(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部分を有し、板厚方向に貫通する互いに平行な複数の空気通路の形成された消音器であって、
互いに隣接する空気通路同志を仕切る隔壁を備え、前記隔壁は前記空気通路に連通する空洞を有するヘルムホルツ共鳴器を含み、前記隔壁の前記空気通路入口部または前記空気通路出口部の横断面形状が曲面形状であり、前記ヘルムホルツ共鳴器は、前記空洞、および、この空洞と前記空気通路とを連通する連通孔を有する外壁を備え、且つ前記連通孔は、前記消音器の取付時に前記空気通路の上方に位置する部分の前記外壁に設けられていることを特徴とする消音器。
【請求項２】
前記隔壁は、前記空気通路を取巻く位置に前記ヘルムホルツ共鳴器を備えたことを特徴とする請求項１記載の消音器。
【請求項３】
前記ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数は、前記空洞の連通する前記空気通路単位で異なることを特徴とする請求項１または２記載の消音器。
【請求項４】
前記空気通路の延びる方向と垂直方向に対する前記空気通路の断面形状が多角形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の記載の消音器。
【請求項５】
外周に複数の前記消音器を組合わせ可能な結合構造を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の消音器。
【請求項６】
透明な樹脂材料からなることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の消音器。
【請求項７】
車両のエンジンルームの開口部であってラジエータの前面部に設けられたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の消音器。
【請求項８】
空調装置の空気吹出口に取付けられたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の消音器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、消音器に関し、詳しくは通風可能な消音器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車外における車両のエンジン音を低減するためには、エンジンルーム内部に吸音材を貼付けたり、車両底部に遮蔽板を設けるなどの方法がある。しかし、これらの方法によると吸音材または遮蔽板によってエンジンルームへの通風が妨げられる。このため、エンジン冷却の点からグリル、バンパなどの開口部には吸音材または遮蔽板が設置できず、これらの開口部から車外へ音が放射されるという問題がある。
【０００３】
通風可能な消音器として、例えば、特公平５−７８０４０号公報にはヘルムホルツ共鳴を利用した吸音体を用いたダクトが開示されている。このものでは、互いに共鳴周波数の異なる少なくとも二段以上の共鳴室を径方向に重ねたセルを円周方向ならびに軸方向に配置して内側に空気通路を形成する円筒体とし、ダクト内にこの円筒体を俵状または直列状に積み重ねて通風可能な吸音ダクトを形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の特公平５−７８０４０号公報のものによると、共鳴室を二段以上重ねる構成としているため消音器の構造が複雑である。また、共鳴室の洞部容積を確保しようとすると空気通路の開口面積が小さくなり、消音器全体の空気抵抗が大きくなるという問題がある。さらに、上記のようにダクト内に円筒体を積み重ねると円筒体の壁体部分の形状により消音器全体としての圧力損失が大きいという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、構造が簡単で空気抵抗の少ない通風可能な消音器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１記載の消音器は、板状部分を有し、板厚方向に貫通する互いに平行な複数の空気通路の形成された消音器であって、
互いに隣接する空気通路同志を仕切る隔壁を備え、前記隔壁は前記空気通路に連通する空洞を有するヘルムホルツ共鳴器を含み、前記隔壁の前記空気通路入口部または前記空気通路出口部の横断面形状が曲面形状であり、前記ヘルムホルツ共鳴器は、前記空洞、および、この空洞と前記空気通路とを連通する連通孔を有する外壁を備え、且つ前記連通孔は、前記消音器の取付時に前記空気通路の上方に位置する部分の前記外壁に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２記載の消音器は、請求項１記載の消音器であって、前記隔壁は、前記空気通路を取巻く位置に前記ヘルムホルツ共鳴器を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３記載の消音器は、請求項１または２記載の消音器であって、前記ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数は、前記空洞の連通する前記空気通路単位で異なることを特徴とする。
