JP2583182B2 - 内燃機関用のマフラー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車エンジンその
他の内燃機関用のマフラーに関し、特に、排圧低損失型
のマフラーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車用マフラーの一例として
は、図５及び図６に示すようなものが知られている。図
５に示されたマフラー１においては、仕切られた４つの
室２，３，４，５を有しており、エンジン（図示せず）
から排出される排気は、導入管６を介して室４に流入
し、室４から多数の小孔を設けた連通管７を通って室２
内に流入し、更に、室２から導出管８に流入し、排出さ
れるようになっている。また、室４は管９を介して室５
に連通している。この構成により、音波の拡張、共鳴、
干渉、抵抗等の作用が生じ、排気音を消音することがで
きる。この場合、室４から管９を介して室５に連通する
構成はレゾネータとなっており、主に所定の低周波数帯
域（例えば２００Ｈｚ〜３００Ｈｚ）の消音を行なう。
また、連通管７の多数の小孔は室３に通じており、これ
により所定の中高域（例えば１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）の消
音を行なう。従って、消音特性は例えば図７の実線に示
すようになる。

【０００３】図６に示されたマフラー１０は、導入管１
１と導出管１２を１直線状に連通した多孔管１３を具備
し、この多孔管１３の周囲をフィルタ１４で蔽い、その
周囲の室内にグラスウール等の吸音材１５を充填してな
る構成からなる。この場合、吸音材１５の吸音特性によ
って所定周波数帯域の消音を行なう。従って、消音特性
は例えば図６の破線に示すようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図５に示されたマフラ
ー１においては、排気の経路を複雑かつ長くすることに
よって音圧レベルの低減を図るものである。従って、消
音特性は良好であるが、その反面、排圧の損失と抵抗が
高まり、高回転、高負荷時には著しい悪影響が生じる。
これに対して、図６に示されたマフラー１０において
は、直線状に排気できるため排圧低損失型となっている
が、吸音材の持つ特定周波数帯域の消音しか行なえず、
特に低周波帯域の消音はできなかった。特に、車室内空
洞共振の加振周波数である７０Ｈｚ〜９０Ｈｚの帯域の
消音は全くできなかった。

【０００５】一方、特公平３−４５２０８号において
は、図５に示されたようなマフラーの改良として、排気
のＵターン経路をなくし、一直線状とすることにより排
圧低損失をはかり、かつ３室構造として両端の２室でレ
ゾネータを構成し、２つの異なる低周波帯域（例えば７
０Ｈｚ〜９０Ｈｚ帯域と２００Ｈｚ〜３００Ｈｚ帯域）
の消音を図るとともに、中央の１室を通る排気管には小
孔を設けることにより、所定の中高域の消音を図ること
が示されている。しかし、それでは、３室構造であるた
めに、構造が複雑になるという問題点があった。また、
中高域の消音をきれいに行なうことが困難であるという
問題点もあった。この発明は上述の点に鑑みてなされた
もので、排圧低損失型であり、しかも消音特性の良好な
内燃機関用のマフラーを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
用のマフラーは、仕切られた第１及び第２の室と、排気
を導入するための導入管と、前記導入管に略直線状につ
ながっており、多数の小孔を有し、該小孔を介して前記
第１の室に通じている多孔管と、前記多孔管に略直線状
につながっており、排気を導出するための導出管と、一
端が前記第１の室内に入り込み、他端が前記第２の室内
に入り込んだ所定長さの管部とを具え、前記導入管、多
孔管及び導出管からなる管路の内部空間が略直線状につ
ながっていて、その内部を流れる排気流を低損失で排気
することを特徴とすると共に、前記多孔管の多数の小孔
から前記第１の室内への排気音波の拡散及び干渉によっ
て第１の消音特性を示し、前記管部を通した前記第１の
室から第２の室への排気音波の拡散及び干渉によって第
２の消音特性を示すことを特徴とする。更に、吸音材を
収納してなると共に多数の小孔を有する略直線状の排気
管を収納してなる吸音室を具えてもよい。

