WO2014092174A1

WO2014092174A1 - 過給機用サイレンサおよびこのサイレンサを使用した過給機

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Publication number: WO2014092174A1
Application number: PCT/JP2013/083425
Authority: WO
Inventors: 輝雄小坂; 大季平; 直樹石田; 浩一坂元; 文人平谷
Original assignee: アルパテック株式会社; 三菱重工業株式会社
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2014-06-19
Also published as: EP2933470A4; CN104870800A; KR20150065894A; JP6152612B2; EP2933470A1; CN104870800B; JP2014118832A

Abstract

【課題】コストの低廉化に最適かつ消音量の増加に好適な過給機用サイレンサおよびこのサイレンサを使用した過給機を提供すること。【解決手段】任意の吸音スプリッタ２０と、これに隣り合う他の吸音スプリッタ２０とは、中心軸ＣＡと同心かつ同一半径の定円を基準とした始点が異なる複数のインボリュート曲線のそれぞれにおける始点からの距離区間が同一の部位に沿った形状に形成され、任意の吸音スプリッタ２０と他の吸音スプリッタ２０との間の流路１９におけるインボリュート曲線の法線方向の寸法である流路幅ｗは、消音すべき騒音の波長に適合した所定の一定値に設定されていること。

Description

過給機用サイレンサおよびこのサイレンサを使用した過給機

　本発明は、過給機用サイレンサおよびこのサイレンサを使用した過給機に係り、特に、過給機の空気吸込口において発生する騒音の消音に好適な過給機用サイレンサおよびこのサイレンサを使用した過給機に関する。

　従来から、大型ディーゼルエンジンには、その性能を高めるために、当該エンジンのシリンダ内に空気を強制的に送り込む手段として過給機が使用されていた。

　近年、この種の過給機には、ディーゼルエンジンの燃費向上および窒素酸化物（ＮＯｘ）削減を目的として、高圧力比かつ高効率であることが求められるようになってきた。

　そして、このような要求に応えるべく、過給機は、従来よりも高回転数で駆動されるようになってきている。

　しかしながら、このように過給機を高回転数で駆動すると、要求される性能（高圧力比および高効率）は実現されるものの、騒音レベルが増大するといった弊害も招来していた。

　このような過給機の騒音源は、エンジンの排気ガスを動力源として回転するタービンと、このタービンに同軸状に直結され、タービンと一体的に回転することによって空気を吸込・圧縮してシリンダに送り込む圧縮機である。

　ここで、タービンの出入口には、排気ガスを流通させるダクト（導管）が接続されているが、このダクトから透過してくるタービンの騒音は、当該ダクトの外面に防音材を巻回することによって遮音することができる。また、タービンを収容するタービンケースから透過してくる騒音に対しては、このタービンケースの鋳物外面を防音材で覆うことによって遮音することができる。さらに、圧縮機の空気吐出口（出口）には、圧縮された空気をシリンダ側に流通させるためのダクトが接続されているが、このダクトから透過してくる圧縮機の騒音は、ダクトの外面に防音材を巻回することによって遮音することができる。さらにまた、圧縮機を収容する鋳造品である圧縮機ケースから透過してくる騒音に対しては、この圧縮機ケースの外面を防音材で覆うことによって遮音することができる。

　一方、圧縮機の空気吸込口（入口）については、圧縮機が空気を吸い込めるように開放しなければならないので、前述した圧縮機の空気吐出口やタービンの出入口における遮音をそのまま適用することができない。このため、何らかの手段を講じなければ、圧縮機で発生した非常に高いレベルの騒音が、空気吸込口を経由して外部に放射されてしまうことになる。

　そこで、従来から、過給機には、圧縮機の空気吸込口において発生した騒音を消音するための過給機用サイレンサが設けられていた。

　この過給機用サイレンサには、エンジンへの適用にあたって、以下に述べるような然るべき性能が求められていた。

　すなわち、圧縮機の騒音は、圧縮機の羽根車が回転することによって発生する風切音であり、羽根枚数の次数成分の周波数を主成分としている。この騒音は、例えば、図２２に示すように、羽根枚数×回転数÷６０（秒）によって算出される基本周波数である１６５０（３３００）Ｈｚと、この基本周波数の倍音成分近傍の周波数成分が、他の周波数成分に比べて非常に高いレベルになることが特徴である。ただし、図２２においては、羽根枚数１１（２２）枚、回転数９０００ｒｐｍを前提として、基本周波数１６５０（３３００）Ｈｚが得られている。このような騒音が圧縮機（過給機）の空気吸込口から放射される際のレベルは、吸入風量および吐出圧力によって異なるが、おおよそ１３０～１５５ｄＢ（Ａ）である。そして、過給機を使用しているエンジンの機側騒音が１００ｄＢ（Ａ）前後であるから、エンジンの環境面から、過給機の空気吸込による騒音も１００ｄＢ（Ａ）前後に低減しなければならない。

　したがって、過給機用サイレンサには、このような過給機の騒音の低減に対応できるように、高消音量であることが求められていた。

　また、エンジンの燃費向上およびＮＯｘの削減ひいては燃料節約および排ガス規制への貢献といった過給機本来の目的を達成するためには、過給機は高効率（換言すれば、高吐出圧力）であることが望ましい。このような過給機の効率を高めるために、世界の過給機メーカーは凌ぎを削っている。そして、一般に、吸入側の圧力損失を１０ｍｍＡｑ小さくすれば、過給機の効率が１％向上するといわれており、吸入側に配置される過給機用サイレンサの圧力損失が小さいことは、過給機の効率を高めるための重要な要素となる。

　したがって、過給機用サイレンサには、高消音量であるだけでなく、圧力損失が小さいことも求められていた。

　このような過給機用サイレンサとしては、これまでにも本出願人によって種々の構造のサイレンサが提案されてきたが、大型過給機用サイレンサの代表的な構造は、吸入空気の流れによって、円筒外周吸込型、円筒正面吸込型および角形正面吸込型の３タイプの構造に分類される。

　これらの３タイプの大型過給機用サイレンサの具体例を説明する。
（円筒外周吸込型）

　円筒外周吸込型サイレンサは、特許文献１にも開示されているように、過給機に直結された状態でエンジン上に取り付けられている。

　このような円筒外周吸込型サイレンサにおいては、サイレンサの外周から中心に向かって空気の吸い込みが行われる。このとき、過給機（圧縮機）の騒音は、このような空気の流れに逆行して、サイレンサの中心から外周に向かって放射される。

　そして、このような騒音を消音するための消音エレメントは、サイレンサの内径と外径との間に、複数のＺ形状の板状の吸音スプリッタを、周方向に等ピッチで放射状に配列することによって構成されている。

　このような円筒外周吸込型サイレンサによれば、基本周波数よりも高い周波数の音波を吸音スプリッタの屈曲部に衝突させて消音することができるとともに、各吸音スプリッタ間に、外周から中心に向かう空気の流路を確保して、圧力損失を抑えることができる。

（円筒正面吸込型）
　円筒正面吸込型サイレンサは、特許文献２にも開示されているように、サイレンサの正面（前面）から軸方向後方に向かって空気の吸い込みが行われるように構成されている。

　また、過給機の騒音は、このような空気の流れとは逆に、サイレンサの後方から軸方向前方すなわち正面（前面）側に向かって放射されるようになっている。

　そして、このような騒音を消音するための消音エレメントは、軸方向における中央部が径方向に彎曲した複数の円筒形状の吸音筒を同心円状に配列することによって構成されている。

