JP4460757B2 - 内燃機関のレゾネータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の吸気系に配置されるレゾネータ、特に、合成樹脂製のレゾネータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車用の内燃機関における吸気騒音を低減するために、共鳴室となるレゾネータを設け、主たる吸気通路となる吸気ダクトから分岐した分岐管を、このレゾネータに接続した構成が知られている（例えば実開昭５８−１１４８７１号公報）。このレゾネータは、所望の共鳴振動数を得るために、一般に、比較的大きな容積を有する中空タンク状をなし、合成樹脂のブロー成形もしくは射出成形によって成形されている。そして、このレゾネータは、適宜なブラケット等を介して車体に固定支持されている。
【０００３】
また、内燃機関の吸気系として、例えば外気取り入れダクトを２本備え、その一方を、機関運転条件に応じて開閉弁により開閉するようにした可変型の吸気系においては、その流路切換のための開閉弁ないしは切換弁を負圧アクチュエータで駆動する構成となっているので、その負圧源となるバキュームタンクを備える必要がある。このバキュームタンクは、小型の負圧アクチュエータを駆動するものであるので、小容量のもので済み、レゾネータに比べて遙かに小型のものとなる。このバキュームタンクは、やはり一般に合成樹脂からなり、適宜なブラケット等を介して車体に固定支持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
良く知られているように、近年の自動車の組立においては、生産効率向上のために、できるだけ複数の部品を予め一体に組み立てたサブアッセンブリ状態とし、このサブアッセンブリされた部品を最終的に車体組立ラインで車体に取り付けるようにすることが望まれており、また同時に、ブラケットやねじ等の部品点数の削減も要求されている。
【０００５】
従って、内燃機関の吸気系部品として、上記のレゾネータとバキュームタンクとを、予め一体の部品として成形し、あるいは、個々に成形したものを予め一体に組み付けることが望まれている。
【０００６】
しかしながら、レゾネータとバキュームタンクとでは、要求される強度や剛性が異なり、同一の材料を用いて一体に成形することは、材料コストや製造効率の上で必ずしも有利ではない。つまり、レゾネータは、中空状に密閉する必要はあるものの大きな圧力を受ける容器ではないので、比較的剛性の低いポリプロピレン等を用いてブロー成形などにより安価に成形することが可能であるが、バキュームタンクには大きな圧力差が作用するので、仮にレゾネータの一部を仕切ってバキュームタンクとして利用しようとすると、圧力差によって容易に変形あるいは損傷してしまう。そして、バキュームタンクとしての圧力差にも十分なようにレゾネータ全体を構成したとすると、レゾネータが高価となり、好ましくない。
【０００７】
また、レゾネータとバキュームタンクとをそれぞれ異なる樹脂材料でもって成形した上で、接着あるいは溶着等によって一体化することも可能であるが、このように異なる樹脂材料の成形品を堅固に一体化してしまうと、製品寿命が尽きた後のリサイクル時の材料分別が困難となる不具合がある。
【０００８】
一方、レゾネータの消音性能は、主に、その内部容積によって定まり、形状による影響は少ないので、レゾネータの外形状は、一般にレゾネータを配置する個所のスペースによって制限されるものの、その形状の自由度は大きい。
【０００９】
そこで、この発明は、レゾネータの形状の自由度が大きいことを利用して、金属製ブラケットやねじ等を利用することなく、レゾネータにバキュームタンク等の第２の部品を一体に収容しうるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関のレゾネータは、内部に共鳴室を形成するように合成樹脂にて成形された中空のレゾネータの外壁の一部に、外部へ向かって一端が開口した部品収容凹部が形成されているとともに、この部品収容凹部に、異種材料からなる第２の部品が嵌合して収容され、かつ、上記部品収容凹部の開口を横切るように上記外壁に取り付けられる合成樹脂製の固定プレートによって、上記の第２の部品が上記部品収容凹部内に固定されていることを特徴としている。
【００１１】