【０００７】

【作用】排気経路の構成は、導入管、多孔管、導出管か
らなる管路の内部空間が略直線状につながっていて、そ
の内部を流れる排気流を低損失で排気するので、排圧に
及ぼす抵抗や損失を格段に抑制することができる。従っ
て、省燃費と動力性能の向上に大きく寄与することがで
きる。また、多孔管の多数の小孔が第１の室に通じた構
成により、振動波の拡散、干渉等の作用が生じ、所定の
第１の消音特性すなわち所定の中高帯域の消音に寄与す
る。また、一端が前記第１の室内に入り込み、他端が前
記第２の室内に入り込んだ所定長さの管部（実施例の連
通管２８）によって、ヘルムホルツのレゾネータを構成
するので、この該管部を通した前記第１の室から第２の
室への排気音波の拡散及び干渉により所定の第２の消音
特性を示すこととなり、所定の低周波帯域の消音に寄与
する。第２の消音特性により除去する排気音波の低域周
波数帯域は、該管部の長さを適宜に設定することによ
り、適宜に設定できる。こうして、この発明によれば、
排圧低損失の効率的な排気を達成することができるのみ
ならず、消音特性の面においても、２つの消音特性の組
合せによって、低域から中高域に至る広範囲の帯域の排
気音波の消音を、きわめて簡単な２室構造によって達成
することができる、という優れた利点を持つものであ
る。一端が前記第１の室内に入り込み、他端が前記第２
の室内に入り込んだ所定長さの第２の管部（実施例の分
岐管２７）をさらに有し、この第２の管部の長さは前記
管部の長さとは異なっていて、前記第２の消音特性とは
異なる第３の消音特性を示すものとするとよい。この第
２の管部（実施例の分岐管２７）によっても、その管長
に応じた特定周波数帯域の排気音波を第２の室に通すこ
とにより、ヘルムホルツのレゾネータを構成し、特定周
波数帯域の排気音波の拡散・干渉により、所定の第３の
消音特性を示すこととなり、所定の低周波帯域の消音に
寄与する。これにより、２つの管部（実施例の連通管２
８と分岐管２７）による２種類のレゾネータにより、２
種類の異なる低周波帯域の消音に寄与することができる
ものである。例えば、一方のレゾネータを構成する第２
の管部の実施例である分岐管２７の分岐位置（つまり、
該第２の管部の一端側の終端位置、すなわち第２の管部
全体からみると管の長さ）や管径を適切に設定すること
により、車室内空洞共振の加振周波数である７０Ｈｚ〜
９０Ｈｚの帯域の消音を達成することができるものであ
る。これに対して、他方のレゾネータを構成する管部
（連通管２８）の管長や管径を適宜に設定することによ
り、例えばそれより上の所定の低周波数帯域（例えば２
００Ｈｚ〜３００Ｈｚ）の消音を達成するよう設定する
ことができるものである。更に、この発明によれば、吸
音室を具備することにより、吸音材特有の吸音特性によ
って中高域の消音をきれいに行なうことができるように
なり、より一層の消音効果を上げることができる。

【０００８】

【実施例】以下、添付図面を参照してこの発明の一実施
例を詳細に説明しよう。図１において、マフラー２０
は、隔壁２３によって仕切られた２つの室すなわち第１
の室２１と第２の室２２を有する２室構造からなるもの
である。図示しないエンジンからの排気は導入管２４に
導入され、多数の小孔を有する多孔管２５がこの導入管
２４に直線状につながっている。そして、排気を導出す
るための導出管２６が多孔管２５に直線状につながって
いる。従って、排気ガスはマフラー２０内を直線状に通
過するので、極めて効率的な排圧低損失構造となってい
る。多孔管２５は第１の室２１に対応して設けられてお
り、多孔管２５の多数の小孔を介して第１の室２１に通
じている。これにより、排気音振動波の拡散（拡張）、
干渉等が生じ、多孔共鳴型消音作用により所定の中高域
（例えば気流音）の消音を行なうことができる。

【０００９】更に、多孔管２５から分岐して第２の室２
２に通じる分岐管２７が設けられている。これにより、
ヘルムホルツのレゾネータ（第１のレゾネータ）を構成
し、所定の低周波帯域の消音に寄与する。また、第１の
室２１から第２の室２２に通じる連通管２８が設けられ
ている。これによっても、ヘルムホルツのレゾネータ
（第２のレゾネータ）を構成し、所定の低周波帯域の消
音に寄与する。この２種類のレゾネータにより、２種類
の異なる低周波帯域の消音に寄与することができる。例
えば、第１のレゾネータにおける分岐管２７の分岐位置
や管径を適切に設定することにより、いわゆるこもり音
といわれる車室内空洞共振の加振周波数である７０Ｈｚ
〜９０Ｈｚの帯域の消音を達成することができるもので
ある。また、第２のレゾネータをそれより上の所定の低
周波数帯域（例えば２００Ｈｚ〜３００Ｈｚ）の消音を
達成するよう設定することができるものである。

【００１０】図３は、エンジン出力特性の一例を示す図
であり、実線はこの発明の実施例に従う特性を示し、破
線は図５のような従来例に従う特性を示す。この発明の
実施例における排圧低損失特性のマフラーの採用によっ
て、エンジン出力特性が向上することが理解できる。図
４は、この発明の実施例に従う消音特性を示すものであ
り、実線が図１の実施例に従う例を示す。

