(57)【要約】【課題】吸気ダクトを組み付ける際の作業性を向上させる。【解決手段】エンジンに吸入空気を案内する吸気経路を備える吸気装置であって、吸気経路上に設けられる第１接続管部３３と、吸気経路上に設けられる第２接続管部３５と、第１接続管部３３と第２接続管部３５との間に設けられ、第１接続管部３３に接続される第１端部と、第２接続管部３５に接続される第２端部と、を備える吸気ダクトと、を有し、第２接続管部３５の第２中心線Ｃ２は、第１接続管部３３の第１中心線Ｃ１を中心とする仮想円Ｃｉｒの接線である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに吸入空気を案内する吸気経路を備える吸気装置であって、
前記吸気経路上に設けられる第１接続管部と、
前記吸気経路上に設けられる第２接続管部と、
前記第１接続管部と前記第２接続管部との間に設けられ、前記第１接続管部に接続される第１端部と、前記第２接続管部に接続される第２端部と、を備える吸気ダクトと、
を有し、
前記第２接続管部の第２中心線は、前記第１接続管部の第１中心線を中心とする仮想円の接線である、吸気装置。
【請求項２】
請求項１記載の吸気装置において、
前記第１端部と前記第１接続管部とは、円形の断面形状を有する、吸気装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の吸気装置において、
前記第１端部と前記第１接続管部との間には、第１軸シールが設けられ、
前記第２端部と前記第２接続管部との間には、第２軸シールが設けられる、吸気装置。
【請求項４】
請求項３記載の吸気装置において、
前記第２中心線と前記仮想円との接点は、前記第２軸シールの中心線を含む仮想平面と前記第２中心線との交点である、吸気装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の吸気装置において、
前記第１端部と前記第１接続管部との少なくともいずれか一方に、前記第１端部と前記第１接続管部との接続状態を保持する係合凸部が設けられ、
前記第２端部と前記第２接続管部との少なくともいずれか一方に、前記第２端部と前記第２接続管部との接続状態を保持する係合凸部が設けられる、吸気装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の吸気装置において、
前記吸気ダクトは、コンプレッサからインタークーラに吸入空気を案内する、吸気装置。
【請求項７】
エンジンの吸気経路に吸気ダクトを接続する吸気ダクトの接続方法であって、
前記吸気ダクトの第１端部を、前記吸気経路に設けられる第１接続管部に押し込んで接続する第１接続ステップと、
前記第１端部を中心に前記吸気ダクトを回転させ、前記吸気経路に設けられる第２接続管部に、前記吸気ダクトの第２端部を押し込んで接続する第２接続ステップと、
を有する、吸気ダクトの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気ダクトを備えた吸気装置、および吸気ダクトの接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンには、吸気マニホールドに向けて吸入空気を案内する吸気経路が設けられている（特許文献１参照）。このような吸気経路は、エアクリーナ、コンプレッサ、インタークーラ、吸気マニホールド等に吸入空気を案内する複数の吸気ダクトによって構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９６８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンには、様々な補機や配管等が取り付けられている。これら補機等と吸気ダクトとの干渉を回避するため、吸気ダクトは複雑な形状を有することが多い。このため、エンジンに吸気ダクトを組み付ける際には、組付手順に様々な制約が課せられることが多く、吸気ダクトを組み付ける際の作業性を向上させることが求められている。
【０００５】
