(57)【要約】【課題】  吸気系の吸気騒音を低減する特性を長期間維持することができる吸気ダクトを提供すること。【解決手段】  吸気ダクト１０は、吸気口部分１２と樹脂ダクト部分１８とが通気性を有する織布からなる繊維ダクト部分１４を介して連結されている。また、繊維ダクト部分１４の外表面には、水の浸透を防止する撥水層１６が形成されている。撥水層１６は、ベースレジンに撥水物質が添加され、同ベースレジンをダクト部分１４に含浸塗布することによって形成される。この吸気ダクト１０によれば、撥水層１６によって、ダクト部分１４への水の浸透が防止されることにより通気性が良好に確保される。このため、エンジンルーム内に水滴が浸入した場合であっても、吸気ダクト１０内に発生した管内圧力脈動を、空気を介して吸気系外部に逃がすことができる。したがって、吸気騒音低減効果を長時間維持することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管壁の一部または全部が通気性を有する多孔質材料によって形成されて、内燃機関に外気を導入するための吸気ダクトにおいて、
前記通気性を有する多孔質材料によって形成された管壁の外表面にて、同管壁内部への水分の浸透を防止する撥水層を形成したことを特徴とする吸気ダクト。
【請求項２】
前記撥水層は、前記通気性を有する多孔質材料によって形成された管壁に対して、撥水性能を有する撥水物質が添加されたベースレジンを含浸塗布して形成される請求項１に記載した吸気ダクト。
【請求項３】
前記撥水物質は、パラフィンワックス、ポリエチレン、シリコンおよびフッ素のうちの少なくとも一つである請求項２に記載した吸気ダクト。
【請求項４】
前記多孔質材料は、縦糸と横糸とを編み込んだ織布である請求項１ないし請求項３のうちのいずれか一つに記載した吸気ダクト。
【請求項５】
前記多孔質材料は、不織布である請求項１ないし請求項３のうちのいずれか一つに記載した吸気ダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に対して外気を導入するための吸気系を構成する吸気ダクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンが外気を吸気する際に、吸気系にて発生する吸気騒音を低減するため、例えば、下記特許文献に示されているような吸気ダクトが採用されることは知られている。吸気系の吸気騒音は、インテークマニホールドに組み付けられたインテークバルブの開閉に応じて吸気系内部に生じる管内圧力脈動に起因した気柱共鳴により発生する。これに対処するため、従来の吸気ダクトにおいては、硬質材料を用いて形成された吸気口部材および樹脂ダクトが、織布を用いて管形状に形成された所定長の繊維ダクトを介して連結されて構成されている。この構成によれば、織布を用いて形成された繊維ダクトが通気性を有しているため、管内圧力脈動を繊維ダクトの管壁を介して吸気系外部に逃がすことができる。このため、管内圧力脈動に起因して発生する気柱共鳴を起こりにくくすることができて、吸気系の吸入騒音を低減することができる。
【特許文献１】特開２０００−６４９１８号公報
【０００３】
しかしながら、上記従来の吸気ダクトにおいては、車両のエンジンルーム内に組み付けられることにより、例えば、雨中走行によってエンジンルーム内に侵入した水滴が吸気ダクトに付着した場合には、繊維ダクトを形成する織布に染み込んで、通気性が損なわれる場合がある。この場合には、繊維ダクトによって管内圧力脈動を吸気系外部に逃がすことができなくなり、気柱共鳴が発生しやすい状況となる。また、繊維ダクトを形成する織布の網目から水滴が進入した場合には、吸気とともに同水滴がエンジンまで到達するなどの好ましくない状況が生じる可能性がある。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、吸気系の吸気騒音を低減する特性を長期間維持することができる吸気ダクトを提供することにある。
【０００５】
