JPH0577575U - 消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２つの共鳴室で３つの周波数成分の消音を可
能にし、各共鳴室を大型化することなく極低音域の消音
を可能にする。 【構成】 パイプ２が取付けられる共鳴箱１に、仕切壁
４によってパイプ２の軸方向に区画される第１の共鳴室
５と第２の共鳴室６とを形成し、第１の共鳴室５と、第
２の共鳴室６と、パイプ２に設けた第１の穴３とを、第
１の共鳴管７を介してそれぞれ連通させ、パイプ２に第
２の穴８を設け、第２の穴８を第２の共鳴管９を介して
第２の共鳴室６と連通させ、パイプ２を流れる気体の音
の周波数が著しく低いときは第２の共鳴管９の開口部を
閉塞し、パイプ２を流れる気体の音の周波数が前記の場
合よりも高いときは、第２の共鳴管９の開口部を開放す
る閉塞手段１１を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、共鳴原理を利用して特定周波数の吸気音や排気音を低減する消音器 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関の吸気系や排気系における吸、排気音を低減する技術として、共鳴型 の消音器が知られている。この共鳴型の消音器の一例として、たとえば実開昭６ ４−４１６６３号公報が知られている。

【０００３】 上記公報に開示されている消音器は、パイプが貫通される共鳴箱の内部をフラ ンジによって２分割し、共鳴室を形成している。分割された各共鳴室は、共鳴管 によって連通されており、この共鳴管は共鳴箱を貫通するパイプにも連通してい る。 このような消音器においては、２つの共鳴室が形成されるため、２つの周波数 成分の消音が可能となり、吸気音の低減機能を高めることができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述の実開昭６４−４１６６３号公報の装置にも、まだ解決す べき問題が残されている。 （１）消音器の消音機能をさらに高めるためには、３つの周波数成分の消音を対 象とすることが必要となるが、３つの周波数成分の消音を行う場合は、３つの共 鳴室が必要となる。独立した共鳴室を３つ形成することは、共鳴箱の構造が複雑 になり装置も大型化する。

【０００５】 （２）共鳴室の全容積を一定にしつつ、共鳴室の数を２つにする場合は、各共鳴 室の容積が小となり、極低温域の消音効果が不十分となる。したがって、区画さ れた共鳴室の容積が小さい場合でも、極低音域の消音効果を高めることが望まれ る。

【０００６】 （３）共鳴室の容積を変えることなく、低域側の消音を行なう方法として、共鳴 管の長さを長くすることが考えられるが、この場合は、必然的に共鳴管の開口部 分が共鳴室の壁面に接近することになり、十分な消音効果が得られない。すなわ ち、この構造の場合は、共鳴室や共鳴管の設計の自由度が小さく、最良の消音効 果を得ることはできない。

【０００７】 本考案は、上記の問題に着目し、２つの共鳴室で３つの周波数成分の消音が可 能で、かつ各共鳴室を大型化することなく極低音域の消音可能な消音器を提供す ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この目的に沿う本考案に係る消音器は、つぎのように構成されている。 パイプが取付けられる共鳴箱に、仕切壁によって前記パイプの軸方向に区画さ れる第１の共鳴室と第２の共鳴室とを形成し、 該第１の共鳴室と、第２の共鳴室と、パイプに設けた第１の穴とを、第１の共 鳴管を介してそれぞれ連通させ、 前記パイプに第２の穴を設け、該第２の穴を第２の共鳴管を介して前記第２の 共鳴室と連通させ、 前記パイプを流れる気体の音の周波数が著しく低いときは第２の共鳴管の開口 部を閉塞し、パイプを流れる気体の音の周波数が前記の場合よりも高いときは、 第２の共鳴管の開口部を開放する閉塞手段を設けたものから成る。

【０００９】

【作用】

このように構成された消音器においては、極低音域では、第２の共鳴管が閉塞 手段によって塞がれる。そのため、パイプの第１の穴のみが、第１の共鳴管を介 して第１の共鳴室と第２の共鳴室とに開口したことになり、第１の穴が開口する 共鳴室の容積は、第１の共鳴室の容積と第２の共鳴室の容積の和となる。また、 この場合は第１の共鳴管の全長が消音要素として機能する。 したがって、消音要素である共鳴室の容積拡大により、極低音域での消音が達 成される。

【００１０】 パイプを流れる気体の音の周波数が高くなると、閉塞手段の蓋体が第２の共鳴 管の開口部から離れ、第２の共鳴管は第２の共鳴室に開口される。この状態では 、第１の共鳴管と第２の共鳴管との双方が消音要素として機能する。そのため、 第１の共鳴室と第２の共鳴室はそれぞれ独立した消音効果を発揮し、第１の共鳴 室では低音、第２の共鳴室では高音の消音が達成される。

