JPH08286673A

JPH08286673A - 吸音ダクト構造体

Info

Publication number: JPH08286673A
Application number: JP7085233A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Watanabe; 恭一渡辺; Koichi Nemoto; 好一根本; Hiroshi Sugawara; 浩菅原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-04-11
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】低周波数から高周波数の全周波数域において
優れた吸音特性を有する吸音ダクト構造体を提供するこ
と。【構成】断面形状を問わない基ダクトの内径を基準と
し、内径を拡張した断面形状を問わない部位を有し、該
拡張した部位の断面中心が前記基ダクトの断面中心に一
致し又は一致せず、前記拡張した部位の長さ方向の形状
を問わないダクトにおいて、前記拡張した部位の内部に
長さ方向又は断面方向の一部位、複数部位若しくは全体
に吸音材を設置することを特徴とする吸音ダクト構造
体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸音を目的とした吸音ダ
クト構造体に関し、特に低周波数から高周波数の全周波
数域において優れた吸音特性を有する吸音ダクト構造体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体の吸排気システム内の騒音は、送風
機の発生音、ブロアー、高圧弁及びノズル等の気流音、
内燃機関やガス発生機の吸排気音、オイル又はガスバー
ナーの燃焼音を音源としており、この騒音を低減させる
ために消音器等が用いられている。また、ダクト内を流
れる流体の速度によっては、高周波領域に周波数特性を
有する気流音が発生するため、この騒音を減衰させるた
めに一部でグラスウール等の吸音材も使用されている。

【０００３】従来、この騒音を低減させるために、流体
とダクトとの抵抗をできる限り小さくし、音源となる音
響エネルギーを極力減衰させたり、吸音材や消音器等を
取付けたりしていた。しかしながら、消音器などの構造
体は特定周波数の吸音には効果があるが、全周波数域に
効果を持たせることができず、また吸音材は比較的高周
波数の騒音にしか効果は得られなかった。

【０００４】一方、内燃機関の吸気騒音はエンジンの吸
気による脈動を音源とし、主として５００Ｈｚ以下の低
周波数である。この吸気音を低減させるために主として
レゾネータやサイドブランチ等の吸音構造体を設置して
いるが、これらの構造体には特定周波数に起因する周波
数を減衰させる効果しかないため、全周波数の吸音を行
うためには、多数の構造体を設置する必要があった。

【０００５】この騒音を低減させるために、気化器とエ
アクリーナとを連結する吸気管に多数の小孔を設け、更
に小孔部の外側に吸音材を装着するタイプ（特開昭５３
−１４８６１７号公報、実開昭５５−１６７５６２号公
報）と、内燃機関側とエアクリーナエレメント側とを仕
切る仕切り壁を配置し、この仕切り壁に絞り孔を設けた
タイプ（特開昭６４−５３０５５号公報）とが提案され
ている。

【０００６】また、特定周波数の吸音を意図したレゾネ
ータ（共鳴型消音機）を用いたものに、エレメント室の
中心部に配設したレゾネータ内蔵型エアクリーナ（特開
昭６２−１１０７２２号公報）と、内燃機関の吸気管圧
力変化に応じて共鳴室容積を変化させる共鳴周波数可変
型レゾネータ（特開昭５５−６０４４４号公報）と、エ
ンジンの回転数の変化によって生ずる吸気圧変化に応じ
てレゾネータの容積を制御するタイプ（特開平２−１９
６４４号公報）とが提案されている。

【０００７】更に、エアクリーナケースや各ダクトに減
衰を目的としたバイパスチューブを用いたタイプ（特開
平５−１８３２９号公報）と、特殊な共鳴ダクトをエア
クリーナケースに連通接続して特定周波数領域の共鳴を
減衰させるタイプ（特開平５−１８３３０号公報）とが
提案されている。また、吸音材を用いたものに開口端近
傍に吸音材を設置したタイプ（特開昭５３−１４８６７
号公報）が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された従来の吸音材を用いたタイプでは、特定
周波数を選択的に低減させることが困難であると共に、
特に５００Ｈｚ以下の低周波数領域の吸音を効果的に行
うことができないという欠点があった。

【０００９】また、サンドブランチやレゾネータ等の吸
音構造体を用いるタイプでは、特定周波数のみを低減さ
せるには有効であるが、幅広い周波数領域において吸音
を行うことは困難であるという欠点があった。

【００１０】更に、車両用吸音材のように限られたスペ
ース内に用いる場合には、大きな背後空気層や大容量の
レゾネータ等を使用することは困難であるため、低周波
領域の吸音は困難であった。加えて、車両の吸気系にお
いては、エンジンの回転数に応じて変化はあるものの、
基本的には５００Ｈｚ以下の低周波数の騒音が問題とな
っている。

