排気系の消音装置
【課題】 広い周波数領域にわたって効率的に排気騒音を低減する。
【解決手段】 マフラのシェル１０の側壁１２に開口１３を設け、振動吸収板３４と制御駆動部３６とをフレーム３２に支持した振動制御ユニット３０を上記開口にその振動吸収板を排気の流入空間である第１室２に向けて取り付ける。振動制御ユニットは制御室３８により囲まれている。制御駆動部３６は制御装置４０からの信号により振動吸収板の振動に対する抵抗特性を制御する。これにより振動吸収板が排気脈動と共振して消音する。抵抗特性の制御により共振点を変化させ、広い周波数領域で消音できる。振動吸収板の共振により発生する音は制御室に囲まれているため、外部へ出力されない。
【解決手段】 マフラのシェル１０の側壁１２に開口１３を設け、振動吸収板３４と制御駆動部３６とをフレーム３２に支持した振動制御ユニット３０を上記開口にその振動吸収板を排気の流入空間である第１室２に向けて取り付ける。振動制御ユニットは制御室３８により囲まれている。制御駆動部３６は制御装置４０からの信号により振動吸収板の振動に対する抵抗特性を制御する。これにより振動吸収板が排気脈動と共振して消音する。抵抗特性の制御により共振点を変化させ、広い周波数領域で消音できる。振動吸収板の共振により発生する音は制御室に囲まれているため、外部へ出力されない。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の排気系に用いられる消音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の排気系には排気管途中にマフラが設けられて排気騒音を低減するようになっているが、さらにその騒音低減効果を向上させるため種々の消音装置に関する提案が行われている。このような従来の消音装置として、本出願人は先に実開平４−１０５９１７号公報に開示されたようなものを提案している。
【０００３】この装置では、マフラの側壁に可動部を設け、車体とその可動部の間に弾性体を配置してマフラを通過する脈動音波と逆位相の音圧を発生させて、消音を行うようにしている。すなわち、エンジン振動によって排気系全体が振動する際の変位に対して、共振による逆変位を与えて脈動音波による騒音を抑えるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記装置では所定の脈動騒音は抑制することができるが、その効果はあらかじめ設定された共振点近傍の周波数領域に限定される。したがって、車種、エンジン機種、あるいは排気系の搭載態様が異なると騒音の周波数領域も変化するから、それぞれに応じて共振点を変える必要がある。
【０００５】この対策として、特性の異なる弾性体を選択すればその共振点を変えることができるが、そのためには多種類の弾性体を準備しておかなければならない。しかもその場合主な騒音に対して最適な弾性体を選択したとしても、結局それは特定範囲での消音に止まるので、例えば常時変化するエンジン回転に伴う広い範囲での排気の騒音を低減することは困難であった。
【０００６】したがって、本発明は、多数の部品を準備する必要なしに広い範囲にわたって効率的に排気騒音を低減することのできる排気系の消音装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載の本発明は、エンジンの排気系に設けられたマフラの外壁または内部空間を区画する隔壁に開口が設けられ、振動吸収板と該振動吸収板の振動に対する抵抗特性を制御する制御駆動部とを備える振動制御ユニットが上記開口にその振動吸収板を排気の流入空間に向けて取り付けられ、振動制御ユニットが制御室により囲まれていることを特徴とするものとした。
【０００８】振動吸収板が排気脈動と共振して消音する。この際、制御駆動部が振動吸収板の振動に対する抵抗特性を制御することにより共振点を変化させることができ、広い周波数領域で消音される。振動吸収板の共振により発生する音は振動制御ユニットが制御室により囲まれているため、外部へ出力されない。
【０００９】上記の制御室は、マフラの外壁の外側に設けられた室とすることができ、あるいは隔壁で区画されたマフラの内部の室とすることができる。また、２組の振動制御ユニットを用いて、これらを排気の流入空間を挟んで振動吸収板を互いに対向させて配置することができる。
【００１０】そして、制御駆動部はコイルと磁性体を備え、外部の制御部からの制御信号によってその電磁吸引力を制御して振動吸収板の振動に対する抵抗特性を変化させるのが好ましい。
