(57)【要約】【課題】排気などの通気管内の気流に伴って生じる放射音が外部へ漏れるのを抑制する。【解決手段】通気管４は収納管６内に疑似円筒形凹多面体からなる低剛性化部１２を形成している。このため通気管４内から作用する圧力振動により低剛性化部１２の管壁は容易に膜振動を生じ、管壁を介して吸音材８に圧力振動を十分に伝達することができる。特に疑似円筒形凹多面体の表面凹凸の深さｄと低剛性化部１２を構成している部材の厚さｔとの関係がｄ＜√２・ｔあるいはｄ＜２・ｔであれば、更に柔軟に変形して容易に大きな膜振動を生じる。このことにより通気管４に固体同士で接触している吸音材８への圧力振動伝達をより高効率に実行できるので、課題を達成できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を気流通路とする通気管とこの通気管を空間を介して非接触状態で内部に収納する収納管とを備えることにより、通気管内の気流に伴って生じる放射音を低減する気流通路放射音低減構造であって、
前記通気管は、前記収納管内の領域における管壁の全部又は一部が、貫通孔以外の形状と材質との一方又は両方により低剛性化されていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項２】
内部を気流通路とする通気管とこの通気管を空間を介して非接触状態で内部に収納する収納管とを備えることにより、通気管内の気流に伴って生じる放射音を低減する気流通路放射音低減構造であって、
前記通気管は、前記収納管内の領域における管壁の全部又は一部が、貫通孔以外の形状により低剛性化されていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の気流通路放射音低減構造において、前記空間の一部又は全部に吸音材が配置されていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記通気管は、前記収納管内の領域における管壁には貫通孔が形成されていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記低剛性化は、前記通気管の管壁が軸方向に伸縮性がある構成とされていることにより実現されていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記低剛性化は、前記通気管の管壁が、前記通気管の軸方向に波状形状に形成されていることにより実現されていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記低剛性化は、前記通気管の管壁を多面体とすることにより実現されていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項８】
請求項７に記載の気流通路放射音低減構造において、前記多面体は、疑似円筒形凹多面体として形成されていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項９】
請求項８に記載の気流通路放射音低減構造において、前記疑似円筒形凹多面体として形成されている管壁は、凹部分の深さｄと壁厚ｔとの関係がｄ＜√２・ｔとされていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項１０】
請求項８に記載の気流通路放射音低減構造において、前記疑似円筒形凹多面体として形成されている管壁は、凹部分の深さｄと壁厚ｔとの関係がｄ＜２・ｔとされていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項１１】
請求項６に記載の気流通路放射音低減構造において、前記波状形状は、前記通気管の管壁が軸方向に蛇腹状に形成されていることにより実現されていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記収納管は消音器の外筒内に配置されたレゾネスカバーであり、このレゾネスカバーは、前記空間を形成する領域の全部又は一部が低剛性化されていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項１３】
内部を気流通路とする通気管とこの通気管の一部又は全部を空間を介して内部に収納するレゾネスカバーとを外筒内に収納した消音器にて通気管内の気流に伴って生じる放射音を低減する気流通路放射音低減構造であって、
前記レゾネスカバーは、全部又は一部が、貫通孔以外の形状と材質との一方又は両方により低剛性化されていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項１４】
請求項１３に記載の気流通路放射音低減構造において、前記空間の一部又は全部に吸音材が配置されていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記レゾネスカバーにおける低剛性化は、請求項５〜１１のいずれか一項に記載の前記通気管の管壁における低剛性化の構成を採用していることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記通気管は内部の気流通路を内燃機関の排気通路としていることを特徴とする気流通路放射音低減構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を気流通路とする通気管とこの通気管を空間を介して非接触状態で内部に収納する収納管とを備えることにより、通気管内の気流に伴って生じる放射音を低減する気流通路放射音低減構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
通気管内の気流に伴って生じる放射音を低減する気流通路放射音低減構造、例えば内燃機関の排気管における排気騒音を低減する消音器が知られている（例えば特許文献１，２，３参照）。
【０００３】
