JP5846635B2 - 膜式消音機器及び車両用吸気ダクト - Google Patents

Description

本発明は、ダクト内を伝達する騒音を低減させるための膜式消音器及び膜式消音器付きの車両用吸気ダクトに関する。

従来より、ダクト用の消音器としては、ダクトの途中を太くした拡張室型（空洞型）や、ダクトの途中に、所謂、サイドブランチやレゾネータを接続してなる共鳴型のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−１６３９２５号公報（図１〜図５）

本発明は、従来の拡張室型や共鳴型とは異なる原理でダクト内を伝わる騒音を低減させることが可能な膜式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の発明に係る膜式消音器は、ダクト内を伝達する騒音を低減させるための膜式消音器であって、ダクトのダクト壁を貫通しかつ、ダクト内の騒音の伝達方向に並べて配置された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、送受波膜と一体に振動しかつ各送受波膜を貫通した磁束を発生する１対の磁石と、１対の磁石の磁束が貫通した１対の電磁コイルと、１対の電磁コイルの間を接続し、一方の磁石の振動により一方の電磁コイルに電磁誘導された誘導電流を他方の電磁コイルに通電して交流磁束を発生させ、他方の磁石を一方の磁石とは逆の位相で振動させる磁力を生じさせるコイル接続回路とを備えたところに特徴を有する。

請求項２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、中間部に請求項１に記載の膜式消音器を備えたところに特徴を有する。

［請求項１及び２の発明］
請求項１及び２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、本発明の膜式消音器は、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。

また、後述する実験によれば、１対の電磁コイル及びコイル接続回路を備えていないものでも消音効果が得られたが、騒音の周波数が比較的低い場合には（特に、６５〜７５［Ｈｚ］の周波数領域では）、本発明の構成の方がより高い消音効果が得られることが確認できた。

本発明の一実施形態に係る膜式消音器付き吸気ダクトの斜視図 膜式消音器付き吸気ダクトを吹出口側から見た斜視図 膜式消音器付き吸気ダクトの側面図 膜式消音器付き吸気ダクトの拡大斜視図 膜式消音器の分解斜視図 下側のダクト構成体の斜視図 内側規制部材の斜視図 外面カバーのカバー本体を内面側から見た斜視図 カバー本体を外面側から見た斜視図 カバー蓋体の斜視図 （Ａ）シーソー部材の側面図、（Ｂ）シーソー部材の平面図 膜部材の斜視図 膜式消音器の部分拡大断面図 １対の送受波膜に設けられた交流磁束発生部の概念図 膜式消音器の動作を示した模式図 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

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１５に基づいて説明する。図１〜図３には、本発明に係る車両用吸気ダクト１０（以下、単に「ダクト１０」という）が示されている。このダクト１０は、一端部の吹出口１０Ｂが車両のエンジン（図示せず）側に接続され、他端部の吸込口１０Ａから取り込んだ車両外の空気をエンジンへと案内する。ここで、ダクト１０は、エンジン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に、ダクト１０の中間部には本発明に係る膜式消音器２０が備えられている。なお、以下に説明するダクト１０の構造は一例であって、これに限定するものではない。

ダクト１０は、例えば、扁平横長の吸込口１０Ａから、丸みを帯びた正方形の吹出口１０Ｂに向かって徐々に流路の断面形状が変化した異形筒状をなしている。また、ダクト１０は、略クランク状に湾曲しており、吸込口１０Ａが吹出口１０Ｂよりも上方に配置されている。さらに、ダクト１０は、上下方向で半割りにされた１対のダクト構成体１１，１２を、例えば溶着によって接合して構成されている。ダクト構成体１１，１２には、溶着に先立って両者を合体状態に保持するための係止構造が備えられている。具体的には、図６に示すように、下側のダクト構成体１２には、上側のダクト構成体１１に向かって突出した複数の係止爪１２Ａ，１２Ａが形成されており、上側のダクト構成体１１には、それら複数の係止爪１２Ａ，１２Ａの矢尻状先端部が係止可能な複数の爪係止スリット（図示せず）が形成されている。

