JP7420459B2 - 車両の吸気装置 - Google Patents

Description

本願発明は、車両の吸気装置に関するものである。

内燃機関にはエアクリーナがセットで使用されており、このエアクリーナは、一般に、上向きに開口した本体ケースと、この本体ケースを上から塞ぐ蓋ケース（カバー、キャップ）と、本体ケースと蓋ケースとで挟み固定されたフィルターエレメントとを備えている。蓋ケースの開閉の態様は、その一側縁を支点にして回動する方式（例えば特許文献１，２）と、全体として本体ケースから離脱する方式とがある。

他方、吸気騒音を低減するために吸気系にレゾネータを設けることも広く行われており、特許文献３には、吸気ホースにレゾネータを接続することが開示されている。特許文献３では、レゾネータは吸気ホースに単に接続しただけの片持ち方式であり、車両の構成部材等で支持はされていない。

そして、いずれの特許文献においても吸気ホースの一部を蛇腹部に形成しており、蛇腹部を変形させることにより、吸気ホースを接続したままで蓋ケースを開閉できるようになっている。

特開２０１８－１２３７５１号公報 特開２０１１－７１３３号公報 特開２００９－２０３９０１号公報

さて、吸気系にレゾネータを設けるに当たって、吸気系の上流部を構成する吸気ホースにレゾネータを接続することは消音機能を高める上で好適であるが、消音機能を高くするためにはレゾネータにある程度の容量が必要である。そして、レゾネータの容量が大きくなると、特許文献３のような片持ち方式では接続部に大きな負荷が作用して、接続部が破断しやすくなる問題がある。

従って、消音機能を確実化するためにレゾネータにある程度の容量を持たせると、グロメットなどの支持手段を介して何らかの部材で支持する必要があるが、レゾネータはエアクリーナの蓋ケースと一緒に動くため、フィルターエレメントの交換に際してレゾネータを一々支持部材から取り外すのは非常に厄介である。

また、特許文献３では、レゾネータは連通部の１箇所のみで吸気ホースに接続されているが、１箇所のみの接続であると、レゾネータの容量を大きくなると安定性が低下して取り付け強度の低下が懸念される。

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。

本願発明の吸気装置は、
「上向きに開口した本体ケースに蓋ケースが上から開閉自在に装着されたエアクリーナと、前記エアクリーナの蓋ケースに接続された吸気ホースと、前記吸気ホースに接続されたレゾネータと、前記レゾネータを支持する支持部材と、を備え、
前記吸気ホースのうち前記レゾネータとの接続部よりも下流側に、前記エアクリーナにおける蓋ケースの開閉を許容するための曲がり変形許容部が形成されている」
という基本構成である。

そして、本願発明は、上記基本構成において、
「前記レゾネータは、前記エアクリーナから遠い部位と近い部位との複数箇所において前記支持部材に連結されていて、前記エアクリーナにおける蓋ケースの開閉動により、前記エアクリーナから遠い連結部を支点にして回動するように設定されており、
かつ、前記支持部材に対するレゾネータの複数の連結部のうち回動支点の箇所の連結部は、前記蓋ケースが開いても前記支持部材から離脱不能に保持されて、複数の連接部のうち回動支点から離れた連結部は、前記蓋ケースの開き動に際して支持部材から離脱するか、又は、前記支持部材との連結状態を保持しつつ上下動するように設定されている」
という特徴を備えている。

本願発明では、吸気ホースの曲がり変形許容部が弾性変形することにより、エアクリーナの蓋ケースの開閉を許容できるが、レゾネータは回動するため、フィルターエレメントの交換に際してレゾネータを支持部材から取り外す必要は無く、しかも、蓋ケースの開き動に伴ってレゾネータが回動しても、少なくとも支点部の箇所では支持部材との連結状態は保持されているため、フィルターエレメントの交換を終えて蓋ケースを閉じると、レゾネータは自動的に元の状態に戻り回動して、複数の箇所での連結状態が維持される。

