(57)【要約】      （修正有）【課題】車両が冠水路を走行中に内燃機関に水が侵入することを容易に防止できる車両用内燃機関の吸気通路構造を提供すること。【解決手段】シュラウドの車幅方向外方に、エンジンに外気を導入する吸気ダクト部１０を備え、吸気ダクト部１０が、シュラウドの側壁９Ｃに形成され、バンパ、シュラウドおよび熱交換器に囲まれる空間１２と吸気ダクト部１０とを連通する吸気口９ｃと、仕切板１１Ｆに形成され、空間１２を除いたエンジンルームに連通する吸気口１１ｆとを有する。さらに、吸気ダクト部１０が、車両の前後方向に延びる回転軸１４を中心に回転自在に設けられ、吸気口９ｃを開放し、かつ、吸気口１１ｆを閉止する第１の回転位置と、吸気口９ｃを閉止し、かつ吸気口１１ｆを開放する第２の回転位置との間で回転自在な開閉板１３を含んで構成される。【選択図】図５
2017056823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前部に設けられ、外気を取り入れる外気取り入れ口を有する車体部材と、
車幅方向に延びるようにして前記車体部材の後方に設けられ、前記外気取り入れ口から取り入れられた外気と内部に流通する冷却媒体とを熱交換する熱交換器と、
前記車体部材と前記熱交換器との間に設けられ、前記外気取り入れ口から取り入れられた外気を前記熱交換器に導く案内部材と、
前記熱交換器によって冷却された冷却媒体によって冷却される内燃機関と備え、
前記案内部材が、前記熱交換器の延びる方向に対して前記車両の前後方向に直交し、かつ上下方向に延びる側壁を含んで構成される車両において、前記外気取り入れ口から取り入れられた外気を前記内燃機関に導入する車両用内燃機関の吸気通路構造であって、
前記縦壁の車幅方向外方に設けられ、前記内燃機関に外気を導入する吸気ダクト部を備え、
前記吸気ダクト部が、前記案内部材の前記側壁に形成され、前記車体部材、前記案内部材および前記熱交換器に囲まれる第１の空間と吸気ダクト部とを連通する第１の吸気口と、前記第１の空間を除いた所定の第２の空間に連通する第２の吸気口と、
車両の前後方向に延びる回転軸を中心に回転自在に設けられ、前記第１の吸気口を開放し、かつ、前記第２の吸気口を閉止する第１の回転位置と、第１の吸気口を閉止し、かつ前記第２の吸気口を開放する第２の回転位置との間で回転自在な開閉弁とを含んで構成されることを有することを特徴とする車両用内燃機関の吸気通路構造。
【請求項２】
前記開閉弁は、前記外気取り入れ口から前記第１の空間に侵入した水流の圧力を受けて、前記第１の回転位置から前記第２の回転位置に回転することを特徴とする請求項１に記載の車両用内燃機関の吸気通路構造。
【請求項３】
前記第２の吸気口が、前記第１の吸気口に対して直交し、かつ、車幅方向に沿って延びるストッパ板に形成され、
前記開閉弁が、前記回転軸を挟んで一方に設けられ、前記第１の吸気口および第２の吸気口を閉止可能な第１の板状部と、前記回転軸を挟んで他方に設けられ、前記第１の板状部と異なる形態に形成された第２の板状部とを有する板状部材から構成され、
前記開閉弁は、前記第１の回転位置において、前記ストッパ板に接触して前記第２の吸気口を閉止するように水平方向に沿った姿勢を保つことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用内燃機関の吸気通路構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用内燃機関の吸気通路構造に関し、特に、車両が冠水路を走行中に吸気ダクトから水が進入することを防止するようにした車両用内燃機関の吸気通路構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、外気取り入れ口が形成されたバンパ等の車体部材が車両の前部に設けられており、外気取り入れ口から取り入れられた外気を、吸気通路を通して内燃機関の燃焼室に導入している。
【０００３】
ところで、車両が冠水路を走行する場合において、外気取り入れ口から水が侵入し、水が吸気通路を通して燃焼室に侵入してしまい、燃焼に悪影響を及ぼしてしまうことがある。従来、内燃機関に水が侵入することを防止するようにした内燃機関の吸気通路構造としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００４】
特許文献１に記載される吸気通路構造は、吸気ダクトの吸気口側に可動壁が取付けられており、可動壁は、吸気ダクトの下壁を構成している。可動壁は、吸気ダクトが被水した際には水流によって回動されることにより、吸気ダクトの吸気口の断面積を縮小することで、吸気ダクト内に水が侵入することを防止している。
