JP2019127908A - 内燃機関の吸気ダクト - Google Patents
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Abstract
【課題】通気抵抗を低減すること。【解決手段】内燃機関の吸気ダクトは、筒状の側壁11を有するダクト本体10を備えている。ダクト本体10の側壁11の少なくとも一部には、側壁11の内外を通気する通気性材料からなり、側壁11の互いに対向する部分同士を支持する支持部22が設けられている。【選択図】図3
Description
本発明は、内燃機関の吸気ダクトに関する。
従来、車載内燃機関の吸気ダクトにおいては、車両のボンネットと該ボンネットの下側に配置されている車両構成部品との間に配置される吸入端部を有するものがある(例えば特許文献1参照)。
特許文献1に記載の吸気ダクトの吸入端部は、吸入上壁部と吸入下壁部とにより形成されている。吸入上壁部及び吸入下壁部は、いずれも樹脂材料によって形成されている。
吸入下壁部には、中空状をなし、吸入上壁部に向けて***された第1支持部が形成されている。
吸入下壁部には、中空状をなし、吸入上壁部に向けて***された第1支持部が形成されている。
吸入上壁部には、第1支持部に向けて突出する板状をなし、尖端形状の突出端部を持つ第2支持部が形成されている。
こうした吸気ダクトでは、吸気負圧が作用したとき、第1支持部の端部と第2支持部の端部とが当接することにより、吸気ダクトの閉塞を抑制している。
こうした吸気ダクトでは、吸気負圧が作用したとき、第1支持部の端部と第2支持部の端部とが当接することにより、吸気ダクトの閉塞を抑制している。
ところで、特許文献1に記載の吸気ダクトの場合、第1支持部及び第2支持部の壁面から吸気が剥離することで渦流が発生する。そして、発生した渦流によって、通気抵抗が増大するおそれがある。
本発明の目的は、通気抵抗を低減できる吸気ダクトを提供することにある。
上記目的を達成するための内燃機関の吸気ダクトは、筒状の側壁を有するダクト本体を備え、前記側壁の少なくとも一部には、前記側壁の内外を通気する通気性材料からなり、前記側壁の互いに対向する部分同士を支持する支持部が設けられている。
同構成によれば、支持部が側壁の内外を通気する通気性材料からなるため、内燃機関の運転中において、吸気の負圧により支持部を通じて外部のエアがダクト本体内に吸い込まれる。
これにより、支持部の壁面近傍では、乱流境界層が形成されることで支持部が樹脂成形品などの非通気性材料からなる場合に比べて発生する渦流が小さくなる。したがって、圧力損失が低減され、通気抵抗を低減することができる。
本発明によれば、通気抵抗を低減することができる。
以下、図1〜図5を参照して、本発明に係る内燃機関の吸気ダクトの一実施形態について説明する。
図1及び図2に示すように、吸気ダクトは、車載内燃機関の吸気通路の吸入端部を構成するものである。
図1及び図2に示すように、吸気ダクトは、車載内燃機関の吸気通路の吸入端部を構成するものである。
なお、以降において、車両の前後方向を単に前後方向Lとするとともに、吸気ダクト内における吸気の流れ方向の上流側及び下流側をそれぞれ単に上流側及び下流側として説明する。
吸気ダクトは、繊維成形体からなる筒状の側壁11を有するダクト本体10を有している。ダクト本体10は、前後方向Lの前方に向かって開口する導入部20を有している。また、図3に示すように、ダクト本体10は、導入部20から前後方向Lの後方に向かって延びるとともに屈曲して車幅方向Wの一方且つ下方に向かって延びており、車幅方向Wの一方に開口する導出部40を有している。
導入部20には、硬質樹脂材料からなる上流側環状部材51が接着剤を介して取り付けられている。上流側環状部材51は、同上流側環状部材51に設けられた取付部を介してラジエータサポートなどの車両の構造体(いずれも図示略)に取り付けられる。
導出部40には、硬質樹脂材料からなる下流側環状部材52が接着剤を介して取り付けられている。下流側環状部材52は、エアクリーナのインレット(図示略)に接続される。
図1〜図4に示すように、ダクト本体10の側壁11は、半割筒状の第1半割体10aと第1半割体10aの下方に位置する半割筒状の第2半割体10bとからなる。
第1半割体10aの周方向の両端には、外周側に向けて突出する接合部12aが設けられている。