従って、本願発明では、レゾネータによる消音効果を向上させつつ、フィルターエレメントの交換を迅速かつ容易に行うことができる。

実施形態の大まかな平面視である。 （Ａ）はエアクリーナの平面図、（Ｂ）はエアクリーナの正面図である。 （Ａ）はエアクリーナの右側面図、（Ｂ）はエアクリーナの左側面図である。 （Ａ）は吸気ホースの一部にレゾネータを接続した状態での平面図、（Ｂ）は吸気ホースの一部の平面図、（Ｃ）はレゾネータの一部破断正面図である。 （Ａ）はレゾネータの底面図、（Ｂ）はレゾネータの一部破断背面図である。 作用を示す一部破断正面図である。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、方向を特定するための前後・左右の文言を使用するが、この方向は、運転者から見た方向として定義している。図１に方向を明示している。正面視は、運転者と対向した方向から見た状態である。

(1).概要
本実施形態は、ハイブリッド車用の吸気装置に適用しており、図１の平面図において、エンジンルーム１における主要要素のレイアウトを表示している。図１において符号２はエンジンを示しており、エンジン２は、クランク軸線が車幅方向に長い横置き姿勢で配置されている。エンジン２の右端部はチェーンカバー３で構成されており、上面はヘッドカバー４で構成されている。符号４ａは、オイル注入口のキャップを示している。

エンジン２の左端面にはモータを備えたパワーユニット（図示せず）が固定されており、パワーユニットの後ろに、バッテリー等を備えたパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）５が配置されている。パワーコントロールユニット５は、実線で示す位置から点線で示す位置まで配置範囲が設定されている。従って、実線で示す位置と点線で閉め位置とが重なったエリアには他の部材を配置できない状態になっている。

本実施形態のエンジン２は、排気側面を前に向けて吸気側面を後ろに向けて配置されており、従って、吸気マニホールド（図示せず）はエンジンの後ろに配置されている。そして、エンジン２の左側方でパワーコントロールユニット５の前方にエアクリーナ６を配置し、エアクリーナ６の蓋ケース７に吸気ホース８の始端を接続している。吸気ホース８の終端は吸気ダクト９の始端に接続されており、吸気ダクト９の終端はスロットルボデー（図示せず）に接続されている。

吸気ホース８は略Ｌ形に曲がっており、吸気ホース８の外角部に第１レゾネータ１０を接続し、吸気ダクト９に第２レゾネータ１１を接続している。第１レゾネータ１０は請求項に記載したレゾネータに該当するものであり、触媒ケース（図示せず）の上方に配置されている。他方、第２レゾネータ１１はエンジン２の後部上方に配置されて、エンジン２に設けたブラケット（図示せず）によって複数箇所が支持されている。

エアクリーナ６は、上向きに開口した本体ケース（ダーティ室）１３を有しており、これに蓋ケース７が上から被さっている。また、本体ケース１３は、蓋ケース７の左側方にはみ出した部位を有しており、このはみ出し部に、大気取り込みダクト１４の終端が上方から着脱自在に接続されている。大気取り込みダクト１４の始端は蓋ケース７の上を通って手前右方向に延びており、前端に大気取り込み口１５を設けている。

大気取り込み口１５は下向きに開口しており、ラジエータサポート（図示せず）とその上方に配置されたフロントフレーム１６との間に配置している。従って、フロントフレーム１６の下方にラジエータサポートが配置されて、その下方にラジエータが配置されている。図１において、車体（フロントグリル）の前面を符号１７で示している。

(2).エアクリーナ及びレゾネータ
エアクリーナ６の形態は、図２，３に表示している。図２（Ｂ）に示すように、本体ケース１３は正面視で下向きに膨れた形態である一方、蓋ケース７は、正面視では四角形に近い形態で側面視では山形の形態を成している。図３（Ｃ）に明示するように、蓋ケース７の下端には横向きＴ形のフランジ１９を形成しており、フランジ１９と本体ケース１３の上端縁とで、フィルターエレメント２０のフレーム２１を挟み固定している。

