JP3337630B2 - 吸気異音低減構造 - Google Patents

吸気異音低減構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気異音低減構造
に関し、たとえば自動車のインテークマニホルドとサー
ジタンクの一体構造物(以下、インテークマニホルドサ
ージタンクという)部位から生じる異音を低減する構造
に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車でスロットルバルブを急に開く
と、インテークマニホルドサージタンクの部分から高周
波の異音が発生する。この異音は、インテークマニホル
ドサージタンクが樹脂製であろうがアルミ製であろうが
生じ、とくに樹脂製インテークマニホルドサージタンク
で大きな音が生じる。従来、異音対策ではないが、エン
ジンからのバックファイア対策として、スロットルバル
ブとエンジン燃焼室との間に金網を配置する構造が提案
されている(たとえば、実開昭57−107838
号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、軽量化とそれに
よる燃費向上のために、インテークマニホルドサージタ
ンクを樹脂製とする傾向にあるので、とくに樹脂製イン
テークマニホルドサージタンクの異音が、問題化してき
ている。バックファイア対策としての、スロットルバル
ブとエンジン燃焼室との間に金網を配置する構造は、異
音低減にも効果をもつが、通路抵抗を増大させるという
別の問題を生じる。本発明の目的は、インテークマニホ
ルドサージタンクからの異音を低減することができる異
音低減構造を提供することにある。ただし、通気抵抗を
許容できない程に増加させないことを前提とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 (1) スロットルバルブの下流かつ近傍に、吸気通路
横断面のうちの一部分にネットを配置し、残りの部分の
少なくとも一部に、吸気通路軸芯と平行な方向に延びる
複数の整流板を配置した吸気異音低減構造。 (2) 前記吸気通路横断面のうち、スロットルバルブ
開時にスロットルバルブが上流側に倒れ込む側の半断面
に前記ネットを配置し、残りの半断面のうちの少なくと
も一部に前記複数の整流板を配置した(1)記載の吸気
異音低減構造。 (3) 前記複数の整流板を互いに平行に配置した
(1)または(2)記載の吸気異音低減構造。 (4) 前記複数の整流板を前記吸気通路の軸芯に対し
放射状に配置した(1)または(2)記載の吸気異音低
減構造。
【0005】円形断面の管内にバタフライ型のスロット
ルバルブを配置しネットは配置しない状態でスロットル
バルブ開時の吸気の流れ解析を行ったところ、つぎのこ
とが判明した。スロットルバルブが上流側に倒れ込む側
を通過した流れの方がスロットルバルブが下流側に倒れ
込む側を通過した流れよりも乱流形成に大きな影響をも
つ。スロットルバルブが上流側に倒れ込む側を通過した
流れは平面視で中央に向かって集中していくが、スロッ
トルバルブが下流側に倒れ込む側を通過した流れは平面
視で分散していく。スロットルバルブが上流側に倒れ込
む側を通過した流れはスロットルバルブと管壁との隙間
を通過するときに第1の乱れを生じ、ついで平面視で中
央に向かって集中していって自己の左右部分の流れが衝
突して第2の乱れを生じ、ついで斜め下方に流れてスロ
ットルバルブが下流側に倒れ込む側を通過した流れと衝
突して第3の乱れを生じる。流れの乱れ発生部では、高
周波の圧力変動が生じ、これが通路壁を振動させ、異音
として放射される。
【0006】上記(1)〜(4)の吸気異音低減構造で
は、スロットルバルブの下流かつ近傍にネットを配置す
ることにより、第1の乱れのレベルを落とし、中央に向
かって集中する流れを起こりにくくして第2、第3の乱
れをなくす。これによってスロットルバルブ開時にイン
テークマニホルドサージタンクで生じる異音を低減す
る。また、整流板によって通路横断面のうち整流板上流
に対応する側のスロットルバルブと通路壁の間を通過し
た流れの左右への分散が抑えられ通路中央部へとまわり
こんでいく点が下流側に延びるので、通路横断面のうち
