JP2001050127A - 消音器 - Google Patents

消音器

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JP2001050127A
JP2001050127A JP11227096A JP22709699A JP2001050127A JP 2001050127 A JP2001050127 A JP 2001050127A JP 11227096 A JP11227096 A JP 11227096A JP 22709699 A JP22709699 A JP 22709699A JP 2001050127 A JP2001050127 A JP 2001050127A
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intake duct
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resonance box
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Masahito Iizawa
雅人 飯澤
Atsuhiro Matsuda
敦裕 松田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの吸気騒音を広い範囲の周波数にわ
たって安価に低減させる。 【解決手段】 吸気口1とエアクリーナ2とを連通する
第1吸気ダクト3が管路7により共鳴箱6に連通すると
共に、エアクリーナ2とエンジン4とを連通する第2吸
気ダクト5が管路21によりアクチュエータ10に連通
し、第2吸気ダクト5内の吸気負圧によりアクチュエー
タ10が作動してシャフト23を回動させ、シャフト2
3に固着の円板25に形成された弧状通路と管路7の開
口とが重複して接し、円板25の回動に応じて管路7の
通路断面積が変化することにより、共鳴箱6の共鳴周波
数が変化するように構成されている。22はサージタン
クである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両等におけるエ
ンジンの吸気騒音を低減させるための消音器に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンの稼動により生じた吸気騒音を
低減させる従来の消音器は、図7に例示されているよう
に、吸気口1とエアクリーナ2とが第1吸気ダクト3に
より連通していると共に、エアクリーナ2とエンジン4
とが第2吸気ダクト5により連通している一方、第1吸
気ダクト3と共鳴箱6とが管路7により連通していて、
エンジン4の回転数を検出するセンサ8の出力に応じて
コントローラ9がアクチュエータ10を制御し、また
は、図8に例示されているように、吸気口1とエアクリ
ーナ2とが第1吸気ダクト3により連通している一方、
第1吸気ダクト3と共鳴箱6とが管路7により連通して
いて、吸気口1近傍に設置されたマイクロホン11が吸
気騒音を検出し、マイクロホン11の出力に応じコント
ローラ9がアクチュエータ10を制御し、それぞれアク
チュエータ10が共鳴箱6の容積や、管路7の長さ、あ
るいは、断面積を調整して、第1吸気ダクト3における
吸気騒音の周波数と、共鳴箱6の共鳴周波数とを一致さ
せることによりそれぞれ吸気騒音を低減させるようにし
ていた。
【0003】しかしながら、これらの場合には、センサ
8、コントローラ9、アクチュエータ10、マイクロホ
ン11等の電気機器が必要となるため、消音器のコスト
アップを招くことは避けられず、また、エンジン4の近
辺に設置された各電気機器は熱害を受けるおそれがあっ
て、消音器としての耐久性や信頼性に問題が生じやす
く、これらの問題を解消させるように各電気機器を保護
すれば、一層のコストアップにつながることとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、エンジンの
吸気騒音を広い範囲の周波数にわたって安価に低減させ
ようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため、本発明にかか
る消音器は、吸気口とエアクリーナとを連通する第1吸
気ダクト、上記エアクリーナとエンジンとを連通する第
2吸気ダクト、管路により上記第1吸気ダクトに連通す
る共鳴箱、上記管路の通路断面積を変化させる可変機
構、及び、上記第2吸気ダクトと連通し上記第2吸気ダ
クト内の吸気負圧に応じて上記可変機構を作動させるア
クチュエータをそなえている。
【0006】すなわち、第2吸気ダクト内の吸気負圧に
応じてアクチュエータが可変機構を作動させ、第1吸気
ダクトと共鳴箱とを連通する管路の通路断面積を可変機
構が変化させていて、広い範囲の周波数にわたる吸気騒
音を、それと略一致した共鳴周波数の共鳴箱により確実
に低減させることが可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す本発明の各実施
形態例について、前記従来装置との同等部分にはそれぞ
れ同一符号を付けて説明する。図1及び図2において、
