JP4211633B2 - 吸気部材 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に空気を供給する通路の一部を構成する吸気部材に関する。

吸気装置は、内燃機関の吸気系を構成し吸気口から導入された吸気をエンジン本体に供給するための装置である。このような吸気系は、一般に、吸気ダクト、エアクリーナ、エアクリーナホース、レゾネータ、スロットルボディ、インテークマニホールド等の種々の吸気部材が連結されてなる。

吸気装置を構成する各種吸気部材は、隣接する吸気部材に取付するための取付部を持つ。そして、隣接する吸気部材同士を取付する際には、隣接する吸気部材のうち一方の取付部によって他方の取付部（以下、被取付部と呼ぶ）を被覆し、その外周をクランプ等で締結するのが一般的である（例えば、特許文献１）。このような方法で吸気部材を他の吸気部材に取付する際には、被覆する側の吸気部材を軟質の材料で形成することで、吸気部材同士を容易かつ気密に組み付けることができる。

一方、外気を内燃機関に供給する時、すなわち吸気部材の使用時には、吸気部材のうち吸気の流路を構成する部分は負圧になるために、吸気部材を軟質の材料で形成すると吸気部材が縮径変形する場合がある。したがって、使用時における吸気部材の縮径変形を防止するためには吸気部材を硬質の材料で形成する方が好ましい事情がある。

また、吸気部材同士が並列に配置される場合など、吸気系が湾曲形状に形成される場合には、少なくとも一方の吸気部材を湾曲形状に形成する必要がある。この場合、硬質の材料からなる湾曲形状の吸気部材は、成形後に成形型から抜き出し難い等の理由で製造が困難になる問題がある。

したがって従来は、吸気部材の取付部のうち他の吸気部材の被取付部を被覆する部分（以下、筒部と呼ぶ）と、その他の吸気部材の部分（以下、本体部と呼ぶ）とを別体で形成した後に一体化するとともに、筒部を軟質の材料で、本体部を硬質の材料で形成することがなされている。筒部と本体部とを別体で形成した従来の被覆部材を模式的に表す図を図４に示す。

図４に示される吸気部材１００は吸気ダクト１０４である。この吸気ダクト１０４は２つのエアクリーナ１０５を備える吸気装置の一部を構成し、２つのエアクリーナ１０５と１つのスロットルボデー１０６を連絡する部分である。

この吸気ダクト１０４は、並列に設けられた３つの取付部１０２を持つ。３つの取付部１０２のうち両端側に位置する２つである端側取付部１０３はエアクリーナ１０５の吸気流れ下流側（所謂クリーン側）に設けられたエアクリーナ１０５の被取付部１０７に取付される。そして、３つの取付部１０２のうち中央に位置する中央側取付部１０８はスロットルボデー１０６のうち吸気流れ上流側に設けられたスロットルボデー１０６の被取付部１１０に取付される。

この吸気ダクト１０４は、１つの本体部１１１と３つの筒部１１２とをもつ。本体部１１１は、硬質の材料からなる硬質の部材であり、略筒状の基部１１３と、基部１１３の両端および略中央部から略同方向に延びる延長部１１５とをもつ。

各々の筒部１１２は軟質の材料からなる軟質の部材であり、略直管状に形成されている。各々の筒部１１２は、その一端が延長部１１５の先端を被覆するとともに外周がクランプ１１６で締結されて、本体部１１１と一体化されている。また、筒部１１２の他端は吸気ダクト１０４をエアクリーナ１０５およびスロットルボデー１０６に取付するための部分であり、エアクリーナ１０５やスロットルボデー１０６に設けられた被取付部１０７、１１０の先端を被覆するとともに外周がクランプ１１７で締結される。この吸気ダクト１０４において、各々の取付部１０２は延長部１１５と筒部１１２とから構成される。

エアクリーナ１０５から吸気ダクト１０４の端側取付部１０３に流入した吸気は、基部１１３の筒内部である連通空間１１８を経て中央取付部１０２に流入し、中央取付部１０２からスロットルボデー１０６に流出する。

