(57)【要約】【課題】            レゾネータの消音特性とポーラスダクトの消音特性とを兼ね備える消音器を提供する。【解決手段】        送風管２１にレゾネータ１が接続される。レゾネータ１は、所定の容量の容積室１１と、容積室と送風管路の間を連通する連通部１２とを有している。連通部１２の少なくとも一部が通気性材料により構成されていて、連通部１２の内部空間と外気の間で、通気性材料を通じ空気が移動可能にされている。好ましくは、連通部全体が通気性材料により構成される。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風管に接続されるレゾネータであって、
所定の容量の容積室と、容積室と送風管路の間を連通する連通部とを有しており、
前記連通部の少なくとも一部が通気性材料により構成されていて、連通部の内部空間と外気の間で、通気性材料を通じ空気が移動可能にされたレゾネータ。
【請求項２】
連通部全体が通気性材料により構成されている請求項１に記載のレゾネータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のレゾネータを備える送風管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾネータに関する。特に、送風管に接続されるレゾネータに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用内燃機関の吸気システムや、空調システム・冷却風送風システムなどの送風管（いわゆる通気ダクト、送風ダクトや、通気ホースなど）において、エンジンやファンやモータなどを騒音源とする騒音が送風管路内を伝播したり、送風管に気柱共鳴が発生したりするので、かねてから騒音の低減が望まれていた。
【０００３】
送風管路の特定周波数の騒音を消音する技術として、共鳴型消音器が知られている。
例えば、特許文献１には、共鳴室と連通部とを有するヘルムホルツ型レゾネータの共鳴装置が開示され、連通部や共鳴室内に吸音材を設けた共鳴装置が開示されている。また、特許文献２には、管路に沿って、拡張部（共鳴室）とスリット状の連通穴を設けてレゾネータを構成し、共鳴室内に吸音材を設けることが開示されている。
これら技術によれば、レゾネータにより、特定の周波数帯の騒音を消音しつつ、吸音材により消音効果が高められる。
【０００４】
また、送風管に生ずる気柱共鳴を抑制する技術として、非通気性素材で形成されるダクト壁の一部に、通気性を有する部分を設けて、ダクト系の気柱共鳴を予防して、ダクトを伝播する騒音の低減を図る技術、いわゆるポーラスダクトと呼ばれる技術が知られている。例えば、ポーラスダクトとして、特許文献３に記載されたような技術が知られている。この技術は、非通気性のダクト壁の中間部に穴を設けて、適度な通気性を有する不織布などの多孔質材を、それらの穴を覆うように取付け、ダクト内部空間と外部空間とが多孔質材を通じて連通するようにした技術である。さらに、特許文献３に記載のポーラスダクトにおいては、ダクト本体の壁面から突出する小筒部を設け、小筒部先端の開口部に不織布が熱溶着されている。このようなダクトにおいては、多孔質材の通気度を調整することにより、ダクト系に生ずる気柱共鳴の発生を防止しながら、ダクト系を伝播する騒音の低減を図ることができるとともに、不織布の取り付けがしやすくなり、さらに、ダクトの通気抵抗が低減できるという効果が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−０８１７３７号公報
【特許文献２】特開２００９−２５０１８３号公報
【特許文献３】特開２００１−３２３８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらレゾネータの消音技術と、ポーラスダクトの消音技術は、消音の原理が異なっており、それに起因して、消音の効果も異なっている。
レゾネータ（共鳴器）の技術は、共鳴器が特定の周波数で共鳴することにより、その周波数付近の騒音を共鳴器に吸収させてダクト出口への騒音の伝播を抑制するものであり、その原理上、共鳴器の共鳴周波数付近の周波数帯でしか、消音効果がない。