蓋ケース７のうち前側縁と右側縁とは、蓋ケース７に設けた下向きのピン（図示せず）を本体ケース１３に設けたグロメットに差し込む構造の第１連結部２３（図２参照）によって本体ケース１３に固定されて、蓋ケース７の後ろ側縁と左側縁とは、図３（Ｃ）に示すように、Ｃ形のクリップ２４を使用した第２連結部２５によって固定されている。クリップ２４の下端は、本体ケース１３における第２連結部を構成する補強リブに設けた支軸２５ａに嵌合しており、上端の顎部は、蓋ケース７におけるフランジ１９の起立壁に引っ掛かり係合している。蓋ケース７の右側部に、吸気ホース８が接続される出口筒２６を右側方に向けて突設している。

３個のクリップ２４を蓋ケース７のフランジ１９から離脱させて蓋ケース７を持ち上げると、第１連結部２３の箇所での連結も解除されて、フィルターエレメント２０を交換できる。なお、蓋ケース７を取り外すに際しては、大気取り込みダクト１４は本体ケース１３から取り外すことになる。

吸気ホース８の始端部は、エアクリーナ６における蓋ケース７の出口筒２６に外側から嵌合する第１接続部８ａに形成されて、吸気ホース８の終端部は、吸気ダクト９の始端部に外側から嵌合する第２接続部８ｂに形成されており、両接続部８ａ，８ｂは、ホースバンド（図示せず）によって出口筒２６及び吸気ダクト９に固定されている。

吸気ホース８は合成樹脂製であり、コーナー部８ｃとその上流側の部位は、基本的には弾性変形しない剛体部になっている一方、コーナー部８ｃと第２接続部８ｂとの間の部位は、曲がり変形許容部の一例としての蛇腹部８ｄになっている。

図１，４，５から理解できるように、第１レゾネータ１０は、左右長手でおおむね角形の箱に近い形状であり、側面視では、図５（Ｂ）に示すように、前から後ろに向けて高くなるように傾斜している。そして、第１レゾネータ１０の左端に、吸気ホース８のコーナー部８ｃに連通した第１継手筒２９と、吸気ホース８と連通しない第２継手筒３０とを設け、これら継手筒２９，３０を、吸気ホース８に設けた中空の第１ボス部３１及び第２ボス部３２に挿通して、ホースバンド３３（図４（Ａ）参照）で固定している。

第１継手筒２９は手前（上流側）に位置して、第２継手筒３０は後ろ（下流側）に位置している。第１レゾネータ１０はブロー成型によって作られているが、第２継手筒３０と吸気ホース８とを非連通状態にする手段としては、第２継手筒３０を閉じた状態に成型してもよいし、プラグで塞いでもよい。

図４，５に示すように、第１レゾネータ１０は、左右に分かれて配置された第１ピン３４と第２ピン３５の箇所において、フロントフレーム１６又は他の車体フレームに設けたブラケット３６，３７に支持されている。図１及び図４（Ａ）は平面図であるのでピン３４，３５は隠れていて見えないが、ピン３４，３５の位置の把握の便宜のために、ピン３４，３５の配置位置を黒丸で表示している。

ピン３４，３５は、第１レゾネータ１０とは別部材として製造されて、第１レゾネータ１０に強制嵌合や溶着等の手段で固定されている。このため、ピン３４，３５の上端には、第１レゾネータ１０に固定（溶着）される略四角形のフランジ３４ａ，３５ｂ（図５（Ａ）参照）を設けて、このフランジ３４ａ，３５ｂが、第１レゾネータ１０に形成された受け座１０ａの凹所に嵌合している。なお、ピン３４，３５を第１レゾネータ１０に一体成型することは可能である。

ブラケット３６，３７は請求項に記載した支持部材の一例であり、ブラケット３６，３７にゴム等の軟質材からなる中空のグロメット３８が抜け不能に装着されて、グロメット３８にピン３４，３５が上から差し込まれている。従って、第１レゾネータ１０は、ピン３４，３５でずれ不能に保持された状態で、グロメット３８によって緩衝された状態で支持されている。

