(57)【要約】【課題】内燃機関の低回転から高回転への切り替え時における吸気音の増加を低減させることができる内燃機関の吸気装置を提供する。【解決手段】自動車用エンジンの吸気装置１０における吸気側ダクト１４は、低速吸気側ダクトと高速吸気側ダクト１４ｂで並列構成されている。低速吸気側ダクトには低速吸気による吸気音を抑える低速吸気側レゾネータが設けられる一方、高速吸気側ダクト１４ｂにはその吸気通路１８を開閉するバルブ２０が配置されるとともに、該バルブ２０が開弁されたとき吸気通路１８を流れる高速吸気による吸気音を抑える高速吸気側レゾネータ２４が設けられている。前記バルブ２０が開弁されたとき吸気通路１８が開かれると同時に高速吸気側レゾネータ２４が作動されるように構成されている。【選択図】図１
2012159021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気側ダクトからエアクリーナのハウジング内に吸入されるエアをフィルタエレメントで清浄化し、得られた清浄エアをハウジングから送気側ダクトを介して内燃機関に送り込む内燃機関の吸気装置であって、
前記吸気側ダクトを低速吸気側ダクトと高速吸気側ダクトで並列構成し、低速吸気側ダクトには低速吸気による吸気音を抑える低速吸気側吸音機構を設ける一方、高速吸気側ダクトにはその吸気通路を開閉するバルブを配置するとともに、該バルブが開弁されて流れる高速吸気による吸気音を抑える高速吸気側吸音機構を設け、バルブが開弁されて吸気通路が開かれると同時に高速吸気側吸音機構が作動されるように構成したことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記低速吸気側吸音機構及び高速吸気側吸音機構はレゾネータにより構成されてい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】
前記高速吸気側吸音機構と高速吸気側ダクトとの間には、高速吸気側吸音機構と高速吸気側ダクトの吸気通路を連通する連通管を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記高速吸気側吸音機構は、高速吸気側ダクトの上部及び下部の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
前記高速吸気側吸音機構のケースは、バルブを開閉するダイヤフラム機構のケースと一体化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１項に記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば自動車用エンジンの吸気系統に配置されてエンジンの燃焼室に吸入されるエアを清浄化するためのエアクリーナを備え、特にエンジンの低回転から高回転に切り替わる際の吸気音の低減を図ることができる内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の吸気装置としては、例えば特許文献１に開示されている構成のエンジン用吸気音低減装置が知られている。この従来構成においては、エアクリーナケースに並列に接続された２本の吸気管と、これら２本の吸気管からそれぞれ分岐した分岐管と、各分岐管が共に連結された共通の１つのレゾナンスチャンバーとを有し、２本の吸気管のうちの一方における分岐管の接続部の上流側にエンジンの高速回転時に開く開閉弁が設けられている。
【０００３】
そして、この従来構成によれば、開閉弁の開閉により、２本の吸気管の大気との連通を切り替えるという簡単な構成でレゾネータの共鳴周波数を２段階に変化させることができ、吸気装置の大型化、複雑化を招くことなく、エンジンの広い回転速度範囲に亘って吸気音を低減させることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平３−４３５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に記載の従来構成においては、レゾナンスチャンバーが２本の吸気管から分岐された両分岐管に連結され、２本の吸気管に共通する構造となっている。そのため、エンジンの低回転時には開閉弁が閉じてレゾナンスチャンバーが一方の吸気管に連通され、エンジンの高回転時には開閉弁が開いてレゾナンスチャンバーが双方の吸気管に連通される。しかしながら、レゾナンスチャンバーが２本の吸気管に共通する構成となっていることから、レゾナンスチャンバーの共鳴周波数帯域を１本の吸気管の場合と２本の吸気管の場合とに対応できるように調節しなければならず、その調節が難しい。
【０００６】
従って、エンジンの低回転から高回転への切り替え時における吸気音の急激な増加を低減させることは困難であった。