【００１１】従って本発明の目的は、５００Ｈｚ以下の
領域において吸音性能を任意に設定することができ、ま
た高周波数側であっても十分な吸音性能を有し、更にス
ペースを取らないコンパクトな吸音構造体を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
断面形状を問わない基ダクトの内径を基準とし、内径を
拡張した断面形状を問わない部位を有し、該拡張した部
位の断面中心が基ダクトの断面中心に一致し又は一致せ
ず、前記拡張した部位の長さ方向の形状を問わないダク
トにおいて、前記拡張した部位の内部に長さ方向又は断
面方向の一部位、複数部位若しくは全体に吸音材を設置
することを特徴とする吸音ダクト構造体により達成され
た。

【００１３】以下、本発明について更に詳細に説明す
る。ダクトの内部に流れる空気によって引き起こされる
騒音は、主として５００Ｈｚ以下の低周波領域の共鳴音
と、中に形成される比較的高周波数の気流音とである。
従来、これらの全周波数に幅広い騒音域の吸音は一つの
吸音構造体では困難であった。

【００１４】一般に、内径を拡張したダクトは一種の空
洞形消音器を形成し、比較的低周波数の減衰に効果があ
り、内部の吸音材は多孔質材料型吸音構造により、中・
高周波側の吸音に効果があることが知られている。

【００１５】しかしながら、これらのダクトを単に組み
合わせただけでは全周波数に効果を有する吸音構造体と
なり得ない。これは空洞型消音器（ダクト型）の拡張効
果が吸音効果として現れるので、一般的には拡張効果は
大きいほうが低周波側の低減効果が大きくなるが、その
中に吸音材を設置し、高周波側の吸音をしようとする
と、その有効体積が吸音材に占められるため低周波域で
の吸音が成立しないためである。

【００１６】また、吸音材を高密度にして高周波側の吸
音を達成しようとすると、高密度なために通気性が劣
る。更に、ダクト内では高密度の吸音材が一種の外壁に
なり、ダクトの拡張効果がなくなるため、低周波域での
吸音性能が低下する。逆に吸音材の密度を下げると高周
波域での吸音性能が低下する。

【００１７】本発明者らは、この騒音を低減させるため
に鋭意検討した結果、内径を拡張した拡張ダクトと、そ
の中に設置された吸音材との特殊な組み合わせにより、
上記の背反する性能を合致させることに成功し、本発明
に到達した。

【００１８】本発明の吸音ダクト構造体は、丸型断面、
四角断面及び楕円断面等を基本とするダクト（以下、基
ダクトとする）に内径を拡張させた部位（以下、拡張ダ
クトとする）を有する必要がある。この拡張部位の断面
形状としては、特に制限されず、丸断面の基ダクトに楕
円の拡張ダクトを有する構造体や楕円形状の基ダクトに
楕円形状の拡張ダクトを有する構造等様々な組み合わせ
が挙げられる。

【００１９】基ダクトの断面中心と拡張ダクトの断面中
心とは一致しても一致しなくとも良く、基ダクトの外周
と拡張ダクトの外周とが一辺で接しているような極端な
配置でも良い。また、拡張ダクト部の両側に位置する２
つの基ダクトの断面中心も、もう片方の断面中心と一致
しても一致しなくとも良い。更に、２つの基ダクトの断
面中心と拡張ダクト部の断面中心の３つの断面中心が一
致しても、２つの断面中心が一致しても良く、またそれ
ぞればらばらであっても有効である。

【００２０】上記の拡張ダクトの断面中心と基ダクトの
断面中心との関係は、吸音ダクトを設置するスペースの
制約により左右されるが、目的とする５００Ｈｚ以下の
周波数の吸音性能には左右されないことが実験により確
認されている。

【００２１】しかしながら、１ｋＨｚ以上の高周波数領
域においては、上記基ダクトと拡張ダクトの位置関係は
吸音性能に影響を与えるので、それぞれ３つの断面中心
が均等に拡散している状態が好ましく、特に２つの基ダ
クトの断面中心はできるだけ離れているほうが好まし
い。

【００２２】これらの位置関係は吸音ダクトを取付ける
場所のスペースに大きく依存され、特に車両のエンジン
ルーム内に設置する場合には、フロントタイヤハウス形
状やバッテリー等の位置により、拡張ダクトの断面形状
やダクトの中心位置は変化する。本発明においては拡張
ダクトの長さ方向の形状についても特に制限されず、例
えば円柱状、円錐状、四角錐状及び開部の部分スペース
に合致した形状など様々なタイプを使用することができ
る。