本発明の目的は、吸気ダクトを組み付ける際の作業性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の吸気装置は、エンジンに吸入空気を案内する吸気経路を備える吸気装置であって、前記吸気経路上に設けられる第１接続管部と、前記吸気経路上に設けられる第２接続管部と、前記第１接続管部と前記第２接続管部との間に設けられ、前記第１接続管部に接続される第１端部と、前記第２接続管部に接続される第２端部と、を備える吸気ダクトと、を有し、前記第２接続管部の第２中心線は、前記第１接続管部の第１中心線を中心とする仮想円の接線である。
【０００７】
本発明の吸気ダクトの接続方法は、エンジンの吸気経路に吸気ダクトを接続する吸気ダクトの接続方法であって、前記吸気ダクトの第１端部を、前記吸気経路に設けられる第１接続管部に押し込んで接続する第１接続ステップと、前記第１端部を中心に前記吸気ダクトを回転させ、前記吸気経路に設けられる第２接続管部に、前記吸気ダクトの第２端部を押し込んで接続する第２接続ステップと、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１および第２接続管部に吸気ダクトを簡単に接続することができ、吸気ダクトを組み付ける際の作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態である吸気装置を備えたエンジンを示す概略図である。
【図２】（ａ）は吸気経路の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は吸気経路の一例を示す分解斜視図である。
【図３】（ａ）は第１端部の軸方向および径方向の断面図であり、（ｂ）は第１接続管部の軸方向および径方向の断面図であり、（ｃ）は第２端部の軸方向および径方向の断面図であり、（ｄ）は第２接続管部の軸方向および径方向の断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第１端部と第１接続管部との接続過程、および第２端部と第２接続管部との接続過程を示す説明図である。
【図５】第１接続管部と第２接続管部との位置関係を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施の形態である吸気ダクトの接続方法の手順を示す説明図である。
【図７】第２端部と第２接続管部との接続箇所を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である吸気装置１０を備えたエンジン１１を示す概略図である。図１に示すように、エンジン１１は、一方のシリンダバンクを構成するシリンダブロック１２と、他方のシリンダバンクを構成するシリンダブロック１３と、を有している。一方のシリンダブロック１２には、動弁機構を備えたシリンダヘッド１４が取り付けられており、他方のシリンダブロック１３には、動弁機構を備えたシリンダヘッド１５が取り付けられている。また、それぞれのシリンダヘッド１４，１５には、吸気ポート１６および排気ポート１７が形成されている。
【００１１】
シリンダヘッド１４，１５の吸気ポート１６には、吸気ポート１６に吸入空気を供給する吸気装置１０が接続されている。また、シリンダヘッド１４，１５の排気ポート１７には、排気ポート１７からの排出ガスを排出する排気装置２０が接続されている。また、吸気装置１０には、吸入空気を圧縮するコンプレッサ２１が設けられており、排気装置２０には、排出ガスによって駆動されるタービン２２が設けられている。コンプレッサ２１およびタービン２２によって、過給機であるターボチャージャ２３が構成されている。
【００１２】
吸気装置１０は、吸入空気を案内する吸気経路３０を有している。吸気経路３０は、エアクリーナボックス３１、吸気管３２、コンプレッサ２１、第１接続管部３３、吸気ダクト３４、第２接続管部３５、インタークーラ３６、スロットルバルブ３７、および吸気マニホールド３８等によって構成される。このように、吸気経路３０上には、第１接続管部３３、吸気ダクト３４および第２接続管部３５が設けられている。図１に矢印ａ１で示すように、エアクリーナボックス３１を通過した吸入空気は、コンプレッサ２１、インタークーラ３６、スロットルバルブ３７、および吸気マニホールド３８を経て、シリンダヘッド１４，１５の吸気ポート１６に供給される。
