JP2013113177A - エンジン吸気ダクトのレゾネータ - Google Patents

Abstract

【課題】共鳴箱の容積を変えずに而も吸気用ダクトを吸音材で覆うことなく消音効果を高める。
【解決手段】エンジン吸気ダクトに接続する連通管３と、連通管３に接続される所定容積の共鳴室とを備えているエンジン吸気ダクトのレゾネータにおいて、連通管３の内壁３ａには、エンジン吸気ダクトから共鳴室まで延びる螺旋状の溝３ｂが設けられている。また、螺旋状の溝３ｂの溝内には、当該螺旋状の溝３ｂの延びる方向に沿って突起部３ｃが複数設けられている。さらに、複数の突起部３ｃは、螺旋状の溝３ｂの溝幅方向で２列に設けられ且つ延びる方向で互い違いに配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明はエンジン吸気ダクトのレゾネータに係り、特にエンジン吸気ダクト中の吸気脈動に起因する吸気音を低減することができるエンジン吸気ダクトのレゾネータに関する。

従来から、エンジン吸気ダクト中の吸気脈動に起因する吸気音を低減するために、ヘルムホルツの共鳴原理を応用したレゾネータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このレゾネータは図３（Ａ）に示すように、エンジン吸気ダクト１１に接続する連通管１２と、連通管１２に接続される所定容積の共鳴室１３とを備えている。なお、図３（Ａ）においては、一点鎖線による矢印線は空気の流れを示している。

このようなレゾネータ１０において、エンジン吸気ダクト１１中を流通する吸気脈動に起因する吸気音は、連通管１２による流体摩擦及び共鳴室１３による吸気音の反射作用により音波の振動エネルギーが熱エネルギーに変換されるので、吸音することができる。

また、エンジン吸気ダクト中の吸気脈動に起因する吸気音を、特許文献１のレゾネータによる吸音効果よりさらに大きな吸音効果を得ることができる吸音ダクト構造体が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この吸音ダクト構造体は図４に示すように、レゾネータ２１が接続された吸気用ダクト２２を吸音材で覆うことができる吸音ダクト部２３を有している。

このような吸音ダクト構造体２０は、レゾネータ２１のヘルムホルツ共鳴作用による消音効果と共に、吸音ダクト部２３の吸音材による消音効果をも得ることができる。

特開平６−２６４８３８号公報 特開平９−１４４９８６号公報

しかしながら、背景技術に記載した特許文献１のレゾネータ１０の構造では、消音効果を高めるためには、共鳴室１３の容積を大きくしなければならないが、このレゾネータ１０が配置されるエンジンルーム内は図３（Ｂ）に示すように、エンジン２０の上に配置されるエンジン吸気ダクト１１の周りに、ブレーキブースターあるいはＡＢＳアクチュエータ等のブレーキ機器３０やエアクリーナ３０、さらにはラジエターファン４０が配置されていることから共鳴室１３の設置スペースが限られてしまうので、消音効果が制限されてしまう難点があった。なお、図３（Ｂ）においては、レゾネータ１０が２ヶ所に示されているが、これはエンジン上のどの位置でも設置スペースが限られてしまうことを示しており、通常は何れか１ヶ所に配置されている。

また、背景技術に記載した特許文献２の吸音ダクト構造体２０では、吸気用ダクト２２を吸音材で覆わなければならないので、レゾネータ２１の接続工程以外に吸音材の貼り付け工程が増えると共に、材料費が発生してしまう難点があった。

本発明は、このような従来の難点を解消するためになされたもので、共鳴箱の容積を変えずに而も吸気用ダクトを吸音材で覆うことなく消音効果を高めることができるエンジン吸気ダクトのレゾネータを提供することを目的とする。

上述の目的を達成する本発明のエンジン吸気ダクトのレゾネータは、エンジン吸気ダクトに接続する連通管と、連通管に接続される所定容積の共鳴室とを備えているエンジン吸気ダクトのレゾネータにおいて、連通管の内壁には、エンジン吸気ダクトから共鳴室まで延びる螺旋状の溝が設けられているものである。

