JP2013015118A - 吸音構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヘルムホルツ型のレゾネータ（共鳴型消音器）のような大きな容積を必要とすることなく、幅広い周波数帯域において優れた吸音性能を発揮することを課題とする。
【解決手段】 インテークダクト（吸音構造体）においては、例えば孔径が１ｍｍ以下の内孔５を有する細径チューブ状の中空吸音体４の集合体によって、音源から放出される騒音を吸音する吸音部材を構成している。また、吸音部材を構成する細径チューブ状の中空吸音体４の集合体を、ターボチャージャのコンプレッサハウジングの出口端に接続されるインテークダクトのダクト本体２の内部（ダクト壁体３の吸気通路側壁面上）に設置している。これにより、レゾネータのような大きな容積を必要とすることなく、幅広い周波数帯域において優れた吸音性能を発揮することができる。また、レゾネータのような消音特性（吸音特性）の悪化領域（逆に音が大きくなる増音領域）が発生することはない。
【選択図】 図２

Description

本発明は、音源から放出される音を吸音する吸音部材を、細径チューブ状の吸音体の集合体または多孔質吸音体によって構成した吸音構造体に関するものである。

［従来の技術］
従来より、共鳴周波数の異なるヘルムホルツ型のレゾネータ（共鳴型消音器）を複数段並べることで、幅広い周波数帯域の吸音特性を有する吸音構造体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
吸音構造体は、図６に示したように、内側部材１０１と、この内側部材１０１を包囲した外側部材１０２とを含んでいる。
内側部材１０１は、開口部１０３が設けられた内壁１０４を画成している。外側部材１０２は、内側部材１０１の内壁１０４に沿って延びる外壁１０５を画成している。
吸音構造体の吸音特性および柔軟性を改良するために、外壁１０５は、ベローズ１０６となっている。このベローズ１０６は、内壁１０４と相まって個々のキャビティ１０７を画成しており、内壁１０４の開口部１０３がキャビティ１０７内へ開放している。

［従来の技術の不具合］
ところが、従来の吸音構造体において、レゾネータは、元々特定周波数を消音するのに有効な装置である。
したがって、幅広い周波数帯域における消音特性（吸音特性）を得るという目的で、特定周波数の消音量を必要以上の消音量となるように大きくして裾野の周波数の消音量を持ち上げたり、共鳴周波数の異なるレゾネータを複数段並べたりするのは、必須で、いずれも大きな容積を要する。

ここで、ヘルムホルツ型のレゾネータを複数段並べた従来の吸音構造体による吸気騒音の低減効果を調査した。内側部材１０１の一端の開口部にスピーカを配置し、内側部材１０１の他端の開口部にマイクロフォンを配置し、スピーカからホワイトノイズを発生させたときにマイクロフォンで拾った音をＦＦＴ（高速フーリエ変換）アナライザで分析するという方法で試験を行った。図７はその試験で得られた音圧レベルを示すものである。
また、ヘルムホルツ型のレゾネータの特質として、図７のグラフに示したように、消音周波数の前後周波数において、むしろ音の大きくなる増量領域、つまり音の悪化領域（消音特性（吸音特性）の悪化領域）が発生するという問題がある。

特開２００５−８４６９３号公報

本発明の目的は、ヘルムホルツ型のレゾネータ（共鳴型消音器）のような大きな容積を必要とすることなく、幅広い周波数帯域において優れた吸音性能を発揮することのできる吸音構造体を提供することにある。

請求項１（または請求項８）に記載の発明（吸音構造体）は、音源から放出される音（騒音）を吸音する吸音部材を備えている。
吸音部材は、軸線方向に延びる孔を有する多数の吸音体を集合した集合体（または軸線方向に延びる多数の孔を有する多孔質吸音体）によって構成されている。
ここで、音源（音の発生源）としては、内燃機関（エンジン）やターボチャージャ（過給機）のコンプレッサ等が考えられる。
また、吸音構造体としては、吸気ダクト、排気ダクト、エンジンカバー、自動車のパネル部材等が考えられる。

請求項１（または請求項８）に記載の発明によれば、軸線方向に延びる孔を有する多数の吸音体を集合した集合体（または軸線方向に延びる多数の孔を有する多孔質吸音体）によって、音源から放出される音（騒音）を吸音する吸音部材を構成している。
これによって、ヘルムホルツ型のレゾネータ（共鳴型消音器）のような大きな容積を必要とすることなく、幅広い周波数帯域において優れた吸音性能を発揮することができる。これにより、レゾネータと比べて、吸音構造体の体格を非常に小型化できるので、例えば車両に対する搭載性を向上することができる。
また、レゾネータのような消音特性（吸音特性）の悪化領域（逆に音が大きくなる増音領域）が発生することはない。

請求項２に記載の多数の吸音体は、細径チューブ状に形成されている。
請求項２に記載の発明によれば、例えば孔径（φ）が１ｍｍ以下の細径チューブ状の吸音体を採用することにより、各吸音体が圧力変化により変形するのを防止できるので、吸音性能の低下を抑制することがきる。
なお、「多数の吸音体を集合した集合体」を、「吸音体を複数集合した集合体」、あるいは「吸音体の集合体」とも言う。

