JPH05240120A - レゾネータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数の共鳴室による各共鳴作用を流通管内まで
及ばせて、同流通管内を伝播する伝播音の複数の所定周
波数成分を十分なレベルまで低減する。 【構成】レゾネータ４は、本体ケース５と共鳴管６と仕
切り板７とからなる。本体ケース５は、内燃機関への吸
入空気が通過可能な吸気管１の外側に配設されている。
共鳴管６は吸気管１及び本体ケース５を連通状態で連結
している。仕切り板７は本体ケース５内に配設されて、
その本体ケース５内部を第１共鳴室８と第２共鳴室９と
に区画している。そして、レゾネータ４は吸気管１内を
伝播する伝播音の２つの所定周波数成分を、共鳴管６及
び両共鳴室８，９の共鳴作用により低減する。さらに、
本体ケース５内の仕切り板７が、吸気管１と共鳴管６の
接続部分まで延長され、その延長部７ａにて共鳴管６内
部が２つに区画されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば内燃機関の吸気
管等の流通管の外側に配設されて、その流通管内を伝播
する伝播音の所定周波数成分を低減するようにしたレゾ
ネータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のレゾネータとしては、気
体流路を有する流通管の外側に、所定容積の共鳴室を有
する本体ケースを配設し、その流通管及び本体ケースを
共鳴管で連通させたものがある。このレゾネータによる
と、本体ケース及び共鳴管の共鳴作用により、気体流路
を伝播する伝播音の所定周波数成分を低減できる。しか
し、ここでの所定周波数は、共鳴室の容積と、共鳴管の
断面積と、同共鳴管の長さとにより一つの値に決定され
るので、低減しようとする伝播音の周波数が広範囲にわ
たる場合には、前記のレゾネータでは十分に対処できな
いことがあった。

【０００３】そこで、図１１で示すように、レゾネータ
２１の本体ケース２２内に仕切り板２４を配置して、本
体ケース２２の内部を第１共鳴室２５と第２共鳴室２６
とに区画することが考えられる。この技術によると、２
つの共鳴室２５，２６に応じて伝播音の２つの周波数成
分を低減できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術ではレゾネータ２１の本体ケース２２内だけが仕切り
板２４によって二つの共鳴室２５，２６に区画され、共
鳴管２３部分で両共鳴室２５，２６が相互に繋がってい
る。このため、第１共鳴室２５による共鳴作用と第２共
鳴室２６による共鳴作用とが共鳴管２３部分で互いに影
響し合い、両共鳴室２５，２６による本来の共鳴作用が
流通管２７内まで及びにくくなる。その結果、所定周波
数成分にて低減できる量（減音量）が少なくなるという
問題があった。

【０００５】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は複数の共鳴室による各共
鳴作用を流通管内部にまで及ばせて、同流通管内を伝播
する伝播音の複数の所定周波数成分を十分なレベルまで
低減することができるレゾネータを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、気体が通過可能な流通管の外側に配設さ
れ、かつ所定内容積を有する本体ケースと、前記流通管
及び本体ケースを連通状態で連結する共鳴管と、前記本
体ケース内に配設されて、その本体ケース内部を複数の
共鳴室に区画する仕切り部材とを備え、前記流通管内を
伝播する伝播音の複数の所定周波数成分を、共鳴管及び
共鳴室の共鳴作用により低減するようにしたレゾネータ
であって、前記本体ケース内の仕切り部材を、流通管と
共鳴管の接続部分まで延長し、その延長部にて共鳴管内
部を複数に区画している。

【０００７】

【作用】気体が通過する流通管内には、所定の周波数特
性を有する伝播音が伝播する。この伝播の途中で、伝播
音の所定周波数成分は、流通管の外側に設けられたレゾ
ネータの共鳴作用によって低減される。この所定周波数
成分は、レゾネータの本体ケースの内容積と、共鳴管の
断面積と、共鳴管の長さとによって決定されることが一
般に知られている。ここで、レゾネータ内部は仕切り部
材によって複数の共鳴室に区画されているので、その区
画された共鳴室の数に応じて前記伝播音の複数の周波数
成分が低減される。

