(57)【要約】【課題】減音特性を変化させることなく、水抜き孔を介して排水し得るようにする。【解決手段】レゾネータ１０は、共鳴室１２の底部に、上下方向に貫通形成された水抜き孔２２と、共鳴室１２の底部に配設され、水抜き孔２２を開閉する開閉手段３０とを備えている。開閉手段３０は、水抜き孔２２に上下方向に移動可能に挿通された挿通軸を有する錘部３２と、挿通軸における共鳴室１２の内側に延出する部位に、水より比重が小さい素材で形成されて、該共鳴室の内側から水抜き孔２２を塞ぐと共に、該共鳴室１２の底部に溜まった水に浮いて該水抜き孔２２を開放するフロート部４０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共鳴室の底部に、上下方向に貫通形成された水抜き孔と、
前記共鳴室の底部に配設され、前記水抜き孔を開閉する開閉手段とを備え、
前記開閉手段は、
前記水抜き孔に上下方向に移動可能に挿通された挿通軸を有する錘部と、
前記挿通軸における前記共鳴室の内側に延出する部位に、水より比重が小さい素材で形成されて、該共鳴室の内側から前記水抜き孔を塞ぐと共に、該共鳴室の底部に溜まった水に浮いて該水抜き孔を開放するフロート部とを備えた
ことを特徴とするレゾネータ。
【請求項２】
前記錘部は、前記挿通軸における前記共鳴室の外側に延在する部位に、該挿通軸の横方向に延出して前記水抜き孔に挿通不能な係止部が設けられた請求項１記載のレゾネータ。
【請求項３】
前記挿通軸には、前記共鳴室の内外に連通する溝が設けられた請求項１または２記載のレゾネータ。
【請求項４】
前記フロート部は、前記共鳴室の底部を下方へ凹ませて形成された凹部に、上下方向の移動が可能に収容され、
前記凹部は、該凹部の底壁に形成された前記水抜き孔を塞いだ状態と該凹部に溜まった水に浮いた状態との間での前記フロート部の変位に亘って、該凹部を画成する縦壁が該フロート部の最も横幅が大きい周面部分と相対する深さで形成された請求項１〜３の何れか一項に記載のレゾネータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の吸気系に設けられるレゾネータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載された内燃機関は、吸気ダクトを介して空気を吸い込む際に発生する吸気騒音を低減するために、レゾネータが吸気ダクトの途中に配設されている。レゾネータは、中空の箱状体であり、箱状体の内部に画成された共鳴空間による共鳴作用を利用して吸気音などを低減するようになっている。レゾネータは、吸気ダクトで外部から取り込んだ空気に混ざった水や、結露により生じた水などが、共鳴空間に溜まるので、箱状体の底部に水抜き孔を形成し、この水抜き孔を介して排水するよう構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記レゾネータは、低減するべき騒音の周波数に応じて共鳴空間の容積が設定される。しかし、水抜き孔を形成することで減音特性が低下するので、同等の減音特性を確保するためには、共鳴空間の容積を大きくする必要があるから、レゾネータの大型化に繋がってしまう難点がある。また、水抜き孔を形成したレゾネータは、減音し得る周波数帯が高い方にずれてしまい、この周波数帯のずれは、簡単な解析では求めることが非常に困難である。このため、製造したレゾネータにおいて、水抜き孔の位置や数や大きさなどを調節して、減音を狙った周波数を合わせる手間がかかり、レゾネータの成形型を修正するコストも無視できない。
【０００５】
すなわち本発明は、従来の技術に係るレゾネータに内在する前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、水抜き孔によって減音特性を変化させることなく、水抜き孔を介して排水し得るレゾネータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明のレゾネータは、
