JPH03172526A - 音減衰装置 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、一般に音減衰に関し、さらに詳しく言えば、
内燃機関に用いる７７うに関するものである。

（ロ）従来技術 内燃機関、タービン・エンジン、圧縮気体動カニ具、空
気操作装置等の多くの装置においては、相当のノイズ・
エネルギが発生され、流体または気体とともに移動する
。このようなノイズは不快であシ、騒音装置から出る前
に減少されなければならない。広い変更例の繁マフうＩ
およびその他のノイズ低減装置が開発されかつ使用され
てきた。

いくつかのマフラは、短い距離にわたって排ガスの経路
を根本的に変える複数のバッフルを用いて込る。このよ
うなマフラはノイズ・レベルを低減するのには有効では
あるが、それらはエンジンに好ましくない高い背圧をつ
＜シ、エンジンのパワーと効率を下げる。

他のマフラは、チューブと外ハウジングとの間で覧ガラ
ス・ウールｌの形体のガラス繊維のような音吸収材料か
らなる多孔チューブを直接に通してガスを向けている。

これらのいわゆる鷺ガラスパックｌマフラは、一般に低
い背圧をつくるが、ノイズ・レベル金低減することには
満足すべきものではない。

一般的に言えば、従来のマフラは抵抗を通る流れを有し
、音波反射をつ〈シ、コラム慣性の喪失を有している。

多くの試みが理想的なマフラをつくるようになされてき
た。これらの試みのいくつかは、下記の米国特許第１，
９５４，４６２号、第１，９２２，８４８号、第２．０
４４１９５号、第２，８２６，２６１号、第４，２３９
．０９１号、＄４，６５２，２１６号、第４，６７１，
３８１号、第４，６７４，５９４号、第４，６９０，２
４５号等に見い出される。これらの従来のマフラのいず
れもが、最小の流れ損失でコラム慣性を維持しながら、
音を十分に減少する究極には到達していない。

これら従来のマフラのいくつかは、製造するのに複雑で
１重量があシ、意図する目的のために過剰に大きく、そ
の他腐食による短い寿命を有し、または、ガス通過の熱
から燃焼を受ける。

本出願人に係る米国特許第４，２６５，９８２号および
第４，８５４，２１４号は、マフラ技術を相当に進歩さ
せた。

しかし、音減衰ノイズ汚染をさらに改善する連続した要
求がある。本発明のマフラは、この所望の領域において
、マフラ技術の現状を進める。

（ハ）　発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、排気ノイズを減少し、理想的コラム慣
性を維持し、背圧を減少する内燃機関マフラを製置する
ことにある。

本発明の別の課題は、打抜きまたは成形成分の最少の本
のからなる内燃機関マフうを製造することにある。

本発明の別の課題は、現代自動車に容易に適した小さい
全体形状を有する内燃機関マフラを製造することにある
。

本発明の別の課題は、製造費が低く、長寿命のよシ効率
的なマフラを製造することＫある。

本発明のさらに別の課題は、単独または多排気入力また
は出力に＠シ付けることのできる低ノイズ・マフラを製
造することに６る。

最も改良されたマフラにおいてさえも存在する問題点は
、本発明およびその種々の実施例のマフラを製造するこ
とによって、さらに低減される。

に）　課題を解決するための手段 本発明の改良されたマクラ＃：ｔ、少なくとも２つの通
路を有し、そのうちの一方が他方よりも長さが大きい実
施例からなっている。ある実施例では２つの管状導管を
用い、その一方は他方のほぼ２倍の長さになっている。

別の実施例では、一方の導管が他方の導管の長さの２倍
以上になっている。

別の実施例では、３本の導管を有し、そのうちの２本が
ほぼ同じ長さで残シの１本の長さが異なっている。別の
実施例では互いに長さの異なる４本の導管からできてい
る。種々の実施例は、２つの入力から１つの出力を、多
数の入力から多数の出力を、または１つの入力から２つ
の出力を用いてノイズを減衰するように用いられうる。

すべての実施例におけるすべての通路は下流方向にわず
かに広がっているかまたはほぼ同じ直径を有し、また、
それらの合成断面積は、マフラへのヘッダ入口の断面積
に等しいかまたは大きく、その出力はマフラの入力端の
断面積にほぼ等しいかまたは大きい。エンジン・ノイズ
はそれによって非常に減衰される。エンジンの排気ノイ
ズの減衰は、ノイズがテイル・パイプに入ったとき、２
つの異なる長さの導管（一方は他方よりも位相が約１８
０度はずれている。）の出力において位相はずれのノイ
ズ周波数を混合することによって達成される。

第２の実施例においては、ハウジングが、大気から導管
を密封する関係で、導管を包囲する。排気ノイズ減衰を
さらに強化する必要がある場合には、１以上の導管は同
じ直径または異なる直の穴を有する多孔または溝が設け
られている。１ｔたはそれ以上の導管内の複数の異なる
直径の多孔体がさらに排気ノイズを減衰する。

