JP3919090B2 - 吸気装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに空気を供給する吸気装置、より詳しくは吸気音を抑制できる吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸気装置の概略図を図１３に示す。図に示すように、吸気装置１００は、吸気ダクト１０１とレゾネータ１１０とエアクリーナ１０３とエアクリーナホース１０４とスロットルボディ１０５とインテークマニホールド１０６とを備える。吸気装置１００においては、吸気ダクト１０１の吸気口１０２から漏れる騒音（以下、「吸気音」と称す。）が問題となる。
【０００３】
図１４に、レゾネータ１１０および絞り部１１１を配置しない場合の、吸気音の周波数分布を示す。図に示すように、吸気音は複数の共鳴ピークを有する。この複数の共鳴ピークのうち、例えば１６０Ｈｚ付近に位置する共鳴ピークＡは、吸気ダクト１０１の一次共鳴モードに起因するものである。また、３２０Ｈｚ付近に位置する共鳴ピークＢは、吸気ダクト１０１の二次共鳴モードに起因するものである。また、２６０Ｈｚ付近に位置する共鳴ピークＣは、エアクリーナホース１０４の一次共鳴モードに起因するものである。このように、１５０Ｈｚ程度以上の共鳴ピークは、吸気装置１００を構成する各々の部材に起因するものである。したがって、各々の部材の通路長を変えることにより、比較的簡単に調整することができる。このため、中高周波域に位置する共鳴ピークを低くするためのレゾネータ１１０は、容易に小型化することができる。
【０００４】
しかしながら、いわゆる低周波こもり音と呼ばれる共鳴ピークＤは、吸気装置１００を構成する各々の部材に起因するものではない。共鳴ピークＤは、吸気口１０２からインテークマニホールド１０６に至る吸気通路１０７全長に起因するものである。吸気装置１００は、吸気口１０２を開口端とし、インテークマニホールド１０６と燃焼室１０９とを仕切る吸気バルブ（図略）もしくはピストン上面を閉口端とする片側閉口端の管路を呈している。低周波域の共鳴ピークＤは、吸気通路１０７全長に起因するものである。その共鳴ピークＤの周波数とエンジン側から伝達される吸気脈動とが一致すると、吸気口１０２から放射される吸気音は大きくなる。したがって、共鳴ピークＤを低くすること、すなわち低周波こもり音を抑制することは困難である。
【０００５】
そこで、低周波こもり音を抑制するため、吸気装置１００の吸気ダクト１０１やエアクリーナ１０３などには、容積２×１０-3〜１０-2ｍ3程度の、比較的大容積のレゾネータ１１０が配置されている。
【０００６】
また、この大容積のレゾネータ１１０と併せて、吸気ダクト１０１の吸気口１０２付近には、音響質量を大きくして吸気音を低減させるために絞り部１１１が配置される場合もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、低周波こもり音を抑制するためのレゾネータ１１０は、比較的容積が大きい。このため、吸気装置１００全体も大型化してしまう。そして、吸気装置１００以外の他の装置の搭載スペースが狭小化してしまう。
【０００８】
また、絞り部１１１により吸気通路面積を絞ると、燃焼室１０９に供給される空気流量が小さくなる。このため、特にエンジン高速回転時において、所望の空気流量が得られず、エンジン出力が低下してしまう。
【０００９】
本発明の吸気装置は、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、小型化が可能で、所望のエンジン出力を確保でき、かつ低周波こもり音を抑制できる吸気装置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】
（１）上記課題を解決するため、本発明の吸気装置は、外部に開口する吸気口と、該吸気口とエンジンの燃焼室とを連通する吸気通路と、を持つ吸気装置であって、該吸気口から漏れる低周波こもり音を抑制するため、該吸気通路を区画する壁部のうち、該吸気通路全長における定在波の低次共鳴モードの腹に相当する部位もしくは該吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位には開口が開設され、該開口は通気性部材により塞がれており、該通気性部材の外方に離間して、該通気性部材を透過する透過音を遮る遮音壁を持ち、該通気性部材と該遮音壁との間には外部に開放された空間が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
つまり、本発明の吸気装置は、壁部のうち定在波の共鳴モードの腹に相当する部位、もしくは吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位に開口を開設するものである。そして、この開口を通気性部材により塞ぐものである。
【００１２】
通気性部材を配置すると、低周波こもり音の一部は、通気性部材を介して、吸気装置の内部から外部に放出される。このため、定在波の発生が抑制される。また、通気性部材は多数の細孔を有している。この細孔に入り込んだ音波のエネルギは、空気と細孔壁との粘性摩擦などにより、熱エネルギに変換されて透過損失により効果的に吸気通路から通気性部材の外方に漏れる騒音（以下、「透過音」と称す。）を低減することができる。これらの作用により、本発明の吸気装置によると、吸気口から漏れる低周波こもり音を抑制することができる。
【００１３】
また、本発明の吸気装置によると、大容積レゾネータは不要である。このため、吸気装置全体を小型化することができる。また、レゾネータを配置する場合、反共鳴により、抑制したい低周波こもり音近辺の周波数を持つ騒音が、却って大きくなってしまう場合がある。したがって、レゾネータの容積などのチューニングが必要となる。これに対し、本発明の吸気装置は、通気性部材により低周波こもり音を抑制するものである。このため、反共鳴が起こるおそれがない。したがって、本発明の吸気装置によるとチューニングが不要である。
【００１４】
また、本発明の吸気装置によると、吸気ダクトに絞り部を配置しなくてもよい。このため、燃焼室に供給される空気流量が小さくなることもない。したがって、所望のエンジン出力を簡単に確保することができる。
【００１５】
また、本発明の吸気装置は、通気性部材の外方に離間して、通気性部材を透過する透過音を遮る遮音壁を備えている。即ち、遮音壁は通気性部材の外方に離間しているため通気性部材と遮音壁の間は周壁が存在せず、通気性部材と遮音壁との間には外部に開放された空間が形成されている。吸気音を小さくするためには、透過音を大きくすればよいが、吸気音のみならず透過音も騒音の一因となる。
【００１６】
この点、本発明の吸気装置は、通気性部材の外方に離間して遮音壁を備えており、通気性部材と遮音壁との間には外部に開放された空間が形成されている。この遮音壁は、通気性部材を透過してきた透過音がさらに外方に漏れるのを抑制する。したがって、本発明の吸気装置によると、吸気音のみならず透過音をも抑制することができる。
【００１７】
（２）前記低周波こもり音の共鳴周波数は、２００Ｈｚ以下である構成とする方がよい。この周波数域に共鳴ピークがある低周波こもり音は、特に耳障りである。本構成によると、この耳障りな低周波こもり音を集中的に抑制することができる。
【００１８】
（３）吸気通路全長における定在波の共鳴モードの腹に相当する部位もしくは吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位がエアクリーナ部にある場合は、前記開口は、エアクリーナに開設されている構成とする方がよい。
【００１９】
つまり、本構成は、通気性部材および遮音壁をエアクリーナに配置するものである。エアクリーナの壁部は、吸気装置を形成する他の部材の壁部と比較して、面構成が平面である場合が多い。したがって、本構成によると、比較的簡単に開口を開設することができる。また、比較的簡単に通気性部材を配置することができ、比較的安価に製造できる。
【００２０】