【００１１】請求項５記載の発明は、振動制御ユニットをマフラに設ける代わりに、エンジンの排気系に設けられた排気管に分岐管を介してケーシングを接続し、ケーシング内部を振動制御ユニットにより分岐管に連通する室と分岐管から遮断された室とに２分して、振動制御ユニットはその振動吸収板を分岐管に連通する室に向けて配置するものとした。これによっても、請求項１の発明と同様に、広い周波数領域で排気の騒音が消音されるとともに、排気管途中に介挿するので、設置スペースを確保するのが容易である
【００１２】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を実施例により説明する。図１は第１の実施例を示すマフラの断面図である。マフラ１はシェル１０の内部に隔壁１８、２０が設けられて中央の第１室２、およびその両側の第２室３、第３室４に区画されている。排気流入管２２がシェル１０の一端側の端壁１４から隔壁１８を貫通して第１室２に開口し、また、第２室３に開口した排気流出管２５が隔壁２０を貫通してシェル１０の他端の端壁１６から外部へ延びている。さらに、第２室３と第３室４を連通する連通管２３が隔壁１８、２０にわたって設けられ、また、第１室２と第３室４を連通する連通管２４が隔壁２０に設けられている。
【００１３】排気流入管２２、排気流出管２５および連通管２３には各管が延びる各室に臨んで多数の小孔２７、２８、２９が設けられ、通過抵抗によって排気のエネルギーを低減するようになっている。またこの例では第３室４がヘルムホルツ型共鳴室を形成している。なお、この共鳴室を含みマフラ１の全体構造は特定の周波数領域を対象として消音効果が得られるようチューニングを行いながら設計される。
【００１４】シェル１０の側壁１２には、開口１３が設けられ、この開口部に振動制御ユニット３０が設置されている。振動制御ユニット３０は、開口１３の縁部に結合されるフレーム３２を備え、このフレーム３２に耐熱性金属板、例えばＪＩＳ−ＳＵＳ４３０やＳＵＳ３０４（ステンレス）等の箔材から形成された振動吸収板３４がその周縁で支持されている。
【００１５】振動吸収板３４は波形コーン形状で、その中心部がコイルと磁性体からなる制御駆動部３６に接続されている。この制御駆動部３６もフレーム３２に固定支持されている。これら、振動吸収板３４、制御駆動部３６およびフレーム３２からなる振動制御ユニット３０は全体として音響機器におけるスピーカの形態をなしている。
【００１６】なお、振動吸収板の形状は、波形コーン形状のほか、図２の（ａ）に符号３４Ａで示す平滑コーン形状、（ｂ）に３４Ｂで示すコンベックス形状、（ｃ）に３４Ｃで示すホーン形状、（ｄ）に３４Ｄで示す逆ホーン形状、（ｅ）に３４Ｅで示す波形ストレート形状、（ｆ）に３４Ｆで示す平板状など、適宜の断面形状を選択可能である。
【００１７】シェル１０の側壁１２外方には、開口１３まわりに制御室３８が設けられ、振動制御ユニット３０を囲んでいる。なお、図１においては、振動制御ユニット３０のフレーム３２が密閉型でシェル１０内部と制御室３８の空間とを遮断しているが、シェル内部と制御室空間とが遮断される限りにおいてフレーム３２の振動吸収板３４より制御室空間側は一部開放されていてもよい。
【００１８】振動制御ユニット３０はその制御駆動部３６が配線４２によってマフラ外部に設置された制御装置４０に接続され、制御信号を受けるようになっている。制御駆動部３６は制御信号によってその電磁吸引力を変化させ、接続された振動吸収板３４の振動に対する抵抗特性を変化させる。
【００１９】本実施例は以上のように構成され、制御信号によって振動吸収板３４の振動特性を変化させることができるようになっているので、広い周波数範囲にわたって振動吸収板３４の共振点を変化させることができる。これにより、例えば排気脈動による騒音に対しては共振点が当該脈動の振動数付近となるように振動制御ユニット３０の制御駆動部３６を駆動して振動吸収板３４の振動に対する抵抗を制御することにより、車種、エンジン機種、あるいは排気系の搭載態様が異なっても容易にその騒音を低減することができる。
【００２０】実験解析によれば、制御室３８の空間が共鳴室、振動吸収板３４が共鳴室の首（コンダクティビティ）として作用している。通常のヘルムホルツ型共鳴室は相当の容積、とくに低周波の減衰のためには大きな容積を要し、またチューニングによる効果があってもそれは特定周波数領域に限定されるが、本実施例によれば小型に形成されて、しかも制御装置による電気的な制御で広い周波数領域について排気騒音を消音できるという効果が得られる。
