(57)【要約】【課題】  レゾネータ容積部、連通管形状の変化量の大型化、駆動部の大型化を招くことがなく、広い周波数の範囲で吸気騒音が低減され、吸気効率が向上する吸気モジュールを提供する。【解決手段】  エンジンの回転数に応じて可動部材２２を回転させることにより、レゾネータ１３の容積Ｖ、連通路１５の全長Ｌおよび断面積Ｓが同時に変化する。そのため、可動部材２２の回転によって、共振周波数ｆを決定する要素である容積Ｖ、全長Ｌおよび断面積Ｓはすべて変化する。これにより、所望の共振周波数ｆを得る場合、可動部材２２の回転量がわずかであっても、共振周波数ｆの変化量が増大するので、可動部材２２を小型化することができる。レゾネータ１３がインテークマニホールド１２の内側に設置されている。そのため、レゾネータ１３はインテークマニホールド１２に包囲され、インテークマニホールド１２とレゾネータ１３とは壁部３３を共用している。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サージタンクと、
前記サージタンクとエンジンの各気筒とを連通するインテークマニホールドと、
前記サージタンクに連通するレゾネータと、
前記サージタンクと前記レゾネータとを連通する連通路に設置され、前記連通路の形状および前記レゾネータの容積を変更する変更手段と、
を備えることを特徴とする吸気モジュール。
【請求項２】
前記変更手段は、前記連通路の断面積を変更することを特徴とする請求項１記載の吸気モジュール。
【請求項３】
前記変更手段は、前記連通路の全長を変更することを特徴とする請求項１記載の吸気モジュール。
【請求項４】
前記変更手段は、前記連通路の断面積および全長を変更することを特徴とする請求項１記載の吸気モジュール。
【請求項５】
前記インテークマニホールドは、前記サージタンクから一方へ伸び、途中で前記サージタンク側へ折り返す湾曲状に形成され、
前記レゾネータは、湾曲する前記インテークマニホールドの内側に設置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の吸気モジュール。
【請求項６】
湾曲する前記インテークマニホールドの内周側の壁部は前記レゾネータを形成する壁部であることを特徴とする請求項５記載の吸気モジュール。
【請求項７】
前記変更手段は、前記サージタンクおよび前記レゾネータを区画する固定部材と、前記固定部材と相対移動する可動部材と、を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の吸気モジュール。
【請求項８】
前記可動部材は、外縁部の外径が周方向へ異なることを特徴とする請求項７記載の吸気モジュール。
【請求項９】
前記可動部材は、板状に形成されていることを特徴とする請求項７記載の吸気モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気モジュールに関し、特にレゾネータを備える吸気モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
単一のレゾネータにより広い周波数の範囲で吸気騒音を低減する可変レゾネータが公知である（特許文献１参照）。このような可変レゾネータでは、吸気通路とレゾネータとを連通する連通路の断面積および連通路長さを変化させている。また、レゾネータを用いて吸気騒音の低減を図るとともに、吸気の脈動を利用して吸気効率を高めるために、サージタンクよりもエンジンに近い側にレゾネータを設置した吸気装置が公知である（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】実開平６−５８１５１号公報
【特許文献２】特許第２７７５４５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸気効率を高めるためにレゾネータとエンジンとが接近するにつれて、レゾネータには大量の空気を迅速に充填する必要がある。そのため、特許文献１に開示されている発明の場合、吸気通路とレゾネータとを連通する連通路の断面積および長さを増大する必要がある。しかし、連通路の断面積および長さが増大すると、連通路を形成する部材の強度が低下する。そこで、強度を高めるために特許文献２に開示されている発明のように、湾曲するインテークマニホールドの内側にレゾネータを設置することが考えられる。しかし、周波数の広い範囲で吸気騒音を低減するためには、容積部，連通路の断面積および長さの変化量を大きくする必要がある。そのため、連通路の断面積および長さの変化させるために必要なアクチュエータなどの駆動部を大型化する必要がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、容積部、連通路の断面積および長さの変化量の拡大、ならびに駆動部の大型化を招くことなく、広い周波数の範囲で吸気騒音が低減され、吸気効率が向上する吸気モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１、２、３または４記載の発明では、変更手段はサージタンクとレゾネータとを連通する連通路の形状、およびレゾネータの容積を変更している。ここで、吸気騒音の共振周波数ｆ（Ｈｚ）は、連通路の断面積をＳ、連通路の全長をＬ、レゾネータの容積をＶとし、音速をｃとしたとき、式１で表わされる。