請求項３に記載の多数の吸音体を集合した集合体は、多数の吸音体の各孔の軸線が、音源から放出された音波の進行方向に互いに平行となるように設置されている。あるいは請求項９に記載の多孔質吸音体は、多数の孔の各軸線が、互いに平行となるように設置されている。
請求項４に記載の多数の吸音体を集合させた集合体は、多数の吸音体の各孔の軸線方向の一端または両端が、外部に向けて開口している。あるいは請求項１０に記載の多孔質吸音体は、多数の孔の各軸線方向の一端または両端が、外部に向けて開口している。
ここで、多数の吸音体の軸線長さをＬ［ｍｍ］とし、吸音体の孔径（内径）をφｄ［ｍｍ］としたとき、Ｌとφｄとの関係（Ｌとφｄとの比であるＬ／φｄ）を選定することで、所望の消音量を得ることができる。
例えばレゾネータの１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの平均消音量である１５［ｄＢ］を得るには、Ｌ／φｄを３３．８以上とすれば良く、Ｌ＝１０ｍｍに設定した場合、φｄ＜０．３ｍｍとなる。

請求項５に記載の発明（吸音構造体）は、音源から放出される音が伝播する筒状のダクト本体を備えている。このダクト本体は、多数の吸音体を集合した集合体（吸音体の集合体＝吸音部材）を取り付けるダクト壁体を有している。あるいは請求項１１に記載の発明（吸音構造体）は、音源から放出される音が伝播する筒状のダクト本体を備えている。このダクト本体は、多孔質吸音体を取り付けるダクト壁体を有している。
請求項６に記載の多数の吸音体を集合した集合体は、多数の吸音体の各孔の軸線が、ダクト壁体の壁面方向に対して（所定の傾斜角度分だけ）傾斜している。あるいは請求項１２に記載の多孔質吸音体は、多数の孔の各軸線が、ダクト壁体の壁面方向に対して（所定の傾斜角度分だけ）傾斜している。

請求項６および請求項１２に記載の発明によれば、ダクト壁体の壁面方向に対して、多数の吸音体の各孔の軸線を（所定の傾斜角度分だけ音源側に）傾斜させる、あるいはダクト壁体の壁面方向に対して、多数の孔の各軸線を（所定の傾斜角度分だけ）傾斜させることにより、音源から放出される音波の進行方向に対して、吸音体の吸音率の方向性を持たせることができる。これにより、音源から放出される音の進行波を、より急速に消音することができるので、ダクト本体から外部への放射音を、より消音することができる。
また、ダクト壁体の壁面方向に対して、多数の吸音体の各孔の軸線を（所定の傾斜角度分だけ音源側に）傾斜させた場合、あるいはダクト壁体の壁面方向に対して、多数の孔の各軸線を（所定の傾斜角度分だけ）傾斜させた場合、進行波とは逆方向に進行する反射波に対しては、吸音体の吸音率が低下するが、進行波が十分消音されれば、反射波も小さくなる。

請求項７に記載の多数の吸音体を集合した集合体は、多数の吸音体の各孔の軸線が、音源から放出された音波の進行方向に対して傾斜している。あるいは請求項１３に記載の多孔質吸音体は、多数の孔の各軸線が、音源から放出された音波の進行方向に対して傾斜している。
請求項７および請求項１３に記載の発明によれば、音源から放出された音波の進行方向に対して、多数の吸音体の各孔の軸線を傾斜させる、あるいは音源から放出された音波の進行方向に対して、多数の孔の各軸線を傾斜させることにより、吸音構造体の肉厚が大きくなることはない。これにより、レゾネータと比べて、吸音構造体の体格を非常に小型化できるので、例えば車両に対する搭載性を向上することができる。

また、音波の進行方向に対して、吸音体の吸音率に方向性を持たせることができる。これにより、音源から放出される音の進行波を、より急速に消音することができるので、ダクト本体から外部への放射音を、より消音することができる。
また、音源から放出された音波の進行方向に対して、多数の吸音体の各孔の軸線を傾斜させた場合、あるいは音源から放出された音波の進行方向に対して、多数の孔の各軸線を傾斜させた場合、進行波とは逆方向に進行する反射波に対しては、吸音体の吸音率が低下するが、進行波が十分消音されれば、反射波も小さくなる。

