(57)【要約】【課題】吸気音の濁りを防止して、澄んだ音にする。【解決手段】吸入空気が導入される吸気導入口１０と、それぞれエンジンの吸気ポートに連通する複数のブランチ部２〜５が接続される容積部１を有し、前記容積部１内壁面の、少なくとも前記ブランチ開口部１１〜１４に対向する部分に、ディンプル加工を施した音響調節部６〜９をそれぞれ設ける。【選択図】      図１
2006016993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気が導入される吸気導入口を有し、それぞれエンジンの吸気ポートに連通する複数のブランチ部が接続される容積部を有し、
前記容積部内壁面の、少なくとも前記ブランチ開口部に対向する部分に、ディンプル加工を施した音響調節部をそれぞれ設けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項２】
前記音響調節部のディンプル１個あたりの体積にディンプル数を乗じて算出する積算ディンプル体積量を、前記吸気導入口から各ブランチのエンジン側の端部までの経路長の差に応じて設定する請求項１に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項３】
一の音響調節部と他の音響調節部との積算ディンプル体積量の比であるディンプル体積減衰比を、前記吸気導入口から各ブランチのエンジン側の端部までの経路長の差に応じて設定する請求項１または２に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項４】
前記積算ディンプル体積量を、前記容積部の単位面積あたりのディンプル数であるディンプル密度を変えずに、ディンプルの形状を変更することによって調節する請求項２または３に記載のエンジンの吸気装置。
【請求項５】
前記開口部を通って前記容積部内に伝達される音波が衝突する部分から周方向へのディンプル密度の分布を前記吸気導入口から各ブランチのエンジン側の端部までの経路長の差に応じて設定する請求項１〜４のいずれか一つに記載のエンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の吸気装置に関し、特に、吸気音を澄んだ音質に改善する吸気装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の吸気音の音質を悪化させる原因として、吸気音の他に吸気通路中で気流音が発生することや、気筒ごとに吸気流れの経路長がことなることが原因で吸気音自体が濁った音になることが知られている。
【０００３】
４サイクルエンジンでは、吸気バルブの開閉等の動作はクランク軸２回転に対して１回行われるので、吸気音はクランク軸の回転に対して０．５次の成分を含むことになる。
【０００４】
また、一般に多気筒エンジンでは、スロットルチャンバーを通過した吸気はコレクタタンクから各気筒の吸気ポートに分配される。ところが、エンジンルームのレイアウトの制約や出力等の特性との兼ね合いによって、コレクタタンク入口から各気筒のブランチのエンジン側端部までの通路長にはばらつきがある。
【０００５】
このため上記の０．５次成分のいくつかが合成されて強調されることがある。このようにして０．５次成分の音が重なると吸気音が濁った音になる。
【０００６】
気流音とは、例えば、吸気ダクト等がエンジンルーム内のレイアウトの制約により吸気の流れ方向を大きく曲げなければならず、この曲がり部分、特に曲率半径の小さい方の内面で吸気ダクトの内壁面から吸気が剥離することによって気流が乱れて発生する。
【０００７】
特許文献１には、吸気ダクトの曲率半径の小さい曲がり部分の壁面にディンプル加工を施すことによって剥離を抑制し、気流音を低減する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２８０３１１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、吸気音が濁った音になることを防止する方法については何ら記載されていない。
【０００９】
吸気音が濁った音になることを防止するためには、０．５次成分を低減しなければならず、そのためには、吸気マニホールドのブランチ長さやスロットルチャンバーの位置を調整することによって各吸気ポートのエンジン側端部までの経路長を等長にすることが効果的であることが知られている。
【００１０】
しかし、エンジン出力等の特性との兼ね合いや、エンジンルーム内のレイアウトの制約等により、実際に等長にすることは難しく、また、仮に等長にすることが可能であっても、吸気通路中で反射した音との複合音の寄与が大きくなり、濁った音になってしまう場合がある。