【００１１】

【実施例】

以下に、本考案に係る消音器の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。

【００１２】 図１ないし図６は、本考案の一実施例を示しており、とくに自動車用エンジン の吸気音を低減する吸気レゾネータとして適用した場合を示している。図１にお いて、１は四角形の共鳴箱を示している。共鳴箱１には、断面積が円形のパイプ ２が貫通されている。共鳴箱１内に位置するパイプ２の途中には、共鳴箱１内に 開口する第１の穴３が設けられている。第１の穴３の断面積はＳ₁ となっている 。

【００１３】 共鳴箱１の第１の穴３上に位置する部分には、仕切壁４が設けられている。共 鳴箱１には、仕切壁４によって区画される第１の共鳴室５と第２の共鳴室６とが 形成されている。第１の共鳴室５の容積はＶ₁ に設定され、第２の共鳴室６の容 積はＶ₂ に設定されている。第１の共鳴室５と第２の共鳴室６は、第１の穴３と 連通する第１の共鳴管７を介して連通している。第１の共鳴管７は、パイプ２の 外周面に取付けられており、第１の穴３を覆うようになっている。すなわち、第 １の穴３は第１の共鳴管７の一方を介して第１の共鳴室５と連通するとともに、 第１の共鳴管７の他方を介して第２の共鳴室６と連通している。

【００１４】 第１の共鳴管７の全長はＬに設定されている。第１の共鳴管７のうち、第１の 穴３から第１の共鳴室側の開口端までの長さはＬ₁ に設定され、第１の穴３から 第２の共鳴室６側の開口端までの長さはＬ₂ に設定されている。

【００１５】 パイプ２には、第２の共鳴室６に開口する第２の穴８が設けられている。第２ の穴８の断面積は、Ｓ₂ となっている。第２の穴８には、パイプ２の軸方向に対 して直角方向に延びる第２の共鳴管９が接続されている。第２の共鳴管９の長さ は、Ｌ₃ となっている。

【００１６】 第２の共鳴室６側には、閉塞手段１１が配置されている。閉塞手段１１は、蓋 体１２、連結部材１３、アクチュエータ１４から構成されている。蓋体１２は、 第２の共鳴管９の開口部９ａと対向するように第２の共鳴室６内に配置されてい る。蓋体１２は、共鳴箱１の側面を貫通する連結部材１３の一方と連結されてい る。連結部材１３の他方は、アクチュエータ１４に連結されている。

【００１７】 アクチュエータ１４は、図示されないエンジンコントロールコンピュータから の信号に基づいて作動するようになっている。アクチュエータ１４は、パイプ２ を流れる吸気の振動周波数が１９０Ｈｚ程度の極低音のときは、蓋体１２で第２ の共鳴管９の開口部９ａを塞ぐようになっている。また、アクチュエータ１４は 、パイプ２を流れる吸気の振動周波数が２５０Ｈｚ程度の低音、または３３０Ｈ ｚ程度の高音のときは、蓋体１２を第２の共鳴管９の開口部から離すようになっ ている。

【００１８】 つぎに、上記の消音器における作用について説明する。 パイプ２を流れる吸気の振動周波数が１９０Ｈｚ程度の極低音のときは、第２ の共鳴管９の開口部９ａが閉塞手段１１の蓋体１２によって塞がれる。この状態 では、図２に示すように、パイプ２に設けられた第１の穴３が消音要素として機 能し、第１の穴３が第１の共鳴管７を介して第１の共鳴室５と第２の共鳴室６と に開口することになる。したがって、第１の共鳴管７の全長Ｌが消音要素として 機能する。また、消音要素として機能する共鳴室の容積Ｖは、第１の共鳴室５の 容積Ｖ₁ と第２の共鳴室６の容積Ｖ₂ の和となる。

【００１９】 数式１は、図２における消音可能な周波数ｆ₁ の算出式を示している。ここで 、Ｖは共鳴室容積、Ｌは第１の共鳴管の全長、Ｓ₁ は第１の穴の断面積、Ｃは音 速である。

【００２０】

【数１】

【００２１】 図５は、第２の共鳴管９の開口部９ａを蓋体１２で塞いだ状態の音圧レベルの 変化を示している。図５に示すように、パイプ２を流れる吸気の振動周波数が１ ９０Ｈｚの時は、音圧レベルが急激に低下し、極低音の消音効果が発揮されるこ とがわかる。