エンジン制御システムを示した構成図である（実施例１）。 インテークダクト（吸音構造体）の一部を示した斜視図である（実施例１）。 細径チューブ状の中空吸音体の軸線長さと内孔の孔径との比に対する消音特性（吸音特性、平均消音量）を示したグラフである（実施例１）。 インテークダクト（吸音構造体）を示した斜視図である（実施例２）。 インテークダクト（吸音構造体）の一部を示した断面図である（実施例２）。 従来の吸音構造体を示した断面図である（従来例１）。 ヘルムホルツ型のレゾネータの周波数に対する消音量を示したグラフである（従来例１）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、レゾネータのような大きな容積を必要とすることなく、幅広い周波数帯域、特に高周波数の広帯域において優れた吸音性能を発揮するという目的を、軸線方向に延びる孔を有する多数の吸音体を集合した集合体または軸線方向に延びる多数の孔を有する多孔質吸音体によって、音源から放出される音（騒音）を吸音する吸音部材を構成したことで実現した。
また、吸音体が圧力で変形するのを防止して吸音性能の低下を抑制するという目的を、軸線方向に延びる孔を有する吸音体を、細径チューブ状に形成したことで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図３は本発明の実施例１を示したもので、図１はエンジン制御システムを示した図で、図２はインテークダクト（吸音構造体）の一部を示した図である。

本実施例の内燃機関の制御装置（エンジン制御システム）は、内燃機関（エンジンＥ）の排気ガス（排気）の圧力を利用して、吸入空気（吸気）を過給（圧縮）するターボチャージャ（過給機）を有する過給システム（内燃機関の過給装置）と、エンジンＥの吸気管に発生する吸気騒音を吸音する吸気消音装置（内燃機関の吸気消音装置）とを備え、エンジンＥの各気筒毎の燃焼室に供給する吸気を制御する内燃機関の吸気制御装置（内燃機関の吸気装置）として使用されるものである。

本実施例の吸気消音装置は、ターボチャージャのコンプレッサから流出した吸気が流れる吸気通路（流路）Ｒを形成するインテークダクト（吸音構造体）１を備えている（図４参照）。
インテークダクト１は、図１および図２に示したように、コンプレッサから放出される騒音が伝播する角筒状のダクト本体２と、このダクト本体２のダクト壁体（基体）３の吸気通路壁面上に取り付けられて、ターボチャージャのコンプレッサ（音の発生源）から放出される騒音を吸音する合成樹脂製の吸音部材（中空吸音体４を多数集合した集合体：以下中空吸音体４の集合体と言う）とを備えている。

ダクト本体２の内部には、ターボチャージャのコンプレッサを通過した吸気が流れる吸気通路Ｒが形成されている。このダクト本体２は、吸気通路Ｒの周囲を取り囲む角筒状の周方向部を有している。この周方向部の一部には、中空吸音体４の集合体を接着剤等により取り付ける平板状のダクト壁体３が設けられている。
多数の中空吸音体４の内部には、各中空吸音体４の軸線方向に対して平行な方向（孔の軸線方向）に真っ直ぐに延びる丸孔形状の内孔５がそれぞれ形成されている。また、隣接する中空吸音体４間には、隙間（孔）６がそれぞれ形成されている。
なお、吸気消音装置、特にインテークダクト１の詳細は、後述する。

本実施例のエンジンＥは、複数の気筒（シリンダボア）を有する多気筒ガソリンエンジンが採用されている。但し、多気筒ガソリンエンジンに限定されず、多気筒ディーゼルエンジンを適用しても構わない。
このエンジンＥは、自動車等の車両のエンジンルーム内にターボチャージャと共に設置されている。また、エンジンＥの各気筒（シリンダヘッド）には、各吸気ポート内に最適なタイミングで燃料を噴射するインジェクタが搭載されている。
エンジンＥは、各気筒毎の燃焼室に吸い込まれる吸気が流れる吸気通路を形成する吸気管（吸気ダクト）と、各気筒毎の燃焼室より流出する排気ガスを外部に排出する排気通路を形成する排気管（排気ダクト）とを備えている。

吸気ダクトには、インテークダクト１の他に、エアクリーナ７、ターボチャージャのコンプレッサ、インタークーラ８、電子スロットル装置、およびインテークマニホールド等が設置されている。なお、インテークマニホールドは、エンジンＥの各気筒毎の吸気ポートに接続されている。
排気ダクトには、エキゾーストマニホールド、ターボチャージャのタービン、排気浄化装置（触媒）、および排気消音器であるマフラ９が設置されている。なお、エキゾーストマニホールドは、エンジンＥの各気筒毎の排気ポートに接続されている。

エアクリーナ７は、インレットダクト（外気導入ダクト）の上流端で開口した外気導入口より空気導入流路に導入される外気（吸気）を濾過するフィルタエレメント（濾過エレメント）を有している。
エアクリーナ７の出口端は、エアクリーナ７を通過した吸気が流れる吸気通路を形成するインテークダクトを介して、ターボチャージャのコンプレッサハウジングに接続している。
コンプレッサハウジングの出口端は、ターボチャージャのコンプレッサから流出した吸気が流れる吸気通路Ｒを形成するインテークダクト１を介して、インタークーラ８に接続している。

