JP2009264244A - 消音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消音装置１において、低周波音及び高周波音のいずれの場合にも吸気通路２からの騒音を低減する。
【解決手段】消音装置１は、吸気通路２の一部分をなす内管３と、内管３の外周側に配されて、内管３との間に空間４を形成する外管５とを備えた、二重管構造を呈している。また、外管５の管壁１１には、空間４と外管５の外部とを連通する連通孔１２が設けられ、外管５には低周波数域に共鳴周波数が設定されたヘルムホルツ型レゾネータ１５が接続している。これにより、高周波音が吸気通路２を伝播する場合には、薄膜１０により透過させて吸気音を低減し、外管５により透過音を遮音することで、高周波音の場合における吸気通路２からの騒音を低減することができる。また、低周波音が吸気通路２を伝播する場合には、外管５に接続されたヘルムホルツ型レゾネータ１５により透過音を低減でき、低周波音の場合における吸気通路２からの騒音も低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関にて発生した音が吸気通路を伝播して外部に漏れ出ることによる騒音を低減する消音装置に関する。

従来、吸気通路からの騒音を低減する消音装置として、吸気通路の途中に配された二重管構造の消音ダクトがある（特許文献１参照）。
この消音ダクト１００は、図３に示すように、内管１０１と外管１０２の間の空間１０３を密閉し、内管１０１の薄膜１０４が低周波数で共振するようにして、レゾネータを構成している。これにより、低周波数域においては、レゾネータの効果によって、吸気通路１０５内の音波（以下、吸気音と呼ぶ）および吸気通路１０５の外部に透過された音波（以下、透過音と呼ぶ）を低減している。

しかし、この消音ダクト１００では、エンジン回転数が低いときに生じる低周波数域の音波（以下、低周波音と呼ぶ）しか減衰することができず、エンジン回転数が高いときに生じる高周波数域の音波（以下、高周波音と呼ぶ）については、薄膜１０４の共振周波数帯から外れるためレゾネータの効果が得られず、消音することができない。

さらに、従来の消音装置として、外管の内周側に吸音材を設け、内管と外管との間の空間を密閉せず、多孔質性の部材を設けている二重管構造の消音ダクトがある（特許文献２参照）。
しかし、この消音ダクトは、高周波音の低減には効果があるが、低周波音の場合には、透過音を外管及び吸音材で遮音することができず、吸気通路からの騒音（透過音及び吸気音を含む総合的な騒音）を低減することができない。
特開２００３−３２２０６２ 特開２００４−３４６７５０

本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、低周波音及び高周波音のいずれの場合にも吸気通路からの騒音を低減することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の消音装置は、内燃機関に空気を供給するための吸気通路の一部分をなす内管と、内管の外周側に配されて、内管との間に空間を形成する外管とを備える二重管構造となっている。
そして、外管の管壁には、外管−内管間の空間と外管の外部とを連通する連通孔が設けられ、外管にはヘルムホルツ型レゾネータが接続されている。

これによれば、外管に連通孔が開いているので、外管−内管間の空間を密閉した場合のような特定の周波数域に限られたレゾネータが形成されない。
そして、エンジン回転数が高いとき、すなわち、吸気通路に高周波音が伝播している場合は、透過音は外管に連通孔が開いていても、連通孔の大きさを所望の遮音が得られるよう設定すれば、外管のみによって十分に遮音できるので、吸気通路を伝播する音波を内管により透過させて吸気音を低減し、外管により透過音を遮音することができる。このため、高周波音の場合における吸気通路からの騒音を低減することができる。

