JPH10306751A - 吸気音低減装置 - Google Patents
吸気音低減装置Info
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- JPH10306751A JPH10306751A JP9116814A JP11681497A JPH10306751A JP H10306751 A JPH10306751 A JP H10306751A JP 9116814 A JP9116814 A JP 9116814A JP 11681497 A JP11681497 A JP 11681497A JP H10306751 A JPH10306751 A JP H10306751A
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- piezoelectric
- piezoelectric element
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 省スペースで消音効果の高い吸気音低減装置
を提供する。 【解決手段】 エアクリーナや吸気ダクトといった吸気
装置の壁面に密接させて圧電体を配置し、該圧電体の歪
み運動を制御手段で制御することにより、前記吸気装置
の壁体を制振あるいは加振して吸気音を低減するものと
した。これによると、吸気装置の壁面に設けられた圧電
体が、吸気装置の壁体の振動を抑制して壁面からの放射
音を低減することができる。また、吸気装置の壁体を積
極的に加振して吸気音を相殺するような振動を発生させ
ることで吸気音を消音することができる。圧電体は小型
でも大きな歪み応力を発生可能であり、この圧電体を吸
気装置の壁面に設けることで共鳴器のように大きな設置
スペースが不要であり、エンジンルームに空きスペース
のない場合でも容易に取り付けられて大きな消音効果を
得ることができる。
を提供する。 【解決手段】 エアクリーナや吸気ダクトといった吸気
装置の壁面に密接させて圧電体を配置し、該圧電体の歪
み運動を制御手段で制御することにより、前記吸気装置
の壁体を制振あるいは加振して吸気音を低減するものと
した。これによると、吸気装置の壁面に設けられた圧電
体が、吸気装置の壁体の振動を抑制して壁面からの放射
音を低減することができる。また、吸気装置の壁体を積
極的に加振して吸気音を相殺するような振動を発生させ
ることで吸気音を消音することができる。圧電体は小型
でも大きな歪み応力を発生可能であり、この圧電体を吸
気装置の壁面に設けることで共鳴器のように大きな設置
スペースが不要であり、エンジンルームに空きスペース
のない場合でも容易に取り付けられて大きな消音効果を
得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの吸気音
を低減する吸気音低減装置に関するものである。
を低減する吸気音低減装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】吸気音の低減装置として、共鳴周波数の
音波エネルギーを気密空洞内の空気振動で消費させるこ
とで共鳴音を減衰して吸気音の音圧レベルの低減を図る
ようにした共鳴器（レゾネータチャンバ）が知られてい
る。この共鳴器は、吸気ダクトの中途に設けられ、容量
を増大することで減衰量を増大することができる。
音波エネルギーを気密空洞内の空気振動で消費させるこ
とで共鳴音を減衰して吸気音の音圧レベルの低減を図る
ようにした共鳴器（レゾネータチャンバ）が知られてい
る。この共鳴器は、吸気ダクトの中途に設けられ、容量
を増大することで減衰量を増大することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、近年、車外
騒音の法規制が強化されつつあり、吸気音のより一層の
低減が望まれているのに対して、自動車のエンジンルー
ムは部品点数の増加によって空きスペースが小さく、共
鳴器の容量増によって吸気音の低減を図るには限界があ
る。
騒音の法規制が強化されつつあり、吸気音のより一層の
低減が望まれているのに対して、自動車のエンジンルー
ムは部品点数の増加によって空きスペースが小さく、共
鳴器の容量増によって吸気音の低減を図るには限界があ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、省スペースで消音効果の高い吸気音低減装置を提供
するために、本発明においては、吸気装置の壁面に密接
させて圧電体を配置し、該圧電体の歪み運動を制御手段
で制御することにより、前記吸気装置の壁体を制振ある
