JPH0742529A - 能動型消音器 - Google Patents

能動型消音器

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Publication number
JPH0742529A
JPH0742529A JP5192388A JP19238893A JPH0742529A JP H0742529 A JPH0742529 A JP H0742529A JP 5192388 A JP5192388 A JP 5192388A JP 19238893 A JP19238893 A JP 19238893A JP H0742529 A JPH0742529 A JP H0742529A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust pipe
silencer
speaker
active silencer
downstream side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5192388A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Mori
卓支 森
Yoshihisa Takemori
良久 竹森
Hiroshi Soma
普 相馬
Takafumi Saeki
尚文 佐伯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Corp
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Publication date
Application filed by Calsonic Corp filed Critical Calsonic Corp
Priority to JP5192388A priority Critical patent/JPH0742529A/ja
Publication of JPH0742529A publication Critical patent/JPH0742529A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、排気ガスの騒音を、二次音源によ
り積極的に消音するようにした能動型消音器に関し、二
次音源の下流側の圧力損失を従来より大幅に低減するこ
とを目的とする。 【構成】 排気管41の外側であって、テールパイプ部
45より上流側となる位置に、二次音源57を配置し、
前記排気管41と二次音源57とを連通状態にしてなる
能動型消音器において、少なくとも前記排気管41のテ
ールパイプ部45を、下流側に向けて順次拡径して構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガスの騒音を、二
次音源により積極的に消音するようにした能動型消音器
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、排気ガスの騒音を、二次音源によ
り積極的に消音するようにした能動型消音器としては、
例えば、特表昭58−501292号公報に開示される
ものが知られている。
【0003】図7は、この種の能動型消音器を示すもの
で、図において符号11は、排気ガスを流通する排気管
を示している。この排気管11は、消音器本体13内に
挿通されており、排気管11のうち消音器本体13から
下流側に突出する部分がテールパイプ部15とされてい
る。
【0004】そして、排気管11のうち消音器本体13
内に位置する部分には、多数の小孔17が形成されてい
る。また、排気管11と消音器本体13の外筒14との
間には、例えば、グラスウールからなる吸音材19が収
容されている。
【0005】さらに、この消音器は、排気管11と外筒
14との間に、排気管11から所定間隔を置いて、後述
するスピーカを支持する支持部材21が配置されてい
る。この支持部材21には、開口部25が形成され、こ
の開口部25に、二次音源であるスピーカ27が配置さ
れている。
【0006】さらに、排気管11内には、マイクロホン
29が配置されている。このような能動型消音器では、
マイクロホン29により排気ガスGの騒音を検出し、こ
の騒音と逆位相の消去音をスピーカ27から放射するこ
とにより、いわゆる能動的な消音が行われる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな能動型消音器では、二次音源であるスピーカ27
が、排気ガスGの流れの中に直接消去音を放射できるよ
うに配置されているため、スピーカ27より下流側の抵
抗損失により、スピーカ27の振動面33の前面の静圧
が増大し、スピーカ27の振動中立点が偏位して、振動
面33の変位量が減少し、消音性能が低下するという問
題があった。
【0008】すなわち、スピーカ27の振動面33の前
後の静圧がバランスしている時には、図8の(a)に示
すように、スピーカ27の振動面33が、設計中立点を
中心にして、許容最大振幅δだけ変位可能であるが、
(b)に示すように、振動面33の前面の静圧の増大に
より中立点が、設計中立点から偏位すると、振動面33
の許容変位量がδ’に減少し、消音性能が低下する。
【0009】本発明は、かかる従来の問題を解決すべく
なされたもので、二次音源の下流側の圧力損失を低減す
ることにより、二次音源に対する静圧の影響を従来より
大幅に低減することができる能動型消音器を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の能動型消音器
は、排気管の外側であって、テールパイプ部より上流側
となる位置に、二次音源を配置し、前記排気管と二次音
源とを連通状態にしてなる能動型消音器において、少な
くとも前記排気管のテールパイプ部を、下流側に向けて
順次拡径してなるものである。
【0011】
【作用】本発明の能動型消音器では、排気管のテールパ
イプ部を、下流側に向けて順次拡径し、二次音源の下流
側の圧力損失を小さくすることにより、二次音源に対す
る静圧をコントロールすることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の詳細を図面に示す実施例につ
