JPH11229982A - クールエアダクト - Google Patents

クールエアダクト

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JPH11229982A
JPH11229982A JP2713098A JP2713098A JPH11229982A JP H11229982 A JPH11229982 A JP H11229982A JP 2713098 A JP2713098 A JP 2713098A JP 2713098 A JP2713098 A JP 2713098A JP H11229982 A JPH11229982 A JP H11229982A
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JP
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air duct
cool air
pipe
pipe portion
intake
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Koichi Kaminaga
晃一 神永
Itsuo Koga
逸夫 古賀
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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クールエアダクトの気柱共鳴による騒音レベ
ルを低下させる。 【解決手段】 パイプ部1と箱体部2とから構成し、パ
イプ部1を下流ほど横断面積が大となるディーザー形状
とし、箱体部2をパイプ部1の上流端の横断面積より大
きな横断面積を有するようにした、クールエアダクト1
0。パイプ部1の下流端近傍を蛇腹部1dを設けたクー
ルエアダクト10。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用内燃機関
の吸気側に設けられる、クールエア(冷気)用ダクトに
関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用内燃機関の吸気系では、実開平
5−64458号公報に開示されているように、吸気取
入口とエアクリーナーとは、クールエアダクトにより接
続される。クールエアダクトの上流端の吸気取入口から
は、内燃機関の吸気バルブによる吸気脈動からなる吸気
音が放射される。吸気音レベルは、下式(1)の音響質
量Mに反比例することが知られている。 音響質量M=ρ×L/S ………… (1) ρ:空気密度 L:吸気管長 S:吸気断面積 式(1)から、吸気音レベルを低減するには、吸気管長
を大にすることが有効である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、吸気音レベル
は、下式(2)の気柱共鳴周波数fの影響を受けること
も知られている。 気柱共鳴周波数f=c/(2L) ………… (2) c:音速(たとえば、c=344m/secとする) L:吸気管長 式(2)から、吸気管長Lが大なほど、気柱共鳴周波数
fが低周波数側に移行して、吸気音の悪化域が広がるこ
とがわかる。たとえば、ダクト長L=60cmの場合、
気柱共鳴周波数は、f1 =287Hz、f2 =573H
z、・・・であり、ダクト長L=30cmの場合の、f
1 =573Hz、・・・に比べて、気柱共鳴周波数は低
周波数側に移行し、気柱共鳴が顕著に悪化する。したが
って、クールエアダクト長には気柱共鳴の悪化防止上望
ましい長さがあるが、現状ではエアクリーナーダクトの
長さはエアクリーナーの位置と吸気取入口との相対位置
関係から決まっており、その長さは、必ずしも吸気音レ
ベル低減上の最適長さとはなっていない。本発明の目的
は、エアクリーナーの位置と吸気取入口との相対位置関
係に左右されずに、クールエアダクトの長さを気柱共鳴
の悪化防止上望ましい長さとすることができるクールエ
アダクトを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 (1) 下流ほど横断面積が大となるディフューザー形
状のパイプ部と、前記パイプ部の上流側端に接続され、
前記パイプ部の上流側端の横断面積よりも大きな横断面
積を有し気柱共鳴周波数をもたない箱体部と、からなる
クールエアダクト。 (2) 前記パイプ部の下流側部分に蛇腹部を設けた
(1)記載のクールエアダクト。
【0005】上記(1)のクールエアダクトでは、クー
ルエアダクトをパイプ部と箱体部とから構成し、箱体部
の横断面積をパイプ部の横断面積に比べて大にして箱体
部が気柱共鳴周波数をもたないようにしたので、クール
エアダクトの気柱共鳴周波数がパイプ部の気柱共鳴周波
数から決まり、パイプ部の長さを選定することにより、
