JP2008309050A

JP2008309050A - レゾネータ

Info

Publication number: JP2008309050A
Application number: JP2007157003A
Authority: JP
Inventors: Yoshitami Yokota; 善民横田
Original assignee: Mahle Filter Systems Japan Corp
Current assignee: Mahle Filter Systems Japan Corp
Priority date: 2007-06-14
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2008-12-25
Also published as: US20080308061A1; US8082898B2

Abstract

【課題】レゾネータのコスト低減を図る。
【解決手段】レゾネータ１は、首部１０を介して吸気ダクト４に連通する主容積室１２と、主容積室１２に直接接続された細長い副容積室１３と、を備えたレゾネータ本体部１１を有し、主容積室１２の容積と副容積室１３の容積との和であるレゾネータ本体部１１の容積に応じて共鳴周波数が決定されるヘルムホルツ型レゾネータの機能と、副容積室１３の長手方向に沿った長さに応じて共鳴周波数が決定されるサイドブランチ型レゾネータの機能と、を併せ持つ。これによって、レゾネータ１は、レゾネータ本体部１１の構成を複雑にすることなく、２つの共鳴周波数を得ることができ、総じて製造コストを低減することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、内燃機関の吸気ダクトに取り付けられるレゾネータに関する。

特許文献１には、複数のレゾネータを直列に接続し、接続されたレゾネータの数と同数の共鳴周波数を有するレゾネータが開示されている。詳述すると、この特許文献１においては、エア吸入ダクトに第１挿入管を介して第１レゾネータが連通し、第１レゾネータに第２挿入管を介して第２レゾネータが連通する構成となっている。
特開平８−３３８３３０号公報

しかしながら、この特許文献１に開示されるレゾネータおいて共鳴周波数の数を増やすためには、構造上、直列に接続されるレゾネータの数と挿入管の数を増やす必要があり、レゾネータの構成が複雑となってしまうため、共鳴周波数の数に応じて互いに独立したレゾネータを設ける場合に比べて、製造コストが上昇してしまう虞がある。

そこで、本発明におけるレゾネータは、首部を介して車両用内燃機関の吸気ダクトに連通する１つ主容積室と、上記主容積室に直接接続された少なくとも１つ以上の細長い副容積室と、を備えたレゾネータ本体部を有し、上記主容積室の容積と上記副容積室の容積との和であるレゾネータ本体部の容積に応じて共鳴周波数が決定されるヘルムホルツ型レゾネータの機能と、上記副容積室の長手方向に沿った長さに応じて共鳴周波数が決定されるサイドブランチ型レゾネータの機能と、を併せ持つことを特徴としている。

また、請求項２の発明において、上記レゾネータ本体部は、主容積室に１つの副容積室が接続され、全体としてＬ字形状を呈し、上記副容積室の長手方向と車両幅方向とが一致し、車両フロントの前面で車両前方に向かって開口する上記吸気ダクトの吸気取入口と隣接し、かつ上記副容積室が車両フロントの前面に沿って位置するように配置され、上記副容積室には、車両の幅方向中央位置を基準として、上記吸気取入口と対称となる位置に、車両前面視における上記吸気取入口と略同一外形状の擬似吸気取入口が設けられていることを特徴としている。

請求項３の発明では、上記吸気ダクトに接続されたサイドブランチ型の第２レゾネータが、上記レゾネータ本体部に沿って、上記レゾネータ本体部と一体に形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、１つの首部を介して、主容積室と、副容積室とが吸気ダクトに連通する構成となっているので、首部の数を増やすことなく少なくとも２つ以上の共鳴周波数を得ることができる。つまり、レゾネータ本体部の構成を複雑にすることなく、少なくとも２つ以上の共鳴周波数を得ることができ、総じて製造コストを低減することができる。

また、副容積室が、実質的にヘルムホルツ型レゾネータとサイドブランチ型レゾネータとに共通する構成要素となっているため、主容積室の容積及び副容積室の容積の総和に応じて得られる共鳴周波数と、副容積室の長手方向に沿った長さに応じて得られる共鳴周波数とを、それぞれ吸気ダクトに単独で設けられたヘルムホルツ型レゾネータ及びサイドブランチ型レゾネータで得る場合に比べて、全体構成を小型化することができる。

そして、請求項２のように、レゾネータ本体部の副容積室に、擬似吸気取入口を設けることによって、副容積室の擬似吸気取入口が設けられた部分の剛性、ひいては副容積室の剛性を向上させることができる。また、擬似吸気取入口を設けることにより、車両フロントの前面の外観が左右対称となり、外観上の見映えを向上させることがきる。

