JP2008031918A - 吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】体格の大型化を招くことなく、搭載性が高く、幅広い周波数領域で吸気音が低減される吸気装置を提供する。
【解決手段】第二内管部材３２は、円錐台形の管状に形成され、エアクリーナ１２側からサージタンク１４側へかけて徐々に径が拡大する。これにより、第二内管部材３２が形成する吸気通路２２を流れる空気は、第二内管部材３２が形成する吸気通路２２のディフューザ効果によって吸気音が低減される。内管部材３０の外周側に外管部材４０を設けることにより、内管部材３０と外管部材４０との間にはレゾネータ５０が形成される。内管部材３０の最大径と外管部材４０の最大径とをほぼ同一にすることにより、内管部材３０の外周側にレゾネータ５０を形成しても、内管部材３０の外周側への部材の突出が低減される。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の吸気装置に関する。

例えば、自動車の内燃機関の吸気音を低減するために、吸気通路の一部に容積室となるレゾネータを設ける技術が知られている。レゾネータとして、例えば特許文献１に開示されているいわゆるスリットレゾネータおよび特許文献２に開示されているいわゆる固定レゾネータが公知である。特許文献１に開示されているスリットレゾネータは、吸気通路を形成する内周側の筒部材にスリットあるいは孔を形成している。そして、外周側の筒部材でこのスリットあるいは孔を覆うことにより、吸気通路の外周側にスリットあるいは孔を経由して吸気通路に連通するレゾネータを形成している。スリットレゾネータは、複数のスリットあるいは孔が形成されているため、複数の共振周波数を有している。そのため、広い周波数領域で吸気音を低減することができる。

また、特許文献２に開示されている固定レゾネータの場合、吸気通路に連通する容積室としてレゾネータが設けられている。この固定レゾネータは、単一の連通路を通して吸気室に連通している。そのため、単一の共振周波数においてのみ吸気音を低減するものの、レゾネータの容積が大きく、吸気音の低減性能は高い。

しかしながら、上述のいずれのレゾネータの場合でも、吸気通路を形成する筒部材の周囲にレゾネータを形成するための部材を設置する必要がある。そのため、筒部材の周辺における突出部分が増大し、体格の増大を招き、内燃機関の周辺への搭載性が悪化するという問題がある。また、固定レゾネータでは単一の周波数の吸気音を低減できるのみであり、スリットレゾネータでも所定の複数の共振周波数の吸気音を低減できるのみである。そのため、さらに広い範囲で吸気音の低減を図ることは困難である。

実開平５−３８３５２号公報 実開昭５６−１１３１６３号公報

そこで、本発明の目的は、体格の大型化を招くことなく、搭載性が高く、幅広い周波数領域で吸気音が低減される吸気装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、内管部材はサージタンク側の端部において間で内径が徐々に拡大している。そのため、内管部材はディフューザを形成し、内管部材が形成する吸気通路を流れる吸気音はディフューザ効果により低減される。したがって、幅広い周波数領域で吸気音を低減することができる。また、内管部材は、径がサージタンク側へかけて徐々に拡大する。そのため、内管部材の外側を外管部材で覆うと、内管部材の小径側と外管部材との間には空間が形成される。そこで、この内管部材と外管部材との間の空間にはレゾネータを形成する。外管部材は内管部材の小径側を覆っているだけなので、内管部材を外管部材で覆っても、レゾネータを形成する外管部材が内管部材から大きく突出することはない。したがって、体格の大型化を招くことがなく、内燃機関の周辺への搭載性を高めることができる。

請求項２記載の発明では、内管部材は、吸入口側の第一管部とサージタンク側の第二管部との間に小径部を有している。内管部材の第一管部は、吸入口側の端部から小径部へかけて徐々に内径および外径が縮小している。そのため、第一管部の小径部とは反対側すなわち吸入口側の端部における第一管部の内径は、小径部に比較して大きくなる。一方、内管部材の第二管部は、小径部側からサージタンク側へかけて徐々に内径および外径が拡大している。そのため、第二管部は、ディフューザを形成する。これにより、ディフューザを形成する第二管部から大気を導入する場合と比較して、大気に開放されている第一管部の吸入口側の端部は径が大きくなる。その結果、吸入口から吸入される空気の圧力損失は低減される。すなわち、第一管部を経由して小径部まで吸気通路を絞り、小径部からサージタンク側へ第二管部の径を拡大することにより、第一管部で吸気通路へ導入される空気の圧力損失が低減され、第二管部でディフューザ効果により吸気音が低減される。したがって、圧力損失の低減と、吸気音の低減とを両立することができる。

