JPH09291812A - 車両排気系の可変型消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は車両排気系の可変型消音装置に関
し、低周波域から高周波域に亘る排気騒音の低減を可能
とした可変型消音装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 車両排気系の排気管２５の近傍に配設さ
れた密封構造の筺体からなる消音室２７と、消音室２７
と排気管２５との間に接続された２本の首管３５，３７
と、消音室２７と排気管２５との間に接続された１本の
連通管３９と、首管３５，３７と連通管３９の通路を開
閉する通路切換手段とを備え、通路切換手段は、エンジ
ンの低回転時に１本の首管３５の通路を開放し、エンジ
ンの中回転時に２本の首管３５，３７の通路を開放して
消音室２７を夫々レゾネータ室として機能させると共
に、エンジンの高回転時に１本の首管３７と連通管３９
の通路を開放させて消音室２７を拡張室として機能させ
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両排気系に装着
される可変型消音装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両走行時の排気騒音を低減するため、
車両排気系には消音器が装着されているが、従来、この
種の消音器として、実開平２−１３１２１号公報等に開
示されるようにレゾネータ室での共鳴減衰作用によって
排気騒音の消音を行なうレゾネータ型の消音器が知られ
ている。

【０００３】この消音器は、図８に示すように両端開口
部をエンドプレート１，３で閉塞したシェル５内に、レ
ゾネータパイプ７を挿着したマフラパイプ９が貫通した
構造となっており、斯かる消音器１１によればシェル５
内がレゾネータ室１３として機能し、レゾネータ室１３
の容量とレゾネータパイプ７の長さ及び管径に応じて決
定された消音中心周波数の排気騒音が、レゾネータ室１
３での共鳴減衰作用によって消音されることとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上記消音器
１１にあっては、レゾネータ室１３の容量とレゾネータ
パイプ７の長さ及び管径は一定であるため、予めチュー
ニングされた特定周波数の消音効果は得られるものの、
広範囲な周波数成分を低減することができないという欠
点があった。

【０００５】又、実開昭６２−９０９１４号公報には、
図９に示すようにレゾネータ室１５と排気管１７との間
に接続する首管１９の途中を長さの異なる複数の分岐管
１９ａ，１９ｂに分岐すると共に、これらの分岐点に分
岐管１９ａ，１９ｂの通路を開閉させる切換弁２１を設
けて、当該切換弁２１をエンジンの運転状況に応じ開閉
制御させる可変型の消音装置２３が開示されている。

【０００６】而して、上記消音装置２３によれば、首管
１９の途中を長さの異なる複数の分岐管１９ａ，１９ｂ
としたため、各分岐管１９ａ，１９ｂの長さに応じて決
定される個々の消音中心周波数の消音効果が得られるこ
ととなったが、依然として低周波域から高周波域に亘る
広範囲な周波数成分を低減させ得るものではなかった。

【０００７】本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもの
で、低周波域から高周波域に亘って広範囲な周波数成分
の排気騒音の低減を可能とした車両排気系の可変型消音
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、請求項１に係る車両排気系の可変型消音装置は、車
両排気系の排気管の近傍に配設された密封構造の筺体か
らなる消音室と、当該消音室と排気管との間に接続され
た２本の首管と、消音室と排気管との間に接続された１
本の連通管と、首管と連通管の通路を開閉する通路切換
手段とを備え、通路切換手段は、エンジンの低回転時に
１本の首管の通路を開放し、エンジンの中回転時に２本
の首管の通路を開放して、消音室を夫々レゾネータ室と
して機能させると共に、エンジンの高回転時に１本の首
管と連通管の通路を開放させて、消音室を拡張室として
機能させるようにしたものである。

【０００９】そして、請求項２に係る発明は、請求項１
記載の車両排気系の可変型消音装置に於て、通路切換手
段は、排気管内に挿入されてエンジンの運転状況に応じ
アクチュエータで排気管の軸方向にスライドするパイプ
からなり、当該パイプは、エンジンの低回転時に、その
周壁に設けた連通孔が１本の首管の排気管との接続開口
部を開放すると共に、他の首管と連通管の排気管との接
続開口部を周壁で閉鎖し、エンジンの中回転時に２本の
首管の排気管との接続開口部を開放し、エンジンの高回
転時に、パイプは１本の首管と連通管の接続開口部を開
放して、他の首管の接続開口部をその周壁で閉鎖するこ
とを特徴とする。