　このような円筒正面吸込型サイレンサによれば、音波を吸音筒の彎曲部に衝突させて大きな消音量を得ることができるとともに、各吸音筒間に、軸方向への空気の流路を確保して圧力損失を抑えることができる。
（角形正面吸込型）

　角形正面吸込型サイレンサは、非特許文献１にも開示されているように、円筒正面吸込型サイレンサと同様に、サイレンサの正面から軸方向後方に向かって空気の吸い込みが行われるように構成されている。

　また、円筒正面吸込サイレンサと同様に、過給機の騒音は、吸入される空気の流れに抗するように、サイレンサの後方から軸方向前方に向かって放射されるようになっている。

　そして、このような騒音を消音するための消音エレメントは、複数の板状の吸音板を軸方向に対し直交する方向に等ピッチで配列することによって構成されている。

　このような角形正面吸込型サイレンサによれば、必要消音量に応じて消音エレメントの長さを軸方向に伸ばして所定の消音量を得ることができるとともに、各吸音板間に、軸方向への空気の流路を確保して圧力損失を抑えることができる。

特開２００４－３６０５４７号公報特開２００２－００４９６４号公報

http://www.alpt.co.jp/products/s_charger.html

　前述した３タイプのサイレンサは、それぞれ求められる性能を満足するものではあったが、以下に述べるように、タイプごとに固有の特性（一長一短）があった。

（円筒外周吸込型）
　円筒外周吸込型サイレンサは、複数の吸音スプリッタの寸法を全て同一にすることができるので、量産性に優れ、３タイプのサイレンサ中、コストが最も安価である。

　その一方で、円筒外周吸込型サイレンサは、その構成上、外径（ｄｏ）を過給機の外径とほぼ同寸法にしなければならず、また、内径（ｄｉ）も、過給機の取合口径によって一義的に決まってしまう。したがって、消音エレメントは、このような制限された空間内に配置されることを余儀なくされ、消音エレメントの通路長さは、｛（ｄｏ－ｄｉ）÷２｝に制限されるため、消音量を増やすことには限界があった。

（円筒正面吸込型）
　円筒正面吸込型サイレンサは、そもそも、円筒外周吸込型サイレンサの欠点を解消する目的で開発された経緯があり、円筒外周吸込型サイレンサよりも消音量の確保に優れている。具体的には、円筒正面吸込型サイレンサは、吸音筒の軸方向長さを調整することによって必要消音量を容易に確保することができる。

　その反面、円筒正面吸込型サイレンサは、円筒外周吸込型サイレンサに比べてケースの表面積が大きいので、このケースから透過してくる騒音を防音するために、ケース外表面に防音材を巻き付けて遮音しなければならない。また、円筒正面吸込型サイレンサは、吸音筒の直径を個々に異ならせなければならないため、量産化が困難で、コストが高くなってしまう。

（角形正面吸込型）
　角形正面吸込型サイレンサは、前述した２つのタイプのサイレンサの欠点を解消する目的で開発された経緯があり、円筒外周吸込型サイレンサよりも消音量に優れているとともに、円筒正面吸込型サイレンサよりもコスト面で優れている。

　しかしながら、角形正面吸込型サイレンサは、円筒正面吸込型サイレンサと同様に、ケースから透過してくる騒音を防音するために、ケース外表面に防音材を巻き付けて遮音しなければならない。

　本発明者は、前述した３タイプのサイレンサの特性を考慮して、円筒外周吸込型サイレンサのコストが最も安価である点に着目し、円筒外周吸込型サイレンサのコストが安価であることを活かしつつ円筒外周吸込型ならではの弱点である消音量増加の困難性を克服するため、コストの低廉化に最適で、かつ消音量の増加に好適な過給機用サイレンサおよびこのサイレンサを使用した過給機を提供することを目的とするものである。

　前述した目的を達成するため、本発明の過給機用サイレンサの特徴は、過給機に設けられた圧縮機による空気の吸い込みが行われる空気吸込口に取り付けられ、前記空気の吸い込みの際に前記圧縮機によって発生する騒音の消音を行うための過給機用サイレンサにおいて、板状の複数の吸音スプリッタが、前記空気給入口の内周に沿うようにして所定の中心軸を中心とした周方向にそれぞれ間隙部を設けて放射状に配列されていることによって、前記各間隙部を流路とした径方向の外方から内方に向けた前記空気の吸い込みが行われるとともに、当該空気の流れに逆行して前記内方から前記外方に向けて放射される前記騒音が、前記複数の吸音スプリッタに吸収されて消音されるように構成され、任意の前記吸音スプリッタと、この吸音スプリッタに前記周方向において隣り合う他の前記吸音スプリッタとは、前記中心軸と同心かつ互いに同一半径の定円を基準とした始点が異なる複数のインボリュート曲線のそれぞれにおける前記始点からの距離区間が同一の部位に沿った形状に形成され、前記任意の吸音スプリッタとこの吸音スプリッタに前記周方向において隣り合う他の吸音スプリッタとの間の前記流路における前記インボリュート曲線の法線方向の寸法である流路幅は、消音すべき前記騒音の波長に適合した所定の一定値に設定されている点にある。

　そして、このような構成を採用したことにより、安価な円筒外周吸込型のサイレンサにおいて、インボリュート曲線に沿った形状の吸音スプリッタを用いることにより、隣り合う吸音スプリッタ同士の間の流路幅を、吸音スプリッタの厚みを変えることなく一定に維持することができるので、この流路幅を、消音すべき騒音の波長に適合させることで、吸音スプリッタの設置スペースが径方向において制約が課されている中で消音量を効果的に増加させることができる。例えば、騒音の基本周波数が１６５０Ｈｚの場合、その波長は、音速３４０（ｍ／ｓ）÷周波数１６５０（Ｈｚ）＝２０．６ｃｍとなる。また、基本周波数の倍音の３３００Ｈｚの場合、その波長は、音速３４０（ｍ／ｓ）÷周波数３３００（Ｈｚ）＝１０．３ｃｍとなる。この波長に適合するように流路幅を整えると、基本周波数の１６５０Ｈｚと基本周波数の倍音３３００Ｈｚの騒音を効率よく消音することができる。

　本発明の他の過給機用サイレンサの特徴は、前記任意の吸音スプリッタとこの吸音スプリッタに前記周方向において隣り合う他の吸音スプリッタとが、前記複数のインボリュート曲線として、前記同一半径および／または前記異なる始点同士の間隔が相違する複数のパターンの前記インボリュート曲線の組のうち、いずれかのパターンに該当する前記インボリュート曲線の組に基づいた形状に形成され、前記複数のパターンの全てが、前記複数の吸音スプリッタのうちのいずれかの互いに隣り合う１対の吸音スプリッタ同士の形状に割り当てられていることによって、前記複数のパターンにそれぞれ対応する前記一定値の流路幅を有する流路が、前記周方向の位置に応じて選択的に配置されている点にある。

　そして、このような構成を採用したことにより、流路に応じて適合する騒音の波長を異ならせることができるので、圧縮機の回転数変動による消音すべき騒音の波長の変化（例えば、基本周波数の変化にともなう基本周波数に対応する波長の変化）に柔軟に対応して、高い消音量を安定的に維持することができる。