ダクト１０のうち、吸込口１０Ａから吹出口１０Ｂに向かって斜め下方に延びた中間筒部１０Ｃには、本発明に係る膜式消音器２０が設けられている。詳細には、図６に示すように、中間筒部１０Ｃのうち斜め下方を向いた平坦なダクト壁１０Ｗには、１対のダクト貫通孔１３，１３が中間筒部１０Ｃの軸方向（ダクト１０内の音波伝達方向）に沿って並べて設けられている。ダクト貫通孔１３，１３は共に円形をなし、互いに同一の直径となっている。そして、それら１対のダクト貫通孔１３，１３をそれぞれ閉塞するように共通の膜部材１５（図１２参照）が張られて１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂが形成され（図５参照）、それら１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂの中心部の間がシーソー部材２２によって連絡されて膜式消音器２０の主要部が構成されている。なお、本実施形態では、騒音の伝達方向の上流側（ダクト１０の吹出口１０Ｂ側）に送受波膜２１Ａが配置され、下流側（ダクト１０の吸込口１０Ａ側）に送受波膜２１Ｂが配置されている。

ダクト壁１０Ｗの外面には、外面カバー３０が取り付けられている。外面カバー３０は、中間筒部１０Ｃの軸方向に延びた扁平な直方体の箱形構造をなしている。外面カバー３０は、１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂ及びシーソー部材２２を１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂとの対向方向から覆うと共に、１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂ及びシーソー部材２２を四方から囲っている。

また、外面カバー３０は、その高さ方向の中間位置（本実施形態では、天井壁５１寄り位置）で、図８及び図９に示すカバー本体３１と、図１０に示すカバー蓋体５０とに２分割され、これらを合体状態に固定して構成されている。なお、カバー本体３１とカバー蓋体５０は同一の樹脂で構成されている。

図５に示すように、カバー本体３１は、ダクト壁１０Ｗの外面に宛がわれた矩形板状の膜保持プレート３２と、膜保持プレート３２の外縁部から直角に起立した矩形枠状の本体枠壁３６とを有した扁平容器状をなしている。

図８に示すように、膜保持プレート３２には１対のプレート貫通孔３３，３３が形成されている。これらプレート貫通孔３３，３３は共に円形をなしており、ダクト壁１０Ｗに形成された１対のダクト貫通孔１３，１３と同一径かつ同一ピッチで、膜保持プレート３２の長手方向に並べて配置されている。また、図９に示すように、膜保持プレート３２のうち、ダクト壁１０Ｗとの対向面には膜保持プレート３２の外縁部に沿って等間隔に配置された複数（具体的には６つ）の位置決めボス３４，３４・・・が突出形成されている。なお、プレート貫通孔３３とダクト貫通孔１３とで本発明の「円形貫通孔」が構成されている。

ダクト壁１０Ｗと膜保持プレート３２との間には、図１２に示す長方形の膜部材１５が配されており、その膜部材１５のうち、１対のダクト貫通孔１３，１３及び１対のプレート貫通孔３３，３３から露出した部分が１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂ（図５参照）になっている。図１２に示すように、膜部材１５の外縁寄り位置には、膜部材１５の外縁部に沿って等間隔に配置された複数の位置決め孔１５Ａ，１５Ａ・・・が貫通形成されている。これら複数の位置決め孔１５Ａ，１５Ａ，・・・に、膜保持プレート３２に備えた複数の位置決めボス３４，３４・・・を貫通させることで、膜部材１５が膜保持プレート３２に対して位置決めされる。さらに、その状態で、ダクト壁１０Ｗの外面と膜保持プレート３２の外面との間で膜部材１５が挟まれて固定されている。