また、請求項３によれば、上記レゾネータ本体部の壁面の一部が上記第２レゾネータの壁面の一部と共用化されるため、重量低減及びコスト低減を図ることができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、樹脂材料からなるレゾネータ１は、全体として扁平な略Ｌ字形状を呈し、吸気ダクト２の上方に位置すると共に、首部１０（後述）を介して吸気ダクト２に接続されている。樹脂材料からなる吸気ダクト２は、略円筒形状を呈し、一端部３が車両フロントの前面に位置するよう車両のエンジンルーム内に配置されている。尚、吸気ダクト２の他端部４は、図示せぬダクトを介して図外のエアクリーナに接続されている。ここで、図１は本発明に係るレゾネータ１が適用された吸気装置の平面図、図２は本発明に係るレゾネータ１が適用された吸気装置の正面図、図３は本発明に係るレゾネータ１が適用された吸気装置を模式的に示した説明図である。

図１、図２及び図４〜図６に示すように、吸気ダクト２は、例えばスナップフィット機構により互いに連結された第１本体部材５と第２本体部材６とから大略構成され、レゾネータ１は、例えばスナップフィット機構により互いに連結された第２本体部材６とレゾネータカバー部材７とから大略構成されている。ここで、図４は第１本体部材５の平面図、図５は第２本体部材６の平面図、図６はレゾネータカバー部材７の平面図である。

第１本体部材５は、吸気ダクト２の他端部４の全てを一体に含んでいる。つまり、吸気ダクト２内に構成される吸気通路８の中心線に略沿って２分割されるように、吸気ダクト２は半割状となっているが、他端部４側では、分割面が傾斜して他端部４の全体が、第１本体部材５と一体に形成されている。そして、半割状となった吸気ダクト２の片方の部分が第１本体部材５に形成されている。尚、吸気ダクト２の一端部３側は、上記分割面によって２分割されており、後述する吸気取入口９も第１本体部材５側の部分と第２本体部材６側の部分に２分割されている。

第２本体部材６は、下面側（図２における下側）に、半割状となった吸気ダクト２の片方の部分が形成されている。また、レゾネータ１は、第２本体部材６とレゾネータカバー部材７とによって２分割されるように半割り状態となっており、半割状となったレゾネータ１の片方の部分が第２本体部材６の上面側（図２における上側）に形成されている。

レゾネータカバー部材７は、第２本体部材６の上面に形成された半割状となったレゾネータ１の片方の部分を覆うものであって、略矩形で皿形状に形成されている。

吸気ダクト２の一端部３は、車両フロントの前面で車両前方（図１おける下方側）に向かって開口する吸気取入口９を有している。また、吸気ダクト２の一端部３は、他端部４側からこの吸気取入口９に向かって通路断面積が漸次拡張するよう形成されており、図１に示すように、上方から見て略漏斗形状に形成されている。また、吸気ダクト２は、吸気取入口９が、車両の幅方向中央位置を基準として、車幅方向の一方の側（図２における右側）に偏って位置するように配置されている。すなわち、吸気取入口９が車両の幅方向中央位置を示す基準線Ｓよりも、車両前方から見て右側に偏って位置するように、吸気ダクト２は、上記エンジンルーム内に配置されている。

レゾネータ１は、図３に示すように、大略すると、円筒形状の首部１０と、レゾネータ本体部１１とを有してる。レゾネータ本体部１１は、首部１０を介して吸気ダクト２に連通する主容積室１２と、主容積室１２に直接接続された細長い副容積室１３と、を備えている。首部１は、第２本体部材６に形成されている。レゾネータ本体部１１は、第１本体部材５及び第２本体部材６により形成されている。主容積室１２及び副容積室１３は、それぞれ扁平な直方体形状を呈しているが、主容積室１２の容積（内部の容積）は、副容積室１３の容積（内部容積）よりも大きくなるよう形成されている。また、主容積室１２は、平面視すると略正方形に形成され、副容積室１３は、平面視すると細長い長方形に形成されている。

そして、車両に搭載された際に、レゾネータ本体部１１の車両上下方向の厚さが小さくなるように、主容積室１２と副容積室１３とは接続されている。つまり、レゾネータ本体部１１は、車両に搭載された状態において、車幅方向に扁平で、かつ車両上下方向からみて略Ｌ字形状に形成されている。

このレゾネータ１は、主容積室１２が吸気ダクト２の上方に位置し、副容積室１３の長手方向と車両幅方向とが一致し、副容積室１３が上記基準線Ｓを跨ぎ、車両フロントの前面に沿って位置するように、上記エンジンルーム内に配置されている。そして、副容積室１３の先端には、上記基準線Ｓを挟んで、吸気取入口９と対称となる位置に、擬似吸気取入口１４が設けられている。この擬似吸気取入口１４は、第２本体部材６と一体に形成されているものであって、図２に示すように、車両前面視における吸気取入口９と略同一外形状に形成されている。尚、擬似吸気取入口１４は、副容積室１３とは連通するものではなく、実際には開口していない。

