(57)【要約】【課題】音響モードをほとんど変化させることなく、安価に、軽量化と低騒音化が図れる内燃機関の吸気装置を提供する。【解決手段】内燃機関１００へ吸気を導く吸気系部材のうち、インテークマニホルド部２０およびサージタンク部１０の少なくともいずれか一方には、一部または全部に樹脂材を用いて成形された樹脂成形部を備え、この樹脂成形部のうち、中空状に形成され内部を吸気通過可能とした部分の表面積８０％以上を低剛性体構造のエラストマＥにて覆い、エラストマＥが、樹脂成形部を構成する樹脂材と二重成形されて一体化されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関へ吸気を導く吸気系部材のうち、インテークマニホルド部およびサージタンク部の少なくともいずれか一方には、一部または全部に樹脂材を用いて成形された樹脂成形部を備え、
前記樹脂成形部のうち、中空状に形成され内部を吸気通過可能とした部分の表面積８０％以上を低剛性体構造のエラストマにて覆い、
前記エラストマが、前記樹脂成形部を構成する前記樹脂材と二重成形されて一体化されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記エラストマの硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６３０１による表面硬度の測定方法に基いて測定された値であって、
ＪＩＳ  Ａスケール  ３０〜１００の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記樹脂成形部の前記エラストマを二重成形した部分の振動に係わる減衰比が１％以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記樹脂成形部の前記エラストマを二重成形した部分の面密度が、３〜８Ｋｇ／ｍ２の範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
前記樹脂成形部の前記エラストマが二重成形される部分には、前記樹脂成形部から突出したリブ形状の突起部を有しており、
前記エラストマが前記突起部を跨ぐように被覆して成形されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
前記エラストマは、樹脂系弾性体であって、
前記樹脂成形部を構成する前記樹脂材に比べて、低い比重を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項７】
前記樹脂成形部の前記エラストマを二重成形した部分の面密度が、前記樹脂成形部のうち、前記内部を流れる吸気による音源部もしくは前記樹脂成形部の膜振動による振幅の腹部を含む領域では、８Ｋｇ／ｍ２を超えることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記サージタンク部の外周部分の略全周に渡って包囲するように前記エラストマが被覆されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記インテークマニホルド部の外周部分の周囲を継ぎ目なく包囲するように、前記エラストマが被覆されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項１０】
前記エラストマが前記樹脂成形部を構成する前記樹脂材に二重成形されるとは、型開き、型締めが可能な第１の金型、第２の金型と、前記第１の金型および前記第２の金型のパーティング面に形成されたキャビティと、前記第１の金型と前記第２の金型が所定の間隔で型開きすることで前記キャビティが拡大された第２のキャビティを形成する射出成形機構を備え、
前記キャビティには、熱可塑性樹脂からなる前記樹脂材を注入することで、前記樹脂成形部を成形し、
その後、前記所定の間隔で型開きした状態で、前記第２のキャビティに熱可塑性樹脂からなる前記エラストマを注入することで、前記樹脂成形部に前記エラストマが２次成形されることであることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項１１】
前記第２のキャビティは、前記第１の金型と前記第２の金型とで区画されているとともに、前記第１の金型と前記第２の金型が、型開き方向にオーバラップするセルフシール部を有することを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項１２】
前記第２のキャビティは、前記第１の金型と前記第２の金型とで区画されているとともに、前記第１の金型および前記第２の金型のうちいずれか一方には、型開き方向に対して直交する方向に延びる溝部を有していることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気装置に関し、特にインテークマニホルドおよびサージタンクのうち少なくともいずれか一方が樹脂製からなるものを含む吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省資源上から内燃機関の低燃費化を図るため、内燃機関を軽量化したいという要求がある。内燃機関の吸気装置においても、軽量化のため、例えばインテークマニホルドをアルミダイキャスト製から樹脂化することが図られている。しかしながら、樹脂化したことで吸気音が樹脂壁を透過し易くなり、騒音が問題となっている。
【０００３】
