(57)【要約】【課題】従来の二重管構造の吸気ダクトよりも更に吸入空気の昇温を抑制できる二重管構造の吸気ダクトを提供すること。【解決手段】内管４と、該内管４の外側に空間５を介して設けられた外管６と、を含み、内管４と外管６との間の上流端が開口した二重管構造１０を備える。外管６は、内側と外側を連通する連通孔１１を有し、連通孔１１の上流側近傍で外管６が内管４側に湾曲していることにより空間を流れる空気の流路断面積が絞られている。また、内管４は、内側と、外側の空気の流路断面積が絞られている部分とを連通する連通孔１３を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内管と、該内管の外側に空間を介して設けられた外管と、を含み、前記内管と前記外管との間の上流端が開口した二重管構造を備える吸気ダクトであって、
前記外管は、内側と外側を連通する連通孔を有する、ことを特徴とする吸気ダクト。
【請求項２】
請求項１に記載の吸気ダクトにおいて、
前記連通孔の上流側近傍で前記外管が前記内管側に湾曲していることにより前記空間を流れる空気の流路断面積が絞られている、ことを特徴とする吸気ダクト。
【請求項３】
請求項２に記載の吸気ダクトにおいて、
前記内管は、内側と、外側の前記空気の流路断面積が絞られている部分とを連通する連通孔を有する、ことを特徴とする吸気ダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気ダクトに関し、特に、吸気ダクト内を通過する空気の温度上昇を抑制するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、吸入する空気の温度が低いほど、充填効率が高くなり、発生トルクが増加する。このため、エンジンの吸気ダクトの吸入口はエンジンルーム内で比較的低温となる位置に配置される。
【０００３】
ところが、吸気ダクトの吸入口が比較的低温な位置に配置され、比較的低温の空気を吸気ダクト内に吸入できても、吸気ダクト自体が、エンジン、ラジエータなどの熱源によって昇温された空気によって暖められ、あるいは、上記熱源の輻射熱によって暖められるため、吸気ダクト内を通過する空気が昇温する。
【０００４】
このように、吸気ダクトが暖められ、ダクト内を通過する空気が昇温してしまうことを防止するために、吸気ダクトを二重管構造とすることが知られている（例えば特許文献１，２を参照）。二重管構造とすることで、外管が昇温しても内管は外管ほど昇温しないため、内管内を通過する空気の昇温が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−４５０２８号公報
【特許文献２】特開昭６１−２６８５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、吸気ダクトを二重管構造とすることで、吸気ダクトを通過する空気の昇温をある程度抑制できるものの、その抑制程度は十分とはいえず、更なる改善が望まれていた。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みて創案されたものであり、二重管構造の吸気ダクトにおいて、従来のものよりも更に吸入空気の昇温を抑制することができる吸気ダクトを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の吸気ダクトは、内管と、該内管の外側に空間を介して設けられた外管と、を含み、前記内管と前記外管との間の上流端が開口した二重管構造を備えるものを前提とし、前記外管は、内側と外側を連通する連通孔を有する、ことを特徴とするものである。
【０００９】
かかる構成を備える吸気ダクトによれば、外管の内壁面近傍の温度境界層に存在する比較的温度の高い空気の一部が外管に形成された連通孔から外管外へ排出される。また、外管の外壁面近傍の温度境界層に存在する比較的温度の高い空気の一部は、連通孔から外管外へ排出される空気によって外管の外壁面から遠ざけられる。これらにより、吸気ダクト内を通過してエンジンに吸入される空気の温度上昇が抑制される。
【００１０】
本発明の吸気ダクトは、好ましくは、既述の構成において、前記連通孔の上流側近傍で前記外管が前記内管側に湾曲していることにより前記空間を流れる空気の流路断面積が絞られている、ものである。
【００１１】
かかる構成を備える吸気ダクトによれば、湾曲部の表面近くが負圧となるため、湾曲部の表面近くから連通孔を通じて外管外へ排出される空気の流れが促進される。
【００１２】
前記内管は、好ましくは、内側と、外側の前記空気の流路断面積が絞られている部分とを連通する連通孔を有する、ものである。
【００１３】
