(57)【要約】【課題】十分に騒音を低減させることができると共に、省スペース化を図ることができ、吸気通路の通気抵抗の悪化を抑えることができる消音装置を提供する。【解決手段】所定容積のレゾネータ本体と、該レゾネータ本体と内燃機関の吸気通路とを連通する連通管とを有する消音装置において、前記連通管は、一端が前記吸気通路と連通する第１の連通管と、一端が前記レゾネータ本体と連通する第２の連通管と、前記第１の連通管及び前記第２の連通管の他端とそれぞれ連通する連続部を備え、前記連続部には第３の連通管が形成される。【選択図】図１
2018080685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定容積のレゾネータ本体と、該レゾネータ本体と内燃機関の吸気通路とを連通する連通管とを有する消音装置において、
前記連通管は、一端が前記吸気通路と連通する第１の連通管と、一端が前記レゾネータ本体と連通する第２の連通管と、前記第１の連通管及び前記第２の連通管の他端とそれぞれ連通する連続部を備え、前記連続部には第３の連通管が形成されることを特徴とする消音装置。
【請求項２】
請求項１に記載の消音装置において、
前記第１の連通管と前記第２の連通管とは前記連続部を介して互いに直交するように配置されることを特徴とする消音装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の消音装置において、
前記第３の連通管は、前記第１の連通管の延設方向と反対方向に延びることを特徴とする消音装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の消音装置において、
前記第１の連通管の管長をＬ１，前記第２の連通管の管長をＬ２，前記第３の連通管の管長をＬ３，前記連続部の管長をＬ４としたときに、少なくとも以下の数式から導き出せる第１の効果周波数Ｆ１，第２の効果周波数Ｆ２及び第３の効果周波数Ｆ３を消音せしめることを特徴とする消音装置。
【数１】
2018080685.tif 000005
ここで、ｃは常温での音速，Ｓは連通管の断面積，Ｖはレゾネータ本体の容積。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消音装置に係り、特に、内燃機関の吸気通路に設けられ、吸気騒音を低減する消音装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の駆動によって吸気バルブが開閉することで脈動音が発生し、該脈動音が吸気騒音となることが知られており、この吸気騒音を低減するためにレゾネータやサイドブランチ型レゾネータ（以下、「サイドブランチ」という）などを吸気通路と連続的に形成した消音装置が知られている。
【０００３】
図３に示すようにレゾネータ１１０は、所定容積のレゾネータ本体１１０ａと吸気通路１１２から分岐し、吸気通路１１２とレゾネータ本体１１０ａとを連通せしめる連通管１１１を有しており、ヘルムホルツの共鳴理論等に基づいて計算される周波数の騒音を低減するようにレゾネータ本体１１０ａの容積を定めている。
【０００４】
サイドブランチ１２０は、所定の均一断面を有する有底筒状の筒状体であり、吸気通路１１２から分岐している。サイドブランチ１２０は、低減しようとする周波数に応じてサイドブランチ１２０の全長を適宜定めている。
【０００５】
また、内燃機関に連通する吸気通路から発せられる騒音は、吸気バルブが開いた際に空気を吸引することによる空気の間欠流を原因とする吸気音であることが知られている。この吸気音は種々の周波数を含んでおり、耳障りな騒音となり得る特定の周波数を減衰させるために、上述したレゾネータの容積やサイドブランチの長さを適宜調整しながら、これらのレゾネータやサイドブランチを吸気通路から分岐するように配置することが行われており、このような消音装置は種々の形態が知られている。
【０００６】
特許文献１に記載の消音装置は、複数の消音器のうち、第１の消音器は、吸気通路の長さ方向及び該長さ方向に直交する方向に広がる共鳴室を備え、第２の消音器は、共鳴室内に配置されて膨張室を備え、共鳴室の吸気通路への連通口と、膨張室の吸気通路への連通口とは吸気通路の長さ方向に並んで配置され、少なくとも、共鳴室の吸気通路への連通口を含む第１の消音器の部分と、膨張室の吸気通路への連通口を含む第２の消音器の部分と吸気通路とは、一体成型により一体に形成されている。
【０００７】
特許文献２に記載された消音装置は、吸気通路の一部を形成する吸気通路形成壁と大気と遮断する遮断壁とで囲まれる空間からなる共鳴室と、吸気通路内と共鳴室とを連通させる連通管を吸気通路形成壁から共鳴室内に延びて設けることで構成される連通管とを備えるヘルムホルツタイプ消音器と、吸気通路形成壁から共鳴室内に突出する有底筒状壁にて構成されるサイドブランチタイプ消音器と、を有し、別々に形成されて一体にされる第１、第２、第３のピースで構成される消音装置であって、第１のピースに吸気通路形成壁と、遮断壁の一部と、連通管の少なくとも一部と、有底筒状壁の一部が形成されており、第２のピースに遮断壁の一部とは異なるさらなる一部と、第１のピースに連通管の一部のみが形成されている場合には連通管の残余の部分と、有底筒状壁の残余の部分が形成されており、第３のピースに遮断壁の残余の部分が形成されている。
