部に排出されるようになる。このとき図７に示すように、吸気ダクト２０内における水位が第２壁部２８の上端部２８Ａよりも低ければ、水は第２壁部２８に沿って流れて後方側に案内されるため、接続経路部２６側への水の流入が抑制される。このように、前方開口２４から吸気ダクト２０の内部に流入した水は、吸気ダクト２０を通過して後方開口２５から吸気ダクト２０の外部に流出するようになる。

なお、図６および図７に示すように、吸気経路部２１の底壁部２３における突出部２２の内面にあたる部分には、車両前後方向に延びる複数のリブ３１が設けられている。これらリブ３１は車両前後方向における水の流れを整える整流板として機能するため、リブを有していない吸気ダクトが採用される場合と比較して、吸気ダクト２０の内部における水の流れが後方に好適に案内されるようになる。またリブ３１は吸気ダクト２０を補強する補強部材としても機能するため、リブを有していない吸気ダクトと比較して、吸気ダクト２０の強度が高くなる。

ここで、吸気ダクト２０内の水位が第２壁部２８の上端部２８Ａよりも低くなる状況であっても、図８に示すように、車両１０の揺れに起因して水面が波打つ等した場合には、吸気ダクト２０内の水の一部が第２壁部２８を乗り越えて接続経路部２６側（図８における右側）に流出することがある。

吸気ダクト２０には、第２壁部２８よりも接続経路部２６側の位置に、吸気経路部２１の内部の車両前後方向全体に亘って延びる第１壁部２７が設けられている。そして、前方開口２４と接続経路部２６との間に、互いに対向する第１壁部２７と第２壁部２８とによって区画された空間３４が形成されている。この空間３４の前方側は前方壁部２９（図６参照）によって塞がれた状態になっている。そのため、水面が波打つ等して吸気ダクト２０内の水の一部が第２壁部２８を乗り越えて接続経路部２６側に流出する場合であっても、その水を空間３４内に溜めることができ、同空間３４よりも接続経路部２６側に水が侵入することを抑えることができる。

なお図６に示すように、吸気ダクト２０の前方壁部２９を始点に延びる第２壁部２８が途中で途切れているとはいえ、吸気ダクト２０内を流れる水の流勢により、水が前方側（図６の下方）に逆流することは殆ど無いため、空間３４の内部に水は侵入し難い。そのため、空間３４の内部が、第２壁部２８の途切れた部分から流入する水によって満たされた状態になることは殆どなく、空間３４によって吸気ダクト２０内における第１壁部２７よりも接続経路部２６側への水の侵入を抑える効果を維持することができる。また、第２壁部２８が途中で途切れているため、車両１０が停止してフロントバンパー１３による水の持ち上げがなくなる等して吸気ダクト２０内に水が流入しなくなると、空間３４の内部に溜まった水が第２壁部２８の途切れた部分を介して空間３４の外部に流出するようになる。このように、吸気ダクト２０では、空間３４の内部に侵入した水を同空間３４の外部に排出して除去することができる。

そして、吸気ダクト２０によれば、前方開口２４などを介して内部に流入した空気の一部が、接続経路部２６を介して吸気経路部２１に作用する吸気負圧によって吸引されて第２壁部２８および第１壁部２７を乗り越えて接続経路部２６に流入し、同接続経路部２６を介してエンジン１１に吸入されるようになる。

このように車両１０では、吸気ダクト２０内に水が侵入することがあるとはいえ、その水を外部に排出しつつ空気は接続経路部２６に吸引するといったように接続経路部２６に空気を流入させる一方で、エンジン１１への水の吸入を抑えることができる。