また、請求項２記載の発明では、内管部材が小径部、第一管部および第二管部を有するため、内管部材は円錐台形状の二つの管部を接続した鼓形状となる。そのため、内管部材の外側を外管部材で覆うことにより、内管部材と外管部材との間には比較的容積の大きなレゾネータが形成される。したがって、第二管部におけるディフューザ効果による吸気音の低減だけでなく、容積の大きなレゾネータによる吸気音の低減を図ることができる。

請求項３記載の発明では、内管部材の小径部において吸気通路とレゾネータとは連通している。これにより、吸気通路を流れる吸気の音は、レゾネータの内部へ効果的に拡散する。したがって、吸気音のさらなる低減を図ることができる。
請求項４記載の発明では、内管部材は二つの部材すなわち第一内管部材および第二内管部材を有している。第一内管部材と第二内管部材とは、所定の間隔を形成して対向し、それぞれ対向する端部側の径が絞られている。そのため、第一内管部材の吸入口側の端部における内径は、第二内管部材側の端部に比較して大きくなる。一方、第二内管部材は、第一内管部材側からサージタンク側へかけて徐々に内径および外径が拡大している。そのため、第二内管部材は、ディフューザを形成する。これにより、ディフューザを形成する第二内管部材から大気を導入する場合と比較して、大気に開放されている第一内管部材の吸入口側の端部は径が大きくなる。その結果、吸入口から吸入される空気の圧力損失は低減される。すなわち、第一内管部材により吸気通路を絞り、第二内管部材でサージタンク側へ径を拡大することにより、第一内管部材によって吸気通路へ導入される空気の圧力損失が低減され、第二内管部材のディフューザ効果によって吸気音が低減される。したがって、圧力損失の低減と、吸気音の低減とを両立することができる。

また、請求項４記載の発明では、内管部材が第一内管部材および第二内管部材を有するため、内管部材は円錐台形状の二つの管部材を接続した鼓形状となる。そのため、内管部材の外側を外管部材で覆うことにより、内管部材と外管部材との間には比較的容積の大きなレゾネータが形成される。したがって、第二内管部材におけるディフューザ効果による吸気音の低減だけでなく、容積の大きなレゾネータによる吸気音の低減を図ることができる。

請求項５記載の発明では、内管部材の最大径は外管部材の最大径とほぼ同一である。内管部材は、サージタンク側へ徐々に内径および外径が変化している。そこで、内管部材の径が最も大きな部分と外管部材の径とをほぼ同一にすることにより、内管部材の外周側に外管部材を設けても、体格の大きな増加は招かない。したがって、体格の大型化を抑えることができ、搭載性を向上することができる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による吸気装置を適用した吸気システムを図１に示す。

図１に示すように吸気システム１０は、吸気装置１１、エアクリーナ１２および内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と省略する。）１３から構成されている。吸気装置１１は、サージタンク１４を備えている。サージタンク１４からは、複数のインテークマニホールド１５が分岐している。インテークマニホールド１５は、エンジン１３の気筒数に応じて分岐しており、それぞれエンジン１３の各気筒に接続している。

エアクリーナ１２は、吸気装置１１のエンジン１３とは反対側の端部に設けられている。エアクリーナ１２は、内部に図示しないエアクリーナエレメントを収容している。エンジン１３へ吸入される空気は、エアクリーナ１２を通過することにより、異物が除去される。エンジン１３へ吸入される空気は、エアクリーナ１２から吸入される。したがって、エアクリーナ１２は、特許請求の範囲の吸入口を構成している。

吸気装置１１のサージタンク１４とエアクリーナ１２との間には、吸気管部２０が設けられている。吸気管部２０には、スロットル２１が設けられている。スロットル２１は、吸気管部２０が形成する吸気通路２２を開閉する。これにより、スロットル２１は、吸気通路２２を流れる吸気の流量を調整する。
吸気管部２０は、内管部材３０および外管部材４０を有している。内管部材３０は、第一内管部材３１および第二内管部材３２を有している。第一内管部材３１は、図２に示すようにエアクリーナ１２側の端部３１１からサージタンク１４側へかけて徐々に内径および外径が縮小している。すなわち、第一内管部材３１は、円錐台形の管状に形成されている。また、第二内管部材３２は、エアクリーナ１２側の端部３２１からサージタンク１４側へかけて徐々に内径および外径が拡大している。すなわち、第二内管部材３２は、第一内管部材３１と同様に円錐台形の管状に形成されている。第一内管部材３１および第二内管部材３２は、内周側に吸気通路２２を形成している。吸気通路２２は、エアクリーナ１２とサージタンク１４とを接続している。エアクリーナ１２を通過した空気は、吸気通路２２を経由してサージタンク１４へ流入する。サージタンク１４に流入した空気は、インテークマニホールド１５を経由してエンジン１３の各気筒へ供給される。

