JP4867855B2 - Muffler with speaker - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気系に配置されるマフラに関し、さらに詳しくは、排気音と逆位相の音を出力するスピーカを備えたスピーカ付きマフラに関する。 The present invention relates to a muffler disposed in an exhaust system of an internal combustion engine, and more particularly to a muffler with a speaker provided with a speaker that outputs a sound having a phase opposite to that of an exhaust sound.
内燃機関(以下、エンジンともいう)が搭載された車両において、エンジンの排気音を低減するためにマフラが排気系に取り付けられている。排気系に配置されるマフラとしては、エンジンの排気音と逆位相の音を出力するスピーカを備え、そのスピーカが出力するスピーカ音と排気音とを干渉させて排気音のエネルギ(音圧レベル)を低減するANC(アクティブ・ノイズ・コントロール)型のマフラが知られている(例えば、特許文献1〜4参照)。
In a vehicle equipped with an internal combustion engine (hereinafter also referred to as an engine), a muffler is attached to an exhaust system in order to reduce engine exhaust noise. The muffler disposed in the exhaust system includes a speaker that outputs a sound having a phase opposite to that of the exhaust sound of the engine, and the sound of the exhaust sound (sound pressure level) by causing the speaker sound output from the speaker to interfere with the exhaust sound. An ANC (active noise control) type muffler that reduces the noise is known (for example, see
ANC型のマフラの一例(特許文献1に記載のマフラの例)を図30に示す。この例のマフラは、マフラ本体501、排気ガスが導入される排気管502、及び、排気音と逆位相のスピーカ音を出力するスピーカ503とを備えている。マフラ本体501の内部は仕切り板510等によって複数の部屋に区画されており、排気音の低周波数の音を低減する低周波共鳴室511、排気音とスピーカ音とを干渉させる干渉室512、吸音室513、及び、スピーカ503を収容するスピーカ室514(エンクロージャ515を含む)が形成されている。これら低周波共鳴室511、干渉室512及び吸音室513はマフラの入口側から順に配置されている。
An example of the ANC type muffler (example of muffler described in Patent Document 1) is shown in FIG. The muffler in this example includes a muffler
排気管502は、低周波共鳴室511、干渉室512及び吸音室513を貫通して配置されている。低周波共鳴室511内の排気管502には共鳴管521が設けられており、この共鳴管521を通じて排気管502内部が低周波共鳴室511内に開放されている。また、排気管502には多数の貫通孔522が設けられており、それら貫通孔522を通じて排気管502の内部が干渉室512及び吸音室513にそれぞれ連通している。
The
そして、この例のマフラにおいては、低周波共鳴室511によって低周波音を低減した後に、排気音とスピーカ音とを干渉室512で干渉させることにより音圧レベルを低減している。また、この例のマフラでは、マフラ本体501に内蔵したスピーカ503に排気ガスの熱が作用することを防止するために、スピーカ503と干渉室512とをオフセット配置するとともに、干渉室512とスピーカ503との間の空間に遮熱壁530を設けて、排気ガスの熱がスピーカ503に直接伝わらないようにしている。
ところで、図30に示す構造のマフラでは、排気音とスピーカ音とを干渉させる干渉室512が低周波共鳴室511の直下流に配置されているため、低周波共鳴室511にて低周波数の音は低減されものの、音圧レベルが高い状態の騒音が干渉室512に入ってしまう。このため、十分な消音効果を得るにはスピーカ503の出力音圧レベルを大きくする必要があるが、スピーカ503の出力音圧レベルを大きくするには、スピーカ503の振動板の径を大きくしたり、磁気駆動回路を大きくする必要があってスピーカ503が大型化する。スピーカ503が大型になると、マフラ全体が大掛かりになり、その設置スペース及び重量が増大するとともに、コストアップにつながる。
By the way, in the muffler having the structure shown in FIG. 30, since the
なお、図30に示す構造では、スピーカ503と干渉室512とをオフセット配置するとともに、干渉室512とスピーカ503との間の空間に遮熱壁530を設けているので、それら空間や遮熱壁530の設置スペースが余分に必要であり、こうした点もマフラが大型化する要因となっている。
In the structure shown in FIG. 30, the
本発明はこのような実情を考慮してなされたもので、排気音と逆位相の音を発生するスピーカを備えたスピーカ付きマフラの小型化を実現することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such a situation, and an object thereof is to realize downsizing of a muffler with a speaker including a speaker that generates a sound having an opposite phase to the exhaust sound.
上記目的を達成するため、本発明は、内燃機関の排気系に配置されるマフラにおいて、共鳴室と、拡張室と、スピーカを有する干渉室とを備え、前記干渉室が当該マフラの最下流に配置され、前記干渉室の上流に前記共鳴室及び拡張室が配置されているとともに、前記共鳴室、前記拡張室及び前記干渉室を貫通する排気管を備え、前記排気管には、当該排気管の内部を前記共鳴室内に開放する開口が設けられ、前記拡張室内及び前記干渉室内に配置される部分にそれぞれ複数の貫通孔が設けられている。そして、当該マフラのマフラ本体が、筒状のアウタシェルと、前記アウタシェルの両端を塞ぐフロントプレート及びエンドプレートと、仕切り板とからなり、前記排気管の外周に断熱材が巻かれており、前記断熱材が巻かれた排気管が筒状の保持部材で保持されているとともに、前記保持部材の外周部に前記フロントプレート、エンドプレート及び仕切り板が配置されていることを特徴としている。より具体的には、スピーカが当該マフラに内蔵されており、前記共鳴室で100Hz以下の低周波音を低減し、前記拡張室で100〜1000Hzの中周波音を低減する点に特徴がある。 In order to achieve the above object, the present invention provides a muffler disposed in an exhaust system of an internal combustion engine, comprising a resonance chamber, an expansion chamber, and an interference chamber having a speaker, and the interference chamber is located on the most downstream side of the muffler. The resonance chamber and the expansion chamber are disposed upstream of the interference chamber, and an exhaust pipe that penetrates the resonance chamber, the expansion chamber, and the interference chamber is provided, and the exhaust pipe includes the exhaust pipe. An opening that opens the inside of the resonance chamber into the resonance chamber is provided, and a plurality of through holes are provided in portions disposed in the extension chamber and the interference chamber. The muffler body of the muffler includes a cylindrical outer shell, a front plate and an end plate that block both ends of the outer shell, and a partition plate, and a heat insulating material is wound around an outer periphery of the exhaust pipe, The exhaust pipe around which the material is wound is held by a cylindrical holding member, and the front plate, the end plate, and the partition plate are arranged on the outer peripheral portion of the holding member . More specifically, a speaker is built in the muffler, which is characterized in that low-frequency sound of 100 Hz or less is reduced in the resonance chamber, and mid-frequency sound of 100 to 1000 Hz is reduced in the expansion chamber.
