JP2003322062A - 吸気ダクト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製造コストの低減化を図りながら吸気脈動によ
る騒音防止及び放射音による騒音防止の両立を確実に図
ることができる吸気ダクトを提供する。 【解決手段】大気を取り入れる一方の開口端部１０ａの
みを拡径し、この開口端部１０ａから長手方向に延在し
て他方の開口端部１０ｂまでの内周面１０ｃの径を同一
寸法に設定した円筒形状の部品であり、合成樹脂を材料
として成形されている。この吸気ダクト１０の一方の開
口端部１０ａ及び他方の開口端部１０ｂの間の略全域の
管路には、大気が通過する円筒形状の内管１２と、内管
１２の外周全域に所定の隙間Ｃを設けて配置した外管１
４とで構成した吸気通路１６が形成されている。この吸
気通路１６の内管１２の肉厚は薄く形成され、外管１４
の肉厚は厚く形成されている。また、内管１２及び外管
１４の間の隙間Ｃは、空気が封入されて空気層が設けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用エンジン
へ空気を供給する通路としての吸気ダクトに関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に示すものは、自動車用エンジンの
吸気系統の一部を示すものであり、大気を導入する大気
導入用吸気ダクト２と、ヘルムホルツの共鳴原理を利用
したレゾネータ４と、エアクリーナ６と、エアクリーナ
６とインテークマニホールドとの間を連結する中間吸気
ダクト８とを備えている。ここで、一般に使用されてい
る大気導入用吸気ダクト２は、図９及び図１０に示すよ
うに、大気開口側の端部２ａのみを拡径し、端部２ａ以
外の内周面２ｂの径を長手方向にわたって同一に設定し
た鉄やアルミニウム合金等の金属製の単管である。

【０００３】この吸気系統では、大気導入用吸気ダクト
２において吸気脈動や機械的振動により騒音が発生する
という問題がある。そこで、例えば特開2001-59458号公
報では、外側管と内側管との間の隙間が0.2mm以下とな
るように設定した略真っ直ぐな金属製の２重管を吸気ダ
クトとして使用し、この吸気ダクトの中間部分を、外側
管と内側管とが部分的に接触するように曲げた構造とし
ている。このような構造の吸気管とすることで、外側管
と内側管とが直径の違いにより固有振動数が異なること
を利用し、両者の接触部分での相対的な摺動による機械
的振動を減衰させ、放射音を低減するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した特開
2001-59458号公報の技術は、吸気脈動による騒音を防止
するための対策がなされていない。それどころか、外側
管と内側管とを部分的に接触させることで、従来の単管
と比較して吸気脈動による騒音が増大するおそれがあ
る。

【０００５】また、特開2001-59458号公報の技術は、外
側管と内側管とを部分的に接触させるために、外側管と
内側管僅との間に僅かな隙間を設ける必要があり、管の
成形に高い精度が要求されるので、製造コストが高騰す
るおそれがある。本発明は、上記事情に鑑みてなされた
ものであり、製造コストの低減化を図りながら吸気脈動
による騒音防止及び放射音による騒音防止の両立を確実
に図ることができる吸気ダクトを提供することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
大気が通過する内管と、この内管の外周全域に所定の隙
間を設けて配置した外管とを備えた２重管構造の吸気通
路を備え、前記内管の剛性を、前記外管の剛性より低く
設定したことを特徴としている。また、請求項２記載の
発明は、請求項１記載の吸気ダクトにおいて、前記内管
は、前記外管より肉厚が薄い部材である。

【０００７】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の吸気ダクトにおいて、前記内管は、前記外管
より剛性の低い材質で形成されている。また、請求項４
記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の吸気ダ
クトにおいて、前記吸気ダクトの固有周波数の音場の腹
位置を求めておき、その腹位置が前記２重管構造の吸気
通路に一致するように、当該２重管構造の吸気通路を単
一管に接続した。

【０００８】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至４の何れかに記載の吸気ダクトにおいて、前記内管と
前記外管との隙間に、空気を封入した。さらに、請求項
６記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の吸気
ダクトにおいて、前記内管及び前記外管を、樹脂材で成
形した。

【０００９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、吸気脈動
を直接受ける剛性の低い内管が、吸気脈動とともに振動
して脈動エネルギーを吸収するので、吸気脈動の減衰を
図ることが可能となる。また、内管の振動が大きくなる
ことで、内管から透過してくる吸気の放射音が悪化する
おそれがあるが、剛性の高い外管が、内管から透過して
くる吸気の放射音を減衰することが可能となる。したが
って、本発明の吸気ダクトは、吸気脈動による騒音防止
及び放射音による騒音防止の両立を図ることができる。

【００１０】また、請求項２記載の発明によると、内管
の肉厚を薄くすることで部品の軽量化を図った剛性の低
い部材とすることができるとともに、成形する際に高い
精度を要求する箇所がなく、簡素な構造となって製造コ
ストの低減化を図ることができる。また、請求項３記載
の発明によると、内管を、外管より剛性の低い材質で形
成されているので、高い精度を要求する箇所がなく、簡
素な構造となって製造コストの低減化を図ることができ
る。

