JP2012047168A - 消音器及び車両用吸気ダクト - Google Patents

Abstract

【課題】設置の手間及び費用を従来より低減可能な消音器及び車両用吸気ダクトを提供する。
【解決手段】本発明の消音器２０は、吸気ダクト１０に形成した１対の円形貫通孔１３，１３に膜部材１５を張って１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂを形成し、それら１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂの中心部の間をシーソー部材２２で連絡した構造になっている。この構造により、一方の送受波膜２１Ａが騒音の音波を受けて所定周期で振動すると、それに従動して他方の送受波膜２１Ｂが半周期分ずれた状態で振動し、一方の送受波膜２１Ａが受けた騒音の音波とは逆位相のキャンセル波が他方の送受波膜２１Ａから送波され、騒音を低減させることができる。しかも、キャンセル波生成用の電気回路を有しないので、従来の防塵、防水及び配線処理を必要とせず、低コストで設置することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、騒音の音波と略逆位相のキャンセル波を生成して騒音を低減させる消音器及び消音器付きの車両用吸気ダクトに関する。

従来、この種の消音器として、騒音をマイクで検出し、その騒音の音波と略逆位相のキャンセル波を電気回路で生成してスピーカから出力するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−４６１８９号公報（段落［０００８］，図１）

しかしながら、上記した従来の消音器では、キャンセル波を生成するための電気回路を保護するために、防塵又は防水処理や配線の取り廻し処理等が必要になり、設置に手間と費用がかかるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、設置の手間及び費用を従来より低減可能な消音器及び車両用吸気ダクトの提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る消音器は、ダクト内を伝達する騒音を低減させるための消音器であって、ダクトのダクト壁を貫通し、横並びに配置された１対の円形貫通孔と、１対の円形貫通孔を塞いだ状態に張られ、音波を受波して振動する１対の送受波膜と、１対の送受波膜の中心部の間を連絡すると共に、それら１対の送受波膜の中心部の間でダクトに対して回転可能に支持されて、１対の送受波膜の相互間で振動を伝達可能なシーソー部材とを備えたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の消音器において、１対の送受波膜は、ダクト内の音波伝達方向に沿って並べられたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の消音器において、１対の送受波膜とシーソー部材の回動中心とが略同一平面内に配置され、シーソー部材は、回動中心と一方の送受波膜の中心部との間を連絡するように湾曲した第１湾曲部と、回動中心と他方の送受波膜の中心部との間を連絡するように湾曲した第２湾曲部とを有する略Ｅ字形状をなしているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１に記載の消音器において、シーソー部材は、ダクト壁の外側に配置されると共に、ダクト壁に向かって延びかつ先端部がダクト壁に回動可能に支持された中央脚部を有し、ダクト壁には、中央脚部の先端部との干渉を回避するための干渉回避凹部が陥没形成されると共に、その干渉回避凹部の内面には、異物をダクト内に排出するための異物排除孔が貫通形成されたところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項４に記載の消音器において、中央脚部の先端部の両側面から相反する方向に回動中心シャフトをそれぞれ突出させ、ダクト壁の外面のうち干渉回避凹部の両側には、中央脚部の先端部が干渉回避凹部に受容された状態で回動中心シャフトを受容して回動可能に支持する１対のシャフト支持溝が形成されたところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項４又は５に記載の消音器において、異物排除孔は、干渉回避凹部の底面と中央脚部の先端面との間の隙間より大きな直径の円形孔であるところに特徴を有する。

請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れか１の請求項に記載の消音器において、シーソー部材の回動範囲を規制して、送受波膜の過度の変形を防止するための回動規制ストッパを備えたところに特徴を有する。

請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れか１の請求項に記載の消音器において、ダクト壁の少なくとも一部は、それぞれ１対ずつの円形貫通孔が形成された平板状の１対のベース板部材を重ねて構成され、それら１対のベース板部材の間に挟まれた共通の膜部材により１対の送受波膜が構成されたところに特徴を有する。

請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れか１の請求項に記載の消音器において、シーソー部材は、ダクト壁の外側に配置され、そのダクト壁の外面をシーソー部材と共に覆う外面カバーを備えたところに特徴を有する。

請求項１０の発明に係る消音器は、空間を区画しかつ音波を遮る空間区画壁に形成された１対の円形貫通孔と、１対の円形貫通孔を塞いだ状態に張られ、音波を受波して振動する１対の送受波膜と、１対の送受波膜の中心部の間を連絡し、一方の送受波膜が空間区画壁の内外の一方側に膨出したときに他方の送受波膜を空間区画壁の内外の他方側に膨出させるように、１対の送受波膜の相互間で振動を伝達可能な振動伝達部材を備えたところに特徴を有する。