特許文献１では小孔が穿設された金属管とこの金属管の周囲に配設された繊維状の吸音材とこの吸音材の外側を覆うシェルとからなる消音器において、金属管と繊維状の吸音材の間にセラミックファイバー等の織布が配設されたものを開示している。
【０００４】
特許文献２では多数の小孔を穿設した排気管とこれを囲繞する外筒との間に吸音材を充填すると共に、外筒の一方の端部と排気管とをスライド自在とした吸音型消音器において、上記排気管に、その長手方向へ延びる複数の帯状の突部を一体に設け、当該各突部で外筒の上記端部を支持したものを開示している。
【０００５】
特許文献３では消音器の導ガスパイプの少なくとも一方の導ガスパイプにおける消音器のハウジングと嵌合する嵌合端部を、嵌合端部以外の部分よりも大径に形成し、導ガスパイプに連通孔を形成するとともにその外周に空間部を介してカバーパイプを配置し、カバーパイプの一端を導ガスパイプの嵌合端部に嵌合したものを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２６０９３８号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献２】実開平５−９１６号公報（第６−８頁、図１，２，３，６）
【特許文献３】特開２００４−６０５２３号公報（第３−５頁、図１，２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしいずれの特許文献においても、排気の圧力振動による騒音成分は、排気通路の剛直な管壁に開口している貫通孔を介して吸音材に吸収されることにより排気騒音を低減させている。したがって吸音材による吸収効率が低く、全体として長大化せざるを得ない。このため自動車などでは車両の軽量化が困難となる。この貫通孔の分布密度を高めても吸音材に対して排気の圧力振動が直接伝達されるにも限度があり、かえって圧力振動が外部に漏れるおそれがある。
【０００８】
本発明は、通気管内の気流に伴って生じる放射音が外部へ漏れるのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用・効果について記載する。
請求項１に記載の気流通路放射音低減構造は、内部を気流通路とする通気管とこの通気管を空間を介して非接触状態で内部に収納する収納管とを備えることにより、通気管内の気流に伴って生じる放射音を低減する気流通路放射音低減構造であって、前記通気管は、前記収納管内の領域における管壁の全部又は一部が、貫通孔以外の形状と材質との一方又は両方により低剛性化されていることを特徴とする。
【００１０】
このように通気管は、収納管内の領域における管壁の全部又は一部が、その形状と材質との一方又は両方により低剛性化されている。この低剛性化形状には貫通孔による低剛性化は含まず、貫通孔が存在する場合にも貫通孔以外の部分で低剛性化されている。
【００１１】
このように通気管の管壁自体が上述したごとく低剛性化されているため、気流通路側から管壁に作用する圧力振動により、管壁は容易に膜振動を生じる。したがって貫通孔の有無にかかわらず気流の圧力振動が通気管の管壁に作用することにより、管壁は圧力振動を十分に吸収して自身が振動することになる。
【００１２】
しかし通気管を覆っている収納管は、通気管とは非接触状態である。このため、気流の圧力振動エネルギーはそのほとんどが通気管の管壁を振動することのみに用いられ、この管壁から収納管側にはほとんど振動エネルギーは伝達されない。
【００１３】
このため気流の圧力振動エネルギーは、通気管のみで熱エネルギーに変化することで、あるいは通気管と収納管との間に吸音材が存在すれば吸音材にても熱エネルギーに変化することで消費される。このことにより収納管の振動が抑制され、通気管内の気流に伴って生じる放射音が収納管から外部へ漏れるのを抑制することができる。
【００１４】
請求項２に記載の気流通路放射音低減構造は、内部を気流通路とする通気管とこの通気管を空間を介して非接触状態で内部に収納する収納管とを備えることにより、通気管内の気流に伴って生じる放射音を低減する気流通路放射音低減構造であって、前記通気管は、前記収納管内の領域における管壁の全部又は一部が、貫通孔以外の形状により低剛性化されていることを特徴とする。
【００１５】
特に形状により低剛性化することで材質によらなくても良いことから、従来用いられている材質によっても、前記請求項１にて述べたごとくの作用・効果が実現可能となる。
請求項３に記載の気流通路放射音低減構造では、請求項１又は２に記載の気流通路放射音低減構造において、前記空間の一部又は全部に吸音材が配置されていることを特徴とする。
【００１６】
特に空間において、その一部又は全部に吸音材を配置することにより、吸音材と通気管とが接触していれば、膜振動する通気管の管壁から吸音材に圧力振動を十分に与えることができる。すなわち吸音材と通気管とが接触していれば通気管の管壁と吸音材との間の圧力振動伝達は固体間であるため、高効率で管壁から吸音材に圧力振動が伝達されて、吸音材での騒音吸収効率が高まる。吸音材が液体を含んでいる場合には、固体間に加えて固体と液体との間の圧力振動伝達もあるが、この場合には高効率に圧力振動が熱エネルギーに変換されて騒音吸収効率が更に高まる。
【００１７】
吸音材が通気管に非接触である場合は、通気管から収納管側への圧力振動伝達自体が問題なくなると共に、収納管自体が吸音材により振動が抑制されるので、通気管内の気流に伴って生じる放射音が収納管から外部へ漏れるのを十分に抑制できる。
【００１８】
請求項４に記載の気流通路放射音低減構造では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記通気管は、前記収納管内の領域における管壁には貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
このように通気管に貫通孔が形成されている場合も、前述したごとく貫通孔以外での管壁の形状と材質との一方又は両方により低剛性化され、あるいは管壁の形状により低剛性化されていることにより、収納管に振動が伝達される前に通気管の振動により圧力振動は、通気管により、あるいは通気管と吸音材とにより、熱エネルギーに変換される。このことで収納管の振動が抑制され、通気管内の気流に伴って生じる放射音が収納管から外部へ漏れるのを抑制することができる。