これに対して、従来の騒音対策手法（特許文献１）を適用したものがある。特許文献１に開示する騒音対策手法では、騒音源のエンジンを、ウレタンを貼り付けたエンジンカバーで覆う。この手法を適用すると、内部に吸気が流れる騒音源としてのインテークマニホルドを、ウレタンを貼り付けたカバーで覆うものである。
【０００４】
また、樹脂製のインテークマニホルドの吸気壁に、樹脂製の遮音壁を一体成形したしたものがある（特許文献２）。特許文献２の開示によれば、合成樹脂からなるインテークマニホルドに、このインテークマニホルドを構成する合成樹脂より高比重を有する合成樹脂からなる遮音壁を設けることで、質量アップによる遮音効果を得ようとしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１２３２３７号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−２８１０２５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の開示による従来手法では、インテークマニホルドを製造する製造工程において、ウレタンとカバーを一体成形したとしても、そのカバーをインテークマニホルドに装着する組付け工数等のコストアップが生じるという問題があった。
【０００８】
上記特許文献２の開示による従来手法では、質量アップによって遮音効果を引き出そうとするため、製品の重量が重くなるという問題がある。また、比重は異なるものの、合成樹脂からなる吸気壁と遮音壁を重ね合わせることで、壁の肉厚が増える恐れがある。この場合、この肉厚アップによって製品剛性が高くなるため、結果として、音響モード（共振周波数）が高周波数域側にずれる可能性がある。人の聴覚は高周波数域側の騒音に対して敏感であるため、同じオーバオール値であっても高周波数域側の騒音が大きい状態の方が、耳障りに感じられ、よりうるさく感じる。そのため、その高周波数域側の騒音を、より大きく遮音してやる必要がある。結果として、吸気壁と遮音壁を形成する樹脂はかなり厚くする必要があるので、相当の重量アップは免れない。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、したがって、その目的は、振動に係わる構造モードもしくは音響モードをほとんど変化させることなく、安価に、軽量化と低騒音化が図れる内燃機関の吸気装置を提供することにある。
【００１０】
また、別の目的は、安価に、軽量化と低騒音化が図れるとともに、高周波数域側の騒音を下げることが可能な内燃機関の吸気装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によれば、内燃機関へ吸気を導く吸気系部材のうち、インテークマニホルド部およびサージタンク部の少なくともいずれか一方には、一部または全部に樹脂材を用いて成形された樹脂成形部を備え、この樹脂成形部のうち、中空状に形成され内部を吸気通過可能とした部分の表面積８０％以上を低剛性体構造のエラストマにて覆い、エラストマが、樹脂成形部を構成する樹脂材と二重成形されて一体化されている。
【００１２】
これによると、インテークマニホルド部およびサージタンク部の少なくともいずれか一方の一部または全部に樹脂材によって形成された樹脂成形部を有する吸気装置において、低剛性体構造であるエラストマを、樹脂成形部に二重成形することで、質量のみを部分的に増加させることが可能である。従来技術のように例えば比重の異なる２種類の樹脂材を重ねることで剛性向上を伴い音響モードが高周波数域側にずれてしまう現象を生じる場合があるのに対して、ほとんど変化しない音響モードを得ることが可能である。その結果、音響モードが高周波数域側にずれることがないので、従来手法のように、耳障りと感じる高周波数域側の騒音をより大きく遮音する必要がなく、効率的に騒音低減を図ることが可能である。
【００１３】
なお、従来手法のウレタンをカバーに貼り付け、樹脂成形部にカバーでウレタンを挟み込むサンドイッチ構造による吸音効果と異なり、比較的低い剛性構造を有するエラストマの制振効果によって騒音低減するものである。その結果、カバーが不要であるので、安価に提供することが可能である。
【００１４】
本発明の請求項２によれば、エラストマの硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６３０１による表面硬度の測定方法に基いて測定された値であって、ＪＩＳ  Ａスケール  ３０〜１００の範囲にあることが好ましい。
【００１５】
本発明の請求項３によれば、樹脂成形部のエラストマを二重成形した部分の振動に係わる減衰比を１％以上にすることが好ましい。これによって騒音低減効果を効果的に得ることが可能である。
【００１６】
本発明の請求項４によれば、樹脂成形部のエラストマを二重成形した部分の面密度が、３〜８Ｋｇ／ｍ２の範囲にすることが可能である。例えば樹脂材からなる遮音壁を重ねる従来手法では剛性アップによって生じる高周波数域側の騒音をより大きく遮音するために、相当の肉厚アップつまり面密度を大きくする必要があったが、３〜８Ｋｇ／ｍ２の範囲程度の面密度でよい。
【００１７】
本発明の請求項５によれば、樹脂成形部のエラストマが二重成形される部分には、樹脂成形部から突出したリブ形状の突起部を有しており、エラストマが突起部を跨ぐように被覆して成形されている。
【００１８】
