JP4393001B2 - 消音器を備えた過給機 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に備えた過給機の空気加圧用の羽根が回転した際に発する音を減衰させるための消音器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図7は、従来の過給機に備えた消音器200の縦断平面図である。過給機では空気を加圧するために空気加圧用の羽根(図示せず)を回転させるが、その際に発生する音は、吸音材94を貼付した内筒91,外筒92、及びセグメント95,96に吸音材97,98を貼付して構成した吸音板95,96により減衰・吸収される。
【0003】
セグメント95の四辺の縁を吸音材97側へ折り曲げることによりセグメント95に対して吸音材97を保持しているので、図7に示すように吸音材97は吸音板95の片面にのみ貼付されている。吸音板96も吸音板95と同じ構造を呈しており、吸音板95,96のそれぞれ吸音材97,98を貼付していない面同士を張り合わせ、かつリベット93によりセグメント95,96を一体固着して吸音板99を形成している。
【0004】
このように構成された吸音板99を、放射状に複数(図7では8つ)配置し、その中心部は溶接されており、放射状に伸びる吸音板99の集合体は全体として一体成形されている。この一体成形された吸音板の集合体は、内筒91及び外筒92に対して移動不能に消音器200内に備えられている。したがって、従来の消音器200は、製造後は吸音材の形態の変更ができない構造となっている。一方、消音器200内において吸音板99は空気抵抗を生じさせるので、数が少ない方が過給効率は向上する。
【0005】
発生する音を消音器により低減させる過給機の発明として、特願2000−113664号がある。特願2000−113664号では、空気と接触する吸音材の面積を増加させて消音効果を向上させる構成がいくつか記載されている。これらはいずれも吸音板(仕切板)が分解不能に固定されており、過給機の羽根が発する音量レベル(騒音レベル)の程度に応じて吸音板99の数を増減することはできない。
【0006】
しかし、上述したように吸音材を貼付した吸音板の数量が多くなるほど消音効果が大きくなる反面、空気抵抗が大きくなるため、期待する消音効果を発揮することができる最小数量の吸音板を設置するのが好ましい。従来の消音器200では、発生する音量レベルにより吸音板99の数を変更することができないため、消音効果と過給効率とを両立させるのは困難であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明は、騒音レベルに応じて吸音材を貼付した吸音板の数量を増減することができる消音器を備えた過給機を提供することを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明では、内燃機関の過給機の空気加圧用の回転羽根が発する音を抑制する内筒と外筒とを有する消音器を備えた過給機において、前記消音器内に空気の流れ方向に沿いかつ空気流路の半径方向に伸びる複数対の吸音板を設け、前記吸音板を1対単位で着脱可能にすることにより、騒音レベルに合わせて吸音板の設置数を増減可能にした。
【0009】
請求項2の発明では請求項1の発明において、片面にのみ吸音材を貼付した複数対の吸音板をそれぞれ空気流路の中心部で吸音材が内側になるように折り曲げて吸音板が空気流路の半径方向に放射状に伸びるようにし、かつ隣接する吸音板の吸音材を貼付していない面同士を合わせた。
【0010】
請求項3の発明では請求項1又は請求項2の発明において、厚みの異なる複数の板を重ねて天板を構成し、前記天板の消音器内に吸入した空気と接触する面に吸音材を貼付した。
【0011】
【発明の実施の形態】
(請求項1の発明の実施例)
図1は、請求項1の発明による過給機101に備えた消音器100(サイレンサ)の分解斜視図であり、また、図2は図1の消音器100が正規に組み立てられた状態の縦断正面図である。消音器100は、円筒状の内筒1,外筒2,環状の底板3,円板状の天板4及び吸音板6〜9等から構成されている。
【0012】
図1において消音器100の天板4と外筒2は半割状態となっているが、これは説明の都合上、消音器100の内部が見えるようにしたものである。図2に示すように消音器100は、内筒1と外筒2とを備え、内筒1は環状の底板3に溶接されている。天板4は外筒2の上部に配置されている。また、天板4と底板3は、外筒2を挟持しかつ複数のボルト・ナット(図示せず)で締結されており、天板4,外筒2,底板3及び内筒1は一体固着されている。したがって、底板3の外周端と外筒2の下端とは密着している。また、内筒1の上端面1aと天板4とは離れている。
【0013】
