(57)【要約】【課題】  より広い周波数域の騒音を低減できるレゾネータを提供すること。【解決手段】  本発明のレゾネータ１は、本体ケース２と、共鳴管３と、仕切り部材４と、を備えたレゾネータであって、仕切り部材４が、仕切り部材４により区画された複数の共鳴室５ａ，５ｂを連通する連通孔４１を有することを特徴とする。本発明のレゾネータは、より広い周波数域の騒音を低減できるようになっている。【選択図】  図１
2005155502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が通過可能な流通管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、
該流通管及び該本体ケースを連通状態で連結する共鳴管と、
該本体ケース内に配設されて、該本体ケース内部を複数の共鳴室に区画する仕切り部材と、
を備えたレゾネータであって、
該仕切り部材が、該仕切り部材により区画された複数の共鳴室を連通する連通孔を有することを特徴とするレゾネータ。
【請求項２】
前記連通孔は、多数の小孔により形成された請求項１記載のレゾネータ。
【請求項３】
前記本体ケース内の前記仕切り部材は、前記流通管と前記共鳴管の接続部分まで延長された請求項１記載のレゾネータ。
【請求項４】
前記連通孔が通気性部材で被覆されている請求項１記載のレゾネータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関の吸気管等の流通管の外側に配設されて、その流通管内を伝播する伝播音を低減するレゾネータに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンの吸気流路あるいは空調装置の吸気流路には、通過する気体により発生した騒音が吸収されるように、ヘルムホルツの共鳴の原理を利用したレゾネータが配置されている。
【０００３】
従来のレゾネータは、吸気流路を有する流通管の外側に、所定容積の共鳴室を有する本体ケースを配設し、その流通管及び本体ケースを共鳴管で連通させた構成を有している。このレゾネータによると、本体ケース及び共鳴管の共鳴作用により、気体流路を伝播する伝播音の所定周波数成分を低減できる。このようなレゾネータにより低減できる所定周波数は、共鳴室の容積と、共鳴管の断面積と、同共鳴管の長さとにより一つの値に決定される。しかしながら、低減しようとする伝播音の周波数が広範囲にわたる場合には、このような構成のレゾネータでは十分に対処（騒音の吸収）ができないことがあった。
【０００４】
より広範囲の周波数の騒音を低減するためには、共鳴室を大きくする必要があることが知られている。しかしながら、共鳴室（の内容積）を大きくすると、反共振と呼ばれる悪化領域が発生するという問題があった。さらに、通常の空調装置においては、レゾネータのためのスペースに限りがあり、共鳴室を大きくすることが不可能な場合もあった。
【０００５】
このような問題に対して、特許文献１に記載のレゾネータがある。特許文献１に記載のレゾネータは、共鳴室および共鳴管が仕切り部材により容積が異なるように仕切られている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のレゾネータは、仕切り部材により容積の異なる二つの共鳴室を形成したのみの構成を有するものであり、それぞれの共鳴室がその内容積に対応した周波数を消音するだけであり、それ以外の周波数の騒音を低減できなかった。