消音器20は、吸気口1とエアクリーナ2とが第1吸気
ダクト3により連通していると共に、エアクリーナ2と
エンジン4とが第2吸気ダクト5により連通している一
方、第1吸気ダクト3のエアクリーナ2近傍と共鳴箱6
とが管路7により連通しており、また、第2吸気ダクト
5とアクチュエータ10とが管路21により連通し、管
路21にサージタンク22が設けられている。
【0008】共鳴箱6及びアクチュエータ10は相互に
近接して配置され、シャフト23が共鳴箱6及びアクチ
ュエータ10を挿通してその軸上で回動自在に取り付け
られ、ぜんまいばね24の一端がアクチュエータ10の
外面に係止されていると共に、その他端がシャフト23
に連結されて、シャフト23を図2の時計方向へ付勢し
ている。
【0009】また、共鳴箱6内でシャフト23の端部に
固着された円板25が、共鳴箱6に対する管路7の四角
形開口26に接していて、円板25には幅が図2の反時
計方向へ略2次曲線的に増大する弧状の通路27が形成
されており、さらに、アクチュエータ10内のシャフト
23にはブレード28が固着されていて、管路21によ
りアクチュエータ10内の負圧室29へ導かれた第2吸
気ダクト5の吸気負圧がブレード28に作用すると、そ
の吸気負圧の大きさに応じぜんまいばね24のばね力に
抗して図2の時計方向へシャフト23を回動させるよう
に構成されている。
【0010】消音器20において、図3(a)に示され
ているように、エンジン4の回転数Nが上昇するに従っ
て第2吸気ダクト5内の吸気負圧Pが略2次曲線的に増
大するが、吸気負圧Pの微小変動はサージタンク22で
吸収されて管路21によりアクチュエータ10の負圧室
29内へ導かれ、この吸気負圧Pの大きさに応じぜんま
いばね24のばね力に抗して図2の時計方向へシャフト
23を回動させる結果、管路7の開口26と円板25に
形成された弧状通路27とが重複した図2のハッチング
部分、すなわち、共鳴箱6に対する管路7の通路断面積
Sは、図3(b)に示されているように、吸気負圧Pの
増加に対して比例的に増大する。
【0011】他方、共鳴箱6の共鳴周波数fは、次式で
表される。 f=C/2π×√(S/VL) だだし、Cは定数、Vは共鳴箱6内の容積、Lは管路7
の長さである。
【0012】すなわち、図3(c)のように、共鳴箱6
の共鳴周波数fは管路7の通路断面積Sの1/2乗に比
例して変化するので、図3(d)のように、共鳴周波数
fはエンジン回転数Nと略比例的に変化することとな
る。
【0013】他方、エンジン4の稼動によってエアクリ
ーナ2近辺の第1吸気ダクト3内に生じる吸気騒音の周
波数Fはエンジン回転数Nと略比例的に変化するので、
共鳴箱6の共鳴周波数fを吸気騒音の周波数Fと略一致
させることにより、吸気騒音を効果的に、かつ、確実に
低減させることが可能となる。
【0014】すなわち、車両に搭載されたエンジン4の
ある回転数において、吸気騒音の周波数Fに対する音圧
レベルdBは図4(a)における実線のように現れる
が、共鳴箱6の共鳴周波数fを音圧レベルdBの特に大
きい周波数F1と略一致させることにより、図4(a)
における破線のように、周波数F1付近の吸気騒音を効
果的に低減させることができ、その結果、図4(b)に
実線で例示された車室内における音圧レベルdB´の最
大値を、図4(b)の破線のように大幅に低減させて、
車室内の居住性を容易に高めることが可能となる。
【0015】また、消音器20は、共鳴箱6内に配置さ
れた円板25に弧状通路27が形成されていて、管路7
の開口26と弧状通路27との重複により決められる管
路7の通路断面積Sをエンジン回転数Nの変化に応じ連
続的に変化させて、共鳴箱6の共鳴周波数を広い範囲で
変化させることができるので、エンジン4の吸気騒音の
うち特に音圧の高い周波数に共鳴箱6の共鳴周波数を略
一致させることにより、広い範囲の周波数にわたってエ
ンジン4の吸気騒音を効果的に低減させることができ
る。
【0016】しかも、消音器20は、第2吸気ダクト5
における吸気負圧を利用してアクチュエータ10を作動
させ、シャフト23の回動により共鳴箱6に対する管路
7の通路断面積Sを調整して、共鳴箱6の共鳴周波数を
制御しており、従来装置のように高価な電気機器を全く
必要としないため、比較的安価にエンジン4の吸気騒音
を確実に低減させることができる特色がある。
【0017】さらに、管路21にはサージタンク22が
設けられており、第2吸気ダクト5内の吸気負圧Pはそ
の微小変動がサージタンク22で吸収されて、管路21
によりアクチュエータ10の負圧室29内へ導かれるの
で、アクチュエータ10は吸気負圧Pと正確に対応して
管路7の通路断面積Sを的確に制御し、従って、第1吸
気ダクト3に生じる吸気騒音を常に良好に低減させるこ
とができるようになる。
【0018】図5に示す実施形態例においては、共鳴箱
6内でシャフト23の端部に固着された円板25が、共
鳴箱6に対する管路7の四角形開口26に接しており、
円板25にはそれぞれ幅が図5の反時計方向へ略2次曲
線的に増大する弧状通路30及び弧状通路31が連続し
て形成され、かつ、弧状通路30、31以外の部分は上
記実施形態例と同等の構成を有しているので、シャフト