図４に示される吸気ダクト１０４によると、筒部１１２が軟質の材料で形成されているために吸気ダクト１０４をエアクリーナ１０５やスロットルボデー１０６に気密に組み付けすることができる。また、本体部１１１は硬質の材料で形成されているために、使用時における本体部１１１の縮径変形が防止される。さらに、筒部１１２の先端には延長部１１５の先端および他の吸気部材１００の取付部１０２の先端が挿入される。このため筒部１１２は、軟質の材料で形成されているにもかかわらず、使用時における縮径変形が抑制されたものとなる。そして、筒部１１２と本体部１１１とを別体で形成するとともに取付して一体化することで、湾曲形状の部材である本体部１１１の長さを短くすることができ、吸気部材１００が成形し易くなる利点もある。

ここで、図４に示される吸気ダクト１００において、取付部１０２には、被取付部１０７、１１０に取付するための取付代１２０と、筒部１１２と延長部１１５とを取付するための取付代１２１とが必要になる。このため、取付部１０２の長さａが長くなり吸気部材１００全体の大きさが大きくなることにより、他の吸気部材の形状や配置位置が大きく規制される問題があった。また、例えば、本体部１１１の基部１１３を小径にすることで吸気部材１００全体の大きさを小さく抑えることもできるが、この場合には連通空間１１８が小さくなり、内燃機関に充分な吸気が供給されなくなる問題もあった。
特開平９−２６４２０９号公報

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、取付部を被取付部に容易かつ気密に取付でき、使用時の縮径変形を抑制し、連通空間を大きく保つとともに、他の吸気部材の形状や配置位置を大きく規制しない吸気部材を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明の吸気部材は、内燃機関の吸気系の一部を構成し、吸気系の内燃機関側の部分を構成する内燃機関側部材と外気側の部分を構成する外気側部材とを連絡する吸気部材であって、箱状部と箱状部の底部から延びる複数の筒部とよりなり、少なくとも一つの筒部の先端が外気側部材に取付され、他の少なくとも一つの筒部の先端が内燃機関側部材に取付される軟質の分岐部材と、略箱状をなし、分岐部材の箱状部の開口を覆い箱状部とともに複数の筒部同士を連通する連通空間を構成する硬質の連結部材と、からなり、分岐部材と連結部材とは接合により一体化されていることを特徴とする。

また、上記連結部材の底部には中空部を持つことが好ましい。

そして、上記連結部材の底部には、さらにレゾネータが設けられていることが好ましい。

本発明の吸気部材の一例を模式的に表す断面図を図１に示す。図１に示される吸気部材１は吸気ダクト２であり、上述した図４に示される吸気ダクト１０４と同様に、２つのエアクリーナ３と１つのスロットルボデー５を連絡する。

図１に示される本発明の吸気部材１は、軟質の分岐部材６と硬質の連結部材７とからなる。分岐部材６は、略箱状の箱状部８と、箱状部８の底部１０から延びる３つの筒部１１とよりなる。３つの筒部１１のうち両端の筒部１１は、その先端が外気側部材であるエアクリーナ３の被取付部１２に取付される。また、３つの筒部１１のうち中央の筒部１１は、スロットルボデー５の被取付部１３に取付される。

連結部材７は略箱状をなす。そして、連結部材７と分岐部材６とは、連結部材７の箱内外を連通する開口１５が箱状部８の開口１６と対面するように溶着されて接合一体化されている。

本発明の吸気部材１においては、上述した図４に示される取付部は分岐部材６の筒部１１から構成される。そして、基部は分岐部材６の箱状部８と連結部材７とから構成され、箱状部８の箱内部と連結部材７の箱内部とによって、筒部１１同士を連通する連通空間１７が構成される。

このうち筒部１１は箱状部８の底部１０から延びており、箱状部８と一体に形成されている。このため、本発明の吸気部材１では、図４に示される本体部と筒部とに相当する部分を連結するための取付代を省くことができ、図４に示される取付部、すなわち筒部１１の長さａを小さく保つことができる。また、分岐部材６と連結部材７とは接合され一体化されている。このため、分岐部材６と連結部材７とは強固に取付一体化されるとともに、分岐部材６と連結部材７との一体化に過大な取付代を要さない。したがって、連通空間１７を大きく保つことができるとともに、他の吸気部材の形状や配置位置を大きく規制することもなくなる。

