JP5066067B2 - Silencer - Google Patents
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Description
本発明は消音器に関するものである。 The present invention relates to a silencer.
例えば、自動車用の消音器(マフラー)においては、排気音の低減を図るために、マフラーシェル内に設けたインナーパイプの開口端に排圧(排気ガスの流量)で開閉する制御バルブを設けたものが特許文献1に開示されている。
上記特許文献1に記載の技術は、制御バルブにて排気ガスの流路をコントロールしており、制御バルブの開閉方式は単一制御(ON−OFF制御)である。従来は、ON−OFF制御による消音でもユーザのニーズを満足させることが可能であった。しかし、近年、マフラーにおける消音性能のさらなる向上、および圧力損失のさらなる低減が求められている。 The technique described in Patent Document 1 controls a flow path of exhaust gas by a control valve, and the control valve is opened and closed by a single control (ON-OFF control). Conventionally, it was possible to satisfy the user's needs even with mute by ON-OFF control. However, in recent years, further improvement in the muffling performance of the muffler and further reduction in pressure loss have been demanded.
これは、車室内の静粛性に対する要求がさらに厳しくなったことが理由である。 This is because the demand for quietness in the passenger compartment has become more severe.
また、近年、エンジンとモータとにより最適走行を実現させるハイブリッド車が普及してきたことが理由である。ハイブリッド車は、走行時に発生する音が従来の車両が発生する音よりも小さいため、マフラーにおける騒音の寄与率が大きい。また、ハイブリッド車は、エンジンの回転速度が急激に変化する場合がある。そのため、排気音に対する低騒音化の要求は従来の車両に対する要求よりも厳しくなっており、従来問題にならなかった内燃機関用のマフラーをハイブリッド車に適用しても、十分な消音効果を得ることができない。 Moreover, it is because the hybrid vehicle which implement | achieves optimal driving | running | working with an engine and a motor has spread in recent years. The hybrid vehicle has a large contribution rate of noise in the muffler because the sound generated during traveling is smaller than the sound generated by the conventional vehicle. Further, in the hybrid vehicle, the engine rotation speed may change abruptly. For this reason, the demand for noise reduction with respect to exhaust noise is stricter than that for conventional vehicles, and even if a muffler for an internal combustion engine, which has not been a problem in the past, is applied to a hybrid vehicle, a sufficient silencing effect can be obtained. I can't.
上記特許文献1に記載の技術は、制御バルブの開閉方式は単一制御(ON−OFF制御)であり、音響的にもON−OFF制御となり、消音特性を細かく制御することができない。そのため、マフラー消音性能のさらなる向上、および圧力損失のさらなる低減を実現することができない、といった問題点がある。 In the technique described in Patent Document 1, the control valve opening / closing method is single control (ON-OFF control), which is acoustically ON-OFF control, and the silencing characteristics cannot be finely controlled. Therefore, there is a problem that further improvement of muffler silencing performance and further reduction of pressure loss cannot be realized.
なお、このような問題を解決する方法として、マフラー容量を大きくすることが考えられるが、車両レイアウトの関係でマフラー容量を大きくすることは困難である。 As a method for solving such a problem, it is conceivable to increase the muffler capacity, but it is difficult to increase the muffler capacity due to the vehicle layout.
本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、マフラー容量を大きくすることなく消音性能を向上し、また圧力損失を低減することを目的とする。 The present invention has been invented in order to solve such problems, and has an object to improve the silencing performance and reduce the pressure loss without increasing the muffler capacity.