【００２３】空洞型消音器では消音要素を適切にモデル
化することにより、透過損失ＴＬを理論的に計算するこ
とができる。その理論式を下記数１に示す。

【数１】ＴＬ＝１０ log｜１＋｛１／２（ｍ−１／ｍ）
sin²ｋＬ｝²｜ｍ：内径の拡張比ｋ：波長定数ｋ＝２πｆ／Ｃ（ｆ：振動数、Ｃ：音
速）Ｌ：拡張部長さ

【００２４】上記数１に示すように、ダクトの拡張比を
大きくすることにより減衰量が増加し、またダクト長を
長くすることにより全周波数域での減衰効果（特に低周
波数域に顕著）が得られることが判る。しかしながら、
本発明の吸音ダクト構造体は空洞型消音器の内部に吸音
材を設置する構成になっているので、上記理論式だけで
は説明がつかない。

【００２５】本発明においては、拡張ダクトの内径は基
ダクトの内径の１．１〜５倍の範囲であることが好まし
い。拡張比が１．１倍よりも小さいと減衰効果が殆どな
く、吸音ダクトの性能を満足しない。一方、５倍を超え
る拡張比を有するダクトを持つ構造体は、スペース的に
現実的ではない。特に車両のエンジンルーム内に使用す
るには、できるだけ小さな構造体であることが好まし
く、５倍を超える拡張比の拡張ダクトを使用することは
できない。尚、拡張比は減衰量に影響を与えるので、で
きるだけ拡張比の大きいほうが音の減衰量が大きく、吸
音ダクトとしての効果が大きい。

【００２６】また、拡張ダクトの長さ方向の長さは１〜
２００ｃｍの範囲であることが好ましい。拡張ダクトの
長さが１ｃｍ未満である吸音ダクト構造体では、拡張比
を上げても消音効果が小さく不適当である。一方、２０
０ｃｍを超える長さを有する拡張ダクト持つ構造体で
は、スペース的に現実的ではない。特に車両のエンジン
ルーム内に使用する場合にはできる限り、小さな構造体
を使用することが好ましく、２００ｃｍを超える長さの
拡張ダクトを使用することはできない。尚、拡張ダクト
の長さも拡張比と同様に減衰量に影響を与えるので、で
きる限り長い拡張ダクトを使用するほうが低周波域の減
衰効果が大きく、高周波数側にもその効果は大きい。

【００２７】本発明においては、拡張したダクト内部の
少なくとも１箇所以上の部位に繊維集合体たる吸音材を
設置させることが好ましい。この繊維集合体はダクト内
部に直接設置しても良く、また吸音材の厚さだけダクト
の内径を拡張して、通気抵抗を上げないように設置して
も良い。

【００２８】ダクトの内径を大きくすることにより、空
洞型消音器を形成させる効果があり、吸音性能を向上さ
せる効果もある。この際、吸音材の厚さ以上にダクトの
内径を大きくすることにより、吸音材の効果と空洞型消
音器の効果を併合させることができ、吸音性能を向上さ
せることができる。

【００２９】拡張ダクト内部に設置される吸音材は、平
均径が０．１〜６０μｍの範囲にある短繊維及び／又は
長繊維から構成される繊維集合体であることが好まし
い。吸音材の性能は吸音材を構成する繊維集合体の平均
繊維径に依存するので、繊維が細いほど吸音性能を向上
させることができる。しかしながら、平均径が０．１μ
ｍ未満の繊維は一般的でなく、繊維自体の剛性も小さい
ため、ダクト内の気流中に設置することは困難である。
また、繊維の剛性が小さすぎると吸音材の性能の一つと
される嵩高性を付与することが難しく、更には繊維自体
の結合力も小さいため、気流中で吸音材中から繊維が抜
け易くなる。一方、繊維を太くすると吸音性能が低下す
るため、平均径が６０μｍを超える繊維を用いると吸音
性能を満足することはできない。

【００３０】本発明に係る吸音材を構成する繊維集合体
を形成する繊維は、規定された繊維径の範囲内である限
り、天然繊維でも合成繊維でも良いが、特に繊維の太さ
や繊維の単位長さ、また繊維体の分布等全て規定するこ
とができ、常に同じものを作製することができ、均一な
密度分布の作製が可能な合成繊維を使用することが好ま
しい。

【００３１】本発明においては、繊維集合体を構成する
合成繊維としては、公知の合成繊維の中から適宜選択し
て使用することができ、例えばナイロン、ポリアクリロ
ニトリル、ポリアセテート、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、線状ポリエステル、ポリアミド等を好適に使用す
ることができる。これらの合成繊維の中でも、特に吸音
材のリサイクルや同時一体成形性、形状を維持すること
ができる等のメリットを鑑みると軟化点の異なる繊維の
配合が可能なポリエステル繊維やポリプロピレン繊維を
使用することが好ましい。

