JP3339823B2 - 内燃機関の吸気ダクト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外気から空気を吸
入してエアクリーナへ導く内燃機関の吸気ダクトに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガソリンエンジンやディーゼルエンジン
といった内燃機関の吸気系に織布製や多孔質製のダクト
を用いて、織布や多孔質による無反射端効果により吸気
口からの吸気騒音を低減する吸気ダクト構造が知られて
いる（特開昭６０−５３６５８号公報、特開平５−１２
６００２号公報）。

【０００３】また、先端に向かって次第に内径が小さく
されることで吸気口からの騒音の発生を小さくするディ
フューザ型ダクトも知られている（特開昭５５−１２５
３５３号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、図６に示す
ごとく、織布を用いてディフューザ型ダクト１００を形
成した場合には、より一層の吸気騒音の改善が期待でき
る。

【０００５】しかし、このようなディフューザ型ダクト
１００においては、先端側部分１０２よりも基端側部分
１０４の内径を大きくするように形成しようとした場
合、織布の性質上、縦糸１００ａの本数は先端側部分１
０２も基端側部分１０４も同じとならざるを得ないの
で、図示しているごとく、エアクリーナ１０６と接合す
る基端側部分１０４での縦糸１００ａの間隔が広くな
り、織り目が粗くなるという現象を生じる。なお、図６
において、縦糸１００ａと横糸１００ｂの配置はパター
ンを説明する上で少ない本数で示しているが、実際には
もっと密に織られている。

【０００６】このように基端側部分１０４での縦糸１０
０ａの間隔が大きくなるために、この部分から吸入され
る空気流により発する放射音が大きくなり、十分に吸気
騒音を防止できないという問題があった。

【０００７】本発明は、粗い織り目からの放射音の発生
を防止して十分に吸気騒音を防止できる、織布を用いた
ディフューザ型ダクトの提供を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の内燃機関
の吸気ダクトは、外気から空気を吸入してエアクリーナ
へ導く内燃機関の吸気ダクトであって、織布製の先端側
管状部と硬質部材製の基端側管状部との接続により形成
され、内径が基端側から先端側へ次第に小さくされてい
ることを特徴とする。

【０００９】このように、吸気ダクトの基端側管状部は
織布製でなく硬質部材製であるので、この部分で空気が
吸入されることはなく放射音の発生はない。また、織布
製である先端側管状部は前記基端側管状部の長さ分短く
なっているので、基端側管状部との接続部分に隣接する
部分においても、先端側管状部の織り目は放射音が問題
となるほど粗くなることはない。しかも、吸気ダクトは
全体が先端側ほど内径が次第に小さくされているディフ
ューザ型であることから、吸気騒音の発生が少なくなる
と共に、先端側管状部が織布製であることにより、無反
射端効果により吸気口からの吸気騒音を低減する作用効
果がある。したがって、粗い織り目からの放射音の発生
を防止でき、十分に吸気騒音を防止できる。

【００１０】請求項２記載の内燃機関の吸気ダクトは、
請求項１記載の構成に対して、前記先端側管状部と前記
基端側管状部との長さの比が、ほぼ１：１であることを
特徴とする。

【００１１】このように、先端側管状部と基端側管状部
との長さの比が、ほぼ１：１であることにより、吸気騒
音となる周波数の音波の気柱共鳴が低減するので、一
層、吸気騒音防止の作用効果が高まる。

【００１２】請求項３記載の内燃機関の吸気ダクトは、
請求項１または２記載の構成に対して、前記先端側管状
部は、軸方向に伸びる縦糸と、周方向に伸びる横糸とを
備えた織布にて形成されていることを特徴とする。

【００１３】具体的には、このような関係の縦糸と横糸
とを備えた構成において、先端側管状部の基部側にて縦
糸の間隔が広がって織り目が粗くなる傾向にあるので、
請求項１〜３の構成による作用効果が顕著となる。

【００１４】請求項４記載の内燃機関の吸気ダクトは、
請求項１〜３のいずれか記載の構成に対して、前記先端
側管状部における先端側と基端側との内径の比が、ほぼ
１：１．３であることを特徴とする。