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。

図５に示すように、膜保持プレート３２の内面からは１対のシーソー支持壁３５，３５が起立している。シーソー支持壁３５，３５は、１対のプレート貫通孔３３，３３で挟まれた中間壁部に設けられており、１対のプレート貫通孔３３，３３の中心軸３３Ｊ，３３Ｊ（図８参照）を含む基準平面（図示せず）を挟んで対向配置されている。また、１対のシーソー支持壁３５，３５の先端部には、それぞれ略Ｕ字形のシャフト支持凹部３５Ｍ，３５Ｍが形成されている。これらシャフト支持凹部３５Ｍ，３５Ｍは、基準平面と直交した回動中心線Ｌ１１上に設けられている。

なお、膜保持プレート３２の内面のうち、１対のプレート貫通孔３３，３３で挟まれた中間壁部には、補強リブ３２Ｒが設けられている。補強リブ３２Ｒは、１対のシーソー支持壁３５，３５を貫通して延びかつ、両端部がコの字状に分岐してそれぞれ本体枠壁３６における１対の長側壁に接続している。

図１１（Ａ）に示すように、シーソー部材２２は、例えば、全体が略コ字形状をなし、前記した基準平面内で延びた連絡部２４と、その連絡部２４の長手方向の両端部から膜部材１５に向かって突出した端部脚部２５，２５と、連絡部２４の中央部の両側面から突出した１対の回動中心シャフト２３，２３（図１１（Ｂ）参照）とを備えている。

各端部脚部２５の先端部からは円形鍔部２５Ｆが側方に張り出しており、その円形鍔部２５Ｆの中心部からは膜係止ピン２５Ｐが突出している。膜係止ピン２５Ｐは、円形鍔部２５Ｆと対向した係止鍔部２５Ｐ１と、係止鍔部２５Ｐ１と円形鍔部２５Ｆとを連結した軸部２５Ｐ２とから構成されている。係止鍔部２５Ｐ１は、円形鍔部２５Ｆより小径な円板状をなしており、円形鍔部２５Ｆとは反対側の先端面がドーム状に膨出した球面となっている。そして、膜部材１５に貫通形成された中心孔１５Ｃ，１５Ｃ（図１２参照）を押し広げながら係止鍔部２５Ｐ１，２５Ｐ１を通過させることで、各中心孔１５Ｃ，１５Ｃに膜係止ピン２５Ｐ，２５Ｐが挿通され、係止鍔部２５Ｐ１と円形鍔部２５Ｆとの間に膜部材１５における送受波膜２１Ａ，２１Ｂの中心部（中心孔１５Ｃ，１５Ｃの周縁部）が挟まれて固定される（図１３参照）。

図１１に示すように、１対の回動中心シャフト２３，２３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ている。そして、１対の回動中心シャフト２３，２３が、１対のシーソー支持壁３５，３５に形成されたシャフト支持凹部３５Ｍ，３５Ｍにそれぞれ受容されている（図５参照）。これにより、シーソー部材２２が回動中心線Ｌ１１を中心にして回動する。

図９に示すように、カバー本体３１の本体枠壁３６は、膜保持プレート３２よりも僅かにダクト壁１０Ｗ側に突出している。また、本体枠壁３６における四方の側壁には、ダクト壁１０Ｗに向かって延びた係止片３７，３７がそれぞれ一つずつ形成されている。また、本体枠壁３６における四隅のコーナー部からは、ダクト壁１０Ｗに向かって突当片３８，３８が突出している。突当片３８，３８は、下端部が平坦面になった突片状をなしている。一方、係止片３７，３７は、突当片３８，３８よりも長く延び、その先端部の外面側には、三角形の係止突起３７Ａが備えられている。そして、ダクト壁１０Ｗの外面に突当片３８，３８の先端面が突き当てられ、ダクト壁１０Ｗに貫通形成された複数の係止スリット１０Ｓに係止片３７，３７が挿入されて、各係止突起３７Ａがダクト壁１０Ｗの内面に係止することでカバー本体３１がダクト壁１０Ｗの外面に固定されている。