いて説明する。図1は、本発明の能動型消音器の第1の
実施例を示しており、図において符号41は、排気ガス
Gを流通する排気管を示している。
【0013】この排気管41の終端は、テールパイプ部
45とされている。そして、排気管41のテールパイプ
部45より上流側には、排気管41の外周に隣接してス
ピーカボックス56が配置されている。
【0014】このスピーカボックス56内には、二次音
源である、例えばスピーカ57が配置されている。この
スピーカ57の振動面33の前方に位置する排気管41
には、多数の小孔47が形成され、排気管41とスピー
カ57とが連通されている。
【0015】さらに、排気管41内には、マイクロホン
59が配置されている。そして、この実施例では、テー
ルパイプ部45が、下流側に向けてテーパ状に順次拡径
されている。
【0016】このような能動型消音器では、マイクロホ
ン59により排気ガスGの騒音を検出し、この騒音と逆
位相の消去音をスピーカ57から放射することにより、
いわゆる能動的な消音が行われる。
【0017】しかして、上述した能動型消音器では、テ
ールパイプ部45を、下流側に向けてテーパ状に順次拡
径したので、スピーカ57の下流側の圧力損失を従来よ
り大幅に低減することができ、これによりスピーカ57
の振動面33の前面に作用する静圧が低減し、この振動
面33の変位量を阻害することがなくなり、消音量の減
少を防止することができる。
【0018】すなわち、テールパイプ部45の最小径部
Aの流路断面積をS1 、排気ガスGの平均流速をv1
静圧をPs1 、排気ガス密度をρとし、テールパイプ部
45の最大径部Bの流路断面積をS2 、排気ガスの平均
流速をv2 、静圧をPs2 、排気ガス密度をρ(排気ガ
ス密度は変わらないとする)とすると、ベルヌーイの法
則により、次式の関係が成立する。
【0019】Ps1 +(1/2)ρv1 2 =Ps2
(1/2)ρv2 2 +ΔPL ここで、ΔPL は、最小径部Aと最大径部Bとの間の圧
力損失である。一方、連続の定理により、次式の関係が
成立する。
【0020】v1 1 =v2 2 従って、拡張比ε=S2 /S1 とすると、次式の関係が
成立する。 Ps1 −Ps2 =(ρ/2)〔(1/ε2 )−1〕v1
2 +ΔPL ここで、スピーカ57の振動面33の前後面の圧力をバ
ランスしたい時には、一般的には、Ps1 =Ps2 とす
れば良いから、結局、最小径部Aと最大径部Bとの間の
圧力損失ΔPL が、 ΔPL =(ρ/2)〔1−(1/ε2 )〕v1 2 となるように、拡張比εと圧力損失ΔPL とのバランス
点を求めれば良いことになる。
【0021】そして、圧力損失ΔPL は、一般に、定数
をCdとすると、Cd(1/2)ρv1 2 に代表される
ように正の値を有しているから、ε=S2 /S1 >1と
なる。
【0022】すなわち、テールパイプ部45を下流側に
向けて拡管することにより、拡張比εと圧力損失ΔPL
とのバランス点を求めることができ、これにより、スピ
ーカ57の下流側の圧力損失を低減することができる。
【0023】なお、この条件で、スピーカ57の上流側
が、最小径部Aと同等の静圧を有するためには、排気管
41の小孔47からスピーカボックス56側に排気ガス
Gが侵入しないことが必要になる。
【0024】もし、侵入する場合には、排気管41内の
動圧が減少し、静圧の上昇を招くので、圧力損失ΔPL
に、この静圧上昇分を加えて計算する必要がある。ま
た、排気管41の圧力損失、あるいは、後述する図4に
示すようにテールパイプ部への縮流損失がある時にも同
様である。
【0025】図2は、本発明の能動型消音器の第2の実
施例を示しており、図において符号41は、排気ガスG
を流通する排気管を示している。この排気管41は、消
音器本体43内に挿通されており、排気管41のうち消
音器本体43から下流側に突出する部分がテールパイプ
部45とされている。
【0026】そして、排気管41のうち消音器本体43
内に位置する部分には、多数の円形の小孔47が形成さ
れている。また、排気管41と消音器本体43の外筒4
4との間には、例えば、グラスウールからなる吸音材4
9が収容されている。
【0027】さらに、排気管41と消音器本体43の外
筒44との間には、排気管41から所定間隔を置いて、
後述するスピーカを支持する支持部材51が配置されて
いる。
【0028】この支持部材51には、開口部55が形成
され、この開口部55に、二次音源である、例えばスピ
ーカ57が配置されている。さらに、排気管41内に
は、マイクロホン59が配置されている。
【0029】そして、この実施例では、テールパイプ部
45が、下流側に向けてテーパ状に順次拡径されてい
る。このような能動型消音器では、マイクロホン59に
より排気ガスGの騒音を検出し、この騒音と逆位相の消
去音をスピーカ57から放射することにより、いわゆる
能動的な消音が行われる。
【0030】しかして、上述した能動型消音器では、テ
ールパイプ部45を、下流側に向けてテーパ状に順次拡
径したので、第1の実施例と同様に、スピーカ57の下
流側の圧力損失を従来より大幅に低減することができ、
これによりスピーカ57の振動面の前面に作用する静圧
が低減し、この振動面の変位量を阻害することがなくな
り、消音量の減少を防止することができる。
【0031】図3および図4は、前述した第2の実施例
の性能を実験した際の実験データである。図3は、この
消音器の排気管41内の流速を変化させた際に生じるス
ピーカ57前面での静圧変化と、テールパイプ部45を
排気管41と同じ直管とした際の同条件での静圧変化と
を比較したものである。
【0032】この図3から明らかなように、拡径したテ
ールパイプ部45を有するこの第2の実施例の能動型消
音器では、スピーカ57の前面での静圧が常に負圧にな
り、かつ、管内排気流速の上昇とともに、負圧度が増し
ている。
【0033】一方、テールパイプ部45を排気管41と
同じ直管とした能動型消音器では、同部位の静圧が常に
正圧となり、かつ、流速の上昇ととともに、正圧度が増
す。しかも、その増加度は、第2の実施例の変化状態に
較べて著しく大きく変動している。
【0034】この結果、テールパイプ部45を拡径管と
するとともに、その拡径度を調整することにより、スピ
