JP2005009322A - Intake duct - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸気ダクトに関し、更に詳細には、自動車等に搭載されるエンジンの吸気側等に連結され、該エンジンに必要な外部空気を吸引する際に発生する吸気音を低減する機能を具備した吸気ダクトに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車等に搭載されるエンジンは、その吸気側に連結された吸気ダクトおよびエアクリーナー等を介して、回転駆動時に必要な外部空気を吸引するようになっている。ここで、前記吸気ダクトから外部空気を吸引する際には、▲1▼吸気ダクトの形状およびサイズ(全長、内径等)、▲2▼空気の吸引量および吸引速度、等の諸条件に基づき、様々な周波数の吸気音が発生するようになり、殊に気柱共鳴に伴って特定かつ複数の周波数の音域が増幅する傾向がある。そこで、このような吸気音を低減するための対策として、共鳴効果を利用して吸気音の低減を図るレゾネータ(共鳴器)を、前記吸気ダクトの所要位置に装着するようにした技術が多く提案されている。このような吸気音の低減対策に関する技術は、例えば特許文献1および特許文献2等に開示されている。
【0003】
特許文献1に開示されたエンジンの吸気装置は、車体に固定された吸気ダクトとエアクリーナーとの間に配設されるインレットパイプに、箱体状に形成されたレゾネータを外付け状態で配設した構成となっている。すなわち前記レゾネータは、吸気ダクトの一部と見なされる前記インレットパイプに接合されると共に、トランスミッション、ウォータパイプおよびエアクリーナー等に取付けて、複数箇所で固定されている。
【0004】
また特許文献2に開示のレゾネータは、吸気管(吸気ダクト)の外周に、該吸気管の外面と所定の間隔をもって周方向および長手方向に延在するアウターパネルを組付け、これら吸気管とアウターパネルとの間に画成される空間を共鳴室として機能させると共に、当該吸気管の外周面に該共鳴室内と吸気管内部とを連通する共鳴管を開設した構成となっている。すなわち前記レゾネータは、吸気管の外側に沿うように設けた構成となっている。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−099026号公報
【特許文献2】
特開平6−159174号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特許文献1に開示された構成では、前述したように、箱体状に形成された前記レゾネータが外付け状態で取付けられる構成となっているため、当該レゾネータのための設置スペースをエンジンルーム内に確保する必要がある。しかしながらエンジンルーム内には、エンジンをはじめとする種々の車載機器類が所狭しと設置されるようになっているため、前記レゾネータの設置スペースを確保するためにエンジンルーム全体の設計変更が必要となったり、エンジンルームが狭い車両では設置スペースの確保が困難となる不都合等が発生していた。また前述したように、複数の取付箇所を設定して強固に取付けるようにしなければ、走行時の振動等で取付不備が発生する問題もあった。
【0007】
一方、特許文献2に開示された構成では、吸気管の外周に共鳴室を形成するようになっているため、設置スペースの確保に支障を来たすことがなくなる利点がある。しかしながら、前記吸気管およびアウターパネルが別部材として構成されると共に、後工程において該吸気管に対してアウターパネルを組付けるようになっており、構成部品点数の増加に伴って成形作業工数および組付作業工数等が増えるため、これにより製造コストが嵩む問題等を内在していた。
【0008】
【発明の目的】
本発明は、前述した課題を好適に解決するべく提案されたもので、構成部品点数の低減、成形作業の合理化、そしてこれに基づく製造コストの削減等を可能としたもとで、吸気音の効率的な低減を図り得るよう構成した吸気ダクトを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決して、所期の目的を達成するため本発明は、長手方向に沿って対向的に接合可能な形状に形成され、相互に接合した際に空気流通路が内部に画成される一対のダクト構成体からなり、
前記夫々のダクト構成体は、所要形状の外壁部と、この外壁部に対し適宜間隔をおいて内側に位置し、前記接合時に前記空気流通路となる内壁部と、前記外壁部および内壁部の間で長手方向へ適宜間隔に位置して短手方向へ延在し、前記外壁部および内壁部の間に複数の空間を内部画成する隔壁部とを有し、
前記内壁部に、前記各空間と前記空気流通路とを空間的に連通する連通口を対応的に開設し、
前記連通口を介して空気流通路に連通する各空間を、相互に異なる共鳴周波数を有する共鳴室として機能させ、前記空気流通路内における吸気音を低減させ得るよう構成したことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る吸気ダクトにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。実施例の吸気ダクトは、例えば自動車等に搭載されるエンジンの吸気側に配設されて、該エンジンの駆動時に必要な空気を吸引するために供され、この空気吸引時に発生する吸気音を、共鳴現象
(効果)を利用して低減(減音)する機能を具備した構成とされている。なお実施例では、理解の容易化を図るため、単純な真直円筒形状で図示表示する。
【0011】
図1は、本発明の好適実施例に係る吸気ダクトの概略斜視図、図2は図1のII−II線断面図、図3は図1のIII−III線断面図、図4は図1のIV−IV線断面図、図5は図1のV−V線断面図、図6は図1のVI−VI線断面図である。また図7は、図1に例示した実施例の吸気ダクトを構成する一対のダクト構成体を、接合前の展開状態で例示した概略斜視図である。
【0012】
実施例の吸気ダクト10は、長手方向に沿って対向的に接合可能な形状に形成されて、相互に接合した際に空気流通路12が内部に画成される一対のダクト構成体20,22から構成されている。そして、一方端縁(図1の手前側)に空気吸引口14が形成され、また他方端縁(図1の奥側)に空気送出口16が形成されている。なお説明の便宜上、図1において下側に位置するダクト構成体20を「第1ダクト構成体」と称し、上側に位置するダクト構成体22を「第2ダクト構成体」とする。
【0013】
(ダクト構成体)
