(57)【要約】【課題】構成が簡易であるとともに、共鳴を減少させて吸気音を効果的に低減させることができる内燃機関の吸気ダクト及びその容易な製造方法を提供する。【解決手段】吸気ダクト１０を構成するダクト本体１１内には通気性を有する織布又は編布により形成された内筒体１２が密接されている。ダクト本体１１の一部には拡径部１１ａが設けられ、該拡径部１１ａと内筒体１２との間に拡張室１３が形成されている。前記ダクト本体１１はポリオレフィン系樹脂により形成され、内筒体１２を形成する織布又は編布はポリアミド系樹脂繊維のフィラメント糸により形成されることが好ましい。また、内筒体１２の通気度は１〜２ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃであることが望ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関にダクト本体を介してエアを送り込むための吸気ダクトであって、
前記ダクト本体内には通気性を有する織布又は編布により形成された内筒体を挿入させるとともに、ダクト本体の一部を拡径して拡径部を形成し、該拡径部と内筒体との間に拡張室を形成したことを特徴とする内燃機関の吸気ダクト。
【請求項２】
前記織布又は編布は、フィラメント糸により形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ダクト。
【請求項３】
前記織布又は編布はポリアミド系樹脂繊維により形成されるとともに、ダクト本体はポリオレフィン系樹脂により形成されている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ダクト。
【請求項４】
前記内筒体の通気度は１〜２ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃで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ダクト。
【請求項５】
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ダクトの製造方法であって、
前記ダクト本体を成形するパリソン内に織布又は編布の内筒体を配置し、それをダクト本体の拡径部を成形するための成形凹部を有するブロー成形用金型内に支持した後、金型を型閉めして内筒体の内側からエアブローし、内筒体の織布又は編布の空隙からエアを吹き出してパリソンを拡径させて、ダクト本体の拡径部を成形することを特徴とする内燃機関の吸気ダクトの製造方法。
【請求項６】
前記内筒体はポリアミド系樹脂繊維により形成されるとともに、パリソンはポリオレフィン系樹脂によりブロー成形法で形成されることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の吸気ダクトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関として例えば自動車用エンジンの吸気系統に用いられる吸気ダクト及びその製造方法に係り、特に吸気音を低減させることができて、消音効果を向上させることができる内燃機関の吸気ダクト及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンの吸気系統においては、空気取入口から取入れられたエアは吸入側の吸気ダクトからエアクリーナに到り、エアクリーナ内のフィルタエレメントで濾過されて清浄化され、清浄エアが吐出側の吸気ダクトを経てエンジンに送り込まれる。この吸気系統に用いられる吸気ダクトにあっては、ダクト内を通過するエアの気流音や吸気脈動等による共鳴音により騒音が発生する。そのような騒音を低減するための吸気ダクトが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複合型ダクトが開示されている。この複合型ダクトでは、合成樹脂からなる第１及び第２ダクトの端部間に円筒状で多数の孔を開口したインナーフレームが接続され、そのインナーフレームの外周には気密性を有するフィルムよりなる可撓性薄膜部材が設けられている。さらにその周囲には外筒が配置され、可撓性薄膜部材と外筒との間にダンパ室が形成されている。ダンパ室内には吸音材が設けられている。この複合型ダクトによれば、音波が可撓性薄膜部材を透過することから、ダクト内での共鳴が抑制され、そして音波が可撓性薄膜部材を透過する際に減衰して音圧エネルギーが低減するとともに、ダンパ室において音波がさらに減衰する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４６７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている従来構成のダクトにおいては、前記のように第１及び第２ダクトの端部間にインナーフレームを接続し、その外周に可撓性薄膜部材を積層しなければならず、さらにその周囲に吸音材を有する外筒を配置して外筒の外周面と第１及び第２ダクトの端部との間を端部壁部材で接合しなければならない。このため、ダクトの構成が複雑で、各部材の組付けが面倒であり、ダクトの製造が容易ではないという欠点があった。