JP4661672B2 - 吸気部材 - Google Patents

Description

本発明は、吸気部材に関し、さらに詳しくは、吸気騒音及び振動に起因するビビリ音の発生を抑制できる部品点数の少ない簡易な構成の吸気部材に関する。

従来より、自動車エンジンの吸気系では、吸気時に吸気ダクトやエアクリーナ等の吸気系を構成する吸気部材において吸気騒音（「吸気口音」と呼ばれる。）が発生するという問題があった。
そこで、従来の吸気ダクトとして、熱可塑性樹脂バインダを含む不織布を圧縮成形してなり所定の通気性を有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、ダクト壁から音波が放射され易くなる等のため吸気騒音が抑制される。
上記特許文献１には、相手部材と係合可能な係合部（係合爪５１，６１及び凸部５２，６２）を圧縮率の大きな硬質部に形成して係合部の強度を十分に確保することが開示されている（特許文献１の段落番号［００２０］、図５及び６等参照）。

しかし、上記特許文献１では、係合部の全体が硬質部に形成されているので、エンジンの振動が係合部に伝わってその近傍でビビリ音が発生してしまう場合があった。また、ビビリ音の発生を防止するために防振ゴム等の別部材を設けると、部品点数が多くなってしまう。
また、相手部材としてのエアクリーナの筒部に嵌合可能な筒状の係合部の全体を硬質部で形成すると、エアクリーナと吸気ダクトとの嵌合部のシール性を十分に確保できず通気抵抗が増加してしまう。また、シール性を確保するためにスポンジ等の別部材を設けると、部品点数が多くなってしまう。
さらに、相手部材としての車両フレームに取着可能な係合部の全体を硬質部で形成し、車両フレーム及び係合部をネジ具で固定する場合には、通常、金属製のカラー及びゴム製のグロメットの別部材を用いて両者をネジ止めすることとなり、部品点数が多くなってしまう。

特開平１１−３４３９３９号公報

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、吸気騒音及び振動に起因するビビリ音の発生を抑制できる部品点数の少ない簡易な構成の吸気部材を提供することを目的とする。

本発明は、以下の通りである。
１．車両の内燃機関の吸気系を構成する不織布からなる吸気部材であって、
吸気通路を形成する吸気部材本体と、該吸気部材本体に連なり且つ相手部材に設けられた被係合部に係合する係合部と、を備え、該係合部のうちの少なくとも該被係合部と接触する部位が軟質部からなり、
前記係合部は、前記相手部材である第２相手部材に設けられた板状の前記被係合部にネジ具で固定される第２係合部であり、該第２係合部は、該被係合部の表面にその軸端面が接触する筒状の前記軟質部と、該軟質部の内周側に設けられる筒状の硬質部とからなることを特徴とする吸気部材。
２．熱可塑性樹脂バインダを含む不織布から圧縮成形により形成されている上記１．記載の吸気部材。
３．エアクリーナへ外気を導入する吸気ダクトである上記１．又は２．記載の吸気部材。

