WO2013089010A1 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

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WO2013089010A1
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internal combustion
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福本　一朗
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株式会社マーレ フィルターシステムズ
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    • F02M35/12—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1205—Flow throttling or guiding
    • F02M35/1238—Flow throttling or guiding by using secondary connections to the ambient, e.g. covered by a membrane or a porous member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M35/1261—Helmholtz resonators
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Definitions

  • the present invention relates to an intake device for an internal combustion engine having a Helmholtz-type resonance chamber as a silencer.
  • a bottomed cylindrical bellows-like elastic member is disposed inside a so-called hard type volume chamber, and a negative pressure is introduced into the elastic member, thereby generating a negative pressure.
  • the volume of the volume chamber is changed by expanding and contracting the elastic member according to the degree of pressure. For this reason, the elastic characteristics of the volume chamber and the characteristics of the material forming the volume chamber are not effectively utilized as the original silencing effect or the resonance supercharging effect, and there is still room for improvement.
  • an actuator such as a pipe for introducing negative pressure and a motor is required, which necessitates an increase in size and complexity of the entire apparatus.
  • the present invention has been made paying attention to such problems, and it is possible to obtain a silencing effect or a resonance supercharging effect by effectively utilizing the elastic characteristics of the volume chamber and the characteristics of the material itself forming the volume chamber.
  • the present invention provides an intake device for an internal combustion engine that can achieve an intended purpose with a simple structure.
  • an intake device for an internal combustion engine having a Helmholtz-type resonance chamber for silencing, as described in claim 1, and an introduction pipe having one end connected to the intake pipe, and the other end of the introduction pipe
  • An elastically deformable and sealed volume chamber that functions as a resonance chamber having a diameter larger than that of the introduction tube connected to the inlet tube, a sealed cover that concentrically covers the volume chamber, and a part of the cover And an extremely small-diameter hole portion.
  • a filter member is mounted at a position corresponding to the hole of the cover as described in claim 2.
  • the hole portion is provided at a position corresponding to the hole portion of the cover. It is desirable to provide an on-off valve that opens and closes. More specifically, as described in claim 4, the open / close valve includes a check valve type valve body that opens the hole only when the internal pressure of the cover is larger than the external pressure. desirable.
  • the valve body for example, a relatively simple one such as a grommet type or a reed valve type can achieve the intended purpose.
  • the volume chamber is formed of a flexible material in which at least the cylindrical body portion is softer than the cover. It is desirable that it is a bellows-like one and has a bottomed cylindrical shape as a whole.
  • the volume chamber and the cover are both concentric with the introduction pipe, and the cover has a bottomed cylindrical shape similar to the volume chamber. It is desirable that a hole and a valve body are provided at a position corresponding to the bottom wall.
  • the hole having no opening / closing valve may be connected to the intake pipe at a position different from the connection position of the introduction pipe to the intake pipe. More specifically, as described in claim 8, the hole is introduced into the intake pipe through a duct having a gradually increasing cross-sectional area from the hole toward the intake pipe on the side opposite to the introduction pipe. It is assumed that the intake pipe is connected at a position different from the pipe connection position.
  • a specific resonance frequency (for example, f1) is obtained as the Helmholtz type resonance chamber effect determined by the cross-sectional area and length of the introduction tube and the volume of the volume chamber.
  • another resonance frequency (for example, f2) determined by the shape of the elastically deformable volume chamber including the bellows portion and the material of the volume chamber is obtained.
  • a so-called damper effect can be expected due to the elastically deformable volume chamber including the bellows part, and in particular, the material that forms the volume chamber itself as well as the structural intake sound attenuation effect due to the elastically deformable volume chamber.
  • a synergistic effect a remarkable silencing effect and a resonance supercharging effect are obtained.
  • the presence of the filter member has an advantage that foreign matter can be prevented from entering the cover.
  • a specific resonance frequency determined by the cross-sectional area and length of the introduction pipe and the volume of the volume chamber is obtained.
  • volume chamber is substantially bellows-like, there is an advantage that elastic deformation of the volume chamber is stably performed.
  • the valve body opens according to the pressure difference when the volume chamber expands and contracts in response to the pressure fluctuation of the intake air or the predetermined frequency of the intake air, so that the elastic characteristics of the volume chamber And radiated sound characteristics can be set arbitrarily.