【特許文献１】特開平５−２４０１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、より広い周波数域の騒音を低減できるレゾネータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明者らはレゾネータについて検討を重ねた結果、共鳴室を分割する仕切り部材に連通孔をもうけることで上記課題を解決できることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明のレゾネータは、気体が通過可能な流通管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、流通管及び本体ケースを連通状態で連結する共鳴管と、本体ケース内に配設されて、本体ケース内部を複数の共鳴室に区画する仕切り部材と、を備えたレゾネータであって、仕切り部材が、仕切り部材により区画された複数の共鳴室を連通する連通孔を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明のレゾネータは、仕切り部材が連通孔を有することで、仕切り部材に仕切られた複数の共鳴室だけでなく、連通孔により連通された一つの大きな内容積の共鳴室と、を有することとなる。
【００１１】
請求項２に記載のレゾネータは、請求項１に記載のレゾネータにおいて連通孔が多数の小孔により形成されている。連通孔が多数の小孔よりなることで、仕切り部材により区画された共鳴室の消音特性を変化させることなく連通孔の開口面積を確保することができる。
【００１２】
請求項３に記載のレゾネータは、請求項１に記載のレゾネータにおいて本体ケース内の仕切り部材は、流通管と共鳴管の接続部分まで延長されている。仕切り部材が共鳴管の接続部まで延長されたことで流通管内を伝播する伝播音の複数の所定周波数成分を十分なレベルまで低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のレゾネータは、本体ケース内に複数の共鳴室が区画されたレゾネータであり、それぞれの共鳴室に対応した周波数の騒音を消音する。また、本体ケース内を複数に区画する仕切り部材に連通孔が開口している。この連通孔により複数の共鳴室が連通され、一つの大きな共鳴室を形成する。本発明のレゾネータは、この大きな共鳴室に対応した周波数の騒音を消音する。この結果、本発明のレゾネータは、より広い周波数域の騒音を低減できるようになっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のレゾネータは、気体が通過可能な流通管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、流通管及び本体ケースを連通状態で連結する共鳴管と、本体ケース内に配設されて、本体ケース内部を複数の共鳴室に区画する仕切り部材と、を備えたレゾネータである。
【００１５】
一般に、気体が通過する流通管内には、所定の周波数特性を有する伝播音が伝播する。この伝播の途中で、伝播音（騒音）の所定周波数成分は、流通管の外側に設けられたレゾネータの共鳴作用によって低減される。この所定周波数成分は、レゾネータの本体ケースの内容積と、共鳴管の断面積と、共鳴管の長さとによって決定されることが一般に知られている。
【００１６】
本発明のレゾネータは、本体ケース内に複数の共鳴室が区画されたレゾネータであり、それぞれの共鳴室に対応した周波数の騒音を消音する。すなわち、仕切り部材により区画された共鳴室の数の周波数の騒音を消音する。
【００１７】
本発明のレゾネータは、本体ケース内を複数の共鳴室に区画する仕切り部材に連通孔が開口している。この連通孔により複数の共鳴室が連通され、一つの大きな共鳴室を形成する。そして、本発明のレゾネータは、この大きな共鳴室に対応した周波数の騒音を消音する。
【００１８】
すなわち、本発明のレゾネータは、仕切り部材に仕切られた複数の共鳴室と、連通孔により連通されて形成された一つの大きな内容積の共鳴室と、のそれぞれの共鳴室に対応した周波数の騒音を消音することとなる。この結果、本発明のレゾネータは、より広い周波数域の騒音を消音することができる。
【００１９】
連通孔は、多数の小孔により形成することができる。連通孔が多数の小孔よりなることで、仕切り部材により区画された共鳴室の消音特性を変化させることなく連通孔の開口面積を確保することができる。具体的には、連通孔の開口面積が大きくなると、連通孔を通って騒音が本体ケース内に伝播するようになり、それぞれの共鳴室による対応周波数の騒音の消失の効果が減少する。対して、連通孔の開口面積が小さくなると、騒音が連通孔を通過しにくくなり、複数の共鳴室を連通する効果が見られなくなる。そして、連通孔を多数の小孔により形成することで、それぞれの共鳴室による騒音の消音の効果を維持しながら、一つの大きな共鳴室による騒音の消音の効果を得ることが可能となる。