また、吸気ダクト２の一端部３側には、車両幅方向に延びるサイドブランチ型の第２レゾネータ１５が接続されている。この第２レゾネータ１５は、副容積室１３の下面に沿って延び、副容積室１３と一体、すなわちレゾネータ本体部１１と一体に形成されている。詳述すると、第２レゾネータ１５内に形成された内部通路１６の中心線に略沿って略２分割されるように、第２レゾネータ１５は半割状となり、半割状となった第２レゾネータ１５の一方が第１本体部材５に形成され、他方が第２本体部材６の下面側（図２における下側）に形成されている。

尚、図１、図５及び図６における１７は、主容積室１２に形成されたレゾネータ１とは異なるヘルムホルツ型の第３レゾネータであり、首部１８を介して吸気ダクト２と連通している。

このように構成されたレゾネータ１は、図７及び図８に示すように、主容積室１２と副容積室１３とを１つの容積室とみなし、この主容積室１２と副容積室１３とからなる上記容積室と、首部１０とから構成されるとへレムホルツ型レゾネータ（図７の網掛け部分）の機能と、副容積室１３と、副容積室１３を主容積室１２内に延長させた仮想延長部１９とから構成されるサイドブランチ型レゾネータ（図８の網掛け部分）の機能と、を併せ持っている。ここで、上記ヘルムホルツ型レゾネータは、主容積室１２の容積と副容積室１３の容積との和と、首部１０の通路断面積及び長さと、により共鳴周波数が決定されている。また、上記サイドブランチ型レゾネータは、副容積室１３の長さと仮想延長部１９の長さとの和Ｌにより共鳴周波数が決定されている。また、仮想延長部１９は、実際は主容積室１２に含まれるものである。

このように、レゾネータ１は、上記へレムホルツ型レゾネータの機能と、上記サイドブランチ型レゾネータの機能と、を併せ持っているので、図９に示すように、上記ヘルムホルツ型レゾネータの機能により、低周波域で減衰効果を得ることができる共に、上記サイドブランチ型レゾネータの機能により中周波域で減衰効果を得ることができる。つまり、レゾネータ本体部１１の構成を複雑にすることなく、２つの共鳴周波数を得ることができ、総じてレゾネータ１の製造コストを低減することができる。

尚、主容積室１２、副容積室１３及び首部１０は、上記ヘルムホルツ型レゾネータで得られる共鳴周波数が１００Ｈｚ以下の低周波域で減衰効果が得られると共に、上記サイドブランチ型レゾネータで得られる共鳴周波数が２５０Ｈｚ以上の中周波域で減衰効果が得られるように、それぞれ設定されている。

ここで、上記ヘルムホルツ型レゾネータは、主容積室１２の容積と副容積室１３の容積との和と、首部１０の通路断面積及び長さと、により共鳴周波数が決定されている。また、上記サイドブランチ型レゾネータは、副容積室１３の長さと仮想延長部１９の長さとの和により共鳴周波数が決定されている。仮想延長部１９は、実際は主容積室１２に含まれるものである。

また、副容積室１３が、実質的にヘルムホルツ型レゾネータとサイドブランチ型レゾネータとに共通する構成要素となっているため、主容積室１２の容積及び副容積室１３の容積の総和に応じて得られる共鳴周波数と、副容積室１３の長手方向に沿った長さに応じて得られる共鳴周波数とを、それぞれ吸気ダクト２に単独で設けられたヘルムホルツ型レゾネータ及びサイドブランチ型レゾネータで得る場合に比べて、全体構成を相対的に小型化することができる。つまり、低周波域での減衰効果を得るために容積室の容量を大きくする必要があるヘルムホルツ型レゾネータの容積室の一部をサイドブランチ型レゾネータとして機能させることによって、相対的に小さなスペースで２つの異なる共鳴周波数を得ることができる。

そして、副容積室１３に、擬似吸気取入口１４を設けることによって、副容積室１３の擬似吸気取入口１４が設けられた部分の剛性、ひいては副容積室１３の剛性を向上させることができる。また、擬似吸気取入口１４を設けることにより、車両フロントの前面の外観が左右対称となり、外観上の見映えを向上させることがきる。

また、サイドブランチ型の第２レゾネータ１５を、副容積室１３の下面に沿って配置することで、第２レゾネータ１５を第１本体部材５及び第２本体部材６とに形成することができ、レゾネータ本体部１１の壁面の一部が第２レゾネータ１５の壁面の一部と共用化され、重量低減及びコスト低減を図ることができる。