【００３２】このポリエステル繊維は溶融紡糸法で作製
された平均径１０〜４０μｍの範囲にあるものが好まし
い。溶融紡糸法では平均径１０μｍ未満のポリエステル
繊維を作製することが困難であり、逆に４０μｍを超え
ると繊維の表面積に依存する吸音性能を確保することが
困難となる。また、溶融紡糸法で作製されたポリエステ
ル繊維は、最も一般的であり経済的である。

【００３３】メルトブローン法で作製されたポリプロピ
レン繊維は、超極細繊維を作製することができるので、
吸音性能を向上させることができる。このポリプロピレ
ン繊維は平均径が１〜１５μｍの範囲であるものが好ま
しい。メルトブローン法では平均径が１μｍ未満のポリ
プロピレン繊維を作製することは困難であり、逆に１５
μｍを超えると、経済性に劣る。

【００３４】良好な吸音性能を得るためには、メルトブ
ローン法により作製されたポリプロピレン繊維が有効で
あるが、平均径が１５μｍを超える繊維を作製する場合
には、性能や経済性の観点から、溶融紡糸法により作製
されたポリエステル繊維が有効となる。

【００３５】吸音材自体の剛性は極細繊維では得られな
いため、これらの２繊維を混合することによって、吸音
性能と剛性とを併せ持つ吸音材としても良く、特に気流
が強い所に用いる場合などに非常に効果がある。

【００３６】また、吸音材を成形し設置する場合などに
使用される繊維集合体には、軟化点が少なくとも２０℃
異なる繊維を配合することが好ましい。このように軟化
点が少なくとも２０℃異なる繊維を配合することによっ
て、繊維集合体としての形状を維持させながら、加熱し
プレス成形して製品を作製することができる。

【００３７】一方、軟化点の差が２０℃より小さくなる
と、その軟化点の差に応じて一部の繊維のみを軟化させ
る温度範囲で、その軟化する繊維をバインダーとして繊
維集合体に形状を付与させることができなくなる。即
ち、繊維集合体が軟化し融解することが考えられ、この
結果、繊維集合体を維持することができなくなり、不都
合となる。

【００３８】また、ニードルパンチ等の工法を用いて繊
維体を成形し繊維集合体としたものも有効である。この
繊維集合体は軟化点の等しい、一種類の繊維のみで不織
布を作製することが可能であり、比較的高価な軟化点の
異なる繊維を用いることなく吸音構造体を形成すること
ができる。

【００３９】このようにして成形された吸音材の面密度
は５０〜４０００ｇ／ｍ²の範囲であることが好まし
い。吸音材の面密度が５０ｇ／ｍ²未満になると、吸音
材としての性能を確保することができない。逆に、４０
００ｇ／ｍ²を超えると、重量が増加し、またそれに伴
うコストが超過する割りには性能が向上せず効果的で無
いばかりか、この面密度の増加に伴い、吸音材自体の通
気量が減少するため、吸音材で壁ができてしまい、ダク
トのみのものと減衰効果は変わらない。

【００４０】本発明においては、ダクト内の気体流によ
って設置した吸音材が流されることを防止するため、拡
張ダクト部内に基ダクトと同等の断面を有する開口率が
３０〜９０％の範囲にある筒状の内管を取り付けること
が好ましい。この内管は拡張ダクトの内部に位置し、２
つの基ダクトに連結され設置される。吸音材は基ダクト
と拡張ダクトとのスペースに充填される。内管の開口率
は吸音性能に依存するため、開口率はできるだけ高いほ
うが望ましい。しかしながら、開口率が高すぎると吸音
材を設置することが困難になる。

【００４１】このような観点から、開口率が３０％未満
になると音の減衰量が小さくなり不適当であり、逆に９
０％を超えると吸音材を気流に十分耐えうるように設置
することが困難になる。開口部の穴の形状は特に限定さ
れず、例えば丸型や四角等であっても十分に性能を発揮
することができる。

【００４２】吸音ダクトの性能と吸音材の設置条件とを
検討すると、内管の開口率は５０〜８０％の範囲である
ことが最も好ましい。吸音材は管状の構造物に限られ
ず、抑え棒的な構造物であることもできるが、特に制限
されない。

【００４３】本発明においては、拡張ダクト内に設置し
た吸音材から繊維の抜けを防止するために繊維集合体の
内管側面又は全面に、平均繊維長が１〜１００ｃｍ、平
均径が１〜３０μｍ、面密度が２０〜２００ｇ／ｍ²の
範囲にある合成繊維から成る不織布を設置することが好
ましい。

【００４４】これらの繊維は布状の不織布又は織布に成
形される。不織布の場合にはニードルパンチ製法又は布
の一部を熱融着させて成形することにより、布の剛性を
向上することができると共に、通気性も確保することが
できる。また、構成繊維として平均繊維長が１０ｃｍ以
上の長繊維だけを用いることにより、更に布の剛性を向
上させることができる。