本発明の吸気部材によると、不織布からなり所定の通気性を有しているので、吸気時の吸気騒音の発生が抑制される。また、係合部のうちの少なくとも被係合部と接触する部位を軟質部から形成しているので、その軟質部によって振動に起因するビビリ音の発生が抑制される。また、ビビリ音の発生を防止するために防振ゴム等の別部材を使用する必要がなく部品点数を低減できる。
また、前記係合部が、第２相手部材に設けられた板状の前記被係合部にネジ具で固定される第２係合部であり、該第２係合部が、筒状の前記軟質部と、筒状の硬質部とからなるので、その軟質部によってビビリ音の発生が抑制される。また、その硬質部によって第２係合部に十分な強度をもたせることができる。さらに、被係合部及び第２係合部をネジ具で固定する際に、金属製カラー及びゴム製グロメット等の別部材を必要とせず、部品点数をさらに低減できる。
また、熱可塑性樹脂バインダを含む不織布から圧縮成形により形成されている場合は、硬質部及び軟質部からなる複雑な立体形状を有する吸気部材をより容易に得ることができる。
また、エアクリーナに外気を導入する吸気ダクトである場合は、吸気騒音及び振動に起因するビビリ音の発生を抑制できる部品点数の少ない簡易な構成の吸気ダクトを提供できる。
なお、前記係合部が、前記軟質部と、該軟質部の前記被係合部と反対の表面側に設けられる硬質部とからなる場合は、その軟質部によってビビリ音の発生が抑制される。また、その硬質部によって係合部に十分な強度をもたせることができる。
また、前記係合部が、第１相手部材に設けられた筒状の前記被係合部に嵌合する筒状の第１係合部であり、該第１係合部が、筒状の前記軟質部と筒状の前記硬質部とからなる場合は、その軟質部によってビビリ音の発生が抑制される。また、その硬質部によって第１係合部に十分な強度をもたせることができる。さらに、その軟質部によって、吸気部材と相手部材との嵌合部のシール性を十分に確保できる。
なお、本実施形態の吸気部材の製造方法によると、熱可塑性樹脂バインダを含む不織布を圧縮成形して複数の分割体が得られ、その後、複数の分割体を接合して、相手部材に設けられた被係合部に係合する係合部のうちの少なくとも該被係合部と接触する部位が軟質部からなる吸気部材が得られる。このように熱可塑性樹脂バインダを含む不織布を圧縮成形しているので、硬質部及び軟質部からなる複雑な立体形状を有する吸気部材をより容易に得ることができる。また、得られた吸気部材では、不織布からなり所定の通気性を有しているので、吸気時の吸気騒音の発生が抑制される。また、その軟質部によって振動に起因するビビリ音の発生が抑制される。また、ビビリ音の発生を防止するために防振ゴム等の別部材を使用する必要がなく部品点数を低減できる。

１．吸気部材
本実施形態に係る吸気部材は、車両の内燃機関の吸気系を構成する不織布からなるものである。この吸気部材は、以下に述べる吸気部材本体及び係合部を備えている。また、この吸気部材は、通常、所定の通気性を有している。
上記吸気部材としては、例えば、吸気ダクト、エアクリーナ、アウトレットホース等を挙げることができる。これらのうち、エアクリーナのフィルタより上流側（外気側）である吸気ダクト、エアクリーナの一部であることが好ましい。

上記吸気部材は、例えば、熱可塑性樹脂バインダを含む不織布から圧縮成形により形成されていることができる。
上記不織布は、例えば、原料繊維及び熱可塑性樹脂バインダからなるものであることができる。具体的には、原料繊維に熱可塑性樹脂バインダを含浸させてなる形態、原料繊維に熱可塑性樹脂繊維をバインダとして混合させてなる形態等を挙げることができる。この原料繊維としては、例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、レーヨン、ガラス、アセート等を挙げることができる。また、上記熱可塑性樹脂バインダは、例えば、表面にのみ低融点の樹脂をコーティングしたポリエステル、ポリプロピレン、レーヨン、ガラス、アセート等からなる繊維を挙げることができる。この低融点樹脂としては、例えば、変性ポリエステル、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン等を挙げることができる。
上記不織布は、例えば、原料繊維及び／又は熱可塑性樹脂バインダの厚さ方向の密度勾配を有するものであることができる。

上記「吸気部材本体」は、吸気通路を形成する限り、その形状、大きさ等は特に問わない。この吸気部材本体としては、例えば、吸気ダクトのダクト本体、エアクリーナのケース本体、アウトレットホースのホース本体等を挙げることができる。
上記吸気部材本体は、例えば、上記不織布の圧縮成形の際に後述の係合部より大きな圧縮率で圧縮成形され、且つ、熱可塑性樹脂バインダのみが溶融された硬質部からなることができる。

上記「係合部」は、吸気部材本体に連なり且つ相手部材に設けられた被係合部に係合し更に少なくとも被係合部と接触する部位が軟質部からなる限り、その形状、大きさ等は特に問わない。
上記係合部は、例えば、全部が軟質部からなることができるが、上記係合部が、被係合部と接触する部位に設けられる軟質部と、この軟質部の被係合部と反対の表面側に設けられる硬質部とからなることが好ましい。係合部の強度を高め得るためである。

