JP2012517549A - 広帯域ノイズ共鳴装置 - Google Patents

Abstract

装置は、導管内側面及び導管外側面を有する導管部、及び導管部に流体接続される複数個のチャンバを含んで構成される。チャンバは、少なくとも一部分において、第１アウタハウジング及び第１チャンバ容積によって定義される第１チャンバを含む。第１チャンバは、導管部に流体接続される。流体は、第１流路面積を通過する導管部と第１チャンバとの間の流通が許容される。チャンバはまた、少なくとも一部において、第２アウタハウジング及び第２チャンバ容積によって定義される第２チャンバを含む。第２チャンバは、導管部に流体接続される。流体は、第２面積を通過する導管部と第２チャンバとの間の流通が許容される。第１チャンバ容積は、概して、第２チャンバ容積に等しく、第１流路面積は、第２流路面積よりも大きい。チャンバはさらに、少なくとも一部において、第３アウタハウジング及び第３チャンバ容積によって定義される第３チャンバを含む。第３チャンバは、導管部に流体接続される。流体は、第３流路を通過する導管部と第３チャンバとの間の流通が許容され、第１チャンバ容積は、第３チャンバ容積よりも大きい。

Description

本発明は、概してノイズ抑制共鳴装置に関する。

一般に、スーパーチャージャ及びターボチャージャは、作動中、特に高負荷時に、しばしば金属的な響きの特有なノイズを放出する。通常、これらの高負荷時は、コンプレッサが内燃機関へ供給するエアを、圧縮比域におけるより高レベルの圧縮比で圧縮している時である。このノイズは、矯正されない場合、望ましくないレベルに到達する。したがって、コンプレッサから出力されるノイズを低減する必要がある。

ここでは、図面に関連して、例示的な実施形態の詳細が示される。図面は、いくつかの実施形態を表すが、図面はスケールを必要としないし、確定した特徴は、誇張、除去、又は本発明のよりよい図解及び説明のために部分的に断面で示される。さらに、ここで説明する実施形態は、典型的なものであり、且つ、図面で示されるとともに以下の詳細な説明で開示された正確な形状及び形態によって、特許請求の範囲が網羅的或いはその逆の限定又は制限となることを意図していない。

一実施形態に関連するノイズ共鳴装置の斜視図である。 図１のノイズ共鳴装置の断面図であって、図２Ａは図２における２Ａ部の拡大図であり、図２Ｂは図２における２Ｂ部の拡大図である。 図１の共鳴装置のインナ部の斜視図である。 図３のインナ部の側面図である。 一実施形態に関連する共鳴装置の側面図である。 図５の共鳴装置のインナ部の斜視図である。 図６のインナ部の側面図である。 図６のインナ部の部分断面図であって、図８Ａは図８における８Ａ部の拡大図であり、図８Ｂは図８における８Ｂ部の拡大図であり、図８Ｃは図８における８Ｃ部の拡大図であり、図８Ｄは図８における８Ｄ部の拡大図であり、図８Ｅは図８における８Ｅ部の拡大図であって、図８Ｆは図８における８Ｆ部の拡大図である。 一実施形態に関連する共鳴装置の側面図である。 図９の共鳴装置の部分断面図である。 図１０の共鳴装置の断面図の概略図である。 図９の共鳴装置の各チャンバにおける損失の予測のグラフ表示である。 明瞭化するためにバッフル部が削除された、一実施形態に関連する共鳴装置の側面図であって、図１３Ａは図１３における１３Ａ部の拡大図であり、図１３Ｂは図１３における１３Ｂ部の拡大図であり、図１３Ｃは図１３における１３Ｃ部の拡大図である。 図１３における線分１４−１４による部分断面図である。 図１３の共鳴装置の一部分の斜視図である。

図１は、エンジンＥ、コンプレッサＣ、ノイズ共鳴装置２０、及びエアフィルタＡを含むエンジン及びインテークシステムの概要を図解するものである。図解された実施形態において、エンジンは内燃機関であり、コンプレッサはスーパーチャージャの一部分である。概して、共鳴装置２０は、インテークを介して共鳴するコンプレッサによって伝達されるノイズを低減するために作動する。概して、共鳴装置２０は、軸線Ａ−Ａを定義するとともにアウタシェル２２、インレット２４及びアウトレット２６を含む。さらに、ノイズ共鳴装置２０は、図２乃至図４において導管部３２、第１環状壁３４、第２環状壁３６、及び概して環状の嵌合端３８を有するインナメンバ３０を含むように図解される。

図解された典型的な実施形態において、シェル２２は、概して円筒形のハウジングであり、第１端４０、第２端４２、シェル外側面４４、及びシェル内側面４６を含む。図２に最もよく示されるように、導管部３２は、第１導管部５０、第２導管部５２、導管外側面５４、導管内側面５６、複数個の第１導管開口５８、及び複数個の第２導管開口６０を含む。図２の図解において、第１導管部５０の断面部で示される開口の全ては第１導管開口５８であり、同時に、第２導管部５２の断面部で示される開口の全ては第２導管開口６０である。

アウトレット２６は、嵌合端３８との間をシールするための概して環状の内側面７０を含む。第１環状壁は、概して環状の第１面７２、概して環状の第２面７４、及び概して円筒形の壁外側面７６を含む。第２環状壁３６は、概して環状の面７８を含む。シェル内側面４６、導管外側面５４、第１環状壁３４の第２面７４及び第２環状壁３６の環状面７８は、第１チャンバ６４を定義する。シェル内側面４６、導管外側面５４、第１環状壁３４の第１面７２及びアウトレット２６の環状内側面７０は、第２チャンバ６６を定義する。図解されるように、第１環状壁３４の第２面７４と第２環状壁３６の環状面７８との距離は長さＬ１である。第１環状壁３４の第２面７４と環状面７８との距離は長さＬ２である。

