JPS63285258A - 車両用吸気ダクト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） この発明はエンジンルーム内に設置され、エアクリーナ
、エンジンに外部エアを導入する吸気ダクトに関し、特
に防音性能の向上を図った車両用吸気ダクトに関する。

（従来技術とその問題点） 通常、車両のエンジンルーム内には、エンジン２エアク
リーナ等の機器類が設置されており、このエアクリーナ
を経由してエンジン内に外部のエアを導入するための車
両用吸気ダクトが設けられている。

そして、上記吸気ダクト内に導入されるエアは、エンジ
ンにより強制吸気され、脈動による共鳴騒音や、ダクト
吸込み口付近に生じる吸気騒音、更に、ダクト中にエア
通過による気流音等が発生し、エンジンルーム内の各種
補機類の騒音と相俟ってエンジンルーム内の音圧を著し
く高め、これらエンジンルーム内の騒音が車室内もしく
は車外に伝播され、車室内の静粛性を阻害するとともに
、外部環境に悪影響を及ぼしていた。

そのため、通常上記吸気ダクトにレゾネータが付設され
、エンジン、エアクリーナに付設されたバルブ等の駆動
音並びにダクト内を通過する気流音、更には吸気時の脈
動により発生する共鳴音等を吸収し、吸気口やエンジン
ルーム内の騒音を軽減するようにしている。

しかしながら、このレゾネータは高価であり、実用的で
ないため、一般にダクトを細く、長く設定し、低・中音
域の騒音対策をしているのが実情である。

しかし、このようにダクトを細く、長く設定した場合、
ダクト内部の空気抵抗が増大することにより、動力性能
の低下をもたらすとともに、ダクト内に導入されるエア
の流速が速くなるため、エアの気流音が大ぎくなってし
まい、特に高音域の騒音に対しては有効ではなかった。

更に、特開昭６０−５０２６５号公報で開示されている
ように、多孔質材料からなる吸音筒をダクトの一部また
は全部に用いることも提案されているが、共鳴騒音の低
下という点ではそれ程満足のいくものではなかった。

したがって、この種吸気ダクトの防音対策が急務とされ
ていた。

（発明の目的） この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、本発
明の目的とするところは、廉価かつ簡易な構成で、しか
も高音域、低音域を問わず如何なる周波数域の騒音に対
しても優れた防音性を備えた車両用吸気ダクトを提供す
ることにある。

（発明の構成と効果） 上記目的を達成するために、本発明は、エンジンルーム
内に設置され、エアクリーナ、エンジンに外部エアを導
入する車両用吸気ダクトにおいて、前記吸気ダクトは、
壁面に開口が穿設されたダクｉ・本体と、多孔質繊維材
料を中空筒状に成形してなり、ダクト本体の内壁面ある
いは外壁面に接合され、上記開口を覆う被覆部材とから
構成され、上記ダクトの断面積、開口の面積及び被覆部
材の通気抵抗の三者により決定される音響抵抗が０゜５
〜２．０に設定されていることを特徴とする。

すなわち、本発明に係る車両用吸気ダクトにあっては、
ダクト本体に開口が穿設され、この開口を被覆する多孔
質繊維材料からなる被覆部材が設けられており、かつ、
ダクト本体の断面積、開口の面積、被覆部材の通気抵抗
の王者により決定される音響抵抗が０．５〜２．０に設
定されているものであるから、ダクトの吸気口を通った
エアは上記開口並びに被覆部材を通じてダクト内に侵入
するエアと有効に合流し、ダクトの終端側に比べ、ダク
トの吸気口でのエアの流速は小ざいものであり、ダクト
の吸気口近辺に生ずる吸気騒音の音圧を著しく低下させ
ることができる。

更に、エンジン、エアクリーナに付設されたバルブ等の
駆動音やダクト内を通過するエアの気流音等についても
、上述した範囲内に音響抵抗を設定すれば、これらの騒
音は多孔質繊維材料からなる被覆部材中に吸音され、か
つ開口を通じて外部に放射されるものであるから、これ
ら吸気ダクト中に生ずる共鳴による低周波数域の騒音や
エアの通過による気流音等を抑え、上述したダクトの吸
気口近辺に生じる吸気音の低下と併せてエンジンルーム
内の音圧を著しく低下させ、車掌内及び車外へ上記騒音
が伝播されることを未然に防止することができる。