上記レゾネータは、適宜な合成樹脂材料によって、中空状に形成されている。なお、ブロー成形等によって全体を一体に成形してもよく、あるいは、複数個の部材に成形したものを接着あるいは嵌合等によって組み立てて、中空状のレゾネータを構成するようにしてもよい。このレゾネータは、部品収容凹部を有し、ここに、バキュームタンク等の第２の部品が固定されている。この第２の部品としては、レゾネータとは異なる合成樹脂材料から成形されたもの、あるいは金属製の部品、あるいはレゾネータと同じ樹脂材料の中に金属製部品がインサートされているもの、など、レゾネータ自体と一体に成形することが不可能ないしは好ましくない種々の部品が含まれる。この第２の部品は、部品収容凹部内に固定プレートによって固定保持されているので、レゾネータと一体に取り扱うことができ、レゾネータを車体に固定するのみで、第２の部品をも併せて車体に支持させることができる。そして、リサイクル時には、固定プレートをレゾネータから外すことで、第２の部品とレゾネータとが簡単に分離する。
【００１２】
上記固定プレートは、適宜な手段でレゾネータの外壁に固定することができるが、望ましくは、ねじ等の金属部品を用いずに、それぞれに形成した凹凸部の係合等によって取り付けられるようにすることが好ましい。また、固定プレートをレゾネータ自体と同一の樹脂材料で成形すれば、リサイクル時に一緒に処理することができるので、一層好ましい。
【００１３】
この請求項１の発明をより具体化した請求項２の発明では、上記固定プレートは、少なくとも両端の２箇所に、一体に成形されたクリップ部を有し、このクリップ部が、レゾネータの外壁に設けられた取付孔に着脱可能に係合するとともに、両者の一部が密に圧接することによって該取付孔がシールされている。
【００１４】
このものでは、固定プレートのクリップ部をレゾネータの取付孔に押し込むことによって、固定プレートがレゾネータの外壁に取り付けられ、ひいては、第２の部品が部品収容凹部内に固定される。そして、この樹脂部品同士の密な圧接によって、取付孔がシールされる。なお、上述のようにレゾネータには大きな圧力は作用しないが、隙間が存在すると、共鳴作用が低下するので、取付孔が十分にシールされていることが望ましい。
【００１５】
さらに、請求項３の発明においては、上記第２の部品は、略円筒状のバキュームタンクであり、上記部品収容凹部は、略円筒状をなすとともに、上記バキュームタンクが密に嵌合するように、その内周面が上記開口へ向かってテーパ状をなしている。このように部品収容凹部の内周面がテーパ状となっていると、バキュームタンクを挿入し、かつ固定プレートで押さえつけることによって、バキュームタンクが径方向にも確実に拘束され、部品収容凹部内でがたつくことがない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、この発明に係る自動車用内燃機関のレゾネータ１と、これに組み合わされるバキュームタンク２とを示している。また、図２〜図４は、バキュームタンク２と一体化した状態におけるレゾネータ１の正面図、側面図および上面図を、それぞれ示している。
【００１８】
上記レゾネータ１は、自動車のエンジンルーム内に配置されて、内燃機関の吸気騒音の低減を行うものであって、上面が開口したバケツ状に成形されたレゾネータボディ３と、その開口を覆うレゾネータカバー４とによって、密閉された中空タンク状に構成されている。上記レゾネータボディ３およびレゾネータカバー４は、いずれもある程度の柔軟性を有するポリプロピレンを用いて成形されており、レゾネータカバー４の周縁に形成された複数個の矩形のフック部６がレゾネータボディ３開口縁の突起７に係合することで、互いに一体に組み付けられている。なお、両者を互いに接着するようにしてもよい。上記レゾネータボディ３には、車体への取付部８が複数箇所に設けられており、図示せぬねじ等を介して車体に取り付けられるようになっている。また、上記レゾネータカバー４には、内部の共鳴室に連通する頸管９が斜めに突出するように形成されており、これが、図示せぬ吸気ダクトからの分岐管に接続されるようになっている。なお、上記レゾネータボディ３の形状は、基本的には、これが収容されるエンジンルーム内のスペースに対応して設計されている。
【００１９】
一方、バキュームタンク２は、図示せぬ流路切換用負圧アクチュエータの負圧源となるものであって、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂のような比較的強度および剛性を有する合成樹脂によって、円筒状に構成されており、上端部に僅かに大径となったフランジ部１１を有するとともに、上方寄りの中間部に、同様に僅かに大径となったリング部１２を備えている。そして、上面の中心位置に負圧導入管１３が設けられているとともに、外周側に片寄った位置に、負圧出口管１４が設けられている。上記負圧導入管１３および負圧出口管１４は、それぞれ図示せぬチューブを介して、図示せぬ負圧アクチュエータおよび負圧源（例えば吸気マニホルド）に接続される。さらに、上記フランジ部１１の外周縁の１箇所に、外周側へ突出した突起１５を備えている。
【００２０】