ここで、インタークーラ８は、ターボチャージャのコンプレッサで圧縮されて高温化された吸気（圧縮空気）を冷却媒体である冷却水（または冷却風）と熱交換させて冷却するクーラコア、およびこのクーラコアを収納するクーラケース等を有している。
インタークーラ８の出口端は、クーラコアを通過した吸気が流れる吸気通路を形成するインテークダクト（エアコネクタ、エアホース）を介して、電子スロットル装置のスロットルボディ１１に接続している。

電子スロットル装置は、スロットルボディ１１、スロットルバルブ１２および電動アクチュエータ１３を備え、スロットルバルブ１２の開閉動作により吸気の流量を調整する空気流量調整装置である。
スロットルバルブ１２を支持するシャフト１４は、電動アクチュエータ１３によって回転駆動される。電動アクチュエータ１３は、スロットルバルブ１２を開弁方向または閉弁方向に駆動するモータ、このモータの回転を減速してシャフト１４に伝達する減速機構等により構成される。モータは、エンジン制御ユニット（電子制御装置：以下ＥＣＵと言う）によって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気接続されている。

インテークマニホールドは、スロットルボディ１１の出口端より流入した吸気の圧力変動を低減するサージタンク、このサージタンクの複数（各気筒毎）の吸気出口にそれぞれ接続する複数（各気筒毎）の吸気分岐管等を有している。
サージタンクは、吸気を一旦貯蔵すると共に、エンジンＥの各気筒毎の燃焼室および吸気ポートに接続する複数の吸気分岐管に吸気を分配供給するためのサージタンク室等を有している。なお、図１中においては、サージタンクの図示が省略されている。
吸気分岐管は、エンジンＥの各気筒毎の燃焼室および吸気ポートに独立して接続され、サージタンクのサージタンク室より分岐している。各吸気分岐管の内部には、エンジンＥの各気筒毎の吸気ポートへ吸気を導くための吸気分岐流路が形成されている。

ターボチャージャは、エンジンＥの吸気ダクトの途中に設けられたコンプレッサと、エンジンＥの排気ダクトの途中に設けられたタービンとを備え、吸気ダクトを流れる吸気をコンプレッサで圧縮し、圧縮された圧縮空気（吸気）をエンジンＥの各気筒毎の燃焼室へ送り込むターボ過給機である。
このターボチャージャは、タービンのホイール（タービンホイール１５）が排気により回転駆動されると、タービンホイール１５に連結したタービンシャフト１６およびコンプレッサのインペラ（コンプレッサインペラ１７）も回転し、このコンプレッサインペラ１７が吸気を圧縮する。

タービンは、タービンホイール１５およびタービンハウジングを備えている。このタービンホイール１５は、円周方向に複数のタービンブレード（翼）を有し、エンジンＥの排気圧力により回転駆動される。そして、タービンホイール１５は、タービンシャフト１６を介して、コンプレッサインペラ１７と直接的に連結してコンプレッサインペラ１７を回転駆動（直結駆動）する。
タービンハウジングの中央部には、タービンホイール１５を回転自在に収容するホイール収容空間が形成されている。
タービンハウジングには、エキゾーストマニホールドの合流部から流入した排気ガスをホイール収容空間へ導くためのタービン入口流路、およびホイール収容空間から流入した排気ガスを排気浄化装置（触媒）へ導くためのタービン出口流路が形成されている。

コンプレッサは、コンプレッサインペラ１７およびコンプレッサハウジングを備えている。このコンプレッサインペラ１７は、円周方向に複数のインペラブレード（翼）を有し、タービンシャフト１６を介して、タービンホイール１５に連結して回転駆動（直結駆動）される。
コンプレッサハウジングの中央部には、コンプレッサインペラ１７を回転自在に収容するインペラ収容空間が形成されている。
コンプレッサハウジングには、エアクリーナ７から流入した吸気をインペラ収容空間へ導くためのコンプレッサ入口流路、およびインペラ収容空間から流入した吸気をインテークダクト１を経てインタークーラ８へ導くためのコンプレッサ出口流路が形成されている。

ここで、エンジンＥのエンジン本体（シリンダブロックおよびシリンダヘッド）には、吸気バルブ２１によって開閉される吸気ポート、および排気バルブ２２によって開閉される排気ポートが形成されている。
エンジンＥのシリンダヘッドには、先端部が各気筒毎の燃焼室内に露出するように、ガソリンエンジンではスパークプラグ２３が取り付けられている。
エンジンＥのシリンダブロックの内部には、例えば４気筒エンジンでは気筒配列方向に４つの燃焼室（シリンダボア）が形成されている。また、各シリンダボア内には、連接棒を介して、クランクシャフトに連結されたピストン２４がその往復摺動方向に摺動自在にそれぞれ支持されている。

［実施例１の特徴］
次に、本実施例の吸気消音装置、特にインテークダクト１の詳細を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。

ここで、本実施例の吸気消音装置においては、本発明の吸音構造体（消音機能付きの吸気ダクト）を、ターボチャージャのコンプレッサから流出した吸気が流れる吸気通路Ｒを形成するインテークダクト１に適用している。
このようなターボチャージャのコンプレッサのコンプレッサインペラ１７で圧縮されて高圧になった圧縮空気（吸気）が流れるインテークダクト１においては、高周波数の広帯域（例えば１ｋＨｚ〜４ｋＨｚ）の消音が望まれる。