好ましくは、エアクリーナ部に吸気ダクト側から水やダストが侵入してきた際通気性部材が目詰まりしてしまい内部から外部へ吸気脈動圧力を放出しづらくなり、所定の吸気音低減効果が得られなくなるため、エアクリーナの底壁部以外の壁部に開口を設け、そこに通気性部材を配設するとよい。
（４）吸気通路全長における定在波の共鳴モードの腹に相当する部位もしくは吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位がエアクリーナのクリーン側にある場合は、前記開口は、前記エアクリーナのクリーン側に開設されている構成とする方がよい。
【００２１】
エアクリーナは、エアフィルタにより、吸気口に連通する上流側すなわちダーティ側と、燃焼室に連通する下流側すなわちクリーン側とに分断されている。そして、吸気はエアフィルタを通過することにより濾過される。本構成は、通気性部材および遮音壁をクリーン側に配置するものである。本構成によると、吸気中の塵埃により通気性部材が目詰まりするおそれが小さくなる。
【００２２】
（５）吸気通路全長における定在波の共鳴モードの腹に相当する部位もしくは吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位がエアクリーナのダーティ側にある場合は、前記開口は、前記エアクリーナのダーティ側に開設されている構成としてもよい。
【００２３】
（６）吸気通路全長における定在波の共鳴モードの腹に相当する部位もしくは吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位がエアクリーナホース部にある場合は、前記開口は、前記エアクリーナとインテークマニホールドとを連通するエアクリーナホースの少なくとも一部に開設されている構成とする方がよい。
【００２４】
本構成は、エアクリーナホースに通気性部材および遮音壁を配置するものである。エアクリーナホースは、エアクリーナの下流側に配置されている。このため、本構成によると、吸気中の塵埃により通気性部材が目詰まりするおそれが小さくなる。
【００２５】
（７）吸気通路全長における定在波の共鳴モードの腹に相当する部位もしくは吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位が吸気ダクトにある場合は、前記開口は、吸気ダクトの一部に開設されている構成とする方がよい。
【００２６】
（８）好ましくは、前記通気性部材は、撥水性を有する構成とする方がよい。本構成によると、通気性部材の耐水性が向上する。このため、通気性部材の使用寿命が長くなる。
【００２７】
（９）好ましくは、前記遮音壁は、前記通気性部材からの透過音により面振動が生じないように遮音壁用制振部材を持つ構成とする方がよい。透過音が遮音壁に達すると、遮音壁自体が透過音により面振動するおそれがある。そして、この面振動により、遮音壁自体が音源となる新たな騒音が発生するおそれがある。
【００２８】
この点、本構成の遮音壁は、遮音壁用制振部材を備えている。したがって、本構成によると、遮音壁が面振動するおそれが小さい。このため、遮音壁自体が新たな騒音を発しにくい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の吸気装置の実施の形態について説明する。
【００３３】
（１）参考形態
まず、参考形態の吸気装置の構成について説明する。図１に、参考形態の吸気装置の概略図を示す。なお、この参考形態は本発明の吸気装置から遮音壁を除いたものである。図に示すように、吸気装置１は、吸気ダクト３と中高周波用レゾネータ４とエアクリーナ５とエアクリーナホース６とスロットルボディ７とインテークマニホールド２と通気性部材８とを備える。そして、これらの部材の内部には、吸気口３０からインテークマニホールド２に至る吸気通路１０が区画されている。
【００３４】
吸気ダクト３は、樹脂製であって円筒状を呈している。吸気ダクト３は、上流端に開設された吸気口３０により、自動車の外部と連通している。中高周波用レゾネータ４は、樹脂製であって箱状を呈している。中高周波用レゾネータ４は、吸気ダクト３の中程に、分岐して接続されている。中高周波用レゾネータ４の容積、形状などは、吸気音の中高周波域の共鳴ピークを下げられるようにチューニングされている。
【００３５】
エアクリーナ５は、ダーティ側ケース５０とクリーン側ケース５１とエレメント５２とを備える。図２に、エアクリーナ５の分解図を示す。図に示すように、ダーティ側ケース５０は、樹脂製であって上方に開口する箱状を呈している。ダーティ側ケース５０の側壁からは、ダクト接続筒５００が突設されている。ダクト接続筒５００は、図１に示す吸気ダクト３の下流端に接続されている。
【００３６】
クリーン側ケース５１は、樹脂製であって下方に開口する箱状を呈している。クリーン側ケース５１は、開口が伏せられた状態で、ダーティ側ケース５０の上方に配置されている。クリーン側ケース５１の側壁からは、ホース接続筒５１０が突設されている。また、クリーン側ケース５１の側壁内面および上底壁内面には、内面に沿うコ字状の補強リブ５３が、複数立設されている。また、クリーン側ケース５１の上底壁には、長方形状の開口８０が開設されている。なお、開口８０を、クリーン側ケース５１の上底壁に開設した理由は、予め行ったシミュレーション解析により、エアクリーナ５および吸気ダクト３の下流端付近に、片側開口端での定在波の共鳴二次モードの腹が位置することが判明したからである。クリーン側ケース５１の上底壁は、本発明の壁部に含まれる。開口８０からは、補強リブ５３が縞状に表出している。
【００３７】
エレメント５２は、ＰＥＴ不織布をひだ折り加工した長方形板状を呈している。エレメント５２は、ダーティ側ケース５０の開口縁とクリーン側ケース５１の開口縁との間に挟持固定されている。そして、エレメント５２は、ダーティ側ケース５０とクリーン側ケース５１とにより形成される閉空間を上下二室に仕切っている。
【００３８】
通気性部材８は、ＰＥＴ不織布製であって長方形板状を呈している。通気性部材８は織布製であってもよくＰＰ不織布製であってもよく、通気性を有する多孔質部材であればよい。通気性部材８は、前記補強リブ５３に下方から支持された状態で、前記開口８０を塞いでいる。通気性部材８は、例えばインサート成形や溶着などの公知の手段により開口８０周辺および補強リブ５３に固定されている。
【００３９】
図１に戻って、エアクリーナホース６は、ゴム製もしくは樹脂製であって蛇腹筒状を呈している。エアクリーナホース６の上流端は、図２に示す樹脂製のホース接続筒５１０に接続されている。エアクリーナホース６の下流端には、筒状のスロットルボディ７の上流端が接続されている。スロットルボディ７の下流端には、燃焼室に分岐接続されたインテークマニホールド２が接続されている。外部から吸入された空気は、吸気装置１内に区画された吸気通路１０を、吸気ダクト３→ダーティ側ケース５０→エレメント５２→クリーン側ケース５１→エアクリーナホース６→スロットルボディ７→インテークマニホールド２の順に通過し、燃焼室２０に流入する。
【００４０】
次に、参考形態の吸気装置１の効果について説明する。図３に、中高周波用レゾネータ４および補強リブ５３を配置しない場合の、吸気音の周波数分布を示す。なお、この周波数分布は、インテークマニホールド２下流側に配置したスピーカからホワイトノイズを発生させ、吸気口３０上流側に配置したマイクロホンにより吸気音を採取することにより測定した。図中、実線は図１４に示した通気性部材を持たない場合の周波数分布である。また、図中、点線は肉厚ｔ＝１ｍｍの通気性部材を持つ場合の周波数分布である。また、図中、一点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持つ場合の周波数分布である。通気性部材については、ＰＥＴ不織布原反面重量８４０ｇ／ｍ２、ＰＥＴ不織布原反板厚（熱間プレス前）５ｍｍのものを、熱間プレス成形にて板厚を変えることにより、ＰＥＴ不織布からの通気量を変えることにしている。
【００４１】