【０００５】
また、可動壁が回動すると、吸気ダクトの下壁の一部が開口することで、吸気ダクト内に水が侵入した場合でも、この水を開口部から吸気ダクトの外部に排出することができる。この結果、燃焼室に水が浸入することを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２１５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来の内燃機関の吸気通路構造にあっては、吸気ダクトが被水した際に水流によって可動壁が回動されることにより、吸気ダクトの吸気口の断面積を縮小するだけであるので、吸気ダクトに水が侵入することを確実に防止することができない。
【０００８】
さらに、可動壁が回動すると、吸気ダクトの下壁の一部が開口するので、液面が高い冠水路を走行した場合には、下壁の開口から吸気ダクトに水が侵入してしまう。この結果、内燃機関に水が侵入することを確実に防止することができない。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、車両が冠水路を走行中に内燃機関に水が侵入することを容易に防止できる車両用内燃機関の吸気通路構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、車両の前部に設けられ、外気を取り入れる外気取り入れ口を有する車体部材と、車幅方向に延びるようにして車体部材の後方に設けられ、外気取り入れ口から取り入れられた外気と内部に流通する冷却媒体とを熱交換する熱交換器と、車体部材と熱交換器との間に設けられ、外気取り入れ口から取り入れられた外気を熱交換器に導く案内部材と、熱交換器によって冷却された冷却媒体によって冷却される内燃機関と備え、案内部材が、熱交換器の延びる方向に対して車両の前後方向に直交し、かつ上下方向に延びる側壁を含んで構成される車両において、外気取り入れ口から取り入れられた外気を内燃機関に導入する車両用内燃機関の吸気通路構造であって、縦壁の車幅方向外方に設けられ、内燃機関に外気を導入する吸気ダクト部を備え、吸気ダクト部が、案内部材の側壁に形成され、車体部材、案内部材および熱交換器に囲まれる第１の空間と吸気ダクト部とを連通する第１の吸気口と、第１の空間を除いた所定の第２の空間に連通する第２の吸気口と、車両の前後方向に延びる回転軸を中心に回転自在に設けられ、第１の吸気口を開放し、かつ、第２の吸気口を閉止する第１の回転位置と、第１の吸気口を閉止し、かつ第２の吸気口を開放する第２の回転位置との間で回転自在な開閉弁とを含んで構成される。
【発明の効果】
【００１１】
このように本発明によれば、車両が冠水路を走行している場合には、外気取り入れ口から第１の空間に流入した水流の圧力によって、開閉弁が回動して第１の空間と吸気ダクト部とを連通する第１の吸気口を閉止する。これにより、吸気ダクト部に水が侵入することを防止して、内燃機関に水が侵入することを防止できる。
【００１２】
これに加えて、第１の空間を除いた所定の第２の空間に連通する第２の吸気口を開放する。これにより、第２の空間から吸気ダクト部に空気を導入することができ、車両が冠水路を走行している場合でも内燃機関に空気を導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係る車両を前方から見たときのバンパの構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態に係る車両用内燃機関の吸気通路構造を示す図であり、図１のII−II方向矢視断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施の形態に係る熱交換器を前方から見た図である。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態に係る車両の前部の斜視図である。
【図５】図５は、本発明の一実施の形態に係る車両用内燃機関の吸気通路構造のダクト部において、開閉板が第１の回転位置に位置した状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の一実施の形態に係る車両用内燃機関の吸気通路構造を示す図であり、図２のＶII−ＶII方向矢視断面図である。
【図７】図７は、図の本発明の一実施の形態に係る車両用内燃機関の吸気通路構造を示す図であり、図のダクト部において、ダクト部と吸気管の一端部との位置関係を示す図である。