インテークダクト１は、ターボチャージャのコンプレッサから放出される騒音（コンプレッサ下流音）を吸音する合成樹脂製の吸音部材を備えた吸音構造体を構成するものである。インテークダクト１は、角筒状のダクト本体２と、吸音部材としての中空吸音体４の集合体とを備えている。
ダクト本体２は、その軸線方向に垂直な断面が角筒形状に形成された角筒断面ダクトであって、例えばポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の合成樹脂（耐熱性の樹脂材料）によって一体的に形成されている。
ダクト本体２の吸気流方向の上流端部（インテークダクト１の入口端）がターボチャージャのコンプレッサハウジングの出口端に接続されている。また、ダクト本体２の吸気流方向の下流端部（インテークダクト１の出口端）は、インタークーラ８の入口端に接続されている。
ダクト本体２のダクト壁体３は、音源から放出された騒音波の進行方向に対して平行な方向に延伸されている。

多数の中空吸音体４は、その軸線方向に垂直な断面が円筒形状に形成された円筒断面チューブであって、例えばポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の合成樹脂（耐熱性の樹脂材料）によって一体的に形成されている。
これらの中空吸音体４は、例えば内孔５の孔径（φ）が１ｍｍ以下の細径チューブ（直管）状に形成されている。
中空吸音体４の集合体は、多数の中空吸音体４の各内孔５の軸線が、音波の進行方向に互いに平行となるように、ダクト本体２のダクト壁体３の内面に対して設置されている。 中空吸音体４の集合体は、多数の中空吸音体４の各内孔５の軸線方向の一端または両端が、外部に向けて開口している。
中空吸音体４の集合体は、多数の中空吸音体４の各内孔５の軸線方向の一端が、音源から放出された騒音波の進行方向に対して直交する方向に開口している。
ここで、多数の中空吸音体４の軸線長さをＬ［ｍｍ］とし、中空吸音体４の孔径（内径）をφｄ［ｍｍ］としたとき、Ｌとφｄとの関係（Ｌとφｄとの比であるＬ／φｄ）を選定することで、所望の消音量を得ることができる。例えばＬ／φｄが大きいほど、平均消音量が増大する（図３参照）。

［実施例１の作用］
次に、本実施例のエンジン制御システムの作動を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。

エンジンＥの各気筒毎の燃焼室よりエキゾーストマニホールドへ排出された排気は、ターボチャージャのタービンハウジングの入口部であるタービン入口流路からホイール収容空間内に流入してタービンホイール１５を回転させ、タービンハウジングの出口部であるタービン出口流路から排出される。
タービンのタービンホイール１５の回転がタービンシャフト１６を介してコンプレッサのコンプレッサインペラ１７に伝達されると、コンプレッサインペラ１７が回転する。

そして、エアクリーナ７から吸気通路内に吸い込まれた吸気は、コンプレッサハウジングの入口部であるコンプレッサ入口流路からインペラ収容空間内に流入する。インペラ収容空間内に流入した吸気は、タービンホイール１５の回転に伴い回転するコンプレッサインペラ１７によって圧縮されて圧力（過給圧）が上昇する。そして、圧力が上昇した圧縮空気（吸気）は、コンプレッサハウジングのコンプレッサ出口流路からインテークダクト１のダクト本体２内の吸気通路Ｒを通ってインタークーラ８のクーラコアに送り込まれて冷却される。そして、インタークーラ８のクーラコアから流出した吸気は、スロットルボディ１１内のスロットルボア、インテークマニホールド内の分岐吸気通路を通ってエンジンＥの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に吸い込まれる。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のインテークダクト１においては、例えば孔径が１ｍｍ以下の内孔５を有する細径チューブ状の中空吸音体４の集合体を、ターボチャージャのコンプレッサハウジングの出口端に接続されるインテークダクト１のダクト本体２の内部（ダクト壁体３の吸気通路側壁面上）に設置している。
また、細径チューブ状の中空吸音体４の集合体は、音源から放出される騒音を吸音する内孔５を有する合成樹脂の吸音部材から形成され、多数の中空吸音体４の各内孔５に入射した音のエネルギーは、中空吸音体４の壁面への衝突や中空吸音体４中の吸気（空気）の振動等により減衰される。
また、各中空吸音体４の仕様を互いに変更する。例えば多数の中空吸音体４の軸線長さをＬ［ｍｍ］とし、内孔５の孔径（内径）をφｄ［ｍｍ］としたとき、Ｌとφｄとの関係（Ｌとφｄとの比）を種々選定することで、所望の消音量を得ることができる。
また、消音特性（吸音特性）が同一の中空吸音体４の第１集合体と、この第１集合体と消音特性（吸音特性）が異なり、消音特性（吸音特性）が同一の中空吸音体４の第２集合体とを設置することで、幅広い周波数帯域の騒音を吸音することができる。