第1半割体10aの周方向の両端には、外周側に向けて突出する接合部12aが設けられている。
第2半割体10bの周方向の両端には、外周側に向けて突出する接合部12bが設けられている。
第1半割体10aの接合部12aと第2半割体10bの接合部12bとが互いに接合されることにより、筒状の側壁11が形成されている。
第1半割体10aの接合部12aと第2半割体10bの接合部12bとが互いに接合されることにより、筒状の側壁11が形成されている。
図2〜図4に示すように、第1半割体10aにおける屈曲部分には、第2半割体10bに向かって突出する第1支持部22aが設けられている。第2半割体10bにおける屈曲部分には、第1半割体10aに向かって突出する第2支持部22bが設けられている。第1支持部22a及び第2支持部22bは、各突出端23a,23bに向けて先細状をなしている。第1支持部22aの突出端23aと第2支持部22bの突出端23bとは互いに接合されている。
第1支持部22aと第2支持部22bとにより、第1半割体10a及び第2半割体10bにおける互いに対向する部分同士を支持する支持部22が構成されている。
なお、以降において、第1支持部22a及び第2支持部22bの突出方向、すなわち支持部22により側壁11を支持する方向を支持方向Sとして説明する。
なお、以降において、第1支持部22a及び第2支持部22bの突出方向、すなわち支持部22により側壁11を支持する方向を支持方向Sとして説明する。
図3に示すように、導入部20における流路断面は、上下方向(図1の上下方向)よりも車幅方向Wに対して長い長方形状をなしている。
図4に示すように、各支持部22a,22bは、車幅方向Wよりも各支持部22a,22b付近におけるダクト本体10の延在方向、すなわち吸気の流れ方向G(図2参照)に対して長い楕円形の断面形状を有している。
図4に示すように、各支持部22a,22bは、車幅方向Wよりも各支持部22a,22b付近におけるダクト本体10の延在方向、すなわち吸気の流れ方向G(図2参照)に対して長い楕円形の断面形状を有している。
なお、車幅方向Wは、支持方向S及び支持部22付近における吸気の流れ方向Gの双方に直交しており、本発明に係る幅方向に相当する。
次に、ダクト本体10の側壁11を構成する繊維成形体の構成について説明する。
次に、ダクト本体10の側壁11を構成する繊維成形体の構成について説明する。
図5に示すように、側壁11を構成する各半割体10a,10bは、ダクト本体10の内周面を構成する内層15と、内層15の外周面に固定され、ダクト本体10の外周面をなす外層16とを備えている。
内層15及び外層16を構成する各繊維成形体は、例えばPET(ポリエチレンテレフタラート)からなる芯部と、同PET繊維よりも融点の低い変性PETからなる鞘部(いずれも図示略)とを有する周知の芯鞘型の複合繊維からなる不織布と、PET繊維からなる不織布とにより構成されている。なお、上記複合繊維の鞘部をなす変性PETが繊維同士を結合するバインダとして機能する。
変性PETの配合割合は、30〜70%であることが好ましい。本実施形態では、変性PETの配合割合が50%とされている。
なお、こうした複合繊維としては他に、PETよりも融点の低いPP(ポリプロピレン)を有するものであってもよい。
なお、こうした複合繊維としては他に、PETよりも融点の低いPP(ポリプロピレン)を有するものであってもよい。
内層15及び外層16を構成する各繊維成形体の目付け量は共に、250g/m2〜750g/m2であることが好ましい。本実施形態では、内層15及び外層16を構成する各繊維成形体の目付け量が共に400g/m2とされている。
各半割体10a,10bは、所定の厚さ(例えば30〜100mm)の上記不織布シートを熱圧縮(熱プレス)することにより成形されている。
次に、ダクト本体10(各半割体10a,10b)の各部の構成について詳細に説明する。
次に、ダクト本体10(各半割体10a,10b)の各部の構成について詳細に説明する。
ダクト本体10の導入部20及び導出部40、並びに各半割体10a,10bの接合部12a,12bは、いずれも高圧縮部である。また、ダクト本体10におけるそれ以外の部位は、上記高圧縮部よりも低い圧縮率にて熱圧縮成形された通気性の低圧縮部である。すなわち、第1支持部22a及び第2支持部22bは、通気性の低圧縮部である。