　本発明のさらに他の過給機用サイレンサの特徴は、前記任意の吸音スプリッタとこの吸音スプリッタに前記周方向において隣り合う他の吸音スプリッタとは、それぞれが、同心の定円を基準とした伸開方向が正転または逆転した複数のインボリュート曲線の一部同士を繋ぎ合わせた複合曲線分に沿った形状に形成されている点にある。

　そして、このような構成を採用したことにより、空気の流れに逆行して流路内を進行する騒音の音波を吸音スプリッタに衝突させやすくすることができるので、吸音スプリッタによる騒音の吸音を効率的に行うことができ、消音量を更に増加させることができる。

　本発明のさらに他の過給機用サイレンサの特徴は、前記一定値が、前記消音すべき騒音の波長の１／２の寸法である点にある。

　そして、このような構成を採用したことにより、流路幅を消音すべき騒音の波長に最適な値に整合させることができるので、最も効果的な消音の１つを実現することができる。

　本発明のさらに他の過給機用サイレンサの特徴は、前記吸音スプリッタの配列ピッチが、前記消音すべき騒音の波長に適合した値に設定されている点にある。

　そして、このような構成を採用したことにより、吸音スプリッタの配列ピッチを消音すべき騒音の波長に適合させることで、消音量を更に増加させることができる。

　本発明のさらに他の過給機用サイレンサの特徴は、前記配列ピッチが、前記消音すべき騒音の波長と同一の寸法である点にある。

　そして、このような構成を採用したことにより、吸音スプリッタの配列ピッチを消音すべき騒音の波長に最適な値に整合させることができるので、最も効果的な消音の１つを実現することができる。

　本発明のさらに他の過給機用サイレンサの特徴は、前記消音すべき騒音の波長が、前記騒音の基本周波数に対応する波長である点にある。

　そして、このような構成を採用したことにより、騒音レベルが最も高い基本周波数の騒音を効果的に消音することができるので、過給機用サイレンサに求められる性能を確実に発揮することができる。

　本発明の過給機の特徴は、複数の吸音スプリッタが、空気吸入口の内周に沿うようにして所定の中心軸を中心とした周方向にそれぞれ間隔を設けて放射状に配列されるとともに、前記中心軸と、同心の定円を基準とした始点を有する有するとともにインボリュート曲線に沿った形状に形成され、前記周方向において隣り合う吸音スプリッタによって形成された流路幅は、消音すべき騒音の波長に適合した所定幅に設定された過給機用サイレンサを圧縮機に備える点にある。

　そして、このような構成を採用したことにより、吸音スプリッタの設置スペースが径方向において制約が課されている中で消音量を効果的に増加させることのできる過給機を提供することができる。

　本発明によれば、コストの低廉化に最適かつ消音量の増加に好適な過給機用サイレンサおよびこのサイレンサを使用した過給機を実現することができる。

本発明に係る過給機用サイレンサの第１実施形態において、過給機用サイレンサの縦断面図を過給機の一部とともに示した構成図図１の第１実施形態の消音エレメントを示す正面部分断面図図１の第１実施形態における吸音スプリッタの形状を定めるためのインボリュート曲線を示す図インボリュート曲線の原理を説明するための第１の説明図インボリュート曲線の原理を説明するための第２の説明図吸音スプリッタの具体的な構造の一例を示す拡大図吸音スプリッタの具体的な構造の他の一例を示す拡大図図１の第１実施形態において、吸音スプリッタの変形例に対応するインボリュート曲線を示す図本発明に係る過給機用サイレンサの第２実施形態において、吸音スプリッタの形状を定めるためのインボリュート曲線を示す図図９の第２実施形態において、消音エレメントを示す概略構成図本発明に係る過給機用サイレンサの第３実施形態において、消音エレメントの第１の具体的構成を示す概略図図１１の第３実施形態において、消音エレメントの第２の具体的構成を示す概略図図１１の構成における吸音スプリッタの形状を定めるためのインボリュート曲線を示す図図１２の構成における吸音スプリッタの形状を定めるための複数のインボリュート曲線からなる複合曲線分を示す図図１４の複合曲線分の元となる各インボリュート曲線を個別に示した図第３実施形態の説明に用いられる比較例の過給機用サイレンサの消音エレメントを示す概略構成図第３実施形態の説明に用いられる比較例の過給機用サイレンサの騒音特性を示す複合グラフ第３実施形態の説明に用いられる比較例の消音エレメント単体の消音特性を示すグラフ第３実施形態における実施例の消音エレメントを示す概略構成図第３実施形態における実施例の過給機用サイレンサの騒音特性を示す複合グラフ第３実施形態における実施例の消音エレメント単体の消音特性を示すグラフ過給機内部発生騒音を示すグラフ

（第１実施形態）
　以下、本発明に係る過給機用サイレンサの第１実施形態について、図１ないし図８を参照して説明する。

　図１に示すように、本実施形態における過給機用サイレンサ１は、過給機に備えられた圧縮機３による空気の吸い込みが行われる空気吸込口４に取り付けられ、当該空気の吸い込みの際に圧縮機３によって発生する騒音の消音を行うように構成されている。ただし、過給機用サイレンサ１によって消音される騒音には、図示しないタービンによる騒音が含まれることを妨げない。また、本実施形態における過給機用サイレンサ１は、前述した円筒外周吸込型のサイレンサとされている。

　具体的には、図１に示すように、過給機用サイレンサ１は、図１における横方向に間隔を設けて互いに平行に配置された２枚の外円板２Ａ，２Ｂを有しており、これらの外円板２Ａ，２Ｂは互いに等しい寸法の外径とされている。これらの外円板２Ａ，２Ｂは、圧縮機３の騒音における透過音を遮音するために、強固な鋼板によって形成することが望ましい。これらの外円板２Ａ，２Ｂのうち、空気吸込口４側（図１における右側）に配置されている外円板２Ｂの中心部には、比較的大径の空気流通用の円形孔５が同心状に穿設されている。また、外円板２Ｂの内周端には、空気吸込口４側に向かって円筒体７が延出されており、この円筒体７の先端には、径方向外方に延在するフランジ８が周設されている。そして、このフランジ８、円筒体７および外円板２Ｂにかけて、複数枚の放射状補強材１０，１０…が固定されており、これにより外円板２Ｂと円筒体７とが強固に一体化されている。

　また、図１に示すように、前記両外円板２Ａ，２Ｂの外周縁部間には、径方向における内側から順に、金網１１および空気中の埃を除去するフィルタ１２が巻回されている。

　さらに、図１に示すように、両外円板２Ａ，２Ｂの内側には、２枚の内円板１１４Ａ，１４Ｂを有する消音エレメント１５が、各外円板２Ａ，２Ｂに内側から臨んだ状態で配置されている。各内円板１４Ａ，１４Ｂには、外円板２Ｂの円形孔５と同内径かつ同心の円形孔１６Ａ，１６Ｂが穿設されている。また、図１における右側（空気吸込口４側）の外円板２Ｂとこれに臨む右側の内円板１４Ｂとの間および左側の外円板２Ａとこれに臨む左側の内円板１４Ａとの間には、それぞれ、防振と防音を兼ねた吸音体１７Ａ，１７Ｂが介装されている。

　これらの吸音体１７Ａ，１７Ｂは、アルミニウムなどの金属からなるパンチングプレートにより被覆されている表面の内側にグラスウールのような材質の網状あるいは不織布状の図示しない吸音材を収納したものであってもよい。これらの吸音体１７Ａ，１７Ｂのうち、図１における右側の円板２Ｂ，１４Ｂ間に配置された吸音体１７Ｂは、両円板２Ｂ，１４Ｂの内周端まで延在し、全体として円盤状をなしている。