このような第１の態様であるエンジン吸気ダクトのレゾネータによれば、エンジン吸気ダクトを通過する吸気脈動が連通管を通過するにあたり、当該連通管の内壁に設けられた螺旋状の溝に沿って流れる空気は、連通管の内壁面に沿って流れる空気よりも移動距離が長くなることから、連通管の螺旋状の溝に沿って流れる空気に生じる粘性抵抗が、連通管の内壁面に沿って流れる空気に生じる粘性抵抗より大きくなるので、共鳴室によるヘルムホルツ共鳴原理による消音作用と、連通管の内壁面に沿って流れる空気に生じる粘性抵抗による消音作用と共に、さらに、連通管の螺旋状の溝に沿って流れる空気に生じる粘性抵抗による消音作用を加えた相乗効果を得ることができるようになる。

本発明の第２の態様は第１の態様であるエンジン吸気ダクトのレゾネータにおいて、螺旋状の溝の溝内には、当該螺旋状の溝の延びる方向に沿って突起部が複数設けられているものである。
このような第２の態様であるエンジン吸気ダクトのレゾネータによれば、連通管の内壁に設けられた螺旋状の溝に沿って流れる空気が、さらに複数の突起部との間に粘性抵抗を生じて減衰力を受けることになるので、螺旋状の溝のみが設けられた場合よりも消音効果を高めることができる。

本発明の第３の態様は第２の態様であるエンジン吸気ダクトのレゾネータにおいて、複数の突起部は、螺旋状の溝の溝幅方向で２列に設けられ且つ延びる方向で互い違いに配置されているものである。
このような第３の態様であるエンジン吸気ダクトのレゾネータによれば、複数の突起部が、螺旋状の溝の溝幅方向で２列に設けられ且つ延びる方向で互い違いに配置されていることから、連通管の内壁に設けられた螺旋状の溝に沿って流れる空気の流れを蛇行させることができるようになるので、複数の突起部との間に生じる粘性抵抗を高めることができるようになる。

本発明のエンジン吸気ダクトのレゾネータによれば、共鳴室によるヘルムホルツ共鳴原理による消音作用と、連通管の内壁面に沿って流れる空気に生じる粘性抵抗による消音作用と共に、さらに、連通管の螺旋状の溝に沿って流れる空気に生じる粘性抵抗による消音作用を加えた相乗効果を得ることができるようになるので、共鳴室の容積を変えずに而も吸気用ダクトを吸音材で覆うことなく消音効果を高めることができる。

本発明のエンジン吸気ダクトのレゾネータにおける好ましい実施の形態例を示す構成図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は連通管の拡大断面図である。 （Ａ）は図１（Ｂ）の連通管における空気の流れを示す説明図、（Ｂ）は溝内に突起部が設けられた螺旋状の溝における空気の流れを示す説明図である。 従来のレゾネータを示す図で、（Ａ）は断面図、（Ｂ）はレゾネータが配置されるエンジンルーム内を示す説明図である。 吸音ダクト構造体を示す透過図である。

以下、本発明のエンジン吸気ダクトのレゾネータを実施するための形態例について、図面を参照して説明する。
本発明のエンジン吸気ダクトのレゾネータは図１（Ａ）に示すように、内部がエンジンへ向けて流れる吸入空気の流路となるエンジン吸気ダクト２に連通可能に接続されている連通管３と、連通管３に連通可能に接続され所定容積を有する共鳴室４とを備えている。

連通管３は図１（Ｂ）に示すように、内壁３ａにエンジン吸気ダクト２から共鳴室４まで延びる螺旋状の溝３ｂが設けられている。また、螺旋状の溝３ｂの溝内には図２（Ａ）に示すように、当該螺旋状の溝３ｂの延びる方向に沿って突起部３ｃ（図においては円の部分）が複数設けられている。なお、図２（Ａ）においては断面図なので、２点鎖線は螺旋状の溝３ｂの見えない部分の形状及び突起部３ｃの形状（円）を表している。また、図２（Ａ）、（Ｂ）においては、一点鎖線による矢印線は空気の流れを示している。

また、複数の突起部３ｃは、例えば、螺旋状の溝３ｂの溝幅方向で２列に設けられ且つ延びる方向で互い違いに配置されている。

共鳴室は、箱状に形成され、ヘルムホルツの共鳴原理を応用して、エンジン吸気ダクト内の吸気通路を伝播する吸気音の所定周波数成分を低減させることができる容積で構成されている。

このように構成されたエンジン吸気ダクトのレゾネータ１において、エンジン吸気ダクト２を通過する吸気脈動が連通管３を通過するにあたり、当該連通管３の内壁３ａに設けられた螺旋状の溝３ｂに沿って流れる空気は、連通管３の内壁３ａの面に沿って流れる空気よりも移動距離が長くなる。連通管３の内壁３ａに設けられた螺旋状の溝３ｂに沿って流れる空気は、連通管３の内壁３ａの面に沿って流れる空気よりも移動距離が長くなると、連通管３の螺旋状の溝３ｂに沿って流れる空気に生じる粘性抵抗が、連通管３の内壁３ａの面に沿って流れる空気に生じる粘性抵抗より大きくなる。即ち、連通管３の螺旋状の溝３ｂに沿って流れる空気に生じる流体摩擦抵抗が、連通管３の内壁３ａの面に沿って流れる空気に生じる流体摩擦抵抗より大きくなるので、連通管３に螺旋状の溝３ｂを設けた方が、音波の振動エネルギーを熱エネルギーに変換させる量を増やすことができる。

したがって、共鳴室４によるヘルムホルツ共鳴原理による消音作用と、連通管３の内壁３ａの面に沿って流れる空気に生じる粘性抵抗による消音作用と共に、さらに、連通管３の螺旋状の溝３ｂに沿って流れる空気に生じる粘性抵抗による消音作用を加えた相乗効果を得ることができるようになるので、共鳴箱４の容積を変えずに而も吸気用ダクト２を吸音材で覆うことなく消音効果を高めることが可能になる。

また、螺旋状の溝３ｂの溝内に、当該螺旋状の溝３ｂの延びる方向に沿って突起部３ｃが複数設けられていれば、連通管３の内壁３ａに設けられた螺旋状の溝３ｂに沿って流れる空気が、さらに複数の突起部３ｃとの間に粘性抵抗を生じて減衰力を受けることになる。即ち、螺旋状の溝３ｂの溝内に複数設けられた突起部３ｃによって流れが一部妨げられて流速が遅くなった空気に生じる流体摩擦抵抗が、螺旋状の溝３ｂの溝内に沿って流れる空気に生じる流体摩擦抵抗より大きくなるので、螺旋状の溝３ｂの溝内に突起部３ｃを複数設けた方が、音波の振動エネルギーを熱エネルギーに変換させる量を増やすことができる。したがって、連通管３に螺旋状の溝３ｂのみが設けられた場合よりも消音効果を高めることができる。

さらに、複数の突起部３ｃが、螺旋状の溝３ｂの溝幅方向で２列に設けられ且つ延びる方向で互い違いに配置されていれば、連通管３の内壁３ａに設けられた螺旋状の溝３ｂに沿って流れる空気の流れを蛇行させることができるようになる。したがって、複数の突起部３ｃとの間に生じる粘性抵抗を高めることができ、音波の振動エネルギーを熱エネルギーに変換させる量を増やすことができるので、さらに、消音効果を高めることができる。

このような発明のエンジン吸気ダクトのレゾネータ１は、エアクリーナの上流側、下流側でも何れでもよく、何れに配置しても共鳴箱の容積を変えずに而も吸気用ダクトを吸音材で覆うことなく消音効果を高めることが可能になる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

１……エンジン吸気ダクトのレゾネータ
２……エンジン吸気ダクト
３……連通管
３ａ……内壁
３ｂ……螺旋状の溝
３ｃ……突起部
４……共鳴室

Claims (3)

1. エンジン吸気ダクトに接続する連通管と、前記連通管に接続される所定容積の共鳴室とを備えているエンジン吸気ダクトのレゾネータにおいて、
   前記連通管の内壁には、前記エンジン吸気ダクトから前記共鳴室まで延びる螺旋状の溝が設けられていることを特徴とするエンジン吸気ダクトのレゾネータ。
2. 前記螺旋状の溝の溝内には、当該螺旋状の溝の延びる方向に沿って突起部が複数設けられていることを特徴とする請求項１記載のエンジン吸気ダクトのレゾネータ。
3. 前記複数の突起部は、前記螺旋状の溝の溝幅方向で２列に設けられ且つ前記延びる方向で互い違いに配置されていることを特徴とする請求項２記載のエンジン吸気ダクトのレゾネータ。

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