JPH0893441A - 消音器 - Google Patents
消音器Info
- Publication number
- JPH0893441A JPH0893441A JP22678094A JP22678094A JPH0893441A JP H0893441 A JPH0893441 A JP H0893441A JP 22678094 A JP22678094 A JP 22678094A JP 22678094 A JP22678094 A JP 22678094A JP H0893441 A JPH0893441 A JP H0893441A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust
- pipe
- exhaust pipe
- sound
- phase
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 排気管内の圧力損失が少なく、且つ構造的に
小型化が可能な排気管用の消音器を実現する。 【構成】 排気管内部を伝達する排気音を分岐させ且つ
戻す分岐管を排気管の外部に設ける。また、その分岐管
内に排気管とは異なる媒質を含む位相変換器を設け位相
変換器が、そこを通過した排気音の位相が排気管を通過
する排気音と逆位相となるような長さを有している。
小型化が可能な排気管用の消音器を実現する。 【構成】 排気管内部を伝達する排気音を分岐させ且つ
戻す分岐管を排気管の外部に設ける。また、その分岐管
内に排気管とは異なる媒質を含む位相変換器を設け位相
変換器が、そこを通過した排気音の位相が排気管を通過
する排気音と逆位相となるような長さを有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は消音器に関し、特に車両
の排気管に設けられる消音器に関するものである。
の排気管に設けられる消音器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より知られている消音器の例が図６
に示されており、（１）拡張型、（２）干渉型、及び
（３）吸音型等がある。
に示されており、（１）拡張型、（２）干渉型、及び
（３）吸音型等がある。
【０００３】このうち、（１）拡張型は排気ガスの急激
な膨張により音圧エネルギーを減少させるものであり、
特に中周波に効果がある。
な膨張により音圧エネルギーを減少させるものであり、
特に中周波に効果がある。
【０００４】また、（２）干渉型の場合には排気ガスを
分岐させ、一方のルートを長くすることにより排気音を
遅らせて位相変換した後に合波すると特定の周波数につ
いては音圧レベルを減少させることが出来るものであ
る。
分岐させ、一方のルートを長くすることにより排気音を
遅らせて位相変換した後に合波すると特定の周波数につ
いては音圧レベルを減少させることが出来るものであ
る。
【０００５】さらに、（３）吸音型の場合には排気音の
例えば高周波成分を吸音材で吸収することにより、その
音圧レベルを低減させるものである（例えば実開昭63-1
62913 号公報）。
例えば高周波成分を吸音材で吸収することにより、その
音圧レベルを低減させるものである（例えば実開昭63-1
62913 号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来例に
おいて、（１）拡張型、及び（３）吸音型の場合はいず
れもこれらの消音部分において気流が大きく変化するた
め大きな圧力損失を生じてしまう。
おいて、（１）拡張型、及び（３）吸音型の場合はいず
れもこれらの消音部分において気流が大きく変化するた
め大きな圧力損失を生じてしまう。
【０００７】また、（２）干渉型の場合には、分岐させ
るための分岐管は半波長分の位相差が必要なため、例え
ば２ｍの排気管において１００Hzの減音効果を得るため
には、３３１．５／２・１００＝１．６５７ｍの経路差
を持たせなければならず、これは車両等においては事実
上困難であるという問題点があった。
るための分岐管は半波長分の位相差が必要なため、例え
ば２ｍの排気管において１００Hzの減音効果を得るため
には、３３１．５／２・１００＝１．６５７ｍの経路差
を持たせなければならず、これは車両等においては事実
上困難であるという問題点があった。
【０００８】従って、本発明は、排気管内の圧力損失が
少なく、且つ構造的に小型化が可能な排気管用の消音器
を実現することを目的とする。
少なく、且つ構造的に小型化が可能な排気管用の消音器
を実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る消音器は、排気管内部を伝達する排気
音を分岐させ且つ戻す分岐管を該排気管外部に有し、該
分岐管内に該排気管と異なる媒質を含む位相変換器を設
け、該位相変換器が、その出口を通過する時の該排気音