【図８】図８は、本発明の一実施の形態に係る車両用内燃機関の吸気通路構造のダクト部において、開閉板が第１の回転位置に位置した状態を示す正面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施の形態に係る車両用内燃機関の吸気通路構造のダクト部において、開閉板が第２の回転位置に位置した状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る車両用内燃機関の吸気通路構造の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図９は、本発明の一実施の形態に係る車両用内燃機関の吸気通路構造を示す図である。
【００１５】
まず、構成を説明する。図１〜図９において、上、下、右、左で示す方向は、運転席から見た方向である。
図１において、車両１は、車体２を備えており、車両１の前部にはバンパ３が設けられている。図２において、車体２の前部にはエンジンルーム４が形成されており、エンジンルーム４には熱交換器５およびエンジン６が設置されている。
【００１６】
図１、図２において、バンパ３には外気をエンジンルーム４に取り入れる外気取り入れ口３Ａ、３Ｂが形成されており、外気取り入れ口３Ａ、３Ｂは、上下に離隔している。バンパ３は、本発明の車体部材を構成する。
【００１７】
図２において、熱交換器５は、コンデンサ７およびラジエータ８を備えており、コンデンサ７およびラジエータ８は、車幅方向（車両１の幅方向）に延びるようにしてバンパ３の後方に設けられている。コンデンサ７の内部には図示しないエアコンを冷却するための冷却媒体である冷媒が流通しており、コンデンサ７は、外気取り入れ口３Ａ、３Ｂが取り入られた外気と冷媒とを熱交換することで、冷媒を冷却する。
【００１８】
ラジエータ８の内部にはエンジン６を冷却するための冷却媒体である冷却液が流通しており、ラジエータ８は、外気取り入れ口３Ａ、３Ｂが取り入られた外気と冷却液とを熱交換することで冷却液を冷却する。
車両１の前後方向においてバンパ３と熱交換器５との間にはシュラウド９が設けられている。シュラウド９は、上壁９Ａと、底壁９Ｂと、車幅方向に離隔し、上壁９Ａと底壁９Ｂとを連結する側壁９Ｃ、９Ｄとを備えており、上壁９Ａ、底壁９Ｂおよび側壁９Ｃ、９Ｄは、コンデンサ７の四隅を囲むように設置されている。
【００１９】
上壁９Ａおよび底壁９Ｂは、熱交換器５の延びる方向、すなわち、車幅方向に対して車両１の前後方向に直交し、かつ車幅方向に延びており、側壁９Ｃ、９Ｄは、車幅方向に対して車両１の前後方向に直交し、かつ上下方向に延びている。
【００２０】
これにより、シュラウド９は、外気取り入れ口３Ａ、３Ｂから取り入れられた外気を熱交換器５に導くことができ、熱交換器５に外気を効率よく供給することができる。このため、熱交換器５の冷却性能が向上する。本実施の形態のシュラウド９は、本発明の案内部材を構成し、側壁９Ｃは、本発明の側壁を構成する。
【００２１】
図２〜図４において、シュラウド９の側壁９Ｃには筐体からなる吸気ダクト部１０が取付けられており、吸気ダクト部１０は、側壁９Ｃに対して車幅方向外方に設けられている。吸気ダクト部１０には吸気管２１の一端部が接続されており、吸気管２１は、吸入空気をエンジン６の図示しない燃焼室に導入する。吸気管２１の延びる方向の途中には吸入空気を浄化する図示しないエアクリーナが設けられており、吸気管２１の他端部は、図示しない吸気マニホールドに接続されている。
【００２２】
図５において、吸気ダクト部１０は、前板１１Ａ（図３、図４参照）と、後板１１Ｂと、上板１１Ｃと、底板１１Ｄと、前板１１Ａ、後板１１Ｂ、上板１１Ｃおよび底板１１Ｄを連結する側板１１Ｅとを備えており、側板１１Ｅに対向する側壁９Ｃの一部は、前板１１Ａ、後板１１Ｂ、上板１１Ｃおよび底板１１Ｄを連結する側板を構成している。
【００２３】
吸気ダクト部１０は、仕切板１１Ｆによって上下に分割されたダクト室１０Ａとダクト室１０Ｂとに仕切られている。側壁９Ｃには吸気口９ｃが形成されており、吸気口９ｃは、バンパ３、シュラウド９および熱交換器５に囲まれる空間１２と吸気ダクト部１０のダクト室１０Ａとを連通している。本実施の形態の吸気口９ｃは、本発明の第１の吸気口を構成し、空間１２は、本発明の第１の空間を構成する。また、仕切板１１Ｆは、本発明のストッパ板を構成する。
【００２４】
吸気ダクト部１０の後板１０Ｃには開口部１０ｃが形成されており、開口部１０ｃは、エンジンルーム４とダクト室１０Ｂとを連通している。仕切板１１Ｆには吸気口１１ｆが形成されており、吸気口１１ｆは、空間１２を除いたエンジンルーム４に連通している。
