JP2020101146A - 内燃機関の吸気ダクト - Google Patents

Abstract

【課題】剛性を確保しつつ、通気抵抗の増大を抑制すること。【解決手段】吸気ダクト１０の側壁１１は、樹脂成形体により形成され、側壁１１を厚さ方向に貫通する貫通部４５，４６を有する第１成形体４０と、圧縮成形された繊維成形体により形成され、貫通部４５，４６に嵌合された通気性の嵌合突部５５，５６を有するとともに第１成形体４０の外周面に接合された第２成形体５０とを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の吸気ダクトに関する。

例えば車載内燃機関の吸気ダクトにおいては、吸気騒音の低減を図ることを目的として、不織布などの繊維成形体により形成された側壁を備えるものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載の吸気ダクトは、合成樹脂繊維製の不織布からなり、半割筒状をなす一対の分割体により周方向に分割して形成されたダクト本体を備えている。一対の分割体の間には、互いを接合する硬質樹脂製の接合部が設けられている。接合部は、一対の分割体同士の間に介在する介在部と、介在部に連続して形成されるとともに一対の分割体の外周面に接合された外周部と、介在部に連続して形成されるとともに一対の分割体の内周面に接合された内周部とを有しており、断面Ｈ型をなしている。

特開２０１７−２０３３８５号公報

ところで、特許文献１に記載の吸気ダクトの場合、接合部によってダクト本体の剛性が高められるものの、接合部の内周部によってダクト本体の内周面に段差が生じることとなる。このため、当該段差に起因して吸気ダクトの内部を流れる吸気の通気抵抗が増大しやすい。

本発明の目的は、剛性を確保しつつ、通気抵抗の増大を抑制できる内燃機関の吸気ダクトを提供することにある。

上記目的を達成するための内燃機関の吸気ダクトは、筒状の側壁を有するものであって、前記側壁は、樹脂成形体により形成され、前記側壁を厚さ方向に貫通する貫通部を有する第１成形体と、圧縮成形された繊維成形体により形成され、前記貫通部に嵌合された通気性の嵌合突部を有するとともに前記第１成形体の外周面に接合された第２成形体と、を備えている。

同構成によれば、圧縮成形された繊維成形体により形成された第２成形体のうち通気性の嵌合突部の周囲の部分が、樹脂成形体からなる第１成形体の外周面に接合されている。このため、吸気ダクトの側壁の一部を繊維成形体からなる嵌合突部で構成しながらも、側壁の剛性を高めることができる。

また、上記構成によれば、第２成形体の嵌合突部が、第１成形体の貫通部に嵌合されているため、第２成形体が嵌合突部を有していない場合に比べて、貫通部の形成に起因して側壁の内周面に生じる段差が小さくなる。したがって、剛性を確保しつつ、通気抵抗の増大を抑制できる。

本発明によれば、剛性を確保しつつ、通気抵抗の増大を抑制することができる。

内燃機関の吸気ダクトの一実施形態について、（ａ）は、吸気ダクトの全体を示す斜視図、（ｂ）は、第１分割体の外面を示す平面図。 同実施形態の吸気ダクトについて、第１分割体、第１成形体、及び第２成形体を互いに離間して示す分解斜視図。 図１の３−３線に沿った断面図。 図１の４−４線に沿った断面図。 変更例の吸気ダクトについて、（ａ）は、吸気ダクトの全体を示す斜視図、（ｂ）は、第２成形体を内周面側から視た斜視図。 他の変更例の吸気ダクトを示す斜視図。

以下、図１〜図４を参照して、内燃機関の吸気ダクト（以下、吸気ダクト１０）の一実施形態について説明する。
図１（ａ）及び図２に示すように、吸気ダクト１０は、略四角筒状の側壁１１を有している。本実施形態の側壁１１の中心軸線は、直線状をなしている。また、以降において、側壁１１の軸線方向Ｌ及び周方向をそれぞれ単に軸線方向Ｌ及び周方向として説明する。

側壁１１は、側壁１１を周方向に２つに分割して構成する第１分割体２０と第２分割体３０とを有している。
＜第１分割体２０＞
図１（ａ）、図２〜図４に示すように、第１分割体２０は、圧縮成形された繊維成形体により形成されており、軸線方向Ｌに沿って延在する長辺を有する長方形板状の頂壁２１を有している。なお、以降において、頂壁２１の短辺に沿った方向（図３の左右方向）を幅方向Ｗとして説明する。

頂壁２１の幅方向Ｗの両端部２１ｂよりも内側の部分には、第２分割体３０に向かって突設された一対の接合部２３が設けられている。各接合部２３は、側壁１１の軸線方向Ｌの全体にわたって延在している（図２参照）。

