JP4722875B2 - 吸気音の消音装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気ダクトにおける吸気音の消音装置に関し、特に、吸気ダクトに連通したレゾネータ内にサイドブランチを収納した消音装置に関する。

従来、内燃機関のシリンダ内にスロットルボディから空気を導入する吸気ダクトは、図１１に示すように、スロットルボディ１４と先端の吸入口１１ａとの間に、該吸入口１１ａを有する吸気ダクト１１と、該吸気ダクト１１と接続されたエアクリーナ１３と、該エアクリーナ１３とスロットルボディ１４とを接続するエアクリーナホース１２とから構成されている。
そして、吸気ダクト１１の先端の吸入口１１ａとエアクリーナ１３との間の適所に、吸気音の低周波域を共鳴させて消音する箱状のレゾネータ８０が設けられ、一方、エアクリーナ１３とスロットルボディ１４との間のエアクリーナホース１２の適所に、吸気音の高周波域を共鳴させて消音する有底円筒状のサイドブランチ９０を設けて、吸気音を低減するようになっている。

レゾネータやサイドブランチを吸気ダクトの別々の位置に配置すると、特に車両の狭いエンジンルームでは、周辺部品との間隙を確保するためレゾネータの容量やその取付位置が制限されるという問題がある。
これを解決するために、特許文献１に、吸気ダクトとレゾネータを接続管で連通し、レゾーネータ内に、吸気ダクトに開口する有底円筒状のサイドブランチを挿入した吸気ダクトの騒音吸収装置が開示されている。
実開平６−５３７５６号公報

ところが、特許文献１に示される吸気ダクトの騒音吸収装置では、接続管３およびサイドブランチ４がレゾネータ５内で別の位置に配置されているので、レゾネータ５の大きさが小さくできず組付場所が制限を受けるとともに、接続管３やサイドブランチ４のシール材がそれぞれ必要となり、組付工数ならびに部品点数が減少しないという問題がある。

また、レゾネータやサイドブランチは、内燃機関の排気量や気筒型式あるいはそれに接続される減速装置の型式等により体積や大きさ等が異なるものが要求される。そのため、種々の体積や大きさのものを実験しながら最終形状を決定する所謂チューニング作業が行われるが、実験品の試作費やチューニング作業工数が掛かり、開発コストが増加するという問題がある。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、レゾネータとサイドブランチとを予め組み付けておいて、吸気管に一度に取り付けることができ、かつチューニング作業時のコスト低減が可能な吸気音の消音装置を提供することを目的とする。

本発明に係る請求項１に記載の吸気音の消音装置は、内燃機関の吸気ダクトと、該吸気ダクトにおける一端の開口と他端の開口との間に設けられた開口部に、一体に形成された連通管により接続される箱状のレゾネータと、開口端が前記吸気ダクトに連通し、他端が前記レゾネータの箱体内に突出する有底筒状のサイドブランチとを備えた吸気音の消音装置において、前記レゾネータの連通管内に、前記吸気ダクトとレゾネータとの連通部と、前記サイドブランチを、その底部が前記レゾネータの箱体内に突出するように取り付ける取付部とを備え、前記取付部が、前記サイドブランチを交換可能にする固定手段を備えたことを特徴とする。

よって、レゾネータの連通管内に予めサイドブランチを取り付けておき、このサイドブランチを包含したレゾネータを恰も一部品のように扱って吸気管に取り付けることができるので、組み付けが容易となり、組付工数が低減できる。
さらに、レゾネータの連通管を、連通部とサイドブランチの大きさを確保して設定すればよく、箱体の大きさを比較的自由に設定できるので、レゾネータの配置の自由度が向上する。
また、長さが異なるサイドブランチを準備しておき、その交換が容易にできるので、チューニング工数ならびに期間を低減することができる。

また、本発明に係る請求項２に記載の吸気音の消音装置は、請求項１に記載の吸気音の消音装置において、前記レゾネータの箱体を、前記連通管を備えた上体部と、該上体部の下部に密閉して取り付けられる箱状の下体部とから構成したことを特徴とする。
よって、レゾネータを上下分割構造にしたことにより、内燃機関の排気量や型式ごとにレゾネータの下体部だけ容積が異なる金型を準備して仕様変更に対応した試作品を安価に製作できるので、チューニング作業のコストを低減することができる。