前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22は、例えばポリプロピレン(PP)等の合成樹脂を材質とし、後述するように公知技術であるブロー成形技術に基づいて成形された中空体である。具体的には、図7に例示するように、何れも端面形状が半円状とされた樋形状を呈しており、短手方向に離間した両端縁に長手方向へ延在する当接接合面24,24が形成されている。なお実施例では、後述するように、前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22を、相互に端部接合した連結状態で一体的にブロー成形した後、これら第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22の境界ラインに沿って延在する折曲ライン26で折り曲げることで対向的に接合する態様となっており、これにより円筒状の前記吸気ダクト10を形成するようになっている。
【0014】
ブロー成形により形成される前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22は、所要形状の外壁部28と、この外壁部28に対し適宜間隔をおいて内側に位置し、前記接合時に前記空気流通路12となる内壁部30と、前記外壁部28および内壁部30の間で長手方向へ適宜間隔に位置すると共に短手方向へ延在する隔壁部32とを有している。前記隔壁部32は、前記外壁部28の裏面に接触するように前記内壁部30に突設されており、第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22には夫々所要間隔に合計3個ずつが突設されている。従って、第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22には、前記内壁部30および外壁部28の間に前記各隔壁部32で仕切られた合計4個ずつの空間34,34,34,34が、その長手方向へ直列状に画成されている。但し実施例では、全各隔壁部32を同一間隔に突設して、各空間34の内部容積を同一とした状態で例示してある。
【0015】
(連通口)
また、前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22における各々の内壁部30には、前記各々の空間34,34,34,34に臨む位置に、該空間34,34,34,34と前記空気流通路12とを空間的に連通する複数の連通口36を対応的に開設してある。ここで、内壁部30に開設された全ての連通口36は、その開口形状および開口サイズが何れも同一となっており、個々の開口面積は等しくなっている。従って、前記各空間34,34,34,34と空気流通路12との連通面積A1,A2,A3,A4は、後述するように、前記連通口36の開設個数に基づいて設定されている。
【0016】
このような第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22からなる実施例の吸気ダクト10では、前記各空間34,34,34,34が1個または複数個の前記連通口36を介して前記空気流通路12と空間的に連通して構造となっているため、これら空間34,34,34,34を共鳴室Sとして機能させ、該空気流通路12内における吸気音を低減させ得るようになっている。なお、説明の便宜上、前記空気吸引口14に隣接した側(図1の手前側)から、第1共鳴室S1、第2共鳴室S2、第3共鳴室S3、第4共鳴室S4とする。但し、実施例の吸気ダクト10は、前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22が、対称形状とされた独立中空体として形成されているため、2つずつの前記第1共鳴室S1、第2共鳴室S2、第3共鳴室S3および第4共鳴室S4が設けられていることになる。
【0017】
(共鳴周波数)
ここで、ダクトにおける共鳴器(レゾネータ)の共鳴周波数は、周知のように、下記の計算式に基づいて算出することができる。
【0018】
【数1】
【0019】
前記計算式における各符号は、次のようになっている。
fr:共鳴周波数(Hz)
C:音速 340×103(mm/s)
V:共鳴室Sの内部容積(mm3)
G:コンダクティビティ
Le=t+(π/2)a
A:連通面積(mm2)、
(連通口36の半径a(mm)、個数nの場合:nπa2)
t:内壁部30の肉厚(連通口36の長さ)(mm)
【0020】
前記計算式によれば、前記連通面積Aの広狭設定条件や、前記内部容積Vの大小設定条件が、共鳴周波数frに大きく関与することが理解できる。すなわち、前記第1共鳴室S1、第2共鳴室S2、第3共鳴室S3および第4共鳴室S4の共鳴周波数fr1,fr2,fr3,fr4は、各々の内部容積V1,V2,V3,V4や、前記連通口36の開設個数により設定される各々の連通面積A1,A2,A3,A4等の設定条件によって決定されるようになる。
【0021】
なお、前記第1共鳴室S1、第2共鳴室S2、第3共鳴室S3および第4共鳴室S4の内部容積V1,V2,V3,V4は、ブロー成形に供されるブロー成形型40における成形面の形状設定により設定可能である。例えば、前記外壁部28と内壁部30との間隔を一定とした場合では、前記各隔壁部32の形成位置を調整することで、第1〜第4の各共鳴室S1,S2,S3,S4の内部容積V1,V2,V3,V4の設定変更が可能である。また、前記各隔壁部32の形成間隔を一定とした場合では、前記外壁部28と内壁部30との形成間隔を調整することで、各共鳴室S1,S2,S3,S4の内部容積V1,V2,V3,V4の設定変更が可能である。
【0022】
一方、前記第1共鳴室S1、第2共鳴室S2、第3共鳴室S3および第4共鳴室S4の連通面積A1,A2,A3,A4は、前述したように、図10に例示した穿孔装置(穿孔手段)50により開設される前記連通口36の開設個数により設定可能である。すなわち、連通面積A1,A2,A3,A4を大きく設定する必要がある場合は、前記連通口36の開設個数を多くすればよく、逆に連通面積A1,A2,A3,A4を小さく設定する必要がある場合は、該連通口36の開設個数を少なくすればよい。
【0023】
次に、前述のように構成された実施例の吸気ダクト10の成形方法について説明する。
【0024】
(ダクト構造体の成形工程)
実施例の吸気ダクト10は、図9に略示したブロー成形型40を使用したブロー成形技術に基づき、先ず前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22を相互横並び状に端部接合した連結状態に一体成形する(図7、図8)。すなわちブロー成形型40は、凹部42B,42Bを陥設して前記外壁部28の成形に供される第1成形面42Aを有する第1成形型42と、凸部44B,44Bを突設して前記内壁部30および前記隔壁部32の成形に供される第2成形面44Aを有する第2成形型44から構成されている。従って、前記第1成形型42および第2成形型44を型開きしたもとでパリソンPをセットした後(図9(a))、これら第1成形型42および第2成形型44を型閉めすると共に、該パリソンP内へ成形空気を吹き込むことで、前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22が、相互横並び状に端部接合した開放連結状態で一体的に予備成形される(図9(b))。
