JP4467731B2 - 樹脂製チャンバの遮音構造 - Google Patents

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    • F05C2225/08Thermoplastics

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製インテークマニホールドや樹脂製吸気チャンバ等の樹脂製チャンバの遮音構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、自動車部品の軽量化、コストの低減およびリサイクル性等の要請から、樹脂製インテークマニホールドが注目されている。しかしながら、樹脂製インテークマニホールドは軽量で機密性が低い。そのため、吸気通路を流れる空気により伝幡される騒音(吸気ノイズ)を有効に遮音・消音するという観点でいえば、樹脂製インテークマニホールドはアルミニウム合金製のそれよりも劣っている。
【0003】
樹脂製インテークマニホールドの肉厚を厚くする程、吸気ノイズの遮音効果を高めることができる。しかしながら、肉厚を厚くした場合、インテークマニホールドの成形工程において溶融した樹脂が固まるまでの時間が長くなるので、生産性の低下を招く。そのため、製造コストの関係上、樹脂製インテークマニホールドの肉厚を厚くすることには限界がある。
【0004】
このような問題は、樹脂製インテークマニホールドに限らず、樹脂製吸気チャンバ等を含む各種の樹脂製チャンバにおいて生じ得る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は製造コストの上昇を抑えつつ、樹脂製チャンバの遮音性を高めることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明は、外面に複数の係合リブが一体形成された樹脂製のチャンバ部と、チャンバ部の周囲を覆うようにチャンバ部に取り付けられた遮音部材と、遮音部材におけるチャンバ部との当接面に形成され、係合リブの延在方向に沿って延在する複数の係合凸部とを有し、係合凸部は、隣接した係合リブ間に形成された溝部と嵌合している樹脂製チャンバの遮音構造を提供する。この遮音部材は遮音性に優れているため、チャンバ部で発生する吸気ノイズを効果的に遮音する。
【0008】
また、係合凸部の頂部には、係合凸部の延在方向に沿って、複数の柱状溝が形成されていることが好ましい。また、これらの柱状溝は、係合リブの頂部において係合リブの延在方向に沿って形成されていてもよい。遮音部材とチャンバ部とが密着した状態において、柱状溝内に気柱が形成されるため、特定周波数の吸気ノイズを消音する効果(共鳴効果)を得ることができる。
【0009】
また、チャンバ部には、複数の突起部が一体形成されているとともに、遮音部材には、複数の貫通孔が形成されていることが好ましい。この貫通孔を突起部に挿入した状態で突起部の頂部を加熱変形することにより、遮音部材をチャンバ部に容易に固定することができる。
【0010】
さらに、遮音部材は、遮音効果に優れたゴムを主材料として形成されていることが好ましく、特に、安価で耐久性に優れた合成ゴムまたは熱可塑弾性体で形成されていることが望ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、水平対向4気筒エンジン用の樹脂製インテークマニホールドの上面図であり、図2はその後面図である。樹脂製のインテークマニホールド1は、吸気通路2a〜2dとチャンバ部3とが一体形成されている。チャンバ部3の正面側には、図示しないスロットルバルブを経た空気を取り入れるための吸気導入口4が形成されている。このチャンバ部3の一方の側面からは、左バンク側の2気筒に吸気を導入する吸気通路2a,2cが延在している。また、チャンバ部3の他方の側面からは、右バンク側の2気筒に吸気を導入する吸気通路2b,2dが延在している。隣接した吸気通路対2a,2c(または2b,2d)は、チャンバ部3から互いに当接して横方向に延出し、途中から徐々に離れている。そして、吸気通路対2a,2c(または2b,3d)の延出端には、プレート部5a(または5b)が設けられている。左右のプレート部5a,5bの下面は、吸気通路2a〜2dと位置的に対応する箇所が開口している。図示しないエンジンのシリンダヘッド上にインテークマニホールド1が取り付けられた状態において、吸気導入口4からチャンバ部3に導入された空気は、チャンバ部3より分岐した吸気通路2a〜2dを流れて、シリンダヘッドの各吸気ポートへ導入される。
【0012】