本発明の特徴は、管壁の一部または全部が通気性を有する多孔質材料によって形成されて、内燃機関に外気を導入するための吸気ダクトにおいて、前記通気性を有する多孔質材料によって形成された管壁の外表面にて、同管壁内部への水分の浸透を防止する撥水層を形成したことにある。この場合、前記撥水層は、前記通気性を有する多孔質材料によって形成された管壁に対して、撥水性能を有する撥水物質が添加されたベースレジンを含浸塗布して形成されるとよい。また、前記撥水物質は、例えば、パラフィンワックス、ポリエチレン、シリコンおよびフッ素のうちの少なくとも一つであるとよい。さらに、前記多孔質材料は、例えば、縦糸と横糸とを編み込んだ織布であるとよい。また、前記多孔質材料は、例えば、不織布であるとよい。
【０００６】
これらの特徴によれば、通気性を有する多孔質材料（例えば、織布または不織布）で形成された管壁の外表面に撥水層を形成することができる。これにより、車両が、例えば、雨中走行した場合であっても、エンジンルーム内に侵入した水滴が多孔質材料で形成された管壁内部に染み込むことを効果的に抑制することができる。したがって、多孔質材料で形成された管壁の通気性を良好に確保することができ、管内圧力脈動を吸気系外部に逃がすことができる。これにより、吸気ダクトの吸気騒音低減効果を良好に確保することができる。また、管壁内部への水の染み込みが防止されることにより、染み込んだ水が吸気とともに水滴がエンジンまで到達することを防止することができる。
【０００７】
また、ベースレジンに対して、撥水物質として、例えば、パラフィンワックス、ポリエチレン、シリコンおよびフッ素のうちの少なくとも一つを選択して添加し、この撥水物質が添加されたベースレジンを多孔質材料で形成された管壁に含浸塗布することによって、撥水層を形成することができる。これにより、例えば、エンジンに組付けるための最適な形状に吸気ダクトを成形した後に撥水層を形成することができるため、いかなる形状であっても好適に撥水層を成形することができるとともに、製造工程を簡略化することができる。また、撥水層を含浸塗布することで形成できるため、撥水物質が添加されたベースレジンの含浸量を適宜調整することによって、多孔質材料（例えば、織布または不織布）の通気性を調整することができる。これによって、吸気ダクトによる管内圧力脈動の低減効果を最適に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明に実施形態を図面を用いて説明する。図１は、吸気ダクト１０、エアクリーナＡ、エアコネクタＢおよびスロットルボデーＣから構成されて、自動車用エンジンに適用される吸気系Ｉを示している。なお、エアクリーナＡ、エアコネクタＢおよびスロットルボデーＣは、いずれも本発明に直接関係しないため、その作動および機能についての詳細な説明は省略する。
【０００９】
吸気ダクト１０は、図２に詳細に示すように、外気を取り入れるための吸気口部分１２と、吸気口部分１２の一端部に接合される繊維ダクト部分１４と、繊維ダクト部分１４の他端部に接合される樹脂ダクト部分１８とを備えている。これにより、吸気口部分１２から流入した外気は、繊維ダクト部分１４、樹脂ダクト部分１８内を通過して、エアクリーナＡへと導かれる。
【００１０】
吸気口部分１２は、硬質材料（例えば、ポリエチレンなど）から形成されている。そして、吸気口部分１２の空気流入側の端部には、吸入空気の流動抵抗を少なくするために、繊維ダクト部分１４との接合部分よりも拡管された吸気口１２ａが形成されている。また、吸気口部分１２には、ブラケット１２ｂが一体的に形成されており、図示しないボルトによってエンジンルーム内の所定位置に固定される。
【００１１】
繊維ダクト部分１４は、図３に示すように、軸方向に伸びる縦糸１４ａと、周方向に伸びるワイヤ１４ｂおよび横糸１４ｃとを編み込んだ織布から形成されており、所定の管形状に成形されている。なお、ワイヤ１４ｂが織布中に織り込まれているため、成形された所定の管形状は、長時間保持される。また、繊維ダクト部分１４の外表面には、撥水層１６が形成されている。
【００１２】