上述のように軟質部及び硬質部からなる上記係合部は、例えば、上記不織布の圧縮成形の際に上記吸気部材本体より小さな圧縮率で圧縮成形された部位であり、上記軟質部が、熱可塑性樹脂バインダのみが溶融された部位であり、上記硬質部が、原料繊維及び熱可塑性樹脂バインダの両方が溶融された部位であることができる。

上述のように軟質部及び硬質部からなる上記係合部としては、例えば、下記（１）（２）形態のうちの１種又は２種以上の組み合わせを挙げることができる。
（１）上記係合部が、第１相手部材に設けられた筒状の被係合部に嵌合する筒状の第１係合部からなり、第１係合部は、被係合部の周面にその周面が接触する筒状の軟質部と、軟質部の被係合部と反対の周面側に設けられる筒状の硬質部とからなる形態。
（２）上記係合部が、第２相手部材に設けられた板状の被係合部にネジ具を介して固定される第２係合部であり、第２係合部は、被係合部の表面にその軸端面が接触する筒状の軟質部と、軟質部の内周側に設けられる筒状の硬質部とからなる形態。

上記（１）形態では、例えば、上記吸気部材及び第１相手部材のうちの一方が吸気ダクトであり、他方がエアクリーナであることができる。
上記（２）形態では、例えば、上記吸気部材が吸気ダクト又はエアクリーナであり、上記第２相手部材が車両フレームであることができる。

２．吸気部材の製造方法
本実施形態に係る吸気部材の製造方法は、車両の内燃機関の吸気系を構成する不織布からなる吸気部材の製造方法であって、熱可塑性樹脂バインダを含む不織布を圧縮成形して複数の分割体を得る工程と、前記複数の分割体を接合して、相手部材に設けられた被係合部に係合する係合部のうちの少なくとも該被係合部と接触する部位が軟質部からなる吸気部材を得る工程と、を備えることを特徴とする。
なお、上記吸気部材の製造方法は、例えば、上記実施形態１．の吸気部材を製造する方法であることができる。

上記圧縮成形では、例えば、不織布に対する加熱温度及び／又は圧縮率を不織布の平面方向に調整することができる。これにより、吸気部材の所望の位置に硬質部及び軟質部からなる係合部を容易に設けることができる。
上記圧縮成形では、例えば、上記吸気部材本体に対応する不織布の部位に対する圧縮率を大きくし、且つ、上記係合部に対応する不織布の部位に対する圧縮率を小さくし、更に、係合部の軟質部に対応する不織布の部位に対する加熱温度を、原料繊維の融点以下であり且つ熱可塑性樹脂バインダの低融点以上の温度に設定すると共に、係合部の硬質部に対応する不織布の部位に対する加熱温度を、原料繊維の融点以上であり且つ熱可塑性樹脂バインダの低融点以上の温度に設定することができる。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
尚、本実施例では、本発明に係る「吸気部材」として、自動車エンジンの吸気系を構成する吸気ダクトを例示する。

（１）吸気ダクトの構成
本実施例に係る吸気ダクト１は、図１に示すように、不織布から圧縮成形により形成された縦断面略半円弧状の複数（図中２つ）の分割体Ｓ１，Ｓ２のフランジ部Ｓ１ａ，Ｓ２ａを接合して形成されている。
なお、本実施例では、上記不織布として、原料繊維及び熱可塑性樹脂バインダ（以下、単に「バインダ」とも略記する。）からなるシート状のものを用いる。この原料繊維はポリエステルの繊維であり、熱可塑性樹脂バインダは、ポリエステルの繊維の表面を変性ポリエステルでコーティングした繊維である。