チャンバ部3の外面には、センサや配線等の各種部材を取り付けるための取付部6a〜6dが突出して一体形成されている。また、各吸気通路2a〜2dにおけるプレート部5a,5b近傍には、インジェクタ取付部7a〜7dが設けられている。図示しないインジェクタをインジェクタ取付部7a〜7dに取り付けた状態において、インジェクタの燃料噴射孔は吸気通路2a〜2dに臨んでおり、吸気ポートに向けて燃料を噴射する。また、インテークマニホールド1の外面には、複数のリブ8が突出して一体形成されている。これらのリブ8は、吸気通路2a〜2dの縁部、吸気通路2a〜2dとチャンバ部3との接続部等における適宜の位置に設けられている。これらのリブ8によりインテークマニホールド1の強度が向上し、静振効果が得られるため、インテークマニホールド1自体の遮音性の向上を図ることができる。
【0013】
チャンバ部3の周囲は、チャンバ部3に密着するように取り付けられた遮音部材9で覆われている。この遮音部材9は、遮音性および密着性に優れたゴム製のシートをチャンバ部3の形状に合わせて成形加工したものである。本形態において、遮音部材9は、安価で耐久性に優れた合成ゴムであるエチレンプロピレンゴム(EPDM)または熱可塑弾性体であるブチレンゴムで形成されており、一例として6mmの厚さを有する。なお、チャンバ部3近傍のリブ8や取付部6a〜6dを避けるために、遮音部材9には切り欠き部やくり抜き部が適宜設けられている。
【0014】
遮音部材9は、チャンバ部3の外面に一体形成された複数の突起部10の頂部を加熱変形することにより(熱カシメ)、チャンバ部3に固定される。図3は、図2のA−A断面図であり、図4は、遮音部材9の取付説明図である。チャンバ部3の外面における所定位置には複数の突起部10a,10bが一体形成されており、これらの突起部10a,10bは遮音部材9の厚さより高く形成されている。一方、突起部10a,10bと位置的に対応する遮音部材9側の所定位置には、遮音部材9の表裏面を貫通する貫通孔11a,11bが形成されている。
【0015】
遮音部材9の取り付けに際しては、まず、チャンバ部3側の突起部10aに遮音部材9側の貫通孔11aを挿入して、遮音部材9の位置決めを行う(図4(a)参照)。この状態で、突起部10aの頂部を加熱して変形させる。この熱カシメにより、遮音部材9の上部をチャンバ部3に固定する(図4(b)参照)。つぎに、図3に示した矢印の方向に、遮音部材9をチャンバ部3に密着させていく。詳細については後述するが、両部材3,9の密着は、チャンバ部3および遮音部材9の双方の表面に形成された凹凸を互いに嵌合することにより行われる。そして、突起部10bに貫通孔11bを挿入して、チャンバ部3の周囲を遮音部材9で覆う。最後に、突起部10bに対して上述した熱カシメを施す。これにより、比較的簡単な取付作業で、遮音部材9をチャンバ部3に強固に固定することができる。
【0016】
図5は、図1のB−B断面図である。チャンバ部3の外面には、チャンバ部3の強度確保と遮音部材9の密着性とを確保するために、複数の係合リブ12が一体形成されている。これらの係合リブ12は、所定の高さ(例えば2mm)を有するとともに、所定間隔でチャンバ部3の形状に沿って直線状に延在している。一方、遮音部材9側のチャンバ部3との当接面には、係合リブ12とほぼ同様の高さを有する複数の係合凸部13が形成されている。これらの係合凸部13は、係合リブ12との密着性を確保するために、隣接した係合リブ12間の間隔とほぼ同様の幅を有しているとともに、係合リブ12の延在方向に沿って直線状に延在している。係合凸部13は、隣接した係合リブ12の間に形成された溝部と嵌合しており、係合リブ12は、隣接した係合凸部13の間に形成された溝部と嵌合している。このように、熱カシメが行われた箇所以外の部分では、チャンバ部3および遮音部材9の双方の表面に形成された凹凸が互いに嵌合するとともに、遮音部材9のゴムの密着力も作用する。その結果、遮音部材9はずれることなくチャンバ部3に強固に密着する。
【0017】
図6(a)は、図5に示した係合リブ12と係合凸部13との嵌合部分Aの拡大断面図であり、同図(b)は遮音部材9の上面図である。遮音部材9に形成された係合凸部13の頂部には、円柱状の柱状溝14が一直線上に並んで形成されている。係合リブ12と係合凸部13とが嵌合した状態において、柱状溝14内の空気は密閉状態となり、気柱が形成されるため共鳴効果が得られる。ここで、共鳴効果とは、気柱の径や長さ等に応じて、特定周波数の音を消音する現象をいう。柱状溝14の径や深さは、消音したい吸気ノイズの周波数を考慮して適切に設定されている。なお、柱状溝14は、円柱状に限定されるものではなく、多角柱状を含めて適宜の形状とすることができる。