請求項１１の発明に係る車両用吸気ダクトは、車両のエンジンの吸気経路に配置され、請求項１乃至１０の何れか１の請求項に記載の消音器を備えたところに特徴を有する。

［請求項１及び１０の発明］
請求項１及び１０の消音器によれば、後述する実験結果の通り消音効果を得ることができる。その消音メカニズムは、以下の通りであると推測される。即ち、本発明の消音器は、音波を受波して振動する１対の送受波膜を備えている。ここで、音波は所定周期で圧力が変化する波であるから、送受波膜が騒音の音波を受波すると、その騒音の周波数で送受波膜が内側に膨出した状態と外側に膨出した状態とを交互に繰り返すように振動する。そして、本発明では、１対の送受波膜の間をシーソー部材又は振動伝達部材で連絡したことで、一方の送受波膜が騒音の音波を受けて所定周期で振動すると、それに従動して他方の送受波膜も同じ所定周期で振動しかつ、一方の送受波膜の膨出方向と他方の送受波膜の膨出方向は常に互いに逆向きになる。これにより、一方の送受波膜が受けた騒音の音波とは逆位相のキャンセル波が他方の送受波膜から送波されて、騒音を低減させることができる。しかも、キャンセル波生成用の電気回路を有しないので、従来の防塵、防水及び配線処理を必要とせず、低コストで設置することが可能になる

［請求項２の発明］
請求項２の消音器では、１対の送受波膜を音波伝達方向に沿って並べたので、騒音が低周波の場合に１対の送受波膜の間で音波の受波による差圧が生じ易く、送受波膜が振動し易くなり、消音効果が向上する。なお、後述する実験によれば、１対の送受波膜を音波伝達方向と直交する方向に並べた場合でも消音効果は得られたが、騒音が低周波の場合には１対の送受波膜を音波伝達方向に並べた場合の方が、より高い消音効果が得られることが確認できた。

［請求項３の発明］
請求項３の消音器では、１対の送受波膜とシーソー部材の回動中心とを略同一平面内に配置したので、シーソー部材と送受波膜との間に作用する力のうち送受波膜と平行な方向の力成分が小さく抑えられ、その分、送受波膜と直交する方向の力成分が大きくなる。即ち、シーソー部材の回動中心を１対の送受波膜を含む面から離すと、その離した距離が大きいほどシーソー部材と送受波膜との間に作用する力のうち送受波膜と平行な方向の力成分が増加する一方、送受波膜と直交する方向の力成分が減少する。これに対し、請求項３の消音器は、上記した構成を有するので送受波膜と平行な方向の力成分が最も小さくなり、送受波膜と直交する方向の力成分が最も大きくなる。これにより、送受波膜の振動が安定すると共に、送受波膜の一方で受けた振動を他方に効率良く伝達することができる。

［請求項４及び５の発明］
請求項４の構成によれば、シーソー部材の中央脚部との干渉を回避するためにダクト壁に陥没形成された干渉回避凹部内に粉塵等の異物が侵入しても、異物排除孔からダクト内へと排出されるので、異物が干渉回避凹部内に溜まることが防がれる。これにより、シーソー部材がスムーズに回動できる状態が維持される。
請求項５の構成によれば、回動中心シャフトをその軸方向と直交する方向からシャフト支持溝に組み付けることができ、組付作業が容易になる。

［請求項６の発明］
請求項６の消音器では、異物排除孔が、干渉回避凹部の底面と中央脚部の先端面との間の隙間より大きな直径の円形孔になっているので、ダクト内が負圧状態になっている場合に、異物排除孔を通してダクト内に異物を排出することができる。

［請求項７の発明］
請求項７の消音器によれば、回動規制ストッパによってシーソー部材の回動範囲を規制して、送受波膜の過度の変形を防止することができる。

［請求項８の発明］
請求項８の消音器によれば、１対ずつの円形貫通孔を有した１対のベース板部材の間に共通の膜部材を挟んで１対の送受波膜を構成したので、各送受波膜を別々の膜部材で構成した場合に比べて部品点数の削減が図られる。

［請求項９の発明］
請求項９の消音器によれば、シーソー部材は、ダクトの外面側に配置されているので、ダクト内を通過する空気の流体抵抗の影響を受けずに済む。また、シーソー部材は外面カバーで覆われているので、シーソー部材と他の部品との当接が防がれ、消音器及び消音器を備えたダクトの取り扱いが容易になる。

［請求項１１の発明］
請求項１１の車両用吸気ダクトは、請求項１乃至１０の何れか１の請求項に記載の消音器を備えているので、車両に設置する際に、従来の防塵、防水及び配線処理を必要とせず、低コストで設置することができる。

本発明の第１実施形態に係る消音器付き吸気ダクトの斜視図 消音器付き吸気ダクトの分解斜視図 消音器付き吸気ダクトの側断面図 消音器の動作を示した模式図 消音器の変形例の一部を示した側断面図 第２実施形態に係る消音器付き吸気ダクトの斜視図 外面カバーを外した状態の消音器付き吸気ダクトの斜視図 消音器付き吸気ダクトの分解斜視図 第２ベース板部材の下面側の斜視図 干渉回避凹部及びシャフト支持溝の斜視図 第１ベース板部材及び第２ベース板部材の部分断面図 シーソー部材の斜視図 消音器の下面側の斜視図 外面カバーの下面側の斜視図 第３実施形態に係る消音器付き吸気ダクトの斜視図 本発明の実施品の斜視図 比較実験の結果を示した周波数と低減音量とのグラフ 比較実験の結果を示した周波数と低減音量とのグラフ 比較実験の結果を示した周波数と低減音量とのグラフ