上記のような形状をなすバキュームタンク２に対応して、レゾネータ１の上面側の外壁つまりレゾネータカバー４に、部品収容凹部２１が一体に成形されている。この部品収容凹部２１は、図５にも示すように、下端が閉塞された円筒状に窪んで成形されており、その上端が、外部へ向かって開口している。この部品収容凹部２１の内径は、バキュームタンク２の外径に対応しているが、特に、その内周面２１ａが、上端の開口へ向かって徐々に径が拡大する僅かなテーパ面となっており、バキュームタンク２の挿入時には、図５に示すように、バキュームタンク２のリング部１２が部品収容凹部２１内周面２１ａにちょうど密にはまり合うとともに、バキュームタンク２のフランジ部１１および下端部の双方においても、ごく僅かな隙間のみが生じるようになっている。なお、成形の都合上、部品収容凹部２１の下端の底壁２２に小孔２３が存在するが、この小孔２３は、バキュームタンク２の下端面によって実質的に閉塞される。
【００２１】
また、上記レゾネータカバー４には、上記部品収容凹部２１の上端の開口を挟んで１８０°離れた２箇所に、取付孔２５が形成されており、この一対の取付孔２５によって、固定プレート２６がレゾネータカバー４に取り付けられるようになっている。上記固定プレート２６は、レゾネータ１と同一の樹脂材料つまりポリプロピレンによって成形されているものであって、図４に示すように、部品収容凹部２１を直径方向に沿って横切る帯状に形成され、かつ中央に、上記負圧導入管１３が通過しうる円形の開口部２７が開口しているとともに、両端部に、図５，図６に示すようなクリップ部２８が一体に成形されている。このクリップ部２８は、図示するように、略円筒状に延びるとともに、先端がスリット２８ａによって二股状に分岐し、かつ先端に楔形の係止部２８ｂが設けられている。これに対し、上記取付孔２５は、下端へ向かって徐々に小径となる円筒状をなしており、その下端に上記係止部２８ｂが係合する。そして、上記クリップ部２８の基部に僅かに大径となったシール部２８ｃが設けられ、この部分が上記取付孔２５に密に圧接するようになっている。
【００２２】
また、各取付孔２５の周囲には、上記固定プレート２６の端部が嵌合し得るように、固定プレート２６の端部形状に対応した凹部２９がそれぞれ形成されている。換言すれば、固定プレート２６をレゾネータカバー４に取り付けた状態において、該レゾネータカバー４の一般部の外表面よりも上記固定プレート２６が上方へ突出することのないように、固定プレート２６の板厚にほぼ対応した深さの凹部２９が設けられており、この凹部２９の底面に取付孔２５が開口している。
【００２３】
なお、上記部品収容凹部２１の開口縁に、バキュームタンク２の突起１５に対応する切欠部３０が設けられており、両者の係合によりバキュームタンク２の回転方向の位置決めを行っている。
【００２４】
上記の構成においては、レゾネータ１とバキュームタンク２とは、図１に示すようにそれぞれ別個に成形されているが、部品収容凹部２１内にバキュームタンク２を挿入し、その上端開口に上記固定プレート２６を被せて、両クリップ部２８を取付孔２５に押し込むことによって、図２〜図５に示すように、三者一体に組み立てられる。そして、このように一体化した状態で車体組立ラインへ搬入され、一つの部品として車体に取り付けられる。従って、車体への取付が非常に効率よく行われる。また、レゾネータ１とバキュームタンク２とが別個に成形されることから、それぞれに適した樹脂成形が可能であり、レゾネータ１を比較的低コストに製造できるとともに、バキュームタンク２を十分な強度ならびに剛性を有する構成とすることができる。
【００２５】
ここで、上記のように固定プレート２６をレゾネータ１に取り付けた状態では、樹脂成形品からなる各々の僅かな弾性変形によって、バキュームタンク２が部品収容凹部２１内で下方へ向けて常時押し付けられており、軸方向の緩みが生じないとともに、上述したように部品収容凹部２１内周面２１ａがテーパ状であることから径方向にも堅固に拘束され、バキュームタンク２ががたつくようなことはない。また、上記固定プレート２６のクリップ部２８が取付孔２５に係合すると、クリップ部２８のシール部２８ｃが取付孔２５内周面に密に圧接し、該取付孔２５がシールされるため、レゾネータ１内の密閉性が保持され、消音性能の低下が回避される。なお、取付孔２５を先端が封止した孔とすれば、シールの必要性はなくなるが、レゾネータカバー４の成形性の上では、図示例のように、筒状に開口した孔とすることが有利である。
【００２６】
そして、製品寿命が尽きた後のリサイクル時には、固定プレート２６を強く引っ張ることにより、レゾネータ１から固定プレート２６を外すことができ、ひいては、バキュームタンク２を分離させることができる。従って、リサイクルのための樹脂材料の分別を容易に行うことができる。特に、バキュームタンク２のみを取り外して、レゾネータ１を固定プレート２６とともにリサイクル処理することが可能である。
【００２７】