図に示すように、通気性部材を配置すると、低周波こもり音の共鳴ピークＥは低くなっている。具体的には、ｔ＝１ｍｍの場合は約３ｄＢ、ｔ＝２ｍｍの場合は約１０ｄＢ、それぞれ共鳴ピークＥが低くなっている。レゾネータによる共鳴ピーク低下効果が５ｄＢから１０ｄＢ程度であることに鑑みれば、通気性部材８はレゾネータとほぼ同等の共鳴ピーク低下効果を有することが判る。また、ｔ＝１ｍｍの場合よりもｔ＝２ｍｍの場合の方が、共鳴ピークＥの下がり幅が大きいことから、通気性部材の肉厚が厚い方が通気性が高く、より共鳴ピーク低下効果が大きいことが判る。また、特に３０Ｈｚ以上１５０Ｈｚ以下の範囲に低周波域において、共鳴ピーク低下効果が大きいことが判る。
【００４２】
参考形態の吸気装置１によると、低周波用のレゾネータは不要である。このため、吸気装置全体を小型化することができる。また、参考形態の吸気装置１の通気性部材８によると、反共鳴が起こるおそれがない。したがって、より簡単に低周波こもり音を抑制することができる。また、参考形態の吸気装置１によると、吸気ダクト３に絞り部を配置しなくても低周波こもり音を効果的に抑制できる。このため、所望のエンジン出力を簡単に確保することができる。
【００４３】
また、参考形態の吸気装置１は、制振部材として補強リブ５３を備えている。このため、通気性部材において空気の透過する面積が大きくても、通気性部材が面振動するおそれが小さい。上記補強リブ５３は、クリーン側ケース５１つまりエアクリーナケースと同材質であってもよく、エアクリーナケースを成形の際同時に成形してもよく、通気性部材８をエアクリーナケース成形時にインサート成形しエアクリーナケースと通気性部材８とを一体化するとともに通気性部材８と補強リブ５３とを同時に一体化させてもよい。また、参考形態の吸気装置１の通気性部材８は、エアクリーナケースのクリーン側に配置されている。このため、通気性部材８が吸気中の塵埃により目詰まりするおそれが小さい。
【００４４】
（２）第一実施形態
本実施形態と参考形態との相違点は、通気性部材の外方に遮音壁が配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００４５】
まず、本実施形態の吸気装置の構成上の相違点について説明する。図４に、本実施形態の吸気装置のエアクリーナの一部分解図を示す。なお、図２と対応する部位については同じ記号で示す。図に示すように、遮音壁８１は、樹脂製であって長方形板状を呈している。遮音壁８１の四隅には、ピン孔８１０が穿設されている。一方、クリーン側ケース５１の上底壁外面の四隅からは、ピン孔８１０に対向して、ピン８２が立設されている。ピン８２には、樹脂製であって円筒状のスペーサ８３が環装されている。そして、ピン８２は、円筒状のスペーサ８３を介して、ピン孔８１０に挿入係止されている。このスペーサ８３により遮音壁８１は通気性部材８より外方に所定の離間幅だけ離れてクリーン側ケース５１に固定されている。従って、通気性部材８と遮音壁８１との間の空間は外気に開放されている。
【００４６】
次に、本実施形態の吸気装置の参考形態とは異なる効果について説明する。図５に、中高周波用レゾネータ４を配置しない場合の、吸気音の周波数分布を示す。図中、実線は図１４に示した通気性部材を持たない場合の周波数分布である。また、図中、点線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材のみを持ち、遮音壁を持たない場合の周波数分布である。また、図中、一点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持ち、かつ通気性部材から離間幅Ｌ＝１ｍｍだけ離れて遮音壁が配置されている場合の周波数分布である。また、図中、二点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持ち、かつ通気性部材から離間幅Ｌ＝１０ｍｍだけ離れて遮音壁が配置されている場合の周波数分布である。
【００４７】
図に示すように、Ｌ＝１ｍｍの場合は、通気性部材のみを持ち遮音壁を持たない場合と比較して、低周波こもり音の共鳴ピークＥは高くなっている。また、Ｌ＝１０ｍｍの場合は、通気性部材のみを持ち遮音壁を持たない場合と比較して、低周波こもり音の共鳴ピークＥはほぼ同じ高さとなっている。このことから、離間幅Ｌが大きいほど、より吸気音低下効果は大きいことが判る。
【００４８】
図６に、中高周波用レゾネータ４を配置しない場合の、透過音の周波数分布を示す。なお、透過音は、遮音壁８１の外方にマイクロホンを配置することにより採取した。図中、実線は通気性部材を持たない場合の透過音の周波数分布である。また、図中、点線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材のみを持ち、遮音壁を持たない場合の周波数分布である。また、図中、一点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持ち、かつ通気性部材から離間幅Ｌ＝１ｍｍだけ離れて遮音壁が配置されている場合の周波数分布である。また、図中、二点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持ち、かつ通気性部材から離間幅Ｌ＝１０ｍｍだけ離れて遮音壁が配置されている場合の周波数分布である。
【００４９】
図に示すように、Ｌ＝１ｍｍの場合は、通気性部材のみを持ち遮音壁を持たない場合と比較して、約５ｄＢほど低周波こもり音の共鳴ピークＦは低くなっている。また、Ｌ＝１０ｍｍの場合も、通気性部材のみを持ち遮音壁を持たない場合と比較して、約５ｄＢほど低周波こもり音の共鳴ピークＦは低くなっている。ただし、周波数分布全域を見るとＬ＝１ｍｍの場合の方が、Ｌ＝１０ｍｍの場合よりも、各共鳴ピークは低くなっている。このことから、離間幅Ｌが小さいほど、より透過音低下効果は大きいことが判る。
【００５０】
図５および図６から、遮音壁８１を配置すると、遮音壁８１を配置せず通気性部材８のみを配置した場合と比較して、ほぼ同等の吸気音低下効果が得られることが判る。また、遮音壁８１を配置すると、遮音壁８１を配置せず通気性部材８のみを配置した場合と比較して、大きな透過音低下効果が得られることが判る。また、離間幅Ｌを変えることにより、吸気音と透過音とのバランスを採ることができることが判る。
【００５１】
したがって、本実施形態の吸気装置１によると、吸気音のみならず透過音をも抑制することができる。また、離間幅Ｌを変えることにより、吸気音と透過音とのバランスを最適化することができる。すなわち、離間幅Ｌは、例えばエンジンルームの遮音性や通気性部材の目詰まり防止効果などを考慮して、適切な値に設定すればよい。また、遮音壁８１自体がエアクリーナケースに配設する通気性部材８よりも通気性の低い通気性部材であってもよい。
【００５２】
（３）第二実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、通気性部材および遮音壁がダーティ側ケースに配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００５３】
まず、本実施形態の吸気装置の構成上の相違点について説明する。図７に、本実施形態の吸気装置のエアクリーナの分解図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ記号で示す。図に示すように、ダーティ側ケース５０の側壁には、長方形状の開口８０が開設されている。通気性部材８は、この開口８０を塞いでいる。また、遮音壁８１は通気性部材８の外方に配置されている。
【００５４】
次に、本実施形態の吸気装置の効果について説明する。図８に、中高周波用レゾネータ４を配置しない場合の、吸気音の周波数分布を示す。図中、実線は図１４に示した通気性部材を持たない場合の周波数分布である。また、図中、点線は肉厚ｔ＝１ｍｍの通気性部材を持つ場合の周波数分布である。また、図中、一点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持つ場合の周波数分布である。
【００５５】