ネット上流に対応する側のスロットルバルブと通路壁の
間を通過した流れと衝突しにくくなり、したがって第3
の乱れを生じにくくなり、それだけ異音が低減する。上
記(1)〜(4)では、ネットは通路横断面の一部にの
み設けられるので、通路の抵抗が著しく増大することは
なく、通路抵抗の増大抑制と異音抑制の両方が満足され
る。
【0007】上記(2)では、スロットルバルブ開時に
スロットルバルブが上流側に倒れ込む側の半断面に前記
ネットを配置したので、第1の乱れを最も低減すること
ができ、異音低減効果が大である。上記(3)では、整
流板を互いに平行に配置したので、低周波領域において
も高周波領域においても優れた異音低減効果をもつ。上
記(4)では、整流板を放射状に配置したので、比較的
低周波領域において優れた異音低減効果をもつ。
【0008】
【発明の実施の形態】図1、図2は本発明の第1実施例
を示しており、図3は本発明の第2実施例を示してお
り、図4は本発明による異音低減効果を示している。図
中、本発明の全実施例に共通する構造部分には、本発明
の全実施例にわたって同じ符号を付してある。
【0009】本発明の全実施例に共通する構造を、図
1、図2を参照して、説明する。本発明実施例の異音低
減構造は、自動車のエンジンの吸気通路に配置されたス
ロットルバルブ2、その下流のインテークマニホルドサ
ージタンク3、スロットルバルブ2のすぐ下流に配置さ
れ吸気通路横断面の一部に配置されたネット1と、スロ
ットルバルブ2のすぐ下流に配置され吸気通路横断面の
うちネットが配置されていない部分の少なくとも一部に
配置された複数の整流板7と、からなる。吸気はスロッ
トルバルブ2と通路壁8との間の隙間を通り、ついでネ
ット1および整流板7を通過して、インテークマニホル
ドサージタンク3へと流れ、さらにエンジン気筒内に流
れる。スロットルバルブ2は、通常金属製の、スロット
ルボデー4内に配置されている。スロットルバルブ2は
バタフライ型バルブからなり、回動の軸芯まわりに回動
されて通路を開閉する。スロットルバルブ2が開く時、
スロットルバルブ2の回動の軸芯の一側(図示例では上
側)は上流側に向かって倒れ込み、他側(図示例では下
側)は下流側に倒れる。
【0010】インテークマニホルドサージタンク3は、
インテークマニホルド部5とサージタンク6とからな
る。インテークマニホルドサージタンク3は樹脂製また
は金属製であり、スロットルボデー4に、ネット1を挟
んで、接続される。インテークマニホルドサージタンク
3が樹脂製の場合は、インテークマニホルド部5とサー
ジタンク6とは一体成形される。インテークマニホルド
サージタンク3が樹脂製の場合、整流板7も通路壁8と
一体成形により作製されてもよい。ただし、インテーク
マニホルドサージタンク3は金属製(たとえば、アルミ
製)であってもよい。
【0011】インテークマニホルドサージタンク3と、
金属製のスロットルボデー4との間に、金属製のスペー
サーを介装してもよい。その場合は、スロットルボデー
4とスペーサーとの間に、ネット1が挟まれて、配置さ
れる。ネット1は、少なくとも、スロットルバルブ2の
うちバルブ開時に上流側に倒れ込む部分と通路壁8との
間の隙間を通って流れる吸気が当たる部位に、配置さ
れ、整流板7は、スロットルバルブ2のうちバルブ開時
に下流側に倒れ込む部分と通路壁8との間の隙間を通っ
て流れる吸気が当たる部位に、配置される。
【0012】上記構造の作用を説明する。本発明では、
吸気通路横断面のうち一部にネット1を設け、吸気通路
横断面のうちネットを設けない部分の少なくとも一部に
整流板7を設けたので、図4(インテークサージタンク
が樹脂製の場合)に示すように、ネット、整流板を設
けない場合、ネット1、整流板7を単に設けた場合
(ネット1と整流板7を通路横断面方向に重ねて設けた
場合)、よりも大きな異音低減効果が得られる。また、
本発明は、図4に示すように、スロットルバルブ開時
にスロットルバルブ2が上流側に倒れ込む側の半断面に
整流板7を設け、スロットルバルブ開時にスロットルバ
ルブ2が下流側に倒れ込む側の半断面にネット1を設け
た場合と、スロットルバルブ開時にスロットルバルブ
2が上流側に倒れ込む側の半断面にネット1を設け、ス
ロットルバルブ開時にスロットルバルブ2が下流側に倒
