谐振器和具有谐振器的送风管的制作方法

本申请基于2015年05月14日向日本特许厅提交的日本专利申请2015-098951号，因此将所述日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及谐振器和具有谐振器的送风管。

背景技术：

在汽车用内燃机的吸气系统、空调系统和冷却风送风系统等的送风管(所谓的通气管道、送风管道和通气软管等)中，从发动机、风扇和电动机等噪声源产生的噪声在送风管路内传播。此外，在送风管内产生气柱共鸣。因此，以往一直以来都希望降低噪声。

作为对在送风管路中产生的特定频率的噪声进行消音的技术，公知一种共鸣型消音器。

例如，日本专利公开公报特开平06-081737号中公开了一种包括赫姆霍兹谐振器的共鸣消音装置，该赫姆霍兹谐振器具有共鸣室和连通部。在上述连通部和共鸣室内设置有吸音材料。此外，在日本专利公开公报特开2009-250183号中公开了如下发明：通过沿管路设置扩张部(共鸣室)和狭缝状的连通孔来构成谐振器，并且在共鸣室内设置吸音材料。

按照上述技术，利用谐振器，能对特定频带的噪声进行消音，并且能提高吸音材料产生的消音效果。

此外，作为抑制在送风管中产生的气柱共鸣的技术，公知一种被称为所谓的多孔管道的技术，该技术在由非通气性原材料形成的管道壁的一部分上设置具有通气性的部分，实现预防管道系统的气柱共鸣，从而降低在管道内传播的噪声。例如，作为多孔管道，公知一种在日本专利公开公报特开2001-323853号中记载的技术。上述技术的特征在于具有 无纺布等多孔性质材料，上述无纺布等多孔性质材料具有适当的通气性，并且以覆盖设置在非通气性管道壁中间部上的孔的方式安装在该管道壁上。由此，通过多孔性质材料连通管道内部空间和外部空间。此外，日本专利公开公报特开2001-323853号中记载的多孔管道具有无纺布，该无纺布热熔焊在设置成从管道主体的壁面突出的小筒部前端的开口部上。按照这种管道，通过调整多孔性质材料的通气度，可以抑制在管道系统中产生的气柱共鸣。由此，可以降低在管道系统中传播的噪声。此外，还能够得到无纺布安装容易的效果，并且能够得到降低管道的通气阻力的效果。

上述谐振器的消音技术和多孔管道的消音技术的消音原理不同。因此，消音的效果也不同。

谐振器(共鸣器)的技术是利用共鸣器以特定的频率共鸣。即，通过由共鸣器吸收上述共鸣频率附近的噪声，可以实现抑制噪声向管道出口的传播。按照上述原理，只能在共鸣器的共鸣频率附近的频带得到消音效果。另一方面，按照多孔管道技术的原理，通过将具有可调整透气度的无纺布等粘贴在设置于因管道的气柱共鸣而导致管内声压提高的管道的部位上的孔上，实现抑制在管道中产生的气柱共鸣。

而尚未实现如下消音器：兼备能够在特定的共鸣频率附近消音的共鸣型消音器的消音特性和能够抑制管道的气柱共鸣的多孔管道的消音特性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种兼备谐振器的消音特性和多孔管道的消音特性的消音器。

本发明的发明者认真研究的结果发现：通过由通气性材料形成谐振器的连通部的至少一部分，能够解决上述课题。由此，得到本发明的谐振器和送风管。

本发明提供一种谐振器，该谐振器包括规定容量的容积室和连通部，并且，能够通过所述连通部来连通所述容积室和送风管的送风管路之间， 所述连通部的至少一部分构成由通气性材料形成的通气性部分(第一实施方式)。

作为通气性材料可以例举的是无纺布、发泡树脂和滤纸等。

在第一实施方式中，整个连通部可以由通气性材料形成(第二实施方式)。此外，在第一实施方式和第二实施方式中，通气性材料的透气度可以在0.5～100秒/300cc的范围内(第三实施方式)。此外，通过在送风管中设置第一～第三实施方式中的任意一种谐振器，可以得到具有谐振器的送风管(第四实施方式)。

如果通过在送风管中安装本发明的谐振器(第一至第三实施方式)来构成具有谐振器的送风管(第四实施方式)，则能够得到在特定频率下谐振器共鸣产生的消音效果，并且能够抑制送风管所具有的气柱共鸣。

