通气部件的制作方法

1.本公开涉及一种例如在内燃机的进气管道中使用的通气部件。

背景技术：

2.专利文献1公开了一种传统的吸声材料，其用于内燃机的进气管道中使用的通气部件中。这种吸声材料包括具有高密度层和低密度层的层叠结构。高密度层配置在内侧并且由纤维制成。低密度层配置在高密度层的外侧。层叠结构包括质量-弹簧系统。质量-弹簧系统包括作为质量部的高密度层和作为弹簧部的低密度层，以便衰减声音能量。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开平8-152890号公报

技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.上述吸声材料使用质量-弹簧系统来调节期望被衰减的频率的目标声波。吸声材料可以衰减仅单一频率的声波。由于吸声材料不能衰减多个频率的声波，因此吸声材料仍然具有改善降噪性能的空间。
8.本发明的目的是提供一种改善壁部的降噪性能的通气部件。
9.用于解决问题的方案
10.为了实现上述目的，通气部件包括周壁。周壁的至少一部分由壁部形成。壁部包括含有纤维并具有透气性的内层以及设置在内层的径向外侧并具有弹性的外层。壁部形成振动系统，该振动系统包括作为质量部的内层和作为弹簧部的外层。振动系统具有部分变化的固有频率。
附图说明
11.图1是示出根据实施方式的进气管道的一部分的截面图。
12.图2是示出根据变型的进气管道的局部放大的截面图。
13.图3是根据变型的进气管道的侧视图。
具体实施方式
14.现在将参考附图说明根据实施方式的通气部件。通气部件是用于内燃机的进气管道。
15.如图1所示，作为通气部件的一个示例的进气管道11具有大致圆筒形状。进气管道11包括圆筒形周壁12。周壁12至少部分地由包含纤维的壁部13形成。本实施方式的周壁12完全由壁部13形成。本实施方式的壁部13由经受过热压成型的无纺布制成。
16.壁部13包括圆筒形内层14和圆筒形外层15，圆筒形内层14位于周壁12的径向内
侧，圆筒形外层15设置在内层14的径向外侧并具有弹性。内层14和外层15都含有纤维并具有透气性。内层14的透气性低于外层15的透气性。内层14和外层15通过借助于针刺(needle punching)使内层14和外层15的无纺布纤维相互缠结而彼此接合。
17.由于内层14和外层15在不使用粘合剂的情况下彼此接合，因此内层14和外层15之间的边界16具有透气性。在这种情况下，边界16的透气性大于或等于内层14的透气性。内层14的厚度小于外层15的厚度。也就是说，内层14的压缩比大于外层15的压缩比。由此，内层14具有比外层15高的密度。
18.壁部13形成单自由度质量-弹簧系统，该系统是包括作为质量部的内层14和作为弹簧部的外层15的振动系统。外层15形成为具有部分变化的厚度，使得质量-弹簧系统具有部分变化的固有频率。通常，通过改变质量部(内层14的透气性)和弹簧部的弹簧常数(外层15的厚度)中的至少一者来改变质量-弹簧系统的固有频率。
19.在本实施方式的壁部13中，内层14具有恒定的厚度，外层15具有部分变化的厚度，使得质量-弹簧系统的弹簧部具有部分变化的弹簧常数。因此，质量-弹簧系统具有部分变化的固有频率。也就是说，在本实施方式的壁部13中，内层14具有恒定的厚度，而外层15的厚度以三个台阶变化。
20.外层15包括第一厚度部17、第二厚度部18和第三厚度部19。第一厚度部17在三个厚度部17、18和19中具有最小的径向厚度。第二厚度部18与第一厚度部17相邻，并且具有比第一厚度部17大的径向厚度。第三厚度部19与第二厚度部18相邻，并且具有比第二厚度部18大的径向厚度。因此，在第一厚度部17与第二厚度部18之间形成台阶，并且在第二厚度部18与第三厚度部19之间形成台阶。
21.由此，第一厚度部17的弹簧常数、第二厚度部18的弹簧常数和第三厚度部19的弹簧常数彼此不同。因此，壁部13包括对应于第一厚度部17的第一壁部20、对应于第二厚度部18的第二壁部21和对应于第三厚度部19的第三壁部22。第一壁部20至第三壁部22的固有频率彼此不同。
22.现在将说明进气管道11的操作。
23.当进气(空气)流过形成进气管道11的周壁12的壁部13的内侧空间时，进气产生各种频率的声波。在这些声波中，频率等于第一壁部20的固有频率的声波通过与第一壁部20共振而有效地衰减，频率等于第二壁部21的固有频率的声波通过与第二壁部21共振而有效地衰减，频率等于第三壁部22的固有频率的声波通过与第三壁部22共振而有效地衰减。
24.这样，由于进气管道11的壁部13具有多个(在本示例中为三个)固有频率，所以多个(在本示例中为三个)频率的声波通过与第一壁部20、第二壁部21和第三壁部22共振而有效地衰减。这有效地降低了由流过壁部13的内侧空间的进气产生的噪声的水平。
25.此外，流过壁部13的内侧空间的进气的声波的压力在穿过壁部13的外层15时使外层15的纤维振动，从而被转换成热能。由此，压力衰减。由于抑制了进气的声波的驻波的产生，因此降低了由进气的流动引起的噪声。这减少了由于进气流过壁部13的内部空间而产生的噪声，因此减少了发射到壁部13外部的放射音。
26.由于壁部13具有透气性，所以壁部13外部的空气试图进入壁部13的内侧空间。然而，由于在根据本实施方式的进气管道11中壁部13的内层14具有比外层15低的透气性，因此内层14可靠地防止壁部13外部的空气进入壁部13的内侧空间。也就是说，内层14控制形
