专利名称：消声管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管道，可以用作例如内燃机的进气管。
背景技术：
消声管(消音道)用作内燃机或者空调设备的进气管或排气管。 此消声管减小从噪音源如内燃机或空调设备传播的传播声、或者由其 自身的进气脉动所导致的噪音。作为已知的消声管(例如，参见
JP-A-5-163925)，将一种由箱形共鸣箱和筒状件(或连通管)组成 的消声装置(例如，所谓的"亥姆霍兹共鸣器")与筒状管道本体连 接。
在这种消声管中，以噪音的预定频率分量，消声装置产生共鸣， 从而降低共振频率F处的声压等级。周知共振频率F由下式l表示。
F= (C/27t){7ir2/V(L+1.6r)}1/2。
其中C表示音速(厘米/秒)；r为连通管的半径(厘米)；V 为共鸣箱的体积(立方厘米)；以及，L为连通管的长度(厘米)。
这里，周知的是主要是低频噪音使用户感觉不适。所以，如 果消声装置设计成使共振频率F (或者构成低频)降低，就认为能大
大减小给用户带来的不适感。为了降低共振频率F，根据式l，可以 增加共鸣箱体积V和连通管长度L中的至少一个。然而，如果增加 连通管的长度L，也就使消声装置扩大，从而增加了消声管的大小。
这带来了难以在车辆等中安装消声管的问题。另一方面，如果增加共 鸣箱的体积，反共鸣(或者反共振)现象可能使特定频率分量中的声
压等级升高。
JP-A-5-163925中提出了这种技术，其中通过在共鸣箱的分隔壁 中形成多个开口，调谐共振频率F。然而，根据此技术，只能降低接
近共振频率F的噪音，但不能降低较宽范围内的低频噪音。
发明内容
考虑到上述背景提出本发明，以及，本发明的目的是提供一种 消声管，能够减小低频噪音而无需较长的连通管，并且能够降低较宽 范围内的低频噪音。
为了解决上述问题，根据本发明提供一种消声管，包括圆筒 形管道本体，其内部和外部由周壁限定；以及箱形共鸣箱，其内部和 外部由分隔壁限定，并且安装在上述管道本体上。此消声管的特征在 于在分隔壁中形成的通气开口部，包括通孔状的通气开口、以及具 有迷宫形状通气路径并用于遮盖通气开口的透气件，特征在于共鸣 箱在其中容纳管道本体的一部分，还在于所述周壁具有开口在所述
共鸣箱中的通孔状连通开口，还在于所述管道本体内部和所述共鸣 箱内部彼此不是通过筒状件连通，而是通过所述连通开口直接连通， 以及，还在于所述连通开口形成在所述分隔壁中正对所述连通开口 的位置处。
优选的是，本发明的消声管设有下列(1)和(2)中的至少一个.
(1) 在管道本体轴向的一部分处，所述共鸣箱在周向围住所述
管道本体；以及
(2) 所述共鸣箱沿所述管道本体的轴向延伸。
与通常的消声管不同，本发明的消声管没有筒状件，也就是没 有连通管。这使得本发明的消声管体积不很大。
此外，本发明的消声管能减小较宽范围内的低频噪音。有关这
种减小的原因还未确定，但似乎与以下事实存在关联，即本发明的 消声管不具备任何连通管，以及管道本体内部和共鸣箱内部彼此直接连通。
在本发明的消声管中，在共鸣箱的分隔壁中形成通孔状的通气 开口。结果，使共鸣箱的内部和外部通过通气开口彼此连通。所以， 在本发明的消声管中，共鸣箱内部的声压变得更低。所以，可以抑制 反共振现象。此外，用透气件遮盖通气开口。由于通气开口被透气件 遮盖，所以，减小了可能从共鸣箱内部泄漏的噪音。
如果在消声管的共鸣箱中形成通气开口，如前述JP-A-5-163925 中所述，共鸣箱的内部和外部通过通气开口彼此连通。这样，能够改 变共振频率F (或者调谐共振频率F)。然而，在这种情况下，能够 减小在调谐的共振频率附近的噪音。但在比所减小噪音频率更高和更 低的频率上的声压等级升高，使得不能降低较宽范围内的低频噪音。 与之相比，本发明的消声管，不仅能降低接近基于前述式1所计算出 的共振频率F的噪音，而且能降低较宽范围的噪音。此中原因还未 确定，但认为与下述因素相关共鸣箱通气开口由具有通气路径的透 气件遮盖，以及，透气件具有迷宫形状的通气路径。在本发明的消声 管中，透气件具有迷宫形状的通气路径，使得共鸣箱中的空气在透气 件中前进，同时复杂地改变方向，直至缓缓流出到外部。