いは加振して吸気音を低減するものとした。これによる
と、エアクリーナや吸気ダクト等の既存の吸気装置の壁
面に設けられた圧電体が、吸気装置の壁体の振動を抑制
して壁面からの放射音を低減することができる。また、
吸気装置の壁体を積極的に加振して吸気音を相殺するよ
うな振動を発生させることで吸気音を消音することがで
きる。
て、省スペースで消音効果の高い吸気音低減装置を提供
するために、本発明においては、吸気装置の壁面に密接
させて圧電体を配置し、該圧電体の歪み運動を制御手段
で制御することにより、前記吸気装置の壁体を制振ある
いは加振して吸気音を低減するものとした。これによる
と、エアクリーナや吸気ダクト等の既存の吸気装置の壁
面に設けられた圧電体が、吸気装置の壁体の振動を抑制
して壁面からの放射音を低減することができる。また、
吸気装置の壁体を積極的に加振して吸気音を相殺するよ
うな振動を発生させることで吸気音を消音することがで
きる。
【０００５】吸気装置の壁体を制振するには、振動時に
壁面に生じる伸縮歪みを拘束する向きの応力を圧電体に
発生させれば良く、これによって壁体の変形が抑えら
れ、壁体の振動が抑制され、壁面からの放射音が低減さ
れる。この場合、吸気音の共鳴周波数に対応した周波数
特性を有する共振アナログ回路で制御手段を構成すれ
ば、吸気共鳴音を効果的に減衰することができる上に、
外部電源が不要となることから、制御手段を圧電体に一
体的に設けて取り付け作業を容易にすることが可能であ
る。
壁面に生じる伸縮歪みを拘束する向きの応力を圧電体に
発生させれば良く、これによって壁体の変形が抑えら
れ、壁体の振動が抑制され、壁面からの放射音が低減さ
れる。この場合、吸気音の共鳴周波数に対応した周波数
特性を有する共振アナログ回路で制御手段を構成すれ
ば、吸気共鳴音を効果的に減衰することができる上に、
外部電源が不要となることから、制御手段を圧電体に一
体的に設けて取り付け作業を容易にすることが可能であ
る。
【０００６】一方、吸気装置の壁体を加振して吸気音を
消音するには、吸気音と同振幅・逆位相の振動を吸気装
置の壁面に発生させるように圧電体を振動させれば良
く、これには、吸気音を直接検出するマイクからの信
号、あるいはエンジン回転数のような吸気音と相関関係
を有するデータを制御パラメータとして制御が行われ
る。
消音するには、吸気音と同振幅・逆位相の振動を吸気装
置の壁面に発生させるように圧電体を振動させれば良
く、これには、吸気音を直接検出するマイクからの信
号、あるいはエンジン回転数のような吸気音と相関関係
を有するデータを制御パラメータとして制御が行われ
る。
【０００７】圧電体には、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸
塩）、ＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸塩ランタン）、Ｐ
ＭＮ（マグネシウムニオブ鉛酸化物）並びにＰＶＤＦ
（ポリふっ化ビニリデン）等が用いられる。
塩）、ＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸塩ランタン）、Ｐ
ＭＮ（マグネシウムニオブ鉛酸化物）並びにＰＶＤＦ
（ポリふっ化ビニリデン）等が用いられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された実施
形態に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
形態に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。
【０００９】図１は、本発明が適用された吸気装置を示
している。この吸気装置は、エアクリーナ１と、エアク
リーナ１の前後に設けられた吸気ダクト２・３とからな
り、図中左側から右側に吸気が流通するようになってい
る。エアクリーナ１のハウジング１ａ内にはエアクリー
ナエレメント１ｂが設けられており、その下流側のハウ
ジング１ａには、本発明による制振装置である圧電モジ
ュール４がバイモルフ状に内外両面に密接して配置され
ている。吸気ダクト２・３には、それぞれ圧電モジュー
ル４がユニモルフ状に内面に密接して配置されている。
している。この吸気装置は、エアクリーナ１と、エアク
リーナ１の前後に設けられた吸気ダクト２・３とからな
り、図中左側から右側に吸気が流通するようになってい
る。エアクリーナ１のハウジング１ａ内にはエアクリー
ナエレメント１ｂが設けられており、その下流側のハウ
ジング１ａには、本発明による制振装置である圧電モジ
ュール４がバイモルフ状に内外両面に密接して配置され
