JP2014025399A - 吸気ダクト - Google Patents

Abstract

【課題】ダクト本体の外径寸法を拡大することなく、消音効果を発揮することができる吸気ダクトを提供する。
【解決手段】エンジンの吸気系に接続される吸気ダクト１１において、ダクト本体１２内のエア通路２３には、吸引エアを整流するための整流板２５をエア流の方向に延長するように配置する。整流板２５は多孔質板によって構成し、その整流板２５の小孔により音波を減衰させるようにする。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動車等のエンジンの吸気系に接続される吸気ダクトに関するものである。

従来、この種の吸気ダクトとしては、例えば特許文献１に開示されるような構成が提案されている。この従来構成においては、通気管の周壁に多数の通気孔が形成されている。これらの通気孔の領域を覆うように、通気管の周壁外側にはカバーが設けられている。通気管の周壁とカバーの内壁とで形成される空間内には、活性炭が袋状体に収容した状態で配置されている。そして、通気管内のエア通路を流れるエアが通気孔から前記空間内に流入し、活性炭の作用によって消音が行われるようになっている。

国際公開ＷＯ２００９／１１０３４４号公報

ところで、この従来構成においては、通気管の周囲に通気管より大径のカバーを設けて、通気管の周壁とカバーの内壁との間に空間を確保する必要がある。従って、この吸気ダクトは大径になってしまい、エンジンルーム内のスペースの制約を受け、エンジンルーム内に配置する困難性が高くな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、ダクト本体の外径寸法を拡大することなく、消音効果及び整流効果を発揮することができる吸気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、この発明は、エンジンの吸気系に接続される吸気ダクトにおいて、ダクト本体内のエア通路にエア流の方向に延長されて、吸引エアを整流するための整流板を設けるとともに、その整流板を多孔質板によって構成することにより、この整流板によって音波を減衰させるようにしたことを特徴としている。

従って、この発明の吸気ダクトにおいては、エンジンの運転に伴い、ダクト本体内のエア通路を通してエンジンの吸気系に吸引エアが吸引されるとき、その吸引エアが整流板によって整流される。この場合、整流板が多孔質板によって構成されているため、音波は整流板の孔を通過することにより、減衰される。よって、ダクト本体の外径寸法を拡大することなく、消音効果を発揮することができる。

前記の構成において、吸気ダクトはエンジンの吸気系とエアクリーナとの間に設けるとよい。
前記の構成において、前記ダクト本体に湾曲部を形成し、整流板を湾曲部の湾曲形状に沿って湾曲させるとよい。

前記の構成において、前記整流板に多数の小孔を形成するとよい。
前記の構成において、前記整流板の表面に燃料蒸気の吸着層を設けるとよい。

以上のように、この発明によれば、ダクト本体の外径寸法を拡大することなく、消音効果を発揮することができるという効果を発揮する。

第１実施形態の吸気ダクトを示す正面図。 図１の吸気ダクトの断面図。 図２の３−３線における断面図。 図２の４−４線における断面図。 第２実施形態の吸気ダクトを示す断面図。 図５の吸気ダクトの一部断面図。

以下に、この発明を具体化した吸気ダクトの実施形態を図面に従って説明する。
（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、第１実施形態の吸気ダクト１１は、合成ゴム等の軟質の合成樹脂よりなるダクト本体１２を備えている。ダクト本体１２の一端には大径の接続部１７が設けられ、その接続部１７が締結バンド１８を用いてエアクリーナ１９のアウトレット１９１に接続される。ダクト本体１２の中央部には、湾曲部１３が形成されている。ダクト本体１２の他端には合成ゴム等の軟質の合成樹脂よりなる可撓ホース１４が嵌着され、その可撓ホース１４の先端部が締結バンド１５を用いてエンジン１６の吸気口１６１に接続される。この可撓ホース１４によりエンジン１６側から伝達される振動が吸収される。

図３及び図４に示すように、ダクト本体１２の湾曲部１３の内側には、硬質合成樹脂よりなる内側パイプ２０が挿入固定され、その内部がエア通路２３になっている。この内側パイプ２０は半割状（半円筒状）の分割部２０１，２０２によって構成されている。各分割部２０１，２０２の外周面には、複数のリブ２１が円周方向及び軸線方向に沿って延長するように突出形成されている。