ここで、インテークダクト１のダクト本体２の内部に、細径チューブ状の中空吸音体４の集合体を設置した場合には、例えばターボチャージャのコンプレッサ（音源）から放出される騒音であるコンプレッサ下流音（１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの高周波数の広帯域音）を効率良く消音することができる。
ここで、図３は、細径チューブ状の中空吸音体４の軸線長さ（Ｌ）と内孔５の孔径（φｄ）との比（Ｌ／φｄ）に対する消音特性（吸音特性、平均消音量）を示したグラフである。
そして、上述した１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの高周波数の広帯域音の平均消音量である１５［ｄＢ］を得るには、図３のグラフから分かるように、Ｌ／φｄを３３．８以上とすれば良く、Ｌ＝１０ｍｍに設定した場合、φｄ＜０．３ｍｍとなる。
これにより、ダクト本体２の外面から側方（外部）へ容積部が張り出すように突出するヘルムホルツ型のレゾネータ（共鳴型消音器）のような大きな容積および広い搭載スペースを必要とすることなく、幅広い周波数帯域において優れた吸音性能を発揮することができる。特に、幅広い高周波数帯域（高周波数の広帯域）の騒音を吸音することができる。 また、レゾネータのような消音特性（吸音特性）の悪化領域（逆に音が大きくなる増音領域）が発生することはない。

ここで、音の発生源である音源から放出される騒音を吸音する吸音部材として、フェルト、グラスファイバ、グラスウール等の繊維集合体や、多数の吸音孔を有する薄膜、不織布、ウレタンフォーム等の多孔質吸音体がある。
これらの吸音部材は、軽量、肉薄で吸音性能に優れているため、例えば自動車の床面等に設けられるインシュレータに使用されている。
このような繊維集合体や多孔質吸音体を、エンジンＥの吸気ダクトに取り付けて、エンジンＥやターボチャージャ等の音源から放出される吸気騒音を吸音する吸音部材として使用することが考えられる。
この場合、繊維集合体や多孔質吸音体は、一般に柔軟性を有しているので、エンジンＥの吸気脈動による吸気ダクト内の圧力変化により繊維集合体や多孔質吸音体が大きく変形するという問題がある。これにより、繊維間の隙間や吸音孔が狭くなったり、広くなったりして吸音性能が損なわれる可能性がある。

そこで、本実施例のインテークダクト１のダクト壁体３の壁面に、例えば内孔５の孔径（φ）が１ｍｍ以下の細径チューブ状の中空吸音体４の集合体を接着剤等を用いて取り付けたことにより、多数の中空吸音体４が圧力変化により変形するのを防止できるので、多数の中空吸音体４の各中空空間（内孔５）が狭くなったり、広くなったりすることはなく、吸音部材としての吸音性能の低下を抑制することができる。
これにより、ターボチャージャのコンプレッサハウジングの出口端に接続されるインテークダクト１のダクト本体２が、ターボチャージャのコンプレッサの過給圧に対して変形することはない。
また、上述したように、フェルト、グラスファイバ、グラスウール等のような一般的な繊維集合体により構成される吸音部材は、圧力変化により変形してしまうが、細径チューブ状の中空吸音体４の集合体によって吸音部材を構成することで、インテークダクト１のダクト本体２のダクト壁体３の剛性が高くなり、ダクト本体２が変形し難くなる。これにより、細径チューブ状の中空吸音体４の集合体が取り付けられるダクト本体２のダクト壁体３の肉厚を薄くすることができる。

以上のように、インテークダクト１のダクト本体２の内部に、細径チューブ状の中空吸音体４の集合体を設置した場合には、ダクト本体２の外面から側方（外部）へ容積部が張り出すように突出するレゾネータのような大きな容積および広い搭載スペースを必要とすることはない。これによって、レゾネータと比べて、インテークダクト１の体格を非常に小型化（コンパクト化）できるので、自動車等の車両のエンジンルームに対する搭載性を向上することができる。したがって、自動車等の車両への搭載スペース、特にエンジンルーム内への搭載スペースを縮小化することができる。
なお、隣接する中空吸音体４間に形成される隙間６を、音源から放出される騒音を吸音する吸音孔として利用しても良い。また、中空吸音体４の集合体を筒状のハウジング内に収納し、このハウジングをダクト本体２のダクト壁体３に取り付けても良い。

［実施例２］
図４および図５は本発明の実施例２を示したもので、図４はインテークダクト（吸音構造体）を示した図で、図５はインテークダクト（吸音構造体）の一部を示した図である。