これにより、低剛性体構造のエラストマを用いる本発明の騒音低減手法を適用する吸気装置として、吸気装置の本体としての樹脂成形部が略平坦な形状に限らず、リブ形状の突起部を有する複雑な形状であっても、エラストマをその樹脂成形部に二重成形することで、容易に一体化させることが可能である。
【００１９】
本発明の請求項６によれば、エラストマは、樹脂系弾性体であって、樹脂成形部を構成する樹脂材に比べて、低い比重を有する。
【００２０】
エラストマは、樹脂系弾性体であって、吸気装置の本体としての樹脂成形部を構成する樹脂材に比べて低い比重を有するので、騒音低減を図るとともに、軽量化を図ることが可能である。
【００２１】
本発明の請求項７によれば、樹脂成形部のエラストマを二重成形した部分の面密度が、樹脂成形部のうち、内部を流れる吸気による音源部もしくは樹脂成形部の膜振動による振幅の腹部を含む領域では、８Ｋｇ／ｍ２を超える。
【００２２】
樹脂形成部のうち、内部が吸気通過可能な中空状に形成された部分を、均一な肉厚を有するエラストマで覆うものに限らず、例えば特定の領域に限って肉厚を厚くする不均一な肉厚であるものであってもよい。例えば騒音低減手法を適用しようとする吸気装置を、音源解析手法によって樹脂成形部における膜振動の中心部を探査する等の音源探査を行なう。その探査結果に応じて、騒音が大きい部分には肉厚を厚く、つまり面密度が８Ｋｇ／ｍ２を超える場合があってもよい。特定の領域に限って肉厚を厚くするだけであるので、軽量化を損なう影響を略小さく抑えることができ、かつ、騒音の音源に対して効果的にエラストマ層を形成することが可能である。
【００２３】
本発明の請求項８によれば、請求項１から請求項７に記載の内燃機関の吸気装置において、サージタンク部の外周部分の略全周に渡って包囲するように、エラストマを被覆することが可能である。
【００２４】
本発明の請求項９によれば、請求項１から請求項８に記載の内燃機関の吸気装置において、インテークマニホルド部の外周部分の周囲を継ぎ目なく包囲するように、エラストマを被覆することが可能である。
【００２５】
本発明の請求項１０によれば、エラストマが樹脂成形部を構成する樹脂材に二重成形されるとは、型開き、型締めが可能な第１の金型、第２の金型と、第１の金型および第２の金型のパーティング面に形成されたキャビティと、第１の金型と第２の金型が所定の間隔で型開きすることでキャビティが拡大された第２のキャビティを形成する射出成形機構を備え、キャビティには、熱可塑性樹脂からなる樹脂材を注入することで、樹脂成形部を成形し、その後、所定の間隔で型開きした状態で、第２のキャビティに熱可塑性樹脂からなるエラストマを注入することで、樹脂成形部にエラストマが２次成形されることである。
【００２６】
エラストマが樹脂成形部を構成する樹脂材に二重成形されるとは、まず、型構造として、型開き、型締めが可能な第１の金型、第２の金型が、例えば型締め状態でのキャビティと、所定の間隔で型開きされた状態での第２のキャビティを有し、これらのキャビティに樹脂注入可能な射出成形機構を備えている。次に型締め状態でキャビティに熱可塑性樹脂からなる上記樹脂材を溶融注入し、その後、所定の間隔で型開きした状態で第２のキャビティに熱可塑性樹脂からなるエラストマを溶融注入する。この様にして、樹脂成形部を構成する熱可塑性樹脂からなる樹脂材に、熱可塑性のエラストマを二重成形することができる。
【００２７】
本発明の請求項１１および請求項１２によれば、所定の間隔で型開きした状態においても、第２のキャビティを、第１の金型と第２の金型とで気密に区画することが可能である。請求項１１によれば、型開き方向に第１の金型と第２の金型がオーバラップするセルフシール部によって、第１の金型と第２の金型で第２のキャビティを気密に区画することが可能である。請求項１２によれば、第１の金型および第２の金型のうちいずれか一方には、型開き方向に対して直交する方向に延びる溝部を有しているので、型締め状態でキャビティ内に形成された樹脂形成部のうち、溝部の形状に対応して型開き方向に対して直交する方向に延びる樹脂部分と、溝部が、所定の間隔で型開きした状態でもオーバラップすることで、第１の金型と第２の金型と樹脂形成部で第２のキャビティを気密に区画することが可能である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内燃機関の吸気装置を具体化した実施形態を、図面に従って説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の内燃機関の吸気装置の全体構成を表す斜視的構成図である。図２は、図１中のインテークマニホルドおよびサージタンクを表す模式的断面図である。図３は、本実施形態の製造方法を概略の製造工程で示す工程別断面図であって、図３（ａ）から図３（ｃ）は各製造工程における図２中のインテークマニホルド上部およびサージタンク上部の状態を示す断面図である。図４は、図３（ｃ）中の第２のキャビティの一部を拡大した断面図である。図５は、図２中のサージタンクの樹脂成形部にエラストマを二重成形する場合の騒音低減効果を面密度で説明するグラフである。図６は、図２中のインテークマニホルドおよびサージタンクの樹脂成形部にエラストマを二重成形する場合の騒音低減効果を１／３オクターブバンドの周波数帯毎、およびオーバオール値で説明する棒グラフである。図７は、本実施形態に係わる樹脂成形部にエラストマを二重成形する場合の騒音低減効果と、従来の騒音低減手法を騒音低減効果の違いを説明するグラフであって、図７（ａ）は、図７（ｂ）のグラフ中のキーに対応する仕様の内容説明、図７（ｂ）は各仕様の１／３オクターブバンドの周波数帯毎およびオーバオール値を示すグラフ、図７（ｃ）は図７（ｂ）の各種仕様の周波数特性を模式的に表すグラフである。図８は、本実施形態に係わる樹脂成形部にエラストマを二重成形する場合の騒音低減効果を、理論透過損失と実験結果とを比較しながら説明するグラフである。図９は、本実施形態に係わる樹脂成形部にエラストマを二重成形する場合の騒音低減効果を、減衰比で説明するグラフであって、図９（ａ）が透過損失−減衰比の関係を示すグラフ、図９（ｂ）が各仕様の減衰比を求める計測装置の概略構成を表す構成図である。