ダクト本体１２の湾曲部１３と各分割部２０１，２０２との間には、容積の異なった複数の部屋２２が前記リブ２１によって区画されている。分割部２０１，２０２の各部屋２２と対応する位置には、各部屋２２を内側パイプ２０内のエア通路２３に連通させるための複数の連通孔２４が形成されている。このため、各部屋２２がヘルムホルツ共鳴を利用したレゾネータとして機能して、消音効果を発揮するようになっている。この場合、前記部屋２２の容積及び連通孔２４の開口径等に応じて、消音効果が発揮される音の周波数が決定される。従って、部屋２２は複数の帯域の音を消音することが可能である。

図２及び図３に示すように、前記内側パイプ２０内のエア通路２３には、吸引エアを整流するための整流板２５がエア流の方向に延長するように配置されている。この整流板２５は、内側パイプ２０の小曲率湾曲側と大曲率湾曲側との間におけるエア通路２３の中央部においてエア通路２３の湾曲形状に沿って湾曲するように形成され、内側パイプ２０の分割部２０１，２０２間に挟持された状態で、複数のネジ２６によって固定されている。

整流板２５には多数の小孔２７が形成され、この小孔２７の形成により整流板２５が多孔質板をなすように構成されている。そして、この多孔質板よりなる整流板２５によって音波を減衰させるようになっている。この小孔２７の開口径及び深さに従って減衰される音の周波数が決定される。従って、開口径の異なる複数種類の小孔２７を形成すれば、その種類に応じた複数種類の帯域の音を減衰できる。整流板２５の表面には、燃料蒸気を吸着するための活性炭が接着されて吸着層２８がコーティングされている。

次に、前記のように構成された吸気ダクトの作用を説明する。
図１に示すように、エンジン１６が駆動されると、エアクリーナ１９で濾過された吸引エアがエアクリーナ１９から吸気ダクト１１のエア通路２３を通して、エンジン１６の吸気系に供給される。

このとき、吸気ダクト１１の湾曲部１３においては、エア通路２３内を流れる吸気が遠心力により湾曲部１３の外径側を通過する傾向にある。この場合、実施形態においては、湾曲したエア通路２３内において、内側パイプ２０の小曲率湾曲側と大曲率湾曲側との間の中央部に、湾曲形状に沿った形状の整流板２５が配置されているため、その整流板２５により吸引エアが整流されて、遠心力による前記傾向が弱められる。従って、湾曲部１３のエア通路２３内における吸引エアの通気抵抗が低減されるとともに、乱流の発生が抑制される。このため、エンジン１６への吸気が効率良く行なわれて、高い燃焼効率を得ることができる。

また、ダクト本体１２と内側パイプ２０との間には容積の異なった複数の部屋２２が区画されるとともに、それらの部屋２２が内側パイプ２０の連通孔２４を介してエア通路２３に連通されている。このため、各部屋２２が異なる容積のヘルムホルツ共鳴を利用したレゾネータとして機能して、エンジン１６からの音が各種の周波数帯域にわたって減衰される。

また、整流板２５に多数の小孔２７が形成されて、整流板２５が多孔質板となっているため、エンジン１６からの音が小孔２７内を通過するときにこの小孔２７において減衰される。この場合、小孔２７の径が小さいほど高い周波数の音が減衰される。従って、小孔２７の径を小さくすれば、ターボチャージャ付きのエンジンのように、高周波音が出やすいエンジン１６の消音に適する。

また、整流板２５にコーティングされた吸着層２８において、活性炭間の凹部や、活性炭の微細孔によってもエンジン１６側からの音を吸収したり、減衰させたりできる。
このように、エンジン１６の運転にともなって発生する音を吸気ダクト１１において効果的に消音することができる。この場合、整流板２５の小孔２７の開口径や数、前記部屋２２の容積等を必要に応じて適宜に設定すれば、不要な周波数の音を減衰させることができて、エンジン音のチューニングを容易に行なうことができる。

さらに、エンジン１６が停止されたときには、エンジン１６から吸気ダクト１１側に燃料蒸気が漏れ出すことがある。この場合、整流板２５の表面には活性炭よりなる吸着層２８がコーティングされているため、燃料蒸気は吸着層２８によって吸着される。よって、燃料蒸気が外部に排出されるおそれを抑制することができる。吸着層２８に吸着された燃料蒸気は、次のエンジン１６の始動にともない、吸気流にのってエンジン１６の燃焼室内に導入されて燃焼される。

