(57)【要約】【課題】周囲への騒音の低減を図ること。【解決手段】本開示の吸気ダクト１０は、管体１１の一端に形成された吸気開口１２から空気を取り込んでエンジン９２へ送る。吸気ダクト１０は、管体１１の管壁１１Ｈを貫通する貫通孔１４を管体１１の管長方向に１対並べて備えると共に、非通気性を有して１対の貫通孔１４，１４を塞ぐ１対の閉塞膜１５，１５と、１対の閉塞膜１５，１５で管体１１の内側の空間との間を仕切られた密閉空間２０Ｓを管体１１の外側に形成し、その密閉空間２０Ｓに流体を閉じ込める密閉部材２０Ｓと、を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体の一端に形成された吸気開口から空気を取り込んでエンジンへ送る吸気ダクトにおいて、
前記管体の管壁を貫通する貫通孔を管長方向に１対並べて備えると共に、
非通気性を有して１対の前記貫通孔を塞ぐ１対の閉塞膜と、
前記１対の閉塞膜によって前記管体の内側の空間との間を仕切られた密閉空間を前記管体の外側に形成して、その密閉空間に流体を閉じ込める密閉部材と、を有する吸気ダクト。
【請求項２】
前記密閉部材は、１対の前記貫通孔を連絡する枝管である、請求項１に記載の吸気ダクト。
【請求項３】
前記管体の他端に形成された出口開口と前記１対の閉塞膜のうち前記出口開口に近い方の閉塞膜との間の距離が、前記管体の管長の略半分になっている、請求項１又は２に記載の吸気ダクト。
【請求項４】
前記管体の他端に形成された出口開口と前記１対の閉塞膜のうち前記出口開口に近い方の閉塞膜との間の距離が、前記管体の管長の略１／４になっている、請求項１又は２に記載の吸気ダクト。
【請求項５】
前記管体の他端に形成された出口開口と前記１対の閉塞膜のうち前記出口開口に近い方の閉塞膜との間の距離が、前記管体の管長の略３／８になっている、請求項１又は２に記載の吸気ダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、管体の一端に形成された吸気開口から空気を取り込んでエンジンへと送る吸気ダクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気ダクトでは、管体で気柱共鳴が発生する。この気柱共鳴では、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、管体の両端に音圧分布の節を有する定在波が発生し、その定在波の周波数の音が増幅される。ここで、図３（Ａ）に示される定在波は、気柱共鳴の１次成分（基本振動）であり、図３（Ｂ）に示される定在波は、気柱共鳴の２次成分である。特許文献１の吸気ダクトでは、管壁に通気孔を形成して、気柱共鳴の発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４０６９４号公報（［００２７］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の吸気ダクトでは、吸気開口からの騒音は抑えられるものの、通気孔から騒音が漏れてしまう。このため、周囲への騒音の低減が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためになされた請求項１の発明は、管体の一端に形成された吸気開口から空気を取り込んでエンジンへ送る吸気ダクトにおいて、前記管体の管壁を貫通する貫通孔を管長方向に１対並べて備えると共に、非通気性を有して１対の前記貫通孔を塞ぐ１対の閉塞膜と、前記１対の閉塞膜によって前記管体の内側の空間との間を仕切られた密閉空間を前記管体の外側に形成して、その密閉空間に流体を閉じ込める密閉部材と、を有する吸気ダクトである。
【０００６】
請求項２の発明は、前記密閉部材は、１対の前記貫通孔を連絡する枝管である、請求項１に記載の吸気ダクトである。
