JP2000282981A - 車両用吸気ダクト - Google Patents
車両用吸気ダクトInfo
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Abstract
過音の大きさを従来よりも低くできる吸気ダクトを提供
することを目的とする。吸気ダクトを透過する透過音の
大きさは、エアークリーナ側と外気吸い込み側とでは同
じでなく前者の方が後者よりも大きい、そしてエアーク
リーナから外気吸い込み側に向かって漸減しているとの
知見に基づく。 【解決手段】外気を車両のエアークリーナ14内に吸い
込むために使用され、非孔質の本体壁部22と、多孔質
壁部30とを有する吸気ダクト20において、多孔質壁
部30は、通気性が少なくとも低い低通気性部12a
と、通気性が高い高通気性部12cとを具備するように
した。
Description
ンジンやエアークリーナに外部の空気を導入するために
使用される車両用吸気ダクト、特に吸気時に発生する吸
気音が、吸気ダクトの壁を透過して漏れる透過音の大き
さを抑制できる吸気ダクトに関する。
ト200は、エンジンルーム202内において、エンジ
ン204のために空気を浄化するエアークリーナ206
に外部から空気を導入するために使用される。ここで、
吸気ダクト200の一端部200aは直接外気に開口し
ているが、他端部200bはエアークリーナ206内で
開口して急激に断面積が増大する。換言すれば、エアー
クリーナ206から吸気ダクト200に至るとき断面積
が急激に絞られる。そのため、空気の流速は他端部20
0bで最も早く、一端部200aで最も遅く、中間部で
中程度の大きさとなる。その結果、吸気ダクト200の
他端部200bに最大の透過音が発生し、この透過音は
他端部200bから一端部200aに伝播するにつれて
次第に減少して、中間部で中程度に、一端部200aで
最少となる。
ダクト200の中間部に大容量の低周波レゾネータ21
0を、エンジン204につながるダクト208中に高周
波レゾネータ212を、それぞれ配置して、ホルムヘル
ツの共鳴理論により特定周波数の騒音を抑制することが
行われている。しかし、レゾネータ212の容積は場合
によって十リットル以上にも達し、エンジンルーム20
2内で大きなスペースを占めて、他の装置の大きさや配
置に制約を与えることになる。このため、例えば特開昭
63−285257号公報には、吸気ダクトの軸方向の
一部のみを多孔質繊維材料から成る中空円筒で構成して
通気性を上げることが開示されている。
85257号公報に開示された従来例は、吸気ダクトの
吸気側で空気の流速を小さくして吸気音を下げる技術を
示すにすぎず、透過音の抑制に効果的な対策は示さな
い。また、吸気ダクトを多孔質材料で形成して通気性を
上げることにより透過音を抑制することも試みられてい
るが、図27に示すように、吸気ダクト214に均一に
通気部を形成して通気性を均一に上げるものである。こ
れでは、吸気ダクト220のエアークリーナ側端部21
4aでの透過音の大きさを十分に低下させることは困難
である。
ので、吸気時に発生し吸気ダクトを透過して漏れる透過
音の大きさを従来よりも低くできる吸気ダクトを提供す
ることを目的とする。本願の発明者は、吸気ダクトの通
気性と透過音の大きさとの関係を鋭意研究した結果、吸
気ダクトを透過する透過音の大きさは、エアークリーナ
側と外気吸い込み側とでは同じでなく前者の方が後者よ
りも大きい、そしてエアークリーナから外気吸い込み側
に向かって漸減しているとの知見を得た。本発明はこの
知見に基づくものである。
に、本発明では、外気を車両のエアークリーナ内に吸い
込むために使用され、非孔質の本体壁部と、多孔質壁部
とを有する吸気ダクトにおいて、前記多孔質壁部は、少
なくとも通気性が低い低通気性部と、通気性が高い高通
気性部とを具備するようにした。本発明によれば、吸気
ダクトのエアークリーナ側から漏れる特に大きな透過音
の大きさが抑制できるので、レゾネータの小型化が可能
になり、吸気系全体のコスト低減及び軽量化が可能とな
り、さらにエンジンルーム内において他の装置のための