この発明は、このような従来構成に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の低回転から高回転への切り替え時における吸気音の増加を低減させることができる内燃機関の吸気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明の内燃機関の吸気装置は、吸気側ダクトからエアクリーナのハウジング内に吸入されるエアをフィルタエレメントで清浄化し、得られた清浄エアをハウジングから送気側ダクトを介して内燃機関に送り込む内燃機関の吸気装置であって、前記吸気側ダクトを低速吸気側ダクトと高速吸気側ダクトで並列構成し、低速吸気側ダクトには低速吸気による吸気音を抑える低速吸気側吸音機構を設ける一方、高速吸気側ダクトにはその吸気通路を開閉するバルブを配置するとともに、該バルブが開弁されて流れる高速吸気による吸気音を抑える高速吸気側吸音機構を設け、バルブが開弁されて吸気通路が開かれると同時に高速吸気側吸音機構が作動されるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
このため、内燃機関の低回転時には低速吸気側ダクトに設けられた低速吸気側吸音機構によって低速吸気に基づく吸気音を抑制することができる。その一方、内燃機関の高回転時には高速吸気側ダクトに設けられたバルブが開弁されると高速吸気側吸音機構によって高速吸気に基づく吸気音を抑制することができる。このように、低速吸気側ダクト及び高速吸気側ダクトにはそれぞれ専用の吸音機構が設けられていることから、低速吸気及び高速吸気に基づく吸気音を各々個別に抑制することができる。従って、内燃機関の低回転から高回転への切り替え時において、高速吸気側吸音機構が速やかに機能し、吸気音の低減に寄与することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に係る発明において、前記低速吸気側吸音機構及び高速吸気側吸音機構はレゾネータにより構成されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記高速吸気側吸音機構と高速吸気側ダクトとの間には、高速吸気側吸音機構と高速吸気側ダクトの吸気通路を連通する連通管を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１から請求項３のいずれか１項に係る発明において、前記高速吸気側吸音機構は、高速吸気側ダクトの上部及び下部の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項１から請求項４のいずれか１項に係る発明において、前記高速吸気側吸音機構のケースは、バルブを開閉するダイヤフラム機構のケースと一体化されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、この発明の内燃機関の吸気装置によれば、内燃機関の低回転から高回転への切り替え時における吸気音の増加を有効に低減させることができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態における自動車用エンジンの吸気装置を示す要部断面図。
【図２】自動車用エンジンの吸気装置を示す要部平面図。
【図３】自動車用エンジンの吸気装置を示す断面図。
【図４】自動車用エンジンの回転数と音圧レベルとの関係を示すグラフ。
【図５】本発明の別例としての自動車用エンジンの吸気装置を示す要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜図４に従って詳細に説明する。
図３に示すように、内燃機関として自動車用エンジンの吸気装置１０を構成するエアクリーナ１１のハウジング１２内にはフィルタエレメント１３が配置されている。このフィルタエレメント１３より上流側（図３の下側）におけるハウジング１２の底壁１２ａには吸気側ダクト１４から途中で分岐されて形成された低速吸気側ダクト１４ａが接続されるとともに、側壁１２ｂ下部には吸気側ダクト１４から分岐されて形成された高速吸気側ダクト１４ｂが接続されている。
【００１５】
これらの低速吸気側ダクト１４ａ及び高速吸気側ダクト１４ｂからハウジング１２内のフィルタエレメント１３に被濾過エアが吸入されるようになっている。前記高速吸気側ダクト１４ｂの断面積は低速吸気側ダクト１４ａの断面積に比べて大きく設定され、高速吸気側ダクト１４ｂから吸入されるエアの吸入量が低速吸気側ダクト１４ａから吸入されるエアの吸入量よりも多くなるように構成されている。一方、フィルタエレメント１３より下流側におけるハウジング１２の側壁１２ｂ上部には、送気側ダクト１５が接続されている。この送気側ダクト１５は図示しないエンジンの吸気系に接続されている。前記フィルタエレメント１３は、ハウジング１２内に吸入されたエアを濾過して清浄化し、清浄エアを送気側ダクト１５へ流出させるようになっている。
【００１６】
