JP2000240520A

JP2000240520A - 消音器

Info

Publication number: JP2000240520A
Application number: JP11041386A
Authority: JP
Inventors: Riyougo Murayama; 僚悟村山
Original assignee: Kojima Press Industry Co Ltd
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2000-09-05
Anticipated expiration: 2019-02-19
Also published as: JP3505421B2

Abstract

(57)【要約】【課題】チューニングを容易に行うことができる消音
器の提供。【解決手段】車両の吸気ダクト０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をもつ消音器
であって、消音器を大気または共鳴室とは別のボリュー
ムとの隔壁に複数の穴３４が形成されている消音器。

Description

【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
であって消音器の大気または別のボリュームとの隔壁に
複数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３４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１０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

Claims

【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
音器の大気または別のボリュームとの隔壁に複数の穴が
形成されている消音器。