図解された典型的な実施形態において、第１チャンバ６４と第２チャンバ６６とは、概して同じ容積を有する。図解された実施形態において、シェル内側面４６及び導管外側面は、各々、長さＬ１及びＬ２の範囲で概して一定の直径を有する。同様に、図解された実施形態において、長さＬ１は長さＬ２に等しい。それは、第１環状壁３４と第２環状壁３６との距離が、第１環状壁３４とアウトレット２６との距離に等しいことを示す。

図解された典型的な実施形態において、各第１導管開口５８は、概して円筒形であるとともに軸線Ｆ−Ｆによって定義され、同様に、各第２導管開口６０は、概して円筒形であるとともに軸線Ｇ−Ｇによって定義されるが、第１導管開口５８及び第２導管開口６０は円筒形であることが必須ではない。各第１導管開口５８は、各第２導管開口６０と同様に、概して同じ直径である。加えて、第２導管開口６０の数量は、第１導管開口５８の数量よりも多い。一実施形態において、共鳴装置２０は、２４個の第１導管開口５８と３４個の第２導管開口６０とを有し、第１導管開口５８は、第２導管開口６０と概して同じ直径である。また、図解された実施形態において、軸線Ｆ−Ｆ及びＧ−Ｇは、軸線Ａ−Ａに交差する。図２乃至図４に最もよく示されるように、第１導管開口５８は、第１導管部５０内に概して均等に配置されるとともに、第２導管開口６０は、第２導管５２内に概して均等に配置される。

インレット２４は、第１インレット端８２から第２インレット端８４へ向かう方向へ流体流れを案内するためのスロート８０によって定義される。アウトレット２６は、第１インレット端９２から第２インレット端９４へ向かう方向へ流体流れを案内するためのスロート９０によって定義される。

図２Ａに最もよく示されるように、典型的な第１導管開口５８は、概して、第１直径Ｄ１と概して第１導管部５０の厚さ（導管外側面５４と導管内側面５６との距離）である厚さＴ１とを定義する。図２Ｂを参照すると、典型的な第２導管開口６０は、概して、第２直径Ｄ２と概して第２導管部５２の厚さである厚さＴ２とを定義する。導管部３２の内部と第１チャンバ６４との間に提供される総面積は、各第１導管開口５８の面積に第１導管開口５８の数量を掛けたものに等しい。同様に、導管部３２の内部と第２チャンバ６４との間に提供される総面積は、各第２導管開口６０の面積に第２導管開口６０の数量を掛けたものに等しい。

図２において図解されたようにアセンブリされた場合、第１チャンバ６４は、第１導管開口５８を除いて概して気密であり、また、第２チャンバ６６は、第２導管開口６０を除いて概して気密である。それは、エアは、第１導管開口５８を介してのみ第１チャンバ６４を出入し、また、エアは、第２導管開口６０を介してのみ第２チャンバ６６を出入することを示す。

図５は、共鳴装置の他の実施形態である共鳴装置２２０を図解する。概して、共鳴装置２２０は、軸線Ｂ−Ｂを定義するとともにアウタシェル２２２、インレット２２４及びアウトレット２２６を有する。さらに、図６乃至図８に図解されるノイズ共鳴装置２２０は、導管部２３２、第１インナメンバ端２３４、第２インナメンバ端２３６、及び嵌合フランジ２３８を有する第２インナメンバ２３０を含む。

図解された典型的な実施形態において、シェル２２２は、概して円筒形のハウジングであるとともに、第１端２４０、第２端２４２、シェル外側面２４４、及びシェル内側面２４６を含む。図６乃至図８に最もよく示されるように、導管開口２３２は、第１導管部２５０、第２導管部２５２、第３導管部２５４、第４導管部２５６、第５導管部２５８、第６導管部２６０、導管外側面２６４、導管内側面２６６、複数個の第１導管開口２６８、複数個の第２導管開口２７０、複数個の第３導管開口２７２、複数個の第４導管開口２７４、複数個の第５導管開口２７６、複数個の第６導管開口２７８、概して環状の第１壁２８０、概して環状の第２壁２８２、概して環状の第３壁２８４、概して環状の第４壁２８６、概して環状の第５壁２８８、概して環状の第６壁２９０、及び概して環状の第７壁２９２を含む。

図８の図解において、第１導管部２５０の断面部に示される全ての開口は第１導管開口２６８であり、第２導管部２５２の断面部に示される全ての開口は第２導管開口２７０であり、第３導管部２５４の断面部に示される全ての開口は第３導管開口２７２であり、第４導管部２５６の断面部に示される全ての開口は第４導管開口２７４であり、第５導管部２５８の断面部に示される全ての開口は第５導管開口２７６であり、第６導管部２６０の断面部に示される全ての開口は第６導管開口２７８である。

第１壁２８０は、概して環状の第１面３０２、概して環状の第２面３０４、及び概して円筒形の壁外側面３０６を含む。第２壁２８２は、概して環状の第１面３１２、概して環状の第２面３１４、及び概して円筒形の壁外側面３１６を含む。第３壁２８４は、概して環状の第１面３２２、概して環状の第２面３２４、及び概して円筒形の壁外側面３２６を含む。第４壁２８６は、概して環状の第１面３３２、概して環状の第２面３３４、及び概して円筒形の壁外側面３３６を含む。第５壁２８８は、概して環状の第１面３４２、概して環状の第２面３４４、及び概して円筒形の壁外側面３４６を含む。第６壁２９０は、概して環状の第１面３５２、概して環状の第２面３５４、及び概して円筒形の壁外側面３５６を含む。第７壁２９２は、概して環状の第１面３６２、概して環状の第２面３６４、及び概して円筒形の壁外側面３６６を含む。