前記低速吸気側ダクト１４ａには低速吸気の際の吸気音を抑える低速吸気側吸音機構としての低速吸気側レゾネータ１６が接続されている。この低速吸気側レゾネータ１６は所定の容積を有するレゾネータボックス１７により構成され、このレゾネータボックス１７内のエアを吸気音に共鳴させることで吸気音を減衰させるもので、そのために必要な共鳴周波数帯域を有している。
【００１７】
一方、図１に示すように、高速吸気側ダクト１４ｂにはその吸気通路１８を開閉するバルブ２０が配置され、該バルブ２０の弁体１９がダイヤフラム２１の作動で上下動する作動軸２２により回動軸２３を中心にして回動し、図１の実線で示す閉弁状態と図１の二点鎖線で示す開弁状態とをとり得るようになっている。前記高速吸気側ダクト１４ｂには、バルブ２０の弁体１９の上端部に対向するように高速吸気の際の吸気音を抑える高速吸気側吸音機構としての高速吸気側レゾネータ２４が設けられている。この高速吸気側レゾネータ２４は所定の容積を有するレゾネータケース２５により構成され、このレゾネータケース２５内のエアを吸気音に共鳴させることで吸気音を減衰させるもので、そのために必要な共鳴周波数帯域を有している。
【００１８】
高速吸気側ダクト１４ｂには、高速吸気側レゾネータ２４と吸気通路１８を連通する連通管２６が高速吸気側レゾネータ２４に向かって突出形成されている。該連通管２６の吸気通路１８に面する開口端部にバルブ２０の弁体１９の上端部が当たって連通管２６を閉じるように構成されている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、前記ダイヤフラム２１はその外周においてハウジング１２の側壁１２ｂとダイヤフラムケース２９ａとの間に挟持されており、その中央部が作動軸２２の上端部においてバネ保持プレート２７と支持プレート２８との間に挟持された状態でかしめ固定されている。ダイヤフラム２１の上方を覆うダイヤフラムケース２９ａの内面に突設されたバネ係止片３０の外周と前記バネ保持プレート２７との間にはコイルスプリング３１が装着され、常にはダイヤフラム２１を下方へ付勢してバルブ２０が閉弁されるようになっている。ダイヤフラム機構は、ダイヤフラム２１、コイルスプリング３１、ダイヤフラムケース２９ａ、作動軸２２等により構成されている。
【００２０】
前記高速吸気側レゾネータ２４を構成するレゾネータケース２５とダイヤフラム２１を内装したダイヤフラムケース２９ａは、高速吸気側ダクト１４ｂのダクトハウジング１４ｃにキャップ２９を被せることにより形成されている。従って、レゾネータケース２５とダイヤフラムケース２９ａは、ダクトハウジング１４ｃとキャップ２９とにより共有一体化されている。
【００２１】
ダイヤフラムケース２９ａとレゾネータケース２５とはダクトハウジング１４ｃに対して超音波溶着又は振動溶着により固着され、ダイヤフラム室と高速吸気側レゾネータ２４の内部空間とが区画されている。ダイヤフラムケース２９ａのダイヤフラム室側には図示しないサージタンクと吸気切替弁３２を介して連結された連結管３３が接続され、インテークマニホールドの負圧によってダイヤフラム室内が減圧されるようになっている。
【００２２】
次に、上記のように構成された自動車用エンジンの吸気装置１０についてその作用を説明する。
さて、図１に示すように、エンジンが低回転で駆動されている場合には、ダイヤフラム室内の負圧に比べてコイルスプリング３１の付勢力が強く作用して作動軸２２が下方へ押圧された状態となり、バルブ２０が閉弁され、連通管２６の開口端部が弁体１９の上端部で塞がれる。このため、高速吸気側レゾネータ２４は機能せず、低速吸気側ダクト１４ａ内を流れる低速吸気に基づく吸気音が低速吸気側レゾネータ１６により低減される。具体的には、図４の実線に示すように、エンジンの回転数が例えば３６００ｒｐｍ以下の低回転では、吸気音による音圧レベルが吸気側ダクト１４の大気への開口部において８０ｄＢよりも低く抑えられる。
【００２３】
続いて、エンジンが高回転で駆動される場合には、ダイヤフラム室内の負圧がコイルスプリング３１の付勢力に比べ強く作用し、作動軸２２がコイルスプリング３１の付勢力に抗して上方へ引き上げられる。その結果、図１の二点鎖線に示すように、バルブ２０の弁体１９が時計方向に回動して開弁され、高速吸気側レゾネータ２４が連通管２６を介して高速吸気側ダクト１４ｂ内の吸気通路１８に連通される。
【００２４】
このため、前記低速吸気側レゾネータ１６に加えて高速吸気側レゾネータ２４も作動し、高速吸気側ダクト１４ｂの吸気通路１８を流れる高速吸気に基づく吸気音が高速吸気側レゾネータ２４により低減される。具体的には、図４の実線に示すように、エンジンの回転数が例えば３６００ｒｐｍを超える高回転では、吸気音による音圧レベルの上昇が図４の二点鎖線に示す高速吸気側レゾネータ２４が存在しない構成の場合に比べて十分に低く抑えられるとともに、音圧レベルの変動も抑制される。
【００２５】