　一方、図１における左側の円板２Ａ，１４Ａ間に配置された吸音体１７Ａは、内円板１４Ａの内周端を越えて外円板２Ａの中心部側に延在している。具体的には、吸音体１７Ａにおける外円板２Ａの中心部側に延在された部位１７Ａａは、外円板２Ｂの円形孔５側に突出する先細ほぼ円錐台形をなす円錐台部１７Ａａを構成している。この円錐台部１７Ａａの先端は、円形孔５内にまで到達している。この円錐台部１７Ａａは、過給機用サイレンサ１内に吸い込まれた空気を少ない圧力損失にて空気吸込口４側に導くために、外周面が円錐形に形成されている。また、円錐台部１７Ａａは、空気吸込口４側から進入してくる圧縮機３の騒音を消音する役割も担っている。

　つぎに、図２に示すように、消音エレメント１５は、前述した２枚の内円板１４Ａ，１４Ｂの間に固定された吸音機能を有する板状の複数の吸音スプリッタ２０，２０…を有している。各吸音スプリッタ２０は、空気給入口４の内周に沿うようにして、所定の中心軸ＣＡを中心とした周方向に一定寸法の間隙部をそれぞれ設けて放射状に配列されている。

　これによって、各１対の吸音スプリッタ２０，２０間の間隙部を流路１９とした径方向の外方から内方に向けた空気の吸い込みが行われるとともに、当該空気の流れに逆行して内方から外方に向けて放射される騒音が、各吸音スプリッタ２０に吸収されて消音されるようになっている。

　そして、本実施形態においては、任意の吸音スプリッタ２０と、この吸音スプリッタ２０に周方向の双方において隣り合う他の吸音スプリッタ２０とが、図３に示すように、中心軸ＣＡと同心かつ同一半径の定円Ｃを基準とした始点（換言すれば、出発点）ａが異なる複数のインボリュート曲線Ｉのそれぞれにおける始点ａからの距離区間が同一の部位Ｉ’に沿った曲板状に形成されている。また、図２に示すように、任意の吸音スプリッタ２０とこの吸音スプリッタ２０に隣り合う他の吸音スプリッタ２０とからなる各１対の吸音スプリッタ２０，２０間の流路１９におけるインボリュート曲線Ｉの法線方向の寸法である流路幅ｗは、消音すべき騒音の波長に適合した所定の一定値としての波長の１／２の寸法に設定されている。なお、消音すべき騒音の波長λは、騒音レベルが最も高い基本周波数Ｆに対応する波長ｃ／Ｆ（ｃは音速）であることが望ましい。また、このように、流路幅ｗが（１／２）λに設定されている場合における吸音スプリッタ２０の厚み（横幅）ｔは、流路幅ｗに等しい（ｗ＝ｔ）ことが望ましい。

　ここで、図４に示すように、インボリュート曲線Ｉとは、その法線ｎが常に１つの定円Ｃに接するような平面曲線であり、円の伸開線あるいは反クロソイドとも称されている。このインボリュート曲線Ｉは、定円Ｃに巻き付けた糸を定円Ｃを回転させずに真っ直ぐに引っ張りながらほどく際の糸の先端が描く軌跡として得ることができる。

　図４に示すように、インボリュート曲線Ｉ上の任意の点Ｐの曲率中心は、この点Ｐにおける法線ｎと定円Ｃとの接点ｂとなっており、このＰｂ間の距離が、点Ｐにおけるインボリュート曲線Ｉの曲率半径となっている。勿論、曲率半径および曲率中心は、点Ｐに応じて異なっている。

　そして、このようなインボリュート曲線Ｉを、定円Ｃ上で等ピッチに繰り返し描くと、図５に示すような放射状のインボリュート曲線Ｉの群（インボリュート曲線群）が得られる。そして、図５に示すように、各インボリュート曲線Ｉは、法線ｎ方向における間隔ｗ’が、いずれの位置Ｐにおいても一定となることが分かる。

　したがって、このようなインボリュート曲線Ｉに沿って各吸音スプリッタ２０を形成すれば、各吸音スプリッタ２０の厚みを変化させることなく、前述のような一定の流路幅ｗを確保できるわけである。この通路幅ｗを、消音する周波数の波長に対して消音の観点から適合するような寸法に形成することで、その周波数の音のエネルギを効果的に吸音スプリッタ２０に吸音し、大きな消音量を得ることができる。例えば、基本周波数が１６５０Ｈｚの場合、その波長は、音速３４０（ｍ／ｓ）÷周波数１６５０（Ｈｚ）＝２０．６ｃｍとなる。また、基本周波数の倍音が３３００Ｈｚの場合、その波長は、音速３４０（ｍ／ｓ）÷周波数３３００（Ｈｚ）＝１０．３ｃｍとなる。そして、この波長に適合するように流路幅ｗを整えると、基本周波数の１６５０Ｈｚと、この基本周波数の倍音の３３００Ｈｚの騒音を効率よく消音することになる。

　また、本実施形態において、任意の吸音スプリッタ２０とこれに隣り合う他の吸音スプリッタ２０からなる１対の吸音スプリッタ２０，２０は、配列ピッチｐ（図２参照）が、消音すべき騒音の波長（例えば、基本周波数に対応する波長）に適合した値としての波長と同一の寸法に設定されている。なお、配列ピッチｐは、流路幅ｗに、吸音スプリッタ２０の厚みｔを加算した値と等価である。

　このような吸音スプリッタ２０の具体的な構造の一例としては、図６に示すように、インボリュート曲線に合わせて弓形に加工されたグラスウール繊維からなるグラスウールボード２１の中央部分に芯板２２を挟持し、ボード２１の表面を空気の流れによる繊維の飛散を防止するためにアルミニウム製パンチングプレート２３で保護したものを挙げることができる。

　なお、図６の吸音スプリッタ２０において、長手方向の先端部は、流れ抵抗を小さくする形状に加工されたアルミニウム製押出型材２４によって保護されている。

　また、吸音スプリッタ２０の具体的な構造の他の一例としては、図７に示すように、図６と同様の芯板２２の両面に、ポリエステル繊維同士を熱溶着させて軟質の板状に加工してなるポリエステルボード２６を接着剤によって強固に貼り付けたものを挙げることができる。この図７の吸音スプリッタ２０も、図６と同様に、長手方向の先端部が、流れ抵抗を小さくする形状に加工されている。ただし、図７の吸音スプリッタ２０は、ポリエステル繊維同士が熱溶着されているため、グラスウールボード２１のような空気の流れによる飛散は生じないので、表面を保護する必要はない。

　ただし、吸音スプリッタ２０の具体的な構造は、図６および図７に示したものに限定されない。

　つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。

　図１に実線の矢印で示すように、圧縮機３によって吸い込まれる空気は、過給機用サイレンサ１の径方向の外方（外周側）から流入する際に、その大部分が消音エレメント１５の隣り合う各１対の吸音スプリッタ２０，２０間の各流路１９に分散されることになる。そして、各流路１９に分散された空気は、径方向の内方に向かって各流路１９内を流動する。このとき、各流路１９の形状を規定する吸音スプリッタ２０がインボリュート曲線に沿って滑らかな形状に形成されているため、各流路１９における空気の急峻な方向転換を抑制して圧力損失を抑えることができる。そして、このようにして各流路１９内を流動した空気は、各吸音スプリッタ２０の内周端から各流路１９の外部である過給機用サイレンサ１内の中央部に放出された後に、空気吸込口４側に吸い込まれ、さらに、圧縮機３によって圧縮されたうえで図示しないエンジンのシリンダに効率よく供給される。