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１には、本発明に係る消音器２０を備えた車両用吸気ダクト１０（以下、単に「ダクト１０」という）の一部が示されている。このダクト１０は、一端部が車両のエンジン９０側に接続され、他端部から取り込んだ空気をエンジン９０へと案内する。ここで、ダクト１０は、エンジン９０からの騒音を伝達する伝達管路にもなるので、その騒音を低減させるための消音器２０が備えられている。

具体的には、ダクト１０は、例えば、水平方向に延びた筒状をなして中心軸を含む水平な分割面１０Ｃで上下のダクト構成体１０Ａ，１０Ｂに２分割されている。また、これらダクト構成体１０Ａ，１０Ｂは、樹脂を射出成形してなり、例えば振動溶着によって互いに固定されている。

ダクト１０のうち内部と外部とを区画するダクト壁１０Ｗの一部は、上方に膨出して箱形膨出部１１になっている。箱形膨出部１１は、ダクト１０の軸方向に延びた直方体状をなし、箱形膨出部１１の先端に備えた矩形平板状のベース壁１２には、１対の円形貫通孔１３，１３がダクト１０の軸方向に並べて設けられている。そして、１対の円形貫通孔１３，１３をそれぞれ閉塞するように膜部材１５が張られて１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂが形成され、それら１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂの中心部の間をシーソー部材２２で連絡して消音器２０が構成されている。

詳細には、図２に示すように、ベース壁１２は、例えば、箱形膨出部１１の側壁上端部に一体形成された矩形平板状の第１ベース板部材３１と、その第１ベース板部材３１の外面に重ねられた第２ベース板部材３２とからなる。また、１対の円形貫通孔１３，１３は、同じ直径になっていて、第１と第２のベース板部材３１，３２のそれぞれに１対ずつの円形貫通孔１３，１３が同ピッチで貫通形成されている。さらに、第１及び第２のベース板部材３１，３２の対向面には接着剤が塗布され、それらの間に膜部材１５が配されて、複数のビスにより第１及び第２のベース板部材３１，３２と膜部材１５とが共締めされている。そして、膜部材１５のうち１対の円形貫通孔１３，１３から露出した部分が１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂ（図１参照）になっている。

膜部材１５は、ゴム又は樹脂のシートであって、その材質の具体例としては、例えば、ＥＰＤＭ、ＴＰＵ、ＴＰＯ、ＰＶＣ、ＰＥＴが挙げられる。また、膜部材１５の厚さは、例えば、０．１〜１．０［ｍｍ］程度である。

第２ベース板部材３２のうち１対の円形貫通孔１３，１３の間には、それら円形貫通孔１３，１３の中心点を結ぶ線に沿って延びたスリット１６が形成されている。また、第２ベース板部材３２のうち第１ベース板部材３１との対向面側には、スリット１６の幅方向の両側に１対のシャフト支持突部１７Ｓ，１７Ｓが突出形成され、それらシャフト支持突部１７Ｓ，１７Ｓの間に回動中心シャフト１８Ｓが差し渡されている。

回動中心シャフト１８Ｓは、１対の円形貫通孔１３，１３の中心点の間の中央に位置しかつ、膜部材１５と略同一平面内に配置されている（図３参照）。そして、シーソー部材２２の次述する中央脚部２３が第２ベース板部材３２の外面側からスリット１６に通されて、その中央脚部２３の端部に備えたシャフト挿通孔２３Ｓに回動中心シャフト１８Ｓが挿通され、これによりシーソー部材２２が回動中心シャフト１８Ｓを介してベース壁１２に回動可能に支持されている。なお、中央脚部２３の下端部と膜部材１５及び第１ベース板部材３１との干渉を避けるために、膜部材１５には干渉回避孔１５Ａが形成され、第１ベース板部材３１の外面には干渉回避凹部３１Ａが陥没形成されている。

図１に示すように、シーソー部材２２は、例えば、全体が略Ｅ字形状の樹脂製板であって、円形貫通孔１３，１３の中心点の間を結ぶ線に沿って延びた連絡部２４と、その連絡部２４の長手方向の中心から連絡部２４と直交する方向に延びた中央脚部２３と、その中央脚部２３と平行に連絡部２４の両端部から延びた１対の端部脚部２５，２５とを備えている。また、図３に示すように、端部脚部２５，２５の先端面と中央脚部２３のシャフト挿通孔２３Ｓとは略同一平面内に配置されている。さらに、端部脚部２５，２５の先端面の図心同士の間隔は、送受波膜２１Ａ，２１Ｂの中心点同士の間隔と同じになっている。そして、上記したように中央脚部２３の先端部が回動中心シャフト１８Ｓを介してベース壁１２に回動可能に支持され、端部脚部２５，２５の先端面の各図心を送受波膜２１Ａ，２１Ｂの各中心点に一致させた状態で、端部脚部２５，２５の先端面が送受波膜２１Ａ，２１Ｂの外面に接着剤にて固定されている。なお、本実施形態では、シーソー部材２２のうち一方の端部脚部２５と中央脚部２３とそれらの間の連絡部２４とからなる湾曲部分が、本発明に係る「第１湾曲部」に相当し、他方の端部脚部２５と中央脚部２３とそれらを繋ぐ連絡部２４とからなる湾曲部分が、本発明に係る「第２湾曲部」に相当する。

