(57)【要約】【課題】  広い周波数域において騒音低減特性を有するとともに騒音低減特性を容易に変更できるレゾネータを提供すること。【解決手段】  レゾネータ２０は、本体ケース２１の内部にて、連通孔２３ａの形成された仕切り板２３によって区画された第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃを備えており、各共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃは連通管２２によって吸気ダクト１１に接続されている。そして、共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃの各共鳴周波数は、連通管２２の長さ、内径および各共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃの内容積のうちの少なくとも一つを変更することによって、５０Ｈｚ〜２００Ｈｚの周波数間隔を有するように設定される。これにより、ダクト１１を伝播する騒音を広い周波数域に渡り低減することができるとともに、騒音を低減する騒音低減特性を容易に変更できる。【選択図】  図１
2010150933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が通過可能な管体の外側に配設されかつ所定内容積を区画する本体ケースと、前記管体と前記本体ケースとを連通状態で連結する連通管と、前記本体ケース内に配設されて同本体ケース内部を複数の共鳴室に区画するとともにこの複数の共鳴室を互いに連通させる連通孔を形成した仕切り部材とを備えたレゾネータにおいて、
前記複数の共鳴室に対応する各共鳴周波数が所定の周波数間隔を有するように設定されたことを特徴とするレゾネータ。
【請求項２】
請求項１に記載したレゾネータにおいて、
前記所定の周波数間隔が、
５０Ｈｚよりも大きく、２００Ｈｚよりも小さい周波数間隔であることを特徴とするレゾネータ。
【請求項３】
請求項１に記載したレゾネータにおいて、
前記複数の共鳴室に対応する各共鳴周波数は、
前記連通管の長さ、前記連通管の内径および前記複数の共鳴室の各内容積のうちの少なくとも一つを変更することにより、前記所定の周波数間隔を有するように設定されることを特徴とするレゾネータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管体中を伝播する伝播音を低減するレゾネータに関し、特に、車両に搭載されるダクト内を伝播する騒音を低減するレゾネータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、作動により音を発する装置に接続された管体（ダクト）においては、装置から発生した音を吸気流路を介して伝播し、この伝播音を開口端から放射することがよく知られている。このような管体（ダクト）は、種々の分野で広く用いられており、特に、車両においては、エンジンに空気を導入するための管体（吸気ダクト）や車室内を空調するための管体（空調ダクト）などが設けられている。そして、車両においては、これら管体（ダクト）が乗員に近い位置に設けられているため、乗員がこれらの管体（ダクト）から発せられる伝播音を騒音として知覚しやすい。このため、管体（ダクト）には、伝播する伝播音（騒音）を低減するために、レゾネータを設けることが広く実施されている。
【０００３】
このレゾネータに関し、従来から、例えば、下記特許文献１に示すように、本体ケース内部を複数の共鳴室に区画する仕切り部材を備えており、この仕切り部材に対して複数の共鳴室を連通する連通孔を設けたレゾネータは知られている。この従来のレゾネータは、ヘルムホルツ型のレゾネータであり、本体ケース内部に形成されたそれぞれの共鳴室に対応した周波数の騒音を消音（低減）するようになっている。また、共鳴室を区画する仕切り部材に連通孔を設けることによってそれぞれの共鳴室を連通させることができ、一つの大きな共鳴室をも形成することができるようになっている。これにより、この従来のレゾネータによれば、それぞれの共鳴室によって騒音を低減することができることに加えて、一つの大きな共鳴室によっても騒音を低減することができるため、より広い周波数域の騒音を低減することができる。
【特許文献１】特開２００５−１５５５０２号公報
【発明の開示】
【０００４】
上記従来のレゾネータにおいては、１つのレゾネータによって広い周波数域の騒音を低減できるという優れた騒音低減特性を有する。しかし、このようなレゾネータを実際に用いて管体を伝播する騒音を低減させる場合には、この優れた騒音低減特性を維持しつつ、要求される騒音の低減レベルに対応して騒音低減特性を変更できることが望ましい。そして、この騒音低減特性の変更は、レゾネータの限られた設置環境下で容易に行えることが望ましい。
【０００５】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、広い周波数域において騒音低減特性を有するとともに、この騒音低減特性を容易に変更することができるレゾネータを提供することにある。
【０００６】
本発明の特徴は、気体が通過可能な管体の外側に配設されかつ所定内容積を区画する本体ケースと、前記管体と前記本体ケースとを連通状態で連結する連通管と、前記本体ケース内に配設されて同本体ケース内部を複数の共鳴室に区画するとともにこの複数の共鳴室を互いに連通させる連通孔を形成した仕切り部材とを備えたレゾネータにおいて、前記複数の共鳴室に対応する各共鳴周波数が所定の周波数間隔を有するように設定されたことにある。
【０００７】
この場合、前記所定の周波数間隔が、例えば、５０Ｈｚよりも大きく、２００Ｈｚよりも小さい周波数間隔であるとよい。
【０００８】
また、前記複数の共鳴室に対応する各共鳴周波数は、例えば、前記連通管の長さ、前記連通管の内径および前記複数の共鳴室の各内容積のうちの少なくとも一つを変更することにより、前記所定の周波数間隔を有するように設定されるとよい。
【０００９】
これらによれば、本体ケース内部に仕切り部材によって複数の共鳴室が形成されているため、それぞれの共鳴室に対応した共鳴周波数と一致する周波数を有する騒音を良好に低減することができる。また、形成された各共鳴室が互いに連通することができるため、本体ケース内に一つの大きな共鳴室を形成することができ、この大きな共鳴室に対応した共鳴周波数と一致する周波数を有する騒音を良好に低減することができる。これにより、広い周波数域の騒音を良好に低減する騒音低減特性を発揮することができる。
