JP6587521B2 - 車両用消音器 - Google Patents

Description

本発明は、車両の吸気管に設けられる車両用消音器に関する。

例えば内燃機関の吸気管など、動力源を有する通風管は、その動力源自体の音のレベルと管の長さに起因する気柱共鳴が問題となってくる。低減するために、図４に示すように、管の周囲に空洞１ａを設け管２を挿入した形状の共鳴型消音器１が使用されることがある。共鳴型消音器１を使用する場合、図５に示すように、消音器１の取付け位置によって消音効果が異なるため、気柱共鳴（狙いの周波数）を効率よく低減するには、音の気柱共鳴の音圧腹位置（音圧レベルが高い位置）に連通部１ｂを設定することが望ましいことが知られている。なお、図５は、共鳴型消音器設置位置の違いを示しており、図５において、Ａ：消音器無し、Ｂ：連通部１ｂを節位置に設定した場合、Ｃ：連通部１ｂを腹〜節中間位置に設定した場合、Ｄ：連通部１ｂを腹位置に設定した場合、を示す。

目標とするレベルまで低減するには、音圧腹位置に連通部１ｂを設定するだけでなく、図６（ｄ）に示すように目標レベルに達するまで空洞（容積）１ａを大きくする必要があるが、搭載スペース上の理由でより小さい空洞（容積）１ａでの実現が望まれている。なお、図６は、取付け位置腹位置における容積の違いを示しており、図６（ｄ）において、Ａ：消音器無し、Ｂ：容積Ｘ（ｃｃ）（図６（ａ））、Ｃ：容積２×Ｘ（ｃｃ）（図６（ｂ））、Ｄ：容積４×Ｘ（ｃｃ）（図６（ｃ））を示す。

特開平６−１５９１７４号公報 特開２０１４−１５２６５１号公報

本発明の目的は、従来に比べて少ない空洞容積で目標レベルまで消音可能な車両用消音器を提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） 吸気管の周囲で該吸気管の周方向に全周にわたって延びており内部の空洞部が前記吸気管の内部通路と連通部で連通する共鳴型消音器を複数有しており、
複数の前記消音器のそれぞれの前記空洞部の内周側の壁は、前記吸気管を形成する壁で形成されており、
複数の前記消音器は、前記吸気管の軸方向に並んで設けられており、前記吸気管の軸方向に隣り合う２つの消音器同士でそれぞれの前記空洞部を構成する壁の一部を共有し合っており、
複数の前記消音器は、全て同じ周波数を消音しており、
複数の前記消音器のそれぞれの前記連通部は、前記吸気管の軸方向でそれぞれ異なる位置に設けられており、前記吸気管の軸方向と直交する方向に延びて設けられており、
複数の前記消音器のそれぞれの前記連通部の幅は、２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内に調整されている、車両用消音器。

上記（１）の車両用消音器によれば、つぎの効果を得ることができる。
複数の消音器が、全て同じ周波数を消音しており、複数の消音器のそれぞれの連通部が、吸気管の軸方向でそれぞれ異なる位置に設けられている。これにより、単一の大容量の消音器を設ける場合（従来）に比べて、得られる消音効果が大きくなる。その結果、目標レベルまで消音させるのに要する空洞容積（総容積）は、従来に比べて少なくて済む。

上記（１）の車両用消音器によれば、さらに、つぎの効果を得ることができる。
複数の消音器のそれぞれの空洞部の内周側の壁が、吸気管を形成する壁で形成されており、複数の消音器が、吸気管の軸方向に並んで設けられており、吸気管の軸方向に隣り合う２つの消音器同士でそれぞれの空洞部を構成する壁の一部を共有し合っている。そのため、消音器の重量増加を抑制できるだけでなく、消音器のコストおよびスペース上で有利である。

また、複数の消音器のそれぞれの連通部の幅が、２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内に調整されている。このため、連通部が設けられることによる気流音の発生を抑制できる。