また、可撓性薄膜部材は気密性を有するため、音エネルギーを透過させることができず、このためダンパ室内における音圧の減衰を有効に行うことが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明の目的とするところは、構成が簡易であるとともに、共鳴を減少させて吸気音を効果的に低減させることができる内燃機関の吸気ダクト及びその容易な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の内燃機関の吸気ダクトは、内燃機関にダクト本体を介してエアを送り込むための吸気ダクトであって、前記ダクト本体内には通気性を有する織布又は編布により形成された内筒体を挿入させるとともに、ダクト本体の一部を拡径して拡径部を形成し、該拡径部と内筒体との間に拡張室を形成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明の内燃機関の吸気ダクトは、請求項１に係る発明において、前記織布又は編布は、フィラメント糸により形成されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明の内燃機関の吸気ダクトは、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記織布又は編布はポリアミド系樹脂繊維により形成されるとともに、ダクト本体はポリオレフィン系樹脂により形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明の内燃機関の吸気ダクトは、請求項１から請求項３のいずれか一項に係る発明において、前記内筒体の通気度は１〜２ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明の内燃機関の吸気ダクトの製造方法は、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ダクトの製造方法であって、前記ダクト本体を成形するパリソン内に織布又は編布の内筒体を配置し、それをダクト本体の拡径部を成形するための成形凹部を有するブロー成形用金型内に支持した後、金型を型閉めして内筒体の内側からエアブローし、内筒体の織布又は編布の空隙からエアを吹き出してパリソンを拡径させて、ダクト本体の拡径部を成形することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明の内燃機関の吸気ダクトの製造方法は、請求項５に係る発明において、前記内筒体はポリアミド系樹脂繊維により形成されるとともに、パリソンはポリオレフィン系樹脂によりブロー成形法で形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
本発明の内燃機関の吸気ダクトにおいて、吸気ダクトはダクト本体と内筒体との２つの部材で簡単に構成することができる。そして、音エネルギーが内筒体を構成する織布又は編布を通り抜ける際に吸収されることにより、音波の共鳴が抑えられ、音の発生が抑制される。加えて、拡張室内で音波が拡散されてそのエネルギーはさらに減衰される。
【００１３】
従って、本発明の内燃機関の吸気ダクトによれば、構成が簡易であるとともに、共鳴を減少させて吸気音を効果的に低減させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における吸気ダクトを示す概略断面図。
【図２】図１の２−２線における断面図。
【図３】吸気ダクトの製造工程を示す図であって、（ａ）はダクト本体を形成するパリソン内に内筒体を挿入した状態を示す断面図、（ｂ）はそのパリソンを金型内にインサートした状態を示す断面図、（ｃ）は内筒体の内側からエアブローをしている状態を示す断面図、（ｄ）は金型を型開きして成形体を取り出した状態を示す断面図。
【図４】音の周波数と音圧との関係を示すグラフ。
【図５】吸気試験を示すための図であって、（ａ）はダクト本体に拡張室を有するとともに、内筒体を備えた吸気ダクトを一部破断して示す正面図、（ｂ）はダクト本体に拡張室を有するが、内筒体を有しない吸気ダクトを一部破断して示す正面図、（ｃ）はダクト本体に拡張室及び内筒体を有しない吸気ダクトを一部破断して示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜図５に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、吸気ダクト１０を構成するダクト本体１１は円筒状に形成され、その内周部には織布又は編布で形成された内筒体１２が挿入されている。ダクト本体１１はポリオレフィン樹脂としてのポリプロピレン樹脂を使用し、ブロー成形法の常法に従って成形される。内筒体１２を形成する織布又は編布は、フィラメント糸（長繊維）により形成されたものが紡績糸（短繊維）に比べて繊維の剥離を減少させることができる点で好ましい。織布は経糸と緯糸とで織り上げられ、編布は１本の糸で編み上げられていることから、双方とも不織布とは異なり、繊維の飛散が少なく好ましい。この織布又は編布は、糸の強度等の観点からポリアミド系樹脂繊維により形成されたものが好ましい。
【００１６】
ダクト本体１１の一部には、一定長さの範囲で拡径部１１ａが形成され、その拡径部１１ａの両端部にはテーパ壁１１ｂが設けられている。該拡径部１１ａと前記内筒体１２との間には拡張室１３が形成され、この拡張室１３に内筒体１２の織布又は編布を介してエアが流入されることにより音波が減衰されるようになっている。