【0025】
(連通口の開設工程)
前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22の予備成形が完了したら、各々のダクト構成体20,22の内壁部30の所要位置に前記連通口36を開設する。前記各連通口36は、例えば図10に例示するような穿孔装置(穿孔手段)50を使用することで、前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22の内壁部30に対し、同一の開口形状および開口サイズに開設される。ここで前記穿孔装置50は、旋回可能な本体52と、該本体52にスライド可能に配設され、加熱昇温される穿孔部材56を先端に配設した穿孔ロッド54と、該穿孔部材56を図示しない加熱手段等から構成されている。このような穿孔装置50による連通口36の開設作業では、第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22の円弧中心に前記本体52を位置させ、前記加熱手段で加熱させた前記穿孔部材56を、前記穿孔ロッド54の前進移動のもとに内壁部30へ押付ければ、前記連通口36の開設が可能となる。従って、前記本体52を所要の旋回角度に旋回・停止させる毎に前記穿孔ロッド54を前進させることで、前記内壁部30に対して所定数の連通口36を短手方向へ直列状に開設し得る。
【0026】
そして、前記本体52を、第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22の長手方向へ所要量ずつスライド移動させ、前述した作業を繰り返せば、前記第1〜第4の各共鳴室S1,S2,S3,S4に対応した位置で、前記内壁部30に対して連通口36を開設し得る。すなわち、本体52の旋回制御およびスライド制御を適切に行なうようにすれば、内壁部30の何れの部位であっても前記連通口36を自在に開設することが可能である。
【0027】
(各ダクト構成体の接合工程)
前記第1〜第4の各共鳴室S1,S2,S3,S4に対応して、前記内壁部30の所要位置に所要数の連通口36の穿設作業が完了したら、前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22を、これらの境界ラインに沿って延在する折曲ライン26で合掌状に折り曲げることで、両ダクト構成体20,22の各当接接合面24,24同士が対応的に密着するようになり、両ダクト構成体20,22の接合がなされる。なお、前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22の接合は、図示しない適宜の係合手段や接着剤等の公知手段により、容易に分離開放しないように接合される。
【0028】
このように実施例の吸気ダクト10では、第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22により、空気流通路12および該空気流通路12の外周に複数の共鳴室S1,S2,S3,S4を画成した構造となっているため、エンジンルーム内に設置スペースを大きく確保する必要がなく、また該共鳴室S1,S2,S3,S4の取付形態を検討する必要もないので、前記特許文献1に内在した問題を好適に回避できる。
【0029】
また、吸気ダクト10を構成する前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22は、ブロー成形技術に基づいて一体的に形成されるため、特許文献2に開示の構成に比べて構成部品点数が大幅に削減されている。しかも、前記第1〜第4の各共鳴室S1,S2,S3,S4と空気流通路12との連通面積A1,A2,A3,A4は、単一サイズの前記連通口36の開設個数に基づいて設定するようになっており、前記穿孔装置50によって連通口36の開設作業を効率的に実施し得る。従って、実施例の吸気ダクト10の成形に際しては、部品点数削減および成形工程削減に伴う成形作業の合理化および効率化が図られるようになり、大幅な製造コストの低減が可能となっている。更に、第1ダクト構成体20と第2ダクト構成体22とは、折曲ライン26で合掌的に接合するだけで組立てが完了するため組立作業工数の削減も図られ、これによる製造コストの低減も期待できる。
【0030】
また、前記ブロー成形型40の第1成形面42Aおよび第2成形面44Aの形状変更により、種々形状の吸気ダクト10の成形が可能である。これに伴い、共鳴室Sの形成個数および内部容積V等を自由に設定することができることは勿論、前記穿孔装置50の動作制御により該共鳴室Sと空気流通路12との連通面積Aも自由に設定することができる。従って、異なる共鳴周波数frを有する複数の共鳴室Sを設けることが可能であり、空気流通路12で発生する吸気音における複数の周波数の音域を好適に減音することが可能である。
【0031】
一方、吸気ダクト10の成形方法は、前述したものに限定されるものではなく、例えば前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22を、図9に例示したブロー成形型40とは異なるブロー成形型を使用したもとで、完全に分離した別体として個別にブロー成形し、前記穿孔装置50による前記連通口36の開設作業の完了後に、相互対向的に接合するようにしてもよい。
【0032】
なお前記実施例では、前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22を対称形状に形成した吸気ダクト10を場合を例示したが、これら第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22を非対称形状に形成するようにしてもよい。そして、第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22は、外形形状を変更したり、前記外壁部28の形状および/または隔壁部32の形成位置を変更することで、各共鳴室S1,S2,S3,S4の内部容積V1,V2,V3,V4を不均一に設定したり、前記隔壁部32の形成数の増減により共鳴室Sの画成数を変更するようにしてもよい。更には、第1ダクト構成体20または第2ダクト構成体22の何れか一方のみに、前記共鳴室Sを内部画成するようにしてもよい。
【0033】