此外，在本发明的消声管中，在正对连通开口位置处的分隔壁 中形成由通气开口和透气件组成的通气开口部。连通开口或者是分隔 壁和周壁之间的结合部，或者是形成在周壁中并提供管道本体内部和 共鸣箱内部之间连通的部分。通气开口部形成在正对连通开口位置处 的分隔壁中，使得已经从管道本体传播至共鸣箱的噪音容易到达通气 开口。因此，本发明的消声管能更可靠地抑制反共振现象。
具体而言，与JP-A-5-163925中提出的消声管类似，本发明的消 声管具有开口 (也就是，通气开口部)，用于提供共鸣箱内部和外部 之间的连通。然而，与JP-A-5-163925中提出的消声管不同在于，本 发明消声管中的通气开口部，对调谐共振频率F没有帮助，但有助 于反共振现象的减少以及可靠减小噪音。
具有前述(1)的本发明的消声管，可以縮短连通开口和通气开 口部之间的距离。所以，能够减少反共振现象，并且能更可靠地减小 噪音。
图1是示意性图示实施例的消声管的轴测图2是示意性图示工作方式的剖视图，其中平行于管道本体的
径向剖开实施例的消声管；
图3是示意性图示比较例1的消声管的轴测图4是示意性图示工作情况的剖视图，其中平行于管道本体的
径向剖开比较例1的消声管；
图5是示意性图示比较例2的消声管的轴测图6是示意性图示工作情况的剖视图，其中平行于管道本体的
径向剖开比较例2的消声管；
图7是示意性图示比较例4的消声管的轴测图8是示意性图示工作情况的剖视图，其中平行于管道本体的
径向剖开比较例4的消声管；
图9是示意性图示比较例5的消声管的轴测图IO是示意性图示工作情况的剖视图，其中平行于管道本体的
径向剖开比较例5的消声管；
图11是示意性图示比较例6的消声管的轴测图12是示意性图示工作情况的剖视图，其中平行于管道本体的
径向剖开比较例6的消声管；
图13是示出比较例3至比较例6的消声管消声性能的曲线； 图14是示出实施例和比较例1至比较例3的消声管消声性能的曲线。
具体实施例方式
本发明消声管中的共鸣箱的体积，可以基于前述式1根据所要 消除的共振频率F进行设定。在本发明的消声管中，管道本体布置 在共鸣箱内部。在本发明的消声管中，将管道本体轴向的一部分容纳 在共鸣箱中。所以，在本发明的消声管中，共鸣箱的体积由以下空间
的体积表示，即由共鸣箱的内周和管道本体的外周所限定空间的体 积。
在本发明的消声管中，管道本体内部和共鸣箱内部通过连通开 口彼此直接连通。所以，在本发明的消声管中，对应于式1中连通管
半径r的部分是连通开口的半径。与共鸣箱的体积类似，连通开口的 半径也可以基于式1根据要消除的共振频率F进行设定。这里，在
本发明的消声管中，对应于式1中连通管长度L的部分为连通开口
的长度。本发明消声管中连通开口的长度是周壁的厚度。所以，在本
发明的消声管中，可以使与连通管长度L对应的连通开口长度明显縮短。
透气件可以具有迷宫形状的通气路径，但不应当特别局限于此 材料或形状。例如，气孔件(透气件)也可以由树脂材料的无纺布或 者具有连泡型气孔的海绵形成。如果透气件的气体渗透率过高，除了 上述不足之外，共鸣箱中的声波会透过透气件，使声波过多地泄漏到 外部。结果，考虑到使噪音透过管道本体发散至外部与传送声音使其 从透气件泄漏至外部之间的平衡，在透气件的气体渗透率方面存在优
选范围。具体地，对于透气件的气体渗透率而言，较好的是在共鸣
箱内部与外部之间98帕压差下，空气的通气量为每平方米6,000立
方米/小时或更小。更好的是在共鸣箱内部与外部之间98帕压差下，