【００１３】
排気装置２０は、排出ガスを案内する排気経路４０を有している。排気経路４０は、排気マニホールド４１、タービン２２、排気管４２等によって構成される。図１に矢印ａ２で示すように、シリンダヘッド１４，１５の排気ポート１７から排出される排気ガスは、排気マニホールド４１、タービン２２および排気管４２を経て、外部に排出される。なお、排気管４２には、図示しない触媒コンバータや消音器が接続されており、排気ガスは触媒コンバータや消音器を経て外部に排出される。
【００１４】
［吸気経路構造］
続いて、吸気装置１０が備える吸気経路３０のうち、コンプレッサ２１とインタークーラ３６とを接続する吸気経路５０の構造について説明する。図２（ａ）は吸気経路５０の一例を示す斜視図であり、図２（ｂ）は吸気経路５０の一例を示す分解斜視図である。図１および図２に示すように、コンプレッサ２１とインタークーラ３６とを接続する吸気経路５０は、コンプレッサ２１の出力ポートに連通する第１接続管部３３と、インタークーラ３６の入力ポートに連通する第２接続管部３５と、第１接続管部３３と第２接続管部３５との間に設けられる吸気ダクト３４と、によって構成されている。また、吸気ダクト３４には、第１接続管部３３に接続される第１端部５１と、第２接続管部３５に接続される第２端部５２と、が設けられている。
【００１５】
図３（ａ）は第１端部５１の軸方向および径方向の断面図であり、図３（ｂ）は第１接続管部３３の軸方向および径方向の断面図である。図３（ｃ）は第２端部５２の軸方向および径方向の断面図であり、図３（ｄ）は第２接続管部３５の軸方向および径方向の断面図である。なお、図３（ａ）にはＡ−Ａ線に沿う径方向の断面図が示されており、図３（ｂ）にはＢ−Ｂ線に沿う径方向の断面図が示されている。また、図３（ｃ）にはＣ−Ｃ線に沿う径方向の断面図が示されており、図３（ｄ）にはＤ−Ｄ線に沿う径方向の断面図が示されている。
【００１６】
図３（ａ）に示すように、第１端部５１の内周部には、環状の係合凸部５１ａが形成されている。また、図３（ｂ）に示すように、第１接続管部３３の外周部には、環状のシール溝３３ａが形成されるとともに、係合凸部５１ａに対応する環状の係合凹部３３ｂが形成されている。第１接続管部３３のシール溝３３ａには、Ｏリング等の環状のガスケット（第１軸シール）５３が装着されている。さらに、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、第１端部５１は円形の断面形状を有しており、第１接続管部３３は円形の断面形状を有している。このように、第１端部５１および第１接続管部３３は円形の断面形状を有することから、第１端部５１と第１接続管部３３とは相対的に回転自在である。
【００１７】
また、図３（ｃ）に示すように、第２端部５２の内周部には、環状の係合凸部５２ａが形成されている。また、図３（ｄ）に示すように、第２接続管部３５の外周部には、環状のシール溝３５ａが形成されるとともに、係合凸部５２ａに対応する環状の係合凹部３５ｂが形成されている。第２接続管部３５のシール溝３５ａには、Ｏリング等の環状のガスケット（第２軸シール）５４が装着されている。さらに、図３（ｃ）および（ｄ）に示すように、第２端部５２は円形の断面形状を有しており、第２接続管部３５は円形の断面形状を有している。このように、第２端部５２および第２接続管部３５は円形の断面形状を有することから、第２端部５２と第２接続管部３５とは相対的に回転自在である。
【００１８】