また、エンジン回転数が低いとき、すなわち、吸気通路に低周波音が伝播している場合には、一般的に外管だけでは透過音を遮音できないが、本発明では、外管に接続されたヘルムホルツ型レゾネータにより低周波音のときの透過音を低減することができる。このため、低周波音の場合における吸気通路からの騒音を低減することができる。
この結果、低周波音及び高周波音のいずれの場合にも吸気通路からの騒音を低減することができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の消音装置は、内燃機関に空気を供給するための吸気通路の一部分をなす内管と、内管の外周側に配されて、内管との間に空間を形成する外管とを備える二重管構造となっている。
そして、外管の管壁には、外管−内管間の空間と外管の外部とを連通する連通孔が設けられ、外管には外管−内管間の空間と連通するサイドブランチが接続されている。

これによれば、外管に連通孔が開いているので、外管−内管間の空間を密閉した場合のような特定の周波数域に限られたレゾネータが形成されない。
そして、エンジン回転数が高いとき、すなわち、吸気通路に高周波音が伝播している場合は、透過音は外管に連通孔が開いていても、連通孔の大きさを所望の遮音が得られるよう設定すれば、外管のみによって十分に遮音できるので、吸気通路を伝播する音波を内管により透過させて吸気音を低減し、外管により透過音を遮音することができる。このため、高周波音の場合における吸気通路からの騒音を低減することができる。

また、エンジン回転数が低いとき、すなわち、吸気通路に低周波音が伝播している場合は、外管に接続されたサイドブランチにより透過音を低減することができる。このため、低周波音の場合における吸気通路からの騒音を低減することができる。
この結果、低周波音及び高周波音のいずれの場合にも吸気通路からの騒音を低減することができる。

最良の形態１の消音装置は、内燃機関に空気を供給するための吸気通路の一部分をなす内管と、内管の外周側に配されて、内管との間に空間を形成する外管とを備える二重管構造となっている。
そして、外管の管壁には、外管−内管間の空間と外管の外部とを連通する連通孔が設けられ、外管にはヘルムホルツ型レゾネータが接続されている。

最良の形態２の消音装置は、内燃機関に空気を供給するための吸気通路の一部分をなす内管と、内管の外周側に配されて、内管との間に空間を形成する外管とを備える二重管構造となっている。
そして、外管の管壁には、外管−内管間の空間と外管の外部とを連通する連通孔が設けられ、外管には外管−内管間の空間と連通するサイドブランチが接続されている。

〔実施例１の構成〕
実施例１の消音装置１の構成を、図１を用いて説明する。消音装置１は、例えば、内燃機関（図示せず）のスロットル装置（図示せず）とエアクリーナ（図示せず）との間に配されて、吸気通路２からの騒音を低減するために用いられる。
消音装置１は、内燃機関に空気を供給するための吸気通路２の一部分をなす内管３と、内管３の外周側に配されて、内管３との間に空間４を形成する外管５とを備え、二重管構造を呈している。

内管３は、上流側及び下流側の端部が、吸気通路２の一部を形成する吸気管８に接続されている。管壁９の一部が薄膜１０で形成されており、吸気通路２を伝播する音波を透過可能となっている。

外管５は、内管３の外周側に、内管３の外周面と外管５の内周面に筒状の空間４が形成されるように設けられている。また、外管５の管壁１１には連通孔１２が設けられ、連通孔１２により、空間４と外管５の外部とを連通している。

また、消音装置１は、外管５に接続されたヘルムホルツ型レゾネータ１５を備える。
ヘルムホルツ型レゾネータ１５は、空間４と連通する容積室１６、および、空間４と容積室１６とを接続する連通路１７を有している。そして、低周波数域に共鳴周波数を有するように、容積室１６の体積、連通路１７の径、および連通路１７の長さが設定されている。

尚、本発明では、高周波数とは、エンジン回転数が高いときに生じ、外管５のみにより透過音を所定レベルに遮音できる程度の比較的高い周波数域をいい、低周波数とは、エンジン回転数が低いときに生じ、外管５のみによる透過音の遮音が不十分である比較的低い周波数域をいう。

〔実施例１の効果〕
実施例１の消音装置１は、外管５の管壁１１には、空間４と外管５の外部とを連通する連通孔１２が設けられ、外管５には低周波数域に共鳴周波数が設定されたヘルムホルツ型レゾネータ１５が接続している。