ーカ57前面での静圧の変化を可及的に少なくすること
ができることがわかる。
【0035】図4は、拡張式受動型消音器と、第2の実
施例の能動型消音器との消音性能を比較した実験データ
である。実線は、拡張式受動型消音器の、長破線は、第
2の実施例の能動型消音器の未作動時の、短破線は、同
作動時の消音性能曲線である。
【0036】図4より、第2の実施例の能動型消音器
は、拡張式受動型消音器に比較して、全回転域でおおむ
ね消音性能が良好であることがわかり、特に、車室内に
こもり音を誘発する900〜2300rpm での消音性能
が優れていることがわかる。
【0037】また、この能動型消音器の作動時と未作動
時の性能曲線を比較することにより、作動時には、確実
に能動消音が実行されていることがわかる。図5は、本
発明の第3の実施例を示すもので、この実施例では、テ
ールパイプ部63が、曲線状に拡径されている。
【0038】この能動型消音器においても図1に示した
実施例とほぼ同様の効果を得ることができるが、この実
施例では、テールパイプ部63を、曲線状に拡径したの
で、圧力損失ΔPL がより少なくなり、拡張比を小さく
し、最大外径部Bの径を小さくすることができる。
【0039】図6は、本発明の第4の実施例を示すもの
で、この実施例では、消音器本体43内に収容される排
気管65が、上流側から下流側に向けて徐々に縮径さ
れ、消音器本体43内であって、スピーカ57の下流側
端近傍に、排気管65の最小外径部Aが形成され、この
最小外径部Aから下流側に向けて排気管65およびテー
ルパイプ部67がテーパ状に拡径されている。
【0040】この能動型消音器においても図1に示した
実施例とほぼ同様の効果を得ることができるが、この実
施例では、消音器本体43内に収容される排気管65に
最小外径部Aを形成したので、図1の能動型消音器と拡
張比を同一にした時には、最大外径部Bの径を小さくす
ることができる。
【0041】なお、以上述べた実施例では、排気管4
1,65にテールパイプ部45,63,67を一体に形
成した例について説明したが、本発明はかかる実施例に
限定されるものではなく、排気管とテールパイプ部とを
別体に形成しても良いことは勿論である。
【0042】また、以上述べた実施例では、排気管41
に円形の小孔47を形成した例について説明したが、本
発明はかかる実施例に限定されるものではなく、例え
ば、長孔状に形成しても良く、長孔状に形成することに
より、圧力損失をより低減することができる。
【0043】さらに、以上述べた実施例では、マイクロ
ホン59により騒音を検出した例について説明したが、
本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、例え
ば、振動ピックアップ等により検出するようにしても良
いことは勿論である。
【0044】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の能動型消音
器では、テールパイプ部を、下流側に向けてテーパ状に
順次拡径したので、二次音源の下流側の圧力損失を従来
より大幅に低減することができ、これによりスピーカの
振動面の前面に作用する静圧が低減し、消音量の減少を
防止することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の能動型消音器の第1の実施例を示す断
面図である。
【図2】本発明の能動型消音器の第2の実施例を示す断
面図である。
【図3】図2の能動型消音器の静圧特性を示す説明図で
ある。
【図4】図2の能動型消音器の排気吐出音レベルを示す
説明図である。
【図5】本発明の能動型消音器の第3の実施例を示す断
面図である。
【図6】本発明の能動型消音器の第4の実施例を示す断
面図である。
【図7】従来の能動型消音器の一例を示す断面図であ
る。
【図8】図7のスピーカの変位を示す説明図である。
【符号の説明】
41,65 排気管 43 消音器本体 45,63,67 テールパイプ部 47 小孔 57 スピーカ(二次音源)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐伯 尚文 東京都中野区南台5丁目24番15号 カルソ ニック株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気管(41,65)の外側であって、
    テールパイプ部(45,63,67)より上流側となる
    位置に、二次音源(57)を配置し、前記排気管(4
    1,65)と二次音源(57)とを連通状態にしてなる
    能動型消音器において、少なくとも前記排気管(41,
    65)のテールパイプ部(45,63,67)を、下流
    側に向けて順次拡径してなることを特徴とする能動型消
    音器。
JP5192388A 1993-08-03 1993-08-03 能動型消音器 Pending JPH0742529A (ja)

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JP5192388A JPH0742529A (ja) 1993-08-03 1993-08-03 能動型消音器

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JP5192388A JPH0742529A (ja) 1993-08-03 1993-08-03 能動型消音器

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ID=16290476

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JP5192388A Pending JPH0742529A (ja) 1993-08-03 1993-08-03 能動型消音器

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002284324A (ja) * 2001-03-23 2002-10-03 Kawasaki Heavy Ind Ltd 空気浮上式ベルトコンベア

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