成周壁12的壁部13的空气渗透。因此，流过壁部13的内侧空间的进气将不会受到从壁部13的外部进入壁部13的内侧空间的空气的不利影响。这减小了流过壁部13的内侧空间的进气的压力损失。
27.上述实施方式实现了以下优点。
28.(1)进气管道11包括周壁12。周壁12的至少一部分由壁部13形成，壁部13包括内层14和外层15。内层14包含纤维并具有透气性，外层15设置在内层14的径向外侧并具有弹性。壁部13形成包括作为质量部的内层14和作为弹簧部的外层15的振动系统。振动系统具有部分变化的固有频率。由于壁部13在这种构造中具有多个固有频率，因此可以通过使声波共振来可靠地衰减流过进气管道11的进气的不同频率的声波。这以有效的方式改善了壁部13的降噪性能。另外，可以调节壁部13的固有频率以衰减期望频率(例如，低于或等于1000hz至500hz的频率的相对低的频率)的声波。
29.(2)进气管道11的外层15包含纤维并具有透气性。外层15具有部分变化的厚度。这种构造允许外层15仅通过部分地改变外层15的厚度而具有部分变化的弹簧常数。这容易地允许壁部13具有部分变化的固有频率。
30.(3)在进气管道11中，内层14具有比外层15高的密度。利用这种构造，内层14具有平滑的内表面，由此减小了沿着内层14(壁部13)的内侧流动的进气的压力损失。
31.(4)在进气管道11中，内层14和外层15通过借助于针刺使内层14和外层15的纤维相互缠结而彼此接合。这种构造将内层14和外层15彼此接合，而无需准备任何附加材料(诸如粘合剂)来将内层14和外层15彼此接合。
32.(5)进气管道11的周壁12完全由壁部13形成，壁部13由具有透气性的无纺布制成。与周壁12完全由不具有透气性的硬塑料形成的情况相比，这种构造减小了进气管道11的重量。
33.变型
34.上述实施方式可以如下变型。只要组合的变型在技术上保持彼此一致，就可以组合上述实施方式和以下变型。
35.如图2所示，进气管道11的外层15可以包括具有透气性的透气部25和不具有透气性的非透气部26。透气部25可以配置在与流过周壁12的内侧空间的进气的声波的驻波的波腹对应的位置处。在这种情况下，外层15具有部分变化的压缩比，以提供具有透气性的透气部25和不具有透气性的非透气部26。也就是说，外层15的在径向上具有小厚度的高压缩部是非透气部26，并且外层15的在径向上具有大厚度的低压缩部是透气部25。另外，流过周壁12的内侧空间的进气的声波的驻波包括一次驻波w1和二次驻波w2。透气部25配置在对应于一次驻波w1的波腹的位置a和对应于二次驻波w2的波腹的位置b处。
36.通过这种构造，流过周壁12的内侧空间的进气具有不同频率的声波，并且透气部25配置在对应于这些声波的最高声压的位置a和b处。另外，非透气部26设置于不存在透气部25的位置处。由此，周壁12作为整体减少了从周壁12的内侧空间发射到外部的放射音以及从周壁12的外部进入周壁12的内侧空间的空气。因此，流过周壁12的内侧空间的进气的压力损失减小。在这种情况下，透气部25和非透气部26在周壁12的外周面上形成台阶，这增加了周壁12的表面刚性。这减少了由于声波导致的周壁12的摇动。因此，该构造进一步可靠地减少了从周壁12的内侧空间发射到外部的放射音。
37.如图3所示，进气管道11的外层15可以包括高压缩部27和低压缩部28，高压缩部27具有很小的透气性，低压缩部28以比高压缩部27的压缩比低的压缩比压缩成型并且具有透气性。低压缩部28可以形成为在整个外层15上沿轴线方向(图3中的左右方向)连续延伸。通常，进气的声波的驻波的声压在与进气管道11中的驻波的波腹对应的位置处最高。如果具有透气性的低压缩部28位于这些位置，则进气的声波的压力穿过低压缩部28释放。这以有效的方式抑制了驻波的产生。在这方面，上述构造具有低压缩部28，其在整个外层15上沿轴线方向连续延伸。因此，低压缩部28存在于与可以在进气管道11的内侧空间中产生的各种频率的声波的驻波的波腹对应的位置处。这降低了宽频范围的进气噪声。
38.通过使外层15具有恒定的厚度并且使内层14具有部分变化的透气性，壁部13可以形成为具有部分变化的固有频率。在这种情况下，例如通过部分地改变粘结剂的配合比率，内层14可以形成为具有部分变化的透气性。
39.外层15可以被构造成使得具有不同厚度的第一厚度部17、第二厚度部18和第三厚度部19借助于玻璃棉或聚氨酯的发泡成型而具有相同的密度。
40.外层15不一定需要具有透气性。也就是说，外层15可以是不透气的。
41.在上述实施方式中，外层15的径向厚度以第一厚度部17、第二厚度部18和第三厚度部19这三个台阶变化。然而，厚度可以以四个以上的台阶变化。
42.进气管道11的周壁12不一定需要完全由壁部13形成。也就是说，周壁12可以部分地由壁部13形成。
43.进气管道11的内层14不一定需要具有比外层15的密度高的密度。也就是说，内层14可以具有低于或等于外层15的密度的密度。
44.可以将防水剂涂布到进气管道11的外层15的外周面。例如，氟涂层可以形成在外层15的外周面上，使得外周面具有防水性。在这种情况下，优选将防水剂涂布到外层15的外周面，使得外层15保持透气性。
45.进气管道11不一定需要是圆筒形的，而是可以具有包括矩形形状或六边形形状的多边形截面形状或椭圆形截面形状的管状形状。
46.通气部件不限于进气管道11，而是可以是入口管道、空气滤清器、用于空调的供气管道或外部空气管道、向电池电动车辆的电动机供应冷却空气的管道或向燃料电池电动车辆的燃料电池堆供应氧气的管道。

