JP3532079B2 - 内燃機関の吸気ダクト - Google Patents
内燃機関の吸気ダクトInfo
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- JP3532079B2 JP3532079B2 JP23465597A JP23465597A JP3532079B2 JP 3532079 B2 JP3532079 B2 JP 3532079B2 JP 23465597 A JP23465597 A JP 23465597A JP 23465597 A JP23465597 A JP 23465597A JP 3532079 B2 JP3532079 B2 JP 3532079B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関における
吸気ダクトに関し、特に吸気共鳴音の低減を図った吸気
ダクトに関するものである。
吸気ダクトに関し、特に吸気共鳴音の低減を図った吸気
ダクトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車用内燃機関の吸気系にお
いては、吸気ダクトで外気を取り入れてエアクリーナに
導入し、スロットルボディ、サージタンク、吸気マニホ
ールドを通して各気筒に吸気を供給するように構成され
ている。吸気ダクトは、その先端が車体前端部の雨水等
が入る恐れのないヘッドランプ後部位置などに開口さ
れ、エアクリーナとの接続端までにかなりの長さを有し
ているのが通例である。そのため、内燃機関の運転時の
吸気脈動によって、図７、図８に示すように、エアクリ
ーナ２２から延出された吸気ダクト２１内に略ダクト長
Ｌを半波長とした周波数の半波長共鳴を基本としてその
整数倍の１波長共鳴、１．５波長共鳴等の気柱共鳴２３
が発生し、騒音２４を出すという問題があった。
いては、吸気ダクトで外気を取り入れてエアクリーナに
導入し、スロットルボディ、サージタンク、吸気マニホ
ールドを通して各気筒に吸気を供給するように構成され
ている。吸気ダクトは、その先端が車体前端部の雨水等
が入る恐れのないヘッドランプ後部位置などに開口さ
れ、エアクリーナとの接続端までにかなりの長さを有し
ているのが通例である。そのため、内燃機関の運転時の
吸気脈動によって、図７、図８に示すように、エアクリ
ーナ２２から延出された吸気ダクト２１内に略ダクト長
Ｌを半波長とした周波数の半波長共鳴を基本としてその
整数倍の１波長共鳴、１．５波長共鳴等の気柱共鳴２３
が発生し、騒音２４を出すという問題があった。
【０００３】従来、その騒音対策として、図９に示すよ
うな手段が講じられていた。図９（ａ）は、ダクト長Ｌ
を半波長とする周波数の気柱共鳴による圧力変動の大き
い部分、すなわち共鳴振動の腹の部分にレゾネータ２５
を接続したものである。また、図９（ｂ）は、同部分に
レゾネータ２５に代えてＬ字状に屈曲したブランチパイ
プ２６を接続したものである。さらに、実開平２−５０
１６６号公報にはレゾネータやブランチパイプの内容積
を可変するようにしたものも開示されている。
うな手段が講じられていた。図９（ａ）は、ダクト長Ｌ
を半波長とする周波数の気柱共鳴による圧力変動の大き
い部分、すなわち共鳴振動の腹の部分にレゾネータ２５
を接続したものである。また、図９（ｂ）は、同部分に
レゾネータ２５に代えてＬ字状に屈曲したブランチパイ
プ２６を接続したものである。さらに、実開平２−５０
１６６号公報にはレゾネータやブランチパイプの内容積
を可変するようにしたものも開示されている。
【０００４】図９（ｃ）は、同部分にチューニングホー
ル２７を形成したものである。
ル２７を形成したものである。
【０００５】これらの騒音対策を講じることによって、
図１０に破線で示すように、図８と比較して半波長共鳴
を効果的に減衰して騒音を低減することができている。
図１０に破線で示すように、図８と比較して半波長共鳴
を効果的に減衰して騒音を低減することができている。
【０００６】さらに、半波長共鳴の２倍の１波長共鳴、
３倍の１．５波長共鳴等、整数倍の波長の共鳴のピーク
が問題となる場合にはそれに対応した対策が行われてい
る。
３倍の１．５波長共鳴等、整数倍の波長の共鳴のピーク
が問題となる場合にはそれに対応した対策が行われてい
る。
【０００７】そのため、２つ以上のレゾネータ等を設け
た吸気系も提案されており、また例えば実開平１−９５
５６６号公報には複数次の共鳴振動の腹の部分にそれぞ
れチューニングホールを形成したものが開示されてい
る。
た吸気系も提案されており、また例えば実開平１−９５
５６６号公報には複数次の共鳴振動の腹の部分にそれぞ