附图说明

图1是表示第一实施方式的谐振器和送风管的示意图。

图2是表示连通部的结构构件的例子的图。

图3是表示第一实施方式(实施例1)的谐振器的消音效果的图。

图4是表示实施例2的谐振器的消音效果的图。

图5是表示实施例3的谐振器的消音效果的图。

图6是表示比较例的谐振器的消音效果的图。

图7是表示连通部的结构构件的其他例子的图。

图8是表示连通部的结构构件的其他例子的图。

图9是表示测量声音衰减量的方法的示意图。

具体实施方式

在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明的实施方式并不限于以下所示的单独的实施方式。改变以下单独的实施方 式的一部分的实施方式也包含在本发明的实施方式中。图1是表示第一实施方式的谐振器和送风管的示意图。送风管2是具有谐振器1的带谐振器的送风管。在全长L的送风管主体21上，谐振器1安装在距其管端为距离A的位置上。在送风管主体21的内部形成有送风管路。空气在该送风路径内流通。具有谐振器的送风管2用于汽车内燃机的吸气系统或排气系统、空调装置的送风路径、以及电池等的空冷系统的送风路径等。由各种用途确定送风管主体21具体的管的形状。根据需要，上述形状可以是弯折、弯曲形状。送风管主体21可以是笔直的管，也可以是具有可弯曲性的软管。

谐振器1包括容积室11和连通部12。容积室11由非通气性材料形成，并且呈中空的箱(容器)状。容积室11在内部具有规定容量的扩张空间。利用容积室11的非通气性的壁面隔断扩张空间和外部空气。形成容积室的材料的典型例子可以例举的是：聚丙烯树脂等热塑性树脂、以及热固性树脂和金属。

谐振器的连通部12例如为筒状。通过连通部12的内部空间，连通容积室11的扩张空间和送风管主体21的内部空间(送风管路)。由上述连通结构来构成所谓的赫姆霍兹谐振器。

连通部12的至少一部分(以下适当地称为“通气性部分”)由通气性材料形成。即，连通部12的至少一部分构成通气性部分。在本实施方式中，如图2所示，构成连通部12的整个构件12a由通气性材料形成。因此，实质上整个连通部12具有通气性。作为通气性材料可以例举的是无纺布、发泡树脂(发泡海绵)和滤纸等。当使用发泡树脂时，可以使用具有连续气泡结构的发泡树脂。当通气性材料是滤纸或无纺布时，可以浸泡在粘合剂等中来调整透气度。此外，通过上述浸泡粘合剂，可以提高材料的粘度，还可以提高连通部结构构件12a的形状保持性。在本实施方式中，对无纺布进行加工来形成筒状的连通部结构构件12a。

在本实施方式中，连通部12的至少一部分构成通气性部分。通过使上述通气性部分具有通气性，在连通部的内部空间和外部空气之间，通过形成该通气性部分的通气性材料，空气能够移动。如果整个连通部由非通气性的材料形成，则会妨碍连通部内外的空气移动。

对形成连通部结构构件12a的通气性材料的透气度进行说明。用于本实施方式的谐振器的通气性材料的透气度在0.5～100秒/300cc的范围内。上述透气度例如可以基于JIS P8117中规定的格利式实验法的方法来进行测量。特别是上述透气度可以在1～50秒/300cc的范围内。通过根据需要利用粘合剂或热冲压等，可以在上述范围内调整无纺布等通气性材料的透气度。由此，成形连通部结构构件12a。

可以通过公知的方法、例如熔敷、粘接、嵌合、卡合，卡止、用带和螺钉等来进行送风管主体21、容积室11和连通部(连通部结构构件12a)的安装。能够以在送风管主体21和连通部结构构件12a的连接部、以及容积室11和连通部结构构件12a的连接部之间不产生间隙的方式，例如同时使用嵌合结构来进行连接。

对上述实施方式的谐振器和送风管的作用和效果进行说明。

上述实施方式的谐振器1以共鸣频率共鸣，上述共鸣频率由容积室的容量、连通部的长度和连通部的截面面积等确定。因此，可以在该共鸣频率附近，降低在送风管主体21内部传播的噪声。这方面具有与现有技术的谐振器同样的效果。

此外，如果将上述实施方式的谐振器1安装在送风管主体21上，则在送风管主体21的接近管壁的位置上存在由通气性材料形成的连通部的通气性部分。通过上述通气部，本实施方式的送风管2可以具有与所谓的多孔管道(以设置在管壁上的孔被无纺布原材料等覆盖的方式构成的管道)同样的结构。其结果，可以抑制因在送风管主体21中产生的气柱共鸣而造成的噪声增大。即，上述实施方式的谐振器1兼备谐振器的消音特性和多孔管道的消音特性。

