(57)【要約】【課題】  通気抵抗が小さく、消音効果の高い消音装置を提供する。【解決手段】  内筒部６１は、エンジン３０への吸気が流れる吸気通路１１のうち、コンプレッサホイール５１とエンジン３０との間の一部を形成する。外筒部６２は、内筒部６１の径外側に設けられ、内筒部６１の外径より大きい内径を有する。第１環状部６３は、内筒部６１の一方の端部と外筒部６２の一方の端部との間の環状の開口を塞ぐ。第２環状部６４は、内筒部６１の他方の端部と外筒部６２の他方の端部との間の環状の開口を塞ぐことで、内筒部６１と外筒部６２と第１環状部６３との間で筒状空間６７を形成する。連通管６５は、筒状空間６７と、吸気通路１１のうち第１仮想平面Ｓ１に対しエンジン３０とは反対側とを連通する連通路６５０を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関への吸気を過給するコンプレッサホイールによる過給時の騒音を抑制する消音装置であって、
前記内燃機関への吸気が流れる吸気通路のうち、前記コンプレッサホイールと前記内燃機関との間の一部を形成する内筒部と、
前記内筒部の径外側に設けられ、前記内筒部の外径より大きい内径を有する外筒部と、
前記内筒部の一方の端部と前記外筒部の一方の端部との間の環状の開口を塞ぐ第１環状部と、
前記内筒部の他方の端部と前記外筒部の他方の端部との間の環状の開口を塞ぐことで、前記内筒部と前記外筒部と前記第１環状部との間に筒状空間を形成する第２環状部と、
前記筒状空間と、前記吸気通路のうち前記コンプレッサホイールの前記内燃機関側の端面を含む第１仮想平面に対し前記内燃機関とは反対側とを連通する連通路を形成する連通管と、
を備えることを特徴とする消音装置。
【請求項２】
前記連通路に設けられ、前記筒状空間から前記吸気通路への空気の流れを許容し、前記吸気通路から前記筒状空間への空気の流れを抑制する逆止弁をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の消音装置。
【請求項３】
前記連通管は、前記連通路の前記筒状空間とは反対側の端部が、前記吸気通路のうち、前記コンプレッサホイールの前記内燃機関側とは反対側の端面を含む第２仮想平面と前記第１仮想平面との間に接続するよう設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の消音装置。
【請求項４】
前記外筒部は、径方向に突出する環状の補強部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の消音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（以下「エンジン」という）の吸気系に設けられる消音装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、出力の向上、実用回転域でのトルクの向上、あるいは燃費の向上等を目的として、過給機を備えるエンジンが公知である。また、過給機とエンジンとの間には過給による騒音を抑制する消音装置が設けられている。
特許文献１では、消音装置は、金属網等の多孔材から形成される内壁、ステンレス等の金属から形成される外壁、および、内壁と外壁との間に内蔵された繊維等の吸音材から構成され、過給により発生する脈動を吸収し外部への放射音を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００５−５１４５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、内壁に多数の孔が存在することにより、内壁表面の空気流れが乱れることで通気抵抗が発生する。このため、吸気の流量が低下し、過給効果が低減される。また、内壁の孔にオイルやデポ等の異物が付着すると、空気の流れが阻害されるとともに、消音効果が低減される。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、通気抵抗が小さく、消音効果の高い消音装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明によると、消音装置は、エンジンへの吸気を過給するコンプレッサホイールによる過給時の騒音を抑制する。消音装置は、内筒部、外筒部、第１環状部、第２環状部、および、連通管を備える。内筒部は、エンジンへの吸気が流れる吸気通路のうち、コンプレッサホイールとエンジンとの間の一部を形成する。外筒部は、内筒部の径外側に設けられ、内筒部の外径より大きい内径を有する。第１環状部は、内筒部の一方の端部と外筒部の一方の端部との間の環状の開口を塞ぐ。第２環状部は、内筒部の他方の端部と外筒部の他方の端部との間の環状の開口を塞ぐことで、内筒部と外筒部と第１環状部との間に筒状空間を形成する。連通管は、筒状空間と、吸気通路のうちコンプレッサホイールのエンジン側の端面を含む第１仮想平面に対しエンジンとは反対側とを連通する連通路を形成する。
