(57)【要約】【課題】広い周波数域で吸気音を低減し、応答性が高く、構造が簡単で寿命が長い吸気音低減装置を提供する。【解決手段】通路部材１１が形成する吸気通路１３とレゾネータ１２が形成する容積部１４との間には、磁性体を含む薄板状の振動部３０が設けられている。これにより、振動部３０の固有振動数は、磁気回路部４１から発生する磁力によって変化する。そのため、エンジンの回転数に応じて磁気回路部４１から発生する磁力を変更することにより、振動部３０の固有振動数は迅速に変更され吸気音の振動数に近似される。これにより、エンジンの回転数に応じて吸気音を広い範囲で迅速に低減することができる。また、磁気回路部４１は、振動部３０と非接触で振動部の固有振動数を制御する。したがって、振動部３０および磁気回路部４１の寿命を延ばすことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に吸気が流れる吸気通路を形成する通路部材と、
前記吸気通路から分岐する容積部を形成するレゾネータと、
磁性体を含み、前記吸気通路と前記容積部とを仕切る前記容積部の前記吸気通路側の端部を覆う振動部と、
前記振動部の固有振動数を磁力によって制御する制御手段と、
を備える吸気音低減装置。
【請求項２】
前記振動部は、固有振動数の異なる複数の振動板を有する請求項１記載の吸気音低減装置。
【請求項３】
前記振動部は、位置によって固有振動数の異なる振動板を有する請求項１記載の吸気音低減装置。
【請求項４】
前記振動板は、位置によって厚さが異なる請求項３記載の吸気音低減装置。
【請求項５】
前記振動部は、磁性体を含む樹脂で形成されている請求項１から４のいずれか一項記載の吸気音低減装置。
【請求項６】
前記振動部は、磁性体を含むゴムで形成されている請求項１から４のいずれか一項記載の吸気音低減装置。
【請求項７】
前記振動部は、前記通路部材および前記レゾネータと一体に形成されている請求項１から６のいずれか一項記載の吸気音低減装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記吸気通路に接続するエンジンの回転数によって前記振動部の固有振動数を制御する請求項１から７のいずれか一項記載の吸気音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに吸入される吸気音を低減する吸気音低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のエンジンの騒音対策として、吸気音の低減を図るレゾネータを設ける技術が知られている。レゾネータは、吸気通路の途中に設けられる容積部を有し、吸気通路を流れる特定の周波数の音を低減する。ところで、近年では、レゾネータを含む吸気系の容積を低減する要求が高まっている。しかし、単一のレゾネータでは特定の周波数の音の低減が図れるにすぎない。そのため、広い周波数域で吸気音を低減するためには、吸気系に複数のレゾネータを設ける必要があり、容積の低減は困難である。そこで、単一のレゾネータで広い周波数域の吸気音を低減するレゾネータが特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９３３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている技術では、吸気通路と容積部との境界部に振動板を設けている。振動板の固有振動数は、アクチュエータによって変更される。アクチュエータによって振動板の固有振動数を変更することにより、吸気通路を流れる吸気の周波数と振動板の固有振動数とを一致させ、吸気音の低減を図っている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、モータを用いたアクチュエータによって振動板の固有振動数を変更している。そのため、吸気音の変化に対する振動板の固有振動数の変更の応答性が低いという問題がある。また、モータを用いるため、構造が複雑化し、アクチュエータの寿命の短縮を招くという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、広い周波数域で吸気音を低減し、応答性が高く、構造が簡単で寿命が長い吸気音低減装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明では、振動部は磁性体を含んでいるため、制御手段は磁力によって振動部の固有振動数を制御する。磁力によって振動部を制御することにより、振動部の固有振動数は電気的に迅速に制御される。したがって、応答性を高めることができる。また、磁力によって振動部を制御することにより、制御手段と振動部とは非接触となり、振動部は制御手段によって機械的に制御されることがない。したがって、構造が簡単であり、寿命を延ばすことができる。
請求項１記載の発明では、磁性体を含む振動部に及ぼす磁力を変更することによって振動部の固有振動数は制御される。そのため、振動部の固有振動数は、吸気通路を流れる吸気音に応じて変更される。したがって、広い周波数域で吸気音を低減することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、振動部は固有振動数の異なる複数の振動板を有している。そのため、各振動板の固有振動数を組み合わせることにより、振動部は全体として幅広い固有振動数を有することとなる。したがって、広い周波数域で吸気音を低減することができる。
