(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路または排気通路に対して連通管を介して連通される共鳴室が内部に形成されたハウジングと、
前記共鳴室内において軸を中心に回動可能に支持され、その軸を中心とした円弧面に沿う円弧状の調節壁を有する調節体とを備え、
前記調節体の回動位置に応じて、前記調節壁により前記連通管における共鳴室側の開口部の開口度合いが変更されて、共振周波数が調節されるようにした消音装置において、
前記ハウジングの一側壁に開放部を形成して、その開放部を蓋体により閉鎖するとともに、前記開口部を前記開放部に向かって開口させ、
前記ハウジングの前記開口部側の内側面は、前記調節体の円弧面に沿うように円弧状に形成されるとともに、前記開口部の両側には一対の突壁が形成され、
前記調節壁の前記軸方向の両幅端部の外周面は、前記開口部の両側における前記ハウジングの内周面と第１の間隙を介して対向しているとともに、前記調節体の前記軸方向の両幅端は、前記一対の突壁における前記調節体側の内側面と第２の間隙を介して対向し、
前記第１の間隙と前記第２の間隙は、断面屈曲形状をなして形成され、
前記一対の突壁間の空間部は、前記開放部に向かって開口されたことを特徴とする消音装置。
【請求項２】
前記突壁を複数形成するとともに、前記調節体には同突壁と共にラビリンス通路を形成する突条部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の消音装置。
【請求項３】
エンジンの吸気通路または排気通路に対して連通管を介して連通される共鳴室が内部に形成されたハウジングと、
前記共鳴室内において軸を中心に回動可能に支持され、その軸を中心とした円弧面に沿う円弧状の調節壁を有する調節体とを備え、
前記調節体の回動位置に応じて、前記調節壁により前記連通管における共鳴室側の開口部の開口度合いが変更されて、共振周波数が調節されるようにした消音装置において、
前記ハウジングの一側壁に開放部を形成して、その開放部を蓋体により閉鎖するとともに、前記開口部を前記開放部に向かって開口させ、
前記ハウジングの前記開口部側の壁における前記開口部の両側には、一対の段差部を形成し、
前記調節壁の前記軸方向の両幅端部の外周面は、前記一対の段差部の内周面と第１の間隙を介して対向しているとともに、同調節体の前記軸方向の両幅端は、前記一対の段差部の内側面と第２の間隙を介して対向し、
前記第１の間隙と前記第２の間隙は、断面屈曲形状をなして形成され、
前記一対の段差部間の空間部は、前記開放部に向かって開口されたことを特徴とする消音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両におけるエンジンの吸気通路又は排気通路の途中に設置され、吸気音又は排気音を低減するための消音装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の消音装置としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。同特許文献１に示された消音装置においては、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、吸気通路５０に接続された分岐管５１の先端部に共鳴箱５２内の共鳴室５３が設けられるとともに、共鳴室５３内において軸５４を中心に調節体５５が回動可能に支持されている。調節体５５は、軸５４に支持される一対の扇形板５６ａと、この両扇形板５６ａの外周縁間に設けられた弧状板５６ｂとからなる。そして、この弧状板５６ｂが軸５４を中心として回動されることにより、分岐管５１における実流路長と、分岐管５１の開口部５１ａの開口度合が調節される。
【０００３】
また、同特許文献１に示された別の消音装置においては、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、前記調節体５５の代わりに、前記分岐管５１の開口部５１ａの周縁部両側内壁に設けられた円弧状をなす一対のガイド状溝部５７に沿って案内される弧状板５８が設けられている。この弧状板５８は、前記調節体５５の弧状板５６ｂと同じ形状であって、共鳴室５３内に設けられるとともに弧状板５８の内周面に設けられたラック５９に噛み合うピニオンギヤ６０によって駆動される。そして、開口部５１ａの開口度合いは、弧状板５６ｂがガイド状溝部５７に沿って移動されることによって調節される。