消音器２０の外面は、外面カバー２７によって覆われている。外面カバー２７は、底面全体が開口した台形箱形構造をなし、その底面の矩形開口２７Ａの開口縁を第２ベース板部材３２の外縁部に宛がった状態でビスにてベース壁１２に固定されている。

図３に示すように、外面カバー２７の内面のうちシーソー部材２２の両端部に対して送受波膜２１Ａ，２１Ｂと反対側から対向する位置には回動規制ストッパ５１，５１が設けられている。これら回動規制ストッパ５１，５１は、消音器２０の通常の使用方法では、シーソー部材２２に対して離間状態を維持し、例えば、送受波膜２１Ａが工具等に押されてシーソー部材２２が回動するような異常時に、シーソー部材２２と当接して送受波膜２１Ａの過度の変形を防ぐ。

本実施形態の消音器２０の構成に関する説明は以上である。次に、この消音器２０の作用効果について説明する。エンジン９０は、ダクト１０を通して吸気を行って作動する。すると、そのエンジン９０による吸気音が騒音となって、図４（Ａ）に示すようにダクト１０内を吸気方向と逆向きに進み、騒音源であるエンジン９０に近い側の一方の送受波膜２１Ａから他方の送受波膜２１Ｂを通過してダクト１０外に放出される。しかしながら、ダクト１０に本発明に係る消音器２０を備えているので、後述する実験でも確認できたように騒音が低減される。その消音メカニズムは、以下の通りであると推測される。

即ち、音波は所定周期で圧力が変化する波であるから、一方の送受波膜２１Ａは、騒音の音波を受波すると、その騒音の周波数で内側に膨出した状態と外側に膨出した状態とを交互に繰り返すように振動する。ここで、送受波膜２１Ａ，２１Ｂ同士の間はシーソー部材２２で連絡されているので、一方の送受波膜２１Ａが騒音の音波を受けて所定周期で振動すると、それに従動して他方の送受波膜２１Ｂも同じ所定周期で振動しかつ、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、一方の送受波膜２１Ａの膨出方向と他方の送受波膜２１Ｂの膨出方向は常に互いに逆向きになる。これにより、一方の送受波膜２１Ａが受けた騒音の音波とは逆位相のキャンセル波が他方の送受波膜２１Ｂから送波され、騒音を低減させることができる。しかも、本実施形態の消音器２０は、キャンセル波生成用の電気回路を有しないので、従来の防塵、防水及び配線処理を必要とせず、低コストで車両に設置することができる。

また、本実施形態の消音器２０では、図３に示すように、１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂとシーソー部材２２の回動中心Ｐ１とを略同一平面内に配置したので、シーソー部材２２と送受波膜２１Ａ，２１Ｂとの間に作用する力のうち送受波膜２１Ａ，２１Ｂと平行な方向の力成分が小さく抑えられ、その分、送受波膜２１Ａ，２１Ｂと直交する方向の力成分が大きくなる。具体的には、例えば、図５（Ａ）と図５（Ｂ）とに比較して示すように、シーソー部材２２の回動中心Ｐ１を１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂを含む面から離すと、その離した距離が大きくなるほどシーソー部材２２から送受波膜２１Ｂに付与される力Ｆのうち送受波膜２１Ｂと平行な方向の力成分Ｆｘが増加する一方（図５（Ａ）のＦｘより図５（Ｂ）のＦｘが大きいことを参照）、送受波膜２１Ｂと直交する方向の力成分Ｆｙが減少する。これに対し、本実施形態の消音器２０では、１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂとシーソー部材２２の回動中心Ｐ１とを略同一平面内に配置したので、シーソー部材２２から送受波膜２１Ｂに付与される力Ｆのうち送受波膜２１Ｂと平行な方向の成分Ｆxが最も小さくなる一方（即ち「０」に抑えられ）、送受波膜２１Ｂと直交した方向の力成分Ｆｙが最も大きくなる。図示しないが、シーソー部材２２が送受波膜２１Ａから受けるに力に関しても同様である。これにより、本実施形態では、送受波膜２１Ａ，２１Ｂの振動が安定すると共に、送受波膜２１Ａ，２１Ｂの一方で受けた振動を他方に効率良く伝達することができる。

さらには、１対ずつの円形貫通孔１３，１３を有した１対の第１及び第２のベース板部材３１，３２の間に共通の膜部材１５を挟んで１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂを構成したので、各送受波膜２１Ａ，２１Ｂを別々の膜部材で構成した場合に比べて部品点数の削減が図られる。なお、本実施形態では、シーソー部材２２が外面カバー２７で覆われているので、シーソー部材２２と他の部品との当接が防がれ、ダクト１０の取り扱いが容易になる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態に係る消音器２０Ｖのうち第１実施形態の消音器２０と異なる構成について、図６〜図１４を参照しつつ説明する。

図７に示すように、本実施形態の消音器２０Ｖの第２ベース板部材３２Ｖは、第１ベース板部材３１Ｖに比べて一回り小さい長方形になっている。また、図９に示すように、第２ベース板部材３２Ｖの下面に、四角形の１対の膜部材１５，１５がそれぞれ１対の円形貫通孔１３，１３を閉塞した状態に敷設されている。さらに、各膜部材１５の四隅には第２ベース板部材３２Ｖの下面から突出した複数の膜固定突起３２Ｔが貫通していて、各膜部材１５と第２ベース板部材３２Ｖの下面との間が、例えば接着剤によって固定されている。そして、膜部材１５のうち１対の円形貫通孔１３，１３から露出した部分が１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂになっている。