図６に示すように、ダクト壁１０Ｗの外面からは、膜保持プレート３２のプレート貫通孔３３，３３に向かって円環状凸部１４，１４が突出しており、それら円環状凸部１４，１４の内側にダクト貫通孔１３，１３が形成されている。これに対し、図９に示すように、膜保持プレート３２におけるダクト壁１０Ｗとの対向面には、１対の円環状凹部３９，３９が形成されており、それら円環状凹部３９，３９の内側にプレート貫通孔３３，３３が形成されている。そして、カバー本体３１がダクト壁１０Ｗの外面に固定されると、円環状凸部１４，１４の稜線部が、円環状凹部３９，３９に突き合わされて、それら円環状凸部１４，１４と円環状凹部３９，３９との間で膜部材１５（１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂの周縁部）が挟持される（図１３参照）。

図６及び図７に示すように、ダクト壁１０Ｗにおけるダクト貫通孔１３，１３の内側には、内側規制部材１６が設けられている。各内側規制部材１６は、例えば、ダクト貫通孔１３の内周面を８等分する位置からダクト貫通孔１３の中心に向かって延びた複数の梁部１６Ｃと、ダクト貫通孔１３と同心円になって梁部１６Ｃ群の先端部の間を連絡した第１環状部１６Ａと、梁部１６Ｃ群の中間部の間を連絡した第２環状部１６Ｂとからなり、全体として格子状（蜘蛛の巣状）をなしている。

内側規制部材１６は、ダクト貫通孔１３，１３の軸方向における中間に位置し、送受波膜２１Ａ，２１Ｂの内面との間に隙間１６Ｓを介して対向している。その隙間１６Ｓは、音に起因した送受波膜２１Ａ，２１Ｂの振動を許容する大きさになっている。即ち、音に起因した送受波膜２１Ａ，２１Ｂの振動では、送受波膜２１Ａ，２１Ｂは内側規制部材１６と接触しないようになっている。これに対し、ダクト１０内の負圧によって送受波膜２１Ａ，２１Ｂがダクト１０の内側に膨出変形したときには、送受波膜２１Ａ，２１Ｂが内側規制部材１６と当接するように前記隙間１６Ｓが設定されている。

内側規制部材１６における第１環状部１６Ａの内径は、図１３に示すように、膜部材１５の中心孔１５Ｃを貫通した係止鍔部２５Ｐ１の外径より大きくなっている。これにより、送受波膜２１Ａ，２１Ｂがダクト１０の内側に膨出変形した場合に、係止鍔部２５Ｐ１と内側規制部材１６との干渉が回避されている。

さらに、内側規制部材１６のうちダクト１０の内側を向いた内向面１６Ｎは、ダクト１０の内面１０Ｎより外側にずれている。即ち、内側規制部材１６が、ダクト１０の内面１０Ｎから内側に突出しないようになっていて、これにより、内側規制部材１６によってダクト１０内における吸気抵抗の増加が抑えられている。

図１０に示すように、外面カバー３０におけるカバー蓋体５０は、矩形板状の天井壁５１と、天井壁５１の外縁部からカバー本体３１の本体枠壁３６に向かって突出した矩形枠状の蓋体枠壁５２とを有している。そして、カバー本体３１とカバー蓋体５０は、例えば、本体枠壁３６と蓋体枠壁５２との接合面同士を溶着（振動溶着）することで接合されている。つまり、外面カバー３０のうち、１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂ及びシーソー部材２２を四方から囲む４つの側壁は、カバー本体３１の本体枠壁３６とカバー蓋体５０の蓋体枠壁５２とから構成されている。

天井壁５１の内面中央部からは、１対の抜止突片５５，５５が起立している。これら抜止突片５５，５５は、カバー本体３１における１対のシーソー支持壁３５，３５と同様に、１対のプレート貫通孔３３，３３の中心軸３３Ｊ，３３Ｊ（図８参照）を含む基準平面（図示せず）を挟んで対向配置されている。そして、これら抜止突片５５，５５が、シャフト支持凹部３５Ｍ，３５Ｍの上面開口を横切った状態で１対のシーソー支持壁３５，３５の先端部に突き当てられており（図示せず）、これにより回動中心シャフト２３，２３がシャフト支持凹部３５Ｍ，３５Ｍに抜け止めされている。