【００１５】先端側管状部において、ほぼ１：１．１〜
１．３であるような先端側と基端側との内径の比であれ
ば、無反射端効果も高く、基端側の織り目は問題となる
ほど粗くならず十分に放射音の発生を防止できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は、上述し
た発明が適用された自動車用内燃機関の吸気ダクト２の
斜視図である。この吸気ダクト２は、織布製の先端側管
状部としての繊維ダクト４と、硬質部材製の基端側管状
部としての樹脂ダクト６とから主に構成されている。繊
維ダクト４の先端には、吸気口部材８が取り付けられて
おり、この吸気口部材８は内燃機関あるいは自動車のエ
ンジンルーム内に固定され、吸入空気の流動抵抗を少な
くするために先端の吸気口８ａは繊維ダクト４との接続
部分よりも少し広げて形成されている。

【００１７】内燃機関の燃焼室に供給される空気は、吸
気口部材８の吸気口８ａから吸入され、繊維ダクト４、
樹脂ダクト６内を通過して、エアクリーナ１０に導入さ
れる。

【００１８】エアクリーナ１０内にて、内部に備えられ
たエアフィルタにより塵埃が除去された空気は、エアク
リーナ１０からはエアコネクタ１２を介して、図示して
いないスロットルボディ側へ供給される。

【００１９】ここで、図２に吸気ダクト２、エアクリー
ナ１０およびエアコネクタ１２を模式的に示す。なお、
図２において、繊維ダクト４の縦糸４ａと横糸４ｂの配
置はパターンを説明する上で少ない本数で示している
が、実際にはもっと密に織られている。

【００２０】吸気ダクト２において繊維ダクト４が占め
る長さＬｔは吸気ダクト２全体の長さＬのほぼ半分であ
り、樹脂ダクト６の長さＬｂについても吸気ダクト２全
体の長さＬのほぼ半分である。

【００２１】吸気ダクト２全体は、繊維ダクト４の吸気
口部材８側（先端側）の内径Ｄｔが一番小さく、樹脂ダ
クト６のエアクリーナ１０側（基端側）の内径Ｄｂが一
番大きく形成され、繊維ダクト４の先端側から連続的に
次第に内径が大きくなり樹脂ダクト６の基端側に至って
いる。

【００２２】繊維ダクト４は、繊維ダクト４の軸方向に
伸びる縦糸４ａと周方向に伸びる横糸４ｂとにより、デ
ィフューザ形状に形成された織布である。この繊維ダク
ト４には更に織布の形状を維持するための金属補強ワイ
ヤ（図示していない）が横糸４ｂとともに周方向に螺旋
状に伸びるように織り込まれている。そして、繊維ダク
ト４の外表面には、織り目の大きさを調整するための樹
脂が塗布含浸されている。繊維ダクト４における先端側
の内径Ｄｔと基端側の内径Ｄｍとは、ほぼ１：１．３に
設定されている。

【００２３】樹脂ダクト６は、樹脂モールド等によりポ
リエチレンなどの硬質樹脂にてディフューザ形状に形成
されている。樹脂ダクト６の内径の変化率は、繊維ダク
ト４のディフューザ形状に滑らかに連続するように形成
されている。

【００２４】なお、吸気口部材８も、樹脂ダクト６と同
様に硬質樹脂により形成されている。この吸気口部材８
の長さは吸気ダクト２全体の長さＬに対して約１／８あ
るいはそれ以下であり、無反射端効果に対する影響はほ
とんどない。

【００２５】これら繊維ダクト４と樹脂ダクト６との接
合部１４は、樹脂ダクト６の先端に繊維ダクト４の基端
を被せて、リベットにて固定され、更に接着剤（例え
ば、ホットメルト型接着剤）にて全周が完全に接着シー
ルされている。繊維ダクト４と吸気口部材８との接合も
同様になされる。

【００２６】なお、吸気口部材８は図示していない内燃
機関から離れた位置に配置されているので、先端の吸気
口８ａからは内燃機関の発熱に影響されにくい比較的低
温の空気を吸入することができる。

【００２７】以上説明した本実施の形態によれば、以下
の効果が得られる。 （イ）．吸気ダクト２の樹脂ダクト６は織布製でなく硬
質部材製であり、多孔質ではないので、エアクリーナ１
０に対する樹脂ダクト６の付け根付近からの放射音の発
生はほとんどない。