また前記実施例では、前記内壁部30に前記各々の隔壁部32を一体的に形成した場合を例示したが、図12および図13に示するように、該隔壁部32を前記外壁部28に形成するようにしてもよい。このように隔壁部32を外壁部28に形成しても、該隔壁部32が内壁部30の内側に適切に接触していれば、前記各共鳴室S1,S2,S3,S4を好適に画成することができる。しかも、空気流通路12の全域に亘って内壁部30が平滑面となるため、吸引空気のスムーズな流通が期待できる。
【0034】
更に前記実施例では、前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22の夫々を独立した中空体とした場合を例示したが、例えば図14に例示するように、前記当接接合面24,24を形成する壁部分を後加工により切除した後、これら第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22を合掌状に接合するようにしてもよい。この場合では、前記第1ダクト構成体20から第2ダクト構成体22に亘って円筒状の空間が画成されるため、内部容積Vを大きく設定した共鳴室Sを内部画成することが可能となる。
【0035】
一方、前記実施例では、穿孔部材56を所定温度まで加熱するようにした構成の穿孔装置50により、該穿孔部材56で前記内壁部30を溶融させながら連通口36を開設する場合を例示したが、該連通口36の開設方法はこれに限定されるものではない。例えば、前記穿孔部材56をドリル形態の回転刃として、前記内壁部30を切削しながら連通口36を開設するようにしてもよい。
【0036】
(設定例)
次に、前述のように構成された実施例の吸気ダクト10につき、具体的に1つの設定例を例示する。ここでは、図14に例示した形態の吸気ダクト、すなわち、第1〜第4の各共鳴室S1,S2,S3,S4を、前記第1ダクト構成体20から第2ダクト構成体22に亘って円筒状に画成したタイプの吸気ダクトを前提として説明する。なお、前記第1ダクト構成体20および第2ダクト構成体22における各内壁部30,30により形成された前記空気流通路12の寸法は、
・空気流通路12の全長L=400mm、
・空気流通路12の内径D=54mm
とする。
【0037】
前述した寸法の空気流通路12を有する吸気ダクト10は、共鳴室が設けられていない場合、スピーカー加振に基づく気柱共鳴試験によって得られる気柱共鳴周波数fが、図15に例示するように、1次気柱共鳴周波数f1=338Hz、2次気柱共鳴周波数f2=674Hz、3次気柱共鳴周波数f3=1,020Hz、4次気柱共鳴周波数f4=1,350Hzとなる。すなわち、前記吸気ダクト10で空気を吸引する際の吸気音は、前記複数の周波数における音域が増幅されることが確認できる。
【0038】
従って実施例の吸気ダクト10では、前記1次気柱共鳴周波数f1の音域を前記第1共鳴室S1で減音し、前記2次気柱共鳴周波数f2の音域を前記第2共鳴室S2で減音し、前記3次気柱共鳴周波数f3の音域を前記第3共鳴室S3で減音し、前記4次気柱共鳴周波数f4の音域を前記第4共鳴室S4で減音し得るように設定する。ここで図16に例示するように、1次気柱共鳴のピークはL/2の部分となり(図16(a))、2次気柱共鳴のピークはL/4および3L/4の各部分となり(図16(b))、3次気柱共鳴のピークはL/6、3L/6および5L/6の各部分となり(図16(c))、4次気柱共鳴のピークはL/8、3L/8、5L/8、7L/8の各部分となる(図16(d))。従って、1次〜4次の各気柱共鳴周波数f1〜f4の音域を減音するには、夫々のピーク部分またはその近傍において行なうようにするのが効果的であるため、本設定例の吸気ダクト10では、図17に例示するように、空気吸引口14の側から、第3共鳴室S3、第1共鳴室S1、第4共鳴室S4、第2共鳴室S2の順に配置するようにした。
【0039】
そして、前記空気流通路12の内径D=54mmに設定されていることにより、前記内壁部30の肉厚t=3mmであるから、前記第1〜第4の各共鳴室S1,S2,S3,S4の内径(内壁部30の外径)P1=60mmに設定される。これにより、第1〜第4の各共鳴室S1,S2,S3,S4の外径(外壁部28の内径)P2を、71mmに設定した。そして、前記各隔壁部32の厚みを各々4mm、空気吸引口14側の壁部および空気送出口16側の壁部の厚みを各々2mmとしたもとで、前記第1共鳴室S1の室内長Q1=99.5mm、第2共鳴室S2の室内長Q2=100.0mm、第3共鳴室S3の室内長Q3=97.5mm、第4共鳴室S4の室内長Q4=87.0mmとなるように、各々の隔壁部32の形成位置を決定した。これにより表1に示したように、第1共鳴室S1の内部容積V1=112,614.1mm3、第2共鳴室S2の内部容積V2=113,180.0mm3、第3共鳴室S3の内部容積V3=110,350.5mm3、第4共鳴室S4の内部容積V4=98,466.6mm3となっている。
【0040】
【表1】
【0041】
そして、前記計算式に基づき、前記第1共鳴室S1、第2共鳴室S2、第3共鳴室S3および第4共鳴室S4が、対応の前記1次〜4次の気柱共鳴周波数f1,f2,f3,f4に対応した共鳴周波数fr1,fr2,fr3,fr4を有するように、各々の内部容積V1,V2,V3,V4を基にして各々の連通面積A1,A2,A3,A4を算出すると共に、これら連通面積A1,A2,A3,A4を基に前記連通口36の開口寸法および開設個数等を決定した。すなわち、表2に例示するように、第1共鳴室S1の連通面積A1=36.32mm2、第2共鳴室S2の連通面積A2=145.28mm2、第3共鳴室S3の連通面積A3=326.88mm2、第4共鳴室S4の連通面積A4=508.48mm2とした。更に、前記連通口36を直径6.8mmの円形状とすると共に、該連通口36の開設個数により前述した各連通面積A1〜A4を確保するようにした。
【0042】
従って表2に例示したように、第1共鳴室S1では、1個の連通口36を内壁部30の所要位置に開設することで連通面積A1(=36.32mm2)とし、第2共鳴室S2では、4個の連通口36を内壁部30の所要位置に開設することで連通面積A2(=145.28mm2)とし、第3共鳴室S3では、9個の連通口36を内壁部30の所要位置に開設することで連通面積A3(=326.88mm2)とし、第4共鳴室S4では、14個の連通口36を内壁部30の所要位置に開設することで連通面積A4(=508.48mm2)とした。
【0043】
【表2】
【0044】