上記吸気ダクト１は、ダクト本体２（本発明に係る「吸気部材本体」として例示する。）、嵌合部３（本発明に係る「第１係合部」として例示する。）及び取着部４（本発明に係る「第２係合部」として例示する。）を備えている。上記ダクト本体２は、吸気通路５を形成する管状に形成され所定の通気性を有している。このダクト本体２は、後述の不織布の圧縮成形の際に上記嵌合部３及び取着部４より大きな圧縮率で圧縮成形され、且つ、バインダのみが溶融された硬質部からなっている。

上記嵌合部３は、図２に示すように、ダクト本体２の軸端側に連なる筒状に形成されている。この嵌合部３は、エアクリーナ８（本発明に係る「相手部材」として例示する。）に設けられた筒状の被係合部９の外周側に嵌合される。また、この嵌合部３は、被係合部９の外周面にその内周面が接触する筒状の軟質部３ａと、この軟質部３ａの外周面側に設けられる筒状の硬質部３ｂとからなっている。
なお、上記エアクリーナ８には、吸気マニホールドに連なるアウトレットホース２４の一端側が接続される。

上記取着部４は、図３に示すように、ダクト本体２の軸方向の途中に設けられたステー部７の先端側に設けられ、筒状に形成されている。この取着部４は、車両フレーム（本発明に係る「相手部材」として例示する。図示せず。）に設けられた平板状の被係合部１０にボルト１１及びナット１２で固定される。この取着部４は、被係合部１０の表面にその軸端面が接触する筒状の軟質部４ａと、この軟質部４ａの内周側に設けられる筒状の硬質部４ｂとからなっている。

ここで、上記嵌合部３及び取着部４は、後述の不織布の圧縮成形の際に上記ダクト本体２より小さな圧縮率で圧縮成形されている。また、上記嵌合部３及び取着部４の軟質部３ａ，４ａは、バインダのみが溶融された部位である。また、上記嵌合部３及び取着部４の硬質部３ｂ，４ｂは、原料繊維及びバインダが溶融された部位である。

（２）吸気ダクトの製造方法
先ず、上記吸気ダクト１を構成する複数の分割体Ｓ１，Ｓ２を成形する成形型１５について説明する。
上記成形型１５は、図４及び図５に示すように、上型１６及び下型１７からなっている。この上型１６は、複数の成形部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを有している。この成形部１６ａは、ダクト本体２を成形する部位である。また、この成形部１６ｂは、嵌合部３を成形する部位であり、ヒータ２３からなる局部加熱機構を備える。また、この成形部１６ｃは、ステ−部７及び取着部４を成形する部位である。また、この成形部１６ｃには、取着部４の硬質部４ｂの内側に相当する不織布の部位を突き破る針部１８が設けられている。
上記成形部１５では、ダクト本体２及びステ−部７の厚さ寸法が所定値ｔ１となるように設定されている。また、嵌合部３の厚さ寸法が所定値ｔ２（ｔ２>ｔ１）となるように設定されている。さらに、取着部４の厚さ寸法が所定値ｔ３（ｔ３>ｔ１）となるように設定されている。

次に、上記吸気ダクト１の製造方法について説明する。
上記成形型１５で不織布を圧縮成形して複数の分割体Ｓ１，Ｓ２が得られる。即ち、シート状の不織布を下型１７の上に配置し、針部１８を不織布の原料繊維の融点以上の温度に加熱した状態とする。次に、上型１６の成形部１６ａ，１６ｃを下方に押し下げて、不織布の原料繊維の融点以下であり且つバインダの低融点以上の加熱温度で不織布を加熱プレスすると、ダクト本体２、ステ−部７及び取着部４が形成される。このダクト本体２及びステ−部７は、圧縮率が大きく高密度である硬質部からなっている。また、取着部４は、圧縮率が小さく低密度である筒状の軟質部４ａと、この軟質部４ａの内周側に連なり且つ針部１８の周囲側で原料繊維及びバインダが溶融された筒状の硬質部４ｂとからなっている。