また、本発明に係る請求項３に記載の吸気音の消音装置は、請求項１又は請求項２に記載の吸気音の消音装置において、前記サイドブランチに、前記レゾネータの取付部において、該サイドブランチの軸方向の取付位置を調整可能にする調整手段を備えたことを特徴とする。
よって、調整手段によりサイドブランチのチューニング段階において、吸気管の接続部からレゾネータ内への突出長さを容易に調整でき、チューニング工数ならびに期間を低減することができる。

また、本発明に係る請求項４に記載の吸気音の消音装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の吸気音の消音装置において、前記吸気ダクトの開口部が前記レゾネータの連通管より大きく形成され、該連通管の外側にシール材が設けられて、該連通管が前記吸気ダクトの開口部に挿入されてシールされたことを特徴とする。
よって、シール材をレゾネータとサイドブランチそれぞれに設ける必要がなく、レゾネータの連通管のみに設ければよく、部品点数の削減と組付工数の低減が図れる。

本発明の吸気音の消音装置によれば、サイドブランチをレゾネータの内部に突出させ、かつサイドブランチの取り付けをレゾネータの連通管内にしたので、レゾネータの大きさの自由度が増し、かつ、一部品のように扱うことができ、部品点数の削減と組付工数の低減を図ることが可能となる。
また、レゾネータを上下分割構造にし、サイドブランチを交換或いは調整容易にしたので、チューニング工数ならびに期間を低減することが可能となる。
さらに、レゾネータの上体部の部品を共通化することができるので、開発コストを低減することができる。

次に、本発明に係る吸気音の消音装置の一の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態の吸気音の消音装置は、車両のエンジンルームに設けられたものである。
ここで、図１は、内燃機関の吸気ダクトの全体を示した概念図である。図２、図３は消音装置の概略を示し、図２は、消音装置の平面断面図であり、図３は、消音装置の側面断面図である。なお、図６乃至図８に実際に実施する消音装置の三面図を示し、概略図と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本発明の第一の実施の形態の吸気音の消音装置の構成について説明する。内燃機関の吸気系は、図１に示すように、シリンダに繋がるスロットルボデー１４と、エアクリーナ１３と、該スロットルボデー１４とエアクリーナ１３との間を接続する第２吸気ダクトとしてのエアクリーナホース１２と、先端に吸入口１１ａを有し、他端がエアクリーナ１３に接続された第１吸気ダクトとしての吸気ダクト１１とを備えており、本発明の消音装置１０は、この吸気ダクト１１の適所に設けられた開口部１１ｂに接続されている。

消音装置１０は、図２、図３の断面図及び図６乃至図８に示すように、吸気音の低周波域を共鳴させて消音する箱状のレゾネータ２０と、該レゾネータ２０の箱体内に底部が突出するように取り付けられた吸気音の高周波域を共鳴させて消音する有底円筒状のサイドブランチ３０とを備えている。

レゾネータ２０は、サイドブランチ３０と比較してはるかに大きな体積を有する箱体で、上体部２１と、該上体部２１の下部に密閉して取り付けられる箱状の下体部２５とから構成されている。
上体部２１は、上面部２１１と、該上面部２１１の周囲から下方に向かう四方の側面壁２１３とから箱体の蓋状に形成されている。
上面部２１１と一つの側面壁２１３とから構成される角部には、吸気ダクト１１に設けられた開口部１１ｂに挿入され、吸気ダクト１１と連通する連通管２１５が、前記上面部２１１に対して傾斜して形成されている。

連通管２１５は、図４の断面図に示すように、例えば合成樹脂材により一体で成形されており、吸気ダクト１１と連通する連通部２１５ａと、該連通部２１５ａよりやや小径で、サイドブランチ３０が挿入される取付部２１５ｂとが接円状態で設けられ、この両円弧を接線で結ぶフランジ部２１５ｃと、該フランジ部２１５ｃと両円弧で囲まれる略三角形の部分を閉鎖して底部となる閉鎖部２１５ｄとを備えている。この閉鎖部２１５ｄでは、吸気ダクト１１とレゾネータ２０とは連通していない。

連通管２１５の外側全周には、該連通管２１５を開口部１１ｂに挿入したときに、該開口部１１ｂと連通管２１５とを密封する、スポンジ状の発泡材に接着剤を塗布させたシール部材４０が巻き付けられている。