【００２０】
請求項５に記載の気流通路放射音低減構造では、請求項１〜４のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記低剛性化は、前記通気管の管壁が軸方向に伸縮性がある構成とされていることにより実現されていることを特徴とする。
【００２１】
このように低剛性化は通気管の管壁が軸方向に変位しやすくすることによっても実現でき、圧力振動により管壁が軸方向に容易に振動できる。このことにより収納管に振動が伝達される前に通気管の十分な振動により、圧力振動は、通気管あるいは通気管と吸音材とにより熱エネルギーに変換されるので、収納管の振動が抑制され、通気管内の気流に伴って生じる放射音が収納管から外部へ漏れるのを抑制することができる。
【００２２】
請求項６に記載の気流通路放射音低減構造では、請求項１〜５のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記低剛性化は、前記通気管の管壁が、前記通気管の軸方向に波状形状に形成されていることにより実現されていることを特徴とする。
【００２３】
このように軸方向に波状形状に管壁を形成することで低剛性化しても良く、圧力振動により通気管の管壁が軸方向に変位したり、軸がぶれたりする。このことにより収納管に振動が伝達される前に前述したごとく圧力振動は熱エネルギーに変換されるので、収納管の振動が抑制され、通気管内の気流に伴って生じる放射音が収納管から外部へ漏れるのを抑制することができる。
【００２４】
又、通気管の管壁が軸方向に波状形状に形成されていることにより、この管壁に吸音材が接触している構成では、吸音材が軸方向にずれにくくなり、気流通路放射音低減構造の耐久性が向上する。
【００２５】
請求項７に記載の気流通路放射音低減構造では、請求項１〜５のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記低剛性化は、前記通気管の管壁を多面体とすることにより実現されていることを特徴とする。
【００２６】
低剛性化は管壁を多面体とすることにより実現できる。多面体の場合には、その種類によって外部からの押圧に対してつぶれにくい場合がある。しかし多面体ではその稜を挟んだ面間の角度が変化することで内部からの圧力振動に対して柔軟に変形し、多面体全体が膨張したり収縮したりすることができる。このことに伴って多面体の外周面により容易に膜振動を生じさせることができ、収納管に振動が伝達される前に通気管の十分な振動により圧力振動は通気管あるいは通気管と吸音材とにより熱エネルギーに変換される。こうして収納管の振動が抑制され、通気管内の気流に伴って生じる放射音が収納管から外部へ漏れるのを抑制することができる。
【００２７】
又、通気管の管壁が多面体として形成されていることにより、この管壁に吸音材が接触している構成では、吸音材が多面体の角によりずれにくくなり、気流通路放射音低減構造の耐久性が向上する。
【００２８】
請求項８に記載の気流通路放射音低減構造では、請求項７に記載の気流通路放射音低減構造において、前記多面体は、疑似円筒形凹多面体として形成されていることを特徴とする。
【００２９】
このように多面体として採用できる種類としては、疑似円筒形凹多面体を挙げることができる。このような疑似円筒形凹多面体では外部からの押圧に対しては単なる円筒形よりもつぶれにくいが、管壁内部を流れる気体からの圧力変動に対しては決して剛直でなく、柔軟に変形することで、膨張・伸縮して対応できるので低剛性化できる。
【００３０】
請求項９に記載の気流通路放射音低減構造では、請求項８に記載の気流通路放射音低減構造において、前記疑似円筒形凹多面体として形成されている管壁は、凹部分の深さｄと壁厚ｔとの関係がｄ＜√２・ｔとされていることを特徴とする。
【００３１】
このような関係は通気管の管壁における断面二次モーメントの平均値の観点から疑似円筒形凹多面体の曲げ剛性を低くして変形しやすくできる範囲を表しており、このような関係とすることにより、内部からの圧力変動に対して、より柔軟に管壁が変形するようにして低剛性化することができる。
【００３２】
請求項１０に記載の気流通路放射音低減構造では、請求項８に記載の気流通路放射音低減構造において、前記疑似円筒形凹多面体として形成されている管壁は、凹部分の深さｄと壁厚ｔとの関係がｄ＜２・ｔとされていることを特徴とする。
【００３３】
このような関係は通気管の管壁における断面二次モーメントの極小値の観点から疑似円筒形凹多面体の曲げ剛性を低くして変形しやすくできる範囲を表しており、このような関係とすることによって、内部からの圧力変動に対して、より柔軟に管壁が変形するようにして低剛性化することができる。
【００３４】
請求項１１に記載の気流通路放射音低減構造では、請求項６に記載の気流通路放射音低減構造において、前記波状形状は、前記通気管の管壁が軸方向に蛇腹状に形成されていることにより実現されていることを特徴とする。
【００３５】
軸方向の波状形状としては蛇腹状に管壁を形成することで低剛性化しても良く、圧力振動により通気管の管壁が、特に軸方向で十分に伸縮するようにできる。
請求項１２に記載の気流通路放射音低減構造では、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記収納管は消音器の外筒内に配置されたレゾネスカバーであり、このレゾネスカバーは、前記空間を形成する領域の全部又は一部が低剛性化されていることを特徴とする。
【００３６】
更に収納管を、レゾネスカバーとした場合には、このレゾネスカバーの周囲の空間を覆って更に外筒が存在する。このことからレゾネスカバー自体も、空間を形成する領域の全部又は一部を低剛性化したものとしても良い。
【００３７】
このように構成することで、更にレゾネスカバー自体が振動しやすくなり、振動を熱エネルギーに容易に変換でき、外筒の外部へ放射音が漏れるのを抑制できる。