図４（ａ）〜（ｃ）は、第１端部５１と第１接続管部３３との接続過程、および第２端部５２と第２接続管部３５との接続過程を示す説明図である。図４（ａ）に示すように、第１接続管部３３に第１端部５１を接続する際には、第１接続管部３３に対して第１端部５１を軸方向に対向させる。そして、図４（ｂ）および（ｃ）に示すように、第１端部５１を第１接続管部３３に軸方向に押し付けることにより、第１端部５１の係合凸部５１ａを弾性変形させながら第１接続管部３３の係合凹部３３ｂに係合させる。このように、第１端部５１を第１接続管部３３に押し付けることにより、第１端部５１と第１接続管部３３とは互いに接続され、その接続状態は係合凸部５１ａおよび係合凹部３３ｂによって保持される。これら係合凸部５１ａおよび係合凹部３３ｂによって、スナップフィットとも呼ばれる締結機構が構成される。
【００１９】
同様に、第２接続管部３５に対して第２端部５２を接続する際には、図４（ａ）に示すように、第２接続管部３５に対して第２端部５２を軸方向に対向させる。そして、図４（ｂ）および（ｃ）に示すように、第２端部５２を第２接続管部３５に軸方向に押し付けることにより、第２端部５２の係合凸部５２ａを弾性変形させながら第２接続管部３５の係合凹部３５ｂに係合させる。このように、第２端部５２を第２接続管部３５に押し付けることにより、第２端部５２と第２接続管部３５とは互いに接続され、その接続状態は係合凸部５２ａおよび係合凹部３５ｂによって保持される。これら係合凸部５２ａおよび係合凹部３５ｂによって、スナップフィットとも呼ばれる締結機構が構成される。
【００２０】
［第１および第２接続管部の位置関係］
吸気装置１０の組立工程において、作業者が吸気経路５０を組み立てる際には、エンジン１１に対して第１接続管部３３および第２接続管部３５を固定した後に、第１および第２接続管部３３，３５に対して吸気ダクト３４が接続される。続いて、吸気ダクト３４の組み付け対象である第１接続管部３３と第２接続管部３５との位置関係について説明する。図５は第１接続管部３３と第２接続管部３５との位置関係を示す説明図である。なお、図５には、図２（ｂ）の矢印α方向から示した第１および第２接続管部３３，３５の位置関係が示されている。
【００２１】
図５に示すように、第１接続管部３３の第１中心線Ｃ１を中心に、半径Ｒ１の仮想円Ｃｉｒを設定する。このように、第１中心線Ｃ１を中心とする仮想円Ｃｉｒを設定したときに、第２接続管部３５の第２中心線Ｃ２が仮想円Ｃｉｒの接線になるように、第１接続管部３３と第２接続管部３５とは設置されている。つまり、エンジン１１に対して第１および第２接続管部３３，３５を固定したときに、第２接続管部３５の第２中心線Ｃ２は、第１接続管部３３の第１中心線Ｃ１を中心とする仮想円Ｃｉｒの接線になる。このように、第１接続管部３３と第２接続管部３５とを配置することにより、後述するように、第１および第２接続管部３３，３５に対して吸気ダクト３４を簡単に組み付けることができる。
【００２２】
また、図５に示すように、第２接続管部３５に装着される環状のガスケット５４の中心線Ｃｇを含む仮想平面Ｐを設定したときに、前述した仮想円Ｃｉｒと第２中心線Ｃ２とが仮想平面Ｐ上で接するように、第１接続管部３３と第２接続管部３５とは設置されている。つまり、エンジン１１に対して第１および第２接続管部３３，３５を固定したときに、第２中心線Ｃ２と仮想円Ｃｉｒとの接点は、仮想平面Ｐと第２中心線Ｃ２との交点Ｉになる。このように、第１接続管部３３と第２接続管部３５とを配置することにより、後述するように、第１および第２接続管部３３，３５に吸気ダクト３４を組み付けたときに、ガスケット５４を適切に変形させることができる。
【００２３】
なお、第１接続管部３３には第１端部５１が接続され、第２接続管部３５には第２端部５２が接続される。このため、前述したように、第２接続管部３５の第２中心線Ｃ２が、第１接続管部３３の第１中心線Ｃ１を中心とする仮想円Ｃｉｒの接線である、ということは、第２端部５２の中心線Ｃ２ａが、第１端部５１の中心線Ｃ１ａを中心とする仮想円Ｃｉｒの接線である、ということを意味している。また、前述したように、第２中心線Ｃ２と仮想円Ｃｉｒとの接点が、仮想平面Ｐと第２中心線Ｃ２との交点Ｉである、ということは、第２端部５２の中心線Ｃ２ａと仮想円Ｃｉｒとの接点が、第２端部５２の中心線Ｃ２ａと仮想平面Ｐとの交点Ｉである、ということを意味している。
【００２４】