【００１７】
前記内筒体１２を形成する織布又は編布の通気度は１〜２ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃであることが望ましい。この通気度が１ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃを下回る場合には、音波が十分に通り抜けることができず、音波の減衰を図ることが難しくなる。その一方、通気度が２ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃを上回る場合には、織布又は編布による音波の吸収性が悪くなり、この場合にも音波の減衰効果が低下して好ましくない。上記のように構成された吸気ダクト１０は、内燃機関としてのエンジンにエアクリーナを介してエアを送り込むようになっており、エアクリーナの上流側及び下流側の少なくとも一方に配置される。
【００１８】
次に、前記吸気ダクト１０の製造方法について説明する。
吸気ダクト１０はブロー成形法に基づくインサート成形にて成形される。インサート成形用の金型１５は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、一対の対向する第１金型１５ａ及び第２金型１５ｂによって構成され、両金型１５ａ、１５ｂ間にはダクト本体１１を成形するための円柱状の成形凹部１６と、該成形凹部１６の中間部に前記拡径部１１ａを成形するための拡張成形凹部１７とが形成されている。これら第１金型１５ａ及び第２金型１５ｂは、型開き及び型閉めできるようになっている。図３（ｂ）に示すように、成形凹部１６に図３（ａ）に示すダクト本体１１のパリソン１８が内筒体１２を挿入した状態でインサートされる。図３（ｃ）に示すように、第１金型１５ａ及び第２金型１５ｂの型閉め状態で、両金型１５ａ、１５ｂ間の成形凹部１６にエアブローノズル１９が配置され、パリソン１８内にエアをブローして吸気ダクト１０をブロー成形するように構成されている。
【００１９】
すなわち、吸気ダクト１０を成形する場合には、まずポリプロピレン樹脂を用いてブロー成形を行うことにより、円筒状をなすダクト本体１１のパリソン１８を成形する。一方、ポリアミド系樹脂繊維による織布又は編布を使用し、袋織り又は丸編み等の常法に従って前記ダクト本体１１より若干小径の内筒体１２を形成する。そして、図３（ａ）に示すように、ダクト本体１１のパリソン１８の内周面に沿うように内筒体１２を挿入する。
【００２０】
次いで、図３（ｂ）に示すように、両金型１５ａ、１５ｂを型開きした状態で成形凹部１６に、内周面に内筒体１２が挿入されたパリソン１８を配置して両金型１５ａ、１５ｂを型閉めする。続いて、図３（ｃ）に示すように、エアブローノズル１９からエアをパリソン１８内にブローすると、拡張室１３が形成された成形体２０を得る。その後、図３（ｄ）に示すように、両金型１５ａ、１５ｂを型開きして成形体２０を取り出し、該成形体２０の両端部を図３（ｄ）の二点鎖線に示す位置でカットすることにより、図１に示すような目的とする吸気ダクト１０が得られる。
【００２１】
次に、上記のように構成された吸気ダクト１０について作用を説明する。
さて、図１に示すように、吸気ダクト１０を構成するダクト本体１１内にエアが吸入されると、ダクト本体１１内周面には通気性を有する内筒体１２の織布又は編布が配置されていることから、音波が拡張室１３の部分において織布又は編布の空隙を通り抜け、このときに織布又は編布により音エネルギーが吸収される。このため、音エネルギーが減衰されて、ダクト本体１１の円筒内で生ずる気柱共鳴が抑えられる。さらに、音波が拡張室１３の部分において織布又は編布の空隙を通り抜けて、その音圧エネルギーが拡張室１３で音波が急激に拡散されて減衰される。従って、吸気ダクト１０に吸入されるエアに基づく吸気音は有効に抑えられる。
【００２２】
このような吸気音の抑制効果を確認するために次のような試験を行った。すなわち、吸気ダクト１０のダクト本体１１の材質、形状、拡張室１３の形状、吸気ダクト１０の吸気量等の条件を同一にして、次の３種類の吸気ダクト１０について吸気試験をフランジール法（ＪＩＳ Ｌ １０９６）に準じて行った。ここで、ダクト本体１１の内径及び長さはそれぞれ５６ｍｍ、１０００ｍｍ、拡張室１３の内径及び長さはそれぞれ７３ｍｍ、２００ｍｍ、両側のテーパ壁１１ｂの角度は２５度である。拡張室１３は、その中心位置が吸気ダクト１０の端部から３５０ｍｍとなるように設定した。また、内筒体１２は、ナイロン繊維で織成した織布（繊度は縦４７０μ、横３５０μ、密度は縦５１Ｄ、横２９Ｄ）で、通気度が１．３ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃのものである。
【００２３】
（Ａ）  図５（ａ）に示すように、ダクト本体１１に拡張室１３を有し、さらに織布による内筒体１２を備えた前記実施形態の吸気ダクト１０。
（Ｂ）  図５（ｂ）に示すように、ダクト本体１１に拡張室１３を有するが、内筒体１２を有しない吸気ダクト１０。
【００２４】
（Ｃ）  図５（ｃ）に示すように、拡張室１３及び内筒体１２の双方を有しないダクト本体１１のみの吸気ダクト１０。