【００３０】
（内燃機関の吸気装置の概略説明）
図１に示すように、吸気装置は、吸気取込口（図示せず）から吸入された吸入空気（以下、吸気と呼ぶ）に含まれる塵埃を取り除くエアクリーナ３００と、内燃機関１００へ供給する吸気量を調整する吸気絞り弁としてのスロットルバルブ２００と、吸気絞り弁２００の下流側に連結するサージタンク１とを備えており、内燃機関１００には、サージタンク１から下流側へ延びる各独立吸気管２１を介して各気筒へ吸気が導入されている。なお、サージタンク１は、サージタンク部１０と、独立吸気管部としてのインテークマニホルド部２０とを含んで構成されている。なお、エアクリーナ３００、スロットルバルブ２００は周知のものであって、それぞれの構造の詳細については、本発明の特徴ではないので省略する。
【００３１】
また、内燃機関１００は、単気筒内燃機関あるいは複数の気筒を有する多気筒内燃機関のいずれでもよい。なお、本実施形態では、内燃機関１００を、３気筒用燃機関として以下説明する。３気筒内燃機関１００における各気筒１００ａ、１００ｂ、１００ｃのそれぞれに接続する独立吸気管２１を、それぞれ第１独立ポート２１ａ、第２独立ポート２１ｂ、第３独立ポート２１ｃと呼ぶ。なお、第１、第２、および第３の独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、インテークマニホルド部２０を構成している。
【００３２】
（本発明の吸気装置の要部であるサージタンク周りの説明）
サージタンク１は、図１および図２に示すように、サージタンク部１０と、インテークマニホルド部２０とからなり、サージタンク部１０とインテークマニホルド部２０とは、樹脂一体成形されている。これにより、サージタンク部１０とインテークマニホルド２０（詳しくは、独立吸気管２１の各気筒１００ａ、１００ｂ、１００ｃに対応する第１独立ポート２１ａ、第２独立ポート２１ｂ、第３独立ポート２１ｃ）が連通するように、内部を吸気通過可能な中空状に容易に成形できる。なお、ここで、樹脂一体成形されているサージタンク部１０とインテークマニホルド部２０は、樹脂成形部を構成している。樹脂成形部を形成する樹脂材としては、ナイロン６（ＰＡ６）、あるいはナイロン６６（ＰＡ６６）等のポリアミド（ＰＡ）系の樹脂を使用する。
【００３３】
サージタンク部１０は、図１および図２に示すように、スロットルバルブ２００が上流側に配置され、このスロットルバルブ２００により調量された吸気を導入する導入管部１１と、導入された吸気が各気筒１００ａ、１００ｂ、１００ｃへ連通する独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃに分配される際の吸気干渉等を防止する沈静槽としての空間Ｒを形成するように区画するサージタンク壁部１２と、このサージタンク壁部１２の内周によって形成される沈静槽Ｒ内に連通し、吸気を各気筒へ導出する独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃの開口（以下、独立ポート側開口部と呼ぶ）１４ａ、１４ｂ、１４ｃとを含んで構成されている。
【００３４】
インテークポート部２０は、サージタンク部１０の各独立ポート側開口部１４ａ、１４ｂ、１４ｃに接続する独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃを内燃機関（詳しくは、各気筒１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）に固定するフランジ部２２とを含んで構成されている。このフランジ部２２は、各独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃごとに設けられていても、図１に示すように、各独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃの端部を連結するものであってもよい。
【００３５】
なお、サージタンク１を構成するサージタンク部１０およびインテークマニホルド部２０が樹脂一体成形される場合には、各独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃの端部を連結するフランジ部２２が好ましい。これにより、インテークマニホルド部２０およびサージタンク部１０、つまりサージタンク１の剛性向上が図れる。
【００３６】
さらになお、図２において、独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃの外周を継ぎ目なく形成するため、図２中に示す二点鎖線の上下で、図２の上側のアッパピースと、図２の下側のロアピースに分割され、アッパピース、ロアピースそれぞれを樹脂成形した後、振動溶着等によって一体化されている。なお、図２中の二点鎖線が上下に分割するパーティング面となる。