図８に示すように、第２ベース板部材３２Ｖの上面には、１対の円形貫通孔１３，１３の間に干渉回避凹部１９が陥没成形されている。ここで、１対の円形貫通孔１３，１３の中心点間を結ぶ中心連絡線Ｌ１０（図１０参照）と、その中心連絡線Ｌ１０の中央に直交しかつ膜部材１５（詳細には、膜部材１５の上面）と略同一平面に含まれる回動中心線Ｌ１１（図１０及び図１１参照）とを描くと、干渉回避凹部１９は、図１１に示すように、回動中心線Ｌ１１を中心軸とした半円形底面１９Ａを有する円弧溝になっている。また、干渉回避凹部１９のうち中心連絡線Ｌ１０（図１０参照）の方向で対向した溝内側面１９Ｂ，１９Ｂは半円形底面１９Ａから離れるに従って互いの間隔が広がるように傾斜している。さらに、図１０に示すように、干渉回避凹部１９のうち半円形底面１９Ａの最下部中央には、円形の異物排除孔１９Ｃが貫通形成されている。

第２ベース板部材３２Ｖの上面のうち干渉回避凹部１９の両側には、シャフト支持溝１８，１８が陥没成形されている。シャフト支持溝１８，１８は、干渉回避凹部１９より幅及び深さが小さい円弧溝になっていて、回動中心線Ｌ１１を中心軸とした半円形底面１８Ａを有し、干渉回避凹部１９の両端面に連通している。また、シャフト支持溝１８のうち中心連絡線Ｌ１０の方向で対向した溝内側面１８Ｂ，１８Ｂは、図１１に示すように互いに平行になって対向している。

図１２に示すように、本実施形態のシーソー部材２２Ｖの各端部脚部２５には、上下方向における中間部に円形鍔部２５Ｆが備えられ、端部脚部２５の下端面の中心部から丸棒状の貫通シャフト２５Ｔが突出している。また、図１１に示すように、円形鍔部２５Ｆの下端面は、前記した回動中心線Ｌ１１とは同一平面に含まれる配置になっている。そして、貫通シャフト２５Ｔ，２５Ｔが送受波膜２１Ａ，２１Ｂの中心部に形成された中心孔２１Ｃ，２１Ｃ（図１１には、一方の中心孔２１Ｃのみが示されている）に挿通されている。また、貫通シャフト２５Ｔには、送受波膜２１Ａ，２１Ｂより下方から膜固定ワッシャ２５Ｗが挿通されて接着剤にて固定され、それら膜固定ワッシャ２５Ｗと円形鍔部２５Ｆとの間に送受波膜２１Ａ，２１Ｂの中心部が挟まれている。

図１２に示すように、シーソー部材２２Ｖの中央脚部２３は、連絡部２４の幅方向の中央から垂下された突片部２３Ａの先端両側面に１対の大径シャフト２３Ｂ，２３Ｂを突出して備え、それら大径シャフト２３Ｂ，２３Ｂの各先端面から回動中心シャフト２３Ｃ，２３Ｃを突出させた構造になっている。また、これら大径シャフト２３Ｂ及び回動中心シャフト２３Ｃは、前記した回動中心線Ｌ１１を中心軸とした同心の丸棒状をなし、大径シャフト２３Ｂより回動中心シャフト２３Ｃが細くなっている。そして、突片部２３Ａと大径シャフト２３Ｂ，２３Ｂとからなる脚部本体２３Ｈの先端部が干渉回避凹部１９に受容される一方、１対の回動中心シャフト２３Ｃ，２３Ｃがシャフト支持溝１８，１８に受容されている。また、図１１に示すように、回動中心シャフト２３Ｃ，２３Ｃは、シャフト支持溝１８，１８の円形底面１８Ａ，１８Ａに摺接可能に当接して支持され、脚部本体２３Ｈは、干渉回避凹部１９の内面から浮いた状態になっている。これにより、シーソー部材２２Ｖが回動中心線Ｌ１１を中心にして回動する。

なお、前記した異物排除孔１９Ｃの直径は、脚部本体２３Ｈと干渉回避凹部１９の内面との間の隙間より大きくなっている。

図８に示すように、第２ベース板部材３２Ｖのうち４辺の各外縁部からは、複数ずつの係止片１７が垂下している。また、各係止片１７の先端部の外面側には、三角形の係止突起１７Ａが備えられている。そして、第１ベース板部材３１Ｖに貫通形成された複数の第１係止スリット３５Ａに係止片１７群が挿入され、図１３に示すように、各係止突起１７Ａが第１ベース板部材３１Ｖの内面に係止することで第２ベース板部材３２Ｖが第１ベース板部材３１Ｖに一体に固定されている。