れ込む側の半断面に整流板7を設けた場合と、を含む
が、の場合の方がの場合よりも大きな異音低減効果
が得られる。
【0013】この異音低減の理由を説明すると、つぎの
通りである。流れ解析をしたところ、スロットルバルブ
2のうちバルブ開時に上流側に倒れ込む部分と通路壁8
との間の隙間を通って流れる流れが、異音発生に大きな
影響をもつことが判明した。ネット1も整流板7も設け
ない場合(従来)、スロットルバルブ2のうちバルブ開
時に上流側に倒れ込む部分と通路壁8との間の隙間を通
って流れる流れは、スロットルバルブ部位通過時に第1
の乱れを形成し、平面視で管の中央側に寄せられ、左右
の流れが集中してそこに第2の乱れを形成し、そこから
斜め下方に向かい、スロットルバルブ2のうちバルブ開
時に下流側に倒れ込む部分と通路壁8との間の隙間を通
って流れる流れと衝突して第3の乱れを形成する。流れ
の乱れは高周波の圧力変動を生じ、これが通路壁8を振
動させて、異音を発生する。とくに通路壁8が樹脂製の
場合に、異音が大きい。
【0014】本発明では、ネット1が設けられているこ
とにより、第1の乱れのうちネット1下流の部分の乱れ
のレベルが低減する。また、ネット1の下流では、ネッ
ト1の流れ抵抗により、高流速部の流速が低下し、左右
の流れの集中および、スロットルバルブ2のうちバルブ
開時に下流側に倒れ込む部分と通路壁8との間の隙間を
通って流れる流れと衝突が緩和されることになり、第
2、第3の乱れも低減される。ネット1による乱れ低減
効果は、ネット1をスロットルバルブ2のうちバルブ開
時に上流側に倒れ込む部分と通路壁8との間の隙間を通
って流れる流れが当たる部位に設ける場合が最も大き
い。かくして、ネット1を、スロットルバルブ2のうち
バルブ開時に上流側に倒れ込む部分と通路壁8との間の
隙間を通って流れる流れが当たる部位に設けたことによ
り、第1、第2、第3の乱れを低減させ、通路壁の振動
と異音発生を抑えることができる。なお、ネット1より
上流の部分の乱れはそのまま残るが、ネット1より上流
の部分の通路壁は、スロットルボデー自体であって金属
製であるから振動しにくく、異音発生上問題にならな
い。
【0015】また、本発明では、整流板7を設けたこと
により、図4のの場合、スロットルバルブ2のうちバ
ルブ開時に下流側に倒れ込む部分と通路壁8との間の隙
間を通って流れる流れが整流板7部位に流れてきたとき
に流れの左右方向の分散が抑えられ、左右方向分散流が
管壁に沿って上方に向かうことが抑制されるので、上方
に向かう点が下流側にシフトし、上方から降りてくる流
れと衝突しにくくなって、第3の乱れが発生しにくくな
る。これによって、ネット1だけを設けた場合に比べて
さらに異音が低減される。類似の効果は図4のの場合
にも得られる。しかし、図4のに示すようにネット1
と整流板7を同じ側に設けても上下からの流れの衝突防
止による第3の乱れ防止効果は得られないので、整流板
7による異音低減効果は得られず、の場合は本発明に
は含まれない。
【0016】つぎに、本発明の各実施例に特有な構造と
作用を説明する。本発明の第1実施例は、図2に示すよ
うに、複数の整流板7が互いに平行に配置され、かつス
ロットルバルブ回動軸芯と直交方向に配置されている場
合である。整流板7の高さは、任意であり、図4に示す
ように、整流板先端が通路の直径位置にまで延びてきて
いてもよいし(整流板高さが互いに異なる)、図2に示
すように複数の整流板7の高さがほぼ一定であってもよ
い。本発明の第2実施例は、図3に示すように、複数の
整流板7が通路軸芯から放射状に延びる線上に配置され
ている場合である。整流板7の高さは、任意であり、図
3に示すように、整流板7の高さがほぼ一定であっても
よい。
【0017】本発明の第1実施例および第2実施例の作
用については、図5に示すように、両実施例とも優れた
異音低減効果があるが、とくに高周波領域(1.5kH
z以上)においては、整流板が互いに平行の第1実施例
の方が、整流板が放射状の第2実施例よりも異音低減効
果が、約2.4デシベル、大きい。
【0018】
【発明の効果】請求項1〜4の異音低減構造によれば、
スロットルバルブの下流かつ近傍にネットを配置するこ
とにより、第1の乱れのレベルを落とし、中央に向かっ
