JP4241134B2 - 消音装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの吸排気装置等の管路に取り付けられる消音装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの吸排気装置は、図５に示すように、エンジン５０の吸気マニホールド５１に、吸気管５２が接続され、その吸気管５２の途中にエアクリーナ５３が接続され、また吸気管５２に騒音低減用のレゾネータ５４が取り付けられている。
【０００３】
また、排気マニホールド５５には、排気管５６が接続され、その排気管５６に触媒燃焼器５７、消音器５８が接続されている。
【０００４】
このレゾネータ５４や消音器５８は、吸排気管５２，５６の途中に接続し、特許文献１〜４にみられるように干渉、共鳴、迂回などにて消音するものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２２９４１４号公報
【特許文献２】
特開平９−１７７５３４号公報
【特許文献３】
特開平５−２５６１２０号公報
【特許文献４】
特開２０００−１１０５４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸気管５２や排気管５６の途中には様々な構造物があり、これら構造物を避けるために、吸気管５２や排気管５６は、屈曲されているのが大部分であり、このため、スペース上、消音器等を配置するのは容易でない場合があり、結果的に必要な周波数域の低減を達成できない問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、吸排気管等の管路に小スペースで取り付けることができる消音装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、吸排気管などの管路の端部に取り付けられる消音装置であって、管路の接続側端が管路側に開口し、先端部側が閉塞した二重管で形成され、該二重管は、上記管路と略同じ内径の内管と、上記管路より大径の外管とからなり、該外管の管路側には外管と上記管路とを接続するための異径管が一体に設けられ、該異径管には、上記管路に嵌挿するための接続管が一体に形成され、上記内管と上記外管は、上記管路側に開口部が形成されると共に先端部側に内外管間を閉塞する閉塞盤が設けられ、かつ、内管の両端が開口され、内外管間の開口部の面積が、内管の開口部の面積と同じかそれ以上に形成されていることを特徴とする消音装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、二重管の長さが、消音すべき周波数の１／４の長さに形成される請求項１記載の消音装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】
図１において、１０は、吸排気管など流体を吸入、排出する管路で、その管路１０の吸入口や排出口となる端部１１に本発明の消音装置Ａが取り付けられる。
【００１３】
消音装置Ａは、管路１０の接続側端が管路１０側に開口し、先端部側が閉塞した二重管１２で構成される。
【００１４】
二重管１２は、管路１０側に開口部１３を有し、先端部に閉塞盤１４を有する内管１５と外管１６とからなり、その外管１６の管路１０側に異径管１７が一体に設けられ、その異径管１７に、管路１０に嵌挿するための接続管１８が一体に形成される。
【００１５】
この消音装置Ａの材質は、吸気管に適用するのであれば、合成樹脂でも金属でもよいが、排気管に適用する場合には金属などを用いる。
【００１６】
内管１５の内径φi は、管路１０の内径φ10と略同じに形成し、外管１６の内径φo は、内管１５の内径φi より大きく、消音すべき対象周波数によって形成するが、内径φo を大きくすると対象周波数の低減幅が増加することができる。この場合、開口部１３（閉塞盤１４）の面積を内管１５の面積と同じかそれ以上とするとよい。
【００１７】
また、二重管１２の長さＬは、対象周波数をＦｒ、音速をＣ（ｍ／ｓ）、次数をｎとすると、Ｆｒ＝（２ｎ−１）Ｃ／４Ｌで、共鳴して消音効果を発揮するため、１次モードの音を消音するには、対象周波数の波長の１／４とする。
【００１８】
すなわち、対象周波数が８５０Ｈｚ以下（空気中の波長で約４０ｃｍ以下）であれば、Ｌ≒１０ｃｍ以下で十分である。
【００１９】
さらに、異径管１７の長さαは、低減効果を実験的に確認しながら決定する。
【００２０】
以上において、例えば管路１０から消音装置Ａへ向けて排ガスが排出される際には、その騒音は、異径管１７から内管１５内を通って外部に伝搬（音圧ゼロ）し、一部は異径管１７から二重管１２の開口部１３を通して内管１５と外管１６間に入り、閉塞盤１４で反射（音圧最大、粒子速度ゼロ）されて開口部１３から異径管１７にて狭められて管路１０内を逆方向に伝搬することになり、この反射した騒音は管路１０の騒音と半波長ズレた関係にあるため、騒音は、干渉乃至共振により減衰される。特にこの反射音は、管路１０の軸方向に沿って伝搬するため、より減衰範囲が広く効果的な消音が可能となる。
【００２１】
この消音装置Ａは、管路１０の端部１１に取り付けるだけであり、スペース的に余裕のない管路状況でも簡単に取り付けることが可能となる。
【００２２】
図２は、本発明の他の実施の形態を示したもので、管路１０側に突起部２０を形成し、消音装置Ａの接続管１８が突起部２０に当たって位置決めできるようにしたものであり、その他の構成は、図１の実施の形態と同じである。
【００２３】
図３は、異径管１７と接続管１８の間に縮径部２１を形成して位置決めするようにしたものであり、その他の構成は、図１の実施の形態と同じである。
【００２４】
図４は、消音装置Ａを二重管部１２ａと異径管１７ａを別個に形成した例を示したもので、二重管１２ａは、内管１５ａと外管１６ａを閉塞盤１４ａで連結して形成し、異径管１７ａは、管路１０に嵌合する接続管部２５と、二重管１２ａに嵌合する接続管部２６と、その両接続管部２５，２６を接続する異径管部２７で一体に接続して形成したものである。