図８に示すように、第１ベース板部材３１Ｖの上面からは、第２ベース板部材３２Ｖの円形貫通孔１３，１３の開口縁に向かって円環状突部３３，３３が突出している。そして、それら円環状突部３３，３３の内側が第１ベース板部材３１Ｖの円形貫通孔１３，１３になっている。また、図１１に示すように、第２ベース板部材３２Ｖが第１ベース板部材３１Ｖに固定された状態で、円環状突部３３，３３の先端面は第２ベース板部材３２Ｖにおける円形貫通孔１３，１３の開口縁との間で膜部材１５，１５を挟持している。さらに、第１ベース板部材３１Ｖのうち円環状突部３３，３３の間には、中央矩形窓３６が貫通形成され、第２ベース板部材３２Ｖのうち干渉回避凹部１９の裏面側の膨出突部１９Ｅが中央矩形窓３６内に突入している。

図６に示すように、消音器２０Ｖの外面は、外面カバー２７Ｖによって覆われている。図１４に示すように、外面カバー２７Ｖは、底面全体が開口しかつ上下方向に偏平の直方体構造をなし、その平面形状は、第２ベース板部材３２Ｖより僅かに大きく、第１ベース板部材３１Ｖより僅かに小さい長方形になっている。また、外面カバー２７Ｖの底面の矩形開口２７Ａにおける短辺側の開口縁からは複数の係止片２８Ａが垂下される一方、長辺側の開口縁からは複数の突当片２８Ｂが垂下されている。突当片２８Ｂは、下端部が平坦面になった突片状をなし，係止片２８Ａは、突当片２８Ｂより下方に長く延び、係止片１７の係止突起１７Ａと同様に係止突起２８Ｔを外面に備えている。そして、図１３に示すように、突当片２８Ｂの先端面が第１ベース板部材３１Ｖの上面に突き当てられ、係止片２８Ａが第１ベース板部材３１Ｖに貫通形成された第２係止スリット３５Ｂに挿通して係止突起２８Ｔが第１ベース板部材３１Ｖの内面に係止し、これにより、外面カバー２７Ｖが第１ベース板部材３１Ｖに固定されている。

また、図１４に示すように、外面カバー２７Ｖの内部上面には、シーソー部材２２Ｖと同方向の延びた１対の天井リブ２９Ｌ，２９Ｌが備えられ、それら天井リブ２９Ｌ，２９Ｌの中央から１対の抜止突片２９，２９が垂下している。そして、それら抜止突片２９，２９が第２ベース板部材３２Ｖにおけるシャフト支持溝１８，１８の上面開口を横切った状態で第２ベース板部材３２Ｖの上面に突き当てられ（図示せず）、これにより回動中心シャフト２３Ｃ，２３Ｃがシャフト支持溝１８，１８に抜け止めされている。

本実施形態の消音器２０Ｖの構成に関する説明は以上である。本実施形態の消音器２０Ｖでは、図１１に示すように、シーソー部材２２Ｖの中央脚部２３を受容した干渉回避凹部１９の底部に異物排除孔１９Ｃを設けたので、中央脚部２３と干渉回避凹部１９との間の隙間に粉塵等が侵入しても、ダクト１０内の負圧を受けてそれら粉塵等が異物排除孔１９Ｃからダクト１０内へと排除され、粉塵が溜まることが防がれる。これにより、シーソー部材２２Ｖがスムースに回動可能な状態に維持され、この点においても消音性能の低下が防がれ、耐久性が向上する。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る消音器２０Ｚを備えたダクト１０Ｚは、図１５に示されている。このダクト１０Ｚには、１対の角筒状膨出部４０，４０がダクト１０Ｚの軸方向に並べて設けられ、それら１対の角筒状膨出部４０，４０の対向面に１対の円形貫通孔４１，４１を同軸上に並ぶように貫通形成されている。そして、それら１対の円形貫通孔４１，４１を塞ぐように膜部材が張られて１対の送受波膜４２Ａ，４２Ｂが形成され、それら１対の送受波膜４２Ａ，４２Ｂの中心部の間を振動伝達部材４９で連絡して消音器２０Ｚが構成されている。本実施形態の消音器２０Ｚによって、第１実施形態の消音器２０と同様に、ダクト１０Ｚ内を伝達する騒音の音波に対してキャンセル波を送波して、騒音低減を図ることができる。

［実施例１］
以下、本発明の実施品１，２，３と、本発明の発明特定事項の一部を欠いた比較品１，２とを製作して行った消音効果の比較実験結果について述べる。実施品１は、図１６に示すように、全長Ｌ１が４００［ｍｍ］で、内径Ｄ３がφ５６［ｍｍ］のダクト１０における長手方向の終端寄り位置に、第１実施形態と同様の消音器２０を備えた構造になっている。その消音器２０における送受波膜２１Ａ，２１Ｂの直径（即ち、円形貫通孔１３，１３の直径）Ｄ１，Ｄ２は共にφ５０［ｍｍ］で、それら送受波膜２１Ａ，２１Ｂの中心点間の距離Ｌ３は６０［ｍｍ］、ダクト１０の終端から送受波膜２１Ａ，２１Ｂの中心点間の中央位置までの距離Ｌ２が１００［ｍｍ］になっている。また、送受波膜２１Ａ，２１Ｂは、共に膜厚が０．３［ｍｍ］のＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）で構成されている。

