JP3505421B2 - 消音器 - Google Patents

消音器

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JP3505421B2
JP3505421B2 JP04138699A JP4138699A JP3505421B2 JP 3505421 B2 JP3505421 B2 JP 3505421B2 JP 04138699 A JP04138699 A JP 04138699A JP 4138699 A JP4138699 A JP 4138699A JP 3505421 B2 JP3505421 B2 JP 3505421B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、車両の吸気系ダク
トに連通されて吸気音を消音する消音器に関する。 【0002】 【従来の技術】従来より用いられている、消音器が内部
に共鳴室をもつレゾネータである場合を、図9を参照し
て説明する。図9は、図示略の車両用エアクリーナーの
上流側の吸気ダクトから分岐され吸気ダクトに連通する
レゾネータ1を示している。レゾネータ1は、箱型の共
鳴室2と、図示略の吸気ダクトと共鳴室2を連通する共
鳴管3と、を有している。共鳴室2の底部4には、水抜
き穴5が1つ設けられている。水抜き穴5は、吸気ダク
トを通過する吸気中の水分(吸気ダクト内に入る雨、は
ね上げた水等)のうち共鳴室2に入ったものを抜くため
のものである。レゾネータは樹脂製で、金型を用いて成
形され、実車に搭載して試験が行われ、所定の周波数を
もつように手作業でチューニングされる。周波数がチュ
ーニングされたレゾネータをモデルとして、金型を修正
して、実際に車両に搭載されるレゾネータ1は成形され
る。周波数のチューニングは、共鳴室2の容積V,共鳴
管3の長さL,共鳴管3の開口面積S、音速cの関係式 f=[c/2π]{S/(L・V)}1/2 f:共鳴周波数 c:音速 S:共鳴管開口面積 L:共鳴管長さ V:共鳴室容積 を用いて、開口面積S、共鳴管長さL、共鳴室容積V、
の3要素を変化させることにより行われている。また、
一般的に、周波数のチューニングにおいて、共鳴室の容
積Vを減らしていくとレゾネータ1の共鳴効果は小さく
なる傾向にあり、低い周波数の場合、容積Vは可能な限
り大にする必要があるといわれている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
消音器には、つぎの問題がある。 チューニング部分が容積V、開口面積S、共鳴管長
さLの3要素あり、また3要素のそれぞれに変化させる
自由度があるため、チューニングの工数がかかり、かつ
チューニングが難しい。 チューニングが、容積V、開口面積S、共鳴管長さ
Lを縮小方向に行われる場合、共鳴効果(消音効果)が
小さくなる。 チューニングが、容積V、開口面積S、共鳴管長さ
Lを拡大方向にするように行われる場合、車両搭載上の
困難を生じることが多い。 チューニング時に、容積V、開口面積Sを変化させ
る場合、金型修正費用が多くかかる。 本発明の目的は、チューニングを容易に行うことができ
る消音器を提供することにある。本発明のもう一つの目
的は、チューニングを実施しても、共鳴効果を低下させ
ず、かつ、車両搭載に影響を与えない消音器を提供する
ことにある。本発明のさらにもう一つの目的は、チュー
ニングのための金型の修正をほとんど必要としない消音
器を提供することにある。 【0004】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、つぎの通りである。車両の吸気ダクトから分岐さ
れかつ内部に吸気ダクトに連通する共鳴室をもつ消音器
であって消音器の外気との隔壁に複数の周波数チューニ
ング用の穴が形成されている消音器。 【0005】上記本発明の消音器では、共鳴室の容積、
共鳴管の開口面積、共鳴管の長さを変化させることな
く、穴を設けることで低減すべき音領域の周波数のチュ
ーニングを行うため、穴の数、穴の位置等を変化させる
のみで、チューニングを容易に行うことができる。ま
た、チューニングの内容が、従来では共鳴室容積、共鳴
管開口面積、共鳴管長さにおける縮小方向にある場合で
も、本発明では共鳴室容積、共鳴管開口面積、共鳴管長
さを変化させることなく穴数、穴位置でチューニングす
るため、共鳴効果を低下させない。また、共鳴室容積、
共鳴管開口面積、共鳴管長さを変化させることなく穴を
設けることで周波数のチューニングを行うため、共鳴室
の大型化や共鳴管の長さの増加を伴うことなく、問題な
く車両に搭載できる。さらに、穴を設けることで周波数
のチューニングを行うため、消音器の壁に穴を形成する
だけの修正で済み、金型の修正は不要か、あるいは少量
で済み、低コストである。 【0006】 【発明の実施の形態】図1〜図6は、本発明の第1実施
例の消音器を示しており、図7、図8は本発明の第2実
施例の消音器を示している。本発明の第1、第2実施例
に共通する部分には、本発明の第1、第2実施例にわた
って同じ符号を付してある。以下、本発明の消音器の実
施例を、車両の吸気ダクト(以下、単に吸気ダクトとい
う)から分岐し吸気ダクトに連通する、吸気音を消音す
る箱型のレゾネータの場合を例にとって説明する。 【0007】まず、本発明の両実施例にわたって共通す
る部分の構成および作用を、たとえば図1〜図6を参照
して、説明する。本発明の消音器であるレゾネータ20
は、車両の吸気ダクト10から分岐されかつ内部に吸気
ダクト10に連通する共鳴室30と、共鳴室30と吸気
ダクト10とを連通する共鳴管40と、からなる。吸気
ダクト10は、車両のエアクリーナの上流に配置され
る、たとえば樹脂製のダクトであり、たとえば図示略の
金型を用いた樹脂のインジェクション成形(射出成形)
で成形される。 【0008】 共鳴室30の一壁32または2以上の壁
には、共鳴室30と大気(外気)または共鳴室30以外
のボリュームとを連通する周波数チューニング用の穴3
4が複数形成されている。穴34が共鳴室30の底壁に
形成される場合は、穴34の少なくとも1つは、水抜き
穴33にも使用される。水抜き穴33は、吸気ダクト1
0を通過する吸気中の水分(吸気ダクト10内に入る
雨、はね上げた水等)のうち共鳴室30に入ったものを
抜くためのものである。穴34が共鳴室30の底壁に設
けられない場合は、共鳴室30の底壁に水抜き穴33が
1つ設けられなければならない。 【0009】水抜き穴33と穴34は、必ずしも同一壁
内にある必要はなく、穴34は共鳴室30の底壁32以
外に形成されてもよいし、共鳴管40に形成されてもよ
い。また、穴34の径、個数は、穴34からレゾネータ
20の外部に漏れる音が問題がない程度とされており、
たとえば、穴34が丸形状の場合、直径3mm〜15m
mで、5個〜20個が望ましく、さらに望ましくは、直
径5mm程度で、10個程度がよい。 【0010】穴34が、共鳴室底壁32で、同じ形状
で、同じ径で、所定の規則性を有して形成された場合、
形成された穴34の数に比例して、レゾネータ20の共
鳴周波数は高い方にずれる傾向を有する。図3は、共鳴
室30の容積V、共鳴管20の長手方向の長さと開口面
積Sを変えずに、穴34を所定の位置に直径5mmで6
個または18個形成した場合(6個の場合は図の点線で
示しており、18個の場合は図の1点鎖線で示してい
る。)の共鳴効果を示したものであり、穴34を形成し
ない場合(図の実線)に比べて周波数が高い側にずれて
いる。 【0011】ここで、レゾネータ20の、試作品(モデ
ル)の状態から周波数がチューニングされるまでの一例
を説明する。まず、従来の経験から適当と思われる金型
を製作する。その金型を用いて、レゾネータの試作品
(モデル)を、たとえば樹脂のインジェクション成形
(射出成形)で形成する。形成されたレゾネータのモデ