第一内管部材３１を円錐台形の管状に形成することにより、第一内管部材３１は、エアクリーナ１２側の端部３１１で内径および外径が最大となる。そのため、第一内管部材３１は、エアクリーナ１２側が大径側の端部３１１であり、サージタンク１４側が小径側の端部３１２である。また、第二内管部材３２を円錐台形の管状に形成することにより、第二内管部材３２は、サージタンク１４側の端部３２２で内径および外径が最大となる。そのため、第二内管部材３２は、エアクリーナ１２側が小径側の端部３２１であり、サージタンク１４側が大径側の端部３２２となる。本実施形態の場合、第一内管部材３１および第二内管部材３２は、対称な形状に形成されており、内径および外径の最大値、最小値、および全長はほぼ同一である。第一内管部材３１のサージタンク１４側の端部３１２と第二内管部材３２のエアクリーナ１２側の端部３２１とは、所定の隙間を形成しつつ対向している。これにより、第一内管部材３１と第二内管部材３２とは、小径側の端部３１２と端部３２１とが対向している。

第一内管部材３１および第二内管部材３２の外周側には、外管部材４０が設けられている。外管部材４０は、内周側に第一内管部材３１および第二内管部材３２を収容している。吸気管部２０は、樹脂で形成されている。そのため、吸気管部２０は、例えば外管部材４０の内周側に第一内管部材３１および第二内管部材３２を挿入して接続部分を溶着したり、中心軸に沿って切断した対称な形状の半割部材を形成してこれらを溶着などにより接続して形成することができる。また、吸気管部２０は、内管部材３０および外管部材４０を一体に射出成形してもよい。

第二内管部材３２をエアクリーナ１２側からサージタンク１４側へかけて径が拡大する円錐台形の管状とすることにより、第二内管部材３２は吸気の流れを拡散させるディフューザとして機能する。そのため、第二内管部材３２の内周側に形成される吸気通路２２を流れる空気の流れには、ディフューザ効果が生じる。その結果、吸気通路２２を流れる吸気の音は、第二内管部材３２を通過するとき、ディフューザ効果によって低減される。

一方、第一内管部材３１をエアクリーナ１２側からサージタンク１４側へかけて径が縮小する円錐台形の管状とすることにより、第一内管部材３１の吸入側の端部すなわちエアクリーナ１２側の端部３１１は径が最大となる。そのため、第一内管部材３１のエアクリーナ１２側の端部３１１は、第二内管部材３２と対向する小径側の端部３１２よりも径が大きい。これにより、エアクリーナ１２と第一内管部材３１の端部３１１との断面積の差は、第二内管部材３２の小径側の端部３２１にエアクリーナ１２を接続する場合と比較して小さくなる。その結果、エアクリーナ１２と第一内管部材３１との間での急激な断面積の変化が低減される。したがって、エアクリーナ１２から第一内管部材３１へ流入する空気の圧力損失は、エアクリーナ１２から第二内管部材３２の小径側の端部３２１へ直接流入する場合と比較して低減される。

上述のように第一内管部材３１および第二内管部材３２は、いずれも円錐台形の管状に形成されている。そして、第一内管部材３１および第二内管部材３２は、吸気通路２２の両端部側において外径および内径が最大となっている。そのため、第一内管部材３１および第二内管部材３２からなる内管部材３０は、軸方向において両端部から中心部にかけてくびれた鼓形状となる。この鼓形状の内管部材３０の外周側に外管部材４０を設けることにより、外管部材４０と内管部材３０との間にはレゾネータ５０となる空間が形成される。外管部材４０と内管部材３０との間に形成されるレゾネータ５０は、第一内管部材３１と第二内管部材３２とが対向する部分に形成される隙間を経由して吸気通路２２に接続する。したがって、この外管部材４０と内管部材３０との間に形成される空間は、吸気通路２２の容積を拡大するレゾネータ５０として機能する。