本実施例のインテークダクト１は、合成樹脂製の吸音部材としての中空吸音体４の集合体を備えている。中空吸音体４の集合体は、内部に吸気通路Ｒが形成される円筒状のダクト本体２のダクト壁体３の吸気通路壁面上に接着剤等を用いて取り付けられている。
多数の中空吸音体４は、その軸線方向に垂直な断面が円筒形状に形成された円筒断面チューブであって、合成樹脂によって一体的に形成されている。これらの中空吸音体４は、例えば内孔５の孔径（φ）が１ｍｍ以下の細径チューブ（直管）状に形成されている。
中空吸音体４の集合体（吸音部材）は、多数の中空吸音体４の各内孔５の軸線が、ダクト長手方向では互いに平行となるように、ダクト本体２のダクト壁体３の内面に対して設置されている。
中空吸音体４の集合体は、多数の中空吸音体４の各内孔５の軸線方向の一端または両端が、外部に向けて開口している。
中空吸音体４の集合体は、多数の中空吸音体４の各内孔５の軸線が、ダクト本体２のダクト壁体３の壁面方向に対して、所定の傾斜角度（θ°）分だけ音源側（あるいは音源側に対して逆側）に傾斜している。
中空吸音体４の集合体は、多数の中空吸音体４の各内孔５の軸線が、ターボチャージャのコンプレッサ（音源）から放出された音波の進行方向に対して、所定の傾斜角度（θ°）分だけ音源側（あるいは音源側に対して逆側）に傾斜している。

以上のように、本実施例のインテークダクト１においては、ダクト本体２のダクト壁体３の壁面方向および音源から放出された音波の進行方向に対して、多数の中空吸音体４の各内孔５の軸線を所定の傾斜角度（θ°）分だけ音源側（あるいは音源側に対して逆側）に傾斜させることにより、音源から放出される音波の進行方向に対して、中空吸音体４の集合体の吸音率の方向性を持たせることができる。
これにより、音源から放出される音の進行波を、より急速に消音することができるので、インテークダクト１のダクト本体２から外部への放射音を、より消音することができる。
また、ダクト本体２のダクト壁体３の壁面方向および音源から放出された音波の進行方向に対して、多数の中空吸音体４の各内孔５の軸線を所定の傾斜角度（θ°）分だけ音源側（あるいは音源側に対して逆側）に傾斜させた場合、進行波とは逆方向に進行する反射波に対しては、中空吸音体４の集合体の吸音率が低下するが、進行波が十分消音されれば、反射波も小さくなる。

ここで、例えば多数の中空吸音体４の各内孔５の開口部を音波の進行方向に対して対向するように、中空吸音体４の各内孔５の軸線を傾けた場合には、図５に示したように、内孔５の開口部が音波の進行方向に対して直交する方向に開口している場合と比べて、中空吸音体４の集合体の吸音率が大きくなる。
また、例えば多数の中空吸音体４の各内孔５の開口部を音波の進行方向に対して逆方向を向くように、中空吸音体４の各内孔５の軸線を傾けた場合には、図５に示したように、内孔５の開口部が音波の進行方向に対して直交する方向に開口している場合と比べて、中空吸音体４の集合体の吸音率が小さくなる。

また、ダクト本体２のダクト壁体３の壁面方向および音源から放出された音波の進行方向に対して、多数の中空吸音体４の各内孔５の軸線を所定の傾斜角度（θ°）分だけ音源側（あるいは音源側に対して逆側）に傾斜させることにより、インテークダクト１のダクト本体２のダクト壁体３の肉厚が大きくなることはない。これによって、レゾネータと比べて、インテークダクト１の体格を非常に小型化（コンパクト化）できるので、自動車等の車両のエンジンルームに対する搭載性を向上することができる。したがって、自動車等の車両への搭載スペース、特にエンジンルーム内への搭載スペースを縮小化することができる。
なお、隣接する中空吸音体４間に形成される隙間６を、音源から放出される騒音を吸音する吸音孔として利用しても良い。また、中空吸音体４の集合体を筒状のハウジング内に収納し、このハウジングをダクト本体２のダクト壁体３に取り付けても良い。

［変形例］
本実施例では、細径チューブ状の中空吸音体４の軸線方向に垂直な断面形状を円筒形状としているが、細径チューブ状の吸音体の軸線方向に垂直な断面形状を角筒形状としても良い。例えば四角筒形状でも、六角筒形状でも良い。あるいは有底筒状でも良い。
細径チューブ状の中空吸音体４の断面形状は、軸線方向の両端が同形状または同サイズである必要はない。
また、細径チューブ状の中空吸音体４は、軸線方向に真っ直ぐに延びる直管でなくても、軸線方向に湾曲して延びる曲管でも良い。また、軸線方向の途中で屈曲した屈曲管でも良い。
また、細径チューブ状の中空吸音体４は、細径チューブの集合体であっても良いし、板材に孔を開けたものであっても良いし、成型時に孔を開けたものであっても良い。また、樹脂材料に混入した繊維状の物（吸音部材）を溶かすという方式も可能である。また、細径チューブ状の中空吸音体４の材質は、合成樹脂にこだわらない。