請求項３記載の発明では、振動部は位置によって固有振動数の異なる振動板を有している。そのため、振動板の各部の固有振動数を組み合わせることにより、振動部は全体として幅広い固有振動数を有することとなる。したがって、広い周波数域で吸気音を低減することができる。
【０００９】
請求項４記載の発明では、振動板は位置によって厚さが異なっている。そのため、振動板は位置によって固有振動数が異なっている。これにより、単一の振動板であっても、厚さを変えるだけで複数の固有振動数を有することになる。その結果、部品点数の増加および構造の複雑化を招くことなく、振動板の固有振動数を幅広く設定することができる。したがって、広い周波数域で吸気音を低減することができる。
【００１０】
請求項５記載の発明では、振動部は磁性体を含む樹脂である。そのため、振動部に加える磁力を変更することにより、振動部の固有振動数は変化する。また、振動部を形成する樹脂に磁性体を加えることにより、振動部は磁力の変化によって固有振動数が変化する。したがって、部品点数の増加および構造の複雑化を招くことなく、振動部の固有振動数を容易に変更することができる。さらに、振動部は、磁力によって固有振動数が容易に変化する。したがって、寿命を延ばすことができる。
【００１１】
請求項６記載の発明では、振動部は磁性体を含むゴムである。そのため、振動部に加える磁力を変更することにより、振動部の固有振動数は変化する。また、振動部を形成する樹脂に磁性体を加えることにより、振動部は磁力の変化によって固有振動数が変化する。したがって、部品点数の増加および構造の複雑化を招くことなく、振動部の固有振動数を容易に変更することができる。さらに、振動部は、磁力によって固有振動数が容易に変化する。したがって、寿命を延ばすことができる。
【００１２】
請求項７記載の発明では、振動部は通路部材およびレゾネータと一体に形成されている。そのため、部品点数の増加および構造の複雑化を招くことはない。
請求項８記載の発明では、制御手段はエンジンの回転数によって振動部の固有振動数を制御する。そのため、エンジンの回転数によって吸気音が変化する場合でも、エンジン回転数の変化すなわち吸気音の変化に応じて、振動部の固有振動数が制御される。したがって、エンジンの回転数に関わらず、広い範囲で吸気音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による吸気音低減装置を図１に示す。なお、以下の各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１４】
吸気音低減装置１０は、通路部材としての吸気管部材１１、レゾネータ１２、振動部３０および制御手段としての制御部４０を備えている。吸気管部材１１は、内側に吸気通路１３を形成している。吸気管部材１１は、一方の端部が大気に開放されている。吸気管部材１１は、他方の端部が図示しないエンジンに吸気を分配するインテークマニホールドに接続している。これにより、吸気通路１３は、一方の端部が図示しない吸気口に連通し、他方の端部がエンジンの各気筒に連通している。図示しない吸気口から吸入された吸気は、吸気通路１３を経由してエンジンの各気筒へ供給される。
【００１５】
レゾネータ１２は、吸気通路１３の一部に容積が大きな容積部１４を形成している。容積部１４は、吸気通路１３から分岐している。本実施形態の場合、レゾネータ１２は吸気管部材１１と一体に形成されている。なお、レゾネータ１２は、吸気管部材１１と別体で形成してもよく、吸気管部材１１とは別体の管部材により接続する構成としてもよい。
【００１６】
振動部３０は、吸気管部材１１が形成する吸気通路１３とレゾネータ１２が形成する容積部１４との間に設けられている。振動部３０は、容積部１４の吸気通路１３側の端部を覆っている。これにより、振動部３０は、吸気通路１３と容積部１４とを仕切ている。すなわち、振動部３０は、吸気管部材１１とともに吸気通路１３を形成するとともに、レゾネータ１２とともに容積部１４を形成している。振動部３０は、磁性体を含む樹脂またはゴムで形成されている。振動部３０は、例えば磁性体を練り込んだ樹脂またはゴムを成形することにより形成される。振動部３０は、吸気通路１３と容積部１４とを仕切る薄い板状に形成されている。
【００１７】
制御部４０は、磁気回路部４１およびＥＣＵ４２を有している。磁気回路部４１は、例えばコイルや鉄心などからなる電磁石を構成している。ＥＣＵ４２は、吸気音低減装置１０をはじめとするエンジンシステムの全体を制御する。ＥＣＵ４２は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを有するマイクロコンピュータを有している。ＥＣＵ４２は、図示しない回転数センサによって図示しないエンジンの回転数を検出する。ＥＣＵ４２は、検出したエンジンの回転数に基づいて、磁気回路部４１へ供給する電力を制御する。その結果、磁気回路部４１では、エンジンの回転数に基づいて振動部３０を吸引する磁力が変化する。
【００１８】
本実施形態の場合、磁気回路部４１はレゾネータ１２に収容されている。磁気回路部４１をレゾネータ１２に収容することにより、磁気回路部４１は振動部３０を挟んで吸気通路１３と反対側に配置される。なお、磁気回路部４１は、レゾネータ１２の内部に限らず、吸気通路１３、または容積部１４を形成するレゾネータ１２の筐体部など、振動部３０に磁力を及ぼすことができる位置であればいずれの位置に配置してもよい。
【００１９】