れチューニングホールを形成したものが開示されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図９（ａ）
や図９（ｂ）に示すように、レゾネータ２５やブランチ
パイプ２６を接続したものではその分コスト高になると
ともに、スペースを余分に確保しなければならないとい
う問題があり、また図９（ｃ）に示すようにチューニン
グホール２７を形成したものでは水が侵入する恐れがあ
る等の問題があった。
や図９（ｂ）に示すように、レゾネータ２５やブランチ
パイプ２６を接続したものではその分コスト高になると
ともに、スペースを余分に確保しなければならないとい
う問題があり、また図９（ｃ）に示すようにチューニン
グホール２７を形成したものでは水が侵入する恐れがあ
る等の問題があった。
【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、低コ
ストにてかつ水入り等の弊害も発生することなく確実に
吸気騒音を抑制できる内燃機関における吸気ダクトを提
供することを目的とする。
ストにてかつ水入り等の弊害も発生することなく確実に
吸気騒音を抑制できる内燃機関における吸気ダクトを提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、一端が外気取
り入れ口として開口し、他端がエアクリーナに接続され
た内燃機関の吸気ダクトにおいて、吸気ダクト内におけ
る半波長の気柱共鳴による圧力変動の大きい部分のダク
ト壁を、ダクト内の圧力変動によってその他の部分より
も容易に変形するようにダクト軸芯方向に対して垂直方
向の少なくとも１方向の剛性を小さくしたものであり、
圧力変動の大きい部分のダクト壁がその圧力変動によっ
て弾性変形することによって圧力変動エネルギーが吸収
され、気柱共鳴が減衰されて騒音を効果的に抑制するこ
とができる。
り入れ口として開口し、他端がエアクリーナに接続され
た内燃機関の吸気ダクトにおいて、吸気ダクト内におけ
る半波長の気柱共鳴による圧力変動の大きい部分のダク
ト壁を、ダクト内の圧力変動によってその他の部分より
も容易に変形するようにダクト軸芯方向に対して垂直方
向の少なくとも１方向の剛性を小さくしたものであり、
圧力変動の大きい部分のダクト壁がその圧力変動によっ
て弾性変形することによって圧力変動エネルギーが吸収
され、気柱共鳴が減衰されて騒音を効果的に抑制するこ
とができる。
【００１１】具体的には、吸気ダクト内の気柱共鳴によ
る圧力変動の大きい部分の断面形状を楕円形ないし長円
形にすることにより、単に吸気ダクト成形時の断面形状
を工夫するだけで、その断面の長軸方向に沿う壁面の剛
性が小さくなり、その弾性変形によって圧力変動エネル
ギーが吸収され、安価な構成にて吸気騒音を低下するこ
とができる。
る圧力変動の大きい部分の断面形状を楕円形ないし長円
形にすることにより、単に吸気ダクト成形時の断面形状
を工夫するだけで、その断面の長軸方向に沿う壁面の剛
性が小さくなり、その弾性変形によって圧力変動エネル
ギーが吸収され、安価な構成にて吸気騒音を低下するこ
とができる。
【００１２】また、吸気ダクト内の気柱共鳴による圧力
変動の大きい部分の肉厚を薄くすると、一様な断面形状
の吸気ダクトを用いながら肉厚の薄い部分の弾性変形に
よって吸気騒音を低下でき、かつ吸気ダクトを従来と同
様に配設できるとともに、配設スペースが小さくて済
む。
変動の大きい部分の肉厚を薄くすると、一様な断面形状
の吸気ダクトを用いながら肉厚の薄い部分の弾性変形に
よって吸気騒音を低下でき、かつ吸気ダクトを従来と同
様に配設できるとともに、配設スペースが小さくて済
む。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の内燃機関の吸気ダ
クトの実施形態について、図１〜図６を参照して説明す
る。
クトの実施形態について、図１〜図６を参照して説明す
る。
【００１４】図１において、１は吸気ダクト、２はエア
クリーナである。吸気ダクト１内には、図１（ａ）に示
すように、吸気ダクト１のエアクリーナ２との接続端か
ら先端までの長さをＬ、吸気ダクト１の径をｄとして、
Ｌ＋ｄ／８を半波長の長さとする周波数の気柱共鳴が発
生し、その気柱共鳴によって吸気ダクト１の開口端から
大きな騒音Ｎが出てくる。また、順次騒音レベルは低下
するが、その整数倍の周波数の気柱共鳴による騒音も重
畳されることになる。そこで、本実施形態では図１
（ｂ）に示すように、気柱共鳴による圧力変動の大きい
部分３のダクト壁を、ダクト内の圧力変動によってその
他の部分よりも容易に変形するようにダクト軸芯方向に
対して垂直方向の少なくとも１方向に剛性を小さくし、