かかる構成を備える吸気ダクトによれば、内管内を流れる空気のうち内管の内壁面近傍の温度境界層に存在する比較的温度の高い空気の一部が、内管の連通孔を通じて内管内から内管外へ排出される。これにより、内管内を流れる空気全体の温度上昇が抑制され、ひいては、吸気ダクト内を通過してエンジンに吸入される空気の温度上昇が抑制される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の吸気ダクトによれば、吸気ダクト内を通過してエンジンに吸入される空気の温度上昇が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】フードを開放した状態の車両を前方から視た図である。
【図２】本発明の実施形態に係る吸気ダクトの要部を示す縦断面図である。なお、整流板については一部のみを断面化している。
【図３】図２のＸ部拡大図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る吸気ダクトの一部を示す断面図であって、図２のＸ部拡大図に対応する部位を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る吸気ダクトについて図面を参照しながら説明する。図１は、フード１４を開放した状態の車両を前方から視た図である。エンジンルーム１内に設置された吸気ダクト２は、一端に外気を吸入する吸入口３を有し、他端がエアクリーナ７に接続されている。エンジンの運転時に、吸入口３から吸入され吸気ダクト２内を通過した空気は、エアクリーナ７を通じてエンジンの吸気ポートへ吸入される。
【００１７】
吸気ダクト２の吸入口３は、エンジンルーム１内で比較的低温の外気を吸入できる位置に配置される。図１に示す例では、ラジエータ８が車両前部の中央より左に偏って設置されており、車両走行時にフロントグリル９からエンジンルーム１内に入る外気は、ラジエータ７を通過した後、エンジンルーム１内の左側に流れ易くなるため、このラジエータ７で暖められた外気の吸入をできるだけ回避するために、吸気ダクト２の吸入口３は、エンジンルーム１内の右位置後部に配置されている。なお、図１に示す吸気ダクト２およびその吸入口３の配置は一例を示したに過ぎず、上記に限定されるものではない。
【００１８】
図２および図３に示すように、上記吸気ダクト２は、内管４と、この内管４の外側に空間５を介して設置された外管６とからなる二重管構造１０を備えている。図２に示すように、内管４と外管６の間の上流端（図中左端）は開口しており、エンジン運転時は、内管４内の開口のほか、内管４と外管６の間の上流端の開口からも外気が導入されるようになっている。つまり、内管４内の上流端の開口と、内管４と外管６との間の上流端の開口とが何れも吸入口３となっている。
【００１９】
図２に示す例では、内管４と外管６の上流端の位置は揃っているが、内管４は外管６より短くなっており、内管４の下流端はエアクリーナ７まで至らず、外管６のみがエアクリーナ７に接続されている。内管４と外管６との間の空間５の下流端は、これより下流側で外管６内に形成される流路に連通している。また、内管４および外管６は何れも略円筒状の部材からなり、互いに同心円状に配置されており、内管４は、図示しない複数の架設部材を介して外管６内に支持されている。
【００２０】
外管６には、その内側と外側を連通する連通孔１１が複数形成されている。本実施形態では、吸入口３からの流路方向の各所定位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３において、それぞれ周方向に間隔をおいて連通孔１１が複数形成されている。また、各連通孔１１は、空間５内を流れる空気を受け入れ易くなるように、外管６の外壁面６ａに対して傾斜した方向に向かって形成されている。
【００２１】
また、外管６は、上記連通孔１１の上流側近傍で、内管４側に湾曲して湾曲部１２を形成している。この湾曲部１２が形成されていることにより、空間５を流れる空気の流路断面積が絞られている。なお、上記「近傍」とは、湾曲部１２の表面近くに発生する負圧によって湾曲部１２の表面近くの空気が連通孔１１に誘導され易くなる程度のものであればよい。
【００２２】
内管４にも、内側と外側を連通する連通孔１３が複数形成されている。この連通孔１３は、内管４の内側と、内管４と外管６の間の空間５の流路断面積が絞られている部分とを連通しており、外管６の湾曲部１２に対向している。
【００２３】
内管４内には、内管４内の空気の流れを整流し、乱流を発生し難くするための整流板１５が設置されている。
【００２４】
以下、本実施形態に係る吸気ダクト２の作用について説明する。ラジエータ８、エンジン本体、エキゾーストマニホールド等の熱源によって昇温した空気が吸気ダクト２の周囲を通過したり、上記熱源の輻射熱などが吸気ダクト２に照射されると、吸気ダクト２において外管６の温度が最も上昇し、外管６ほどではないものの、内管４の温度も上昇する。
【００２５】
エンジンの運転時は、吸入口３から吸気ダクト２内に空気が吸入され、吸入された空気は内管４内と、内管４と外管６との間の空間５を流れる。
【００２６】