ルを実車に搭載して試験を行う。その後、周波数のチュ
ーニングを要する場合、レゾネータのモデルに穴34を
必要に応じて形成し、モデルのレゾネータの共鳴周波数
を消音したい周波数に対応させる。その後、レゾネータ
のモデルと同様のレゾネータを形成するために、金型を
修正する。この修正は、穴34を形成したい位置に、金
型にピンを打ち込むことにより行う。修正した金型を用
いて、周波数がチューニングされたレゾネータ20を成
形する。または、金型を用いて、レゾネータのモデルを
形成する段階で、あらかじめ複数の穴34をモデルに形
成しておき、図4、図5に示すように、レゾネータ20
と別体の、たとえばゴム等の樹脂製からなる穴塞ぎ部材
50および穴径調整部材51を用いて、レゾネータのモ
デルの共鳴周波数を消したい周波数に合わせてもよい。 【0012】つぎに、作用を説明する。所定のエンジン
および吸気管長に適合したレゾネータと、別のエンジン
および吸気管長に適合するレゾネータと、が同じ形状を
有する場合、所定のエンジンおよび吸気管長に適合した
レゾネータの成形時に使用した金型を、穴34の数、位
置、形状、径等を変更することで、別のエンジンおよび
吸気管長に適合するレゾネータの場合でも使用すること
ができる。穴34を塞ぐ変更、および穴34の径を小に
する方向への変更は、図4、図5に示すように、レゾネ
ータ20と別体の、たとえばゴム等の樹脂製からなる穴
塞ぎ部材50、穴径調整部材51を使用すると便利であ
る。 【0013】また、一般的には、低い周波数(約100
Hz)の吸気音を消したい場合、容積Vをできるだけ大
にする必要があるといわれている。低い周波数(約10
0Hz)を消すことができるレゾネータ20を、それよ
り高い周波数(約120〜140Hz)を消すことがで
きるレゾネータ20にチューニングする場合、従来では
容積Vを減少させる必要があったが、本発明の消音器で
は容積Vの変更は不要であるため、共鳴効果を損なうこ
となく周波数のチューニングをすることができる。ま
た、本発明の消音器は、共鳴管40と共鳴室30を有す
る箱型のレゾネータ20である場合を例にとって説明し
たが、本発明は箱型のレゾネータ20に限定されるもの
ではなく、たとえば筒状のレゾネータ(サイドブラン
チ)、または拡張室型のレゾネータであってもよい。そ
の場合は、サイドブランチ内の空間が共鳴室を構成し、
拡張室が共鳴室を構成する。 【0014】つぎに、本発明の各実施例に特有な部分を
説明する。本発明の第1実施例では、図1〜図6に示す
ように、共鳴室30が1つからなるタイプ(シングルタ
イプ)のレゾネータ20、または第1の共鳴室30aと
第2の共鳴室30bとの、共鳴室30が2つからなるタ
イプ(デュアルタイプ)のレゾネータ20を示してい
る。何れの場合も、共鳴室30、30a、30bは吸気
ダクト10に直接連通している。デュアルタイプのレゾ
ネータ20において、穴34は、第1の共鳴室30aの
み、または第2の共鳴室30bのみに形成されていても
よい。上記以外の本発明の第1実施例の構成および作用
は、前述した、本発明の第1、第2の両実施例に共通す
る部分の作用と同じである。 【0015】本発明の第2実施例では、図7、図8に示
すように、吸気ダクト10に直接連通する第3の共鳴室
30cと吸気ダクト10に直接には連通せず第3の共鳴
室30cを介して連通する第4の共鳴室30dとの、共
鳴室30が2つあるタイプであり、第3の共鳴室30c
と第4の共鳴室30dがその間の仕切り壁61に形成さ
れた穴34を介して互いに連通しているタイプ(ハイブ
リッドタイプ)のレゾネータ20を示している。穴34
は、第3の共鳴室30cと第4の共鳴室30dとの仕切
り壁61に形成されてる他、レゾネータ20と大気との
隔壁60にも形成されてもよい。この場合、第4の共鳴
室30dは、吸気ダクト10に連通する第3の共鳴室3
0cと仕切り壁61により隔てられたボリュームを構成