【００２５】
この図４の実施の形態では、接続管部２６に挿入する二重管１２ａの位置を変えることが可能であり、これにより適正な消音効果が得られる位置を調節することが可能となる。
【００２６】
なお、上述の実施の形態では、排気音を減衰する例で説明したが、吸気音でもその原理は同じである。
【００２７】
また、本発明の消音装置Ａは、図５に示したエンジンの吸排気装置に消音器５８やレゾネータ５４が取り付けられていても、端部に取り付けるだけであり、これら吸排気管５２，５６の端部に取り付ければ、更なる消音効果が得られる。
【００２８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、管路の端部に取り付けて消音するために、略全ての管路に簡単に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図３】同じく本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図４】同じく本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図５】エンジンの吸排気装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 管路
１１ 端部
１２ 二重管
１５ 内管
１６ 外管
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの吸排気装置等の管路に取り付けられる消音装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの吸排気装置は、図５に示すように、エンジン５０の吸気マニホールド５１に、吸気管５２が接続され、その吸気管５２の途中にエアクリーナ５３が接続され、また吸気管５２に騒音低減用のレゾネータ５４が取り付けられている。
【０００３】
また、排気マニホールド５５には、排気管５６が接続され、その排気管５６に触媒燃焼器５７、消音器５８が接続されている。
【０００４】
このレゾネータ５４や消音器５８は、吸排気管５２，５６の途中に接続し、特許文献１〜４にみられるように干渉、共鳴、迂回などにて消音するものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２２９４１４号公報
【特許文献２】
特開平９−１７７５３４号公報
【特許文献３】
特開平５−２５６１２０号公報
【特許文献４】
特開２０００−１１０５４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸気管５２や排気管５６の途中には様々な構造物があり、これら構造物を避けるために、吸気管５２や排気管５６は、屈曲されているのが大部分であり、このため、スペース上、消音器等を配置するのは容易でない場合があり、結果的に必要な周波数域の低減を達成できない問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、吸排気管等の管路に小スペースで取り付けることができる消音装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、吸排気管などの管路の端部に取り付けられる消音装置であって、管路の接続側端が管路側に開口し、先端部側が閉塞した二重管で形成され、該二重管は、上記管路と略同じ内径の内管と、上記管路より大径の外管とからなり、該外管の管路側には外管と上記管路とを接続するための異径管が一体に設けられ、該異径管には、上記管路に嵌挿するための接続管が一体に形成され、上記内管と上記外管は、上記管路側に開口部が形成されると共に先端部側に内外管間を閉塞する閉塞盤が設けられ、かつ、内管の両端が開口され、内外管間の開口部の面積が、内管の開口部の面積と同じかそれ以上に形成されていることを特徴とする消音装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、二重管の長さが、消音すべき周波数の１／４の長さに形成される請求項１記載の消音装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】
図１において、１０は、吸排気管など流体を吸入、排出する管路で、その管路１０の吸入口や排出口となる端部１１に本発明の消音装置Ａが取り付けられる。
【００１３】
消音装置Ａは、管路１０の接続側端が管路１０側に開口し、先端部側が閉塞した二重管１２で構成される。
【００１４】
二重管１２は、管路１０側に開口部１３を有し、先端部に閉塞盤１４を有する内管１５と外管１６とからなり、その外管１６の管路１０側に異径管１７が一体に設けられ、その異径管１７に、管路１０に嵌挿するための接続管１８が一体に形成される。
【００１５】
この消音装置Ａの材質は、吸気管に適用するのであれば、合成樹脂でも金属でもよいが、排気管に適用する場合には金属などを用いる。
【００１６】
内管１５の内径φi は、管路１０の内径φ10と略同じに形成し、外管１６の内径φo は、内管１５の内径φi より大きく、消音すべき対象周波数によって形成するが、内径φo を大きくすると対象周波数の低減幅が増加することができる。この場合、開口部１３（閉塞盤１４）の面積を内管１５の面積と同じかそれ以上とするとよい。
【００１７】
また、二重管１２の長さＬは、対象周波数をＦｒ、音速をＣ（ｍ／ｓ）、次数をｎとすると、Ｆｒ＝（２ｎ−１）Ｃ／４Ｌで、共鳴して消音効果を発揮するため、１次モードの音を消音するには、対象周波数の波長の１／４とする。
【００１８】
すなわち、対象周波数が８５０Ｈｚ以下（空気中の波長で約４０ｃｍ以下）であれば、Ｌ≒１０ｃｍ以下で十分である。
【００１９】
さらに、異径管１７の長さαは、低減効果を実験的に確認しながら決定する。
【００２０】