の位相が該排気管を通過する排気音と逆位相となるよう
な長さを有していることを特徴としたものである。
め、本発明に係る消音器は、排気管内部を伝達する排気
音を分岐させ且つ戻す分岐管を該排気管外部に有し、該
分岐管内に該排気管と異なる媒質を含む位相変換器を設
け、該位相変換器が、その出口を通過する時の該排気音
の位相が該排気管を通過する排気音と逆位相となるよう
な長さを有していることを特徴としたものである。
【００１０】また上記の分岐管と排気管との間に該排気
音を分岐し且つ戻すための開口部を設けることができ
る。
音を分岐し且つ戻すための開口部を設けることができ
る。
【００１１】さらには、上記の位相変換器の両側に断熱
材を設けることができる。
材を設けることができる。
【００１２】
【作用】本発明においては、エンジンから排気管を経て
外部へ出る排気音を排気管の途中に設けた消音器におけ
る分岐管にも進行させ、この分岐管にさらに設けた位相
変換器で位相変換を行い、これを再度合流させることに
より、位相変換器を進行した排気音の波形と排気管を直
進した排気音の波形とは互いに打ち消し合い排気騒音は
低減されるようになる。
外部へ出る排気音を排気管の途中に設けた消音器におけ
る分岐管にも進行させ、この分岐管にさらに設けた位相
変換器で位相変換を行い、これを再度合流させることに
より、位相変換器を進行した排気音の波形と排気管を直
進した排気音の波形とは互いに打ち消し合い排気騒音は
低減されるようになる。
【００１３】これを図１を用いて説明すると、分岐管に
設けた位相変換器６には斜線で図示するように排気管の
媒質とは異なった媒質が充填されており、これにより、
同図（１）に示す如く排気管を進行して分岐管に分岐さ
れた排気音Ｓ１は位相変換器６の媒質によって異なった
波長の波形Ｓ１ａに変換されるが、位相変換器６を通過
せずに排気管を直進して来た排気音Ｓ２はそのままの波
形として出力されることとなる。
設けた位相変換器６には斜線で図示するように排気管の
媒質とは異なった媒質が充填されており、これにより、
同図（１）に示す如く排気管を進行して分岐管に分岐さ
れた排気音Ｓ１は位相変換器６の媒質によって異なった
波長の波形Ｓ１ａに変換されるが、位相変換器６を通過
せずに排気管を直進して来た排気音Ｓ２はそのままの波
形として出力されることとなる。
【００１４】この場合、位相変換器６で位相変換された
排気音の波形Ｓ１ａはこの位相変換器６から出ると再び
元の媒質に入るので、媒質に固有である波長は位相変換
器６で変化したものの、再び元に戻ることとなる。
排気音の波形Ｓ１ａはこの位相変換器６から出ると再び
元の媒質に入るので、媒質に固有である波長は位相変換
器６で変化したものの、再び元に戻ることとなる。
【００１５】したがって、同図（１）に示すように排気
音Ｓ１とＳ２との位相差が１８０°となる位置点Ｂを求
めれば、同図（２）に示すように、位相変換器６から出
力された排気音は波形Ｓ１ｂ（点線で示す）となり、位
相変換器６を通過しない排気音Ｓ２とは分岐管の出口点
Ｄにおいて逆相となるので、これらの排気音Ｓ１ｂとＳ
２とを合流させることにより消音器から出力される排気
音は互いに相殺されて大きく減少することとなる。
音Ｓ１とＳ２との位相差が１８０°となる位置点Ｂを求
めれば、同図（２）に示すように、位相変換器６から出
力された排気音は波形Ｓ１ｂ（点線で示す）となり、位
相変換器６を通過しない排気音Ｓ２とは分岐管の出口点
Ｄにおいて逆相となるので、これらの排気音Ｓ１ｂとＳ
２とを合流させることにより消音器から出力される排気
音は互いに相殺されて大きく減少することとなる。
【００１６】
【実施例】図２は本発明に係る消音器の実施例を示した
もので、図中、１はエンジン、２はエンジン１のマニホ
ールド、３はマニホールド２に接続された排気管、そし
て４─１，４─２（以下、符号４で総称することがあ
る）は排気管３に接続された消音器を示している。
もので、図中、１はエンジン、２はエンジン１のマニホ
ールド、３はマニホールド２に接続された排気管、そし
て４─１，４─２（以下、符号４で総称することがあ
る）は排気管３に接続された消音器を示している。
【００１７】なお、図示の如く、消音器４は複数段設け
ることにより一層の効果をあげることが出来るが、単数
でもよい。
ることにより一層の効果をあげることが出来るが、単数
でもよい。
【００１８】また、消音器４は排気管３の内部を伝達す
る排気音を分岐させ且つ戻す分岐管５と、この分岐管５
の内部に設けられた位相変換器６と、この位相変換器６
の前後に設けられた断熱材７，８と、分岐管５と排気管
３との間に設けられた開口部９とを備えている。
る排気音を分岐させ且つ戻す分岐管５と、この分岐管５
の内部に設けられた位相変換器６と、この位相変換器６
の前後に設けられた断熱材７，８と、分岐管５と排気管
３との間に設けられた開口部９とを備えている。