【０００６】
本発明では、コンプレッサホイールの回転により、吸気通路のうちコンプレッサホイールのエンジン側の端面を含む第１仮想平面に対しエンジンとは反対側に負圧が発生する。これにより、筒状空間内の空気は、連通路を経由して吸気通路に吸引される。このため、筒状空間は、空気が吸出されることで真空状態に近づき、真空度が高まっていく。よって、内筒部の振動が外筒部へ伝わることを抑制することができ、コンプレッサホイールにより過給された吸気の脈動による騒音が外部に放出することを抑制することができる。また、内筒部の内壁には穴などが形成されていないため、従来の消音装置に比べ、空気の流れの乱れを抑制することで通気抵抗を小さくし、異物の付着を抑制することで消音効果を高めることができる。
【０００７】
請求項２に係る発明によると、消音装置は、連通路に設けられる逆止弁をさらに備える。逆止弁は、筒状空間から吸気通路への空気の流れを許容し、吸気通路から筒状空間への空気の流れを抑制する逆止弁をさらに備える。
これにより、筒状空間への空気の逆流を抑制し、筒状空間の真空度を維持することができる。よって、消音装置の消音効果を高めることができる。
【０００８】
請求項３に係る発明によると、連通管は、連通路の筒状空間とは反対側の端部が、吸気通路のうち、コンプレッサホイールのエンジン側とは反対側の端面を含む第２仮想平面と第１仮想平面との間に接続するよう設けられている。
これにより、連通路の筒状空間とは反対側の端部は、負圧源であるコンプレッサホイールの近傍に位置しているため、連通路の筒状空間とは反対側の負圧を高めることができる。このため、筒状空間内の空気を吸引する力を高めることができ、筒状空間の真空度を高めることができる。
【０００９】
請求項４に係る発明によると、外筒部は、径方向に突出する環状の補強部を有する。
これにより、筒状空間の圧力と外筒部の径方向外側の圧力との差圧による外筒部の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態の消音装置が適用されたエンジンシステムを示す模式図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】本発明の第１実施形態の消音装置を示す斜視図。
【図４】本発明の第２実施形態の消音装置を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明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装置を車両のエンジンシステムに適用した例を図１に示す。図１に示すように、エンジンシステム１は、吸気管１０、エンジン３０、排気管４０、過給機５０、および、消音装置６０を備える。
【００１２】
吸気管１０は、内側に吸気通路１１が形成されている。吸気管１０の一方の端部には、吸気口１２が形成されている。吸気管１０の吸気口１２側には、エアフィルター１３が設けられている。エアフィルター１３は、吸気中の異物を捕集する。また、吸気管１０の他方の端部は、エンジン３０に接続されている。また、吸気通路１１のエンジン３０側には、スロットルバルブ１４が設けられている。スロットルバルブ１４は、吸気通路１１を開閉することにより、エンジン３０に供給される吸気の量を調節可能である。
【００１３】
エンジン３０は、吸気ポート３３、排気ポート３４、および、内部に燃焼室３１が形成されている四つの気筒３２を有する。燃焼室３１は、吸気ポート３３内の通路を経由して吸気管１０内の吸気通路１１と連通する。また、燃焼室３１は、排気ポート３４内の通路を経由して、後述する排気管４０内の排気通路４１と連通する。
【００１４】
排気管４０は、エンジン３０の排気ポート３４に接続している。排気管４０の排気ポート３４側の端部は四つに分岐し、それぞれが排気ポート３４に接続している。排気管４０の排気ポート３４とは反対側の端部には、排気口４２が形成されている。排気管４０は、内側に排気通路４１を形成している。
