JP7306882B2 - 自動車用内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

本願発明は、自動車用内燃機関に装備する吸気装置に関するものである。

自動車用内燃機関では、エアクリーナの本体ケース（ダスト室）に大気吸い込みダクトから大気を取り入れており、取り込まれた大気は、フィルターによって浄化されてクリーン室に流れている。そして、一般に、本体ケースの一側面に大気入り口が開口しており、この大気入り口に大気吸い込みダクトを接続している。

大気吸い込みダクトの形態は様々であり、例えば特許文献１では、大気吸い込みダクトはエアクリーナから斜め下方に向かう姿勢になっており、その先端（下端）に、大気吸い込み口が車巾方向に向かうように開口している。

そして、走行風にのってエンジンルームに飛来した雨水や床下空間から跳ね上がった水が補機駆動ベルトによって上向きに飛ばされることがあるが、特許文献１では、補機駆動ベルトによって上向きに飛散した水滴が大気吸い込みダクトの吸い込み口に入り込むことを防止するため、大気吸い込みダクトの手前に遮水板を配置している。

他方、特許文献２では、大気吸い込みダクトはエアクリーナの上方に配置されていて、大気吸い込みダクトの大気吸い込み口は車巾方向に開口しているが、この特許文献２では、走行風に載ってエンジンルームに入り込んだ雨水が大気吸い込みダクトの大気吸い込み口に入り込むことを防止するため、大気吸い込みダクトの手前に遮水板（水吸い込み防止板）を配置している。

実開昭６３－１５８５７４号のマイクロフィルム 特開２００８－２８６１４０号公報

さて、大気吸い込みダクトとエアクリーナとの接続部はラフになっていることがあるため、本願発明者が観察したところ、特許文献１に開示されているように補機駆動ベルトによって水滴が上向きに飛散すると、飛散した水滴がエアクリーナと大気吸い込みダクトとの接続部に侵入することがあることが判明した。

そして、特許文献１，２の遮水板は、大気吸い込みダクトの吸い込み口に水が侵入することを防止するものであるため、エアクリーナと大気吸い込みダクトとの接続部に水滴が侵入することは防止できない。

この点に対しては、エアクリーナと大気吸い込みダクトとの接続部にＯリング等のシール材を介在させることが考えられるが、これではコストが嵩むのみならず、組み付けに際してシール材が脱落してしまうと、シール性がなくなって、水の侵入に対して無防備になってしまうという問題がある。

本願発明は、このような現状を改善することを課題とするものである。

本願発明は、
「エアクリーナの本体ケースの一側面に大気入り口を開口し、前記大気入り口に大気吸い込みダクトの基部を接続して成り、前記大気入り口と大気吸い込みダクトとの接続部に向けて略下方から水滴が飛散し得る空間が存在している自動車用内燃機関の吸気装置において、
前記大気吸い込みダクトは、前記本体ケースにおける大気入り口に嵌入する嵌合部を有する第１部材と、前記第１部材に重なりあった第２部材とで中空に構成されて、前記第２部材の基部は前記水滴の飛散方向と対向した方向に露出しており、
前記大気吸い込みダクトにおける前記第２部材の基部に、略下方から飛散した前記水滴が前記エアクリーナと大気吸い込みダクトとの接続部に侵入することを阻止する遮水リブを一体に設けている」
という構成になっている。

この場合、遮水リブは、エアクリーナと大気吸い込みダクトとの接続部の全周に亙って形成してもよいが、水滴の飛散可能性がある半周程度に設けたら足りる。

本願発明によると、補機駆動ベルトによって水滴が跳ね上げられてエアクリーナと大気吸い込みダクトとの接続部に向けて飛散したり、或いは、補機駆動ベルトによって斜め後ろに跳ね上げられた水滴がダッシュボードで反射して、後ろ側から接続部に向けて飛散したりしても、水滴が接続部に侵入することを遮水リブによって阻止できる。