  • FIG. 5 is a diagram showing a more specific second embodiment for implementing the intake device for an internal combustion engine according to the present invention, in which (A) is an explanatory diagram showing an enlarged main part, and (B) is a diagram C of FIG. Enlarged view of the part.
  • FIG. 9 is a diagram showing a more specific fifth embodiment for carrying out an intake device for an internal combustion engine according to the present invention, and is an explanatory view showing an enlarged main part.
  • FIG. 1 is a diagram showing a more specific first embodiment for implementing an intake device for an internal combustion engine according to the present invention.
  • one end of a resin introduction pipe 2 having a smaller cross-sectional area than that of the intake pipe 1 is connected to the midway of the resin intake pipe 1 having a predetermined cross-sectional area. 1 communicates with the interior space.
  • a resin end piece 3 is inserted and connected to the other end of the introduction tube 2 concentrically with the introduction tube 2.
  • the end piece 3 has a socket portion 4 with a flange portion 4a formed as a separate piece, and a cover 5, and a flange portion 6a at a base portion of a bellows-shaped volume chamber 6 between them.
  • the volume chamber 6 is fixed and supported concentrically with the cover 5 by being sandwiched. Both the volume chamber 6 and the cover 5 are set to have a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the introduction pipe 2, and the sealed volume chamber 6 communicates with the introduction pipe 2.
  • the space and the internal space of the volume chamber 6 are isolated.
  • the intake pipe 1 is assumed to be a so-called dust side air duct on the upstream side (outside air intake side) of the air cleaner in the intake device, but so-called downstream side of the air cleaner if necessary. It may be an air duct on the clean side.
  • the volume chamber 6 is a flexible material softer than the material of the cover 5 or the like, for example, a thermoplastic elastomer or a thermoplastic elastomer and a thermoplastic. It is formed of a composite material with resin and can be elastically deformed in the axial direction, more specifically, can be expanded and contracted in the axial direction. That is, as apparent from FIG. 1, the volume chamber 6 is a bottomed cylindrical shape in which the cylindrical body portion 6 b is formed in a bellows shape, and communicates with the intake pipe 1 through the introduction pipe 2. While functioning as a Helmholtz-type resonance chamber as shown in FIG. 2, the volume chamber 6 is surrounded or covered by a slightly larger sealed cover 5 having a similar shape.
  • a single circular small hole 7 is formed concentrically with the cover 5 and the volume chamber 6.
  • the small hole 7 has a function of opening the internal space of the cover 5 to the atmosphere and stabilizing the elastic deformation of the volume chamber 6, and also has a function of controlling the sound emitted from the cover 5. Therefore, the small hole 7 is not necessarily provided in the bottom wall portion 5a of the cover 5 as long as the intended purpose can be achieved.
  • the small hole 7 may be provided in a portion of the cover 5 other than the bottom wall portion 5a. Further, the small holes 7 may be slit-shaped, or two or more.
  • a so-called damper effect can be expected by the elastically deformable volume chamber 6 including the cylindrical body 6b, and the volume chamber 6 is formed together with a structural intake sound attenuation effect by the elastically deformable volume chamber 6.
  • a material-like loss effect by the material itself is obtained, and a remarkable silencing effect and a resonance supercharging effect are obtained as a synergistic effect thereof.
  • the specific resonance frequency f1 determined by the cross-sectional area S and length L of the introduction tube 2 and the volume V of the volume chamber 6 is obtained as a Helmholtz-type resonance chamber effect first.
  • another specific resonance frequency f2 is obtained from the natural frequency determined by the shape of the elastically deformable volume chamber 6 including the cylindrical body 6b and the material of the volume chamber 6. It will be.
  • the volume chamber 6 can be regarded as a Helmholtz type resonance chamber as described above, it can be understood as a mass-spring model in which the introduction tube 2 is a mass and the elastically deformable volume chamber 6 is a spring.
  • the loss coefficient and the damping ratio determined from the material constituting the volume chamber 6 and the shape of the volume chamber 6 act on the spring in the mass-spring model, so that the respective silencing effects due to the different resonance frequencies f1 and f2 are obtained.
  • a further silencing effect and resonance supercharging effect can be expected by the so-called damper effect determined by the shape of the elastically deformable volume chamber 6 including the cylindrical body 6b and the material of the volume chamber 6. It becomes like this.
  • FIG. 3 shows the silencing effect of the n-th order intake noise
  • FIG. 4 shows the silencing effect of the 2n-order intake noise, respectively, with the above-mentioned first embodiment having the engine speed (rpm) -sound pressure level (dB) characteristics.