【特許文献１】特開２００５−３０３０８号公報（第４〜６頁、第１〜４図、第８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１の図１２（ａ），（ｂ）に示された消音装置においては、分岐管５１の両側内側面と、調節体５５の扇形板５６ａの両側面との間に、部品の寸法ばらつきや、熱膨張による部品の寸法変化を吸収するための間隙Ｓが弧状板５６ｂの周方向に沿って確保され、この間隙Ｓによって調節体５５の動作が保証されている。この間隙Ｓが広すぎると、分岐管５１から共鳴室５３への音漏れ量が多くなり、調節体５５の回動位置に対して所望の共鳴周波数を正確に設定することが困難となる。その結果、所望の周波数範囲の騒音を十分に低減することができなくなる。一方、間隙Ｓを小さくすると、熱膨張時に弧状板５８が分岐管５１の両内側面に接触しないようにするために、部品の公差を小さくしなければならず、部品コストが増大する。
【０００５】
また、上記特許文献１に示された別の消音装置においては、ガイド状溝部５７の内壁と、弧状板５８とが互いに当接しているので、ガイド状溝部５７と弧状板５８との間を通じて分岐管５１から共鳴室５３に漏れる音は少ない。しかしながら、この消音装置においては、弧状板５８を駆動するためのピニオンギヤ６０が余分に必要となる上に、弧状板５８にラック５９を形成する必要があり、部品点数、組み付け工数及び加工工数が増える。また、弧状板５８を円滑に動作させるために、ラック５９及びピニオンギヤ６０をインボリュート歯とする必要があり、加工コストが高くなる。さらに、弧状板５８とガイド状溝部５７との間の摩擦が大きいため、弧状板５８を駆動するために大きなトルクが必要となり、大きなトルクの駆動モータが必要となる。しかも、熱膨張によってガイド状溝部５７と弧状板５８との摩擦係数が過度に大きくなり、弧状板５８が円滑に動かなくなったり、異音が発生したりする虞がある。また、摺動部分が摩耗すれば、弧状板５８が動き易くはなるが、新たにがたつき音が生じる。
【０００６】
さらに、上記特許文献１の別の消音装置においては、分岐管５１の両内壁面にガイド状溝部５７を形成する必要があり、成形型として複雑な構成のものが必要となる。また、組立時には、共鳴箱５２に設けた図示しない開放部から弧状板５８をガイド状溝部５７に差し込まなければならず、しかも、弧状板５８をガイド状溝部５７に差し込んだ後に、ピニオンギヤ６０をラック５９に噛み合うように組み付けなければならないので、作業が面倒である。
【０００７】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであって、その目的とするところは、部品点数の増大を招かず、製造が容易で高い信頼性を有するとともに、所望の周波数範囲の騒音を効果的に低減することができる消音装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンの吸気通路または排気通路に対して連通管を介して連通される共鳴室が内部に形成されたハウジングと、前記共鳴室内において軸を中心に回動可能に支持され、その軸を中心とした円弧面に沿う円弧状の調節壁を有する調節体とを備え、前記調節体の回動位置に応じて、前記調節壁により前記連通管における共鳴室側の開口部の開口度合いが変更されて、共振周波数が調節されるようにした消音装置において、前記ハウジングの一側壁に開放部を形成して、その開放部を蓋体により閉鎖するとともに、前記開口部を前記開放部に向かって開口させ、前記ハウジングの前記開口部側の内側面は、前記調節体の円弧面に沿うように円弧状に形成されるとともに、前記開口部の両側には一対の突壁が形成され、前記調節壁の前記軸方向の両幅端部の外周面は、前記開口部の両側における前記ハウジングの内周面と第１の間隙を介して対向しているとともに、前記調節体の前記軸方向の両幅端は、前記一対の突壁における前記調節体側の内側面と第２の間隙を介して対向し、前記第１の間隙と前記第２の間隙は、断面屈曲形状をなして形成され、前記一対の突壁間の空間部は、前記開放部に向かって開口されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、前記突壁を複数形成するとともに、前記調節体には同突壁と共にラビリンス通路を形成する突条部を形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、エンジンの吸気通路または排気通路に対して連通管を介して連通される共鳴室が内部に形成されたハウジングと、前記共鳴室内において軸を中心に回動可能に支持され、その軸を中心とした円弧面に沿う円弧状の調節壁を有する調節体とを備え、前記調節体の回動位置に応じて、前記調節壁により前記連通管における共鳴室側の開口部の開口度合いが変更されて、共振周波数が調節されるようにした消音装置において、前記ハウジングの一側壁に開放部を形成して、その開放部を蓋体により閉鎖するとともに、前記開口部を前記開放部に向かって開口させ、前記ハウジングの前記開口部側の壁における前記開口部の両側には、一対の段差部を形成し、前記調節壁の前記軸方向の両幅端部の外周面は、前記一対の段差部の内周面と第１の間隙を介して対向しているとともに、同調節体の前記軸方向の両幅端は、前記一対の段差部の内側面と第２の間隙を介して対向し、前記第１の間隙と前記第２の間隙は、断面屈曲形状をなして形成され、前記一対の段差部間の空間部は、前記開放部に向かって開口されたことを特徴とする。