請求項１３に記載の気流通路放射音低減構造は、内部を気流通路とする通気管とこの通気管の一部又は全部を空間を介して内部に収納するレゾネスカバーとを外筒内に収納した消音器にて通気管内の気流に伴って生じる放射音を低減する気流通路放射音低減構造であって、前記レゾネスカバーは、全部又は一部が、貫通孔以外の形状と材質との一方又は両方により低剛性化されていることを特徴とする。
【００３８】
このように通気管が低剛性化されているか否かにかかわらず、レゾネスカバーについてその全部又は一部を低剛性化したものとしても良い。
このように構成することで、レゾネスカバーの膜振動が熱エネルギーに容易に変換されて騒音の吸収効率を高めることができ、外部への放射音となるのを抑制できる。
【００３９】
請求項１４に記載の気流通路放射音低減構造では、請求項１３に記載の気流通路放射音低減構造において、前記空間の一部又は全部に吸音材が配置されていることを特徴とする。
【００４０】
特にレゾネスカバーと通気管との間の空間において、その一部又は全部に吸音材を配置することにより、吸音材とレゾネスカバーとが接触していれば、膜振動するレゾネスカバーの管壁から吸音材に圧力振動を十分に与えることができる。すなわち吸音材とレゾネスカバーとが接触していればレゾネスカバーの管壁と吸音材との間の圧力振動伝達は固体間であるため、高効率で管壁から吸音材に圧力振動が伝達されて、吸音材での騒音吸収効率が高まる。吸音材が液体を含んでいる場合には、固体間に加えて固体と液体との間の圧力振動伝達もあるが、この場合には高効率に圧力振動が熱エネルギーに変換されて騒音吸収効率が更に高まる。
【００４１】
吸音材がレゾネスカバーに非接触である場合でも内部の通気管が吸音材に接触していれば、通気管が剛直でもこの通気管からレゾネスカバー側への圧力振動伝達はほとんど問題ない。伝達されたとしてもレゾネスカバーが十分に振動を熱エネルギーに変換できるので騒音の吸収効率を高めることができる。
【００４２】
請求項１５に記載の気流通路放射音低減構造では、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記レゾネスカバーにおける低剛性化は、請求項５〜１１のいずれか一項に記載の前記通気管の管壁における低剛性化の構成を採用していることを特徴とする。
【００４３】
レゾネスカバーの低剛性化についても、請求項５〜１１のいずれか一項に記載した通気管の管壁における低剛性化の構成を採用することができる。
このことによりレゾネスカバー自体が、あるいは吸音材と共に、十分に振動を熱エネルギーに変換できるので騒音の吸収効率を高めることができる。
【００４４】
請求項１６に記載の気流通路放射音低減構造では、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の気流通路放射音低減構造において、前記通気管は内部の気流通路を内燃機関の排気通路としていることを特徴とする。
【００４５】
このように気流通路放射音低減構造を内燃機関の排気通路に適用すると、前述した作用・効果により、小型の気流通路放射音低減構造としても内燃機関の排気騒音を効果的に抑制できる。このため自動車などでは車両の軽量化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態１の消音器を示す斜視図。
【図２】実施の形態１の消音器の部分破断斜視図。
【図３】（ａ），（ｂ）実施の形態１の低剛性化部の部分拡大説明図。
【図４】（ａ），（ｂ）実施の形態１の低剛性化部の伸縮変形説明図。
【図５】実施の形態２の消音器の一例を示す構成説明図。
【図６】実施の形態２の消音器の一例を示す構成説明図。
【図７】実施の形態２の消音器の一例を示す構成説明図。
【図８】実施の形態３の消音器の一例を示す部分破断斜視図。
【図９】実施の形態３の消音器の一例を示す部分破断斜視図。
【図１０】実施の形態４のレゾネスカバータイプの消音器の断面図。
【図１１】実施の形態４のレゾネスカバー配置部分の斜視図。
【図１２】実施の形態４のレゾネスカバー配置部分の部分縦断面図。
【図１３】実施の形態４のレゾネスカバー配置部分の部分破断斜視図。
【図１４】実施の形態４のレゾネスカバー配置部分を吸音材を除いて示す部分破断斜視図。
【図１５】実施の形態６の気流通路放射音低減装置を示す斜視図。
【図１６】実施の形態６の気流通路放射音低減装置の部分破断斜視図。
【図１７】実施の形態６の気流通路放射音低減装置の部分破断拡大構成説明図。
【図１８】他の実施の形態の消音器の一例を示す部分破断拡大構成説明図。
【図１９】他の実施の形態の消音器の一例を示す部分破断拡大構成説明図。
【図２０】他の実施の形態の消音器の一例を示す部分破断拡大構成説明図。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
［実施の形態１］
図１は車両用内燃機関の排気系に取り付けられる消音器２を示す斜視図であり、上述した気流通路放射音低減構造が適用されたものである。消音器２は、金属製の通気管４及び収納管６を備え、収納管６は通気管４の一部を内部に収納している。収納管６の両端には端壁６ａ，６ｂが形成されており、この端壁６ａ，６ｂにより、部分破断状態を表している図２に示すごとく、収納管６内における通気管４の一部を密閉している。
【００４８】
収納管６の内部空間にはガラスウール、セラミックファイバー、アルミナファイバー、シリカファイバーといった繊維状（繊維の塊、織布、不織布などの形態）の吸音材８が充填されている。この吸音材８は収納管６の内周面と通気管４の外周面とにそれぞれ接触している。尚、吸音材８は均質の繊維の塊、織布、不織布などの形態でも良いが、これらの複数を層状に充填したものでも良い。更にこれらの繊維状の材料に液体が含浸されたものでも良い。
【００４９】