本発明の請求項４記載の消音器は、請求項１から３のいずれか一項記載の消音器であって、前記空気通路の延びる方向と垂直方向に対する前記空気通路の断面形状が多角形状であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項５記載の消音器は、請求項１から４のいずれか一項記載の消音器であって、外周に複数の前記消音器を組合わせ可能な結合構造を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項６記載の消音器は、請求項１から５のいずれか一項記載の消音器であって、透明な樹脂材料からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項７記載の消音器は、請求項１から６のいずれか一項記載の消音器であって、車両のエンジンルームの開口部であってラジエータの前面部に設けられたことを特徴とする。
本発明の請求項８記載の消音器は、請求項１から６のいずれか一項記載の消音器であって、空調装置の空気吹出口に取付けられたことを特徴とする。
【００１２】
【作用および発明の効果】
本発明の請求項１記載の消音器によると、空気通路同志を仕切る隔壁にヘルムホルツ共鳴器が設けられているため通風可能な消音器を得ることができる。また、隔壁の空気通路入口部および空気通路出口部の横断面形状が曲面形状であるため、消音器を通過する空気の空気抵抗が少ない。
【００１３】
さらに本発明の請求項１記載の消音器によると、隔壁の一部分を構成する外壁が空洞と連通孔とを形成しているため、隔壁の内部の小スペースにヘルムホルツ共鳴器を構成し、このヘルムホルツ共鳴器により、空気通路内を通過する音を効率よく減衰させることができる。
またさらに本発明の請求項１記載の消音器によると、消音器の取付時に空気通路の上方に位置する部分の外壁に連通孔が設けられているため、隔壁内の空洞に水やごみなどが入ることを防止する効果がある。
本発明の請求項２記載の消音器によると、空気通路を取巻く位置にヘルムホルツ共鳴器が形成されているため、空気通路の周囲にヘルムホルツ共鳴器が密に配置された状態になる。これにより、消音器の空気通路以外の部分の体積に効率的にヘルムホルツ共鳴器を配置することができるため、空気通路の開口面積を大きくして空気抵抗を低減することができる。
【００１４】
本発明の請求項３記載の消音器によると、一つの消音器に異なる消音特性を有する複数の空気通路が形成されるため、消音器全体として広帯域の音に対して高い減衰効果を得ることができる。
本発明の請求項４記載の消音器によると、空気通路の断面形状が多角形状であるため消音器に空気通路を効率よく配置することができ、消音器の空気の流路方向の開口率を高くすることができる。
【００１５】
本発明の請求項５記載の消音器によると、消音器の外周に設けられた結合構造により、複数の消音器を組合わせて所望の面積の消音器を容易に得ることができる。
【００１６】
本発明の請求項６記載の消音器によると、透明な樹脂材料により消音器を形成するため、消音器を通じての採光性および光の透過性が良好である。
【００１７】
本発明の請求項７記載の消音器によると、通気性を有する消音器を車両のエンジンルームの開口部でラジエータの前面部に設けることにより、ラジエータ、エンジンルームの冷却性を確保した上でエンジンルーム開口部から車外に漏れる騒音を低減することができる。また、本発明による消音器は、ヘルムホルツ共鳴器の首部の断面積と長さ、洞部の容積、空気通路の断面積を所望の値に設計すれば、消音特性とは独立して空気通路、首部および洞部の外観形状を設計することが可能である。このため、車両の外観を損ねることなく消音器を設置することができる。さらに、本発明による消音器はパネル状の薄型構造とすることができるため、車両の上記位置に搭載する際に有利である。
【００１８】
本発明の請求項８記載の消音器によると、通気性を有する消音器を空調装置の空気吹出口に取付けたことにより、空調装置の空気吹出音を低減することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例を図１〜図５に示す。
ヘルムホルツ共鳴器の模式的な構造を図４に示す。
【００２０】
ヘルムホルツ共鳴器１００は、空気通路１０３を有する壁体１０５と、大容積の空洞１０６の形成された洞部１０２と、空気通路１０３と空洞１０６とを連通する連通孔１０７を有する首部１０１とから構成される。空気通路１０３を通過する音は、連通孔１０７内の空気の振動および空洞１０６内の空気の膨張収縮を引起こす。これにより生じる共鳴現象は、首部１０１の連通孔１０６の空気通路１０３側入口で音を減衰させる。
【００２１】
共鳴周波数ｆｒは、連通孔１０７の断面積と長さおよび空洞１０６の容積によって決まる。図５に示すように、音の減衰量は共鳴周波数ｆｒ付近で最も大きい。また、音の減衰量は、連通孔１０７の断面積と長さ、空洞１０６の容積および空気通路１０３の横断面積によって決まる。空気通路１０３の横断面積が大きいほど、減衰量は小さくなる傾向がある。これらのパラメータの設計によって、ヘルムホルツ共鳴器１００を備える消音器の消音特性を自由に変化させることが可能である。
【００２２】
図１、２および３は、ヘルムホルツ共鳴器を使用した消音器の一実施例を示す。図１、２および３に示すように、本発明の第１実施例による消音器１０は、外からみると板状構造体であって、隔壁１８によって平行に延びる複数の空気通路１４が仕切られている。この隔壁１８の内部には、複数のヘルムホルツ共鳴器１５が各空気通路１４の四方を取巻くように形成されている。
【００２３】
