JPH11132024A - 消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で効率的に消音できる消音器を提供す
る。 【解決手段】 消音器の円筒部２１の軸長方向に対向し
た一対の仕切板２９ａ，２９ｂを配置し、この仕切板を
貫通して短管３７を複数本固定して位相差室３１を形成
し、この短管３７は側部に前記位相差室内３１に開口す
る開口３７ａを持ち、この開口管３７を位相差室３１の
面全体に分散配置し、この短管３７から放射される音波
を後流側の一つの空間３４内に放射して干渉させるよう
に構成した消音器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気管から
放射される排気騒音を効率的に消すための、小型で効率
的に作動する消音器に関する。

【０００２】

【従来の技術】車輛用エンジンの排気は、周知のように
大きな脈動を伴っており、これをそのまま大気中に排出
するとエンジン独特の大きな騒音を発生するので、排気
管の途中に消音器を配置して消音するようにしている。
この消音器には各種の形式のものが使用されているが、
その代表例としては、図５に示すように円筒状の本体１
の内部を横断するように複数枚の仕切板２ａ，２ｂ，２
ｃを配置し、蓋部１ａの中央部に、横孔３ａを開口した
排気供給管３を固定している。そして第１の仕切板２ａ
に複数の通気孔４を開口し、続く第２の仕切板２ｂに複
数の短管からなる通気管５を設け、更にこれに続く第３
の仕切板２ｃに複数の短管からなる通気管６を設けてい
る。そして第３の仕切板２ｃに設けた排気出口管８を経
て排気するようになっている。

【０００３】また、図６に示す消音器は、円筒状の本体
１０の内部に排気供給管１１を貫通して設けると共に、
この本体１０と流入管１１との間に吸音材１２を配置
し、この供給管１１に開口した複数の孔１３を通じて音
圧を吸音材１２に与えて吸音するようになっている。更
に高速の風洞実験装置の排気騒音を消音するために、音
波の干渉を主体とした大型のものも提案されている。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】図５に示す一般的な消音器に
おいては、前記排気供給管３より排気ガスｇを供給する
と、この排気ガスｇは横孔３ａより第１膨張室７ａ内に
噴出して膨張すると共に通気孔４を通じて第２膨張室７
ｂ内に噴出し、前記排気供給管３の出口部３ｂより噴出
した排気ガスｇと混合する。これらの長さの異なる２つ
の経路を流れる排気ガスｇの脈動による音波は、この経
路の長さに応じて位相を異ならせているので、この第２
膨張室７ｂで両排気ガスの音波は干渉して第１段の消音
をする。次に、前記第２膨張室７ｂ内に噴出した排気ガ
スは通気管５を経て第３膨張室７ｃ内に噴出し、互いに
混合して脈動の音波は干渉し合い、更に通気管６を経て
干渉室７ｄ内に噴出してその内部で共鳴・干渉し、再び
第３膨張室７ｃ内の排気ガスの脈動に伴う音波と干渉し
合って消音されながら排気出口管８より排気される。

【０００５】しかし、この図５に示す消音器は膨張、共
鳴、吸音の各操作を一連で行うものであるために排気ガ
スの気流や音波の挙動が複雑であり、最適の形状とする
ためには多数の実験と高度な設計が必要である上に、排
気ガスが通過する際の抵抗が大きいという問題がある。
一方、図６に示す消音器は簡単な構造であるが、内部に
吸音材１２を充填しているためにこの吸音材１２の劣化
や製作上の環境整備が必要である等の問題がある。ま
た、この構造の消音器は対象とする騒音の周波数が限定
されるためにエンジンの排気音などのような幅広い周波
数帯をもった音源には適さないという問題がある。

【０００６】更に音波の干渉を主体とした消音器は大型
の装置として開発されたものであって、特に低周波を対
象としたものであり、音波の干渉経路が一組であり、し
かも周波数も限定されるためにエンジンの消音器のよう
に幅広い周波数帯を持った消音器には適さないという問
題がある。本発明は、前記各種の構造の消音器の持つ欠
点を解消し、小型で簡単な機構でありながら、効果的に
消音することができる消音器を提供することを目的とす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る消音器は、気体供給管の断面積に対して
消音器の円筒部を広い断面積に形成し、軸長方向に対向
した一対の仕切板を配置すると共に、該一対の仕切板を
貫通して短管を複数本固定して位相差室を形成し、該短
管は少なくとも側部に前記位相差室内に開口する開口を
持つ開口管を含んでおり、該開口管を前記位相差室の面
全体に分散配置し、該短管から放射される音波を後流側
の一つの空間内に放射して干渉させるように構成してい
る。