（実施例の説明） 以下、本発明に係る車両用吸気ダクトの一実施例につい
て添付図面を参照しながら詳細に説明する。

第１図はエンジンルーム内の吸気ダクトの配置関係並び
に吸気ダクトの一部を破断して示す平面図、第２図は本
願吸気ダクトの防音実験に使用するダクトの構成略図、
第３図、第４図は本願吸気ダクトにおける防音効果の実
測値を示すグラフである。

第１図において、吸気ダクト１０は、エンジンルーム１
１内のエアクリーナ１２．エンジン１３に外部のエアを
導入するために設けられており、この吸気ダクト１０は
、適宜箇所に開口１４を穿設したダクト本体１５と、上
記開口１４を覆うためにダクト本体１５の内周面に貼着
される多孔質繊維材料からなる被覆部材１６とから構成
されている。

そして、上記ダクト本体１５は、ポリプロピレン、ポリ
エチレン等の汎用の合成樹脂をブロー成形により中空路
円筒状に形成されているとともに、被覆部材１６は、ポ
リエステル、ナイロン、ビニロン、レーヨン、アセテー
ト・・・等の合成樹脂繊維に対し、変性アクリル樹脂、
メチルメタクリレ−１・・スチレン共重合体、ポリプロ
ピレン、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の合成樹脂バ
インダを含浸させた合成樹脂製不織布を原料とし、この
合成樹脂製不織布をホットプレス成形あるいはコールド
プレス成形によりダクト本体１５の内周面に密着するよ
うに略円筒状に成形されている。

なお、この被覆部材１６はダクト本体１５の外周面に、
上記間口１４を覆うように貼着されてもよく、また多孔
質繊維材料であれば、不織布に代えて織布を用いてもよ
い。

ところで、本願の吸気ダクト１０の特徴は、防音性能を
向上させる目安として、上記被覆部材１６の通気抵抗に
着目した。

そして、第２図に示す吸気ダクト１０のモデルを使用し
て、被覆部材１６の通気抵抗を下記サンプル１〜５のよ
うに変化させて、吸気ダクト１０の終端側での音圧レベ
ルの測定を行なった。

サンプル１　開口なし サンプル２　通気抵抗３３０Ｋｇ／ゴ・Ｓｅｃサンプル
３　　　〃２２２　　　〃 サンプル４　　〃　　１１２　　ｌｌ サンプル５　　ｌ／　　　２５　　〃・この第３図のグ
ラフから、開口を穿設していないサンプル１（従来例）
に比べ開口１４を設け、かつこの間口１４に被覆部材１
６を設定した場合、被覆部材１６の通気抵抗を小さく設
定すれば、音圧レベルの共振が緩和されることが判明し
た。しかし、サンプル５のように通気抵抗が極度に小さ
い場合には共振する周波数がシフトする現象が見られ、
本願はこのサンプル５は削除する。

このように被覆部材６の通気抵抗を所定範囲内に設定す
れば、共振を緩和させることができるが、共振を緩和さ
せるためには、被覆部材１６の通気抵抗だけでなく、ダ
クト本体１５の断面積、開口１４の総面積のファクタが
関係しており、これら王者のファクタにより決定される
ということが一般に知られている。

この考えから、音響抵抗日が定義付けられている。この
音響抵抗Ｂは次式で与えられる。

Ｂ（音響抵抗）＝旦旦二二旦　　　　　・・・（１）Ｓ
・ρＣ ｒ５（通気抵抗）＝Ａ旦　　　　　　　・・・（２〉上
式において ＳＳ：開口の総面積「ｄ」 Ｓ；ダクトの断面積「Ｔｌｔ」 ρ；空気密度ｒＫｙ／ｒｒｔ３．．ｌ　　（１２９３Ｎ
ｙ／ｍ３）Ｃ：音速ｒｍ／ｓｅｃ　Ｊ　　（３４０ｍ／
ｓｅｃ　）Ｑ；単位時間に単位面積の材料を扱ける通気
量ｒｍ３／ｍ−５ｅｃＪ ところで、第２図に示す吸気ダクト１０のモデルにサン
プル２〜サンプル５の音響抵抗Ｂを計算すると次式のよ
うになる。

