JPH02112608A

JPH02112608A - 吸音材を装備した消音器

Info

Publication number: JPH02112608A
Application number: JP26556688A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yoshikawa; 吉川　英夫; Masami Shimada; 正美島田
Original assignee: Daiwa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daiwa Kogyo Co Ltd
Priority date: 1988-10-21
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1990-04-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は自動車等の内燃機関に装着されて、該内燃機関
の発生する排気ガスを通過させながら排気音を減衰させ
る排気消音器に関するものである。

従来の技術一般に内燃機関から排出される高温高圧のガスをそのま
ま大気中に放出すると、急激に膨張して大きな騒音を発
するので、排気ガスの通路内に通常マフラーと呼称され
る消音器を介挿して排気ガスの圧力変化を平均化させ、
なめらかな気流として大気中に放出するようにしている
。上記の消音器は排気ガスの入力管と出力管を備えた略
円筒状又は角筒状のマフラー本体を備え、更には該マフ
ラー本体の内部を小室に仕切って、この小室に排気ガス
を順次通過させることによってガス圧を下げ、略均圧の
ガス流として外部へ放散することによってエンジン等の
爆発音を押さえることができる。

更にマフラー本体の内方に吸音材を装備して、防音効果
を高める手段も用いられており、その一例として第８図
に示した構造が知られている。図中１は円筒状又は角筒
状を有するマフラー本体であって、該マフラー本体ｌの
両端部に排気ガスの入力管２及び出力管３が貫通された
鏡板４，５か連結されている。このマフラー本体１の内
部は隔壁７．８により小室２０，３０．４０に隔成され
ていて、小室３０．４０間に配置された連通管９と、両
端部が小室２０．４０に解放された多孔性の連通管１０
が取り付けられている一方、前記出力管３にも多数の孔
部３ａ、３ａを間口形成しておき、該孔部３ａ、３ａの
外側に吸音材Ｉ２を装備する一方、この吸音材１２の周
囲に、該吸音材１２の飛散防止用の被覆部材１３を配置
した構成となっている。

このような構成によれば、入力管２からマフラー本体１
の内方に導入された排気ガスが矢印Ａ。

Ｂ、　Ｃに示す経路によって出力管３に導かれ、該出力
管３の内方を通過する際に、出力管３に形成された前記
孔部３ａ、３ａ及び吸音材１２の作用に基づいて、主と
してＩ　ＫＨｚ以下の高周波騒音が吸収されて、この出
力管３から排気ガスか外部に排出される。尚、前記小室
４０は共鳴室を構成しており、共振効果に基づいて主と
してエンジンから発生する脈動音等の主としてｌ　ＫＨ
ｚ以下の低周波騒音を除去する作用を有している。

第９図は上記構成を更に簡略化した消音器の構造例を示
しており、前記マフラー本体ｌに固定された鏡板４，５
を貫通する連通管１５を取り付けるとともに、この連通
管１５に多数の孔部１５ａ。

１５ａを開口形成しておき、且つマフラー本体１の内方
全体に吸音材１２を装備しである。このような構成によ
っても、排気ガスが連通管１５の内方を通過する際に、
前記孔部１５ａ、１５ａ及び吸音材１２の作用に基づい
て、主として前記高周波騒音が吸収されて、連通管１５
を通過するυ１気ガスを外部に排出することができる。

発明が解決しようとする問題点しかしながらこのような吸音材を装備した従来の消音器
にあっては、出力管３もしくは連通管１５の内方を排気
ガスが流れる際に、前記孔部３ａ。

３ａもしくは孔部１５ａ、１５ａの外側に配置された吸
音材１２の作用に基づいて騒音を吸収するようにしてい
るため、吸音効果が充分でな（、且つ特定の周波数領域
の騒音しか吸収することができないという課題があった
。即ち発生した騒音の散乱波のエネルギー密度ＪｓはＷ：音のエネルギーＣ：音速Ｒ：定数この定数ＲはＳ：吸音材の面積 α：吸音率として表すことができる。つまり吸音材の面積Ｓが小さ
くなるとＲが小さくなり、従って散乱波のエネルギー密
度Ｊｓを小さくすることができないということになる。

従って吸音材の面積Ｓを大きくすることが前記Ｊｓを小
さくする上で肝要である。これに対して第８図、第９図
に示した消音器の場合には吸音材の面積Ｓが、前記孔部
３ａ及び１５ａの総和によって決定される特定値以下に
限定されてしまうので、前記散乱波のエネルギー密度Ｊ
８を所定値以下にまで小さくすることができないという
難点を有している。

そこで本発明はこのような従来の吸音材を装備した消音
器が有している課題を解消して、吸音材による吸音効果
を充分に高めることができるとともに、全周波数領域の
騒音を吸収することができる消音器を提供することを目
的とするものである。