【００２８】図３は、内燃機関の回転に伴う強制力の状
態を示す実測例を表している。図３（Ａ）は本実施の形
態１において、樹脂ダクト６とエアクリーナ１０との接
合位置から、樹脂ダクト６の長さの１／３の距離分、先
端側に移動した位置における樹脂ダクト６の強制力の状
態を示すものである。ここで、ラインＡ２は内燃機関回
転の２次成分、ラインＡ４は内燃機関回転の４次成分、
ラインＡ６は内燃機関回転の６次成分を表している。こ
こでは、強制力の大きさは四角の大きさで表されてい
る。図３（Ｂ）および図４（Ａ），（Ｂ）においても同
じである。

【００２９】また、図３（Ｂ）は図６に示したすべてが
繊維ダクトであるディフューザ型ダクト１００における
エアクリーナ１０６からの同一位置での強制力の測定結
果であり、この結果に比較して、本実施の形態１の場合
は、特に吸気騒音として支配的な一点鎖線で囲った部分
での強制力が極めて低くなっており、十分な効果を生じ
ていることが判る。

【００３０】なお、吸気口８ａ部分での強制力は、図４
に示すごとくであり、図４（Ａ）に示す本実施の形態１
と図４（Ｂ）に示す図６に示した例とについてはほぼ同
等であり、樹脂ダクト６を設けても吸気口８ａ部分での
騒音には悪影響を及ぼしていないことが判る。

【００３１】（ロ）．また、織布製である繊維ダクト４
は、吸気ダクト２全体に対して、樹脂ダクト６の長さ分
短くなっているので、繊維ダクト４と樹脂ダクト６との
接続部分近傍の繊維ダクト４部分においても、繊維ダク
ト４の織り目は放射音が問題となるほどに粗くなること
はない。しかも、吸気ダクト２の全体は、先端側ほど内
径が次第に小さくされているディフューザ型であること
から、吸気騒音の発生が少なくなると共に、繊維ダクト
４が織布製であることにより、無反射端効果により吸気
口８ａからの吸気騒音を低減する効果が存在する。した
がって、織り目からの放射音の発生を防止して、十分に
吸気騒音を防止できる。

【００３２】（ハ）．繊維ダクト４と樹脂ダクト６との
長さの比が、ほぼ１：１であることにより、吸気騒音と
なる周波数の音波の気柱共鳴が低減するので、一層、吸
気騒音防止の作用効果が高まる。

【００３３】（ニ）．繊維ダクト４において、先端側と
基端側との内径の比がほぼ１：１．３に設定されている
ので、無反射端効果も高くされるとともに、繊維ダクト
４の基端側において、１．３倍程度の織り目の粗さなら
ば十分に放射音の発生を防止できる。

【００３４】（ホ）．吸気口部材８は図示していない内
燃機関から離れた位置に配置されているので、同時に繊
維ダクト４全体も内燃機関から比較的離れた位置に配置
される。このため、繊維ダクト４の織り目から吸入され
る空気温度を低く抑えることができ、ノッキング等を低
減できる。

【００３５】［その他の実施の形態］ ・前記実施の形態１において、織布である繊維ダクト４
は、吸気ダクト２全体のほぼ半分であったが、１／３〜
２／３の範囲ならば、十分に実施の形態１の効果を生じ
させることができる。

【００３６】・前記実施の形態１においては、繊維ダク
ト４と樹脂ダクト６とを別個に形成して組み合わせるこ
とにより吸気ダクト２を作成していたが、これ以外に、
吸気ダクトの全長分のディフューザ形状の織布を作成
し、この織布の基端側に対して樹脂ダクトをかぶせたり
あるいは樹脂ダクトにかぶせたりして用いてもよい。

【００３７】・また、吸気ダクトの全長分のディフュー
ザ形状の織布を作成し、この織布の基端側に対し樹脂を
含浸させたりモールドしたりして、基端側を樹脂ダクト
化してもよい。

【００３８】・前記実施の形態１の樹脂ダクト６の代わ
りに、金属製のダクトでもよく、他の材質であっても通
気性がなければよい。 ・前記実施の形態１では、吸気口部材８として吸気ダク
ト２の全長の約１／８の長さのものを用いたが、更に、
無反射端効果に対する吸気口部材の影響を少なくするた
めに、図５に示すごとく、繊維ダクト２４の先端に極め
て短い（例えば、吸気ダクト全長の約１／２０〜１／４
０あるいはこれ以下）吸気口部材２８を取り付けるよう
にしてもよい。なお図５における繊維ダクト２４の織り
目は概念的に表現したものであり、実際はもっと密に形
成されている。また、繊維ダクトの先端が変形しないよ
うに樹脂等で固めることにより、吸気口部材を設けない
ように構成してもよい。