なお、本発明の吸気部材１において筒部１１は軟質であるために、他の吸気部材の被取付部に容易かつ気密に取り付けすることができる。さらに、連結部材７は硬質であるために吸気部材１のうち連結部材７の部分は縮径変形し難い。また、連結部材７に隣接する箱状部８は連結部材７によって固定されることからこの部分もまた縮径変形し難い。これらのことにより、本発明の吸気部材１は、使用時の縮径変形が抑制されたものとなる。

本発明の吸気部材において、連結部材の底部に中空部を持つ構成にする場合には、吸気騒音を低減することができる。

また、連結部材の底部にさらにレゾネータを設ける場合には、吸気騒音をさらに低減することができる。

本発明に係る吸気部材は、内燃機関に空気を供給する通路の一部を構成する吸気部材であり、例えば、吸気ダクト、エアクリーナ、エアクリーナホース、レゾネータ、インテークマニホールド等に代表されるような種々の吸気部材に適用することができる。

分岐部材は軟質の部材である。ここでいう軟質とは、本発明の吸気部材を他の吸気部材に気密に組付できる程度であればよい。このような分岐部材を構成する軟質の材料としては、例えばＴＰＯや、ＰＥや、ナイロンや、オレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系の熱可塑性エラストマ等に代表される軟質樹脂等が好ましく用いられる。

分岐部材は箱状部と筒部とよりなる。箱状部は、略箱状の形状を持ち、一部に箱内外を連通する開口を備えた部分である。箱状部のうち開口と略背向する部分である底部からは、後述する複数の筒部が延びる。筒部同士の間隙は底部で覆われ、筒部の内部および端部は箱状部の箱内部と連通する中空になっている。

筒部は、本発明の吸気部材を他部材に取付するための部分であり、複数個が配設される。複数の筒部のうち、少なくとも一つの筒部は、その先端が外気側部材に取付される。以下、外気側部材に取付される筒部を外気側筒部と呼ぶ。外気側筒部は、本発明の吸気部材の外気側部材との取付箇所の数に応じた個数が設けられる。すなわち、本発明の吸気部材が１つの外気側部材に取付される場合には１つのみの外気側筒部が設けられるし、１つの外気側部材の複数箇所に取付される場合や、２つ以上の外気側部材に同時に取付されるような場合には、取付箇所の個数に応じた複数個の外気側筒部が設けられる。

また、複数の筒部のうち、少なくとも一つの筒部は、その先端が内燃機関側部材に取付される。以下、内燃機関側部材に取付される筒部を内燃機関側筒部と呼ぶ。内燃機関側筒部も外気側筒部と同様に、本発明の吸気部材の内燃機関側部材との取付箇所の数に応じた個数が設けられる。

筒部の総数は、外気側筒部の個数と内燃機関側筒部の個数との和よりも多ければよい。すなわち、本発明の吸気部材がエアクリーナよりも吸気流路の上流側に配置されるような場合などには、筒部の全てが外気側部材や内燃機関側部材に取付されなくてもよい。

連結部材は硬質の部材である。ここでいう硬質とは、吸気部材の使用時に縮径変形しない程度であればよい。このような連結部材を構成する硬質の材料としては、例えば、ＰＰ、ＰＥ、ナイロン、ＰＢＴ等に代表される硬質樹脂等が好ましく用いられる。

連結部材は略箱状をなす。連結部材は箱状部の開口を覆い箱状部とともに複数の筒部同士を連通する連通空間を構成する。すなわち、連結部材は一部に箱内外を連通する開口を持つ。そして、連結部材は、この開口が箱状部の開口に対応した位置に配置されるように、箱状部の開口を覆っている。したがって、箱状部の開口と連結部材の開口を経て箱状部の箱内部と連結部材の箱内部とは連通している。

箱状部の箱内部および連結部材の箱内部は、所望する連通空間の大きさに応じた形状や大きさにすることができる。連通空間は所望する吸気部材の筒径に応じた大きさに設定されるが、本発明の吸気部材においては、連通空間が箱状部および連結部材で構成されるため、一方の箱内部大きさが充分に大きければ、他方の箱内部の大きさは小さくても良い。