【００２１】振動制御ユニット３０の作動に際しては振動吸収板３４が共振により振動するが、振動制御ユニット３０は制御室３８により囲まれているので、振動吸収板３４が可聴周波数の音を発生する場合があっても外部へは放出されない。
【００２２】図３、図４は、振動制御ユニット装着の変形例を示す。図３のマフラ５０は、シェル６０内部が隔壁６８により第１室５２と第２室５４に区画され、排気流入管２２がシェルの端壁６４から第２室５４を貫通して第１室５２に開口し、他方の端壁６６から排気流出管２５が延びている。そして、隔壁６８に排気流入管２２の開口と並んで開口６９が設けられ、この開口６９に振動制御ユニット３０が取り付けられている。ここでは、第２室５４が振動制御ユニット３０を囲む制御室となっている。これによっても、排気流入管２２から第１室５２へ流入する排気の脈動と振動吸収板３４が共振して消音がなされる。
【００２３】図４は２つの振動制御ユニット３０Ａ、３０Ｂを設けたものである。（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ部横断面を示す。 シェル８０の一方の端壁８４の中央に排気流入管２２が取り付けられ、他方の端壁８６に排気流出管２５が取り付けられたマフラ７０において、排気流入管２２の軸線Ｓを挟んで対称に隔壁８８、９０が設けられ、排気の流れ方向に並列に中央の第１室７２とその両側の第２室７３、第３室７４が区画されている。
【００２４】隔壁８８、９０にはそれぞれ対向する開口８９、９１が形成され、第２、第３室７３、７４に位置させてこれらの開口部に振動制御ユニット３０Ａ、３０Ｂが対向して設置される。第２室７３および第３室７４がそれぞれ振動制御ユニットを囲む制御室となっている。振動制御ユニット３０Ａおよび３０Ｂはそれぞれ前述の振動制御ユニット３０と同構成である。この変形例では、広い周波数領域での消音機能を有する２つの共鳴室を備えたと同様の効果を有する。
【００２５】なお、図１の実施例では制御室３８をシェル１０に対する付加的な室としたが、変形例におけるようにシェル内に区画された空間として制御室を構成することができる。同様に、図３、図４に示した変形例における制御室は逆にシェルの外側に付加した室として構成してもよい。
【００２６】つぎに、第２の実施例について説明する。これは、排気系の排気管途中に、振動制御ユニットを備える振動吸収装置を設けたものである。図５に示すように、プリマフラ１０１から延びる排気管１０２とメインマフラ１０３の排気流入管１０４との間に、振動吸収装置１１０が介挿されている。なお、プリマフラ１０１はさらに図示しない排気管を介してエンジンの排気マニホルドに接続され、その途中には必要に応じて触媒コンバータやフレキシブルチューブなどが介挿される。
【００２７】振動吸収装置１１０は、排気管１０２と排気流入管１０４を結ぶ通流管１１２と通流管から分岐した分岐管１１４を備え、分岐管１１４の先端はケーシング１１６に開口接続している。ケーシング１１６内には振動制御ユニット３０がその振動吸収板３４を分岐管１１４の開口１１８に向けて設置されている。振動制御ユニット３０は前実施例で説明したものと同一である。振動吸収装置１１０は、ケーシング１１６内を分岐管１１４に連通する第１室１１９と分岐管１１４から遮断された制御室１２０の２室に区画している。
【００２８】振動吸収装置１１０は通流管１１２の両端に設けられた取付フランジ１２１、１２２によって排気管１０２およびメインマフラ１０３の排気流入管１０４に結合される。そして、振動制御ユニット３０は振動吸収装置の外部に設置された制御装置４０に接続され、制御信号を受けるようになっている。制御駆動部３６は制御信号によってその電磁吸引力を変化させ、接続された振動吸収板３４の振動に対する抵抗特性を変化させる。
【００２９】本実施例は以上のように構成され、前実施例と同様に、制御信号によって振動吸収板３４の振動特性を変化させることができるようになっているので、広い周波数範囲にわたって振動吸収板の共振点を変化させ、消音することができる。そして、振動制御ユニット３０を含む振動吸収装置１１０を排気管途中に介挿するので、すでに相当の容積をもつプリマフラやメインマフラに振動制御ユニットを設けてさらに大きくする場合に比較して、設置スペースを確保するのが容易であるというメリットがある。さらに、振動制御ユニットが分岐管により排気の流れから離れた部位に設置されているので、その振動吸収板や制御駆動部の電気回路等への熱の影響が低減される。