磁気回路部４１で発生する磁力が変化すると、磁性体を含む振動部３０に加わる磁力は変化する。また、振動部３０は、磁性体を含む樹脂やゴムなどにより弾性変形可能な板状に形成されている。そのため、振動部３０は、加わる力によって振動するばね振動系に置き換えることができる。このとき、振動部３０の振動部分の質量をｍとし、振動部３０をばねに置き換えた場合の等価ばね定数をｋとすると、振動部３０の固有振動数ｚはｚ＝（ｋ／ｍ）1/2で表される。その結果、磁気回路部４１から振動部３０へ加わる磁力が変化することにより、振動部３０のばね定数ｋが変化し、振動部３０の固有振動数ｚが変化する。
【００２０】
吸気通路１３を流れる吸気音の周波数すなわち振動数が振動部３０の固有振動数に近似するとき、吸気音の音圧は振動部３０の共振によって低減される。そのため、磁気回路部４１で発生する磁力によって振動部３０の固有振動数を吸気音の振動数と近似させることにより、エンジンの回転数に応じた広い範囲で吸気音を低減することができる。
【００２１】
ＥＣＵ４２は、回転数センサによって検出したエンジンの回転数に基づいて、磁気回路部４１へ供給する電力すなわち振動部３０へ加わる磁力を段階的または連続的に変化させる。振動部３０には磁性体が含まれているため、磁気回路部４１から振動部３０へ加わる磁力によって振動部３０の固有振動数は迅速に変化する。また、ＥＣＵ４２は、検出したエンジンの回転数に応じて磁気回路部４１へ供給する電力を制御することにより、磁気回路部４１で発生する磁力を迅速に変更する。したがって、エンジンの回転数によって変化する吸気音を広い範囲で迅速に低減することができる。
【００２２】
第１実施形態では、磁気回路部４１から発生する磁力によって振動部３０の固有振動数を制御している。そのため、振動部３０は、磁気回路部４１により非接触かつ非機械的に固有振動数が制御される。また、磁気回路部４１は、例えばモータなどの可動部を有していない。これにより、振動部３０は、磁気回路部４１によって長期間にわたり安定して固有振動数が制御される。したがって、振動部３０および磁気回路部４１の寿命を延ばすことができる。
【００２３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による吸気音低減装置を図２に示す。
第２実施形態では、振動部３０は複数の振動板３１、３２、３３を有している。振動板３１、３２、３３は、いずれも磁性体を含む樹脂やゴムなどにより薄い板状に形成されている。各振動板３１、３２、３３は、それぞれ固有振動数が異なっている。これにより、磁気回路部４１から複数の振動板３１、３２、３３を有する振動部３０に加わる磁力が変化することによって、各振動板３１、３２、３３の固有振動数がそれぞれ変化する。そのため、複数の振動板３１、３２、３３の固有振動数を組み合わせることにより、振動部３０は全体として広い範囲で固有振動数が変化する。したがって、第２実施形態では、簡単な構造で吸気音をさらに広い範囲で低減することができる。
なお、第２実施形態では、振動部３０が三枚の振動板を有する構成について説明した。しかし、振動部３０は、二枚の振動板または四枚以上の振動板を有する構成としてもよい。
【００２４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による吸気音低減装置を図３に示す。
第３実施形態では、振動部３０は位置によって固有振動数の異なる振動板３４を有している。振動板３４は、図４に示すように位置によって厚さが異なっている。その結果、振動板３４の固有振動数は、位置によって異なっている。本実施形態の場合、振動板３４は、周方向へ１２０°の範囲ごとに厚さが異なる領域３４１、３４２、３４３を有している。そのため、各領域３４１、３４２、３４３の固有振動数を組み合わせることにより、振動部３０は全体として広い範囲で固有振動数が変化する。したがって、第３実施形態では、部品点数の増加を招くことなく簡単な構造で吸気音をさらに広い範囲で低減することができる。
なお、第３実施形態では、振動部３０が厚さの異なる三つの領域が設けられた振動板３４を有する構成について説明した。しかし、振動部３０は、厚さの異なる二つまたは四つ以上の領域が設けられた振動板を有する構成としてもよい。
【００２５】
（その他の実施形態）
以上説明した複数の実施形態では、吸気管部材１１およびレゾネータ１２と、振動部３０とをそれぞれ別体で形成する例について説明した。しかし、振動部３０を吸気管部材１１およびレゾネータ１２と一体に形成してもよい。これにより、部品点数を低減することができるとともに、構造を簡略化することができる。
【００２６】
上述した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態による吸気音低減装置の概略を示す断面図。
【図２】本発明の第２実施形態による吸気音低減装置の概略を示す断面図。
【図３】本発明の第３実施形態による吸気音低減装置の概略を示す断面図。
【図４】本発明の第３実施形態による吸気音低減装置の振動板を吸気通路側からみた概略図。
【符号の説明】
【００２８】
１０：吸気音低減装置、１１：吸気管部材（通路部材）、１２：レゾネータ、１３：吸気通路、１４：容積部、３０：振動部、３１、３２、３３、３４：振動板、４０：制御部（制御手段）、４１：磁気回路部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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