【０００７】
【数１】
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【０００８】
式１より、共振周波数ｆは、連通路の断面積Ｓ、連通路の全長Ｌおよびレゾネータの容積Ｖを変更することにより変化する。そのため、同時に連通路の断面積Ｓ、連通路の全長Ｌおよびレゾネータの容積Ｖを変更することにより、広い範囲で吸気騒音が低減される。請求項１記載の発明では、連通路の形状が変更されることにより、連通路の断面積Ｓおよび連通路の全長Ｌが変化し、これと同時にレゾネータの容積Ｖが変化する。そのため、連通路の断面積Ｓ、連通路の全長Ｌ、およびレゾネータの容積Ｖの各変化量が小さくても、共振周波数ｆの変化は大きくなる。その結果、レゾネータをエンジンに近いインテークマニホールドの近傍に設置し、かつ広い範囲における吸気騒音に対応する場合でも、連通路およびレゾネータを大型化する必要はない。したがって、連通路およびレゾネータの体格の変化量を抑制し、駆動部を小型化することができる。また、レゾネータをインテークマニホールドの近傍に設置することにより、吸気効率を高めることができる。
【０００９】
請求項５記載の発明では、レゾネータは湾曲するインテークマニホールドの内側に設置されている。そのため、レゾネータは周囲がインテークマニホールドによって囲まれる。したがって、レゾネータの強度を高めることができる。また、レゾネータを湾曲するインテークマニホールドの内側に設置することにより、レゾネータはエンジンに近いインテークマニホールドの近傍に設置される。したがって、エンジンの吸気効率を高めることができる。
【００１０】
請求項６記載の発明では、インテークマニホールドとレゾネータとは壁部を共用している。そのため、インテークマニホールドおよびレゾネータに個別に壁部を設置する必要がない。したがって、体格の小型化を図ることができる。
請求項７記載の発明では、変更手段は固定部材と可動部材とを有している。これにより、簡単な構造で連通路の形状およびレゾネータの容積を変更することができる。
【００１１】
請求項８記載の発明では、可動部材は外縁部の外径が異なっている。そのため、可動部材の位置が変化すると、可動部材が形成する連通路の断面積が変化する。これにより、連通路の断面積を容易に変更することができる。
請求項９記載の発明では、可動部材は板状に形成されている。そのため、可動部材の構造を簡単にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による吸気モジュールの複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による吸気モジュールを図１および図２に示す。吸気モジュール１０は、エンジンの吸気側に設置される。吸気モジュール１０は、サージタンク１１、インテークマニホールド１２、レゾネータ１３および変更手段としての通路調節部２０を備えている。吸気モジュール１０は、サージタンク１１、インテークマニホールド１２およびレゾネータ１３を一体に形成するハウジング３０を備えている。ハウジング３０は、樹脂からなる一つまたは二つ以上の部材を接合することにより形成される。ハウジング３０は、サージタンク１１、インテークマニホールド１２およびレゾネータ１３に加え、インテークマニホールド１２のサージタンク１１とは反対側の端部にフランジ３１を形成している。フランジ３１は、図示しないエンジンのシリンダヘッドに取り付けられる。
【００１３】
サージタンク１１は、一方の端部が図示しないスロットル、吸気フィルタに接続される。これにより、吸気フィルタから吸入された大気は、図示しないスロットル、吸気フィルタを経由してサージタンク１１へ流入する。サージタンク１１の吸気フィルタとは反対側の端部は、インテークマニホールド１２に連通している。インテークマニホールド１２は、サージタンク１１とエンジンの各気筒とを連通する吸気管１４を有している。吸気管１４の本数は、エンジンの気筒数に対応する。本実施形態の場合、インテークマニホールド１２は四本の吸気管１４を有している。これにより、サージタンク１１に流入した大気は、サージタンク１１からインテークマニホールド１２の各吸気管１４へ分配される。分配された大気は、各吸気管１４を経由してエンジンの各気筒へ供給される。