高圧縮部の通気度(JISL1096,A法(フラジール形法))は、略0cm3/cm2・sとされている。また、高圧縮部の板厚としては、0.5〜1.5mmであることが好ましい。本実施形態では、高圧縮部の板厚が0.7mmとされている。
低圧縮部の通気度は、3cm3/cm2・sとされている。また、低圧縮部の板厚としては、0.8〜3.0mmであることが好ましい。本実施形態では、低圧縮部の板厚が1.0mmとされている。
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の吸気ダクトによれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
(1)ダクト本体10の側壁11には、側壁11の内外を通気する通気性材料(繊維成形体)からなり、側壁11の互いに対向する部分同士を支持する支持部22が設けられている。
(1)ダクト本体10の側壁11には、側壁11の内外を通気する通気性材料(繊維成形体)からなり、側壁11の互いに対向する部分同士を支持する支持部22が設けられている。
こうした構成によれば、支持部22が側壁11の内外を通気する通気性材料からなるため、内燃機関の運転中において、吸気の負圧により支持部22を通じて外部のエアがダクト本体10内に吸い込まれる。
これにより、支持部22の壁面近傍では、乱流境界層が形成されることで支持部22が樹脂成形品などの非通気性材料からなる場合に比べて発生する渦流が小さくなる。したがって、圧力損失が低減され、通気抵抗を低減することができる。
(2)側壁11全体が繊維成形体からなる。
こうした構成によれば、ダクト本体10内における吸気音の圧力(音圧)の一部が側壁11全体を通じて吸収されることで吸気音の定在波の発生が抑制されるようになる。したがって、吸気騒音を低減することができる。
こうした構成によれば、ダクト本体10内における吸気音の圧力(音圧)の一部が側壁11全体を通じて吸収されることで吸気音の定在波の発生が抑制されるようになる。したがって、吸気騒音を低減することができる。
また、上記構成によれば、吸気ダクトの部品点数を低減できる。
(3)側壁11は、第1半割体10a及び第2半割体10bからなる。第1半割体10aは、第2半割体10bに向けて突出する第1支持部22aを有している。第2半割体10bは、第1半割体10aに向けて突出するとともに第1支持部22aの突出端23aに接合された突出端23bを有する第2支持部22bを有している。支持部22は、第1支持部22a及び第2支持部22bにより構成されている。
(3)側壁11は、第1半割体10a及び第2半割体10bからなる。第1半割体10aは、第2半割体10bに向けて突出する第1支持部22aを有している。第2半割体10bは、第1半割体10aに向けて突出するとともに第1支持部22aの突出端23aに接合された突出端23bを有する第2支持部22bを有している。支持部22は、第1支持部22a及び第2支持部22bにより構成されている。
こうした構成によれば、側壁11を構成する第1半割体10a及び第2半割体10bからそれぞれ突出する第1支持部22a及び第2支持部22bによって支持部22が構成されている。このため、各支持部22a,22bの突出長さを抑えることができる。したがって、側壁11を繊維成形体により構成しながらも支持部22を容易に形成することができる。
(4)支持部22は、車幅方向Wよりも支持部22付近における吸気の流れ方向Gに対して長い楕円形の断面形状を有している。
こうした構成によれば、支持部22を設定することに起因して通気抵抗が増大することを効果的に抑制できる。
こうした構成によれば、支持部22を設定することに起因して通気抵抗が増大することを効果的に抑制できる。
<変形例>
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・上記実施形態では、1つの支持部22が設けられた吸気ダクトについて例示したが、複数の支持部を、ダクト本体の延在方向に間隔をおいて設けることもできる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・上記実施形態では、1つの支持部22が設けられた吸気ダクトについて例示したが、複数の支持部を、ダクト本体の延在方向に間隔をおいて設けることもできる。