【０００７】
請求項３の発明は、前記管体の他端に形成された出口開口と前記１対の閉塞膜のうち前記出口開口に近い方の閉塞膜との間の距離が、前記管体の管長の略半分になっている、請求項１又は２に記載の吸気ダクトである。
【０００８】
請求項４の発明は、前記管体の他端に形成された出口開口と前記１対の閉塞膜のうち前記出口開口に近い方の閉塞膜との間の距離が、前記管体の管長の略１／４になっている、請求項１又は２に記載の吸気ダクトである。
【０００９】
請求項５の発明は、前記管体の他端に形成された出口開口と前記１対の閉塞膜のうち前記出口開口に近い方の閉塞膜との間の距離が、前記管体の管長の略３／８になっている、請求項１又は２に記載の吸気ダクトである。
【発明の効果】
【００１０】
［請求項１の発明］
請求項１の発明では、管体の管壁に形成された１対の貫通孔が１対の閉塞膜によって閉塞されているので、エンジンからの騒音が貫通孔から漏れ出ることがない。また、エンジンからの騒音が管体内を通過するときにその騒音の音圧によって１対の閉塞膜のうち一方の閉塞膜が密閉空間に押し込まれると、他方の閉塞膜が管体内に突入する。即ち、一方の閉塞膜と他方の閉塞膜は互いに逆位相で振動することになる。これにより、気柱共鳴を抑制することが可能となり、周囲への騒音の低減が図られる。
【００１１】
［請求項２の発明］
請求項２の発明では、一方の閉塞膜が振動したときの他方の閉塞膜のレスポンスを向上させることが可能となる。
【００１２】
［請求項３〜５の発明］
請求項３の発明によれば、気柱共鳴の１次成分（基本振動）を効率よく低減することができる。請求項４の発明によれば、気柱共鳴の２次成分を効率よく低減することができる。請求項５の発明によれば、気柱共鳴の１次成分と２次成分を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の一実施形態に係る吸気ダクトの概略構成図
【図２】吸気ダクトの側断面図
【図３】気柱共鳴の定在波の音圧分布を概念的に示す図
【図４】１対の閉塞膜の動作を説明するための図
【図５】１対の閉塞膜の配置を説明するための図
【図６】確認実験の結果を示すグラフ
【図７】他の実施形態に係る吸気ダクトの側断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示されるように、本実施形態に係る吸気ダクト１０は、車両９０の前部に配設され、吸気開口１２から取り込んだ空気をエンジン９２へと案内する。詳細には、吸気ダクト１０の下流側には、エアクリーナー９３が接続され、このエアクリーナー９３とエンジン９２がホース９４で連絡されている。
【００１５】
図２に示されるように、吸気ダクト１０は、吸気開口１２を一端に有する管体１１と、管体１１から分岐した枝管２１と、を有する。管体１１の吸気開口１２と反対側の開口は、出口開口１３となっている。なお、管体１１は、図２では直線状に示されているが、車両９０の高さ方向、前後方向又は車幅方向に曲がった形状になっていてもよい。
【００１６】
管体１１の管壁１１Ｈには、管長方向に並ぶ１対の貫通孔１４，１４が形成されている。１対の貫通孔１４，１４のそれぞれは、弾性変形可能な非通気性の閉塞膜１５によって閉塞されている。なお、閉塞膜１５は、非通気性を有する軟質な樹脂（例えば、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯやＴＰＶ）等）で構成されている。
【００１７】
枝管２１は、１対の貫通孔１４，１４を連絡するＵ字状に形成されている。そして、枝管２１の内側の空間が、１対の閉塞膜１５，１５によって管体１１の内側の空間との間を仕切られた密閉空間２０Ｓとなっている。密閉空間２０Ｓには、空気が密封されている。なお、枝管２１は、管体１１よりも小径となっている。