図に示すように、通気性部材を配置すると、低周波こもり音の共鳴ピークＥは低くなっている。具体的には、ｔ＝１ｍｍの場合は約５ｄＢ、ｔ＝２ｍｍの場合は約１０ｄＢ、それぞれ共鳴ピークＥが低くなっている。このことから、通気性部材８はレゾネータとほぼ同等の共鳴ピーク低下効果を有することが判る。また、ｔ＝１ｍｍの場合よりもｔ＝２ｍｍの場合の方が、共鳴ピークＥの下がり幅が大きいことから、通気性部材の肉厚が厚い場合すなわち通気性部材の通気性が高い場合には、より共鳴ピーク低下効果が大きいことが判る。また、特に３０Ｈｚ以上１５０Ｈｚ以下の範囲に低周波域において、共鳴ピーク低下効果が大きいことが判る。本実施形態の吸気装置１の場合も、低周波こもり音を抑制することができる。
【００５６】
（４）第三実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、通気性部材および遮音壁が吸気ダクト下流端付近に配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００５７】
まず、本実施形態の吸気装置の構成上の相違点について説明する。図９に、本実施形態の吸気装置の吸気ダクトおよびエアクリーナの分解図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ記号で示す。図に示すように、吸気ダクト３の下流端付近の側周壁には、長方形状の開口８０が開設されている。通気性部材８は、この開口８０を塞いでいる。また、遮音壁８１は通気性部材８の外方に配置されている。
【００５８】
次に、本実施形態の吸気装置の効果について説明する。図１０に、中高周波用レゾネータ４を配置しない場合の、吸気音の周波数分布を示す。図中、実線は図１４に示した通気性部材を持たない場合の周波数分布である。また、図中、点線は肉厚ｔ＝１ｍｍの通気性部材を持つ場合の周波数分布である。また、図中、一点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持つ場合の周波数分布である。
【００５９】
図に示すように、通気性部材を配置すると、低周波こもり音の共鳴ピークＥは低くなることが判る。また、通気性部材の肉厚が厚い場合すなわち通気性部材の通気性が高い場合には、より共鳴ピーク低下効果が大きいことが判る。また、特に３０Ｈｚ以上１５０Ｈｚ以下の範囲に低周波域において、共鳴ピーク低下効果が大きいことが判る。本実施形態の吸気装置１の場合も、低周波こもり音を抑制することができる。
【００６０】
（５）第四実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、遮音壁がカップ状を呈している点である。また、遮音壁が遮音壁用制振リブを備えている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００６１】
図１１に本実施形態の吸気装置のエアクリーナの断面図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ記号で示す。図に示すように、遮音壁８１は、クリーン側ケース５１方向に開口するカップ状を呈している。すなわち、遮音壁８１は、通気性部材８をちょうど包み込むように配置されている。また、遮音壁８１の上底壁下面からは、遮音壁用制振リブ８１１が立設されている。遮音壁用制振リブ８１１は、本発明の遮音壁用制振部材に含まれる。
【００６２】
本実施形態によると、遮音壁８１がカップ状を呈している。このため、遮音性が高くなる。また、遮音壁８１が遮音壁用制振リブ８１１を備えている。このため、遮音壁８１自体が振動し騒音を発生するおそれが小さい。
【００６３】
（６）第五実施形態
本実施形態と第四実施形態との相違点は、遮音壁用制振リブの代わりに、遮音壁のカップ内面に不織布層が配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００６４】
図１２に本実施形態の吸気装置のエアクリーナの断面図を示す。なお、図１１と対応する部位については同じ記号で示す。図に示すように、遮音壁８１のカップ内面には、ＰＥＴ不織布製の不織布層８１２が積層されている。
【００６５】
本実施形態によると、不織布層８１２により、通気性部材８から漏れる透過音を低減させることができる。このため、透過音低減効果が高い。
【００６６】
（７）その他
以上、本発明の吸気装置の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することもできる。
【００６７】
例えば、上記実施形態においては、エアクリーナまたは吸気ダクト下流端付近に通気性部材を配置した。しかしながら、他の部材が定在波の共鳴モードの腹に相当する場合は、例えばエアクリーナホースなどの他の部材に通気性部材を配置してもよい。
【００６８】
また、上記各実施形態においては、エアクリーナまたは吸気ダクト下流端付近に、それぞれ単一の通気性部材を配置した。しかしながら、複数の通気性部材を組み合わせて配置してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態においては、ＰＥＴ不織布製の通気性部材を配置した。しかしながら、例えばＰＰ不織布製、濾紙製、あるいはポリウレタン発泡体やポリエチレン発泡体やポリ塩化ビニル発泡体などの発泡樹脂製の通気性部材を配置してもよい。また、上記第二実施形態において、エアクリーナをエンジンのシリンダヘッド上面に搭載すると、シリンダヘッド上壁を遮音壁として利用することができる。こうすると、部品点数が少なくなる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によると、小型化が可能で、所望のエンジン出力を確保でき、かつ低周波こもり音を抑制できる吸気装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考形態の吸気装置の概略図である。
【図２】 参考形態の吸気装置のエアクリーナの分解図である。
【図３】 参考形態の吸気装置の吸気音の周波数分布を示すグラフである。
【図４】 第一実施形態の吸気装置のエアクリーナの一部分解図である。
【図５】 第一実施形態の吸気装置の吸気音の周波数分布を示すグラフである。
【図６】 第一実施形態の吸気装置の透過音の周波数分布を示すグラフである。
【図７】 第二実施形態の吸気装置のエアクリーナの分解図である。
【図８】 第二実施形態の吸気装置の吸気音の周波数分布を示すグラフである。
【図９】 第三実施形態の吸気装置の吸気ダクトおよびエアクリーナの分解図である。
【図１０】 第三実施形態の吸気装置の吸気音の周波数分布を示すグラフである。
【図１１】 第四実施形態の吸気装置のエアクリーナの断面図である。
【図１２】 第五実施形態の吸気装置のエアクリーナの断面図である。
【図１３】 従来の吸気装置の概略図である。
【図１４】 従来の吸気装置の吸気音の周波数分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１：吸気装置、１０：吸気通路、２：インテークマニホールド、２０：燃焼室、３：吸気ダクト、３０：吸気口、４：中高周波用レゾネータ、５：エアクリーナ、５０：ダーティ側ケース、５００：ダクト接続筒、５１：クリーン側ケース、５１０：ホース接続筒、５２：エレメント、５３：補強リブ（制振部材）、６：エアクリーナホース、７：スロットルボディ、８：通気性部材、８０：開口、８１：遮音壁、８１０：ピン孔、８１１：遮音壁用制振リブ（遮音壁用制振部材）、８１２：不織布層、８２：ピン、８３：スペーサ、Ｅ：共鳴ピーク、Ｆ：共鳴ピーク。
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに空気を供給する吸気装置、より詳しくは吸気音を抑制できる吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸気装置の概略図を図１３に示す。図に示すように、吸気装置１００は、吸気ダクト１０１とレゾネータ１１０とエアクリーナ１０３とエアクリーナホース１０４とスロットルボディ１０５とインテークマニホールド１０６とを備える。吸気装置１００においては、吸気ダクト１０１の吸気口１０２から漏れる騒音（以下、「吸気音」と称す。）が問題となる。
【０００３】