【００１０】又、請求項３に係る発明は、請求項１記載
の車両排気系の可変型消音装置に於て、通路切換手段
が、首管及び連通管の通路に装着され、エンジンの運転
状況に応じ首管と連通管の通路を開閉制御する制御バル
ブからなることを特徴としている。

【００１１】（作用）請求項１に係る可変型消音装置に
よれば、通路切換手段が首管や連通管の通路を開閉制御
して、エンジンの低，中回転時に消音室を夫々レゾネー
タ室として機能させるので、低回転時にあっては、消音
室の容量と１本の首管の長さ及び管径に応じて決定され
た消音中心周波数の排気騒音が、消音室での共鳴減衰作
用によって消音されることとなる。

【００１２】そして、エンジンの中回転時にあっては、
消音室の容量と２本の首管の長さと管径の各総和とで決
定される消音中心周波数の排気騒音が、消音室での共鳴
減衰作用によって消音されることとなる。又、エンジン
の高回転時には、通路切換手段が１本の首管と連通管の
通路を開放させて消音室を拡張室として機能させるの
で、エンジンから放出された排ガスの一部が首管から消
音室内に流入した後、連通管を経て排気管に流出し、斯
かる排ガス流路を通過する際に排ガスが拡張，縮流を繰
り返すことで、低周波から高周波に亘る全域の排気騒音
の消音が行われることとなる。

【００１３】そして、請求項２に係る発明では、エンジ
ンの運転状況に応じアクチュエータがパイプをスライド
させ、パイプは、エンジンの低回転時にその周壁に設け
た連通孔が１本の首管の排気管との接続開口部を開放す
ると共に、他の首管と連通管の排気管との接続開口部を
周壁で閉鎖し、エンジンの中回転時に２本の首管の排気
管との接続開口部を開放し、エンジンの高回転時に、パ
イプは１本の首管と連通管の接続開口部を開放して他の
首管の接続開口部をその周壁で閉鎖する。

【００１４】又、請求項３に係る可変型消音装置では、
制御バルブが首管や連通管の通路を開閉制御して、エン
ジンの低，中回転時に消音室を夫々レゾネータ室として
機能させ、エンジンの高回転時には消音室を拡張室とし
て機能させることとなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。

【００１６】図１は請求項１及び請求項２に係る可変型
消音装置の一実施形態を示し、図中、２５は車両排気系
の排気管、２７はシェル２９の両端開口部をエンドプレ
ート３１，３３で閉塞した筺体からなる消音室で、当該
消音室２７と排気管２５との間に同一径で長さの異なる
２本の首管３５，３７が並列して接続され、更に、１本
の連通管３９が消音室２７と排気管２５との間に接続さ
れている。

【００１７】そして、首管３５，３７及び連通管３９の
排気管２５側の接続開口部４１，４３，４５は近接して
一列に揃えて設けられており、連通管３９は、首管３
５，３７の反対側から消音室２７内に開口した構造とな
っている。一方、排気管２５内には、１本のパイプ４７
が排気管２５の軸方向にスライド可能に挿入されてい
る。

【００１８】このパイプ４７は、エンジンの運転状況に
応じて上記接続開口部４１，４３，４５を開閉する通路
切換手段として機能するもので、図１に示すように当該
パイプ４７の上流側端部と排気管２５との間には、複数
本の引張りバネ４９が取り付けられている。又、パイプ
４７の下流側端部にはアクチュエータ（図示せず）から
延びるワイヤ５１が接続されており、後述するようにエ
ンジンの運転状況に応じアクチュエータが作動してワイ
ヤ５１を引っ張ると、引張りバネ４９のバネ力に抗して
パイプ４７がアクチュエータの作動量に応じて矢印Ａ方
向へスライドするようになっている。