本発明実施例の車両用消音器の斜視図である。 本発明実施例の車両用消音器の拡大断面図である。 本発明実施例の車両用消音器によって得られる消音効果を示す、音のレベル−周波数のグラフである。なお、図中において、Ａ：消音器無し（気柱共鳴）、Ｂ：本発明実施例の消音器を用いた場合であって、図６（ｃ）の単一の容積４×Ｘ（ｃｃ）を持つ消音器と同一外形を持つ場合、Ｃ：比較のために示される図６（ｃ）の単一の容積４×Ｘ（ｃｃ）を持つ消音器を用いた場合、を示す。 従来の車両用消音器の断面図である。 図４のタイプの共鳴型消音器の設置位置で得られる消音効果の違いを示す、音のレベル−周波数のグラフである。なお、図中において、Ａ：消音器無し（気柱共鳴）、Ｂ：連通部を節位置に設定した場合、Ｃ：連通部を腹〜節中間位置に設定した場合、Ｄ：連通部を腹位置に設定した場合、を示す。 図４のタイプの共鳴型消音器の空洞部の容積の違いで得られる消音効果の違いを示す説明図であり、図６（ｄ）は、音のレベル−周波数のグラフである。図６（ｄ）において、Ａ：消音器無し（気柱共鳴）、Ｂ：容積Ｘ（ｃｃ）（図６（ａ））、Ｃ：容積２×Ｘ（ｃｃ）（図６（ｂ））、Ｄ：容積４×Ｘ（ｃｃ）（図６（ｃ））、を示す。

以下に、本発明実施例の車両用消音器１０を、図面を参照して、説明する。

内燃機関の吸気管２０は、その動力源自体の音のレベルと管の長さに起因する気柱共鳴が問題となっており、これを低減するために図１に示すように、車両用消音器１０が設けられる。車両用消音器１０は、図２に示すように、吸気管２０の周囲に空洞３１を設け吸気管２０を挿入した形状となっている。詳しくは、車両用消音器１０は、吸気管２０の周囲で吸気管２０の周方向に全周にわたって延びており内部の空洞部３１が吸気管２０の内部通路２１と連通部３２で連通する共鳴型消音器３０を複数有する。

複数の共鳴型消音器３０は、それぞれ、１つの空洞部３１を有する。複数の共鳴型消音器３０のそれぞれの空洞部３１の内周側の壁３１ａは、吸気管２０を形成する壁で形成されている。その壁３１ａに連通部３２が形成されている。複数の共鳴型消音器３０は、吸気管２０の軸方向（延び方向）に並んで設けられており、吸気管２０の軸方向に隣り合う２つの共鳴型消音器３０同士で、それぞれの空洞部３１を構成する壁の一部３１ｂを共有し合っている。複数の共鳴型消音器３０のそれぞれの最外周壁３１ｃは、全て、吸気管２０の半径方向で同位置にある。

複数の共鳴型消音器３０のそれぞれの連通部３２（各共鳴型消音器３０の連通部３２）は、吸気管２０の軸方向でそれぞれ異なる位置に設けられている。吸気管２０の軸方向に隣り合う共鳴型消音器３０同士で、それぞれの連通部３２は、共鳴型消音器３０を構成する壁の板厚よりも吸気管２０の軸方向に離れている。複数の共鳴型消音器３０のそれぞれの連通部３２の幅（吸気管２０軸方向長さ）は、２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内に調整されている。複数の共鳴型消音器３０は、それぞれ、１つの連通部３２のみを有していてもよく、複数の連通部３２を有していてもよい。

（ｉ）１つの共鳴型消音器３０が１つの連通部３２のみを有する場合、連通部３２は、吸気管２０の軸方向で単一箇所に設けられており、吸気管２０の周方向に全周にわたって連続して設けられていてもよく、吸気管２０の周方向の一部のみに設けられていてもよい。