　一方、このような空気の吸い込みの際に、圧縮機３によって発生した騒音は、図１に破線の矢印で示すように、空気の流れに逆行するように、空気吸込口４側から過給機用サイレンサ１内の中央部に流入した後に、径方向の内方から外方に向けて放射される。

　このとき、各吸音スプリッタ２０がインボリュート曲線に沿った形状に形成されていることによって、各流路１９の流路幅ｗが、各吸音スプリッタ２０の厚みを変化させる必要なく、消音すべき騒音の波長λに適合する一定値λ／２に設定されているため、波長λに対応する騒音を簡易な構成によって効果的に消音することができる（「機械騒音ハンドブック（産業図書）」第５０６頁本文第１０行目参照）。また、このとき、各吸音スプリッタ２０のピッチｐが、消音すべき騒音の波長λに適合する一定値λに設定されているため、波長λに対応する騒音をより効果的に消音することができる。さらに、このとき、波長λが基本周波数に対応する波長であれば、消音量をさらに増加させることができる。

　また、ピッチｐをλに一致させることによってλに対応する騒音についての高い消音量が得られることについては、１９７５年に発表された「吸音ダクトの減衰特性について」（日本音響学会誌３１巻８号、東京大学生産研究所、小幡輝夫、平田賢、大西伊逸雄、西脇仁一）に掲載されている。

　したがって、本実施形態によれば、安価な円筒外周吸込型のサイレンサ１において、インボリュート曲線に沿った形状の吸音スプリッタ２０を用いることにより、隣り合う１対の吸音スプリッタ２０，２０間の流路幅１９を容易に一定に維持することができるので、この流路幅１９を消音すべき騒音の波長に適合させることで、吸音スプリッタ２０の設置スペースが径方向において制約が課されている中で消音量を効果的に増加させることができる。

　また、本実施形態の過給機用サイレンサ１を使用した過給機によれば、過給機として小型化をはかったうえで、高回転にもかかわらず静粛な運転で高圧力比および高効率を達成することができる。

　なお、インボリュート曲線Ｉを定義する定円Ｃの半径については、所望の消音量に応じて適宜変更してもよい。例えば、図３に示した構成に対して、定円Ｃの半径だけを小さく変更すれば、インボリュート曲線Ｉの曲率が大きくなって、隣り合う１対のインボリュート曲線Ｉ，Ｉ同士の間隔ｗ’が狭くなり、また、始点ａから一定の距離区間の部位Ｉ’の長さも長くなる。そして、このような形状を吸音スプリッタ２０に反映させれば、流路幅ｗが狭く、換言すれば、流路断面積が小さく、かつ流路長が長い流路１９が得られるため、消音量はさらに高くなる。このことは、前述した「吸音ダクトの減衰特性について」に掲載されている消音量の計算式、すなわち、Ｒ＝Ｋ×（Ｐ÷Ｓ）×Ｌからも明らかである。ただし、Ｒ：吸音板の通路間で得られる消音（ｄＢ）、Ｋ：消音量に関する係数、Ｐ：通路断面における吸音面の周囲長さ（ｍ）、Ｓ：通路断面積（ｍ^３）、Ｌ：通路長さ（ｍ）である。

　また、吸音スプリッタ２０の枚数についても、所望の消音量に応じて適宜変更してもよい。例えば、図２に示した構成に対して、吸音スプリッタ２０の枚数だけを増加させれば、流路幅ｗが狭まるので、消音量は増加することになる。

　図８は、このような場合における各吸音スプリッタ２０の形状を定義するインボリュート曲線群を示したものである。

（第２実施形態）
　つぎに、過給機用サイレンサ１の第２実施形態について、図９および図１０を参照して説明する。

　本実施形態における過給機用サイレンサ１においては、隣り合う１対の吸音スプリッタ２０，２０間の流路１９の流路幅ｗが、その流路１９において一定値であることは第１実施形態と同様である。

　ただし、本実施形態においては、第１実施形態のように、すべての隣り合う１対の吸音スプリッタ２０，２０間において、流路１９の流路幅ｗがいずれも等しい値に設定されているわけではない。

　すなわち、本実施形態においては、任意の吸音スプリッタ２０とこれに隣り合う他の吸音スプリッタ２０とが、図９に示すように、定円Ｃの半径（同一半径）ｒｉおよび異なる始点ａ同士の角度間隔ｄｉが互いに相違する複数のパターンのインボリュート曲線の組Ｉ（ｒｉ、ｄｉ）（ｉは、１～パターン数）のうち、いずれかのパターンに該当するインボリュート曲線の組に基づいた形状に形成されている。

　なお、便宜上、図９には、３つのパターンが示されているが、これに限定する必要はない。また、各パターン同士は、定円Ｃの半径ｒｉおよび異なる始点ａ同士の角度間隔ｄｉのいずれか一方が一致していてもよい。

　そして、本実施形態においては、前記複数のパターンの全てが、複数の吸音スプリッタ２０のうちのいずれかの互いに隣り合う吸音スプリッタ２０同士の形状に割り当てられていることによって、図１０に示すように、複数のパターンにそれぞれ対応する互いに相違する一定値の流路幅ｗ１，ｗ２，ｗ３を有する流路１９が、周方向の位置に応じて選択的に配置されている。

　なお、図１０においては、便宜上、３つの流路ｗ１，ｗ２，ｗ３同士の間の間隔が比較的広くなっているが、消音量の確保の観点から、各流路ｗ１，ｗ２，ｗ３同士の間をできるだけ狭めてもよい。

　このような構成によれば、流路１９に応じて適合する騒音の波長を異ならせることができるので、圧縮機３の回転数変動による消音すべき騒音の波長の変化（例えば、基本周波数の変化にともなう基本周波数に対応する波長の変化）に柔軟に対応して、高い消音量を安定的に維持することができる。

（第３実施形態）
　つぎに、過給機用サイレンサ１の第３実施形態について、図１１ないし図２１を参照して説明する。

　本実施形態においては、任意の吸音スプリッタ２０とこれに隣り合う他の吸音スプリッタ２０とが、それぞれ、同心の定円を基準とした伸開方向が正転（同一方向）または逆転（逆方向）した複数のインボリュート曲線の一部同士を繋ぎ合わせた複合曲線分に沿った形状に形成されている。ただし、互いに隣り合う吸音スプリッタ２０同士が、同心かつ同一半径の始点が異なる各インボリュート曲線における始点からの距離区間が同一の部位に沿った形状に形成されているという基本構成自体は、前述した各実施形態と同様である。

　本実施形態の具体的な構成としては、例えば、図１１に示すように、吸音スプリッタ２０および流路１９が「く」の字状に屈折した構成と、図１２（ａ）の全体図および図１２（ｂ）の要部拡大図に示すように、吸音スプリッタ２０および流路１９がほぼ「Ｓ」字状に屈折した構成とを挙げることができる。