一方、ポーラスダクトの技術の原理は、ダクトの気柱共鳴により管内の音圧が高まる部位に穴を開け、透気度を調整した不織布などを貼ることなどで、ダクトに生ずる気柱共鳴を防止するものである。
【０００７】
特定の共鳴周波数付近で消音できる共鳴型消音器の消音特性と、ダクトの気柱共鳴が防止できるポーラスダクトの消音特性とを、兼ね備えるような消音器は、未だなかった。
本発明の目的は、レゾネータの消音特性とポーラスダクトの消音特性とを兼ね備える消音器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者は、鋭意検討の結果、レゾネータの連通部の少なくとも一部を通気性材料により構成すると、上記課題が解決されることを知見し、本発明を完成させた。
【０００９】
本発明は、送風管に接続されるレゾネータであって、所定の容量の容積室と、容積室と送風管路の間を連通する連通部とを有しており、前記連通部の少なくとも一部が通気性材料により構成されていて、連通部の内部空間と外気の間で、通気性材料を通じ空気が移動可能にされたレゾネータである（第１発明）。
通気性材料としては、例えば、不織布，発泡樹脂，ろ紙などが例示できる。
【００１０】
第１発明においては、連通部全体が通気性材料により構成されていることが好ましい（第２発明）。また、第１発明や第２発明のレゾネータを、送風管に設けて、レゾネータを備える送風管を得ることが好ましい（第３発明）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のレゾネータ（第１発明、第２発明）を送風管に取り付けて、レゾネータを備える送風管（第３発明）とすれば、特定周波数でレゾネータが共鳴し消音効果が得られるとともに、送風管が有する気柱共鳴が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態のレゾネータ及び送風管を示す模式図である。
【図２】連通部の構成部材の例を示す図である。
【図３】第１実施形態（実施例１)のレゾネータの消音効果を示す図である。
【図４】実施例２のレゾネータの消音効果を示す図である。
【図５】実施例３のレゾネータの消音効果を示す図である。
【図６】比較例のレゾネータの消音効果を示す図である。
【図７】連通部の構成部材の他の例を示す図である。
【図８】連通部の構成部材の他の例を示す図である。
【図９】音響減衰量を測定する方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下図面を参照しながら、発明の実施形態について説明する。発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その形態を変更して実施することもできる。
図１は、第１実施形態のレゾネータ及び送風管を示す模式図である。送風管２はレゾネータ１を備える、レゾネータ付送風管である。レゾネータ１は、全長Ｌの送風管２１の管端から距離Ａの位置に取り付けられている。送風管２１の内部が送風管路となっており、空気が通流する。レゾネータを備える送風管２は、自動車の内燃機関の吸気系や排気系、空調装置の送風経路、電池等の空冷システムの送風経路などに使用される。送風管２１の具体的な管の形状は、各種用途により決定され、必要に応じ、湾曲、屈曲形状にされる。送風管２１は、剛直な管であってもよいし、可撓性を有するホースであってもよい。
【００１４】
レゾネータ１は、容積室１１と連通部１２を備える。容積室１１は、非通気性の材料により、中空の箱（容器）状に形成されており、内部に所定の容量の拡張空間を有する。拡張空間と外気とは、容積室１１の非通気性の壁面により遮断されている。容積室を形成する材料は、典型的には、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂、金属などが例示できる。
【００１５】