【００１８】
エンジン９２からの騒音が出口開口１３から管体１１に導入されると、吸気開口１２に向かう入射波と吸気開口１２での反射波とが干渉し、管体１１内に定在波が発生する。そして、管体１１の管長Ｌと定在波の波長λとが特定の関係を満たすとき、定在波の振幅が著しく大きくなり、気柱共鳴が生じる。この気柱共鳴は、管体１１の管長Ｌを半波長とした周波数を基本として、その半波長の自然数倍の波長の気柱共鳴が発生して音圧が増大する。なお、図３（Ａ）に示されるように、基本振動（一次成分）の気柱共鳴の波長λ１は、管体１１の管長Ｌの略２倍となり、図３（Ｂ）に示されるように、二次成分の気柱共鳴の波長λ２は、管長Ｌの略１倍となる。
【００１９】
管体１１で気柱共鳴が発生すると、その気柱共鳴の定在波によって１対の閉塞膜１５，１５が振動する。具体的には、図４の左側に示されるように、１対の閉塞膜１５，１５のうち一方の閉塞膜１５が定在波の音圧を受けて枝管２１内に押し込まれると、密閉空間２０Ｓに密閉された空気が他方の閉塞膜１５を管体１１内に押し込む。また、図４の右側に示されるように、他方の閉塞膜１５が定在波の音圧を受けて枝管２１内に押し込まれると、密閉空間２０Ｓの空気が一方の閉塞膜１５を管体１１内に押し込む。このように、一方の閉塞膜１５と他方の閉塞膜１５は、互いに逆位相の振動をする。これにより、管体１１内の定在波の音圧を低減することが可能となる。
【００２０】
ここで、図５（Ａ）に示されるように、１対の閉塞膜１５，１５のうち出口開口１３に近い側、即ち、下流側の閉塞膜１５から出口開口１３までの距離Ｘが、管体１１の管長Ｌの半分になっていると、下流側の閉塞膜１５は、１次成分の気柱共鳴の定在波の音圧を受けて振動する。このとき、１対の閉塞膜１５，１５のうち出口開口１３から遠い側、即ち、上流側の閉塞膜１５は、下流側の閉塞膜１５と逆位相で振動するので、１次成分の気柱共鳴の定在波と打ち消し合う。その結果、１次成分の気柱共鳴を抑制することが可能となる。
【００２１】
また、図５（Ｂ）に示されるように、下流側の閉塞膜１５から出口開口１３までの距離Ｘが管長Ｌの１／４になっていると、下流側の閉塞膜１５は、２次成分の気柱共鳴の定在波の音圧を受けて振動する。このとき、上流側の閉塞膜１５は、下流側の閉塞膜１５と逆位相で振動するので、２次成分の気柱共鳴の定在波と打ち消し合う。その結果、２次成分の気柱共鳴を抑制することが可能となる。
【００２２】
また、図５（Ｃ）に示されるように、下流側の閉塞膜１５から出口開口１３までの距離Ｘが管長Ｌの３／８になっていると、下流側の閉塞膜１５は、１次成分の気柱共鳴の定在波と２次成分の気柱共鳴の定在波の両方の音圧を受けて振動する。このとき、上流側の閉塞膜１５は、下流側の閉塞膜１５と逆位相で振動するので、１次成分と２次成分の気柱共鳴定在波と打ち消し合う。その結果、１次成分と２次成分の気柱共鳴を抑制することが可能となる。
【００２３】
本実施形態の吸気ダクト１０では、管体１１の管壁１１Ｈに形成された１対の貫通孔１４，１４が１対の閉塞膜１５，１５によって閉塞されているので、エンジン９２（図１参照）からの騒音が貫通孔から漏れ出ることがない。また、エンジン９２からの騒音が管体１１内を通過するときに、その騒音の音圧によって下流側の閉塞膜１５が振動すると、上流側の閉塞膜１５が下流側の閉塞膜１５と逆位相で振動するので、気柱共鳴を抑制することが可能となり、車外騒音の低減が図られる。１対の閉塞膜１５，１５は、管長方向にずれて配置されればよいが、気柱共鳴を効果的に抑制するには、１対の閉塞膜１５，１５の間の間隔は、なるべく小さく設定されることが好ましい。本実施形態では、１対の閉塞膜１５，１５で密閉空間２０Ｓを形成したことによって１対の閉塞膜１５，１５が逆位相で振動するようになるので、１対の閉塞膜１５，１５の間の間隔を小さくすることが可能となる。
