(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に音が伝送される空間と連通する開口部を有する導入通路を形成する導入管と、該導入管の他端に連結され前記導入通路に連通する共鳴室を形成する容器状のパネル壁とを備えた共鳴型消音器において、
前記パネル壁は、低減を目的として設定された周波数ｆｘの音に同調して共振する共振部を有し、共鳴周波数ｆｎが前記周波数ｆｘよりも高周波側にずれるようにして前記共鳴室の容積が小さくなるようにチューニングされていることを特徴とする共鳴型消音器。
【請求項２】
前記共振部は、低減を目的として設定された周波数の音に同調して共振するばね部材と連結された部分で構成されていることを特徴とする請求項１記載の共鳴型消音器。
【請求項３】
前記共振部は、車両のボディパネルで構成されていることを特徴とする請求項１記載の共鳴型消音器。
【請求項４】
前記パネル壁は、その内面を覆うように装着された吸音材を有することを特徴とする請求項１〜請求項３記載の共鳴型消音器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気伝送音を吸収する共鳴型消音器に関し、例えば車両の車室内空間に発生する騒音の低減に用いて好適な共鳴型消音器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車室内には、エンジン音やロードノイズ、吸・排気音、風切り音などにより様々な周波数の騒音が発生する。これらの騒音に対して、現状では、各種防振ゴムにより振動伝達を低減してボディパネルの振動（主に周波数５００Ｈｚ以下の振動）を抑制したり、吸・遮音材により車室内への透過音（主に周波数５００Ｈｚ以上の振動）を低減したり、制振材をボディパネルに貼り付けて直接ボディパネルの振動を低減するようにしている。
【０００３】
また、閉空間を形成する車室内では、その車室内空間の大きさにより車室内音が特に大きくなる共鳴現象が発生する。この共鳴音は、上記の入力振動がそれらの周波数と一致すると非常に不快なこもり音となる。この共鳴現象によるこもり音は、主としてエンジンやタイヤからの振動伝達による低周波領域（２００Ｈｚ以下）の音であるため、上記の吸・遮音材や制振材の使用により確実に低減することは期待できない。
【０００４】
そこで、車室内に発生するこもり音を低減するため、一端に音が伝送される空間と連通する開口部を有する導入通路と、その導入通路の他端側に連通し容器状に形成された共鳴室とを備えた共鳴型消音器を用いることが考えられる。このような共鳴型消音器にあっては、図６に示すように、導入通路１１の直径をｄ、その断面積をＳ、その長さをｌ、共鳴室１２の容積をＶ、空気中の音速をＣとするとき、空気中の共鳴周波数ｆｎは下記の（式１）、（式２）により求められ、これにより共鳴型消音器の目的とする共鳴周波数ｆｎがチューニングされる。
【０００５】
ｆｎ＝（Ｃ／２π）・√（Ｓ／ＬＶ）      ……（式１）
Ｌ＝ｌ＋８ｄ／３π                    ……（式２）
なお、この共鳴型消音器は、共鳴周波数ｆｎの音が空洞内に進入した場合に、導入通路１１の空気が激しく振動してその側壁との摩擦損失により音のエネルギが失われることによって消音するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような共鳴型消音器は、共鳴周波数ｆｎを低周波領域にチューニングする場合には共鳴室１２の大きな容積ｖが必要となる。したがって、低周波領域に属するこもり音を低減するために用いる共鳴型消音器は大型化し、車室内に取付スペースを確保することが困難となる。
【０００７】
本発明は上記実状に鑑み案出されたものであり、共鳴室を小さくしてより小型化することが可能な共鳴型消音器を提供することを解決すべき課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、一端に音が伝送される空間と連通する開口部を有する導入通路を形成する導入管と、該導入管の他端に連結され前記導入通路に連通する共鳴室を形成する容器状のパネル壁とを備えた共鳴型消音器において、前記パネル壁は、低減を目的として設定された周波数ｆｘの音に同調して共振する共振部を有し、共鳴周波数ｆｎが前記周波数ｆｘよりも高周波側にずれるようにして前記共鳴室の容積が小さくなるようにチューニングされているという手段を採用している。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記共振部は、低減を目的として設定された周波数の音に同調して共振するばね部材と連結された部分で構成されているという手段を採用している。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記共振部は、車両のボディパネルで構成されているという手段を採用している。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３記載の発明において、前記パネル壁は、その内面を覆うように装着された吸音材を有するという手段を採用している。