【００１９】而して、図２に示すようにパイプ４７の周
壁には、長孔形状の連通孔５３が軸方向に穿設されてい
る。そして、本実施形態を６気筒エンジンを搭載した車
両排気系に適用した場合、エンジンの停止状態から１６
００r.m.p 未満の低回転域ではアクチュエータは作動せ
ず、そのため、パイプ４７は引張りバネ４９のバネ力で
排気管２５の上流側に付勢されて、図３に示すように上
記連通孔５３が首管３５の接続開口部４１のみを開放す
ると共に、パイプ４７の周壁が首管３７と連通管３９の
接続開口部４３，４５を夫々閉鎖するようになってい
る。

【００２０】そして、エンジンが１６００r.m.p 以上３
２００r.m.p 未満の中回転域になると、エンジンの回転
数を入力した制御手段（図示せず）の指令で、アクチュ
エータがワイヤ５１を介してパイプ４７を矢印Ａ方向へ
スライドさせて、図４に示すように上記連通孔５３が首
管３５，３７の両接続開口部４１，４３を開放させるよ
うになっている。

【００２１】尚、この場合、図４に示すように連通管３
９の接続開口部４５は、依然としてパイプ４７の周壁に
よって閉鎖されている。このように、本実施形態は、エ
ンジンの低回転時に首管３５のみの通路が開放すること
で消音室２７がレゾネータ室として機能し、又、エンジ
ンの中回転時には、首管３５，３７の通路が開放するこ
とで消音室２７が所謂ダブルレゾネータ室として機能す
るようになっている。

【００２２】そして、エンジンが４０００r.m.p を越え
る高回転域になると、本実施形態は、エンジン回転数を
入力した制御手段の指令でアクチュエータがパイプ４７
を更に矢印Ａ方向にスライドさせて、図５に示すように
首管３７と連通管３９の接続開口部４３，４５を開放し
て消音室２７を拡張室として機能させるようになってい
る。

【００２３】本実施形態はこのように構成されているか
ら、エンジンの停止状態から１６００r.m.p 未満の低回
転域では、図１に示すように引張りバネ４９のバネ力で
パイプ４７が排気管２５の上流側に付勢されて、その周
壁に設けた連通孔５３が首管３５の接続開口部４１のみ
を開放する。従って、消音室２７がレゾネータ室として
機能することとなり、消音室２７の容量と首管３５の長
さ及び管径に応じて決定された消音中心周波数の排気騒
音が、消音室２７での共鳴減衰作用によって消音される
こととなる。

【００２４】そして、エンジン回転数が上がって１６０
０r.m.p 以上３２００r.m.p 未満の中回転域になると、
エンジンの回転数を入力した制御手段の指令で、アクチ
ュエータがワイヤ５１を介してパイプ４７を矢印Ａ方向
へスライドさせて、図４に示すように上記連通孔５３が
首管３５，３７の両接続開口部４１，４３を開放させ
る。

【００２５】従って、この場合も消音室２７がレゾネー
タ室として機能することとなり、首管３５，３７の長さ
と管径の各総和と消音室２７の容量とで決定される消音
中心周波数の排気騒音が、消音室２７での共鳴減衰作用
によって消音されることとなる。そして、エンジン回転
数が４０００r.m.p を越えると、エンジン回転数を入力
した制御手段の指令でアクチュエータがパイプ４７を更
に矢印Ａ方向にスライドさせて、図５に示すように首管
３７と連通管３９の接続開口部４３，４５のみを開放し
て、消音室２７を拡張室として機能させることとなる。

【００２６】従って、エンジンから放出された排ガスの
一部が首管３７から消音室２７内に流入した後、連通管
３９を経て排気管２５に流出し、斯かる排ガス流路を排
ガスが通過する際に拡張，縮流を繰り返すことで、低周
波から高周波に亘る全域の排気騒音の消音が行われるこ
ととなる。図６のグラフは本実施形態に係る消音装置と
従来のレゾネータ型消音器との爆発一次成分の排気騒音
に対する消音性能の比較を示し、横軸に６気筒エンジン
のエンジン回転数、縦軸に音圧レベルを取ったもので、
従来例に比し、１６００r.m.p に於ける低周波域の爆発
一次成分（８３Hz）と、３２００r.m.p に於ける中間周
波数の爆発一次成分（１６０Hz）が著しく減少し、又、
図７に示すＡスケールＯ．Ａのグラフから明らかなよう
に、従来例に比し４０００r.m.p 以上の高回転域に於
て、大気に放出される排気騒音の騒音レベルを著しく軽
減させることが可能となった。