【００３０】
【発明の効果】以上のとおり、本発明はマフラの外壁または隔壁に開口を設け、振動吸収板とその振動に対する抵抗特性を制御する制御駆動部とを備える振動制御ユニットをその振動吸収板を排気の流入空間に向けて上記開口に取り付け、振動制御ユニットを制御室により囲んだものとしたので、抵抗特性を制御して振動吸収板の共振点を変化させることにより広い周波数領域で排気騒音を消音できるという効果を有する。しかも、通常のヘルムホルツ型共鳴室に対して小型に形成できる。
【００３１】また、振動制御ユニットをマフラに設ける代わりに、エンジンの排気系に設けられた排気管に分岐管を介してケーシングを接続し、ケーシング内部を振動制御ユニットにより分岐管に連通する室と分岐管から遮断された室とに２分して、振動制御ユニットの振動吸収板を分岐管に連通する室に向けて配置するものとすることにより、同じ効果が得られるとともに、設置スペースの確保がより容易となる。また、振動制御ユニットが分岐管により排気の流れから離れた部位に設置されるから、その振動吸収板や制御駆動部の電気回路等への熱の影響が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すマフラの断面図である。
【図２】振動吸収板の形状例を示す図である。
【図３】振動制御ユニット装着の変形例を示す図である。
【図４】振動制御ユニット装着の変形例を示す図である。
【図５】第２の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１、５０、７０ マフラ
２、５２、７２ 第１室（排気の流入空間）
１１９ 第１室
３、５４、７３ 第２室
４、７４ 第３室
１０、６０、８０ シェル
１２ 側壁（外壁）
１３、６９、８９、９１、１１８ 開口
１４、１６、６４、６６、８４、８６ 端壁
１８、２０、６８、８８、９０ 隔壁
２２ 排気流入管
２３、２４ 連通管
２５ 排気流出管
２７、２８、２９ 小孔
３０、３０Ａ、３０Ｂ 振動制御ユニット
３２ フレーム
３４ 振動吸収板
３６ 制御駆動部
３８、１２０ 制御室
４０ 制御装置
４２ 配線
１０１ プリマフラ
１０２ 排気管
１０３ メインマフラ
１０４ 排気流入管
１１０ 振動吸収装置
１１２ 通流管
１１４ 分岐管
１１６ ケーシング
１１９、１２０
１２１、１２２ 取付フランジ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の排気系に用いられる消音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の排気系には排気管途中にマフラが設けられて排気騒音を低減するようになっているが、さらにその騒音低減効果を向上させるため種々の消音装置に関する提案が行われている。このような従来の消音装置として、本出願人は先に実開平４−１０５９１７号公報に開示されたようなものを提案している。
【０００３】この装置では、マフラの側壁に可動部を設け、車体とその可動部の間に弾性体を配置してマフラを通過する脈動音波と逆位相の音圧を発生させて、消音を行うようにしている。すなわち、エンジン振動によって排気系全体が振動する際の変位に対して、共振による逆変位を与えて脈動音波による騒音を抑えるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記装置では所定の脈動騒音は抑制することができるが、その効果はあらかじめ設定された共振点近傍の周波数領域に限定される。したがって、車種、エンジン機種、あるいは排気系の搭載態様が異なると騒音の周波数領域も変化するから、それぞれに応じて共振点を変える必要がある。
【０００５】この対策として、特性の異なる弾性体を選択すればその共振点を変えることができるが、そのためには多種類の弾性体を準備しておかなければならない。しかもその場合主な騒音に対して最適な弾性体を選択したとしても、結局それは特定範囲での消音に止まるので、例えば常時変化するエンジン回転に伴う広い範囲での排気の騒音を低減することは困難であった。