【００１４】
ハウジング３０が形成するインテークマニホールド１２は、サージタンク１１から図２の右方へ伸びて形成されるとともに、図２においてサージタンク１１の上方へ折り返されている。これにより、インテークマニホールド１２は、側面から見たとき略Ｃ字状に湾曲して形成される。ハウジング３０は、湾曲するインテークマニホールド１２の内側に空間部３２を形成している。空間部３２は、湾曲するインテークマニホールド１２の内側の壁部３３と、この壁部３３に対向する壁部３４とから包囲されて形成される。壁部３４は、湾曲するインテークマニホールド１２の壁部３３と反対方向に湾曲している。
【００１５】
空間部３２の内部には、通路調節部２０を構成する固定部材２１が収容されている。固定部材２１は、図１から図３に示すように第一壁部２１１および第二壁部２１２を有している。固定部材２１は、ハウジング３０が形成する空間部３２の内部に収容されている。空間部３２の内部に固定部材２１を設置することにより、空間部３２はサージタンク１１とレゾネータ１３とに区画される。すなわち、サージタンク１１は、第一壁部２１１、壁部３４および第二壁部２１２により包囲されて形成される。
【００１６】
通路調節部２０は、上述の固定部材２１に加え、可動部材２２を有している。可動部材２２は、図１および図３に示すように回転可能な軸部２２１を有している。可動部材２２は、軸部２２１を中心に回転可能である。レゾネータ１３は、インテークマニホールド１２の内側の壁部３３、固定部材２１および可動部材２２により包囲されて形成される。これにより、レゾネータ１３を形成する壁部３３は、インテークマニホールド１２の内側の壁部３３と共用される。
【００１７】
通路調節部２０は、図１に示すように可動部材２２を回転駆動する駆動部２３を有している。駆動部２３は、例えばモータおよび減速手段などから構成されている。駆動部２３には、図示しないＥＣＵから駆動信号が入力される。駆動部２３は、ＥＣＵから入力された駆動信号にしたがって軸部２２１を回転駆動する。これにより、可動部材２２は、所定の角度範囲内で図１の矢印Ｘ−Ｙ方向へ回転する。ＥＣＵは、例えばエンジンの回転数などを検出し、検出したエンジンの回転数に応じて可動部材２２の位置を変更する。
【００１８】
通路調節部２０を構成する固定部材２１および可動部材２２は、サージタンク１１とレゾネータ１３とを連通する連通路１５を形成している。固定部材２１は、第二壁部２１２から第一壁部２１１とは反対側へ壁部３４とともに連通路１５を形成する区画部２１３を有している。区画部２１３は、外周縁がハウジング３０の壁部３４の内側と接している。図４に示すように、区画部２１３の間には開口部２１４が形成されており、この開口部２１４は連通路１５を形成する。
【００１９】
開口部２１４には、可動部材２２の扇部２２２が設置されている。開口部２１４および扇部２２２は、軸部２２１とともに回転する。扇部２２２は、図１、図３および図４に示すように周方向へ外径が変化している。すなわち、可動部材２２は、レゾネータ１３側ほど外径が大きく、サージタンク１１側ほど外径が小さく形成される。また、固定部材２１と可動部材２２とは、偏心して設置されている。そのため、図３に示すように固定部材２１に対し可動部材２２が相対移動すなわち可動部材２２が回転すると、可動部材２２の位置によって、可動部材２２の外周縁と壁部３４との間の距離が変化する。その結果、壁部３４と固定部材２１と可動部材２２との間に形成される開口の断面積は変化する。この開口は、サージタンク１１とレゾネータ１３とを連通する連通路１５の断面積に対応する。すなわち、連通路１５の断面積Ｓとは、図３の網掛け部に示すように壁部３４、固定部材２１および可動部材２２によって囲まれた部分のレゾネータ１３側の面積である。
【００２０】
また、固定部材２１に対し可動部材２２が回転すると、固定部材２１と可動部材２２とが重なる部分の長さが変化する。この重なる固定部材２１と可動部材２２とが形成する部分は、サージタンク１１とレゾネータ１３とを連通する連通路１５の長さに対応する。すなわち、連通路１５の全長Ｌとは、図３に示すように壁部３４、固定部材２１および可動部材２２によって囲まれた部分の周方向の長さである。
さらに、固定部材２１に対し可動部材２２が回転すると、可動部材２２のレゾネータ１３側への侵入量が変化する。レゾネータ１３は、ハウジング３０の壁部３３および可動部材２２によって形成されている。そのため、可動部材２２の位置が変化すると、レゾネータ１３の容積Ｖは変化する。
【００２１】
次に、可動部材２２の位置と共振周波数ｆとの関係について説明する。
エンジンが回転することにより、サージタンク１１からインテークマニホールド１２の各吸気管１４へ分配される吸気には圧力変動すなわち脈動が生じる。この吸気の脈動はエンジンの回転数によって変化する。吸気の脈動の共振周波数ｆは、式１に示すようにサージタンク１１とレゾネータ１３とを連通する連通路１５の断面積Ｓ、連通路１５の全長Ｌおよびレゾネータ１３の容積Ｖによって決定される。