従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） この吸気ダクトにおいては、エア通路２３を通してエンジン１６の吸気系に吸引エアが吸引されるとき、その吸引エアが整流板２５によって整流されて、エンジン１６の高効率運転が可能になる。この場合、整流板２５が多孔質板によって構成されているため、音波が整流板２５の小孔２７を通過することにより、減衰される。よって、前記従来構成とは異なり、ダクト本体１２の外径寸法を拡大することなく、エア通路２３内の整流板２５によって消音効果を発揮することができ、エンジンルーム内における吸気ダクトの配置に関する制約が少なくなる。

（２） 多孔質板よりなる整流板２５を配置するのみで、消音効果を得ることができるため、構成が簡単になる。
（３） 多孔質板の小孔２７の開口径や部屋２２の容積の設定によってエンジン音のチューニングが可能となる。このため、小孔２７の開口径や数が異なるものを複数種類用意することにより、エンジンタイプや車両グレード等に応じたチューニングが容易に可能となる。

（４） 吸気ダクト１１がエンジン１６の吸気系とエアクリーナ１９との間に設けられている。このため、エンジン１６から漏れ出す騒音を、エアクリーナ１９の上流側において有効に減衰させて、外部への音漏れを少なくできる。

（５） 前記整流板２５がエア通路２３の湾曲形状に沿って湾曲されている。このため、吸引エアを湾曲状の整流板２５によって効果的に整流することができて、エンジン１６の燃焼効率を高めることができる。

（６） 整流板２５の表面に燃料蒸気の吸着層２８が設けられている。このため、エンジン１６の停止時に、エンジン１６から漏れ出す燃料蒸気を整流板２５の表面の吸着層２８により有効に吸着できて、燃料蒸気が外部に漏洩することを防止できる。

（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。
図５及び図６に示すように、この実施形態においては、整流板２５がダクト本体１２の湾曲部１３内に、その湾曲方向と直交する面内に位置されている。従って、この実施形態における整流板２５は湾曲されていない。

この実施形態においては、前記実施形態の（５）の効果を除く効果とほぼ同様な効果を得ることができる。
（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。

・ 整流板２５を複数枚設けること。例えば、２枚の整流板２５を吸気流の方向に沿うように平行に配置したり、複数枚の整流板２５を例えば吸気流の方向と直交する方向から見て十字状に交差させたりすること。

・ 本発明をエアクリーナ１９の大気導入側の吸気ダクトにおいて具体化すること。
・ 整流板２５の吸着層２８を省略すること。
・ 整流板２５として、活性炭等の多孔質粒状体をバインダにより凝集結合して構成したものを用いること。この場合、多孔質粒状体は、表面全体にバインダが塗布されるのでなく、多孔質粒状体の大部分の微細孔が塞がれない程度に塗布されて、多孔質粒状体どうしの結合に供されるようにする。このように構成すれば、多孔質粒状体間の多数の隙間が小孔となり、その隙間において音波を有効に減衰できる。

・ 整流板２５として、小孔２７を有しないものを用いること。従って、エンジン１６からの音は、活性炭の微細孔や、活性炭間の隙間で減衰される。従って、小孔２７を有しない整流板２５であっても、その整流板２５は多孔質板を構成する。

１１…吸気ダクト、１２…ダクト本体、１３…湾曲部、１６…エンジン、１９…エアクリーナ、２２…部屋、２３…エア通路、２４…連通孔、２５…整流板、２７…小孔、２８…吸着層。

Claims (5)

1. エンジンの吸気系に接続される吸気ダクトにおいて、
   ダクト本体内のエア通路にエア流の方向に延長されて、吸引エアを整流するための整流板を設けるとともに、その整流板を多孔質板によって構成することにより、この整流板によって音波を減衰させるようにしたことを特徴とする吸気ダクト。
2. 前記エンジンの吸気系とエアクリーナとの間に設けたことを特徴とする請求項１に記載の吸気ダクト。
3. 前記ダクト本体に湾曲部を形成し、整流板を湾曲部の湾曲形状に沿って湾曲させたことを特徴とする請求項１または２に記載の吸気ダクト。
4. 前記整流板に多数の小孔を形成し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吸気ダクト。
5. 前記整流板の表面に燃料蒸気の吸着層を設けたことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の吸気ダクト。