(57)【要約】【課題】樹脂製のインテークマニホールド１において、その付属品をダイナミックダンパの質量として流用することなく、また、専用のダイナミックダンパを装備することなく、放射音の発生を抑制可能とする。【解決手段】インテークマニホールド１は、内燃機関に連結される第１部材１１と、第１部材１１に結合される第２部材１２とを少なくとも組み合わせた構成とされる。両部材１１，１２の結合部に弾性体３が介装され、この弾性体３をばねとして第２部材１２を質量とするダイナミックダンパが構成される。このダイナミックダンパの共振周波数がインテークマニホールド１の共振周波数と適合されている。【選択図】図５
2011226289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に連結される第１部材と、この第１部材に結合される第２部材とを少なくとも組み合わせた構成とされ、かつ内燃機関の燃焼室に吸入空気を導入するための独立吸気通路と、前記内燃機関の吸気通路に連通連結されるサージタンクとを備える樹脂製のインテークマニホールドであって、
前記両部材の結合部に弾性体が介装され、この弾性体をばねとして前記第２部材を質量とするダイナミックダンパが構成されている、ことを特徴とする樹脂製のインテークマニホールド。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂製のインテークマニホールドにおいて、
前記ダイナミックダンパの共振周波数は、当該インテークマニホールドの共振周波数と適合されている、ことを特徴とする樹脂製のインテークマニホールド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の樹脂製のインテークマニホールドにおいて、
前記第１部材と前記第２部材との結合部には、当該結合部における最大離隔量を規制するための規制部材が設けられている、ことを特徴とする樹脂製のインテークマニホールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（エンジンともいう）の吸気装置として用いる樹脂製のインテークマニホールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの各気筒（燃焼室）内に空気を供給するための複数の独立吸気通路を備えるインテークマニホールドは、例えば軽量化、生産性向上を目的として合成樹脂で製作される傾向になっている。
【０００３】
ところで、内燃機関の振動や、インテークマニホールド内の吸気脈動などによって、インテークマニホールドが振動して放射音を発生することがある。
【０００４】
このような放射音の発生を抑制する技術として、本願出願人は、例えば特許文献１を提案している。この特許文献１は、インテークマニホールドに取り付けられる吸気管長を可変にするための可変吸気システム（ＡＣＩＳ）のアクチュエータを質量とし、当該アクチュエータのインテークマニホールドに対する連結部をばねとすることによってダイナミックダンパを構成している。
【０００５】
ところで、樹脂製のインテークマニホールドに、吸気脈動を低減するためのサージタンクを一体的に設けるような場合には、サイズが大型化するために、例えば適宜数の部品を結合するような分割構造にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−８１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に係る従来例は、インテークマニホールドと別体になった専用のダイナミックダンパを新設することなく、放射音の発生を抑制することが可能であるものの、ＡＣＩＳアクチュエータを備えていない場合には、インテークマニホールドと別体になった専用のダイナミックダンパを装備する必要があると言える。ここに改良の余地がある。
【０００８】
このような事情に鑑み、本発明は、樹脂製のインテークマニホールドにおいて、その付属品をダイナミックダンパの質量として流用することなく、また、専用のダイナミックダンパを装備することなく、放射音の発生を抑制可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、内燃機関に連結される第１部材と、この第１部材に結合される第２部材とを少なくとも組み合わせた構成とされ、かつ内燃機関の燃焼室に吸入空気を導入するための独立吸気通路と、前記内燃機関の吸気通路に連通連結されるサージタンクとを備える樹脂製のインテークマニホールドであって、前記両部材の結合部に弾性体が介装され、この弾性体をばねとして前記第２部材を質量とするダイナミックダンパが構成されている、ことを特徴としている。