【０００６】したがって、本発明は、多数の部品を準備する必要なしに広い範囲にわたって効率的に排気騒音を低減することのできる排気系の消音装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載の本発明は、エンジンの排気系に設けられたマフラの外壁または内部空間を区画する隔壁に開口が設けられ、振動吸収板と該振動吸収板の振動に対する抵抗特性を制御する制御駆動部とを備える振動制御ユニットが上記開口にその振動吸収板を排気の流入空間に向けて取り付けられ、振動制御ユニットが制御室により囲まれていることを特徴とするものとした。
【０００８】振動吸収板が排気脈動と共振して消音する。この際、制御駆動部が振動吸収板の振動に対する抵抗特性を制御することにより共振点を変化させることができ、広い周波数領域で消音される。振動吸収板の共振により発生する音は振動制御ユニットが制御室により囲まれているため、外部へ出力されない。
【０００９】上記の制御室は、マフラの外壁の外側に設けられた室とすることができ、あるいは隔壁で区画されたマフラの内部の室とすることができる。また、２組の振動制御ユニットを用いて、これらを排気の流入空間を挟んで振動吸収板を互いに対向させて配置することができる。
【００１０】そして、制御駆動部はコイルと磁性体を備え、外部の制御部からの制御信号によってその電磁吸引力を制御して振動吸収板の振動に対する抵抗特性を変化させるのが好ましい。
【００１１】請求項５記載の発明は、振動制御ユニットをマフラに設ける代わりに、エンジンの排気系に設けられた排気管に分岐管を介してケーシングを接続し、ケーシング内部を振動制御ユニットにより分岐管に連通する室と分岐管から遮断された室とに２分して、振動制御ユニットはその振動吸収板を分岐管に連通する室に向けて配置するものとした。これによっても、請求項１の発明と同様に、広い周波数領域で排気の騒音が消音されるとともに、排気管途中に介挿するので、設置スペースを確保するのが容易である
【００１２】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を実施例により説明する。図１は第１の実施例を示すマフラの断面図である。マフラ１はシェル１０の内部に隔壁１８、２０が設けられて中央の第１室２、およびその両側の第２室３、第３室４に区画されている。排気流入管２２がシェル１０の一端側の端壁１４から隔壁１８を貫通して第１室２に開口し、また、第２室３に開口した排気流出管２５が隔壁２０を貫通してシェル１０の他端の端壁１６から外部へ延びている。さらに、第２室３と第３室４を連通する連通管２３が隔壁１８、２０にわたって設けられ、また、第１室２と第３室４を連通する連通管２４が隔壁２０に設けられている。
【００１３】排気流入管２２、排気流出管２５および連通管２３には各管が延びる各室に臨んで多数の小孔２７、２８、２９が設けられ、通過抵抗によって排気のエネルギーを低減するようになっている。またこの例では第３室４がヘルムホルツ型共鳴室を形成している。なお、この共鳴室を含みマフラ１の全体構造は特定の周波数領域を対象として消音効果が得られるようチューニングを行いながら設計される。
【００１４】シェル１０の側壁１２には、開口１３が設けられ、この開口部に振動制御ユニット３０が設置されている。振動制御ユニット３０は、開口１３の縁部に結合されるフレーム３２を備え、このフレーム３２に耐熱性金属板、例えばＪＩＳ−ＳＵＳ４３０やＳＵＳ３０４（ステンレス）等の箔材から形成された振動吸収板３４がその周縁で支持されている。
【００１５】振動吸収板３４は波形コーン形状で、その中心部がコイルと磁性体からなる制御駆動部３６に接続されている。この制御駆動部３６もフレーム３２に固定支持されている。これら、振動吸収板３４、制御駆動部３６およびフレーム３２からなる振動制御ユニット３０は全体として音響機器におけるスピーカの形態をなしている。
【００１６】なお、振動吸収板の形状は、波形コーン形状のほか、図２の（ａ）に符号３４Ａで示す平滑コーン形状、（ｂ）に３４Ｂで示すコンベックス形状、（ｃ）に３４Ｃで示すホーン形状、（ｄ）に３４Ｄで示す逆ホーン形状、（ｅ）に３４Ｅで示す波形ストレート形状、（ｆ）に３４Ｆで示す平板状など、適宜の断面形状を選択可能である。
【００１７】シェル１０の側壁１２外方には、開口１３まわりに制御室３８が設けられ、振動制御ユニット３０を囲んでいる。なお、図１においては、振動制御ユニット３０のフレーム３２が密閉型でシェル１０内部と制御室３８の空間とを遮断しているが、シェル内部と制御室空間とが遮断される限りにおいてフレーム３２の振動吸収板３４より制御室空間側は一部開放されていてもよい。