［吸気ダクトの接続手順］
図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施の形態である吸気ダクト３４の接続方法の手順を示す説明図である。図６（ａ）〜（ｃ）のそれぞれには、図２（ｂ）の矢印α方向から示した吸気経路５０と、図２（ｂ）の矢印β方向から示した吸気経路５０と、が並べて示されている。
【００２５】
図６（ａ）に矢印Ｘ１で示すように、第１および第２接続管部３３，３５に対して吸気ダクト３４を接続する際には、第１接続管部３３に対して吸気ダクト３４の第１端部５１が押し込まれる（第１接続ステップ）。このとき、図６（ａ）に符号Ｚで示すように、吸気ダクト３４の第２端部５２は、第２接続管部３５から所定間隔を空けて配置される。続いて、図６（ｂ）に矢印Ｘ２で示すように、第１端部５１を中心に吸気ダクト３４を回転させ、第２接続管部３５に対して吸気ダクト３４の第２端部５２が押し込まれる（第２接続ステップ）。これにより、図６（ｃ）に示すように、第１および第２接続管部３３，３５に対して吸気ダクト３４が接続され、吸気経路５０の組立作業が完了する。
【００２６】
前述したように、第２接続管部３５の第２中心線Ｃ２は、第１接続管部３３の第１中心線Ｃ１を中心とする仮想円Ｃｉｒの接線である。このような位置関係に第１および第２接続管部３３，３５が設置されることから、吸気ダクト３４の第１端部５１を第１接続管部３３に接続した後に、第１接続管部３３を中心に吸気ダクト３４を回転させることにより、吸気ダクト３４の第２端部５２を第２接続管部３５に押し込むことができる。すなわち、第２端部５２の移動軌跡上つまり仮想円Ｃｉｒ上に第２接続管部３５が配置されるため、吸気ダクト３４を回転させるだけで第２端部５２を第２接続管部３５に押し込むことができ、第２端部５２と第２接続管部３５とを簡単に接続することができる。これにより、吸気ダクト３４を組み付ける際の作業性を向上させることができる。
【００２７】
［ガスケットの変形状況］
続いて、ガスケット５４の変形状況について説明する。図７は第２端部５２と第２接続管部３５との接続箇所を示す断面図である。前述したように、第２中心線Ｃ２と仮想円Ｃｉｒとの接点は、仮想平面Ｐと第２中心線Ｃ２との交点Ｉである。このような位置関係に第１および第２接続管部３３，３５が設置されることから、吸気ダクト３４を回転させて第２接続管部３５に第２端部５２を接続した場合には、図７に示すように、第２接続管部３５の第２中心線Ｃ２に対して第２端部５２の中心線Ｃ２ａを一致させた状態のもとで、第２接続管部３５と第２端部５２との間にガスケット５４を挟み込むことができる。これにより、ガスケット５４をほぼ均一に変形させることができるため、ガスケット５４をより適切に機能させることができ、吸入空気の漏れを防止することができる。
【００２８】
前述したように、図示する形状つまり直線状に伸びる第２接続管部３５や第２端部５２において、ガスケット５４をほぼ均一に変形させるためには、第２中心線Ｃ２と仮想円Ｃｉｒとの接点を、仮想平面Ｐと第２中心線Ｃ２との交点Ｉに設定することが望ましいが、これに限られることはない。例えば、第２接続管部３５や第２端部５２の形状によっては、図５に符号Ｉａで示すように、第２接続管部３５の先端側に第２中心線Ｃ２と仮想円Ｃｉｒとの接点を設定しても良く、図５に符号Ｉｂで示すように、第２接続管部３５の基端側に第２中心線Ｃ２と仮想円Ｃｉｒとの接点を設定しても良い。
【００２９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、吸気ダクト３４の第１端部５１を第１接続管部３３に接続した後に、第１接続管部３３を中心に吸気ダクト３４を回転させているが、これに限られることはない。例えば、吸気ダクト３４の第２端部５２を第２接続管部３５に接続した後に、第２接続管部３５を中心に吸気ダクト３４を回転させても良い。すなわち、第２接続管部３５の第２中心線Ｃ２が、第１接続管部３３の第１中心線Ｃ１を中心とする仮想円Ｃｉｒの接線であることから、換言すれば、第１接続管部３３の第１中心線Ｃ１は、第２接続管部３５の第２中心線Ｃ２を中心とする仮想円の接線である。このため、第２接続管部３５を中心に吸気ダクト３４を回転させた場合であっても、第１端部５１の移動軌跡上つまり仮想円上に第１接続管部３３が配置されるため、第１端部５１と第１接続管部３３とを簡単に接続することができる。