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、共鳴室内において軸を中心に回動可能に支持される調節体の調整壁により、共鳴室内に開口する連通管における円弧状の開口部の開口度合いと、連通管における実流路長とが変更される。この結果、開口部の実開口面積、連通管の実流路長、及び、共鳴室の容積によって決定される共振周波数が調節される。また、前記調節壁の外周面の両幅端部が、開口部の両側における共鳴室の内側面に対し間隙を介して対向し、共鳴室の内側面には、調節壁の両幅端に対して間隙を介して対向する突壁が形成されている。このため、調節体の回動に伴って互いに相対移動する調節壁と共鳴室の内側面との間には、調節体の周方向に直交する面における断面形状が屈曲形状をなす間隙が形成されている。このため、連通管から間隙を通じて共鳴室に漏れようとする騒音は、断面屈曲形状の間隙によって効果的に減衰する。従って、開口部のある開口度合いに対する実際の共鳴周波数は、開口部の実開口面積、連通管における実流路長、及び、共鳴室の容積から求められる共鳴周波数により近くなる。また、開口部がハウジングの一側壁に設けられた開放部に向かって開口されるとともに、突壁間の空間部が開放部に向かって開口しているので、ハウジングの内側の開口部に向かって開放部から調節体を差し込むだけの簡単な操作によって調節体を組み付けることができる。このため、上記特許文献１に示されたものとは異なり、製造が容易となる。さらに、ピニオンギヤ等の余分な部品や、ラックやピニオンギヤの難しくて余分な加工が不要となる。従って、部品点数の増大を招かず、製造が容易で高い信頼性を有するとともに、所望の周波数範囲の騒音を効果的に低減することができる消音装置を提供することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、複数の突壁と、調節体に設けられた突条部とにより形成されたラビリンス通路により、連通管から共鳴室に漏れる騒音がさらに効果的に減少する。このため、実際の共鳴周波数が、連通管における実流路長、開口部の実開口面積、及び、共鳴室の容積によって決定される共鳴周波数により一層近いものとなる。従って、所望の周波数範囲の騒音をより一層効果的に低減することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１における「共鳴室の内側面、及び、突壁」に代わる「段差部の内周面及び内側面」により、請求項１に記載の発明と同様に作用を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、部品点数の増大を招かず、製造が容易で高い信頼性を有するとともに、所望の周波数範囲の騒音を効果的に低減することができる消音装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
次に、この発明を具体化した第１実施形について図１〜図５を用いて説明する。
図１及び図２に示すように、消音装置１０は、箱状に形成されるとともに内部に共鳴室１１が形成されたハウジング１２を有し、この共鳴室１１は、図示しないエンジンの吸気管（吸気通路）１３に対しハウジング１２と一体の連通管１４を介して連通される。図３に示すように、ハウジング１２は、側壁部１５ａ及び天井壁部１５ｂを備えた箱体１５と、この箱体１５の連通管１４と反対側の開放部１５ｃを塞ぐ蓋体１６とにより構成されている。連通管１４は、共鳴室１１に対して箱体１５の天井壁部１５ｂ側に設けられ、その共鳴室１１における開口部１７は、図４及び図５に示すように、側面円弧状に形成されるとともに前記開放部１５ｃに向かって開口している。また、図３に示すように、箱体１５における天井壁部１５ｂの内側面には、開口部１７の両周縁に沿って、開放部１５ｃに向かって突出する突条部１８がそれぞれ一体成形されている。そして、両突条部１８間の空間部は、開放部１５ｃに向かって開口している。この実施の形態においては、両突条部１８が突壁部に相当する。
【００１６】
また、図１及び図２に示すように、前記共鳴室１１の内部には、側壁部１５ａに設けられた一対の支持孔１５ｄを挿通する軸１９を介して調節体２０が回動可能に支持されている。調節体２０は、軸１９に固定された基部２０ａを備え、この基部２０ａから延出された複数の腕部２０ｂには、円弧形状の調節壁２０ｃが支持されている。この調節壁２０ｃは、軸１９を中心とする円弧面上に位置し、前記開口部１７の開口度合いを調整可能である。また、前記突条部１８は、軸１９に対して直交する平面上に位置している。