次に、上型１６における成形部１６ｂ（図４参照）を下方に押し下げて、原料繊維及びバインダの融点以上の加熱温度で不織布を加熱プレスすると、嵌合部３が形成される。この嵌合部３は、圧縮率が小さく低密度である筒状の軟質部３ａと、この軟質部３ａの外周側に連なり且つ原料繊維及びバインダが溶融された筒状の硬質部３ｂとからなっている。
その後、その複数の分割体Ｓ１，Ｓ２のフランジ部Ｓ１ａ，Ｓ２ａを加熱プレス、ニードルパンチ、接着、溶着等により接合して吸気ダクト１が得られることとなる。

（３）吸気ダクトの作用・効果
本実施例の吸気ダクト１によると、ダクト本体２が不織布からなり所定の通気性を有しているので、ダクト本体２の壁から音波が放射され易くなりダクト本体２内で共鳴する音圧を逃がすことができ吸気騒音を抑制できる。

また、本実施例では、エアクリーナ８の被係合部９に嵌合する嵌合部３を、筒状の軟質部３ａ及び硬質部３ｂから構成したので、その軟質部３ａによってエンジンの振動に起因する嵌合部３の近傍でのビビリ音の発生が抑制され、従来のように防振ゴム等を別途設ける必要がなく部品点数を低減できる。また、その硬質部３ｂによって嵌合部３に十分な強度をもたせることができ、吸気ダクト１及びエアクリーナ８の嵌合をより確実なものとすることができる。さらに、その軟質部３ａによって、吸気ダクト１とエアクリーナ８との嵌合部のシール性を十分に確保でき、従来のようにスポンジ等のシール部材を別途設ける必要がなく部品点数を低減できる。

また、本実施例では、車両フレームの被係合部１０にネジ具１１，１２を介して固定される取着部４を、筒状の軟質部４ａ及び硬質部４ｂから構成したので、その軟質部４ａによってエンジンの振動に起因するビビリ音の発生が抑制され、従来のように防振ゴム等を別途設ける必要がなく部品点数を低減できる。また、その硬質部４ｂによって取着部４に十分な強度をもたせることができ、吸気ダクト１及び車両フレームの固定をより確実なものとすることができる。さらに、その硬質部４ｂが金属製カラーの役目を果たすと共に、その軟質部４ａが防振ゴム（グロメット等）の役割を果たすので、これらカラーやグロメット等の別部材を必要とせず、部品点数をさらに低減できる。

また、本実施例では、原料繊維及びバインダからなる不織布の圧縮成形の際に、不織布に対する加熱温度及び圧縮率を部分的に調整するようにしたので、吸気ダクト１の所望の位置に、軟質部３ａ，４ａ及び硬質部３ｂ，４ｂからなる嵌合部３及び取着部４を設けることができ、複雑な立体形状を有する吸気ダクト１をより容易に得ることができる。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例では、第１係合部として、エアクリーナ８の被係合部９の外周側に嵌合する嵌合部３を例示したが、これに限定されず、例えば、図６に示すように、エアクリーナ８の筒状の被係合部９の内周側に嵌合する嵌合部３’としてもよい。この場合、この嵌合部３’は、被係合部９の内周面にその外周面が接触する筒状の軟質部３ａ’と、この軟質部３ａ’の内周面側に設けられる筒状の硬質部３ｂ’とからなっている。

また、上記実施例では、吸気部材として、嵌合部３を有する吸気ダクト１を例示したが、これに限定されず、例えば、図７に示すように、嵌合部１３を有するエアクリーナ２０としてもよい。この場合、この嵌合部１３は、吸気ダクト２１の軸端筒部２１ａ（被係合部）の外周面（又は内周面）にその内周面（又は外周面）が接触する筒状の軟質部１３ａと、この軟質部１３ａの外周面側（又は内周面側）に設けられる筒状の硬質部１３ｂとからなっている。さらに、上記嵌合部１３に加えて、上記取着部４と同じ構成の取着部１４（図１参照）を有するエアクリーナ２０としてもよい。

また、上記実施例では、第１係合部として、筒状の嵌合部３，１３を例示したが、これに限定されず、例えば、ダクト本体等の軸端側から軸方向に突出する軟質部及び硬質部からなる爪部としてもよい。

