JP4882995B2

JP4882995B2 - エアダクト

Info

Publication number: JP4882995B2
Application number: JP2007325053A
Authority: JP
Inventors: 隆平田; 浩嗣小嶋
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2007-12-17
Filing date: 2007-12-17
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2027-12-17
Also published as: JP2009144660A

Description

この発明は、エアクリーナとエンジンとの間に介在されるエアダクトに係り、特にエンジンの停止時に、エンジンの吸気系から漏出される燃料蒸気を捕捉する機能を備えたエアダクトに関するものである。

従来、自動車におけるこの種の燃料蒸気捕捉装置としては、例えば特許文献１〜３に開示されるような構成が提案されている。特許文献１に記載の従来構成では、エアクリーナのハウジング内にフィルタエレメントがエア流路と交差するように配置されている。フィルタエレメントに対してエア流の下流側に位置するように、ハウジング内には燃料吸着部材がエア流路と交差した状態で配置されている。この燃料吸着部材は、不織布等のシート基材に粒状活性炭を保持してなる保持シートを、不織布等の被覆シートにより被覆して構成されている。

また、特許文献２に記載の従来構成では、エアクリーナのハウジング内にフィルタエレメントがエア流路と交差するように配置されている。フィルタエレメントに対してエア流の下流側に位置するように、エアクリーナのハウジングの内壁面には複数の補強リブが突設されている。補強リブ間には粉末状の活性炭をバインダで固めてなる燃料吸着材が埋め込み形成されている。

さらに、特許文献３に記載の従来構成では、エアクリーナとエンジンとの間に設けられるエアダクトの内壁面の一部に、活性炭繊維の織布ダクト等よりなる燃料吸着材が設けられている。
特開２００６−３４８８３４号公報特開２００１−３３６４５４号公報特開２００６−２２６１２３号公報

ところが、これらの従来構成においては、次のような問題があった。すなわち、特許文献１に記載の従来構成では、燃料吸着部材がエア流路と交差した状態で配置されているため、エンジンへの吸気エア流の圧力損失が高く、従って、吸気抵抗が高くなってエンジンの稼働効率を低下させるという問題があった。

これに対して、特許文献２及び特許文献３に記載の従来構成では、燃料吸着材がエアクリーナのハウジングの内壁面またはエアダクトの内壁面に設けられているため、前記のように吸気エア流の圧力損失が高くなるおそれを解消できる。しかしながら、エアクリーナのハウジングまたはエアダクトの内壁面に設けられた燃料吸着材では、前記のようにエア流路と交差して配置された燃料吸着部材と比較して、燃料蒸気の脱離性能が劣る。

すなわち、エンジンの運転時には、吸気エアがハウジングまたはエアダクト内の中央部付近に沿って流れやすくて、内壁面の燃料吸着材付近はそれほど流れない。このため、既に燃料吸着材に吸着されて捕捉された状態にある燃料蒸気が、燃料吸着材から脱離されにくい。そして、燃料蒸気が十分に脱離されない状態でエンジンが停止されると、残留燃料蒸気の存在のために燃料吸着性能も低下するという問題があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、吸気エア流の圧力損失を低減することができるとともに、燃料蒸気の脱離性能を向上させることができ、ひいては燃料吸着性能を向上できるエアダクトを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明においては、エアクリーナとエンジンとの間に介在されるエアダクトにおいて、その内周に燃料吸着フィルタを配置するとともに、この燃料吸着フィルタのエア流上流側にエア流を旋回させるための旋回流発生手段を設け、前記旋回流発生手段をダクト内周に設けるとともに、その内径を円筒状をなす燃料吸着フィルタの内径よりも大きくしたことを特徴とする。

請求項２の発明においては、前記燃料吸着フィルタの外周面とダクト内周面との間に隙間を形成するとともに、その隙間のエア流上流側を燃料吸着フィルタの前端側の環状枠に形成された凹溝を介してエア流路に向かって開放したことを特徴とする。

請求項３の発明においては、前記燃料吸着フィルタの外周面とダクト内周面との間に隙間を形成するとともに、その隙間のエア流下流側を燃料吸着フィルタの後端側の環状枠に形成された凹溝を介してエア流路に向かって開放したことを特徴とする。