シェル内側面２４６、導管外側面２６４、第１壁２８０の第２面３０４及び第２壁２８２の第１面３１２は、第１チャンバ３７０を定義する。シェル内側面２４６、導管外側面２６４、第１壁２８２の第２面３１４及び第３壁２８４の第１面３２２は、第２チャンバ３７２を定義する。シェル内側面２４６、導管外側面２６４、第３壁２８４の第２面３２４及び第４壁２８６の第１面３３２は、第３チャンバ３７４を定義する。シェル内側面２４６、導管外側面２６４、第４壁２８６の第２面３３４及び第５壁２８８の第１面３４２は、第４チャンバ３７６を定義する。シェル内側面２４６、導管外側面２６４、第５壁２８８の第２面３４４及び第６壁２９０の第１面３５２は、第５チャンバ３７８を定義する。シェル内側面２４６、導管外側面２６４、第６壁２９０の第２面３５４及び第７壁２９２の第１面３６２は、第６チャンバ３８０を定義する。

図８に最もよく示されるように、第１壁２８０の第２面３０４と第２壁２８２の第１面３１２との距離は、長さＭ１である。第２壁２８２の第２面３１４と第３壁２８４の第１面３２２との距離は、長さＭ２である。第３壁２８４の第２面３２４と第４壁２８６の第１面３３２との距離は、長さＭ３である。第４壁２８６の第２面３３４と第５壁２８８の第１面３４２との距離は、長さＭ４である。第５壁２８８の第２面３４４と第６壁２９０の第１面３５２との距離は、長さＭ５である。第６壁２９０の第２面３５４と第７壁２９２の第１面３６２との距離は、長さＭ６である。

図解された典型的な実施形態において、第１チャンバ３７０、第２チャンバ３７２、第３チャンバ３７４、第４チャンバ３７６、第５チャンバ３７８、及び第６チャンバ３８０は、概して同じ容積を有する。図解された実施形態において、シェル内側面２４６と導管外側面とは、各々、長さＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５及びＭ６の範囲で概して一定の直径を有する。同様に、図解された実施形態において、長さＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５及びＭ６は、概して等しい。

図解された典型的な実施形態において、各第１導管開口２６８は概して円筒形であるとともに軸線Ｆ−Ｆによって定義され、同様に、各第２導管開口２７０は概して円筒形であるとともに軸線Ｇ−Ｇによって定義され、同様に、各第３導管開口２７２は概して円筒形であるとともに軸線Ｈ−Ｈによって定義され、同様に、各第４導管開口２７４は概して円筒形であるとともに軸線Ｉ−Ｉによって定義され、同様に、各第５導管開口２７６は概して円筒形であるとともに軸線Ｊ−Ｊによって定義され、同様に、各第６導管開口２７８は概して円筒形であるとともに（図８Ａ乃至図８Ｆに最もよく示されるように）軸線Ｋ−Ｋによって定義されるが、導管開口は円筒形であることが必須ではない。同様に、図解された実施形態において、導管開口は概して同じ直径であるが、必要に応じて適宜変更することができる。

第６導管開口２７８の数量は第５導管開口２７６の数量よりも多く、該第５導管開口２７６の数量は第４導管開口２７４の数量よりも多く、該第４導管開口２７４の数量は第３導管開口２７２の数量よりも多く、該第３導管開口２７２の数量は第２導管開口２７０の数量よりも多く、該第２導管開口２７０の数量は第１導管開口２６８の数量よりも多い。一実施形態において、共鳴装置２２０は、２２個の第１導管開口２６８、２８個の第２導管開口２７０、３６個の第３導管開口２７２、４２個の第４導管開口２７４、６０個の第５導管開口２７６及び８４個の第６導管開口２７８を有する。同様に、図解された実施形態において、軸線Ｆ−Ｆ、Ｇ−Ｇ、Ｈ−Ｈ、Ｉ−Ｉ、Ｊ−Ｊ、及びＫ−Ｋは、軸線Ａ−Ａに交差する。図６乃至図８に最もよく示されるように、導管開口２６８、２７０、２７２、２７４、２７６、及び２７８は、各々の導管部内に概して均等に配置される。

インレット２２４は、流体流れを第１インレット端３９２から第２インレット端３９４に向かう方向へ案内するためのスロート３９０、及びインレット２２４をシェル４４２に結合するためのフランジ３９６によって定義される。嵌合フランジ２３８は、第２インレット端３９４との間がシールされる。アウトレット２２６は、流体流れを第１インレット端４０２から第２インレット端４０４に向かう方向へ案内するためのスロート４００、及びアウトレット２２６をシェル４２２に結合するためのフランジ４０６によって定義される。

図８Ａに最もよく示されるように、典型的な第１導管開口２６８は、概して第１直径Ｄ１１及び概して第１導管部２５０の厚さである第１厚さＴ１１を定義する。図８Ｂを参照すると、典型的な第２導管開口２７０は、概して第２直径Ｄ１２及び概して第２導管部２５２の厚さである第２厚さＴ１２を定義する。図８Ｃには、典型的な第３導管開口２７２は、概して、第３直径Ｄ１３及び概して第３導管部２５４の厚さである第３厚さＴ１３を定義することが図解されている。図８Ｄには、典型的な第４導管開口２７４は、概して、第４直径Ｄ１４及び概して第４導管部２５６の厚さである第４直径Ｄ１４を定義することが図解されている。図８Ｅには、典型的な第５導管開口２７６は、概して、第５直径Ｄ１５及び概して第５導管部２５８の厚さである第５厚さＴ１５を定義することが図解されている。図８Ｆには、典型的な第６導管開口２７８は、概して、第６直径Ｄ１６及び概して第６導管部２６０の厚さである第６厚さＴ１６を定義することが図解されている。