【００１１】
つまり、吸気音が濁った音になることを防止するためには、吸気通路内での反射した音の複合を抑制して音響的に等長にすることが重要である。
【００１２】
そこで、本発明では、吸気通路の経路長を音響的に等長にし、吸気音が濁った音になることを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のエンジンの吸気装置は、吸入空気が導入される吸気導入口と、それぞれエンジンの吸気ポートに連通する複数のブランチ部が接続される容積部を有し、前記容積部内壁面の、少なくとも前記ブランチ開口部に対向する部分に、ディンプル加工を施した音響調節部をそれぞれ設ける。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、容積部内壁面の、少なくとも前記ブランチ開口部に対向する部分にディンプル加工を施した音響調節部をそれぞれ設けることによって、吸気音の音圧レベルを低下させ、０．５次成分の発達を抑制することができるので、前記吸気導入口（コレクタタンク入口）から各気筒のブランチのエンジン側端部までの経路長を同一にせずに吸気音が濁ることを防止できる。
【００１５】
また、前記吸気導入口（コレクタタンク入口）から各気筒のブランチのエンジン側端部までの経路長を物理的に等長にすることなく吸気音の濁りを防止できるので、吸気装置の設計の自由度が増す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本実施形態を適用する直列４気筒エンジン用の吸気マニホールドの概略図である。
【００１８】
１は容積部としてのコレクタタンク、２〜５はそれぞれ各気筒の吸気ポートに接続されるブランチ、６〜９はコレクタタンク１の内壁面に後述するようにディンプル加工が施された音響調節部としてのディンプル加工部である。
【００１９】
ブランチ２〜５はそれぞれ１〜４番気筒の吸気ポートに接続される。
【００２０】
コレクタタンク１は長手方向の一方の端部に吸気導入口としてのコレクタタンク入口１０が開口しており、コレクタタンク入口１０には図示しないスロットルチャンバが接続されている。
【００２１】
また、コレクタタンク１の側壁には、各ブランチ２〜５と連通するブランチ開口部としての連通孔１１〜１４がコレクタタンク１の長手方向に並ぶ。
【００２２】
上記のような構成により、図示しないエアダクトから導入された吸気は、スロットルチャンバで吸気量を調節されてコレクタタンク１に導入され、各ブランチ２〜５を介してエンジンの各気筒に供給される。
【００２３】
なお、エンジンルーム内のレイアウトの制約やエンジンの出力特性からの要求によって各ブランチ２〜５の長さは異なっており、また、コレクタタンク入口１０から各連通孔１１〜１４までの長さも異なる。したがって、コレクタタンク入口１０から各気筒のブランチのエンジン側端部までの距離（以下、ポート長さという）は各気筒で異なる。
【００２４】
次にディンプル加工部６〜９について説明する。
【００２５】
ディンプル加工部６〜９は、連通孔１１〜１４を通ってコレクタンク１内に伝達される音波が衝突する各部分、つまり少なくとも連通孔１１〜１４と対向する位置に設けられる。
【００２６】
そして、コレクタタンク入口１０からの距離に応じてディンプルの数が異なり、コレクタタンク入口１０から遠ざかるほどディンプルの数が多くなっている。なお、ディンプル１つの体積にディンプル加工部６〜９にそれぞれ設けたディンプルの数を乗じたものを積算ディンプル体積量（以下、ディンプル体積という）、各気筒間のディンプル体積の比（例えば、ディンプル加工部６のディンプル体積をＡ、ディンプル加工部７のディンプル体積をＢとしたときのＡ／Ｂ）をディンプル体積減衰比（以下、減衰比という）、ディンプル加工部６〜９すべてのディンプル体積の合計をディンプル総合体積という。
【００２７】
上記のようにディンプル加工を施した効果について、図２、３を参照して説明する。
【００２８】
図２はディンプル加工を施していない場合、図３はディンプル加工を施した場合について、それぞれ縦軸に音圧レベル、横軸に周波数をとり、各ブランチ２〜５の吸気モードを示したものである。なお、図中のＡ〜Ｄはそれぞれブランチ２〜５の吸気モードである（図３、後述する図７についても同様）。
【００２９】
図２、３に示すように各ブランチ２〜５はそれぞれ吸気モードが異なり、異なった周波数帯でピーク値をとる。これは前述したように各気筒のポート長さは異なるためである。
【００３０】