図３及び図４に示すように、上記した外面カバー３０における四方の側壁には、それぞれ通気孔４４，４４が１つずつ形成されている。これら通気孔４４，４４は、４つの各側壁の横方向の一端寄り位置から他端寄り位置に亘って連続して延びた横長のスリットで構成されている。また、各通気孔４４，４４は、天井壁４１からの距離が同じ距離となる位置に設けられている。さらに、本実施形態では、各通気孔４４，４４が天井壁５１寄り位置に設けられ、カバー本体３１とカバー蓋体５０との合体面（分割面）が各通気孔４４，４４を横切っている。

詳細には、カバー本体３１の本体枠壁３６における四隅のコーナー部には、カバー蓋体５０に向かって段付き状に突出した本体側コーナー突片４０，４０が形成されており、隣接した本体側コーナー突片４０，４０で挟まれた中間部分が相対的に凹になって本体側凹部４１，４１が形成されている。本体側コーナー突片４０，４０の各先端面は平坦面でありかつ互いに面一になっている。

これに対し、カバー蓋体５０の蓋体枠壁５２における四隅のコーナー部には、カバー本体３１に向かって段付き状に突出した蓋体側コーナー突片５３，５３が形成されており、隣接した蓋体側コーナー突片５３，５３で挟まれた中間部分が相対的に凹になって蓋体側凹部５４，５４が形成されている。蓋体側コーナー突片５３，５３の各先端面は平坦面でありかつ互いに面一になっている。

カバー本体３１の四隅の本体側コーナー突片４０，４０と、カバー蓋体５０の四隅の蓋体側コーナー突片５３，５３とを突き当ててそれらの先端面同士を溶着し、カバー本体３１とカバー蓋体５０とを固定すると、カバー本体３１の四方の側壁に形成された本体側凹部４１，４１と、カバー蓋体５０の四方の側壁に形成された蓋体側凹部５４，５４とが合併して、外面カバー３０の四方の側壁にそれぞれ１つずつ通気孔４４としての横長のスリットが形成される。

ところで、図１３及び図１４に示すように、シーソー部材２２の両端部に備えた係止鍔部２５Ｐ１，２５Ｐ１の先端面には、それぞれ円柱形をなした永久磁石７０Ａ，７０Ｂ（具体的には、ネオジム磁石）が固定されている（図１３には、一方の永久磁石７０Ａのみが示されている）。これら１対の永久磁石７０Ａ，７０Ｂは、送受波膜２１Ａ，２１Ｂの振動方向に磁極を向けて固定されており、各送受波膜２１Ａ，２１Ｂを貫通した磁束を発生している。また、１対の永久磁石７０Ａ，７０Ｂは、磁極の向きが一致するように配置されている。一例を挙げれば、例えば、係止鍔部２５Ｐ１，２５Ｐ１に近い側にＳ極、遠い側にＮ極が配されるように各永久磁石７０Ａ，７０Ｂが固定されている。以下、永久磁石７０Ａ，７０Ｂを区別する場合には、送受波膜２１Ａの中心に設けられた方を「第１の永久磁石７０Ａ」といい、送受波膜２１Ｂの中心に設けられた方を「第２の永久磁石７０Ｂ」という。