スペースが増大する。
材料(例えばポリエチレン樹脂)のブロー成形又は射出
成形により作ることができ、直線状であっても途中で屈
曲していても良い。多孔質壁部はたとえばポリエチレン
テレフテレートの不織布を使用することができ、本体壁
部の長手方向の一部に配置しても、ほぼ全長に亘って配
置しても良い。また、多孔質壁部の断面形状は、半円形
状、円筒形状又は四分円形状等にすることができる。本
体壁部に一つの孔を形成しておき、単一部材で形成した
多孔質壁部をこの孔に取り付けその板厚を変化させるこ
とにより、多孔質壁部上に通気性の異なる複数の通気部
を形成しても良い。一方、本体壁部上に形成した複数の
孔に、通気性の異なる複数の多孔質壁部を別々に配置す
ることにより、通気性の異なる複数の通気部を形成して
も良い。
により、図1に示すように吸気ダクト10上にエアーク
リーナ連結側10aから低通気性部12a、中通気性部
12b及び高通気性12cが順次形成され、通気性はエ
アークリーナ14への連結側10aから外気吸い込み側
10bに向かって漸増することとなる。尚、吸気ダクト
の通気性はエアークリーナ連結側10aではなるべく低
いことが望ましいので、図2に示すようにこの部分10
cのみを非多孔性材(ポリエチレン樹脂など)で形成す
ることもできる。
曲している場合は、図3中矢印Bで示すように(空気流
は矢印Aで示す)、透過音は、エアークリーナ連結側1
0aから外気吸い込み側10bに向かって吸気ダクト1
0内を直進しようとするので、屈曲部10dで吸気ダク
トから漏れやすい。これを考慮して、屈曲部では中通気
性部の通気性を減少させたのである。この屈曲ダクトの
場合、低通気性部、中通気性部及び高通気性部は、上述
した直線状の吸気ダクトの場合と同様、単一部材から成
る多孔質壁部で構成しても良いし、複数の多孔質壁部で
構成しても良い。
る。 (実験例)第1の実験例では、図4に示すように、内径
66mm、長さ650mmで、通気性が全長に亘って高(密
度:700g/m2、厚さ:3mm)、中(密度:140
00g/m2、厚さ:3mm)、低(密度:2100g/
m2、厚さ:3mm)及びなし(アクリルダクト)とされ
た四種類の吸気ダクト15a,15b,15c及び15
dをエアークリーナ12に取り付け、エンジンを作動さ
せたとき発生する透過音の大きさを、吸気ダクト15a
〜15dの左端部から上方に10cm離れた地点イ、吸気
ダクトの三等分点から上方に10cm離れた地点ロ及びハ
で、それぞれ測定した。その結果を図5(a),(b)
及び(c)に示す。各図において、横軸はエンジンの回
転数、縦軸は騒音レベルである。また、実線、細線、太
い破線及び細い破線がそれぞれ吸気ダクトの通気性が
大、中、小及びなしの場合に対応する。
込み部では通気性が低い吸気ダクト程透過音が大きく、
通気性が高い吸気ダクトほど透過音が小さい。図5
(b)(c)の太い破線及び細い破線から明らかなよう
に、吸気ダクトの通気性が低い場合は、外気吸い込み側
寄りの地点ロでの透過音の方がエアークリーナ連結側寄
りの地点ハでの透過音よりも大きい。また、図5(b)
(c)の実線から明らかなように、吸気ダクトの通気性
が高い場合は、エアークリーナ連結側寄りの地点ハでの
透過音の方が外気吸い込み側寄りの地点ロでの透過音よ
りも大きい。
って高、中、低及びなしとされた四種類の吸気ダクトの
ほか、図5に示すように、通気性が外気吸い込み側の左
半分では大きく、エアークリーナ連結側の右半分では小
さくされた吸気ダクト15eを用意した。そして、エン
ジンを毎分4500回転させつつ上記実験例1と同様、
地点イ、ロおよびハで透過音の大きさを測定した。この
場合、各地点において、通気性のないアクリルダクトの
騒音レベルを100とした。その測定結果は下表に示す
とおりである。
壁を通して外部に漏れる透過音を低く抑えるには、エア
ークリーナに連結される端部側の通気性を低く、外気を
吸い込む端部側の通気性を高く、しかもエアークリーナ
側端部から外部吸い込み側端部に向かって徐々に通気性
を高くすればよいことが分かった。その理由は、ダクト