【００２４】
また、本実施形態では、密閉空間２０Ｓは、１対の貫通孔１４，１４を連絡する枝管２１の内部に形成されているので、一方の閉塞膜１５が振動したときの他方の閉塞膜１５のレスポンスを向上させることが可能となる。なお、他方の閉塞膜１５のレスポンスを向上させるには、密閉空間２０Ｓは小さい方が好ましい。
【００２５】
［確認実験］
１対の閉塞膜１５，１５が図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示す位置に配置された３種類の吸気ダクト１０について、吸気開口１２での音圧レベルの減少を実験により確認した。この実験では、出口開口１３の下流側にスピーカーを配置し、吸気開口１２での音圧レベルの周波数依存性を測定した。実験例１は、閉塞膜１５が図５（Ａ）に示す位置に配置された吸気ダクト１０であり、実験例２は、閉塞膜１５が図５（Ｂ）に示す位置に配置された吸気ダクト１０であり、実験例３は、閉塞膜１５が図５（Ｃ）に示す位置に配置された吸気ダクト１０である。また、比較例は、１対の貫通孔１４，１４を備えない吸気ダクトである。なお、実験例１〜３及び比較例で、管体１１の長さＬは同じになっている。
【００２６】
詳細には、管体１１の長さＬは約４３０ｍｍで内径は５０ｍｍである。また、密閉空間２０Ｓは、内径３０ｍｍのＵ字状管で形成し、閉塞膜１５は、厚さ０．４ｍｍのＥＰＤＭの薄膜とし、Ｕ字状管の内径と同等の直径部分を有する大きさにして、その直径部分が振動するように管体１１に固定した。１対の閉塞膜の中心間の長さは５５ｍｍである。また、スピーカーからはホワイトノイズを出し、吸気開口１２のノイズをマイクロフォンで拾って測定した。
【００２７】
図６には、実験例１〜３と比較例の測定結果が示されている。この測定結果から、実験例１，３は、比較例よりも、周波数３５０〜４５０Ｈｚでの音圧レベルが小さくなっていることが分かる。今回の吸気ダクトでは、管体１１の長さＬから、気柱共鳴の１次成分の周波数は、約４００Ｈｚと算出される。従って、実験例１，３の吸気ダクト１０では、気柱共鳴の１次成分の音圧レベルが低減されることが確認できた。また、実験例１が実験例２，３に比べて音圧レベルが小さくなっていることから、図５（Ａ）に示される位置に閉塞膜１５が配置された吸音ダクト１０は、気柱共鳴の１次成分を効率よく低減できていることが確認できた。
【００２８】
また、図６に示されるように、実験例２，３は、比較例よりも周波数８００〜１０００Ｈｚでの音圧レベルが小さくなっていることが分かる。このことから、実験例２，３の吸気ダクト１０では、気柱共鳴の２次成分の音圧レベルが低減されることが確認できた。
【００２９】
［他の実施形態］
（１）枝管２１は複数備えられてもよい。その際、ある枝管２１では、１対の閉塞膜１５，１５が図５（Ａ）に示される位置に配置され、別の枝管２１では、１対の閉塞膜１５，１５が図５（Ｂ）に示される位置に配置されてもよい。
【００３０】
（２）図７に示されるように、密閉空間２０Ｓは、１対の閉塞膜１５，１５を外側から覆うように管体１１に取り付けられる箱体１２１によって形成されてもよい。
【００３１】
（３）密閉空間２０Ｓには、空気でなく液体（例えば、水）が密封されてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０    吸気ダクト
１１    管体
１２    吸気開口
１３    出口開口
１４    貫通孔
１５    閉塞膜
２０Ｓ    密閉空間
２１    枝管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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