これによれば、空間４と外管５の外部とが連通しているので、空間４を密閉した場合のような特定の周波数域に限られたレゾネータは形成されない。
そして、エンジン回転数が高いとき、すなわち、吸気通路２に高周波音が伝播している場合は、透過音は外管５に連通孔１２が開いていても、連通孔１２の大きさを所望の遮音性能が得られるよう設定すれば、外管５のみによって十分に遮音できるので、吸気通路２を伝播する音波を薄膜１０により透過させて吸気音を低減し、外管５により透過音を遮音することができる。このため、高周波音の場合における吸気通路２からの騒音を低減することができる。

また、エンジン回転数が低いとき、すなわち、吸気通路２に低周波音が伝播している場合には、一般的に外管５だけでは透過音を遮音できないが、本実施例では、外管５に接続されたヘルムホルツ型レゾネータ１５が低周波音に対して共鳴することで、ヘルムホルツの共鳴原理を利用して、低周波音の場合の透過音を低減することができる。このため、低周波音の場合における吸気通路２からの騒音を低減することができる。
この結果、低周波音及び高周波音のいずれの場合にも吸気通路２からの騒音を低減することができる。

実施例２の消音装置１の構成を、図２を用いて説明する。
実施例２の消音装置１は、外管５に接続されたサイドブランチ２０を備える。
サイドブランチ２０は、外管５から分岐して設けられており、空間４に一端側を開口端２１とし、他端側を閉塞端２２とする有底筒型を呈し、筒内部２３は空間４と連通している。すなわち、開口端２１は外管５に設けられた穴２４に接続し、外管５の軸方向とサイドブランチ２０の軸方向とが略直交するように、閉塞端２２を外周側にして設けられている。そして、サイドブランチ２０は、低周波音を低減できるように、サイドブランチ２０の開口端２１から閉塞端２２までの距離や筒内径が設定されている。

これによれば、サイドブランチ２０の軸方向に略垂直に伝播される音波が、開口端２１の前方を通過する際に、低周波音が減衰される。
このため、エンジン回転数が低いとき、すなわち、吸気通路２に低周波音が伝播している場合に、内管３を透過して生じる透過音をサイドブランチ２０により低減することができ、低周波音の場合における吸気通路２からの騒音を低減することができる。
また、実施例１と同様に、高周波音の場合における吸気通路２からの騒音も低減することができる。
この結果、低周波音及び高周波音のいずれの場合にも吸気通路２からの騒音を低減することができる。

〔変形例〕
実施例１及び２の消音装置１は、スロットル装置とエアクリーナとの間に配されていたが、エアクリーナよりも上流に配してもよい。

消音装置の側部断面図である（実施例１）。 消音装置の側部断面図である（実施例２）。 消音装置の構成図である（従来例）

符号の説明

１ 消音装置
２ 吸気通路
３ 内管
４ 空間
５ 外管
１１ 外管の管壁
１２ 連通孔
１５ ヘルムホルツ型レゾネータ
２０ サイドブランチ

Claims (2)

1. 内燃機関に空気を供給するための吸気通路の一部分をなす内管と、
   前記内管の外周側に配されて、前記内管との間に空間を形成する外管とを備える二重管構造の消音装置であって、
   前記外管の管壁には、前記空間と前記外管の外部とを連通する連通孔が設けられ、
   前記外管に、ヘルムホルツ型レゾネータが接続されていることを特徴とする消音装置。
2. 内燃機関に空気を供給するための吸気通路の一部分をなす内管と、
   前記内管の外周側に配されて、前記内管との間に空間を形成する外管とを備える二重管構造の消音装置であって、
   前記外管の管壁には、前記空間と前記外管の外部とを連通する連通孔が設けられ、
   前記外管に、前記空間と連通するサイドブランチが接続されていることを特徴とする消音装置。

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