【００２０】
本体ケース内の仕切り部材は、流通管と共鳴管の接続部分まで延長されたことが好ましい。本体ケース内だけでなく流通管と共鳴管の接続部分まで延長され、その延長部にて共鳴管内部も複数に分割されている。つまり、レゾネータ内部は仕切り部材によって完全に区画され、本体ケース内の複数の共鳴室は、共鳴管部分では相互に繋がっていない。このため、所定の共鳴室による共鳴作用と別の共鳴室による共鳴作用とが共鳴管部分で互いに影響し合うことがなく、各共鳴室による本来の共鳴作用が損なわれることなく流通管内部にまで及ぶ。その結果、所定周波数成分にて低減できる量が、ケース本体のみを仕切り部材にて区画した場合に比較して多くなる。
【００２１】
一般に、レゾネータは、吸気管を伝播する伝播音の所定周波数成分（共鳴周波数ｆ0）と共鳴して、その共鳴周波数ｆ0での音圧レベルを低減する。共鳴周波数ｆ0は、仕切り部材を省略した場合、以下の数１〜４によって求めることができる。
【００２２】
【数１】
2005155502.tif 000003
【００２３】
【数２】
2005155502.tif 000004
【００２４】
【数３】
2005155502.tif 000005
【００２５】
【数４】
2005155502.tif 000006
【００２６】
ここで、Ｃは音速、Ｓは共鳴管の断面積、Ｖは本体ケースの内容積、ｔは温度、Ｄは共鳴管の内径、Ｌ１は共鳴管の長さである。
【００２７】
本発明のレゾネータにおいては、仕切り部材により本体ケース内が複数の吸音室に分割されており、上記式におけるＳ，Ｖ，Ｄがそれぞれ複数の値をとることとなり、その結果、複数の共鳴周波数ｆ0a，ｆ0b…が得られる。
【００２８】
本発明のレゾネータは、上記構成を有する以外は、特に限定されるものではなく、従来公知のレゾネータと同様な構成とすることができる。また、レゾネータを構成する材質についても特に限定されるものではない。
【００２９】
なお、本発明のレゾネータにおいて連通孔が多数の小孔よりなる場合には、多数の小孔の形成方法は、特に限定されるものではない。たとえば、仕切り部材に多数の小孔を開口させて形成しても、通気性部材で被覆して形成しても、いずれでもよい。通気性部材としては、たとえば、不織布をあげることができる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
【００３１】
本発明の実施例として、車両等の内燃機関の吸気管に取り付けられるレゾネータを製造した。
【００３２】
（実施例１）
本実施例のレゾネータは、図１〜３に示したレゾネータである。図１は実施例１のレゾネータの斜視図であり、図２は図１におけるＩＩ線における断面図であり、図３は仕切り板の図である。
【００３３】
本実施例のレゾネータ１は、本体ケース２、共鳴管３、仕切り部材としての仕切り板４と、から構成されている。
【００３４】
本体ケース２は、上下両端が閉塞した略楕円筒状を有し、吸気管の軸線に対し平行状態で配置され、その内部は所定内容積を有する空間となっている。
【００３５】
共鳴管３は、本体ケース２の上面に突設された円筒形状を有している。この共鳴管３によって本体ケース２の内部と外部とが連通されている。
【００３６】
仕切り板４は、薄板状を有し、レゾネータが組み付けられる吸気管の軸線に対し直交した状態で本体ケース２内に配設されている。そして、この仕切り板４により、吸気管３の内部が第一共鳴室５ａ及び第二共鳴室５ｂとに区画されている。なお、仕切り板４は、第一共鳴室５ａの内容積と第二共鳴室５ｂの内容積とが互いに異なるように、本体ケース２の長さ方向（略楕円形状の長径方向）中央位置からずれた位置に配設されている。
【００３７】
仕切り板４の一部は、上方へ向けて延長され、その延長部４０が共鳴管３内に入り込み、本体ケース２の場合と同様に共鳴管３内を２つに区画している。延長部４０の上端は共鳴管３の上端から突出し、その延長部４０の上端面は中央部分が凹む円弧状に形成されている。