【００１１】図２は、この発明の別の実施例を示す図で
ある。この実施例において第１のマフラー２０は、図１
に示した実施例と同一の構成である。第１のマフラー２
０の導入管２４の前段階に第２のマフラー３０が設けら
れている。第２のマフラー３０は、吸音材３３を収納し
てなる吸音室３２からなり、多数の小孔を有する排気管
３１がこの吸音室３２を直線状に貫通している。排気管
３１の多数の小孔から中高域の排気音が吸音室３２内に
拡散し、吸音材３３によって吸音される。従って、吸音
材３３の吸音特性によって所定の中高域の消音を効果的
に行なうことができる。図４における破線は図２の実施
例による消音特性を例示するものである。図１の実施例
のみでは取りきれなかった所定の中高域のノイズをきれ
いに取ることができることが示されている。

【００１２】図２の実施例に示すタイプは、分離された
２つのマフラー部分からなるマフラーに適用するのに適
している。勿論、分離タイプに限らず、１個のマフラー
からなるタイプにおいても、吸音材を具備する吸音室を
設けるようにしてもよい。その場合、例えば、図１の第
１の室２１の一部を仕切って吸音材を収納した吸音室を
構成し、分岐管２７の長さはその分短くするとよい。そ
うすると、低周波域の消音特性が少し減少し、例えば図
４の一点鎖線のような特性となり、低周波領域のノイズ
を好くし目立たせたスポーツライクな排気音を出すこと
ができる。

【００１３】

【発明の効果】以上の通り、この発明によれば、排気流
体の流れをストレートに排気する構成であるため、排圧
に及ぼす抵抗や損失を格段に抑制することができ、省燃
費と動力性能の向上に大きく寄与することができる、と
いう優れた効果を奏する。また、多孔管による第１の消
音特性すなわち所定の中高帯域の消音特性と、ヘルムホ
ルツのレゾネータを構成する管部による第２の消音特性
すなわち所定の低周波帯域の消音特性との組合せによ
り、少なくとも第１及び第２の室の２室を具備すればよ
いという極めて簡単な室構造でありながら、低周波帯域
から中高帯域に至る広範囲の消音特性を実現することが
できる、という優れた効果を奏する。更に、吸音材を収
納した吸音室を設けることにより、吸音材特有の吸音特
性によって中高域の消音をきれいに行なうことができる
ようになり、より一層の消音効果を上げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るマフラーの一実施例を示す断面
略図。

【図２】この発明に係るマフラーの別の実施例を示す断
面略図。

【図３】同実施例のエンジン出力特性の一例を示す図。

【図４】同実施例の消音特性の一例を示す図。

【図５】従来のマフラーの一例を示す断面略図。

【図６】従来のマフラーの別の例を示す断面略図。

【図７】従来のマフラーの消音特性の一例を示す図。

【符号の説明】

２０ マフラー ２１ 第１の室 ２２ 第２の室 ２３ 隔壁 ２４ 導入管 ２５ 多孔管 ２６ 導出管 ２７ 分岐管 ２８ 連通管 ３１ 吸音材 ３２ 吸音室

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仕切られた第１及び第２の室と、 排気を導入するための導入管と、 前記導入管に略直線状につながっており、多数の小孔を
   有し、該小孔を介して前記第１の室に通じている多孔管
   と、 前記多孔管に略直線状につながっており、排気を導出す
   るための導出管と、一端が前記第１の室内に入り込み、他端が前記第２の室
   内に入り込んだ所定長さの管部と を具え、前記導入管、
   多孔管及び導出管からなる管路の内部空間が略直線状に
   つながっていて、その内部を流れる排気流を低損失で排
   気することを特徴とすると共に、前記多孔管の多数の小
   孔から前記第１の室内への排気音波の拡散及び干渉によ
   って第１の消音特性を示し、前記管部を通した前記第１
   の室から第２の室への排気音波の拡散及び干渉によって
   第２の消音特性を示すことを特徴とする内燃機関用のマ
   フラー。
2. 【請求項２】 吸音材を収納してなると共に多数の小孔
   を有する略直線状の排気管を収納してなる吸音室を更に
   具えたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用の
   マフラー。
3. 【請求項３】 一端が前記第１の室内に入り込み、他端
   が前記第２の室内に入り込んだ所定長さの第２の管部を
   さらに有し、この第２の管部の長さは前記管部の長さと
   は異なっていて、前記第２の消音特性とは異なる第３の
   消音特性を示すことを特徴とする請求項１に記載の内燃
   機関用のマフラー。