【００３０】
前述の説明では、第１端部５１および第１接続管部３３の断面形状を円形に形成し、第２端部５２および第２接続管部３５の断面形状を円形に形成しているが、これに限られることはない。例えば、吸気ダクト３４の第１端部５１を第１接続管部３３に接続した後に、第１接続管部３３を中心に吸気ダクト３４を回転させる場合には、この回転に伴って接続される第２端部５２および第２接続管部３５の断面形状を円形以外に形成しても良い。同様に、吸気ダクト３４の第２端部５２を第２接続管部３５に接続した後に、第２接続管部３５を中心に吸気ダクト３４を回転させる場合には、この回転に伴って接続される第１端部５１および第１接続管部３３の断面形状を円形以外に形成しても良い。
【００３１】
前述の説明では、第１端部５１や第２端部５２に係合凸部５１ａ，５２ａを形成しているが、これに限られることはなく、第１接続管部３３や第２接続管部３５に係合凸部を形成しても良い。また、前述の説明では、第１端部５１や第２端部５２に環状の係合凸部５１ａ，５２ａを形成しているが、係合凸部としては環状に限られることはなく、他の形状の係合凸部であっても良いことはいうまでもない。また、前述の説明では、係合凸部５１ａ，５２ａや係合凹部３３ｂ，３５ｂによって締結機構を構成しているが、これに限られることはなく、フランジ部材やバンド部材等によって締結機構を構成しても良い。
【００３２】
前述の説明では、第１接続管部３３や第２接続管部３５を雄型に形成し、第１端部５１や第２端部５２を雌型に形成しているが、これに限られることはない。例えば、第１接続管部３３を雌型に形成して第１端部５１を雄型に形成しても良く、第２接続管部３５を雌型に形成して第２端部５２を雄型に形成しても良い。また、前述の説明では、第１接続管部３３や第２接続管部３５にシール溝３３ａ，３５ａを形成しているが、これに限られることはなく、第１端部５１や第２端部５２にシール溝を形成しても良い。つまり、吸気ダクト３４側にガスケット５３，５４を取り付けた状態のもとで、第１および第２接続管部３３，３５に吸気ダクト３４を組み付けても良い。
【００３３】
前述の説明では、本発明が適用される吸気ダクトとして、コンプレッサ２１からインタークーラ３６に吸入空気を案内する吸気ダクト３４を挙げているが、これに限られることはない。例えば、エアクリーナボックス３１に吸入空気を案内する吸気ダクトに本発明を適用しても良く、コンプレッサ２１に吸入空気を案内する吸気ダクトに本発明を適用しても良い。なお、吸気ダクト３４の形状、つまり第１端部５１と第２端部５２との間の形状については、図示する形状に限られることはなく、如何なる形状であっても良いことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３４】
１０    吸気装置
１１    エンジン
２１    コンプレッサ
３０    吸気経路
３３    第１接続管部
３４    吸気ダクト
３５    第２接続管部
３６    インタークーラ
５０    吸気経路
５１    第１端部
５１ａ  係合凸部
５２    第２端部
５２ａ  係合凸部
５３    ガスケット（第１軸シール）
５４    ガスケット（第２軸シール）
Ｃ１    第１中心線
Ｃ２    第２中心線
Ｃｉｒ  仮想円
Ｃｇ    中心線
Ｐ    仮想平面
Ｉ    交点
【図１】
2018030537.tif 000003
【図２】
2018030537.tif 000004
【図３】
2018030537.tif 000005
【図４】
2018030537.tif 000006
【図５】
2018030537.tif 000007
【図６】
2018030537.tif 000008
【図７】
2018030537.tif 000009