【００１８】振動制御ユニット３０はその制御駆動部３６が配線４２によってマフラ外部に設置された制御装置４０に接続され、制御信号を受けるようになっている。制御駆動部３６は制御信号によってその電磁吸引力を変化させ、接続された振動吸収板３４の振動に対する抵抗特性を変化させる。
【００１９】本実施例は以上のように構成され、制御信号によって振動吸収板３４の振動特性を変化させることができるようになっているので、広い周波数範囲にわたって振動吸収板３４の共振点を変化させることができる。これにより、例えば排気脈動による騒音に対しては共振点が当該脈動の振動数付近となるように振動制御ユニット３０の制御駆動部３６を駆動して振動吸収板３４の振動に対する抵抗を制御することにより、車種、エンジン機種、あるいは排気系の搭載態様が異なっても容易にその騒音を低減することができる。
【００２０】実験解析によれば、制御室３８の空間が共鳴室、振動吸収板３４が共鳴室の首（コンダクティビティ）として作用している。通常のヘルムホルツ型共鳴室は相当の容積、とくに低周波の減衰のためには大きな容積を要し、またチューニングによる効果があってもそれは特定周波数領域に限定されるが、本実施例によれば小型に形成されて、しかも制御装置による電気的な制御で広い周波数領域について排気騒音を消音できるという効果が得られる。
【００２１】振動制御ユニット３０の作動に際しては振動吸収板３４が共振により振動するが、振動制御ユニット３０は制御室３８により囲まれているので、振動吸収板３４が可聴周波数の音を発生する場合があっても外部へは放出されない。
【００２２】図３、図４は、振動制御ユニット装着の変形例を示す。図３のマフラ５０は、シェル６０内部が隔壁６８により第１室５２と第２室５４に区画され、排気流入管２２がシェルの端壁６４から第２室５４を貫通して第１室５２に開口し、他方の端壁６６から排気流出管２５が延びている。そして、隔壁６８に排気流入管２２の開口と並んで開口６９が設けられ、この開口６９に振動制御ユニット３０が取り付けられている。ここでは、第２室５４が振動制御ユニット３０を囲む制御室となっている。これによっても、排気流入管２２から第１室５２へ流入する排気の脈動と振動吸収板３４が共振して消音がなされる。
【００２３】図４は２つの振動制御ユニット３０Ａ、３０Ｂを設けたものである。（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ部横断面を示す。 シェル８０の一方の端壁８４の中央に排気流入管２２が取り付けられ、他方の端壁８６に排気流出管２５が取り付けられたマフラ７０において、排気流入管２２の軸線Ｓを挟んで対称に隔壁８８、９０が設けられ、排気の流れ方向に並列に中央の第１室７２とその両側の第２室７３、第３室７４が区画されている。
【００２４】隔壁８８、９０にはそれぞれ対向する開口８９、９１が形成され、第２、第３室７３、７４に位置させてこれらの開口部に振動制御ユニット３０Ａ、３０Ｂが対向して設置される。第２室７３および第３室７４がそれぞれ振動制御ユニットを囲む制御室となっている。振動制御ユニット３０Ａおよび３０Ｂはそれぞれ前述の振動制御ユニット３０と同構成である。この変形例では、広い周波数領域での消音機能を有する２つの共鳴室を備えたと同様の効果を有する。
【００２５】なお、図１の実施例では制御室３８をシェル１０に対する付加的な室としたが、変形例におけるようにシェル内に区画された空間として制御室を構成することができる。同様に、図３、図４に示した変形例における制御室は逆にシェルの外側に付加した室として構成してもよい。
【００２６】つぎに、第２の実施例について説明する。これは、排気系の排気管途中に、振動制御ユニットを備える振動吸収装置を設けたものである。図５に示すように、プリマフラ１０１から延びる排気管１０２とメインマフラ１０３の排気流入管１０４との間に、振動吸収装置１１０が介挿されている。なお、プリマフラ１０１はさらに図示しない排気管を介してエンジンの排気マニホルドに接続され、その途中には必要に応じて触媒コンバータやフレキシブルチューブなどが介挿される。
【００２７】振動吸収装置１１０は、排気管１０２と排気流入管１０４を結ぶ通流管１１２と通流管から分岐した分岐管１１４を備え、分岐管１１４の先端はケーシング１１６に開口接続している。ケーシング１１６内には振動制御ユニット３０がその振動吸収板３４を分岐管１１４の開口１１８に向けて設置されている。振動制御ユニット３０は前実施例で説明したものと同一である。振動吸収装置１１０は、ケーシング１１６内を分岐管１１４に連通する第１室１１９と分岐管１１４から遮断された制御室１２０の２室に区画している。