図１４に、レゾネータ１１０および絞り部１１１を配置しない場合の、吸気音の周波数分布を示す。図に示すように、吸気音は複数の共鳴ピークを有する。この複数の共鳴ピークのうち、例えば１６０Ｈｚ付近に位置する共鳴ピークＡは、吸気ダクト１０１の一次共鳴モードに起因するものである。また、３２０Ｈｚ付近に位置する共鳴ピークＢは、吸気ダクト１０１の二次共鳴モードに起因するものである。また、２６０Ｈｚ付近に位置する共鳴ピークＣは、エアクリーナホース１０４の一次共鳴モードに起因するものである。このように、１５０Ｈｚ程度以上の共鳴ピークは、吸気装置１００を構成する各々の部材に起因するものである。したがって、各々の部材の通路長を変えることにより、比較的簡単に調整することができる。このため、中高周波域に位置する共鳴ピークを低くするためのレゾネータ１１０は、容易に小型化することができる。
【０００４】
しかしながら、いわゆる低周波こもり音と呼ばれる共鳴ピークＤは、吸気装置１００を構成する各々の部材に起因するものではない。共鳴ピークＤは、吸気口１０２からインテークマニホールド１０６に至る吸気通路１０７全長に起因するものである。吸気装置１００は、吸気口１０２を開口端とし、インテークマニホールド１０６と燃焼室１０９とを仕切る吸気バルブ（図略）もしくはピストン上面を閉口端とする片側閉口端の管路を呈している。低周波域の共鳴ピークＤは、吸気通路１０７全長に起因するものである。その共鳴ピークＤの周波数とエンジン側から伝達される吸気脈動とが一致すると、吸気口１０２から放射される吸気音は大きくなる。したがって、共鳴ピークＤを低くすること、すなわち低周波こもり音を抑制することは困難である。
【０００５】
そこで、低周波こもり音を抑制するため、吸気装置１００の吸気ダクト１０１やエアクリーナ１０３などには、容積２×１０-3〜１０-2ｍ3程度の、比較的大容積のレゾネータ１１０が配置されている。
【０００６】
また、この大容積のレゾネータ１１０と併せて、吸気ダクト１０１の吸気口１０２付近には、音響質量を大きくして吸気音を低減させるために絞り部１１１が配置される場合もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、低周波こもり音を抑制するためのレゾネータ１１０は、比較的容積が大きい。このため、吸気装置１００全体も大型化してしまう。そして、吸気装置１００以外の他の装置の搭載スペースが狭小化してしまう。
【０００８】
また、絞り部１１１により吸気通路面積を絞ると、燃焼室１０９に供給される空気流量が小さくなる。このため、特にエンジン高速回転時において、所望の空気流量が得られず、エンジン出力が低下してしまう。
【０００９】
本発明の吸気装置は、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、小型化が可能で、所望のエンジン出力を確保でき、かつ低周波こもり音を抑制できる吸気装置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】
（１）上記課題を解決するため、本発明の吸気装置は、外部に開口する吸気口と、該吸気口とエンジンの燃焼室とを連通する吸気通路と、を持つ吸気装置であって、該吸気口から漏れる低周波こもり音を抑制するため、該吸気通路を区画する壁部のうち、該吸気通路全長における定在波の低次共鳴モードの腹に相当する部位もしくは該吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位には開口が開設され、該開口は通気性部材により塞がれており、該通気性部材の外方に離間して、該通気性部材を透過する透過音を遮る遮音壁を持ち、該通気性部材と該遮音壁との間には外部に開放された空間が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
つまり、本発明の吸気装置は、壁部のうち定在波の共鳴モードの腹に相当する部位、もしくは吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位に開口を開設するものである。そして、この開口を通気性部材により塞ぐものである。
【００１２】
通気性部材を配置すると、低周波こもり音の一部は、通気性部材を介して、吸気装置の内部から外部に放出される。このため、定在波の発生が抑制される。また、通気性部材は多数の細孔を有している。この細孔に入り込んだ音波のエネルギは、空気と細孔壁との粘性摩擦などにより、熱エネルギに変換されて透過損失により効果的に吸気通路から通気性部材の外方に漏れる騒音（以下、「透過音」と称す。）を低減することができる。これらの作用により、本発明の吸気装置によると、吸気口から漏れる低周波こもり音を抑制することができる。
【００１３】
また、本発明の吸気装置によると、大容積レゾネータは不要である。このため、吸気装置全体を小型化することができる。また、レゾネータを配置する場合、反共鳴により、抑制したい低周波こもり音近辺の周波数を持つ騒音が、却って大きくなってしまう場合がある。したがって、レゾネータの容積などのチューニングが必要となる。これに対し、本発明の吸気装置は、通気性部材により低周波こもり音を抑制するものである。このため、反共鳴が起こるおそれがない。したがって、本発明の吸気装置によるとチューニングが不要である。
【００１４】
また、本発明の吸気装置によると、吸気ダクトに絞り部を配置しなくてもよい。このため、燃焼室に供給される空気流量が小さくなることもない。したがって、所望のエンジン出力を簡単に確保することができる。
【００１５】
また、本発明の吸気装置は、通気性部材の外方に離間して、通気性部材を透過する透過音を遮る遮音壁を備えている。即ち、遮音壁は通気性部材の外方に離間しているため通気性部材と遮音壁の間は周壁が存在せず、通気性部材と遮音壁との間には外部に開放された空間が形成されている。吸気音を小さくするためには、透過音を大きくすればよいが、吸気音のみならず透過音も騒音の一因となる。
【００１６】
この点、本発明の吸気装置は、通気性部材の外方に離間して遮音壁を備えており、通気性部材と遮音壁との間には外部に開放された空間が形成されている。この遮音壁は、通気性部材を透過してきた透過音がさらに外方に漏れるのを抑制する。したがって、本発明の吸気装置によると、吸気音のみならず透過音をも抑制することができる。
【００１７】
（２）前記低周波こもり音の共鳴周波数は、２００Ｈｚ以下である構成とする方がよい。この周波数域に共鳴ピークがある低周波こもり音は、特に耳障りである。本構成によると、この耳障りな低周波こもり音を集中的に抑制することができる。
【００１８】
（３）吸気通路全長における定在波の共鳴モードの腹に相当する部位もしくは吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位がエアクリーナ部にある場合は、前記開口は、エアクリーナに開設されている構成とする方がよい。
【００１９】
つまり、本構成は、通気性部材および遮音壁をエアクリーナに配置するものである。エアクリーナの壁部は、吸気装置を形成する他の部材の壁部と比較して、面構成が平面である場合が多い。したがって、本構成によると、比較的簡単に開口を開設することができる。また、比較的簡単に通気性部材を配置することができ、比較的安価に製造できる。
【００２０】
好ましくは、エアクリーナ部に吸気ダクト側から水やダストが侵入してきた際通気性部材が目詰まりしてしまい内部から外部へ吸気脈動圧力を放出しづらくなり、所定の吸気音低減効果が得られなくなるため、エアクリーナの底壁部以外の壁部に開口を設け、そこに通気性部材を配設するとよい。
（４）吸気通路全長における定在波の共鳴モードの腹に相当する部位もしくは吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位がエアクリーナのクリーン側にある場合は、前記開口は、前記エアクリーナのクリーン側に開設されている構成とする方がよい。
【００２１】