【０００８】特に、本発明では仕切り部材が、本体ケー
ス内だけでなく流通管と共鳴管の接続部分まで延長さ
れ、その延長部にて共鳴管内部も複数に分割されてい
る。つまり、レゾネータ内部は仕切り部材によって完全
に区画され、本体ケース内の複数の共鳴室は、共鳴管部
分では相互に繋がっていない。このため、所定の共鳴室
による共鳴作用と別の共鳴室による共鳴作用とが共鳴管
部分で互いに影響し合うことがなく、各共鳴室による本
来の共鳴作用が損なわれることなく流通管内部にまで及
ぶ。その結果、所定周波数成分にて低減できる量が、ケ
ース本体のみを仕切り部材にて区画した場合に比較して
多くなる。

【０００９】

【実施例】

（第１実施例）以下、本発明を自動車用内燃機関に用い
られるレゾネータに具体化した第１実施例を図１〜図３
に従って説明する。

【００１０】内燃機関の吸気側には、図１及び図２で示
すような、流通管としての円筒状吸気管１が接続されて
おり、その内部は内燃機関へ向けて流れる吸入空気の流
路２となっている。吸気管１の外周面からは、半径方向
外方（図１では下方）へ向けて接続管３が突出してお
り、この接続管３により吸気管１の内外が連通されてい
る。接続管３の上部と下部とでは内径が互いに異なり、
その境が段差部３ａとなっている。

【００１１】前記接続管３にはレゾネータ４が取付けら
れている。レゾネータ４は、ヘルムホルツの共鳴原理を
応用して、前記流路２を伝播する伝播音の所定周波数成
分を低減させるための消音器（共鳴器）である。レゾネ
ータ４は、本体ケース５、共鳴管６及び仕切り部材とし
ての仕切り板７から構成されている。

【００１２】本体ケース５は上下両端を閉塞した楕円筒
状をなし、吸気管１の軸線Ｂに対し平行状態で配置さ
れ、その内部は所定内容積を有する空間となっている。
また、共鳴管６は本体ケース５の上面に突設され、前記
接続管３よりも若干小径の円筒状に形成されている。こ
の共鳴管６によって本体ケース５の内外が連通されてい
る。そして、共鳴管６が接続管３に嵌入されることによ
って、本体ケース５が吸気管１に連結されている。この
状態では、吸気管１内の流路２と本体ケース５内の空間
とが共鳴管６を介して相互に連通されている。

【００１３】前記仕切り板７は薄板状をなし、吸気管１
の軸線Ｂに対し直交した状態で本体ケース５内に配設さ
れている。そして、この仕切り板７により、吸気管１の
内部が第１共鳴室８及び第２共鳴室９に区画されてい
る。なお、前記仕切り板７は、第１共鳴室８の内容積と
第２共鳴室９の内容積とが互いに異なるように、本体ケ
ース５の長さ方向中央位置からずれた位置に配設されて
いる。

【００１４】前記仕切り板７の一部は上方へ向けて延長
され、その延長部７ａが共鳴管６内に入り込み、前記本
体ケース５の場合と同様に共鳴管６内を２つに区画して
いる。延長部７ａは共鳴管６の上端から突出し、その延
長部７ａの上端面は中央部分が凹む円弧状に形成されて
いる。そして、共鳴管６が接続管３に嵌入され、しかも
同共鳴管６の上端面が接続管３の段差部３ａに当接され
た状態では、延長部７ａの上端面が吸気管１の内周面に
対し面一となっている。ここで、延長部７ａが吸気管１
の内周面よりも内方（図２の上方）へ突出していると、
その突出部分が吸気管１内の吸気空気の流れの妨げにな
るので好ましくない。

【００１５】このように構成されたレゾネータ４による
と、吸気管１を伝播する伝播音の所定周波数成分（共鳴
周波数ｆ₀ ）と共鳴して、その共鳴周波数ｆ₀ での音圧
レベルを低減することができる。共鳴周波数ｆ₀ は、仮
に仕切り板７を省略した場合、次の式（１）〜式（４）
によって求められる。