請求項1に記載の発明は、消音器において、筒状のマフラーと、マフラーの内部空間を第1室と第2室とに仕切り、第1室と第2室とを連通する第1孔を有するバッフルと、第1室に排ガスを流入する入口パイプと、第2室に設けた開口部と第1室に連通する第2孔とを有し、マフラーから前記排ガスを排出する出口パイプと、バッフルに設けられ、第1室に流入する排ガス量に応じて第1孔の開度を制御し、第2室を低周波数領域の音を減衰させる室、中周波数領域の音を減衰させる室、又は高周波数領域の音を減衰させる室に切り替える切替手段と、を備え、切替手段は、回動可能に支持され、第2室側へ変位することで第1孔の開度を制御可能な制御バルブと、第1室に流入する排ガス量に応じて、制御バルブを第2室側へ変位させる開度制御手段と、制御バルブの周囲に設けられ、バッフルから第2室へ突出し、少なくとも一部は、第2室側へ突出するにつれて、突出方向に垂直な断面の開口面積が小さくなる筒状のケースとを備えることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, in the silencer, the cylindrical muffler, the inner space of the muffler are divided into the first chamber and the second chamber, and the first hole that communicates the first chamber and the second chamber is provided. A baffle having, an inlet pipe for flowing exhaust gas into the first chamber, an opening provided in the second chamber, and a second hole communicating with the first chamber, and an outlet pipe for discharging the exhaust gas from the muffler; A chamber that is provided in the baffle and controls the opening degree of the first hole according to the amount of exhaust gas flowing into the first chamber, and the chamber that attenuates the sound in the low frequency region, the chamber that attenuates the sound in the middle frequency region, Or a switching means for switching to a chamber for attenuating sound in a high frequency region, and the switching means is rotatably supported and can control the opening degree of the first hole by being displaced toward the second chamber. The control valve is displaced toward the second chamber according to the valve and the amount of exhaust gas flowing into the first chamber. A degree control means and a cylindrical valve provided around the control valve and projecting from the baffle to the second chamber, and at least a portion of the cylindrical opening decreases in a cross section perpendicular to the projecting direction as it projects toward the second chamber. and a case wherein the Rukoto.
請求項2に記載の発明は、切替手段が、ケースに設けられ、制御バルブが第2室側へ第1変位量変位した場合に第1室と第2室とを連通させる第3孔を備え、第1孔を制御バルブで閉塞することによって、第2室を低周波数領域の音を減衰させる室とし、第3孔によって第1室と第2室とを連通させることで、第2室を中周波数領域の音を減衰させる室とすることを特徴とする。 Invention according to claim 2, switching means, provided to case, third hole with a first chamber and a second chamber communicating when the control valve is first displacement amount displaced to the second chamber side the provided, by closing the first hole in the control valve, the second chamber and chamber for attenuating sound in the low frequency range, by communicating the first chamber and a second chamber by a third hole, the second The chamber is a chamber for attenuating sound in the middle frequency range.
請求項3に記載の発明は、ケースが、制御バルブが第1変位量よりも第2室側へ変位した位置となる第2変位量変位した場合に、ケースと制御バルブとの間に第1室と第2室とを連通する連通口を形成し、切替手段が、制御バルブが第2変位量変位した場合に、第2室を高周波数領域の音を減衰させる室とすることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, when the case is displaced by the second displacement amount at which the control valve is displaced to the second chamber side relative to the first displacement amount, the first is between the case and the control valve. A communication port that communicates between the chamber and the second chamber is formed, and when the control valve is displaced by the second displacement amount, the switching unit is configured to make the second chamber a chamber that attenuates sound in a high frequency region. To do.
請求項4に記載の発明は、低周波数領域の音を減衰させる室が、レゾネータ室であり、中周波数領域の音を減衰させる室が、レゾネータ室および拡張室であり、高周波数領域の音を減衰させる室は、拡張室であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the chamber for attenuating the sound in the low frequency region is a resonator chamber, the chamber for attenuating the sound in the middle frequency region is a resonator chamber and an expansion chamber, and the sound in the high frequency region is The chamber to be attenuated is an expansion chamber.
請求項5に記載の発明は、出口パイプが、第2室内に略U字状の曲部を備えることを特徴とする。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、出口パイプの開口部の中心がケースの開口部の中心からオフセットしていることを特徴とする。
The invention according to
請求項1に記載の発明によると、第1室に流入する排気ガスの流量に応じて、バッフルに設けた切替手段の開度を制御し、第2室を低周波数領域の音を減衰させる室、中周波数領域の音を減衰させる室、又は高周波領域の音を減衰させる室に切り替えることで、マフラー容量を大きくすることなく、消音性能を向上させ、圧力損失を低減することができる。また、第2室側へ突出するにつれて、ケースの少なくとも一部を、突出方向に垂直な断面の開口面積が小さくなるように設けることで、制御バルブを開き易くすることができ、制御バルブが閉じるように作用する付勢部の力を小さくすることができる。 According to the first aspect of the present invention, the opening of the switching means provided in the baffle is controlled according to the flow rate of the exhaust gas flowing into the first chamber, and the second chamber is a chamber that attenuates the sound in the low frequency region. By switching to the chamber for attenuating the sound in the middle frequency region or the chamber for attenuating the sound in the high frequency region, the silencing performance can be improved and the pressure loss can be reduced without increasing the muffler capacity. Further, by providing at least a part of the case so that the opening area of the cross section perpendicular to the protruding direction becomes smaller as it protrudes toward the second chamber side, the control valve can be easily opened and the control valve is closed. Thus, the force of the urging portion acting as described above can be reduced.