問題点を解決するための手段本発明は上記の目的を達成するために、内燃機関から発
生する排気ガスをマフラー本体の入力管から出力管へ順
次通過させて、内燃機関の爆発にともなう排気騒音を消
音させるようにした消音器において、前記マフラー本体
の内壁部に吸音材を装備するとともに、該マフラー本体
の内部に、入力管から導入された排気ガスを前記吸音材
の内方を強制通過させる隔壁を配設したことを特徴とす
る吸音材を装備した消音器の構成にしである。

更に前記吸音材の周囲に、該吸音材の飛散を防止すると
ともに前記排気ガスを通過させる通気性部材を装着して
あり、又前記隔壁に、排気ガスの通過量を適宜調整自在
な孔部を開口しである。

一方前記マフラー本体は、鉄又はそのメッキ品。

ステンレス、アルミニウム、Ｍ熱性樹脂の中カラ選択さ
れた少なくとも１種で構成された消音器の構成にしであ
る。

作用入力管からマフラー本体の内方に導入された排気ガスが
、先ず小室内で膨張し、エンジンから発生する脈動音等
の低周波騒音が除去された後、部の排気ガスか隔壁に形
成された孔部から出力管に流れ込んで外部に排出される
一方、一部の排気ガスか通気性部材に形成された多数の
孔部を通過して吸音材の内方に入り、この吸音材の内方
を通過した後に出力管に流れ込むが、この時に主として
Ｉ　Ｋｌｌｚ以上の高周波騒音が吸収される。

上記の作用にあって、吸音材の内方を流れる排気ガスの
通過量は、隔壁に開口された孔部の大きさによって適宜
調整することが可能である。

又吸音材の周囲に通気性部材を装着したことによって、
該通気性部材が吸音材の飛散を防止しながら排気ガスを
流通させることができる。

実施例以下図面を参照して本発明に係る吸音材を装備した消音
器の一実施例を前記従来の構成と同一の構成部分に同一
の符号を付して詳述する。

第１図は本発明の第１実施例を示す要部断面図であり、
図中１は円筒状又は角筒状を有するマフラー本体であっ
て、該マフラー本体１の両端部に排気ガスの入力管２及
び出力管３が貫通された鏡板４，５が連結されている。

上記入力管２と出力管３とは溶接部１７により一体に溶
着されている。

このマフラー本体１の内壁部には、ロックウール、グラ
スウール、炭素繊維、セラミックもしくは石綿で成る吸
音材１２が装備されており、且つこの吸音材１２の内側
に通気性部材１８が配置されている。この通気性部材１
８としては、前記吸音材１２の飛散を防止するとともに
排気ガスを通過させることができる部材であって、例え
ば金網。

布等が使用可能である。

一方７はマフラー本体ｌの内部に配設された隔壁であっ
て、この隔壁７によってマフラー本体Ｉの内部が小室２
０と小室３０に隔成されている。

この隔壁７には、排気ガスの通過量を適宜調整すること
ができる孔部７ａか開口形成されている。

かかる第１実施例によれば、入力管２からマフラー本体
ｌの内方に導入された排気ガスが、先ず矢印へに示すよ
うに小室３０内で膨張し、エンジンから発生する脈動音
等の低周波騒音が除去される。次に一部の排気ガスが矢
印Ｅ及びＣに示すように、前記隔壁７の孔部７ａから出
力管３の内方に流れこみ、外部に排出される一方、一部
の排気ガスが通気性部材１８に形成された多数の孔部１
８ａ、１８ａ・・・を通過して吸音材１２の内方に入り
、この吸音材１２の内方を矢印りに示した方向に流れて
小孔１８ａから小室２０側に流入するが、この時に主と
してＩ　ＫＨｚ以上の高周波騒音が吸収される。しかる
後排気ガスが小室２０から出力管３を経由して外部に排
出される。

上記の作用にあって、吸音材１２の内方を流れる排気ガ
スの通過量は、隔壁７に開口された孔部７ａの大きさに
よって適宜調整することが可能である。即ち孔部７ａを
小さく形成すると、吸音材１２の内方を通過する排気ガ
スの通過量が多くなり、消音効果を高めることができる
が、孔部７ａがあまりに小さいと、排気ガスの流通抵抗
が大となってエンジンの出力が低下してしまう慣れがあ
る。従って孔部７ａの面積は入力管２の径部針の面積の
３０から１２０％の範囲にあるように設定するのが良い
。

又吸音材１２は、かさ比重が０．０２〜０．２ｇ／ｃｍ
’ノ範囲のものが望ましい。

更に通気性部材１８としては、前記の金網、布等の外、
ステンレス、アルミニウム等であっても良く、特に吸音
材１２がウール状のものである場合には、網目の大きさ
が１ｉｉｘｌａ＋ｘ以下であることか要求される。又吸
音材１２がフエ／−ル樹脂等を用いて成形固定されたも
のである場合には、網目は２ｘｘＸ２ｍｍ以下であれば
良い。更に通気性部材１８としてステンレスを用いると
１耐食性の面で有利である。

