JPH05164007A - 内燃機関の吸気マニホルド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】吸気音の低減及びランブリングノイズの緩和を
達成できる内燃機関の吸気マニホルドを提供する。 【構成】一端に空気導入口４を有し且つ他端が閉塞され
たコレクタ部２と、コレクタ部２の側面から分岐して各
気筒の吸気ポートに連通するブランチ部３と、を備える
吸気マニホルドにおいて、コレクタ部２内に通気性多孔
質材からなる中空管状の吸音整流部材７を配設してコレ
クタ部７との間に環状の空隙８を形成し、吸音整流部材
７はブランチ部３に対向したところに空気導出孔９を有
し、吸音整流部材７の一端は吸気導入口４に連通してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の吸気マニ
ホルドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の吸気マニホルドとして
は、長手方向の一端に空気導入口を有し且つ他端が閉塞
されたコレクタ部と、コレクタ部側面から分岐して各気
筒の吸気ポートへそれぞれ独立して連通するブランチ部
と、からなるものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の内燃機関の吸気マニホルドにあっては、コレ
クタ部内における空気の流れは比較的遅く、また、ブラ
ンチ部内における空気の流れは各気筒内に生じる強い負
圧を受けて急激に吸い込まれるため非常に早く、すなわ
ち、吸気マニホルド内においては空気の流れに大きな変
化を伴うため、空気の流れに乱れを生じやすく、大きな
吸気音（高周波音）を発生するという問題点があった。

【０００４】また、長手方向の一端が開放され且つ他端
が閉塞されたコレクタ部内には、前記他端を腹とする管
内音圧モード（定在波）が形成され、モードの腹に近い
ブランチ部に発生する気柱振動は他のブランチ部よりも
大きく、これが車両加速時に車室内に透過してくる濁っ
た音質の不快な音、すなわち吸気系ランブリングノイズ
の発生原因となっていた（自動車技術会 学術講演会前
刷集９０２ １９９０−１０参照）。

【０００５】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、吸気音の低減及びランブリング
ノイズの緩和を達成できる内燃機関の吸気マニホルドを
提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、一端に空気導入口を有し且つ他端が閉塞されたコレ
クタ部と、当該コレクタ部の側面から分岐して各気筒の
吸気ポートに連通するブランチ部と、を備える内燃機関
の吸気マニホルドにおいて、前記コレクタ部内に通気性
多孔質材からなる中空管状の吸音整流部材を配設して当
該吸音整流部材と前記コレクタ部との間に環状の空隙を
形成し、前記吸音整流部材は前記ブランチ部に対向した
ところに空気導出孔を有し、前記吸音整流部材の一端は
前記吸気導入口に連通している、ことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成に基づき、空気導入口からコレクタ部
内へ導入される空気は、各気筒内に生じる強い負圧を受
けてブランチ部へと吸い込まれる。この際、コレクタ部
内を流れる空気の主流は通気性多孔質材からなる中空管
状の吸音整流部材内を通って空気導出孔からブランチ部
へ流れ、また、吸音整流部材内壁近傍を流れる空気は吸
音整流部材内を透過して空隙内に副流を形成する。この
副流は澱むことなくブランチ部へと流れるために、吸音
整流部材内壁近傍を流れる空気が吸音整流部材内を自由
に透過することを助長する。この結果、吸音整流部材内
壁による摩擦損失が軽減されて主流の整流作用が達成さ
れるばかりか、多孔質材からなる吸音整流部材の吸音効
果による吸気音の低減が得られる。

【０００８】また、コレクタ部内に形成される管内音圧
モード（定在波）はコレクタ部内壁に入射・反射するた
びに吸音整流部材内を通過するため、管内音圧モードの
軽減が得られる。すなわち、モードの腹に近いブランチ
部と他のブランチ部に発生する気柱振動の差が小さくな
るので、吸気系ランブリングノイズの低減が達成される
のである。

【０００９】

【実施例】以下、この発明に係る第１実施例を図１、図
２に基づいて説明する。なお、図１は吸気マニホルドの
断面図である。図に示したのは、長手方向の一端に空気
導入口４を有し且つ他端が閉塞されたコレクタ部２と、
コレクタ部２の側面から各気筒の吸気ポート（図略）へ
独立して連通するブランチ部３と、から構成される吸気
マニホルド１で、例えば、アルミニウムから形成され
る。

【００１０】空気導入口４にはスロットルチャンバー５
が接続され、スロットルチャンバー５内には吸気マニホ
ルド１への流入空気量を制御するスロットルバルブ６が
配設されている。