撥水層１６は、ベースレジン（例えば、アクリル樹脂エマルジョンやアクリル共重合樹脂エマルジョン）に対して所定の撥水物質を所定量（例えば、１０ｗｔ％程度）添加し、この撥水物質が添加されたベースレジンを繊維ダクト部分１４の管壁の外表面に含浸塗布することにより形成される。ここで、所定の撥水物質としては、例えば、パラフィンワックス、ポリエチレン、シリコンおよびフッ素のうちから少なくとも一つを選択することが好ましい。このように、撥水物質が添加されたベースレジンは、エンジンルーム内に侵入した水滴を良好に弾くため、繊維ダクト部分１４の管壁に対して水滴が染み込みことを効果的に防止することができる。また、撥水層１６は、繊維ダクト部分１４に対して前記ベースレジンを含浸塗布することによって形成されるため、繊維ダクト部分１４の編目の大きさを適宜調整することができる。
【００１３】
すなわち、前記ベースレジンの含有量を増やすことによって繊維ダクト部分１４の編目が塞がれるため、通気性が低減して同編目の空気を通過させる量（以下、通気量という）は小さくなる。一方、前記ベースレジンの含有量を減らすことにより、繊維ダクト部分１４の編目が塞がれにくくなるため、通気性が増加して通気量は大きくなる。これにより、例えば、エンジンによって発生する管内圧力脈動が異なる場合であっても、通気量（通気性）を発生する管内圧力脈動に合わせて調整することによって、効果的に管内圧力脈動を低減することができる。したがって、管内圧力脈動によって発生する気柱共鳴の発生を防止することができ、その結果、吸気系の吸気騒音を大幅に低減することができる。
【００１４】
樹脂ダクト部分１８は、図２に示すように、硬質樹脂（例えば、ポリエチレン）を、樹脂モールドにより所定の管形状に形成されている。また、樹脂ダクト部分１８には、ブラケット１８ａが一体的に形成されており、図示しないボルトによってエンジンルーム内の所定位置に固定されている。なお、繊維ダクト部分１４と樹脂ダクト部分１８との接合部分は、まず、樹脂ダクト部分１８の接合端部の外側にて繊維ダクト部分１４を所定量だけ挿入して重ね、リベットにより固定される。そして、重ねた部分の全周を、接着剤（例えば、ホットメルト型接着剤など）により、完全に接着してシールされている。また、吸気口部分１２と繊維ダクト部分１４との接合部分も同様に接合されている。
【００１５】
ここで、上記のように構成した吸気ダクト１０の吸気音低減効果について図４（ａ），（ｂ）を用いて説明しておく。なお、図４（ａ），（ｂ）においては、吸気ダクト１０の音圧レベルを実線で示すとともに、比較品の音圧レベルを破線で示す。また、図４（ａ），（ｂ）においては、音圧レベルが高いほど、吸気騒音として大きな音が発生していることを示し、音圧レベルが低いほど、吸気騒音として小さい音が発生していることを示す。
【００１６】
図４（ａ）は、本発明に係る吸気ダクト１０と、従来から車両に採用されている通気性を有しない樹脂製の吸気ダクト（以下、この吸気ダクトを比較品１という）とについて、それぞれの吸気口部分から放射される吸気騒音の音圧レベルを測定した結果を示している。比較品１の吸気口部分から放射される吸気騒音の音圧レベルは、全エンジン回転域において、要求される音圧レベル（例えば、９５ｄＢ）に比して低く良好である。これに対して、本発明に係る吸気ダクト１０の吸気口部分１２から放射される吸気騒音の音圧レベルは、全エンジン回転域において比較品１に比して低くなっており、より良好である。
【００１７】
この測定結果については、以下のように考えることができる。すなわち、吸気ダクト１０においては、同ダクト１０内で発生した管内圧力脈動による空気の振動が繊維ダクト部分１４の管壁を通過する際に、一様に減衰される。そして、発生した管内圧力脈動による空気の振動が減衰されることによって、吸気口部分１２から発生する吸気騒音が効果的に低減されると考えられる。一方、比較品１においては、吸気ダクト全体が通気性を有しない樹脂によって形成されているため、同ダクト内で発生した管内圧力脈動による空気の振動が減衰されない。このため、発生した管内圧力脈動によって振動した空気が吸気口部分から放射されることにより、吸気騒音が大きくなると考えられる。
【００１８】
図４（ｂ）は、吸気ダクト１０と比較品１について、それぞれの管壁から放射される放射音すなわち吸気騒音の音圧レベルを測定した結果を示している。比較品１の管壁からの放射音の音圧レベルは、全エンジン回転域において、要求される音圧レベル（例えば、９５ｄＢ）に比して低く良好である。これに対して、吸気ダクト１０の管壁からの放射音の音圧レベルは、全エンジン回転域において比較品１に比して低くなっており、より良好である。