【００４５】本発明の吸音ダクト構造体は図１０に示す
ような車両用のエアクリーナーシステム内のダクトに用
いることが特に有効である。ここで、５はインテークマ
ニホールド、６はエアクリーナ室、７は吸音ダクト構造
体、８は吸気ダクトを示す。この吸音ダクト構造体は流
路を狭め、通気抵抗を上げること無く、ダクト上の任意
の場所に設定することができ、エンジンの吸気により発
生する騒音は車両騒音の音源を効率良く吸音することが
できる。また、この吸音ダクト構造体は、低周波数域の
みならず、中・高周波数域にも高い吸音特性を有し、非
常に効果的な騒音の低減を行うことができる。

【００４６】更に、この目的のためにエアクリーナーに
取り付けてあるレゾネータや共鳴ダクトの一部又は全て
を取り除くことが可能となる。これはエンジン内スペー
スの確保と、付属部品撤去のコスト効果とがあり、非常
に有効である。

【００４７】

【作用】次に、本発明の作用を説明する。本発明の吸音
ダクト構造体を家屋の送風機ダクト上や車両用エアクリ
ーナシステム用エアダクト上に設置した結果、低周波数
領域のみならず、中・高周波数領域においても高い吸音
性能を有するコンパクトな吸音ダクト構造体となること
を確認することができた。

【００４８】

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。

【００４９】実施例１丸断面の基ダクト（直径５ｃｍ）と拡張比１．１倍の丸
断面拡張ダクト部２０ｃｍを有し、基ダクトの断面中心
と拡張ダクト部の断面中心とが一致する吸音ダクト構造
（形状Ａ：図１参照）で、拡張されたダクト部内に平均
繊維径が３〜５μｍの範囲にあるポリプロピレン（以
下、ＰＰと略す）より構成された面密度８００ｇ／ｍ²
の吸音材を設置し、基ダクトと同等の断面を有する開口
率８０％の筒状のダクトにより拡張部内に挟むように設
置して吸音ダクト構造体（１）を作製した。尚、図９に
形状Ａの吸音ダクト構造体の断面図を示す。

【００５０】実施例２拡張ダクト部の拡張比を２倍とした他は、実施例１と全
く同様にして吸音ダクト構造体（２）を作製した。

【００５１】実施例３拡張ダクト部の拡張比を３倍とした他は、実施例１と全
く同様にして吸音ダクト構造体（３）を作製した。

【００５２】実施例４拡張ダクト部の拡張比を４倍とした他は、実施例１と全
く同様にして吸音ダクト構造体（４）を作製した。

【００５３】実施例５拡張ダクト部の拡張比を５倍とした他は、実施例１と全
く同様にして吸音ダクト構造体（５）を作製した。

【００５４】実施例６拡張ダクト部の長さを５ｃｍとした他は、実施例３と全
く同様にして吸音ダクト構造体（６）を作製した。

【００５５】実施例７拡張ダクト部の長さを５０ｃｍとした他は、実施例３と
全く同様にして吸音ダクト構造体（７）を作製した。

【００５６】実施例８拡張ダクト部の長さを１００ｃｍとした他は、実施例３
と全く同様にして吸音ダクト構造体（８）を作製した。

【００５７】実施例９拡張ダクト部の長さを１８０ｃｍとした他は、実施例３
と全く同様にして吸音ダクト構造体（９）を作製した。

【００５８】実施例１０吸音材の面密度を５０ｇ／ｍ²とした他は、実施例３と
全く同様にして吸音ダクト構造体（１０）を作製した。

【００５９】実施例１１吸音材の面密度を１００ｇ／ｍ²とした他は、実施例３
と全く同様にして吸音ダクト構造体（１１）を作製し
た。

【００６０】実施例１２吸音材の面密度を４００ｇ／ｍ²とした他は、実施例３
と全く同様にして吸音ダクト構造体（１２）を作製し
た。

【００６１】実施例１３吸音材の面密度を２０００ｇ／ｍ²とした他は、実施例
３と全く同様にして吸音ダクト構造体（１３）を作製し
た。

【００６２】実施例１４吸音材の面密度を４０００ｇ／ｍ²とした他は、実施例
３と全く同様にして吸音ダクト構造体（１４）を作製し
た。

【００６３】実施例１５吸音材を平均繊維径１０〜２０μｍの範囲にあるポリエ
ステル（以下、ＰＥＴと略す）より構成された面密度８
００ｇ／ｍ²の吸音材とした他は、実施例３と全く同様
にして吸音ダクト構造体（１５）を作製した。