請求項４の発明においては、前記燃料吸着フィルタは、粒状活性炭を繊維シートに保持させて構成されたことを特徴とする。
従って、この発明のエアダクトを備えた車両において、エンジンの運転時には、エアクリーナ及びエアダクトを介してエンジンの吸気系にエアが流入される。この場合、燃料吸着フィルタがエア流と交差することなく、エアダクトの内周に配置されているため、燃料吸着フィルタの配置によってエア流の圧力損失が上昇するおそれを抑制することができる。

一方、エンジンの停止時には、エンジンの吸気系から排出される燃料蒸気が、エアダクトの内周に配置された燃料吸着フィルタにより吸着して捕捉される。そして、エンジンが運転される場合には、旋回流発生手段によりエア流が旋回されて、その旋回流がエアダクト内の中心付近のみでなく、旋回流の外周側の部分がエアダクトの内周の燃料吸着フィルタ上を移動する。このため、燃料吸着フィルタに吸着捕捉された状態にある燃料蒸気を、その燃料吸着フィルタから容易に脱離させることができ、従って、燃料吸着フィルタの燃料吸着性能を良好に保つことができる。

また、前記の構成において、前記旋回流発生手段をダクト内周に設けるとともに、その内径を前記燃料吸着フィルタの内径よりも大きく構成した場合には、旋回流発生手段により大きな旋回半径の旋回流を発生させることができて、燃料吸着フィルタの脱離性能を一層向上させることができる。

さらに、前記の構成において、前記燃料吸着フィルタの外周面とダクト内周面との間に隙間を形成するとともに、その隙間のエア流上流側を燃料吸着フィルタの前端側の環状枠に形成された凹溝を介してエア流路に向かって開放した場合には、隙間を介して燃料吸着フィルタ内にエア流を通過させることができて、燃料吸着フィルタからの燃料蒸気の脱離性能を一層向上させることができる。

また、前記の構成において、燃料吸着フィルタの外周面とダクト内周面との間に隙間を形成するとともに、その隙間のエア流下流側を燃料吸着フィルタの後端側の環状枠に形成された凹溝を介してエア流路に向かって開放した場合には、燃料吸着フィルタの外周側をその上流側開放部から下流側開放部に流れるエア流を形成できて、燃料蒸気の脱離性能を向上できる。

以上のように、この発明によれば、吸気エア流の圧力損失を低減することができるとともに、燃料蒸気脱離性能及び吸着性能を向上させることができるという効果を発揮する。

（第１実施形態）
以下に、この発明の第１実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。
図１に示すように、エアクリーナ１１とエンジン１２との間には、エアダクト１３が介在されている。このエアダクト１３は、第１ダクト１３Ａ，第２ダクト１３Ｂ及び第３ダクト１３Ｃをエアクリーナ１１側，すなわちエア流の上流側から順に連結することによって構成されている。そして、エンジン１２の運転時には、エアクリーナ１１により濾過されたエアが、エアダクト１３の各ダクト１３Ａ〜１３Ｃを介して、エンジン１２の吸気系に供給される。

中間の第２ダクト１３Ｂの内周には、円筒状の燃料吸着フィルタ１４が同ダクト１３Ｂに対して同心状に配置されている。この燃料吸着フィルタ１４は、燃料蒸気を吸着する活性炭よりなる吸着材１４ａと、その吸着材１４ａをほぼ均等な分散配置状態に保持する一対の不織布等の保持シート１４ｂと、バックファイア等の炎や外力から保護する一対の外側の耐熱ネット１４ｃとを備えている。保持シート１４ｂ及び耐熱ネット１４ｃの両端周縁には、合成樹脂よりなる環状枠１５が固着されている。そして、エンジン１２の停止時に、そのエンジン１２の吸気系から漏出される燃料蒸気が燃料吸着フィルタ１４の吸着材１４ａに吸着されて捕捉される。

図１及び図２に示すように、前記燃料吸着フィルタ１４に対してエア流の上流側の位置において、エアダクト１３の第１ダクト１３Ａ内には、旋回流発生手段としての旋回流発生機構１６が設けられている。この旋回流発生機構１６は、第１ダクト１３Ａの内周面に突出形成された複数枚の螺旋形状をなす羽根１７によって構成されている。また、各羽根１７の内径Ｄ１は、燃料吸着フィルタ１４の内径Ｄ２よりも大きくなるように形成されている。そして、エンジン１２の運転時に、この旋回流発生機構１６の各羽根１７により、第１ダクト１３Ａ内においてエア流が旋回されて、その旋回流の外周側の部分が第２ダクト１３Ｂ内の燃料吸着フィルタ１４上を移動される。