なお、請求項１〜請求項４の発明において、低減を目的として設定された周波数ｆｘの音に同調してパネル壁の共振部が共振すると、共鳴室内に進入した低減を目的とする周波数ｆｘの音は共振している共振部により効果的に減衰して低減する。このとき、共振部が共振することにより、呼吸作用が生起されて共鳴室に進入する音が増加し、周波数ｆｘの音の低減が促進される。これにより、共鳴型消音器の共鳴周波数ｆｎをチューニングする際に、共鳴周波数ｆｎが低減を目的とする周波数ｆｘよりも高周波側にずれるようにして、共鳴室の容積が小さくなるようにチューニングすることができ、これにより小型化が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
〔実施形態１〕
図１は本実施形態に係る共鳴型消音器の断面図であり、図２はその共鳴型消音器の平面図である。
【００１２】
本実施形態の共鳴型消音器は、図１及び図２に示すように、一端に音が伝送される空間と連通する開口部１ａを有する導入通路１ｂを形成する導入管１と、導入管１の他端に連結され導入通路１ｂに連通する共鳴室２ａを形成する容器状のパネル壁２とで構成されている。
パネル壁２は、金属板により方体形状に形成されており、その相対向する一対の平面状壁部には、所定の大きさの径で円形に形成された溝により薄肉部２ｂが設けられている。この薄肉部２ｂの内側部分は、低減を目的として設定された周波数ｆｘの音に同調して共振する共振部２ｃが設けられている。この共振部２ｃの共振周波数は、共振部２ｃの両端間の長さ距離や、共振部２ｃの厚さ及び重量などに基づいて設定されている。なお、一方の共振部２ｃの共振周波数は、他方の共振部２ｃと振動方向が完全に一致しないように少しずらして設定されている。
【００１３】
なお、この共鳴型消音器の共鳴周波数ｆｎは、導入通路１ｂの直径ｄ、その断面積Ｓ、その長さｌ、共鳴室２ａの容積Ｖなどに基づいて前記（式１）、（式２）によりチューニングされている。この場合、共鳴室２ａの容積Ｖを小さくして共鳴周波数ｆｎが低減を目的とする周波数ｆｘよりも高周波側へずれるようにチューニングされている。
【００１４】
以上のように構成された本実施形態の共鳴型消音器は、例えば車室内のこもり音を低減するため、開口部１ａが車室内の所定位置に位置するようにして取付けられる。
そして、車室内においてエンジン音等に起因して共鳴現象が発生すると、低減を目的として設定された周波数ｆｘの共鳴音に同調して共振部２ｃが共振する。これにより、導入通路１ｂより共鳴室２ａ内に進入した周波数ｆｘの共鳴音は、共振している共振部２ｃに衝突して音エネルギを消失することにより減衰する。
【００１５】
また、このとき、共振部２ｃが共振すると共鳴室２ａの容積Ｖが変動することにより導入通路１ｂの開口部１ａを介して呼吸作用が生起する。これにより、共鳴室２ａに進入する共鳴音が増加し、周波数ｆｘの共鳴音の低減が促進される。また、共鳴型消音器のチューニングされた共鳴周波数ｆｎと同じ周波数の共鳴音は、導入通路１ｂより共鳴室２ａに向かって進入すると、導入通路１ｂの空気が激しく振動してその側壁との摩擦損失により音エネルギを消失し減衰する。
【００１６】
以上のように、本実施形態の共鳴型消音器によれば、パネル壁２は、低減を目的として設定された周波数ｆｘの音に同調して共振する共振部２ｃを有するため、低減を目的とする周波数ｆｘの音を共振している共振部２ｃにより効果的に減衰させて低減することができる。これにより、共鳴型消音器の共鳴周波数ｆｎをチューニングする際に、共鳴周波数ｆｎが低減を目的とする周波数ｆｘよりも高周波側にずれるようにして、共鳴室２ａの容積Ｖが小さくなるようにチューニングすることができるので、共鳴型消音器の小型化が可能となる。したがって、本実施形態の共鳴型消音器は、車室内に発生するこもり音など低周波領域の騒音を低減する場合に、取付けスペースの確保が容易となるため特に有効となる。
【００１７】
なお、本実施形態の共振部２ｃは、共振周波数の設定が容易なように円形の薄肉部２ｂに囲まれた部分で形成されているが、共振部２ｃを形成する薄肉部２ｂの形状は円形に限らず、楕円形や方形状など種々の形状を採用することができる。
〔実施形態２〕
図３は本実施形態に係る共鳴型消音器の断面図である。
【００１８】
本実施形態の共鳴型消音器は、上記実施形態１の共鳴型消音器に対して、共鳴室２ａを形成するパネル壁２の内面に、内面全体を覆うようにして吸音材３を貼着したものである。この吸音材３は、例えばグラスウールやフェルト、多孔質体などの良好な吸音性を有するもので構成されている。グラスウールやフェルトの場合には繊維密度等を変更することにより、また多孔質体の場合には孔の大きさや密度等を変更することにより、低減を目的とする周波数ｆｘに適応するものが用いられる。