【００１９】なお、上記の断熱材７，８は排気管３から
の熱を防止するためのものであり、分岐管５の内部又は
外部に設けた水冷却管や水冷ジャケットを用いることが
できる。さらには輻射熱を位相変換器に伝達させないた
めに分岐管自体を屈曲構造としてもよい。
の熱を防止するためのものであり、分岐管５の内部又は
外部に設けた水冷却管や水冷ジャケットを用いることが
できる。さらには輻射熱を位相変換器に伝達させないた
めに分岐管自体を屈曲構造としてもよい。
【００２０】図３は図２に示した消音器４における排気
音の流れを示したもので、排気音Ｓの経路は音波分岐点
Ｃから開口部９を介して分岐管５へ流れる経路Ｅと、排
気管３を直進する経路Ｆとを含んでおり、経路Ｅを通る
排気音は位相変換器６を経て音波合流点Ｄにおいて経路
Ｆを直進して来た排気音と合流するようになっている。
音の流れを示したもので、排気音Ｓの経路は音波分岐点
Ｃから開口部９を介して分岐管５へ流れる経路Ｅと、排
気管３を直進する経路Ｆとを含んでおり、経路Ｅを通る
排気音は位相変換器６を経て音波合流点Ｄにおいて経路
Ｆを直進して来た排気音と合流するようになっている。
【００２１】図４には図２及び図３に示した位相変換器
６の実施例が示されており、この実施例では排気音Ｓの
入口と出口に設けられた薄膜フィルム６１と、この薄膜
フィルムを上下で固定するための樹脂、金属、複合材料
等でできた固定部６２とで構成されており、これらの薄
膜フィルム６１と固定部６２とで囲まれた空間には例え
ばヘリウムが充填されており、排気音Ｓは位相変換器６
における媒質６３によって位相変換されて出力されるこ
ととなる。
６の実施例が示されており、この実施例では排気音Ｓの
入口と出口に設けられた薄膜フィルム６１と、この薄膜
フィルムを上下で固定するための樹脂、金属、複合材料
等でできた固定部６２とで構成されており、これらの薄
膜フィルム６１と固定部６２とで囲まれた空間には例え
ばヘリウムが充填されており、排気音Ｓは位相変換器６
における媒質６３によって位相変換されて出力されるこ
ととなる。
【００２２】ここで、図１及び図３並びに図４に示した
位相変換器６の長さＬを以下に求めてみる。
位相変換器６の長さＬを以下に求めてみる。
【００２３】まず、位相変換器６の媒質６３としてヘリ
ウムを使用した場合、図１（１）に示すように分岐管５
を通過する排気音Ｓ１は媒質６３によって音速がＶHe＝
９７０ｍ／ｓとなり、位相変換器６を通過しない排気音
Ｓには通常の音速Ｖc ＝３３１．５ｍ／ｓ（いずれも０
°Ｃにおいて）であるので、同図に示すように位相変換
器６の入口点Ａで同相であると仮定したときに位相変換
器６の長さＬにおける出口点Ｂにおいて逆相、即ち位相
差１８０°となるためには位相変換器６における長さＬ
Heと排気管における長さＬC はそれぞれ次の式（１）に
示すようになる。なお、本発明に係る消音器によって消
音効果を最も上げたい周波数は、図５に示すように車両
の排気音の周波数スペクトルにおいて１kHz 付近が最大
であることに基づき、この１kHz を対象として位相変換
器６の長さＬを求めたものである。
ウムを使用した場合、図１（１）に示すように分岐管５
を通過する排気音Ｓ１は媒質６３によって音速がＶHe＝
９７０ｍ／ｓとなり、位相変換器６を通過しない排気音
Ｓには通常の音速Ｖc ＝３３１．５ｍ／ｓ（いずれも０
°Ｃにおいて）であるので、同図に示すように位相変換
器６の入口点Ａで同相であると仮定したときに位相変換
器６の長さＬにおける出口点Ｂにおいて逆相、即ち位相
差１８０°となるためには位相変換器６における長さＬ
Heと排気管における長さＬC はそれぞれ次の式（１）に
示すようになる。なお、本発明に係る消音器によって消
音効果を最も上げたい周波数は、図５に示すように車両
の排気音の周波数スペクトルにおいて１kHz 付近が最大
であることに基づき、この１kHz を対象として位相変換
器６の長さＬを求めたものである。
【００２４】
【数１】
【００２５】上記の式から判るように、位相変換器６の
長さＬはおよそ０．２４ｍと設定すればよい。
長さＬはおよそ０．２４ｍと設定すればよい。
【００２６】また、ここでヘリウムを媒質としたときの
透過率τHeを求めると次式のようになる。
透過率τHeを求めると次式のようになる。
【００２７】
【数２】
【００２８】この結果、透過率は０．９２１となり、こ
の媒質であるヘリウムによって排気音は殆ど減衰しない
ことが判る。
の媒質であるヘリウムによって排気音は殆ど減衰しない
ことが判る。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る消音
器によれば、排気管内部を伝達する排気音を分岐させ且
つ戻す分岐管を排気管の外部に設け、その分岐管内に排
気管とは異なる媒質を含む位相変換器を設けて位相変換
器を通過した排気音の位相が排気管を通過する排気音と
逆位相となるような長さを該位相変換器が有しているの