この部分３におけるダクト変形モード周波数を気柱共鳴
の周波数に一致または可及的に近づけている。
クリーナである。吸気ダクト１内には、図１（ａ）に示
すように、吸気ダクト１のエアクリーナ２との接続端か
ら先端までの長さをＬ、吸気ダクト１の径をｄとして、
Ｌ＋ｄ／８を半波長の長さとする周波数の気柱共鳴が発
生し、その気柱共鳴によって吸気ダクト１の開口端から
大きな騒音Ｎが出てくる。また、順次騒音レベルは低下
するが、その整数倍の周波数の気柱共鳴による騒音も重
畳されることになる。そこで、本実施形態では図１
（ｂ）に示すように、気柱共鳴による圧力変動の大きい
部分３のダクト壁を、ダクト内の圧力変動によってその
他の部分よりも容易に変形するようにダクト軸芯方向に
対して垂直方向の少なくとも１方向に剛性を小さくし、
この部分３におけるダクト変形モード周波数を気柱共鳴
の周波数に一致または可及的に近づけている。
【００１５】このような構成によって、圧力変動の大き
い部分３のダクト壁が圧力変動に伴って矢印４で示すよ
うに弾性変形し、それによって圧力変動エネルギーが吸
収されて気柱共鳴による騒音が低減され、特にダクト変
形モード周波数と気柱共鳴周波数を一致させることによ
り効果的に共鳴音を低減することができる。
い部分３のダクト壁が圧力変動に伴って矢印４で示すよ
うに弾性変形し、それによって圧力変動エネルギーが吸
収されて気柱共鳴による騒音が低減され、特にダクト変
形モード周波数と気柱共鳴周波数を一致させることによ
り効果的に共鳴音を低減することができる。
【００１６】上記気柱共鳴による圧力変動の大きい部分
３のダクト壁の剛性を小さくする構成として、図２の例
では、圧力変動の大きい部分３を含む中央部を横断面形
状が楕円形ないし長円形の楕円ダクト部５にて構成して
いる。これによって楕円ダクト部５の長径方向に沿う壁
面の剛性が小さくなり、共鳴音周波数の圧力変動でその
壁面が弾性変形することによって圧力変動エネルギーが
吸収され、安価な構成にて吸気騒音を低下することがで
きる。
３のダクト壁の剛性を小さくする構成として、図２の例
では、圧力変動の大きい部分３を含む中央部を横断面形
状が楕円形ないし長円形の楕円ダクト部５にて構成して
いる。これによって楕円ダクト部５の長径方向に沿う壁
面の剛性が小さくなり、共鳴音周波数の圧力変動でその
壁面が弾性変形することによって圧力変動エネルギーが
吸収され、安価な構成にて吸気騒音を低下することがで
きる。
【００１７】また、図３の例では、圧力変動の大きい部
分３を含む中央部を、肉厚が両端部分に比べて薄くした
薄肉ダクト部６にて構成している。これによっても、中
央部の薄肉ダクト部６の壁面の剛性が小さくなり、共鳴
音周波数の圧力変動でその壁面が弾性変形によって圧力
変動エネルギーが吸収され、安価な構成にて吸気騒音を
低下することができる。
分３を含む中央部を、肉厚が両端部分に比べて薄くした
薄肉ダクト部６にて構成している。これによっても、中
央部の薄肉ダクト部６の壁面の剛性が小さくなり、共鳴
音周波数の圧力変動でその壁面が弾性変形によって圧力
変動エネルギーが吸収され、安価な構成にて吸気騒音を
低下することができる。
【００１８】また、図２、図３の例では半波長共鳴によ
る騒音だけを低減するものを例示したが、図４に示すよ
うに１波長共鳴や１．５波長共鳴による騒音を低減でき
るように、それらの圧力変動の大きな変動波の腹にあた
る部分も横断面形状を楕円形ないし長円形として、その
ダクト変形モード周波数を気柱共鳴周波数に可及的に近
づけるようにしてもよい。図４（ａ）の例では、半波長
共鳴に対応する中央部は長径と短径の比の大きな楕円形
ないし長円形の楕円ダクト部５ａとし、１波長共鳴に対
応する部分は長径と短径の比の小さな楕円形ないし長円
形の楕円ダクト部５ｂが楕円ダクト部５ａに連続して設
けられている。また、図４（ｂ）の例では、楕円ダクト
部５ａと楕円ダクト部５ｂの間に両端部と同様の円形断
面部が設けられ、両者が分離されている。また、図３の
例と同様に圧力変動の大きな変動波の腹の部分の肉厚を
薄くしてもよい。
る騒音だけを低減するものを例示したが、図４に示すよ
うに１波長共鳴や１．５波長共鳴による騒音を低減でき
るように、それらの圧力変動の大きな変動波の腹にあた
る部分も横断面形状を楕円形ないし長円形として、その
ダクト変形モード周波数を気柱共鳴周波数に可及的に近
づけるようにしてもよい。図４（ａ）の例では、半波長
共鳴に対応する中央部は長径と短径の比の大きな楕円形
ないし長円形の楕円ダクト部５ａとし、１波長共鳴に対
応する部分は長径と短径の比の小さな楕円形ないし長円
形の楕円ダクト部５ｂが楕円ダクト部５ａに連続して設
けられている。また、図４（ｂ）の例では、楕円ダクト
部５ａと楕円ダクト部５ｂの間に両端部と同様の円形断
面部が設けられ、両者が分離されている。また、図３の
例と同様に圧力変動の大きな変動波の腹の部分の肉厚を
薄くしてもよい。
【００１９】図４に示すように半波長共鳴及び１波長共
鳴による騒音対策を講じたものにおいては、図５に破線
及び一点鎖線で示すように、実線で示す騒音対策を講じ
ていないものに比べて騒音において最も問題となる低周
波数帯域におけるダクト減衰量を大きくすることができ
る。
鳴による騒音対策を講じたものにおいては、図５に破線
及び一点鎖線で示すように、実線で示す騒音対策を講じ
ていないものに比べて騒音において最も問題となる低周
波数帯域におけるダクト減衰量を大きくすることができ
る。
【００２０】図６に具体的な吸気ダクトの構成例を示
す。１１は吸気ダクトで、１２はエアクリーナ２に対す
る接続部で、エアクリーナ２の接続受口（図示せず）に
差し込むことで接続されるように構成されている。１３
は外気取り入れ口であり、その近傍に取付ブラケット１
４が一体的に突設されている。吸気ダクト１１は両端部
を除いて横断面形状楕円形ないし長円形の楕円ダクト部
１５に形成され、両端部のみが円形断面に形成されてい
る。この場合、半波長共鳴及び１波長以上の共鳴による
圧力変動波の腹が共通の横断面形状楕円形ないし長円形
の楕円ダクト部１５に位置し、それぞれの圧力変動によ
ってダクト壁面が弾性変形することによってエネルギー
が吸収され、吸気騒音が効果的に低減される。
す。１１は吸気ダクトで、１２はエアクリーナ２に対す
る接続部で、エアクリーナ２の接続受口（図示せず）に
差し込むことで接続されるように構成されている。１３
は外気取り入れ口であり、その近傍に取付ブラケット１
４が一体的に突設されている。吸気ダクト１１は両端部
を除いて横断面形状楕円形ないし長円形の楕円ダクト部
１５に形成され、両端部のみが円形断面に形成されてい
る。この場合、半波長共鳴及び１波長以上の共鳴による
圧力変動波の腹が共通の横断面形状楕円形ないし長円形
の楕円ダクト部１５に位置し、それぞれの圧力変動によ
ってダクト壁面が弾性変形することによってエネルギー
が吸収され、吸気騒音が効果的に低減される。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、以上のように吸気ダク
ト内における気柱共鳴による圧力変動の大きい部分のダ
クト壁を、ダクト内の圧力変動によってその他の部分よ
りも容易に変形するようにダクト軸芯方向に対して垂直
方向の少なくとも１方向の剛性を小さくしたものであ
り、圧力変動の大きい部分のダクト壁がその圧力変動に
よって弾性変形することによって圧力変動エネルギーが
吸収され、気柱共鳴が減衰されて騒音を効果的に抑制す
ることができる。
ト内における気柱共鳴による圧力変動の大きい部分のダ
クト壁を、ダクト内の圧力変動によってその他の部分よ
りも容易に変形するようにダクト軸芯方向に対して垂直
方向の少なくとも１方向の剛性を小さくしたものであ
り、圧力変動の大きい部分のダクト壁がその圧力変動に
よって弾性変形することによって圧力変動エネルギーが
吸収され、気柱共鳴が減衰されて騒音を効果的に抑制す
ることができる。
【００２２】具体的には、吸気ダクト内の気柱共鳴によ
る圧力変動の大きい部分の断面形状を楕円形ないし長円
形にすることにより、単に吸気ダクト成形時の断面形状
を工夫するだけで、その断面の長軸方向に沿う壁面の剛
性が小さく、その弾性変形によって圧力変動エネルギー
が吸収され、安価な構成にて吸気騒音を低下することが
できる。
る圧力変動の大きい部分の断面形状を楕円形ないし長円
形にすることにより、単に吸気ダクト成形時の断面形状
を工夫するだけで、その断面の長軸方向に沿う壁面の剛
性が小さく、その弾性変形によって圧力変動エネルギー
が吸収され、安価な構成にて吸気騒音を低下することが
できる。
【００２３】また、吸気ダクト内の気柱共鳴による圧力
変動の大きい部分の肉厚を薄くすると、一様な断面形状
の吸気ダクトを用いながら肉厚の薄い部分の弾性変形に
よって吸気騒音を低下でき、吸気ダクトを従来と同様に
配設できるとともに、配設スペースが小さくて済む。
変動の大きい部分の肉厚を薄くすると、一様な断面形状
の吸気ダクトを用いながら肉厚の薄い部分の弾性変形に
よって吸気騒音を低下でき、吸気ダクトを従来と同様に
配設できるとともに、配設スペースが小さくて済む。
【図１】本発明の内燃機関の吸気ダクトの一実施形態の
作用説明図である。
作用説明図である。
【図２】同実施形態の第１の構成例の正面図である。
【図３】同実施形態の第２の構成例の正面図である。
【図４】同実施形態の第３、第４の構成例の正面図であ
る。
る。
【図５】同実施形態の騒音低減効果を示す吸気騒音の周
波数とダクト減衰量の特性図である。
波数とダクト減衰量の特性図である。
【図６】同実施形態の具体構成例を示し、（ａ）は平面
図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面
図、（ｄ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。
図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面
図、（ｄ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図７】内燃機関の吸気ダクトにおける吸気騒音発生状
態の説明図である。
態の説明図である。
【図８】吸気騒音の周波数とダクト減衰量の特性図であ
る。
る。
【図９】従来例の吸気騒音対策の構成図である。
【図１０】従来例による吸気騒音抑制効果を示す吸気騒
音の周波数とダクト減衰量の特性図である。
音の周波数とダクト減衰量の特性図である。
１ 吸気ダクト
３ 気柱共鳴による圧力変動の大きい部分
５、５ａ、５ｂ 楕円ダクト部
６ 薄肉ダクト部
１１ 吸気ダクト
１５ 楕円ダクト部
Claims (3)
- 【請求項１】 一端が外気取り入れ口として開口し、他
端がエアクリーナに接続された内燃機関の吸気ダクトに
おいて、吸気ダクト内における半波長の気柱共鳴による
圧力変動の大きい部分のダクト壁を、ダクト内の圧力変
動によってその他の部分よりも容易に変形するようにダ
クト軸芯方向に対して垂直方向の少なくとも１方向に剛
性を小さくしたことを特徴とする内燃機関の吸気ダク
ト。 - 【請求項２】 吸気ダクト内の気柱共鳴による圧力変動
の大きい部分の断面形状を楕円形ないし長円形にしたこ
とを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気ダクト。 - 【請求項３】 吸気ダクト内の気柱共鳴による圧力変動
の大きい部分の肉厚を薄くしたことを特徴とする請求項
１記載の内燃機関の吸気ダクト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23465597A JP3532079B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 内燃機関の吸気ダクト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23465597A JP3532079B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 内燃機関の吸気ダクト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1172051A JPH1172051A (ja) | 1999-03-16 |
| JP3532079B2 true JP3532079B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=16974421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23465597A Expired - Lifetime JP3532079B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 内燃機関の吸気ダクト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3532079B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4623621B2 (ja) * | 2001-09-17 | 2011-02-02 | 株式会社イノアックコーポレーション | 低騒音ダクト |
| JP5499460B2 (ja) * | 2008-11-14 | 2014-05-21 | ヤマハ株式会社 | ダクト及び車両構造体 |
-
1997
- 1997-08-29 JP JP23465597A patent/JP3532079B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1172051A (ja) | 1999-03-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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