収納管６内に収納されている部分の通気管４には、その管壁１０の一部に低剛性化部１２が形成されている。本実施の形態の低剛性化部１２は多面体からなり、全体形状が疑似円筒形に形成されている。この多面体は具体的には疑似円筒形凹多面体（ＰＣＣＰ：Ｐｓｅｕｄｏ−Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｃａｖｅ  Ｐｏｌｙｈｅｄｒａｌ  Ｓｈｅｌｌ）である。このＰＣＣＰは凹凸の折線状の稜を境界とする三角形あるいは台形を組み合わせた形状のものが該当する。図２では三角形を組み合わせたものを例示している。
【００５０】
このようなＰＣＣＰは、稜を挟んだ面間角度が変化することで外形が膨張したり収縮したりし、単なる円筒に比較して同じ材質・厚さでも柔軟性が生じる。したがって低剛性化部１２では通気管４における他の部分に比較して剛性が低くなっている。すなわち低剛性化部１２では貫通孔以外の形状により低剛性化している。
【００５１】
ここで低剛性化部１２は、図３の（ａ）に拡大して示すごとく、上述した折線状の稜は、周方向に環状に配列した稜１２ａと、通気管４の軸方向に対して斜めに配置されて全体ではねじれ方向の異なる２種のヘリカル状の配列とされている稜１２ｂ，１２ｃとが存在する。そして、これらの直線状の３種類の稜１２ａ，１２ｂ，１２ｃにて囲まれた三角形部分１２ｄが多数存在することで全体として疑似円筒形を形成している。
【００５２】
３種類の稜１２ａ，１２ｂ，１２ｃの内で、周方向に環状に配列した稜１２ａは１８０°未満の面間角度の折り曲げ部分であることにより凹部を形成し、螺旋状に配列した稜１２ｂ，１２ｃは１８０°を越えた面間角度の折り曲げ部分であることにより凸部を形成している。このことにより低剛性化部１２は軸方向には凹凸が繰り返しており、低剛性化部１２は通気管４の軸方向に波状形状に形成されているものと見ることができる。
【００５３】
図３の（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である図３の（ｂ）に示すごとく稜１２ａの両側の三角形部分１２ｄの各頂点Ｐとの間には深さｄの位置に凹んだ状態で稜１２ａの中央点Ｂが存在する。
【００５４】
この深さｄと低剛性化部１２を構成している部材の厚さｔとの関係を、次の式１のごとくとすると、本実施の形態のＰＣＣＰは、低剛性化部１２内部からの圧力変動に対して変形が比較的生じやすくなる。すなわち低剛性化を促進できる。
【００５５】
［式１］  ｄ＜√２・ｔ
ここで「√２」は２の平方根を示している。この式１はＰＣＣＰの構造解析に基づき、低剛性化部１２の管壁折り曲げにおける断面二次モーメントの平均値の観点から変形しやすくなる範囲を表したものである。
【００５６】
したがって図４の（ａ）に矢線にて示すごとく低剛性化部１２が、軸方向にバネのごとく伸縮変形してその伸縮波動が軸方向に生じると共に、更に低剛性化部１２の横断面形状が変形しやすくなるので、図４の（ｂ）に矢線にて示すごとく径方向に振動する波動も十分に生じることになる。
【００５７】
又、次の式２のごとくの関係とすることにより低剛性化部１２を低剛性化して、内部からの圧力変動に対して低剛性化部１２の変形を生じやすくしても良い。
［式２］  ｄ＜２・ｔ
この式２は、ＰＣＣＰの構造解析に基づき、低剛性化部１２の管壁折り曲げにおける断面二次モーメントの極小値の観点から変形しやすくなる範囲を表したものである。
【００５８】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（１）通気管４は収納管６内に収納された管壁部分には、その一部に、多面体、特に疑似円筒形凹多面体が形成されていることにより低剛性化された低剛性化部１２が存在する。すなわち貫通孔以外の形状により低剛性化された部分が存在する。
【００５９】
このように通気管４の管壁自体が上述したごとく低剛性化されているため、通気管４内の気流通路側から低剛性化部１２の管壁に作用する圧力振動により、管壁は容易に膜振動を生じる。ここでは稜１２ａ，１２ｂ，１２ｃでの面間角度が変動することで図４の（ａ）や（ｂ）に示したごとく柔軟に振動して容易に大きい膜振動を生じさせることができ、管壁を介して吸音材８に圧力振動を十分に伝達することができる。
【００６０】
通気管４の低剛性化部１２が前記式１又は前記式２となるように設定された疑似円筒形凹多面体であれば、特に径方向に変形しやすい設計となることから、更に柔軟に振動して、管壁に固体同士で接触している吸音材８への圧力振動伝達を、より高効率に実行できる。
【００６１】
このような高効率な圧力振動伝達が管壁を介する膜振動にて可能となることにより、収納管６内部の通気管４に貫通孔が存在しなくても気流（ここでは内燃機関からの排気）の圧力振動を、通気管４の管壁を介して吸音材８側に十分に伝達することができる。
【００６２】
尚、管壁と吸音材８との間の圧力振動伝達は固体間であるため前述したごとく高効率であるが、更に吸音材８が液体を含んでいる場合には、固体間に加えて固体と液体との間の圧力振動伝達もあり、熱エネルギーへの変換が効率的に行われて、より高い騒音吸収効率となる。
【００６３】
こうして本実施の形態の消音器２が採用している気流通路放射音低減構造によれば、内部を排気通路としている通気管４周りの吸音材８において排気流により生じる騒音の吸収効率を十分に高められる。このことにより収納管６の振動が抑制され、通気管４内の排気流に伴って生じる放射音が収納管６から外部へ漏れるのを抑制することができる。
【００６４】
このことにより小型化した消音器２でも十分に消音効果を発揮でき、自動車などでは車両の軽量化に貢献できる。
［実施の形態２］
図５〜７に本実施の形態の消音器の部分破断斜視図及びその部分拡大図を示す。
【００６５】
図５に示す消音器５２は、通気管５４が、収納管５６内の部分において、低剛性化部６２以外の部分に貫通孔５４ａを形成している点が、前記実施の形態１の構成と異なる。収納管５６、吸音材５８、低剛性化部６２などの他の構成は前記実施の形態１と同じである。
【００６６】
図６に示す消音器１０２は、通気管１０４が、収納管１０６内の部分において、低剛性化部１１２も含めて全体に貫通孔１０４ａ，１１２ａを形成している点が、前記実施の形態１の構成と異なる。収納管１０６、吸音材１０８などの他の構成は前記実施の形態１と同じである。