【００１６】 ｆ₀ ＝（Ｃ／２π）・√（Ｓ／（Ｖ・Ｌｐ）） ……（１） Ｃ＝３３１．５＋０．６１ｔ ……（２） Ｓ＝πＤ² ／４ ……（３） Ｌｐ＝Ｌ１＋０．８Ｄ ……（４） ここで、Ｃは音速、Ｓは共鳴管６の断面積、Ｖは本体ケ
ース５の内容積、ｔは温度、Ｄは共鳴管６の内径、Ｌ１
は共鳴管６の長さである。

【００１７】なお、本実施例では前述のように仕切り板
７を用いているので、上記式（１）〜式（４）における
Ｓ，Ｖ，Ｄがそれぞれ２つの値を採り、その結果、２つ
の共鳴周波数ｆ_0a，ｆ_0bが得られる。

【００１８】次に、本実施例の作用及び効果について説
明する。内燃機関の運転に際し、同内燃機関へ向けて吸
入空気が吸気管１内の流路２を通過する。このときに
は、所定の周波数特性を有する伝播音が吸気管１内を伝
播する。この伝播の途中で、伝播音の所定周波数成分
は、吸気管１の外側に設けられたレゾネータ４の共鳴作
用によって低減される。この所定周波数成分は、前述し
たようにレゾネータ４の本体ケース５の内容積Ｖと、共
鳴管６の断面積Ｓと、共鳴管６の長さＬ１とによって決
定される。ここで、レゾネータ４内部は仕切り板７によ
って第１共鳴室８及び第２共鳴室９に区画されているの
で、その区画された数に応じて前記伝播音の２つの周波
数成分（ｆ_0a，ｆ_0b）が低減される。

【００１９】特に、本実施例では仕切り板７が本体ケー
ス５内だけでなく吸気管１の内周面まで延長され、その
延長部７ａにて共鳴管６内部も２つに分割されている。
つまり、レゾネータ４内部は仕切り板７によって完全に
２つに区画され、本体ケース５内の二つの共鳴室８，９
は、共鳴管６部分では相互に繋がっていない。このた
め、第１共鳴室８による共鳴作用と第２共鳴室９による
共鳴作用とが共鳴管６部分で互いに影響し合うことがな
く、両共鳴室８，９による本来の共鳴作用が損なわれる
ことなく吸気管１内部にまで及ぶ。その結果、所定の２
つの周波数成分（ｆ_0a，ｆ_0b）にて低減できる量が、本
体ケース５のみを仕切り板７にて区画した場合に比較し
て多くなる。

【００２０】本実施例による伝播音の低減効果を調べる
ため、吸気管１の一方の開口端にスピーカを配置し、他
方の開口端にマイクロフォンを配置し、スピーカからホ
ワイトノイズを発生したときにマイクロフォンで拾った
音をＦＦＴ（高速フーリエ変換）アナライザで測定し
た。図３はその測定で得られた５００Ｈｚ以下の周波数
成分の音圧レベルを示すグラフである。図中、一点鎖線
はレゾネータを装着していない場合（比較例）の測定結
果を示し、実線は仕切り板７を吸気管１の内周面にまで
延長した場合（第１実施例）の測定結果を示してい
る。また、図３の破線は第１実施例の別の態様での測
定結果を示し、詳しくは図２において二点鎖線で示すよ
うに、仕切り板７が吸気管１の内周面まで延長されてお
らず、段差ｄが生じている場合（第１実施例）の測定
結果を示している。

【００２１】同図から明らかなように、第１実施例及
び第１実施例の両者はともに２つの共鳴周波数ｆ_0a，
ｆ_0bにおける音圧レベルが比較例よりも大幅に低減して
いる。また、その低減量は実施例よりも第１実施例
の方が多いことがわかる。これは第１実施例では段差
ｄの存在により、共鳴管６上端と吸気管１内周面との間
で第１及び第２の共鳴室８，９の各共鳴作用が互いに影
響し合うことが若干あり、その結果、両共鳴周波数
ｆ_0a，ｆ_0bでの減音量が損なわれている。これに対し、
第１実施例では段差ｄが無い分だけ共鳴作用同士の影
響し合う量が減り、前記第１実施例よりも大きく音圧
レベルを低減できるものと考えられる。