  • the conventional structure is a Helmholtz resonance chamber having the same volume as the elastically deformable volume chamber 6.
  • FIG. 5 shows a comparison between the first embodiment and the conventional structure with respect to the resonance supercharging effect of the intake noise with the same rotational speed (rpm) -torque characteristic of the internal combustion engine.
  • FIG. 6 shows the frequency-loss factor (%) characteristics based on the structural characteristics and materials of the elastically deformable volume chamber 6
  • FIG. 7 shows the frequency-damping ratio (%) characteristics.
  • the resonance supercharging effect of the intake noise according to the first embodiment is prominent in a specific rotational speed range of the internal combustion engine.
  • FIG. 8 is a view showing a more specific second embodiment for carrying out the intake device for an internal combustion engine according to the present invention, and the same reference numerals are given to the portions common to FIG.
  • the small hole 7 formed in the bottom wall portion 5a of the cover 5 is provided with a filter 8 having air permeability and water permeability as a filter member, and the same effect as the first embodiment is provided.
  • a filter 8 having air permeability and water permeability as a filter member, and the same effect as the first embodiment is provided.
  • FIGS. 9A and 9B show a more specific third embodiment for implementing the intake device for an internal combustion engine according to the present invention
  • FIGS. 10A and 10B show the present invention.
  • a more specific fourth embodiment for implementing an intake device for an internal combustion engine is shown, and the same reference numerals are given to portions common to FIG.
  • FIGS. 9A and 9B there are two small holes 17 formed in the bottom wall portion 5a of the cover 5, and the two small holes 17 share the two small holes 17.
  • An opening / closing valve function for opening / closing the small hole 17 is added. More specifically, for example, a rubber or soft resin plug or a grommet type valve element 9 is mounted as an on-off valve so that the two small holes 17 formed in the bottom wall portion 5a of the cover 5 share the cover 5 5 has a so-called normally closed type check valve type opening / closing valve function that opens the small hole 17 only when the internal pressure of 5 is larger than the external pressure.
  • the small hole 17 opened and closed by the valve body 9 may be single as shown in FIG.
  • a reed valve type valve element 10 is provided as a rivet 11 as an on-off valve in a single small hole 27 formed in the bottom wall portion 5a of the cover 5.
  • a so-called normally closed type check valve type opening / closing valve function that opens the small hole 27 by the resonance frequency of the valve body 10 It is.
  • the small hole 27 opened and closed by the valve body 10 may be a single one as shown in FIG.
  • the same effect as the first embodiment can be obtained, and the volume chamber 6 is interlocked according to the pressure fluctuation of the intake air introduced from the intake pipe 1.
  • the valve body 9 or 10 By opening the valve body 9 or 10 according to the pressure difference when expanding and contracting or the predetermined frequency of the intake air, it becomes possible to arbitrarily set the elastic characteristics and radiated sound characteristics of the volume chamber 6.
  • FIG. 11 is a view showing a more specific fifth embodiment for implementing the intake device for an internal combustion engine according to the present invention, and the same reference numerals are given to portions common to FIG.
  • the sectional area gradually increases from the small hole 37 side of the end piece 3 toward the intake pipe 1 on the counter-introducing pipe 2 side with respect to the small hole 37 formed in the bottom wall portion 5a of the cover 5.
  • the small hole 37 is connected to the intake pipe 1 by the duct 12 at an arbitrary position different from the connection position of the introduction pipe 2 to the intake pipe 1.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the specificity determined by the cross-sectional area and length of the introduction pipe 2 and the volume of the volume chamber 6 described above can be obtained.