この吸気モードのずれにより０．５次成分が発生し、いくつかの０．５次成分が合成されるなどして大きくなる。この０．５次成分の発達が、吸気音が濁った音になる原因であることが知られている。
【００３１】
図２と図３を比べると、どちらも異なる周波数帯でピークをとっているが、図３の方が音圧レベルが小さくなっている。これは、本実施形態では各ブランチ２〜５からコレクタタンク１に伝わる圧力波が、コレクタタンク１の連通孔１１〜１４に対向する壁面に設けられたディンプル加工部６〜９に当たることによって吸気モードが低減されるからである。
【００３２】
吸気モードが小さくなると０．５次成分の発達も抑制されるので、吸気音が濁った音になることを防止できる。
【００３３】
つまり、ディンプル加工部６〜９を設けることによって吸気モードを低減し、０．５次成分を小さくすれば、ブランチ２〜５の長さを物理的に等長にしなくても、音響的にはブランチ部２〜５を物理的に等長にしたのと同等の効果が得られ、吸気音の濁りを防止することができる。なお、ブランチ部２〜５を物理的に等長にしたのと同等の状態を、音響的等長という。
【００３４】
次に、ディンプル加工部６〜９のディンプルの形状、ディンプル体積、減衰比、加工範囲と音響的な等長度との関係について説明する。
【００３５】
（ディンプルの形状について）
ディンプル形状の例を図９〜１２に示す。図９は三角錐、図１０は四角錐、図１１は円錐、図１２は半球を示している。
【００３６】
図９〜１２に示すような形状のディンプルと音響的な等長度との関係は図４に示すようになる。図４はディンプルの形状の等長度への影響を調べた結果を、縦軸に等長度、横軸にディンプルの形状をとって表したものである。なお、ディンプル密度（コレクタタンク１内壁面の単位面積あたりのディンプルの数）は一定、縦軸は下側にいくほど等長度が高くなる（等長に近づく）ものとする。
【００３７】
図４から明らかなように、ディンプル密度が同一ならば三角錐、四角錐、円錐、半球の順に等長度が高くなることがわかる。
【００３８】
したがって、物理的な等長度に応じてディンプルの形状を選択し、音響的な等長度を高めることができる。
【００３９】
また、コレクタタンク１の大きさや形状、加工工程上の問題等でディンプル加工の密度や加工可能な範囲に制約がある場合でも、ディンプルの形状によって音響的な等長度を調整することができる。
【００４０】
（ディンプル体積、減衰比について）
図５はディンプル体積、減衰比の等長度への影響を、縦軸に等長度、横軸にディンプル体積をとって表したものである。なお、ディンプル加工部６と７、７と８、８と９の減衰比はすべて同一とする。つまりディンプル加工部９、８、７、６の順にディンプル体積は大きくなる。
【００４１】
図５から明らかなように、ディンプル体積が大きいほど、また減衰比が大きいほど等長度が高くなることがわかる。
【００４２】
したがって、物理的な等長度に応じてディンプル体積や減衰比を調節することによって、音響的な等長度を高めることができる。例えば連通孔１１〜１４の間隔が広く物理的な等長度が低い場合には、ディンプル体積、減衰比の両方を大きくすればよい。
【００４３】
（加工範囲について）
図６はディンプル加工部６〜９の加工範囲と等長度の関係を表した図であり、縦軸は等長度、横軸はディンプル加工を施す範囲である。
【００４４】
ディンプル加工を施す範囲について図８を参照して説明する。図８はコレクタタンク１の断面図であり、コレクタタンク１中心部から連通孔１が開口する方向に対して略直交する直径に対して、連通孔１に対向する側の壁面をＬ側壁面、連通孔１側の壁面をＲ側壁面とする。
【００４５】
図６に示したように、Ｒ側壁面のみ、Ｌ側壁面のみ、Ｌ側壁面とＲ側壁面両方の順に等長度が高くなる。
【００４６】
したがって、物理的な等長度に応じてディンプル加工を施す範囲を調節することにより、音響的な等長度を高くすることができる。例えば各気筒間でポート長さの差が大きく、ディンプル密度を高くするだけでは音響的に等長にすることができない場合等には、ディンプル加工を施す範囲を広くすればよい。
【００４７】
次に、コレクタタンク入口１０がコレクタタンク１の端部ではない場所に開口する場合、例えば図１３のようにブランチ１２と１３の間に開口する場合等について図７を参照して説明する。
【００４８】
図７は縦軸に減衰比、横軸に連通孔１１〜１４の位置をとり、等長度を高めるための減衰比の設定を表したものである。
【００４９】
コレクタタンク入口１０が連通孔１１に近い場合は、連通孔１２、１３、１４と連通孔１１から遠ざかるに連れて減衰比を大きく設定する。
【００５０】