【００１１】コレクタ部２内には通気性のある多孔質材
（以下、通気性多孔質材）すなわち発泡アルミニウムか
らなる中空円筒状の吸音整流部材７が配設され、吸音整
流部材７外壁とコレクタ部２内壁との間で環状の空隙８
を形成している。吸音整流部材７の一端７ａは吸気導入
口４に開口すると共に、その内径はスロットルチャンバ
ー５の内径とほぼ同一であって、スロットルチャンバー
５内を流れる空気が吸音整流部材７内へ滑らかに流れる
ように考慮されていると共に、スロットルチャンバー５
からの空気が直接空隙８内に流れ込まないようになって
いる。なお、スロットルチャンバー５からの空気が直接
空隙８内に流れ込まないようにすることが主流の整流を
効果的に得るために望ましいが、これに限定するもので
はない。

【００１２】吸音整流部材７には各ブランチ部３にそれ
ぞれ対向する空気導出孔９が、ブランチ部３の内径とほ
ぼ同一径で穿設されている。

【００１３】吸音整流部材７のコレクタ部２への固定
は、吸音整流部材７の両端部にそれぞれ配設される弾性
部材１０、１１によりなされている。コレクタ部２の閉
塞側に配設される弾性部材１０は略凸字形を呈し、その
凸部１０ａは吸音整流部材７に嵌合し、その最外周部１
０ｂはコレクタ部２に嵌合する。空気導入口４側に配設
される弾性部材１１はリング状を呈し、その内周には小
径部１１ａと大径部１１ｂとが形成されている。そし
て、大径部１１ｂは吸音整流部材７に嵌合し、最外周部
１１ｃは空気導入口４に嵌合し、さらに、弾性部材１１
自体はコレクタ部２の閉塞側へスロットルチャンバー５
よって押さえつけられている。なお、図２に示したのは
吸音整流部材７及び弾性部材１０、１１の拡大図であ
る。

【００１４】このような構成に基づき、次に作用を説明
する。

【００１５】まず、本発明による吸音整流部材７の整流
作用を説明するため図３には、 １）吸音整流部材がない場合 ２）吸音整流部材がコレクタ部に密着して配設された場
合 ３）吸音整流部材がコレクタ部から離れて配設した場合 における、コレクタ部内での空気の速度ベクトルをそれ
ぞれ示した。この図から、以下に示すことが理解でき
る。 １）の場合、コレクタ部内壁近傍における流速が極端に
遅く、つまり、主流はコレクタ部壁面による摩擦損失を
大きく受けている。 ２）の場合、吸音整流部材による吸音作用は得られるも
のの、吸音整流部材壁面近傍における流速が極端に遅
く、つまり、１）の場合同様に主流は吸音整流部材壁面
による摩擦損失を大きく受け、主流の整流を得るに至っ
ていない。 ３）の場合、詳細は後述するが、吸音整流部材の内壁近
傍を流れる主流は空隙内へ自由に流れ込むことができる
ために、内壁近傍での摩擦損失は低く抑えられ、主流の
整流作用が得られている。

【００１６】さて、図１を参照して、空気導入口４から
コレクタ部２内へ導入される空気は、各気筒内に生じる
強い負圧を受けてブランチ部３へと急激に吸い込まれ
る。この際、コレクタ部２内を流れる空気の主流Ａは吸
音整流部材７内を通って空気導出孔９からブランチ部３
へと吸い込まれるが、通気性多孔質材からなる吸音整流
部材７の内壁近傍を流れる主流Ａの一部は吸音整流部材
７内を自由に透過でき、図中矢印の如く、空隙８内を滞
溜することなくブランチ部３へと流れる副流Ｂを形成す
る。このため、吸音整流部材７の内壁近傍を流れる主流
の速度を比較的大きく維持でき、すなわち、吸音整流部
材７内壁による摩擦損失の軽減が得られるため、主流Ａ
の整流が達成されるばかりか吸気効率の向上が得られ
る。

【００１７】また、主流Ａの整流により吸気音すなわち
高周波音の低減をも得られるが、この主流Ａは吸音効果
を有する吸音整流部材７内を流れるために、吸気音の低
減はより一層効果的なものとなる。

【００１８】一方、コレクタ部２内に形成される管内音
圧モード（定在波）は、コレクタ部２内壁に入射・反射
するたびに吸音整流部材７内を通過するために、管内音
圧モードの軽減が得られ、すなわち、モードの腹に近い
ブランチ部と他のブランチ部に発生する気柱振動の差が
小さくなるので、吸気系ランブリングノイズの低減が達
成される。