ている。吸気ダクト２・３には、それぞれ圧電モジュー
ル４がユニモルフ状に内面に密接して配置されている。
【００１０】この圧電モジュール４は、歪みに応じた電
圧を発生し、かつ印加電圧に応じた歪みを発生するもの
であり、図２に示すように、ＰＺＴ等からなる長方形平
板状の圧電体５と、この圧電体５の表裏両面に設けられ
た一対の銅電極６と、この一対の銅電極６に接続された
制御回路７と、これら圧電体５、銅電極６並びに制御回
路７を覆うように熱圧着によって一体化されたエポキシ
樹脂製の被覆体８とを有している。さらに図３に示すよ
うに、圧電体５と電極６との間にはＮｉ入りの導電性シ
ート９が設けられ、被覆体８の表裏両面にはポリイミド
フィルム１０が設けられている。
圧を発生し、かつ印加電圧に応じた歪みを発生するもの
であり、図２に示すように、ＰＺＴ等からなる長方形平
板状の圧電体５と、この圧電体５の表裏両面に設けられ
た一対の銅電極６と、この一対の銅電極６に接続された
制御回路７と、これら圧電体５、銅電極６並びに制御回
路７を覆うように熱圧着によって一体化されたエポキシ
樹脂製の被覆体８とを有している。さらに図３に示すよ
うに、圧電体５と電極６との間にはＮｉ入りの導電性シ
ート９が設けられ、被覆体８の表裏両面にはポリイミド
フィルム１０が設けられている。
【００１１】制御回路７は、吸気系の共鳴周波数に対応
した周波数特性を有する共振アナログ回路であり、具体
的には、図４に示すような、互いに並列接続されたコン
デンサＣ並びにコイルＬに対して抵抗Ｒを直列接続して
なるもの、あるいは図５に示すような、互いに直列接続
された抵抗Ｒ並びにコイルＬに対してコンデンサＣを並
列接続してなるものである。
した周波数特性を有する共振アナログ回路であり、具体
的には、図４に示すような、互いに並列接続されたコン
デンサＣ並びにコイルＬに対して抵抗Ｒを直列接続して
なるもの、あるいは図５に示すような、互いに直列接続
された抵抗Ｒ並びにコイルＬに対してコンデンサＣを並
列接続してなるものである。
【００１２】次に本発明装置の作動原理について説明す
る。
る。
【００１３】エアクリーナ１のハウジング１ａに振動が
発生すると、ハウジング１ａの内外両面に密接配置され
た圧電モジュール４の圧電体５に周期的に向きが反転す
る歪みが生じ、これに応じて圧電体５から制御回路７に
周期的に変化する電圧が入力される。ハウジング１ａが
共振周波数で振動を始めると、その共振周波数に対応し
た周波数特性を有する制御回路７が圧電体５の歪みを抑
えるように作用し、ハウジング１ａに制振力が加えられ
る。
発生すると、ハウジング１ａの内外両面に密接配置され
た圧電モジュール４の圧電体５に周期的に向きが反転す
る歪みが生じ、これに応じて圧電体５から制御回路７に
周期的に変化する電圧が入力される。ハウジング１ａが
共振周波数で振動を始めると、その共振周波数に対応し
た周波数特性を有する制御回路７が圧電体５の歪みを抑
えるように作用し、ハウジング１ａに制振力が加えられ
る。
【００１４】例えば、図６に示すように、振動時にハウ
ジング１ａが弾性変形しようとすると、引張側の圧電モ
ジュール４ａの圧電体５には矢印で示すように圧縮応力
が発生し、圧縮側の圧電モジュール４ｂの圧電体５には
矢印で示すように引張応力が発生する。これによってハ
ウジング１ａの変形が抑制される。ハウジング１ａがこ
れとは逆向きに変形する際には、圧電モジュール４ａ・
４ｂには前記とは逆の引張・圧縮応力がそれぞれ発生
し、ハウジング１ａの変形を抑制する。
ジング１ａが弾性変形しようとすると、引張側の圧電モ
ジュール４ａの圧電体５には矢印で示すように圧縮応力
が発生し、圧縮側の圧電モジュール４ｂの圧電体５には
矢印で示すように引張応力が発生する。これによってハ
ウジング１ａの変形が抑制される。ハウジング１ａがこ
れとは逆向きに変形する際には、圧電モジュール４ａ・
４ｂには前記とは逆の引張・圧縮応力がそれぞれ発生
し、ハウジング１ａの変形を抑制する。
【００１５】このように、共鳴振動によってハウジング
１ａの内外両面に生じる伸縮歪みを拘束する向きの応力
が圧電体５に発生するので、ハウジング１ａの伸縮歪み
が抑えられ、ハウジング１ａの振動が抑制され、ハウジ
ング１ａからの放射音を低減することができる。吸気ダ
クト２・３に設けられた圧電モジュール４も、前記エア
クリーナ１の場合と同様に作動して、吸気ダクト２・３
の管壁からの放射音が低減される。これによって吸気装
置全体の共鳴音の低減が可能となる。
１ａの内外両面に生じる伸縮歪みを拘束する向きの応力
が圧電体５に発生するので、ハウジング１ａの伸縮歪み
が抑えられ、ハウジング１ａの振動が抑制され、ハウジ
