JPH10317942A - 干渉式消音器およびこの消音器を使用したマフラ - Google Patents

干渉式消音器およびこの消音器を使用したマフラ

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JPH10317942A
JPH10317942A JP13091597A JP13091597A JPH10317942A JP H10317942 A JPH10317942 A JP H10317942A JP 13091597 A JP13091597 A JP 13091597A JP 13091597 A JP13091597 A JP 13091597A JP H10317942 A JPH10317942 A JP H10317942A
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JP
Japan
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muffler
pipes
noise
pipe
closed
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Application number
JP13091597A
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English (en)
Inventor
Sakae Takeda
栄 竹田
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 干渉式消音器を、消音性能を低下させること
なくコンパクトに構成する。 【解決手段】 マフラ本体1内にパイプ2,3A,3
B,4A,4Bを設け、各パイプ2〜4B内に、螺旋状
部材9〜11Bを挿入する。これにより、パイプ2〜4
Bの長さを大きくすることなく、螺旋状部材9〜11B
に沿って干渉に必要な流通路長を確保することができ
る。パイプ2〜4B内に流入した排気ガスの排気音は螺
旋状部材9〜11Bにより形成される流通路を通ってパ
イプ2〜4Bの端面において反射される。この反射音は
パイプ2〜4Bの入口部分において排気音と干渉して消
音される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、騒音を低減するた
めの干渉式消音器およびこの消音器を使用したマフラに
関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、エンジンの排気音を低減するマ
フラは、一般に絞りによる圧縮、あるいは膨張による圧
力低減作用により消音を行っている。しかしながら、こ
のようなマフラは、内部に設けられたパイプに絞り用の
複数の小穴が設けられているため、この小穴により排気
ガスの流通抵抗が増大してしまい、エンジンに悪影響を
及ぼすおそれがある。また、流通抵抗を低くするために
は、小穴の数を増やせばよいが、開口面積が大きくな
り、圧縮、膨張による消音効果が低減してしまう。この
場合、マフラの長さを大きくすることにより、小穴の数
を増加して消音効果を確保することが考えられるが、マ
フラをコンパクトに構成することができなくなってしま
う。
【0003】このため、マフラに流入する排気ガスを、
マフラの中心に設けられた中央パイプからなる共鳴室、
中央パイプの周囲に設けられた拡張室および上記共鳴室
および拡張室における排気ガスの流出路に形成された複
数の小穴を通過させ、各室間における圧縮、膨張および
共鳴減衰作用により消音を行うようにしたマフラが提案
されている(実開平2−92016号公報)。このマフ
ラによれば、消音性能の低下および排気ガス流通抵抗の
増大を招くことなくマフラをコンパクトに構成すること
ができる。しかしながら、騒音の周波数成分が広い周波
数帯域に分布する場合には、すべての周波数帯域の騒音
を低減するのは困難である。このため、従来より騒音を
低減する周波数の1/4波長の長さを有する干渉室を形
成し、その入口部近傍において原騒音と反射音とを干渉
させて騒音を低減するようにしたマフラが用いられてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】エンジンの排気ガスに
おいて問題となる排気音は、その周波数成分がエンジン
爆発1次ないし2次の比較的低周波域にあり、この周波
数成分の排気音を効率よく消音するには、1m程度の長
さの流通路長を有する干渉室が必要となるため、マフラ
をコンパクトに構成することができなくなってしまう。
【0005】本発明の目的は、騒音の原因となる周波数
成分をコンパクトな構成にて消音することができる干渉
式消音器およびこれを使用したマフラを提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図1
を参照して説明すると、本発明の干渉式消音器は、一端
部が閉塞された筒状体2,3A,3B,4A,4B内部
に螺旋形状の通路を形成し、この螺旋形状の通路の長さ
を低減すべき騒音の周波数に基づいて決定することによ
り上記目的を達成する。本発明のマフラは、マフラ本体
内に、一端部が閉塞された筒状体2,3A,3B,4
A,4B内部に螺旋形状の通路を形成し、この螺旋形状
の通路の長さを低減すべき騒音の周波数に基づいて決定
した干渉式消音器を備えたことにより上記目的を達成す
る。
【0007】本発明によれば、干渉式消音器の通路を螺