する。 【0016】ハイブリッドタイプのレゾネータ20にお
いて、穴34が仕切り壁61に形成された場合、図8に
示すように、仕切り壁61の穴34にレゾネータ20と
別体で所定の長さを有する、たとえばゴム等の樹脂製か
らなる共鳴管部調整部材52を取り付けてもよい。その
場合、共鳴管部調整部材52に共鳴管40と同じ働きを
させ、第4の共鳴室にボリュームの働きをさせてもよ
い。上記以外の本発明の第2実施例の構成および作用
は、本発明の第1、第2の両実施例にわたって共通する
部分の構成、作用と同じである。 【0017】 【発明の効果】本発明の消音器によれば、共鳴室の容
積、共鳴管の開口面積、共鳴管の長さを変化させること
なく、共鳴室の壁に複数の穴を設けることにより周波数
のチューニングを行うため、穴の数、穴の位置等を変化
させるだけでチューニングを行うことができ、チューニ
ングが容易となる。また、チューニングの内容が、従来
の共鳴室容積、共鳴管開口面積、共鳴管長さにおける縮
小方向である場合でも、本発明では共鳴室容積、共鳴管
開口面積、共鳴管長さを変化させることなく穴数、穴位
置でチューニングするため、共鳴効果を低下させない。
また、共鳴室容積、共鳴管開口面積、共鳴管長さを変化
させることなく穴を設けることで周波数のチューニング
を行うため、スペース上問題なく車両に搭載できる。さ
らに、穴を設けることでチューニングを行うため、金型
の修正は消音器に穴を形成するピンを立てるだけの修正
で済み、金型全体を作りなおす必要がないので、金型の
修正は低コストである。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1実施例の消音器で、消音器がシン
グルタイプのレゾネータである場合の斜視図である。 【図2】本発明の第1実施例の消音器で、消音器がシン
グルタイプのレゾネータである場合の断面図である。 【図3】本発明の第1実施例の消音器で消音器がシング
ルタイプのレゾネータである場合に、直径5mmの穴を
6個および18個設けたことにより共鳴周波数がずれる
ことを示す音圧/周波数特性変化の概念図である。 【図4】穴塞ぎ部材を穴に使用した場合の、穴塞ぎ部材
とその近傍を示す断面図である。 【図5】穴径調整部材を穴に使用した場合の、穴径調整
部材とその近傍を示す断面図である。 【図6】本発明の第1実施例の消音器で、消音器がデュ
アルタイプのレゾネータである場合の断面図である。 【図7】本発明の第2実施例の消音器で、消音器がハイ
ブリッド型のレゾネータである場合の断面図である。 【図8】共鳴管部調整部材を穴に使用した場合の、共鳴
管部調整部材とその近傍を示す断面図である。 【図9】従来の消音器で、消音器がシングルタイプのレ
ゾネータである場合の斜視図である。 【符号の説明】 10 ダクト 20 レゾネータ 30 共鳴室 33 水抜き穴 34 穴 40 共鳴管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−144734(JP,A) 特開 平2−119668(JP,A) 実開 昭58−33719(JP,U) 実開 昭56−90464(JP,U) 実開 平5−19554(JP,U) 実開 平3−89920(JP,U) 実開 平2−94359(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 35/12 - 35/14 F01N 1/00 - 1/24

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 車両の吸気ダクトから分岐されかつ内部
    に吸気ダクトに連通する共鳴室をもつ消音器であって消
    音器の外気との隔壁に複数の周波数チューニング用の
    が形成されている消音器。
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