【００１９】
以上のように構成された本実施形態の共鳴型消音器では、共鳴室２ａ内に進入した周波数ｆｘの共鳴音が吸音材３に衝突すると、吸音材３により音エネルギを吸収される。これにより、低減を目的として設定された周波数ｆｘの共鳴音に同調して共振する共振部２ｃの前述の消音作用と相まって、周波数ｆｘの共鳴音を相乗的に低減することができる。
【００２０】
〔実施形態３〕
図４は本実施形態に係る共鳴型消音器の断面図である。
本実施形態の共鳴型消音器は、図４に示すように、一端に音が伝送される空間と連通する開口部４ａを有する導入通路４ｂを形成する導入管４と、導入管４の他端に連結され導入通路４ｂに連通する共鳴室５ａを形成する容器状のパネル壁５とで構成されている。
【００２１】
パネル壁５は、金属板により方体形状に形成されており、その相対向する一対の平面状壁部は、低減を目的として設定された周波数ｆｘの音に同調して共振する共振部５ｃを形成している。この共振部５ｃの共振周波数は、共振部５ｃの両端間の長さ距離や、共振部５ｃの厚さ及び重量などに基づいて設定されている。そして、両共振部５ｃの間には、各共振部５ｃの中央部にその両端がそれぞれ連結されたばね部材（コイルばね）６が配設されている。このばね部材６は、低減を目的として設定された周波数ｆｘの音に同調して共振するように設定されている。
【００２２】
以上のように構成された本実施形態の共鳴型消音器は、例えば車室内のこもり音を低減するため、上記実施形態１の場合と同様に、開口部４ａが車室内の所定位置に位置するようにして取付けられる。
そして、車室内においてエンジン音等に起因して共鳴現象が発生すると、低減を目的として設定された周波数ｆｘの共鳴音に同調して共振部５ｃ及びばね部材６が共振する。なお、ばね部材６が伸縮するように共振することにより、これに同調して共振する両共振部５ｃは逆位相で共振する。このとき、導入通路４ｂより共鳴室５ａ内に進入した周波数ｆｘの共鳴音は、共振している共振部５ｃやばね部材６に衝突して音エネルギを消失することにより減衰する。
【００２３】
また、このとき、両共振部５ｃが逆位相で共振すると共鳴室５ａの容積Ｖが変動することにより導入通路４ｂの開口部４ａを介して呼吸作用が生起する。これにより、共鳴室５ａに進入する共鳴音が増加し、周波数ｆｘの共鳴音の低減が促進される。
また、共鳴型消音器のチューニングされた共鳴周波数ｆｎと同じ周波数の共鳴音は、導入通路４ｂより共鳴室５ａに向かって進入するときに音エネルギを消失して減衰し消音される。
【００２４】
以上のように、本実施形態の共鳴型消音器によれば、低減を目的として設定された周波数ｆｘの音に同調して共振する共振部５ｃ及びばね部材６を有するため、低減を目的とする周波数ｆｘの音を共振している共振部５ｃ及びばね部材６により効果的に減衰させて低減することができる。これにより、上記実施形態１の場合と同様に、共鳴型消音器の共鳴周波数ｆｎをチューニングする際に、共鳴室５ａの容積Ｖが小さくなるようにチューニングすることができるので、共鳴型消音器の小型化が可能となる。
【００２５】
また、本実施形態の共鳴型消音器は、両共振部５ｃがばね部材６の共振と同調して逆位相で共振するようにしているため、共鳴室５ａの容積変化に伴う呼吸作用を確実にかつ効率良く生起させることができる。
なお、本実施形態では、ばね部材としてコイルばね６を用いたが、これに代わり例えばゴム弾性体などを用いることができる。
【００２６】
また、本実施形態の共鳴型消音器の場合にも、上記実施形態２と同様に、共鳴室５ａを形成するパネル壁５の内面に、内面全体を覆うようにして吸音材３を貼着し、低減を目的とする周波数ｆｘの音をより効果的に低減できるようにすることができる。
〔実施形態４〕
図５は本実施形態に係る共鳴型消音器の断面図である。
【００２７】
本実施形態の共鳴型消音器は、車両の車室内に発生するこもり音を低減するためのものであり、共鳴室８ａを形成するパネル壁８の一部に車両の天井パネル８ｃを利用して構成されている。
この共鳴型消音器は、図５に示すように、一端に車室空間と連通する開口部７ａを有する導入通路７ｂを形成する導入管７と、導入管７の他端に連結され導入通路７ｂに連通する共鳴室８ａを形成する容器状のパネル壁８とで構成されており、パネル壁８の上方側の一面は天井パネル８ｃで構成されている。
【００２８】
天井パネル８ｃは、その両端間の長さ距離や、その厚さ及び重量などに基づいて、低減を目的として設定された周波数ｆｘの音に同調して共振するように形成され、これにより共振部を形成している。
なお、この共鳴型消音器の共鳴周波数ｆｎは、導入通路７ｂの直径ｄ、その断面積Ｓ、その長さｌ、共鳴室８ａの容積Ｖなどに基づいて前記（式１）、（式２）によりチューニングされている。この場合、共鳴室８ａの容積Ｖを小さくして共鳴周波数ｆｎが低減を目的とする周波数ｆｘよりも高周波側へずれるようにチューニングされている。