さらに別の実施例は、導管の外壁とハウジングの内面と
の間の空所に、スチール・ウール、ガラス・ウール、そ
の他の音吸収材料ま７’Ｃは異なる音吸収材料の任意の
組合せを充填することもできる。

この音吸収材料の充填はマフラに存在する排気ノイズを
さらに減少する。本発明の基本的７７２のこれらの種々
の異なる実施例は、内燃機関からの予測ノイズ・レベル
を相当に減少し、また、エンジンへの背圧がないように
維持するかまたはマフラを通るコラム慣性を強化する。

本発明のマフラの種々の実施例の製造はもはや現状のマ
フ５よりも困難ではなく、構造も複雑ではなく、使用し
やすい。本発明のいくつかの実施例においては、マフラ
の製造が困難ではなく、高価ではなく、その結果、マフ
ラは現状の最もよいマフラよりも出口ノイズを減少しか
つ所望のコラム慣性を保持するような大きい傾向を有し
ている。

（ホ）実施例 特に、第１図から第４図までを参照して、本発明のマフ
ラ１０は少なくとも１対の並んだ限定ガス通路からでき
ている。１対および２対のものが導管１２．１４および
１２Ａ、１４，１４Ａとして説明の便宜上水されている
。マフラへまたそこからの入力１６および入力１６．Ｌ
６Ａならびに出力１８゜１Ｂ、１８Ａは＃ｌぼ同じ断面
積を有しているかまたは下流方向にわずかに広がってい
てもよい。１６゜１８ま７’Ｃは１６，１４Ａ、１８．
１８Ａの断面積はほぼ気Ａ〃であシ、また、導管１２，
１４，１２，１２Ａ。

１４．１４Ａは気Ａ／２Ｎ　　および％Ａ／４　＃にそ
れぞれ等しいほぼ同じ断面積ｔ−有している。狭いブレ
ード部材２０は、入力１６および出力１８において導管
を分離している。２本の導管１２（１２Ａ）および１４
（１４Ａ）の長さの差は導管１４（１４Ａ）の長さの倍
となｊｐ１２（１２Ａ）に対して数インチとなる。導管
１２（１２Ａ）、１４（１４Ａ）の長さは、マフラ内で
減衰されるべき音波周波数によって決定される。導管１
２（１２Ａ）と１４（１４Ａ）との長さのＭは、出力端
１８において導管１４（１４Ａ）に関して導管１２（１
２Ａ）を通過する音波の部分に位相差を４える。この位
相差は相殺効果をマフう出力端１８において再組合せを
するノイズに４える。

導管１２（１２Ａ）および１４（１４Ａ）の相対長さに
ついて実験することによって、異なる公知のエンジン排
気ノイズ周波数は有効に減衰されうる。

導管が下流方向にわずかに広がっているとき、導管の出
力端は入力端よりもわずかに大きい断面積を有し、した
がって、導管の全体の組合せ断面積は１人ｌよりも大き
くなる。

第２図は、ブレード２０ｔ−示すマフラの第１図の代表
的端部１４（１６Ａ）または１Ｂ（１８Ａ）を示す。マ
フラの入力端および出力端が連結部において半円形とし
て導管１２　（１２）、１４　（１４Ａ）を示している
が、この形状は説明の便宜上のものであって、マフラの
入力および出力においてほぼ均等な断面積電Ａｌおよび
導管１２（１２Ａ）および１４（１４Ａ）について約’
　Ａ／　２　’または％Ａ／４’を維持する必要性を心
に留めながら、２つの導管の連結部が便宜上とってもよ
いが限定されるものではない。

全体の断面積′Ａ〃を有する％Ａ／２＃　　または’　
Ａ／　４　’　　の断面積を有する２または４つの導管
について説明してきたが、本発明のマフラの原理は排気
システムをかいしてコラム慣性を維持することである。

すなわち、断面積通過式マフラ１０は、排気ヘッダおよ
びチーイル・パイプの出力断面積にほぼ等しいかまたは
太きい。２つの導管１２（１２Ａ）、１４　（１４Ａ）
の合計または全体の断面積が％Ａ’にほぼ等しいかまた
はそれよりも大きい限シ、この端部は異なる断面積の導
管１２（１２Ａ）および１４（１４Ａ）’に用いること
によって達成されうる。

第５−８図を参照すれば、本発明の異なる実施例が示さ
れている。本発明の第５−９図に示す実施例は、第１−
４図に示すマフラが気密ハウジングま７’（／ｒ！シェ
ル２２′内に収容されていることを除いて、第１−４図
のものとほぼ同じである。ハウジングまたはシェルは従
来のマフラ外形に類似し、また、曲線、方形またはそれ
らの組合せでおってもよい。

第７図は、３つの別個のガス流導管１２，１４゜２４を
有する本発明のマフうを示す。これらの導管の合成断面
積は、全体の断面積１Ａｌにほぼ等いかそれよりも大き
い。３本の導管は断面積がそれぞれ異なるかまたは同じ
であってもよい。

第９図は第１図のマフラのさらに別の実施例であシ、ま
た、導管１２．１４の壁を通る複数の穴２６と、７７う
の極端な高作動温度によっても影響を受けない音吸収材
料２Ｂの充填材とを有している。

