JP6990721B2 - 吸気用ダクトの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃エンジンに接続された吸気用ダクトの製造方法及びこの方法に従って製造される吸気用ダクトに関する。
内燃エンジンは、３０Ｈｚから１ｋＨｚの範囲の低周波音響成分を有することが知られている。この音響成分は、バルブの周期的な開閉及びエンジンの様々なキャビティ（燃焼室、ダクト、及びその他）の共鳴によって生成される。この低周波音響成分は、エンジンの空気供給回路の入口で伝播及び放射する。この低周波音響成分は、エンジンの空気供給ダクト内を伝播する間、ダクトの共鳴を励起し、これにより高い音響放射を生成する。
更に、ターボ過給エンジン（ターボチャージャー）の場合、１～１５ｋＨｚの範囲の高周波音響成分がある。この音響成分は、ターボチャージャーによって生成され、空気供給ダクトを通じて伝播及び放射し得る。
一般に、マウスノイズ（mouth noise）とは空気供給ダクト内を伝播する音響成分を指し、放射ノイズ（radiated noise）とは空気供給ダクトから放射される音響成分を指す。
現在、吸気用ダクトから発生する騒音を低減するために、マフラーを使用することが知られている。マフラーには通常、空気が循環する中央管があり、その壁には、中央管を囲むベル状部で区切られた周辺チャンバーと管の内部とを連通させるいくつかのオリフィスが穿孔されている。各オリフィスに含まれる少量の空気は、音波によって刺激されると、周辺チャンバーに含まれる大量の空気によって構成される、バネから吊り下げられた小さな質量として実質的に機能する。ノイズが低減されるのは、この「質量バネ」システムの固有周波数近くのスペクトル領域である。
しかし、マフラーは周波数の範囲全体をカバーできない。実際、マフラーは低周波領域における低減の程度は十分でない。
他の解決策は、共振器を使用することである。この共振器は、直角に閉じたバイパスを有する中央管を備えている。この種の共振器はとても限定的で、非常に狭い周波数領域でのみ機能する。
吸気用ダクトの音響特性を改善するために、音響性能を高める多孔質媒体を追加することも知られている。これに関して、出願人による出願明細書ＦＲ２７８８８３３では、その一部が多孔質媒体でオーバーモールドされたダクトが提案されている。他の既知の解決策は、多孔質ポリエステル媒体からなる熱成形により製造された２つのハーフシェルを溶接することである。文献ＪＰ２００８０６３３９７０では、熱圧縮された多孔質媒体中の２つのハーフシェルを用いて多孔質の管状物が製造される。２つのハーフシェルは、付属のクリップシステムによって組み立てられる。これらの異なる技術の実施は、型内に多孔質媒体を入れるために、ロボットシステムを含む射出成形用型などの高価な設備を使用する必要がある。更に、これらの技術では、製造の技術的な制約のため、１００％の多孔質の管状物を製造できない。
他の既知の技術として、ＥＰ０６６５４０４には、金属構造の周りに多孔質媒体を巻き付けることが開示されている。この技術では、特別なフィラメント巻取機を使用する必要があるが、この種の機器は非常に高価である。
従って、本発明は、多孔質材の最大表面積を有する吸気用ダクトを製造するための簡単で安価な方法を提供することを目的とする。
一般的な定義において、本発明は、マウスノイズ及び放射ノイズを低減し、内燃エンジンに接続されるための吸気用ダクトの製造方法に関する。この方法は、以下の工程を備えている。
（ａ）リブの成形に適合する少なくとも１つの溝及びエンドスリーブの成形に適合する少なくとも２つのハーフボアが設けられた２つの成形キャビティを有する型を準備する工程。
（ｂ）吸気用ダクトを成形するために、キャビティ間に配置されることに適合するコアを準備する工程。
（ｃ）通気性多孔質材からなる管状シートをコアに配置する工程。
（ｄ）コアを管状シートとともに成形キャビティ間に配置する工程。
（ｅ）ダクトを形成するため、各キャビティの各溝及び各ハーフボアに、管状シートにリブ及びエンドスリーブをオーバーモールドするための熱可塑性材を射出する工程。