【００１９】
この測定結果についても、上述したように、吸気ダクト１０においては、繊維ダクト部分１４によって、管内圧力脈動による空気の振動が効果的に低減される。これにより、発生した管内圧力脈動に起因する管壁の振動が効果的に低減されるため、管壁からの放射音が低減されると考えられる。一方、比較品１においては、吸気ダクト全体が通気性を有しない樹脂から形成されているため、管内圧力脈動が低減されない。このため、管内圧力脈動による振動が管壁を振動させて、放射音が大きくなると考えられる。なお、比較品１の放射音の音圧レベルは、車両搭載上要求される音圧レベルに比して低くなっているため、問題となるレベルではない。
【００２０】
上述のように、吸気騒音を効果的に低減させるためには、吸気ダクト１０が、より詳しくは繊維ダクト部分１４が常に通気性を有していることが必要である。この通気性は、エンジンルーム内に侵入した水滴が繊維ダクト部分１４に染み込むことによって損なわれる可能性がある。そこで、本発明者は、撥水層１６が形成された繊維ダクト部分１４を有する吸気ダクト１０と、撥水物質を添加しないベースレジンのみを繊維ダクト部分に含浸塗布した吸気ダクト（以下、この吸気ダクトを比較品２という）とを用いて、水滴の染み込み具合言い換えれば撥水性能を評価した。以下、この撥水性能評価について説明する。
【００２１】
本発明者は、撥水性能評価を次の評価方法に従って行った。すなわち、吸気ダクト１０の繊維ダクト部分１４の外表面および比較品２の繊維ダクト部分の外表面に毎分２リットルの水を５０ｍｍの高さから放水する。次に、吸気ダクト１０の繊維ダクト部分１４の内表面および比較品２の繊維ダクト部分の内表面までの水の浸透具合を目視で確認し、水の浸透が確認されるまでの時間を測定する。また、２０分の放水後、吸気ダクト１０の繊維ダクト部分１４および比較品２の繊維ダクト部分に浸透した水の浸透量を測定する。
【００２２】
この撥水性能評価によれば、撥水層１６が形成された繊維ダクト部分１４においては、９０分以上の放水にもかかわらず、水の浸透は確認されなかった。一方、比較品２においては、放水開始から略１３分経過時点で水の浸透が確認され、放水開始から２０分時点での水の浸透量は２６ｃｃであった。この評価結果より、比較品２のように、撥水層１６を形成しない場合には、繊維ダクト部分に水が浸透する。このため、繊維ダクト部分の通気性が損なわれ、吸気ダクトの吸気騒音低減効果は悪化する。これに対して、吸気ダクト１０においては、繊維ダクト部分１４に撥水層１６を形成することによって水の浸透が防止され、繊維ダクト部分１４の通気性は良好に確保される。したがって、吸気ダクト１０の吸気騒音低減効果を良好に確保することができる。
【００２３】
以上の説明からも理解できるように、本発明の吸気ダクト１０によれば、例えば、車両が雨中走行した場合であっても、吸気ダクト１０の繊維ダクト部分１４に撥水層１６を形成することにより、エンジンルーム内に侵入した水滴が繊維ダクト部分１４の管壁内部に染み込むことを効果的に抑制することができる。したがって、繊維ダクト部分１４の通気性を良好に確保することができ、管内圧力脈動を吸気系外部に逃がすことができる。これにより、吸気ダクト１０の吸気騒音低減効果を良好に確保することができる。また、繊維ダクト部分１４の管壁内部への水の染み込みが防止されることにより、染み込んだ水が吸気とともにエンジンまで到達することを防止することができる。
【００２４】
また、ベースレジンに対して、撥水物質として、例えば、パラフィンワックス、ポリエチレン、シリコンおよびフッ素のうちの少なくとも一つを選択して添加し、この撥水物質が添加されたベースレジンを繊維ダクト部分１４の管壁に含浸塗布することによって、撥水層１６を形成することができる。これにより、例えば、エンジンに組付けるための最適な形状に吸気ダクト１０を成形した後に撥水層１６を形成することができるため、いかなる形状であっても好適に撥水層１６を成形することができるとともに、製造工程を簡略化することができる。また、撥水層１６を含浸塗布することで形成できるため、撥水物質が添加されたベースレジンの含浸量を適宜調整することによって、繊維ダクト部分１４の通気性を調整することができる。これによって、吸気ダクト１０による管内圧力脈動の低減効果を最適に確保することができる。