穴２６は方形まｆｃＦｉ曲線でもよく、また、ただ１つ
の断面積または複数の異なる断面積であってもよい。音
吸収材料は、例えば、スチール・ウール、ガラス、ケブ
ラま７ｔは意図する目的に適したもののような繊維材料
である。しかし、音吸収材料は繊維材料に限られず、意
図する目的に適した任意の音吸収材料がこの目的のため
に用いられてもよい。

第９図においては、２つの内蔵導管が示されているが、
図示する実施例またはその他の導管１２゜１４が第９図
に示すように収容されてもよい。

特定の比率、材料、構造が本発明の最適実施例の上述し
次説明に詳述されてき友が、これらは適当に変えられて
類似の結果となる。例えば、マフラ成分は鋼、アルミニ
ウム、強化プラスチック等の適当の材料から成形されて
もよく、打抜き、油圧、圧延、冷間成形等によって製造
されてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は異なる長さの２つのガス通路を用いる本発明の
マフラの一実施例の平面図。第２図は第１図の２−２線
にそって見た正面図。第５図は単独の入力から２つの出
力まで延びる異なる長さの４本のガス通路を用いる本発
明のマフラの別の実施例の平面図。ｇ４図は２つの入力
と単独の出力を有する４つの導管を用いる本発明のマフ
ラの別の実施例の平面図。第５図は代表的マフラ・ハウ
ジング内に内蔵された第１図のマフラを切断して示す平
面図。第６図は代表的な７７う・ハウジング内に内蔵さ
れた４つの導管を有する本発明の７７うの実施例を切断
して示す平面図。第７図は少なくとも２つの異なる長さ
の３つの限定されたガス通路を用いる本発明のマフラの
別の実施例の切断して示す平面図。第８図は第５図の８
−８線からみた端面図。第９図は第３図および第６図に
示すハウジング内に内蔵された本発明の７７うを示す平
面図であって、限定されたガス通路がその表面と空所を
通り、高温高圧縮材料を充たされた限定されたガス通路
間に穴を設けられている状態を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力端と出力端とを有し、該入出端間に定置された
   ２以上の限定された通路を有し、各通路は前記入力端の
   断面積に少なくともほぼ等しい総合合成断面積を有して
   いることを特徴とした改良された音減衰装置。 ２、前記の２以上の限定された通路は少なくとも２つの
   異なる長さになっていて位相条件の出力を前記入出力端
   間の移動音に与えることを特徴とした請求項１記載の装
   置。 ３、前記少なくとも２つの通路は３つであることを特徴
   とした請求項１記載の装置。 ４、前記少なくとも２つの通路のうちの少なくとも１つ
   は異なる断面積になっていることを特徴とした請求項１
   記載の装置。 ５、前記通路のうちの少なくとも１つは多孔体であるこ
   とを特徴とした請求項１記載の装置。 ６、前記多孔体は少なくとも２つの異なる断面積になっ
   ていることを特徴とした請求項５記載の装置。 ７、前記通路を包囲する密封ハウジングをさらに有し、
   該ハウジングと前記通路との間に空所が設けられている
   ことを特徴とした請求項１記載の装置。 ８、前記通路を包囲する密封ハウジングをさらに有し、
   該ハウジングと前記通路との間に空所が設けられている
   ことを特徴とした請求項５記載の装置。 ９、前記空所に音吸収材料を充填したことをさらに特徴
   とする請求項８記載の装置。 １０、前記入出力端において導管の連結部が薄い壁で成
   形されていることを特徴とした請求項１記載の装置。 １１、前記２以上の通路は端断面までほぼ均等になって
   いることを特徴とした請求項１記載の装置。 １２、前記通路の合成断面積は前記入力端の断面積にほ
   ぼ等しいことを特徴とした請求項１記載の装置。 １３、前記通路の合成断面積は前記入力端の断面積より
   も大きいことを特徴とした請求項１記載の装置。 １４、入力端と出力端とを有し、該入出端間に定置され
   た２以上の限定された通路を有し、各通路は前記入力端
   の断面積に少なくともほぼ等しい総合合成断面積を有し
   、前記２つ以上の限定された通路が前記入出端間で下流
   方向に広がっていることを特徴とした改良された音減衰
   装置。 １５、前記通路を包囲する密封ハウジングをさらに有し
   、該ハウジングと前記通路との間に空所が設けられてい
   ることを特徴とした請求項１４記載の装置。 １６、前記空所に音吸収材料を充填したことをさらに特
   徴とする請求項１５記載の装置。 １７、前記入出力端において導管の連結部が薄い壁で成
   形されていることを特徴とした請求項１４記載の装置。 １８、前記２以上の通路は端断面までほぼ均等になって
   いることを特徴とした請求項１４記載の装置。 １９、前記通路の合成断面積は前記入力端の断面積にほ
   ぼ等しいことを特徴とした請求項１４記載の装置。 ２０、前記通路の合成断面積は前記入力端の断面積より
   も大きいことを特徴とした請求項１４記載の装置。