このように設定したことにより、第1共鳴室S1の共鳴周波数fr1=337Hz、第2共鳴室S2の共鳴周波数fr2=671Hz、第3共鳴室S3の共鳴周波数fr3=1020Hz、第4共鳴室S4の共鳴周波数fr4=1347Hzに夫々設定され、前記1次〜4次の各気柱共鳴周波数f1(338Hz)、f2(674Hz)、f3(1,020Hz)、f4(1,350Hz)に一致または近似するようになった。従って、前述した共鳴周波数fr1,fr2,fr3,fr4に設定された第1〜第4の各共鳴室S1,S2,S3,S4を具備した実施例の吸気ダクト10では、図15に例示したように、吸気音における前記1次気柱共鳴周波数f1(338Hz)の音域を、前記共鳴周波数fr1(337Hz)に設定した第1共鳴室S1で好適に減音することができ、吸気音における前記2次気柱共鳴周波数f2(674Hz)の音域を、前記共鳴周波数fr2(671Hz)に設定した第2共鳴室S2で好適に減音することができる。同様に、吸気音における前記3次気柱共鳴周波数f3(1020Hz)の音域を、前記共鳴周波数fr3(1020Hz)に設定した第3共鳴室S3で好適に減音することができ、吸気音における前記4次気柱共鳴周波数f4(1350Hz)の音域を、前記共鳴周波数fr4(1347Hz)に設定した第4共鳴室S4で好適に減音することができる。よって、設定例の吸気ダクト10によれば、前記空気吸引口14を介して外部空気を吸引する際に空気流通路12内で発生する吸気音に対し、複数の周波数の音域を効果的に減音することが可能となる。
【0045】
なお図17では、前記連通口36の開設位置を、前記第1〜第4の各共鳴室S1,S2,S3,S4における長手方向の略中央とした場合を例示しているが、該連通口36の開設位置は、1次〜4次の各気柱共鳴のピーク位置に近い部位に開設するようにした方が効果的な減音が期待できる。
【0046】
また前記設定例では、空気吸引口14の側から第3共鳴室S3、第1共鳴室S1、第4共鳴室S4、第2共鳴室S2の順に配置するようにしたが、図1等に例示した実施例のように、空気吸引口14の側から第1共鳴室S1、第2共鳴室S2、第3共鳴室S3、第4共鳴室S4の順に配置するようにしてもよい。
【0047】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る吸気ダクトによれば、一対のダクト構成体により、空気流通路および該空気流通路の外周に複数の共鳴室を画成した構造となっているため、エンジンルーム内に設置スペースを大きく確保する必要がない利点がある。また、前記一対のダクト構成体は、ブロー成形技術に基づいて一体的に形成されるために構成部品点数が大幅に削減される一方、単一サイズの連通口の開設個数に基づいて共鳴室と空気流通路との連通面積を設定するようにしため、部品点数削減および成形工程削減に伴う成形作業の合理化および効率化が図られて大幅な製造コストの低減が可能となる有益な効果を奏する。
更に、一対のダクト構成体を、相互に端部接合された連結状態に一体成形すれば、折曲ラインで折曲げて合掌的に接合するだけで両ダクト構成体の組立てが完了するため、組立作業工数の削減も図られてこれによる製造コストの低減も期待できる等の利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適実施例に係る吸気ダクトの概略斜視図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】図1のIII−III線断面図である。
【図4】図1のIV−IV線断面図である。
【図5】図1のV−V線断面図である。
【図6】図1のVI−VI線断面図である。
【図7】図1に例示した実施例の吸気ダクトを構成する一対のダクト構成体を、折曲して接合する前の展開状態で例示した概略斜視図である。
【図8】図1に例示した実施例の吸気ダクトを構成する一対のダクト構成体を、折曲して接合する前の展開状態で例示した平面図である。
【図9】一対のダクト構成体を展開状態でブロー成形する状態を示した説明断面図であって、(a)は、型開きしたブロー成形型にパリソンをセットした状態を示し、(b)は、ブロー成形型を型閉めすることで一対のダクト構成体を成形した状態を示している。
【図10】予備成形された一対のダクト構成体における内壁部に、穿孔装置により連通口を開設している状態を示した説明断面図である。
【図11】連通口の開設が完了した後、両ダクト構成体を合掌状に接合することで、吸気ダクトの組立てが完了することを示した説明断面図である。
【図12】別実施例に係る吸気ダクトの概略斜視図である。
【図13】図12のX−X線断面図である。
【図14】更に別実施例に係る吸気ダクトの概略斜視図である。
【図15】同一サイズの空気流通路を有する吸気ダクトにおいて、共鳴室を設けた場合と設けない場合の吸気音の減音量を示したグラフである。
【図16】吸気ダクトにおける気柱共鳴のピーク部分を示した説明図であって、(a)は1次気柱共鳴を示し、(b)は2次気柱共鳴を示し、(c)は3次気柱共鳴を示し、(d)は4次気柱共鳴を示している。
【図17】設定例における吸気ダクトの構成および各部寸法を示した説明断面図である。
【符号の説明】
12 空気流通路
20 第1ダクト構成体(ダクト構成体)
22 第2ダクト構成体(ダクト構成体)
28 外壁部
30 内壁部
32 隔壁部
34 空間
36 連通口
50 穿孔装置(穿孔手段)
A/A1,A2,A3,A4 連通面積
fr/fr1,fr2,fr3,fr4 共鳴周波数
S/S1,S2,S3,S4 共鳴室
V/V1,V2,V3,V4 内部容積[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an intake duct, and more particularly, is connected to an intake side of an engine mounted on an automobile or the like, and has a function of reducing intake noise generated when sucking external air necessary for the engine. It relates to the intake duct.
[0002]
[Prior art]