【００６４】実施例１６吸音材の面密度を２０００ｇ／ｍ²とした他は、実施例
１５と全く同様にして吸音ダクト構造体（１６）を作製
した。

【００６５】実施例１７丸断面の基ダクト（直径５ｃｍ）と拡張比３倍の丸断面
拡張ダクト部２０ｃｍとを有し、基ダクトの断面中心と
拡張ダクト部の断面中心とが一致する吸音ダクト構造
（形状Ａ）で、拡張されたダクト部内に、平均繊維径が
３〜５μｍの範囲にあるＰＰより構成された面密度８０
０ｇ／ｍ²の吸音材を設置して吸音ダクト構造体（１
７）を作成した。

【００６６】実施例１８丸断面の基ダクト（直径５ｃｍ）と拡張比３倍の丸断面
拡張ダクト部２０ｃｍを有し、基ダクトの断面中心と拡
張ダクト部の断面中心とが一致する吸音ダクト構造（形
状Ａ）で、拡張されたダクト部内に、平均繊維径が３〜
５μｍの範囲にあるＰＰより構成された面密度８００ｇ
／ｍ²の吸音材を面密度１００ｇ／ｍ²の長繊維より構
成された不織布を表皮として被ったものを設置し、基ダ
クトと同等の断面を有する開口率８０％の筒状のダクト
により拡張部内に挟むように設置して吸音ダクト構造体
（１８）を作成した。

【００６７】実施例１９丸断面の基ダクト（直径５ｃｍ）と拡張比３倍の丸断面
拡張ダクト部２０ｃｍを有し、基ダクトの断面中心と拡
張ダクト部の断面中心とが一致する吸音ダクト構造（形
状Ａ）で、拡張されたダクト部内に、平均繊維径が３〜
５μｍの範囲にあるＰＰより構成された面密度８００ｇ
／ｍ²の吸音材を面密度１００ｇ／ｍ²の長繊維より構
成された不織布を表皮として被ったものを設置して吸音
ダクト構造体（１９）を作成した。

【００６８】実施例２０丸断面の基ダクト（直径５ｃｍ）と拡張比３倍の楕円断
面の拡張ダクト部２０ｃｍを有し、基ダクトの断面中心
と拡張ダクト部の断面中心とが一致する吸音ダクト構造
（形状Ｂ：図２参照）で、拡張されたダクト部内に、平
均繊維径が３〜５μｍの範囲にあるＰＰより構成された
面密度８００ｇ／ｍ²の吸音材を設置し、基ダクトと同
様の断面を有する開口率８０％の筒状のダクトにより拡
張部内に挟むようにして設置して吸音ダクト構造体（２
０）を作成した。

【００６９】実施例２１丸断面の基ダクト（直径５ｃｍ）と拡張比３倍の丸断面
の拡張ダクト部２０ｃｍを有し、基ダクトの断面中心、
拡張ダクト部の断面中心及び反対側の基ダクトの断面中
心が共に５ｃｍ離れている吸音ダクト構造（形状Ｃ：図
３参照）で、拡張されたダクト部内に、平均繊維径が３
〜５μｍの範囲にあるＰＰより構成された面密度８００
ｇ／ｍ²の吸音材を設置し、基ダクトと同等の断面を有
する開口率８０％の筒状のダクトにより拡張部内に挟む
ように設置して吸音ダクト構造体（２１）を作成した。

【００７０】実施例２２丸断面の基ダクト（直径５ｃｍ）と平均拡張比３倍の丸
断面で、長さ方向に紡錘形の拡張ダクト部２０ｃｍを有
し、基ダクトの断面中心と拡張ダクト部の断面中心とが
一致している吸音ダクト構造体（形状Ｄ：図４参照）
で、拡張されたダクト部内に、平均繊維径が３〜５μｍ
の範囲にあるＰＰより構成された面密度８００ｇ／ｍ²
の吸音材を設置し、基ダクトと同等の断面を有する開口
率８０％の筒状のダクトにより拡張部内に挟むように設
置して吸音ダクト構造体（２２）を作製した。

【００７１】実施例２３丸断面の基ダクト（直径５ｃｍ）と拡張比３倍の四角断
面で、長さ方向に均一でない形状を有する拡張ダクト部
２０ｃｍを有し、基ダクトの断面中心、拡張ダクト部の
断面中心及び反対側の基ダクトの断面中心が共に５ｃｍ
離れている吸音ダクト構造（形状Ｅ：図５参照）で、拡
張されたダクト部内に、平均繊維径が３〜５μｍの範囲
にあるＰＰより構成された面密度８００ｇ／ｍ²の吸音
材を設置し、基ダクトと同等の断面を有する開口率８０
％の筒状のダクトにより拡張部内に挟むように設置して
吸音ダクト構造体（２３）を作製した。

【００７２】実施例２４丸断面の基ダクト（直径５ｃｍ）と拡張比３倍の丸断面
の拡張ダクト部２０ｃｍを有し、基ダクトの断面中心と
拡張ダクト部の断面中心とが７ｃｍ離れている吸音ダク
ト構造（形状Ｆ：図６参照）で、拡張されたダクト部内
に、平均繊維径が３〜５μｍの範囲にあるＰＰより構成
された面密度８００ｇ／ｍ²の吸音材を設置し、基ダク
トと同等の断面を有する開口率８０％の筒状のダクトに
より拡張部内に挟むように設置して吸音ダクト構造体
（２４）を作製した。