こうした構成によれば、支持部が複数設けられることによってダクト本体10の剛性が高められることから、吸気ダクトの変形を一層抑制することができる。また、上記構成によれば、複数の支持部を設けることに起因して通気抵抗が増大することを、支持部を通じたエアの吸い込みに伴う上記効果(1)によって抑制することができる。
・例えば直線状に延在するものなどダクト本体の形状を適宜変更することができる。
・図6に示すように、例えば第1半割体110aの第1支持部122aの突出端123aを第2半割体110bの内面に接合するようにしてもよい。この場合、第1支持部122aのみによって支持部122が構成されることから、第2半割体110bの第2支持部を省略することができる。
・図6に示すように、例えば第1半割体110aの第1支持部122aの突出端123aを第2半割体110bの内面に接合するようにしてもよい。この場合、第1支持部122aのみによって支持部122が構成されることから、第2半割体110bの第2支持部を省略することができる。
・図7に示すように、ダクト本体を構成する各半割体210a,210bを硬質樹脂材料により形成する一方、支持部222を構成する筒状の各支持部材222a,222bを第1半割体210a及び第2半割体210bの一部に設けるようにしてもよい。各支持部材222a,222bは、各支持部材222a,222bの外周側に向けて突出する基端部224a,224bを有している。各半割体210a,210bの側壁と各支持部材222a、222bの基端部224a,224bとが同側壁の厚さ方向において重なり合うように接合されている。この場合、各支持部材222a,222bを予め成形し、各支持部材222a,222bを成形型内にインサートした状態で各半割体210a,210bを射出成形すればよい。
また、図8に示すように、支持部322を構成する各支持部材322a,322bのうち基端部324a,324bの周縁部325a,325bを他の部位に比べて低い圧縮率にて成形してもよい。この場合第1半割体310a及び第2半割体310bによって各周縁部325a,325bが側壁の厚さ方向において挟み込まれるように各半割体310a,310bを射出成形することもできる。こうした構成によれば、各周縁部325a,325bを構成する繊維同士の隙間に溶融樹脂が入り込むことによるアンカー効果によって接合強度を高めることができる。
・上記実施形態では、支持部22が車幅方向Wよりも支持部22付近における吸気の流れ方向Gに対して長い楕円形の断面形状を有するものとしたが、例えば正円形状や四角形状、菱形状などの断面形状を有する支持部にすることもできる。
10…ダクト本体、10a,110a,210a,310a…第1半割体、10b,110b,210b,310b…第2半割体、11…側壁、12a,12b…接合部、15…内層、16…外層、20…導入部、22,122,222,322…支持部、22a,122a…第1支持部、22b…第2支持部、23a,23b,123a…突出端、40…導出部、51…上流側環状部材、52…下流側環状部材、222a,222b,322a,322b…支持部材、224a,224b,324a,324b…基端部、325a,325b…周縁部。
Claims (4)
- 筒状の側壁を有するダクト本体を備え、
前記側壁の少なくとも一部には、前記側壁の内外を通気する通気性材料からなり、前記側壁の互いに対向する部分同士を支持する支持部が設けられている、
内燃機関の吸気ダクト。 - 前記側壁全体が繊維成形体からなる、
請求項1に記載の内燃機関の吸気ダクト。 - 前記側壁は、第1半割体及び第2半割体からなり、
前記第1半割体は、前記第2半割体に向けて突出する第1支持部を有し、
前記第2半割体は、前記第1半割体に向けて突出するとともに前記第1支持部の突出端に接合された突出端を有する第2支持部を有し、
前記支持部は、前記第1支持部及び前記第2支持部により構成されている、
請求項2に記載の内燃機関の吸気ダクト。 - 前記支持部により前記側壁を支持する支持方向と前記支持部付近における吸気の流れ方向との双方向に直交する方向を幅方向とするとき、
前記支持部は、前記幅方向よりも前記吸気の流れ方向に対して長い楕円形の断面形状を有している、
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気ダクト。
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