【００１５】
過給機５０は、吸気管１０と排気管４０との間に設けられている。過給機５０は、タービンホイール５２、コンプレッサホイール５１およびシャフト５３を有している。タービンホイール５２は、排気通路４１のエンジン３０と排気口４２との間に回転可能に設けられている。一方、コンプレッサホイール５１は、吸気通路１１のエアフィルター１３とスロットルバルブ１４との間に回転可能に設けられている。シャフト５３は、タービンホイール５２とコンプレッサホイール５１とを連結している。排気通路４１を排気が流れると、タービンホイール５２が回転する。これにより、コンプレッサホイール５１が回転する。コンプレッサホイール５１が回転すると、吸気は、コンプレッサホイール５１により圧縮されてエンジン３０に供給される。つまり、過給機５０は、吸気をエンジン３０に過給するターボチャージャである。なお、コンプレッサホイール５１により過給された吸気は、脈動による騒音を発生する。
【００１６】
消音装置６０は、コンプレッサホイール５１により過給された吸気の騒音を抑制するために、吸気管１０のコンプレッサホイール５１とエンジン３０との間に設けられる。
消音装置６０は、内筒部６１、外筒部６２、第１環状部６３、第２環状部６４、連通管６５、および、逆止弁６６を備え、筒状に形成されている。
【００１７】
内筒部６１は、略円筒状であり、吸気通路１１のうちコンプレッサホイール５１とエンジン３０との間の一部を形成する。また、内筒部６１の内壁は滑らかに形成されている。
外筒部６２は、内筒部６１の径外側に設けられ、略円筒状に形成されている。ここで、外筒部６２は、内径が内筒部６１の外径より大きくなるよう形成されている（図２参照）。
つまり、内筒部６１の外壁と外筒部６２の内壁とは、所定の間隔を有する。
【００１８】
第１環状部６３は、環状に形成され、内筒部６１および外筒部６２のエンジン３０側の端部に形成されている環状の開口を塞いでいる。
第２環状部６４は、環状に形成され、内筒部６１および外筒部６２のコンプレッサホイール５１側の端部の開口を塞いでいる。これにより、内筒部６１と外筒部６２と第１環状部６３と第２環状部６４との間には、略円筒状の筒状空間６７が形成されている。
【００１９】
連通管６５は、一端が消音装置６０の第２環状部６４に接続し、他端が吸気管１０のコンプレッサホイール５１と吸気口１２との間に接続する。連通管６５の内部には、連通路６５０が形成されている。連通路６５０は、筒状空間６７、および、吸気通路１１のコンプレッサホイール５１と吸気口１２との間を連通する。ここで、連通管６５の消音装置６０側の開口を吸入口６５１とし、連通管６５の吸気管１０側の開口を排出口６５２とする。
【００２０】
本実施形態の場合、図１に示すように、排出口６５２は、吸気通路１１のうち、コンプレッサホイール５１のエンジン３０側の端面５１１を含む第１仮想平面Ｓ１と、コンプレッサホイール５１の吸気口１２側の端面５１２を含む第２仮想平面Ｓ２との間に位置している。
【００２１】
逆止弁６６は、連通管６５に設けられ、ストッパ部６６１、付勢部材６６２、弁体６６３、および、弁座６６４を有する。ストッパ部６６１は連通管６５内に固定され、弁座６６４は連通管６５内においてストッパ部６６１よりも吸入口６５１側に固定されている。弁体６６３は、弁座６６４に当接可能に、弁座６６４とストッパ部６６１との間に設けられている。付勢部材６６２は、弁体６６３とストッパ部６６１との間に設けられ、弁体６６３を弁座６６４側に付勢する。ここで、弁体６６３が弁座６６４に当接している状態を「閉弁状態」といい、弁体６６３と弁座６６４とが離間している状態を「開弁状態」という。これにより、逆止弁６６は、吸入口６５１から排出口６５２への空気の流れを許容し、排出口６５２から吸入口６５１への空気の流れを抑制する。
【００２２】
続いて、本実施形態の消音装置６０の作動について説明する。
本実施形態では、コンプレッサホイール５１の回転により、吸気通路１１のうちコンプレッサホイール５１と吸気口１２との間に負圧が発生する。特に、吸気通路１１のうち、第１仮想平面Ｓ１と第２仮想平面Ｓ２との間の負圧は高くなる。ここで、吸気通路１１のうち第１仮想平面Ｓ１と第２仮想平面Ｓ２との間の圧力、および、逆止弁６６の付勢部材６６２の付勢力の合力が、筒状空間６７内の圧力より小さくなる場合、逆止弁６６は開弁状態になる。このとき、筒状空間６７内の空気は、負圧により吸気通路１１内に吸入される。これにより、筒状空間６７は、空気密度が低減し、真空に近付いていく。
