JPH06568Y2 - 排気騒音低減装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、車両の排気騒音低減装置に関し、とくに排気
管で生じる気柱共鳴による騒音を減衰するようにした排
気騒音低減装置の構造に関する。

〔従来の技術〕

従来の排気騒音低減装置としては、たとえば実開昭５９
−１６７９０７号公報、実開昭６１−１８７９１４号公
報、特開昭６１−１３８８１３号公報が知られている。

上述の実開昭５９−１６７９０７号公報の装置は、排気
管のうち車両の固有振動周波数に共振する共振周波数成
分を含む排気音を抑制するために、排気系の主排出路の
一区間をバイパスするバイパス路を形成したものであ
り、また、特開昭６１−１３８８１３号公報の装置は、
排気脈動によって生じる排気管内の気柱共鳴による騒音
を低減させるもので、メインマフラ、プリマフラがエン
ジンの排気マニホルドの摺動部から特定位置に配置され
ている。

実開昭６１−１８７９１４号公報の装置は、排気管にお
ける気柱共鳴を減衰させるため、メインマフラ下流に、
長さの異なる２本の尾管を取付け、エンジンの運転条件
に応じて２本の尾管のうちのいずれか一方から排気ガス
を排出するように切換え制御している。

〔考案が解決しようとする課題〕

一般にマフラを特定位置に配置して気柱共鳴を減衰させ
ることは、車両のアンダフロア構造との関係から困難な
場合が多い。すなわち、車両のアンダフロア構造を設計
変更し、マフラの取付けスペースを確保しようとする
と、車室内容積、燃料タンク容量、ラッゲージ容量等を
減少させなければならなくなり、他の機能の犠牲が大き
い。

上述の実開昭６１−１８７９１４号公報の装置は、車両
のリヤアクスルやフロアパネルの形状、寸法あるいは位
置上の制約により、マフラの配置位置が必然的に決めら
れていたものを解消させたものであるが、この装置では
排気通路に切換弁を設けなければならず、コストや信頼
性の面で問題がある。

また、特開昭６１−１３８８１３号公報の装置は、個々
に発生する気柱共鳴を互いに重ね合わせて定在波とした
上で、単一の共鳴要素で消音するようにし、効果的な騒
音低減を図るものであるが、メインマフラ、プリマフラ
を排気マニホルド集合部から特性位置に配置しなければ
ならず、上述したように他のの機能が損なわれるという
問題が生じる。

本考案は、車両のアンダフロア構造をほとんど変更する
ことなく排気管で生じる気柱共鳴による駆音を減衰させ
ることができ、しかも信頼性の高い排気騒音低減装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的に沿う本考案に係る排気騒音低減装置は、車両
に搭載されたエンジンに接続される排気管に、該排気管
内で生じる気柱共鳴の圧力腹と筋の位置近傍を連通する
バイパス通路を形成し、該バイパス通路の排気管への開
口部に、ばね力を有し排気ガスの圧力差で開となるリー
ド弁を設けたものから成る。

〔作用〕

このように構成された排気騒音低減装置においては、エ
ンジン運転中は排気脈動によって排気管内で気柱共鳴が
生じ、排気管内に圧力の強弱分布が生じる。つまり、排
気管内の高圧部分が気柱共鳴の圧力腹となり、低圧部分
が気柱共鳴の節となる。排気管には、気柱共鳴の圧力腹
と節の位置近傍を連通するバイパス通路が形成されてい
るので、圧力腹の位置の圧力の高い排気ガスをリード弁
を介して圧力の低い節の位置にバイパスさせることによ
り、排気管内の圧力が均一化され、気柱共鳴が減衰され
る。

また、本考案は、マフラを特定位置に配置する必要がな
いので、車両のアンダフロア構造を変更することも不要
となる。さらに、バイパス通路の排気管への開口部に取
付けられるリード弁は、排気ガスの圧力差によって開と
なるものであり、従来構造のエンジンの運転条件に応じ
て作動するような切換弁を有するものに比べて、信頼性
は著しく高くなる。