内管部材３０の最大径すなわち第一内管部材３１および第二内管部材３２の大径側の端部３１１、３２２の径と、外管部材４０の最大径とはほぼ同一である。そのため、外管部材４０と内管部材３０との間に形成されるレゾネータ５０は、吸気通路２２の軸方向の両端部で塞がれた空間となる。特に第１実施形態では、内管部材３０の最大径と外管部材４０の最大径とをほぼ同一に設定している。そのため、レゾネータ５０は、内管部材３０のくびれた部分の外周側に形成される。その結果、内管部材３０の外周側にレゾネータ５０を形成しても、吸気管部２０の最大径は内管部材３０の最大径とほぼ同一となり、内管部材３０よりも外周側への部材の突出が低減される。また、第一内管部材３１と第二内管部材３２とは、内管部材３０の軸方向の中央部に隙間を形成して対向している。そのため、吸気通路２２を流れる吸気の吸気音は、第一内管部材３１と第二内管部材３２との隙間からレゾネータ５０へ効果的に拡散される。

以上説明したように、本願の第１実施形態では、第二内管部材３２は、円錐台形の管状に形成され、エアクリーナ１２側からサージタンク１４側へかけて徐々に径が拡大する。これにより、第二内管部材３２が形成する吸気通路２２を流れる空気は、第二内管部材３２が形成する吸気通路２２のディフューザ効果によって吸気音が低減される。したがって、幅広い周波数領域で吸気音を低減することができる。

また、第１実施形態では、第一内管部材３１および第二内管部材３２を円錐台形の管状に形成することにより、エアクリーナ１２側の端部およびサージタンク１４側の端部における第一内管部材３１および第二内管部材３２の径は大きくなる。そのため、エアクリーナ１２と第一内管部材３１との間、および第二内管部材３２とサージタンク１４との間における吸気通路２２の断面積の変化は低減される。したがって、断面積の急激な変化にともなう圧力損失を低減することができ、エンジン１３の出力を向上することができる。

さらに、第１実施形態では、軸方向の中心部がくびれた内管部材３０の外周側に外管部材４０を設けている。そして、この内管部材３０と外管部材４０との間には、レゾネータ５０が形成される。特に、内管部材３０の最大径と外管部材４０の最大径とをほぼ同一にすることにより、内管部材３０の外周側にレゾネータ５０を形成しても、内管部材３０の外周側への部材の突出が低減される。したがって、体格の大型化を招くことなくエンジン１３への搭載性を向上することができるとともに、レゾネータ５０による吸気音の低減を図ることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による吸気装置を適用した吸気システムを図３に示す。
第２実施形態では、内管部材６０は、単一の部材により形成されている。すなわち、内管部材６０は、第一管部６１、第二管部６２および小径部６３を有している。小径部６３は、内管部材６０の軸方向の中央部に設けられている。そして、内管部材６０は、エアクリーナ１２側の端部から小径部６３にかけて第一管部６１を有し、小径部６３からサージタンク１４側の端部にかけて第二管部６２を有している。

第一管部６１は、エアクリーナ１２側の端部から小径部６３にかけて徐々に径が縮小する円錐台形の管状に形成されている。第二管部６２は、小径部６３からサージタンク１４側の端部にかけて徐々に径が拡大する円錐台形の管状に形成されている。これにより、内管部材６０は、第一管部６１、第二管部６２および小径部６３が単一の部材により形成されている。

内管部材６０の小径部６３には、連通孔６４が形成されている。連通孔６４は、内管部材６０の周方向へ一つまたは複数形成されている。連通孔６４は、小径部６３の内周壁から外周壁まで貫いている。これにより、内管部材６０が形成する吸気通路２２と、内管部材６０と外管部材４０との間に形成されるレゾネータ５０とは、連通孔６４を経由して接続する。
（第３実施形態）

本発明の第３実施形態による吸気装置を適用した吸気システムを図４に示す。
第３実施形態では、内管部材７０はエアクリーナ１２側の端部からサージタンク１４側の端部にかけて径が拡大している。すなわち、第３実施形態では、第１実施形態における第二内管部材３２に相当する部材のみを有し、第一内管部材３１に相当する部材を有していない。吸気通路２２を流れる吸気の音は、エアクリーナ１２側からサージタンク１４側へ径が拡大する内管部材７０のディフューザ効果によって幅広い周波数領域で低減される。そのため、第３実施形態のような形状の内管部材７０を設けることによって、吸気音は低減される。