【００１０】
そして、仕切り部材によって形成される各共鳴室における共鳴周波数を設定するにあたり、これらの共鳴周波数の周波数間隔を５０Ｈｚ〜２００Ｈｚの範囲で設定することにより、騒音低減特性を適宜変更することができる。具体的には、共鳴周波数の周波数間隔を小さく設定するに伴い、広い周波数域の騒音を良好に低減する騒音低減特性を発揮しつつ、主に、低周波数域の騒音を効果的に低減する騒音低減特性に変更することができる。一方、共鳴周波数の周波数間隔を大きく設定するに伴い、広い周波数域の騒音を良好に低減する騒音低減特性を発揮しつつ、主に、高周波数域の騒音を効果的に低減する騒音低減特性に変更することができる。したがって、例えば、レゾネータの使用環境によって異なる騒音の要求低減レベルに対応して、騒音低減特性を適切に変更することができる。
【００１１】
また、連通管の長さ、連通管の内径および複数の共鳴室の各内容積のうちの少なくとも一つを変更することにより、仕切り部材によって形成される各共鳴室の共鳴周波数を設定する、言い換えれば、上記のように騒音低減特性を変更することができる。これにより、例えば、車両への搭載要件によってレゾネータの形状が制限される場合であっても、容易に共鳴周波数を変更して設定することができる。したがって、騒音の要求低減レベルに対応して、騒音低減特性を適切に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施形態を図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るレゾネータ２０が車両の吸気系Ｋに組み付けられた状態を概略的に示している。吸気系Ｋは、吸気ダクト１１、エアクリーナ１２およびエアクリーナホース１３を備えて構成されている。
【００１３】
吸気ダクト１１は、エンジン１４によって吸入される外気（空気）を導通するものであり、一端部側に車両前方に開口する吸入口１１ａが形成され、他端部側がエアクリーナ１２に接続されている。そして、この吸気ダクト１１に対してレゾネータ２０が接続されている。エアクリーナ１２は、内部にエアクリーナエレメント１２ａを内包していて、吸気ダクト１１によって導入された空気をろ過する。エアクリーナホース１３は、エアクリーナ１２とエンジン１４との間に設けられている。そして、エアクリーナホース１３は、エアクリーナ１２のエアクリーナエレメント１２ａによってろ過された空気を、スロットルボデー１５を介してエンジン１４に供給する。
【００１４】
レゾネータ２０は、ヘルムホルツ型のレゾネータであり、エンジン１４が吸気ダクト１１を介して外気（空気）を吸入する際に発生して同ダクト１１内を伝播する騒音を共鳴作用によって低減するものである。このため、レゾネータ２０は、中空状の本体ケース２１と、吸気ダクト１１と本体ケース２１とを連通状態で連結する連通管２２と、本体ケース２１内を複数の共鳴室に区画する仕切り板２３とを備えている。
【００１５】
本体ケース２１は、中空箱状に形成されており、その内部空間が所定の内容積を有するように成形されている。連通管２２は、後述するように、仕切り版２３によって区画されることによって本体ケース２１内に形成される複数の共鳴室（本実施形態においては３つ）のそれぞれと吸気ダクト１１とを連通状態で連結するものである。仕切り板２３は、薄板状に形成されており、本体ケース２１内に第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃを形成するものである。なお、仕切り板２３は、第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの内容積が互いに異なるように、本体ケース２１内に配設されている。また、仕切り板２３には、形成した第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃ間を連通可能とする連通口２３ａが形成されている。なお、連通口２３ａは、本体ケース２１内に存在する空気が第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃ間で導通することができる程度に開口していればよい。
【００１６】
ここで、一般的に、ヘルムホルツ型レゾネータにおいては、管体（吸気ダクト）内を伝播する伝播音（騒音）の所定周波数成分、すなわち、共鳴室における共鳴周波数と共鳴する伝播音（騒音）の音圧レベルを低減する。このため、レゾネータ２０においては、仕切り板２３が本体ケース２１内を区画して３つの共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃを形成することにより、３つの共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれに対応した共鳴周波数の騒音を低減する騒音低減特性を発揮する。また、レゾネータ２０においては、連通口２３ａが仕切り板２３に形成されることにより、３つの共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃが互いに連通されて１つの大きな共鳴室としても機能し、この大きな共鳴室に対応した共鳴周波数の騒音を低減する騒音低減特性を発揮する。
【００１７】
そして、このようなヘルムホルツ型のレゾネータ２０において、第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃを互いに連通させて本体ケース２１の内部空間全体が共鳴室とした場合の共鳴周波数f0は、下記式１〜４によって求めることができる。
【数１】
2010150933.tif 000003
【数２】
2010150933.tif 000004
【数３】
2010150933.tif 000005
【数４】
2010150933.tif 000006
ただし、前記式１，２中のCは音速を表し、前記式１，３中のSは連通管２２の断面積を表し、前記式１中のVは共鳴室としての本体ケース２１の内容積を表し、前記式２中のtは温度を表し、前記式３，４中のDは連通管２２の内径を表し、前記式４中のLpは開口端補正した連通管２２の長さを表し、前記式４中のL1は開口端補正前の連通管２２の長さを表す。
【００１８】