【００１０】
この構成では、樹脂製のインテークマニホールドを構成する少なくとも２つの部材のうちの一方部材（第２部材）と、当該２つの部材の結合部に介装される弾性体とでダイナミックダンパを構成している。つまり、本発明では、従来例のようにインテークマニホールドの付属品をダイナミックダンパの質量として流用することなく、また、専用のダイナミックダンパを装備することなく、放射音の発生を抑制することが可能になる。
【００１１】
これにより、インテークマニホールドのコスト、重量、スペースなどの増大を抑制することが可能になり、しかも、インテークマニホールドの静粛性を向上することが可能になる。
【００１２】
好ましくは、前記ダイナミックダンパの共振周波数は、樹脂製のインテークマニホールドの共振周波数と適合されている。このように、前記ダイナミックダンパの共振周波数を樹脂製のインテークマニホールドの共振周波数に適合させるには、第２部材の質量や弾性体のばね定数をパラメータとして適宜に調整すればよい。但し、第２部材の質量を固定とする場合には、弾性体のばね定数のみを調整すればよい。
【００１３】
好ましくは、前記第１部材と前記第２部材との結合部には、当該結合部における最大離隔量を規制するための規制部材が設けられている。
【００１４】
そもそも、本発明に係る樹脂製のインテークマニホールドでは、例えばスロットルバルブを急閉した場合のようにサージタンクの内圧が急変するような場合に、弾性体が弾性変形して前記両部材の結合部が急激に離れたり、近づいたりするようになる。これにより、耐久性を保つため、弾性体を大きくせざるを得ないことが懸念される。
【００１５】
これに対し、前記規制部材を設けていれば、例えば前記したように両部材が急激に離隔させられるような力が働いた場合に、弾性体が膨張して前記両部材の離隔を許容するものの、所定量を超えると、規制部材が前記両部材の離隔動作を規制することになるなど、その最大離隔量が前記規制部材によって規制されるようになる。これにより、弾性体に作用する引っ張り応力が軽減されることになるので、このような引っ張り応力が弾性体に繰り返し作用したとしても、弾性体の耐久性を保つことができてコンパクトにすることが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る樹脂製のインテークマニホールドは、その付属品をダイナミックダンパの質量として流用することなく、また、専用のダイナミックダンパを装備することなく、放射音の発生を抑制することが可能になる。これにより、コスト、重量、スペースなどの増大を抑制したうえで、静粛性を向上した樹脂製のインテークマニホールドを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る樹脂製のインテークマニホールドの一実施形態であり、外観を示す斜視図である。
【図２】図１のインテークマニホールドを反対側から見た斜視図である。
【図３】この実施形態のインテークマニホールドの断面図であり、吸気管長を長くした状態を示している。
【図４】この実施形態のインテークマニホールドの断面図であり、吸気管長を短くした状態を示している。
【図５】図３および図４においてインテークマニホールドのアッパーケースとロアーケースとの結合部分を拡大して示す図である。
【図６】この実施形態のインテークマニホールドをエンジンに取り付けた状態を模式的に示す側面図である。
【図７】本発明に係る樹脂製のインテークマニホールドの他実施形態で、アッパーケースとロアーケースとの結合部分を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１から図６に、本発明の一実施形態を示している。この実施形態で例示する樹脂製のインテークマニホールド１は、図示していないが、直列４気筒エンジンの吸気系に用いられる。
【００２０】
このインテークマニホールド１は、例えば３分割構造になっており、第１部材としてのアッパーケース１１と、第２部材としてのロアーケース１２と、アッパーケースカバー１３とを備えている。