An engine mounted on an automobile or the like sucks external air necessary for rotational driving through an intake duct and an air cleaner connected to the intake side of the engine. Here, when the outside air is sucked from the intake duct, (1) the shape and size of the intake duct (full length, inner diameter, etc.), (2) the air suction amount and the suction speed, etc. Inspiratory sounds with various frequencies are generated, and there is a tendency that sound ranges of specific and plural frequencies are amplified especially with air column resonance. Therefore, as a measure to reduce such intake noise, many technologies have been proposed in which a resonator (resonator) that uses the resonance effect to reduce intake noise is installed at the required position of the intake duct. Has been. Techniques relating to such measures for reducing intake noise are disclosed in, for example,
[0003]
An engine air intake device disclosed in
[0004]
In the resonator disclosed in
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-099026 A
[Patent Document 2]
JP-A-6-159174
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, in the configuration disclosed in
[0007]
On the other hand, the configuration disclosed in
[0008]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been proposed to suitably solve the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the number of component parts, rationalize the molding operation, reduce the manufacturing cost based on this, and the like. It is an object of the present invention to provide an air intake duct configured to achieve efficient reduction.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and to achieve the intended purpose, the present invention is formed in a shape that can be opposed to each other along the longitudinal direction, and an air flow passage is defined inside when bonded together. A pair of duct components,
Each of the duct structures includes an outer wall portion having a required shape, an inner wall portion that is positioned inside the outer wall portion at an appropriate interval and that serves as the air flow passage at the time of joining, and the outer wall portion and the inner wall portion. A partition wall portion that is positioned at an appropriate interval in the longitudinal direction and extends in the short-side direction and internally defines a plurality of spaces between the outer wall portion and the inner wall portion,
In the inner wall portion, a communication port that spatially communicates each space and the air flow passage is opened correspondingly,
Each space communicating with the air flow passage via the communication port functions as a resonance chamber having mutually different resonance frequencies so that intake noise in the air flow passage can be reduced.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an intake duct according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings by way of preferred embodiments. The intake duct of the embodiment is disposed on the intake side of an engine mounted on an automobile or the like, for example, and is used to suck in air necessary for driving the engine. Resonance phenomenon
(Effect) is used for reduction (sound reduction). In the embodiment, in order to facilitate understanding, a simple straight cylindrical shape is illustrated and displayed.