【００２２】さらに、本実施例によると以下に示す作用
効果も奏する。レゾネータ４の設計に際しては前述した
式（１）〜式（４）を用いるが、従来技術のように共鳴
管６部分が区画されておらず、同共鳴管６が第１及び第
２の共鳴室８，９に共通であると、共鳴管６部分がどち
らの共鳴室８，９の共鳴作用にどれだけ効いているのか
不明である。これに対し、本実施例では共鳴管６が完全
に仕切り板７の延長部７ａによって区画されているの
で、区画された２つの空間による作用がどちらの共鳴室
８，９に効いているかが明確となる。従って、共鳴管６
における２つの空間の断面積及び長さの算出が容易とな
り、その分レゾネータ４の設計がしやすくなる。 （第２実施例）次に、本発明の第２実施例を図４及び図
５に従って説明する。

【００２３】本実施例では、図４で示すように、仕切り
板７が吸気管１の軸線Ｂに対し平行となるように配置さ
れている点が、前記第１実施例と大きく異なっている。
従って、仕切り板７によって区画される第１及び第２の
共鳴室８，９の各形状や各内容積も第１実施例と異なる
ことになる。

【００２４】このようにすると、伝播音の発生源（音
源）から第１共鳴室８までの距離と、同音源から第２共
鳴室９までの距離が等しくなるので、同第１共鳴室８に
よる共鳴作用と第２共鳴室９による共鳴作用とが互いに
影響し合うのをさらに抑制できる。従って、前記第１実
施例よりもさらに伝播音における所定周波数成分の音圧
レベルを低減できる。

【００２５】本実施例による伝播音の低減効果を調べる
ため、前記第１実施例と同様な方法で、周波数毎の音圧
レベルを測定した。その測定結果を図５に示す。図中、
一点鎖線はレゾネータを装着していない場合（図３にお
ける比較例と同じ）の測定結果を示し、実線は仕切り板
７を吸気管１の軸線Ｂに対し平行に配置した場合（第２
実施例）の試験結果を示し、破線は仕切り板７を吸気管
１の軸線Ｂに対し直交させて配置した場合（図３におけ
る第１実施例と同じ）の試験結果を示している。

【００２６】同図から明らかなように、第２実施例での
共鳴周波数ｆ_0aにおける音圧レベルは、第１実施例で
の共鳴周波数ｆ_0aにおける伝播音の音圧レベルよりも低
くなっている。これは、仕切り板７を吸気管１の軸線Ｂ
に対し平行となるように配置したことによるものと考え
られる。また、共鳴周波数ｆ_0bにおける音圧レベルは、
第２実施例と第１実施例とではほとんど差がないが、
その共鳴周波数ｆ_0bは若干高周波数側へシフトしている
ことが分かる。 （第３実施例）次に、本発明の第３実施例を図６及び図
７に従って説明する。

【００２７】本実施例では、レゾネータ４の形状及び取
付け形態が前記第１実施例と異なっている。詳しくは、
レゾネータ４の本体ケース５が両端を閉塞した円筒状を
なしている。本体ケース５は、その軸線を吸気管１の軸
線Ｂに一致させた状態で、同吸気管１の一部を包み込む
ようにして取付けられている。そして、本体ケース５に
よって包み込まれた吸気管１の外周に円筒状共鳴管６が
固定され、同共鳴管６によって吸気管１内の流路２と本
体ケース５内の空間とが相互に連通されている。

【００２８】本体ケース５内には、その内部の空間を吸
気管１の軸線Ｂ方向に２分割する仕切り板７が設けられ
ている。仕切り板７の一部は延長され、その延長部７ａ
は共鳴管６内に入り込んでいる。そして、延長部７ａは
吸気管１と共鳴管６の接続部分にまで延び、同延長部７
ａの下端が吸気管１の内周面と面一になっている。この
場合にも、第１及び第２の共鳴室８，９の内容積が互い
に異なるように、仕切り板７が本体ケース５の軸線方向
中央位置からずれた位置に取付けられている。その外の
構成は前記第１実施例と同じである。