【０００８】
特許文献３に記載された消音装置は、内燃機関の吸排気管内に連通する空間を形成し、共鳴による消音機能を奏する中空部を含んで構成される内燃機関の消音装置において、中空部内の容積を可変にする容積可変手段を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２９４２７８号公報
【特許文献２】特開２００８−１３３７７１号公報
【特許文献３】特開２００９−３６１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の消音装置の構成によると、レゾネータとサイドブランチをそれぞれ必要とすることから、吸気通路からレゾネータとサイドブランチのそれぞれが分岐する構造となることから、吸気通路の近傍にこれらの部材を配置するスペースを確保する必要があると共に、特定の周波数を減衰させるために、レゾネータ本体の容量やサイドブランチの長さを確保する必要があり、省スペース化が求められるエンジンルーム内にこれらの部材を配置することが非常に難しいという問題があった。また、吸気通路から複数の部材を分岐させる構造であるため、吸気通路の内壁には、分岐する箇所に孔が形成されることで、該孔によって空気の乱れが生じるという問題があった。この空気の乱れは通気抵抗の悪化の原因となることから、この通気抵抗を抑えることが難しいと言う問題もあった。
【００１１】
そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、十分に騒音を低減させることができると共に、省スペース化を図ることができ、吸気通路の通気抵抗の悪化を抑えることができる消音装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る消音装置は、所定容積のレゾネータ本体と、該レゾネータ本体と内燃機関の吸気通路とを連通する連通管とを有する消音装置において、前記連通管は、一端が前記吸気通路と連通する第１の連通管と、一端が前記レゾネータ本体と連通する第２の連通管と、前記第１の連通管及び前記第２の連通管の他端とそれぞれ連通する連続部を備え、前記連続部には第３の連通管が形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る消音装置において、前記第１の連通管と前記第２の連通管とは前記連続部を介して互いに直交するように配置されると好適である。
【００１４】
また、本発明に係る消音装置において、前記第３の連通管は、前記第１の連通管の延設方向と反対方向に延びると好適である。
【００１５】
また、本発明に係る消音装置において、前記第１の連通管の管長をＬ１，前記第２の連通管の管長をＬ２，前記第３の連通管の管長をＬ３，前記連続部の管長をＬ４としたときに、少なくとも以下の数式から導き出せる第１の効果周波数Ｆ１，第２の効果周波数Ｆ２及び第３の効果周波数Ｆ３を消音せしめると好適である。
【数１】
2018080685.tif 000003
ここで、ｃは常温での音速，Ｓは連通管の断面積，Ｖはレゾネータ本体の容積。
【００１６】
上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る消音装置は、第１の連通管及び第２の連通管の他端とそれぞれ連通する連続部を備え、連続部には第３の連通管が形成されるので、複数の周波数を減衰して十分に騒音を低減させることができると共に、吸気通路の内壁に複数の孔を形成する必要がないために通気抵抗の悪化を抑えることができ、省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る消音装置の概要を説明するための図。
【図２】本実施形態に係る消音装置の消音効果を説明するためのグラフ。
【図３】従来の消音装置の概要を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る消音装置の概要を説明するための図であり、図２は、本実施形態に係る消音装置の消音効果を説明するためのグラフであり、図３は、従来の消音装置の概要を説明するための図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態に係る消音装置１は、外気を図示しないエアクリーナによって塵埃等をろ過した後に内燃機関にろ過された外気を導入するための吸気通路１２に取り付けられている。吸気通路１２は、内壁が平滑に形成された筒状部材であり、その断面形状は円形、楕円形、多角形など、種々の形態が知られている。
【００２２】
また、本実施形態に係る消音装置１は、所定の容積を有するレゾネータ本体１１と、該レゾネータ本体１１と吸気通路１２とを連通する連通管１３とを備えている。レゾネータ本体１１は、直方体や円筒形状等種々の形状に形成することができ、その容積は、減衰しようとする周波数に応じてヘルムホルツの共鳴理論に基づいて決定される。
【００２３】
連通管１３は、一端が吸気通路１２から分岐する第１の連通管１４と、一端がレゾネータ本体１１と連通する第２の連通管１５と、第１の連通管１４と第２の連通管１５のそれぞれの他端と連続する連続部１７を備えている。第１の連通管１４と第２の連通管１５は、連続部１７を介して互いに略直交するように配置されている。