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Abstract

　消音のためのヘルムホルツ型の共鳴室を備えた内燃機関の吸気装置である。一端が吸気管（１）に接続された導入管（２）と、導入管（２）の他端に接続されて当該導入管（２）よりも大径の共鳴室として機能する弾性変形可能で且つ密閉された容積室（６）と、この容積室（６）を同心状に覆う密閉式のカバー（５）と、カバー（５）の一部に設けられた小穴（７）とを備えている。特定の周波数（ｆ１），（ｆ２）による共鳴効果に加えて、弾性変形可能な容積室（６）の材質と形状とから決まる損失係数と減衰比とに基づき、容積室（６）そのもののダンパー効果による一段と優れた消音効果と共鳴過給効果が得られる。

Description

内燃機関の吸気装置
　本発明は、消音室（レゾネータ）としてヘルムホルツ型の共鳴室を備えた内燃機関の吸気装置に関する。
　従来、この種の内燃機関の吸気装置として、例えば特許文献１に記載されているように、吸気系の消音のためにヘルムホルツ型の共鳴室として機能する容積室の容積を積極的に可変にしたものが提案されている。
　しかしながら、特許文献１に記載された技術では、いわゆるハードタイプの容積室の内部に有底円筒状のベローズ状の弾性部材を配置するとともに、その弾性部材の内部に負圧を導入して、負圧の度合いに応じて当該弾性部材を伸縮変形させることで容積室の容積を変化させるようにしている。そのため、容積室の弾性特性および容積室を形成している材料特性が本来の消音効果あるいは共鳴過給効果として何ら有効活用されておらず、なおも改善の余地を残している。
　また、上記のように容積室の容積を積極的に可変とするためには、負圧導入のための配管やモータ等のアクチュエータが必要となり、装置全体の大型化と複雑化が余儀なくされる。
特開２００９－３６１８５号公報
　本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、容積室の弾性特性や容積室を形成している材料そのものの特性の有効活用によって消音効果あるいは共鳴過給効果が得られるようにし、もって簡単な構造で所期の目的を達成できるようにした内燃機関の吸気装置を提供するものである。
　本発明は、請求項１に記載のように、消音のためのヘルムホルツ型の共鳴室を備えた内燃機関の吸気装置において、一端が吸気管に接続された導入管と、上記導入管の他端に接続されて当該導入管よりも大径の共鳴室として機能する弾性変形可能で且つ密閉された容積室と、この容積室を同心状に覆う密閉式のカバーと、上記カバーの一部に形成された極小径の穴部と、を備えていることを特徴とする。
　この場合において、カバー内への異物の侵入を未然に防止する上では、請求項２に記載のように、上記カバーの穴部に相当する位置にフィルター部材を装着してあることが望ましい。
　また、容積室の弾性特性の制御や容積室からの放射音の制御を積極的に行うためには、請求項３に記載のように、上記カバーの穴部に相当する位置に当該穴部を開閉する開閉弁を備えていることが望ましい。より具体的には、請求項４に記載のように、上記開閉弁として、カバーの内圧が外部圧力よりも大きい場合のみ上記穴部を開放する逆止弁タイプの弁体を備えていることが望ましい。この弁体としては例えばグロメットタイプあるいはリード弁タイプ等の比較的簡単なものでも所期の目的を達成できる。
　また、容積室の弾性変形を一段と容易に且つ安定化させるためには、請求項５に記載のように、容積室は少なくとも筒状胴部がカバーよりも軟質の可撓性材料にて形成されたベローズ状のものとなっているとともに、全体として有底円筒状のものであることが望ましい。
　より具体的には、請求項６に記載のように、容積室およびカバーは共に導入管と同心状のものであるとともに、上記カバーは容積室と相似形をなす有底円筒状のものであり、その底壁部に相当する位置に穴部および弁体を設けてあることが望ましい。
　さらに、請求項７に記載のように、開閉弁を有しない穴部が、吸気管に対する導入管の接続位置とは異なる位置にて吸気管に接続されていても良い。より具体的には、請求項８に記載のように、上記穴部は、当該穴部から反導入管側の吸気管に向かって漸次断面積が大きくなるダクトを介して、上記吸気管に対する導入管の接続位置とは異なる位置で当該吸気管に接続されているものとする。
　したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、導入管の断面積と長さおよび容積室の容積で決まるヘルムホルツ型の共鳴室効果として例えば特定の共鳴周波数（例えば、ｆ１とする。）が得られるほか、ベローズ部を含む弾性変形可能な容積室の形状と当該容積室の材質とで決まる別の共鳴周波数（例えば、ｆ２とする。）が得られることになる。