そして、遮水リブは大気吸い込みダクトに一体に形成されているため、組み付けの手間を無くしてコストを抑制できると共に、シール材のような脱落の問題はないため遮水機能が損なわれる問題は皆無である。従って、接続部からエアクリーナに水が侵入することを、低コストで実現できる。

遮水リブをエアクリーナに形成した場合、エアクリーナのダスト室（本体ケース）を製造する金型はかなり大きいため、新たに遮水リブを形成すると金型が大型化してコストが嵩むおそれがある。これに対して、本願発明のように遮水リブを大気吸い込みダクトに形成すると、大気吸い込みダクトを成形する金型はさほど大きくなくて遮水リブを追加しても大型化することはないため、コストが嵩むにしてもその程度を抑制できる利点がある。

実施形態を適用した内燃機関を車幅方向（クランク軸線方向）から見た側面図である。 図１のII-II 視図（車体の前方を向いた背面図）である。 エアクリーナと大気吸い込みダクトとを車体の後ろ下方から見た斜視図である。 （Ａ）は側面図、（Ｂ）は大気吸い込みダクトのみの正面図である。 図４（Ｂ）の V-V視図である。 （Ａ）は図５のVIA-VIA 視断面図、（Ｂ）は図５のVIB-VIB 視断面図である。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、この方向は、自動車の運転者から見た方向としている。る。念のため、図１，２に方向を明示している。

(1).内燃機関の概要
図１，２に示すように、内燃機関は、クランク軸２が回転自在に保持されたシリンダブロック１と、その上面に固定されたシリンダヘッド３とを備えており、シリンダヘッド３の上面にはヘッドカバー４が固定されている一方、シリンダブロック１の下面にはオイルパン５が固定されている。また、シリンダブロック１の前面とシリンダヘッド３の前面には、タイミングチェーンを覆うフロントカバー６が重ね固定されている。

シリンダブロック１、シリンダヘッド３、ヘッドカバー４、オイルパン５、フロントカバー６によって機関本体が構成されている。なお、フロントカバー６は、オイルパン５の上部にも重なっている。また、ヘッドカバー４の前部は、フロントカバー６の上面に重ね固定されている。

クランク軸２の前端部はフロントカバー６の外側に露出しており、この露出した前部にクランクプーリ７が固定されている。クランクプーリ７には補機駆動ベルト８が巻き掛けられており、補機駆動ベルト８によってオルタネータ９が駆動されている。符号１０で示すのはアイドルプーリであり、符号１１で示すのはテンションプーリである。クランク軸２は、図１の状態で右回りに回転する。

本実施形態の内燃機関は、クランク軸２を車幅方向に長い姿勢としており、また、排気側面を前に向けて吸気側面を後ろに向けている。従って、内燃機関は横置き前排気方式になっており、シリンダヘッド３の後ろ側に、サージタンクを備えた吸気マニホールド１２が配置されている。

機関本体の上方部の前部上方に、後ろ側にずれた状態でエアクリーナ１３が配置されている。エアクリーナ１３は、本体ケース１４と、本体ケース１４に上から開閉自在に装着されたカバーケース（蓋）１５とを備えており、カバーケース１５と本体ケース１４との間にフィルタエレメントが挟み固定されている。本体ケース１４とカバーケース１５は合成樹脂製品である。

図２のとおり、背面視（及び正面視）では、エアクリーナ１３の本体ケース１４はヘッドカバー４と重なっているが、図１のとおり、側面視では、エアクリーナ１３の本体ケース１４はヘッドカバー４の後ろに位置している。従って、ヘッドカバー４と本体ケース１４とは干渉していない。

図２に点線で示すように、本体ケース１４の外周のうちフロントカバー６の側に位置した右側面に円筒状の大気入り口１６が突設されており、この大気入り口１６に、合成樹脂製の大気吸い込みダクト１７が装着されている。