請求項2に記載の発明によると、第1室に流入する排ガス量に応じて制御バルブを第2室側へ変位させる開度制御手段を設け、第1孔を制御バルブで閉塞することで、第2室を低周波数領域の音を減衰させる室とし、制御バルブが第1変位量変位した場合に、ケースに設けた第3孔によって第1室と第2室とを連通させることで、第2室を中周波数領域の音を減衰させる室とすることで、低周波数領域、および中周波数領域の消音性能を向上させることができる。 According to the invention described in claim 2, by providing an opening degree control means for displacing the control valve to the second chamber side according to the amount of exhaust gas flowing into the first chamber, and closing the first hole with the control valve, The second chamber is a chamber for attenuating the sound in the low frequency region, and when the control valve is displaced by the first displacement amount, the first chamber and the second chamber are communicated by the third hole provided in the case. By setting the two chambers as chambers for attenuating the sound in the middle frequency region, it is possible to improve the silencing performance in the low frequency region and the middle frequency region.
請求項3に記載の発明によると、制御バルブが第2室側へ第2変位量変位した場合に、制御バルブとケースとの間に連通口を形成することで第1室と第2室とを連通させ、第2室を高周波数領域の音を減衰させる室とすることで高周波数領域における圧力損失を低減させることができる。 According to the third aspect of the present invention, when the control valve is displaced to the second chamber side by the second displacement amount, the communication port is formed between the control valve and the case to thereby form the first chamber and the second chamber. The pressure loss in the high frequency region can be reduced by making the second chamber a chamber that attenuates the sound in the high frequency region.
請求項4に記載の発明によると、低周波数領域の音を減衰する室をレゾネータ室とし、中周波数領域の音を減衰する室をレゾネータ室および拡張室とし、高周波数領域の音を低減する室を拡張室とすることで、マフラー容量を大きくせずに、幅広い領域の音を減衰することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the chamber for attenuating sound in the low frequency region is a resonator chamber, the chamber for attenuating sound in the middle frequency region is a resonator chamber and an expansion chamber, and the chamber is for reducing sound in the high frequency region. By using as an expansion room, it is possible to attenuate sound in a wide range without increasing the capacity of the muffler.
請求項5に記載の発明によると、第2室内の出口パイプに曲部を形成することで、出口パイプをロングチューブとして用いることができ、低周波数領域の音、および中周波数領域の音を減衰することができる。
According to the invention described in
請求項6に記載の発明によると、出口パイプの開口部の中心をケースの開口部の中心からオフセットして形成することで、高周波数領域の音を低減することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the sound in the high frequency region can be reduced by forming the center of the opening of the outlet pipe offset from the center of the opening of the case.
本発明の第1実施形態の構成について図1を用いて説明する。図1は、第1実施形態のマフラー(消音器)1の概略構成図である。本実施形態ではエンジンから排出される排気ガスの音を消音するマフラーについて説明するが、これに限られることはなく、その他の機器などによって発生する音を消音する消音器に用いることができる。 The configuration of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a muffler (silencer) 1 according to the first embodiment. In the present embodiment, a muffler that muffles the sound of exhaust gas discharged from the engine will be described. However, the present invention is not limited to this, and the muffler can be used for a muffler that mutes sound generated by other devices.