特に有利な方法では、本発明に係る方法は、１回の射出（インジェクション）作業で、多孔質材の最大表面積を有する吸気用ダクトを製造することを可能にする。言い換えれば、本発明に係る方法は、製造の工程数を減らして、多孔質材の最大表面積を有する吸気用ダクトを製造することを可能にする。すなわち、本発明は、多孔質材の最大表面積を有する吸気用ダクトを製造するための簡単で安価な方法を提案する。
特定の構成では、この方法は、パルスエアによって、成形されたダクトを強制的に取り外す工程（ｆ）を備えていてもよい。
第１の実施形態によれば、工程（ａ）は、螺旋状リブを成形するための溝が設けられた２つの成形キャビティを準備する工程を含んでいてもよい。
第２の実施形態によれば、工程（ａ）は、グリッドを形成するいくつかのリブを成形するための溝が設けられた２つの成形キャビティを準備する工程を含む。
特定の構成によれば、工程（ｅ）は、熱可塑性エラストマー材を射出する工程を含んでもよい。
本発明はまた、内燃エンジンに接続されるための、マウスノイズ及び放射ノイズを低減する吸気用ダクトに関する。このダクトは、熱可塑性エラストマー材からなる少なくとも１つのリブと、熱可塑性材からなる２つのエンドスリーブとがオーバーモールドされた通気性多孔質材からなる管状シートと、内燃エンジンに接続される第１のスリーブと、吸気回路に接続される第２のスリーブとを備えている。
従って、本発明に係るダクトは、多孔質媒体の最大表面積を有し、マウスノイズ及び放射ノイズの低減を可能にする。更に、本発明に係る吸気用ダクトの構造は、それを軽量にする。すなわち、ダクトが車両に搭載されるときの重さが軽くなる。更に、オーバーモールドされたリブにより、ダクトが内燃エンジン及び吸気回路に接続されている場合、ダクトへの空気の吸引によって生じる空圧低下の圧力に対するダクトの耐性を確保できる。
第１の実施形態によれば、ダクトは螺旋状リブを備えていてもよい。
螺旋状リブにより、ダクトを柔軟にすることができる。
第２の実施形態によれば、ダクトは、グリッドを形成するいくつかのリブを含んでいてもよい。
特定の構成によれば、管状シートは、２００Ｐａの低圧の下で２００～６００Ｌ／ｍ２／ｓの多孔度を有していてもよい。
特定の構成によれば、熱可塑性材は熱可塑性エラストマー材であってもよい。
本発明に係る他の特徴及び利点は、以下で添付の図面を参照しながら示す、非限定的な例として提供される本発明に係る２つの実施形態の詳細な説明から明らかになる。
図１は、本発明に係る、開き位置にある型及びコアを表す。 図２は、本発明に係るコア上に管状シートを配置する様子を示す。 図３は、本発明に係る型を閉じる様子を示す。 図４は、熱可塑性エラストマー材を射出する前の、閉じ位置にある型を示す透視図である。 図５は、熱可塑性エラストマー材が射出されているときの、閉じ位置にある型の透視図である。 図６は、射出後に型を開く様子を示す。 図７は、成形された吸気用ダクトを取り除く様子を表している。 図８は、本発明の第１の実施形態に係る吸気用ダクトを示す。 図９は、第２の実施形態に係る吸気用ダクトを示す図である。
本発明は、マウスノイズ及び放射ノイズを低減し、内燃エンジンに接続される吸気用ダクトの製造方法に関する。
本発明に係る方法は、図１～図７に示される型１を用いて実施できる。型１は、射出成形プレスに搭載されることが意図されている。本明細書で開示する実施形態によれば、型１は、第１のシェル１ａ及び第２のシェル１ｂを備えている。この２つのシェル１ａ，１ｂは、型への材料の射出中に互いに押し付けられ、射出後に互いに離間するように構成されている。従来の方法では、射出成形プレスに対して、第１のシェル１ａは可動式であり第２のシェル１ｂは固定されている。従って、型１は、２つのシェル１ａ，１ｂが互いに離間した開き位置と、２つのシェル１ａ，１ｂが互いに押し付けられた閉じ位置との間で移動可能である。従来の方法に従い、型１は金属で構成されていてもよい。各シェル１ａ，１ｂには、キャビティ２が設けられている。本明細書で開示する例によれば、各キャビティ２は、長尺上の湾曲部と２つの端部とを有する実質的に半円柱形状を有している。各キャビティ２には、いくつかの溝４及び２つのハーフボア５が設けられている。２つのハーフボア５は、キャビティ２の端部に位置している。使用状態では、溝４によって、ダクトの１つ又はいくつかのリブ３２を成形できる。同様に、使用状態では、２つのハーフボア５により、ダクト３０のエンドスリーブ３４，３６を成形できる。
