JP2019002284A - 消音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】十分に騒音を低減させることができると共に、省スペース化を図ることができ、レゾネータ本体の壁面の膜面剛性を確保することができる消音装置を提供する。
【解決手段】所定容積を有するレゾネータ本体と、該レゾネータ本体と内燃機関の吸気通路とを連通する連通管とを有する消音装置において、前記レゾネータ本体は、前記吸気通路の外周壁面から延設された第１の壁面と、前記第１の壁面と対向する第２の壁面とを有し、前記連通管は、一端が前記外周壁面に形成された貫通孔と連通すると共に、他端が前記第２の壁面に固着され、前記連通管の内部と前記レゾネータ本体の内部を連通する開口部を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、消音装置に係り、特に、内燃機関の吸気通路に設けられ、吸気騒音を低減する消音装置に関するものである。

内燃機関の駆動によって吸気バルブが開閉することで脈動音が発生し、該脈動音が吸気騒音となることが知られており、この吸気騒音を低減するためにレゾネータなどを吸気通路と連続的に形成した消音装置が知られている。

レゾネータは、所定容積のレゾネータ本体と吸気通路から分岐し、吸気通路とレゾネータ本体とを連通せしめる連通管を有しており、ヘルムホルツの共鳴理論等に基づいて計算される周波数の騒音を低減するようにレゾネータ本体の容積を定めている。

また、内燃機関に連通する吸気通路から発せられる騒音は、吸気バルブが開いた際に空気を吸引することによる空気の間欠流を原因とする吸気音であることが知られている。この吸気音は種々の周波数を含んでおり、耳障りな騒音となり得る特定の周波数を減衰させるために、上述したレゾネータの容積を適宜調整しながら、これらのレゾネータを吸気通路から分岐するように配置することが行われており、このような消音装置は種々の形態が知られている。

しかし、レゾネータは、上述したように所定の容積を有する箱状の部材であることから、壁面の膜面剛性を確保する必要がある場合があった。また、連通管の一端は、レゾネータ本体内に開口端として配置されていることから、連通管自体が振動することで不要な騒音が生じる可能性があった。そして、このような膜面剛性の確保や連通管の振動を防止するために、種々の手段が知られている。

特許文献１に記載の消音装置は、貫通孔をもつ平坦な座面を有するホース本体と、容器部と該容器部内に保持された連通管とよりなり該容器部の開口と該連通管の一端の開口とが同一平面上に位置したレゾネータとから構成され、前記連通管の一端の開口端面は前記貫通孔の周囲の前記座面に溶着され前記容器部の開口端面は前記座面に溶着されて前記ホース本体と一体化されている。また、連通管は一端がホース本体に溶着されると共に他端が支持棒に保持されているので、連通管の振動が防止され騒音の発生が防止されている。

特許文献２に記載された消音装置は、アッパ側外側枠部と、該アッパ側外側枠部の内側に位置するアッパ側内側枠部と、を備えており、吸気ダクトに固定されるレゾネータアッパと、底部と、該底部から前記レゾネータアッパ側に延びており延び方向先端部で前記アッパ側外側枠部と振動溶着にて固定されるロア側外側枠部と、前記底部から前記レゾネータアッパ側に延びており延び方向先端部で前記アッパ側内側枠部と振動溶着にて固定されるロア側内側枠部と、を備えるレゾネータロアと、を有するレゾネータであって、前記アッパ側内側枠部と前記ロア側内側枠部とは、前記アッパ側内側枠部と前記ロア側内側枠部とを振動溶着するときの振動方向に延びる一対の振動方向延び部と、前記アッパ側内側枠部と前記ロア側内側枠部とを振動溶着するときの振動方向と異なる方向に延び一対の前記振動方向延び部を繋ぐ一対の繋ぎ部と、を備えており、一対の前記繋ぎ部の少なくとも一部には、該繋ぎ部の剛性を高める湾曲部が形成されている。この湾曲部によって繋ぎ部の剛性を高めることができ振動溶着の際に繋ぎ部が変形することを抑制できる。

特開平８−３０９８８３号公報 特開２０１０−５３８００号公報

しかしながら、上述した従来の消音装置の構成によると、レゾネータ本体の内部に支持棒やアッパ側内側枠部及びロア側内側枠部を形成する必要があるため、これらの部材の存在によってレゾネータ容量が減少してしまい、必要な容量を確保するためにレゾネータを大型化する必要が生じるという問題があり、省スペース化が求められるエンジンルーム内にこれらの部材を配置することが非常に難しいという問題があった。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、十分に騒音を低減させることができると共に、省スペース化を図ることができ、レゾネータ本体の壁面の膜面剛性を確保することができる消音装置を提供することを目的とする。