底板3の内周の直径と内筒1の内径とは、図2に示すように過給機101の空気吸入口の径とほぼ一致しており、上述したように内筒1の下端と底板3とは溶接により一体固着されている。
【0014】
外筒2の円筒側壁には空気孔5が設けてある。外筒2の円筒側壁の内周面と内筒1の円筒側壁の内周面及び外周面,底板3の上面及び天板4の下面には不織布からなる吸音材17が貼付されている。
【0015】
過給機101の羽根18を排気ガスのエネルギーにより回転軸19を中心に回転させると、空気孔5から消音器100内に入った空気が、矢印で示すように内筒1,外筒2及び吸音板6〜9(図2には記載せず)で仕切られた空間内を上昇し、天板4に沿って内筒1の中心軸線方向へ進み、内筒1の内部1bを下降し、過給機101内へ供給され、過給機101の吐出口101aから圧縮空気流が吐出される。
【0016】
その際、羽根18の回転により発生した音が、図2の矢印で示すように空気の進行方向とは逆向きに進む。羽根18で発生した音は、内筒1や外筒2に備えた吸音材17と吸音板6〜9に備えた吸音材17に吸収されて減衰する。
【0017】
図3は、図1に示す吸音板7〜8の正面図である。図3に示すように吸音板7〜9は中心線16に関して左右対称の構造を備えている。吸音板7〜9の中心には下向きに開口する溝12が設けてあり、また、中心線16に関して対象に下向きに開口する溝10,11が設けてある。
【0018】
図4は、図1に示す吸音板6の正面図である。図4に示すように、吸音板6も左右対称の構造を備えている。吸音板6には、図3の吸音板7〜9の溝10,11と同じ位置に下向きに開口する溝13,14が設けてある。また、溝12に対応する位置には上向きに開口する溝15が設けてある。吸音板6及び吸音板7〜9の高さをHとすると、溝12,15の深さはそれぞれH/2である。
【0019】
図5は、図2のV−V断面図である。吸音板7〜9は、図3に示す幅W,高さHで溝10〜12を備えた板金(材質は例えばSPCC,SS400,SUS材等)で形成されたセグメント51,52に、不織布からなるシート状の吸音材17を貼付しセグメント51,52の四辺の縁を吸音材17を貼付した側へ折り曲げて吸音材17をセグメント51,52に固定し、さらに、セグメント51,52の吸音材17を貼付していない面同士を張り合わせて吸音板7〜9を形成している。幅Wは、外筒2の内周面に収容可能な寸法である。また、高さH/2は、天板4の下面と内筒1の上端面1aの間に収容可能な寸法である。
【0020】
また、吸音板6は、図4に示す幅W,高さHで溝13〜15を備えた板金(材質は例えばSPCC,SS400,SUS材等)で形成されたセグメント53,54に、不織布からなるシート状の吸音材17を貼付しセグメント53,54の四辺の縁を吸音材17を貼付した側へ折り曲げて吸音材17をセグメント53,54に固定し、さらに、セグメント53,54の吸音材17を貼付していない面同士を張り合わせて吸音板6を形成している。このように吸音板6〜9を構成することにより、吸音板6〜9の両面に吸音材17が備えられている。
【0021】
吸音板6の上向き開口した溝15に吸音板7〜9の下向きに開口した溝12を噛み合わせて吸音板6と吸音板7〜9とを組み合わせる。さらに図1に示すように吸音板7と9とを「く」の字形に折り曲げることにより、吸音板を半径方向に放射状に伸びるようにする。さらに図1に示すように、内筒1の上部から内筒1の内周側と外周側にまたがるように吸音板6〜9を吸音板6の溝13,14及び吸音板7〜9の溝10,11内に内筒1の円筒状の縁を嵌め込んで消音器100に装着する。
【0022】
このとき消音器100には、半径方向に放射状に伸びる8つの吸音板が備えられたのと同等の構成が備えられている。吸音板6〜9が各々半径方向に伸びる2つの吸音板を構成している(つまり、1対の吸音板を構成している)。
【0023】
図5では吸音板6〜9が消音器100に設けてあるが、消音するべく音量レベルが低い場合には、例えば吸音板8を取外す(つまり、半径方向に伸びる1対の吸音板を取外す)。その際には、吸音板7と9の折り曲げ角度を広げて、吸音板6,7,9が内筒1の中心から半径方向に放射状に等間隔又は略等間隔となるようにすれば、消音効果が得易くなり好ましい。
【0024】
内筒1の上端面1a(図2)側に吸音板6〜9の溝10,11及び13,14と各々噛み合う溝を設けてもよい。内筒1にこのような溝を設けると、吸音板6〜9が消音器100内でさらに堅固に固定され易くなる。特に消音器100が大型になるほど吸音板6〜9の支持は不安定になり易くなるので、内筒1に溝を設けると効果的に吸音板6〜9を支持することができる。
【0025】
(請求項2の発明の実施例)