で、排気ガスの圧力損失を大きくすることなく、また分
岐管の長さを必要以上に大きくすることなしに排気音を
充分に低減させることが出来る。
器によれば、排気管内部を伝達する排気音を分岐させ且
つ戻す分岐管を排気管の外部に設け、その分岐管内に排
気管とは異なる媒質を含む位相変換器を設けて位相変換
器を通過した排気音の位相が排気管を通過する排気音と
逆位相となるような長さを該位相変換器が有しているの
で、排気ガスの圧力損失を大きくすることなく、また分
岐管の長さを必要以上に大きくすることなしに排気音を
充分に低減させることが出来る。
【図１】本発明に係る消音器の作用を説明するための波
形図である。
形図である。
【図２】本発明に係る消音器の実施例を示した図であ
る。
る。
【図３】本発明に係る消音器における排気音の流れを示
した図である。
した図である。
【図４】本発明に係る消音器に用いる位相変換器の実施
例を示した図である。
例を示した図である。
【図５】車両の排気音における周波数スペクトルを示し
たグラフ図である。
たグラフ図である。
【図６】従来から知られている種々の消音器の例を示し
た図である。
た図である。
１ エンジン ２ マニホールド ３ 排気管 ４ 消音器 ５ 分岐管 ６ 位相変換器 ７，８ 断熱材 ９ 開口部 Ｓ（Ｓ１，Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２） 排気音 Ｌ 位相変換器の長さ 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】 排気管内部を伝達する排気音を分岐させ
且つ戻す分岐管を該排気管外部に有し、該分岐管内に該
排気管と異なる媒質を含む位相変換器を設け、該位相変
換器が、その出口を通過する時の該排気音の位相が該排
気管を通過する排気音と逆位相となるような長さを有し
ていることを特徴とした消音器。 - 【請求項２】 該分岐管と該排気管との間に該排気音を
分岐し且つ戻すための開口部が設けられていることを特
徴とした請求項１に記載の消音器。 - 【請求項３】 該位相変換器の両側に断熱材を設けたこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の消音器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22678094A JPH0893441A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 消音器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22678094A JPH0893441A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 消音器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0893441A true JPH0893441A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=16850500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22678094A Withdrawn JPH0893441A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | 消音器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0893441A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009052501A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Toyota Motor Corp | スピーカ付きマフラ |
| WO2024090085A1 (ja) * | 2022-10-28 | 2024-05-02 | 富士フイルム株式会社 | 消音構造体 |
-
1994
- 1994-09-21 JP JP22678094A patent/JPH0893441A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009052501A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Toyota Motor Corp | スピーカ付きマフラ |
| WO2024090085A1 (ja) * | 2022-10-28 | 2024-05-02 | 富士フイルム株式会社 | 消音構造体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |