JPH04259617A - 消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流気管路に発生する騒
音を消すための消音装置に関し、特に消音周波数範囲を
広げる構造を備えた消音装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】流気管路に発生する騒音の周波数は、種
々の条件により変化することがある。例えば、内燃機関
の吸気管路に発生する吸気音又は排気管路に発生する排
気音の周波数は、内燃機関の回転数に略比例して刻々と
変化する。このように変化する騒音を常に低く抑えるに
は、前記流気管路に消音周波数範囲の広い消音装置を設
ける必要がある。消音装置の消音周波数範囲を広げるに
は、その消音機構によって色々な方法があり、例えば次
のような消音装置が知られている。

【０００３】実開昭６０−２３２４５号公報には、吸気
管路と共鳴消音室とを連通する透孔の開口面積をスライ
ドシリンダにより可変とし、該スライドシリンダを内燃
機関の回転数を検出するＦ／Ｖコンバータとこれに接続
されたポテンショメータとで駆動することにより、前記
開口面積を前記回転数に応じて変化させるようにした共
鳴型の消音装置が示されている（第一従来例）。

【０００４】実開昭５９−３９７６０号公報には、管路
と共鳴消音室とを連通する共鳴孔の開口面積をスライド
弁により可変とし、該スライド弁を共鳴消音室の負圧に
より作動するベローズ等で駆動することにより、前記開
口面積を前記負圧に比例して変化させるようにした共鳴
型の消音装置が示されている（第二従来例）。

【０００５】実開昭６１−２０２６１７号公報には、流
気管路と共鳴消音室とを連通する連通管の断面積をベロ
ーズにより可変とし、該ベローズを連通管内の背圧によ
り伸縮させることにより、前記断面積を前記背圧に応じ
て変化させるようにした共鳴型の消音装置が示されてい
る（第三従来例）。

【０００６】実開昭５９−４１６６４号公報には、吸気
管路に連通する共鳴消音室の容積をベローズにより可変
とし、該ベローズを吸気負圧により伸縮させることによ
り、前記容積を前記吸気負圧に応じて変化させるように
した共鳴型の消音装置が示されている（第四従来例）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の第一
従来例においては、Ｆ／Ｖコンバータ等の制御装置や、
ポテンショメータ等のアクチュエータが必要なので、構
造が複雑になり、コストも大きくアップするという問題
があった。

【０００８】また、上記の第二〜第四従来例においては
、第一従来例ほどではないけれども、伸縮量の大きなベ
ローズやその伸長復帰用の大きなスプリング等が必要な
ので、構造が複雑かつ大型になり、コストもアップする
という問題があった。

【０００９】本発明の目的は、上記課題を解決し、消音
周波数範囲を広げることができるだけでなく、そのため
の構造が簡単かつ小型になり、コストアップを抑えるこ
ともできる消音装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の消音装置は、流気管路に両端が連通する干
渉管が設けられた干渉型の消音装置において、前記干渉
管の一端又は両端の開口部には該干渉管の両端間に気圧
差を発生させる気圧調整手段を設け、干渉管の途中部に
は前記気圧差により変位して該途中部を開閉する弁体を
設けるとともに、該弁体の変位を復帰させるばねを設け
たことを特徴とする。

【００１１】ここで、「流気管路」は気体が流れる管路
であれば特定のものに限定されず、例えば内燃機関の吸
気管路又は排気管路を挙げることができる。また、「干
渉管」は、その実効長さと前記流気管路の対応部分の長
さとの差が所望の消音周波数の波長の半分になるように
設定されたものであればよく、特定の形状又は寸法には
限定されない。

【００１２】また、「気圧調整手段」としては、干渉管
の開口部の負圧を強めるベンチュリ構造や、流気管路内
を流れる流気を干渉管の一端から取り込んむ流気取込構
造等を例示することができる。また、「弁体」としては
、■その一端において干渉管の内壁に傾動可能に取り付
けられ、干渉管の途中部に設けられた弁座に当接するよ
うにした弁体や、■前記弁座に対して平行に対峙しなが
ら変位するようにした弁体等を例示することができる。 また、「ばね」は弁体の変位を復帰させる機能を有する
ものであればよく、特定の種類のばねに限定されない。