利用实验举例证明上述效果。使用直径80mm、长度L＝700mm的直管作为送风管主体21。作为谐振器1使用容积室的容量为2l、设定频率为95Hz的谐振器。通过送风管主体21和谐振器1来制作第一实施方式的带谐振器的送风管2。另外，作为构成连通部12的连通部结构构件12a使用透气度10秒/300cc、厚度1.5mm的无纺布。谐振器1安装在距送风管主体21的端部233mm、即满足A＝1/3*L的位置上。使用上述送风管2 来实施实施例1。

为了进行比较，除了由非通气性材料来形成连通部以外，制造了与谐振器1相同的带谐振器的送风管。使用上述送风管来实施比较例1。

在实施例和比较例中，通过进行声音衰减量的测量，调查消音效果。另外，声音衰减量是评价消音效果的指标，通过以下方法来得到。即，如图9所示，使用于实验的带谐振器的送风管2的末端与发出声音的扬声器装置99连接。测量从扬声器发出声音时的出口侧(管道上游的末端开口部)声压Pα(在位置α测量的声压)和声源侧(管道下游的末端部)的声压Pβ(在位置β测量的声压)。将由两者的比(Pβ/Pα)表示的指标作为声音衰减量。声音衰减量的值大则表示消音效果大，声音衰减量的值小则表示消音效果小。

图3表示实施例1和比较例1的声音衰减量的测量结果。在作为谐振器的设定频率的95Hz，实施例和比较例的谐振器都共鸣。由此，能够得到由谐振器的共鸣产生的消音效果。

此外，在连通部12上设置有通气性部分的实施例1中，谐振器的共鸣平稳。在比较例1中，在80Hz附近出现的声音衰减量的下降变缓。由此，可以理解为设置有谐振器时出现的所谓反共鸣现象变缓。

此外，在实施例1中，抑制了因在送风管主体21中产生的气柱共鸣而造成的噪声增大。即，在比较例1中可以看出，在250Hz、455Hz、680Hz和910Hz附近，因送风管主体21中产生的气柱共鸣(依次为第一次、第二次、第三次和第四次共鸣)而造成的声音衰减量下降。在上述频率附近，在比较例1的送风管中，因气柱共鸣而产生较大的噪声。另一方面，在实施例1中，相对于250Hz、455Hz和910Hz的气柱共鸣(依次为第一次、第二次、第四次共鸣)，声音衰减量的下降小。即，在实施例1中，可以抑制上述气柱共鸣的产生。

图4中表示改变上述实施例1和比较例1的谐振器安装位置的实施例2和比较例2的消音效果。在上述实施例和比较例中，谐振器安装在A＝350mm、即满足A＝1/2*L的位置上。在实施例2中可以确认到：与实施例1相同、具有由作为谐振器的共鸣而产生的消音效果、以及能够改 进比较例2中在80Hz附近出现的半共鸣的衰减量下降。此外，在实施例2中，相对于在250Hz和680Hz出现的送风管主体21的第一次和第三次气柱共鸣，声音衰减量的下降变小。即，在实施例2中，可以抑制上述气柱共鸣的产生。

图5中表示改变上述实施例1和比较例1的谐振器安装位置的实施例3和比较例3的消音效果。在上述实施例和比较例中，谐振器安装在A＝175mm、即满足A＝1/4*L的位置上。在实施例3中也可以确认到：与实施例1相同、具有由作为谐振器的共鸣产生的消音效果、以及能够改进比较例3中80Hz附近出现的半共鸣的衰减量的下降。此外，在实施例3中，相对于在250Hz、455Hz和680Hz出现的送风管主体21的第一次、第二次和第三次气柱共鸣，声音衰减量的下降变小。即，在实施例3中，可以抑制上述气柱共鸣的产生。

图6中表示比较例4的结果。在比较例4中使用的谐振器的整个连通部由非通气性材料形成。此外，在连通部的内侧，设置有厚度1.5mm的筒状的无纺布制吸音材料。谐振器的安装位置是满足A＝1/2*L的位置。对比较例4和比较例2进行比较。可以看出在非通气性的连通部的内部设置有吸音材料的比较例4的结果与比较例2几乎没有差别。即，在实施例1～3中呈现的效果应该是因利用在连通部设置由通气性材料形成的部分(即通气性部分)、在连通部的内部空间和外部空气之间通过形成上述通气性部分的通气性材料使空气能够移动而产生的。

如上所述，按照实施例1～3可以确认：第一实施方式的带谐振器的送风管2兼备谐振器的消音特性和多孔管道的消音特性。此外，可以确认：第一实施方式的带谐振器的送风管2对抑制因谐振器所具有的反共鸣而产生的消音效果下降也有效果。另外，设置谐振器(具有通气性部分的连通部)的位置也能够增进抑制送风管的气柱共鸣的效果。即，当考虑了在送风管中产生的气柱共鸣的共鸣模式时，即使在与声压的节拍相当的部位(例如第三次气柱共鸣时距管端大约1/3的位置)设置上述实施方式的谐振器，相对于与上述共鸣模式对应的气柱共鸣，也难以得到共鸣抑制效果。这与以往的多孔管道技术相同。