【００２８】振動吸収装置１１０は通流管１１２の両端に設けられた取付フランジ１２１、１２２によって排気管１０２およびメインマフラ１０３の排気流入管１０４に結合される。そして、振動制御ユニット３０は振動吸収装置の外部に設置された制御装置４０に接続され、制御信号を受けるようになっている。制御駆動部３６は制御信号によってその電磁吸引力を変化させ、接続された振動吸収板３４の振動に対する抵抗特性を変化させる。
【００２９】本実施例は以上のように構成され、前実施例と同様に、制御信号によって振動吸収板３４の振動特性を変化させることができるようになっているので、広い周波数範囲にわたって振動吸収板の共振点を変化させ、消音することができる。そして、振動制御ユニット３０を含む振動吸収装置１１０を排気管途中に介挿するので、すでに相当の容積をもつプリマフラやメインマフラに振動制御ユニットを設けてさらに大きくする場合に比較して、設置スペースを確保するのが容易であるというメリットがある。さらに、振動制御ユニットが分岐管により排気の流れから離れた部位に設置されているので、その振動吸収板や制御駆動部の電気回路等への熱の影響が低減される。
【００３０】
【発明の効果】以上のとおり、本発明はマフラの外壁または隔壁に開口を設け、振動吸収板とその振動に対する抵抗特性を制御する制御駆動部とを備える振動制御ユニットをその振動吸収板を排気の流入空間に向けて上記開口に取り付け、振動制御ユニットを制御室により囲んだものとしたので、抵抗特性を制御して振動吸収板の共振点を変化させることにより広い周波数領域で排気騒音を消音できるという効果を有する。しかも、通常のヘルムホルツ型共鳴室に対して小型に形成できる。
【００３１】また、振動制御ユニットをマフラに設ける代わりに、エンジンの排気系に設けられた排気管に分岐管を介してケーシングを接続し、ケーシング内部を振動制御ユニットにより分岐管に連通する室と分岐管から遮断された室とに２分して、振動制御ユニットの振動吸収板を分岐管に連通する室に向けて配置するものとすることにより、同じ効果が得られるとともに、設置スペースの確保がより容易となる。また、振動制御ユニットが分岐管により排気の流れから離れた部位に設置されるから、その振動吸収板や制御駆動部の電気回路等への熱の影響が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すマフラの断面図である。
【図２】振動吸収板の形状例を示す図である。
【図３】振動制御ユニット装着の変形例を示す図である。
【図４】振動制御ユニット装着の変形例を示す図である。
【図５】第２の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１、５０、７０ マフラ
２、５２、７２ 第１室（排気の流入空間）
１１９ 第１室
３、５４、７３ 第２室
４、７４ 第３室
１０、６０、８０ シェル
１２ 側壁（外壁）
１３、６９、８９、９１、１１８ 開口
１４、１６、６４、６６、８４、８６ 端壁
１８、２０、６８、８８、９０ 隔壁
２２ 排気流入管
２３、２４ 連通管
２５ 排気流出管
２７、２８、２９ 小孔
３０、３０Ａ、３０Ｂ 振動制御ユニット
３２ フレーム
３４ 振動吸収板
３６ 制御駆動部
３８、１２０ 制御室
４０ 制御装置
４２ 配線
１０１ プリマフラ
１０２ 排気管
１０３ メインマフラ
１０４ 排気流入管
１１０ 振動吸収装置
１１２ 通流管
１１４ 分岐管
１１６ ケーシング
１１９、１２０
１２１、１２２ 取付フランジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジンの排気系に設けられたマフラ（１、５０、７０）の外壁（１２）または内部空間を区画する隔壁（６８、８８、９０）に開口（１３、６９、８９、９１）が設けられ、振動吸収板（３４）と該振動吸収板の振動に対する抵抗特性を制御する制御駆動部（３６）とを備える振動制御ユニット（３０、３０Ａ、３０Ｂ）が前記開口にその振動吸収板を排気の流入空間（２、５２、７２）に向けて取り付けられ、前記振動制御ユニットが制御室（３８、５４、７３、７４）により囲まれていることを特徴とする排気系の消音装置。
【請求項２】 前記制御室がマフラの外壁（１２）の外側に設けられた室（３８）であることを特徴とする請求項１記載の排気系の消音装置。