そして、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、吸気ダクト１０の一端にスピーカ２１を配置するとともに、拡張室１３側の他端にマイク２２を配置し、スピーカ２１からホワイトノイズを発振し、マイク２２で音を測定し、得られた音の周波数（Ｈｚ）と音圧（ｄＢ）との関係を図４に示した。図４において、太線は上記（Ａ）の吸気ダクト１０、破線は（Ｂ）の吸気ダクト１０、細線は（Ｃ）の吸気ダクト１０の結果を表す。
【００２５】
その図４に示したように、前記（Ａ）の吸気ダクト１０は、音の周波数の広い領域（１００〜２０００Ｈｚ）において、特に音圧のピークを抑えて、音圧全体を低減させることができた。これに対して、（Ｂ）又は（Ｃ）の吸気ダクト１０は、（Ａ）の吸気ダクト１０に比べて音の周波数の広い範囲で、音圧のピークが高く、音圧全体が高くなる傾向を示した。
【００２６】
また、内筒体１２を構成する織布又は編布はポリアミド系樹脂繊維で形成され、高い強度を発現できることから、内筒体１２の形状が良好に保持される。加えて、その織布又は編布はフィラメント糸で形成され、繊維が長いことから、不織布とは相違して繊維の剥離が持続して抑制される。
【００２７】
以上の実施形態により得られる効果を以下にまとめて説明する。
（１）この実施形態における吸気ダクト１０によれば、ダクト本体１１内には通気性を有する織布又は編布製の内筒体１２が挿入されるとともに、ダクト本体１１の一部に設けられた拡径部１１ａと内筒体１２との間には拡張室１３が形成されている。このため、吸気ダクト１０はダクト本体１１と内筒体１２との２つの部材で簡単に構成することができる。そして、吸気ダクト１０内に吸入されたエアが内筒体１２の織布又は編布を通り抜けることにより、織布又は編布に音波のエネルギーが減衰されるとともに、拡張室１３内で音波のエネルギーは拡散されてさらに減衰される。
【００２８】
従って、本実施形態の吸気ダクト１０によれば、構成が簡易であるとともに、共鳴を有効に減少させて吸気音を低減させることができ、消音効果を向上させることができるという効果を奏する。
（２）内筒体１２の前記織布又は編布は長繊維製のフィラメント糸により形成されている。このため、紡績糸と異なり、織布又は編布を構成する繊維の剥離を抑制することができる。従って、内筒体１２をエンジンの吸気側で用いることに適している。
（３）前記織布又は編布はポリアミド系樹脂繊維により形成されるとともに、ダクト本体１１はポリオレフィン系樹脂により形成されている。従って、織布又は編布は十分な繊維強度を発揮することができ、内筒体１２の形状を良好に保持することができる。
（４）前記内筒体１２の通気度は１〜２ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃに設定されている。そのため、吸気ダクト１０中における音波の共鳴を効果的に抑制することができ、吸気音を広い周波数領域に亘って減少させることができる。
（５）吸気ダクト１０を製造する場合、ダクト本体１１のパリソン１８内に織布又は編布の内筒体１２を配置し、それを金型１５の成形凹部１６内にインサートした後、金型１５を型閉めしてエアブローし、織布又は編布の空隙（織目又は編目の孔）からエアを吹き出してパリソン１８を拡径させ、拡径部１１ａを成形するブロー成形法により行われる。従って、ブロー成形用の金型１５にインサートを配置してブロー成形を行うという簡易な作業により、吸気ダクト１０を容易かつ速やかに製造することができる。
（６）前記内筒体１２はポリアミド系樹脂繊維により袋織りや丸編みの常法にて形成される。このため、内筒体１２を生産性良く製造することができる。一方、パリソン１８はポリオレフィン系樹脂としてのポリプロピレン樹脂によりブロー成形法で形成される。このため、筒体を成形するブロー成形法の常法に従って、パリソン１８を比較的低い温度で容易に得ることができる。
【００２９】
なお、前記各実施形態を次のように変更して実施することも可能である。
・  前記ダクト本体１１の拡張室１３を、その径、長さ、形状等が実施例と異なるように構成したり、複数設けたり等してもよい。
【００３０】
・  前記内筒体１２を、織布の織り方や編布の編み方を適宜変更して構成したり、形態の異なるものを複数層に形成して構成したりしてもよい。
・  前記ダクト本体１１を形成するポリオレフィン系樹脂として、ポリエチレン樹脂等を用いてもよい。
【００３１】
・  エアクリーナ内の少なくとも一部に織布又は編布による内筒体１２を配置するとともに、拡張室１３を設けるように構成してもよい。
・  前記ダクト本体１１を蛇腹状に形成してもよい。
【００３２】
・  前記ダクト本体１１の拡径部１１ａの壁部に音を外部に放散するための貫通孔を形成してもよい。
・  内燃機関の吸気ダクト１０として、自動車の空調機器用ダクト等に適用してもよい。
【００３３】
・  前記内筒体１２を、紡績糸を用いた織布又は編布によって構成してもよい。
・  前記内筒体１２を不織布によって構成してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０…吸気ダクト、１１…ダクト本体、１１ａ…拡径部、１２…内筒体、１３…拡張室、１５…金型、１５ａ…第１金型、１５ｂ…第２金型、１６…成形凹部、１７…拡張成形凹部、１８…パリソン。
【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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