レゾネータ２０の下体部２５は、有底角筒の箱状で、上部に設けたフランジ２５１を上体部２１の側面壁２１３の下端に設けられたフランジ２１３ａに接着して気密状に取り付けられている。そして、フランジ２１３ａ、２５１の接着部を上体部２１と下体部２５とで同一形状にして、下体部２５の箱体の深さのみを変更することにより下体部２５の容積を変更して、内燃機関の仕様変更等に対応したチュ−ニング作業ができるので、チュ−ニング時の試作品の製作コストを低減し、また、上体部２１の金型はそのまま使用できるため最終製品のコスト削減が可能になるだけでなく、異なる車型においても上体部２１の部品を共通化することで開発コストを低減することができる。

サイドブランチ３０は、取付部２１５ｂの内径と略同一の外径を有する有底円筒で、その先端の開口部が吸気ダクト１１に開口するように、底部が平面視でレゾネータ２０の略中央部に位置するように取付部２１５ｂに挿入され取り付けられている。そして、サイドブランチ３０と上面部２１１との接合面でリベット３９により上面部２１１に固定される。これにより、車型や内燃機関の仕様変更に応じて長さが異なるサイドブランチと交換することができる。

以上のように構成される消音装置１０のチューニング作業について説明する。まず、エンジンルーム内に配置されたエアクリーナ１３から吸気ダクト１１の配管形状を決定し、その途中に設ける消音装置１０の取付位置を、周囲の空間の大きさや形状を勘案して決定する。
そして、シミュレーション及びこれまでの経験に照らして、レゾネータ２０の大きさ（体積）やサイドブランチ３０の径や長さを仮り決めして、試作品を製作する。この際、レゾネータ２０の上体部２１の大きさや形状、ならびにサイドブランチ３０の外形寸法を決定しておく（これを１次試作品とする。）。

この１次試作品を用いて騒音測定し、その測定結果によりレゾネータ２０の下体部２５の大きさの異なるもの（上部形状は同一で深さの異なるもの）を数種類試作する。サイドブランチ３０も、長さの異なるものを複数種類試作しておく（これを２次試作品とする。）。そして、これら２次試作品の下体部２５とサイドブランチ３０の長さを種々組み合わせて、騒音測定し、最も騒音レベルの低い組み合わせを選択して、下体部２５の形状とサイドブランチ３０の長さを決定し、最終製品とする。

すなわち、レゾネータ２０の上体部２１を１次試作品の１種類のみ製作し、下体部２５とサイドブランチ３０を２次試作品として複数製作することにより、サイドブランチ３０の長さと下体部２５との組み合わせによりチューニング作業ができるので、試作コストを廉価にできる。

以上のようにして決定したレゾネータ２０の下体部２５とサイドブランチ３０とを上体部２１に組み付けるには、上体部２１の取付部２１５ｂにサイドブランチ３０の底部が所定長さでレゾネータ２０の箱体内に突出するように挿入し、リベット３９により固定する。
そして、下体部２５を上体部２１のフランジの下面で接着して気密的に接続し、消音装置１０として完成させる。

そして、連通管２１５全周にシール部材４０を巻き付けて、該シール部材４０を圧縮させながら、連通管２１５を吸気ダクト１１の開口部１１ｂに挿入することにより、消音装置１０を吸気ダクト１１に接続する。その後、レゾネータ２０に設けた図示しない取付部により周囲の適所に固定して、消音装置１０をエンジンルーム内に取り付ける。
したがって、レゾネータ２０とサイドブランチ３０とが恰も一体となって、エンジンルーム内に取り付けることができるので、取り付け作業性が向上する。

次に、本発明の第二の実施の形態の吸気音の消音装置の構成について説明する。第二の実施の形態の消音装置１０Ａは、図９、図１０に示すように、第１の実施の形態の消音装置１０に対して、サイドブランチ３０Ａの上面部２１１との接合面に、図１０に示すような取付孔３５１Ａが複数設けられて、サイドブランチ３０Ａの吸気ダクト１１に対する軸方向の取付位置を変更可能にして、チューニングする際のサイドブランチ３０Ａの取付位置を調整する調整手段３５Ａを構成したものである。

この第二の実施の形態の消音装置１０Ａによれば、サイドブランチ３０Ａは、１個のサイドブランチ３０Ａの１次試作品に調整手段３５Ａである複数の取付孔３５１Ａを設けたものでよいため、試作コストを廉価にできる。

以上のように構成された消音装置１０、１０Ａによれば、吸気ダクト１１の吸入口１１ａから吸入された吸気により発生する吸気音は、その低周波域はレゾネータ２０の内部で共鳴した波に相殺され、高周波域はサイドブランチ３０、３０Ａの底部で反射された波に相殺されて、それぞれ減音され、吸気音が低減する。