クールエアダクトの気柱共鳴周波数(パイプ部の気柱共
鳴周波数)を比較的高い周波数領域に維持することがで
き、吸気音の悪化域の低周波数域への拡がりを防止する
ことができる。上記(2)のクールエアダクトでは、パ
イプ部の下流側部分に蛇腹を設けたので、内燃機関から
エアクリーナーに伝わったエンジン振動がクールエアダ
クトに伝わるのを蛇腹で遮断でき、クールエアダクトか
ら車両ボデーを介して車室に伝わるのを防止することが
できる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明実施例のクールエアダクト
を、図1〜図5を参照して、説明する。図1は本発明の
いずれの実施例にも適用可能であり、図2および図3は
本発明の第1実施例を示し、図4および図5は本発明の
第2実施例を示している。本発明の全実施例に共通する
部分には、本発明の全実施例にわたって同じ符合を付し
てある。
【0007】まず、本発明の全実施例に共通する部分
を、たとえば図1〜図3を参照して説明する。図1に示
すように、自動車内燃機関の吸気系に設けられたエアク
リーナー11と吸気取入口2aとは、クールエアダクト
10を介して連通されている。クールエアダクト10
は、たとえば樹脂製品であり(ただし、金属製品でもよ
いし、後述する蛇腹部はゴム製品であってもよい)、フ
ァンシラウド取付部12において、ボデー側のファンシ
ラウド13に取り付けられて固定されており、下流側端
でエアクリーナー11に取り付けられて接続されてい
る。
【0008】クールエアダクト10は、エアクリーナー
11に近い側のパイプ部1と、吸気取入口2aに近い側
の箱体部2とからなる。箱体部2はパイプ部1の上流側
端に接続されている。パイプ部1は、上流端部1aが上
流に向かって滑らかに拡大する断面積をもつファンネル
形状に形成されており、パイプ部1の上流端に近い部分
てかつファンネル形状の下流端に絞り部1bを有し、絞
り部1bから下流にいくに従ってテーパ状に断面積が拡
大するディフューザー部1cを有している。ファンネル
形状とディフューザー部とは、絞り部1bの存在にかか
わらず、パイプ部1の流路抵抗を小さなものとする。パ
イプ部1は、下流側端近傍に蛇腹部1dを有する。蛇腹
部1dを含めてパイプ1は、四隅の角が湾曲したほぼ矩
形状の横断面形状を有し、矩形の長軸は水平方向に延び
ており、短軸は上下方向に延びている。ディフューザー
部1cの長手方向軸芯は曲がっていてもよく、図示例は
曲がっている場合を示している。
【0009】箱体部2は、パイプ部1の上流側端1aの
横断面積よりも大きな横断面積を有し、管状になってい
ないので気柱共鳴周波数をもたない。箱体部2の水平方
向の幅は、パイプ1の水平方向の幅より大とされてお
り、箱体部2の上下方向の高さは、パイプ部1の高さと
等しいかまたは若干大とされている。箱体部2は、四隅
の角をR形状で角取りしたほぼ矩形状の横断面形状を有
し、横断面形状のほぼ矩形の長軸は水平方向に延びてお
り、短軸は上下方向に延びている。
【0010】箱体部2は、上流側端に水平方向に幅を広
げられた吸気取入口2aを有し、下流側端に水平方向に
幅を急激に減少された、パイプ部1への接続部2bを有
する。箱体部2は、少なくとも1本(図示例では3本)
のリブ3を有し、リブ3は箱体部2の天井板と底板間に
わたって延びて天井板と底板に固定されており、天井板
と底板が膜振動(壁面振動)することを抑制している。
リブ3は上流側には箱体部2の上流端にまで延びてお
り、下流側には箱体部2の下流端から上流側に隔たった
位置で終わっている。リブ3のうちの1本(図示例では
中央のリブ3A)は、箱体部2の内部空間を左右方向
に、パイプ部1の幅とほぼ同じ幅を有しパイプ部1の上
流に対応する位置にある部分4と、残りの部分5とに、
区画している。
【0011】つぎに、共通部分の作用を説明する。パイ
プ部1がパイプ部上流側端1aで箱体部2に移行して、
断面積を幅方向に急激に広げられ、箱体部2が共鳴周波
数をもたないので、共鳴周波数が(パイプ部の長さと箱
体部の長さの和ではなく)パイプ部1のみの長さから決
まるようになる。また、パイプ部1のディフューザー部
1cが上流にいくほで絞られ絞り部1bで最も絞られる
形状により、パイプ部1の気柱共鳴が箱体部2から分断
されパイプ部1内のみで起こるようになる。
【0012】これにより、クールエアダクトの気柱共鳴
周波数が、従来のようにクールエアダクトの全長によっ
て決定されるのではなく、クールエアダクトのうちパイ
プ部1のみの部分の長さから決定されるようになり、箱
体部2の長さ分だけ、長さが短くなる。したがって、式
(2)から決定されるクールエアダクトの気柱共鳴周波
数が従来に比べて高くなり、低周波数の共振周波数で気
柱共鳴が起こらなくなり、気柱共鳴による騒音レベルが
低減される。騒音レベルの低減により、吸気系にレゾネ