【００２５】
仕切板１１Ｆは、側壁９Ｃと直交する方向に延びており、吸気口１１ｆは、吸気口９ｃに対して直交し、かつ車幅方向に沿って開口している。本実施の形態の吸気口１１ｆは、本発明の第２の吸気口を構成し、エンジンルーム４は、本発明の所定の第２の空間を構成する。
【００２６】
吸気ダクト部１０には板状部材からなる開閉板１３が設けられており、開閉板１３は、回転軸１４に回転自在に取付けられている。回転軸１４は、車両１の前後方向に延びるようにして側壁９Ｃに設けられており、開閉板１３は、回転軸１４を中心に吸気口９ｃを開放し、かつ、吸気口１１ｆを閉止する第１の回転位置と、吸気口９ｃを閉止し、かつ吸気口１１ｆを開放する第２の回転位置との間で回転する。本実施の形態の開閉板１３は、本発明の開閉弁を構成する。
【００２７】
開閉板１３は、回転軸１４を挟んで一方（図８の左方）に設けられ、吸気口９ｃおよび吸気口１１ｆを閉止可能な板状部１３Ａと、回転軸１４を挟んで一方（図８の右方）に設けられた板状部１３Ｂとを有する。本実施の形態の板状部１３Ａは、本発明の第１の板状部を構成し、板状部１３Ｂは、本発明の第２の板状部を構成する。
【００２８】
板状部１３Ｂは、板状部１３Ａに対して重量が重く形成されており、開閉板１３は、第１の回転位置において、板状部１３Ａが吸気口１１ｆを閉止するように水平方向に沿った姿勢を保つ。すなわち、本実施の形態の開閉板１３は、形態（この場合は、重量）が異なる板状部１３Ａと板状部１３Ｂとを有する。
【００２９】
本実施の形態では、図７に示すように、板状部１３Ａ、１３Ｂの板厚を同じにし、板状部１３Ａよりも板状部１３Ｂの長さを長くすることによって板状部１３Ｂの重量を板状部１３Ａの重量よりも重くしている。
なお、板状部１３Ａに対して板状部１３Ｂの重量を重くする手段としては、板状部１３Ａと板状部１３Ｂの面積を同じにして板状部１３Ｂの肉厚を板状部１３Ａの肉厚よりも大きくすることや、板状部１３Ａと板状部１３Ｂの面積を同じにして板状部１３Ｂに重りを付けること等が考えられる。但し、板状部１３Ａと板状部１３Ｂとの形態を異ならせる手段は、これらに限定されるものではない。
【００３０】
次に、作用を説明する。
板状部１３Ｂは、板状部１３Ａに対して重量が重く形成されているので、車両１が非冠水路を走行している場合には、開閉板１３は、第１の回転位置において、吸気口１１ｆを閉止するように水平方向に沿った姿勢を保つ。これにより、空間１２とダクト室１０Ａとが吸気口９ｃを通して連通する（図５、図７、図８参照）。
【００３１】
図４において、車両１が非冠水路を走行している場合には、車両１の走行時には外気Ａｉ（走行風）がバンパ３の外気取り入れ口３Ａ、３Ｂを通して空間１２に導入され、外気Ａｉがシュラウド９に案内されて熱交換器５に流入する。また、外気Ａｉの一部Ａｉ１は、空間１２から吸気口９ｃを通してダクト室１０Ａに流入し（図５、図８参照）、ダクト室１０Ａから吸気管２１を通してエンジン６に導入される。
【００３２】
一方、車両１が冠水路を走行している場合には、外気取り入れ口３Ａ、３Ｂから空間１２に水が侵入し、空間１２の空間に侵入した水Ｗ１（図６、図９参照）は熱交換器５に遮られて空間１２の内部で上昇する。開閉板１３は、上昇する水流の圧力を受けて回転軸１４を中心に反時計回転方向に回転して第２の回転位置まで回転する（図６、図９参照）。
【００３３】
開閉板１３が第２の回転位置に回転すると、開閉板１３は、吸気口９ｃを閉止するとともに、吸気口１１ｆを開放する。このとき、開口部１０ｃを通してエンジンルーム４とダクト室１０Ｂとが連通し、さらに、吸気口１１ｆを通してダクト室１０Ｂとダクト室１０Ａとが連通する。
【００３４】
これにより、図６、図９に示すように、エンジンルーム４からダクト室１０Ｂを通してダクト室１０Ａに空気Ａｉ２が流入し、ダクト室１０Ａから吸気管２１を通してエンジン６に導入される。
【００３５】
このように本実施の形態のエンジン６の吸気通路構造によれば、シュラウド９の車幅方向外方に、エンジン６に外気を導入する吸気ダクト部１０を備え、吸気ダクト部１０が、シュラウド９の側壁９Ｃに形成され、バンパ３、シュラウド９および熱交換器５に囲まれる空間１２と吸気ダクト部１０とを連通する吸気口９ｃと、仕切板１１Ｆに形成され、空間１２を除いたエンジンルーム４に連通する吸気口１１ｆとを有する。
【００３６】