マフラー1は、マフラーシェル10と、エンドプレート11a、11bと、バッフル3と、入口パイプ4と、出口パイプ5と、切替部(切替手段)6とを備える。
The muffler 1 includes a
マフラー1は、バッフル3によって2つの室に仕切られている。エンジンから排出される排出ガスが流入する室を第1室12とし、もう一方の室を第2室13とする。エンドプレート11a、11bは、マフラーシェル10の端部に設けられる。
The muffler 1 is divided into two chambers by a baffle 3. A chamber into which exhaust gas discharged from the engine flows is referred to as a
バッフル3は、第1孔15を備え、第1孔15を覆うように切替部6が取り付けられている。バッフル3に切替部6を取り付けることで、バッフル3の剛性を上げることができ、振動を抑制することができ、マフラーシェル10およびエンドプレート11a、11bからの放射音の発生を抑制することができる。
The baffle 3 includes a
入口パイプ4は、エンジンと連通する第1開口部16と、第1室12内に設けた第2開口部17とを備える。入口パイプ4は、第2室13を形成するエンドプレート11a、およびバッフル3を貫通して設けられる。入口パイプ4は、エンジンから排出された排気ガスを第1室12へ流入させる。
The
出口パイプ5は、第2室13内に設けられた第3開口部18と、マフラー1の外部に設けられた第4開口部19と、第2室13内で略U字状の曲部20と、第1室12内に位置し、第1室12と出口パイプ5内の空間とを連通する複数の第2孔21を備える。出口パイプ5は、バッフル3、および第1室12を形成するエンドプレート11bを貫通して設けられる。第3開口部18は、出口パイプ5の本体から端部にかけて拡径して設けられる。第3開口部18を出口パイプ5の本体から端部にかけて拡径させることで、縮流損失および気流騒音を低減することができる。出口パイプ5は、マフラー1から外部へ排気ガスを排出する。
The
出口パイプ5に略U字状の曲部20を設けることで、出口パイプ5はロングチューブとしての役割を果たすが、略U字状に限られることはなく、その他の形状としても良い。またロングチューブとしての機能を必要としない場合には、曲部20を設けなくても良い。
Although the
切替部6について、図2を用いて説明する。図2は切替部6の概略図である。図2(a)は、切替部6の断面概略図である。図2(b)は図2(a)のA−A断面の概略図である。切替部6は、制御バルブ30と、ケース31と、付勢部(開度制御手段)32とを備える。切替部6は、第1室12に流入する排気ガスの流量に応じて第2室13を、低周波数領域の音を減衰させる室、中周波数領域の音を減衰させる室、又は高周波数領域の音を減衰させる室に切り替える。これにより、マフラー容量を大きくすることなく、消音性能を向上させ、圧力損失を低減することができる。
The
制御バルブ30は、ヒンジ機構部33によって回動可能に支持されており、バッフル3の第1孔15を開閉自在となるように設けられる。制御バルブ30は、例えばコイルバネなどの付勢部32によってバッフル3の第1孔15を閉じる方向に付勢されており、付勢部32の付勢力と第1室12の圧力との差に応じてバッフル3の第1孔15を開閉し、排気ガスの流れを制御する。
The
ケース31は、筒状に形成される。ケース31は、制御バルブ30の周囲を覆っており、ケース31の一方の第5開口部34が第2室13側のバッフル3に当接し、バッフル3に取り付けられている。つまり、ケース31は、バッフル3から第2室13内へ突出するように設けられる。ケース31のもう一方の第6開口部35は第2室13内に設けられる。
The
ケース31は、バッフル3近傍に複数の第3孔36を備える。ケース31に設けた第3孔36は、制御バルブ30がバッフル3の第1孔15を閉塞している第1位置から第1所定開度(第1変位量)変位した位置である第2位置まで回動した場合に、第1室12と第2室13とを連通する。なお、孔の形状は、丸孔、楕円、四角、スリットなどの様々な形状とすることができる。図2(a)においては、制御バルブ30が第2位置よりもさらに第2室13側へ回動し、制御バルブ30が第3孔36よりも第2室13側に位置した状態を一点鎖線で示す。
The
ケース31の一部は、制御バルブ30の形状に合わせて設けられ、制御バルブ30が第1位置から第2位置まで回動した場合に、制御バルブ30とケース31との間に隙間が生じない形状、または生じる隙間が小さい形状とする。ケース31の一部は、第2室13へ突出するにつれて、突出方向に対して垂直な方向における断面の開口面積が小さくなる。これにより、第1室12内の圧力上昇により制御バルブ30を開き易くするとともに、気流乱れを少なくすることができる。
A part of the
なお、制御バルブ30が開き易く、気流乱れが少ない場合には、ケース31が第2室13へ突出する長さを短くすることができる。
In addition, when the
ケース31と制御バルブ30との隙間が生じない形状、または隙間が小さい形状とすることで、ケース31と制御バルブ30との隙間から排気ガスが第2室13へ流入することを抑制し、第2室13がレゾネータ室として作用する場合に、効率良く消音することができる。