（ｉｉ）１つの共鳴型消音器３０が複数の連通部３２を有する場合、１つの共鳴型消音器３０の複数の連通部３２は、吸気管２０の軸方向で同じ個所（単一箇所）に設けられており、吸気管２０の周方向で異なる位置に設けられている。また、１つの共鳴型消音器３０が複数の連通部３２を有する場合、１つの共鳴型消音器３０の各連通部３２は、同じ連通路長（吸気管２０の板厚、連通部３２の長さ）、同じ連通路面積（連通部３２の幅（吸気管２０軸方向長さ）および吸気管２０周方向長さ）となっている。これは、共鳴型消音器３０の消音周波数は、空洞部３１の容積・連通路長（吸気管２０の板厚、連通部３２の長さ）・連通路面積（連通部３２の幅および周方向長さ）・音速で決まるため、狙った単一の周波数における消音効果を得るためである。

複数の共鳴型消音器３０は、全て同じ周波数を消音できるように設定されている。空洞部３１の容積と連通路長（吸気管２０の板厚、連通部３２の長さ）が決まった状態で、連通路面積（連通部３２の幅および周方向長さ）を調整することで、狙いの消音周波数に設定される。

つぎに、本発明実施例の作用、効果を説明する。
複数の共鳴型消音器３０が、全て同じ周波数を消音しており、複数の共鳴型消音器３０のそれぞれの連通部３２が、吸気管２０の軸方向でそれぞれ異なる位置に設けられている。これにより、図３に示すように、同一外形を持つ単一の大容量の消音器を設ける場合（従来、図３のＣの場合）に比べて、狙った周波数で得られる消音効果（図３のＢ）が大きくなる。その結果、同一外形を持つ単一の大容量の消音器を設ける場合よりも小さい外形で、目標レベルまで消音させることができる。よって、目標レベルまで消音させるのに要する空洞容積（総容積）は、従来に比べて少なくて済む。

複数の共鳴型消音器３０のそれぞれの空洞部３１の内周側の壁３１ａが、吸気管２０を形成する壁で形成されており、複数の共鳴型消音器３０が、吸気管２０の軸方向に並んで設けられており、吸気管２０の軸方向に隣り合う２つの消音器３０同士でそれぞれの空洞部３１を構成する壁の一部３１ｂを共有し合っている。そのため、共鳴型消音器３０の重量増加を抑制できるだけでなく、消音器１０のコストおよびスペース上で有利である。

複数の共鳴型消音器３０のそれぞれの連通部３２の幅が、２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内に調整されている。このため、連通部３２が複数設けられることによる気流音の発生を抑制できる。

１０ 車両用消音器
２０ 吸気管
３０ 共鳴型消音器
３１ 空洞部
３１ａ 空洞部の内周側の壁
３１ｂ 隣り合う２つの共鳴型消音器同士で共有し合う壁
３１ｃ 共鳴型消音器の最外周壁
３２ 連通部

Claims (1)

1. 吸気管の周囲で該吸気管の周方向に全周にわたって延びており内部の空洞部が前記吸気管の内部通路と連通部で連通する共鳴型消音器を複数有しており、
   複数の前記消音器のそれぞれの前記空洞部の内周側の壁は、前記吸気管を形成する壁で形成されており、
   複数の前記消音器は、前記吸気管の軸方向に並んで設けられており、前記吸気管の軸方向に隣り合う２つの消音器同士でそれぞれの前記空洞部を構成する壁の一部を共有し合っており、
   複数の前記消音器は、全て同じ周波数を消音しており、
   複数の前記消音器のそれぞれの前記連通部は、前記吸気管の軸方向でそれぞれ異なる位置に設けられており、前記吸気管の軸方向と直交する方向に延びて設けられており、
   複数の前記消音器のそれぞれの前記連通部の幅は、２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内に調整されている、車両用消音器。

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