そして、図２のとおり、本体ケース１４と大気吸い込みダクト１７との接続部は補機駆動ベルト８のほぼ真上に位置して、接続部と補機駆動ベルト８との間は空間になっているため、走行風に載ってエンジンルーム内に飛来した水滴や、床下からエンジンルームに跳ね上がった水滴が補機駆動ベルト８に触れると、点線矢印で示すように、水滴が補機駆動ベルト８のガイド作用で上方に飛ばされて、これが本体ケース１４と大気吸い込みダクト１７との接続部に飛来したり、或いは、水滴が補機駆動ベルト８によって斜め後ろに飛ばされてから、車両のダッシュボード１８に反射して本体ケース１４と大気吸い込みダクト１７との接続部に向けて飛来する現象がある。

そこで、本実施形態では、大気吸い込みダクト１７に、当該大気吸い込みダクト１７と本体ケース１４との接続部に水滴が侵入することを防止する遮水リブ１９を形成している。以下、この点を説明する。

(2).大気吸い込みダクトとその接続構造
図３，４に示すように、大気吸い込みダクト１７は、本体ケース１４に取り付く基部２１と、基部２１の先端に繋がった側面視Ｃ型の立ち上がり部２２と、立ち上がり部２２の上先端から横向きに突出した吸い込み口２３とを有している。図２及び図４（Ｂ）に示すように、立ち上がり部２２の上端に横向き張り出し部２４を突設しており、横向き張り出し部２４が、本体ケース１４に形成したブラケット部２５（図２，３参照）にクリップで固定されている。

図６に示すように、大気吸い込みダクト１７は複数のパーツで構成されている。すなわち、大気吸い込みダクト１７は、本体ケース１４の大気入り口１６に内側から嵌る嵌合部２６ａを有して本体ケース１４の側に位置した第１部材２６と、第１部材２６に左右方向から重ね合わせた第２部材２７と、第１部材２６と第２部材２７とを有しており、第２部材２７に吸い込み口２３が一体に形成されている。

つまり、第１部材２６と第２部材２７とは、図２及び図４（Ｂ）に示す矢印２８で示す方向（左右方向）に重ね合わせることによって大気吸い込みダクト１７を構成している。従って、第１部材２６と第２部材２７とは、図４（Ｂ）に示す矢印２８の方向に相対動する金型を使用して製造されている。例えば図１，２に示すように、第２部材２７の基部は後方と下方に露出している。

例えば図４，５に示すように、第１部材２６及び第２部材２７は、立ち上がり部２２の箇所において、多数の窓穴２９を有するフレーム構造に形成されており、このフレーム構造の部位で、図６に示すように吸音材３０を挟み保持している。なお、図３では窓穴２９は省略している。

また、第１部材２６と第２部材２７との重合部（合わせ面）には、互いに重なるフランジ３１，３２を形成しており、図６（Ａ）に示すように、フランジ３１，３２を、第１係合爪３３と第１係合穴３４とから成る第１係合手段によって連結している。第１係合穴３４と第１係合爪３３とは、適宜間隔を隔てて複数箇所に設けている。

図６に示すように、第１部材２６に設けた嵌合部２６ａの下端部に、下向きに突出した第２係合爪３５を設けている一方、本体ケース１４に設けた大気入り口１６に、第２係合爪３５が嵌まり込む第２係合穴３６を形成している。従って、第１部材２６に設けた嵌合部２６ａをある程度の強さで大気入り口１６に押し込むと、弾性変形してから戻ることにより、第２係合爪３５が第２係合穴３６に係合する。そして、横向き張り出し部２４をブラケット部２５にビスで固定すると、大気吸い込みダクト１７は本体ケース１４に対して離脱不能に保持される。

図６に明示するように、既述の遮水リブ１９は第２部材２７の基部に一体に形成されている。すなわち、遮水リブ１９は、第１部材２６の嵌合部２６ａと本体ケース１４の大気入り口１６とを囲うように、フランジ２７ａを介して第２部材２７に一体に形成されており、図１や図４（Ａ）に示すように、遮水リブ１９は、後面部を中心にして、下面部から上面部に至る１８０度以上の範囲に広がっている。