　その上、ベローズ部を含む弾性変形可能な容積室によるいわゆるダンパー効果が期待でき、特に弾性変形可能な容積室による構造的な吸気音減衰効果とともに、容積室を形成している材料そのものによる材質的な損失効果が得られ、それらの相乗効果として顕著な消音効果と共鳴過給効果が得られることになる。
　以上のように、請求項１に記載の発明によれば、容積室を積極的に弾性変形させるための配管やアクチュエータ等の手段を必要としないため、小型で且つ簡単な構造のもとで、互いに異なる複数の共鳴周波数による従来以上の消音効果と共鳴過給効果が得られる。
　請求項２に記載の発明によれば、フィルター部材があることでカバー内への異物の侵入を未然に防止できる利点がある。
　また、請求項３，４に記載の発明によれば、穴部を開閉する開閉弁または弁体を備えることで、導入管の断面積と長さおよび容積室の容積で決まる特定の共鳴周波数とは異なる任意の音圧モードでの減衰効果を持たせることが可能となる。
　請求項５に記載の発明によれば、容積室が実質的にベローズ状のものであるため、容積室の弾性変形が安定して行われる利点がある。
　請求項６に記載の発明によれば、吸気の圧力変動に応じ容積室が連動して伸縮する際の圧力差または吸気の所定の周波数に応じて弁体が開くことで、容積室の弾性特性や放射音特性を任意に設定することができる。
　さらに、請求項７，８に記載の発明によれば、導入管の断面積と長さおよび容積室の容積で決まる特定の共鳴周波数とは異なる任意の音圧モードでの減衰効果を持たせることができる利点がある。
本発明に係る内燃機関の吸気装置を実施するためのより具体的な第１の形態を示す図で、要部を拡大した説明図。 図１をモデル化した説明図。 消音効果を評価するためのｎ次の吸気騒音の内燃機関回転数と音圧レベルとの関係を示す特性図。 消音効果を評価するための２ｎ次の吸気騒音の内燃機関回転数と音圧レベルとの関係を示す特性図。 共鳴過給効果を評価するための内燃機関回転数とトルクとの関係を示す特性図。 弾性変形可能な容積室の形状と材質に基づく周波数と損失係数（％）との関係を示す特性図。 弾性変形可能な容積室の形状と材質に基づく周波数と減衰比（％）との関係を示す特性図。 本発明に係る内燃機関の吸気装置を実施するためのより具体的な第２の形態を示す図で、（Ａ）は要部を拡大した説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＣ部の拡大図。 本発明に係る内燃機関の吸気装置を実施するためのより具体的な第３の形態を示す図で、（Ａ）は要部を拡大した説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＤ部の拡大図。 本発明に係る内燃機関の吸気装置を実施するためのより具体的な第４の形態を示す図で、（Ａ）は要部を拡大した説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＥ部の拡大図。 本発明に係る内燃機関の吸気装置を実施するためのより具体的な第５の形態を示す図で、要部を拡大した説明図。
　図１は本発明に係る内燃機関の吸気装置を実施するためのより具体的な第１の形態を示す図である。
　図１に示すように、所定の断面積を有する樹脂製の吸気管１の途中には当該吸気管１よりも断面積の小さな同じく樹脂製の導入管２の一端が接続されていて、吸気管１の内部空間と連通している。また、導入管２の他端には当該導入管２と同心状に樹脂製のエンドピース３が挿入・接続されている。このエンドピース３は、それぞれに別ピースとして形成されたフランジ部４ａ付きのソケット部４とカバー５とを突き合わせるとともに、それら両者の間にベローズ状の容積室６における根元部のフランジ部６ａを挟み込んで、容積室６をカバー５と同心状に固定支持させたものである。そして、容積室６およびカバー５共にその断面積は導入管２の断面積よりも大きく設定されているとともに、密閉式の容積室６は導入管２に連通してはいても、カバー５の内部空間と容積室６の内部空間とは隔離されている。
　なお、ここでは、上記吸気管１として、吸気装置におけるエアクリーナよりも上流側（外気取り入れ口側）のいわゆるダストサイド側のエアダクトを想定しているが、必要に応じてエアクリーナよりも下流側のいわゆるクリーンサイド側のエアダクトであっても良い。