エアクリーナは、エアフィルタにより、吸気口に連通する上流側すなわちダーティ側と、燃焼室に連通する下流側すなわちクリーン側とに分断されている。そして、吸気はエアフィルタを通過することにより濾過される。本構成は、通気性部材および遮音壁をクリーン側に配置するものである。本構成によると、吸気中の塵埃により通気性部材が目詰まりするおそれが小さくなる。
【００２２】
（５）吸気通路全長における定在波の共鳴モードの腹に相当する部位もしくは吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位がエアクリーナのダーティ側にある場合は、前記開口は、前記エアクリーナのダーティ側に開設されている構成としてもよい。
【００２３】
（６）吸気通路全長における定在波の共鳴モードの腹に相当する部位もしくは吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位がエアクリーナホース部にある場合は、前記開口は、前記エアクリーナとインテークマニホールドとを連通するエアクリーナホースの少なくとも一部に開設されている構成とする方がよい。
【００２４】
本構成は、エアクリーナホースに通気性部材および遮音壁を配置するものである。エアクリーナホースは、エアクリーナの下流側に配置されている。このため、本構成によると、吸気中の塵埃により通気性部材が目詰まりするおそれが小さくなる。
【００２５】
（７）吸気通路全長における定在波の共鳴モードの腹に相当する部位もしくは吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位が吸気ダクトにある場合は、前記開口は、吸気ダクトの一部に開設されている構成とする方がよい。
【００２６】
（８）好ましくは、前記通気性部材は、撥水性を有する構成とする方がよい。本構成によると、通気性部材の耐水性が向上する。このため、通気性部材の使用寿命が長くなる。
【００２７】
（９）好ましくは、前記遮音壁は、前記通気性部材からの透過音により面振動が生じないように遮音壁用制振部材を持つ構成とする方がよい。透過音が遮音壁に達すると、遮音壁自体が透過音により面振動するおそれがある。そして、この面振動により、遮音壁自体が音源となる新たな騒音が発生するおそれがある。
【００２８】
この点、本構成の遮音壁は、遮音壁用制振部材を備えている。したがって、本構成によると、遮音壁が面振動するおそれが小さい。このため、遮音壁自体が新たな騒音を発しにくい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の吸気装置の実施の形態について説明する。
【００３３】
（１）参考形態
まず、参考形態の吸気装置の構成について説明する。図１に、参考形態の吸気装置の概略図を示す。なお、この参考形態は本発明の吸気装置から遮音壁を除いたものである。図に示すように、吸気装置１は、吸気ダクト３と中高周波用レゾネータ４とエアクリーナ５とエアクリーナホース６とスロットルボディ７とインテークマニホールド２と通気性部材８とを備える。そして、これらの部材の内部には、吸気口３０からインテークマニホールド２に至る吸気通路１０が区画されている。
【００３４】
吸気ダクト３は、樹脂製であって円筒状を呈している。吸気ダクト３は、上流端に開設された吸気口３０により、自動車の外部と連通している。中高周波用レゾネータ４は、樹脂製であって箱状を呈している。中高周波用レゾネータ４は、吸気ダクト３の中程に、分岐して接続されている。中高周波用レゾネータ４の容積、形状などは、吸気音の中高周波域の共鳴ピークを下げられるようにチューニングされている。
【００３５】
エアクリーナ５は、ダーティ側ケース５０とクリーン側ケース５１とエレメント５２とを備える。図２に、エアクリーナ５の分解図を示す。図に示すように、ダーティ側ケース５０は、樹脂製であって上方に開口する箱状を呈している。ダーティ側ケース５０の側壁からは、ダクト接続筒５００が突設されている。ダクト接続筒５００は、図１に示す吸気ダクト３の下流端に接続されている。
【００３６】
クリーン側ケース５１は、樹脂製であって下方に開口する箱状を呈している。クリーン側ケース５１は、開口が伏せられた状態で、ダーティ側ケース５０の上方に配置されている。クリーン側ケース５１の側壁からは、ホース接続筒５１０が突設されている。また、クリーン側ケース５１の側壁内面および上底壁内面には、内面に沿うコ字状の補強リブ５３が、複数立設されている。また、クリーン側ケース５１の上底壁には、長方形状の開口８０が開設されている。なお、開口８０を、クリーン側ケース５１の上底壁に開設した理由は、予め行ったシミュレーション解析により、エアクリーナ５および吸気ダクト３の下流端付近に、片側開口端での定在波の共鳴二次モードの腹が位置することが判明したからである。クリーン側ケース５１の上底壁は、本発明の壁部に含まれる。開口８０からは、補強リブ５３が縞状に表出している。
【００３７】
エレメント５２は、ＰＥＴ不織布をひだ折り加工した長方形板状を呈している。エレメント５２は、ダーティ側ケース５０の開口縁とクリーン側ケース５１の開口縁との間に挟持固定されている。そして、エレメント５２は、ダーティ側ケース５０とクリーン側ケース５１とにより形成される閉空間を上下二室に仕切っている。
【００３８】
通気性部材８は、ＰＥＴ不織布製であって長方形板状を呈している。通気性部材８は織布製であってもよくＰＰ不織布製であってもよく、通気性を有する多孔質部材であればよい。通気性部材８は、前記補強リブ５３に下方から支持された状態で、前記開口８０を塞いでいる。通気性部材８は、例えばインサート成形や溶着などの公知の手段により開口８０周辺および補強リブ５３に固定されている。
【００３９】
図１に戻って、エアクリーナホース６は、ゴム製もしくは樹脂製であって蛇腹筒状を呈している。エアクリーナホース６の上流端は、図２に示す樹脂製のホース接続筒５１０に接続されている。エアクリーナホース６の下流端には、筒状のスロットルボディ７の上流端が接続されている。スロットルボディ７の下流端には、燃焼室に分岐接続されたインテークマニホールド２が接続されている。外部から吸入された空気は、吸気装置１内に区画された吸気通路１０を、吸気ダクト３→ダーティ側ケース５０→エレメント５２→クリーン側ケース５１→エアクリーナホース６→スロットルボディ７→インテークマニホールド２の順に通過し、燃焼室２０に流入する。
【００４０】
次に、参考形態の吸気装置１の効果について説明する。図３に、中高周波用レゾネータ４および補強リブ５３を配置しない場合の、吸気音の周波数分布を示す。なお、この周波数分布は、インテークマニホールド２下流側に配置したスピーカからホワイトノイズを発生させ、吸気口３０上流側に配置したマイクロホンにより吸気音を採取することにより測定した。図中、実線は図１４に示した通気性部材を持たない場合の周波数分布である。また、図中、点線は肉厚ｔ＝１ｍｍの通気性部材を持つ場合の周波数分布である。また、図中、一点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持つ場合の周波数分布である。通気性部材については、ＰＥＴ不織布原反面重量８４０ｇ／ｍ２、ＰＥＴ不織布原反板厚（熱間プレス前）５ｍｍのものを、熱間プレス成形にて板厚を変えることにより、ＰＥＴ不織布からの通気量を変えることにしている。
【００４１】
図に示すように、通気性部材を配置すると、低周波こもり音の共鳴ピークＥは低くなっている。具体的には、ｔ＝１ｍｍの場合は約３ｄＢ、ｔ＝２ｍｍの場合は約１０ｄＢ、それぞれ共鳴ピークＥが低くなっている。レゾネータによる共鳴ピーク低下効果が５ｄＢから１０ｄＢ程度であることに鑑みれば、通気性部材８はレゾネータとほぼ同等の共鳴ピーク低下効果を有することが判る。また、ｔ＝１ｍｍの場合よりもｔ＝２ｍｍの場合の方が、共鳴ピークＥの下がり幅が大きいことから、通気性部材の肉厚が厚い方が通気性が高く、より共鳴ピーク低下効果が大きいことが判る。また、特に３０Ｈｚ以上１５０Ｈｚ以下の範囲に低周波域において、共鳴ピーク低下効果が大きいことが判る。
【００４２】