サンプル２　　　　Ｂ＝２．８６ サンプル３　　　　Ｂ＝１．９２ サンプル４　　　　Ｂ＝０．９７ サンプル５　　　　Ｂ＝０．２２ ここで、音響抵抗Ｂ＠基準に共振のレベルをグラフ化す
れば、第４図のようになり、第４図のグラフから音響抵
抗Ｂは１近傍が望ましく、０．５≦Ｂ≦２．０が共振レ
ベルを低下させる好ましい設定範囲となる。

そして、上述のように音響抵抗Ｂを得るためには、 ■被覆部材１６の通気抵抗；ｒＳ ■ダクト本体１５の断面積；Ｓ ■ダクト本体に設けた開口１４の総面積；ＳＳ上記■〜
■を適宜設定すればよい。

通常、■、■は現実問題として設定範囲が限定される。

すなわち、 ０．００７Ｍ≦Ｓ≦０．００５５Ｔｄ　　・・・（３）
ｏ、ｏｏｉｉ≦３ｓ≦２πｒ７７ｆ　　　　・　（４）
ここで、上式の（１）式を変形して、 であり、また０、５≦Ｂ≦２．０であるから、・・・（
５） また（３）、（４）式はρ＝１２９３Ｋｇ／ｍ３、Ｃ＝
３４０ｍ、／ｓｅｃから、 となり、（５）式、（６）式より、 ４０≦ｒｓ≦１１８４００ となる。

このように音響抵抗Ｂ＠０．５〜２．０の範囲内に設定
するためには、ダクト本体１５の断面積Ｓや開口１４の
総面積ＳＳの設定の仕方により、被覆部材１６の通気抵
抗は４０〜１１８４ｏｏＫｇ／Ｔｌｔ−３ｅＣの範！と
り１！。

以上説明したように、本発明に係る吸気ダクト１０は、
開口１４を設けたダクト本体１５に、その開口１４を覆
うように多孔質繊維材料からなる被覆部材１６を設け、
かつこのダクト本体１５の断面積、開口１４の面積、及
び被覆部材１６の通気抵抗の三者により決定される音響
抵抗を特定の範囲に設定することにより、吸気ダクト１
０の吸気口のエア流速を小さくでき、吸気騒音を可及的
に減少させることができるとともに、この吸気ダクト１
０を通じて気流音並びに共鳴による低周波数域の騒音を
有効に吸収することができるものであるから、極めて優
れた防音性能を持つ車両用吸気ダクトとして非常に実用
的価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両用吸気ダクトの配置並びにこ
の吸気ダクトの構成を示す一部破断平面図、第２図は本
願吸気ダクトの防音性実験に使用するダクトの構成略図
、第３図は同吸気ダクトの防音性を示すグラフ、第４図
は同吸気ダクトにａ３ける音響抵抗と共振音圧との相互
関係を示すグラフである。 １０・・・吸気ダクト １１・・・エンジンルーム １２・・・エアクリーナ １３・・・エンジン １４・・・開口 １５・・・ダクト本体 １６・・・被覆部材 特　許　出　願　人　河西工業株式会社日産自動車株式
会社 代理人　弁理士　和　１）成　則 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンルーム内に設置され、エアクリーナ、エ
   ンジンに外部エアを導入する車両用吸気ダクトにおいて
   、 前記吸気ダクトは、壁面に開口が穿設されたダクト本体
   と、多孔質繊維材料を中空筒状に成形してなり、ダクト
   本体の内壁面あるいは外壁面に接合され、上記開口を覆
   う被覆部材とから構成され上記ダクトの断面積、開口の
   面積、及び被覆部材の通気抵抗の三者により決定される
   音響抵抗が０．５〜２．０に設定されていることを特徴
   とする車両用吸気ダクト。