導管部２３２の内側と第１チャンバ２９４との間に提供される総面積は、各第１導管開口２６８の面積に第１導管開口２６８の数量を掛けたものに等しい。同様に、導管部２３２の内側と第２チャンバ２９６との間に提供される総面積は、各第２導管開口２７０の面積に第２導管開口２７０の数量を掛けたものに等しい。

導管開口５８、６０、２６８、２７０、２７２、２７４、２７６、及び２７８内のエア又は他の流体の容積は、概して、開口の数量に直径及び厚さを掛けたものによって定義される。例えば、第３導管開口２７２（図８ＣのＶ１３参照）内のエアの容積は、以下の数式によって求めることができる。
Ｖ１３＝Ｔ１３×（Ｄ１３）２×π／４×３６
ここで、
Ｖ１３：第３導管開口２７２内のエアの総容積
Ｔ１３：第３導管開口２７２の厚さ
Ｄ１３：第３導管開口２７２の直径
π：円周率
３６：第３導管開口２７２の数量

図８に図解されるようにアセンブリされた場合、第１チャンバ３７０は、概して、第１導管開口２６８を除いて気密であるとともに、第２チャンバ３７２は、概して、第２導管開口２７０を除いて気密である。第３チャンバ３７４は、概して、第３導管開口２７２を除いて気密であり、第４チャンバ３７６は、概して、第４導管開口２７４を除いて気密であり、第５チャンバ３７８は、概して、第５導管開口２７６を除いて気密であり、第６チャンバ３８０は、概して、第６導管開口２７８を除いて気密である。それは、エアは、各々の導管開口２６８を介してのみチャンバ３７０、３７２、３７４、３７６、３７８、３８０を出入するとともに、エアは、第２導管開口２７０を介してのみ第２チャンバ２６６を出入することを示す。

図９は、共鳴装置の他の実施形態である共鳴装置４２０を図解する。共鳴装置４２０は、概して、軸線Ｃ−Ｃによって定義されるとともにアウタシェル４２２、インレット２４及びアウトレット２２６を含む。さらに、図１０には、ノイズ共鳴装置４２０は、インナメンバ３０（図２乃至図４参照）及び第２インナメンバ２３０（図６乃至図８参照）を含むことが図解されている。

図解された一典型的な実施形態において、シェル４２２は、シェル２２２の第１端２４０を有するシェル２２の第２端４２に相互接続されて形成されるが、シェル４２２は一つの連続した部品として形成することができる。図１０に最もよく示されるように、インナメンバ３０及び第２インナメンバ２３０は、シェル４２２内に挿入されるとともに前述した方法でシールされる。さらに、嵌合フランジ２３８は、インナメンバ３０と第２インナメンバ２３０とを相互接続するために嵌合端３８との間がシールされる。

典型的な実施形態において、チャンバ６４、６６の容積は、チャンバ３７０、３７２、３７４、３７６、３７８、及び３８０の容積の３倍大きいが、望ましいのであれば他の比率とすることができる。また、図解されるように、チャンバは連続して導管に結合される。

作動の一典型的な実施形態において、エアは、共鳴装置のインレットからアウトレットへ通過する。概して、チャンバ６４、６６、３７０、３７２、３７４、３７６、３７８、及び３８０内のエアは、弾力として作用すると同時に、チャンバを導管に接続する開口内のエアの質量は、予め決められた周波数で共鳴する。それは、開口内のエアの質量（容積に密度を掛けたもの）及び接続されたチャンバ内のエアの容積は、望ましい周波数で共鳴させるとともに共鳴装置を通過して流れるエアにおけるこれらの周波数の大きさを低減させるための質量と弾力との組み合わせとして作用することを示す。発明者は、導管を備える第１チャンバに接続されている異なる数量の開口を有する略同じ容積の複数個の第１チャンバの組み合わせを決定し、また、導管を備える第２チャンバに接続されている異なる数量の開口を有する略同じ容積（しかしながら第１チャンバの容積とは異なる）の第２チャンバは、容易に製造することが可能であると同時に、エンジンのノイズ出力を低減するために複数の異なる周波数を低減する共鳴装置を提供する。

概して、インレットの近くに配置されたチャンバ６４に結合される範囲は、低い周波数で共鳴し、また、低い周波数がより大きいエネルギに組み合わされてから、インレットからアウトレットまでの連続する各チャンバは、連続的な高い周波数で共鳴し、また、高周波数チャンバ（例えば、チャンバ３７６、３７８）は、高周波チャンバに近接した導管内の大量の共鳴エネルギがない状態でより大量の変化した周波数を低減することができる。共鳴装置の、通気性がない、容積は、ノイズの低減において第一要因であるので、共鳴装置は、例えば、プラスチック等の適当な材料によって製造される。

概して、チャンバは、導管部がシェルの内部に挿入されるように形成される。図解された部品及び開口の形成は、公知の方法によって成し遂げることができる。

図１２は、異なる共鳴装置をテストしたシミュレーション結果を図解する。図１２において、従来技術の共鳴装置（米国特許５，９７９，５９８に準ずる）は、図１１に図解のディメンジョンを有する共鳴装置と比較される。ここで使用されるように、異なる周波数についての図１２における伝達損失（ＴＬ）は、マフラーが無響的に限界をなすチューブ内へ出る波とマフラーの代わりとなるストレートパイプ区間を出る波との間で音響出力が異なるとともに無響的に限界をなしている。図解されたように、公知技術は、特に、１８００及び２３００Ｈｚで、図１１における共鳴装置よりも周波数レンジの大部分で低い伝達損失が示された共鳴装置である。