第２図は本発明の第２実施例であり、基本的な構成は前
記第１実施例と路間−であり、且つ同一の符号を付して
表示しである。即ち本第２実施例の場合にあっては、前
記吸音材１２の内側に耐熱性を持つ布部材２２が装着さ
れているとともに、この布部材２２の更に内側に金網２
３が配置されており、この布部材２２と金網２３とによ
り前記通気性部材１８が構成されている。２４．２４は
上記耐熱性の布部材２２と金網２３とを固定する爪等の
金具である。

上記耐熱性の布部材２２とは、炭素繊維、ボロン繊維、
アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、シリコンチタンカーボ
ン繊維、アモルファス繊維等で編み上げられた繊維体で
あり、網目がｌ　ｍｘＸ　ｌ　ｍｍ以下のものが使用に
供される。

この第２実施例によれば、排気ガスが金網２３及び布部
材２２を介して吸音材１２の内方に流入して、前記と同
様な作用に基づいて騒音が吸収される。本例の場合、布
部材２２により吸音材１２の飛散防止効果がより一層高
められるという利点がある。

第３図（Ａ）（Ｂ）は、金網で構成された内筒２６と同
じく金網で構成された外筒２７との間に吸音材１２を配
置して、一体的に固着した吸音材ユニット２８の構造を
示している。このような吸音材ユニット２８を予め組み
立てておくことにより、消音器の製造時には前記吸音材
ユニット２８をマフラー本体ｌの内方に単に装着固定す
るのみで良いため、製造が容易であるという利点がある
。

第４図（Ａ）（Ｂ）は、耐熱性の布部材で構成された内
筒３０と金網で構成された外筒３１との間に吸音材１２
を配置して、一体的に固着した吸音材ユニット３２の構
造を示している。このような吸音材ユニット３２を用い
た場合にあっても、前記吸音材ユニット２８と同様に消
音器の製造が容易であるという利点が得られる。

第５図（Ａ　）（Ｂ　’）は本発明の第３実施例を示す
ものであり、本例の場合には前記吸音材１２の内方に、
通気性部材として多数個のスリット３５ａ。

３５ａが開口された金属板３５が装着されている。

上記スリット３５ａ、３５ａは金属板３５の一部を切り
開いて形成してあり、且つスリット３５ａ。

３５ａの大きさはｌ　ｘｘＸ　５　ｍｍ以下であるのが
望ましく、又このスリット３５８．３５ａの向きは逆方
向であっても良い。本第３実施例によれば、金属板３５
に対するスリット３５ａ、３５ａの形成が容易であり、
しかも前記各実施例と路間−の作用効果がもたらされる
。

第６図は本発明にかかる吸音材を装備した消音器と、従
来の消音器との騒音特性を比較する実験データを示して
おり、図中のグラフ■は、前記吸音材１２を装（ｉｆｉ
ｆ　していない従来の騒音器の例を、グラフ■は吸音材
１２としてロックウール（密度０、１５ｚ／ａｍ）を１
（］いた例を、グラフ■は吸音材１２として炭素繊維（
密度０．０５ｇ／ｃｍ）を用いた例を、更にグラフ■は
吸音材１２として炭素繊維（密度０、０７ｇ／ｃｆｆｉ
）を用いた例を夫々示している。実験に際しては前記第
１図に示した消音器の構造を基本として、２０ＰＳで稼
働中のエンジン回転数（ｒｐｍ）を変化させた際の各消
音器から放出される騒音レベル（ｄｂ）を測定してプロ
ットしである。尚測定時のマイクロフォン位置は、前記
出力管３と同じ高さとし、且つ水平方向４５度に偏位し
た部位で距離５０ｃｍとした。

第６図によれば、全エンジン回転領域において、吸音材
１２が装備されていない騒音器■に対して、本発明を適
用した騒音器■■■の騒音レベルが小さ（なっており、
特に吸音材として炭素繊維（密度０．０７ｇ／ｃｍ）を
用いたグラフ■が最も良好な吸音特性を示しているデー
タが得られた。

第７図は前記グラフ■とグラフ■に示した各騒音器につ
いて、回転数３０００　（ｒｐｍ）における周波数（！
Ｉｚ）と騒音レベル（ｄｂ）の変化を測定したデータを
示しており（通常１／３オクタ一ブ分析、略してＦＥＴ
分析と呼称する）、各周波数においてグラフ■に比して
本発明を適用したグラフ■の騒音レベルが低いことが確
認された。