第２部材２７のフランジ２７ａと第１部材２６の嵌合部２６ａとは、第３係合穴３７と第３係合爪３８との組み合わせによって連結されている。従って、振動によって遮水リブ１９がガタつくことを防止できる。

なお、本実施形態では、嵌合部２６ａの内部に流路面積調節部３９を設けて、本体ケース１４の内部通路４０は、流路面積調節部３９に対応した大きさに設定している。つまり、本体ケース１４の内部通路４０の断面積が大気吸い込みダクト１７の断面積よりも小さくなっており、このように本体ケース１４の内部通路４０の断面積を小さくすることによって機関運転時の吸気音を抑制できる利点がある。そして、本実施形態のように流路面積調節部３９を設けると、大気吸い込みダクト１７の断面積を小さくすることなく、本体ケース１４の内部通路４０の断面積を小さくできる。

また、流路面積調節部３９がリブ効果を発揮するため、大気吸い込みダクト１７の強度を向上できる。もとより、本体ケース１４に内部通路４０の大きさに対応した円形の大気入り口１６を形成して、大気吸い込みダクト１７には、大気入り口１６に対応した円形の嵌合部２６ａのみを形成してもよい。

或いは、本体ケース１４の大気入り口１６を先広がりのテーパに形成する一方、大気吸い込みダクト１７の嵌合部２６ａを先窄まりのテーパに形成して、両者を嵌合させる構造を採用することにより、流路面積調節部３９を無くしつつ、本体ケース１４の内部通路４０を大気吸い込みダクト１７よりも小径に構成して、大気の吸い込み量の確保と吸気音抑制との両立を図ることも可能である。

大気吸い込みダクト１７と本体ケース１４との接続は、第２係合爪３５と第２係合穴３６との係合によって行っており、ラフな接続構造になっているため、補機駆動ベルト８で飛ばされた水滴やダッシュボード１８で反射した水滴が接続部に飛来すると、水滴が接続部の隙間から本体ケース１４の内部に吸い込まれるおそれがあるが、本実施形態では、接続部は遮水リブ１９で囲われているため、水滴が接続部の隙間を通って本体ケース１４に吸い込まれることを防止できる。

実施形態のように、第２部材２７に遮水リブ１９を形成すると、第１部材２６に係合爪３５，３８を容易に形成できる利点がある。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、大気吸い込みダクトの形状は図示の形状には限らないのであり、様々な形状に変更できる。遮水リブは接続部の全周を覆ってもよい。

本願発明は、内燃機関の吸気装置に具体化できる。従って、産業上利利用できる。

１ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
４ ヘッドカバー
７ クランクプーリ
８ 補機駆動ベルト
１３ エアクリーナ
１４ 本体ケース
１６ 大気入り口
１７ 大気吸い込みダクト
１８ ダッシュボード
１９ 遮水リブ
２１ 大気吸い込みダクトの基部
２２ 大気吸い込みダクトの立ち上がり部
２３ 大気吸い込みダクトの吸い込み口
２６ 大気吸い込みダクトを構成する第１部材
２６ａ 嵌合部
２７ 大気吸い込みダクトを構成する第２部材
３５ 第２係合爪
３６ 第２係合穴

Claims (1)

1. エアクリーナの本体ケースの一側面に大気入り口を開口し、前記大気入り口に大気吸い込みダクトの基部を接続して成り、前記大気入り口と大気吸い込みダクトとの接続部に向けて略下方から水滴が飛散し得る空間が存在している自動車用内燃機関の吸気装置であって、
   前記大気吸い込みダクトは、前記本体ケースにおける大気入り口に嵌入する嵌合部を有する第１部材と、前記第１部材に重なりあった第２部材とで中空に構成されて、前記第２部材の基部は前記水滴の飛散方向と対向した方向に露出しており、
   前記大気吸い込みダクトにおける前記第２部材の基部に、略下方から飛散した前記水滴が前記エアクリーナと大気吸い込みダクトとの接続部に侵入することを阻止する遮水リブを一体に設けている、
   自動車用内燃機関の吸気装置。

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