第１ピン３４は、第１レゾネータ１０のうち吸気ホース８から遠くに位置した前コーナー部の近くに位置し、第２ピン３５は、吸気ホース８に近い前コーナー部の近傍に位置している。また、高さについては、第１ピン３４が高くて第２ピン３５が低くなるように設定している（両ピン３４，３５は同じ高さでもよいし、逆の高さ関係でもよい。）。

両ピン３４，３５は、下向きに開口した筒状で下端部には拡径した膨大部３９を形成している。また、図５（Ｂ）に示すように、下端面は斜めにカットされている。そして、第１ピン３４は第２ピン３５よりも大径に設定されて、第１ピン３４の全長は第２ピン３５の全長よりも長くなっている。具体的には、第１ピン３４の外形は９ｍｍ、第２ピン３５の外形は８．５ｍｍ程度に設定している。長さについては、第１ピン３４の全長は２４ｍｍ弱、第２ピン３５の全長は１９ｍｍ強に設定している。もとより、これらの寸法は一例であり、寸法は第１レゾネータ１０の大きさ等に応じて任意に設定できる。

(3).まとめ
吸気ダクト９は剛体構造であり、また、吸気ホース８の上流側部位も剛体構造であるので、フィルターエレメント２０の交換に際しては、蛇腹部８ｄを曲がり変形させることにより、エアクリーナ６の蓋ケース７を本体ケース１３から取り外して持ち上げることができる。

そして、第１レゾネータ１０は吸気ホース８の剛体部に接続されているので、蓋ケース７を持ち上げると、第１レゾネータ１０も吸気ホース８と一緒に持ち上げられる作用を受けるが、蛇腹部８ｄは第２接続部８ｂを支点にして上向きに曲がり変形するため、第１レゾネータ１０は、第１ピン３４を支点にして回動する。すなわち、図１及び図４に示すように、第１レゾネータ１０は、当該第１レゾネータ１０の第１ピン３４と吸気ホース８の第２接続部８ｂとを結ぶ回動中心線４０を支点にして起こし回動させられる。

従って、図６に示すように、第１ピン３４には持ち上げ力は殆ど作用せずにグロメット３８に嵌入した状態で姿勢が変化するだけである一方、第２ピン３５は第１レゾネータ１０の起こし回動によってグロメット３８から抜け出る。すなわち、第２ピン３５がグロメット３８から離脱することにより、第１レゾネータ１０の起こし回動と蓋ケース７の持ち上げとが許容されている。

フィルターエレメント２０を交換してから蓋ケース７を閉じると、第１レゾネータ１０も回動軸心線４０を支点にして倒れ回動するが、第１ピン３４はグロメット３８に嵌合していて第１レゾネータ１０の回動支点が正確に規定されているため、第２ピン３５は芯ずれすることなくグロメット３８に正確に嵌入する。このように、消音効果が高い第１レゾネータ１０を設けつつ、第１レゾネータ１０が存在しないのと同様の状態でフィルターエレメント２０を交換できる。従って、フィルターエレメント２０の交換の容易性を損なうことなく、消音性能を格段に向上できる。

また、蓋ケース７は第１レゾネータ１０の剛体部を介して第１レゾネータ１０と一体に繋がっているが、第１レゾネータ１０の第１ピン３４がグロメット３８に嵌合した状態が保持されていることにより、蓋ケース７も回動軸心線４０を支点にして正確に回動するため、蓋ケース７を戻し回動させるに際して、横ずれすることなく本体ケース１３に正確に嵌合できる。従って、分離方式の蓋ケース７でありながら、閉蓋時の蓋ケース７の位置決めを正確に行える利点もある。

実施形態のように、第２ピン３５を第１ピン３４よりも小径でかつ短くすると、グロメット３８に対する第２ピン３５の嵌脱性能を向上できるため、第１レゾネータ１０のスムースな回動を助長できて好適である。