本発明によれば、スピーカを有する干渉室を排気ガス流れの最下流に配置し、その干渉室の上流に共鳴室及び拡張室を配置しているので、干渉室の配置位置つまりスピーカの配置位置に音が伝搬する前に、低周波共鳴効果及び拡張効果によって排気音のエネルギ(音圧レベル)を十分に低減することができ、スピーカの出力音圧レベルを低くしても十分な消音効果を得ることができる。これによってスピーカ3を小型化することが可能となり、マフラの小型化をはかることができる。そして、このような小型化によって省スペース化・軽量化、及び、コスト低減を達成することができる。さらに、本発明では、拡張室内の排気管に設けた複数の貫通孔によって、見かけ上、排気管が拡張室内で切断されたものと等価な構造となり、これによって排気管を1本の管で構成することができるので、部品点数の低減及び軽量化をはかることができる。
According to the present invention, the interference chamber having the speaker is disposed at the most downstream side of the exhaust gas flow, and the resonance chamber and the expansion chamber are disposed upstream of the interference chamber. Before the sound propagates, the energy (sound pressure level) of the exhaust sound can be sufficiently reduced by the low frequency resonance effect and the expansion effect, and even if the output sound pressure level of the speaker is lowered, a sufficient silencing effect is achieved. Obtainable. As a result, the
なお、本発明において、共鳴室、拡張室及び干渉室の配置は、排気ガス流れの上流側から[共鳴室]→[拡張室]→[干渉室]の順で配置されていることが好ましいが、干渉室が最下流であれば、共鳴室と拡張室との位置関係は特に限定されず、[拡張室]→[共鳴室]→[干渉室]の順であってもよい。 In the present invention, the resonance chamber, the expansion chamber, and the interference chamber are preferably arranged in the order of [resonance chamber] → [expansion chamber] → [interference chamber] from the upstream side of the exhaust gas flow. If the interference chamber is the most downstream, the positional relationship between the resonance chamber and the expansion chamber is not particularly limited, and may be in the order of [expansion chamber] → [resonance chamber] → [interference chamber].
本発明の具体的な構成として以下のものが挙げられる。 Specific examples of the present invention include the following.
まず、筒状のアウタシェルと、このアウタシェルの両端を塞ぐフロントプレート及びエンドプレートと、仕切り板とからなるマフラ本体を備え、前記マフラ本体の内部を仕切り板によって区画して、共鳴室、拡張室、干渉室、及び、スピーカのエンクロージャを設けるとともに、エンクロージャを干渉室の側方(排気ガス流れと交差する方向)に隣接して配置し、このエンクロージャと干渉室とを区画する仕切り板にスピーカを取り付けるという構成を挙げることができる。このような構成を採用すれば、スピーカ及びエンクロージャの占有スペースを最小限にすることができ、マフラの更なる小型化を達成できる。しかも、干渉室を区画する仕切り板とスピーカの取付け座とを共通の部材とすることができるので、部品点数を少なくすることができる。 First, a muffler body comprising a cylindrical outer shell, a front plate and an end plate that close both ends of the outer shell, and a partition plate, the interior of the muffler body is partitioned by a partition plate, a resonance chamber, an expansion chamber, An interference chamber and an enclosure for the speaker are provided, and the enclosure is disposed adjacent to the side of the interference chamber (direction intersecting the exhaust gas flow), and the speaker is attached to a partition plate that partitions the enclosure and the interference chamber. The structure can be mentioned. By adopting such a configuration, the space occupied by the speaker and the enclosure can be minimized, and further downsizing of the muffler can be achieved. In addition, since the partition plate that partitions the interference chamber and the speaker mounting seat can be used as a common member, the number of components can be reduced.
他の具体的な構成として、排気導入管と排気導出管とを備え、それら排気導入管及び排気導出管の管端がそれぞれ拡張室内に開口しているとともに、排気導入管の管軸と排気導出管の管軸とがオフセットされているという構成を挙げることができる。 As another specific configuration, an exhaust introduction pipe and an exhaust lead pipe are provided, and pipe ends of the exhaust introduction pipe and the exhaust lead pipe are respectively opened in the expansion chamber, and a pipe shaft of the exhaust introduction pipe and the exhaust lead are provided. A configuration in which the tube axis of the tube is offset can be mentioned.
この構成によれば、排気ガスを導入する排気導入管の管端が拡張室内で開口しているので、排気ガスの流路断面積が拡張室内において急激に広がり、これによって効率的な拡張効果を得ることができ、排気音をより効果的に低減することができる。しかも、排気導入管の管軸と排気導出管の管軸とをオフセット配置しているので、排気導入管から流出する噴流剪断層が排気導出管の管端(入口)に直接作用することがなく、排気導入管の圧力変動が少なくなる結果、排気導出管の気柱共鳴による騒音レベルを低減することができる。 According to this configuration, since the pipe end of the exhaust introduction pipe for introducing the exhaust gas is opened in the expansion chamber, the flow passage cross-sectional area of the exhaust gas spreads rapidly in the expansion chamber, thereby achieving an efficient expansion effect. As a result, exhaust noise can be reduced more effectively. In addition, since the pipe axis of the exhaust introduction pipe and the pipe axis of the exhaust lead pipe are offset, the jet shear layer flowing out from the exhaust lead pipe does not directly act on the pipe end (inlet) of the exhaust lead pipe. As a result of less pressure fluctuation in the exhaust introduction pipe, the noise level due to air column resonance in the exhaust lead-out pipe can be reduced.
なお、本発明において、スピーカ背面のエンクロージャの容積が目標とする最低共振周波数に対して不足する場合、エンクロージャの外壁に貫通孔を開口し、その貫通孔を通じてエンクロージャ内部に連通する容器(例えば補正管)を設けてエンクロージャの容積不足分を補うようにしてもよい。 In the present invention, when the volume of the enclosure on the rear side of the speaker is insufficient with respect to the target minimum resonance frequency, a through hole is opened in the outer wall of the enclosure, and a container (for example, a correction tube) communicates with the inside of the enclosure through the through hole. ) May be provided to compensate for the insufficient volume of the enclosure.
ここで、本発明のマフラ、つまり、低周波共鳴効果及び拡張効果によって排気音のエネルギ(音圧レベル)を低減した後に、スピーカ音で消音する構造のスピーカ付きマフラにおいて、小型化・低コスト化をはかるには、スピーカ音と排気音とを干渉させる干渉室の近傍にスピーカを配置すればよいが、スピーカを干渉室の近くに配置(内蔵)する場合、スピーカのエンクロージャの上流側に隣接して配置される拡張室(または共鳴室)と干渉室とからの熱によってスピーカが劣化しない構造とする必要がある。 Here, in the muffler of the present invention, that is, the muffler with a speaker having a structure in which the energy (sound pressure level) of the exhaust sound is reduced by the low frequency resonance effect and the expansion effect and then muffled by the speaker sound, the size and cost are reduced. In order to achieve this, it is sufficient to place the speaker near the interference chamber that interferes with the speaker sound and the exhaust sound. However, when the speaker is placed near the interference chamber (built-in), it is adjacent to the upstream side of the speaker enclosure. It is necessary to have a structure in which the speaker is not deteriorated by heat from the expansion chamber (or resonance chamber) and the interference chamber.
そこで、本発明では、エンクロージャと拡張室(または共鳴室)と境界部分に断熱材を設けて、拡張室(または共鳴室)からエンクロージャに熱が伝わることを防止し、さらに干渉室内に断熱材を充填して干渉室からスピーカ及びエンクロージャに熱が伝わることを防止するという断熱構造を採用している。そして、このような断熱構造を採用することにより、スピーカをマフラに内蔵しても、スピーカの熱劣化を防止することが可能となり、マフラの小型化を達成することができる。 Therefore, in the present invention, a heat insulating material is provided in the boundary portion between the enclosure and the expansion chamber (or the resonance chamber) to prevent heat from being transferred from the expansion chamber (or the resonance chamber) to the enclosure, and further, a heat insulating material is provided in the interference chamber. A heat insulating structure is used that fills and prevents heat from being transmitted from the interference chamber to the speaker and the enclosure. By adopting such a heat insulating structure, it becomes possible to prevent thermal degradation of the speaker even if the speaker is built in the muffler, and the downsizing of the muffler can be achieved.
なお、他の断熱構造として、共鳴室及び拡張室を貫通して配置される排気管を備え、スピーカのエンクロージャの上流側に拡張室が隣接して配置されている場合、その拡張室内の排気管の外周を断熱材で覆うことで、排気管(排気ガス)の熱による拡張室の温度上昇を防止し、エンクロージャへの伝熱を抑制するという構成を挙げることができる。 As another heat insulating structure, an exhaust pipe that is disposed through the resonance chamber and the expansion chamber is provided. When the expansion chamber is disposed adjacent to the upstream side of the speaker enclosure, the exhaust pipe in the expansion chamber is provided. By covering the outer periphery with a heat insulating material, an increase in the temperature of the expansion chamber due to the heat of the exhaust pipe (exhaust gas) can be prevented, and heat transfer to the enclosure can be suppressed.