頂壁２１の軸線方向Ｌの両端部２１ａ、幅方向Ｗの両端部２１ｂ、及び一対の接合部２３は、非通気性の高圧縮部である。
また、図１（ｂ）、図３、及び図４に示すように、頂壁２１のうち軸線方向Ｌの両端部２１ａ及び幅方向Ｗの両端部２１ｂによって囲まれた部分は、通気性の低圧縮部２２ａと低圧縮部２２ａよりも圧縮度合の高い非通気性の高圧縮部２２ｂとを有している。

低圧縮部２２ａと高圧縮部２２ｂとは、第１分割体２０の外周面においては段差を介して連なる一方、内周面においては平らに連なっている。
本実施形態においては、各低圧縮部２２ａ及び各高圧縮部２２ｂは、同一の大きさの平面視正方形状をなしており、市松模様状に交互に配置されている。

＜第２分割体３０＞
図１（ａ）、図２〜図４に示すように、第２分割体３０は、樹脂成形体により形成された第１成形体４０と、圧縮成形された繊維成形体により形成され、第１成形体４０の外周面に接合された第２成形体５０とを備えている。

＜第１成形体４０＞
図２〜図４に示すように、第１成形体４０は、第１分割体２０の頂壁２１に対向する底壁４２と、底壁４２の幅方向Ｗの両側から屈曲して第１分割体２０の一対の接合部２３に向かって延在し、互いに対向する一対の対向壁４３と、一対の対向壁４３からそれぞれ幅方向Ｗの外側に向かって屈曲して延在する一対のフランジ部４４とを有している。

図２及び図３に示すように、底壁４２には、底壁４２を厚さ方向に貫通する長方形状の複数（同実施形態では４つ）の貫通部４５が軸線方向Ｌに互いに間隔をおいて設けられている。

一対の対向壁４３には、対向壁４３を厚さ方向に貫通する長方形状の複数（同実施形態では４つ）の貫通部４６が軸線方向Ｌに互いに間隔をおいて設けられている。
第１成形体４０の各対向壁４３の内周面４３ａと、第１分割体２０の各接合部２３の内周面とは平らに連なっている。

各フランジ部４４は、接合部２３の外面に接合された第１接合部４４ａと、第１接合部４４ａから屈曲して幅方向Ｗの外側に向かって延在するとともに頂壁２１の幅方向Ｗの端部２１ｂに接合された第２接合部４４ｂとを有している。各フランジ部４４は、軸線方向Ｌの全体にわたって設けられている。

第１分割体２０の各接合部２３及び両端部２１ｂと、第１成形体４０の各接合部４４ａ，４４ｂとは、例えば接着剤を介して接合されている。
＜第２成形体５０＞
図２〜図４に示すように、第２成形体５０は、第１成形体４０の底壁４２の外周面を覆う底部５２と、底部５２の幅方向Ｗの両側から屈曲して延在するとともに第１成形体４０の各対向壁４３の外周面を覆う一対の側部５３と、各側部５３から延在するとともに第１成形体４０の各４４ａの外周面を覆う一対の延在部５４とを有している。

第２成形体５０の内周面と第１成形体４０の底壁４２及び一対の対向壁４３の外周面とは、例えば接着材を介して接合されている。
第２成形体５０の底部５２には、第１成形体４０の底壁４２に設けられた複数の貫通部４５にそれぞれ嵌合される通気性の複数の嵌合突部５５が設けられている。

第２成形体５０の一対の側部５３には、第１成形体４０の一対の対向壁４３に設けられた複数の貫通部４６にそれぞれ嵌合される通気性の複数の嵌合突部５６が設けられている。各嵌合突部５５，５６は、各貫通部４５，４６の内部形状に対応した形状を有している。

第２成形体５０のうち上記各嵌合突部５５，５６は、通気性の低圧縮部である。また、第２成形体５０のうち上記各嵌合突部５５，５６以外の部位は、各嵌合突部５５，５６よりも圧縮度合の高い非通気性の高圧縮部である。

図４に示すように、嵌合突部５５の突出端面５５ａと嵌合突部５５に隣り合う第１成形体４０の内周面４２ａとは面一である。また、嵌合突部５６の突出端面５６ａと嵌合突部５６に隣り合う第１成形体４０の内周面４３ａとは面一である。

次に、第１分割体２０及び第２成形体５０を構成する繊維成形体の構成について説明する。
繊維成形体は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）からなる芯部と同ＰＥＴ繊維よりも融点の低い変性ＰＥＴからなる鞘部（いずれも図示略）とを有する周知の芯鞘型の複合繊維からなる不織布と、ＰＥＴ繊維からなる不織布とにより構成されている。なお、上記複合繊維の鞘部をなす変性ＰＥＴが繊維同士を結合するバインダとして機能する。