【００２１】
アッパーケース１１、ロアーケース１２ならびにアッパーケースカバー１３は、合成樹脂で形成されている。この合成樹脂としては、強度、軽量化、成形性などを考慮して、例えばポリアミド樹脂（ＰＡ６）に適宜の強化繊維を混入した合成樹脂、あるいは適宜のエンジニアリングプラスチックなどとされる。
【００２２】
このインテークマニホールド１には、直列４気筒エンジンの各燃焼室内に吸入空気を供給するための複数（気筒数と同数）の独立吸気通路１５・・・を備えているとともに、吸気脈動を低減するためのサージタンク１６を備えている。
【００２３】
このインテークマニホールド１は、例えば図６に示すような状態でエンジン１０に取り付けられる。具体的に、インテークマニホールド１の独立吸気通路１５・・・の下流側開口が、エンジン１０のシリンダヘッド１０ａの各吸気ポートに連通連結されるが、インテークマニホールド１のロアーケース１２は自由状態とされる。
【００２４】
このインテークマニホールド１の一側壁には、吸気導入部１７が外側へ突出する状態で設けられている。この吸気導入部１７は、サージタンク１６内で開口している。この吸気導入部１７の外側開口には、スロットルボディ（図示省略）が取り付けられる。つまり、図示していないが、エアクリーナにて濾過された空気が前記スロットルボディおよび吸気導入部１７を介してサージタンク１６内に導入されるようになる。
【００２５】
このインテークマニホールド１には、吸気管長（または吸気通路長）を変更可能とするための可変吸気システム（ＡＣＩＳ）２を装備している。この可変吸気システム２は、公知であるが、ＡＣＩＳバルブ２１、ＡＣＩＳアクチュエータ２２などを備えている。
【００２６】
ＡＣＩＳバルブ２１は、サージタンク１６の内部に設けられている。ＡＣＩＳアクチュエータ２２は、ＡＣＩＳバルブ２１を全閉または全開にするように作動させる駆動源である。ＡＣＩＳアクチュエータ２２は、例えばダイヤフラム式のアクチュエータであって、エンジン１０のバキュームポンプ負圧により操作ロッド２３およびコントロールシャフト２４を作動させてＡＣＩＳバルブ２１を作動させるように構成されている。
【００２７】
このＡＣＩＳアクチュエータ２２に対するバキュームポンプ負圧の供給、遮断動作は、図示していないエレクトロニックコントロールユニット（ＥＣＵ）により制御される。ここで、ＡＣＩＳバルブ２１を全閉にすると、吸気管長が図３の矢印で示すように長くなり、また、ＡＣＩＳバルブ２１を全開にすると、吸気管長が図４の矢印で示すように短くなる。
【００２８】
そして、前記したアッパーケース１１に対してアッパーケースカバー１３は、振動溶着やレーザ溶着などにより結合されるか、あるいは適宜の接着剤を用いて結合される。一方、アッパーケース１１とロアーケース１２との結合形態については、以下で詳しく説明する。
【００２９】
図５に示すように、アッパーケース１１とロアーケース１２との結合部、つまりアッパーケース１１の開口端およびロアーケース１２の開口端には、それぞれ外側へ突出するフランジ１１ａ，１２ａが設けられており、これら両方のフランジ１１ａ，１２ａの対向間には、適宜の弾性体３が介装されている。
【００３０】
この弾性体３は、適宜の接着剤を用いて両方のフランジ１１ａ，１２ａに接着されており、これにより、両方のフランジ１１ａ，１２ａが結合されるようになっている。この弾性体３は、例えば耐水性、耐油性、耐熱性、耐破壊性に優れた材料とするのが好ましく、例えばニトリルブタジエンラバー（ＮＢＲ）やエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＮ）などとされる。
【００３１】
このようにした場合、ロアーケース１２を質量、弾性体３をばねとするダイナミックダンパが構成されることになる。このダイナミックダンパは、エンジン１０の振動や、インテークマニホールド１の吸気脈動などに起因してインテークマニホールド１が振動して放射音を発生することを抑制することができる。
【００３２】
ここで、前記ダイナミックダンパの共振周波数（ｆｎ）を決定する要素は、ロアーケース１２の質量（Ｍ）と弾性体３のばね定数（Ｋ）であって、これら質量（Ｍ）およびばね定数（Ｋ）と共振周波数（ｆｎ）との関係式は、次のようになる。
【００３３】
ｆｎ＝（１／２π）√（Ｋ／Ｍ）