空气的渗透率为每平方米小于4，200立方米/小时。优选的是在共 鸣箱内部与外部之间98帕压差下，空气的渗透率为每平方米大于0 立方米/小时且小于3,000立方米/小时。 [实施例]
下文参照附图对本发明的消声管进行描述。 (实施例)
本实施例的消声管设有前述的(1)和(2)。图1中示意性示 出表示本实施例消声管的轴测图。另一方面，图2是示意性图示工作 方式的剖视图，其中平行于管道本体径向剖开本实施例的消声管。
如图1和图2所示，本实施例的消声管包括管道本体1和共鸣 箱2。管道本体1为大致圆筒形。管道本体1的内部和外部由周壁10 隔开。共鸣箱2为大致矩形箱形状。共鸣箱2的内部和外部由分隔壁 20隔开。
使管道本体1的轴向部分沿共鸣箱2的纵向容纳在共鸣箱2的 内部21。特别地，在布置于共鸣箱2分隔壁20纵向终端的一对分隔
侧壁22中形成有安装开口 23，使各安装开口 23分别形成为圆形通 孔。管道本体1在其轴向中心部分容纳于共鸣箱2的内部21。管道 本体1的一个轴向端部通过一个安装开口 23露出至外部。管道本体 1的另一轴向端部通过另一安装开口 23露出至外部。对于各分隔侧 壁22，使安装开口 23的周缘部固定在管道本体1的周壁IO上。
在管道本体1的周壁10中，形成连通开口 12，该连通开口 12 为大致圆形的通孔。结果，管道本体1的内部11和共鸣箱2的内部 21通过该连通开口 12彼此直接连通。
在共鸣箱2的分隔壁20中，在正对连通开口 12的对面隔板24 中形成通气开口25，该通气开口 25为矩形通孔形状。用由树脂无纺 布制成的透气件26遮盖此通气开口 25。在对面隔板24中，在正对 连通开口 12的位置处，形成由通气开口 25和透气件26组成的通气 开口部27。
管道本体1具有2，000毫米的轴向长度、40毫米的内部半径(或 半径)、以及3毫米的厚度。连通开口 12具有20.5毫米的半径。共 鸣箱2具有3毫米的厚度和1.417升的体积(也就是，由共鸣箱2的 内周28和管道本体1的外周13所限定空间的体积)。连通开口12 具有3毫米的长度(也就是，管道本体l的厚度)。通气开口25具 有4,900平方毫米的开口面积。当共鸣箱2内部和外部之间的压差为 98帕时，透气件26具有3，500立方米/小时的通气量。通气开口 25 和连通开口 12之间的距离为5毫米。 (比较例1)
除了通气开口的位置之外，比较例1的消声管与实施例的消声 管相同。图3中示意性示出比较例1的消声管的轴测图。图4中示出 示意性表示工作情况的剖视图，其中，平行于管道本体的径向剖开比 较例1的消声管。
如图3和图4所示，在比较例1的消声管中，通气开口部27形 成在和对面隔板24相邻的一般分隔壁29中。在比较例1的消声管中， 通气开口 25具有与实施例消声管中的通气开口 25相同的形状。此外， 比较例1消声管中的透气件26与实施例消声管中的透气件26相同。
(比较例2)
除了没有通气开口部之外，比较例2的消声管与实施例的消声
管相同。图5示意性图示比较例2的消声管的轴测图。图6中示出示
意性表示工作情况的剖视图，其中，平行于管道本体的径向剖开比较
例2的消声管。
如图5和图6所示，比较例2的消声管没有通气开口部，但连 通开口 12的外侧被对面隔板24遮蔽。 (比较例3)
比较例3的管道仅由没有任何连通开口的管道本体组成。除了 没有连通开口之外，比较例3中的管道本体与实施例中的管道本体相 同。
(比较例4)
除了存在连通管以及共鸣箱为大致立方体箱形状之外，比较例4 的消声管与实施例的消声管相同。图7中示意性示出比较例4的消声 管的轴测图。图8中示出示意性表示工作情况的剖视图，其中，平行 于管道本体的径向剖开比较例4的消声管。