第１の実施形態によれば、溝４は、螺旋状リブ３２の成形に適合する。
第２の実施形態によれば、溝４は、格子を形成するいくつかのリブ３２の成形に適合する。
更に、図示しない実施形態によれば、各キャビティ２は、例えば、支持脚などの固定システム、及びケーブル又は他のダクトなど他の要素を引っ掛けるシステムの成形を可能にする要素を有していてもよい。
本発明に係る方法はまた、型１と共に用いられ型１に適合するコア８を使用する。射出成形の分野における既知の方法で、コアは部品の中空部の成形又は開口部の提供を可能にする。本発明に係る方法では、コア８は、ダクト３０の中空部の提供を可能にする。コア８は、金属で構成されていてもよい。コア８は、キャビティ２の間に配置されることに適合する。本明細書に開示される例によれば、コア８は、長尺状の湾曲部を有する実質的に円柱形状を有する。本明細書に開示される実施形態によれば、コア８は、閉じ位置における型１の２つのシェル１ａ，１ｂによる押し付けに適合するベース８１に固定されている。
型１及びコア８は、本発明に係る吸気用ダクト３０の製造方法の実施を可能にする。この方法は、型１を準備する工程（ａ）及びコア８を準備する工程（ｂ）に加えて、コア８上に管状シート９を配置する工程（ｃ）を備えている。管状シート９とは、連結された２つの端部を有し、実質的に、円形基部を有するシリンダー（円筒）を形成しているシートを意味する。シートの連結された２つの端部は、溶接されていてもよく、接着されていてもよく、又は縫い付けられていてもよい。図２に示すように、管状シート９は、矢印Ｉの方向に向かってコア８に取り付けられる。管状シート９は、例えば、いくつかの要素を含み得る織布又は不織布材で構成されていてもよい。管状シート９は、２００Ｐａの低圧の下で２００～６００Ｌ／ｍ２／ｓの多孔度を有していてもよい。
特定の構成によれば、管状シート９は、ニードリングによって製造された、ポリエステル繊維及び二成分繊維を含む不織布材から構成されていてもよい。二成分繊維は、ポリエステルからなる芯部と、コポリエステルからなる被覆部とを含んでもよい。
その後、この方法は、開き位置にある型１のキャビティ２にコア８を配置する工程（ｄ）を備えている。次いで、図３に示すように、型１を矢印IIの方向に移動する。閉じ位置へ移動する際、シェル１ａ，１ｂに対するベース８１の支持は、キャビティ２におけるコア８の正しい位置決めを確実にするための基準として機能し得る。図５に示すように、この方法は、各キャビティ２の各溝２及び各ハーフボア５に熱可塑性エラストマー材を射出して、管状シート９上のリブ３２及びエンドスリーブ３４をオーバーモールドする、その後の工程（ｅ）を備えている。この工程により、ダクト３０を１回の射出作業で成形することができる。特に有利な方法では、溝４への射出中に、熱可塑性エラストマー材が管状シート９に局所的に浸透し、管状シート９上にオーバーモールドされた各リブ３２と管状シート９とが確実に結合する。特定の構成によれば、熱可塑性エラストマー材は、ポリプロピレンと混合されたエチレン－プロピレン－ジエンモノマータイプのものであってもよい。管状シート９上へのリブ３２のオーバーモールドにより、多孔質管状シートの最大表面積を有しつつ、空圧低下の圧力に対する最適な耐性を有するダクト３０を製造することが可能になる。
図６に示すように、型１はその後、矢印IIIの方向に従って開かれ、ダクト３０の回収が可能となる。特定の構成によれば、この方法は、図７に示すように、矢印IVの方向に向かって、パルスエアによって、成形されたダクト３０を強制的に取り外す工程（ｆ）を備えていてもよい。