また、拡張室内に管端が開口される排気導入管と排気導出管とを備え、スピーカのエンクロージャの上流側に拡張室が隣接して配置されている場合、拡張室の内壁全面を断熱材で覆うことで、拡張室からエンクロージャに熱が伝わることを防止するという構成を挙げることができる。 In addition, when the expansion chamber is provided with an exhaust introduction pipe and an exhaust lead pipe whose pipe ends are opened in the expansion chamber, and the expansion chamber is arranged adjacent to the upstream side of the speaker enclosure, the entire inner wall of the expansion chamber is covered with a heat insulating material. By covering, the structure which prevents that heat is transmitted from an expansion chamber to an enclosure can be mentioned.
さらに、以上のような断熱構造に加えて、排気管からハウジング(マフラ本体)への伝熱を抑制すれば、スピーカへの熱負荷をより効果的に低減することができる。この点について説明する。 Furthermore, in addition to the above heat insulation structure, if heat transfer from the exhaust pipe to the housing (muffler body) is suppressed, the thermal load on the speaker can be more effectively reduced. This point will be described.
まず、本発明のスピーカ付きマフラにおいて、マフラ本体は、上記したように筒状のアウタシェルと、そのアウタシェルの両端を塞ぐフロントプレート及びエンドプレートと、マフラ本体の内部を区画する仕切り板などによって構成されており、それらフロントプレート、エンドプレート及び仕切り板を排気管に溶接によって取り付けた場合、排気管の熱がマフラ本体に伝達し、スピーカのエンクロージャの温度が上昇して、スピーカの熱負荷が増大することが懸念される。 First, in the muffler with a speaker according to the present invention, the muffler main body is composed of the cylindrical outer shell, the front plate and the end plate that block both ends of the outer shell, the partition plate that partitions the inside of the muffler main body, and the like. When the front plate, end plate, and partition plate are attached to the exhaust pipe by welding, the heat of the exhaust pipe is transmitted to the muffler body, the temperature of the speaker enclosure rises, and the thermal load of the speaker increases. There is concern.
このような点を考慮し、本発明では、排気管の外周に断熱材を巻き付け、その断熱材が巻かれた排気管を筒状の保持部材で保持し、この保持部材の外周部にフロントプレート、エンドプレート及び仕切り板を配置するとともに、前記保持部材の一部(例えば入口側端部)を排気管に溶接して保持部材を排気管に固定するという構成を採用している。 In consideration of such points, in the present invention, a heat insulating material is wound around the outer periphery of the exhaust pipe, the exhaust pipe around which the heat insulating material is wound is held by a cylindrical holding member, and a front plate is attached to the outer peripheral portion of the holding member. In addition to the arrangement of the end plate and the partition plate, a configuration is adopted in which a part of the holding member (for example, the inlet side end) is welded to the exhaust pipe and the holding member is fixed to the exhaust pipe.
このような構成によれば、排気管とマフラ本体の構成部材(フロントプレート、エンドプレート及び仕切り板等)とが断熱材によって断熱され、排気管からマフラ本体への伝熱経路(熱的に接触する部分)は排気管と保持部材との溶接部位のみとなるので、排気管の熱がマフラ本体を通じてエンクロージャ及びスピーカに伝達することを防止することができ、スピーカの熱負荷をより効果的に低減することができる。 According to such a configuration, the exhaust pipe and the constituent members of the muffler main body (front plate, end plate, partition plate, etc.) are insulated by the heat insulating material, and the heat transfer path (thermal contact) from the exhaust pipe to the muffler main body. Part) is only the welded part between the exhaust pipe and the holding member, so that the heat of the exhaust pipe can be prevented from being transmitted to the enclosure and the speaker through the muffler body, and the thermal load of the speaker can be reduced more effectively. can do.
本発明によれば、低周波共鳴効果及び拡張効果によって排気音のエネルギを十分に低減した後に、排気音とスピーカ音とを干渉させて消音を行うので、小さなスピーカ音で十分な消音効果を得ることができる。これによってスピーカを小さくすることができ、マフラの小型化を達成することができる。 According to the present invention, after the exhaust sound energy is sufficiently reduced by the low frequency resonance effect and the expansion effect, the exhaust sound and the speaker sound are caused to interfere with each other so that the sound is silenced. be able to. As a result, the speaker can be made small, and the downsizing of the muffler can be achieved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施形態1>
本発明のスピーカ付きマフラの一例を図1〜図7を参照して説明する。
<
An example of a muffler with a speaker according to the present invention will be described with reference to FIGS.
この例のスピーカ付きマフラM1は、マフラ本体1、排気管2及びスピーカ3などを備えている。
The muffler with speaker M1 in this example includes a
マフラ本体1は、楕円筒状のアウタシェル1aと、その両端を塞ぐフロントプレート1b及びエンドプレート1cとを備えている。マフラ本体1の内部は、複数の仕切り板1d,1e,1fによって区画されており、低周波共鳴室11、拡張室12、干渉室13、及び、スピーカ3のエンクロージャ14が形成されている。これら低周波共鳴室11、拡張室12及び干渉室13は入口側からこの順で配置されており、干渉室13が排気ガス流れの最下流に配置されている。また、エンクロージャ14は干渉室13の側方で拡張室12に隣接して配置されている。
The
低周波共鳴室11と拡張室12とは、フロントプレート1bと平行に配置された仕切り板1dによって区画されている。また、拡張室12と干渉室13及びエンクロージャ14とは、エンドプレート1cと平行な仕切り板1eによって区画されている。この仕切り板1eの拡張室12側の面は断熱材16によって覆われている。
The low
干渉室13とエンクロージャ14とは、エンドプレート1cと直角に配置された仕切り板1fによって区画されており、この仕切り板1fにスピーカ3がブラケット31を介して取り付けられている。仕切り板1fには、図7に示すように、スピーカ3の振動板に対応する部分に多数の貫通孔1gが開口されており、スピーカ3が出力するスピーカ音を干渉室13内に放出することができる。なお、仕切り板1fの貫通孔1gの形成部分は、干渉室13側に突出する円形凹部となっており、スピーカ3の振動板等と仕切り板1fとが干渉しないように構成されている。
The
排気管2にはエンジンからの排気ガスが導入される。排気管2はマフラ本体1を貫通している。具体的には、排気管2は、フロントプレート1b、低周波共鳴室11、仕切り板1d、拡張室12、仕切り板1e、干渉室13、及び、エンドプレート1cを順次貫通している。排気管2は、干渉室13の中央部を貫通しており、従って排気管2はマフラ本体1の中心に対して干渉室13側に偏心した状態で配置されている。