如图7和图8所示，比较例4的消声管由管道本体1和共鸣箱2 组成。管道本体1具有与实施例消声管中的管道本体1相同的形状。 共鸣箱2为大致立方体箱形状。共鸣箱2的内部21由分隔壁20与外 部隔开。大致圆形的连通管3与连通隔板200或分隔壁20整体方式 形成。连通管3的内部30和共鸣箱2的内部21彼此连通。使连通管 3在与共鸣箱2相反侧的端部和管道本体1结合。连通管3的内部30 和管道本体1的内部11彼此连通。结果，管道本体1的内部11和共 鸣箱2的内部21通过连通管3彼此连通。
连通管3具有20.5毫米的内部半径(或半径)，以及，连通管 3具有347毫米的长度。共鸣箱2具有1.405升的体积。 (比较例5)
除了没有连通管之外，比较例5的消声管与比较例4的消声管 相同。图9中示意性示出比较例5的消声管的轴测图。图10中示出 示意性表示工作情况的剖视图，其中，平行于管道本体的径向剖开比
较例5的消声管。
比较例5的消声管提出一种实例，其中从比较例4的消声管中
去掉连通管3，以及，其中使共鸣箱2与管道本体1直接固定。
如图9和图IO所示，通过使分隔壁20与周壁IO结合，在比较 例5的消声管中使管道本体1和共鸣箱2成一体。分隔壁20的外周 201和周壁10的外周15彼此正对。具体地说，管道本体1布置在共 鸣箱2的外部。
在周壁10和分隔壁20之间的结合部中，形成有连通开口 12， 使其形成为大致圆形通孔。管道本体1的内部11和共鸣箱2的内部 21通过连通开口 12彼此直接连通。
连通开口 12具有20.5毫米的半径。共鸣箱2具有3毫米的厚度， 以及，共鸣箱2具有1.405升的体积。连通开口 12具有3毫米的长 度(或管道本体1的厚度)。 (比较例6)
除了存在通气开口部之外，比较例6的消声管与比较例5的消 声管相同。图11中示意性示出比较例6的消声管的轴测图。图12 中示出示意性表示工作情况的剖视图，其中，平行于管道本体的径向 剖开比较例6的消声管。
比较例6的消声管提出一种实例，其中比较例6的消声管设有 通气开口部。
如图11和图12所示，在比较例6的消声管中，通气开口部27 形成在与对面隔板24相邻的一般分隔壁29中。这里，与实施例的消 声管中一样，对面隔板24表示与连通开口 12正对的分隔壁20。比 较例6的消声管中的通气开口 25具有与实施例的消声管中通气开口 25相同的形状。比较例6的消声管中的透气件26与实施例的消声管 中透气件26相同。 (消声评估测试)
对实施例的消声管和比较例1至比较例6的消声管的消声性能 进行评估。具体而言，在各消声管管道本体的一个端部布置扬声器， 并将用扬声器产生的10Hz至800Hz频率的噪音传输至管道本体内
部。另一方面，使用扬声器加振装置，其中在各消声管管道本体的另 一端部布置麦克风，来测量通过管道本体传播的噪音的频率(Hz) 和声压(dB) 。 描绘各消声管的消声性能的曲线绘于图13和图14
中。图13是描绘比较例3至比较例6的消声管消声性能的曲线。图 14是描绘实施例和比较例1至比较例3的消声管消声性能的曲线。
如图13所示，与没有共鸣箱的比较例3相比，具有共鸣箱的比 较例4至比较例6的消声管，可以使低频噪音(或者50至100Hz的 噪音)更为降低。
比较例4的消声管具有连通管半径r为20.5毫米，连通管长度 L为347毫米，以及共鸣箱体积V为1.405升。所以，基于式1计算 出的共振频率F为大约90Hz。图13表明与比较例3的管道相比， 比较例4的消声管使接近90Hz的噪音更为降低。
另一方面，比较例5的消声管具有连通管半径r为20.5毫米， 连通开口长度L为3毫米，以及共鸣箱体积V为1.405升。所以， 基于式l计算出的共振频率F为大约290Hz。图13表明与比较例 3的管道相比，比较例5的消声管使接近共振频率或290Hz的噪音更 为降低。
然而，如图13所示，与比较例4的管道相比，比较例5的消声 管使接近100Hz至300Hz的噪音更为降低。根据此结果，可以理解， 没有连通管的消声管，也就是，其中使管道本体内部和共鸣箱内部彼 此直接连通的消声管，不仅可以减小接近共振频率F的噪音，而且 也可以减小较宽范围内的低频噪音。