【００３８】
そして、本実施例のレゾネータ１が吸気管に取り付けられたときには、延長部４０の上端面が吸気管の内周面に対し面一となる。ここで、延長部４０が吸気管の内周面よりも径方向内方（図４の上方）へ突出していると、その突出部分が吸気管内の吸気空気の流れの妨げになるので好ましくない。
【００３９】
仕切り板４の本体ケース２内に位置する部分の中央部には、仕切り板４により区画された二つの共鳴室５ａ，５ｂを連通する連通孔４１が開口している。連通孔４１は、仕切り板４に開口した略方形状に切り取られた通孔と、この通孔を被覆した状態で配設された通気性部材と、から構成されている。なお、通気性部材は、ＰＥＴ不織布をプレスにより圧縮したものである。この通気性部材の通気性は、部材の両側における圧力差が９８Ｐａのときに１００ｍｍ×１００ｍｍの面積を通過する空気量が１．８８ｍ3／ｈであった。
【００４０】
本実施例のレゾネータ１は、本体ケース２および共鳴管３の内部が仕切り板４により二つに区画されたことで、内容積の異なる二つの共鳴室５ａ，５ｂを有している。また、仕切り板４にもうけられた連通孔４１により二つの共鳴室５ａ，５ｂが連通され、一つの大きな共鳴室としても機能するようになっている。
【００４１】
本実施例のレゾネータは、図４に示したように、吸気管６に組み付けることができる。詳しくは、内燃機関の吸気側には、図４で示すような、流通管としての吸気管６が接続されており、その内部は内燃機関へ向けて流れる吸入空気の流路となっている。吸気管６の外周面からは、半径方向外方（図４では下方）へ向けて接続管６０が突出しており、この接続管６０により吸気管６の内外が連通されている。接続管６０の上部と下部とでは内径が互いに異なり、その境が段差部となっている。そして、本実施例のレゾネータ１は、共鳴管３がこの接続管６０に嵌入される。このとき、共鳴管３の先端部は、接続管６０の段差部と一致するように嵌入される。そして、レゾネータ１が吸気管６に固定されることで組み付けが行われる。
【００４２】
（実施例２）
本実施例は、仕切り板に開口した連通孔が異なる以外は実施例１と同様なレゾネータである。
【００４３】
本実施例のレゾネータに用いられた仕切り板４を図５に示した。
【００４４】
図５に示されたように、仕切り板４にもうけられた連通孔４１は、φ３ｍｍの通孔が１２個／１００ｃｍ2で開口している。
【００４５】
本実施例のレゾネータにおいて連通孔４１は、実施例１のレゾネータの仕切り板にもうけられた連通孔と同程度の通気性を有する。
【００４６】
本実施例のレゾネータは、仕切り板４が異なる以外は実施例１と同様なレゾネータであり、本体ケース２内の二つの共鳴室５ａ，５ｂは実施例１の場合と同様である。
【００４７】
本実施例のレゾネータにおいても、実施例１のレゾネータと同様な効果を発揮する。
【００４８】
（実施例３）
本実施例は、仕切り板に開口した連通孔が異なる以外は実施例１と同様なレゾネータである。
【００４９】
本実施例のレゾネータに用いられた仕切り板４を図６に示した。
【００５０】
図６に示されたように、仕切り板４にもうけられた連通孔４１は、方形状に開口した通孔よりなる。
【００５１】
本実施例のレゾネータにおいて連通孔４１は、実施例１のレゾネータの仕切り板にもうけられた連通孔と同程度の通気性を有する。
【００５２】
本実施例のレゾネータは、仕切り板４が異なる以外は実施例１と同様なレゾネータであり、本体ケース２内の二つの共鳴室５ａ，５ｂは実施例１の場合と同様である。
【００５３】
本実施例のレゾネータにおいても、実施例１のレゾネータと同様な効果を発揮する。
【００５４】
（比較例）
本発明の比較例として、仕切り板に連通孔が開口していないレゾネータを作成した。
【００５５】
本比較例のレゾネータは、連通孔が開口していない以外は上記各実施例と同様なレゾネータである。
【００５６】
本比較例のレゾネータは、本体ケースおよび共鳴管の内部が仕切り板により二つに区画されたことで、内容積の異なる二つの共鳴室を有している。
【００５７】
（評価）