Exhaust gas from the engine is introduced into the
低周波共鳴室11内の排気管2には共鳴管21が設けられており、この共鳴管(開口)21を通じて排気管2の内部が低周波共鳴室11内に開放されている。低周波共鳴室11は、共振周波数が100Hz以下となるように容積が設定されており、排気音に含まれる100Hz以下の低周波音の音圧レベルを低減することができる。
A
なお、低周波共鳴室11の共振周波数fは、下記の(1)式(ヘルムホルツの式)で定義されるので、この(1)式に基づいて、共振周波数fが100Hz以下となるように、低周波共鳴室11の容積、共鳴管21の開口断面積及び長さを決定すればよい。
Since the resonance frequency f of the low
f=(C/2π)×(S/(L×V))1/2 ・・・(1)
ただし、C:音速、S:共鳴管の開口断面積、L:共鳴管の長さ V:共鳴室の容積
拡張室12内の排気管2には、多数の貫通孔22が設けられている。これら貫通孔22を設けることによって、見かけ上、排気管2が拡張室12内で切断されたものと等価な構造となり、これによって拡散室12内において排気ガスの流路断面積が拡大することによる拡張効果を発揮することができ、100〜1000Hzの中周波帯域の音圧レベルを低減することができる。拡張室12内の排気管2の外周には断熱材15が巻かれている。このように排気管2の外周を断熱材15で覆うことにより、拡張室12内の温度上昇を抑えることができるとともに、気流音を低減させることができる。
f = (C / 2π) × (S / (L × V)) 1/2 (1)
However, C: sound speed, S: opening cross-sectional area of the resonance tube, L: length of the resonance tube, V: volume of the resonance chamber, the
干渉室13内の排気管2には、多数の貫通孔23が設けられており、これら貫通孔23を通じて排気音が干渉室13内に入り、その排気音とスピーカ3から出力されたスピーカ音とが干渉して音圧レベルが低減される。干渉室13内には、500Hz以上の高周波成分を消音するとともに、断熱材としても機能する吸音断熱材17が充填されている。
The
スピーカ3は、例えばボイスコイル式スピーカであって、排気音の逆位相の音、具体的には、エンジン回転数に同期した回転次数成分の音、及び、排気系の長さ・剛性等によって発生する固有の音を消音する相殺音を出力する。スピーカ3背面のエンクロージャ14は、目標とする最低共振周波数fc(例えば70〜100Hz)を達成できるような容積に設定されている。
The
なお、この例に用いる断熱材15,16及び吸音断熱材17としては、例えばグラスファイバーメッシュからなる断熱材や、ステンレスウールからなる断熱材を挙げることができる。また、排気管2に設ける孔は、図2及び図3などに示すような円形の貫通孔22,23のほか、排気管2の管軸方向に沿って延びるスリット状の孔であってもよい。
In addition, as the
以上の構造のスピーカ付きマフラM1において、排気管2を通じてマフラ本体1内に伝播した排気音のうち、100Hz以下の低周波音は低周波共鳴室11によって低減され、さらに拡張室12の拡張効果により100〜1000Hzの中周波帯域の音圧レベルが低減される。そして、排気管2を通じて排気ガスが干渉室13に到達すると、この干渉室13内に充填された吸音断熱材17によって500Hz以上の高周波成分が消音されるとともに、スピーカ3から出力されたスピーカ音との干渉により排気温の音圧レベルが低減される。
In the muffler M1 with the speaker having the above structure, the low frequency sound of 100 Hz or less among the exhaust sound propagated into the muffler
以上のように、この例のスピーカ付きマフラM1によれば、低周波共鳴室11によって100Hz以下の低周波音が低減されるので、スピーカ3の出力音圧レベルを低く抑えることができ、スピーカ3の大型化を抑制することができる。すなわち、スピーカ3から100Hz以下の低周波域の音を大きな音圧で出力するには、スピーカ3の磁気回路を大型化して振動板の振幅を大きくするか、振動板の径を大きくする必要があるが、スピーカ音と排気音とを干渉させる干渉室13の上流側に低周波共鳴室11を配置し、その低周波共鳴室11によって、100Hz以下の低周波音を低減することにより、スピーカ3から低周波の音圧を出す必要がなくなるので、スピーカ3の大型化を最小限に止めることができる。
As described above, according to the muffler M1 with the speaker of this example, since the low frequency sound of 100 Hz or less is reduced by the low
しかも、この例のスピーカ付きマフラM1では、スピーカ3を有する干渉室13を排気ガス流れの最下流に配置し、その干渉室13の上流に、上記した低周波音を低減する低周波共鳴室11と、100〜1000Hzの中周波帯域の音圧レベルを低減する拡張室12とを配置しているので、干渉室13の配置位置つまりスピーカ3の配置位置に音が伝搬する前の段階で、低周波共鳴室11及び拡張室12の2つの消音室によって音圧レベルを十分に低減することができ、スピーカ3の出力音圧レベルを低くしても十分な消音効果を得ることができる。これによって、スピーカ3を更に小型化することが可能となり、マフラの小型化をはかることができる。そして、このような小型化によって省スペース化・軽量化、及び、コスト低減を達成することができる。
In addition, in the muffler M1 with the speaker of this example, the
また、スピーカ3を有する干渉室13を排気ガス流れの最下流に配置することにより、スピーカ3の駆動上の利点もある。すなわち、ボイスコイル式のスピーカ3を用いた場合、ボイスコイルの駆動力が弱いため、スピーカ3を干渉室13の上流側に配置すると、干渉室13によって排気ガスの静圧が高くなってしまい、その静圧によってスピーカ3の振動板が押されて振動板が振動できなくなるが、スピーカ3を排気ガス流れの最下流つまり排気管2の大気開放近くにスピーカ3を配置することで、排気ガスの静圧を最小限にすることができ、振動板の振動が阻害されることがなくなるので、目的とする音圧レベルの音をスピーカ3から出力することができる。
In addition, by arranging the
ここで、この例のスピーカ付きマフラM1では、小型化を達成するために、スピーカ3をマフラ本体1に内蔵しているので、排気管2を流れる排気ガスの熱からスピーカ3を保護する必要がある。
Here, in the muffler M1 with a speaker of this example, since the
これを達成するための具体的な構成として、この例では、(1)拡張室12内の排気管2の外周を断熱材15によって覆うことで拡張室12内の温度上昇を防止する。(2)拡張室12とエンクロージャ14との間の仕切り板1eの拡張室12側の面を断熱材16で覆うことにより、拡張室12からエンクロージャ14に熱が伝わることを防止する。(3)干渉室13内に吸音断熱材17を充填することにより、干渉室13内の排気管2(排気ガス)の温度がスピーカ3及びエンクロージャ14に伝達することを防止するという断熱構造を採用している。そして、このような断熱構造を採用することにより、スピーカ3をマフラ本体1に内蔵しても、スピーカ3の熱劣化を防止することが可能となり、スピーカ付きマフラM1の小型化を達成することができる。
As a specific configuration for achieving this, in this example, (1) the temperature rise in the
なお、他の断熱構造として、例えば図8(A)及び(B)に示すように、拡張室12の外周壁の内面(アウタシェル1aの内周面)を断熱材18で覆うことで、拡張室12の外周壁(アウタシェル1a)からスピーカ3及びエンクロージャ14に熱が伝わることを防止するという構造を挙げることができる。
As another heat insulating structure, for example, as shown in FIGS. 8A and 8B, the inner surface of the outer peripheral wall of the expansion chamber 12 (the inner peripheral surface of the
また、エンクロージャ14の内壁全面、つまり、仕切り板1e,1fのエンクロージャ14側の面、エンドプレート1cの内面、及び、アウタシェル1aの内周面を、それぞれ断熱材によって覆うことで、拡張室12及び干渉室13の熱が、仕切り板1e,1f、エンドプレート1c及び拡張室12の外壁(アウタシェル1a)を通じてエンクロージャ14に伝わることを防止するようにしてもよい。
Further, by covering the entire inner wall of the
以上のスピーカ付きマフラM1において、スピーカ3背面のエンクロージャ14の容積が目標とする最低共振周波数fcに対して不足する場合、例えば、図9(A)及び(B)に示すように、エンクロージャ14の外壁(アウタシェル1a)に貫通孔14aを開口し、その貫通孔14aを通じてエンクロージャ14の内部に連通する補正管(容器)4を設けてエンクロージャ14の容積不足分を補うようにすればよい。このような補正管(パイプ)14bを用いると、自由な方向に曲げることが可能であるので、スピーカ付きマフラM1の設置付近の空いているスペースに補正管4を配置することが可能となり、設計の自由度が大きくなる。なお、補正管4の管端部は閉塞しておく。
In the above-described muffler with speaker M1, when the volume of the
以上の例では、低周波共鳴室11の下流側に拡張室12を隣接して配置しているが、干渉室13が最下流であれば、低周波共鳴室11と拡張室12との位置関係は特に限定されず、拡張室12の下流側に低周波共鳴室11を配置してもよい。
In the above example, the
<実施形態2>
本発明のスピーカ付きマフラの他の例を図10〜図16を参照して説明する。
<
Another example of the muffler with a speaker according to the present invention will be described with reference to FIGS.