【００３９】

【発明の効果】請求項１記載の内燃機関の吸気ダクトに
おいては、基端側管状部は織布製でなく硬質部材製であ
るので、この部分で空気が吸入されることはなく放射音
の発生はない。また、織布製である先端側管状部は前記
基端側管状部の長さ分短くなっているので、基端側管状
部との接続部分に隣接する部分においても、先端側管状
部の織り目は放射音が問題となるほど粗くなることはな
い。しかも、吸気ダクトは全体が先端側ほど内径が次第
に小さくされているディフューザ型であることから、吸
気騒音の発生が少なくなると共に、先端側管状部が織布
製であることにより、無反射端効果により吸気口からの
吸気騒音を低減する効果がある。したがって、粗い織り
目からの放射音の発生を防止でき、十分に吸気騒音を防
止できる。

【００４０】請求項２記載の内燃機関の吸気ダクトは、
先端側管状部と基端側管状部との長さの比が、ほぼ１：
１であることにより、吸気騒音となる周波数の音波の気
柱共鳴が低減するので、一層、吸気騒音防止の効果が高
まる。

【００４１】請求項３記載の内燃機関の吸気ダクトは、
請求項１または２記載の構成に対して、前記先端側管状
部は、軸方向に伸びる縦糸と、周方向に伸びる横糸とを
備えた織布にて形成されている。このような関係の縦糸
と横糸とを備えた構成において、先端側管状部の基部側
にて縦糸の間隔が広がって織り目が粗くなる傾向にある
ので、請求項１〜３の構成による効果が顕著となる。

【００４２】請求項４記載の内燃機関の吸気ダクトは、
先端側管状部において、先端側と基端側との内径の比は
ほぼ１：１．１〜１．３であるので、無反射端効果も高
く、基端側の織り目は問題となるほど粗くならず十分に
放射音の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１としての自動車用内燃機関の吸
気ダクトの斜視図。

【図２】 実施の形態１としての吸気ダクト、エアクリ
ーナおよびエアコネクタを模式的に示す説明図。

【図３】 実施の形態１の吸気ダクトと改良前の吸気ダ
クトとの効果の差を示す実測例説明図。

【図４】 実施の形態１の吸気ダクトと改良前の吸気ダ
クトとの効果の差を示す実測例説明図。

【図５】 他の実施の形態として吸気口部材を短くした
吸気ダクトの部分説明図。

【図６】 改良前における吸気ダクト、エアクリーナお
よびエアコネクタを模式的に示す説明図。

【符号の説明】

２…自動車用内燃機関の吸気ダクト、４…繊維ダクト、
４ａ…縦糸、４ｂ…横糸、６…樹脂ダクト、８…吸気口
部材、８ａ…吸気口、１０…エアクリーナ、１２…エア
コネクタ、１４…接合部、２４…繊維ダクト、２８…吸
気口部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神永 晃一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車 株式会社 内 (72)発明者 高尾 秀男 愛知県岡崎市橋目町北山１番地 マルヤ ス工業 株式会社内 (72)発明者 北原 専治 愛知県岡崎市日名北町１−３ 日本セキ ソー工業 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−50265（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−126002（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−53658（ＪＰ，Ａ) 特開2000−73895（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−310159（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−125353（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−320896（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 35/10 - 35/14 F02M 35/024 F01N 1/24 F16L 55/04 G10K 11/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外気から空気を吸入してエアクリーナへ
   導く内燃機関の吸気ダクトであって、 織布製の先端側管状部と硬質部材製の基端側管状部との
   接続により形成され、内径が基端側から先端側へ次第に
   小さくされていることを特徴とする内燃機関の吸気ダク
   ト。
2. 【請求項２】 前記先端側管状部と前記基端側管状部と
   の長さの比が、ほぼ１：１であることを特徴とする請求
   項１記載の内燃機関の吸気ダクト。
3. 【請求項３】 前記先端側管状部は、軸方向に伸びる縦
   糸と、周方向に伸びる横糸とを備えた織布にて形成され
   ていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機
   関の吸気ダクト。
4. 【請求項４】 前記先端側管状部における先端側と基端
   側との内径の比が、ほぼ１：１．１〜１．３であること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の内燃機関の
   吸気ダクト。