変性ＰＥＴの配合割合は３０〜７０％であることが好ましい。本実施形態では、変性ＰＥＴの配合割合が５０％とされている。
なお、こうした複合繊維としては他に、ＰＥＴよりも融点の低いＰＰ（ポリプロピレン）を有するものであってもよい。

繊維成形体の目付け量は、５００ｇ／ｍ^２〜１５００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。本実施形態では、繊維成形体の目付け量が８００ｇ／ｍ^２とされている。
第１分割体２０及び第２成形体５０は、所定の厚さ（例えば３０〜１００ｍｍ）の上記不織布シートを熱圧縮（熱プレス）することにより成形されている。

前述した高圧縮部の通気度（ＪＩＳＬ１０９６，Ａ法（フラジール形法））は、略０ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓとされている。また、高圧縮部の板厚としては、０．５〜１．５ｍｍであることが好ましい。本実施形態では、高圧縮部の板厚が０．７ｍｍとされている。

前述した低圧縮部の通気度は、３ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓとされている。また、低圧縮部の板厚としては、０．８〜３．０ｍｍであることが好ましい。本実施形態では、低圧縮部の板厚が１．０ｍｍとされている。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。
（１）吸気ダクト１０の側壁１１は、樹脂成形体により形成され、側壁１１を厚さ方向に貫通する貫通部４５，４６を有する第１成形体４０と、圧縮成形された繊維成形体により形成され、貫通部４５，４６に嵌合された通気性の嵌合突部５５，５６を有するとともに第１成形体４０の外周面に接合された第２成形体５０とを備えている。

こうした構成によれば、圧縮成形された繊維成形体により形成された第２成形体５０のうち通気性の嵌合突部５５，５６の周囲の部分が、樹脂成形体からなる第１成形体４０の外周面に接合されている。このため、吸気ダクト１０の側壁１１の一部を繊維成形体からなる嵌合突部５５，５６で構成しながらも、側壁１１の剛性を高めることができる。

また、上記構成によれば、第２成形体５０の嵌合突部５５，５６が、第１成形体４０の貫通部４５，４６に嵌合されているため、第２成形体５０が嵌合突部５５，５６を有していない場合に比べて、貫通部４５，４６の形成に起因して側壁１１の内周面に生じる段差が小さくなる。したがって、剛性を確保しつつ、通気抵抗の増大を抑制できる。

（２）嵌合突部５５，５６の突出端面５５ａ，５６ａと当該嵌合突部５５，５６に隣り合う第１成形体４０の内周面４２ａ，４３ａとが面一である。
こうした構成によれば、側壁１１の内周面のうち第２成形体５０の嵌合突部５５，５６の突出端面５５ａ，５６ａと、嵌合突部５５，５６に隣り合う第１成形体４０の内周面４２ａ，４３ａとの間に段差が生じない。したがって、通気抵抗の増大を一層抑制できる。

（３）側壁１１は、側壁１１を周方向に２つに分割して構成する第１分割体２０と第２分割体３０とを備えている。第１分割体２０は、圧縮成形された繊維成形体により形成され、通気性の低圧縮部２２ａと、低圧縮部２２ａよりも圧縮度合の高い高圧縮部２２ｂとを有している。第２分割体３０は、第１成形体４０及び第２成形体５０を有している。

こうした構成によれば、第１分割体２０に設けられた通気性の低圧縮部２２ａを通じて吸気騒音の低減を図るとともに、高圧縮部２２ｂにより第１分割体２０の剛性を高めることができる。また、第２分割体３０が第１成形体４０及び第２成形体５０を有しているため、通気性の嵌合突部５５，５６を通じて吸気騒音の低減を図るとともに、第２分割体３０の剛性を確保することができる。したがって、吸気騒音の低減を図るとともに、吸気ダクト１０の側壁１１全体の剛性を高めることができる。

また、低圧縮部２２ａと高圧縮部２２ｂとを規則的に配置することで第１分割体２０の意匠性を高めることができる。
（４）第１成形体４０は、底壁４２と、底壁４２の両側から屈曲して延在し、互いに対向する一対の対向壁４３と、一対の対向壁４３からそれぞれ屈曲して延在する一対のフランジ部４４とを有し、一対のフランジ部４４は、第１分割体２０に接合されており、第２成形体５０は、底壁４２及び一対の対向壁４３の外周面に接合されている。

こうした構成によれば、第１成形体４０が底壁４２、一対の対向壁４３、及び一対のフランジ部４４を有しており、断面ハット形状を有している。このため、第１成形体４０の剛性を一層高めることができる。また、第２成形体５０が、第１成形体４０の底壁４２及び一対の対向壁４３の外周面に接合されているため、吸気ダクト１０の側壁１１の剛性を一層高めることができる。

（５）複数の貫通部４５，４６が、底壁４２及び一対の対向壁４３にそれぞれ設けられており、第２成形体５０は、複数の貫通部４５，４６にそれぞれ嵌合された複数の嵌合突部５５，５６を有している。