この例のスピーカ付きマフラM2は、マフラ本体201、排気導入管202、排気導出管203及びスピーカ3などを備えている。
The muffler with speaker M2 of this example includes a
マフラ本体201は、楕円筒状のアウタシェル201aと、その両端を塞ぐフロントプレート201b及びエンドプレート201cとを備えている。マフラ本体201の内部は、複数の仕切り板201d,201e,201fによって区画されており、低周波共鳴室211、拡張室212、干渉室213、及び、スピーカ3のエンクロージャ214が形成されている。これら低周波共鳴室211、拡張室212、干渉室213は入口側からこの順で配置されており、干渉室213が排気ガス流れの最下流に配置されている。また、エンクロージャ214は干渉室213の側方で拡張室212に隣接して配置されている。
The muffler
低周波共鳴室211と拡張室212とは、フロントプレート201bと平行に配置された仕切り板201dによって区画されている。また、拡張室212と干渉室213及びエンクロージャ214とは、エンドプレート201cと平行な仕切り板201eによって区画されている。
The low
干渉室213とエンクロージャ214とは、エンドプレート201cと直角に配置された仕切り板201fによって区画されており、この仕切り板201fにスピーカ3がブラケット31を介して取り付けられている。仕切り板201fには、図16に示すように、スピーカ3の振動板に対応する部分に多数の貫通孔201gが開口されており、スピーカ3が出力するスピーカ音を干渉室213内に放出することができる。なお、仕切り板201fの貫通孔201gの形成部分は、干渉室213側に突出する円形凹部となっており、スピーカ3の振動板等と仕切り板201fとが干渉しないように構成されている。
The
排気導入管202にはエンジンからの排気ガスが導入される。排気導入管202は、フロントプレート201b、低周波共鳴室211、及び、仕切り板201dを貫通して、先端が拡張室212内に開口している。
Exhaust gas from the engine is introduced into the
一方、排気ガスを排出する排気導出管203は先端が拡張室212内に開口している。この排気導出管203は、仕切り板201e、干渉室213、及び、エンドプレート201cを貫通してマフラ本体201の外部に延出している。排気導出管203は、マフラ本体201の中心に対して干渉室213側に偏心した状態で配置されており、従って排気導入管202の管軸と排気導出管203の管軸とはオフセット配置となっている。
On the other hand, the
低周波共鳴室211内の排気導入管202には共鳴管221が設けられており、この共鳴管(開口)221を通じて排気導入管202の内部が低周波共鳴室211内に開放されている。
A
低周波共鳴室211は、共振周波数が100Hz以下となるように容積が設定されており、排気音に含まれる100Hz以下の低周波音の音圧レベルを低減することができる。なお、低周波共鳴室211の容積、共鳴管221の開口断面積及び長さは、上記した(1)式に基づいて決定すればよい。
The volume of the low
拡張室212は、拡張効果により100〜1000Hzの中周波帯域の音圧レベルを低減することができる。拡張室212の内壁全面は断熱材で覆われている。具体的には、共鳴室211と拡張室212との間の仕切り板201dの拡張室212側の面が断熱材215によって覆われており、拡張室212と干渉室213及びエンクロージャ214との間の仕切り板201eの拡張室212側の面が断熱材216によって覆われている。さらに拡張室212の外周壁を構成するアウタシェル201aの内周面が断熱材217で覆われている。
The
干渉室213内の排気導出管203には、多数の貫通孔231が設けられており、これら貫通孔231を通じて排気音が干渉室213内に入り、その排気音とスピーカ3から出力されたスピーカ音とが干渉して音圧レベルが低減される。干渉室213内には、500Hz以上の高周波成分を消音するとともに、断熱材としても機能する吸音断熱材218が充填されている。
The exhaust lead-out
スピーカ3は、例えばボイスコイル式スピーカであって、排気音の逆位相の音、具体的には、エンジン回転数に同期した回転次数成分の音、及び、排気系の長さ・剛性等によって発生する固有の音を消音する相殺音を出力する。スピーカ3背面のエンクロージャ214は、目標とする最低共振周波数fc(例えば70〜100Hz)を達成できるような容積に設定されている。
The
なお、この例に用いる断熱材215,216,217及び吸音断熱材218としては、例えばグラスファイバーメッシュからなる断熱材や、ステンレスウールからなる断熱材を挙げることができる。また、排気導出管203に設ける孔は、図11及び図12などに示すような円形の貫通孔231のほか、排気導出管203の管軸方向に沿って延びるスリット状の孔であってもよい。
In addition, as the
以上の構造のスピーカ付きマフラM2において、排気導入管202を通じてマフラ本体201内に伝播した排気音のうち、100Hz以下の低周波音は低周波共鳴室211によって低減され、さらに拡張室212の拡張効果により100〜1000Hzの中周波帯域の音圧レベルが低減される。そして、拡張室212に流入した排気ガスは排気導出管203を通じて干渉室213に到達し、この干渉室213内に充填された吸音断熱材218にて500Hz以上の高周波成分が消音されるとともに、スピーカ3から出力されたスピーカ音との干渉により音圧レベルが低減される。
In the muffler with speaker M2 having the above-described structure, the low frequency sound of 100 Hz or less among the exhaust sound propagated into the muffler
以上のように、この例のスピーカ付きマフラM2によれば、低周波共鳴室211によって低周波音が低減されるので、上記した<実施形態1>と同様に、スピーカ3の大型化を最小限に止めることができる。しかも、スピーカ3を有する干渉室213を排気ガス流れの最下流に配置し、その干渉室213の上流に、上記した低周波音を低減する低周波共鳴室211と、100〜1000Hzの中周波帯域の音圧レベルを低減する拡張室212とを配置しているので、干渉室213の配置位置つまりスピーカ3の配置位置に音が伝搬する前の段階で、低周波共鳴室211及び拡張室212の2つの消音室によって音圧レベルを十分に低減することができ、スピーカ3の出力音圧レベルを低くしても十分な消音効果を得ることができる。これによって、スピーカ3を更に小型化することが可能となり、マフラの小型化をはかることができる。そして、このような小型化によって省スペース化・軽量化、及び、コスト低減を達成することができる。
As described above, according to the muffler with speaker M2 of this example, the low-frequency sound is reduced by the low-
また、<実施形態1>と同様に、スピーカ3を有する干渉室213を排気ガス流れの最下流に配置しているので、スピーカ3の振動板に作用する排気ガスの静圧を最小限にすることができる。これによってスピーカ3の振動板の振動が阻害されることがなくなり、目的とする音圧レベルの音をスピーカ3から出力することができる。
Further, as in <
さらに、この例のスピーカ付きマフラM2では、排気ガスを導入する排気導入管202の管端が拡張室212内で開口しているので、排気ガスの流路断面積が拡張室212内において急激に広がり、これによって効率的な拡張効果を得ることができ、排気音をより効果的に低減することができる。しかも、排気ガスを拡張室212に導く排気導入管202の管軸と、拡張室212に流入した排気ガスをマフラ本体201の外部に導く排気導出管203の管軸とをオフセットしているので、排気導入管202から流出する噴流剪断層が排気導出管203の管端(入口)に直接作用することがなく、排気導入管202の圧力変動が少なくなる。これによって、排気導出管203の気柱共鳴による騒音レベルを低減することができる。
Furthermore, in the muffler with speaker M2 of this example, the pipe end of the