　ここで、図１１の構成は、図１３に示すように、複合曲線分としての同心の定円Ｃ１，Ｃ２を基準とした伸開方向（糸をほどく方向）が逆転した２本のインボリュート曲線Ｉ１，Ｉ２の一部同士を繋ぎ合わせた曲線分Ｌ１に基づいている。ここで、図１３に示すように、定円Ｃ１，Ｃ２が同一物（換言すれば、同心同径もしくはインボリュート曲線Ｉ１，Ｉ２が同曲率）であり、また、２本のインボリュート曲線Ｉ１，Ｉ２の始点間隔が互いに等間隔であってもよい。ただし、このような構成に限定する必要はなく、定円Ｃ１，Ｃ２の半径を互いに異ならせるようにしてもよい。

　一方、図１２の構成は、図１４および図１５に示すように、複合曲線分としての同心異径の定円Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３（Ｃ２＜Ｃ１＜Ｃ３）を基準とした伸開方向が正転または逆転した３本のインボリュート曲線Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の一部同士を繋ぎ合わせた曲線分Ｌ２に基づいている。ただし、図１２（ｂ）に示すように、吸音スプリッタ２０は、インボリュート曲線Ｉ３の内端に連接された径方向に平行な直線の形状にも基づいている。

　なお、図１５は、図１４の複合曲線分の元となる各インボリュート曲線Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を個別に示したものである。また、図１４および図１５中、ｄｉは吸音スプリッタ２０の内径たる直径であり、図１５中、ｒ_１，ｒ_２，ｒ_３は各インボリュート曲線Ｉ（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３）にそれぞれ対応する定円（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の半径であり、図１４中、ｄｏは吸音スプリッタ２０の外径たる直径である。

　ここで、図１５からも分かるように、インボリュート曲線Ｉ２とＩ３とは、伸開方向が同一であり、インボリュート曲線Ｉ２（もしくはＩ３）とＩ１とは、伸開方向が逆転している。

　このような第３実施形態の構成によれば、圧縮機３によって吸い込まれる空気の流れに逆行して流路１９内を進行する騒音の音波を吸音スプリッタ２０に衝突させやすくできるので、吸音スプリッタ２０による騒音の吸音を効率的に行うことができ、消音量を更に増加させることができる。

　つぎに、本実施形態における過給機用サイレンサ１の具体例（実施例）による消音効果について、従来の過給機用サイレンサの具体例（比較例）との比較によって説明する。

〔比較例〕
　まず、比較例の過給機用サイレンサ（円筒外周吸込型）は、図１６（ａ）の全体図および図１６（ｂ）の要部拡大図に示すように、サイレンサの外径と内径との間にＺ型形状の吸音スプリッタ２０’が同心放射状に配列された消音エレメント１５’を備えたものである。

　ただし、消音エレメント１５’は、処理風量を４４ｍ^３／ｍとし、また、図１６（ａ）に示すように、外径を、過給機の外形に見合うように２１００ｍｍとし、なおかつ、内径を、過給機の吸込口径に合わせて１３００ｍｍとした。

　ここで、図１７の最上段の折れ線グラフ（Ａ特性）に対応する聴感（Ａ特性）補正後の過給機内部の発生騒音１５０ｄＢ（Ａ）を、過給機の周囲において１０５ｄＢ（Ａ）以下に低減させるためには、過給機用サイレンサ全体で、４５ｄＢ（Ａ）以上の消音量を必要とする。そして、この消音量のうち、消音エレメント１５’が２９ｄＢ（Ａ）以上の消音量を負担する必要がある。なお、Ａ特性補正後の騒音レベルＬは、Ａ特性における周波数別の音圧レベルＬ１～Ｌｎの合成式Ｌ＝１０ｌｏｇ（１０^{Ｌ１／１０}＋１０^{Ｌ２／１０}＋１０^{Ｌ３／１０}＋・・・＋１０^{Ｌｎ／１０}）として求めることができる（「機械騒音ハンドブック（産業図書）」第８頁参照）。

　そこで、発生騒音の大部分を占める基本周波数１６５０Ｈｚ以上の高周波数領域すなわち３３００Ｈｚを中心に３０ｄＢ（Ａ）を消音し、外径と内径との間隔４００ｍｍの空間において効果的な消音量を得るために、比較例の過給機用サイレンサは、以下に示すような更に具体的な構成を備えている。

　すなわち、図１６（ａ）に示すように、比較例の過給機用サイレンサは、吸音スプリッタ２０’の枚数が４８枚で、周方向に等間隔に配列されている。また、吸音スプリッタ２０’の形状は、外径から内径に向かって「くの字」に曲がっており、さらにその先端（内端）は、中心に向かって径方向に平行になるように折れ曲がったほぼＺ型になっている。さらに、図１６（ｂ）に示すように、吸音スプリッタ２０’の厚みｔは２５ｍｍ、流路幅ｗは７５ｍｍ、吸音スプリッタ２０’の配列ピッチｐは１００ｍｍ、流路長さ（延べ長さ）ｌは４５０ｍｍとした。

　このように構成された比較例の過給機用サイレンサは、流路幅ｗと流路長さｌとの比がｌ／ｗ＝４５０（ｍｍ）／７５（ｍｍ）＝６．０であり、最も良く消音する周波数は、以下の２通りの方法で計算することができる。

　＜波長λと流路幅ｗとの関係からの計算＞
　第１の計算方法として、波長λと流路幅ｗとの関係から最も良く消音する周波数を計算すると、以下のようになる。

　すなわち、まず、流路幅ｗ＝７５ｍｍは厚みｔ＝２５ｍｍの３倍に相当するので、次式が成立する。
　ｗ＝３ｔ　　（１）

　次いで、配列ピッチｐと流路幅ｗとの間には、（１）式の結果を用いると、次式が成立する。
　ｐ＝ｗ＋ｔ
　　＝ｗ＋（１／３）ｗ
　　＝（４／３）ｗ　　　　（２）

　そして、波長λの騒音を効果的に消音するための条件ｐ／λ＝１に、（２）式の右辺を代入してｐを消去すると、波長λと流路幅ｗとの関係式として、次式を導出することができる。
　ｗ＝（３／４）λ　　　（３）

　次いで、次式のように、（３）式を変形してｗ＝７５ｍｍを代入することによって、波長λが求まる。
　λ＝（４／３）ｗ
　　＝（４／３）×７５（ｍｍ）
　　＝１００（ｍｍ）　　　（４）

　そして、最も良く消音する周波数ｆは、音速ｖ＝３４０ｍ／ｓおよび波長λとの関係から、次式のように求まる。
　ｆ＝ｖ／λ
　　＝３４０（ｍ／ｓ）／０．１００（ｍ）
　　＝３４００（Ｈｚ）　　　　（５）

　＜波長λと配列ピッチｐとの関係からの計算＞
　次に、第２の計算方法として、波長λと配列ピッチｐとの関係から最も良く消音する周波数を計算すると、以下のようになる。

　すなわち、まず、波長λと配列ピッチｐとの関係式から、次式が得られる。
　ｐ＝λ
　≡λ＝Ｐ
　　　＝１００（ｍｍ）　　（６）

　そして、最も良く消音する周波数ｆは、音速ｖ＝３４０ｍ／ｓおよび波長λとの関係から、次式のように求まる。
　ｆ＝ｖ／λ
　　＝３４０（ｍ／ｓ）／０．１００（ｍ）
　　＝３４００（Ｈｚ）　　　　（７）