従って、この実施形態の吸気装置１０によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）この実施形態における吸気装置１０では、自動車用エンジンの低回転時には低速吸気側ダクト１４ａに設けられた低速吸気側レゾネータ１６によって低速吸気に基づく吸気音を抑制することができる。その一方、エンジンの高回転時には高速吸気側ダクト１４ｂに設けられたバルブ２０が開弁され高速吸気側レゾネータ２４によって高速吸気に基づく吸気音を抑制することができる。このように、低速吸気側ダクト１４ａ及び高速吸気側ダクト１４ｂにはそれぞれ専用の吸音機構が設けられていることから、低速吸気及び高速吸気に基づく吸気音を各々個別に抑制することができる。従って、エンジンの低回転から高回転への切り替え時において、高速吸気側レゾネータ２４が速やかにその機能を発現し、吸気音の低減を果たすことができる。
【００２６】
よって、吸気装置１０によれば、自動車用エンジンの低回転から高回転への切り替え時における吸気音の増加を有効に低減させることができるとともに、その状態でエンジンの高回転により出力を増大させることができるという効果を発揮する。そして、図４に示すように、自動車用エンジンの３６００ｒｐｍを超える高回転時において、従来構成を示す二点鎖線の場合のように吸気音が急激に上昇することなく、回転数に応じて吸気音が違和感なく自然に変化する。
（２）前記低速吸気側吸音機構及び高速吸気側吸音機構は、それぞれ低速吸気側レゾネータ１６及び高速吸気側レゾネータ２４により構成されている。このため、低速吸気及び高速吸気に基づく吸気音の低減をそれぞれ個別の共鳴周波数帯域を有するレゾネータによって的確に行うことができる。
（３）前記高速吸気側レゾネータ２４と高速吸気側ダクト１４ｂとの間には、高速吸気側レゾネータ２４と高速吸気側ダクト１４ｂの吸気通路１８を連通する連通管２６が設けられている。そのため、高速吸気側ダクト１４ｂ内の吸気通路１８からのエア振動は連通管２６を介して高速吸気側レゾネータ２４に導かれ、高速吸気側レゾネータ２４の機能を有効かつ速やかに発現させることができる。
（４）前記高速吸気側レゾネータ２４は高速吸気側ダクト１４ｂの上部に連結されて構成されている。このため、高速吸気側レゾネータ２４を高速吸気側ダクト１４ｂに組付けて容易に構成することができるとともに、高速吸気側レゾネータ２４の機能を良好に発揮することができる。
（５）前記レゾネータケース２５及びダイヤフラムケース２９ａは、ダクトハウジング１４ｃ及びキャップ２９により共有一体化されている。このため、部品点数を減らすことができるとともに、高速吸気側レゾネータ２４とダイヤフラム機構を高速吸気側ダクト１４ｂに対して簡単に組付けることができる。
（変更例）
なお、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
【００２７】
・  図５に示すように、前記実施形態において、高速吸気側ダクト１４ｂの下部に、ダイヤフラム機構と一体的に構成された高速吸気側レゾネータ２４をバルブ２０の弁体１９の下端部と対向するように設けることもできる。さらに、高速吸気側レゾネータ２４を、高速吸気側ダクト１４ｂの上部及び下部の双方に設けることも可能である。
【００２８】
・  前記高速吸気側レゾネータ２４をダイヤフラム機構とは別体構造とし、それぞれ別個に高速吸気側ダクト１４ｂに組付けるように構成することもできる。
・  前記実施形態の低速吸気側吸音機構及び高速吸気側吸音機構をチューニングホール（消音用通孔）で構成することも可能である。
【００２９】
・  前記高速吸気側レゾネータ２４と吸気通路１８との間の連通管２６を複数設けたり、連通管２６の断面積をレゾネータケース２５の断面積まで大きくしたりして、吸気通路１８から高速吸気側レゾネータ２４内へのエア振動の流入を促すように構成することもできる。
【００３０】
・  前記連通管２６を省略し、高速吸気側レゾネータ２４の開口部にバルブ２０の弁体１９が当接するように構成することも可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１０…吸気装置、１１…エアクリーナ、１２…ハウジング、１３…フィルタエレメント、１４…吸気側ダクト、１４ａ…低速吸気側ダクト、１４ｂ…高速吸気側ダクト、１５…送気側ダクト、１６…低速吸気側吸音機構としての低速吸気側レゾネータ、１８…吸気通路、２０…バルブ、２１…ダイヤフラム機構を構成するダイヤフラム、２４…高速吸気側吸音機構としての高速吸気側レゾネータ、２５…レゾネータケース、２６…連通管、２９ａ…ダイヤフラムケース。
【図１】
2012159021.tif 000003
【図２】
2012159021.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012159021.tif 000006
【図５】
2012159021.tif 000007