【００１３】

【作用】まず、流気管路内を流れる気体の流速が低いと
き、該流気管路に発生する騒音の周波数は一般に低くな
り、気圧調整手段によって干渉管の両端間に発生する気
圧差も小さくなる。このとき、■弁体が干渉管の途中部
を開くように設定されている場合には、干渉管は本来の
干渉作用を奏し、その干渉による消音周波数は前記騒音
の周波数に一致する。■また、弁体が干渉管の途中部を
閉じるように設定されている場合には、干渉管は２本の
サイドブランチとして共鳴作用を奏し、その共鳴による
消音周波数は前記騒音の周波数に一致する。

【００１４】次に、流気管路内を流れる気体の流速が高
いとき、該流気管路に発生する騒音の周波数も一般に高
くなり、気圧調整手段によって干渉管の両端間に発生す
る気圧差も大きくなる。このとき、上記■の弁体は干渉
管の途中部を閉じるため、干渉管は２本のサイドブラン
チに切り換わって共鳴作用を奏し、その共鳴による消音
周波数は前記騒音の周波数に一致する。また、上記■の
弁体は干渉管の途中部を開くため、干渉管は本来の干渉
管に切り換わって干渉作用を奏し、その干渉による消音
周波数は前記騒音の周波数に一致する。

【００１５】このように、干渉管による消音作用を切り
換えて消音周波数を騒音の周波数に一致させることによ
り、消音周波数範囲を効率的に広げることができる。ま
た、その消音周波数範囲を広げるための構造を、前記の
気圧調整手段、弁体及びばねという、簡単で、小さく、
しかも少ない部品で構成することができる。

【００１６】

【実施例】本発明を内燃機関の吸気管路に設ける共鳴型
の消音装置に具体化した第一実施例について、図１〜図
５を参照して説明する。内燃機関のエアクリーナ１と燃
料噴射装置２との間を結ぶ吸気管路としてのエアホース
３の外部には、該エアホース３に両端において連通する
干渉管４が設けられている。この干渉管４の両端間の実
効長さをＬ１　とし、干渉管４の両端の開口部間の直線
距離、すなわち干渉管４に対するエアホースの対応長さ
をＬ２　とすると、Ｌ１−Ｌ２　が半波長となる周波数
で干渉が起こるから、この干渉の周波数すなわち消音周
波数ｆ０　は、次の数１で示される。

【００１７】

【数１】ｆ０　＝Ｃ／［２（Ｌ１　−Ｌ２　）］ここで
、Ｃ　　＝３３１．５＋０．６１ｔ　　：音速（ｍ／秒
） ｔ　　：温度（℃）

【００１８】エアホース３内に発生する吸気音の周波数
ｆｉ　は内燃機関の回転数に略比例して高くなるが、前
記Ｌ１　，Ｌ２　は一定であるから、消音周波数ｆ０　
を変化させるのは困難である。しかし、内燃機関の回転
数が高くなったときに干渉管４の途中を閉じることがで
きれば、この干渉管４は独立してエアホース３に連通す
る左右の第一サイドブランチ４ａ及び第二サイドブラン
チ４ｂとして共鳴するようになる。従って、両サイドブ
ランチ４ａ，４ｂの各々の長さをＬ３　，Ｌ４　とする
と、消音周波数ｆ０　は、次の数２で示される各サイド
ブランチ４ａ，４ｂの共鳴周波数すなわち消音周波数ｆ
０１，ｆ０２の二種となる。よって、Ｌ３　，Ｌ４　を
適当に設定することにより、消音周波数ｆ０１，ｆ０２
のいずれかを吸気音周波数ｆｉ　と合わせることができ
る。