分岐部材と連結部材とは、接合により一体化される。接合方法としては、接着や溶着等の既知の種々の方法を用いることができる。接着に用いる接着材は分岐部材と連結部材を構成する材料に応じて既知の種々の接着材から適宜選択して用いることができる。溶着は、熱板溶着や振動溶着、超音波溶着等の既知の種々の方法を用いることができる。なお、連結部と分岐部材とを溶着する場合には、連結部と分岐部材とは互いに相溶性の高い材料で形成することが好ましい。

分岐部材と連結部材とは既知の種々の方法で形成することができる。例えば分岐部材や連結部材を樹脂を材料として形成する場合には、射出成形やブロー成形等の方法により成形することができる。

連結部材の底部には、中空部を設けることが好ましい。この場合、中空部には空気が収容され、この空気の層によって吸気装置内部に生じる吸気騒音の吸気部材外部への透過が遮断されるため、吸気騒音を低減することができる。中空部は、連結部の底部にのみ設けても良いし、側部にまで延びるように設けても良い。

連結部材に中空部を設ける場合、連結部材の少なくとも底部を２層以上の多層に形成する。すなわち、連結部の底部を２層に形成する場合には、２層の層同士の間隙に中空部を形成することができる。また、底部を３層以上に形成する場合には、３層の層同士の間隙が底部の厚さ方向に２箇所できるため、中空部を底部の厚さ方向の２箇所に形成することができる。これらの場合において、各々の層は同じ材料で形成しても良いし、異なる材料で形成しても良い。

連結部材の底部には、さらにレゾネータを設けることができる。レゾネータは、ホルムヘルツの共鳴の原理を利用した既知の形状のものでよい。また、レゾネータは連結部材と一体に形成しても良いし、連結部材と別体で形成した後に既知の方法で一体化しても良い。連結部材の底部にレゾネータを設けることで、内燃機関の吸気脈動に由来する吸気騒音を低減することができる。そして、レゾネータの少なくとも一部を連結部材と一体に形成する場合には、レゾネータを他の吸気部材として別途配設する場合に比べて、吸気装置全体の部品点数を低減するこることができ、吸気装置の製造コストを低減させることができる。

以下、本発明の吸気部材を図面を基に説明する。

（実施例１）
実施例１の吸気部材は吸気ダクトであり、図１に示される吸気部材と同様に２つのエアクリーナと１つのスロットルボデーを連絡する吸気部材である。また、本実施例の吸気部材は、連結部材の底部に中空部が設けられたものである。本実施例１の吸気部材を模式的に表す断面図を図２に示す。

実施例１の吸気部材２０において、分岐部材２１は軟質樹脂であるＴＰＯを材料としてなる。また、連結部材２２は硬質樹脂であるＰＰを材料としてなる。

分岐部材２１は、上述した図１に示される吸気部材と同様に、略箱状の箱状部２３と、箱状部２３の底部２５から延びる３つの筒部２６とよりなる。そして、３つの筒部２６のうち両端の筒部２６の先端はエアクリーナの被取付部２７に取付され、中央の筒部２６の先端はスロットルボデーの被取付部２８に取付される。分岐部材２１のうち箱状部２３の開口周縁部には径方向に延びる分岐部材２１のフランジ部３０が形成されている。

連結部材２２は開口を持ち、この開口によって内外を連通する略箱状をなしている。連結部材２２において、底部３１および側部３２の一部は２層構造になっている。そして、２層構造になっている部分のうち、連通空間３３側の部分である内側部３５と外側の部分である外側部３６とは、連結部材２２の開口周縁部で接合一体化されるとともに側部３２のうち底部３１寄りの部分および底部３１では間隙をもって配置されている。この間隙の部分が中空部３７となる。内側部３５と外側部３６とはインサート成形によって一体に形成されている。これに限らず、例えば、内側部３５と外側部３６とをブロー中空成形やガスインジェクションによって一体に形成することもできるし、内側部３５と外側部３６とを別体で形成したのちに溶着一体化することもできる。

連結部材２２の開口周縁部には、径方向に延びる連結部材２２のフランジ部３８が形成されている。連結部材２２と分岐部材２１とは、連結部材２２のフランジ部３８と分岐部材２１のフランジ部３０とが熱板溶着されて接合一体化されている。