【0018】
このように、本実施形態においては、吸気ノイズの主たる発生源となるチャンバ部3の周囲を遮音効果に優れた遮音部材9で覆っている。特に、チャンバ部3の外面に係合リブ12を一体形成し、この係合リブ12と係合凸部13とを嵌合させることで、チャンバ部3の静振効果を高めるとともに、遮音部材9とチャンバ部3との密着性を高めることができる。また、係合凸部13の頂部に形成された各柱状溝14内に存在する空気が密閉状態となることで、共鳴器として作用する気柱が形成されるため、遮音性の一層の向上を図ることができる。その結果、チャンバ部3から発せられる吸気ノイズをアルミ合金製インテークマニホールドと同程度にまで低減することが可能となる。
【0019】
また、チャンバ部3側の突起部10に遮音部材9側の貫通孔11を挿入することにより、遮音部材10の位置決めを簡単に行うことができる。また、熱カシメによって遮音部材9を簡単に固定でき、取付部材を別個に用いる必要がない。したがって、遮音部材9の取付作業の容易化・効率化を図ることができるとともに、部品点数の削減等を図ることができる。その結果、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【0020】
なお、上述した実施形態では、気柱を形成する柱状溝14を遮音部材9側に設けた例について説明した。しかしながら、この柱状溝14をチャンバ部3側に形成してもよい。図7(a),(b)はそれぞれ、図5に示した嵌合部分Aの拡大断面図、チャンバ部3の表面図である。チャンバ部3側の係合リブ12の頂部には、複数の柱状溝14が設けられており、これらは直線上に並んでいる。係合リブ12と係合凸部13とが嵌合した状態において、柱状溝14内の空気は密閉状態となり気柱が形成される。
【0021】
また、上述した実施形態は、水平対向4気筒エンジン用の樹脂製インテークマニホールドへの適用例であるが、直列やV型を含む様々な多気筒エンジン用の樹脂製インテークマニホールドに適用することができるのは当然である。また、本発明の適用範囲は、インテークマニホールドに限定されるものではなく、吸気チャンバを含めた各種の樹脂製チャンバに広く適用することが可能である。
【0022】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、樹脂製チャンバにおける吸気ノイズを効果的に遮音できるとともに、製造コストの上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】樹脂製インテークマニホールドの上面図
【図2】樹脂製インテークマニホールドの後面図
【図3】A−A断面図
【図4】遮音部材の取付説明図
【図5】B−B断面図
【図6】嵌合部分の拡大図
【図7】嵌合部分の拡大図
【符号の説明】
1 インテークマニホールド、
2a〜2d 吸気通路、
3 チャンバ部、
4 吸気導入口、
5a,5b プレート部、
6a〜6d 取付部、
7a〜7d インジェクタ取付部、
8 リブ、
9 遮音部材、
10 突起部、
11 貫通孔、
12 リブ、
13 凸部、
14 柱状溝

Claims (5)

  1. 樹脂製チャンバの遮音構造において、
    外面に複数の係合リブが一体形成された樹脂製のチャンバ部と、
    前記チャンバ部の周囲を覆うように、前記チャンバ部に取り付けられた遮音部材と
    前記遮音部材における前記チャンバ部との当接面に形成され、前記係合リブの延在方向に沿って延在する複数の係合凸部とを有し、
    前記係合凸部は、隣接した前記係合リブ間に形成された溝部と嵌合していることを特徴とする樹脂製チャンバの遮音構造。
  2. 前記係合凸部の頂部には、前記係合凸部の延在方向に沿って、複数の柱状溝が形成されていることを特徴とする請求項に記載された樹脂製チャンバの遮音構造。
  3. 前記係合リブの頂部には、前記係合リブの延在方向に沿って、複数の柱状溝が形成されていることを特徴とする請求項に記載された樹脂製チャンバの遮音構造。
  4. 前記チャンバ部には、複数の突起部が一体形成されており、
    前記遮音部材には、複数の貫通孔が形成されており、
    前記貫通孔を前記突起部に挿入した状態で前記突起部の頂部を加熱変形することにより、前記遮音部材が前記チャンバ部に固定されていることを特徴とする請求項1からのいずかに記載された樹脂製チャンバの遮音構造。
  5. 前記遮音部材は、合成ゴムまたは熱可塑弾性体で形成されていることを特徴とする請求項1に記載された樹脂製チャンバの遮音構造。
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