【００３７】
なお、サージタンク部１０とインテークマニホルド部２０の配置関係を説明する。まず、図１に示すように、沈静槽Ｒを形成するサージタンク壁部１２は、独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃの横並び方向に延在しており、略直方体に形成されている。次に、導入管１１はサージタンク壁部１２が延在する方向の一方端部に設けられている。そのため、導入管１１に導かれた吸気は、その流れが略直角に曲げられて各独立ポート側開口部１４ａ、１４ｂ、１４ｃへ導かれる。
【００３８】
ここで従来構造の樹脂一体成形のサージタンク１の透過音の分布を、図１２に従って説明する。なお、図１２において、サージタンク内の吸気の流れは図１に示すサージタンク１内の流れと略同じであり、独立ポートの数のみ異なる。サージタンク１の透過音の分布を、音響インテンシティ測定による音源探査によって調査した。これによると、アッパピース側のサージタンク部１０から透過音が多く出ていることを示している。この結果より、同様にロアピース側のサージタンク部１０からも透過音が多く出ていると推定できる。なお、この透過音の音源は、主として、サージタンク１の内部を流れる吸気によって生じる吸気音である。
【００３９】
これに対して、本実施形態では、図２に示すように、サージタンク部１０およびインテークマニホルド部２０の外周部に低剛性体のエラストマＥの層を形成している。図１２の音響探査結果でアッパピース側およびロアピース側に透過音が多く出ていたサージタンク部１０（詳しくは、サージタンク壁部１２）においては、図３に示すように、エラストマＥが、アッパピース側のサージタンク壁部１２の上部と、ロアピース側のサージタンク壁部１２の下部の外周を包囲するように、設けられている。なお、このエラストマＥは、比較的低い剛性を有するものであれば、熱可塑性の樹脂、あるいは熱硬化性のゴム等であってもよい。以下、本実施形態では、エラストマＥは、以下、熱可塑性の樹脂として説明する。なお、低剛性体の熱可塑性樹脂としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、軟質ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等がある。なお、エラストマＥは、低剛性体の樹脂材料、またはゴム材料に限らず、低剛性体構造であるものであれば、いずれの有機材料または無機材料であってもよい。
【００４０】
さらになお、低剛性体構造のエラストマＥを硬度で表すと、ＪＩＳ  Ｋ６３０１による表面硬度測定方法による硬度表示で、３０（ＪＩＳ  Ａ）〜１００（ＪＩＳ  Ａ）にあることが好ましい。
【００４１】
さらに、インテークマニホルド部２０では、独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃ（図３では２１ｂのみ図示）の外周を略全周に渡って包囲するように、エラストマＥが設けられている。
【００４２】
さらになお、本実施形態では、インテークマニホルド部２０およびサージタンク部１０、すなわち樹脂形成部のうち、中空状に形成され、内部を吸気通過可能とした部分の外周が、少なくともエラストマＥを樹脂成形部に二重に成形可能な範囲で、エラストマＥによって覆われている。なお、その吸気通過可能とした部分の表面積８０％以上をエラストマＥによって覆われていることが好ましい。これにより、低剛性体のエラストマＥを、樹脂成形部に二重成形することで、質量のみを部分的に増加させることが可能である。なお、比較的低い剛性を有するエラストマによって増肉するだけであるので、従来技術の騒音低減手法のように、樹脂成形部のリブ追加や肉厚アップを行なうことで樹脂形成部の剛性向上つまり振動に係わる構造モードもしくは音響モード（共振周波数）が高周波数域側にずれるわけではない（図７参照）。少なくとも質量則に基いて騒音低減が図れる。
【００４３】
次に、本発明の実施形態の特徴であるエラストマＥを樹脂成形部（詳しくは、インテークマニホルド部２０およびサージタンク部１０）に二重成形する製造方法について、以下図３に従って説明する。図３は、インテークマニホルド部２０およびサージタンク部１０のうちアッパピースを製造する概略の製造工程で示す工程別断面図である。図３（ａ）は、型開き、型締めが可能な第１の金型（以下、固定型と呼ぶ）５１、第２の金型（以下、可動型と呼ぶ）５２のパーティング面に形成されるキャビティＣに、樹脂形成部を形成する基材としての熱可塑性樹脂Ａを注入し、樹脂形成部を１次成形する工程を示す。図３（ｂ）は、固定型５１と可動型５２とを所定の間隔ｔになるまで型開きを行なう型開き工程を示す。また、図３（ｃ）は、所定の間隔ｔで型開きした状態で、拡大したキャビティＣ３（詳しくは、キャビティ増加部分Ｃ２）に、エラストマＥを形成する低剛性体の熱可塑性樹脂Ｂを注入し、樹脂形成部の外周にエラストマＥを２次成形する工程を示す。図３（ａ）に示すように、可動型５２には、キャビティＣ１に溶融樹脂を注入するスプル６１、６２が、それぞれ熱可塑性樹脂Ａ用、熱可塑性樹脂Ｂ用に設けられている。なお、スプル６１、６２は射出成形機構を構成している。
【００４４】