さて、このエアダクト１３を備えた車両において、エンジン１２が運転されると、エアクリーナ１１及びエアダクト１３を介してエンジン１２の吸気系にエアが流入される。この場合、燃料吸着フィルタ１４がエア流と交差することなく、エアダクト１３の第２ダクト１３Ｂの内周に配置されているため、エア流の圧力損失が上昇するおそれはない。

一方、エンジン１２が停止されたときには、エンジン１２の吸気系から漏出される燃料蒸気が、第２ダクト１３Ｂの内周に配置された燃料吸着フィルタ１４の吸着材１４ａにより吸着して捕捉される。従って、エンジン１２からの燃料蒸気が、外気中に排出されることが防止される。

そして、エンジン１２が運転されたときには、第１ダクト１３Ａ内において旋回流発生機構１６の各羽根１７によりエア流が旋回され、その旋回流の外周側の部分が第２ダクト１３Ｂの燃料吸着フィルタ１４上を移動する。このため、エアがフィルタ１４の内部を通り、燃料吸着フィルタ１４の吸着材１４ａに吸着されて捕捉された状態にある燃料蒸気が、その吸着材１４ａから容易に脱離される。

従って、この第１実施形態においては、以下の効果を発揮する。
（１）羽根１７によって発生された旋回流によって、燃料吸着フィルタ１４に吸着された燃料蒸気を有効に脱離できる。そのため、エンジン１２の停止時に漏出される燃料蒸気を効果的に吸着して捕捉することができる。

（２）燃料吸着フィルタ１４がエア流と交差することなく、エアダクト１３の第２ダクト１３Ｂの内周に配置されているため、エンジンの吸気抵抗が増大するおそれを回避できて、吸気効率を向上できる。

（３）旋回流発生機構１６の羽根１７の内径Ｄ１が、燃料吸着フィルタ１４の内径Ｄ２よりも大きくなるように構成されている。よって、旋回流発生機構１６の羽根１７により大きな旋回半径の旋回流を発生させることができて、燃料吸着フィルタ１４の脱離性能を向上させることができる。

（４）前記のように、旋回流発生機構１６の羽根１７の内径Ｄ１が、燃料吸着フィルタ１４の内径Ｄ２よりも大きくなるように構成されているため、燃料吸着フィルタ１４の内径Ｄ２が確保されていれば、羽根１７による吸気抵抗の増加を防止できる。

（５）羽根１７は第１ダクト１３Ａの内周に一体形成されているため、部品点数が増えることはなく、構成が簡単である。
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

さて、この第２実施形態においては、図３に示すように、エアダクト１３の第１ダクト１３Ａが螺旋状凹凸面２１ａにより蛇腹状をなす可撓ホース２１から構成されている。また、この可撓ホース２１の内周の螺旋状凹凸面２１ａにより、旋回流発生手段としての旋回流発生機構１６が構成されている。そして、エンジン１２の運転時に、可撓ホース２１内において螺旋状凹凸面２１ａによりエア流が旋回され、その旋回流が燃料吸着フィルタ１４上を移動する。

従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果と同様の効果を得ることができるとともに、さらに以下の効果を得ることができる。
（６）第１ダクト１３Ａが蛇腹状の可撓ホース２１から構成されているため、第１ダクト１３Ａを曲げやすく、エンジンルーム内の曲がった空間等を有効に利用して第１ダクト１３Ａを配置することができる。

（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
さて、この第３実施形態においては、図４及び図５に示すように、燃料吸着フィルタ１４の外周面と第２ダクト１３Ｂの内周面との間に、隙間２２が形成されている。また、燃料吸着フィルタ１４におけるエア流上流側（燃料吸着フィルタ１４の前端側）の環状枠１５の外周には複数の凹溝２３が形成され、これらの凹溝２３を介して前記隙間２２のエア流上流側がエアダクト１３内のエア流路側に向かって開放されている。