ーター(共鳴型吸音器)を設ける必要がなくなり、レゾ
ネーターレスにでき、吸気系を小型化できる。また、パ
イプ部1の長さとしては、低周波数域(たとえば、50
0Hz以下の周波数域)に1次の気柱共鳴周波数が現れ
ない長さを選定すればよく、その条件さえ満足すれば任
意に設定できる。そして、クールエアダクトの長さか
ら、選定されたパイプ部長さを差し引いた残りの部分を
箱体部2の長さとすればよい。
【0013】また、パイプ部1にディフーザー部1cを
設けたので流れの抵抗は小さく、エネルギー損失を少な
くすることができる。また、パイプ1の下流端近傍に蛇
腹部1dを設けたので、エンジン振動が吸気系を介して
自動車ボデーに伝達するのを、蛇腹部1dで遮断するこ
とができる。そして、蛇腹部1dはディフーザー部1c
の拡大された径の部分に設けられているので、流れ抵抗
を増大させにくい。
【0014】つぎに、本発明の各実施例に特有な部分の
構成、作用を説明する。本発明の第1実施例では、図2
および図3に示すように、パイプ部1の上流側端部が滑
らかに箱体部2の下流側端部に接続しており、パイプ部
1の上流側端部は箱体部2の内部に突き出ていない。第
1実施例の作用については、パイプ部1の上流側端部は
箱体部2の内部に突き出ていないので、吸気が箱体部2
からパイプ部1に流入する時に比較的滑らかに流れ、流
れ抵抗が小さく、エネルギー損失が少ない。
【0015】本発明の第2実施例では、図4および図5
に示すように、パイプ部1の上流側端部は箱体部2の内
部に突き出ている。第2実施例の作用については、パイ
プ部1の上流側端部は箱体部2の内部に突き出ているの
で、パイプ部1の上流端で断面積が急激に拡がり、より
効果的に箱体部2と分断でき、気柱共鳴による吸気音悪
化を抑制できる。ただし、第1実施例に比べて、吸気が
箱体部2からパイプ部1に流入する時の流れ抵抗が大き
く、エネルギー損失が増す。
【0016】
【発明の効果】請求項1のクールエアダクトによれば、
クールエアダクトをパイプ部と箱体部とから構成し、箱
体部の横断面積をパイプ部の横断面積に比べて大にして
箱体部が気柱共鳴周波数をもたないようにしたので、ク
ールエアダクトの気柱共鳴周波数がパイプ部の気柱共鳴
周波数から決まり、パイプ部の長さを選定することによ
り、エアクリーナーの位置と吸気取入口との相対位置関
係に左右されずに、クールエアダクトの気柱共鳴周波数
(パイプ部の気柱共鳴周波数)を比較的高い周波数領域
に維持することができ、吸気音の悪化域の低周波数域へ
の拡がりを防止することができる。請求項1のクールエ
アダクトによれば、パイプ部の下流側部分に蛇腹部を設
けたので、内燃機関からエアクリーナーに伝わったエン
ジン振動がクールエアダクトに伝わるのを蛇腹で遮断で
き、クールエアダクトから車両ボデーを介して車室に伝
わるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のクールエアダクトを搭載して自
動車の前部の平面図である。
【図2】本発明の第1実施例のクールエアダクトの平面
図である。
【図3】本発明の第1実施例のクールエアダクトの断面
図である。
【図4】本発明の第2実施例のクールエアダクトの平面
図である。
【図5】本発明の第2実施例のクールエアダクトの断面
図である。
【符号の説明】
1 パイプ部 1c ディフューザー部 1d 蛇腹部 2 箱体部 2a 吸気取入口 3 リブ 10 クールエアダクト 11 エアクリーナー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下流ほど横断面積が大となるディフュー
    ザー形状のパイプ部と、 前記パイプ部の上流側端に接続され、前記パイプ部の上
    流側端の横断面積よりも大きな横断面積を有し気柱共鳴
    周波数をもたない箱体部と、からなるクールエアダク
    ト。
  2. 【請求項2】 前記パイプ部の下流側部分に蛇腹部を設
    けた請求項1記載のクールエアダクト。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002317716A (ja) * 2001-04-23 2002-10-31 Marugo Rubber Ind Co Ltd エアーダクトの吸気口体
JP2007137295A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の吸気装置
JP2016088244A (ja) * 2014-11-04 2016-05-23 スズキ株式会社 内燃機関の吸気装置
CN108757519A (zh) * 2018-06-13 2018-11-06 特兰旗(厦门)科技有限公司 空气压缩风扇

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