また、吸気ダクト２０は、前方開口２４が水没した場合であっても、エンジン１１に空気を送ることの可能な構造になっている。
上述したように、車両１０（図１）の冠水路の走行に際して、路面の水が、フロントバンパー１３によって持ち上げられるとともにフロントグリル１４を介してエンジンルーム１２内に流入する。そのため、エンジンルーム１２におけるフロントグリル１４に隣接する部分、すなわち吸気ダクト２０の前方側の部分では水位が高くなる。その一方で、フロントグリル１４からエンジンルーム１２に流入した水は、エンジンルーム１２の内部において下方側に流れ落ちる。そのため、エンジンルーム１２におけるフロントグリル１４から後方に離間した部分では水位はさほど高くならない。したがって、図９に示すように、吸気ダクト２０の前方壁部２９に形成された前方開口２４が水没する状態になっても、吸気ダクト２０の後方壁部３０に形成された後方開口２５は水没し難い。

ここで、車両１０の前進に伴って吸気ダクト２０の内部を流れる水は前方開口２４から流入するため、吸気ダクト２０の内部における水位は前方開口２４の上端部２４Ａとほぼ同じ高さ（図９に示す高さ）に制限されやすい。そして、吸気ダクト２０では、後方開口２５の上端部２５Ａが前方開口２４の上端部２４Ａよりも高くなっている。そのため、吸気ダクト２０では、前方開口２４が水没した場合であっても、吸気ダクト２０内の水面と後方開口２５の上端との間に隙間（図９にＳで示す）が形成される。したがって吸気ダクト２０では、前方開口２４が水没した場合に、後方開口２５（詳しくは、上記隙間Ｓ）を介して、吸気ダクト２０の内部に空気を流入させることができ、吸気ダクト２０の吸気経路部２１および接続経路部２６を通じたエンジン１１への空気の供給が可能になる。

また、上述したように、車両１０（図１）の冠水路の走行時には、エンジンルーム１２内における吸気ダクト２０の前方側の水位が高くなるものの、フロントグリル１４から後方に離間した部分の水位はさほど高くならない。そのため、図９に示すように、吸気ダクト２０の側壁部３２に側方開口３３が形成されているとはいえ、フロントバンパー１３によって持ち上げられた水は側方開口３３に到達し難く、同側方開口３３を介して吸気ダクト２０内部に侵入し難いと云える。しかも、吸気ダクト２０では、前方開口２４の上端部２４Ａよりも、側方開口３３の下端部３３Ａが高くなっている。そのため、前方開口２４が水没するほどエンジンルーム１２の前端における水位が高くなった場合であっても、水が側方開口３３に到達し難く、同側方開口３３を介して吸気ダクト２０内部に侵入し難くなっている。こうしたことから、側方開口３３を通じて吸気ダクト２０の内部に空気を流入させることができるようになる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）吸気ダクト２０内に水が侵入するとはいえ、その水を外部に排出しつつ空気は接続経路部２６に吸引するといったように接続経路部２６に空気を流入させる一方で、エンジン１１への水の吸入を抑えることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第２壁部２８を、吸気経路部２１の内部の車両前後方向全体に亘って延びる形状、言い換えれば、前方壁部２９と後方壁部３０とを繋ぐ形状にしてもよい。こうした構成によっても、水面が波打つ等して前方開口２４から吸気ダクト２０に流入した水の一部が第２壁部２８を乗り越えて接続経路部２６に接続された部分側に流出する場合であっても、その水を空間３４内に溜めて、同空間３４よりも接続経路部２６側に水が侵入することを抑えることができる。

・吸気経路部２１における接続経路部２６が接続された部分と第１壁部２７とが隣接するように、吸気ダクトを構成してもよい。吸気経路部２１における接続経路部２６が接続された部分と第１壁部２７との距離が近くなるほど、吸気ダクトの車両幅方向における長さを短くすることが可能になるため、同吸気ダクトをコンパクトな構造にすることができる。