尚、上述したレゾネータ１は、首部１０を介して吸気ダクト２に連通する１つの主容積室１２と、主容積室１２に直接接続された１つの副容積室１３とによってレゾネータ本体部１１が構成されていたが、１つの主容積室に対して複数の細長い副容積室をそれぞれ直接接続するように構成することも可能である。この場合には、後述する第２実施形態にように、１つのヘルムホルツ型レゾネータの機能と、複数のサイドブランチ型レゾネータの機能とを得ることも可能となる。つまり、１つのレゾネータで２つ以上の異なる共鳴周波数を得ることも可能である。

図１０は、本発明の第２実施形態のレゾネータ３１を示している。このレゾネータ３１は、１つの主容積室３２に、同一断面形状の４つの副容積室３３，３４，３５，３６が接続された構成となっている。４つの副容積室３３，３４，３５，３６は、中心軸が一致する副容積室３３，３６と副容積室３４，３５とに分類され、副容積室３３，３６によって長さＬ１の第１サイドブランチ型レゾネータ３７が構成されているとみなすことができ、副容積室３４，３５によって長さＬ２の第２サイドブランチ型レゾネータ３８が構成されていると見なすことができる。尚、図１０において、３９は主容積室３２を図示せぬ吸気ダクトに連通させる首部である。また、第１サイドブランチ型レゾネータ３７の長さＬ１は、第２サイドブランチ型レゾネータ３８の長さＬ２よりも長くなっている。

つまり、この第２実施形態におけるレゾネータ３１は、主容積室３２と、４つの副容積室３３，３４，３５，３６とを１つの容積室とみなし、この主容積室３２と４つの副容積室３３，３４，３５，３６とからなる上記容積室と、首部３９とから構成されるとへレムホルツ型レゾネータの機能と、第１サイドブランチ型レゾネータ３７の機能と、第２サイドブランチ型レゾネータ３８の機能と、を併せもち、３つの異なる共鳴周波数を得ることができる。尚、上述した第２実施形態のレゾネータ３１において、第１サイドブランチレゾネータ３７の長さと、第２サイドブランチレゾネータ３８の長さとが同じ長さになるような場合には、レゾネータ３１で得られる共鳴周波数は２つとなる。また、上述した第２実施形態のレゾネータ３１のように、主容積室３２に直接接続される副容積室の数が４つであっても、各副容積室の中心軸が互いに大きくオフセットし、各副容積室と、各副容積室を主容積室内に延長させた各仮想延長部とから構成される各サイドブランチ型レゾネータの長さが互いに異なる場合には、５つの異なる共鳴周波数を得ることができる。

本発明に係るレゾネータが適用された吸気装置の平面図。本発明に係るレゾネータが適用された吸気装置の正面図。本発明に係るレゾネータが適用された吸気装置を模式的に示した説明図。第１本体部材の平面図。第２本体部材の平面図。レゾネータカバー部材の平面図。本発明に係るレゾネータを機能的を説明する説明図。本発明に係るレゾネータを機能的を説明する説明図。本発明に係るレゾネータで得られる周数数特性線図。本発明に係るレゾネータの第２実施形態における構成を模式的に示した説明図。

符号の説明

１…レゾネータ
２…吸気ダクト
１０…首部
１１…レゾネータ本体部
１２…主容積室
１３…副容積室

Claims

首部を介して車両用内燃機関の吸気ダクトに連通する１つ主容積室と、上記主容積室に直接接続された少なくとも１つ以上の細長い副容積室と、を備えたレゾネータ本体部を有し、
上記主容積室の容積と上記副容積室の容積との和であるレゾネータ本体部の容積に応じて共鳴周波数が決定されるヘルムホルツ型レゾネータの機能と、上記副容積室の長手方向に沿った長さに応じて共鳴周波数が決定されるサイドブランチ型レゾネータの機能と、を併せ持つことを特徴とするレゾネータ。
上記レゾネータ本体部は、主容積室に１つの副容積室が接続され、全体としてＬ字形状を呈し、上記副容積室の長手方向と車両幅方向とが一致し、車両フロントの前面で車両前方に向かって開口する上記吸気ダクトの吸気取入口と隣接し、かつ上記副容積室が車両フロントの前面に沿って位置するように配置され、
上記副容積室には、車両の幅方向中央位置を基準として、上記吸気取入口と対称となる位置に、車両前面視における上記吸気取入口と略同一外形状の擬似吸気取入口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレゾネータ。
上記吸気ダクトに接続されたサイドブランチ型の第２レゾネータが、上記レゾネータ本体部に沿って、上記レゾネータ本体部と一体に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のレゾネータ。