共鳴室の底部に、上下方向に貫通形成された水抜き孔と、
前記共鳴室の底部に配設され、前記水抜き孔を開閉する開閉手段とを備え、
前記開閉手段は、
前記水抜き孔に上下方向に移動可能に挿通された挿通軸を有する錘部と、
前記挿通軸における前記共鳴室の内側に延出する部位に、水より比重が小さい素材で形成されて、該共鳴室の内側から前記水抜き孔を塞ぐと共に、該共鳴室の底部に溜まった水に浮いて該水抜き孔を開放するフロート部とを備えたことを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、フロート部で水抜き孔を塞いでいるので、水抜き孔の形成によって減音特性を変化させることはない。また、共鳴室に水が溜まった場合はフロート部が水抜き孔を開放するように浮くので、水抜き孔を介して共鳴室に溜まった水を排出し得る。
【０００７】
請求項２に係る発明では、前記錘部は、前記挿通軸における前記共鳴室の外側に延在する部位に、該挿通軸の横方向に延出して前記水抜き孔に挿通不能な係止部が設けられたことを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、係止部によって挿通軸が水抜き孔から外れるのを防止することができる。
【０００８】
請求項３に係る発明では、前記挿通軸には、前記共鳴室の内外に連通する溝が設けられたことを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、挿通孔の横方向の移動を規制するために、水抜き孔と挿通軸とのクリアランスを小さくしても、フロート部が水抜き孔を開放した際に、挿通軸に設けた溝を介して水を排出し得る。
【０００９】
請求項４に係る発明では、前記フロート部は、前記共鳴室の底部を下方へ凹ませて形成された凹部に、上下方向の移動が可能に収容され、
前記凹部は、該凹部の底壁に形成された前記水抜き孔を塞いだ状態と該凹部に溜まった水に浮いた状態との間での前記フロート部の変位に亘って、該凹部を画成する縦壁が該フロート部の最も横幅が大きい周面部分と相対する深さで形成されたことを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、上下方向に移動するフロート部の姿勢を凹部の縦壁によって保つことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るレゾネータによれば、水抜き孔によって減音特性を変化させることなく、水抜き孔を介して排水し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の好適な実施例に係るレゾネータを一部破断して示す正面図である。
【図２】実施例のレゾネータの要部を示す説明図であり、(ａ)は開閉手段が通常状態にある場合を示し、(ｂ)は開閉手段が排水状態にある場合を示し、(ｃ)は排水状態にある開閉手段の縦断面を示す。
【図３】(ａ)は、実施例の開閉手段を示す平面図であり、(ｂ)は開閉手段の図２(ａ)のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明に係るレゾネータにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。なお、レゾネータを吸気ダクト等の接続対象に接続した設置姿勢を基準として、レゾネータの方向を指称する。
【実施例】
【００１３】