【００６７】
図７に示す消音器１５２は、通気管１５４が、収納管１５６内の部分において、低剛性化部１６２に貫通孔１６２ａを形成している点が、前記実施の形態１の構成と異なる。収納管１５６、吸音材１５８などの他の構成は前記実施の形態１と同じである。
【００６８】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（１）このように通気管５４，１０４，１５４に貫通孔５４ａ，１０４ａ，１１２ａ，１６２ａが形成されている場合も、前記実施の形態１にて述べたごとく管壁の形状が疑似円筒形凹多面体とされたことにより低剛性化された低剛性化部６２，１１２，１６２が存在する。
【００６９】
このことにより、貫通孔５４ａ，１０４ａ，１１２ａ，１６２ａを介する圧力振動伝達に加えて、更に低剛性化されたことで容易に膜振動する管壁から吸音材５８，１０８，１５８へ圧力振動を十分に伝達することができる。このことにより通気管５４，１０４，１５４周りの吸音材５８，１０８，１５８において気流により生じる騒音の吸収効率を高めることができる。
【００７０】
こうして収納管５６，１０６，１５６の振動が抑制され、通気管５４，１０４，１５４内の排気流に伴って生じる放射音が収納管５６，１０６，１５６から外部へ漏れるのを抑制することができる。したがって消音器５２，１０２，１５２を小型化でき、自動車などでは車両の軽量化に貢献できる。
【００７１】
［実施の形態３］
図８に示すごとく本実施の形態の消音器２０２は、収納管２０６内において通気管２０４周りには吸音材２０８が存在するが、特に低剛性化部２１２の周囲には比重の大きいマット状吸音材２０８ａが巻き付けられている。このことにより吸音材２０８は複層化されている。
【００７２】
又、図９のごとく収納管２５６の内部空間２５６ａ内における吸音材としては、低剛性化部２６２に巻き付けられたマット状吸音材２５８のみとしても良い。
尚、図９の収納管２５６内における通気管２５４には低剛性化部２６２以外の部分に貫通孔２５４ａが設けられているが、この貫通孔２５４ａは設けなくても良い。又、低剛性化部２６２に貫通孔を設けても良い。図８に示した通気管２０４についても収納管２０６内において貫通孔を設けても良い。
【００７３】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（１）前記実施の形態１の効果を生じると共に次の効果を生じる。すなわち図８に示したごとく吸音材２０８とは比重の異なるマット状吸音材２０８ａが配置されたり、図９に示したごとく低剛性化部２６２の位置にマット状吸音材２５８が巻き付けられた構成の場合、振動により低剛性化部２１２，２６２に対する軸方向の位置ずれがマット状吸音材２０８ａ，２５８に生じるおそれがある。
【００７４】
しかしマット状吸音材２０８ａ，２５８が巻き付けられている低剛性化部２１２，２６２は、疑似円筒形凹多面体であることから、その表面の凹凸によりマット状吸音材２０８ａ，２５８との間の摩擦力が単なる円筒面である場合よりも高まっている。
【００７５】
このため前述した位置ずれに対して抵抗力が高まるので振動によるマット状吸音材２０８ａ，２５８の位置ずれを防止でき、消音器２０２，２５２の耐久性を高くできる。
［実施の形態４］
図１０に示すごとく本実施の形態では、気流通路放射音低減構造を、車両用内燃機関の排気系に取り付けられるレゾネスカバータイプの消音器３０２に適用した例を示している。
【００７６】
この消音器３０２は、外筒３０４と両端板３０６，３０８とにより外郭が形成されている。外筒３０４の内部空間は仕切板３１０，３１２により区画され、このことにより外筒３０４内には拡張室３１４，３１６，３１８が形成されている。
【００７７】
端板３０６と仕切板３１０，３１２とを貫通した状態に排気導入管３２０が配置されており、この排気導入管３２０の先端は図示左側の拡張室３１８に開口している。仕切板３１０，３１２は、それぞれインナーパイプ３２２，３２４により貫通されて、拡張室３１４，３１６，３１８の間が連通状態とされている。更に仕切板３１０，３１２と端板３０８とを貫通した状態にアウトレットパイプ３２６が配置されており、図示右側の拡張室３１４から消音器３０２の外部へ排気を排出している。
【００７８】
排気導入管３２０は、中央の拡張室３１６の部分にて、前記実施の形態１にて述べた疑似円筒形凹多面体３２０ａを形成することで低剛性化部とされており、この疑似円筒形凹多面体３２０ａは前記式１又は前記式２に示したごとくの厚さと深さとの関係にて形成されている。更にこの疑似円筒形凹多面体３２０ａには多数の貫通孔３２０ｂが形成されている。
【００７９】
疑似円筒形凹多面体３２０ａを中心として排気導入管３２０の外側には、レゾネスカバー（高周波共鳴管）３２８が、そのテーパー状の両端で排気導入管３２０に嵌合された状態で取り付けられている。このことによりレゾネスカバー３２８と排気導入管３２０との間に高周波共鳴室３３０が形成されることになる。
【００８０】
この高周波共鳴室３３０内には前記実施の形態１にて説明したごとくの材料からなる吸音材３３２が充填されている。尚、高周波共鳴室３３０内には、吸音材３３２は充填しなくても良く、あるいは前記図８又は図９に示したごとく、疑似円筒形凹多面体３２０ａの周辺部分にマット状吸音材を巻き付けても良い。
【００８１】
図１１に、排気導入管３２０においてレゾネスカバー３２８の配置部分を示す。図１２はレゾネスカバー３２８と吸音材３３２とを縦断して示した部分縦断面図、図１３はその斜視図、図１４は吸音材３３２を除いて示すレゾネスカバー３２８の部分破断斜視図である。
【００８２】
高周波共鳴室３３０を覆っているレゾネスカバー３２８は、両端の嵌合部３２８ａ，３２８ｂを除いて疑似円筒形凹多面体３２８ｃとして形成されている。したがってレゾネスカバー３２８についても低剛性化部が設けられていることになる。
【００８３】
この疑似円筒形凹多面体３２８ｃについても、排気導入管３２０側の疑似円筒形凹多面体３２０ａと同様に、前記式１又は前記式２に示したごとくの厚さと深さとの関係にて形成されている。