旋形状としたため、筒状体の長さを大きくすることな
く、干渉に必要な流通路の長さを確保することができ
る。
【0008】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
【0009】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図1は本発明によるマフラの
構成を示す断面図、図2は図1に直交する断面図、図3
は図1のI−I線断面図、図4は図1のII−II線断
面図である。図1〜図4に示すように、両端が閉塞され
た円筒状のマフラ本体1内には、筒軸線方向に沿って所
定の間隔により仕切板15〜18が並設されている。そ
してこの仕切板15〜18により、マフラ本体1内には
第1〜第5の室6A〜6Eが区画されている。各仕切板
15〜18の中央部分には、複数の絞り5が形成される
とともに一端部が閉塞されたパイプ2が配設されてい
る。パイプ2の閉塞された端部は仕切板18に当接して
いる。仕切板15,16には貫通孔15a〜15d,1
6a〜16dがそれぞれ形成されており、貫通孔15
a,15cには一端部が閉塞されたパイプ3A,3Bが
配設され、パイプ3A,3Bの閉塞された端部により貫
通孔16a,16cが閉じられている。仕切板17,1
8には貫通孔17a〜17d,18a〜18dが形成さ
れており、貫通孔17b,17dには一端部が閉塞され
たパイプ4A,4Bが配設され、パイプ4A,4Bの閉
塞された端部により貫通孔18b,18dが閉じられて
いる。これにより、パイプ3A,3Bとパイプ4A,4
Bとは軸線周りに互いに90度ずれた状態にて配設され
ている。
【0010】なお、貫通孔15b,15d,16b,1
6d,17a,17c,18a,18cのエッジ部分
は、排気ガスの流れ方向に湾曲するように形成されてい
る。これにより、貫通孔15b〜18cのエッジ部分に
おける空気剥離による気流音の発生を防止することがで
きる。
【0011】パイプ2の内部には螺旋状部材9が、パイ
プ3A,3Bの内部には螺旋状部材10A,10Bが、
パイプ4A,4Bの内部には螺旋状部材11A,11B
がそれぞれ配設されている。螺旋状部材9はパイプ2の
内部に挿入された後、その周囲をパイプ2の外周面から
プラズマ溶接することにより、パイプ2の内面と螺旋状
部材9の外周部との間に隙間が形成されないようにパイ
プ2内部に固定される。なお、螺旋状部材10A,10
B,11A,11Bについても同様にパイプ3A,3
B,4A,4Bの内面にプラズマ溶接により固定され
る。これにより、パイプ2,3A,3B,4A,4B内
部には、螺旋状部材9,10A,10B,11A,11
Bに沿って排気ガスの流通路が形成される。
【0012】ここで、パイプ2,3A,3B,4A,4
B内において螺旋状部材9,10A,10B,11A,
11Bに沿って流れる排気ガス流通路の長さLは、消音
すべき排気音の周波数成分の波長の1/4波長に形成さ
れる。この流通路の長さLは、下記の式(1)により求
められる。 L=(C×n)/4f 但し、C:排気音の音速(m/s) …(1) f:排気音の周波数 n:次数
【0013】ここで、音速Cは排気ガスの温度により変
化するため、下記の式(2)により音速を補正する。 C=332×√((T+273)/273)) …(2) 但し、T:排気ガス温度(℃)
【0014】周波数fはエンジン回転数に依存する。例
えば、エンジン爆発1次に関する排気音を消音させよう
とした場合の排気音の周波数は下記の式(3)により求
められる。 f=(N/60)×(m/2) …(3) 但し、N:エンジン回転数(rpm) m:エンジン気筒数
【0015】なお、高次周波数成分の排気音を対象とす
る場合は、式(1)のnに次数を代入すればよい。した
がって、消音したい排気音の周波数に応じて、パイプ
2,3A,3B,4A,4Bの長さ、あるいは螺旋状部
材9,10A,10B,11A,11Bのピッチを変化
させてガスの流通路の長さLを消音すべき周波数成分の
1/4波長の長さとすることにより、任意の周波数成分
の排気音を干渉させて低減することができる。
【0016】次いで、本実施の形態の動作について説明
する。不図示のエンジンから排出された排気ガスは、パ
イプ2からマフラ本体1内に流入し、一部はパイプ2内
の螺旋状部材9により形成される流通路に沿って進み、
パイプ2の閉塞端部において反射した後パイプ2の入口
部分において合流する。一方、パイプ2から流入した排
気ガスは、パイプ2に形成された絞り5から第1の室6
Aに流入するとともに、パイプ3A,3Bにも流入す
る。第1の室6Aに流入した排気音は、さらに第2の室
6Bおよび第3の室6Cに流入するとともにパイプ4
A,4Bに流入する。そして、排気ガスは第4および第
5の室6D,6Eに流入し、流出部8を通って外部に吐
き出される。
【0017】一方、パイプ2からマフラ本体1内に伝搬
した排気ガスの排気音は、一部はパイプ2内の螺旋状部
材9により形成される流通路に沿って伝搬し、パイプ2
の閉塞端部において反射した後パイプ2の入口部分にお
いて原排気音と合流する。ここで、パイプ2の端部にお
いて反射した合流点の反射音はパイプ2内に流入する排
気音に対して1/2波長ずれた状態となり、これにより
合流点において反射音と排気音とが干渉して互いに相殺
し合う。また、パイプ2から伝搬した排気音は、パイプ
2に形成された絞り5から第1の室6Aに伝搬し、共鳴
と膨張による減音作用によって消音されながら、パイプ