隔壁１８の内部には、仕切板１９によって分割された空洞１７が形成されており、隔壁１８には、空気通路１４に連通する一つまたは複数の連通孔１６が形成されている。連通孔１６の周囲の隔壁１８がヘルムホルツ共鳴器１５の首部に相当し、空洞１７の周囲の隔壁１８および仕切板１９がヘルムホルツ共鳴器１５の洞部に相当する。連通孔１６の断面積および長さ、空洞１７の容積、および空気通路１４の断面積を調整して、所望の消音特性を有する消音器１０を得ることができる。また、図１に示すように、隔壁１８の入口側端部１８ａと出口側端部１８ｂは空気抵抗を小さくするために曲面状に形成されている。
【００２４】
消音器１０の図１に示す左方向から右方向へ空気通路１４内に音を伴った空気が流入すると、ヘルムホルツ共鳴器１５の連通孔１６の空気通路側と空洞１７の空気が共鳴して連通孔１６の入口で音を減衰させる。
上記の構造によると、板状構造体の板厚方向に多数の空気通路１４が平行に延びるように隣合う空気通路を仕切る隔壁１８にヘルムホルツ共鳴器１５の空洞１７が設けられていることにより、隔壁１８の容積を利用して隔壁１８の内部で空気通路１４を取巻く位置に空洞１７の容積を効率よく確保できる。このため、空気通路１４の通路横断面積を大きくすることが可能となるため、消音器１０の空気抵抗を低減することができる。さらに、隔壁１８の入口側端部１８ａと出口側端部１８ｂが曲面状に形成されているため、空気通路１４内の空気抵抗が小さくなり圧力損失を低減することができるという効果がある。また、この板状構造体は単純な構造であるため、消音器１０の製造が容易である。
【００２５】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図６〜図８に示す。この第２実施例は、第１実施例の消音器の各空気通路の周囲に互いに共鳴周波数の異なるヘルムホルツ共鳴器を設けた例である。
図６および図７に示すように、本発明の第２実施例による消音器２０は、外からみると板状構造体であって、隔壁２８によって平行に延びる複数の空気通路２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが仕切られている。この隔壁２８の内部には、複数のヘルムホルツ共鳴器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ（２４ｂ、２４ｄは図示せず）が各空気通路２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの四方を取巻くように形成されている。図６におけるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、各空気通路２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが、図８に示す共鳴周波数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有するヘルムホルツ共鳴器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄによってそれぞれ囲まれていることを示す。
【００２６】
本発明の第２実施例では、図７に示すように、空気通路２４ａの周囲の隔壁２８の内部には連通孔２６ａおよび空洞２７ａからなるヘルムホルツ共鳴器２５ａが形成され、空気通路２４ｃの周囲の隔壁２８の内部には連通孔２６ｃおよび空洞２７ｃからなるヘルムホルツ共鳴器２５ｃが形成されている。連通孔２６ａと２６ｃとの断面積および長さが互いに異なり、また洞部２７ａと２７ｃとの容積が互いに異なることにより、ヘルムホルツ共鳴器２５ａと２５ｃとが互いに異なる共鳴周波数を有するように構成している。
【００２７】
上記の構成によると、図８に示すように広帯域の音に対して減衰効果の大きい消音器を得ることができる。
（第３実施例）
本発明の第３実施例を図９に示す。この第３実施例は、第１実施例の消音器を複数のパネルを組合わせて構成した例である。
【００２８】
パネル３１は、外からみると板状構造体であって、隔壁３８によって平行に延びる複数の空気通路３４が仕切られている。この隔壁３８の内部には、空気通路３４に連通する連通孔とこの連通孔に続く空洞からなる複数のヘルムホルツ共鳴器が形成されている。
パネル３１の外周には凸部３２および凹部３３が形成されており、この凸部３２を凹部３３に嵌合することによりパネル３１を互いにジョイントすることが可能である。
【００２９】
本発明の第３実施例によると、一種類のパネル３１を用いて多様な面積の消音器を形成することができる。
（第４実施例）
本発明の第４実施例を図１０に示す。この第４実施例は、第１実施例の構成において消音器の設置時に空気通路の上側に位置する隔壁にのみ連通孔を形成した例である。
【００３０】
消音器４０は、隔壁４８によって平行に延びる複数の空気通路４４が仕切られている。隔壁４８の内部には仕切り板４９によって分割された空洞４７が形成されている。そして、隔壁４８には、消音器４０の設置時に空気通路４４の上側になる位置にのみ空気通路４４に連通する連通孔４６が形成されている。
本発明の第４実施例によると、屋外で消音器を使用する場合に、ヘルムホルツ共鳴器の洞部に水やゴミなどが入りにくいという効果がある。
【００３１】
（第５実施例）
本発明の第５実施例を図１１に示す。この第５実施例は、第１実施例の構成において隔壁の形状を変えた例である。
消音器５０は、隔壁５８によって平行に延びる複数の空気通路５４が仕切られている。隔壁５８の内部には、空気通路５４に連通する連通孔５６とこの連通孔５６に続く空洞５７からなる複数のヘルムホルツ共鳴器が形成されている。そして、隔壁５８の断面形状は、空気入口側が流面形に形成され、空気出口側が渦流発生を防止するように尾状に形成されている。