【請求項３】 前記制御室が前記隔壁（６８、８８、９０）で区画されたマフラの内部の室（５４、７３、７４）であることを特徴とする請求項１記載の排気系の消音装置。
【請求項４】 前記振動制御ユニットが排気の流入空間を挟んで前記振動吸収板（３４）を互いに対向させて配置された２組（３０Ａ、３０Ｂ）で構成されていることを特徴とする請求項１、２または３記載の排気系の消音装置。
【請求項５】 エンジンの排気系に設けられた排気管（１０２）に分岐管（１１４）を介してケーシング（１１６）が接続され、ケーシング内部は、振動吸収板（３４）と該振動吸収板の振動に対する抵抗特性を制御する制御駆動部（３６）とを備える振動制御ユニット（３０）により前記分岐管に連通する室（１１９）と分岐管から遮断された制御室（１２０）とに２分され、該振動制御ユニットはその振動吸収板を前記分岐管に連通する室に向けて配置されていることを特徴とする排気系の消音装置。
【請求項６】 前記制御駆動部（３６）はコイルと磁性体を備え、外部の制御装置（４０）からの制御信号によってその電磁吸引力を制御して前記振動吸収板（３４）の振動に対する抵抗特性を変化させるものであることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の排気系の消音装置。
【請求項１】 エンジンの排気系に設けられたマフラ（１、５０、７０）の外壁（１２）または内部空間を区画する隔壁（６８、８８、９０）に開口（１３、６９、８９、９１）が設けられ、振動吸収板（３４）と該振動吸収板の振動に対する抵抗特性を制御する制御駆動部（３６）とを備える振動制御ユニット（３０、３０Ａ、３０Ｂ）が前記開口にその振動吸収板を排気の流入空間（２、５２、７２）に向けて取り付けられ、前記振動制御ユニットが制御室（３８、５４、７３、７４）により囲まれていることを特徴とする排気系の消音装置。
【請求項２】 前記制御室がマフラの外壁（１２）の外側に設けられた室（３８）であることを特徴とする請求項１記載の排気系の消音装置。
【請求項３】 前記制御室が前記隔壁（６８、８８、９０）で区画されたマフラの内部の室（５４、７３、７４）であることを特徴とする請求項１記載の排気系の消音装置。
【請求項４】 前記振動制御ユニットが排気の流入空間を挟んで前記振動吸収板（３４）を互いに対向させて配置された２組（３０Ａ、３０Ｂ）で構成されていることを特徴とする請求項１、２または３記載の排気系の消音装置。
【請求項５】 エンジンの排気系に設けられた排気管（１０２）に分岐管（１１４）を介してケーシング（１１６）が接続され、ケーシング内部は、振動吸収板（３４）と該振動吸収板の振動に対する抵抗特性を制御する制御駆動部（３６）とを備える振動制御ユニット（３０）により前記分岐管に連通する室（１１９）と分岐管から遮断された制御室（１２０）とに２分され、該振動制御ユニットはその振動吸収板を前記分岐管に連通する室に向けて配置されていることを特徴とする排気系の消音装置。
【請求項６】 前記制御駆動部（３６）はコイルと磁性体を備え、外部の制御装置（４０）からの制御信号によってその電磁吸引力を制御して前記振動吸収板（３４）の振動に対する抵抗特性を変化させるものであることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の排気系の消音装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０００−１１０５４２（Ｐ２０００−１１０５４２Ａ）
【公開日】平成１２年４月１８日（２０００．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−２８３８４６
【出願日】平成１０年１０月６日（１９９８．１０．６）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニック株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年４月１８日（２０００．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年１０月６日（１９９８．１０．６）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニック株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]