【００２９】従って、本実施例によっても前記第１実施
例と同様に、第１及び第２の共鳴室８，９による各共鳴
作用を吸気管１の流路２まで及ばせて、同流路２内を伝
播する伝播音の所定周波数成分を十分なレベルまで低減
することができる。

【００３０】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れるものではなく、例えば以下のように発明の趣旨から
逸脱しない範囲で任意に変更してもよい。 （１）本発明のレゾネータ４は、吸気管１以外にも内燃
機関の排気管にも適用できる。

【００３１】（２）本体ケース５の形状や大きさは、低
減しようとする伝播音の周波数に合わせて適宜変更する
ことができる。 （３）第３実施例における仕切り板７を、図８で示すよ
うに、吸気管１の軸線Ｂに対し平行となるように配置し
てもよい。この場合、第１共鳴室８の内容積と第２共鳴
室９の内容積とが互いに異なるように、仕切り板７の取
付け位置を決定する。

【００３２】（４）第１実施例における仕切り板７の形
状を図９で示すように変更し、この仕切り板７によって
レゾネータ４内部を複数の共鳴室（図９では第１共鳴室
８、第２共鳴室９、第３共鳴室１０）に区画してもよ
い。また、第３実施例における仕切り板７の形状を図１
０で示すように変更し、この仕切り板７によってレゾネ
ータ４内部を複数の共鳴室（図１０では第１共鳴室８、
第２共鳴室９、第３共鳴室１０、第４共鳴室１１）に区
画してもよい。いずれの場合も、共鳴室８〜１１の内容
積が互いに異なるように、仕切り板７の形状や取付け位
置を決定する。また、仕切り板７の一部を共鳴管６の内
部にまで延長させる必要がある。

【００３３】（５）第２実施例では仕切り板７を吸気管
１の軸線Ｂに対し平行に配置したが、必ずしも平行であ
る必要はなく、軸線Ｂに対し所定角度で交差するように
斜めに仕切り板７を配置してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、複
数の共鳴室による各共鳴作用を流通管内まで及ばせて、
同流通管内を伝播する伝播音の複数の所定周波数成分を
十分なレベルまで低減することができるという優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第１実施例における吸気管
及びレゾネータの斜視図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線方向の断面図である。

【図３】第１実施例のレゾネータによる伝播音の低減効
果を示すグラフである。

【図４】本発明の第２実施例における吸気管及びレゾネ
ータの斜視図である。

【図５】第２実施例のレゾネータによる伝播音の低減効
果を示すグラフである。

【図６】本発明の第３実施例における吸気管及びレゾネ
ータの斜視図である。

【図７】第３実施例における吸気管及びレゾネータの縦
断面図である。

【図８】第３実施例において仕切り板の取付け位置を変
更した別例の斜視図である。

【図９】第１実施例において仕切り板の形状を変更した
別例の斜視図である。

【図１０】第３実施例において仕切り板の形状を変更し
た別例の斜視図である。

【図１１】従来のレゾネータの断面図である。

【符号の説明】

１…流通管としての吸気管、４…レゾネータ、５…本体
ケース、６…共鳴管、７…仕切り部材としての仕切り
板、７ａ…延長部、８…第１共鳴室、９…第２共鳴室、
１０…第３共鳴室、１１…第４共鳴室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体が通過可能な流通管（１）の外側に
   配設され、かつ所定内容積を有する本体ケース（５）
   と、 前記流通管（１）及び本体ケース（５）を連通状態で連
   結する共鳴管（６）と、 前記本体ケース（５）内に配設されて、その本体ケース
   （５）内部を複数の共鳴室（８，９，１０，１１）に区
   画する仕切り部材（７）とを備え、前記流通管（１）内
   を伝播する伝播音の複数の所定周波数成分を、共鳴管
   （６）及び共鳴室（８，９，１０，１１）の共鳴作用に
   より低減するようにしたレゾネータであって、 前記本体ケース（５）内の仕切り部材（７）を、流通管
   （１）と共鳴管（６）の接続部分まで延長し、その延長
   部（７ａ）にて共鳴管（６）内部を複数に区画したこと
   を特徴とするレゾネータ。