内管部材７０の外周側は外管部材４０で覆われている。そのため、内管部材７０と外管部材４０との間には、レゾネータ５０が形成される。また、内管部材７０は、軸方向の一部に側壁を貫き内周側と外周側とを接続する連通孔７１を有している。これにより、吸気通路２２とレゾネータ５０とは、連通孔７１を経由して接続する。その結果、吸気通路２２を流れる吸気の音は、内管部材７０のディフューザ効果によって低減されるとともに、内管部材７０と外管部材４０との間のレゾネータ５０によっても低減される。したがって、第３実施形態でも、幅広い周波数領域で吸気音を低減することができる。

また、第３実施形態では、内管部材７０の最大径と外管部材４０の最大径とはほぼ同一である。そのため、内管部材７０と外管部材４０との間にレゾネータ５０を形成する場合でも、内管部材７０の外周側に突出する部材が低減される。したがって、体格の大型化を招くことなく、エンジン１３への搭載性を向上することができる。

（その他の実施形態）
以上説明した本発明の第１実施形態では、内管部材３０の第一内管部材３１および第二内管部材３２の軸方向の全長をほぼ同一にする例について説明した。同様に、第２実施形態では、第一管部６１および第二管部６２の軸方向の全長をほぼ同一にする例について説明した。しかし、第一内管部材３１と第二内管部材３２、および第一管部６１と第二管部６２とは異なる長さとしてもよい。

また、複数の実施形態では、吸気装置１１の端部にエアクリーナ１２を取り付ける例について説明した。しかし、エアクリーナ１２は、必要に応じて取り付けなくてもよい。
さらに、複数の実施形態では、内管部材３０、６０、７０の最大径と外管部材４０の最大径とをほぼ同一とする例について説明した。しかし、内管部材３０、６０、７０に比較して、外管部材４０の最大径が小さくてもよい。逆に、内管部材３０、６０、７０に比較して外管部材４０の最大径が大きくてもよい。この場合、上記の複数の実施形態に比較して体格の大型化は招くものの、部材が局所的に突出することがなく、搭載性の大きな悪化は招かない。また、外管部材４０の最大径を内管部材３０、６０、７０より大きくすることにより、レゾネータ５０の容積が増大し、吸気音の低減性能を高めることができる。
以上説明した本発明は、上記実施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の実施形態に適用可能である。

本発明の第１実施形態による吸気装置を適用した吸気システムの概略を示す断面図。 本発明の第１実施形態による吸気装置の吸気管部の概略を示す断面図。 本発明の第２実施形態による吸気装置を適用した吸気システムの概略を示す断面図。 本発明の第３実施形態による吸気装置を適用した吸気システムの概略を示す断面図。

符号の説明

１１：吸気装置、１２：エアクリーナ（吸入口）、１４：サージタンク、２２：吸気通路、３０：内管部材、３１：第一内管部材、３２：第二内管部材、４０：外管部材、５０：レゾネータ、６０：内管部材、６１：第一管部、６２：第二管部、６３：小径部、６４：連通孔、７０：内管部材、７１：連通孔

Claims (5)

1. 大気を導入する吸入口とサージタンクとを連通する吸気通路を形成し、前記サージタンク側の端部にかけて径が徐々に拡大する内管部材と、
   前記内管部材の外周側を覆って設けられ、前記内管部材との間に前記吸気通路と連通するレゾネータを形成する外管部材と、
   を備える吸気装置。
2. 前記内管部材は、前記吸入口側の端部と前記サージタンク側の端部との間に設けられている小径部と、前記吸入口側の端部から前記小径部まで徐々に内径および外径が縮小する第一管部と、前記小径部から前記サージタンク側の端部まで徐々に内径および外径が拡大する第二管部と、を有する請求項１記載の吸気装置。
3. 前記内管部材は、前記小径部に前記吸気通路と前記レゾネータとを連通する連通孔を有する請求項１または２記載の吸気装置。
4. 前記内管部材は、前記吸入口側の端部から前記サージタンク側へかけて内径および外径が徐々に縮小する第一内管部材と、前記吸入口側の端部が前記第一内管部材の前記サージタンク側の端部と所定の間隔を形成して対向し前記第一内管部材側の端部から前記サージタンク側へかけて内径および外径が徐々に拡大する第二内管部材と、を有する請求項１記載の吸気装置。
5. 前記内管部材の最大径は、前記外管部材の最大径とほぼ同一である請求項１から４のいずれか一項記載の吸気装置。
   
   
   
   

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