　この（７）式の計算結果は、前述した波長λと流路幅ｗとの関係からの計算結果と一致している。

　そして、このような比較例の過給機用サイレンサは、消音エレメント１５’単体の消音特性の実測値が図１８に示すようになり、消音エレメント１５’が組み込まれた状態の過給機用サイレンサを通過した後における騒音特性（Ａ特性）の実測値が図１７の最下段の折れ線グラフに示すようになった。なお、図１７の中段に示す折れ線グラフは、消音エレメント１５’が組み込まれない状態の過給機用サイレンサを通過した後における騒音特性（Ａ特性）の実測値を示している。

　ここで、図１８に示すように、消音エレメント１５’単体の消音特性は、設計値の３４００Ｈｚ（高周波数領域の中心３３００Ｈｚ）に近い３１５０Ｈｚにおける消音量がピークとなるとともに、３１５０Ｈｚの前後の所定範囲の周波数領域において３０ｄＢ以上の消音量を示すような、ややシャープな山形の特性となった。

　また、図１７の最下段の折れ線グラフに対応するＡ特性補正後の騒音は、１０４ｄＢ（Ａ）となり、目標とする１０５ｄＢ（Ａ）以下となった。

　しかしながら、このような比較例の過給機用サイレンサにおいては、図１７の最下段の折れ線グラフに示すように、基本周波数１６５０Ｈｚにおける騒音のレベルが、前後の周波数（１２５０Ｈｚ、２０００Ｈｚ）におけるレベルに対して１５ｄＢ以上も卓越しており、基本周波数と倍音の消音量が不均等であることが分かる。

　このような騒音特性は、基本周波数１６５０Ｈｚおよびその倍音の３３００Ｈｚにおける騒音レベルがバランス良く低減されているものとは言えない。

〔実施例〕
　これに対して、実施例の過給機用サイレンサ１は、図１９（ａ）の全体図および図１９（ｂ）の要部拡大図に示すように、サイレンサの外径と内径との間に、３つのインボリュート曲線からなる複合曲線分に沿った略Ｓ型形状の吸音スプリッタ２０を同心放射状に配列した消音エレメント１５を備えたものである。

　ただし、消音エレメント１５は、比較例と同様に、処理風量を４４ｍ^３／ｍとし、また、図１９（ａ）に示すように、外径を、過給機の外形に見合うように２１００ｍｍとした。一方、図１９（ａ）に示すように、内径については、比較例よりもやや小さく、１１００ｍｍとした。

　ここで、実施例においては、比較例よりも消音量を増加すべく、図２０の最上段のグラフ（図１７の最上段のグラフと同一のグラフ）に対応する聴感（Ａ特性）補正後の過給機内部の発生騒音１５０ｄＢ（Ａ）を、過給機の周囲において１００ｄＢ（Ａ）以下にまで低減させることを狙った。

　したがって、実施例においては、過給機用サイレンサ全体で５０ｄＢ（Ａ）以上の消音量を必要とし、そのうち、消音エレメント１５が３４ｄＢ（Ａ）以上の消音量を負担する必要がある。

　すなわち、実施例の消音エレメント１５（必要消音量３４ｄＢ（Ａ））は、比較例の消音エレメント１５’（必要消音量２９ｄＢ（Ａ））に対して、５ｄＢ（Ａ）の消音量の増加が必要となる。

　そこで、実施例においては、比較例において成し得なかった発生騒音の大部分を占める基本周波数１６５０Ｈｚとその倍音である３３００Ｈｚとの双方における騒音のレベルを効率良く低減するために、消音のピーク周波数を比較例（３４００Ｈｚ）よりも低い２４７５Ｈｚ（基本周波数１６５０Ｈｚと倍音３３００Ｈｚとの中間周波数）とすることを目標とした。

　そして、このような消音のピーク周波数２４７５Ｈｚを中心に３５ｄＢ（Ａ）を消音し、外径と内径との間隔５００ｍｍの空間において効果的な消音量を得るために、実施例の過給機用サイレンサは、以下に示すような更に具体的な構成を備えている。

　すなわち、図１９（ａ）に示すように、実施例の過給機用サイレンサは、インボリュート曲線を用いた吸音スプリッタ２０の枚数が２４枚で、周方向に等間隔に配列されている。また、図１９（ｂ）に示すように、吸音スプリッタ２０の厚みｔは４０ｍｍ、流路幅ｗは１００ｍｍ、吸音スプリッタ２０の配列ピッチｐは１４０ｍｍ、流路長さｌは６５０ｍｍとした。

　このように構成された実施例の過給機用サイレンサは、流路幅ｗと流路長さｌとの比がｌ／ｗ＝６５０（ｍｍ）／１００（ｍｍ）＝６．５であり、比較例と同様に、最も良く消音する周波数は、以下の２通りの方法で計算することができる。

　すなわち、まず、流路幅ｗ＝１００ｍｍは厚みｔ＝４０ｍｍの２．５倍に相当するので、次式が成立する。
　ｗ＝２．５ｔ　　（８）

　ついで、配列ピッチｐと流路幅ｗとの間には、（８）式の結果を用いると、次式が成立する。
　ｐ＝ｗ＋ｔ
　　＝ｗ＋（２／５）ｗ
　　＝（７／５）ｗ　　　　（９）

　そして、波長λの騒音を効果的に消音するための条件ｐ／λ＝１に、（９）式の右辺を代入してｐを消去すると、波長λと流路幅ｗとの関係式として、次式を導出することができる。
　ｗ＝（５／７）λ　　　（１０）

　ついで、次式のように、（１０）式を変形してｗ＝１００ｍｍを代入することによって、波長λが求まる。
　λ＝（７／５）ｗ
　　＝（７／５）×１００（ｍｍ）
　　＝１４０（ｍｍ）　　　（１１）

　そして、最も良く消音する周波数ｆは、音速ｖ＝３４０ｍ／ｓおよび波長λとの関係から、次式のように求まる。
　ｆ＝ｖ／λ
　　＝３４０（ｍ／ｓ）／０．１４０（ｍ）
　　＝２４２９（Ｈｚ）　　　　（１２）

　＜波長λと配列ピッチｐとの関係からの計算＞
　つぎに、第２の計算方法として、波長λと配列ピッチｐとの関係から最も良く消音する周波数を計算すると、以下のようになる。

　すなわち、まず、波長λと配列ピッチｐとの関係式から、次式が得られる。
　ｐ＝λ
　≡λ＝Ｐ
　　　＝１４０（ｍｍ）　　（１３）

　そして、最も良く消音する周波数ｆは、音速ｖ＝３４０ｍ／ｓおよび波長λとの関係から、次式のように求まる。
　ｆ＝ｖ／λ
　　＝３４０（ｍ／ｓ）／０．１４０（ｍ）
　　＝２４２９（Ｈｚ）　　　（１４）

　この（１４）式の計算結果は、前述した波長λと流路幅ｗとの関係からの計算結果と一致している。

　そして、このような実施例の過給機用サイレンサは、消音エレメント１５単体の消音特性の実測値が図２１に示すようになり、消音エレメント１５が組み込まれた状態の過給機用サイレンサを通過した後における騒音特性（Ａ特性）の実測値が図２０の最下段の折れ線グラフに示すようになった。なお、図２０の中段に示す折れ線グラフは、消音エレメント１５が組み込まれない状態の過給機用サイレンサ１を通過した後における騒音特性（Ａ特性）の実測値を示しており、このグラフは、図１７の中段のグラフと同一である。