コレクタタンク入口１０が連通孔１２に近い場合には、連通孔１３、１４と連通孔１２から遠ざかるに連れて減衰比を大きくし、連通孔１２からの距離が略等しい連通孔１１と連通孔１３は略同等の減衰比に設定する。
【００５１】
コレクタタンク入口１０が連通孔１３に近い場合には、連通孔１２、１１と連通孔１３から遠ざかるほど減衰比を大きくし、連通孔１３からの距離が略等しい連通孔１４と連通孔１２は略同等の減衰比に設定する。
【００５２】
コレクタタンク入口１０が連通孔１４に近い場合は、連通孔１３、１２、１１と連通孔１４から遠ざかるほど減衰比を大きく設定する。
【００５３】
以上により、本実施形態では、吸気導入口１０と、略直線状に並ぶ複数の連通孔１１〜１４とを備えるコレクタタンク１の内壁面の、連通孔１１〜１４を通ってブランチ部２〜５からコレクタンク１内に伝達される音波が衝突する各部分に、ディンプル加工を施したディンプル加工部６〜９をそれぞれ設けたので、吸気音の音圧レベルを低減させて、０．５次成分の発達を抑制することができる。
【００５４】
これにより、コレクタタンク入口１０から各ブランチ２〜５のエンジン側端部までの経路長を物理的に等長にすることなく、音響的には等長にすることが可能となり、吸気音の濁りを防止することができる。また、物理的に等長にすることなく音響的に等長にすることができるので、吸気マニホールド１の設計の自由度が増し、例えば、出力等の他の特性や、エンジンルームのレイアウトの制約を満足しつつ、吸気音の濁りを防止することができる。
【００５５】
ディンプル体積を、開口部１１〜１４から各ブランチ２〜５のエンジン側の端部までの経路長の差に応じて、例えば気筒間のポート長さの差が大きい場合にはディンプル体積を大きく設定することにより、音響的な等長度を高めることができる。
【００５６】
減衰比を、開口部から各ブランチのエンジン側の端部までの経路長の差に応じて、例えば気筒間のポート長さの差が大きい場合には減衰比を大きく設定することにより、音響的な等長度を高めることができる。
【００５７】
ディンプル体積を、ディンプル密度を変えずに、ディンプルの形状を変更することによって調節することにより、例えば、コレクタタンク１の大きさや形状、加工工程上の制約があり、ディンプル密度を高めることができない場合でも、音響的な等長度を高めることができる。
【００５８】
ディンプル加工部６〜９の周方向へのディンプル密度の分布を、ポート長さの差に応じて設定するすることにより、各気筒間でポート長さの差が大きく、ディンプル密度を高くするだけでは音響的に等長にすることができない場合等でも、音響的な等長度を高めることができる。
【００５９】
なお、本実施形態では４気筒エンジンに適用する場合について説明したが、３、５、６、８、１０、１２気筒エンジン等についても、直列エンジンの場合は本実施形態と同様に、またＶ型エンジン等の場合には各バンクについて同様に適用することが可能である。
【００６０】
また、排気マニホールドに適用して排気音の濁りを防止することも可能である。
【００６１】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、多気筒エンジンの吸気音や排気音の濁りの防止に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態の構成の概略図である。
【図２】従来のコレクタタンクを用いた場合の吸気モードを表す図である。
【図３】本実施形態のコレクタタンクを用いた場合の吸気モードを表す図である。
【図４】ディンプル形状の等長度への影響を表す図である。
【図５】ディンプル総合体積および減衰比の等長でへの影響を表す図である。
【図６】ディンプル加工範囲の等長度への影響を表す図である。
【図７】開口部の位置別の減衰比を表す図である。
【図８】コレクタタンクの断面図である。
【図９】ディンプル形状が三角錐の場合を表す図である。
【図１０】ディンプル形状が四角錐の場合を表す図である。
【図１１】ディンプル形状が円錐の場合を表す図である。
【図１２】ディンプル形状が半球の場合を表す図である。
【図１３】コレクタタンク入口がブランチ１２と１３の間に開口する場合にを表す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    コレクタタンク
２〜５  ブランチ
６〜９  ディンプル加工部
１０  コレクタタンク入口
１１〜１４  連通孔
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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