【００２５】
また、上記実施形態においては、繊維ダクト部分１４を織布にて管形状に成形して実施したが、これに代えて、不織布を管形状に成形した繊維ダクト部分１４’にて吸気系Ｉを構成するように変形して実施してもよい。以下、この第１変形例について詳細に説明するが、上記実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００２６】
繊維ダクト部分１４’は、図５に詳細に示すように、繊維ダクト部分１４’の周方向に伸びるワイヤ１４’ｂに対して、不織布１４’ａ（例えば、フェルトなど）を縮絨して、所定の管形状に成形されている。また、繊維ダクト部分１４’の外表面すなわち不織布１４’ａには、上記実施形態と同様に、繊維ダクト部分１４’への水の浸透と防止する撥水層１６が形成されている。
【００２７】
この撥水層１６も、ベースレジン（例えば、アクリル樹脂エマルジョンやアクリル共重合樹脂エマルジョン）に対して所定の撥水物質を所定量（例えば、１０ｗｔ％程度）添加し、この撥水物質が添加されたベースレジンを繊維ダクト部分１４’の管壁の外表面に含浸塗布することにより形成される。ここで、所定の撥水物質としては、例えば、パラフィンワックス、ポリエチレン、シリコンおよびフッ素のうちから少なくとも一つを選択することが好ましい。このように、撥水物質が添加されたベースレジンは、エンジンルーム内に侵入した水滴を良好に弾くため、繊維ダクト部分１４’の管壁に対して水滴が染み込みことを効果的に防止することができる。また、撥水層１６は、繊維ダクト部分１４’に対して前記ベースレジンを含浸塗布することによって形成されるため、繊維ダクト部分１４の編目の大きさを適宜調整することができる。
【００２８】
この繊維ダクト部分１４’にて構成された吸気ダクト１０においても、形成された撥水層１６によって繊維ダクト部分１４’への水の染み込みが防止されるため、吸気ダクト１０内における管内圧力脈動に起因する気柱共鳴の発生を十分に抑えることができる。したがって、吸気騒音の発生を抑えることができて、吸気騒音低減効果を発揮することができる。
【００２９】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限り、種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施形態においては、繊維ダクト部分１４の外表面に撥水層１６を形成するように実施したが、繊維ダクト部分１４の内表面にも撥水層１６を形成して実施することも可能である。この場合には、吸気口部分１２から外気とともに浸入した水滴が繊維ダクト部分１４に染み込むことを防止することができ、吸気ダクト１０による管内圧力脈動の低減効果を最適に確保することができる。
【００３０】
また、上記実施形態および第１変形例においては、吸気ダクト１０を吸気口部分１２、繊維ダクト部分１４，１４’および樹脂ダクト部分１８から構成して実施したが、これに代えて、吸気ダクト１０の全体を織布または不織布にて成形して実施することも可能である。この場合においても、吸入音低減効果を長期間維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの吸気系の概略を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る吸気ダクト本体を説明するための斜視図である。
【図３】図２に示した吸気ダクト本体の繊維ダクトの構造を詳細に示す断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係る吸気騒音低減効果を説明するためのグラフである。
【図５】本発明の第１変形例に係る繊維ダクトの構造を詳細に示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０…吸気ダクト、１２…吸気口部分、１４，１４’…繊維ダクト部分、１６…撥水層、１８…樹脂ダクト部分
【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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