以上において、例えば管路１０から消音装置Ａへ向けて排ガスが排出される際には、その騒音は、異径管１７から内管１５内を通って外部に伝搬（音圧ゼロ）し、一部は異径管１７から二重管１２の開口部１３を通して内管１５と外管１６間に入り、閉塞盤１４で反射（音圧最大、粒子速度ゼロ）されて開口部１３から異径管１７にて狭められて管路１０内を逆方向に伝搬することになり、この反射した騒音は管路１０の騒音と半波長ズレた関係にあるため、騒音は、干渉乃至共振により減衰される。特にこの反射音は、管路１０の軸方向に沿って伝搬するため、より減衰範囲が広く効果的な消音が可能となる。
【００２１】
この消音装置Ａは、管路１０の端部１１に取り付けるだけであり、スペース的に余裕のない管路状況でも簡単に取り付けることが可能となる。
【００２２】
図２は、本発明の他の実施の形態を示したもので、管路１０側に突起部２０を形成し、消音装置Ａの接続管１８が突起部２０に当たって位置決めできるようにしたものであり、その他の構成は、図１の実施の形態と同じである。
【００２３】
図３は、異径管１７と接続管１８の間に縮径部２１を形成して位置決めするようにしたものであり、その他の構成は、図１の実施の形態と同じである。
【００２４】
図４は、消音装置Ａを二重管部１２ａと異径管１７ａを別個に形成した例を示したもので、二重管１２ａは、内管１５ａと外管１６ａを閉塞盤１４ａで連結して形成し、異径管１７ａは、管路１０に嵌合する接続管部２５と、二重管１２ａに嵌合する接続管部２６と、その両接続管部２５，２６を接続する異径管部２７で一体に接続して形成したものである。
【００２５】
この図４の実施の形態では、接続管部２６に挿入する二重管１２ａの位置を変えることが可能であり、これにより適正な消音効果が得られる位置を調節することが可能となる。
【００２６】
なお、上述の実施の形態では、排気音を減衰する例で説明したが、吸気音でもその原理は同じである。
【００２７】
また、本発明の消音装置Ａは、図５に示したエンジンの吸排気装置に消音器５８やレゾネータ５４が取り付けられていても、端部に取り付けるだけであり、これら吸排気管５２，５６の端部に取り付ければ、更なる消音効果が得られる。
【００２８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、管路の端部に取り付けて消音するために、略全ての管路に簡単に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図３】同じく本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図４】同じく本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図５】エンジンの吸排気装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 管路
１１ 端部
１２ 二重管
１５ 内管
１６ 外管
Claims (2)
- 吸排気管などの管路の端部に取り付けられる消音装置であって、管路の接続側端が管路側に開口し、先端部側が閉塞した二重管で形成され、該二重管は、上記管路と略同じ内径の内管と、上記管路より大径の外管とからなり、該外管の管路側には外管と上記管路とを接続するための異径管が一体に設けられ、該異径管には、上記管路に嵌挿するための接続管が一体に形成され、上記内管と上記外管は、上記管路側に開口部が形成されると共に先端部側に内外管間を閉塞する閉塞盤が設けられ、かつ、内管の両端が開口され、内外管間の開口部の面積が、内管の開口部の面積と同じかそれ以上に形成されていることを特徴とする消音装置。
- 二重管の長さが、消音すべき周波数の１／４の長さに形成される請求項１記載の消音装置。
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|---|---|---|---|
| JP2003088151A JP4241134B2 (ja) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | 消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003088151A JP4241134B2 (ja) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | 消音装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003088151A Expired - Fee Related JP4241134B2 (ja) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | 消音装置 |
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| Country | Link |
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| BR112012007406A2 (pt) | 2009-09-24 | 2016-12-06 | Toyota Motor Co Ltd | parte de cano de escape e aparelho de escape para motores de combustão interna. |
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| JP2020159305A (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | マレリ株式会社 | 消音器 |
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2003
- 2003-03-27 JP JP2003088151A patent/JP4241134B2/ja not_active Expired - Fee Related
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