　ここで、ソケット部４およびカバー５が樹脂製のものであるのに対して、容積室６はカバー５等の材質よりも軟質の可撓性材料、例えば熱可塑性エラストマーあるいは熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂との複合材にて形成されていて、軸心方向に弾性変形可能、より具体的には軸心方向に伸縮変形可能となっている。すなわち、図１から明らかなように、容積室６は筒状胴部６ｂがベローズ状に形成された有底円筒状のもので、導入管２を介して吸気管１に連通していることで図２のようなヘルムホルツ型の共鳴室として機能するとともに、容積室６はそれと相似形をなす一回り大きな密閉式のカバー５にて包囲または覆われていることになる。
　そして、カバー５のうち導入管２とは反対側の部位、より具体的にはカバー５における底壁部５ａの中央部には容積室６やカバー５の直径に比べて極小径の穴部として単一の円形状の小穴７がカバー５や容積室６と同心状に形成されている。この小穴７は、カバー５の内部空間を大気開放して、容積室６の弾性変形を安定化させる機能を有しているとともに、カバー５からの放射音を制御する機能を有している。それ故に、所期の目的さえ達成できれば、小穴７は必ずしもカバー５の底壁部５ａに設ける必要はなく、例えばカバー５のうち底壁部５ａ以外の部位に設けても良い。また、小穴７はスリット状のものであっても良く、さらに二つ以上設けても良い。
　したがって、このような吸気装置によれば、図２に示すように、導入管２の断面積Ｓと長さＬおよび容積室６の容積Ｖで決まるヘルムホルツ型の共鳴室効果として例えば特定の共鳴周波数ｆ１が得られるほか、筒状胴部６ｂを含む弾性変形可能な容積室６の形状と当該容積室６の材質とで決まる別の共鳴周波数ｆ２が得られることになる。
　しかも、筒状胴部６ｂを含む弾性変形可能な容積室６によるいわゆるダンパー効果が期待でき、特に弾性変形可能な容積室６による構造的な吸気音減衰効果とともに、容積室６を形成している材料そのものによる材質的な損失効果が得られ、それらの相乗効果として顕著な消音効果と共鳴過給効果が得られることになる。
　より詳しくは、図２に示すように、ヘルムホルツ型の共鳴室効果として導入管２の断面積Ｓと長さＬおよび容積室６の容積Ｖで決まる特定の共鳴周波数ｆ１が得られることは先に述べたとおりであって、これとは別の特定の共鳴周波数ｆ２が筒状胴部６ｂを含む弾性変形可能な容積室６の形状と当該容積室６の材質とで決まる固有振動数から得られることになる。
　そして、容積室６は先に述べたようにヘルムホルツ型の共鳴室とみなし得ることから、導入管２がマス、弾性変形可能な容積室６がバネとなるマス－バネモデルと理解することができる。これにより、容積室６を構成する材料とその容積室６の形状とから決まる損失係数と減衰比が上記マス－バネモデルにおけるバネに作用することで、互いに異なる共鳴周波数ｆ１およびｆ２によるそれぞれの消音効果と共鳴過給効果に加えて、筒状胴部６ｂを含む弾性変形可能な容積室６の形状と当該容積室６の材質とで決まるいわゆるダンパー効果によってさらなる消音効果と共鳴過給効果が期待できるようになる。
　図３はｎ次の吸気騒音の消音効果について、図４は２ｎ次の吸気騒音の消音効果について、それぞれ内燃機関の回転数（ｒｐｍ）－音圧レベル（ｄＢ）特性をもって上記第１の形態と従来構造とを比較したものである。なお、従来構造は上記弾性変形可能な容積室６と同じ容積のヘルムホルツ型の共鳴室とした。
　また、図５は上記吸気騒音の共鳴過給効果について、同じく内燃機関の回転数（ｒｐｍ）－トルク特性をもって上記第１の形態と従来構造とを比較したものである。
　さらに、図６は上記弾性変形可能な容積室６の構造的特徴および材質に基づく周波数－損失係数（％）特性を、図７は同じく周波数－減衰比（％）特性をそれぞれ示している。
　図３，４から明らかなように、図６，７の周波数－損失係数（％）特性および周波数－減衰比（％）との相乗効果によって、内燃機関の特定の回転数域において上記第１の形態による吸気騒音の消音効果が顕著に表れている。
　同様に、図５から明らかなように、内燃機関の特定の回転数域において上記第１の形態による吸気騒音の共鳴過給効果が顕著に表れている。
　図８は本発明に係る内燃機関の吸気装置を実施するためのより具体的な第２の形態を示す図であり、図１と共通する部分には同一符号を付してある。
　この第２の形態では、カバー５の底壁部５ａに形成された小穴７に、フィルター部材として通気性および通水性を有するフィルター８を装着したもので、先の第１の形態と同様の効果に加えて、例えばカバー５内への異物の侵入を未然に防止できる利点がある。
　図９の（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る内燃機関の吸気装置を実施するためのより具体的な第３の形態を、図１０の（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る内燃機関の吸気装置を実施するためのより具体的な第４の形態をそれぞれ示していて、図１と共通する部分には同一符号を付してある。