さらに、吸気ダクト部１０が、車両１の前後方向に延びる回転軸１４を中心に回転自在に設けられ、吸気口９ｃを開放し、かつ、吸気口１１ｆを閉止する第１の回転位置と、吸気口９ｃを閉止し、かつ吸気口１１ｆを開放する第２の回転位置との間で回転自在な開閉板１３を含んで構成される。
これにより、車両１が非冠水路を走行している場合に、吸気口９ｃを通して新鮮な外気を吸気ダクト部１０に取り込むことができ、新鮮な外気をエンジン６に導入することができる。
【００３７】
また、車両１が冠水路を走行している場合には、空間１２と吸気ダクト部１０との連通を遮断できるので、吸気ダクト部１０に水が侵入することを防止できる。これに加えて、空間１２と吸気ダクト部１０との連通を遮断されても、吸気ダクト部１０とエンジンルーム４とを連通することができるので、吸気ダクト部１０にエンジンルーム４から空気を取り込むことができ、エンジン６に空気を導入することができる。このため、エンジン６の駆動に必要な空気を確保してエンジン性能が低下することを防止できる。
【００３８】
また、熱交換器５に外気を導入するためにバンパ３に形成された既存の外気取り入れ口３Ａ、３Ｂを、吸気ダクト部１０に外気を取り込むための取り入れ位置として利用したので、バンパ３に、吸気ダクト部１０に外気を取り入れるための専用の外気取り入れ口を設ける必要がない。  このため、バンパ３の意匠の自由度を向上できる。
【００３９】
また、本実施の形態のエンジン６の吸気通路構造によれば、車両１が冠水路を走行している場合には、外気取り入れ口３Ａ、３Ｂから空間１２に流入した水流の圧力によって、開閉板１３を第１の回転位置から第２の回転位置に回転させ、空間１２と吸気ダクト部１０とを連通する吸気口９ｃを閉止している。
【００４０】
これにより、開閉板１３を開閉駆動するモータ等のアクチュエータや、冠水の液面を検知するセンサ等を不要にできる。これにより、エンジン６の吸気通路構造を構成する部品の点数が増大することを防止することができるとともに、電気的なシステムを不要にできる。
【００４１】
特に、本実施の形態のエンジン６の吸気通路構造によれば、吸気口１１ｆを、吸気口９ｃに対して直交し、かつ、車幅方向に沿って開口させた。さらに、開閉板１３が、回転軸１４を挟んで一方に設けられ、吸気口９ｃおよび吸気口１１ｆを閉止可能な板状部１３Ａと、回転軸１４を挟んで他方に設けられた板状部１３Ｂとを有する板状部材から構成した。
これに加えて、板状部１３Ｂの重量を板状部１３Ａの重量よりも重くし、第１の回転位置において、板状部１３Ａが仕切板１１Ｆに接触して吸気口１１ｆを閉止するように、開閉板１３を水平方向に沿った姿勢に保つようにした。
【００４２】
これにより、車両１が非冠水路を走行した場合に、簡素な構成で空間１２と吸気ダクト部１０と容易に連通することができ、エンジン６の吸気通路構造を構成する部品の点数が増大することをより効果的に防止することができるとともに、電気的なシステムをより効果的に不要にできる。
【００４３】
また、車両が非冠水路を走行している場合に、開閉板１３が水平方向に沿った姿勢を保つので、空間１２に侵入して上昇する水流に開閉板１３の板状部１３Ａの前面を接触させることができる。このため、開閉板１３の回転の応答性を高めて、開閉板１３を第１の回転位置から第２の回転位置に素早く回転させることができる。したがって、吸気ダクト部１０に水が侵入することを防止できる。
【００４４】
本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００４５】
１...車両、３...バンパ（車体部材）、３Ａ，３Ｂ...外気取り入れ口、４...エンジンルーム（所定の第２の空間）、５...熱交換器、６...エンジン（内燃機関）、９...シュラウド（案内部材）、９Ｃ...側壁（案内部材の側壁）、９ｃ...吸気口（第１の吸気口）、１０...吸気ダクト部、１１Ｆ...仕切板（ストッパ板）、１１ｆ...吸気口（第２の吸気口）、１２...空間（第１の空間）、１３...開閉板（開閉弁）、１３Ａ...板状部（第１の板状部）、１３Ｂ...板状部（第２の板状部）、１４...回転軸、Ａｉ...外気
【図１】
2017056823.tif 000003
【図２】
2017056823.tif 000004
【図３】
2017056823.tif 000005
【図４】
2017056823.tif 000006
【図５】
2017056823.tif 000007
【図６】
2017056823.tif 000008
【図７】
2017056823.tif 000009
【図８】
2017056823.tif 000010
【図９】
2017056823.tif 000011