図１に示すように、実施例に係るレゾネータ１０は、内部に中空の共鳴空間１２ａを画成した共鳴室１２と、この共鳴室１２の上部に設けられ、共鳴空間１２ａに繋がる通路を有する筒状の接続部１４とを備え、接続部１４の上端部が吸気ダクトなどの接続対象(図示せず)に接続される。実施例のレゾネータ１０は、共鳴室１２の下側をなす上方に開口する箱状の下半体１６と、共鳴室１２の上側をなす下方に開口する箱状の上半体１８とを、開口縁に延出形成されたフランジ部１６ａ,１８ｂを互いに突き合わせて、爪による係合や接着などで組み付けて構成される。なお、下半体１６および上半体１８は、射出成形等の合成樹脂の型成形により形成することができる。また、レゾネータ１０は、共鳴室１２の底部に水抜き孔２２が上下方向に貫通形成されると共に、共鳴室１２の底部に水抜き孔２２を開閉可能な開閉手段３０が配設される。実施例では、水抜き孔２２が円形に形成される。
【００１４】
前記水抜き孔２２が形成される共鳴室１２の底部は、共鳴室１２で最下部に位置する部位であり、共鳴室１２に入った水が水抜き孔２２に集まるようになっている。実施例では、共鳴室１２の底部を下方へ凹ませて形成された凹部２０の底壁２０ａに、水抜き孔２２が形成されている。実施例の凹部２０は、上方に開放した開口形状が正四角形状とされ(図３(ａ)参照)、該凹部を画成する四方の縦壁２０ｂが上下方向に延在すると共に、底壁２０ａが水平方向に延在するよう形成される(図２参照)。
【００１５】
図２に示すように、開閉手段３０は、水抜き孔２２に上下方向に移動可能に挿通された挿通軸３４を有する錘部３２と、挿通軸３４における共鳴室１２の内側に延出する部位に設けられたフロート部４０とから構成される。また、錘部３２は、挿通軸３４における共鳴室１２の外側に延出する部位に、挿通軸３４の横方向に延出して水抜き孔２２に挿通不能な係止部３６が設けられる。このように、錘部３２は、係止部３６が水抜き孔２２よりも大きく形成されており、係止部３６が水抜き孔２２の下側開口縁(凹部２０の底壁２０ａ下面)に当接することで、開閉手段３０の上方への移動が規制される。実施例の錘部３２は、合成樹脂や金属などのソリッド体からなる棒状の挿通軸３４の下端部に、ゴム等の弾力性を有する素材から形成した環状の係止部３６を着脱可能に嵌め合わせて構成される。ここで、挿通軸３４は、ポリアセタールなどの摩擦係数が小さい素材を用いたり、フッ素樹脂などの摩擦係数が小さい素材をコーティングするなどによって、水抜き孔２２での上下方向の移動を円滑に行い得るようにするとよい。
【００１６】
前記挿通軸３４は、その外周面が水抜き孔２２に整合する形状で形成される。実施例の挿通軸３４は、水抜き孔２２の中心を挟んで対称な位置で、円形の水抜き孔２２に合わせた円弧状の外周面が水抜き孔２２を画成する孔壁に当接して、横方向の移動が規制されるようになっている(図２参照)。また、挿通軸３４には、上下方向に延在する軸溝(溝)３５が孔壁に当接する外周面よりも半径方向内側へ凹ませて設けられ、水抜き孔２２の孔壁と水抜き孔２２に挿通した挿通軸３４との間に、軸溝３５により隙間が形成される。実施例の挿通軸３４には、周方向に９０°ずつの間隔(所定間隔)をあけて４条(複数)の軸溝３５が並行するよう形成される。
【００１７】
前記係止部３６には、凹部２０の底壁２０ａに臨む上面に、半径方向に延在する係止溝３７が凹ませて設けられ、該係止部３６の上面が当接した凹部２０の底壁２０ａ下面との間に、係止溝３７により隙間が形成される(図２(ｂ)および(ｃ)参照)。実施例の係止部３６には、挿通軸３４を中心として９０°ずつの間隔(所定間隔)をあけて４条(複数)の係止溝３７が、挿通軸３４から該係止部３６の外周縁に亘って形成され、各係止溝３７が対応する位置の軸溝３５の下端に繋がっている(図３(ｂ)参照)。このように、錘部３２は、挿通軸３４と水抜き孔２２とのクリアランスを小さくして横方向の移動を規制しても、係止部３６の上面が凹部２０の底壁２０ａ下面に当接した状態において、軸溝３５および係止溝３７によって共鳴室１２の内外に連通する隙間を画成し、この隙間を介して水を排出し得るようになっている。
【００１８】