　図９の（Ａ），（Ｂ）に示す第３の形態では、カバー５の底壁部５ａに形成される小穴１７を二つとし、これらの二つの小穴１７が共有するかたちで当該二つの小穴１７を開閉するための開閉弁機能を付加したものである。より具体的には、カバー５の底壁部５ａに形成された二つの小穴１７が共有するかたちで、開閉弁として例えばゴムあるいは軟質樹脂製のプラグあるいはグロメットタイプの弁体９を装着し、カバー５の内圧が外部圧力よりも大きい場合のみ上記小穴１７を開放するいわゆる常閉タイプで且つ逆止弁タイプの開閉弁機能を具備させたものである。なお、弁体９によって開閉される小穴１７は図１のように単一のものであっても良い。
　また、図１０の（Ａ），（Ｂ）に示す第４の形態では、カバー５の底壁部５ａに形成された単一の小穴２７に開閉弁としてリード弁タイプの弁体１０をリベット１１にて装着し、カバー５の内圧が外部圧力よりも大きい場合、または弁体１０の共振周波数により上記小穴２７を開放するいわゆる常閉タイプで且つ逆止弁タイプの開閉弁機能を具備させたものである。なお、弁体１０によって開閉される小穴２７は図１のように単一のものであっても良い。
　これらの第３，第４の形態によれば、先の第１の形態と同様の効果が得られることはもちろんのこと、吸気管１より導かれる吸気の圧力変動に応じ容積室６が連動して伸縮する際の圧力差または吸気の所定の周波数に応じて弁体９または１０が開くことで、容積室６の弾性特性や放射音特性を任意に設定することが可能となる。
　図１１は本発明に係る内燃機関の吸気装置を実施するためのより具体的な第５の形態を示す図であり、図１と共通する部分には同一符号を付してある。
　この第５の形態では、カバー５の底壁部５ａに形成された小穴３７に対して、エンドピース３の当該小穴３７側から反導入管２側の吸気管１に向かって漸次断面積が大きくなるダクト１２を接続し、吸気管１に対する導入管２の接続位置とは異なる任意の位置にて小穴３７をダクト１２にて吸気管１に接続したものである。
　この第５の形態によれば、先の第１の形態と同様の効果が得られることはもちろんのこと、先に述べた導入管２の断面積と長さおよび容積室６の容積で決まる特定の共鳴周波数ｆ１とは異なる任意の音圧モードでの減衰効果を持たせることが可能となる利点がある。

Claims (8)

  1. 　消音のためのヘルムホルツ型の共鳴室を備えた内燃機関の吸気装置において、
    　一端が吸気管に接続された導入管と、
    　上記導入管の他端に接続されて当該導入管よりも大径の共鳴室として機能する弾性変形可能で且つ密閉された容積室と、
    　この容積室を同心状に覆う密閉式のカバーと、
    　上記カバーの一部に設けられた極小径の穴部と、
    　を備えている内燃機関の吸気装置。
  2. 　上記カバーの穴部に相当する位置にフィルター部材を装着してある請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
  3. 　上記カバーの穴部に相当する位置に当該穴部を開閉する開閉弁を備えている請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
  4. 　上記開閉弁として、カバーの内圧が外部圧力よりも大きい場合のみ上記穴部を開放する逆止弁タイプの弁体を備えている請求項３に記載の内燃機関の吸気装置。
  5. 　上記容積室は少なくとも筒状胴部がカバーよりも軟質の可撓性材料にて形成されたベローズ状のものとなっているとともに、全体として有底円筒状のものである請求項４に記載の内燃機関の吸気装置。
  6. 　上記容積室およびカバーは共に導入管と同心状のものであるとともに、上記カバーは容積室と相似形をなす有底円筒状のものであり、その底壁部に相当する位置に穴部および弁体を設けてある請求項５に記載の内燃機関の吸気装置。
  7. 　上記吸気管に対する導入管の接続位置とは異なる位置にて上記穴部が吸気管に接続されている請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
  8. 　上記穴部は、当該穴部から反導入管側の吸気管に向かって漸次断面積が大きくなるダクトを介して、上記吸気管に対する導入管の接続位置とは異なる位置で当該吸気管に接続されている請求項７に記載の内燃機関の吸気装置。
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