【００２２】 パイプ２を流れる吸気の音が図５の場合よりも高くなると、アクチュエータ１ ４によって蓋体１２が第２の共鳴管９の開口部９ａから引離される。図３および 図４は、この状態における消音作用を示している。このうち、図３は第１の共鳴 室５の消音作用を示している。

【００２３】 図３に示すように、第１の共鳴室５側においては、第１の共鳴管７における長 さＬ₁ と、第１の共鳴室５の容積Ｖ₁ が消音要素として機能する。数式２は、図 ３における消音可能な周波数ｆ₂ の算出式を示している。

【００２４】

【数２】

【００２５】 図６は、第２の共鳴管９の開口部９ａを開放した状態の音圧レベルの変化を示 している。図６に示すように、パイプ２を流れる吸気の振動周波数が２５０Ｈｚ の時は、音圧レベルが急激に低下し、低音の消音効果が発揮されることがわかる 。

【００２６】 図４は、第２の共鳴管９の開口部を開放した状態での第２の共鳴室６の作用を 示している。図４に示すように、第２の共鳴室６においては、第１の共鳴管７に おける長さＬ₂ と、第２の共鳴室６の容積Ｖ₂ と、第２の共鳴管９の長さＬ₃ と 、第２の穴８の断面積Ｓ₂ が消音要素として機能する。 数式３は、図４における消音可能な周波数ｆ₃ の算出式を示している。

【００２７】

【数３】

【００２８】 図６に示すように、パイプ２を流れる吸気の振動周波数が３３０Ｈｚの時は、 音圧レベルが低下し、高音の消音効果が発揮される。 このように、第２の共鳴管９の開口部９ａを蓋体１２によって塞ぐとともに、 蓋体１２を第２の共鳴管９の開口部９ａから引離すことにより、１９０Ｈｚ、２ ５０Ｈｚ、３３０Ｈｚの３つの周波数における吸気音が低減される。

【００２９】 なお、本実施例では、消音器を吸気音を低減する吸気レゾネータとして使用し た例を示したが、排気音を低減する消音器として使用することは勿論で可能であ る。

【００３０】

【考案の効果】

本考案によれば、つぎのような効果が得られる。

【００３１】 （１）共鳴箱に形成された２つの共鳴室により、３つの周波数を対象とする吸気 音または排気音の低減がはかれる。したがって、共鳴室を１つ増加する必要がな く、共鳴箱の構造を簡素化することができる。

【００３２】 （２）第２の共鳴管の開口部が閉塞手段によって塞がれた状態では、第１の共鳴 室と第２の共鳴室の容積の和が消音要素として機能するので、仕切壁によって区 画された各共鳴室の容積が小さくとも極低音域の吸、排気音を低減することが可 能となる。

【００３３】 （３）共鳴管の長さを長くして極低音域の吸、排気音を低減する構成ではないの で、共鳴管の機械的干渉を考慮する必要がなくなり、設計の自由度を高めること ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る消音器の斜視図であ
る。

【図２】図１における第２の共鳴管の開口部を蓋体で塞
いだ状態の消音作用を示す模式図である。

【図３】図１の第２の共鳴管の開口部を開放した状態に
おける第１の共鳴室の消音作用を示す模式図である。

【図４】図１の第２の共鳴管の開口部を開放した状態に
おける第２の共鳴室の消音作用を示す模式図である。

【図５】図２の状態におけるパイプを流れる吸気の振動
周波数と音圧レベルの関係を示す特性図である。

【図６】図３および図４の状態におけるパイプを流れる
吸気の振動周波数と音圧レベルの関係を示す特性図であ
る。

【符号の説明】

１ 共鳴箱 ２ パイプ ３ 第１の穴 ４ 仕切壁 ５ 第１の共鳴室 ６ 第２の共鳴室 ７ 第１の共鳴管 ８ 第２の穴 ９ 第２の共鳴管 １１ 閉塞手段 １２ 蓋体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイプが取付けられる共鳴箱に、仕切壁
   によって前記パイプの軸方向に区画される第１の共鳴室
   と第２の共鳴室とを形成し、 該第１の共鳴室と、第２の共鳴室と、パイプに設けた第
   １の穴とを、第１の共鳴管を介してそれぞれ連通させ、 前記パイプに第２の穴を設け、該第２の穴を第２の共鳴
   管を介して前記第２の共鳴室と連通させ、 前記パイプを流れる気体の音の周波数が著しく低いとき
   は第２の共鳴管の開口部を閉塞し、パイプを流れる気体
   の音の周波数が前記の場合よりも高いときは、第２の共
   鳴管の開口部を開放する閉塞手段を設けたことを特徴と
   する消音器。