したがって、この関係式を用いて、ロアーケース１２の質量（マス）や弾性体３のばね定数Ｋを調整すれば、ダイナミックダンパの共振周波数をインテークマニホールド１の共振周波数に適合させることが可能になる。仮に、ロアーケース１２の質量（マス）を固定値とする場合には、弾性体３のばね定数Ｋのみを調整すればよい。
【００３４】
この実施形態の場合、例えば図６に示すように、エンジン１０にインテークマニホールド１を取り付けた状態において、エンジン１０の振動によって弾性体３が弾性変形してインテークマニホールド１が矢印Ｘ１−Ｘ２方向に振動されることになる。そのため、インテークマニホールド１は、アッパーケース１１とロアーケース１２とがそれらの結合面に沿う方向（図５、図６の矢印Ｙ１−Ｙ２方向）にずれるように変位することがある。この他、インテークマニホールド１内の吸気脈動によって、弾性体３が弾性変形してエンジン１０のシリンダヘッド１０ａ側に固定されているアッパーケース１１に対して自由状態のロアーケース１２が接近または離隔する方向（図５、図６のＺ１−Ｚ２方向）に変位することがある。
【００３５】
このようなアッパーケース１１とロアーケース１２とが相対的に繰り返し変位することによって生ずる振動を、前記ダイナミックダンパが減衰するようになるので、前記振動に伴う放射音の発生を抑制できるようになる。
【００３６】
ところで、前記した構成のインテークマニホールド１の場合、例えば図示していないスロットルバルブを急閉した場合のようにサージタンク１６の内圧が急変するような場合に、弾性体３が膨張してアッパーケース１１のフランジ１１ａとロアーケース１２のフランジ１２ａとが急激に引き離されることがあり、耐久性を保つために弾性体３を大きくせざるを得ないことが懸念される。このような懸念を払拭するために、例えばアッパーケース１１とロアーケース１２との結合部に、それらの最大離隔量を規制するための規制部材４を設けるようにしている。
【００３７】
この規制部材４は、そのボディ４１の基端側平坦部がロアーケース１２のフランジ１２ａの適宜位置に接着されており、ボディ４１の先端側に設けられるストッパ片４２がアッパーケース１１のフランジ１１ａに適宜の隙間を介して対向されるようになっている。
【００３８】
このような規制部材４を設けていれば、例えば前記したように両ケース１１，１２が急激に離隔させられるような力が働いた場合に、弾性体３が膨張して前記両ケース１１，１２の両フランジ１１ａ，１２ａの離隔を許容するものの、所定量を超えると、アッパーケース１１のフランジ１１ａがストッパ片４２に当接することになるなど、最大離隔量が規制されるようになる。これにより、弾性体３に作用する引っ張り応力が軽減されることになるので、この引っ張り応力が繰り返し作用したとしても、弾性体３の耐久性を保つことができてコンパクトにすることが可能になる。なお、前記したようにアッパーケース１１のフランジ１１ａとロアーケース１２のフランジ１２ａとが急激に接近させられる場合には弾性体３が弾性的に圧縮させられるが、完全に潰れるようなことはない。
【００３９】
以上説明したように、本発明の特徴を適用した実施形態では、少なくともアッパーケース１１とロアーケース１２とを組み合わせた構成の樹脂製のインテークマニホールド１において、ロアーケース１２を質量として、アッパーケース１１のフランジ１１ａとロアーケース１２のフランジ１２ａとの結合部に介装される弾性体３をばねとするダイナミックダンパを構成するようにしている。
【００４０】
つまり、この実施形態では、従来例のようにインテークマニホールド１の付属品をダイナミックダンパの質量として流用することなく、また、専用のダイナミックダンパを装備することなく、放射音の発生を抑制することが可能になる。これにより、インテークマニホールド１のコスト、重量、スペースなどの増大を抑制することが可能になり、しかも、インテークマニホールド１の静粛性を向上することが可能になる。
【００４１】
この他、規制部材４を用いることによって弾性体３の最大離隔量を規制しているから、弾性体３の耐久性を保つことができてコンパクトにすることが可能になる等、ダイナミックダンパの耐久性を向上させることができる。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。
【００４３】