[0011]
1 is a schematic perspective view of an intake duct according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line V-V in FIG. 1, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. FIG. 7 is a schematic perspective view illustrating a pair of duct structures constituting the intake duct of the embodiment illustrated in FIG. 1 in an unfolded state before joining.
[0012]
The
[0013]
(Duct structure)
The
[0014]
The first
[0015]
(Communication entrance)
Further, each of the
[0016]
In the
[0017]
(Resonance frequency)
Here, as is well known, the resonance frequency of the resonator (resonator) in the duct can be calculated based on the following calculation formula.
[0018]
[Expression 1]
[0019]
Each code in the calculation formula is as follows.
fr: resonance frequency (Hz)
C: Sound speed 340 × 10 3 (Mm / s)
V: Internal volume of the resonance chamber S (mm 3 )
G: Conductivity
Le = t + (π / 2) a
A: Communication area (mm 2 ),
(In the case of the radius a (mm) of the
t: Wall thickness of the inner wall 30 (length of the communication port 36) (mm)
[0020]
According to the calculation formula, it can be understood that the wide and narrow setting conditions of the communication area A and the large and small setting conditions of the internal volume V are greatly related to the resonance frequency fr. That is, the resonance frequencies fr1, fr2, fr3, and fr4 of the first resonance chamber S1, the second resonance chamber S2, the third resonance chamber S3, and the fourth resonance chamber S4 are the internal volumes V1, V2, V3, and V4, respectively. These are determined according to the setting conditions such as the communication areas A1, A2, A3, A4 and the like set according to the number of the
[0021]
The internal volumes V1, V2, V3, V4 of the first resonance chamber S1, the second resonance chamber S2, the third resonance chamber S3, and the fourth resonance chamber S4 are formed in a
[0022]
On the other hand, the communication areas A1, A2, A3, and A4 of the first resonance chamber S1, the second resonance chamber S2, the third resonance chamber S3, and the fourth resonance chamber S4 are the perforating apparatus illustrated in FIG. It can be set by the number of the
[0023]
Next, a method for forming the
[0024]
(Duct structure forming process)
The
[0025]
(Opening process of communication port)
When the preforming of the
[0026]
Then, the
[0027]
(Joint process for each duct component)
When the required number of
[0028]
As described above, in the
[0029]
Moreover, since the said
[0030]
Further, the
[0031]
On the other hand, the method for forming the
[0032]
In the above embodiment, the
[0033]
Further, in the embodiment, the case where the
[0034]
Furthermore, in the said Example, although the case where each of the said
[0035]
On the other hand, in the above embodiment, the case where the
[0036]
(Setting Example)
Next, one specific setting example is illustrated for the
-The total length L of the
・ Inner diameter D of
And
[0037]
In the
[0038]
Therefore, in the
[0039]
Since the inner diameter D of the
[0040]
[Table 1]
[0041]
Then, based on the calculation formula, the first resonance chamber S1, the second resonance chamber S2, the third resonance chamber S3, and the fourth resonance chamber S4 have the corresponding first to fourth order air column resonance frequencies f1, f2. , F3, and f4, the respective communication areas A1, A2, A3, and A4 are calculated based on the internal volumes V1, V2, V3, and V4 so as to have the resonance frequencies fr1, fr2, fr3, and fr4. At the same time, based on these communication areas A1, A2, A3, and A4, the opening size and the number of openings of the
[0042]
Therefore, as illustrated in Table 2, in the first resonance chamber S1, the communication area A1 (= 36.32 mm) is established by opening one
[0043]
[Table 2]
[0044]
With this setting, the resonance frequency fr1 of the first resonance chamber S1 is 337 Hz, the resonance frequency fr2 of the second resonance chamber S2 is 671 Hz, the resonance frequency fr3 of the third resonance chamber S3 is 1020 Hz, the resonance frequency of the fourth resonance chamber S4 is Resonance frequency fr4 is set to 1347 Hz, respectively, and matches or approximates the first to fourth-order air column resonance frequencies f1 (338 Hz), f2 (674 Hz), f3 (1,020 Hz), and f4 (1,350 Hz). It became so. Therefore, in the
[0045]
FIG. 17 illustrates the case where the opening position of the
[0046]
In the setting example, the third resonance chamber S3, the first resonance chamber S1, the fourth resonance chamber S4, and the second resonance chamber S2 are arranged in this order from the
[0047]
【The invention's effect】
As described above, the intake duct according to the present invention has a structure in which a plurality of resonance chambers are defined on the outer periphery of the air flow passage and the air flow passage by the pair of duct structures. There is an advantage that it is not necessary to secure a large installation space inside. In addition, since the pair of duct structures are integrally formed based on the blow molding technique, the number of components is greatly reduced, while the resonance chamber and the resonance chamber are formed based on the number of open single-size communication ports. Since the communication area with the air flow passage is set, the number of parts and the molding operation associated with the reduction of the molding process can be rationalized and improved, and the manufacturing cost can be greatly reduced.