【００８４】
このような構成により図１０における右側から排気導入管３２０内に導入された内燃機関の排気は、矢線のごとく排気導入管３２０から消音器３０２内に導入されて、インナーパイプ３２４，３２２を介して、各拡張室３１８，３１６，３１４を経てアウトレットパイプ３２６により排出される。この間に、排気音中の高周波成分は高周波共鳴室３３０にて、低周波成分は各拡張室３１４，３１６，３１８にてそれぞれ消音されることになる。
【００８５】
以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（１）通気管に相当する排気導入管３２０に疑似円筒形凹多面体３２０ａによる低剛性化部が形成されているので、前記実施の形態１の効果を生じる。これと共に次の効果を生じる。
【００８６】
この消音器３０２では、収納管がレゾネスカバー３２８であり、その外側に更に外筒３０４が存在する。このことから、収納管であるレゾネスカバー３２８自体も、吸音材３３２を配置した空間（高周波共鳴室３３０）を形成する領域の一部が低剛性化されている。このように構成することで、更にレゾネスカバー３２８の振動が内部の吸音材３３２に高効率に伝達されて吸収されることから外筒３０４の外部への放射音となるのを抑制できる。
【００８７】
［実施の形態５］
本実施の形態は、前記実施の形態４の変形例である。
すなわち本実施の形態では、図１０〜図１４に示した構成に対して、レゾネスカバーは同様に疑似円筒形凹多面体による低剛性化部を形成した構成であるが、排気導入管については円筒体に多数の貫通孔を設けた構成のみであり、疑似円筒形凹多面体は形成していない。すなわち排気導入管は低剛性化していないものとしている。
【００８８】
この構成においても、前記実施の形態４にて説明したごとく、レゾネスカバーの振動が内部の吸音材に高効率に伝達されて吸収されるので、外筒の外部への放射音となるのを抑制できる。
【００８９】
［実施の形態６］
図１５〜１７に本実施の形態の気流通路放射音低減装置３５２を示す。この気流通路放射音低減装置３５２は、本発明の気流通路放射音低減構造が適用されたものである。図１５は通気管３５４の一部に形成された気流通路放射音低減装置３５２の斜視図を示し、図１６は収納管３５６を破断して示す部分破断斜視図である。図１７は図１６における正面図とその一部を拡大した図である。
【００９０】
この気流通路放射音低減装置３５２は内燃機関の消音器に限らず、各種の気流通路において、その通気管３５４の内部を流れる気流の圧力振動により生じる放射音を抑制する装置である。
【００９１】
気流通路放射音低減装置３５２は、図示したごとく、通気管３５４及び収納管３５６を備え、収納管３５６は通気管３５４の一部を内部に収納している。収納管３５６の両端には端壁３５６ａ，３５６ｂが形成されており、この端壁３５６ａ，３５６ｂにより、収納管３５６内における通気管３５４の一部を密閉している。
【００９２】
前記各実施の形態と異なり、収納管３５６の内部空間３５６ｃには吸音材は配置されておらず、完全に中空とされている。
収納管３５６内に収納されている部分の通気管３５４には、その管壁の一部に低剛性化部３６２が形成されている。この低剛性化部３６２は、前記実施の形態１に説明したごとくの疑似円筒形凹多面体（ＰＣＣＰ）である。したがって低剛性化部３６２では貫通孔以外の形状により低剛性化していることになる。
【００９３】
このように低剛性化部３６２の外周面は疑似円筒形凹多面体であることにより凹凸状となっているが、いずれも収納管３５６の内周面には接触していない。通気管２５４内部の気流により低剛性化部３６２が膜振動を生じても、収納管３５６の内周面には接触していないように内部空間３５６ｃの高さが設定されている。
【００９４】
以上説明した本実施の形態６によれば、以下の効果が得られる。
（１）通気管３５４に疑似円筒形凹多面体による低剛性化部３６２が形成されているので、通気管３５４の内部を流れる気流の圧力振動により低剛性化部３６２は容易に膜振動を生じる。しかし低剛性化部３６２は収納管３５６に接触していないので、収納管３５６には振動が伝達されず、最終的に振動エネルギーのほとんどは低剛性化部３６２にて熱エネルギーに変換される。
【００９５】
このようにして通気管３５４の内部を流れる気流の圧力振動により生じる放射音が収納管３５６の外部へ漏れるのを抑制できる。
更に低剛性化部３６２が前記実施の形態１にて説明した前記式１又は前記式２となるように設定されていれば、特に変形しやすい設計となることから、更に柔軟に振動して圧力振動を熱振動に効率的に変換できる。
【００９６】
このことにより気流通路放射音低減装置３５２を小型化でき、各種用途においてその装置の軽量化に貢献できる。
（２）用途によっては通気管３５４の内部を外部とは断熱したい場合があるが、収納管３５６が内部空間３５６ｃを介して低剛性化部３６２とは常に非接触となることから、断熱効果が大きい。
【００９７】
更にこのことにより通気管３５４と収納管３５６との間で温度差が大きくなっても、低剛性化部３６２が柔軟であることから、熱膨張差を吸収して、気流通路放射音低減装置３５２の耐久性を高めることができる。
【００９８】
［その他の実施の形態］
・前記各実施の形態では、多面体として、折り目により区分された三角面からなる疑似円筒形凹多面体（ＰＣＣＰ）の例を示した。これ以外の疑似円筒形凹多面体としては、図１８の部分破断斜視図とその拡大図にて表した消音器４０２に示すごとく、折り目により区分された台形からなる疑似円筒形凹多面体４１２を通気管４０４に採用することもできる。あるいは前記実施の形態４に示したレゾネスカバーにも採用することができる。尚、図１８では疑似円筒形凹多面体４１２周りの吸音材は除いて示している。前記実施の形態６に適用した場合には吸音材は不要である。このことにより前記各実施の形態の効果を生じさせることができる。この場合も、前記式１あるいは前記式２の関係を採用することにより、低剛性化をより強めることができる。
【００９９】