本発明に係る消音装置は、所定容積を有するレゾネータ本体と、該レゾネータ本体と内燃機関の吸気通路とを連通する連通管とを有する消音装置において、前記レゾネータ本体は、前記吸気通路の外周壁面から延設された第１の壁面と、前記第１の壁面と対向する第２の壁面とを有し、前記連通管は、一端が前記外周壁面に形成された貫通孔と連通すると共に、他端が前記第２の壁面に固着され、前記連通管の内部と前記レゾネータ本体の内部を連通する開口部を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る消音装置において、前記開口部は、前記レゾネータ本体の前記第１の壁面及び前記第２の壁面を除いた壁面のうち、前記連通管の軸線方向の中心との距離が最も大きな壁面に向けて開口していると好適である。

また、本発明に係る消音装置において、前記開口部は、前記連通管の下端に形成されていると好適である。

上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

本発明に係る消音装置は、連通管の一端が外周壁面に形成された貫通孔と連通すると共に、他端が第２の壁面に固着され、連通管の内部と前記レゾネータ本体の内部を連通する開口部を備えるので、レゾネータ本体の容積を十分に確保すると共に、補強部材による容量削減をすることなく第２の壁面の膜面剛性を確保することができる。

また、本発明に係る消音装置は、開口部が連通管の軸線方向の中心から側壁までの距離が最も大きくなる方向に向けて開口しているので、レゾネータの消音効果が向上する。

また、本発明に係る消音装置は、連通管がレゾネータ本体に収納されているので、レゾネータ本体と吸気通路を一体化することで、省スペース化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る消音装置の斜視図。 本発明の実施形態に係る消音装置の分解図。 本発明の実施形態に係る消音装置の上面図。 図３におけるＡ−Ａ断面図。 本発明の実施形態に係る消音装置の一部断面斜視図。 図３におけるＢ−Ｂ断面図。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る消音装置の斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る消音装置の分解図であり、図３は、本発明の実施形態に係る消音装置の上面図であり、図４は、図３におけるＡ−Ａ断面図であり、図５は、本発明の実施形態に係る消音装置の一部断面斜視図であり、図６は、図３におけるＢ−Ｂ断面図である。

図１から図３に示すように、本実施形態に係る消音装置１は、内燃機関にろ過された外気を導入するための吸気通路１０と、吸気通路１０に一体的に取り付けられると共に、所定容量を有する箱状のレゾネータ本体２０とを有している。吸気通路１０は、内壁が平滑に形成された筒状部材であり、その断面形状は円形、楕円形、多角形など、種々の形態が知られている。また、レゾネータ本体２０は、吸気通路１０の外周壁面１３から延設された第１の壁面２１と、該第１の壁面２１と対向する第２の壁面２２を有し、第１の壁面２１と第２の壁面２２を繋ぐように側壁面２３が形成されている。

図２に示すように、本実施形態に係る消音装置１は、吸気通路１０を半割に形成した第１の吸気通路片１１と、第２の吸気通路片１２とが互いに溶着されて管状の吸気通路１０を形成しており、第２の吸気通路片１２には、上述した第１の壁面２１と側壁面２３とによって下方に開口した箱状部２７が形成されている。箱状部２７には、吸気通路１０と連通する貫通孔１４が形成されており、貫通孔１４には、後述する連通管３０が下方に延設されている。

箱状部２７の下方の開口端には、底板部材２４が溶着されて閉塞されている。底板部材２４は、第２の壁面２２が形成され、第２の壁面２２には、所定の方向に延びる補強リブ２５が複数形成されている。また、貫通孔１４と対向する位置に溶着部２６が形成されており、該溶着部２６に連通管３０が溶着される。

図４に示すように、吸気通路１０の貫通孔１４には、連通管３０がレゾネータ本体２０内に延設されて、下端が底板部材２４の第２の壁面２２に固着するように溶着されている。また、連通管３０の下端には、連通管の延設方向（鉛直方向）と直交する方向（水平方向）に向けて開口する開口部３１が形成されている。