【００２２】
【数２】
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【００２３】
式１に示すように、連通路１５の断面積Ｓ、連通路１５の全長Ｌおよびレゾネータ１３の容積Ｖを変更することにより、共振周波数ｆは変化する。したがって、エンジンの回転数に応じて可動部材２２を駆動し、断面積Ｓ、全長Ｌおよび容積Ｖを変化させると、吸気の脈動にともなう騒音は低減される。
【００２４】
エンジンの回転数が高いとき、共振周波数ｆは大きくなる。そのため、可動部材２２は図３（Ａ）に示すようにレゾネータ１３側へ回転する。可動部材２２がレゾネータ１３側へ回転すると、可動部材２２はレゾネータ１３側へ侵入する。これにより、レゾネータ１３の容積Ｖは減少する。また、エンジンの回転数が低いとき、固定部材２１と可動部材２２との重なりは大きくなる。そのため、連通路１５の全長Ｌは短くなる。さらに、連通路１５のレゾネータ１３側の端部は、可動部材２２の外径が小さな部位と固定部材２１およびハウジング３０の壁部３４との間に形成される。そのため、可動部材２２と壁部３４との間の距離が大きくなり、連通路１５の断面積Ｓは増大する。
【００２５】
一方、エンジンの回転数が低いとき、共振周波数ｆは小さくなる。そのため、可動部材２２は、図３（Ｂ）に示すようにサージタンク１１側へ回転する。可動部材２２がサージタンク１１側へ回転すると、可動部材２２はサージタンク１１側へ侵入する。これにより、レゾネータ１３の容積Ｖは増大する。また、エンジンの回転数が高いとき、固定部材２１と可動部材２２との重なりは小さくなる。そのため、連通路１５の全長Ｌは長くなる。さらに、連通路１５のレゾネータ１３側の端部は、可動部材２２の外径が大きな部位と固定部材２１およびハウジング３０の壁部３４との間に形成される。そのため、可動部材２２と壁部３４との間の距離は小さくなり、連通路１５の断面積Ｓは減少する。
【００２６】
このように、エンジンの回転数が変化すると、可動部材２２が回転し、レゾネータ１３の容積Ｖ、連通路１５の全長Ｌおよび断面積Ｓを変更する。これにより、エンジンの回転数に応じてレゾネータ１３の共振周波数ｆが変化し、吸気の脈動にともなう騒音は低減される。
第１実施形態では、エンジンの回転数に応じて可動部材２２を回転させることにより、レゾネータ１３の容積Ｖ、連通路１５の全長Ｌおよび断面積Ｓが同時に変化する。そのため、可動部材２２の回転によって、共振周波数ｆを決定する要素である容積Ｖ、全長Ｌおよび断面積Ｓはすべて変化する。これにより、所望の共振周波数ｆを得る場合、容積Ｖ、全長Ｌおよび断面積Ｓの変化量は低減される。その結果、可動部材２２の回転量がわずかであっても、共振周波数ｆの変化量が増大する。したがって、可動部材２２の可動範囲を低減することができ、駆動部を小型化することができる。また、レゾネータ１３の容積Ｖ、連通路１５の全長Ｌおよび断面積Ｓを変化させることにより、対応可能な周波数の範囲が拡大する。したがって、広い周波数の範囲で吸気の騒音を低減することができる。
【００２７】
また、第１実施形態では、レゾネータ１３がインテークマニホールド１２の内側に設置されている。そのため、レゾネータ１３はインテークマニホールド１２に包囲される。したがって、レゾネータ１３の強度を高めることができる。さらに、第１実施形態では、インテークマニホールド１２とレゾネータ１３とは壁部３３を共用している。そのため、インテークマニホールド１２およびレゾネータ１３に個別に壁部を設置する必要がない。したがって、体格の小型化を図ることができる。
【００２８】
さらに、第１実施形態では、エンジンに近いサージタンク１１の近傍にレゾネータ１３が設置される。そのため、吸気効率が高められる。したがって、体格の大型化を招くことなく、強度を高めることができるとともに、吸気騒音の低減および吸気効率の向上を達成することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による吸気モジュールを図５に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施形態では、通路調節部４０は固定部材４１および可動部材５０を有している。固定部材４１は、第一壁部４１１および第二壁部４１２を有している。固定部材４１は、ハウジング３０の空間部３２に収容されている。空間部３２の内部に固定部材４１を設置することにより、空間部３２はサージタンク１１とレゾネータ１３とに区画される。すなわち、サージタンク１１は、第一壁部４１１、壁部３４および第二壁部４１２により包囲されて形成される。
【００３０】