実施例のレゾネータの評価として、内燃機関の吸気管に実施例のレゾネータを組み付けて伝播音を測定した。
【００５８】
伝播音の測定は、吸気管の一方の開口端にスピーカを配置し、他方の開口端にマイクロフォンを配置し、スピーカからホワイトノイズを発生したときにマイクロフォンで拾った音をＦＦＴ（高速フーリエ変換）アナライザで測定することで行われた。その測定で得られた２００Ｈｚ以下の周波数成分の音圧レベルを図７に示した。
【００５９】
なお、伝播音の測定は、実施例１のレゾネータを組み付けた状態、比較例のレゾネータを組み付けた状態およびレゾネータを取り付けない状態の三つの状態で行われた。なお、レゾネータを取り付けない状態は、接続管がない状態の吸気管（すなわち、直管）を用いてなされた。
【００６０】
図７より、実施例１のレゾネータはレゾネータを取り付けない状態と比較して、およそ７０〜１３０Ｈｚ強の広い周波数域において伝播音の低減の効果を有していることが明らかである。
【００６１】
また、比較例のレゾネータは、７５Ｈｚおよび１３０Ｈｚにおける音圧レベルが大幅に低減しているがその前後の周波数域において反共振による音圧レベルの上昇が確認できる。このことは、比較例のレゾネータは、仕切り板に分割された二つの共鳴室を有するものであり、それぞれの共鳴室に対応した二つの周波数の伝播音を消音した。しかしながら、それぞれの共鳴室において反共振が生じ、それぞれの共鳴室に対応した周波数の伝播音の近傍の音圧レベルが上昇した。
【００６２】
これに対して、実施例１の測定結果においては、伝播音の低減を示した音域の周辺音域における反共振による音圧レベルの上昇が見られない。このことは、以下の事項を示している。実施例１のレゾネータは、仕切り板に仕切られた二つの共鳴室でそれぞれの共鳴室に対応した二つの周波数の伝播音を消音した。また、実施例１のレゾネータにおいては、仕切り板の連通孔が二つの共鳴室を連通させており、本体ケース内が一つの大きな共鳴室としても作用する。この一つの大きな共鳴室が、広い周波数域の伝播音を消音した。さらに、二つの共鳴室において発生した反共振による騒音を消音している。
【００６３】
以上に示したように、実施例１のレゾネータは、反共振による音圧レベルの上昇を生じさせることなく広い周波数領域で伝播音を低減することができることがわかる。
【００６４】
なお、上記各実施例は、両端が閉塞した略楕円筒の本体ケースの内部に仕切り板を有する形態のレゾネータであるが、本発明はこの形態のレゾネータに限定されるものではない。たとえば、仕切り板が吸気管の軸線に対し平行となるように配置されているレゾネータであっても、本体ケースが両端を閉塞した円筒状をなしかつその軸線を吸気管の軸線に一致させた状態で吸気管の一部を包み込むようにして取付けられるレゾネータであっても、なんら問題はない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例１のレゾネータを示した図である。
【図２】実施例１のレゾネータの断面を示した図である。
【図３】実施例１のレゾネータの仕切り板を示した図である。
【図４】実施例１のレゾネータを吸気管に組み付けた状態を示した図である。
【図５】実施例２のレゾネータの仕切り板を示した図である。
【図６】実施例３のレゾネータの仕切り板を示した図である。
【図７】音圧レベルの測定結果を示した図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…レゾネータ
２…本体ケース
３…共鳴管
４…仕切り板
４０…延長部            ４１…連通孔
５ａ，５ｂ…共鳴室
６…吸気管              ６０…接続管
【図１】
2005155502.tif 000007
【図２】
2005155502.tif 000008
【図３】
2005155502.tif 000009
【図４】
2005155502.tif 000010
【図５】
2005155502.tif 000011
【図６】
2005155502.tif 000012
【図７】
2005155502.tif 000013