まず、固定型５１、可動型５２を型締め状態にした後、スプル６１を通じてキャビティＣ１へ熱可塑性樹脂Ａを溶融注入する。そして冷却固化することで、キャビティＣ１内に注入された熱可塑性樹脂Ａは樹脂成形部を形成する（図３（ａ）参照）。次に、図３（ｂ）に示すように、所定の間隔ｔになるまで型開きする。さらに、図３（ｃ）に示すように、スプル６２を通じてキャビティＣ３内へ熱可塑性樹脂Ｂを注入する。冷却固化すると、エラストマＥがサージタンク壁部１２の上部に２次形成される（図３（ｃ）参照）。この様にして、熱可塑性樹脂Ａからなる樹脂形成部に、熱可塑性樹脂ＢからなるエラストマＥを一体化して二重成形することができる。
【００４５】
さらになお、本実施形態では、図４に示す型機能によって、所定の間隔で型開きした状態においても、第２のキャビティＣ３（詳しくは、キャビティの増分Ｃ２）を、固定型５１と可動型５２とで気密に区画することが可能である。すなわち、固定型５１の端部５１ａと可動型５２の端部５２ａは、図４に示すように、型開き方向に、樹脂成形部を介してオーバラップしている。なお、両端部５１ａ、５２ａはセルフシール部を構成する。また、可動型５２には溝部５２ｂが形成されている。この溝部は型開き方向に対して直交する方向（図４の紙面に直交する方向）は延在している。これにより、図３（ａ）の１次成形工程で形成された溝部５２ａの形状に対応する樹脂成形部のリブ部分１２ｂが、所定の間隔ｔで型開きした状態でも、溝部５２ｂとオーバラップすることができる。この様にして、固定型５１と可動型５２と樹脂成形部でキャビティの増分Ｃ２を気密に区画することが可能である。
【００４６】
なお、上記実施形態の説明で溝部５２ａを可動型５２に設けたが、溝部５を固定型に設ける場合であってもいずれでもよい。
【００４７】
さらになお、上記実施形態の説明でエラストマＥがサージタンク壁部１２の上部に２次形成される場合で説明したが、独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃの外周にもエラストマＥを２次成形する場合には、独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃ側にも溶融注入できるように、例えばスプル６２を配置すればよい。
【００４８】
次に、樹脂成形部にエラストマＥを二重成形する場合の騒音低減効果を、図５に従って説明する。図５において、横軸は面密度、縦軸はオーバール値での音圧レベルを示す。音圧レベルは、サージタンク部１０のアッパピース側の上面から離間距離が１５ｃｍの音を測定した。図５中の菱形のキーは、樹脂成形部（詳しくは、サージタンク部１０およびインテークマニホルド部２０）のサージタンク壁部２１の壁厚を、Ｔ＝２．２、５．２、７．０ｍｍと順次、単一基材で肉厚アップする従来の騒音低減手法によるものである。図５中の丸のキーは、本実施形態に係わるエラストマＥを二重成形する手法によるものである。これによると、従来手法による面密度アップによる効果は破線の特性で示される。また、本発明の実施形態に係わる手法による効果は実線の特性で示すことができる。これにより、同じ面密度で比較すると、本実施形態に係わるエラストマＥを二重成形する手法が騒音低減効果が大きい。したがって、本実施形態に係わるエラストマＥを二重成形する手法は、従来の騒音低減手法に比べて、軽量化と低騒音化が図れる。
【００４９】
なお、図５のグラフからエラストマＥは、樹脂成形部を形成する樹脂材に比べて、低い比重を有する。騒音低減を図るとともに、軽量化を図ることが容易となる。
【００５０】
次に、本実施形態に係わるエラストマＥを二重成形する手法を適用したサージタンク１を、１／３オクターブバンドの周波数帯ごとの周波数特性、およびオーバオール値によって測定した評価結果を、図６に従って説明する。図６は、横軸に、１／３オクターブバンドの各周波数帯、そして右端にオーバオールによる測定を示し、縦軸に音圧レベルを示す。それぞれの測定結果は、左から順に棒グラフで、エラストマＥを形成させない場合、エラストマ層の厚さが３ｍｍの場合、および４．８ｍｍの場合の３種類が比較されている。これによると、エラストマＥを二重成形する場合は、エラストマＥを成形しない場合に比べて、ほぼ全域に渡って、騒音低減効果があることが判る。特に、１．２５ＫＨｚ〜４ＫＨｚでは約５ｄＢ以上の低減効果が期待できる。
【００５１】
次に、本実施形態に係わるエラストマＥを二重成形する手法と、従来の騒音低減手法の違いについて、図７に示す騒音低減効果のパターンによって説明する。図７（ｃ）は各種の騒音低減手法による騒音低減効果のパターン、図７（ａ）および図７（ｂ）はその騒音効果パターンを導き出した仕様例と、その仕様例ごとの１／３オクターブバンドの周波数特性およびオーバオール値である。図７（ａ）において、菱形のキーは単一基材のベースで肉厚Ｔ＝２．２ｍｍ、四角のキーは単一基材の肉厚アップでＴ＝５．２ｍｍ、三角および×のキーは、エラストマＥによる二重成形する場合であって、それぞれエラストマ層の肉厚がＴ＝３．０、Ｔ＝４．８ｍｍ、＊および丸のキーは、ウレタンの吸音材のみ貼付したもの、ウレタンをカバーで挟み込んでサンドイッチ構造のものである。各仕様ごとの１／３オクターブバンドの周波数特性およびオーバオール値は、図７（ｂ）の通りである。この結果から、各仕様を各手法ごとにまとめて手法間の効果パターンを図７（ｃ）に示すと、基材の肉厚アップした場合では、肉厚アップによる剛性向上が伴うので、音響モードが高周波数域側へシフトする。この場合には、耳障りと感じる高周波数域側の騒音をより大きく遮音する必要ので、相当の重量アップは免れない。また、ウレタン等の吸音材を用いる場合には、ウレタンのみを貼付するような非拘束の場合では効果が小さく、ウレタンをカバーで挟み込んだサンドイッチ構造の場合のみ効果がみられる。しかもその効果は、低周波数域に限られる。