内の圧力の抑制及び圧力分布の均一性と、吸気音の音響
パワーの距離減衰によるものと考えられる。
発明が適用された実施例を説明する。第1実施例の吸気
ダクトは、図7(a)(b)に示すように、樹脂材料を
成形して成る円筒状のダクト本体(非孔質の本体壁部)
22と、ポリエチレンテレフテレート不織布の成形体か
ら成って断面半円形を有し、ダクト本体22に取り付け
られた通気部材(多孔質壁部)30とから成る。ダクト
本体22には図8(a)(b)に示すように長手方向に
おいて中間部で、円周方向においてほぼ半円周(下半
分)に亘って大きな一つのくりぬき孔24が、その周辺
に長円環状のリブ26が形成されている。
うに、上記ダクト本体22のくりぬき孔24が形成され
た通気部材取付け部28を覆うべく全体として長円形状
で断面半円形状に湾曲している。通気部材30の板厚
は、右端部32aが最も厚く左端部32bが最も薄く、
右端部32aから左端部32bに向かって漸減してい
る。通気部材30の周辺には、上記ダクト本体22のリ
ブ26と同様のリブ34が形成されている。
るときは、円環状のスポンジ部材(不図示)を間に挟ん
で通気部材30のリブ34をダクト本体22のリブ26
に合わせ、両部材22、30に振動を与えつつ双方のリ
ブ26、34を互いに溶着する。これにより、吸気ダク
ト20の通気性は、右端部20aが小さく、左端部20
bが大きく、右端部20aから左端部20bに向かって
漸増することになる。
の右端部には図11に示すように多数の小さな孔40を
形成し、中間部には図10に示すように大きな数個の孔
38を形成し、左端部には上記くりぬき孔24(図8
(a)参照)を形成して、均一厚さの通気部材でこれら
三つの孔24、38及び40を覆っても良い。尚、図1
0及び図11のように、ダクト本体22にあけた孔3
8,40を通気部材で多う場合は、孔と通気部材とで多
孔質壁部が構成される。
は、この他にも、比較的短期間の取付けで足りるのであ
れば、両者間に両面テープ付きのスポンジ部材及び接着
剤又は粘着材を介在することができる。これに対して、
長期間の取り付けが必要な場合は、接着剤などで仮止め
した状態からリベット、小ねじなどの締結部材で固定し
たり、超音波溶着などでスポット的に結合したり、振動
溶着方式で結合することもできる。また、通気部材のダ
クト本体への取り付けは熱板溶着によることもできる。
即ち、樹脂製のダクト本体の開口部を熱板溶着機の加熱
された熱板に押し当てて溶融させ、その後熱板を除去し
て代わりに通気部材をダクト本体の開口部に押し当て
る。すると、ダクト本体の溶融樹脂が通気部材の多孔質
状となっている空隙部に流れ込み、三次元的にからみつ
いて通気部材がダクト本体に結合される。
字形状とされた吸気ダクトに本発明が適用された実施例
を説明する。図12に示した第3の実施例では、ダクト
本体52は高密度ポリエチレン樹脂のブロー成形又は射
出成形により作られたもので、長手方向中間部のほぼ直
角な屈曲部54と、その上端部が外気に開口する垂直部
56と、その右端部がエアークリーナに連結される水平
部58とから成る。ここでは、垂直部56のほぼ下半分
と水平部58のほぼ左半分で、しかも屈曲部54の外側
になる部分にはくりぬき孔(図8(a)参照)が開けら
れ、その周りにリブ60が形成されている。
リエチレンテレフテレート製の不織布から成り、ダクト
本体52のくりぬき孔が形成された部分を覆うべく屈曲
部64、垂直部66及び水平部68を備え、断面は半円
形状であり、周辺にはリブ70を備えている。通気部材
62の板厚は、垂直部66の上端側が薄く、水平部68
の右端部68aが厚くされ、水平部68の左端部68a
では垂直部66の上端部66aと水平部68の右端部6
8bの平均程度にされている。また、屈曲部64の板厚
は水平部68の左端部68aよりもやや厚くされてい
る。その結果、通気部材62をダクト本体52に取り付
けた吸気ダクト70の通気性は垂直部56の上端部では
大きく、水平部58の右端部では小さく、水平部58の
左端部では中から大程度であり、屈曲部64では中から
小程度である。
4がダクト本体74のほぼ全長を覆っている点が上記第