図１３、図１４、及び図１５は、共鳴装置の他の実施形態である共鳴装置６２０を図解する。共鳴装置６２０は、概して軸線Ｄ−Ｄによって定義されるとともにアウタシェル６２２、インレット２４及びアウトレット２２６を含む。図１３には、ノイズ共鳴装置６２０はさらに、インナメンバ３０（図２乃至図４参照）、第２インナメンバ２３０（図６乃至図８参照）、及び第３インナメンバ６３０を含むことが図解される。

第３インナメンバ６３０は、導管部６３２、第１インナメンバ端６３４、第２インナメンバ端６３６、及び嵌合フランジ６３８を含むことが図１５に図解される。嵌合フランジ６３８は、第２インナメンバ２３０に接触し、同様に、第２インナメンバ端６３６は、アウトレット２２６に接触する。

図解された実施形態において、シェル６２２は、概して円筒形のハウジングであるとともに、第１端６４０、第２端６４２、シェル外側面６４４、及びシェル内側面６４６を含む。導管部６３２は、第１導管部６５０、第２導管部６５２、第３導管部６５４、導管外側面６６４、導管内側面６６６、複数個の第１導管開口６６８、複数個の第２導管開口６７０、複数個の第３導管開口６７２、概して環状の第１壁６８０、概して環状の第２壁６８２、及び概して環状の第３壁６８４を含む。図１４及び図１５を参照すると、導管部６３２はまた、概して半径方向へ延びる第１仕切り６８８、概して半径方向へ延びる第２仕切り６９０、概して半径方向へ延びる第３仕切り６９２、概して半径方向へ延びる第４仕切り６９４、及び中央仕切り６９６を含む。仕切り６８８、６９０、６９２、６９４、及び６９６は、図解を明瞭にするために図１３から省かれている。

図１３及び図１５に最もよく示されるように、第１導管部６５０の全ての開口は第１導管開口６６８であり、第２導管開口６５２の断面部に示される全ての開口は第２導管開口６５２であり、第３導管部６５４の断面部に示される全ての開口は第３導管開口６７２であり、及び第４導管部６５６の断面部に示される全ての開口は第４導管開口６７４である。

第１壁６８０は、概して環状の第１面７０２、概して環状の第２面７０４、及び概して円筒形の壁外側面７０６を含む。第２壁６８２は、概して環状の第１面７１２、概して環状の第２面７１４、及び概して円筒形の壁外側面７１６を含む。第３壁６８４は、概して環状の第１面７２２、概して環状の第２面７２４、及び概して円筒形の壁外側面７２６を含む。第４壁６８６は、概して環状の第１面７３２、概して環状の第２面７３４、及び概して円筒形の壁外側面７３６を含む。

図１４及び図１５に図解される中央仕切り６９６は、概して半径方向へ延びる第１中央仕切り部７４８、概して半径方向へ延びる第２中央仕切り部７５０、概して半径方向へ延びる第３中央仕切り部７５２、及び概して半径方向へ延びる第４中央仕切り部７５４を含む。共鳴装置６２０を通過する流体流れは、中央仕切り６９６によって、第１通路７５６、第２通路７５８、第３通路７６０、及び第４通路７６２に分流される。それは、仕切り６８８、６９０、６９２、６９４、及び６９６は、共鳴装置６２０を通過した流れを４つの流路に分離することを示す。すなわち、導管部３２及び第２導管部２３２を通過して流れる流体は、４つの流路７５６、７５８、７６０、及び７６２に分流される。仕切り６８８、６９０、６９２、６９４、及び６９６はまた、後述されるように、各チャンバ７７０、７７２、及び７７４を、半径方向又は周方向に相互間で流体連通されない別個の領域に分離する。

４つの流路７５６、７５８、７６０、及び７６２について説明したが、共鳴装置６２０の部分は、必要であれば、適当な数量の流路に分離することができる。さらに、仕切り６８８、６９０、６９２、６９４は、各々、壁６８０、６８２、６８４、６８６の２つの隣接する壁間を延びる各仕切りの一部を伴う、複合的な部分を含む。図１３に最もよく示されるように、作動中、流体は、インレット２４を通過してインレット流路７６４内の共鳴装置６２０内へ流れ、導管部３２及び第２導管部２３２を通過して流れ、それから、流路７５６、７５８、７６０、及び７６２の１つに分流される。流路７５６、７５８、７６０、及び７６２を通過して流れる流体は、アウトレット２２６内で単一の流路７６６に合流する。

シェル内側面６４６、導管外側面６６４、第１壁６８０の第２面７０４及び第２壁６８２の第１面７１２は、第１チャンバ７７０を定義する。シェル内側面６４６、導管外側面６６４、第２壁６８２の第２面７１４及び第３壁６８４の第１面７２２は、第２チャンバ７７２を定義する。シェル内側面６４６、導管外側面６６４、第３壁６８４の第２面７２４及び第４壁６８６の第１面７３２は、第３チャンバ７７４を定義する。一実施形態において、第１壁６８０は削除され、第６壁２９２は第１チャンバ７７０を定義する。

図１３に最もよく示されるように、第１壁６８０の第２面７０４と第２壁６８２の第１面７１２との距離は、長さＮ１である。第２壁６８２の第２面７１４と第３壁６８４の第１面７２２との距離は、長さＮ２である。第３壁６８４の第２面７２４と第４壁６８６の第１面７３２との距離は、長さＮ３である。