そして、この第３実施形態においても、前記第１実施形態の場合と同様に、第１ダクト１３Ａ内において旋回流発生機構１６の各羽根１７によりエア流が旋回される。この場合、燃料吸着フィルタ１４の外周面と第２ダクト１３Ｂの内周面との間の隙間２２エア流上流側が凹溝２３を介して開放された状態にある。このため、前記旋回流の一部が凹溝２３から隙間２２内に進入した後、燃料吸着フィルタ１４の外周側から燃料蒸気を脱離させながらフィルタ１４の内部を通過して内周側に移行する。

このため、この第３実施形態においては、以下の効果を発揮する。
（７）燃料吸着フィルタ１４に吸着された燃料蒸気を同フィルタ１４の裏面側からのエア流によっても脱離させることができる。従って、燃料吸着フィルタ１４の吸着材１４ａからの燃料蒸気の脱離性能を一層向上させることができる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・前記第３実施形態において、燃料吸着フィルタ１４のエア流下流側の環状枠１５を、図５に示すように上流側の環状枠１５と同様な凹溝２３を有する構成に変更して、燃料吸着フィルタ１４の外周の隙間２２をエア流の下流側（燃料吸着フィルタ１４の後端側）に対して開放すること。このように構成すれば、燃料吸着フィルタ１４の外周側から内周側に通過するエア流に加えて、燃料吸着フィルタ１４の外周側をその上流側開放部から下流側開放部を経てフィルタ１４の下流側に流れるエア流と、燃料吸着フィルタ１４の内周側から外周側へ通過して、さらに下流側開放部からフィルタ１４の下流側に流れるエア流とを形成できて、燃料蒸気の脱離性能をさらに向上できる。

・第３実施形態において、燃料吸着フィルタ１４のエア流下流側の環状枠１５にのみを凹溝２３を形成して、燃料吸着フィルタ１４の外周の隙間２２をエア流の下流側にのみ開放すること。このように構成すれば、燃料吸着フィルタ１４の内周側から外周側へ通過して環状枠１５から流出するエア流が形成される。従って、この場合も燃料蒸気の脱離性能を向上できる。

・前記第３実施形態において、旋回流発生機構１６を第２実施形態の可撓ホース２１の螺旋状凹凸面２１ａにより構成すること。
・前記各実施形態では、燃料吸着フィルタ１４として円筒状のものを用いたが、その燃料吸着フィルタとして、第２ダクト１３Ｂの軸線方向に延びる複数の竹割状の部分円筒状ものを同第２ダクト１３Ｂの内周面に円周方向に沿って並設すること。

第１実施形態のエアダクトを示す部分断面図。図１の２−２線における拡大断面図。第２実施形態のエアダクトを示す部分断面図。第３実施形態のエアダクトを示す部分断面図。図４の５−５線における拡大断面図。

符号の説明

１１…エアクリーナ、１２…エンジン、１３…エアダクト、１４…燃料吸着フィルタ、１５…環状枠、１６…旋回流発生手段としての旋回流発生機構、１７…羽根、２１…可撓ホース、２１ａ…螺旋状凹凸面、２２…隙間、２３…凹溝、Ｄ１，Ｄ２…内径。

Claims

エアクリーナとエンジンとの間に介在されるエアダクトにおいて、
その内周に燃料吸着フィルタを配置するとともに、この燃料吸着フィルタのエア流上流側にエア流を旋回させるための旋回流発生手段を設け、
前記旋回流発生手段をダクト内周に設けるとともに、その内径を円筒状をなす燃料吸着フィルタの内径よりも大きくしたことを特徴とするエアダクト。
前記燃料吸着フィルタの外周面とダクト内周面との間に隙間を形成するとともに、その隙間のエア流上流側を燃料吸着フィルタの前端側の環状枠に形成された凹溝を介してエア流路に向かって開放したことを特徴とする請求項１に記載のエアダクト。
前記燃料吸着フィルタの外周面とダクト内周面との間に隙間を形成するとともに、その隙間のエア流下流側を燃料吸着フィルタの後端側の環状枠に形成された凹溝を介してエア流路に向かって開放したことを特徴とする請求項１または２に記載のエアダクト。
前記燃料吸着フィルタは、粒状活性炭を繊維シートに保持させて構成されたことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のエアダクト。