By adopting a shape that does not cause a gap between the
なお、ケース31と制御バルブ30との間に隙間が生じる場合には、制御バルブ30が第2位置まで回動すると制御バルブ30とケース31との間に生じた隙間から排気ガスが第2室13へ流入する。しかし、この隙間から第2室13へ流入する排気ガスの流量は微量である。そのため、第2室13の消音性能に与える影響は小さい。
When a gap is generated between the
また、制御バルブ30が第1位置から第2所定開度(第2変位量)変位した位置である第3位置まで回動した場合に、ケース31と制御バルブ30との間に連通口37が生じるようにケース31は形成される。ケース31と制御バルブ30との間に連通口37が生じると、排気ガスは主に連通口37を通って第1室12から第2室13へ流れる。第2所定開度は第1所定開度よりも大きい開度である。図2(b)においては、制御バルブ30が第3位置よりもさらに第2室側へ回動した状態を二点差線で示す。連通口37の大きさ(面積)は、制御バルブ30の開度により変化する。
Further, when the
なお、ケース31と出口パイプ5とは、ケース31が第2室13へ突出する方向から見た場合に、ケース31の第6開口部35の中心と出口パイプ5の第3開口部18の中心とが離れた位置に設けることが望ましい。つまり、ケース31の第6開口部35の中心は出口パイプ5の第3開口部18の中心からオフセットしていることが望ましい。これにより、制御バルブ30が開いて第2室13が拡張室として機能する場合に、切替部6を通った排気ガスが十分に拡張せずに出口パイプ5へ流入することを抑制することができる。
The
次に本発明の実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.
エンジンから排気ガスが排出されない場合には、第1室12内には排気ガスは流入しない。このとき、制御バルブ30は付勢部32の付勢力によって第1位置となり、バッフル3の第1孔15を閉塞している。
When exhaust gas is not discharged from the engine, the exhaust gas does not flow into the
エンジンから排気ガスが排出されると、第1室12に排気ガスが流入する。第1室12へ流入する排気ガスの流量が少ない場合には、第1室12に流入した排気ガスは、出口パイプ5に設けた第2孔21からマフラー1の外部へ排出される。出口パイプ5に設けた第2孔21から排出可能な排気ガスの流量に対して、第1室12へ流入する排気ガスの流量が少ない場合には、第1室12の圧力はさほど高くならない。そのため制御バルブ30においては、付勢部32の付勢力が第1室12の圧力によって制御バルブ30に作用する力に勝り、制御バルブ30は第1位置に保たれ、バッフル3の第1孔15は閉塞されている。
When exhaust gas is discharged from the engine, the exhaust gas flows into the
この状態では、第2室13は出口パイプ5の第2孔21を介して第1室12と連通しており、出口パイプ5を介して音が第2室13へ伝播する。第2室13はレゾネータ室として作用し、出口パイプ5の第2孔21から第3開口部18までのパイプのコンダクティビティ、つまり出口パイプ5の第2孔21から第3開口部18までの長さにより減衰周波数は決まる。本実施形態では、第2室13の容量などに応じて、出口パイプ5の第2孔21から第3開口部18までのパイプの長さなどを設定することで、制御バルブ30が第1位置にある場合には、第2室13は低周波数領域の音を減衰させるレゾネータ室として作用する。
In this state, the
第1室12へ流入する排気ガスの流量が多くなると、出口パイプ5の第2孔21から排出可能な排気ガスの流量よりも第1室12へ流入する排気ガスの流量が多くなり、第1室12の圧力は上昇する。そして、制御バルブ30を付勢する付勢部32の力よりも第1室12の圧力によって制御バルブ30に作用する力が大きくなると、制御バルブ30は第2室13側へ回動する。制御バルブ30が回動し、制御バルブ30が第2位置となると、第2室13はケース31の第3孔36を介して第1室12と連通し、ケース31の第3孔36を通って第1室12から第2室13へ排気ガスが流入する。
When the flow rate of the exhaust gas flowing into the
この状態では、第2室13はレゾネータ室および拡張室として作用する。第2室13は出口パイプ5のコンダクティビティとケース31の第3孔36のコンダクティビティとが合わさった減衰特性を有する。第2室13では、制御バルブ30が第1位置にある場合と比較して、第1位置で減衰可能な周波数領域の音よりも高い中周波数領域の音が減衰される。
In this state, the
制御バルブ30が第1位置および第2位置にある場合には、音は出口パイプ5の第2孔21から第2室13へ伝播する。第2室13内に出口パイプ5の曲部20を設けることで、出口パイプ5はロングチューブとして作用する。そのため、マフラー1全体の長さを短くした場合にも、低周波数領域から中周波数領域の音を減衰することができる。