【００３２】
本発明の第５実施例によると、隔壁５８の断面形状を空気の流通方向に対応した流線型としたことにより、第１実施例に比べてさらに空気抵抗を低減することができる。
（第６実施例）
本発明の第６実施例を図１２に示す。この第６実施例は、第１実施例と同様の構造の消音器を車両に取付けた例である。図１２に示すように、車両のラジエータグリルおよびバンパの空気取入口として消音器６０が取付けられている。
【００３３】
ヘルムホルツ共鳴を利用した消音器６０の消音特性は、首部の断面積と長さ、洞部の容積、空気通路６４の断面積によって決まる。すなわち、これらを所望の値に設計すれば、消音特性とは独立して空気通路、首部および洞部の外観形状を設計することができる。このため、例えば車両のラジエータグリル等外観形状が重視される部分に使用する消音器として適する。外観形状を従来のラジエータグリルやパンバの空気取入口と同様にすれば、車両の外観を損ねることなく消音器６０を設置することができる。
【００３４】
本発明の第６実施例の消音器の適用位置としては、ラジエータグリルやパンパの空気取入口の他、ラジエータ、エアコンコンデンサおよびアンダーカバーなどの開口部の部材として使用することができる。また、これらの開口部の内側に消音器を取付けても消音効果が得られる。本発明の第１〜第５実施例による消音器はパネル状の薄型構造とすることができるため、車両の上記位置に搭載する際に有利である。本発明の第６実施例による消音器は前述のように通気性を有するため、これによりラジエータ、エンジンルームの冷却性を確保した上でエンジンルーム開口部から車外に漏れる騒音を低減することができる。
【００３５】
（第７実施例）
本発明の第７実施例を図１３に示す。この第７実施例は、第１実施例と同様の構造の消音器を車両に取付けた他の例である。図１３に示すように、車両のエアコンの吹出口ルーバとして消音器７０が取付けられている。
消音器７０の適用位置としては、車両などのエアコン吹出口ルーバなどのエアコンダクト内の部材として使用するほか、エアコン吹出口またはエアコンダクトの内部に取付けてもよい。これにより、車室内におけるエアコンの吹出音を低減することができる。
【００３６】
なお、本発明の第１〜第７実施例では連通孔の断面形状を円形としたが、本発明としては連通孔の断面形状を長円形、楕円形、多角形等としてもよい。また、本発明の第１〜第７実施例では空気通路の断面形状を四角形としたが、本発明としては空気通路の断面形状を円形、長円形、多角形等としてもよい。通風抵抗の点からは、四角形、六角形などの多角形の形状とすると空気通路の通路横断面積を大きくすることができるため有利である。
【００３７】
また、本発明の第６および第７実施例では本発明を車両用の消音器として使用したが、本発明は建築用の防音パネルなど採光を得る必要のある部分に使用する消音器にも適する。本発明の消音器は通常の遮音パネルや防音パネルと異なり空気通路を有し、この空気通路を通じて空気とともに光が透過するため、例えば建築用の防音パネルとして採光を得る必要があるような部分に使用することができる。さらに、本発明を高速道路や鉄道の防音パネルとして使用すれば、光を透過する消音器であるため周りの景色を見ることが可能な防音パネルを得ることができる。また、この際、消音器の材質を透明な樹脂材料とすれば、より一層の採光および光の透過が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による消音器を示すもので、図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による消音器を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施例による消音器の要部を示す斜視図である。
【図４】ヘルムホルツ共鳴器の原理を示す説明図である。
【図５】ヘルムホルツ共鳴器の特性を示す特性図である。
【図６】本発明の第２実施例による消音器を示す斜視図である。
【図７】図６のVII −VII 線断面図である。
【図８】本発明の第２実施例による消音器の消音特性を示す特性図である。
【図９】本発明の第３実施例による消音器を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第４実施例による消音器を示す断面図である。
【図１１】本発明の第５実施例による消音器を示す断面図である。
【図１２】本発明の第６実施例を示すもので、本発明の消音器を車両に取付けた状態を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第７実施例を示すもので、本発明の消音器を車両に取付けた状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０      消音器
１４      空気通路
１５      ヘルムホルツ共鳴器
１６      連通孔
１７      空洞
１８      隔壁
１９      仕切板
３１      パネル（消音器）
３２      凸部（結合構造）
３３      凹部（結合構造）
１００      ヘルムホルツ共鳴器
１０１      首部
１０２      洞部
１０３      空気通路
１０５      壁体
１０６      空洞
１０７      連通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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