従って、本発明に係る方法は、１回の射出作業でダクト３０を製造することを可能にする。管状シート９上のリブ３２及びエンドスリーブ３４のオーバーモールドにより、ダクト３０への結合を確実することができる。言い換えると、本発明に係る方法は、ダクト３０の様々な構成要素の接着、クリッピング（切り取り）、又は再加工の作業を追加する必要がなく、１回の射出作業でダクト３０を製造することができる。
また、本発明は、マウスノイズ及び放射ノイズを低減し、内燃エンジンに接続される吸気用ダクト３０に関する。このダクト３０は、熱可塑性エラストマー材からなる１つ以上のリブ３２と、熱可塑性エラストマー材からなる２つのエンドスリーブ３４，３６とがオーバーモールドされた通気性多孔質材からなる管状シート９を備えている。
この管状シート９は、２００～６００Ｌ／ｍ２／ｓの多孔度を有していてもよい。このような多孔度により、マウスノイズ及び放射ノイズの最適な低減が可能になる。
第１の実施形態によれば、図８に示すように、ダクト３０は螺旋状リブ３２を備えている。螺旋状リブ３２によって、ダクト３０を柔軟にすることができる。
第２の実施形態によれば、図９に示すように、ダクト３０は、グリッドを形成するいくつかのリブ３２を備えている。
使用状態では、第１のスリーブ３４は内燃エンジンに接続され、第２のスリーブ３６は吸気回路に接続されている。加えて、リブ３２は、空気吸引によって引き起こされる空圧低下の圧力に対するダクト３０の耐性を確保することを可能にする。多孔質材からなる管状シート９は、音響インピーダンスの破壊又は適応を実現し、特定のダクトのモードの励起を回避させ得る。従って、管状シート９により、マウスノイズを低減することができる。更に、管状シート９は、管状シート９の材料の多孔性によって、音響エネルギーの一部を分散させることができる。ダクト３０のほぼ全周にわたって多孔質材が存在することにより、放射エネルギーを最適な方法で分散することが可能になり、これによって、放射ノイズが低減される。
本発明は、当然ながら、異なる図で説明した上記の実施形態に限定されず、これらの実施形態は例を示しているにすぎない。本発明の範囲で、特に様々な要素の構成に関して又は技術的同等物の置換によって、改良が可能である。

Claims (5)

  1. マウスノイズ及び放射ノイズを低減し、内燃エンジンに接続されるための吸気用ダクト(30)の製造方法であって、
    （ａ）リブ(32)の成形に適合する少なくとも１つの溝(4)及びエンドスリーブ(34,36)の成形に適合する少なくとも２つのハーフボア(5)が設けられた２つの成形キャビティ(2)を有する型(1)を準備する工程と、
    （ｂ）吸気用ダクト(30)を成形するために、前記成形キャビティ(2)間に配置されることに適合するコア(8)を準備する工程と、
    （ｃ）通気性多孔質材からなる管状シート(9)を前記コア(8)に配置する工程と、
    （ｄ）前記コア(8)を前記管状シート(9)とともに前記成形キャビティ(2)間に配置する工程と、
    （ｅ）ダクト(30)を形成するため、各キャビティの各溝(4)及び各ハーフボア(5)に、管状シート(9)にリブ(32)及びエンドスリーブ(34,36)をオーバーモールドするための熱可塑性材を射出する工程とを備えた、ダクト(30)の製造方法。
  2. パルスエアによって、成形された前記ダクトを強制的に取り外す工程（ｆ）を更に備えた、請求項１に記載のダクト(30)の製造方法。
  3. 前記工程（ａ）は、螺旋状リブ(32)を成形するための溝(4)が設けられた２つの成形キャビティを準備する工程を含む、請求項１又は２に記載のダクト(30)の製造方法。
  4. 前記工程（ａ）は、グリッドを形成するいくつかのリブ(32)を成形するための溝(4)が設けられた２つの成形キャビティを準備する工程を含む、請求項１又は２に記載のダクト(30)の製造方法。
  5. 前記工程（ｅ）は、熱可塑性エラストマー材を射出する工程を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のダクト(30)の製造方法。
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