発明の効果以上詳細に説明した如く、本発明に係る吸音材を装備し
た消音器によれば、内燃機関から発生する排気ガスをマ
フラー本体の入力管から出力管へ順次通過させて、内燃
機関の爆発にともなう排気騒音を消音させるようにした
消音器において、前記マフラー本体の内壁部に吸音材を
装備するとともに、該マフラー本体の内部に、入力管か
ら導入された排気ガスを前記吸音材の内方を強制通過さ
せる隔壁を配設した消音器の構成にしてあり、更に前記
吸音材の周囲に、該吸音材の飛散を防止するとともに前
記排気ガスを通過させる通気性部材を装置ｔ　した構成
とし、又前記隔壁に、排気ガスの通過量を適宜調整自在
な孔部を開口した構成にしたので、以下に記す作用効果
が得られる。即ち入力管からマフラー本体の内方に導入
された排気ガス力先ず該マフラー本体内で膨張し、エン
ジンから発生する脈動音等の低周波騒音が除去された後
、一部の排気ガスが隔壁に形成された孔部がら出力管に
流れ込んで外部に排出される一方、一部の排気ガスが通
気性部材に形成された多数の孔部を通過して吸音材の内
方に入り、この吸音材の内方を通過して、主としてＩ　
ＫＨｚ以上の高周波騒音が吸収された後に出力管に導く
ことができる。上記吸音材の内方を流れる排気ガスの通
過量は、隔壁に開口された孔部の大きさによって適宜調
整することが可能であり、又吸音材の周囲に通気性部材
を装着したことによって、該通気性部材が吸音材の飛散
を防止しながら排気ガスを流通させることができる。

従って本発明によれば、吸音材の面積が大きくなり、騒
音発生時の散乱波の工不ルキー密度Ｊ５を所定値以下に
まで小さくすることができて、吸音材による吸音効果を
充分に高めることができるとともに、全周波数領域の騒
音を吸収することかできる消音器を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る吸音材を装備した消音器の第１実
施例を示す要部断面図、第２図は本発明の第２実施例を
示す要部断面図、第３図（Ａ）は本発明で使用した吸音
材の具体的な構造例を示す斜視図、第３図（Ｂ）は第３
図（Ａ）のＩＩＩ−Ｉ［１線に沿う断面図、第４図（Ａ
）は本発明で使用した吸音材の他の具体的な構造例を示
す斜視図、第４図、（Ｂ）は第４図（Ａ）のＩＶ−ＩＶ
線に沿う断面図、第５図（Ａ）は本発明の第３実施例を
示す要部断面図、第５図（Ｂ）は第５図（Ａ）の要部斜
視図、第６図は従来の消音器と本発明にかかる消音器と
の騒音特性を比較する実験データを示すグラフ、第７図
は同じ〈従来の消音器と本発明にかかる消音器との各周
波数における騒音特性を比較する実験データを示すグラ
フ、第８図及び第９図は従来の吸音材を装備した消音器
の構造例を示す要部断面図である。ｌ・・・マフラー本体、２・・・入力管、３・・・出力
管、４．５・・・鏡板、７・・・隔壁、７ａ・・・孔部
、１２・・・吸音材、１７・・・溶接部、１８・・・通
気性部材、２２・・・布部材、２３・・・金網、２４・
・・金具、２６．３０・・・内筒、２７．３１・・・外
筒、２８．３２・・・吸音材ユニット、２０゜３５・・・金属板、３０・・・小室、３５ａ・・・スリ・７外４名ト、第１図第３図第４図（Ｂ）（Ｂ）２６．３０−内筒２７．３１　　・外筒２８．３２　　吸音材ユニット第５図（Ａ）（Ｂ）第６図二ノノン回転数（ｒ、ｐ、ｓ）第７図対数周波数（Ｈ２）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内燃機関から発生する排気ガスをマフラー本体の
入力管から出力管へ順次通過させて、内燃機関の爆発に
ともなう排気騒音を消音させるようにした消音器におい
て、前記マフラー本体の内壁部に吸音材を装備するとともに
、該マフラー本体の内部に、入力管から導入された排気
ガスを前記吸音材の内方を強制通過させる隔壁を配設し
たことを特徴とする吸音材を装備した消音器。
（２）前記吸音材の周囲に、該吸音材の飛散を防止する
とともに前記排気ガスを通過させる通気性部材を装着し
たことを特徴とする請求項１記載の吸音材を装備した消
音器。
（３）前記隔壁に、排気ガスの通過量を適宜調整自在な
孔部を開口して成る請求項１記載の吸音材を装備した消
音器。
（４）前記マフラー本体は、鉄又はそのメッキ品、ステ
ンレス、アルミニウム、耐熱性樹脂の中から選択された
少なくとも１種である請求項１記載の吸音材を装備した
消音器。