一方、仕切り板２３によって第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃが形成されたレゾネータ２０の場合には、各共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃと吸気ダクト１１とを連通する連通管２２の長さL1および内径Dや、第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの各内容積V（以下、これらの値をパラメータともいう）をそれぞれ異ならせて設定することができる。したがって、前記式１〜４の関係に基づけば、パラメータを適宜設定することによって、それぞれの共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃは異なる共鳴周波数f1〜f3を有することができる。
【００１９】
したがって、レゾネータ２０によれば、本体ケース２１の内部空間全体を共鳴室としたときの共鳴周波数f0と、各共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃごとに異なる共鳴周波数f1〜f3とを適切に設定することにより、吸気ダクト１１内を伝播する騒音のうち所望の周波数域（例えば、１００Ｈｚ近傍〜４００Ｈｚ近傍）の騒音を好適に低減することができる。なお、共鳴周波数f0は、車両への搭載要件によって変更できない場合があるため、実際には、共鳴周波数f1〜f3を適切に設定する必要がある。
【００２０】
ところで、共鳴周波数f1〜f3を設定して所望の周波数域の騒音を低減する場合においては、共鳴周波数f1〜f3に一致する周波数を有する騒音は共鳴によって大幅に低減されるものの、共鳴周波数f1〜f3以外の周波数を有する騒音は低減されにくい。すなわち、共鳴周波数f1〜f3に一致する騒音の周波数においては、共鳴による騒音低減効果が大きいために騒音の周波数軸方向にて「谷」が形成され、それ以外の部分は「谷」の形成のあおりを受けて、所謂、反共鳴が生じるために騒音低減効果が悪化し、騒音の周波数軸方向にて「山」が形成される。したがって、反共鳴が生じることによって、所望の周波数域全体で騒音を適切に低減できない場合がある。
【００２１】
ここで、反共鳴の発生は、後述するように、連通口２３ａの形成されていない仕切り板２３によって本体ケース２１に複数の共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃを形成した場合に顕著になるため、仕切り板２３に連通口２３ａを形成して各共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃを互いに連通させることによって反共鳴の発生を抑制することができる。そして、反共鳴の発生を抑制することにより、所望の周波数域にて良好に騒音を低減する騒音低減特性を得ることができる。しかし、このように、単に連通口２３ａを形成して各共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃを互いに連通させるだけでは、反共鳴の発生を抑制できるものの、騒音低減特性については要求されるレベルに対応して適宜変更することができない。
【００２２】
この点に関し、本願発明者は種々の実験を繰り返し実施した結果、各共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃを互いに連通可能としたレゾネータ２０においては、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔に依存してその騒音低減特性が変化し、周波数間隔を適切に設定することによって、所望の周波数域での騒音低減特性を要求レベルに応じて適切に変更できることを見出した。すなわち、本願発明者は、上記各パラメータのうち、連通管２２の長さL1、連通管の内径D、および、第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの各内容積Vのうちの少なくとも一つを変更して各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔を設定することによって、騒音を低減すべき周波数域での騒音低減特性を変更して設定できることを見出した。以下、この周波数間隔の設定変更に伴う騒音低減特性の変化について詳細に説明する。
【００２３】
各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔を適切に設定するにあたり、本願発明者は、周波数間隔が５０Ｈｚ，１００Ｈｚ，１５０Ｈｚ，２００Ｈｚおよび２５０Ｈｚとなる評価用のレゾネータ２０Ｓを作製し、この作製したレゾネータ２０Ｓを吸気ダクト１１に組み付けた評価品を作製した。そして、この評価品の騒音低減特性を評価することによって各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔の設定可能範囲を決定した。以下、まず、周波数間隔を１００Ｈｚとしたレゾネータ２０Ｓを組み付けた評価品の騒音低減特性から説明する。
【００２４】
なお、騒音低減特性の評価は、図２に概略的に示す測定装置を用いて行った。具体的に説明すると、評価品を構成する吸気ダクト１１に対して、その先端側である吸入口１１ａ側にレゾネータ２０Ｓを通過した後に放射される放射音を集音する集音マイクを配置するとともに、吸気ダクト１１の基端側に周波数を連続的に変更して基準音（ホワイトノイズ）を発生するスピーカを配置する。そして、スピーカから周波数を連続的に変更した基準音を発生させるとともにレゾネータ２０Ｓを介して吸気ダクト１１の吸入口１１ａから放射される放射音を集音マイクによって集音し、基準音の音圧レベルP1に対する集音した音の音圧レベルP2の比P2／P1（以下、この比P2／P1を音響伝達特性P2／P1という）を測定した。そして、この音響伝達特性P2／P1が騒音低減特性であるものとし、音響伝達特性P2／P1の値が小さいほど騒音低減効果が大きいと判断し、音響伝達特性P2／P1の値が大きいほど騒音低減効果が小さいと判断した。
【００２５】
ａ．周波数間隔が１００Ｈｚの場合
各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ１００Ｈｚとなるように、パラメータを下記表１に示すように設定してレゾネータ２０Ｓを作製した。