・吸気経路部２１内に形成されたリブ３１を省略してもよい。
・前方開口２４の上端部２４Ａを後方開口２５の上端部２５Ａ以上の高さにしてもよい。こうした構成によれば、前方開口２４が水没せず、吸気ダクト内の水位が後方開口２５の上端部２５Ａの高さ以下になる状況であれば、水の流れが後方壁部３０に突き当たることによって吸気ダクトの外部への水の排出が妨げられることがないため、水位の上昇を招くことなく吸気ダクト内から水を排出することができる。また、このとき前方開口２４の上端部２４Ａと水面との隙間を介して吸気ダクト内に空気を流入させることもできる。

・第１壁部２７の上端部２７Ａの高さや第２壁部２８の上端部２８Ａの高さを、前方開口２４の上端部２４Ａの高さ以下にしてもよい。こうした構成では、吸気ダクト内の水位が第１壁部２７の上端部２７Ａや第２壁部２８の上端部２８Ａよりも高くなるおそれがある。とはいえ、吸気ダクト内の水位が第１壁部２７の上端部２７Ａよりも低い場合には、吸気経路部２１における第１壁部２７よりも接続経路部２６側への水の流入を抑えることができる。また、吸気ダクト内の水位が第２壁部２８の上端部２８Ａよりも低い場合には、空間３４を利用して、吸気経路部２１における第１壁部２７よりも接続経路部２６側への水の流入を好適に抑えることができる。

・前方開口２４および後方開口２５が形成される部分を、吸気経路部２１における下方側に突出した形状にしなくてもよい。この場合には、第１壁部２７が、吸気経路部２１の底壁部２３から突出する部分の一方の側面が空間３４の一部をなすとともに、他方の側面が第１壁部２７よりも接続経路部２６側の部分の内面の一部をなす形状になる。

・側方開口３３の下端部３３Ａの高さを前方開口２４の上端部２４Ａの高さ以下にしてもよい。こうした構成であっても、側方開口の上方側の端部（上端部）が前方開口２４の上端部２４Ａよりも高い場合には、前方開口２４が水没した場合であっても側方開口は水没しない可能性が高い。そして、側方開口が水没しないのであれば、同側方開口を介して吸気ダクト内に空気を流入させることができる。

・側方開口３３を省略してもよい。こうした構成によっても、前方開口２４や後方開口２５を介して吸気経路部２１内に空気を流入させることができ、エンジン１１に空気を供給することができる。

１０…車両、１１…エンジン、１２…エンジンルーム、１３…フロントバンパー、１４…フロントグリル、１５…エアクリーナー、１６…吸気マニホールド、２０…吸気ダクト、２１…吸気経路部、２２…突出部、２３…底壁部、２４…前方開口、２４Ａ…上端部、２４Ｂ…下端部、２５…後方開口、２５Ａ…上端部、２６…接続経路部、２７…第１壁部、２７Ａ…上端部、２８…第２壁部、２８Ａ…上端部、２９…前方壁部、３０…後方壁部、３１…リブ、３２…側壁部、３３…側方開口、３３Ａ…下端部、３４…空間。

Claims (1)

1. 車両幅方向に延びる形状の吸気経路部と、
   前記吸気経路部における、車両前後方向において互いにオーバーラップする位置に設けられており、車両前方側に向けて開口する前方開口および車両後方側に向けて開口する後方開口と、
   前記吸気経路部の、前記前方開口および前記後方開口が設けられている位置から車両幅方向に離間した位置に接続されており、同吸気経路部内の空気をエンジンに案内する接続経路部と、を備え、前記エンジンに空気を案内する車載エンジンの吸気ダクトであって、
   前記吸気経路部の内部の、車両幅方向における前記接続経路部が接続されている位置よりも前記前方開口側であって前記前方開口よりも前記接続経路部側の位置に設けられており、前記前方開口の下端部よりも高く、車両前後方向に延びて車両幅方向において互いに対向する一対の壁部を備え、
   前記一対の壁部のうち、前記接続経路部側に位置する第１壁部は前記吸気経路部の内部の車両前後方向全体に亘って設けられており、前記前方開口側に位置する第２壁部は前記吸気経路部の内部の車両前後方向前端から延びていることを特徴とする吸気ダクト。

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