前記フロート部４０は、水よりも比重が小さい素材から形成される。フロート部４０の素材としては、ポリプロピレンフォームや発泡スチロールなどの合成樹脂の発泡体、またはバルサ材などを用いることができる。また、フロート部４０は、例えば発泡体であれば独立気泡構造のものを用いたり、あるいは透水性の素材であってもコーティング層を表面に形成することで、水を通さないように構成される。そして、フロート部４０は、錘部３２にかかる重力に引っ張られて共鳴室１２の内側から水抜き孔２２を塞ぐと共に、凹部２０に溜まった水による浮力によって水抜き孔２２を開放するように浮く構成とされる。実施例のフロート部４０は、平面視で円形に形成されると共に、凹部２０の底壁２０ａに臨む下側部分４０ａが下向きに凸となる球面形状に形成される(図２参照)。フロート部４０の下側部分４０ａは、半径方向外側から内側に向かうにつれて下方傾斜するように窄まっており、該下側部分４０ａの根元(下部)が水抜き孔２２より小さくなっている。すなわち、フロート部４０は、凹部２０に水がないあるいは錘部３２の重量より大きい浮力が該フロート部４０に作用する程の水が凹部２０に溜まっていない通常状態において、下側部分４０ａの根元が水抜き孔２２に嵌り込んで該水抜き孔２２を閉塞するよう構成される(図２(ａ)参照)。
【００１９】
前記フロート部４０は、最も横幅(直径)が大きい周面部分(最大周面部分)と凹部２０を画成する四方の縦壁２０ｂとの間に僅かなクリアランスがあくように形成される。実施例のフロート部４０は、円弧状の最大外周部分が凹部２０の中心を挟んで対称な位置で、対応の縦壁との間に僅かなクリアランスをあけて相対するようになっている。ここで、フロート部４０は、凹部２０と同一の外形形状ではなく、凹部２０の縦壁２０ｂとの間に水の流下を許容する大きさで隙間ができるように形成され、実施例では凹部２０の四隅に隙間ができるようになっている。このように、上下方向の移動が可能な状態で凹部２０に収容されたフロート部４０は、凹部２０の縦壁２０ｂによって横方向の移動が抑えられ、姿勢を保ったまま上下方向に移動するよう保持される。更に、凹部２０は、該凹部２０の底壁２０ａに形成された水抜き孔２２を塞いだ状態と該凹部２０に溜まった水に浮いた状態との間でのフロート部４０の上下変位に亘って、該凹部２０の縦壁２０ｂがフロート部４０の最大周面部分と相対する深さで形成される。実施例の開閉手段３０は、係止部３６によりフロート部４０の上方変位が規制されるので、係止部３６の上面とフロート部４０の最大周面部分との上下方向の距離よりも凹部２０が深く形成される。これにより、フロート部４０が浮き上がり限界まで達しても、フロート部４０の最大外周部分が凹部２０の縦壁２０ｂから外れることはなく、凹部２０が満水になったとしてもフロート部４０の横方向の移動を縦壁２０ｂにより抑えることができる。
【００２０】
前記開閉手段３０は、平面視で円形のフロート部４０の中心に挿通軸３４の上端部が接続され、平面視で円形の係止部３６の中心に挿通軸３４の下端部が接続される(図２参照)。すなわち、開閉手段３０は、挿通軸３４の軸線を中心として、錘部３２の挿通軸３４および係止部３６が対称な形状で形成されると共に、挿通軸３４の軸線を中心として、フロート部４０が対称な形状で形成され、全体として該軸線を中心とした対称形状になっている。
【００２１】
〔実施例の作用〕
次に、実施例に係るレゾネータ１０の作用について説明する。開閉手段３０は、凹部２０に水がないあるいは錘部３２の重量より大きい浮力がフロート部４０に作用する程の水が凹部２０に溜まっていない通常状態において、フロート部４０が水抜き孔２２を塞ぐので、共鳴室１２が閉じた空間になるよう維持される(図２(ａ)参照)。凹部２０に所要量の水が溜まると、フロート部４０に作用する浮力が錘部３２の重量より大きくなり、フロート部４０が水抜き孔２２から離れるように上方に浮く(図２(ｂ)および(ｃ)参照)。