【表１】
2010150933.tif 000007
このようにパラメータを設定したレゾネータ２０Ｓにおいては、前記式１〜４を用いた計算により、第２共鳴室２１ｂの共鳴周波数f2は第１共鳴室２１ａの共鳴周波数f1に対してほぼ１００Ｈｚ大きな周波数となり、第３共鳴室２１ｃの共鳴周波数f3は第２共鳴室２１ｂの共鳴周波数f2に対してほぼ１００Ｈｚ大きな周波数となることを確認した。
【００２６】
そして、図２の測定装置を用いて、このレゾネータ２０Ｓを吸気ダクト１１に対して組み付けた評価品の音響伝達特性P2／P1（すなわち、騒音低減特性）を測定した。また、評価品の音響伝達特性P2／P1を評価するために、参考として、吸気ダクト１１のみの音響伝達特性P2／P1（以下、吸気ダクトの音響伝達特性P2／P1という）と、連通口２３ａの形成されていない仕切り板２３によって本体ケース２１内が仕切られたレゾネータ２０Ｂを吸気ダクト１１に組み付けた比較品の音響伝達特性P2／P1（以下、比較品の音響伝達特性P2／P1という）も測定した。これらの測定結果を図３に示す。
【００２７】
図３からも明らかなように、破線で示す吸気ダクトの音響伝達特性P2／P1は、周波数がほぼ３２０Ｈｚのときにピークを有するものとなる。また、一点鎖線で示す比較品の音響伝達特性P2／P1は、ほぼ１００Ｈｚ〜４００Ｈｚに渡り、吸気ダクトの音響伝達特性P2／P1に比して小さくなり、レゾネータ２０Ｂによる共鳴によって放射音が低減されていることが理解できる。ところが、比較品のレゾネータ２０Ｂは、本体ケース２１の内空間が連通口２３ａの形成されていない仕切り板２３によって区画されているため、各共鳴室に設定された共鳴周波数f1，f2，f3に一致する周波数では共鳴によって騒音低減効果が大きく「谷」状となるものの、共鳴周波数f1，f2，f3前後では、大きな反共鳴が発生して「山」状となり騒音低減効果が悪化している。
【００２８】
これに対して、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔をほぼ１００Ｈｚとしたレゾネータ２０Ｓを有する評価品においては、図３にて実線で示すように、吸気ダクト１１から放射される放射音の周波数１００Ｈｚ〜４００Ｈｚに渡り、音響伝達特性P2／P1が小さく、言い換えれば、基準音を共鳴により良好に低減していることが理解できる。一方、比較品に見られた反共鳴による騒音低減効果の悪化は見られない。したがって、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔をほぼ１００Ｈｚとしたレゾネータ２０Ｓは、車両の吸気系Ｋにおいて低減が望まれる周波数域１００Ｈｚ〜４００Ｈｚの騒音を良好に低減する騒音低減特性を有しているといえる。なお、以下の説明においては、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔をほぼ１００Ｈｚとしたレゾネータ２０Ｓを基準とし、特にこのレゾネータ２０Ｓを基準レゾネータ２０Ｓともいう。
【００２９】
ｂ．周波数間隔が５０Ｈｚの場合
各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ５０Ｈｚとなるように、パラメータを設定してレゾネータ２０Ｓを作製した。なお、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ５０Ｈｚとなるパラメータを設定するにあたり、本実施形態においては、下記表２〜４に示すように、基準レゾネータ２０Ｓのパラメータを基準とし、連通管２２の長さL1、内径Dおよび各共鳴室２１ｂ，２１ｃの内容積Vの３つのパラメータうちの一つのパラメータを変更してレゾネータ２０Ｓを作製した。具体的には、下記表２は連通管２２の長さL1を基準レゾネータ２０Ｓにおける連通管２２の長さL1よりも長くなるように変更した場合を示し、下記表３は連通管２２の内径Dを基準レゾネータ２０Ｓにおける連通管２２の内径Dよりも小さくなるように変更した場合を示し、下記表４は第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの内容積Vを基準レゾネータ２０Ｓにおける第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの内容積Vよりも大きくなるように変更した場合を示している。
【表２】
2010150933.tif 000008
【表３】
2010150933.tif 000009
【表４】
2010150933.tif 000010
【００３０】
このように、基準レゾネータ２０Ｓのパラメータのうちの一つのパラメータを変更し、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ５０Ｈｚとなる３つのレゾネータ２０Ｓにおいては、前記式１〜４を用いた計算により、第２共鳴室２１ｂの共鳴周波数f2は第１共鳴室２１ａの共鳴周波数f1に対してほぼ５０Ｈｚ大きな周波数となることを確認した。また、前記式１〜４を用いた計算により、第３共鳴室２１ｃの共鳴周波数f3は第２共鳴室２１ｂの共鳴周波数f2に対してほぼ５０Ｈｚ大きな周波数となることを確認した。
【００３１】
そして、図２の測定装置を用いて、前記表２〜４に示したパラメータに設定された３つのレゾネータ２０Ｓを吸気ダクト１１に対してそれぞれ組み付けた３つの評価品の音響伝達特性P2／P1（すなわち、騒音低減特性）を測定した。これらの測定結果として、連通管２２の長さL1を変更して設定したときの評価品の音響伝達特性P2／P1を図４に示し、連通管２２の内径Dを変更して設定したときの評価品の音響伝達特性P2／P1を図５に示し、第２共鳴室２１ｂの内容積Vと第３共鳴室２１ｃの内容積Vを変更して設定したときの評価品の音響伝達特性P2／P1を図６に示す。なお、これら３つの評価品の音響伝達特性P2／P1を評価するために、参考として、図４〜６には、破線により示す吸気ダクトの音響伝達特性P2／P1、一点鎖線により示す比較品の音響伝達特性P2／P1および二点鎖線により示す上述した各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ１００Ｈｚとなる評価品の音響伝達特性P2／P1を付記した。
【００３２】