【０００８】また、対向する一対の仕切板の面全体に、
複数本の短管を分散配置しており、該短管は開口管と、
孔なし管とを混合して構成している。また、軸長方向に
対向した一対の仕切板を配置し、該一対の仕切り板を貫
通して開口管を複数本分散配置して形成した位相差室
を、軸長方向に直列に配置して構成している。

【０００９】更に、軸長方向に対向した一対の仕切板を
配置し、該一対の仕切り板を貫通して開口管と、孔なし
管とを複数本分散配置して形成した位相差室を、軸長方
向に直列に配置し、更に位相差室の間に複数の音波が混
合される干渉室を形成して構成している。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明に係る消音器２０の
側断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は側断
面斜視図である。消音器２０は、円筒部２１（円筒状、
楕円筒状の本体）の両端を蓋板部２２，２３で閉止し、
その内部に内板部２４，２５を横断方向に設けて本体を
構成し、この内板２４には流体供給管２６を、別の内板
２５には排出管２７をそれぞれ設けている。なお、内板
部２４，２５は排気ガスを円筒部２１内に円滑に流入分
散させるためのものであり、円筒部２１の両端を内板部
２４，２５ないしこれに近い形状とすると共に、必要な
強度を持たせることによって蓋板部２２，２３を省略す
ることができる。

【００１１】更に前記円筒部２１を横断して第１仕切板
２９ａ，２９ｂで第１位相差室３１を形成し、続く第２
仕切板３０ａ，３０ｂで第２位相差室３２を形成してい
る。内板２４と第１仕切板２９ａとの間の空間は拡散室
３３を、また、第１仕切板２９ｂと第２仕切板３０ａと
の間の空間は第１干渉室３４を、更に第２仕切板３０ｂ
と内板２５との間の空間は第２干渉室３５をそれぞれ形
成している。

【００１２】第１仕切板２９ａと２９ｂとの間には横孔
を開口した短管状の開口管３７と、孔なし管３８を複数
本分散した状態で固定しており、そして開口管３７を通
過する気流と音波は第１位相差室３１内に入り、その内
部で干渉しあったのち開口管３７内に戻って下流側に伝
達されることになることから、その分だけ若干長い経路
を通過して位相が遅れることになる。

【００１３】一方、孔なし管３８を通過する気流と音波
はそのまま流れ、伝達されることから位相に遅れを生ず
るようなことはない。従って、開口管３７を通過した気
流と音波は、孔なし管３８を通過した気流と音波に対し
て経路が長くなった分だけ遅れを発生し、両者が混合さ
れる下流方の干渉室３４内において位相差によって干渉
して弱め合うことになる。この作用は、第２干渉室３５
内においても同様である。

【００１４】また、円筒部２１の中心部にある短管と、
この中心部より離れた位置にある短管との間には経路差
を生じている。このために第１位相差室３１の内部は複
数の開口管３７の開口３７ａから位相の異なる音波が入
射して互いに干渉し合い、再び複数の開口３７ａから開
口管３７に戻って管の端部から放射される。また、一つ
の開口管３７の開口から入射した音波は、位相差室３１
に開口している複数の開口管３７の開口３７ａからも放
射されるので、前記干渉型消音構造の消音器に比較して
幅広い周波数で低減効果が得られるという大きな利点が
ある。なお、この干渉による消音現象は第２位相差室３
２によっても同様に発生して消音されることになるので
直列的で多段で消音されることになる。

【００１５】このように、排気ガスの脈動に伴う音波
は、拡散室３３，第１位相差室３１，第１干渉室３４，
更に第２位相差室３２によって多段階で減衰されている
ことから、続く第２干渉室３５内に放射される音波はか
なり減衰し、そしてこの第２干渉室３５内において最終
的に減衰した音波のピークが実質的に平滑化されて排出
管２７から放射されることになる。