図１９の斜視図とその拡大図は、台形の形状及び大きさが異なる疑似円筒形凹多面体４６２を通気管４５４の一部に形成した例を示している。尚、図１９では疑似円筒形凹多面体４６２周りの吸音材は除いて示している。前記実施の形態６に適用した場合には吸音材は不要である。このような疑似円筒形凹多面体４６２は前記実施の形態４に示したレゾネスカバーにも採用することができる。このような形状及び大きさにて低剛性化しても前記各実施の形態の効果を生じさせることができる。特に台形の形状が大きいと、疑似円筒形凹多面体４６２の凹凸を大きくできるため、図８，９に示したごとくのマット状吸音材２０８ａ，２５８のずれ防止効果を大きくできる。前記実施の形態４に示したレゾネスカバーでは内側の吸音材３３２のずれ防止効果が大きくなる。
【０１００】
・低剛性化部は、図２０の斜視図とその拡大図に示すごとく、通気管５０４の管壁が軸方向に波状形状（例えば蛇腹状）に形成された低剛性化部５１２としても良い。尚、図２０では蛇腹状低剛性化部５１２周りの吸音材は除いて示している。前記実施の形態６に適用した場合には吸音材は不要である。このような蛇腹状低剛性化部５１２は前記実施の形態４に示したレゾネスカバーにも採用することができる。このことにより通気管５０４あるいはレゾネスカバーの管壁が軸方向に変位可能となり、内部の排気の圧力振動により低剛性化部５１２の管壁が軸方向に伸縮して吸音材に大きな変形を生じさせることができる。更に低剛性化部５１２の軸が内部の排気の圧力振動により軸直交方向にもぶれやすくなることから、更に吸音材の変形を生じさせやすくなり、圧力振動を吸音材へ高効率で伝達させて消音効果を向上させることができる。
【０１０１】
・前記実施の形態１〜５では通気管あるいはレゾネスカバーの管壁に多面体、特に疑似円筒形凹多面体の形状を採用することにより低剛性化部として、内部の排気の圧力振動を、外側（レゾネスカバーでは内側）の吸音材に高効率で伝達させていた。形状はこれ以外の多面体、例えば角柱状のものでも良く、各面間の角度が内部の排気の圧力振動に伴って変動を生じることで低剛性化部としての役割を果たし、このことで圧力振動を外側又は内側の吸音材に高効率で伝達させて消音効果を向上させることができる。このような構成は前記実施の形態６にも適用できる。
【０１０２】
・前記式１，２を満足する形状は、低剛性化の一実施形態を示すものであり、疑似円筒形凹多面体などの多面体が各請求項に示すごとく低剛性化されていれば、前記式１，２を満足する形状に限定されることなく本発明の一実施態様として実現できる。
【０１０３】
・前記各実施の形態では、収納管内の通気管、あるいはレゾネスカバー内の排気導入管は、その一部が低剛性化部とされていたが、収納管内の通気管あるいはレゾネスカバー内の排気導入管の全体が低剛性化部として形成されても良い。
【０１０４】
・前記実施の形態４においてレゾネスカバーは両端の嵌合部が低剛性化部とされていなかったが、両端の嵌合部を含めて、レゾネスカバー全体を低剛性化部としても良い。
更にレゾネスカバーは貫通孔が形成されていなかったが、拡張室と内部の高周波共鳴室と連通する貫通孔を形成しても良い。
【０１０５】
・前記各実施の形態では、低剛性化部を、形状により低剛性化していたが、材質により低剛性化しても良い。例えば、樹脂系材料により形成することにより、低剛性化しても良い。内燃機関の消音器としては耐熱性の樹脂系材料を採用することにより低剛性化することができる。
【０１０６】
・前記実施の形態１〜５は内燃機関の消音器を例に挙げたが、前記実施の形態６のごとく内燃機関の消音器に限らずに各種の気流通路において適用でき、その通気管の内部を流れる気流の圧力振動により生じる放射音が外部に漏れることを効果的に抑制できる装置を実現することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
２…消音器、４…通気管、６…収納管、６ａ，６ｂ…端壁、８…吸音材、１０…管壁、１２…低剛性化部、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…稜、１２ｄ…三角形部分、５２…消音器、５４…通気管、５４ａ…貫通孔、５６…収納管、５８…吸音材、６２…低剛性化部、１０２…消音器、１０４…通気管、１０４ａ…貫通孔、１０６…収納管、１０８…吸音材、１１２…低剛性化部、１１２ａ…貫通孔、１５２…消音器、１５４…通気管、１５６…収納管、１５８…吸音材、１６２…低剛性化部、１６２ａ…貫通孔、２０２…消音器、２０４…通気管、２０６…収納管、２０８…吸音材、２０８ａ…マット状吸音材、２１２…低剛性化部、２５２…消音器、２５４…通気管、２５４ａ…貫通孔、２５６…収納管、２５６ａ…内部空間、２５８…マット状吸音材、２６２…低剛性化部、３０２…消音器、３０４…外筒、３０６，３０８…端板、３１０，３１２…仕切板、３１４，３１６，３１８…拡張室、３２０…排気導入管、３２０ａ…疑似円筒形凹多面体、３２０ｂ…貫通孔、３２２，３２４…インナーパイプ、３２６…アウトレットパイプ、３２８…レゾネスカバー、３２８ａ，３２８ｂ…嵌合部、３２８ｃ…疑似円筒形凹多面体、３３０…高周波共鳴室、３３２…吸音材、３５２…気流通路放射音低減装置、３５４…通気管、３５６…収納管、３５６ａ，３５６ｂ…端壁、３５６ｃ…内部空間、３６２…低剛性化部、４０２…消音器、４０４…通気管、４１２…疑似円筒形凹多面体、４５４…通気管、４６２…疑似円筒形凹多面体、５０４…通気管、５１２…低剛性化部、Ｂ…中央点、Ｐ…頂点。
【図１】
2011058412.tif 000003
【図２】
2011058412.tif 000004
【図３】
2011058412.tif 000005
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2011058412.tif 000019
【図１８】
2011058412.tif 000020
【図１９】
2011058412.tif 000021
【図２０】
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