【００７３】実施例２５丸断面の基ダクト（直径５ｃｍ）と拡張比３倍の丸断面
の拡張ダクト部２０ｃｍを有し、基ダクトの断面中心と
拡張ダクト部の断面中心とが一致する吸音ダクト構造
（形状Ａ）で、拡張されたダクト部内の長さ方向に、１
／２の空間だけ平均繊維径が３〜５μｍの範囲にあるＰ
Ｐより構成された面密度８００ｇ／ｍ²の吸音材を設置
し、基ダクトと同等の断面を有する開口率８０％の筒状
のダクトにより拡張部内に挟むように設置して吸音ダク
ト構造体（２５）を作製した。

【００７４】実施例２６丸断面の基ダクト（直径５ｃｍ）と拡張比３倍の丸断面
の拡張ダクト部２０ｃｍを有し、基ダクトの断面中心と
拡張ダクト部の断面中心とが一致する吸音ダクト構造
（形状Ａ）で、拡張されたダクト部内の断面方向に、１
／２の空間だけ平均繊維径が３〜５μｍの範囲にあるＰ
Ｐより構成された面密度８００ｇ／ｍ²の吸音材を設置
し、基ダクトと同等の断面を有する開口率８０％の筒状
のダクトにより拡張部内に挟むように設置して吸音ダク
ト構造体（２６）を作製した。

【００７５】比較例１拡張ダクト部の拡張比を１．０５とした他は、実施例３
と全く同様にして吸音ダクト構造体（２７）を作製し
た。

【００７６】比較例２拡張ダクト部の拡張比を６とした他は、実施例３と全く
同様にして吸音ダクト構造体（２７）を作製したが、実
際に車両に設置する際にその他エンジンルーム内の部品
と干渉し、設置することができなかった。

【００７７】比較例３拡張ダクト部の長さを０．５ｃｍとした他は、実施例３
と全く同様にして吸音ダクト構造体（２８）を作製し
た。

【００７８】比較例４拡張ダクト部の長さを２２０ｃｍとした他は、実施例３
と全く同様にして吸音ダクト構造体（２９）を作製した
が、実際に車両に設置する際にその他エンジンルーム内
の部品と干渉し、設置することができなかった。

【００７９】比較例５吸音材を構成する繊維を平均繊維径が０．０１〜０．０
５μｍの範囲にあるＰＰとし、面密度８００ｇ／ｍ²の
吸音材を成型し拡張ダクト部内に設置して実施例３と同
様の吸音ダクト構造体（３０）を作製したが、吸音材の
剛性が足りないため、測定最中に吸音材が吹き飛んでし
まい、吸音ダクト構造を維持することができなかった。

【００８０】比較例６吸音材を構成する繊維を平均繊維径が７０〜１００μｍ
の範囲にあるＰＥＴとした他は、実施例３と全く同様に
して吸音ダクト構造体（３１）を作製した。

【００８１】比較例７吸音材の面密度を４０ｇ／ｍ²とした他は、実施例３と
全く同様にして吸音ダクト構造体（３２）を作製した。

【００８２】比較例８吸音材の面密度を５０００ｇ／ｍ²とした他は、実施例
３と同様にして吸音ダクト構造体（３３）を作製した。

【００８３】参考例１実施例３で得られた吸音ダクト構造体を車両のエアクリ
ーナ室の外気側ダクトに接続し、エンジンをかけて各周
波数毎の音圧レベルを測定したところ、音響加振の結果
とほぼ同等の消音効果があることを確認することができ
た。

【００８４】参考例２実施例３及び実施例１８で得られた吸音ダクト構造体を
車両のエアクリーナ室のエンジン側ダクトに接続し、エ
ンジンをかけて各周波数毎の音圧レベルを測定したとこ
ろ、吸音材の抜けもなく、音響加振の結果とほぼ同等の
消音効果があることを確認することができた。

【００８５】参考例３実施例３で得られた吸音ダクト構造体を家屋の送風機付
きエアダクト内に使用したところ、通気を妨げることな
く、音響加振の結果とほぼ同等の消音効果があることを
確認することができた。