3の実施例とは異なる。詳述すると、ダクト本体74
は、その上端部が外気に開放する垂直部76と、その右
端部がエアークリーナに連結される水平部78とから成
り、垂直部76の全体と、水平部78のほぼ全体(右端
以外)で、しかも屈曲部80の外側になる部分にはくり
ぬき孔があけられ、その周りにリブ82が形成されてい
る。
くりぬき孔が形成された部分を覆うべく垂直部86と水
平部88とを備え、断面は半円形状であり、周辺にはリ
ブ90を備えている。通気部材84の板厚は、垂直部8
6の上端側86a及び水平部88の左端部88aが薄
く、水平部88の右端部88bが非常に厚くされ、水平
部88の中間部88cでは水平部88の右端部88bと
左端部88aとの平均程度ににされている。また屈曲部
90の板厚は垂直部86の上端部86a及び水平部88
の左端部88aよりも厚くされている。その結果、通気
部材84をダクト本体74に取り付けた吸気ダクト90
の通気性は、垂直部76の上端部及び水平部78の左端
で大きく、水平部78の右端部では非常に小さく、水平
部78の中間部では小から中程度であり、屈曲部90で
は中程度である。
の実施例を説明する。図15に示すように、ポリプロピ
レン,ポリエチレン又はポリアミドのブロー成形又は射
出成形によりダクト本体92の成形体を作る。このダク
ト本体92は短い垂直部94と長い水平部96とから成
ってL字形状を有し、屈曲部98から水平部96の左半
分にかけてくりぬき孔が形成され、その周辺にリブ10
0が形成されている。
ロピレンのペレット102を使用して作る。このペレッ
ト102は発泡前は直径0.5から1mmであるが、発砲
後は直径1から7mmになる。即ち発泡率は2から7倍で
ある。この発泡済みのペレット102を加圧して縮径さ
せた後、図17に示すように金型106の空所(キャビ
テイ)108内に注入する。その後キャビテイ108内
を減圧して、発泡済みのペレット102を拡張させ、8
0から120度に加熱して融着させる。次にキャビテイ
108内に水を注入して金型106を冷却し、離型後の
変形を抑制する。その後金型106を上下に分離して通
気部材102を金型106から取り出す。
すように、長い水平部112と短い垂直部114とを有
し、上面には斜め方向に環状のリブ116が形成されて
いる。通気部材102の通気性は、発泡前のポリプロピ
レンペレットの大きさや発泡倍率、充填量、通気部材1
02の板厚などにより調整できる。以上の構成になる通
気部材102は、そのリブ116をダクト本体92のリ
ブ100に合わせた状態で熱板溶着、振動溶着又は接着
剤による接着などによりダクト本体92に取り付けら
れ、これによって図14に示す吸気ダクト120が完成
する。
ダクト本体122は前記リブ100に代えて、図20に
示すように長手方向中間部の下面にくりぬき孔124が
形成され、その両側部には係合突起126が形成されて
いる。一方、通気部材130はポリプロピレンのペレッ
トにより成形され、図20に示すように一定長さで断面
半円形を有し、その周辺には枠状の係合部材132が取
り付けられ、その側部には係合孔134が形成されてい
る。通気部材130は低圧縮部とされ、係合部材132
は高圧縮部とされている。
付けは、通気部材130をくりぬき孔124にはめて、
ダクト本体122の係合突起126を通気部材130の
係合孔内134に係合させて行う。この第6実施例によ
れば、図18及び図19に示すように、通気部材130
をダクト本体122に取り付けるためのリブ、及び溶着
作業が不要となるので、吸気ダクト136をエンジンル
ーム内に搭載する上で有利であり、また製造コストを低
減できる。
を、締結部材によりダクト本体に取り付た実施例を説明
する。図21および図22に示す第7実施例ではL字形
状のダクト本体142には垂直部134に一つの丸孔1
36が、水平部138に二つの大きな丸孔140、14
4が形成されている通気部材146,148および15
0はポリエチレンテレフテレート不織布製で、長円形で
断面半円形を有する点では共通している。しかし、各通
気部材146、148び150の通気性は相互に異な