ング１ａからの放射音を低減することができる。吸気ダ
クト２・３に設けられた圧電モジュール４も、前記エア
クリーナ１の場合と同様に作動して、吸気ダクト２・３
の管壁からの放射音が低減される。これによって吸気装
置全体の共鳴音の低減が可能となる。
【００１６】上記実施例は、アナログ回路によるパッシ
ブコントロールについて説明したが、吸気音を検出して
外部電源電圧を圧電体５に印加するアクティブコントロ
ールとすることも可能である。この場合は、図７に示す
ように、吸気音を直接検出するマイクロフォンからの信
号データ、あるいはエンジン回転速度のような吸気音と
相関関係を有するデータの検出手段を設け、この吸気音
検出手段１１の出力を、制御回路１２で処理してエアク
リーナ１の振動を相殺する向きの振動周波数と振動振幅
とを求め、吸気装置の壁面から吸気音と同振幅・逆位相
の音を発生させるのに要する電圧を、バッテリー１３か
らアンプ１４を介して圧電体５に印加するようにすれば
良い。
ブコントロールについて説明したが、吸気音を検出して
外部電源電圧を圧電体５に印加するアクティブコントロ
ールとすることも可能である。この場合は、図７に示す
ように、吸気音を直接検出するマイクロフォンからの信
号データ、あるいはエンジン回転速度のような吸気音と
相関関係を有するデータの検出手段を設け、この吸気音
検出手段１１の出力を、制御回路１２で処理してエアク
リーナ１の振動を相殺する向きの振動周波数と振動振幅
とを求め、吸気装置の壁面から吸気音と同振幅・逆位相
の音を発生させるのに要する電圧を、バッテリー１３か
らアンプ１４を介して圧電体５に印加するようにすれば
良い。
【００１７】これにより、より一層大きな加振力を圧電
体５に発生させることが可能になる上、エアクリーナ１
の振動周波数に応じて圧電体５への印加電圧の周波数を
自由に調整することができるので、より広範囲の騒音抑
制が可能なようにすることができる。
体５に発生させることが可能になる上、エアクリーナ１
の振動周波数に応じて圧電体５への印加電圧の周波数を
自由に調整することができるので、より広範囲の騒音抑
制が可能なようにすることができる。
【００１８】また、アクティブコントロールによる制振
制御も可能なことは言うまでもない。
制御も可能なことは言うまでもない。
【００１９】なお、図８に示すように、エアクリーナ１
のハウジング１ａの内側に副室が形成されるように隔壁
２１を設け、この隔壁２１に圧電モジュール４を密接配
置するようにしても良い。このようにすると、隔壁２１
を加振することによって吸気音を低減すると共に、ハウ
ジング１ａの壁面から外部へ放射される音をより一層低
減することが可能になる。
のハウジング１ａの内側に副室が形成されるように隔壁
２１を設け、この隔壁２１に圧電モジュール４を密接配
置するようにしても良い。このようにすると、隔壁２１
を加振することによって吸気音を低減すると共に、ハウ
ジング１ａの壁面から外部へ放射される音をより一層低
減することが可能になる。
【００２０】
【発明の効果】このように本発明によれば、小型でも大
きな歪み応力を発生可能な圧電体によって吸気音を低減
すると共に、この圧電体をエアクリーナや吸気ダクト等
の既存の吸気装置の壁面に設けるようにしたため、共鳴
器のように大きな設置スペースが不要であり、エンジン
ルームに空きスペースのない場合でも容易に取り付けら
れて大きな消音効果を得ることができる。そして、消音
専用の装置が不要となることから吸気系の構造が簡素化
されるため、吸気装置の設計自由度が大きくなり、エン
ジン出力や燃費の向上を図る上に多大な効果を奏する。
さらに、エンジンルーム内のレイアウトも容易になる。
きな歪み応力を発生可能な圧電体によって吸気音を低減
すると共に、この圧電体をエアクリーナや吸気ダクト等
の既存の吸気装置の壁面に設けるようにしたため、共鳴
器のように大きな設置スペースが不要であり、エンジン
ルームに空きスペースのない場合でも容易に取り付けら
れて大きな消音効果を得ることができる。そして、消音
専用の装置が不要となることから吸気系の構造が簡素化
されるため、吸気装置の設計自由度が大きくなり、エン
ジン出力や燃費の向上を図る上に多大な効果を奏する。
さらに、エンジンルーム内のレイアウトも容易になる。
【図１】本発明による吸気音低減装置が適用された吸気
装置を示す断面図。
装置を示す断面図。
【図２】本発明による吸気音低減装置としての圧電モジ
ュールを示す斜視図。
ュールを示す斜視図。
【図３】図２に示した圧電モジュールの断面図。
【図４】図２に示した圧電モジュールに内蔵された制御
回路の構成例を示す概念図。
回路の構成例を示す概念図。