ここで、この例のスピーカ付きマフラM2において、拡張室212に高温ガスが流れるので拡張室212が高温になるが、図11及び図12に示すように、拡張室212の内壁全面を断熱材215,216,217で覆っているので、拡張室212の熱が仕切り板201eを通じてエンクロージャ214に伝わることを防止することができ、スピーカ3の温度上昇を抑制することができる。さらに、拡張室212の外周壁を構成するアウタシェル201aからエンクロージャ214及びスピーカ3に熱が伝わることも防止することができる。また、干渉室213内に吸音断熱材218を充填しているので、干渉室213内の排気導出管203(排気ガス)の温度がスピーカ3及びエンクロージャ14に伝達することを抑制することができる。そして、このような断熱効果により、スピーカ3をマフラ本体201に内蔵しても、スピーカ3の熱劣化を防止することが可能となり、スピーカ付きマフラM2の小型化を達成することができる。
Here, in the muffler with speaker M2 of this example, since the high temperature gas flows into the
なお、スピーカ3を熱から保護するための他の断熱構造として、例えば、図17に示すように、エンクロージャ214の内壁全面つまり仕切り板201e,201fのエンクロージャ214側の面、エンドプレート201cの内面、及び、アウタシェル201aの内周面を、それぞれ断熱材、241,242,243,244によって覆うことで、拡張室212の熱が、仕切り板201e及び拡張室212の外周壁(アウタシェル201a)を通じてエンクロージャ214に伝わることを防止するという構成を挙げることができる。
As another heat insulating structure for protecting the
また、他の断熱構造として、例えば図18に示すように、拡張室212内に断熱材245を充填し、拡張室212内の排気導入管202の熱、及び、排気導入管202から拡張室212に流出した排気ガスの熱が、拡張室212とエンクロージャ214との間の仕切り板201e、及び、拡張室212の外周壁(アウタシェル201a)に伝達することを抑制するという構成を挙げることができる。
As another heat insulating structure, for example, as shown in FIG. 18, the
ここで、この例のスピーカ付きマフラM2においても、スピーカ3背面のエンクロージャ214の容積が目標とする最低共振周波数fcに対して不足する場合、図9(A)及び(B)に示すような補正管(容器)4をエンクロージャ214に設けて、エンクロージャ214の容積不足分を補うようにすればよい。
Here, also in the muffler M2 with the speaker of this example, when the volume of the
なお、以上の例では、低周波共鳴室211の下流側に拡張室212を隣接して配置しているが、干渉室213が最下流であれば、低周波共鳴室211と拡張室212との位置関係は特に限定されず、拡張室212の下流側に低周波共鳴室211を配置してもよい。
In the above example, the
<実施形態3>
本発明のスピーカ付きマフラの別の例を図19〜図27を参照して説明する。
<
Another example of the muffler with a speaker of the present invention will be described with reference to FIGS.
この例のスピーカ付きマフラM3は、マフラ本体301、排気管302、断熱材303、保持筒304、及びスピーカ3などを備えている。
The muffler with speaker M3 in this example includes a muffler
マフラ本体301は、楕円筒状のアウタシェル301aと、その両端を塞ぐフロントプレート301b及びエンドプレート301cとを備えている。マフラ本体301の内部は複数の仕切り板301d,301e,301fによって区画されており、低周波共鳴室311、拡張室312、干渉室313、及び、スピーカ3のエンクロージャ314が形成されている。これら低周波共鳴室311、拡張室312及び干渉室313は入口側からこの順で配置されており、干渉室313が排気ガス流れの最下流に配置されている。また、エンクロージャ314は干渉室313の側方で拡張室312に隣接して配置されている。
The muffler
低周波共鳴室311と拡張室312とは、フロントプレート301bと平行に配置された仕切り板301dによって区画されている。また、拡張室312と干渉室313及びエンクロージャ314とは、エンドプレート301cと平行な仕切り板301eによって区画されている。
The low
干渉室313とエンクロージャ314とは、エンドプレート301cと直角に配置された仕切り板301fによって区画されており、この仕切り板301fにスピーカ3がブラケット31を介して取り付けられている。仕切り板301fには、スピーカ3の振動板に対応する部分に多数の貫通孔301gが開口されており、スピーカ3が出力するスピーカ音を干渉室313内に放出することができる。なお、仕切り板301fの貫通孔301gの形成部分は、干渉室313側に突出する円形凹部となっており、スピーカ3の振動板等と仕切り板301fとが干渉しないように構成されている。
The
排気管302にはエンジンからの排気ガスが導入される。排気管302はマフラ本体301を貫通している。具体的には、排気管302は、フロントプレート301b、低周波共鳴室311、仕切り板301d、拡張室312、仕切り板301e、干渉室313、及び、エンドプレート301cを順次貫通している。排気管302は、干渉室313の中央部を貫通しており、従って排気管302はマフラ本体301の中心に対して干渉室313側に偏心した状態で配置されている。
Exhaust gas from the engine is introduced into the
排気管302は段付きの管であって、マフラ本体301を貫通する部分が両端部(入口部及び出口部)よりも縮径された形状に加工されており、その縮径部320に断熱材303が巻かれている。この断熱材303は、図26及び図27に示すように、排気管302の縮径部320両端の段部302a,302bの角によって位置決めされる。なお、断熱材303の詳細については後述する。
The
低周波共鳴室311内の排気管302には共鳴管321が設けられており、この共鳴管(開口)321を通じて排気管302の内部が低周波共鳴室311内に開放されている。
The
低周波共鳴室311は、共振周波数が100Hz以下となるように容積が設定されており、排気音に含まれる100Hz以下の低周波音の音圧レベルを低減することができる。なお、低周波共鳴室311の容積、共鳴管321の開口断面積及び長さは、上記した(1)式に基づいて決定すればよい。
The volume of the low
拡張室312内の排気管302には、多数の貫通孔322が設けられている。これら貫通孔322を設けることで、見かけ上、排気管302が拡張室312内で切断されたものと等価な構造となっており、これによって拡散室312において拡張効果を発揮することができ、100〜1000Hzの中周波帯域の音圧レベルを低減することができる。
A large number of through
拡張室312の内壁全面は断熱材で覆われている。すなわち、共鳴室311と拡張室312との間の仕切り板301dの拡張室312側の面が断熱材315によって覆われており、拡張室312と干渉室313及びエンクロージャ314との間の仕切り板301eの拡張室312側の面が断熱材316によって覆われている。さらに、拡張室312の外周壁を構成するアウタシェル301aの内周面が断熱材317によって覆われている。
The entire inner wall of the
なお、断熱材315〜317としては、例えばグラスファイバーメッシュからなる断熱材や、ステンレスウールからなる断熱材が用いられる。
In addition, as the
干渉室313内の排気管302には、多数の貫通孔323が設けられており、これら貫通孔323を通じて排気音が干渉室313内に入り、その排気音とスピーカ3から出力されたスピーカ音とが干渉して音圧レベルが低減される。なお、排気管302に設ける孔は、図20及び図21などに示すような円形の貫通孔322,323のほか、排気管302の管軸方向に沿って延びるスリット状の孔であってもよい。
A large number of through