このように、本発明の消音装置１０、１０Ａによれば、チューニング作業時の試作品の製作数や製作費を削減でき、サイドブランチ３０Ａの取付位置やレゾネータ２０の下体部２５を変更するだけのためチューニング作業のコストや時間が低減でき、さらに、消音装置１０、１０Ａの取付工数の削減も可能となった。

なお、本発明は前記実施の形態のものに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施の形態ではサイドブランチを有底円筒状のもので説明したが、有底角筒状や三角筒状のものであってもよい。

本発明は、内燃機関の吸気ダクトと、該吸気ダクトのにおける一端の開口と他端の開口との間に設けられた開口部に、一体に形成された連通管により接続される箱状のレゾネータと、開口端が前記吸気ダクトに連通し、他端が前記レゾネータの箱体内に突出する有底筒状のサイドブランチとを備えた吸気音の消音装置において、前記レゾネータの連通管内に、前記吸気ダクトとレゾネータとの連通部と、前記サイドブランチを、その底部が前記レゾネータの箱体内に突出するように取り付ける取付部とを備えた消音装置としたので、サイドブランチを包含したレゾネータを恰も一部品のように扱って吸気管に取り付けることができ、組み付けが容易となり、組付工数が低減できるとともに、レゾネータの連通管を、連通部とサイドブランチの大きさを確保して設定すればよく、箱体の大きさを比較的自由に設定できるため、レゾネータの配置の自由度を向上させることが可能となった。

本発明の第一の実施の形態に係る内燃機関の吸気ダクトの全体を示した概念図である。 本発明の第一の実施の形態に係る消音装置の平面断面図である。 本発明の第一の実施の形態に係る消音装置の側面断面図である。 図３のIV−IV線に沿う断面図である。 本発明の第一の実施の形態に係るサイドブランチの斜視図である。 本発明を実際に実施する消音装置の側面図である。 本発明を実際に実施する消音装置の平面図である。 本発明を実際に実施する消音装置の正面図である。 本発明の第二の実施の形態に係る消音装置の平面断面図である。 本発明の第二の実施の形態に係るサイドブランチの斜視図である。 従来の内燃機関の吸気ダクトの全体を示した概念図である。

符号の説明

１０、１０Ａ 消音装置
１１ 吸気ダクト
１１ａ 吸入口
１１ｂ 開口部
１２ エアクリーナホース
１３ エアクリーナ
１４ スロットルボデー
２０ レゾネータ
２１ 上体部
２１１ 上面部
２１３ 側面壁
２１５ 連通管
２１５ａ 連通部
２１５ｂ 取付部
２１５ｃ フランジ部
２１５ｄ 閉鎖部
２５ 下体部
３０、３０Ａ サイドブランチ
３５、３５Ａ 調整手段
３５１、３５１Ａ 取付孔
３９ リベット
４０ シール部材

Claims (4)

1. 内燃機関の吸気ダクトと、該吸気ダクトにおける一端の開口と他端の開口との間に設けられた開口部に、一体に形成された連通管により接続される箱状のレゾネータと、開口端が前記吸気ダクトに連通し、他端が前記レゾネータの箱体内に突出する有底筒状のサイドブランチとを備えた吸気音の消音装置において、
   前記レゾネータの連通管内に、前記吸気ダクトとレゾネータとの連通部と、前記サイドブランチを、その底部が前記レゾネータの箱体内に突出するように取り付ける取付部とを備え、
   前記取付部が、前記サイドブランチを交換可能にする固定手段を備えたことを特徴とする吸気音の消音装置。
2. 請求項１に記載の吸気音の消音装置において、
   前記レゾネータの箱体を、前記連通管を備えた上体部と、該上体部の下部に密閉して取り付けられる箱状の下体部とから構成したことを特徴とする吸気音の消音装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の吸気音の消音装置において、
   前記サイドブランチに、前記レゾネータの取付部において、該サイドブランチの軸方向の取付位置を調整可能にする調整手段を備えたことを特徴とする吸気音の消音装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の吸気音の消音装置において、
   前記吸気ダクトの開口部が前記レゾネータの連通管より大きく形成され、該連通管の外側にシール材が設けられて、該連通管が前記吸気ダクトの開口部に挿入されてシールされたことを特徴とする吸気音の消音装置。

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