23を中心として円板25が回動したとき、開口26と
各弧状通路30、31とが重複した図5のハッチング部
分、すなわち、共鳴箱6に対する管路7の通路断面積S
は、吸気負圧Pの増加に対してそれぞれ略2次曲線的に
増大する部分が連続して2段階設けられ、従って、共鳴
箱6における共鳴周波数は、シャフト23の回動角に対
応して連続的に変化する部分が2段階設けられることと
なる。
【0019】他方、エンジン4の稼動時に第1吸気ダク
ト3内に生じる吸気の2次、4次、6次振動の各周波数
Fは、図6にそれぞれイ、ロ、ハとして示されているよ
うに、エンジン4の回転数Nに略比例して変化し、か
つ、図6のハッチング部分ではそれぞれ吸気の4次振動
及び6次振動が共振を起こして、それぞれの音圧がとく
に大きくなり、それぞれ体感度が比較的大きい吸気騒音
を発生させることとなる。
【0020】従って、エンジン4の回転数Nが上昇する
に伴い増大する第2吸気ダクト5内の吸気負圧Pにより
アクチュエータ10を作動させ、シャフト23を介し円
板26を図5の時計方向へ回動させて、管路7の開口2
6と円板25に形成された弧状通路30、31との重複
部分、すなわち、共鳴箱6に対する管路7の通路断面積
Sをそれぞれ略2次曲線的に変化させ、その変化が2段
階連続して設けられることにより、共鳴箱6における共
鳴周波数fはエンジン回転数Nに対する略比例的変化が
2段階連続し、図6に2点鎖線で示されているように、
図6のハッチング部分である吸気騒音域に略一致させれ
ば、複数次の吸気騒音を連続的に、かつ、効果的に低減
させることが可能となり、その外は上記実施形態例と同
等の作用効果を奏することができる。
【0021】
【発明の効果】本発明にかかる消音器にあっては、第2
吸気ダクト内の吸気負圧に応じてアクチュエータが可変
機構を駆動し、第1吸気ダクトと共鳴箱とを連通する管
路の通路断面積を可変機構が変化させていて、従来のよ
うに特別な電気機器を全く必要としていないため、広い
範囲の周波数にわたる吸気騒音を、それと略一致した共
鳴周波数の共鳴箱により低コストで確実に低減させるこ
とができる長所がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例における概略配置図。
【図2】図1のII矢視拡大図。
【図3】上記実施形態例の作用説明図。
【図4】上記実施形態例の作用説明図。
【図5】本発明の他の実施形態例における図3相当の平
面図。
【図6】上記他の実施形態例における作用説明図。
【図7】従来装置の概略配置図。
【図8】従来装置の概略配置図。
【符号の説明】
2 エアクリーナ 3 第1吸気ダクト 4 エンジン 5 第2吸気ダクト 6 共鳴箱 7 管路 10 アクチュエータ 20 消音器 21 管路 22 サージタンク 25 円板 26 管路開口 27、30、31 弧状通路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気口とエアクリーナとを連通する第1
    吸気ダクト、上記エアクリーナとエンジンとを連通する
    第2吸気ダクト、管路により上記第1吸気ダクトに連通
    する共鳴箱、上記管路の通路断面積を変化させる可変機
    構、及び、上記第2吸気ダクトと連通し上記第2吸気ダ
    クト内の吸気負圧に応じて上記可変機構を作動させるア
    クチュエータをそなえた消音器。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記可変機構は上記
    管路の通路断面積を上記エンジンの回転数に応じそれぞ
    れ連続的に変化させると共に、上記変化が複数段階設け
    られた消音器。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2において、上記
    第2吸気ダクトと上記アクチュエータとの連通路にサー
    ジタンクが設けられた消音器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7089901B2 (en) 2004-03-30 2006-08-15 Toyoda Gosei Co., Ltd. Resonator
US9151254B2 (en) 2013-05-16 2015-10-06 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Torque increase resonator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7089901B2 (en) 2004-03-30 2006-08-15 Toyoda Gosei Co., Ltd. Resonator
US9151254B2 (en) 2013-05-16 2015-10-06 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Torque increase resonator

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