なお、上記実施例では、固定プレート２６が帯状に形成され、その両端の２箇所でレゾネータ１に固定されているが、例えば中心部分から端部が三方へ延びた形状として３箇所で固定する構成、あるいは十字形として４箇所で固定する構成、等も可能である。また、樹脂クリップ部をレゾネータカバー４側に設け、固定プレート２６側に取付孔を開口形成した構成とすることもできる。
【００２８】
また、図７〜図９は、クリップ部２８と取付孔２５との間のシール部の異なる実施例をそれぞれ示している。
【００２９】
図７の実施例は、クリップ部２８の基部に、円錐面からなるシール部２８ｄが形成されており、取付孔２５の開口縁に局部的に強く圧接する構成となっている。なお、図では、取付孔２５の開口縁が圧接により変形した状態で描かれており、初期状態では、取付孔２５自体は図６と同様の形状である。
【００３０】
図８の実施例は、取付孔２５の開口縁に、上方に突出するリング状のシール部２５ａが形成されており、これが、固定プレート２６の下面に局部的に強く圧接する構成となっている。なお、図では、固定プレート２６の下面が圧接により凹んだ状態で描かれており、初期状態では、固定プレート２６の下面は、図６と同様に平坦である。
【００３１】
図９の実施例は、取付孔２５の下端開口縁に内周側へ突出するシール部２５ｂが形成されており、これがクリップ部２８の外周面に強く圧接する構成となっている。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機関のレゾネータにおいては、レゾネータと同時に成形することが不可能もしくは好ましくない第２の部品を、レゾネータの部品収容凹部を利用して固定保持することができ、両者を予め組み付けて一つの部品として車体に取り付けることが可能となる。従って、車体の組立ラインでの生産効率の向上、ブラケット等の部品点数の削減が図れる。
【００３３】
また、リサイクル時に、固定プレートを外すことで、第２の部品を簡単に分離させることが可能であり、異種材料の分別処理が容易となる。
【００３４】
特に、請求項２の構成によれば、固定プレートのクリップ部をレゾネータの取付孔に押し込むだけで取り付けることができるとともに、取り外しも容易となり、しかも、取付孔をシールすることで、レゾネータの消音性能低下を回避できる。
【００３５】
また、請求項３の構成によれば、部品収容凹部をテーパ状としたことにより、略円筒状をなすバキュームタンクを確実に保持でき、内燃機関の振動等によってがたつくことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るレゾネータとバキュームタンクとを分離状態で示す斜視図。
【図２】バキュームタンクを収容したレゾネータの正面図。
【図３】同じく側面図。
【図４】同じく上面図。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図６】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図７】クリップ部と取付孔との間のシール部の異なる実施例を示す図６と同様の断面図。
【図８】さらに異なる実施例を示す断面図。
【図９】さらに異なる実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１…レゾネータ
２…バキュームタンク
２１…部品収容凹部
２５…取付孔
２６…固定プレート
２８…クリップ部

Claims (3)

1. 内部に共鳴室を形成するように合成樹脂にて成形された中空のレゾネータの外壁の一部に、外部へ向かって一端が開口した部品収容凹部が形成されているとともに、この部品収容凹部に、異種材料からなる第２の部品が嵌合して収容され、かつ、上記部品収容凹部の開口を横切るように上記外壁に取り付けられる合成樹脂製の固定プレートによって、上記の第２の部品が上記部品収容凹部内に固定されていることを特徴とする内燃機関のレゾネータ。
2. 上記固定プレートは、少なくとも両端の２箇所に、一体に成形されたクリップ部を有し、このクリップ部が、レゾネータの外壁に設けられた取付孔に着脱可能に係合するとともに、両者の一部が密に圧接することによって該取付孔がシールされていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のレゾネータ。
3. 上記第２の部品は、略円筒状のバキュームタンクであり、上記部品収容凹部は、略円筒状をなすとともに、上記バキュームタンクが密に嵌合するように、その内周面が上記開口へ向かってテーパ状をなしていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のレゾネータ。

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