（１）上記実施形態では、直列４気筒エンジンに用いるインテークマニホールド１を例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、インテークマニホールド１の適用対象となるエンジン１０の気筒数や型式などは任意である。
【００４４】
（２）上記実施形態では、規制部材４をアッパーケース１１とロアーケース１２との結合部の一部領域に設置した例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記結合部の全長領域にわたって設けられるものとすることが可能である。
【００４５】
（３）図７に本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、規制部材４のストッパ片４２とアッパーケース１１のフランジ１１ａとの対向隙間にボール５などの転動体を介装している。なお、前記転動体としては、ローラとすることも可能であるが、その場合には、ローラの転動方向を振動の方向に合わせるように組み込む必要がある。
【００４６】
この実施形態の場合も、上記実施形態で図６を用いて説明したように、エンジン１０にインテークマニホールド１を取り付けた状態において、エンジン１０の振動によって弾性体３が弾性変形してインテークマニホールド１が矢印Ｘ１−Ｘ２方向に振動することがある。そのため、インテークマニホールド１は、アッパーケース１１とロアーケース１２とがそれらの結合面に沿う方向（図６の矢印Ｙ１−Ｙ２方向）にずれるように変位することがある。この他、インテークマニホールド１内の吸気脈動によって、弾性体３が弾性変形してエンジン１０に固定されているアッパーケース１１に対して自由状態のロアーケース１２が接近または離隔する方向（図６の矢印Ｚ１−Ｚ２方向）に変位することがある。
【００４７】
この実施形態では、規制部材４のストッパ片４２とアッパーケース１１のフランジ１１ａとの対向隙間にボール５を介装することによって、アッパーケース１１とロアーケース１２とが結合面に沿う方向（図６、図７の矢印Ｙ１−Ｙ２方向）に変位することを許容する一方で、アッパーケース１１に対してロアーケース１２が接近または離隔する方向（図６、図７の矢印Ｚ１−Ｚ２方向）に変位することを禁止するようにしている。
【００４８】
つまり、この実施形態では、エンジン１０の振動によってアッパーケース１１とロアーケース１２とが図７の矢印Ｙ１−Ｙ２方向に変位しようとする場合には、ロアーケース１２に固定の規制部材４のストッパ片４２と、アッパーケース１１のフランジ１１ａとの間でボール５が転動するようになるから、弾性体３の弾性変形に伴う両ケース１１，１２の相対的な変位を許容するとともに、当該変位動作を円滑にするようになる。
【００４９】
その一方で、インテークマニホールド１内の吸気脈動が発生したときには、エンジン１０のシリンダヘッド１０ａ側に固定のアッパーケース１１に対して自由状態のロアーケース１２が接近または離隔する方向（図６、図７の矢印Ｚ１−Ｚ２方向）に変位することを規制部材４とボール５とによって禁止するようになる。但し、この場合、弾性体３が弾性的に収縮する程度の変位は許容される。このため、弾性体３がその厚み方向で弾性的に膨張、圧縮する量が大幅に規制されることになるので、弾性体３の耐久性を保つことができてコンパクトにすることが可能になる。
【００５０】
このように、この実施形態では、インテークマニホールド１のアッパーケース１１とロアーケース１２との結合部における振動吸収方向を特定することが可能になる。
【符号の説明】
【００５１】
１      インテークマニホールド
２      可変吸気システム（ＡＣＩＳ）
３      弾性体
４      規制部材
１１      アッパーケース
１１ａ    アッパーケースのフランジ
１２      ロアーケース
１２ａ    ロアーケースのフランジ
１３      アッパーケースカバー
１５      独立吸気通路
１６      サージタンク
２１      ＡＣＩＳバルブ
２２      ＡＣＩＳアクチュエータ
【図１】
2011226289.tif 000003
【図２】
2011226289.tif 000004
【図３】
2011226289.tif 000005
【図４】
2011226289.tif 000006
【図５】
2011226289.tif 000007
【図６】
2011226289.tif 000008
【図７】
2011226289.tif 000009