図５及び図６に示すように、開口部３１は、レゾネータ本体２０の側壁面２３のうち上流側側壁２３ａと連通管３０の軸線方向の中心Ｃまでの距離Ｌ１、下流側側壁２３ｂから連通管３０の軸線方向の中心Ｃまでの距離Ｌ２、第１の側壁２３ｃから連通管３０の軸線方向の中心Ｃまでの距離Ｌ３及び第２の側壁２３ｄから連通管３０の軸線方向の中心Ｃまでの距離Ｌ４において、最も距離の大きい下流側側壁２３ｂに向けて開口している。

これらの第１の吸気通路片１１、第２の吸気通路片１２及び底板部材２４は、どのような材質で形成しても構わないが、例えば、合成樹脂で形成されると好適であり、例えばポリプロピレン系樹脂やポリアミド系樹脂等の熱可塑性の合成樹脂が好適に用いられる。また、連通管３０と第２の吸気通路片１２は、一体に形成しても構わないし、連通管３０と第２の吸気通路片１２とを別体に形成したのち、公知の結合手段によってこれらの部材を組み合わせても構わない。

このように、本実施形態に係る消音装置１は、所定の容積を有するレゾネータ本体２０と、該レゾネータ本体２０と吸気通路１０とを連通する連通管３０とを備えている。レゾネータ本体２０は、直方体や円筒形状等種々の形状に形成することができ、その容積は、減衰しようとする周波数に応じてヘルムホルツの共鳴理論に基づいて決定される。

図６に示すように、本実施形態に係る消音装置１は、レゾネータ本体２０を構成する第１の壁面２１は、吸気通路１０の外周壁面１３から延設しており、連通管３０がレゾネータ本体２０に収納されているので、従来存在した吸気通路とレゾネータ本体の間の空隙をなくすことで、消音装置１の小型化を図ることができる。また、連通管３０が第２の壁面２２に溶着されているので、支持棒などの補強部材を別途用いることなく第２の壁面２２の膜面剛性を確保することができる。このように、第２の壁面２２の膜面剛性を確保することができるので、壁面の振動が防止されて副次的な騒音の発生を防止することができる。

また、連通管３０の開口部３１は、連通管３０の下端に形成されているので、吸気通路１０等を介して侵入した水をレゾネータ本体２０に形成した図示しないドレン孔から排出させることで水抜き性を向上させることができる。また、連通管３０内部が共鳴することによるサイドブランチとしての作用を奏することがなく、不要な共鳴を防止することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る消音装置１は、連通管３０の一端が外周壁面１３に形成された貫通孔１４と連通すると共に、他端が第２の壁面２２に固着され、連通管３０の内部とレゾネータ本体２０の内部を連通する開口部３１を備えるので、支持棒などの補強部材を別途用いることなく第２の壁面２２の膜面剛性を確保することができる。

なお、本実施形態においては、開口部３１の向きは、下流側側壁２３ｂに向けて開口した場合について説明を行ったが、レゾネータ本体２０の形状に応じて開口の方向は適宜変更しても構わない。また、本実施形態においては、第１の吸気通路片１１，第２の吸気通路片１２及び底板部材２４は、互いに溶着して組み合わせられる場合について説明を行ったが、これらの部材は、ボルトなどの締結手段やクリップなどを用いて組み合わせても構わないし、互いに接着して組み合わせても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ 消音装置， １０ 吸気通路， １１ 第１の吸気通路片， １２ 第２の吸気通路片， １３ 外周壁面， １４ 貫通孔， ２０ レゾネータ本体， ２１ 第１の壁面， ２２ 第２の壁面， ２３ 側壁面， ２４ 底板部材， ２５ 補強リブ， ２６ 溶着部， ２７ 箱状部， ３０ 連通管， ３１ 開口部。

Claims (3)

1. 所定容積を有するレゾネータ本体と、該レゾネータ本体と内燃機関の吸気通路とを連通する連通管とを有する消音装置において、
   前記レゾネータ本体は、前記吸気通路の外周壁面から延設された第１の壁面と、前記第１の壁面と対向する第２の壁面とを有し、
   前記連通管は、一端が前記外周壁面に形成された貫通孔と連通すると共に、他端が前記第２の壁面に固着され、前記連通管の内部と前記レゾネータ本体の内部を連通する開口部を備えることを特徴とする消音装置。
2. 請求項１に記載の消音装置において、
   前記開口部は、前記レゾネータ本体の前記第１の壁面及び前記第２の壁面を除いた壁面のうち、前記連通管の軸線方向の中心との距離が最も大きな壁面に向けて開口していることを特徴とする消音装置。
3. 請求項１又は２に記載の消音装置において、
   前記開口部は、前記連通管の下端に形成されていることを特徴とする消音装置。

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