【００２７】このように、本実施形態によれば、従来に
比し低周波域から高周波域に亘る全域の排気騒音を低減
させることが可能である。尚、上記実施形態では、排気
管２５内に挿入したパイプ４７をエンジンの運転状況に
応じアクチュエータでスライドさせて、首管３５，３７
や連通管３９の通路を開閉制御したが、通路の切換手段
は上記実施形態に限定されるものではなく、図示しない
が請求項１及び請求項３に係る発明の実施形態の如く、
首管３５，３７及び連通管３９の通路に制御バルブを夫
々装着して、エンジンの運転状況に応じこれらを制御し
て首管３５，３７や連通管３９の通路を開閉させてもよ
い。

【００２８】而して、斯かる実施形態によっても、上記
実施形態と同様、所期の目的を達成することが可能であ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、各請求項に係る可変
型消音装置によれば、低周波域から高周波域に亘って広
範囲な周波数成分の排気騒音の低減が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１及び請求項２に係る可変型消音装置の
一実施形態の概略構成図である。

【図２】図１の実施形態に用いるパイプの底面図であ
る。

【図３】エンジンの低回転時に於ける図１の可変型消音
装置の要部拡大概略図である。

【図４】エンジンの中回転時に於ける図１の可変型消音
装置の要部拡大概略図である。

【図５】エンジンの高回転時に於ける図１の可変型消音
装置の要部拡大概略図である。

【図６】従来のレゾネータ型消音器と図１の可変型消音
装置の爆発一次成分の消音性能を比較するグラフであ
る。

【図７】従来のレゾネータ型消音器と図１の可変型消音
装置の消音性能を比較するＡスケールＯ．Ａのグラフで
ある。

【図８】従来のレゾネータ型消音器の断面図である。

【図９】従来の可変型消音装置の断面図である。

【符号の説明】

２５ 排気管 ２７ 消音室 ３５，３７ 首管 ３９ 連通管 ４１，４３，４５ 接続開口部 ４７ パイプ ４９ 引張りバネ ５１ ワイヤ ５３ 連通孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両排気系の排気管（２５）の近傍に配
   設された密封構造の筺体からなる消音室（２７）と、当
   該消音室（２７）と排気管（２５）との間に接続された
   ２本の首管（３５，３７）と、消音室（２７）と排気管
   （２５）との間に接続された１本の連通管（３９）と、
   首管（３５．３７）と連通管（３９）の通路を開閉する
   通路切換手段とを備え、 通路切換手段は、エンジンの低回転時に１本の首管（３
   ５）の通路を開放し、エンジンの中回転時に２本の首管
   （３５，３７）の通路を開放して、消音室（２７）を夫
   々レゾネータ室として機能させると共に、エンジンの高
   回転時に１本の首管（３７）と連通管（３９）の通路を
   開放させて、消音室（２７）を拡張室として機能させる
   ようにしたことを特徴とする車両排気系の可変型消音装
   置。
2. 【請求項２】 通路切換手段は、排気管（２５）内に挿
   入されてエンジンの運転状況に応じアクチュエータで排
   気管（２５）の軸方向にスライドするパイプ（４７）か
   らなり、当該パイプ（４７）は、エンジンの低回転時
   に、その周壁に設けた連通孔（５３）が１本の首管（３
   ５）の排気管（２５）との接続開口部（４１）を開放す
   ると共に、他の首管（３７）と連通管（３９）の排気管
   （２５）との接続開口部（４３，４５）を周壁で閉鎖
   し、エンジンの中回転時に２本の首管（３５，３７）の
   排気管（２５）との接続開口部（４１，４３）を開放
   し、エンジンの高回転時に、パイプ（４７）は１本の首
   管（３７）と連通管（３９）の接続開口部（４３，４
   ５）を開放して、他の首管（３５）の接続開口部（４
   １）をその周壁で閉鎖することを特徴とする請求項１記
   載の車両排気系の可変型消音装置。
3. 【請求項３】 切換手段は、首管及び連通管の通路に装
   着され、エンジンの運転状況に応じ首管と連通管の通路
   を開閉制御する制御バルブからなることを特徴とする請
   求項１記載の車両排気系の可変型消音装置。