また、上記実施例では、成形型１５によって不織布を部分的に順次圧縮形成するようにしたが、これに限定されず、例えば、不織布の全体を一度に圧縮成形するようにしてもよい。
また、上記実施例では、ヒータ２３を内蔵する成形部１６ｂで嵌合部３を圧縮成形するようにしたが、これに限定されず、例えば、ヒータを内蔵しない成形部１６ｂを、先ず、原料繊維及びバインダの融点以上の温度に加熱しておき、この予め加熱された成形部で嵌合部を圧縮成形するようにしてもよい。
また、上記実施例では、予め加熱された針部で取着部４の硬質部４ａを形成するようにしたが、これに限定されず、例えば、ヒータを内蔵する針部で取着部の硬質部を形成するようにしてもよい。
また、上記実施例では、局部加熱機構を備える成形型を用いて不織布を圧縮成形するようにしたが、これに限定されず、例えば、局部冷却機構を備える成形型を用いて不織布を圧縮成形するようにしてもよい。
また、上記実施例では、成形型による圧縮成形で、軟質部及び硬質部からなる係合部を形成するようにしたが、これに限定されず、例えば、先ず、成形型による圧縮成形で中間係合部を形成し、その後、その中間係合部の一部（硬質部に対応する部位）を原料繊維及びバインダの融点以上の加熱温度で加熱して、軟質部及び硬質部からなる係合部を形成するようにしてもよい。

また、上記実施例では、不織布として、原料繊維及びバインダの密度が略一定であるものを例示したが、これに限定されず、例えば、原料繊維及び／又はバインダの厚さ方向の密度勾配を有する不織布としてもよい。この密度勾配を有する不織布としては、例えば、太さの異なる原料繊維を順次積層してなる不織布、係合部の硬質部と対応する部位に大量のバインダを含浸させてなる不織布等を挙げることができる。なお、上記密度勾配を有する不織布を使用すれば、圧縮成形の圧縮率のみを調整して硬質部及び軟質部からなる係合部を形成することも可能となる。

車両の内燃機関の吸気系を構成する吸気部材に関する技術として広く利用される。特に、エアクリーナへ外気を導入する吸気ダクトとして好適に利用される。

本実施例に係る吸気ダクトをエアクリーナに接続させた状態を示す斜視図である。 本実施例に係る吸気ダクト及びエアクリーナの接続部の縦端面図である。 本実施例に係る吸気ダクト及び車両フレームの支持部の縦端面図である。 本実施例に係る吸気ダクトの第１係合部の成形形態を説明するための説明図である。 本実施例に係る吸気ダクトの第２係合部の成形形態を説明するための説明図である。 本実施例に係る第１係合部の他の形態を説明するための説明図である。 吸気部材としてのエアクリーナを説明するための説明図である。

符号の説明

１；吸気ダクト、２；ダクト本体、３，３’，１３；嵌合部、３ａ，３ａ’，１３ａ；軟質部、３ｂ，３ｂ’，１３ｂ；硬質部、４；取着部、４ａ；軟質部、４ｂ；硬質部、５；吸気通路、８，２０；エアクリーナ、９；被係合部、１０；車両フレームの被係合部、１１；ボルト、１２；ナット、Ｓ１，Ｓ２；分割体。

Claims (3)

1. 車両の内燃機関の吸気系を構成する不織布からなる吸気部材であって、
   吸気通路を形成する吸気部材本体と、該吸気部材本体に連なり且つ相手部材に設けられた被係合部に係合する係合部と、を備え、該係合部のうちの少なくとも該被係合部と接触する部位が軟質部からなり、
   前記係合部は、前記相手部材である第２相手部材に設けられた板状の前記被係合部にネジ具で固定される第２係合部であり、該第２係合部は、該被係合部の表面にその軸端面が接触する筒状の前記軟質部と、該軟質部の内周側に設けられる筒状の硬質部とからなることを特徴とする吸気部材。
2. 熱可塑性樹脂バインダを含む不織布から圧縮成形により形成されている請求項１記載の吸気部材。
3. エアクリーナへ外気を導入する吸気ダクトである請求項１又は２記載の吸気部材。

Images