ダクト１０の内側、詳細には、ダクト貫通孔１３，１３の内側であって、送受波膜２１Ａ，２１Ｂの内面と内側規制部材１６，１６との間に形成された隙間１６Ｓ，１６Ｓには、同一巻数の第１の電磁コイル７５Ａと第２の電磁コイル７５Ｂ（本発明の「１対の電磁コイル」に相当する）がそれぞれ配置されている（図１３参照。同図には第１の電磁コイル７５Ａのみが示されている）。図１５に示すように、第１の電磁コイル７５Ａは第１の永久磁石７０Ａの周りに隙間を空けて巻回されており、第１の永久磁石７０Ａの磁束が第１の電磁コイル７５Ａを貫いている。同様に、第２の電磁コイル７５Ｂは第２の永久磁石７０Ｂの周りに隙間を空けて巻回されており、第２の永久磁石７０Ｂの磁束が第２の電磁コイル７５Ｂを貫いている。また、第１と第２の電磁コイル７５Ａ，７５Ｂは電線７５Ｃ，７５Ｃ（本発明の「コイル接続回路」に相当する）によって接続されて閉じた通電回路７５が構成されている（図１４参照）。ここで、電線７５Ｃ，７５Ｃは、通電回路７５内を循環する電流により、第１と第２の電磁コイル７５Ａ，７５Ｂにおいて同じ向きの磁束が発生するように、第１と第２の電磁コイル７５Ａ，７５Ｂを接続している。なお、本実施形態では、１本の電線の途中の二箇所を巻回して第１と第２の電磁コイル７５Ａ，７５Ｂが形成され、その電線の両端部を接続することで通電回路７５が構成されている。以下、第１の永久磁石７０Ａとその周囲の第１の電磁コイル７５Ａとを纏めて「第１の交流磁束発生部７１」といい、第２の永久磁石７０Ｂとその周囲の第２の電磁コイル７５Ｂとを纏めて「第２の交流磁束発生部７２」という。

本実施形態の膜式消音器２０及びこれを備えたダクト１０の構成に関する説明は以上である。次に、本実施形態の作用効果について説明する。エンジンは、ダクト１０を通して吸気を行って作動する。すると、そのエンジンによる吸気音が騒音となって、ダクト１０内を吸気方向と逆向きに進み、その騒音を、膜式消音器２０で低減させることができる。その消音メカニズムは、以下の通りである。

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、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。

また、各送受波膜２１Ａ，２１Ｂに設けられた第１と第２の交流磁束発生部７１，７２の作用は、以下の通りであると推測される。即ち、例えば、ダクト１０内の騒音伝達方向の上流側に配置された送受波膜２１Ａが騒音の音波を受波して振動すると、この送受波膜２１Ａと一体に第１の永久磁石７０Ａが振動する。第１の永久磁石７０Ａが振動すると電磁誘導作用によって第１の電磁コイル７５Ａに誘導電流が発生すると共に交流磁束が発生する。この交流磁束は、第１の永久磁石７０Ａの振動を妨げるように作用する。第１の電磁コイル７５Ａで発生した誘導電流は、電線７５Ｃ，７５Ｃを介して第２の電磁コイル７５Ｂに通電されて、第２の電磁コイル７５Ｂにおいても交流磁束が発生する。ここで、上記したように、通電回路７５内を循環する電流により、第１と第２の電磁コイル７５Ａ，７５Ｂにおいて同じ向きの磁束が発生するように第１と第２の電磁コイル７５Ａ，７５Ｂが接続されているから、第１の電磁コイル７５Ａで発生する交流磁束の向きと、第２の電磁コイル７５Ｂで発生する交流磁束の向きは常に同じとなる。

そして、１対の永久磁石７０Ａ，７０Ｂの磁極の向きが一致しているから、例えば、図１５（Ｂ）に示すように、送受波膜２１Ａが音波を受波してダクト１０の内側から外側に膨出したとき、第１の電磁コイル７５Ａは、第１の永久磁石７０Ａをダクト１０の内側に引きつけるような磁束（第１の永久磁石７０Ａの振動を妨げるような磁束）を発生させ、第２の交流磁束発生部７２は、第２の永久磁石７０Ｂをダクト１０の内側に引き込むような磁束を発生させる。即ち、第２の電磁コイル７５Ｂは、第２の永久磁石７０Ｂを第１の永久磁石７０Ａとは逆の位相で振動させるような磁力を発生する。このように、本実施形態によれば、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。