〔実施例〕

以下に、本考案に係る排気騒音低減装置の望ましい実施
例を、図面を参照して説明する。

第１図ないし第４図は、本考案の実施例を示している。
図中、１は車両に搭載されたエンジンのエキゾーストマ
ニホールドを示している。エキゾーストマニホールド１
の下流端のフランジ部１１ａには、車両の後部に向かっ
て延びる排気管２のフランジ部２ａが接続されている。
排気管２の下流端部には、マフラ３が取付けられてお
り、マフラ３の下流側には尾管４が接続されている。

排気管２におけるエキゾーストマニーホールドを１との
接続部とマフラ３との接続部との間には、この排気管２
に沿って延びる管状部材５が配設されており、この管状
部材５の両端部と中央部は排気管２に接続されている。
管状部材５内には、排気管２内で生じる気柱共鳴の圧力
腹と節の位置近傍を連通するバイパス通路６が形成され
ている。すなわち、管状部材５には３つの接続部５ａ，
５ｂ，５ｃが形成されており、この各接続部５ａ，５
ｂ，５ｃが排気管２内の排気ガス通路７と連通可能に接
続されている。

バイパス通路６の排気管２への開口部６ａ，６ｂ，６ｃ
には、排気ガスの圧力差で開となるリード８がそれぞれ
設けられている。つま、バイパス通路６は、各リード弁
８を介して排気管２の排気ガス通路７と連通可能となっ
ている。リード弁８は、第２図および第３図に示すよう
に、２個の角穴９ａを有する板状部材９と、一端が板状
部材９に固定さればね力を有する２枚の板状の弁体10と
から構成されている。各弁体１０は、板状部材９の表面
側、裏面側にそれぞれ配置されており、通常は各角穴９
ａを塞ぐようになっている。各弁体１０は、排気ガスの
圧力で板状部材９から離れる方向に湾曲するようになっ
ており、この弁体10の湾曲時にバイパス通路６と排気管
２の排気ガス通路７とが連通するようになっている。

第４図は、排気管２内に生じる気柱共鳴のモードリード
弁８が設けられる開口部との位置関係を示している。第
４図のＡ，Ｂ，Ｃは所定の運転域に対する気柱共鳴の圧
力のモードを示しており、Ａが２節モード、Ｂが３節モ
ード、Ｃが４節モードを示している。各モードは、エン
ジン回転数の高低に基づいて生じるものであり、２節モ
ードはエンジン回転数がたとえば約2000rpm、３節モー
ドはたとえば約4000rpm、４節モードはたとえば約6000r
pmで生じるようになっている。２節モードＡにおける節
はＡ_１，Ａ_２であり、圧力腹はＡ_３，Ａ_４である。３節
モードＢにおける節はＢ_１，Ｂ_２，Ｂ_３であり、圧力腹
はＢ_４，Ｂ_５，Ｂ_６である。同様に４節モードＣにおけ
る節はＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ_４であり、圧力腹はＣ_５，
Ｃ_６，Ｃ_７Ｃ_８である。

各リード弁８が設けられる開口部６ａ，６ｂ，６ｃは、
排気管２に対してつぎの如く配置されている。エキゾー
ストマニホールド１の上流の排気ポート出口19から排気
管２の下流端までの長さＬとすると、最下流側の開口部
６ｃは、排気管２の下流端から1/5Ｌの所に配置されて
いる。開口部６ａと開口部６ｃとの間に位置する開口部
６ｂは、排気管２の下流端から2/5Ｌ〜1/3Ｌの間となる
ように配置されている。最上流側の開口部６ａは、排気
管２の下流端から3/5Ｌ〜2/3Ｌの間となるように配置さ
れている。

なお、本実施例では、排気管２に沿って延びる管状部材
５によってバイパス通路６を形成したが、これに限定さ
れず、排気管を２重管構造にしてバイパス通路を形成し
てもよいし、排気管内を仕切壁等によって２つに区画
し、一方をバイパス通路とする構造にしてもよい。