り、エアークリーナ側に取り付けられる通気部材150
が小さく、外気吸い込み側に取り付けられる通気部材1
46が大きく、屈曲部近傍に取り付けられる通気部材1
48は中間程度である。各通気部材146、148及び
150の通気性は、ここではその板厚を変えることによ
り異ならせている。
成されており(通気部材146,148についても同
様)、図21に示すように通気部材150は、ダクト本
体142との間に環状で粘着性のないのスポンジ152
を挟んだ後、リベット、小ねじ154を段部150aか
らダクト本体142に貫通させることにより、ダクト本
体142に取り付けられる。
着テープまたは両面に粘着材が塗布されたスポンジを使
用しても良い。また、第8実施例では、図23及び図2
4に示すように、上記リベット154に代えて、タッカ
160により複数の通気部材162,164及び166
をダクト本体168に取り付けても良い。
通気性で所定の大きさ、形状の通気部材146,162
などが容易に製造できる。通気部材146,162など
のダクト本体142、168への取り付けも簡単である
とともに、リブの場合のような出っ張りが生じない。ま
た、吸気ダクト使用後に、ダクト本体142,168な
どと通気部材146,162などとが容易に分離できる
ので、これらをリサイクルすることが可能である。
得られたデータを示すグラフである。
(a)の7−7断面図である。
の8−8断面図である。
の9−9断面図である。
示す正面図である。
示す正面図である。
ある。
面図である。
図である。
c:高通気部 14:エアークリーナ 20、70:吸気
ダクト 22、52:ダクト本体(非孔質の本体壁部) 24:くりぬき孔 26:リブ 30、62:通気部材(多孔質壁部) 34:リブ 56:垂直部 58:水平部 64:屈曲部
Claims (12)
- 【請求項1】外気を車両のエアークリーナ内に吸い込む
ために使用され、非孔質の本体壁部と、多孔質壁部とを
有する吸気ダクトにおいて、 前記多孔質壁部は、通気性が低い低通気性部と、通気性
が高い高通気性部とを具備することを特徴とする車両用
吸気ダクト。 - 【請求項2】前記低通気性部は前記エアークリーナ側に
配置され、前記高通気性部は前記外気の吸い込み側に配
置されている請求項1記載の吸気ダクト。 - 【請求項3】前記多孔質壁部の低通気性部と高通気性部
との間に、通気性が中程度の中通気性部が形成されてい
る請求項2記載の吸気ダクト。 - 【請求項4】前記多孔質壁部は単一部材から成る請求項
3記載の吸気ダクト。 - 【請求項5】前記多孔質壁部は前記本体壁部の長手方向
中間部に配置されている請求項4記載の吸気ダクト。 - 【請求項6】前記多孔質壁部は前記本体壁部の長手方向
全体に亘って配置されている請求項4記載の吸気ダク
ト。 - 【請求項7】前記本体壁部の長手方向中間部は屈曲し、
該屈曲部の外側に前記多孔質壁部が配置されている請求
項4記載の吸気ダクト。 - 【請求項8】前記屈曲部では、前記中通気性部上に、周
辺よりも通気性が減少した減少通気性部が形成されてい
る請求項7記載の吸気ダクト。 - 【請求項9】前記多孔質壁部の低通気性部、中通気性部
及び高通気性部は、該多孔質壁部の板厚さを変化させる
ことにより形成した請求項4記載の吸気ダクト。 - 【請求項10】前記多孔質壁部の低通気性部、中通気性
部及び高通気性部は、前記本体壁部に形成した大きさの
異なる三種類の孔に板厚一定の前記多孔質壁部を一つ取
り付けることにより形成した請求項4記載の吸気ダク
ト。 - 【請求項11】前記多孔質壁部の低通気性部、中通気性
部及び高通気性部は、前記本体壁部に通気性の低い第1
の通気部材、通気性の高い第2の通気部材及び通気性が
中程度の第3の通気部材を取り付けることにより形成し
た請求項3記載の吸気ダクト。 - 【請求項12】前記本体壁部の長手方向中間部は屈曲
し、該屈曲部の外側に前記多孔質壁部の第2の通気部材
が配置されている請求項11記載の吸気ダクト。
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