図４〜６からも明らかなように、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔をほぼ５０Ｈｚとしたレゾネータ２０Ｓを有する３つの評価品においては、実線で示すように、放射音の周波数変化に対してほぼ同様に変化しており、放射音の周波数１００Ｈｚ〜４００Ｈｚ間でおおむね音響伝達特性P2／P1が小さく、言い換えれば、基準音を共鳴により低減していることが理解できる。しかしながら、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ１００Ｈｚとなる評価品の音響伝達特性P2／P1と比較すると、特に、４００Ｈｚ近傍の高周波数域において、吸気ダクト１１の音響伝達特性P2／P1よりも騒音低減効果が悪化している。
【００３３】
このように、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔が１００Ｈｚよりも小さくなると、周波数１００Ｈｚ〜４００Ｈｚにおいて騒音低減効果を発揮できるものの、特に、高周波域での騒音低減効果が悪化する。このため、本実施形態においては、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔は５０Ｈｚよりも大きく設定する。
【００３４】
ｃ．周波数間隔が１５０Ｈｚの場合
各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ１５０Ｈｚとなるように、パラメータを設定してレゾネータ２０Ｓを作製した。なお、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ１５０Ｈｚとなるパラメータを設定するにあたり、本実施形態においては、上記周波数間隔が５０Ｈｚの場合と同様に、下記表５〜７に示すように、基準レゾネータ２０Ｓのパラメータを基準とし、連通管２２の長さL1、内径Dおよび各共鳴室２１ｂ，２１ｃの内容積Vの３つのパラメータのうちの一つのパラメータを変更してレゾネータ２０Ｓを作製した。具体的には、下記表５は連通管２２の長さL1を基準レゾネータ２０Ｓにおける連通管２２の長さL1よりも短くなるように変更した場合を示し、下記表６は連通管２２の内径Dを基準レゾネータ２０Ｓにおける連通管２２の内径Dよりも大きくなるように変更した場合を示し、下記表７は第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの内容積Vを基準レゾネータ２０Ｓにおける第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの内容積Vよりも小さくなるように変更した場合を示している。
【表５】
2010150933.tif 000011
【表６】
2010150933.tif 000012
【表７】
2010150933.tif 000013
【００３５】
このように、基準レゾネータ２０Ｓのパラメータのうちの一つのパラメータを変更し、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ１５０Ｈｚとなる３つのレゾネータ２０Ｓにおいては、前記式１〜４を用いた計算により、第２共鳴室２１ｂの共鳴周波数f2は第１共鳴室２１ａの共鳴周波数f1に対してほぼ１５０Ｈｚ大きな周波数となることを確認した。また、前記式１〜４を用いた計算により、第３共鳴室２１ｃの共鳴周波数f3は第２共鳴室２１ｂの共鳴周波数f2に対してほぼ１５０Ｈｚ大きな周波数となることを確認した。
【００３６】
そして、図２の測定装置を用いて、前記表５〜７に示したパラメータに設定された３つのレゾネータ２０Ｓを吸気ダクト１１に対してそれぞれ組み付けた３つの評価品の音響伝達特性P2／P1（すなわち、騒音低減特性）を測定した。これらの測定結果として、連通管２２の長さL1を変更して設定したときの評価品の音響伝達特性P2／P1を図７に示し、連通管２２の内径Dを変更して設定したときの評価品の音響伝達特性P2／P1を図８に示し、第２共鳴室２１ｂの内容積Vと第３共鳴室２１ｃの内容積Vを変更して設定したときの評価品の音響伝達特性P2／P1を図９に示す。なお、この場合も、これら３つの評価品の音響伝達特性P2／P1を評価するために、参考として、図７〜９には、破線により示す吸気ダクトの音響伝達特性P2／P1、一点鎖線により示す比較品の音響伝達特性P2／P1および二点鎖線により示す上述した各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ１００Ｈｚとなる評価品の音響伝達特性P2／P1を付記した。
【００３７】
図７〜９からも明らかなように、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔をほぼ１５０Ｈｚとしたレゾネータ２０Ｓを有する３つの評価品においては、実線で示すように、２００Ｈｚ近傍から高周波数側に向けて、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ１００Ｈｚとなる評価品の音響伝達特性P2／P1よりも小さな音響伝達特性P2／P1となる、言い換えれば、より基準音を共鳴により低減していることが理解できる。しかしながら、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ１００Ｈｚとなる評価品では見られない反共鳴による騒音低減効果の悪化が２００Ｈｚ以下の周波数域に見られる。これらのことから、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ１００Ｈｚよりも大きくなるに伴って、高周波域における騒音低減効果は良好になる傾向にあるものの、低周波数域では反共鳴の発生により騒音低減効果が悪化する傾向にあるといえる。
【００３８】
また、図９からも明らかなように、第２共鳴室２１ｂの内容積Vと第３共鳴室２１ｃの内容積Vが小さくなるように変更して設定した場合には、放射音の周波数変化に対して全体的に音響伝達特性P2／P1が大きくなる傾向にある。これは、ヘルムホルツ型レゾネータが共鳴室内での共鳴によって騒音を低減するものであることから、共鳴室の内容積の大きさは重要な要素であり、第２共鳴室２１ｂの内容積Vと第３共鳴室２１ｃの内容積Vとを小さくした場合には共鳴作用が低減することに起因していると考える。したがって、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔を大きくするために第２共鳴室２１ｂの内容積Vと第３共鳴室２１ｃの内容積Vが小さくなるように変更した場合には、騒音低減効果が損なわれやすい傾向にあるといえる。