【００１１】また、請求項４記載の発明によると、音響
モードの解析等により吸気ダクトの固有周波数の音場の
腹位置を求めておき、その腹位置が前記２重管構造の吸
気通路に一致するように、当該２重管構造の吸気通路を
単一管に接続したことから、効率良く吸気脈動による騒
音防止及び放射音による騒音防止の両立を図ることがで
きる。

【００１２】また、請求項５記載の発明によると、内管
と外管との隙間に空気を封入したことから、内管から透
過してくる吸気の放射音の減衰率を高めることができ
る。さらに、請求項６記載の発明は、内管及び外管を樹
脂材で成形したことから簡素な構造となって製造が容易
となり、製造コストの低減化を図ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る吸気ダクトの
実施形態について、図面を参照して説明する。図１及び
図２に示すものは、自動車用エンジンの吸気系統の部品
として使用されている第１実施形態の吸気ダクト１０を
示すものである。

【００１４】この吸気ダクト１０は、大気を取り入れる
一方の開口端部１０ａのみを拡径し、この開口端部１０
ａから長手方向に延在して他方の開口端部（図８のレゾ
ネータ４に接続する端部）１０ｂまでの内周面１０ｃの
径を同一寸法に設定した円筒形状の部品であり、合成樹
脂を材料として成形されている。この吸気ダクト１０の
一方の開口端部１０ａ及び他方の開口端部１０ｂの間の
略全域の管路には、大気が通過する円筒形状の内管１２
と、内管１２の外周全域に所定の隙間Ｃを設けて配置し
た外管１４とで構成した吸気通路１６が形成されてい
る。

【００１５】この吸気通路１６の内管１２の肉厚は薄く
形成され、外管１４の肉厚は厚く形成されている。ま
た、内管１２及び外管１４の間の隙間Ｃは、空気が封入
されて空気層が設けられている。上記構成の吸気ダクト
１０によると、肉厚の薄い内管１２は剛性が低くなる。
また、肉厚の厚い外管１４は剛性が高くなる。

【００１６】これにより、吸気ダクト１０が吸気を行う
際、吸気脈動を直接受ける剛性の低い内管１２は、吸気
脈動とともに振動して脈動エネルギーを吸収するので、
一方の開口端部１０ａ側の吸気脈動の減衰が図られてい
く。一方、内管１２の振動が大きくなることで、内管１
２から透過してくる吸気の放射音は悪化するおそれがあ
るが、外管１４は剛性が高く設定されており、しかも、
内管１２と外管１４との間（隙間Ｃ）は空気層が存在し
ているので、内管１２から透過してくる吸気の放射音
は、外管１４で減衰されていく。

【００１７】したがって、本実施形態の吸気ダクト１０
は、２重管構造の吸気通路１６を設けたことで、吸気脈
動による騒音防止及び放射音による騒音防止の両立を確
実に図ることができる。また、本実施形態の吸気ダクト
１０は、合成樹脂を材料として成形されているので、部
品の軽量化を図ることができるとともに、成形する際に
高い精度を要求する箇所がなく、簡素な構造となって製
造が容易となるので、製造コストの低減化も図ることが
できる。

【００１８】また、内管１２と外管１４との間（隙間
Ｃ）に存在する空気が、内管１２を通過する大気を冷却
する媒体となるので、エンジンの出力向上も図ることが
できる。次に、図３から図５に示すものは、第２実施形
態の吸気ダクト２０を示すものである。

【００１９】この吸気ダクト２０は、大気の取入れ口と
なる大気取入れ管２２と、図８で示したレゾネータ４
（インテークマニホールド側）に接続する接続管２４
と、大気取入れ管２２及び接続管２４の間に設けた２重
管構造の吸気通路２６とで構成されている。この吸気ダ
クト２０も、合成樹脂を材料として、大気取入れ管２
２、吸気通路２６及び接続管２４を形成している。

【００２０】２重管構造の吸気通路２６は、大気が通過
する矩形状の内管２８と、内管２８の外周全域に所定の
隙間Ｃを設けて配置した外管３０とで構成されている。
吸気通路２６の内管２８の肉厚は薄く形成され、外管３
０の肉厚は厚く形成されている。また、内管２８及び外
管３０の間の隙間Ｃは、空気が封入されて空気層が設け
られている。

【００２１】ここで、図４に示すように、大気取入れ管
２２、吸気通路２６及び接続管２４は、それぞれ管長が
Ｌ１，Ｌ２、Ｌ３に設定されているが、吸気通路２６の
管長Ｋ２は、予め、音響モードの解析等により吸気ダク
ト２０の形状で決定される固有周波数の音場の腹位置を
求めておき、その腹位置が吸気管路２６内となるように
設定されている。