図解された実施形態において、第１チャンバ７７０、第２チャンバ７７２、及び第３チャンバ７７４は、概して同じ容積である。図解された実施形態において、シェル内側面６４６及び導管外側面は各々、長さＮ１、Ｎ２、及びＮ３の範囲で概して一定の直径を有する。同様に、図解された実施形態において、長さＮ１、Ｎ２、及びＮ３は、概して等しい。

図解された実施形態において、各第１導管開口６６８は概して円筒形であるとともに軸線Ｒ−Ｒによって定義され、同時に、各第２導管開口６７０は概して円筒形であるとともに軸線Ｓ−Ｓによって定義され、各第３導管開口６７２は概して円筒形であるとともに軸線Ｔ−Ｔによって定義されるが、（図１３Ａ乃至図１３Ｃに最もよく示されるように）、導管開口は円筒形である必要はない。同様に、図解された実施形態において、全ての導管開口は概して同じ直径であるが、形状の望ましいバリエーションを使用することができる。

第３導管開口６７２の数量は、第１導管開口６６８の数量よりも多い第２導管開口６７０の数量よりも多い。一実施形態において、共鳴装置６２０は、２２個の第１導管開口６６８、２８個の第２導管開口６７０、３６個の第３導管開口６７２を有する。同様に、図解された実施形態において、軸線Ｒ−Ｒ、Ｓ−Ｓ、及びＴ−Ｔは、軸線Ａ−Ａに交差する。図１３及び図１５に最もよく示されるように、導管開口６６８、６７０、６７２は、それぞれの導管部内且つ仕切り６８８、６９０、６９２、６９４、及び６９６間で、概して均等に配置される。

インレット２４は、第１インレット端７９２から第２インレット端７９４へ流体流れを案内するためのスロート７９０、及びインレット２４をシェル４２２に結合するためのフランジ７９６によって定義される。嵌合フランジ６３８は、第２インレット端７９４との間がシールされる。前述したように、アウトレット２２６は、第１インレット端４０２から第２インレット端４０４に向かう方向へ流体流れを案内するスロート４００、及びアウトレット２２６をシェル４２２に結合するためのフランジ４０６によって定義される。

図１３Ａに最もよく示されるように、典型的な第１導管開口６６８は、概して、第１直径Ｄ２１及び概して第１導管部６５０の厚さである第１厚さＴ２１を定義する。図１３Ｂを参照すると、典型的な第２導管開口６７０は、概して、第２直径Ｄ２２及び概して第２導管部６５２の厚さである第２厚さＴ２２を定義する。図１３Ｃは、典型的な第３導管開口６７２は、概して、第３直径Ｄ２３及び概して第３導管部６５４の厚さである第３厚さＴ２３を定義することを図解する。

導管部６３２と第１チャンバ６９４との間に提供される総面積は、各第１導管開口６６８の面積に第１導管開口６６８の数量を掛けたものに等しい。同様に、導管部６３２の内側と第２チャンバ６９６との間に提供される総面積は、各第２導管開口６７０の面積に第２導管開口６７０の数量を掛けたものに等しい。

導管部の導管開口５８、６０、２６８、２７０、２７２、２７４、２７６、２７８、６６８、６７０、及び６７２内のエア又は他の流体の容積は、概して、開口の数量に直径及び厚さを掛けたものによって定義される容積である。例えば、第２導管開口６７０内のエアの容積（図１３ＢのＶ２２参照）は、以下の数式によって求めることができる。
Ｖ２２＝Ｔ２２×（Ｄ２２）２×π／４×３６
ここで、
Ｖ２２：第２導管開口６７０内のエアの総容積
Ｔ２２：第２導管開口６７０の厚さ
Ｄ２２：第２導管開口６７０の直径
π：円周率
３６：第２導管開口６７０の数量

図１３に図解されるようにアセンブリされた場合、第１チャンバ７７０は、第１導管開口６６８を除いて概して気密であるとともに、第２チャンバ７７２は、第２導管開口６７０を除いて概して気密である。第３チャンバ７７４は、第３導管開口６７２を除いて概して気密であり、第４チャンバ７７６は、第４導管開口６７４を除いて概して気密であり、第５チャンバ７７８は、第５導管開口６７６を除いて概して気密であり、及び第６チャンバ７８０は、第６導管開口６７８を除いて概して気密である。それは、エアは、それぞれの導管開口６６８を通過してのみチャンバ７７０、７７２、７７４、７７６、７７８、７８０を出入するとともに、エアは、第２導管開口６７０を通過してのみ第２チャンバ６６６を出入することを示す。

図解された一典型的な実施形態において、シェル６２２は、シェル２２の第１端２４０にシェル２２の第２端６２を相互接続することによって形成されるが、シェル６２２は、一つの連続した部品として形成することができる。図１０に最もよく示されるように、インナメンバ３０及び第２インナメンバ２３０は、前述したように、シェル６２２内に挿入されるとともに相互間がシールされる。さらに、嵌合フランジ２３８は、インナメンバ３０と第２インナメンバ２３０とを相互接続するために嵌合端３８との間がシールされる。

典型的な実施形態において、チャンバ６４、６６の容積は、チャンバ３７０、３７２、３７４、３７６、３７８、及び３８０の容積の３倍大きいが、望ましいのであれば他の比率とすることができる。また、図解されるように、チャンバは連続して導管に結合される。