図6は図5に対応する請求項2の発明による過給機に備えた消音器110の縦断平面図である。消音器110では、セグメント20〜23の片面にシート状の吸音材24を貼付して各々吸音板25〜28を形成している。
【0026】
吸音板25〜28は、各々消音器110の中心部(空気流路の中心部)で90度に折り曲げられており、かつ隣接する吸音板(25〜28)の吸音材24を貼付していない面同士が密着するように張り合わせてある。その他の構成は、請求項1の発明の実施例で記載した消音器100の構成と同じである。
【0027】
吸音板25〜28は、図2に示す底板3,天板4,内筒1及び外筒2に支持されているが、リベットや溶接等の固着手段で固着されていないので、それぞれ消音器110から単体で着脱可能である(つまり、半径方向に伸びる吸音板を1対単位で着脱可能である)。
【0028】
図6の状態から吸音板25を取外した場合、吸音板26と28の吸音材24を貼付していない面同士を張り合わせ、かつ残る吸音板26〜28が円周上等間隔となるように各吸音板26〜28の折り曲げ角度を変更するのが好ましい。
【0029】
(請求項3の発明の実施例)
図2に示すように、天板4は3枚の厚みの異なる円板状の板金(材質は例えばSPCC,SS400,SUS材等)を3枚重ね合わせて構成されている。このように天板4を構成すると、羽根18が発する音に天板4が共鳴することを防止することができる。図2では3枚の板金により天板4を構成した例を示しているが、羽根18から発する音に共鳴しないように例えば2枚又は4枚以上の厚みのことなる板金で構成するようにしても差し支えない。
【0030】
【発明の効果】
請求項1の発明では、吸音板6〜9(半径方向に伸びる複数対の吸音板)を消音器100に対して着脱可能に設けたので、過給機101から発せられる騒音レベル(音量レベル)に合わせて期待する消音効果を奏しながら高い過給効率を維持することができる。
【0031】
請求項2の発明では、吸音板25〜28は両面に吸音材24を貼付する必要がなく、かつ吸音板25〜28は単体で着脱可能に消音器110に設けたので、消音器110の構造を簡略化することができ、かつ容易に音量レベルに合わせて吸音板を追加又は除去することができる。
【0032】
吸音板の数量と羽根18(図2)の枚数の比が割り切れる(一方が他方の整数倍である)場合には、天板4が共振して音を増大させることがあるが、請求項1,2の発明の過給機では、取付口径(図2において内筒1の内周面の直径と同じ直径を備えた過給機101の開口直径)が同じである複数の型式の過給機に対しても、吸音材の取付数を変更するだけで対応することができる。
【0033】
請求項3の発明では、天板4を厚みの異なる板を重ねて構成したので、天板4が過給機の羽根から発せられた音に共鳴することを防止することができ、消音効果を向上させることができる。
【0034】
いずれの請求項の発明においても、音量レベルに応じて吸音板の数量を増減することができるので、経済的である。また、吸音板同士をリベット等で固着しないので、容易に数量を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1の発明による過給機に備えた消音器の分解斜視図である。
【図2】 消音器及び過給機の断面略図である。
【図3】 吸音板の正面図である。
【図4】 図3とは別の吸音板の正面図である。
【図5】 請求項1の発明による過給機に備えた消音器の縦断平面図である。
【図6】 請求項2の発明による過給機に備えた消音器の縦断平面図である。
【図7】 従来の過給機に備えた消音器の縦断平面図である。
【符号の説明】
1 内筒
2 外筒
3 底板
4 天板
5 空気孔
6〜9 吸音板
10〜15 溝
18 羽根
20〜23 セグメント
24 吸音材
25〜28 吸音板
51〜54 セグメント
100 消音器
101 過給機

Claims (3)

  1. 内燃機関の過給機の空気加圧用の回転羽根が発する音を抑制する内筒と外筒とを有する消音器を備えた過給機において、
    前記消音器内に空気の流れ方向に沿いかつ空気流路の半径方向に伸びる複数対の吸音板を設け、前記吸音板を1対単位で着脱可能にすることにより、騒音レベルに合わせて吸音板の設置数を増減可能にしたことを特徴とする消音器を備えた過給機。
  2. 片面にのみ吸音材を貼付した複数対の吸音板をそれぞれ空気流路の中心部で吸音材が内側になるように折り曲げて吸音板が空気流路の半径方向に放射状に伸びるようにし、かつ隣接する吸音板の吸音材を貼付していない面同士を合わせた請求項1に記載の消音器を備えた過給機。
  3. 厚みの異なる複数の板を重ねて天板を構成し、前記天板の消音器内に吸入した空気と接触する面に吸音材を貼付した請求項1又は請求項2に記載の消音器を備えた過給機。
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