【００３９】
ｄ．周波数間隔が２００Ｈｚの場合
各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ２００Ｈｚとなるように、パラメータを設定してレゾネータ２０Ｓを作製した。なお、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ２００Ｈｚとなるパラメータを設定するにあたり、本実施形態においては、上記周波数間隔が５０Ｈｚ，１５０Ｈｚの場合と同様に、下記表８〜１０に示すように、基準レゾネータ２０Ｓのパラメータを基準とし、連通管２２の長さL1、内径Dおよび各共鳴室２１ｂ，２１ｃの内容積Vの３つのパラメータのうちの一つのパラメータを変更してレゾネータ２０Ｓを作製した。具体的には、上記周波数間隔が１５０Ｈｚの場合と同様に、下記表８は連通管２２の長さL1を基準レゾネータ２０Ｓにおける連通管２２の長さL1よりも短くなるように変更した場合を示し、下記表９は連通管２２の内径Dを基準レゾネータ２０Ｓにおける連通管２２の内径Dよりも大きくなるように変更した場合を示し、下記表１０は第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの内容積Vを基準レゾネータ２０Ｓにおける第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの内容積Vよりも小さくなるように変更した場合を示している。
【表８】
2010150933.tif 000014
【表９】
2010150933.tif 000015
【表１０】
2010150933.tif 000016
【００４０】
このように、基準レゾネータ２０Ｓのパラメータのうちの一つのパラメータを変更し、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ２００Ｈｚとなる３つのレゾネータ２０Ｓにおいては、前記式１〜４を用いた計算により、第２共鳴室２１ｂの共鳴周波数f2は第１共鳴室２１ａの共鳴周波数f1に対してほぼ２００Ｈｚ大きな周波数となることを確認した。また、前記式１〜４を用いた計算により、第３共鳴室２１ｃの共鳴周波数f3は第２共鳴室２１ｂの共鳴周波数f2に対してほぼ２００Ｈｚ大きな周波数となることを確認した。
【００４１】
そして、図２の測定装置を用いて、前記表８〜１０に示したパラメータに設定された３つのレゾネータ２０Ｓを吸気ダクト１１に対してそれぞれ組み付けた３つの評価品の音響伝達特性P2／P1（すなわち、騒音低減特性）を測定した。これらの測定結果として、連通管２２の長さL1を変更して設定したときの評価品の音響伝達特性P2／P1を図１０に示し、連通管２２の内径Dを変更して設定したときの評価品の音響伝達特性P2／P1を図１１に示し、第２共鳴室２１ｂの内容積Vと第３共鳴室２１ｃの内容積Vを変更して設定したときの評価品の音響伝達特性P2／P1を図１２に示す。なお、この場合も、これら３つの評価品の音響伝達特性P2／P1を評価するために、参考として、図１０〜１２には、破線により示す吸気ダクトの音響伝達特性P2／P1、一点鎖線により示す比較品の音響伝達特性P2／P1および二点鎖線により示す上述した各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ１００Ｈｚとなる評価品の音響伝達特性P2／P1を付記した。
【００４２】
図１０〜１２からも明らかなように、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔をほぼ２００Ｈｚとしたレゾネータ２０Ｓを有する３つの評価品においては、実線で示すように、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔をほぼ１００Ｈｚとした評価品の場合に比して、放射音の周波数として２００Ｈｚ近傍から高周波数側に向けてより小さな音響伝達特性P2／P1となる、言い換えれば、より基準音を共鳴により低減していることが理解できる。しかしながら、放射音の周波数として２００Ｈｚ以下の周波数域において、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔をほぼ１００Ｈｚとした評価品よりも顕著に反共鳴による騒音低減効果の悪化が見られる。
【００４３】
また、図１２からも明らかなように、第２共鳴室２１ｂの内容積Vと第３共鳴室２１ｃの内容積Vをより小さくなるように変更した場合には、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔をほぼ１００Ｈｚとした評価品に比して、特に、放射音の周波数として２００Ｈｚ以下の周波数域において音響伝達特性P2／P1が大きくなっている。したがって、パラメータとして第２共鳴室２１ｂの内容積Vと第３共鳴室２１ｃの内容積Vを小さくして各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔をほぼ２００Ｈｚとする場合には、騒音低減効果が損なわれる傾向にある。
【００４４】
ｅ．周波数間隔が２５０Ｈｚの場合
各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ２５０Ｈｚとなるように、パラメータを設定してレゾネータ２０Ｓを作製した。なお、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ２５０Ｈｚとなるパラメータを設定するにあたっては、もはや、現実的な範囲で連通管２２の長さL1を小さくなるように変更することができない。したがって、この場合には、下記表１１，１２に示すように、基準レゾネータ２０Ｓのパラメータを基準とし、連通管２２の内径Dおよび各共鳴室２１ｂ，２１ｃの内容積Vの２つのパラメータのうちの一つのパラメータを変更してレゾネータ２０Ｓを作製した。具体的には、下記表１１は連通管２２の内径Dを基準レゾネータ２０Ｓにおける連通管２２の内径Dよりも大きくなるように変更した場合を示し、下記表１２は第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの内容積Vを基準レゾネータ２０Ｓにおける第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの内容積Vよりも小さくなるように変更した場合を示している。