実施品２は、消音器２０における送受波膜２１Ａ，２１Ｂの直径がＤ１＝Ｄ２＝φ３５［ｍｍ］で、それら送受波膜２１Ａ，２１Ｂの中心点間の距離がＬ３＝５０［ｍｍ］である点以外は、実施品１と同じ構成になっている。実施品３は、送受波膜２１Ａ，２１Ｂがダクト１０の軸方向と直交する方向に並べられている点以外は、実施品１と同じ構成になっている。

比較品１は、実施品１から消音器２０を排除した単なる筒形構造になっている。即ち、比較品１は、内径φ５６［ｍｍ］、全長４００［ｍｍ］の単なる円筒状のダクトである。比較品２は、実施品１からシーソー部材２２を排除した構造になっていて、その他の構成に関しては実施品１と同じである。

（実験方法）
（１）実験方法は、以下の通りである。即ち、図１６に示すように、実施品１におけるダクト１０の始端部の開口にスピーカー９２を対向配置すると共に、ダクト１０の始端部と終端部に始端マイク９１Ａと終端マイク９１Ｂを配置する。そして、スピーカー９２から出力する音の周波数を５０〜８００［Ｈｚ］の範囲で変更しなら、始端マイク９１Ａ及び終端マイク９１Ｂにて拾音する。そして、周波数毎に終端マイク９１Ｂによる拾音量から始端マイク９１Ａによる拾音量を差し引いた差分音量を求めて図１７及び図１９に示したグラフｇ１を作成する。また、同様の手順で、実施品１に代わりに実施品２を用いて図１８のグラフｇ２を作成し、実施品３を用いて図１９のグラフｇ３を作成し、比較品１を用いて図１７〜図１９のグラフｈ１を作成し、さらに、比較品２を用いて図１７のグラフｈ２を作成する。

（実験結果）
図１７に示されているように、ダクト１０に消音器２０を備えたものでは（実施品１：グラフｇ１）、消音器２０を備えないもの（比較品１：グラフｈ１）に比べて、１３０〜４００［Ｈｚ］の周波数帯で消音効果を得られることが確認できた。このように１３０〜４００［Ｈｚ］という広範囲の周波数帯で消音効果を確認することができたので、一般に吸気ダクトで使用されているヘルムホルツの共鳴室を備えた消音器に比べて広範囲の周波数帯での消音が求められている場合に本発明は有効である。また、ヘルムホルツの共鳴室では、略１３０［Ｈｚ］の騒音と共鳴させて消音効果を得るには、２０００〜３０００［ｃｃ］程度の容量が必要であるが、本発明に係る消音器２０を備えた実施品１であれば、φ５０［ｍｍ］の送受波膜２１Ａ，２１Ｂを並べてシーソー部材２２を設けた程度の大きさであるから、２００［ｍｍ］×１００［ｍｍ］×３０［ｍｍ］の程度の容積に収まり、６００［ｃｃ］の容量の空間に収まり、省スペース化が図られる。

また、図１７に示されているように、送受波膜２１Ａ，２１Ｂをシーソー部材２２で連絡していないもの（比較品２：グラフｈ２）でも、一定の消音効果は得られるが、送受波膜２１Ａ，２１Ｂをシーソー部材２２で連絡したもの（実施品１：グラフｇ１）の方が、大きな消音効果を得られることも確認できた。

また、ダクト１０に消音器２０を備えた実施品１の送受波膜２１Ａ，２１Ｂ及びシーソー部材２２における固有振動数を計算したところ略１２０［Ｈｚ］であり、通常の消音器でも現れ得る固有振動数の前後での消音効果の急変（乱高下）がグラフｇ１（図１７参照）上で確認された。しかしながら、実施品１とは送受波膜２１Ａ，２１Ｂの径が異なる実施品２のグラフｇ２（図１８参照）では、消音効果の急変（乱高下）の周波数が３００［Ｈｚ］前後に変わり、消音可能な周波数帯や消音効果も変わった。このことから、本発明によれば、騒音の周波数に応じて送受波膜２１Ａ，２１Ｂの径を変更することで、狙った騒音を効率よく消音することが可能であると思われる。

さらに、図１９に示されているように、送受波膜２１Ａ，２１Ｂを音の進行方向に並べた場合の消音効果と、進行方向と直交する方向に並べた場合の消音効果とでは、１１０〜１４０［Ｈｚ］程度の低周波領域（図１９の「Ｒ」）で、送受波膜２１Ａ，２１Ｂを音の進行方向に並べた場合の方が消音効果が高いことが確認できた。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記第１、第２の実施形態では、送受波膜２１Ａ，２１Ｂの間を連絡するシーソー部材２２がダクト１０の外部に配置されていたが、ダクト内に配置してもよい。但し、ダクト内ではシーソー部材が風圧によって回動し得るので、シーソー部材はダクト外に配置する方が好ましい。

（２）前記第１〜第３の実施形態では、ダクト１０に本発明に係る消音器２０，２０Ｖ，２０Ｚのみが備えられていたが、従来からの公知の消音器と本発明に係る消音器とを組み合わせてダクト内に設けてもよい。

（３）前記第１〜第３の実施形態では、消音器２０等は車両用吸気ダクト１０，１０Ｚに備えられていたが、それ以外のダクトや、ダクト以外の部分に本発明に係る消音器を設けてもよい。例えば、車両のエンジンルームの内壁に１対の円形貫通孔を貫通形成してそこに送受波膜を張り、本発明に係る消音器としてもよい。