When the
なお、出口パイプ5をロングチューブとすると、ロングチューブの共振が吐出音の次数成分である周波数に現れることがあるが、出口パイプ5に第2孔21を設けることで、共振周波数が現れることを抑制することができる。
If the
第1室12へ流入するガスがさらに多くなると、出口パイプ5の第2孔21とケース31の第3孔36とから排出可能な排気ガスの流量よりも、第1室12へ流入するガスの流量が大きくなり、第1室12の圧力がさらに上昇する。そして、制御バルブ30は第2室13側へさらに回動し、第3位置となる。
When the gas flowing into the
制御バルブ30が第3位置となると、制御バルブ30とケース31との間に連通口37が生じ、排出ガスは主に連通口37を介して第1室12から第2室13へ流入する。第1室12から流出する排気ガスの流れは、出口パイプ5の第2孔21から流出する流れよりも、第1室12から切替部6を通って第2室13へ流出する流れが支配的となり、第2室13は拡張室として作用する。第2室13は、制御バルブ30が第2位置にある場合と比較して、第2位置で減衰可能な周波数領域よりも高い高周波数領域の音を減衰させる。
When the
ここで、本実施形態を用いない場合と本実施形態を用いた場合とにおける吐出音および圧力損失について図3を用いて説明する。本実施形態を用いない場合の例としては、制御バルブの開度を排気ガスの流量に応じて切り替えず、ON−OFF(開閉)による切り替えを行ったものである。図3においては、本実施形態のマフラー1を用いた場合には実線で示し、本実施形態のマフラー1を用いない場合には破線で示す。図3(a)はエンジン回転速度と吐出音との関係を示した図である。また、図3(b)はエンジン回転速度と圧力損失との関係を示した図である。なお、図3(b)においては、a点において制御バルブ30は第2位置となり、ケース31の第3孔36によって第1室12と第2室13とが連通する。また、b点において制御バルブ30は第3位置となり、制御バルブ30とケース31との間に連通口37が生じ、第1室12と第2室13とが連通口37を介して連通する。
Here, discharge sound and pressure loss when the present embodiment is not used and when the present embodiment is used will be described with reference to FIG. As an example of the case where this embodiment is not used, the opening of the control valve is not switched according to the flow rate of the exhaust gas, but is switched by ON-OFF (opening / closing). In FIG. 3, when the muffler 1 of this embodiment is used, it shows with a continuous line, and when not using the muffler 1 of this embodiment, it shows with a broken line. FIG. 3A is a diagram showing the relationship between the engine rotation speed and the discharge sound. FIG. 3B shows the relationship between the engine speed and the pressure loss. In FIG. 3B, the
本実施形態のマフラー1を用いると、エンジン回転速度が小さい低周波数領域(図3中、A領域)、または中程度の中周波数領域(図3中、B領域)においては、本実施形態のマフラー1を用いない場合に対して、吐出音が低減されている。また、エンジン回転速度が大きい高周波数領域(図3中、C領域)においては、圧力損失が低減されている。 When the muffler 1 of the present embodiment is used, the muffler of the present embodiment is used in a low frequency region (A region in FIG. 3) where the engine speed is low or an intermediate frequency region (B region in FIG. 3). The discharge sound is reduced as compared with the case where 1 is not used. Further, pressure loss is reduced in a high frequency region (C region in FIG. 3) where the engine speed is high.
本発明の実施形態の効果について説明する。 The effect of the embodiment of the present invention will be described.