【００１９】

【数２】ｆ０１＝（２ｎ−１）Ｃ／４Ｌ３　ｆ０２＝（
２ｎ−１）Ｃ／４Ｌ４　 ここで、ｎ　　＝１，２，…

【００２０】そこで、本実施例では、干渉管４の途中部
に透孔５１付の弁座５が設けられるとともに、干渉管４
の両端間の気圧差が小さいうちは上に跳ね上がって前記
弁座５の透孔５１を開くが、干渉管４の両端間の気圧差
が大きくなると下方に傾動して前記弁座の透孔５１を閉
じる板状の弁体６が設けられている。前記弁座５の直ぐ
上流側の干渉管４の内壁には、弾性金属線を一回〜数回
小さく巻回してその両端を平行に延ばしてなるターン状
ばね９がその一端において固定され、該ターン状ばね９
の他端には前記弁体６がその背面において固定されてい
る。よって、前記弁体６はターン状ばね９によりその巻
回部を中心として傾動可能に支持され、傾動後はその傾
動が復帰するようになっている。

【００２１】また、干渉管４の左端の開口部であってそ
の上流側の縁には、下流側へかつエアホース３の中心側
へ向かって斜めに延びる気圧調整手段としてのベンチュ
リ片７が設けられている。このベンチュリ片７は、干渉
管４の左端の開口部の負圧を右端の開口部の負圧より強
めて、干渉管４の両端間に気圧差を発生させるためのも
のである。そして、内燃機関の回転数が高くなり、エア
ホース３内の気圧が低下して負圧が強くなると、前記干
渉管４の両端間の気圧差も大きくなり、前述のように弁
体６が変位して透孔５１を閉じるようになっている。

【００２２】次に、以上のように構成された消音装置の
作用及び効果について説明する。まず、内燃機関の回転
数が低いときには、吸気音周波数ｆｉ　も低い。このと
きは、エアホース３内の負圧が弱く、干渉管４の両端間
の気圧差も小さいため、図１及び図２に示すように、弁
体６は上に跳ね上がったままほとんど傾動せず、透孔５
１は開いたままである。従って、干渉管４は本来の干渉
作用を奏し、前出の数１により定まる消音周波数ｆ０　
は吸気音周波数ｆｉ　に一致する。勿論、この一致は、
前記干渉管４の実効長さＬ１　とエアホース３の対応長
さＬ２　とが適切に設定されていることが前提となるが
、その設定は前出の数１に基づいて容易に行うことがで
きる。

【００２３】次に、内燃機関の回転数が高くなると、吸
気音周波数ｆｉ　も高くなる。このときは、エアホース
３内の負圧が強くなるとともに、ベンチュリ片７により
干渉管４の左端の負圧が右端の負圧より強められて両端
間の気圧差が大きくなるため、図３に示すように、弁体
６は下方に傾動して弁座５に当接し、透孔５１を閉じる
。 すると、この干渉管４は左右２本のサイドブランチ４１
，４２として独立して共鳴するようになり、前記消音周
波数ｆ０　は前出の数２で示される消音周波数ｆ０１，
ｆ０２に切り換わるため、それらのいずれか一方を吸気
音周波数ｆｉ　と一致させることができる。勿論、この
一致は、両サイドブランチ４１，４２の長さＬ３　、Ｌ
４　が適切に設定されていることが前提となるが、その
設定は前出の数２に基づいて容易に行うことができる。

【００２４】ところで、内燃機関の吸気音周波数ｆｉ　
は、一般に単一の周波数成分からなるものではなく、ピ
ークレベルの周波数成分ｆｉ１とその他の周波数成分ｆ
ｉ２とからなるものである。そこで、本実施例では、第
一サイドブランチ４１による消音周波数ｆ０１をピーク
レベルの周波数成分ｆｉ１に一致させ、第二サイドブラ
ンチ４２による消音周波数ｆ０２をその他の周波数成分
ｆｉ２に一致させることにより、消音効果をさらに高め
るようにしている。

【００２５】このように、本実施例の消音装置によれば
、このように、干渉管４による消音作用を切り換えて消
音周波数ｆ０　を吸気音周波数ｆｉ　に一致させること
により、消音周波数範囲を効率的に広げることができる
。 また、その消音周波数範囲を広げるための構造を、前記
のベンチュリ片７、弁体６及びターン状ばね９という、
簡単で、小さく、しかも少ない部品で構成することがで
きるので、従来のこの種の消音装置に比べて構造が簡単
かつ小型になり、コストアップを抑えることもできる。