こうした構成によれば、第２成形体５０の複数の箇所に嵌合突部５５，５６が設けられるため、吸気騒音を一層低減できる。
＜変更例＞
上記実施形態は、例えば以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。また、以下の各変更例において、上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。また、図５に示す変更例では、上記実施形態と対応する構成について「１００」を加算した符号「１＊＊」を付し、図６に示す変更例では、「２００」を加算した符号「２＊＊」を付すことにより、重複する説明を省略する。

・各貫通部４５，４６及び各嵌合突部５５，５６の形状を、例えば平面視円形状にしたり、互いに異ならせたりするなど適宜変更することができる。
・底壁４２及び一対の対向壁４３のうちのいずれか一方にのみ、貫通部を設ける構成であってもよい。

・例えば、図５（ａ）に示す吸気ダクト１１０では、側壁１１１が樹脂成形体からなる第１成形体１４０と、圧縮成形された繊維成形体からなる第２成形体１５０とを備えている。第１成形体１４０は、頂壁１４１と、頂壁１４１の一方の面から突出するとともに頂壁１４１と共に環状をなし、側壁１１１の軸線方向Ｌに互いに間隔をおいて設けられた複数（この場合は５つ）の枠部１４３とを有している。軸線方向Ｌにおける中央部に配置された３つの枠部１４３の底部には、隣り合う枠部１４３同士を互いに連結する連結部１４４が設けられている。

図５（ｂ）に示すように、第２成形体１５０は、樋形状をなしており、枠部１４３の外周面に接合されている。第２成形体１５０の内周面には、互いに隣り合う枠部１４３によって形成された貫通部１４５，１４６に嵌合される嵌合突部１５５，１５６が設けられている。

こうした構成によれば、貫通部１４５，１４６を大きく形成することができる、すなわち嵌合突部１５５，１５６を大きく形成することができるため、通気性の低圧縮部を通じて吸気騒音を一層低減できる。

・上記実施形態及び変更例では、直線状の中心軸線を有する側壁１１について例示したが、図６に示す吸気ダクト２１０のように、側壁２１１の中心軸線が湾曲しているものであってもよい。この場合、側壁２１１の中心軸線の曲率の大きい湾曲部分に枠部２４３を複数設けるようにしてもよい。

１０，１１０，２１０…吸気ダクト、１１，１１１，２１１…側壁、２０…第１分割体、２１…頂壁、２１ａ…端部、２１ｂ…端部、２２ａ…低圧縮部、２２ｂ…高圧縮部、２３…接合部、３０…第２分割体、４０，１４０，２４０…第１成形体、４２…底壁、４３…対向壁、４４…フランジ部、４４ａ…第１接合部、４４ｂ…第２接合部、４５，４６，１４５，１４６，２４５，２４６…貫通部、５０，１５０，２５０…第２成形体、５２…底部、５３…側部、５４…延在部、５５，５６，１５５，１５６…嵌合突部、１４１…頂壁、１４３，２４３…枠部、１４４…連結部。

Claims (5)

1. 筒状の側壁を有する内燃機関の吸気ダクトであって、
   前記側壁は、
   樹脂成形体により形成され、前記側壁を厚さ方向に貫通する貫通部を有する第１成形体と、
   圧縮成形された繊維成形体により形成され、前記貫通部に嵌合された通気性の嵌合突部を有するとともに前記第１成形体の外周面に接合された第２成形体と、を備えている、
   内燃機関の吸気ダクト。
2. 前記嵌合突部の突出端面と当該嵌合突部に隣り合う前記第１成形体の内周面とが面一である、
   請求項１に記載の内燃機関の吸気ダクト。
3. 前記側壁は、前記側壁を周方向に２つに分割して構成する第１分割体と第２分割体とを備え、
   前記第１分割体は、圧縮成形された繊維成形体により形成され、通気性の低圧縮部と前記低圧縮部よりも圧縮度合の高い高圧縮部とを有しており、
   前記第２分割体は、前記第１成形体及び前記第２成形体を有している、
   請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気ダクト。
4. 前記第１成形体は、底壁と、前記底壁の両側から屈曲して延在し、互いに対向する一対の対向壁と、前記一対の対向壁からそれぞれ屈曲して延在する一対のフランジ部とを有し、
   前記一対のフランジ部は、前記第１分割体に接合されており、
   前記第２成形体は、前記底壁及び前記一対の対向壁の外周面に接合されている、
   請求項３に記載の内燃機関の吸気ダクト。
5. 複数の前記貫通部が、前記底壁及び前記一対の対向壁にそれぞれ設けられており、
   前記第２成形体は、複数の前記貫通部にそれぞれ嵌合された複数の前記嵌合突部を有している、
   請求項４に記載の内燃機関の吸気ダクト。