内管４と外管６との間の空間５を流れる空気は、湾曲部１２によって流路断面積が絞られた部分を通過する際に流速を増すことで、内管４の内外で差圧が生じ、矢印２１に示すように、内管４内を流れる空気の一部が内管４内から連通孔１３を通じて低圧側となる空間５内へ導入される。
【００２７】
また、湾曲部１２によって流路断面積が絞られていること、および、連通孔１１が傾斜して空間５内を流れる空気を受け入れるように開口していることから、空間５を流れる空気の一部は、矢印２２に示すように、空間５から連通孔１１を通じて外管６の外へ導出される。
【００２８】
ところで、内管４の内外壁面４ａ，４ｂおよび外管６の内外壁面６ａ，６ｂの近傍には、温度が急激に変化する温度境界層が形成され、この温度境界層に存在する空気の温度は比較的高くなっている。本実施形態では、上記連通孔１１，１３を内管４および外管６に設けることで、この比較的温度が高い温度境界層の空気をできるだけ外側に移動させ、以て、吸気ダクト２内を流れる空気の昇温の抑制を図っている。
【００２９】
例えば、図３に示すように、内管４内を流れる空気のうち内管４の内壁面４ｂ近傍の温度境界層Ａに存在する比較的温度の高い空気の一部は、連通孔１３を通じて内管４内から内管４外（空間５内）へ排出される。これにより、内管４内を流れる空気の温度上昇が抑制される。なお、内管４内における空気の流れは整流板１５によって整流されているため、安定的に温度境界層Ａが形成される。このため、温度境界層Ａに存在する比較的温度の高い空気のみを連通孔１３を通じて内管４外へ排出させることができる。
【００３０】
また、空間５内を流れる空気のうち内管４の外壁面４ａ近傍の温度境界層Ｂに存在する比較的温度の高い空気の一部は、連通孔１３から空間５内に流入する空気の流れによって外管６側へ押しやられる。また、この外管６側へ押しやられた空気の一部と、外管６の内壁面４ｂ近傍の温度境界層Ｃに存在する比較的温度の高い空気の一部とが、連通孔１１から外管６外へ排出される。これにより、空間５内を流れる空気全体の温度上昇が抑制され、その結果、内管４の温度上昇、内管４内を流れる空気の温度上昇も抑制される。
【００３１】
また、外管６の外壁面６ａ近傍の温度境界層Ｄに存在する比較的温度の高い空気の一部は、連通孔１１から外管６外へ流出する気流によって外管６の外壁面６ａから遠ざけられる。これにより、外管６自体の温度上昇が抑制され、その結果、さらに空間５内を流れる空気、内管４および内管４内を流れる空気の温度上昇が抑制される。
【００３２】
以上のように、本実施形態に係る吸気ダクト２においては、各温度境界層Ａ〜Ｄに存在する比較的温度の高い空気が外側へ移動するので、吸気ダクト２を通じてエンジン側に供給される空気は、主に、吸気ダクト２の中心を流れる比較的温度の低い空気が中心となり、エンジンに供給される吸気温度が抑制される。
【００３３】
＜他の実施形態１＞
既述の実施形態に係る吸気ダクト２において、内管４の連通孔１３を省略した吸気ダクト（図４参照）としてもよい。この場合も、エンジンの吸気温度を抑制する効果がある程度得られる。すなわち、内管４の内壁面４ｂ近傍の温度境界層Ａに存在する空気を外へ排出することはできなくなるものの、温度境界層Ｃに存在する空気の一部は、連通孔１１から外管６外へ排出される。これにより、空間５内を流れる空気の温度上昇が抑制され、その結果、内管４の温度上昇、内管４内を流れる空気の温度上昇も抑制される。なお、湾曲部１２の表面近くは、負圧となるため、湾曲部１２の表面近くから連通孔１１を通じて外管６外へ排出される空気の流れは促進される。
【００３４】
また、外管６の外壁面６ａ近傍の温度境界層Ｄに存在する比較的温度の高い空気の一部は、連通孔１１から外管６外へ流出する空気によって外管６の外壁面６ａから遠ざけられる。これらにより、外管６自体の温度上昇が抑制され、その結果、空間５内を流れる空気の温度上昇、内管４内を流れる空気の温度上昇も抑制される。
【００３５】
＜他の実施形態２＞
既述の実施形態では、二重管構造１０は吸気ダクト２の吸入口３から途中部まで形成されていたが、二重管構造１０を吸入口３からエアクリーナ７に亘って形成してもよい。また、二重管構造１０の一部に曲部を設けてもよい。この場合、内管４内の曲部の両端に整流板１５をそれぞれ設置し、曲部における乱流の発生を確実に防止することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、例えば、自動車用エンジンの吸気ダクトに適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
２    吸気ダクト
４    内管
５    空間
６    外管
１０  二重管構造
１１  連通孔
１２  湾曲部
１３  連通孔
【図１】
2013130085.tif 000003
【図２】
2013130085.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013130085.tif 000006