更に、第２ピン３５がグロメット３８に嵌入した状態を保持しつつ、第１レゾネータ１０を所定の姿勢まで起こし回動させることも可能ではあるが、この場合は、第２ピン３５は相当に長くて小径にせねばならず、すると、倒し回動させた状態においてグロメット３８で第２ピン３５を保持する構造が複雑化するおそれがあるが、実施形態のように、第２ピン３５を短くかつ小径に設定してグロメット３８に嵌脱させる方式を採用すると、蓋ケース７を閉じた状態で第２ピン３５をグロメット３８でしっかりと抱持できるため、支持強度及び姿勢安定性に優れている。

また、第１レゾネータ１０は２つの継手筒２９，３０で吸気ホース８に接続されているため、支持安定性が格段に向上する。更に、蓋ケース７の開閉に際して第２ピン３５がグロメット３８に嵌脱すると、第１レゾネータ１０にはねじり力が作用するが、本実施形態のように第１レゾネータ１０を２か所で吸気ホース８に接続すると、第１レゾネータ１０は捩じり力が作用しても姿勢は変化しないため、グロメット３８に対する第２ピン３５の嵌脱を正確に行うことができる。

また、吸気ホース８と連通した第１継手筒２９を上流側に配置すると、高い消音効果を得ることができて好適であった。

本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、レゾネータは角形には限らず、球状やラグビーボール状等の様々な形態を採用できる。また、エアクリーナの蓋ケースは、その一側部を支点にして回動させる方式であってもよい。曲がり変形許容部は、蛇腹部でなく薄肉化した構造でもよい。また、吸気ホースのうち曲がり変形許容部を別部材で構成することも可能である。

また、レゾネータの連結部を３箇所以上設けることも可能である。例えば、第１ピンが１か所で第２ピンが２箇所の３点支持構造や、第１ピンが２か所で第１ピンが１箇所の３点支持構造などを採用可能である。実施形態では、吸気ホースの終端が接続された吸気ダクトがスロットルボデーに接続されているが、吸気ダクトは過給機に接続されていてもよい。蛇腹部のような曲がり変形許容部と吸気ダクトとを一体に形成することも可能である。

レゾネータと支持部材との連結構造としては、支持部材にピン状等の係合突起を突設する一方、レゾネータに係合穴（係合凹所）を形成するといったことも可能である。

本願発明は、車両用の吸気装置に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ エンジンルーム
２ エンジン
４ ヘッドカバー
５ パワーコントロールユニット
６ エアクリーナ
７ 蓋ケース
８ 吸気ホース
９ 吸気ダクト
１０ 第１レゾネータ（請求項のレゾネータ）
１３ 本体ケース
１４ 大気取り込みダクト
１６ フロントフレーム
２３ グロメット方式の第１連結部
２５ クリップ方式の第２連結部
２９，３０ 継手筒
３４ 第１ピン
３５ 第２ピン
３６，３７ 支持部材の一例としてのブラケット
３８ グロメット
４０ 回動中心線

Claims (1)

1. 上向きに開口した本体ケースに蓋ケースが上から開閉自在に装着されたエアクリーナと、前記エアクリーナの蓋ケースに接続された吸気ホースと、前記吸気ホースに接続されたレゾネータと、前記レゾネータを支持する支持部材と、を備え、
   前記吸気ホースのうち前記レゾネータとの接続部よりも下流側に、前記エアクリーナにおける蓋ケースの開閉を許容するための曲がり変形許容部が形成されている構成であって、
   前記レゾネータは、前記エアクリーナから遠い部位と近い部位との複数箇所において前記支持部材に連結されていて、前記エアクリーナにおける蓋ケースの開閉動により、前記エアクリーナから遠い連結部を支点にして回動するように設定されており、
   かつ、前記支持部材に対するレゾネータの複数の連結部のうち回動支点の箇所の連結部は、前記蓋ケースが開いても前記支持部材から離脱不能に保持されて、複数の連接部のうち回動支点から離れた連結部は、前記蓋ケースの開き動に際して支持部材から離脱するか、又は、前記支持部材との連結状態を保持しつつ上下動するように設定されている、
   車両の吸気装置。

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