【００５２】
これに対して、本発明の実施形態に係わるエラストマＥを二重成形する手法では、低剛性体構造のエラストマＥを樹脂成形部に二重成形する際、従来の例えば単一基材の肉厚アップをする手法のように、剛性向上を伴うことはない。その結果、ほとんど変化しない音響モードを得ることが可能である。その結果、高周波数域側にずれることがないので、従来手法のように高周波数域側の騒音をより大きく遮音する必要がなく、効率的に騒音低減を図ることが可能である。
【００５３】
さらに、ウレタン等の吸音材をカバーで挟み込んで拘束するサンドイッチ構造による吸音効果と異なり、比較的低い剛性構造を有するエラストマＥの制振効果によって騒音低減するものである。その結果、カバーが不要であるので、騒音低減手法として安価に提供することが可能である。
【００５４】
次に、本発明の実施形態に係わるエラストマＥを二重成形する手法の騒音低減効果について、図８に従って、質量則による理論式と実験結果を比較して説明する。図８の表より、例えば１２５０Ｈｚにおいて、仕様▲２▼、仕様▲３▼は、ベース仕様▲１▼に対して、質量則よりそれぞれ４．３ｄＢ、６．０７ｄＢの遮音効果があることになる。これに対して、図８のグラフ横軸の１２５０Ｈｚ上での実験による遮音効果をみると、それぞれ１０ｄＢ、１１ｄＢと質量則以上の遮音効果が出ていることが認められる。このことは、エラストマＥにより質量則に基づく遮音効果と制振効果が得られていることを示している。
【００５５】
次に、本発明の実施形態に係わるエラストマＥを二重成形する場合の騒音低減効果を、図９に従って説明する。図９（ａ）において、横軸は減衰比、縦軸は透過損失を示す。なお減衰比は、図９（ｂ）に示す計測装置を用いて測定する。図９（ｂ）に示すように、恒温槽内に減衰比を測定する試料を、片持ち状態で固定し、加振用の電磁検出器と、変位センサ用の電磁検出器を用いて試料を共振させ、その振動特性をＦＥＴアナライザを利用して周波数解析する。その結果から、共振周波数ｆ０と振動の最大値から３ｄＢ下がったところの周波数幅Δｆから損失係数η＝Δｆ／ｆ０を求める。
【００５６】
なお、減衰比ζと損失係数ηとの関係は、η＝２ζである。図９のグラフでは、減衰比が０．６％で、樹脂成形部の基材であるナイロン６（ＰＡ６）厚さＴ＝２．２ｍｍと、減衰比が４．３％でのエラストマＥの厚さＴ＝３ｍｍを示している。この二点間には、エラストマＥ層の肉厚を変えたものが示されている。これによると、減衰比が１％以上になるようにエラストマＥ層を二重成形すると、低騒音化の効果が顕著に現れる。したがって、樹脂成形部のエラストマＥを二重成形した部分の減衰比は１％以上にすることが好ましい。
【００５７】
なお、以上説明した実施形態によれば、サージタンク部１０の外周部分の略全周に渡って包囲するように、エラストマＥを被覆することが可能である。
【００５８】
さらになお、以上説明した実施形態によれば、インテークマニホルド部２０の独立ポート２１ａ、２１ｂ、２１ｃの外周部分の周囲を継ぎ目なく包囲するように、エラストマＥを被覆することが可能である。
【００５９】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
【００６０】
第２の実施形態では、図１０（ｂ）に示すように、樹脂成形部（詳しくは、インテークマニホルド部２０およびサージタンク部１０）には、例えばサージタンク部１０から突出するリブ形状の突起部１２Ｃを有し、エラストマＥが突起部１２ｃを跨ぐように被覆して形成されている。図１０は、本実施形態の内燃機関の吸気装置に係わるサージタンクの製造方法を概略の製造工程で示す工程別断面図であって、図１０（ａ）は１次成形におけるサージタンクの状態、図１０（ｂ）は２次成形におけるサージタンクの状態を示す断面図である。図１０（ｂ）に示すように、固定型５１と可動型５２が所定の間隔ｔで型開きした状態でキャビィティの増分Ｃ２を、第１の実施形態と同様に形成することで、樹脂形成部が略平坦な形状に限らず、図１０（ａ）に示すリブ形状を有する突起部１２ｃを有する複雑な形状であっても、エラストマＥをその樹脂成形部に二重成形することで、容易に一体化させることが可能である。なお、図１０（ａ）中の二点鎖線が上下に分割するパーティング面となる。
【００６１】
以上説明した本実施形態によれば、樹脂成形部のエラストマＥを二重成形した部分の密度は、３〜８Ｋｇ／ｍｍ２の範囲にすることが可能である。例えば単一基材を重ねて遮音する等の従来手法では剛性アップによって生じる高周波数域側の騒音をより大きく遮音するために、相当の肉厚アップつまり面密度を大きくする必要があったが、３〜８Ｋｇ／ｍｍ２の範囲程度の面密度でよい。
【００６２】
以上説明した本実施形態において、樹脂形成部のうち、内部が吸気通過可能な中空状に形成された部分を、均一な肉厚を有するエラストマＥで覆うものに限らず、例えば特定の領域に限って肉厚を厚くする不均一な肉厚であるものであってもよい。例えば騒音低減手法を適用しようとする吸気装置を、音源解析手法によって樹脂成形部における膜振動の中心部を探査する等の音源探査を行なう。その探査結果に応じて、騒音が大きい部分には肉厚を厚く、つまり面密度が８Ｋｇ／ｍ２を超える場合があってもよい。特定の領域に限って肉厚を厚くするだけであるので、軽量化を損なう影響を略小さく抑えることができ、かつ、騒音の音源に対して効果的にエラストマ層を形成することが可能である。
【００６３】