【００１７】
調節壁２０ｃの外周面の両幅端部は、開口部１７の両側における天井壁部１５ｂの内側面に間隙Ｑ１を介して対向されている。また、調節壁２０ｃの両幅端には、前記両突条部１８の内側面が間隙Ｑ２を介して対向されている。従って、間隙Ｑ１及び間隙Ｑ２よりなる間隙Ｑは、その断面形状が直角に屈曲している。この間隙Ｑは、ハウジング１２や調節体２０の寸法ばらつきや、熱膨張によるこれらの部品の寸法変化を吸収し、調節体２０の動作を保証するために設けられたものであって、例えば約０．５ｍｍに設定されている。そして、調節体２０は、ハウジング１２の外面に装着される駆動モータ２１によって軸１９が回動されることによって回動動作され、開口部１７の開口度合いを調節する。このときの調節体２０の回動位置は回転位置センサ２２によって検出され、この検出に基づき駆動モータ２１が制御されることにより調節体２０が所望の回動位置に配置される。
【００１８】
さて、上記のように構成された消音装置は、次のように組み立てられる。
まず、調節体２０は、開放部１５ｃから箱体１５内の所定位置に配置され、同調節体２０は、その状態で箱体１５の外部から支持孔１５ｄに挿通された軸１９によって支持される。このとき、調節壁２０ｃの外周面の両幅端部が、開口部１７の両側における天井壁部１５ｂの内壁面に間隙Ｑを介して対向するとともに、調節壁２０ｃの両幅端には、天井壁部１５ｂの内側面に設けられた両突条部１８の内側面が間隙Ｑを介して対向する。この結果、ハウジング１２の内側面と調節壁２０ｃとの間に、調節体２０の周方向に直交した面における断面形状が屈曲形状をなす間隙Ｑが形成される。
【００１９】
次に、箱体１５の側壁部１５ａの外面に駆動モータ２１及び回転位置センサ２２を取り付けて、箱体１５の外側に延出された軸１９の各端部にそれぞれを連結する。最後に、箱体１５の開放部１５ｃに蓋体１６を振動溶着により固定して、同開放部１５ｃを閉鎖する。
【００２０】
図４は、調節体２０の調節壁２０ｃにより連通管の開口部１７の開口度合いを最小とした状態を示す。この状態においては、吸気管１３から共鳴室１１に至る連通管１４内の実流路長が最大となる。また、図５は、調節体２０の調節壁２０ｃにより連通管の開口部１７の開口度合いを最大とした状態を示す。この状態においては、吸気管１３から共鳴室１１に至る連通管内の実流路長が最小となる。そして、この開口部１７の実開口面積、連通管１４内の実流路長、及び、共鳴室１１の容積により共鳴周波数が決定され、この共鳴周波数の騒音が共鳴室１１において低減される。
【００２１】
以上のように構成されたこの実施形態には、以下の各効果がある。
（１）  調節体２０の回動に伴って互いに相対移動する調節壁２０ｃと共鳴室１１の内側面との間隙Ｑは、断面屈曲形状に形成されている。このため、連通管１４からの騒音は、間隙Ｑを通過し難い。このため、連通管１４における実流路長、開口部１７の実開口面積、及び、共鳴室１１の容積によって決定される共鳴周波数特性が損なわれることは殆どない。従って、所望の周波数範囲の騒音を効果的に低減することができる。また、上記特許文献１のものとは異なり、間隙Ｑを広くすることができるので、部品の公差を大きくしても、熱膨張によるハウジング１２と調節体２０との接触を防止することができ、部品コストを抑えることができる。
【００２２】
（２）  開口部１７が箱体１５の開放部１５ｃに向かって開口するとともに、両突条部１８間の空間部が、箱体１５の開放部１５ｃに向かって開口されている。このため、上記特許文献１のガイド状溝部のように入り組んだ成形部分がないので、複雑な構成の成形型が不要となる。また、調節体２０を、箱体１５の内側の開口部１７に向かって開放部１５ｃから入れ込むだけの簡単な作業によって調節体２０を組み付けることができる。この場合、両突条部１８が調節体２０のガイドとなる。従って、図１３に示す上記特許文献１のものとは異なり、湾曲したガイド状溝部に沿って弧状板を装着するような難しい作業を行う必要はないので組立が容易となる。さらに、ピニオンギヤ等の部品や、ラックやピニオンギヤの難しい加工が不要となる。しかも、ハウジング１２と調節体２０との間に間隙Ｑが設けられているので、調節体２０の動作が熱膨張の影響を受けず、信頼性が向上する。従って、部品点数の増大を招かず、製造が容易で高い信頼性を有するものとなる。
【００２３】
（第２実施形態）
次に、この発明を具体化した第２実施形態について図６〜図８を用いて説明する。なお、この実施形態において、第１実施形態と異なる点のみについて説明する。
【００２４】
図６〜図８に示すように、この実施形態の消音装置１０のハウジング１２には、前記第１実施形態における突条部１８は設けられておらず、その代わりに、連通管１４における開口部１７の円弧状の両周縁に沿って段差部３０がそれぞれ形成されている。この段差部３０は、開口部１７側の内周面３０ａと、内周面３０ａに直交する円弧状の内側面３０ｂとを有している。