【図５】同じく図２に示した圧電モジュールに内蔵され
た制御回路のもう一つの構成例を示す概念図。
た制御回路のもう一つの構成例を示す概念図。
【図６】図２に示した圧電モジュールの作動原理を説明
するための要部断面図。
するための要部断面図。
【図７】外部電圧を印加する場合の制御手段の構成例を
示す概念図。
示す概念図。
【図８】本発明が適用された吸気装置の変形形態を示す
断面図。
断面図。
１ エアクリーナ １ａ ハウジング、１ｂ エアクリーナエレメント ２・３ 吸気ダクト ４ 圧電モジュール ５ 圧電体 ６ 銅電極 ７ 制御回路 ８ 被覆体 ９ 導電性シート １０ ポリイミドフィルム １１ 吸気音検出手段 １２ 制御回路 １３ バッテリー １４ アンプ ２１ 隔壁
Claims (1)
- 【請求項１】 吸気装置の壁面に密接して配置された
圧電体と、該圧電体の歪み運動を制御する制御手段とを
有し、前記圧電体の歪み運動によって前記吸気装置の壁
体を制振あるいは加振して吸気音を低減することを特徴
とする吸気音低減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9116814A JPH10306751A (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 吸気音低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9116814A JPH10306751A (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 吸気音低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10306751A true JPH10306751A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=14696312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9116814A Pending JPH10306751A (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 吸気音低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10306751A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007243999A (ja) * | 2001-02-20 | 2007-09-20 | Akg Acoustics Gmbh | 電気音響変換器 |
| DE102015212041A1 (de) * | 2015-06-29 | 2016-12-29 | Mahle International Gmbh | Gasführende Einrichtung |
| WO2018041699A1 (de) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | Volkswagen Ag | Mediumleitung einer brennkraftmaschine |
-
1997
- 1997-05-07 JP JP9116814A patent/JPH10306751A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007243999A (ja) * | 2001-02-20 | 2007-09-20 | Akg Acoustics Gmbh | 電気音響変換器 |
| DE102015212041A1 (de) * | 2015-06-29 | 2016-12-29 | Mahle International Gmbh | Gasführende Einrichtung |
| WO2018041699A1 (de) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | Volkswagen Ag | Mediumleitung einer brennkraftmaschine |
| CN109642523A (zh) * | 2016-08-30 | 2019-04-16 | 大众汽车有限公司 | 内燃机的介质管路 |
| CN109642523B (zh) * | 2016-08-30 | 2022-03-01 | 大众汽车有限公司 | 内燃机的介质管路 |
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