【００２６】次に、図６〜図８に示す第二実施例の消音
装置について説明すると、この第二実施例は、■弁座５
の下流側に設けられたばね端支持部１１と弁体６の背面
との間にコイルばね１２を装着し、弁体６が弁座５に対
して平行に対峙しながら変位するようにした点と、■干
渉管４の右端の開口部であってその下流側の縁に、上流
側へかつエアホース３の中心側へ向かって斜めに延びる
気圧調整手段としての吸気取込片８を設けた点と、■も
って、干渉管４の両端間の気圧差が小さいうちは弁体６
が弁座５に当接して透孔５１を閉じ、干渉管４の両端間
の気圧差が大きくなると弁体６が弁座５から離れて透孔
５１を開くようにした点と、においてのみ第一実施例と
相違している。前記吸気取込片８は、エアホース３内を
流れる吸気の一部を干渉管４の右端から取り込んで該右
端の気圧を左端より高めることにより、両端間に気圧差
を発生させるためのものである。

【００２７】この第二実施例によれば、内燃機関の回転
数が低いときには、図６及び図７に示すように、弁体６
は弁座５に当接して透孔５１を閉じる。従って、干渉管
４は第一サイドブランチ４１及び第二サイドブランチ４
２として独立して共鳴するようになり、消音周波数ｆ０
　は前出の数２で示される消音周波数ｆ０１，ｆ０２と
なる。 よって、Ｌ３　，Ｌ４　を適当に設定することにより、
消音周波数ｆ０１，ｆ０２のいずれか一方を吸気音周波
数ｆｉ　に一致させることができる。また、内燃機関の
回転数が高くなると、図８に示すように、干渉管４の両
端間の気圧差が大きくなり、弁体６はコイルばね１２の
弾発力に抗して弁座５から離れて透孔５１を開く。従っ
て、干渉管４は本来の干渉作用を奏し、消音周波数ｆ０
　は前出の数１により定まる周波数に切り換わる。よっ
て、Ｌ１　，Ｌ２　を適当に設定することにより、消音
周波数ｆ０　を吸気音周波数ｆｉ　に一致させることが
できる。従って、この第二実施例も第一実施例と同様の
効果を奏する。

【００２８】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れず、発明の趣旨から逸脱しない範囲で任意に変更して
具体化することもできる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の消音装置は、上記の通り構成さ
れているので、消音周波数範囲を広げることができるだ
けでなく、そのための構造が簡単かつ小型になり、コス
トアップを抑えることも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】第一実施例において干渉管の途中部が開いた状
態の断面図である。

【図２】図１の要部断面図である。

【図３】第一実施例において干渉管の途中部が閉じた状
態の要部断面図である。

【図４】図３の要部を右側から見た側面図である。

【図５】第一実施例の取付状態を示す正面図である。

【図６】第二実施例において干渉管の途中部が閉じた状
態の断面図である。

【図７】図６の要部断面図である。

【図８】第二実施例において干渉管の途中部が開いた状
態の要部断面図である。

【符号の説明】

３　　流気管路としてのエアホース　　４　　干渉管６
　　弁体 ７　　気圧調整手段としてのベンチュリ片８　　気圧調
整手段としての吸気取込片９　　ターン状ばね　　　　
　　　　　　　　　　１２　　コイルばね４１　　第一
サイドブランチ　　　　　　　　４２　　第二サイドブ
ランチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　流気管路に両端が連通する干渉管が設
   けられた干渉型の消音装置において、前記干渉管の一端
   又は両端の開口部には該干渉管の両端間に気圧差を発生
   させる気圧調整手段を設け、干渉管の途中部には前記気
   圧差により変位して該途中部を開閉する弁体を設けると
   ともに、該弁体の変位を復帰させるばねを設けたことを
   特徴とする消音装置。