て集中する流れを起こりにくくして第2、第3の乱れを
なくす。これによってスロットルバルブ開時にインテー
クマニホルドサージタンクで生じる異音を低減する。ま
た、整流板によって通路横断面のうち整流板上流に対応
する側のスロットルバルブと通路壁の間を通過した流れ
の左右への分散が抑えられ通路中央部へとまわりこんで
いく点が下流側に延びるので、通路横断面のうちネット
上流に対応する側のスロットルバルブと通路壁の間を通
過した流れと衝突しにくくなり、したがって第3の乱れ
を生じにくくなり、それだけ異音が低減する。さらに、
ネットは通路横断面の一部にのみ設けられるので、通路
の抵抗が著しく増大することはなく、通路抵抗の増大抑
制と異音抑制の両方が満足される。請求項2の異音低減
構造によれば、スロットルバルブ開時にスロットルバル
ブが上流側に倒れ込む側の半断面にネットを配置したの
で、第1の乱れを最も低減することができ、異音低減効
果が大である。請求項3の異音低減構造によれば、整流
板を互いに平行に配置したので、低周波領域においても
高周波領域においても優れた異音低減効果をもつ。請求
項4の異音低減構造によれば、整流板を放射状に配置し
たので、比較的低周波領域において優れた異音低減効果
をもつ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例、第2実施例の異音低減構
造の概略断面図である。
【図2】本発明の第1実施例の異音低減構造のネットお
よび整流板の部分の概略正面図である。
【図3】本発明の第2実施例の異音低減構造のネットお
よび整流板の部分の概略正面図である。
【図4】本発明の構造および比較例(従来を含む)の構
造の異音低減特性を示すグラフである。
【図5】本発明の第1実施例、第2実施例の異音低減特
性を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ネット 2 スロットルバルブ 3 インテークマニホルドサージタンク 4 スロットルボデー 5 インテークマニホルド部 6 サージタンク 7 整流板 8 通路壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02M 35/10 301L (72)発明者 中瀬 善博 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−10038(JP,A) 特開 昭53−140411(JP,A) 特開 昭59−194111(JP,A) 特開 昭61−223377(JP,A) 実開 昭57−107838(JP,U) 実開 昭64−11351(JP,U) 実開 昭62−56756(JP,U) 実開 昭55−28737(JP,U) 米国特許4667648(US,A) 欧州特許出願公開180914(EP,A 2) 仏国特許出願公開2264983(FR,A 1) 仏国特許出願公開1334121(FR,A 1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 35/10 F02M 35/12 F16L 55/02 F02D 9/10

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スロットルバルブの下流かつ近傍に、吸
    気通路横断面のうちの一部分にネットを配置し、残りの
    部分の少なくとも一部に、吸気通路軸芯と平行な方向に
    延びる複数の整流板を配置した吸気異音低減構造。
  2. 【請求項2】 前記吸気通路横断面のうち、スロットル
    バルブ開時にスロットルバルブが上流側に倒れ込む側の
    半断面に前記ネットを配置し、残りの半断面のうちの少
    なくとも一部に前記複数の整流板を配置した請求項1記
    載の吸気異音低減構造。
  3. 【請求項3】 前記複数の整流板を互いに平行に配置し
    た請求項1または請求項2記載の吸気異音低減構造。
  4. 【請求項4】 前記複数の整流板を前記吸気通路の軸芯
    に対し放射状に配置した請求項1または請求項2記載の
    吸気異音低減構造。
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