スピーカ3は、例えばボイスコイル式スピーカであって、排気音の逆位相の音、具体的には、エンジン回転数に同期した回転次数成分の音、及び、排気系の長さ・剛性等によって発生する固有の音を消音する相殺音を出力する。スピーカ3背面のエンクロージャ314は、目標とする最低共振周波数fc(例えば70〜100Hz)を達成できるような容積に設定されている。
The
次に、排気管302の断熱材303及び保持筒304について説明する。
Next, the
断熱材303としては、例えばグラスファイバーメッシュからなる断熱材や、ステンレスウールからなる断熱材が用いられる。断熱材303には、図28に示すように、排気管302の共鳴管321に対応する位置に、共鳴管321の挿通が可能な大きさの貫通孔331が設けられている。また、断熱材303には、拡張室312内に配置される部分に長孔332が設けられている。この長孔332は周方向の3箇所に設けられている。そしてこのような断熱材303が排気管302の縮径部320の外周に巻き付けられる。
As the
断熱材303が巻かれた排気管302は、円筒形状の保持筒304によって保持されている。保持筒304には、図28に示すように、排気管302の共鳴管321との干渉を避けるための切欠き341が設けられている。
The
また、保持筒304には、断熱材303の長孔332に対応する位置に長孔342が設けられている。この保持筒304の長孔342は、断熱材303の長孔332と同様に周方向の3箇所に設けられている。ただし、保持筒304の長孔342は、断熱材303の長孔332よりも大きく開口されており、断熱材303の長孔332に保持筒304の管壁が被さらないようにしている。このように保持筒304の長孔342の方を大きくすることで、断熱材303の長孔332から噴出した排気ガスが保持筒304に衝突することを避けることができ、保持筒304の温度上昇つまりスピーカ3及びエンクロージャ314への伝熱量を低く抑えることができる。
The holding
さらに、保持筒304には、干渉室313内に配置される部分に長孔342が設けられている。この長孔342は周方向の3箇所に設けられている。そして、保持筒304は、入口側端部のみが排気管302に溶接によって固定されている。また、保持筒304の外周面に、フロントプレート301b、仕切り板301d,301e及びエンドプレート301cが溶接によって固定されており、これらフロントプレート301b、仕切り板301d,301e及びエンドプレート301cが保持筒304の外周部に、排気管302に対して断熱された状態で配置されている。
Further, the holding
以上の構造のスピーカ付きマフラM3において、排気管302を通じてマフラ本体301内に伝播した排気音のうち、100Hz以下の低周波音は低周波共鳴室311によって低減され、さらに拡張室312の拡張効果により100〜1000Hzの中周波帯域の音圧レベルが低減される。そして、排気管302を通じて排気ガスが干渉室313に到達すると、スピーカ3から出力されたスピーカ音との干渉により排気温の音圧レベルが低減される。
In the muffler with speaker M3 having the above-described structure, the low frequency sound of 100 Hz or less out of the exhaust sound propagating into the
以上のように、この例のスピーカ付きマフラM3によれば、低周波共鳴室311によって低周波音が低減されるので、上記した<実施形態1>と同様に、スピーカ3の大型化を最小限に止めることができる。しかも、スピーカ3を有する干渉室313を排気ガス流れの最下流に配置し、その干渉室313の上流に、上記した低周波音を低減する低周波共鳴室311と、100〜1000Hzの中周波帯域の音圧レベルを低減する拡張室312とを配置しているので、干渉室313の配置位置つまりスピーカ3の配置位置に音が伝搬する前の段階で、低周波共鳴室311及び拡張室312の2つの消音室によって音圧レベルを十分に低減することができ、スピーカ3の出力音圧レベルを低くしても十分な消音効果を得ることができる。これによって、スピーカ3を更に小型化することが可能となり、マフラの小型化をはかることができる。そして、このような小型化によって省スペース化・軽量化、及び、コスト低減を達成することができる。
As described above, according to the muffler with speaker M3 of this example, since the low frequency sound is reduced by the low
また、<実施形態1>と同様に、スピーカ3を有する干渉室313を排気ガス流れの最下流に配置しているので、スピーカ3の振動板に作用する排気ガスの静圧を最小限にすることができる。これによってスピーカ3の振動板の振動が阻害されることがなくなり、目的とする音圧レベルの音をスピーカ3から出力することができる。
Further, as in <
さらに、この例のスピーカ付きマフラM3においては、マフラ本体301を構成する部材(アウタシェル301a、フロントプレート301b、エンドプレート301c及び仕切り板301d、301e、301f)と排気管302とは断熱材303によって断熱されており、排気管302からマフラ本体301への伝熱経路(熱的に接触する部分)は排気管302と保持筒304との溶接部位だけであるので、排気管302の熱がマフラ本体301を通じてスピーカ3及びエンクロージャ314に伝わることを防止することができる。
Further, in the muffler with speaker M3 of this example, the members (
このような点に加えて、(1)排気管302の縮径部320つまりマフラ本体301内に配置される部分の外周を断熱材303に覆っているので、拡張室312及び干渉室313の温度上昇を防止することができる。(2)拡張室312の内壁全面を断熱材315〜317によって覆っているので、拡張室312の熱が仕切り板301eを通じてエンクロージャ314に伝わることを防止できるとともに、拡張室312の外壁(アウタシェル301a)からスピーカ3及びエンクロージャ314に熱が伝わることも防止することができる。これによってスピーカ3をマフラ本体301に内蔵しても、スピーカ3の熱劣化を防止することが可能となり、スピーカ付きマフラM3の小型化を達成することができる。
In addition to these points, (1) the outer diameter of the reduced
なお、この例のスピーカ付きマフラM3においても、スピーカ3背面のエンクロージャ314の容積が目標とする最低共振周波数fcに対して不足する場合、図9(A)及び(B)に示すような補正管(容器)4をエンクロージャ314に設けて、エンクロージャ314の容積不足分を補うようにすればよい。
Also in the muffler with speaker M3 of this example, when the volume of the
以上の例では、低周波共鳴室311の下流側に拡張室312を隣接して配置しているが、干渉室313が最下流であれば、低周波共鳴室311と拡張室312との位置関係は特に限定されず、拡張室312の下流側に低周波共鳴室311を配置してもよい。
In the above example, the
以上の例では、干渉室313の側方にエンクロージャ314を隣接して配置し、これら干渉室313とエンクロージャ314とを区画する仕切り板301fにスピーカ3を取り付けているが、これに限られることなく、例えば図29に示すように、エンドプレート301cにスピーカ3の振動板に対応する大きさの穴310を開口し、そのエンドプレート301cにスピーカ3及びエンクロージャ340を取り付けて、スピーカ3をマフラ本体301の外部に配置してもよい。なお、上記した<実施形態1>及び<実施形態2>の各スピーカ付きマフラM1,M2についても、同様にして、マフラ本体1,201の外部にスピーカ3を配置してもよい。
In the above example, the
−組み付け手順−
次に、図19〜図27に示す構造のスピーカ付きマフラM3の組み付け手順について図28を参照して説明する。
-Assembly procedure-
Next, a procedure for assembling the muffler with speaker M3 having the structure shown in FIGS. 19 to 27 will be described with reference to FIG.