また、本実施形態の膜式消音器２０によれば、ダクト壁１０Ｗの外面を１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂ及びシーソー部材２２と共に覆う外面カバー３０を設けたので、シーソー部材２２及び１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂと他の部品、工具との当接が防がれ、膜式消音器２０及びこれを備えたダクト１０の取り扱いが容易になる。また、実使用状態において、異物（例えば、飛び石等）によるシーソー部材２２の動作不良や１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂの破損を防止することができる。

ここで、例えば、走行中の車両の前面に例えばビニール袋のような異物が張り付き、ダクト１０の吸引口が覆われると、ダクト１０内の負圧が急激に上昇し、送受波膜２１Ａ，２１Ｂが内側に引かれる。しかしながら、本実施形態の膜式消音器２０では、送受波膜２１Ａ，２１Ｂの内面に対して内側規制部材１６，１６が対向しているので、ダクト１０内の負圧により撓んだ送受波膜２１Ａ，２１Ｂが内側規制部材１６，１６に当接して、それら送受波膜２１Ａ，２１Ｂの過度な変形が防止される。そして、ビニール袋が除去され、ダクト１０内が通常の負圧状態に戻されると、送受波膜２１Ａ，２１Ｂが内側規制部材１６，１６から離間して、騒音に対して振動可能な状態に戻る。これにより、膜式消音器２０の消音性能の低下が防がれ、耐久性が向上する。また、内側規制部材１６，１６は、送受波膜２１Ａ，２１Ｂに異物（例えば、メンテナンス時の工具等）が衝突することを防ぐので、この点においても膜式消音器２０の消音性能の低下が防がれ、耐久性が向上する。

さらに、次述する実験により、騒音が低周波（特に、６５〜７５［Ｈｚ］の周波数帯）である場合には、各送受波膜２１Ａ，２１Ｂに対して交流磁束発生部７１，７２を設けることで、より高い消音効果が得られることが確認できた。

［実施例］
以下、本発明の実施品１と、本発明の発明特定事項の一部を欠いた比較品１，２，３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、上記実施形態と同様のダクト１０における中間筒部１０Ｃに、上記実施形態と同様の膜式消音器２０を備えた構造をなしている。その膜式消音器２０における送受波膜２１Ａ，２１Ｂの直径（即ち、ダクト貫通孔１３，１３及びプレート貫通孔３３，３３の直径）は共にφ６０［ｍｍ］で、それら送受波膜２１Ａ，２１Ｂの中心点間の距離は７０［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。永久磁石７０Ａ，７０Ｂは、直径が共にφ５［ｍｍ］で、長さ５［ｍｍ］の円柱形である。電磁コイル７５Ａ，７５Ｂは、線径０．７［ｍｍ］、コイル巻き径２０［ｍｍ］、コイル巻数は３である。

比較品１は、実施品１から膜式消音器２０を排除したもの、即ち、単なるダクト１０である。比較品２は、実施品１から通電回路７５を排除した構造をなしており、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）
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（吹出口１０Ｂ）にスピーカー９２を対向配置すると共に、ダクト１０の始端部の開口と終端部の開口（吸込口１０Ａ）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０〜２００［Ｈｚ］の範囲で変更しながら、始端マイク９１Ａ及び終端マイク９１Ｂにて拾音する。そして、周波数毎に始端マイク９１Ａによる拾音量から終端マイク９１Ｂによる拾音量を差し引いた差分音量を求めて図１７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の代わりに比較品１を用いて図１７のグラフｈ１を作成し、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、実施品１から通電回路７５を排除したもの（比較品２：グラフｈ２）は、膜式消音器２０を備えないもの（比較品１：グラフｈ１）に比べて６０〜２００［Ｈｚ］の周波数帯で消音効果が得られることが確認できた。また、実施品１（グラフｇ１）では、膜式消音器２０を備えないもの（比較品１：グラフｈ１）に比べて６５〜２００［Ｈｚ］の周波数帯で消音効果が得られることが確認できた。