技术特征：

1.一种通气部件，其包括周壁，其中，所述周壁的至少一部分由壁部形成，所述壁部包括：内层，其包含纤维并具有透气性；以及外层，其设置在所述内层的径向外侧并具有弹性，所述通气部件的特征在于，所述壁部形成振动系统，所述振动系统包括作为质量部的所述内层和作为弹簧部的所述外层，所述振动系统具有部分变化的固有频率。2.根据权利要求1所述的通气部件，其特征在于，所述外层包含纤维并具有透气性，所述外层具有部分变化的厚度。3.根据权利要求2所述的通气部件，其特征在于，所述内层具有比所述外层高的密度。4.根据权利要求2或3所述的通气部件，其特征在于，所述外层包括具有透气性的透气部和不具有透气性的非透气部，并且所述透气部配置在与流过所述周壁的内侧空间的空气的声波的驻波的波腹对应的位置处。

技术总结

该通气部件包括周壁(12)。周壁(12)的至少一部分由壁部(13)构成，壁部(13)具有内层(14)和外层(15)，内层(14)包含纤维并且可透气，外层(15)设置到内层(14)的外周侧并且是弹性的。在内层(14)被定义为质量部并且外层(15)被定义为弹簧部的振动系统中，壁部(13)的固有频率部分地变化。部分地变化。部分地变化。