【００１６】図４は、本発明の消音器２０に使用する各
種の開口管３７の例を示すもので、Ａ図は１本の開口管
３７に１個の丸孔を開口したもの、Ｂ図は上下に貫通す
る丸孔を開口したもの、Ｃ図はスリット状の孔を開口し
たもの、更にＤ図はやゝ離間して丸孔を開口したものを
それぞれ示している。これらの開口管３７は孔なし管３
８と共に、図１に示すように２枚の仕切板２９ａ，２９
ｂ，３０ａ，３０ｂを貫通して設けられるが、具体的に
は円筒部２０の太さ、その内部に形成される各室の体
積、排気ガスの周波数の幅や流量等を考慮して設計され
るものである。

【００１７】また、２枚の仕切板の間を貫通して設ける
開口管３７は、その開口３７ａの位置を排気ガスの流れ
方向にずらせて配置することによって位相差室内におけ
る音波の伝播状態と干渉状態を調整することができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明に係る消音器は、前記のように円
筒部の内部を仕切る２枚の仕切板の間を貫通する開口管
（短管）を全面的に分散配置して位相差室を形成してい
る。また、開口官には位相差室内に開口する開口を有し
ている。従って、この開口管中を伝播する音波は位相差
室内において、この開口管の開口よりこの位相差室内に
伝播し、この位相差室内において干渉し合い、そして開
口より前記開口管内に伝播し、更に前記位相差室に続く
干渉室内に伝播し、この干渉室内において更に干渉を繰
り返すことになるために、位相の異なる多数の音波が干
渉し合って効果的に消音されることになる。

【００１９】また、円筒部の中心とそれから離れた場所
にある開口管との間に距離があるので、その間において
も位相差を生じ、この位相差を生じた音波が開口管内に
伝播するので、効果的に消音することができる。更に、
位相差室と干渉室とを直列に設け、位相差室において位
相差を積極的に発生させ、これを干渉室内において互い
に干渉させることによって幅広い周波数の音波を消音す
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わる消音器の側断面図
である。

【図２】図１における Ａ−Ａ矢視断面図である。

【図３】図１の消音器の内部を切断して示す斜視図であ
る。

【図４】各種の開口管を示す斜視図であって、（Ａ）は
開口として１個の丸孔を設けたもの、（Ｂ）は丸孔を貫
通したもの、（Ｃ）はスリットを設けたもの、（Ｄ）は
２個の丸孔を上下に設けたものをそれぞれ示している。

【図５】従来の消音器の内部構造を示す斜視図である。

【図６】従来の別の消音器の内部構造を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】 ２０ 消音器 ２１ 円筒部（本体） ２２，２３
蓋板部 ２４，２５ 内板部 ２６ 気体供給管 ２７ 排
出管 ２９ａ，２９ｂ 第１仕切板 ３０ａ，３０ｂ 第２
仕切板 ３１ 第１位相差室 ３２ 第２位相差室 ３３
拡散室 ３４ 第１干渉室 ３５ 第２干渉室 ３７ 開口
管 ３８ 孔なし管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体供給管の断面積に対して消音器の円
   筒部を広い断面積に形成し、軸長方向に対向した一対の
   仕切板を配置すると共に、該一対の仕切板を貫通して短
   管を複数本固定して位相差室を形成し、該短管は少なく
   とも側部に前記位相差室内に開口する開口を持つ開口管
   を含んでおり、該開口管を前記位相差室の面全体に分散
   配置し、該短管から放射される音波を後流側の一つの空
   間内に放射して干渉させるように構成した消音器。
2. 【請求項２】 対向する一対の仕切板の面全体に、複数
   本の短管を分散配置しており、該短管は開口管と、孔な
   し管とを混合して構成した請求項１記載の消音器。
3. 【請求項３】 軸長方向に対向した一対の仕切板を配置
   し、該一対の仕切り板を貫通して開口管を複数本分散配
   置して形成した位相差室を、軸長方向に直列に配置した
   請求項１記載の消音器。
4. 【請求項４】 軸長方向に対向した一対の仕切板を配置
   し、該一対の仕切り板を貫通して開口管と、孔なし管と
   を複数本分散配置して形成した位相差室を、軸長方向に
   直列に配置し、更に位相差室の間に複数の音波が混合さ
   れる干渉室を形成した請求項１記載の消音器。