类似于比较例5的消声管，比较例6的消声管具有大约290Hz 的共振频率。如图13所示，与比较例5的消声管类似，比较例6的 消声管使接近290Hz的噪音以及接近50Hz至300Hz的噪音减小。根 据此结果，可以理解管道本体内部和共鸣箱内部彼此直接连通的消 声管，可以在较宽范围内减小低频噪音。
此外，与比较例5的消声管相比，比较例6的消声管使接近50Hz 一170Hz的噪音更为降低。此外，相比于比较例5的消声管，比较例 6的消声管中声压等级突然升高的频率范围较少。根据此结果，可以 理解.*具有通气开口部的比较例6的消声管，可以抑制反共振现象。
实施例和比较例1及比较例2的消声管具有连通管半径r为20.5 毫米，连通开口长度L为3毫米，以及共鸣箱体积V为1.417升。 所以，基于式l计算出的共振频率F为大约290Hz。
图H表明与比较例3的管道相比，实施例和比较例l及比较 例2的消声管使接近共振频率290Hz的噪音更为降低。此外，根据 图14可以理解实施例和比较例1及比较例2的消声管不仅可以减 小接近2卯Hz的噪音(或者接近共振频率F的噪音)，而且可以在 较宽范围内减小低频噪音。根据此结果，可以理解管道本体内部和 共鸣箱内部彼此直接连通的消声管，可以在较宽范围内降低低频噪
音
此外，根据图14，与比较例1和比较例2的消声管相比，实施 例的消声管使50Hz至300Hz的噪音(或者低频噪音)整体上更低。 实施例的消声管与比较例l及比较例2的消声管的不同仅仅在于通气 开口部的形成位置。根据此结果可以理解通过在正对连通幵口的位 置处在分隔壁中形成通气开口部，可以在更宽范围内减小低频噪音。
根据这些结果可以理解用本发明的消声管，可以在较宽范围 内减小低频噪音。
权利要求
1.一种消声管，包括大致圆筒形的管道本体，具有由周壁限定的内部和外部；以及箱形的共鸣箱，具有由分隔壁限定的内部和外部，并且安装在所述管道本体上，其中，在所述分隔壁中形成通气开口部，所述通气开口部包括通气开口，具有通孔形状；以及透气件，用于遮盖所述通气开口，该透气件具有迷宫形状的通气路径；其中，所述共鸣箱在其中容纳所述管道本体的一部分；其中，所述周壁具有开口在所述共鸣箱中的通孔状连通开口；其中，所述管道本体的内部和所述共鸣箱的内部通过所述连通开口彼此直接连通；以及其中，在所述分隔壁中，于正对所述连通开口的位置处，形成所述连通开口。
2. 根据权利要求1所述的消声管，其中在所述管道本体轴向的 一部分处，所述共鸣箱在周向围住所述管道本体。
3. 根据权利要求1所述的消声管，其中所述共鸣箱沿所述管道 本体的轴向延伸。
4. 根据权利要求1所述的消声管，其中所述共鸣箱具有大致矩 形箱形状。
5. 根据权利要求1所述的消声管，其中在所述共鸣箱内部与外 部之间98帕的压差下，所述透气件的气体渗透率为每平方米6,000 立方米/小时或更小。
6. 根据权利要求1所述的消声管，其中在所述共鸣箱内部与外 部之间98帕的压差下，所述透气件的气体渗透率为每平方米小于4，200立方米/小时。
7.根据权利要求1所述的消声管，其中在所述共鸣箱内部与外 部之间98帕的压差下，所述透气件的气体渗透率为每平方米大于0 立方米/小时且小于3,000立方米/小时。
全文摘要
一种消声管，包括管道本体和共鸣箱，其中，管道本体的内部和共鸣箱的内部彼此不通过筒状件而直接连通。在共鸣箱的分隔壁中，在正对连通开口的位置处形成通气开口部，通气开口部包括通孔状的通气开口、以及具有迷宫形状通气路径并用于遮盖通气开口的透气件，使管道本体内部与共鸣箱内部通过连通开口彼此连通。
文档编号F02M35/12GK101096937SQ20071011249
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月28日 优先权日2006年6月30日
发明者井户靖, 服部胜 申请人:丰田合成株式会社