【００２５】
調節体２０における調節壁２０ｃの外周面の両幅端部は、前記段差部３０の内周面３０ａに間隙Ｑ１を介して対向するとともに、調節壁２０ｃの両幅端は、段差部３０の内側面３０ｂに間隙Ｑ２を介して対向している。従って、この間隙Ｑ１，Ｑ２からなる間隙Ｑは、調節体２０の周方向に直交する面における断面形状が屈曲している。
【００２６】
以上のように構成された第２実施形態も、前記第１実施形態と同様な効果を有する。
（第３実施形態）
次に、この発明を具体化した第３実施形態について図９〜図１１を用いて説明する。なお、この実施形態において、第１実施形態と異なる点のみについて説明する。
【００２７】
図９〜図１１に示すように、この実施形態のハウジング１２において箱体１５の天井壁部１５ｂの内側面には、開口部１７の円弧状の両側縁に沿って、開放部１５ｃ側に向かって突出する複数の突条部４０ａ〜４０ｃがそれぞれ一体成形されている。各突条部４０ａ〜４０ｃは、いずれも軸１９に直交する平面上に位置している。この実施形態においては、各突条部４０ａ〜４０ｃがそれぞれ突壁部に相当する。
【００２８】
一方、調節体２０における調節壁２０ｃの両幅端には端壁部２０ｄが設けられ、この端壁部２０ｄは、間隙Ｑを介して突条部４０ａに内側面に対向している。また、調節体２０における調節壁２０ｃの両側には、調節壁２０ｃの外周側に突出するとともに周方向に延びる突条部４１ａ，４１ｂがそれぞれ一体成形されている。この各突条部４１ａ，４１ｂは、軸１９に直交する平面上に位置している。そして、各突条部４１ａ，４１ｂは、その先端側が前記突条部４０ａ，４０ｂ，４０ｃの間にそれぞれ配置され、その外周面は、間隙Ｑを介して箱体１５の天井壁部１５ｂの内側面にそれぞれ対面されるとともに、その両側面は、間隙Ｑを介して突条部４０ａ，４０ｂ、４０ｂ，４０ｃの側面にそれぞれ対面されている。従って、この間隙Ｑによってラビリンス通路が形成されている。
【００２９】
この実施形態によれば、間隙Ｑがラビリンス通路とされているので、連通管１４からの騒音がより一層間隙Ｑを通過しにくい。従って、所望の周波数範囲の吸気音をより一層効果的に低減することができる。
【００３０】
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することもできる。
・  図６において二点鎖線で示すように、連通管１４の内部に設けた仕切り壁４５により、連通管１４の流路を流路断面積が互いに異なる２つの流路に区画する。この場合には、消音装置１０が２つの異なる共鳴周波数を有することになるので、この２つの共鳴周波数に対応する２つの周波数成分の騒音を低減することができる。
【００３１】
・  この発明を、エンジンの排気通路に設けられて、排気音を低減させる消音装置に具体化する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１実施形態の消音装置を示す縦断面図。
【図２】消音装置の図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３】ハウジングを示す縦断面図。
【図４】消音装置の図１におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図５】同じくＢ−Ｂ線断面図。
【図６】第２実施形態の消音装置を示す縦断面図。
【図７】図６におけるＣ−Ｃ線断面図。
【図８】ハウジングを示す縦断面図。
【図９】第３実施形態の消音装置を示す縦断面図。
【図１０】図９におけるＤ−Ｄ線断面図。
【図１１】ハウジングを示す縦断面図。
【図１２】（ａ）は従来の消音装置を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ線断面図。
【図１３】（ａ）は同じく消音装置の要部を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＦ−Ｆ線断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１０…消音装置、１１…共鳴室、１２…ハウジング、１３…吸気通路としての吸気管、１４…連通管、１５…ハウジングを構成する箱体、１５ｃ…開放部、１６…同じく蓋体、１７…開口部、１８…突壁部としての突条部、１９…軸、２０…調節体、２０ｃ…調節壁、３０…段差部、３０ａ…内周面、３０ｂ…内側面、４０ａ〜４０ｃ…突壁部を構成する突条部、４１ａ，４１ｂ…突条部、Ｑ…間隙。
【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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