【００２２】上記構成の吸気ダクト２０によると、肉厚
の薄い内管２８の剛性が低くなり、肉厚の厚い外管３０
の剛性が高くなるので、吸気ダクト２０が吸気を行う
際、吸気脈動を直接受ける剛性の低い内管２８が、吸気
脈動とともに振動して脈動エネルギーを吸収し、吸気脈
動の減衰を図ることができる。また、外管３０の剛性を
高く設定し、しかも、内管２８と外管３０との間（隙間
Ｃ）に空気層が存在しているので、内管２８から透過し
てくる吸気の放射音を、外管３０で減衰することができ
る。

【００２３】しかも、予め、音響モードの解析等により
吸気ダクト２０の固有周波数の音場の腹位置を求め、そ
の腹位置が吸気管路２６内となるように吸気通路２６の
管長Ｋ２を設定しているので、効率良く吸気脈動による
騒音防止及び放射音による騒音防止の両立を図ることが
できる。また、本実施形態の吸気ダクト２０は、合成樹
脂を材料として成形されているので、部品の軽量化を図
ることができるとともに、成形する際に高い精度を要求
する箇所がなく、簡素な構造となって製造が容易となる
ので、製造コストの低減化も図ることができる。

【００２４】また、内管２８と外管３０との間（隙間
Ｃ）に存在する空気が、内管２８を通過する大気を冷却
する媒体となるので、エンジンの出力向上も図ることが
できる。次に、図６に示すものは、本発明の２重管構造
の吸気通路（内管の剛性が低く、外管の剛性が高い）を
有する吸気ダクトを吸気系統に接続した車両において、
吸気ダクトの大気の取り入れ口（例えば吸気ダクト１０
の一方の開口端部１０ａ）近くのエンジン回転数の変化
に対する音圧レベルの実測値（実線）を示している。ま
た、図７に示すものは、本発明の吸気ダクトを吸気系統
に接続した車両において、前席近くのエンジン回転数の
変化に対する音圧レベルの実測値（実線）を示してい
る。

【００２５】なお、本発明との比較として、図６には、
内管及び外管の両者の剛性が高い２重管構造の吸気通路
を備えた吸気ダクトの実測値（破線）を示している。ま
た、図７には、内管及び外管の両者の剛性が低い２重管
構造の吸気通路を備えた吸気ダクトの実測値（破線）を
示している。図６で明らかなように、吸気脈動を直接受
ける剛性の低い内管が、吸気脈動とともに振動して脈動
エネルギーを吸収し、吸気脈動による騒音が低くなるの
が顕著となる。

【００２６】また、図７の中回転域で明らかなように、
剛性を低く設定した内管から透過してくる吸気の放射音
は悪化するおそれがあるが、外管は剛性が高く設定され
ており、しかも、内管と外管との間（隙間Ｃ）に空気層
が存在しているので、内管から透過してくる吸気の放射
音を減衰するのが顕著となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の吸気ダクトを示す
軸方向の半断面図である。

【図２】図１のII−II線矢視断面図である。

【図３】本発明に係る第２実施形態の吸気ダクトを示す
斜視図である。

【図４】図３のIV−IV線矢視断面を示す軸方向の半断面
図である。

【図５】図３のV−V線矢視断面を示す図である。

【図６】吸気ダクトの大気の取り入れ口近くのエンジン
回転数の変化に対する音圧レベルの実測値を示してい
る。

【図７】前席近くのエンジン回転数の変化に対する音圧
レベルの実測値を示している。

【図８】自動車用エンジンの吸気系統の一部を示すもの
である。

【図９】従来の吸気ダクトの構造を示す軸方向半断面図
である。

【図１０】図９で示した従来の吸気ダクトのＡ−Ａ線矢
視断面図である。

【符号の説明】

１０、２０ 吸気ダクト １０ａ 大気を導入する側の開口端部 １０ｃ 吸気ダクトの内周面 １２，２８ 内管 １４、３０ 外管 １６，２６ 吸気通路 ２２ 大気取入れ管 ２４ 接続管 Ｃ 内管と外管の隙間

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大気が通過する内管と、この内管の外周
   全域に所定の隙間を設けて配置した外管とを備えた２重
   管構造の吸気通路を備え、前記内管の剛性を、前記外管
   の剛性より低く設定したことを特徴とする吸気ダクト。
2. 【請求項２】 前記内管は、前記外管より肉厚が薄いこ
   とを特徴とする請求項１記載の吸気ダクト。
3. 【請求項３】 前記内管は、前記外管より剛性の低い材
   質で形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の吸
   気ダクト。
4. 【請求項４】 前記吸気ダクトの固有周波数の音場の腹
   位置を求めておき、その腹位置が前記２重管構造の吸気
   通路に一致するように、当該２重管構造の吸気通路を単
   一管に接続してなることを特徴とする請求項１乃至３の
   何れかに記載の吸気ダクト。
5. 【請求項５】 前記内管と前記外管との隙間に、空気が
   封入されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れ
   かに記載の吸気ダクト。
6. 【請求項６】 前記内管及び前記外管は、樹脂材で成形
   されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに
   記載の吸気ダクト。