参考形態の吸気装置１によると、低周波用のレゾネータは不要である。このため、吸気装置全体を小型化することができる。また、参考形態の吸気装置１の通気性部材８によると、反共鳴が起こるおそれがない。したがって、より簡単に低周波こもり音を抑制することができる。また、参考形態の吸気装置１によると、吸気ダクト３に絞り部を配置しなくても低周波こもり音を効果的に抑制できる。このため、所望のエンジン出力を簡単に確保することができる。
【００４３】
また、参考形態の吸気装置１は、制振部材として補強リブ５３を備えている。このため、通気性部材において空気の透過する面積が大きくても、通気性部材が面振動するおそれが小さい。上記補強リブ５３は、クリーン側ケース５１つまりエアクリーナケースと同材質であってもよく、エアクリーナケースを成形の際同時に成形してもよく、通気性部材８をエアクリーナケース成形時にインサート成形しエアクリーナケースと通気性部材８とを一体化するとともに通気性部材８と補強リブ５３とを同時に一体化させてもよい。また、参考形態の吸気装置１の通気性部材８は、エアクリーナケースのクリーン側に配置されている。このため、通気性部材８が吸気中の塵埃により目詰まりするおそれが小さい。
【００４４】
（２）第一実施形態
本実施形態と参考形態との相違点は、通気性部材の外方に遮音壁が配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００４５】
まず、本実施形態の吸気装置の構成上の相違点について説明する。図４に、本実施形態の吸気装置のエアクリーナの一部分解図を示す。なお、図２と対応する部位については同じ記号で示す。図に示すように、遮音壁８１は、樹脂製であって長方形板状を呈している。遮音壁８１の四隅には、ピン孔８１０が穿設されている。一方、クリーン側ケース５１の上底壁外面の四隅からは、ピン孔８１０に対向して、ピン８２が立設されている。ピン８２には、樹脂製であって円筒状のスペーサ８３が環装されている。そして、ピン８２は、円筒状のスペーサ８３を介して、ピン孔８１０に挿入係止されている。このスペーサ８３により遮音壁８１は通気性部材８より外方に所定の離間幅だけ離れてクリーン側ケース５１に固定されている。従って、通気性部材８と遮音壁８１との間の空間は外気に開放されている。
【００４６】
次に、本実施形態の吸気装置の参考形態とは異なる効果について説明する。図５に、中高周波用レゾネータ４を配置しない場合の、吸気音の周波数分布を示す。図中、実線は図１４に示した通気性部材を持たない場合の周波数分布である。また、図中、点線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材のみを持ち、遮音壁を持たない場合の周波数分布である。また、図中、一点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持ち、かつ通気性部材から離間幅Ｌ＝１ｍｍだけ離れて遮音壁が配置されている場合の周波数分布である。また、図中、二点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持ち、かつ通気性部材から離間幅Ｌ＝１０ｍｍだけ離れて遮音壁が配置されている場合の周波数分布である。
【００４７】
図に示すように、Ｌ＝１ｍｍの場合は、通気性部材のみを持ち遮音壁を持たない場合と比較して、低周波こもり音の共鳴ピークＥは高くなっている。また、Ｌ＝１０ｍｍの場合は、通気性部材のみを持ち遮音壁を持たない場合と比較して、低周波こもり音の共鳴ピークＥはほぼ同じ高さとなっている。このことから、離間幅Ｌが大きいほど、より吸気音低下効果は大きいことが判る。
【００４８】
図６に、中高周波用レゾネータ４を配置しない場合の、透過音の周波数分布を示す。なお、透過音は、遮音壁８１の外方にマイクロホンを配置することにより採取した。図中、実線は通気性部材を持たない場合の透過音の周波数分布である。また、図中、点線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材のみを持ち、遮音壁を持たない場合の周波数分布である。また、図中、一点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持ち、かつ通気性部材から離間幅Ｌ＝１ｍｍだけ離れて遮音壁が配置されている場合の周波数分布である。また、図中、二点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持ち、かつ通気性部材から離間幅Ｌ＝１０ｍｍだけ離れて遮音壁が配置されている場合の周波数分布である。
【００４９】
図に示すように、Ｌ＝１ｍｍの場合は、通気性部材のみを持ち遮音壁を持たない場合と比較して、約５ｄＢほど低周波こもり音の共鳴ピークＦは低くなっている。また、Ｌ＝１０ｍｍの場合も、通気性部材のみを持ち遮音壁を持たない場合と比較して、約５ｄＢほど低周波こもり音の共鳴ピークＦは低くなっている。ただし、周波数分布全域を見るとＬ＝１ｍｍの場合の方が、Ｌ＝１０ｍｍの場合よりも、各共鳴ピークは低くなっている。このことから、離間幅Ｌが小さいほど、より透過音低下効果は大きいことが判る。
【００５０】
図５および図６から、遮音壁８１を配置すると、遮音壁８１を配置せず通気性部材８のみを配置した場合と比較して、ほぼ同等の吸気音低下効果が得られることが判る。また、遮音壁８１を配置すると、遮音壁８１を配置せず通気性部材８のみを配置した場合と比較して、大きな透過音低下効果が得られることが判る。また、離間幅Ｌを変えることにより、吸気音と透過音とのバランスを採ることができることが判る。
【００５１】
したがって、本実施形態の吸気装置１によると、吸気音のみならず透過音をも抑制することができる。また、離間幅Ｌを変えることにより、吸気音と透過音とのバランスを最適化することができる。すなわち、離間幅Ｌは、例えばエンジンルームの遮音性や通気性部材の目詰まり防止効果などを考慮して、適切な値に設定すればよい。また、遮音壁８１自体がエアクリーナケースに配設する通気性部材８よりも通気性の低い通気性部材であってもよい。
【００５２】
（３）第二実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、通気性部材および遮音壁がダーティ側ケースに配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００５３】
まず、本実施形態の吸気装置の構成上の相違点について説明する。図７に、本実施形態の吸気装置のエアクリーナの分解図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ記号で示す。図に示すように、ダーティ側ケース５０の側壁には、長方形状の開口８０が開設されている。通気性部材８は、この開口８０を塞いでいる。また、遮音壁８１は通気性部材８の外方に配置されている。
【００５４】
次に、本実施形態の吸気装置の効果について説明する。図８に、中高周波用レゾネータ４を配置しない場合の、吸気音の周波数分布を示す。図中、実線は図１４に示した通気性部材を持たない場合の周波数分布である。また、図中、点線は肉厚ｔ＝１ｍｍの通気性部材を持つ場合の周波数分布である。また、図中、一点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持つ場合の周波数分布である。
【００５５】
図に示すように、通気性部材を配置すると、低周波こもり音の共鳴ピークＥは低くなっている。具体的には、ｔ＝１ｍｍの場合は約５ｄＢ、ｔ＝２ｍｍの場合は約１０ｄＢ、それぞれ共鳴ピークＥが低くなっている。このことから、通気性部材８はレゾネータとほぼ同等の共鳴ピーク低下効果を有することが判る。また、ｔ＝１ｍｍの場合よりもｔ＝２ｍｍの場合の方が、共鳴ピークＥの下がり幅が大きいことから、通気性部材の肉厚が厚い場合すなわち通気性部材の通気性が高い場合には、より共鳴ピーク低下効果が大きいことが判る。また、特に３０Ｈｚ以上１５０Ｈｚ以下の範囲に低周波域において、共鳴ピーク低下効果が大きいことが判る。本実施形態の吸気装置１の場合も、低周波こもり音を抑制することができる。
【００５６】
（４）第三実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、通気性部材および遮音壁が吸気ダクト下流端付近に配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００５７】