実施例１の吸気部材２０では、図１に示した吸気部材と同様に、筒部２６が箱状部２３の底部２５から延び、分岐部材２１と連結部材２２とは接合され一体化されているため、連通空間３３を大きく保つことができるとともに、他の吸気部材の形状や配置位置を大きく規制することもない。

さらに、筒部２６が軟質であり連結部材２２が硬質であるために、他の吸気部材の被取付部に容易かつ気密に取り付けすることができるとともに吸気部材２０の縮径変形が抑制される。

そして、連結部材２２の底部３１に中空部３７が設けられているために、吸気部材２０内部の吸気騒音が外部に伝達され難くなり、吸気騒音が低減される。

（実施例２）
実施例２の吸気部材は、連結部材の底部にレゾネータが設けられている以外は実施例１のものと同じものである。本実施例２の吸気部材を模式的に表す断面図を図３に示す。

実施例２の吸気部材４０において、連結部材４１の底部４２の一部は開口している。そして、この底部４２の開口外縁部４３は外方に突出している。また、開口外縁部４３の周縁には外方に突出する立壁４５が形成されており、開口外縁部４３の周縁は立壁４５と立壁４５内周側の底部４６とによって箱状になっている。立壁４５の突出端部は開口しており、この開口は別体で形成された箱状の蓋体４８によって覆われている。蓋体４８および立壁４５の開口周縁部には径方向に延びるフランジ部５０、５１が形成されており、蓋体４８と立壁４５とはフランジ部５０および５１が熱板溶着されて一体化されている。本実施例の吸気部材４０において、蓋体４８と、立壁４５と、開口外縁部４３と、立壁４５内周側の底部４６とによってレゾネータ５２が構成される。

本実施例２の吸気部材４０によると、実施例１の吸気部材と同様の効果が発揮されるとともに、連結部材４１の底部４２にレゾネータ５２が設けられていることに起因して、吸気部材４０内部の吸気騒音が低減される効果がある。

なお、本実施例１〜２では、吸気ダクトや、レゾネータと一体化した吸気ダクトに本発明の吸気部材を適用した例を示したが、これに限らず、本発明の吸気部材は上述したエアクリーナやインテークマニホールド等の種々の吸気部材に適用することができる。

本発明の吸気部材の一例を模式的に表す断面図である。 実施例１の吸気部材を模式的に表す断面図である。 実施例２の吸気部材を模式的に表す断面図である。 従来の吸気部材を模式的に表す断面図である。

符号の説明

１００：吸気部材 １０２：取付部 １１１：本体部 １１２：筒部 １１３：基部 １１５：延長部 １１６：クランプ １１７：クランプ １１８：連通空間
１：吸気部材 ６：分岐部材 ７：連結部材 ８：箱状部 １０：箱状部の底部 １１：筒部
２０：吸気部材 ２１：分岐部材 ２２：連結部材 ２３：箱状部 ２５：箱状部の底部 ２６：筒部 ３３：連通空間 ３１：連結部材の底部 ３７：中空部
４０：吸気部材 ４１：連結部材 ４２：連結部材の底部 ５２：レゾネータ

Claims (3)

1. 内燃機関の吸気系の一部を構成し、該吸気系の該内燃機関側の部分を構成する内燃機関側部材と外気側の部分を構成する外気側部材とを連絡する吸気部材であって、
   箱状部と該箱状部の底部から延びる複数の筒部とよりなり、少なくとも一つの該筒部の先端が該外気側部材に取付され、他の少なくとも一つの該筒部の先端が該内燃機関側部材に取付される軟質の分岐部材と、
   略箱状をなし、該分岐部材の該箱状部の開口を覆い該箱状部とともに複数の該筒部同士を連通する連通空間を構成する硬質の連結部材と、からなり、
   該分岐部材と該連結部材とは接合により一体化されていることを特徴とする吸気部材。
2. 前記連結部材の底部には中空部を持つ請求項１に記載の吸気部材。
3. 前記連結部材の底部には、さらにレゾネータが設けられている請求項１又は請求項２に記載の吸気部材。

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