【００２９】
以上のように構成された本実施形態の共鳴型消音器は、車室内においてエンジン音等に起因して共鳴現象が発生すると、低減を目的として設定された周波数ｆｘの共鳴音に同調して天井パネル８ｃが共振する。これにより、導入通路７ｂより共鳴室８ａ内に進入した周波数ｆｘの共鳴音は、共振している天井パネル８ｃに衝突して音エネルギを消失することにより減衰する。
【００３０】
また、このとき、天井パネル８ｃが共振すると共鳴室８ａの容積Ｖが変動することにより導入通路７ｂの開口部７ａを介して呼吸作用が生起する。これにより、共鳴室８ａに進入する共鳴音が増加し、周波数ｆｘの共鳴音の低減が促進される。
また、共鳴型消音器のチューニングされた共鳴周波数ｆｎと同じ周波数の共鳴音は、導入通路７ｂより共鳴室８ａに向かって進入するときに音エネルギを消失して減衰し消音される。
【００３１】
以上のように、本実施形態の共鳴型消音器によれば、低減を目的として設定された周波数ｆｘの音に同調して共振する天井パネル８ｃを有するため、低減を目的とする周波数ｆｘの音を共振している天井パネル８ｃにより効果的に減衰させて低減することができる。これにより、上記実施形態１の場合と同様に、共鳴型消音器の共鳴周波数ｆｎをチューニングする際に、共鳴室８ａの容積Ｖが小さくなるようにチューニングすることができるので、共鳴型消音器の小型化が可能となる。
【００３２】
特に、本実施形態の共鳴型消音器は、小型化が可能であるとともに、共鳴室８ａを形成するパネル壁８の一部に天井パネル８ｃを利用して構成されているため、取付けスペースの確保が困難な車室内に有利に取付けることができる。
なお、本実施形態の共鳴型消音器の場合にも、上記実施形態２と同様に、共鳴室８ａを形成するパネル壁８の内面に、内面全体を覆うようにして吸音材３を貼着し、低減を目的とする周波数ｆｘの音をより効果的に低減できるようにすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、パネル壁は低減を目的として設定された周波数ｆｘに同調して共振する共振部を有するため、低減を目的とする周波数ｆｘの音と共振する共振部により呼吸作用を生起させて、周波数ｆｘの音を効果的に減衰させて低減することができる。また、共鳴型消音器の共鳴周波数ｆｎをチューニングする際には、共鳴周波数ｆｎが前記周波数ｆｘよりも高周波側にずれるようにして共鳴室の容積が小さくなるようにチューニングされているので、共鳴型消音器をより小型化することができる。
【００３４】
請求項２記載の発明によれば、共振部は低減を目的として設定された周波数の音に同調して共振するばね部材と連結された部分で構成されていることにより、共振部がばね部材の共振と同調して逆位相で共振するため、共鳴室の容積変化に伴う呼吸作用を確実にかつ効率良く生起させることができる。
請求項３記載の発明によれば、共振部は車両のボディパネルで構成されていることにより、共鳴室を形成するパネル壁の一部にボディパネルを利用して構成することができるため、取付けスペースの確保が困難な車室内などに共鳴型消音器を有利に取付けることができる。
【００３５】
請求項４記載の発明によれば、パネル壁はその内面を覆うように装着された吸音材を有することにより、低減を目的として設定された周波数の音に同調して共振する共振部の消音作用と相まって、低減を目的とする周波数の音を相乗的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る共鳴型消音器の断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る共鳴型消音器の平面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る共鳴型消音器の断面図である。
【図４】本発明の実施形態３に係る共鳴型消音器の断面図である。
【図５】本発明の実施形態４に係る共鳴型消音器の断面図である。
【図６】共鳴型消音器の構造を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１、４、７…導入管      １ａ、４ａ、７ａ…開口部
１ｂ、４ｂ、７ｂ、１１…導入通路      ２、５、８…パネル壁
２ａ、５ａ、８ａ、１２…共鳴室      ２ｂ…薄肉部
２ｃ、５ｃ…共振部      ３…吸音材      ８ｃ…天井パネル
【図１】
0003671587.tif 000002
【図２】
0003671587.tif 000003
【図３】
0003671587.tif 000004
【図４】
0003671587.tif 000005
【図５】
0003671587.tif 000006
【図６】
0003671587.tif 000007