【００８６】従来例吸気ダクトに２００Ｈｚに設定したレゾネータを設置し
た。

【００８７】試験例上記実施例、従来例及び比較例で得られた吸音ダクト構
造体について、以下の実験を実施した。

【００８８】上記の各実施例及び比較例で得られた吸音
ダクト構造体を、半無響音室に設置した４気筒エンジン
の吸気システム系のエアクリーナーダクトに図９に示す
ように取付けた。このシステムについて、エンジンに連
結されたインテークマニホールド側の音圧と吸気口側の
音圧との差である挿入損失（ＩＬ）を測定した。このと
き加振源をスピーカとし吸気口側から加振する逆配置法
でＩＬを測定した。そのときの音圧レベル差をｄＢ表示
で各周波数毎に測定し、５００Ｈｚ以下の低周波数、５
００〜１ｋＨｚの中周波数、及び１ｋＨｚ以上の高周波
数領域で平均をとり表１に試験結果として示した。

【００８９】

【表１】

【００９０】表１に示すように、実施例で作製された各
種吸音ダクト構造体は、従来例に比べ、低周波数（５０
０Ｈｚ以下）、中周波数（５００〜１ｋＨｚ）、及び高
周波数（１ｋＨｚ以上）の領域において、優れた吸音特
性を示し、従来のレゾネータ等に比べ、場所を取らず、
取付け性に優れる吸音ダクト構造体であることが確認さ
れた。

【００９１】また、本発明の規定範囲より外れる仕様で
作成した比較例は、特に必要とされる低・中周波数領域
の消音性能（判断基準として、この領域で５ｄＢの消音
性能がないものは不可とした。）、更にスペース的（実
際の車両のエンジンルーム内スペースに納まらないもの
は不可とした。）に満足できないことが確認された。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の吸音ダク
ト構造体は主としてダクト内を流れる気流による騒音を
全周波数領域で低減させると共に、スペースの限られた
場所で低周波数領域の吸音性能を向上させる構造体とし
て非常に効果的である。従って本発明の吸音ダクト構造
体は、建築用はもちろんのこと、自動車用など十分スペ
ースのとれない場所に用いる吸音構造体として好適に使
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】形状Ａの吸音ダクト構造体の外観図である。

【図２】形状Ｂの吸音ダクト構造体の外観図である。

【図３】形状Ｃの吸音ダクト構造体の外観図である。

【図４】形状Ｄの吸音ダクト構造体の外観図である。

【図５】形状Ｅの吸音ダクト構造体の外観図である。

【図６】形状Ｆの吸音ダクト構造体の外観図である。

【図７】形状Ａの吸音ダクト構造体の断面図である

【図８】吸音ダクト構造体をエアクリーナ系に設置した
図である。

【符号の説明】

１基ダクト２吸音材３拡張ダクト部４筒状ダクト５インテークマニホールド６エアクリーナ室７吸音ダクト構造体８吸気ダクト

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１０Ｋ 11/162 Ｇ１０Ｋ 11/16 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】断面形状を問わない基ダクトの内径を基
準とし、内径を拡張した断面形状を問わない部位を有
し、該拡張した部位の断面中心が前記基ダクトの断面中
心に一致し又は一致せず、前記拡張した部位の長さ方向
の形状を問わないダクトにおいて、前記拡張した部位の
内部に長さ方向又は断面方向の一部位、複数部位若しく
は全体に吸音材を設置することを特徴とする吸音ダクト
構造体。
【請求項２】拡張したダクト部内径が基ダクト内径の
１．１〜５倍の範囲であり、拡張したダクト部の長さ方
向の長さが１〜２００ｃｍの範囲であることを特徴とす
る請求項１記載の吸音ダクト構造体。
【請求項３】拡張したダクトの内部に設置される吸音
材が平均径０．１〜６０μｍの範囲にある短繊維及び／
又は長繊維を主成分とする面密度５０〜４０００ｇ／ｍ
²の範囲にある織布又は不織布で構成されることを特徴
とする請求項１又は２項記載の吸音ダクト構造体。
【請求項４】吸音材を構成する繊維が平均径１０〜４
０μｍの範囲にあるポリエステル繊維及び／又は平均径
０．１〜１０μｍの範囲にあるポリプロピレン繊維であ
ることを特徴とする請求項１乃至３項記載の吸音ダクト
構造体。
【請求項５】拡張したダクト部中に、基ダクトと同等
の断面を有し、開口率が３０〜９０％の範囲にある筒状
の内管を有することを特徴とする請求項１乃至４項記載
の吸音ダクト構造体。
【請求項６】吸音材の内管側面又は全面に、平均繊維
長が１〜１００ｃｍ、平均径が１〜３０μｍの範囲にあ
る合成繊維から成る面密度２０〜２００ｇ／ｍ²の範囲
にある不織布からなる表皮を有することを特徴とする請
求項１乃至５記載の吸音ダクト構造体。
【請求項７】車両の内燃機関の吸気用ダクトのエアク
リーナーで仕切られた吸気口側ダクト又はエンジン側ダ
クトに少なくとも１つ設置することを特徴とする請求項
１乃至６項記載の吸音ダクト構造体。