つぎに、上記の排気騒音低減装置における作用について
説明する。

まず、第４図に示す２節モードＡを例にとって説明す
る。図に示すように、２節モードＡにおける節はＡ_１，
Ａ_２であり、そのうち一方の節Ａ_２は排気管２の下流端
に位置しており、他方の節Ａ_１はパイパス通路６の開口
部６ａの近傍に位置することになる。また、２節モード
Ａの圧力腹Ａ_４は、バイパス通路６の開口部６ｂの近傍
に位置することになる。そのため、所定の運転域におい
ては、第２図に示すように開口部６ｂに設けられたリー
ド弁８の弁体１０が高い圧力となる圧力腹Ａ_４の部分の
排気ガスＧによって開となり、バイパス通路６を介して
圧力の低い節Ａ_１の近傍に位置する間口部６ａのリード
弁８の一方の弁体１０を開とし、この圧力の高い排気ガ
スは節Ａ_１側に流入する。つまり、圧力復位置の高圧の
排気ガスが圧力節位置にパイパスさせられる。したがっ
て、排気管２内の圧力をほぼ均一化させることができ、
排気管内で生じる気柱共鳴が減衰される。

３節モードＢにおいても同様の効果が得られる。この３
節モードＢにおける節はＢ_１，Ｂ_２，Ｂ_３であり、その
うちの節Ｂ_２がバイパス通路６の開口部材６ｂの近傍に
位置することになる。また、３節モードＢの圧力腹Ｂ_５
はバイパス通路６の開口部６ａに、圧力腹Ｂ_６はバイパ
ス通路６の開口部６ｃの近傍に位置することになる。そ
のため、圧力腹Ｂ_５，Ｂ_６の高圧の排気ガスが開口部６
ａ、６ｃのリード弁８を介してバイパス通路６に流出
し、流出した排気ガスは開口６ｂのリード弁８を介して
圧力の低い節Ｂ_２の位置に流入する。したがって、第２
節モードと同様に排気管内圧力をほぼ均一化させること
が可能となり、排気管内で生じる気柱共鳴が減衰され
る。

４節モードＣの場合も、各開口部６ａ，６ｂ，６ｃのリ
ード弁８を介して排気管内の圧力の均一化が行なわれ、
上述と同様に気柱共鳴が減衰される。本実施例では、２
節ないし４節モードにおける気柱共鳴の低減する配置に
ついて示したが、その他のモードで気柱共鳴を減衰させ
たい場合は、それぞれのモードで圧力腹と節の位置を連
通するように開口部の位置を設定すればよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案の排気騒音低減装置による
ときは、排気管に、この排気管内で生じる気柱共鳴の圧
力腹と節の位置近傍を連通するバイパス通路を形成し、
バイパス通路の排気管への開口部に、ばね力を有し排気
ガスの圧力差で開となるリード弁を設けるようにしたの
で、排気管内で生じる気柱共鳴を減衰させることができ
る。そして、この気柱共鳴の減衰により、こもり音を低
減することができ、同時に気柱共鳴に起因する音色の悪
化、異音の発生を防止することもできる。

さらに、こもり音が低減できることにより、こもり音を
低減するマフラの容量を小さくすることが可能となる。
したがって、マフラの車両への搭載性を向上させること
ができ、コストの低減もはかれる。

また、従来構造のようにマフラを特定位置に配置する必
要がなくなるので、車両のアンダフロアの構造の変更が
不要となり、他の機能を損うこともない。そして、構造
の簡単なリード弁の採用により切換弁を備えた従来装置
よりも信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は排気騒音低減装置の正面図、 第２図は第１図の部分拡大断面図、 第３図は第１図の装置におけるリード弁の拡大斜視図、 第４図は第１図の装置におけるリード弁の位置と気柱共
鳴の圧力モードとの関係を示す関係図、 である。 １……エキゾーストマニホールド ２……排気管 ３……マフラ ６……バイパス通路 ８……リード弁 Ａ_１，Ａ_２，Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３，Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ
_４……気柱共鳴の節 Ａ_３，Ａ_４，Ｂ_５，Ｂ_４，Ｂ_６，Ｃ_５，Ｃ_６，Ｃ_７，Ｃ
_８……気柱共鳴の圧力腹

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車両に搭載されたエンジンに接続される排
   気管に、該排気管内で生じる気柱共鳴の圧力腹と筋の位
   置近傍を連通するバイパス通路を形成し、該バイパス通
   路の排気管への開口部に、ばね力を有し排気ガスの圧力
   差で開となるリード弁を設けたことを特徴とする排気騒
   音低減装置。