作動の一典型的な実施形態において、エアは、共鳴装置のインレットからアウトレットへ通過する。概して、チャンバ６４、６６、３７０、３７２、３７４、３７６、３７８、３８０内のエアは、弾力として作用すると同時に、チャンバを導管に接続する開口内のエアの質量は、予め決められた周波数で共鳴する。それは、開口内のエアの質量（容積に密度を掛けたもの）及び接続されたチャンバ内のエアの容積は、望ましい周波数で共鳴させるとともに共鳴装置を通過して流れるエアにおけるこれらの周波数の大きさを低減させるための質量と弾力との組み合わせとして作用することを示す。発明者は、導管を備える第１チャンバに接続されている異なる数量の開口を有する略同じ容積の複数個の第１チャンバの組み合わせを決定し、また、導管を備える第２チャンバに接続されている異なる数量の開口を有する略同じ容積（しかしながら第１チャンバの容積とは異なる）の第２チャンバは、容易に製造することが可能であると同時にエンジンのノイズ出力を低減するために複数の異なる周波数を低減する共鳴装置を提供する。

概して、インレットの近くに配置されたチャンバ６４に結合される範囲は、低い周波数で共鳴し、また、低い周波数がより大きいエネルギに組み合わされてから、インレットからアウトレットまでの連続する各チャンバは、連続的な高い周波数で共鳴し、また、高周波数チャンバ（例えば、チャンバ３７６、３７８）は、高周波チャンバに近接した導管内の大量の共鳴エネルギがない状態でより大量の変化した周波数を低減することができる。共鳴装置の、通気性がない、容積は、ノイズの低減において第一要因であるので、共鳴装置は、例えば、プラスチック等の適当な材料によって製造される。共鳴装置６２０に関連して、要望通り、インナメンバ３０を含む部分を低周波数部品と呼び、第２インナメンバ２３０を含む部分を中周波数部品と呼び、第３インナメンバ６３０を含む部分を高周波部品と呼ぶ。

概して、チャンバは、導管部がシェルの内部に挿入されて形成される。図示された部品及び開口は、周知の方法によって形成することができる。

前述の説明は、本発明の方法及びシステムの典型的な実施形態を図解及び説明するものに過ぎない。それは、網羅的又は本発明を開示された正確な形状に限定することを意図していない。本発明の範疇から逸脱することなく、さまざまな変更が可能であるとともに同等のものを他の要素の代わりに採用することができることは、当業者によって理解されるであろう。加えて、多くの改良は、本質的な範疇から逸脱することなく、本発明の教示のため、特定の状況又は材料に適応して生じる。それ故、それは、この発明を実施するために企画されたベストモードとして開示された特定の実施形態に限定することを意図していないが、本発明は、請求項の範疇で行われる全ての実施形態を含む。本発明は、その精神及び範疇から逸脱することなく特に説明及び図解されるよりもむしろ、別の方法で実施することが可能である。本発明の範疇は、以下の請求項によってのみ限定される。

Claims (21)