これにより、フロート部４０が水抜き孔２２を開放し、水抜き孔２２から軸溝３５を介して凹部２０に溜まった水が排出される。ここで、開閉手段３０は、フロート部４０が凹部２０に溜まった水に浮かんでも、錘部３２の係止部３６が凹部２０の底壁２０ａに引っ掛かるので、挿通軸３４が水抜き孔２２から抜けることはない。また、係止部３６の上面が凹部２０の底壁２０ａ下面に当接した場合であっても、係止部３６の上面に係止溝３７が設けられているので、水抜き孔２２に端部が臨む係止溝３７を介して水を外方へ排出することができる。そして、開閉手段３０は、凹部２０に溜まった水が少なくなってフロート部４０に作用する浮力が錘部３２の重量よりも小さくなると、フロート部４０が水抜き孔２２を塞ぎ、通常状態に戻る(図２(ａ)参照)。
【００２２】
前記レゾネータ１０は、通常状態において開閉手段３０のフロート部４０で水抜き孔２２が塞がれているので、水抜き孔２２の存在によって、設計において設定した低減すべき設定周波数から実際に低減する周波数がずれることはなく、設計において狙った通りの騒音の減衰特性が得られる。このように、レゾネータ１０は、設計通りの騒音の減衰特性が得られるから、従来例で説明した開放した水抜き孔がある場合のように、共鳴室１２の容積を増やす必要はなく、共鳴室１２に水が溜まるのを防止しつつ共鳴室１２を最小限の大きさとし得る。また、レゾネータ１０は、水抜き孔２２を開閉手段３０により閉じることができるので、共鳴室１２を水抜き孔２２がない閉じた空間としてみなすことができ、設計に際して簡単な周波数計算式で設定周波数を算出することができ、解析によるモデルと実際の製品との減衰周波数のずれを小さくし得る。そして、設計周波数に合わせるために、水抜き孔２２の位置などを調節する手間もかからず、型成形によりレゾネータを成形する場合は、成形型の修正にかかるコストも抑えることができる。
【００２３】
前記開閉手段３０は、凹部２０の縦壁２０ｂによってフロート部４０の横方向の移動が抑えられると共に、挿通軸３４も水抜き孔２２によって横方向の移動が抑えられ、この状態でフロート部４０および挿通軸３４が上下方向に移動する。すなわち、フロート部４０および挿通軸３４が上下動により姿勢が乱れることを防止でき、フロート部４０を円滑に動作させることができる。また、フロート部４０を上下に移動しても、水抜き孔２２を確実に塞ぐように戻すことができ、騒音を適切に低減し得る。
【００２４】
(変更例)
前述した実施例の構成に限定されず、例えば以下のようにも変更可能である。
(１)共鳴室の底部に、必ずしも凹部を形成しなくてもよい。すなわち、共鳴室の底部は平坦であってもよい。
(２)挿通軸は、水抜き孔を上下方向に移動可能に挿通する構成であれば、水抜き孔の開口形状と異なる外周形状であってもよく、例えば円形の水抜き孔に内接する四角形等の多角形であってもよい。また、挿通軸は、水抜き孔に内接する構成に限られず、水抜き孔よりも小さく形成してもよい。これらの場合は、水抜き孔と挿通軸の外周面との間に隙間ができるので、軸溝を省略することができる。
(３)挿通軸が水抜き孔に内接する構成において、挿通軸の内側に上下に延在する貫通路を設け、この貫通路の上端をフロート部が水に浮いた際に共鳴室の内側の臨む周面に開口させると共に、貫通路の下端をフロート部が水に浮いた際に共鳴室の外側の臨む錘部の下部に開口させた構成であってもよい。
(４)錘部の係止部を省略してもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１２ 共鳴室，２０ 凹部，２０ａ 底壁，２０ｂ 縦壁，２２ 水抜き孔，
３０ 開閉手段，３２ 錘部，３４ 挿通軸，３５ 軸溝(溝)，３６ 係止部，
４０ フロート部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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