レゾネータの連通部１２は、筒状である。連通部１２の内部空間を通じて、容積室１１の拡張空間と送風管２１の内部空間（送風管路）とが連通している。かかる連通構造により、いわゆるヘルムホルツ型レゾネータが構成される。
【００１６】
連通部１２の少なくとも一部は、通気性材料により構成されている。本実施形態においては、図２に示すように、連通部１２を構成する部材１２ａの全体が通気性材料により構成されていて、実質的に連通部１２全体が通気性を有している。通気性材料としては、不織布や発泡樹脂（発泡スポンジ）、ろ紙などが例示される。発泡樹脂を使用する場合は、連続気泡構造を有する発泡樹脂であることが好ましい。通気性材料がろ紙や不織布である場合には、バインダなどを含浸させて透気度を調整し、材料のコシを高めて、連通部構成部材１２ａの形状保持性を高めることが好ましい。本実施形態においては、不織布を筒状に加工して連通部構成部材１２ａが形成されている。
【００１７】
連通部１２の少なくとも一部が通気性を有することによって、連通部の内部空間と外気の間で、通気性材料を通じて、空気が移動可能となっている。従来技術のレゾネータにおいては、連通部全体が非通気性の材料で構成されていて、連通部内外の空気の移動は不可能であった。
【００１８】
連通部構成部材１２ａを構成する通気性材料の透気度について説明する。通気性材料の透気度は、ＪＩＳ Ｐ８１１７  に規定されるガーレー式試験法に準拠した方法で測定して、０．５〜１００秒／３００ｃｃの範囲にある。より好ましくは、１〜５０秒／３００ｃｃの範囲にある。不織布などの通気性材料は、バインダや熱プレスなどを必要に応じ利用して、この範囲に透気度が入るように調整されて、連通部構成部材１２ａに成形される。
【００１９】
送風管２１と容積室１１および、連通部（連通部構成部材１２ａ）の取り付けは、公知の方法、例えば、溶着、接着、はめ込み、係合、係止、バンド、ネジなどにより、取り付けられる。送風管２１と連通部構成部材１２ａの接合部や、容積室１１と連通部構成部材１２ａの接合部に隙間が生じないように、例えば嵌合構造を併用して接合することが好ましい。
【００２０】
上記実施形態のレゾネータ及び送風管の作用及び効果について説明する。
上記実施形態のレゾネータ１は、容積室の容量や連通部の長さ・面積等で定められる所定の共鳴周波数で共鳴し、当該共鳴周波数付近で、送風管２１内部を伝播する騒音を低減できる。この点は、従来技術のレゾネータと同様の効果を有している。
【００２１】
さらに、上記実施形態のレゾネータ１が送風管２１に取り付けられると、送風管２１の管壁に近接した位置に、通気性材料で構成された連通部の通気性部が存在することとなり、この部分が、いわゆるポーラスダクト（管壁に穴を設けて、穴を不織布素材等で覆った構成のダクト）と同様の構成となって、送風管２１に生ずる気柱共鳴による騒音の増大を抑制できる。すなわち、上記実施形態のレゾネータ１は、レゾネータの消音特性とポーラスダクトの消音特性とを兼ね備えている。
【００２２】
上記効果を試験により例証する。送風管２１として直径８０ｍｍ、長さＬ＝７００ｍｍの直管を用い、レゾネータ１として、容積室の容量を２Ｌ、設定周波数を９５Ｈｚとしたものを用いて、第１実施形態のレゾネータ付送風管２を作成した。なお、連通部１２を構成する連通部構成部材１２ａは、透気度１０秒／３００ｃｃで厚さ１．５ｍｍの不織布を用いた。レゾネータは、送風管２１の端部から２３３ｍｍ、すなわち、Ａ＝１／３＊Ｌとなる位置に取り付けた。これを実施例１とする。
比較対象として、連通部を非通気性のものとした点が異なるレゾネータ付送風管を製造し、これを比較例１とした。
【００２３】
実施例及び比較例に対し、音響減衰量の測定を行い、消音効果を調べた。なお、音響減衰量とは、図９のように、試験対象のレゾネータ付送風管（２）の末端を、音響加振を行うスピーカ装置９９に接続し、スピーカから音を出した際の出口側（上流側ダクトの最上流の末端開口部）音圧Ｐα（位置αで測定した音圧）と音源側（下流側ダクトの最下流の末端部）の音圧Ｐβ（位置βで測定した音圧）を測定し、両者の比（Ｐβ／Ｐα）を取って、消音効果を評価する指標である。音響減衰量の値が大きいことは、消音効果が大きいことを示し、音響減衰量の値が小さいことは、消音効果が小さいことを示している。
【００２４】
実施例１及び、比較例１の音響減衰量の測定結果を図３に示す。レゾネータの設定周波数である９５Ｈｚにおいて、共に、レゾネータが共鳴しており、レゾネータの共鳴による消音効果が得られている。
【００２５】
さらに、連通部１２に通気性を有する部分を設けた実施例１においては、レゾネータの共鳴が穏やかなものとなっており、比較例１において８０Ｈｚ付近に現れていた音響減衰量の落ち込みが緩和されている。これにより、レゾネータを設けた際にあらわれる、いわゆる反共鳴現象が緩和されていることが理解できる。
【００２６】
さらに、実施例１においては、送風管２１に生ずる気柱共鳴による騒音の増大が抑えられている。すなわち、比較例１においては、２５０Ｈｚ、４５５Ｈｚ、６８０Ｈｚ、９１０Ｈｚ付近に、送風管２１に生ずる気柱共鳴（順に１次、２次、３次、４次の共鳴）による音響減衰量の落ち込みがみられる。この周波数付近では、比較例１の送風管は、気柱共鳴によって、騒音が大きくなってしまう。一方、実施例１においては、２５０Ｈｚ、４５５Ｈｚ、９１０Ｈｚの気柱共鳴（順に１次、２次、４次の共鳴）に対しては、音響減衰量の落ち込みが少ない。すなわち、実施例１では、これら気柱共鳴の発生を抑制できている。
【００２７】
図４には、上記実施例、比較例のレゾネータ取り付け位置を変更し、レゾネータをＡ＝３５０ｍｍ、すなわちＡ＝１／２＊Ｌとなる位置に取り付けた場合の消音効果を、実施例２、比較例２として示す。実施例２においても、実施例１と同じく、レゾネータとしての共鳴による消音効果を有すること、比較例において８０Ｈｚ付近に現れた半共鳴の減衰量の落ち込みを改善できることが確認できる。さらに、実施例２では、２５０Ｈｚ、６８０Ｈｚに現れる送風管２１の１次、３次の気柱共鳴に対し、音響減衰量の落ち込みが少なくなっており、実施例２では、これら気柱共鳴の発生が抑制できている
【００２８】
図５には、上記実施例、比較例のレゾネータ取り付け位置を変更し、レゾネータをＡ＝１７５ｍｍ、すなわちＡ＝１／４＊Ｌとなる位置に取り付けた場合の消音効果を、実施例３、比較例３として示す。実施例３においても、実施例１と同じく、レゾネータとしての共鳴による消音効果を有すること、比較例において８０Ｈｚ付近に現れた半共鳴の減衰量の落ち込みを改善できることが確認できる。さらに、実施例３では、２５０Ｈｚ、４５５Ｈｚ，６８０Ｈｚに現れる送風管２１の１次、２次、３次の気柱共鳴に対し、音響減衰量の落ち込みが少なくなっており、実施例３では、これら気柱共鳴の発生が抑制できている
【００２９】
図６には、連通部全体を非通気性の材料により構成するとともに、連通部の内側に、厚さ１．５ｍｍの不織布性吸音材を筒状に設けたものを比較例４として示している。レゾネータの取り付け位置はＡ＝１／２＊Ｌの位置とされており、比較例４と比較例２が比較されている。非通気性の連通部の内部に吸音材を設けても、比較例２と４でほとんど差がないことがわかる。すなわち、実施例１〜３に見られる効果は、連通部に通気性材料で構成された部分を設け、連通部の内部空間と外気との間で、通気性材料を通じて空気が移動可能とされたことによる効果であると推定される。
【００３０】
以上のように、実施例１〜３により、第１実施形態のレゾネータ付送風管２が、レゾネータの消音特性とポーラスダクトの消音特性とを兼ね備えていることが確認された。さらに、第１実施形態のレゾネータ付送風管２は、レゾネータが有する反共鳴による消音効果の落ち込みの抑制にも効果があることが確認された。なお、送風管の気柱共鳴の抑制効果については、レゾネータ（通気性材料を備える連通部）を設ける位置も寄与している。すなわち、送風管に発生する気柱共鳴の共鳴モードを考慮した際に、音圧の節に相当する箇所（例えば、３次の気柱共鳴であれば、管端から約１／３の位置）に上記実施形態のレゾネータを設けても、その共鳴モードに対しては共鳴抑制効果が得られにくい。この点については、従来のポーラスダクト技術と同様である。
【００３１】
発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその詳細な説明を省略する。また、以下に示す実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を置き換えて実施できる。
【００３２】
連通部１２の具体的構成は、例えば、以下のような変更が可能である。連通部を構成する連通部構成部材は、図７に示すようなものであってもよい。連通部構成部材１４は、円筒状であり、長手方向の中央部に通気性材料からなるリング状の通気性部分１４１が設けられ、通気性部分１４１の両端に延長するように、非通気性の材料で構成された非通気性部分１４２、１４２が設けられている。このように、レゾネータ１の連通部の一部だけが通気性材料からなる通気性部分とされていてもよく、同様の消音効果が期待できる。インサート成形などを利用すれば、このような構成の連通部構成部材１４を製造できる。本実施形態の連通部構成部材１４を用いると、連通部構成部材１４の両端部が非通気性材料で構成できて、送風管や容積室との一体化がしやすくなる。
【００３３】
あるいは、連通部を構成する連通部構成部材は、図８に示すようなものであってもよい。連通部構成部材１５は、角筒状であり、角筒の１面が通気性材料からなる通気性部分１５１とされており、他の３面が非通気性の材料で構成された非通気性部分１５２、１５２とされている。このように、連通部における通気性を有する部分は、管状の連通部の周方向の一部の領域に設けられるものであってもよく、同様の消音効果が期待できる。本実施形態の連通部構成部材は、通気性部分１５１が平面状であり、通気性部分の成形及び一体化がしやすい。
【００３４】
また、連通部における通気性部分は、他の構成により実現することも可能である。例えば、送風管、連通部、容積室を、熱可塑性樹脂のブロー成形や射出成型を利用して一体に成形し、連通部に窓（穴）を設け、連通部の窓を覆うように、不織布などの通気性材料を一体化して、その部分を連通部の通気性を有する部分としてもよい。
【００３５】
容積室の具体的形状・仕様は特に限定されない。必要とされる容積や周囲のスペース等に配慮して、容積室の形状が決定される。容積室はいわゆる水抜き穴を備えてもよい。また、容積室の内部に、連通穴を備える隔壁を配置して、レゾネータをいわゆる２段レゾネータとすることも可能である。また、容積室の内部に吸音材を備えさせてもよい。
【００３６】
上記実施形態のレゾネータを備える送風管の用途として、自動車用内燃機関の吸気システムの一部や排気管の一部、空調システム・冷却風送風システムなどの送風管（いわゆる通気ダクト、送風ダクトや、通気ホースなど）などが例示されるが、これに限定されるものではなく、例示した以外の他の技術分野・用途にも応用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
レゾネータ付送風管は、空気を送る用途に使用でき、消音効果があって産業上の利用価値が高い。
【符号の説明】
【００３８】
１      レゾネータ
１１        容積室
１２        連通部
１２ａ          連通部構成部材
２      レゾネータ付送風管
２１        送風管
１４            連通部構成部
１４１              通気性部分
１４２              非通気性部分
１５            連通部構成部
１５１              通気性部分
１５２              非通気性部分
９９    スピーカ装置
【図１】
2016217147.tif 000003
【図２】
2016217147.tif 000004
【図３】
2016217147.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016217147.tif 000007
【図６】
2016217147.tif 000008
【図７】
2016217147.tif 000009
【図８】
2016217147.tif 000010
【図９】
2016217147.tif 000011