（４）前記第１、第２の実施形態では、ダクト壁１０Ｗにシーソー部材２２が取り付けられていたが、シーソー部材は、ダクトに対して回動できれば、ダクト以外の部位に取り付けてもよい。

（５）前記第１、第２の実施形態の消音器２０，２０Ｖの外面カバー２７，２７Ｖは、ビスや係止片でベース壁１２に取り付けられていたが、接着剤や溶着によって外面カバーをベース壁に取り付けてもよい。

（６）前記第２実施形態では、異物排除孔１９Ｃが干渉回避凹部３１Ａの底面に設けられていたが、干渉回避凹部３１Ａの内側面に設けてもよい。

（７）前記第１実施形態の消音器２０にも、第２実施形態の消音器２０Ｖと同様に干渉回避凹部３１Ａに異物排除孔１９Ｃを設けてもよい。

１０，１０Ｚ ダクト
１０Ｗ ダクト壁
１３，４１ 円形貫通孔
１５ 膜部材
１７ 係止片
１７Ｓ シャフト支持突部
１８ シャフト支持溝
１８Ｓ，２３Ｃ 回動中心シャフト
１９，３１Ａ 干渉回避凹部
１９Ｃ 異物排除孔
２０，２０Ｖ，２０Ｚ 消音器
２１Ａ，２１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ 送受波膜
２２，２２Ｖ シーソー部材
２３ 中央脚部
２３Ｂ 大径シャフト
２３Ｈ 脚部本体
２７，２７Ｖ 外面カバー
２９ 振動伝達部材
３１，３１Ｖ 第１ベース板部材
３２，３２Ｖ 第２ベース板部材
５１ 回動規制ストッパ

Claims (11)

1. ダクト内を伝達する騒音を低減させるための消音器であって、
   前記ダクトのダクト壁を貫通し、横並びに配置された１対の円形貫通孔と、
   前記１対の円形貫通孔を塞いだ状態に張られ、音波を受波して振動する１対の送受波膜と、
   前記１対の送受波膜の中心部の間を連絡すると共に、それら１対の送受波膜の中心部の間で前記ダクトに対して回転可能に支持されて、前記１対の送受波膜の相互間で振動を伝達可能なシーソー部材とを備えたことを特徴とする消音器。
2. 前記１対の送受波膜は、前記ダクト内の音波伝達方向に沿って並べられたことを特徴とする請求項１に記載の消音器。
3. 前記１対の送受波膜と前記シーソー部材の回動中心とが略同一平面内に配置され、前記シーソー部材は、前記回動中心と一方の前記送受波膜の中心部との間を連絡するように湾曲した第１湾曲部と、前記回動中心と他方の前記送受波膜の中心部との間を連絡するように湾曲した第２湾曲部とを有する略Ｅ字形状をなしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の消音器。
4. 前記シーソー部材は、前記ダクト壁の外側に配置されると共に、前記ダクト壁に向かって延びかつ先端部が前記ダクト壁に回動可能に支持された中央脚部を有し、
   前記ダクト壁には、前記中央脚部の先端部との干渉を回避するための干渉回避凹部が陥没形成されると共に、その干渉回避凹部の内面には、異物を前記ダクト内に排出するための異物排除孔が貫通形成されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載の消音器。
5. 前記中央脚部の先端部の両側面から相反する方向に回動中心シャフトをそれぞれ突出させ、
   前記ダクト壁の外面のうち前記干渉回避凹部の両側には、前記中央脚部の先端部が前記干渉回避凹部に受容された状態で前記回動中心シャフトを受容して回動可能に支持する１対のシャフト支持溝が形成されたことを特徴とする請求項４に記載の消音器。
6. 前記異物排除孔は、前記干渉回避凹部の底面と前記中央脚部の先端面との間の隙間より大きな直径の円形孔であることを特徴とする請求項４又は５に記載の消音器。
7. 前記シーソー部材の回動範囲を規制して、前記送受波膜の過度の変形を防止するための回動規制ストッパを備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１の請求項に記載の消音器。
8. 前記ダクト壁の少なくとも一部は、それぞれ１対ずつの前記円形貫通孔が形成された平板状の１対のベース板部材を重ねて構成され、それら１対のベース板部材の間に挟まれた共通の膜部材により前記１対の送受波膜が構成されたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１の請求項に記載の消音器。
9. 前記シーソー部材は、前記ダクト壁の外側に配置され、そのダクト壁の外面を前記シーソー部材と共に覆う外面カバーを備えたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１の請求項に記載の消音器。
10. 空間を区画しかつ音波を遮る空間区画壁に形成された１対の円形貫通孔と、
    前記１対の円形貫通孔を塞いだ状態に張られ、音波を受波して振動する１対の送受波膜と、
    前記１対の送受波膜の中心部の間を連絡し、一方の前記送受波膜が前記空間区画壁の内外の一方側に膨出したときに他方の前記送受波膜を前記空間区画壁の内外の他方側に膨出させるように、前記１対の送受波膜の相互間で振動を伝達可能な振動伝達部材を備えたことを特徴とする消音器。
11. 車両のエンジンの吸気経路に配置され、請求項１乃至１０の何れか１の請求項に記載の消音器を備えたことを特徴とする車両用吸気ダクト。