マフラー1を第1室12と第2室13とに仕切るバッフル3に切替部6を設け、エンジンから排出される排気ガスの流量に応じて、第2室13をレゾネータ室、レゾネータ室および拡張室、または拡張室の3つの機能を発揮させるように切り替える。これにより、第2室13で幅広い周波数領域の消音を行うことができ、マフラー容量を小型化することができる。また、特に高周波数領域において、排気ガスの拡張、縮流回数を少なくすることができ、圧力損失を低減することができる。
A
バッフル3に切替部6を設けることで、マフラー1の構造をシンプルにすることができる。また、バッフル3の剛性を上げることができ、バッフル3の振動を抑制することができる。そのため、マフラー1から発生する放射音を抑制することができる。1枚のバッフル3に切替部6を取り付けることで、マフラー1の重量を小さくすることができ、またコストを削減することができる。また、製造工程を少なくすることができる。
By providing the
切替部6を比較的広い面積を有するバッフル3に取り付けることで設計の自由度が良くなり、例えば大きい切替部6をマフラー1に用いることができ、高周波数領域での圧力損失を小さくすることができる。
By attaching the
制御バルブ30の開度を排気ガスの流量に応じて制御し、排気ガスの流量が少ない場合には、バッフル3の第1孔15を制御バルブ30によって閉塞することで、第2室13をレゾネータ室として作用させて、低周波数領域の音を減衰することができる。また、排気ガスの流量が多くなると、制御バルブ30を第2位置まで回動させることで、ケース31の第3孔36によって第1室12と第2室13とを連通させ、第2室13をレゾネータ室および拡張室として作用させて、中周波数領域の音を減衰することができる。さらに、排気ガスの流量が多くなると、制御バルブ30を第3位置まで回動させることで、制御バルブ30とケース31との間に連通口37を形成することで、第2室13を拡張室として作用させて、高周波数領域の音を減衰することができる。
The opening degree of the
バッフル3に切替部6を取り付けることで、制御バルブ30の面積、つまりバッフル3の第1孔15を大きくすることができ、例えば付勢部32にコイルバネを用いた場合にはバネ定数を小さくせずに、バッフル3の第1孔15を通る排気ガスの流量を制御することができる。そのため、排気ガスの脈動により生じる制御バルブ30の振動を抑制し、音の発生を抑制することができる。
By attaching the
付勢部32によって制御バルブ30をバッフル3の第1孔15を閉じる方向に付勢し、第1室12内の排気ガスの圧力、つまり第1室12に流入する排気ガスの圧力に応じて、制御バルブ30を第2室13へ回動させる。これにより、アクチュエータを用いずに制御バルブ30を回動させ、または所定の位置に保持することができ、コストを削減することができる。
The urging
バッフル3に取り付けたケース31を第2室13へ突出するにつれて、突出方向に垂直な方向の断面の開口面積を小さくすることで、付勢部32による付勢力を小さくすることなく、制御バルブ30を第2室13側へ容易に回動することができる。また、気流乱れを抑制することができる。
As the
第2室13内に出口パイプ5の曲部20を設けることによって、出口パイプ5をロングチューブとして用いることができ、低周波数領域の音、および中周波数領域の音を減衰させることができる。
By providing the
出口パイプ5の第3開口部18の中心がケース31の第6開口部35の中心からオフセットして設けられることで、第2室13を拡張室して作用させる場合に、十分に拡張せずに排気ガスが出口パイプ5から排出されることを抑制することができる。
The center of the
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and improvements that can be made within the scope of the technical idea.