Furthermore, if the pair of duct components are integrally formed in a connected state in which the ends are joined to each other, the assembly of both duct components is completed simply by bending them at the folding line and joining them jointly. There is also an advantage that the number of work steps can be reduced and the manufacturing cost can be expected to be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of an intake duct according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
7 is a schematic perspective view illustrating a pair of duct structures constituting the intake duct of the embodiment illustrated in FIG. 1 in an unfolded state before being bent and joined. FIG.
FIG. 8 is a plan view illustrating a pair of duct structures constituting the intake duct of the embodiment illustrated in FIG. 1 in an unfolded state before being bent and joined.
FIG. 9 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a pair of duct components are blow-molded in an unfolded state, where (a) shows a state in which a parison is set in a blow-molded mold that has been opened; These show the state which shape | molded a pair of duct structure by closing a blow molding die.
FIG. 10 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a communication port is opened by a punching device in the inner wall portion of a pair of preformed duct structures.
FIG. 11 is an explanatory cross-sectional view showing that the assembly of the intake duct is completed by joining both duct components together in a palm shape after the opening of the communication port is completed.
FIG. 12 is a schematic perspective view of an intake duct according to another embodiment.
13 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
FIG. 14 is a schematic perspective view of an intake duct according to another embodiment.
FIG. 15 is a graph showing the volume reduction of the intake sound with and without a resonance chamber in an intake duct having air flow passages of the same size.
FIGS. 16A and 16B are explanatory diagrams showing peak portions of air column resonance in the intake duct, where FIG. 16A shows primary air column resonance, FIG. 16B shows secondary air column resonance, and FIG. 3rd order air column resonance is shown, and (d) shows 4th order air column resonance.
FIG. 17 is an explanatory cross-sectional view showing the configuration and dimensions of each part of the intake duct in the setting example.
[Explanation of symbols]
12 Air flow passage
20 First duct structure (duct structure)
22 Second duct structure (duct structure)
28 Exterior wall
30 Inner wall
32 Bulkhead
34 space
36 Communication port
50 Punching device (Punching means)
A / A1, A2, A3, A4 communication area
fr / fr1, fr2, fr3, fr4 resonance frequency
S / S1, S2, S3, S4 resonance chamber
V / V1, V2, V3, V4 Internal volume
Claims (7)
前記夫々のダクト構成体(20,22)は、所要形状の外壁部(28)と、この外壁部(28)に対し適宜間隔をおいて内側に位置し、前記接合時に前記空気流通路(12)となる内壁部(30)と、前記外壁部(28)および内壁部(30)の間で長手方向へ適宜間隔に位置して短手方向へ延在し、前記外壁部(28)および内壁部(30)の間に複数の空間(34,34,34,34)を内部画成する隔壁部(32)とを有し、
前記内壁部(30)に、前記各空間(34,34,34,34)と前記空気流通路(12)とを空間的に連通する連通口(36)を対応的に開設し、
前記連通口(36)を介して空気流通路(12)に連通する各空間(34,34,34,34)を、相互に異なる共鳴周波数(fr/fr1,fr2,fr3,fr4)を有する共鳴室(S/S1,S2,S3,S4)として機能させ、前記空気流通路(12)内における吸気音を低減させ得るよう構成した
ことを特徴とする吸気ダクト。Formed of a pair of duct structures (20, 22) that are formed in shapes that can be opposed to each other along the longitudinal direction and in which the air flow passages (12) are defined when joined together,
Each of the duct structures (20, 22) is located on the inner side of the outer wall portion (28) having a required shape and an appropriate distance from the outer wall portion (28), and the air flow passage (12 Between the inner wall portion (30) and the outer wall portion (28) and the inner wall portion (30), which are positioned at appropriate intervals in the longitudinal direction and extend in the short direction, and the outer wall portion (28) and the inner wall A partition wall (32) that internally defines a plurality of spaces (34, 34, 34, 34) between the sections (30),
In the inner wall (30), a communication port (36) for spatially communicating the spaces (34, 34, 34, 34) and the air flow passage (12) is opened correspondingly.
Resonances having different resonance frequencies (fr / fr1, fr2, fr3, fr4) in the spaces (34, 34, 34, 34) communicating with the air flow passage (12) via the communication port (36). An intake duct that functions as a chamber (S / S1, S2, S3, S4) and is configured to reduce intake noise in the air flow passage (12).
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