【００２４】
また、連通管１３は、連続部１７に形成された第３の連通管１６を備えている。第３の連通管１６は連続部１７に連続的に形成されていればどの方向に延設するように形成されても構わないが、例えば、第１の連通管１４の延設方向と反対方向に延びると好適である。
【００２５】
連通管１３は、略一定の断面積を有する管状の部材であり、その断面積は吸気通路１２やレゾネータ本体１１の断面積よりも小さく形成されている。また、第１の連通管１４，第２の連通管１５，第３の連通管１６及び連続部１７の断面積は略同一に形成されており、これらの内壁は平滑に形成されている。
【００２６】
連通管１３及びレゾネータ本体１１は、どのような材質で形成しても構わないが、例えば、合成樹脂で形成されると好適であり、例えばポリプロピレン系樹脂やポリアミド系樹脂等の熱可塑性の合成樹脂が好適に用いられる。また、連通管１３とレゾネータ本体１１は、一体に形成しても構わないし、連通管１３とレゾネータ本体１１とを別体に形成したのち、公知の結合手段によってこれらの部材を組み合わせても構わない。同様に、連通管１３も第１の連通管１４，第２の連通管１５，第３の連通管１６並びに連続部１７を一体に形成しても構わないし、これらの部材を別体に形成した後に適宜組み合わせても構わない。
【００２７】
このように形成した本実施形態に係る消音装置１は、第１の連通管１４，第２の連通管１５，第３の連通管の長さは其々Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３及びＬ４（ｍｍ）としたときに、以下の数式から導き出せる第１〜第３の効果周波数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を消音することができる。
【数２】
2018080685.tif 000004
ここで、ｃは常温での音速（ｍ／ｓ）、Ｓは連通管１３の断面積（ｍｍ２）、Ｖはレゾネータ本体１１の容積（Ｌ）である。
【００２８】
本実施形態に係る消音装置１は、吸気通路１２から分岐する連通管１３が単一であるため、消音装置１の設置に伴って吸気通路１２の内壁に形成される孔の数を低減することができ、該孔の数の増加に伴う通気抵抗の悪化を抑えることができる。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態に係る消音装置１に係る実施例は、従来の構成の比較例１〜３の減衰量と比較して、比較例１でも減衰できていた第１の効果周波数Ｆ１に加え、第２の効果周波数Ｆ２及び第３の効果周波数Ｆ３についても有意な減衰量を確認することができた。なお、これらの第１〜第３の効果周波数Ｆ１〜Ｆ３は、上述した関係式を用いて適宜調整可能である。
【００３０】
これに対し、比較例１で減衰効果の確認できていた効果周波数Ｆ２´については、レゾネータの連通管の影響によるものであって従来の設計方法では効果周波数Ｆ１の低減を目的としたうえで副次的に得られる効果であって直接制御できていない効果周波数であるが、本実施形態に係る消音装置１によれば、第２の効果周波数Ｆ２についても減衰させた周波数として設計することが可能となる。さらに、図２は、各実施例及び比較例１〜３の減衰量を比較したものであり、縦軸の減衰量が高い程効果があるものとして判定される。
【００３１】
上述した比較例１〜３は、比較例１は、吸気通路にレゾネータを連通管を介して取り付けた形態の減衰量を測定したものであり、比較例２は、吸気通路にサイドブランチを取り付けた形態の減衰量を測定したものであり、比較例３は、吸気通路のみの減衰量を測定したものである。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態に係る消音装置１は、第１の連通管及び第２の連通管の他端とそれぞれ連通する連続部を備え、連続部には第３の連通管が形成されるので、複数の周波数を減衰して十分に騒音を低減させることができると共に、省スペース化を図ることができ、吸気通路から分岐する連通管の数を抑えることで吸気通路の通気抵抗の悪化を抑えることができる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、第３の連通管１６は、第１の連通管１４の延設方向と反対方向に延びるように形成した場合について説明を行ったが、第３の連通管１６は、第２の連通管１５の延設方向と反対方向に延びるように形成しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３４】
１    消音装置，    １１，１１０ａ    レゾネータ本体，  １２，１１２    吸気通路，  １３，１１１    連通管，    １４  第１の連通管，    １５  第２の連通管，    １６  第３の連通管，    １７  連続部，    １１０  レゾネータ，    １２０  サイドブランチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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