【表１１】
2010150933.tif 000017
【表１２】
2010150933.tif 000018
【００４５】
このように、基準レゾネータ２０Ｓのパラメータのうちの一つのパラメータを変更し、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ２５０Ｈｚとなる２つのレゾネータ２０Ｓにおいては、前記式１〜４を用いた計算により、第２共鳴室２１ｂの共鳴周波数f2は第１共鳴室２１ａの共鳴周波数f1に対してほぼ２５０Ｈｚ大きな周波数となることを確認した。また、前記式１〜４を用いた計算により、第３共鳴室２１ｃの共鳴周波数f3は第２共鳴室２１ｂの共鳴周波数f2に対してほぼ２５０Ｈｚ大きな周波数となることを確認した。
【００４６】
そして、図２の測定装置を用いて、前記表１１，１２に示したパラメータに設定された２つのレゾネータ２０Ｓを吸気ダクト１１に対してそれぞれ組み付けた２つの評価品の音響伝達特性P2／P1（すなわち、騒音低減特性）を測定した。これらの測定結果として連通管２２の内径Dを変更して設定したときの評価品の音響伝達特性P2／P1を図１３に示し、第２共鳴室２１ｂの内容積Vと第３共鳴室２１ｃの内容積Vを変更して設定したときの評価品の音響伝達特性P2／P1を図１４に示す。なお、この場合も、これら２つの評価品の音響伝達特性P2／P1を評価するために、参考として、図１３，１４には、破線により示す吸気ダクトの音響伝達特性P2／P1、一点鎖線により示す比較品の音響伝達特性P2／P1および二点鎖線により示す上述した各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔がほぼ１００Ｈｚとなる評価品の音響伝達特性P2／P1を付記した。
【００４７】
図１３，１４からも明らかなように、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔をほぼ２５０Ｈｚとしたレゾネータ２０Ｓを有する評価品においては、上述した各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔を大きくする場合の傾向がより顕著に表れる。すなわち、図１３に示すように、連通管２２の内径Dを大きくなるように変更した場合には、放射音の周波数として４００Ｈｚ近傍の高周波数側での騒音低減効果が十分であるものの、放射音の周波数として１００Ｈｚ近傍の低周波数側で反共鳴による騒音低減効果の悪化が顕著となる。また、図１４に示すように、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの内容積Vを小さくなるように変更した場合には、放射音の周波数として１５０Ｈｚ近傍で反共鳴による騒音低減効果の悪化が見られる。
【００４８】
このように、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔が２００Ｈｚよりも大きくなると、放射音の周波数２００Ｈｚ以下の周波数域における騒音低減効果が悪化する傾向が顕著に表れる。また、本実施形態においては、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔が２００Ｈｚよりも大きくなると、３つのパラメータを変更することが難しくなる。このため、各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔は２００Ｈｚよりも小さく設定する。したがって、吸気系Ｋに設けられるレゾネータ２０においては、第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔として、５０Ｈｚよりも大きく２００Ｈｚよりも小さい範囲内で設定する。これにより、騒音を低減すべき周波数域１００Ｈｚ〜４００Ｈｚにおいて、要求低減レベルに応じて騒音低減特性を適宜変更することができる。
【００４９】
以上の説明からも理解できるように、この実施形態によれば、本体ケース２１内部に仕切り板２３によって第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃが形成されているため、それぞれの共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃに対応した共鳴周波数f1，f2，f3と一致する周波数を有する騒音を良好に低減することができる。また、形成された各共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃが仕切り板２３に形成された連通孔２３ａを介して互いに連通することができるため、本体ケース２１内に一つの大きな共鳴室を形成することができ、この大きな共鳴室に対応した共鳴周波数f0と一致する周波数を有する騒音を良好に低減することができる。これにより、広い周波数域（１００Ｈｚ〜４００Ｈｚ）の騒音を良好に低減する騒音低減特性を発揮することができる。
【００５０】
そして、仕切り板２３によって形成される各共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃにおける共鳴周波数f1，f2，f3を設定するにあたり、これらの共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔を５０Ｈｚ〜２００Ｈｚの範囲で設定することにより、騒音低減特性を適宜変更することができる。具体的には、共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔を小さく設定するに伴い、１００Ｈｚ〜４００Ｈｚの騒音を良好に低減する騒音低減特性を発揮しつつ、主に、２００Ｈｚ以下の騒音を効果的に低減する騒音低減特性に変更することができる。一方、共鳴周波数の周波数間隔を大きく設定するに伴い、１００Ｈｚ〜４００Ｈｚの騒音を良好に低減する騒音低減特性を発揮しつつ、主に、４００Ｈｚ近傍の騒音を効果的に低減する騒音低減特性に変更することができる。したがって、例えば、レゾネータ２０の使用環境によって異なる騒音の要求低減レベルに対応して、騒音低減特性を適切に変更することができる。
【００５１】