3A,3Bに伝搬し、パイプ2と同様にして干渉作用に
より消音される。第1の室6Aに伝搬した排気音は、さ
らに第2の室6Bおよび第3の室6Cに伝搬し、共鳴と
膨張による減音作用によって消音されながら、パイプ4
A,4Bに伝搬し、パイプ2と同様にして干渉作用によ
り消音される。そして、排気音は第4および第5の室6
D,6Eに伝搬し、共鳴と膨張による減音作用により消
音されながら、流出部8を通って外部に伝搬される。
【0018】このように、本実施の形態においては、排
気音を干渉させるためのパイプ2,3A,3B,4A,
4B内に、螺旋状部材9,10A,10B,11A,1
1Bを設けたため、パイプ2,3A,3B,4A,4B
の長さを大きくすることなく、排気音を干渉させるため
に必要な流通路の長さを確保することができる。したが
って、消音効果を減少させることなくマフラをコンパク
トに構成することができる。
【0019】なお、上記実施の形態においては、マフラ
本体1の内部にグラスウールなどの吸音材を充填しても
よい。このように、吸音材を充填することにより、さら
に消音効果を増大させることができる。
【0020】また、上記実施の形態においては、パイプ
2,3A,3B,4A,4B内に螺旋状部材9,10
A,10B,11A,11Bを挿入することにより、排
気音を干渉させるための流通路長を確保しているが、例
えば、図5に示すように、パイプ2の内部に雌ねじ部2
0を形成するとともに、雌ねじ部20にパイプ21を嵌
合させ、このパイプ21を雌ねじ部20や仕切板18に
溶接することにより、雌ねじ部20の谷部分により流通
路長を確保することもできる。なお、パイプ3A,3
B,4A,4Bについては、パイプ2と同一に構成すれ
ばよいため、詳細な説明は省略する。これにより、パイ
プ2内に流入した排気ガスの排気音は、雌ねじ部20の
ねじの谷部分を通って仕切板18において反射され、こ
の反射音はパイプ2の入口部分において排気音と干渉し
て消音される。また、このように、パイプ2に雌ねじ部
20を形成することにより、ねじのピッチを変更するの
みで流通路長を種々変更することができるため、マフラ
の外観寸法を変更することなく任意の周波数成分の音を
低減することができる。図5に示す実施の形態において
は、中空のパイプ21の管路でも干渉による消音を行う
ことができるため、2種類の周波数成分に対する騒音を
実現することとができる。なお、中実の棒を雌ねじ部2
0に挿入してもよい。
【0021】さらに、図6に示すように、パイプ2に形
成された雌ねじ部20に雄ねじ24が形成された棒ある
いはパイプ25を螺合して、流通路を形成してもよい。
さらにまた、上記実施の形態においては、本発明による
干渉式消音器をマフラに適用しているが、例えば、油圧
装置において、油圧ポンプの脈動による騒音を低減する
ために設けられるサイドブランチや、エンジンの吸気音
を低減するためのレゾネータにも本発明の干渉式消音器
を適用することができる。
【0022】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、筒状体内部に低減すべき騒音の周波数に基づいて
決定された長さを有する螺旋形状の通路を形成したた
め、筒状体の長さを大きくすることなく干渉に必要な流
通路長を確保することができる。これにより、消音性能
を低下させることなく干渉式消音器およびこれを使用し
たマフラなどをコンパクトに構成することができる。ま
た、螺旋形状のピッチを変更することにより種々の周波
数の騒音を消音させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るマフラの構成を示す
断面図
【図2】図1に直交する断面図
【図3】図1のI−I線断面図
【図4】図1のII−II線断面図
【図5】本発明の他の実施の形態の構成を示す図
【図6】本発明のさらに他の実施の形態の構成を示す図
【符号の説明】
1 マフラ本体 2,3A,3B,4A,4B パイプ 5 絞り 6A,6B,6C,6D 室 9,10A,10B,11A,11B 螺旋状部材 15〜18 仕切板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端部が閉塞された筒状体内部に螺旋形
    状の通路を形成し、該螺旋形状の通路の長さを低減すべ
    き騒音の周波数に基づいて決定することを特徴とする干
    渉式消音器。
  2. 【請求項2】 マフラ本体内に、一端部が閉塞された筒
    状体内部に螺旋形状の通路を形成し、該螺旋形状の通路
    の長さを低減すべき騒音の周波数に基づいて決定した干
    渉式消音器を少なくとも備えたことを特徴とするマフ
    ラ。
JP13091597A 1997-05-21 1997-05-21 干渉式消音器およびこの消音器を使用したマフラ Pending JPH10317942A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116220861A (zh) * 2023-03-31 2023-06-06 浙江春风动力股份有限公司 摩托车

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116220861A (zh) * 2023-03-31 2023-06-06 浙江春风动力股份有限公司 摩托车

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