本发明的实施方式并不限于上述实施方式。通过对上述实施方式进 行各种变更而实现的实施方式也包含在本发明的实施方式中。以下，对本发明的其他实施方式进行说明。在以下的说明中，围绕与上述实施方式不同的部分进行说明。省略了与上述实施方式相同部分的详细说明。此外，通过相互组合以下实施方式的一部分而实现的实施方式、以及通过将其一部分置换为其他实施方式的一部分而实现的实施方式也包含在本发明的实施方式中。

连通部12的具体结构例如能够进行以下的变更。图7中表示构成连通部的连通部结构构件的其他例子。连通部结构构件14是圆筒状，在其长边方向的中央部位设置有由通气性材料形成的环状的通气性部分141。以使上述通气性部分141的两端延长的方式，设置有由非通气性的材料形成的非通气性部分142、142。由此，可以仅使谐振器1的连通部的一部分构成由通气性材料形成的通气性部分。即，连通部结构构件14也能够得到与连通部结构构件12a同样的消音效果。利用嵌件成型等，可以制造这种结构的连通部结构构件14。如果使用本实施方式的连通部结构构件14，则能够由非通气性材料形成连通部结构构件14的两端部，所以容易使连通部与送风管和容积室一体化。

或者也可以使用如图8所示的构成连通部的连通部结构构件。连通部结构构件15为方筒状，该方筒的一个壁面构成由通气性材料形成的通气性部分151。其他三个壁面构成由非通气性材料形成的非通气性部分152、152。由此，连通部的通气性部分可以设置在管状连通部的壁面的一部分区域上。即，连通部结构构件15也可以得到与连通部结构构件12a同样的消音效果。由于本实施方式的连通部结构构件15具有平面状的通气性部分151，所以容易进行通气性部分的成形和一体化。

此外，能够利用具有其他结构的连通部的通气性部分。例如，可以利用热塑性树脂的吹塑成形或注塑成型，对送风管主体、连通部和容积室进行一体成形。在连通部上开设窗(孔)。能够以覆盖上述连通部上的窗的方式，使无纺布等通气性材料与该连通部一体化。可以通过上述一体化的部分来构成连通部的通气性部分。

容积室的具体形状和规格并没有特别限定。考虑必要的容积和周围的空间等来确定容积室的形状。容积室可以具有所谓的脱水孔。此外， 通过在容积室的内部配置具有连通孔的隔壁，能够构成所谓的两层谐振器。此外，容积室可以在其内部具有吸音材料。

此外，在本发明的具有谐振器的送风管内可以包括多个本发明的谐振器。此外，在本发明的具有谐振器的送风管内可以具有现有技术的谐振器。在上述情况下，上述谐振器可以具有相互不同的共鸣频率。此外，从所述多个谐振器在送风主体上的安装位置到送风管主体的管端的距离A也可以相互不同。

作为上述实施方式的具有谐振器的送风管的用途，举例说明了汽车用内燃机的吸气系统的一部分和排气管的一部分、以及构成空调系统和冷却风送风系统等的送风管(所谓的通气管道、送风管道和通气软管等)等。但是，上述用途并不限于这些，也可以应用于在此举例说明的用途以外的其他技术领域和用途。

由于本发明的具有良好的消音效果的带谐振器的送风管能够用于送出空气的用途，所以工业上的利用价值高。

本发明的以与送风管连接的方式构成的谐振器可以是以下的第一和第二谐振器。

上述第一谐振器是与送风管连接的谐振器，其具有规定容量的容积室和连通容积室和送风管路之间的连通部，所述连通部的至少一部分由通气性材料构成，在连通部的内部空间和外部空气之间，通过通气性材料，空气能够移动。

上述第二谐振器是在上述第一谐振器基础上，整个连通部由通气性材料构成。

此外，具有谐振器的送风管具有上述第一谐振器或第二谐振器。

出于示例和说明的目的已经给出了所述详细的说明。根据上面的教导，许多变形和改变都是可能的。所述的详细说明并非没有遗漏或者旨在限制在这里说明的主题。尽管已经通过文字以特有的结构特征和/或方法过程对所述主题进行了说明，但应当理解的是，权利要求书中所限定的主题不是必须限于所述的具体特征或者具体过程。更确切地说，将所述的具体特征和具体过程作为实施权利要求书的示例进行了说明。