まず、本実施形態の吸気装置の構成上の相違点について説明する。図９に、本実施形態の吸気装置の吸気ダクトおよびエアクリーナの分解図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ記号で示す。図に示すように、吸気ダクト３の下流端付近の側周壁には、長方形状の開口８０が開設されている。通気性部材８は、この開口８０を塞いでいる。また、遮音壁８１は通気性部材８の外方に配置されている。
【００５８】
次に、本実施形態の吸気装置の効果について説明する。図１０に、中高周波用レゾネータ４を配置しない場合の、吸気音の周波数分布を示す。図中、実線は図１４に示した通気性部材を持たない場合の周波数分布である。また、図中、点線は肉厚ｔ＝１ｍｍの通気性部材を持つ場合の周波数分布である。また、図中、一点鎖線は肉厚ｔ＝２ｍｍの通気性部材を持つ場合の周波数分布である。
【００５９】
図に示すように、通気性部材を配置すると、低周波こもり音の共鳴ピークＥは低くなることが判る。また、通気性部材の肉厚が厚い場合すなわち通気性部材の通気性が高い場合には、より共鳴ピーク低下効果が大きいことが判る。また、特に３０Ｈｚ以上１５０Ｈｚ以下の範囲に低周波域において、共鳴ピーク低下効果が大きいことが判る。本実施形態の吸気装置１の場合も、低周波こもり音を抑制することができる。
【００６０】
（５）第四実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、遮音壁がカップ状を呈している点である。また、遮音壁が遮音壁用制振リブを備えている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００６１】
図１１に本実施形態の吸気装置のエアクリーナの断面図を示す。なお、図４と対応する部位については同じ記号で示す。図に示すように、遮音壁８１は、クリーン側ケース５１方向に開口するカップ状を呈している。すなわち、遮音壁８１は、通気性部材８をちょうど包み込むように配置されている。また、遮音壁８１の上底壁下面からは、遮音壁用制振リブ８１１が立設されている。遮音壁用制振リブ８１１は、本発明の遮音壁用制振部材に含まれる。
【００６２】
本実施形態によると、遮音壁８１がカップ状を呈している。このため、遮音性が高くなる。また、遮音壁８１が遮音壁用制振リブ８１１を備えている。このため、遮音壁８１自体が振動し騒音を発生するおそれが小さい。
【００６３】
（６）第五実施形態
本実施形態と第四実施形態との相違点は、遮音壁用制振リブの代わりに、遮音壁のカップ内面に不織布層が配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００６４】
図１２に本実施形態の吸気装置のエアクリーナの断面図を示す。なお、図１１と対応する部位については同じ記号で示す。図に示すように、遮音壁８１のカップ内面には、ＰＥＴ不織布製の不織布層８１２が積層されている。
【００６５】
本実施形態によると、不織布層８１２により、通気性部材８から漏れる透過音を低減させることができる。このため、透過音低減効果が高い。
【００６６】
（７）その他
以上、本発明の吸気装置の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することもできる。
【００６７】
例えば、上記実施形態においては、エアクリーナまたは吸気ダクト下流端付近に通気性部材を配置した。しかしながら、他の部材が定在波の共鳴モードの腹に相当する場合は、例えばエアクリーナホースなどの他の部材に通気性部材を配置してもよい。
【００６８】
また、上記各実施形態においては、エアクリーナまたは吸気ダクト下流端付近に、それぞれ単一の通気性部材を配置した。しかしながら、複数の通気性部材を組み合わせて配置してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態においては、ＰＥＴ不織布製の通気性部材を配置した。しかしながら、例えばＰＰ不織布製、濾紙製、あるいはポリウレタン発泡体やポリエチレン発泡体やポリ塩化ビニル発泡体などの発泡樹脂製の通気性部材を配置してもよい。また、上記第二実施形態において、エアクリーナをエンジンのシリンダヘッド上面に搭載すると、シリンダヘッド上壁を遮音壁として利用することができる。こうすると、部品点数が少なくなる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によると、小型化が可能で、所望のエンジン出力を確保でき、かつ低周波こもり音を抑制できる吸気装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考形態の吸気装置の概略図である。
【図２】 参考形態の吸気装置のエアクリーナの分解図である。
【図３】 参考形態の吸気装置の吸気音の周波数分布を示すグラフである。
【図４】 第一実施形態の吸気装置のエアクリーナの一部分解図である。
【図５】 第一実施形態の吸気装置の吸気音の周波数分布を示すグラフである。
【図６】 第一実施形態の吸気装置の透過音の周波数分布を示すグラフである。
【図７】 第二実施形態の吸気装置のエアクリーナの分解図である。
【図８】 第二実施形態の吸気装置の吸気音の周波数分布を示すグラフである。
【図９】 第三実施形態の吸気装置の吸気ダクトおよびエアクリーナの分解図である。
【図１０】 第三実施形態の吸気装置の吸気音の周波数分布を示すグラフである。
【図１１】 第四実施形態の吸気装置のエアクリーナの断面図である。
【図１２】 第五実施形態の吸気装置のエアクリーナの断面図である。
【図１３】 従来の吸気装置の概略図である。
【図１４】 従来の吸気装置の吸気音の周波数分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１：吸気装置、１０：吸気通路、２：インテークマニホールド、２０：燃焼室、３：吸気ダクト、３０：吸気口、４：中高周波用レゾネータ、５：エアクリーナ、５０：ダーティ側ケース、５００：ダクト接続筒、５１：クリーン側ケース、５１０：ホース接続筒、５２：エレメント、５３：補強リブ（制振部材）、６：エアクリーナホース、７：スロットルボディ、８：通気性部材、８０：開口、８１：遮音壁、８１０：ピン孔、８１１：遮音壁用制振リブ（遮音壁用制振部材）、８１２：不織布層、８２：ピン、８３：スペーサ、Ｅ：共鳴ピーク、Ｆ：共鳴ピーク。
Claims (9)
- 外部に開口する吸気口と、該吸気口とエンジンの燃焼室とを連通する吸気通路と、を持つ吸気装置であって、
該吸気口から漏れる低周波こもり音を抑制するため、該吸気通路を区画する壁部のうち、該吸気通路全長における定在波の共鳴モードの腹に相当する部位もしくは該吸気通路の中で低周波域の音圧レベルの高い部位には開口が開設され、該開口は通気性部材により塞がれており、該通気性部材の外方に離間して、該通気性部材を透過する透過音を遮る遮音壁を持ち、該通気性部材と該遮音壁との間には外部に開放された空間が形成されていることを特徴とする吸気装置。 - 前記低周波こもり音の共鳴周波数は、２００Ｈｚ以下である請求項１に記載の吸気装置。
- 前記開口は、エアクリーナに開設されている請求項１に記載の吸気装置。
- 前記開口は、前記エアクリーナのクリーン側に開設されている請求項３に記載の吸気装置。
- 前記開口は、前記エアクリーナのダーティ側に開設されている請求項３に記載の吸気装置。
- 前記開口は、前記エアクリーナとインテークマニホールドとを連通するエアクリーナホースの少なくとも一部に開設されている請求項１に記載の吸気装置。
- 前記開口は、吸気ダクトの一部に開設されている請求項１に記載の吸気装置。
- 前記通気性部材は、撥水性を有する請求項１に記載の吸気装置。
- 前記遮音壁は、前記通気性部材からの透過音により面振動が生じないように遮音壁用制振部材を持つ請求項１に記載の吸気装置。
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