1. 装置は、
   導管内側面（５６）及び導管外側面（５４）を有する導管部（３２、２３２、６３２）と、
   前記導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続される複数個のチャンバ（６４、６６）と、
   によって構成され、
   第１アウタハウジング（２２）及び第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）容積によって、少なくとも一部分において、定義され、前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）は、前記導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続されるとともに、流体は、第１流路面積を通過する前記導管部（３２、２３２、６３２）と前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）との間の流通が許容される、前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）と、
   第２アウタハウジング（２２）及び第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）容積によって、少なくとも一部分において、定義され、前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）は、前記導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続されるとともに、流体は、第２流路面積を通過する前記導管部（３２、２３２、６３２）と前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）との間の流通が許容され、前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）容積は、概して前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）容積に等しいとともに、前記第１流路面積は、前記第２流路面積よりも大きい、前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）と、
   第３アウタハウジング（２２）及び第３チャンバ（３７４）容積によって、少なくとも一部分において、定義され、前記第３チャンバ（３７４）は、前記導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続され、流体は、第３流路面積を通過する前記導管部（３２、２３２、６３２）と前記第３チャンバ（３７４）との間の流通が許容され、前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）容積は、前記第３チャンバ（３７４）容積よりも大きい、前記第３チャンバ（３７４）と、
   を含むことを特徴とする装置。
2. 第４アウタハウジング（２２）及び第４チャンバ（３７６）容積によって、少なくとも一部分において、定義される前記第４チャンバ（３７６）をさらに含み、前記第４チャンバ（３７６）は、前記導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続されるとともに、流体は、第４流路面積を通過する前記導管部（３２、２３２、６３２）と前記第４チャンバ（３７６）との間の流通が許容され、前記第３チャンバ（３７４）容積は、概して前記第４チャンバ（３７６）容積に等しいとともに、前記第３流路面積は、前記第４流路面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載された装置。
3. 前記チャンバ（３７６）の少なくとも一部分が複数個の第４チャンバ（３７６）に分離されるような前記第４チャンバ（３７６）内に少なくとも部分的に挿入されるチャンバ仕切り（６８８、６９０、６９２）部をさらに含み、前記第１断面を通過して流れる流体の一部分のみが、前記第４チャンバ（３７６）部分のそれぞれを通過して流れることを特徴とする請求項２に記載された装置。
4. 第５アウタハウジング（２２）及び第５チャンバ（３７８）容積によって、少なくとも一部分において、定義される前記第５チャンバ（３７８）をさらに含み、前記第５チャンバ（３７８）は、前記導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続されるとともに、流体は、第５流路面積を通過する前記導管部（３２、２３２、６３２）と前記第５チャンバ（３７８）との間の流通が許容され、前記第４チャンバ（３７６）容積は、概して前記第５チャンバ（３７８）容積に等しいとともに、前記第４流路面積は、前記第５流路面積よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載された装置。
5. 前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）は、前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）の上流にあり、前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）は、前記第３チャンバ（３７４）の上流にあり、前記第３チャンバ（３７４）は、前記第４チャンバ（３７６）の上流にあり、前記第４チャンバ（３７６）は、前記第５チャンバ（３７８）の上流にあり、前記複数個のチャンバ（６４、６６、３７４、３７６、３７８）は連続して配列されるとともに前記導管部（３２、２３２、６３２）のみに流体接続されることを特徴とする請求項４に記載された装置。
6. 前記第１流路面積は、前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）との流体接続を提供するために少なくとも２０個の開口（５８）の総断面積によって定義され、前記断面積は、前記流体の流れに対して概して垂直に測定されることを特徴とする請求項１に記載された装置。
7. 各開口（５８）は、略同じ断面積を有することを特徴とする請求項４に記載された装置。
8. 前記導管部（３２）は、前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）との流体接続を提供するために少なくとも３０個の開口（５８）を有することを特徴とする請求項４に記載された装置。
9. 複数個のチャンバ（６４、６６、３７４、３７６、３７８）のそれぞれは、前記導管部（３２、２３２、６３２）のみに流体接続されることを特徴とする請求項１に記載された装置。
10. 複数個のチャンバ（６４、６６、３７４、３７６、３７８）は、連続して配列されるとともに前記導管部（３２、２３２、６３２）のみに流体接続されることを特徴とする請求項１に記載された装置。
11. 前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）は、第１断面積を定義する複数個の第１開口（５８）を経由して前記導管部（３２）に流体接続され、前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）は、第２断面積を定義する複数個の第２開口（６０）を経由して前記導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続され、前記第１断面積は、前記第２断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載された装置。
12. 前記導管部（３２、２３２、６３２）は、流体がコンプレッサ部（Ｃ）及び内燃機関（Ｅ）に入ることを選択的に許容することを特徴とする請求項１に記載された装置。
13. エンジンインテーク内の音響エネルギを低減する方法であって、
    第１アウタハウジング（２２）及び第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）容積によって、少なくとも一部分において、定義され、前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）は、導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続されるとともに、流体は、第１流路面積を通過する前記導管部（３２、２３２、６３２）と前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）との間の流通が許容される、前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）を形成するステップと、
    第２アウタハウジング（２２）及び第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）容積によって、少なくとも一部分において、定義され、前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）は、前記導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続されるとともに、流体は、第２流路面積を通過する前記導管部（３２）と前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）との間の流通が許容され、前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）容積は、概して前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）容積に等しいとともに、前記第１流路面積は、前記第２流路面積よりも大きい、前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）を形成するステップと、
    第３アウタハウジング（２２）及び第３チャンバ（３７４）容積によって、少なくとも一部分において、定義され、前記第３チャンバ（３７４）は、前記導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続され、流体は、第３流路面積を通過する前記導管部（３２）と前記第３チャンバ（３７４）との間の流通が許容され、前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）容積は、前記第３チャンバ（３７４）容積よりも大きい、前記第３チャンバ（３７４）を形成するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
14. 流体を、前記導管部（３２、２３２、６３２）を通過させてコンプレッサ（Ｃ）及び内燃機関（Ｅ）へ案内するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載された方法。
15. 第４アウタハウジング（２２）及び第４チャンバ（３７６）容積によって、少なくとも一部分において、定義され、前記第４チャンバ（３７６）は、前記導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続されるとともに、流体は、第４流路面積を通過する前記導管部（３２、２３２、６３２）と前記第４チャンバ（３７６）との間の流通が許容され、前記第３チャンバ（３７４）容積は、概して前記第４チャンバ（３７６）容積に等しいとともに、前記第３流路面積は、前記第４流路面積よりも大きい、前記第４チャンバ（３７６）を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載された方法。
16. 前記第４チャンバ（３７６）を複数個のチャンバ（６４、６６）に分けるステップと、前記第１断面を通過して流れる流体の一部分が前記第４チャンバ（３７６）断面のそれぞれを通過して流れるように流体流れを案内するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載された方法。
17. 第５アウタハウジング（２２）及び第５チャンバ（３７８）容積によって、少なくとも一部分において、定義され、前記第５チャンバ（３７８）は、前記導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続されるとともに、流体は、第５流路面積を通過する前記導管部（３２、２３２、６３２）と前記第５チャンバ（３７８）との間の流通が許容され、前記第４チャンバ（３７６）容積は、概して前記第５チャンバ（３７８）容積に等しいとともに、前記第４流路面積は前記第５流路面積よりも大きい、前記第５チャンバ（３７８）を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載された方法。
18. 前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）を、前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）の上流に配置するステップと、前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）を、前記第３チャンバ（３７４）の上流に配置するステップと、前記第３チャンバ（３７４）を、前記第４チャンバ（３７６）の上流に配置するステップと、前記第４チャンバ（３７６）を、前記第５チャンバ（３７８）の上流に配置するステップと、前記複数個のチャンバ（６４、６６、３７４、３７６、３７８）を連続して配列するとともに前記導管部（３２、２３２、６３２）のみに流体接続するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載された方法。
19. 複数個のチャンバ（６４、６６、３７４、３７６、３７８）を連続して配列するともに前記導管部（３２、２３２、６３２）のみに流体接続するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載された。
20. 第１断面積を定義する複数個の第１開口（５８）を経由して前記導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続される前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）を配置するステップと、第２断面積を定義する複数個の第２開口（６０）を経由して前記導管部（３２、２３２、６３２）に流体接続される前記第２チャンバ（６６、２９６、３７２、６６６）を配置するステップと、前記第１断面積を前記第２断面積よりも大きく設定するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載された方法。
21. 前記第１チャンバ（６４、２９４、３７０、６９４）を前記第３チャンバ（３７４）の上流に配置するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載された方法。