本実施例では、吸音部材として、細径チューブ状の中空吸音体４の集合体（細径チューブを多数集合させた吸音部材）を適用しているが、吸音部材として、軸線方向に延びる多数の孔を有する多孔質吸音体（多孔質吸音部材）を採用しても良い。
多孔質吸音体としては、例えば多数の吸音孔を有する薄膜、不織布、ウレタンフォーム等がある。
なお、樹脂吸音部材または金属吸音部材を、多孔質吸音体を複数集合させた集合体としても良い。
多孔質吸音体の場合、多数の孔の各軸線を、音源から放出された音波の進行方向に互いに平行となるように設置しても良い。

また、多数の孔の各軸線方向の一端または両端を、外部に向けて開口しても良い。
また、音源から放出される音が伝播する筒状のダクト本体に、多孔質吸音体を取り付けるダクト壁体を設けても良い。
また、ダクト本体のダクト壁体の壁面方向または音源から放出された音波の進行方向に対して、多数の孔の各軸線を、所定の傾斜角度（θ°）分だけ音源側（あるいは音源側に対して逆側）に傾斜させても良い。
また、本発明の吸音構造体を、ターボチャージャのコンプレッサハウジングの出口端に接続されるインテークダクト１以外の吸気ダクト（エアクリーナケース、インテークダクト、サージタンク、インテークマニホールド）に適用しても良い。

また、本発明のダクト本体を、真っ直ぐに延びる直管部だけでなく、湾曲した曲管部に適用しても良い。また、本発明のダクト本体のダクト壁体の壁面が、所定の曲率半径を有する凸曲面または凹曲面であっても良い。
また、本発明の吸音構造体を、自動車等の車両の床部材、天井部材、壁部材、ドア部材、パネル部材またはフード部材等に適用しても良い。
また、本発明の吸音構造体を、コンサートホール等の音響室を備えた建造物の床部材、天井部材、壁部材、ドア部材、パネル部材またはフード部材等に適用しても良い。

Ｅ エンジン（内燃機関）
Ｒ 吸気通路（流路）
１ インテークダクト（吸音構造体）
２ ダクト本体
３ ダクト本体のダクト壁体（基体）
４ 細径チューブ状の中空吸音体
５ 内孔（吸音孔）
７ エアクリーナ
８ インタークーラ
１７ コンプレッサインペラ

Claims (13)

1. 音源から放出される音を吸音する吸音部材を備えた吸音構造体において、
   前記吸音部材は、軸線方向に延びる孔を有する多数の吸音体を集合した集合体によって構成されていることを特徴とする吸音構造体。
2. 請求項１に記載の吸音構造体において、
   前記多数の吸音体は、細径チューブ状に形成されていることを特徴とする吸音構造体。
3. 請求項１または請求項２に記載の吸音構造体において、
   前記多数の吸音体を集合した集合体は、前記多数の吸音体の各孔の軸線が、前記音源から放出された音波の進行方向に互いに平行となるように設置されていることを特徴とする吸音構造体。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の吸音構造体において、
   前記多数の吸音体を集合した集合体は、前記多数の吸音体の各孔の軸線方向の一端または両端が、外部に向けて開口していることを特徴とする吸音構造体。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の吸音構造体において、
   前記音源から放出される音が伝播する筒状のダクト本体を備え、
   前記ダクト本体は、前記多数の吸音体を集合した集合体を取り付けるダクト壁体を有していることを特徴とする吸音構造体。
6. 請求項５に記載の吸音構造体において、
   前記多数の吸音体を集合した集合体は、前記多数の吸音体の各孔の軸線が、前記ダクト壁体の壁面方向に対して傾斜していることを特徴とする吸音構造体。
7. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の吸音構造体において、
   前記多数の吸音体を集合した集合体は、前記多数の吸音体の各孔の軸線が、前記音源から放出された音波の進行方向に対して傾斜していることを特徴とする吸音構造体。
8. 音源から放出される音を吸音する吸音部材を備えた吸音構造体において、
   前記吸音部材は、軸線方向に延びる多数の孔を有する多孔質吸音体によって構成されていることを特徴とする吸音構造体。
9. 請求項８に記載の吸音構造体において、
   前記多孔質吸音体は、前記多数の孔の各軸線が、互いに平行となるように設置されていることを特徴とする吸音構造体。
10. 請求項８または請求項９に記載の吸音構造体において、
    前記多孔質吸音体は、前記多数の孔の各軸線方向の一端または両端が、外部に向けて開口していることを特徴とする吸音構造体。
11. 請求項８ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載の吸音構造体において、
    前記音源から放出される音が伝播する筒状のダクト本体を備え、
    前記ダクト本体は、前記多孔質吸音体を取り付けるダクト壁体を有していることを特徴とする吸音構造体。
12. 請求項１１に記載の吸音構造体において、
    前記多孔質吸音体は、前記多数の孔の各軸線が、前記ダクト壁体の壁面方向に対して傾斜していることを特徴とする吸音構造体。
13. 請求項８ないし請求項１２のうちのいずれか１つに記載の吸音構造体において、
    前記多孔質吸音体は、前記多数の孔の各軸線が、前記音源から放出された音波の進行方向に対して傾斜していることを特徴とする吸音構造体。

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