1 マフラー
3 バッフル
4 入口パイプ
5 出口パイプ
6 切替部(切替手段)
12 第1室
13 第2室
15 第1孔
18 第3開口部
20 曲部
21 第2孔
30 制御バルブ
31 ケース
32 付勢部(開度制御手段)
36 第3孔
37 連通口
1 Muffler 3
12
36
Claims (6)
前記マフラー(1)の内部空間を第1室(12)と第2室(13)とに仕切り、前記第1室(12)と前記第2室(13)とを連通する第1孔(15)を有するバッフル(3)と、
前記第1室(12)に排ガスを流入する入口パイプ(4)と、
前記第2室(13)に設けた開口部(18)と前記第1室(12)に連通する第2孔(21)とを有し、前記マフラー(1)から前記排ガスを排出する出口パイプ(5)と、
前記バッフル(3)に設けられ、前記第1室(12)に流入する排ガス量に応じて前記第1孔(15)の開度を制御し、前記第2室(13)を低周波数領域の音を減衰させる室、中周波数領域の音を減衰させる室、又は高周波数領域の音を減衰させる室に切り替える切替手段(6)と、を備え、
前記切替手段(6)は、
回動可能に支持され、前記第2室(13)側へ変位することで前記第1孔(15)の開度を制御可能な制御バルブ(30)と、
前記第1室(12)に流入する排ガス量に応じて、前記制御バルブ(30)を前記第2室(13)側へ変位させる開度制御手段(32)と、
前記制御バルブ(30)の周囲に設けられ、前記バッフル(3)から前記第2室(13)へ突出し、少なくとも一部は、前記第2室(13)側へ突出するにつれて、突出方向に垂直な断面の開口面積が小さくなる筒状のケース(31)とを備えることを特徴とする消音器。 A tubular muffler (1);
The inner space of the muffler (1) is divided into a first chamber (12) and a second chamber (13), and a first hole (15) communicating the first chamber (12) and the second chamber (13). Baffle (3) having
An inlet pipe (4) for flowing exhaust gas into the first chamber (12);
An outlet pipe having an opening (18) provided in the second chamber (13) and a second hole (21) communicating with the first chamber (12) and discharging the exhaust gas from the muffler (1) (5) and
The opening of the first hole (15) is controlled according to the amount of exhaust gas that is provided in the baffle (3) and flows into the first chamber (12), and the second chamber (13) is placed in a low frequency region. Switching means (6) for switching to a room for attenuating sound, a room for attenuating sound in the middle frequency range, or a room for attenuating sound in the high frequency range , and
The switching means (6)
A control valve (30) that is rotatably supported and capable of controlling the opening degree of the first hole (15) by being displaced toward the second chamber (13);
Opening degree control means (32) for displacing the control valve (30) toward the second chamber (13) according to the amount of exhaust gas flowing into the first chamber (12);
Provided around the control valve (30), protrudes from the baffle (3) to the second chamber (13), and at least a part thereof is perpendicular to the protruding direction as it protrudes toward the second chamber (13). muffler, wherein Rukoto opening area of a cross section and a small becomes cylindrical case (31).
前記第1孔(15)を前記制御バルブ(30)で閉塞することによって、前記第2室(13)を前記低周波数領域の音を減衰させる室とし、
前記第3孔(36)によって前記第1室(12)と前記第2室(13)とを連通させることで、前記第2室(13)を前記中周波数領域の音を減衰させる室とすることを特徴とする請求項1に記載の消音器。 Said switching means (6) is provided before Symbol casing (31), said control valve (30) is the first chamber when the first displacement amount displaced into the second chamber (13) side (12) A third hole (36 ) communicating with the second chamber (13);
By closing the first hole (15) with the control valve (30), the second chamber (13) is a chamber for attenuating sound in the low frequency region,
By connecting the first chamber (12) and the second chamber (13) through the third hole (36), the second chamber (13) is a chamber for attenuating the sound in the middle frequency range. The muffler according to claim 1.
前記切替手段(6)は、前記制御バルブ(30)が前記第2変位量変位した場合に、前記第2室(13)を前記高周波数領域の音を減衰させる室とすることを特徴とする請求項2に記載の消音器。 When the case (31) is displaced by a second displacement amount, which is a position where the control valve (30) is displaced toward the second chamber (13) with respect to the first displacement amount, the case (31) A communication port (37) for communicating the first chamber (12) and the second chamber (13) is formed between the control valve (30),
The switching means (6) is characterized in that when the control valve (30) is displaced by the second displacement amount, the second chamber (13) is a chamber for attenuating sound in the high frequency region. The silencer according to claim 2.
前記中周波数領域の音を減衰させる室は、レゾネータ室および拡張室であり、 The chamber for attenuating the sound in the middle frequency range is a resonator chamber and an expansion chamber,
前記高周波数領域の音を減衰させる室は、拡張室であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の消音器。 The silencer according to any one of claims 1 to 3, wherein the chamber for attenuating sound in the high frequency region is an expansion chamber.
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