　ここで、図２１に示すように、消音エレメント１５単体の消音特性は、ピーク周波数の設計値２４７５Ｈｚ（流路幅ｗおよび配列ピッチｐによる計算値２４２９Ｈｚ）に近い２５００Ｈｚにおける消音量がピークとなるとともに、２５００Ｈｚの前後の所定範囲の周波数領域において３５ｄＢ以上の消音量を示すような、やや緩やかな山形の特性となった。同図からも分かるように、３５ｄＢ以上の消音量を示す周波数領域には、過給機（騒音）の基本周波数である１６５０Ｈｚと倍音３３００Ｈｚとの双方が含まれている。

　また、図２０の最下段の折れ線グラフに対応するＡ特性補正後の騒音は、９８ｄＢ（Ａ）となり、目標とする１００ｄＢ（Ａ）以下となった。

　さらに、図２１に示すように、実施例によれば、消音ピーク周波数を基本周波数（１６５０Ｈｚ）と倍音（３３００Ｈｚ）との中間に設けることで、基本周波数付近の１６００Ｈｚにおける消音量が３９ｄＢ、倍音付近の３１５０Ｈｚにおける消音量が４２ｄＢとなり、ほぼ同値の消音量を得ることができた。このことは、消音ピーク周波数が倍音に片寄っていた図１８の比較例（１６００Ｈｚにおける消音量が２８ｄＢ、３１５０Ｈｚにおける消音量が４１ｄＢ）に対して、基本周波数－倍音間における消音量の不均等の問題が改善されていることを示している。

　このような実施例の効果は、消音エレメント１５の組み込み状態における過給機用サイレンサ１通過後の騒音特性（図２０の最下段の折れ線グラフ）を、比較例（図１７の最下段の折れ線グラフ）と比べてみれば更に明らかであろう。

　すなわち、図１７の最下段の折れ線グラフに示すように、比較例においては、基本周波数付近の１６００Ｈｚの騒音が１０３ｄＢ、倍音付近の３１５０Ｈｚの騒音が８８ｄＢとなり、両者には、１５ｄＢもの差がある。また、比較例においては、基本周波数付近（１６００Ｈｚ）の騒音１０３ｄＢが、Ａ特性補正後の騒音１０４ｄＢ（Ａ）に対して僅かに１ｄＢ差であったため、基本周波数の騒音が全体に与える影響が大きかった。

　これに対して、図２０の最下段の折れ線グラフに示すように、実施例においては、基本周波数付近の１６００Ｈｚの騒音が９２ｄＢ、倍音付近の３１５０Ｈｚの騒音が８７ｄＢとなり、両者の差は、５ｄＢに低減されている。また、実施例においては、基本周波数付近（１６００Ｈｚ）の騒音９２ｄＢが、Ａ特性補正後の騒音９８ｄＢ（Ａ）に対して６ｄＢの差を有しているため、比較例に対して、基本周波数の騒音が全体に与える影響が緩和されている。

　したがって、実施例の過給機用サイレンサ１によれば、比較例の過給機用サイレンサとは異なり、基本周波数１６５０Ｈｚおよび倍音３３００Ｈｚの双方をほぼ同値となるようにバランス良く消音することができる。

　また、実施例の過給機用サイレンサによれば、比較例の過給機用サイレンサに対して、消音エレメント１５における吸音スプリッタ２０の枚数を４８枚（比較例）から２４枚（実施例）に削減（半減）させることができるので、吸音スプリッタ２０の厚み（４０ｍｍ）が比較例（２５ｍｍ）よりも厚く、流路長さｌ（６５０ｍｍ）が比較例（４５０ｍｍ）よりも長いことを考慮しても、大幅なコストダウンが可能となる。

　なお、本発明は、前述した３つの実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

　例えば、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせるようにしてもよい。

　１　過給機用サイレンサ
　３　圧縮機
　４　空気吸込口
　１９　流路
　２０　吸音スプリッタ

Claims

　過給機に設けられた圧縮機による空気の吸い込みが行われる空気吸込口に取り付けられ、前記空気の吸い込みの際に前記圧縮機によって発生する騒音の消音を行うための過給機用サイレンサにおいて、
　板状の複数の吸音スプリッタが、前記空気給入口の内周に沿うようにして所定の中心軸を中心とした周方向にそれぞれ間隙部を設けて放射状に配列されていることによって、前記各間隙部を流路とした径方向の外方から内方に向けた前記空気の吸い込みが行われるとともに、当該空気の流れに逆行して前記内方から前記外方に向けて放射される前記騒音が、前記複数の吸音スプリッタに吸収されて消音されるように構成され、
　任意の前記吸音スプリッタと、この吸音スプリッタに前記周方向において隣り合う他の前記吸音スプリッタとは、前記中心軸と同心かつ互いに同一半径の定円を基準とした始点が異なる複数のインボリュート曲線のそれぞれにおける前記始点からの距離区間が同一の部位に沿った形状に形成され、
　前記任意の吸音スプリッタとこの吸音スプリッタに前記周方向において隣り合う他の吸音スプリッタとの間の前記流路における前記インボリュート曲線の法線方向の寸法である流路幅は、消音すべき前記騒音の波長に適合した所定の一定値に設定されていること
　を特徴とする過給機用サイレンサ。
　前記任意の吸音スプリッタとこの吸音スプリッタに前記周方向において隣り合う他の吸音スプリッタとが、前記複数のインボリュート曲線として、前記同一半径および／または前記異なる始点同士の間隔が相違する複数のパターンの前記インボリュート曲線の組のうち、いずれかのパターンに該当する前記インボリュート曲線の組に基づいた形状に形成され、前記複数のパターンの全てが、前記複数の吸音スプリッタのうちのいずれかの互いに隣り合う１対の吸音スプリッタ同士の形状に割り当てられていることによって、前記複数のパターンにそれぞれ対応する前記一定値の流路幅を有する流路が、前記周方向の位置に応じて選択的に配置されていること
　を特徴とする請求項１に記載の過給機用サイレンサ。
　前記任意の吸音スプリッタとこの吸音スプリッタに前記周方向において隣り合う他の吸音スプリッタとは、それぞれが、同心の定円を基準とした伸開方向が正転または逆転した複数のインボリュート曲線の一部同士を繋ぎ合わせた複合曲線分に沿った形状に形成されていること
　を特徴とする請求項１または請求項２に記載の過給機用サイレンサ。
　前記一定値は、前記消音すべき騒音の波長の１／２の寸法であること
　を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の過給機用サイレンサ。
　前記吸音スプリッタの配列ピッチが、前記消音すべき騒音の波長に適合した値に設定されていること
　を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の過給機用サイレンサ。
　前記配列ピッチは、前記消音すべき騒音の波長と同一の寸法であること
　を特徴とする請求項５に記載の過給機用サイレンサ。
　前記消音すべき騒音の波長は、前記騒音の基本周波数に対応する波長であること
　を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の過給機用サイレンサ。
　複数の吸音スプリッタが、空気吸入口の内周に沿うようにして所定の中心軸を中心とした周方向にそれぞれ間隔を設けて放射状に配列されるとともに、前記中心軸と、同心の定円を基準とした始点を有する有するとともにインボリュート曲線に沿った形状に形成され、
　前記周方向において隣り合う吸音スプリッタによって形成された流路幅は、消音すべき騒音の波長に適合した所定幅に設定された過給機用サイレンサを圧縮機に備えることを特徴とする過給機。