また、連通管２２の長さL1、連通管２２の内径D、および、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの各内容積Vのうちの一つを変更することにより、仕切り板２３によって形成される各共鳴室２１ａ，２１ｂ，２１ｃの共鳴周波数f1，f2，f3を設定する、言い換えれば、騒音低減特性を変更することができる。これにより、例えば、車両への搭載要件によってレゾネータ２０の形状が制限される場合であっても、比較的容易に共鳴周波数f1，f2，f3を設定することができる。したがって、騒音の要求低減レベルに対応して、騒音低減特性を適切に変更することができる。
【００５２】
本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、その目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００５３】
例えば、上記実施形態においては、第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの各共鳴周波数f1，f2，f3の周波数間隔を変更するにあたり、パラメータとしての連通管２２の長さL1、連通管の内径D、および、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの各内容積Vのうちの一つを変更するするようにした。この場合、連通管２２の長さL1、連通管の内径D、および、第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの各内容積Vのうちの複数を変更することによって、各共鳴周波数f1，f2，f3間の周波数間隔を設定するように実施するようにしてもよい。これにより、より細やかに周波数間隔を変更することができる。
【００５４】
また、上記実施形態においては、エンジン１４に外気を導入する吸気ダクト１１に対してレゾネータ２０を組み付けて実施した。そして、エンジン１４による外気の導入に際して吸気ダクト１１内を伝播する騒音をレゾネータ２０が低減するように実施した。しかしながら、このように、エンジン１４に対して外気を導入する吸気ダクト１１にレゾネータ２０を組み付けて実施することに限定されるものではない。例えば、車室内を空調する空調装置においては、同空調装置の作動に伴って騒音が空調ダクト内を伝播して放射される場合がある。このため、このような空調装置に組み付けられる空調ダクトに対してレゾネータ２０を組み付けて実施することも可能である。この場合であっても、レゾネータ２０は、所望の周波数域における騒音を効果的に低減することができる。
【００５５】
さらに、上記実施形態においては、レゾネータ２０が第１共鳴室２１ａ、第２共鳴室２１ｂおよび第３共鳴室２１ｃの３つの共鳴室を有するように構成して実施した。しかし、レゾネータの共鳴室の数に関しては、複数であればよく、２つの共鳴室を有するように構成したり、４つ以上の共鳴室を有するように構成して実施可能であることはいうまでのない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係るレゾネータを車両の吸気系に適用した状態を示す概略図である。
【図２】音響伝達特性を測定するための測定装置を説明するための図である。
【図３】周波数間隔を１００Ｈｚとしたときの放射音の周波数の変化に対する音響伝達特性の変化を示すグラフである。
【図４】連通管の長さを変更して周波数間隔を５０Ｈｚとしたときの放射音の周波数の変化に対する音響伝達特性の変化を示すグラフである。
【図５】連通管の内径を変更して周波数間隔を５０Ｈｚとしたときの放射音の周波数の変化に対する音響伝達特性の変化を示すグラフである。
【図６】第２共鳴室および第３共鳴室の内容積を変更して周波数間隔を５０Ｈｚとしたときの放射音の周波数の変化に対する音響伝達特性の変化を示すグラフである。
【図７】連通管の長さを変更して周波数間隔を１５０Ｈｚとしたときの放射音の周波数の変化に対する音響伝達特性の変化を示すグラフである。
【図８】連通管の内径を変更して周波数間隔を１５０Ｈｚとしたときの放射音の周波数の変化に対する音響伝達特性の変化を示すグラフである。
【図９】第２共鳴室および第３共鳴室の内容積を変更して周波数間隔を１５０Ｈｚとしたときの放射音の周波数の変化に対する音響伝達特性の変化を示すグラフである。
【図１０】連通管の長さを変更して周波数間隔を２００Ｈｚとしたときの放射音の周波数の変化に対する音響伝達特性の変化を示すグラフである。
【図１１】連通管の内径を変更して周波数間隔を２００Ｈｚとしたときの放射音の周波数の変化に対する音響伝達特性の変化を示すグラフである。
【図１２】第２共鳴室および第３共鳴室の内容積を変更して周波数間隔を２００Ｈｚとしたときの放射音の周波数の変化に対する音響伝達特性の変化を示すグラフである。
【図１３】連通管の内径を変更して周波数間隔を２５０Ｈｚとしたときの放射音の周波数の変化に対する音響伝達特性の変化を示すグラフである。
【図１４】第２共鳴室および第３共鳴室の内容積を変更して周波数間隔を２５０Ｈｚとしたときの放射音の周波数の変化に対する音響伝達特性の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１１…吸気ダクト、１２…エアクリーナ、１３…エアクリーナホース、１４…エンジン、１５…スロットルボデー、２０…レゾネータ、２１…本体ケース、２１ａ…第１共鳴室、２１ｂ…第２共鳴室、２１ｃ…第３共鳴室、２２…連通管、２３…仕切り板、２３ａ…連通孔
【図１】
2010150933.tif 000019
【図２】
2010150933.tif 000020
【図３】
2010150933.tif 000021
【図４】
2010150933.tif 000022
【図５】
2010150933.tif 000023
【図６】
2010150933.tif 000024
【図７】
2010150933.tif 000025
【図８】
2010150933.tif 000026
【図９】
2010150933.tif 000027
【図１０】
2010150933.tif 000028
【図１１】
2010150933.tif 000029
【図１２】
2010150933.tif 000030
【図１３】
2010150933.tif 000031
【図１４】
2010150933.tif 000032