さらに、実施品１（グラフｇ１）は、６５〜７５［Ｈｚ］の周波数帯において、比較品２（グラフｈ２）よりも大きな消音効果が得られることが確認できた。

［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）前記実施形態では、ダクト１０に本発明に係る膜式消音器２０のみが備えられていたが、従来からの公知の膜式消音器と本発明に係る膜式消音器とを組み合わせてダクト内に設けてもよい。

（２）前記実施形態では、膜式消音器２０は車両用吸気ダクト１０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膜式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本発明に係る膜式消音器を設けてもよい。

（３）前記実施形態では、１対の永久磁石７０Ａ，７０Ｂの磁極の向きが一致するように配置しかつ、通電回路７５内を循環する電流により、第１と第２の電磁コイル７５Ａ，７５Ｂにおいて同じ向きの磁束が発生するように第１と第２の電磁コイル７５Ａ，７５Ｂを接続した構成であったが、永久磁石７０Ａ，７０Ｂの磁極の向きが互いに逆向きになるように配置しかつ、通電回路７５内を循環する電流により、第１と第２の電磁コイル７５Ａ，７５Ｂにおいて互いに逆向きの磁束が発生するように第１と第２の電磁コイル７５Ａ，７５Ｂを接続した構成としてもよい。

（４）前記実施形態では、シーソー部材２２のうち送受波膜２１Ａ，２１Ｂを貫通してダクト１０の内側に配置された係止鍔部２５Ｐ１，２５Ｐ１に永久磁石７０Ａ，７０Ｂが固定され、通電回路７５（第１と第２の電磁コイル７５Ａ，７５Ｂ）がダクト１０の内側に固定配置されていたが、例えば、シーソー部材２２の端部脚部２５，２５のうち送受波膜２１Ａ，２１Ｂの外側部分に永久磁石７０Ａ，７０Ｂを埋め込んでおき、通電回路７５（第１と第２の電磁コイル７５Ａ，７５Ｂ）をダクト１０の外側に固定配置してもよい。

（５）前記実施形態では、１対の送受波膜２１Ａ，２１Ｂを共通の膜部材１５から構成していたが、別々の膜部材によって構成してもよい。

（６）前記実施形態では、外面カバー３０の形状が直方体の箱形形状であったが、シーソー部材２２及び送受波膜２１Ａ，２１Ｂを外面から覆うことが可能な形状であればよい。また、通気孔４４，４４の形状は、上記実施形態のようなスリット状に限定するものではない。また、外面カバー３０に通気孔４４，４４を設けずに密閉構造にしてもよい。さらに、外面カバー３０を排除した構成としてもよい。

１０ 車両用吸気ダクト
１０Ｗ ダクト壁
２０ 膜式消音器
２１Ａ，２１Ｂ 送受波膜
２２ シーソー部材
７０Ａ，７０Ｂ 永久磁石
７５Ａ，７５Ｂ 電磁コイル
７５Ｃ，７５Ｃ 電線（コイル接続回路）

Claims (2)

1. ダクト内を伝達する騒音を低減させるための膜式消音器であって、
   前記ダクトのダクト壁を貫通しかつ、前記ダクト内の騒音の伝達方向に並べて配置された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、
   前記送受波膜と一体に振動しかつ各前記送受波膜を貫通した磁束を発生する１対の磁石と、
   前記１対の磁石の磁束が貫通した１対の電磁コイルと、
   前記１対の電磁コイルの間を接続し、一方の前記磁石の振動により一方の前記電磁コイルに電磁誘導された誘導電流を他方の前記電磁コイルに通電して交流磁束を発生させ、他方の前記磁石を前記一方の磁石とは逆の位相で振動させる磁力を生じさせるコイル接続回路とを備えたことを特徴とする膜式消音器。
2. 車両のエンジンの吸気経路に配置され、中間部に請求項１に記載の膜式消音器を備えたことを特徴とする車両用吸気ダクト。