以上説明した本実施形態によれば、騒音対策手法として、従来手法（図１２（ｂ）参照）が剛性アップによる音響モードや構造モードの変化によって新たな騒音モードが生じるため、試行錯誤的な対策となっていた。これに対して、本発明の実施形態に係わるエラストマＥを二重成形する手法では、図１２（ａ）に示すように、剛性アップによる音響モードや構造モードの変化がないため、必要な騒音低減量に対応したエラストマＥの肉厚を算出し、二重成形時にエラストマＥ層の肉厚を制御してやればよい。そのため、騒音対策手法として効率的に行なうことができる。
【００６４】
以上説明した本実施形態において、インテークマニホルド部２０およびサージタンク部１０の全てを樹脂成形部で形成するで説明したが、この樹脂成形部は、インテークマニホルド部およびサージタンク部の少なくともいずれか一方の全部に樹脂材を用いて形成されたものであってもよく、またその一方の一部に樹脂材を用いて形成されたものであってもいずれでもよい。本発明の実施形態に係わるエラストマＥを樹脂成形部に２重成形する手法によって、樹脂成形部からの透過音を低減する目的であれば、インテークマニホルド部２０およびサージタンク部１０に限らず、内燃機関へ吸気を導く吸気系部材であれば、いずれの部材に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の内燃機関の吸気装置の全体構成を表す斜視的構成図である。
【図２】図１中のインテークマニホルドおよびサージタンクを表す模式的断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の製造方法を概略の製造工程で示す工程別断面図であって、図３（ａ）から図３（ｃ）は各製造工程における図２中のインテークマニホルド上部およびサージタンク上部の状態を示す断面図である。
【図４】図３（ｃ）中の第２のキャビティの一部を拡大した断面図である。
【図５】図２中のサージタンクの樹脂成形部にエラストマを二重成形する場合の騒音低減効果を面密度で説明するグラフである。
【図６】図２中のインテークマニホルドおよびサージタンクの樹脂成形部にエラストマを二重成形する場合の騒音低減効果を１／３オクターブバンドの周波数帯毎、およびオーバオール値で説明する棒グラフである。
【図７】本発明の実施形態に係わる樹脂成形部にエラストマを二重成形する場合の騒音低減効果と、従来の騒音低減手法を騒音低減効果の違いを説明するグラフであって、図７（ａ）は図７（ｂ）のグラフ中のキーに対応する仕様の内容説明、図７（ｂ）は各仕様の１／３オクターブバンドの周波数帯毎およびオーバオール値を示すグラフ、図７（ｃ）は図７（ｂ）の各種仕様の周波数特性を模式的に表すグラフである。
【図８】本発明の実施形態に係わる樹脂成形部にエラストマを二重成形する場合の騒音低減効果を、理論透過損失と実験結果とを比較しながら説明するグラフである。
【図９】本発明の実施形態に係わる樹脂成形部にエラストマを二重成形する場合の騒音低減効果を、減衰比で説明するグラフであって、図９（ａ）が透過損失−減衰比の関係を示すグラフ、図９（ｂ）が各仕様の減衰比を求める計測装置の概略構成を表す構成図である。
【図１０】第２の実施形態の内燃機関の吸気装置に係わるサージタンクの製造方法を概略の製造工程で示す工程別断面図であって、図１０（ａ）は１次成形におけるサージタンクの状態、図１０（ｂ）は２次成形におけるサージタンクの状態を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係わる樹脂成形部にエラストマを二重成形する騒音低減手法における設計の流れを説明するフローであって、図１１（ａ）は本実施形態に係わる設計の流れ、図１１（ｂ）は従来の騒音低減手法による設計の流れを示すフローである。
【図１２】従来の内燃機関の吸気装置に係わる樹脂製インテークマニホルドおよびサージタンクの透過音の分布を示す模式的外観図である。
【符号の説明】
１  サージタンク
１０  サージタンク部
１１  導入管部
１２  サージタンク壁部
１２ｂ  リブ部分
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  独立吸気管側開口部（独立ポートの開口）
２０  インテークマニホルド部（独立吸気管部）
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  第１吸気ポート、第２吸気ポート、第３吸気ポート
２２  フランジ部
５１  固定金型（第１の金型）
５１ａ  端部
５２  可動金型（第２の金型）
５２ａ  端部
５２ｂ  溝部
１００  内燃機関
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ  各気筒
Ｅ  エラストマ
Ｒ  沈静槽
ζ  減衰比
【図１】
2004204736.tif 000003
【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】
2004204736.tif 000009
【図８】
2004204736.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2004204736.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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