可動部材５０は、軸部５１を有している。可動部材５０は、軸部５１を中心に回転可能な板状である。可動部材５０は駆動部２３によって回転駆動される。レゾネータ１３は、インテークマニホールド１２の内側の壁部３３、固定部材４１および可動部材５０により包囲されて形成される。レゾネータ１３を形成する壁部３３は、インテークマニホールド１２の内側の壁部３３と共用される。
【００３１】
第２実施形態では、固定部材４１は第二壁部４１２に開口部４３を有している。また、可動部材５０は、軸部５１の軸方向において開口部４３とは反対側に開口部５２を有している。開口部４３および開口部５２は、固定部材４１の第二壁部４１２、可動部材５０および壁部３４によって囲まれる連通路１５に連通している。これにより、サージタンク１１とレゾネータ１３とは、開口部４３、連通路１５および開口部５２を経由して連通している。
【００３２】
固定部材４１に対し可動部材５０が回転すると、可動部材５０の位置によって可動部材５０と固定部材４１の第二壁部４１２との距離が変化する。そのため、図５の網掛け部に示すように壁部３４と固定部材４１と可動部材５０との間に形成される連通路１５の断面積Ｓは変化する。また、固定部材４１に対し可動部材５０が回転すると、可動部材５０のレゾネータ１３側への侵入量が変化する。レゾネータ１３は、ハウジング３０の壁部３３および可動部材５０によって形成されている。そのため、可動部材５０の位置が変化すると、連通路１５の断面積Ｓとともにレゾネータ１３の容積Ｖは変化する。
一方、第２実施形態の場合、連通路１５の全長Ｌは開口部４３から開口部５２までである。そのため、可動部材５０が回転しても、連通路１５の全長Ｌはほとんど変化しない。そのため、第２実施形態では、連通路１５の全長Ｌは一定であるとする。
【００３３】
次に、可動部材５０の位置と共振周波数ｆとの関係について説明する。
エンジンの回転数が高いとき、共振周波数ｆは大きくなるため、可動部材５０はレゾネータ１３側へ回転する。可動部材５０がレゾネータ１３側へ回転すると、可動部材５０はレゾネータ１３側へ侵入する。これにより、レゾネータ１３の容積Ｖは減少する。また、エンジンの回転数が低いとき、可動部材５０がレゾネータ１３側へ回転することにより、可動部材５０と連通路１５を形成する固定部材４１の第二壁部４１２までの距離が大きくなる。そのため、連通路１５の断面積Ｓは増大する。
【００３４】
一方、エンジンの回転数が低いとき、共振周波数ｆは小さくなるため、可動部材５０は固定部材４１の第二壁部４１２側へ回転する。可動部材５０が第二壁部４１２側へ回転すると、可動部材５０は第二壁部４１２に接近する。これにより、レゾネータ１３の容積Ｖは増大する。また、エンジンの回転数が高いとき、可動部材５０が第二壁部４１２側へ回転することにより、可動部材５０と連通路１５を形成する固定部材４１の第二壁部４１２までの距離が小さくなる。そのため、連通路１５の断面積Ｓは減少する。
【００３５】
このように、エンジンの回転数が変化すると、可動部材５０が回転し、レゾネータ１３の容積Ｖおよび連通路１５の断面積Ｓを変更する。これにより、エンジンの回転数に応じてレゾネータ１３の共振周波数ｆが変化し、吸気の脈動にともなう騒音は低減される。
第２実施形態では、連通路１５の全長Ｌを一定とすることにより、可動部材５０の形状を簡単にすることができる。したがって、簡単な構造で体格の大型化を招くことなく、広い周波数の範囲で吸気の騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態による吸気モジュールを示す一部を切断した概略斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による吸気モジュールの断面を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態による吸気モジュールの通路調節部およびハウジングの一部を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態による吸気モジュールの通路調節部を図２の矢印IV方向から見た概略図である。
【図５】本発明の第２実施形態による吸気モジュールを示す一部を切断した概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  吸気モジュール、１１  サージタンク、１２  インテークマニホールド、１３  レゾネータ、１５  連通路、２０、４０  通路調節部（変更手段）、２１、４１  固定部材（変更手段）、２２、５０  可動部材（変更手段）、２３  駆動部（変更手段）、３３  壁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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