【００２３】
また、筒状空間６７内の圧力が、吸気通路１１のうち第１仮想平面Ｓ１と第２仮想平面Ｓ２との間の圧力、および、逆止弁６６の付勢部材６６２の付勢力の合力より小さくなる場合、逆止弁６６は閉弁状態になる。このとき、筒状空間６７と吸気通路１１との間の空気の流れが遮断され、吸気通路１１から筒状空間６７への空気の流れが抑制される。
【００２４】
本実施形態では、吸気通路１１のうちコンプレッサホイール５１とエンジン３０との間に、筒状空間６７を有する消音装置６０が設けられている。また、筒状空間６７は、連通路６５０により、吸気通路１１のうちコンプレッサホイール５１と吸気口１２との間に接続している。このため、コンプレッサホイール５１の回転により、吸気通路１１のうちコンプレッサホイール５１と吸気口１２との間に負圧が発生すると、筒状空間６７内の空気は吸気通路１１に吸引される。筒状空間６７は、空気が吸出されることで真空状態に近づき、真空度が高まる。これにより、内筒部６１の振動が外筒部６２へ伝わることを抑制することができ、コンプレッサホイール５１により過給された吸気の脈動による騒音が外部に放出することを抑制することができる。また、内筒部６１の内壁は滑らかに形成されているため、従来の消音装置に比べ、空気の流れの乱れを抑制することで通気抵抗を小さくし、異物の付着を抑制することで消音効果を高めることができる。
【００２５】
また、本実施形態では、連通路６５０に逆止弁６６が設けられている。これにより、筒状空間６７への空気の逆流を抑制し、筒状空間６７の真空度を維持することができる。よって、消音装置６０の消音効果を高めることができる。
【００２６】
さらにまた、本実施形態では、連通管６５の排出口６５２は、吸気通路１１のうち第１第１仮想平面Ｓ１と第２第２仮想平面Ｓ２との間に開口されている。これにより、排出口６５２は、負圧源であるコンプレッサホイール５１の近傍に開口される。このため、排出口６５２近傍の負圧を高めることができる。よって、筒状空間６７内の空気を吸引する力を高めることができ、筒状空間６７の真空度を高めることができる。
【００２７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による消音装置を図４に示す。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図４に示すように、本実施形態の消音装置７０は、外筒部６２の外壁に径外方向に突出する環状の補強部７１を有する。
これにより、本実施形態では、筒状空間６７の圧力と外筒部６２の径方向外側の圧力との差圧による外筒部６２の変形を抑制することができる。
【００２８】
（他の実施形態）
上記実施形態では、連通路に逆止弁が設けられている。これに対し他の実施形態では、逆止弁を設けない構成としても良い。
上記実施形態では、連通管は、連通路の筒状空間とは反対側の端部が、吸気通路のうち、コンプレッサホイールの内燃機関側の端面と内燃機関側とは反対側の端面との間に接続されている。これに対し、他の実施形態では、連通管は、連通路の筒状空間とは反対側の端部が、吸気通路のうち、コンプレッサホイールの内燃機関側とは反対側の端面と吸気口との間に接続する構成としても良い。
上記実施形態では、補強部は外筒部の外壁から径外方向に突出して形成されている。これに対し、他の実施形態では、補強部は外筒部の内壁から径内方向に突出して形成する構成としても良い。
このように、本発明は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１１・・・吸気通路
３０・・・エンジン
５１・・・コンプレッサホイール
６０、７０・・・消音装置
６１・・・内筒部
６２・・・外筒部
６３・・・第１環状部
６４・・・第２環状部
６５・・・連通管
６６・・・逆止弁
６７・・・筒状空間
７１・・・補強部
Ｓ１・・・第１仮想平面
Ｓ２・・・第２仮想平面
６５０・・・連通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
2012225221.tif 000005
【図４】
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