【００１９】また、軽量化のために、樹脂（例えば、硝
子強化繊維ナイロン６６）からなる吸気マニホルドを用
いることが考えられるが、これは、アルミニウムなど金
属製吸気マニホルドに比して著しく遮音性が悪く吸気音
などの騒音がより顕在化する。しかしながら、本実施例
によれば、吸気マニホルドの軽量化を達成しながらも吸
気音などの騒音を効果的に低減することが可能であり、
有効である。

【００２０】なお、本実施例においては、吸音整流部材
７に生じた振動がコレクタ部２へ伝わることを軽減する
ために、弾性体１０、１１を介して吸音整流部材７を固
定したが、これに限定するものではなく、吸音整流部材
７自体は振動しても発音しにくいことを考慮すると、必
ずしも弾性支持する必要はない。

【００２１】なお、本実施例においては、両端部が共に
開放された吸音整流部材７を用いたがこれに限定するも
のではなく、中空管状の吸音整流部材としてコレクタ部
２の閉塞側が閉塞しているものも適用可能である。

【００２２】次に、この発明に係る第２実施例を図４に
基づいて説明する。なお、図４は図１の部分拡大断面図
である。本実施例は、第１実施例におけるブランチ部３
内に、通気性多孔質材すなわち発泡アルミニウムからな
る中空円筒状の吸音整流部材２０を配設したもので、吸
音整流部材２０外壁とブランチ部３内壁との間で環状の
空隙２１を形成している。

【００２３】吸音整流部材２０のブランチ部３への固定
は弾性部材２２によりなされ、後述の副流Ｄが空隙２１
内を自由に流れることができるように、同一円周状を複
数箇所で弾性支持している。他の構成は、第１実施例に
準じ、同じ番号を付して、その説明を省略する。

【００２４】このような構成に基づき、次に、作用を説
明する。

【００２５】多孔質材からなる吸音整流部材２０内壁近
傍を流れる主流Ｃの一部は通気性多孔質材からなる吸音
整流部材２０内を自由に透過でき、図中矢印の如く、空
隙２１内を滞溜することなく図略の吸気ポートへ流れる
副流Ｄを形成する。このため、吸音整流部材２０内壁近
傍を流れる主流Ｃの速度を比較的大きく維持でき、吸音
整流部材２０内壁による摩擦損失が軽減されるので、主
流Ｃの整流が達成されて吸気効率の向上が得られる。

【００２６】つまり、コレクタ部２内に加えて、ブラン
チ部３内においても吸音・整流作用が得られるため、吸
気音の低減、吸気効率の向上をより効果的に得ることが
できる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、コレクタ部内を流れる空気の主流は通気性多孔質
材からなる中空管状の吸音整流部材内を通って空気導出
孔からブランチ部へ流れ、また、吸音整流部材内壁近傍
を流れる空気は吸音整流部材内を透過して空隙内に副流
を形成する。このため、吸音整流部材内壁による摩擦損
失が軽減されて主流の整流作用が得られるばかりか、吸
音整流部材の吸音効果による吸気音低減が得られる。

【００２８】さらに、コレクタ部内に形成される管内音
圧モード（定在波）は、コレクタ部内壁に入射・反射す
るたびに吸音整流部材内を通過するため管内音圧モード
の軽減が得られ、すなわち、吸気系ランブリングノイズ
の低減が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す吸気マニホルドの断面図

【図２】吸音整流部材及び弾性部材の拡大図

【図３】コレクタ部内を流れる空気の速度ベクトル図

【図４】第２実施例を示す図１の部分拡大断面図

【符号の説明】

１ 吸気マニホルド ２ コレクタ部 ３ ブランチ部 ４ 空気導入口 ７ 吸音整流部材 ８ 空隙 ９ 空気導出孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端に空気導入口を有し且つ他端が閉塞さ
   れたコレクタ部と、当該コレクタ部の側面から分岐して
   各気筒の吸気ポートに連通するブランチ部と、を備える
   内燃機関の吸気マニホルドにおいて、 前記コレクタ部内に通気性多孔質材からなる中空管状の
   吸音整流部材を配設して当該吸音整流部材と前記コレク
   タ部との間に環状の空隙を形成し、前記吸音整流部材は
   前記ブランチ部に対向したところに空気導出孔を有し、
   前記吸音整流部材の一端は前記吸気導入口に連通してい
   る、ことを特徴とする内燃機関の吸気マニホルド。