ST1:排気管302の外周部に断熱材303を配置し、排気管302の共鳴管321に断熱材303の貫通孔331を合わせた状態で、断熱材303を排気管302の縮径部320に巻き付ける。このような巻き付けを行う際に、断熱材303の端部を縮径部320の両端の段部302a,302bの角に合わせる(図26及び図27参照)だけで、断熱材303の位置決めを容易に行うことができる。
ST1: The
ST2:排気管302の縮径部320に断熱材303を巻き付けた状態で、それら排気管302及び断熱材303を保持筒304内に挿入(圧入)し、共鳴管321を保持筒304の切欠き341に嵌め込んだ後に、排気管302と保持筒304との位置合わせを行う。具体的には、図26に示すように、排気管302の両端が保持筒304の段部302a,302bの角に合うように排気管302と保持筒304との位置を調整する。
ST2: With the
このような排気管302及び断熱材303の圧入を行うときに、断熱材303の両端の位置が排気管302の段部302a,302bによって規制されているので、断熱材303のずれが生じ難くなり、挿入作業を容易に行うことができる。なお、断熱材303の貫通孔331と排気管302の共鳴管321との係合だけでは、排気管302に対して断熱材303が斜めにずれる場合がある。
When the
ST3:排気管302と保持筒304とを位置合わせした状態で、保持筒304の入口側端部を排気管302に溶接にて固定する。このとき、保持筒304と排気管302との溶接は、保持筒304の端部の周方向に沿って等ピッチで数箇所に施す。
ST3: With the
なお、排気管302からマフラ本体301への伝熱抑制効果は少し低下するが、排気管302と保持筒304との固定を確実にするために、保持筒304の両端部を排気管302に溶接してもよい。
Although the effect of suppressing heat transfer from the
ST4:断熱材315,316をそれぞれ貼り付けた仕切り板301dと仕切り板301eとを保持筒304に挿し込み、所定位置に配置した状態で各仕切り板301d,301eを保持筒304に溶接にて固定する。さらに、保持筒304の両端部にそれぞれフロントプレート301b及びエンドプレート301cを挿し込み、その各プレート301b,301cをそれぞれ溶接にて固定する。
ST4: The
ST5:干渉室313とエンクロージャ314とを区画するスピーカ取付用の仕切り板301fを、エンドプレート301cと仕切り板301eとの間の所定位置に配置した状態で、スピーカ取付用の仕切り板301fをエンドプレート301cと仕切り板301eにそれぞれ溶接にて固定する。この溶接が終了した後に、仕切り板301fにスピーカ3を取り付ける。
ST5: With the speaker mounting
ST6:拡張室312の外周壁の内面を覆う断熱材317を仕切り板301dと仕切り板,301eと間に挿入配置した後、アウタシェル301aで全体を覆った状態で、フロントプレート301b及びエンドプレート301cとアウタシェル301aとの溶接(全周溶接)を行うことによって、図19〜図27に示す構造のスピーカ付きマフラM3を得る。
ST6: After the
M1,M2 スピーカ付きマフラ
1,201 マフラ本体
1a,201a アウタシェル
1b,201b フロントプレート
1c,201c エンドプレート
1d,1e,1f 仕切り板
201d,201e,201f 仕切り板
1g,201g 貫通孔
11,211 低周波共鳴室
12,212 拡張室
13,213 干渉室
14,214 エンクロージャ
15,16 断熱材
215〜217 断熱材
17,218 吸音断熱材
2 排気管
202 排気導入管
203 排気導出管
21,221 共鳴管
22,23 貫通孔
231 貫通孔
3 スピーカ
31 ブラケット
M1, M2 Muffler with speaker 1,201
Claims (9)
共鳴室と、拡張室と、スピーカを有する干渉室とを備え、前記干渉室が当該マフラの最下流に配置され、前記干渉室の上流に前記共鳴室及び拡張室が配置されているとともに、
前記共鳴室、前記拡張室及び前記干渉室を貫通する排気管を備え、前記排気管には、当該排気管の内部を前記共鳴室内に開放する開口が設けられ、前記拡張室内及び前記干渉室内に配置される部分にそれぞれ複数の貫通孔が設けられており、
当該マフラのマフラ本体が、筒状のアウタシェルと、前記アウタシェルの両端を塞ぐフロントプレート及びエンドプレートと、仕切り板とからなり、前記排気管の外周に断熱材が巻かれており、前記断熱材が巻かれた排気管が筒状の保持部材で保持されているとともに、前記保持部材の外周部に前記フロントプレート、エンドプレート及び仕切り板が配置されていることを特徴とするスピーカ付きマフラ。 A muffler disposed in an exhaust system of an internal combustion engine,
A resonance chamber, an expansion chamber, and an interference chamber having a speaker, the interference chamber is disposed at the most downstream of the muffler, and the resonance chamber and the expansion chamber are disposed upstream of the interference chamber,
An exhaust pipe that penetrates the resonance chamber, the extension chamber, and the interference chamber is provided, and the exhaust pipe is provided with an opening that opens the inside of the exhaust pipe into the resonance chamber, and is provided in the extension chamber and the interference chamber. A plurality of through holes are provided in each portion to be arranged,
The muffler body of the muffler is composed of a cylindrical outer shell, a front plate and an end plate that block both ends of the outer shell, and a partition plate. A muffler with a speaker , wherein the wound exhaust pipe is held by a cylindrical holding member, and the front plate, the end plate, and the partition plate are arranged on the outer periphery of the holding member .
前記スピーカが当該マフラに内蔵されていることを特徴とするスピーカ付きマフラ。 The muffler with a speaker according to claim 1,
A muffler with a speaker, wherein the speaker is built in the muffler.
100Hz以下の低周波音を低減する共鳴室と、100〜1000Hzの中周波音を低減する拡張室とを備えていることを特徴とするスピーカ付きマフラ。 The muffler with a speaker according to claim 1 or 2,
A muffler with a speaker, comprising a resonance chamber for reducing low frequency sound of 100 Hz or less and an expansion chamber for reducing medium frequency sound of 100 to 1000 Hz.
前記スピーカのエンクロージャが前記干渉室に隣接して配置され、前記エンクロージャと前記干渉室とを区画する仕切り板に前記スピーカが取り付けられていることを特徴とするスピーカ付きマフラ。 The muffler with a speaker according to claim 2 or 3,
A muffler with a speaker, wherein an enclosure of the speaker is disposed adjacent to the interference chamber, and the speaker is attached to a partition plate that partitions the enclosure and the interference chamber.
排気導入管と排気導出管とを備え、前記排気導入管及び排気導出管の管端がそれぞれ前記拡張室内に開口しているとともに、前記排気導入管の管軸と前記排気導出管の管軸とがオフセットされていることを特徴とするスピーカ付きマフラ。 In the muffler with a speaker as described in any one of Claims 1-4,
An exhaust lead pipe and an exhaust lead pipe, and pipe ends of the exhaust lead pipe and the exhaust lead pipe open into the expansion chamber, respectively, and a pipe shaft of the exhaust lead pipe and a pipe shaft of the exhaust lead pipe A muffler with a speaker, characterized in that is offset .
前記スピーカのエンクロージャの上流側に前記拡張室または共鳴室が隣接して配置されており、前記エンクロージャと前記拡張室または共鳴室との境界部に断熱材が設けられているとともに、前記干渉室内に断熱材が充填されていることを特徴とするスピーカ付きマフラ。 The muffler with a speaker according to claim 4 ,
The expansion chamber or the resonance chamber is arranged adjacent to the upstream side of the enclosure of the speaker, a heat insulating material is provided at a boundary portion between the enclosure and the expansion chamber or the resonance chamber, and the interference chamber A muffler with a speaker, which is filled with a heat insulating material .
前記スピーカのエンクロージャの上流側に前記拡張室が隣接して配置されており、前記拡張室内に配置される排気管の外周に断熱材が巻かれているとともに、前記干渉室内に断熱材が充填されていることを特徴とするスピーカ付きマフラ。 The muffler with a speaker according to claim 1 ,
The extension chamber is disposed adjacent to the upstream side of the loudspeaker enclosure , a heat insulating material is wound around an exhaust pipe disposed in the expansion chamber, and the heat insulating material is filled in the interference chamber. A muffler with speakers, characterized by
前記スピーカのエンクロージャの上流側に前記拡張室が隣接して配置されており、前記拡張室の内壁全面が断熱材で覆われているとともに、前記干渉室内に断熱材が充填されていることを特徴とするスピーカ付きマフラ。 The muffler with a speaker according to claim 5 ,
The extension chamber is disposed adjacent to the upstream side of the enclosure of the speaker, the entire inner wall of the extension chamber is covered with a heat insulating material, and the interference chamber is filled with a heat insulating material. A muffler with a speaker.
前記スピーカのエンクロージャの容積を増大させる容器が設けられていることを特徴とするスピーカ付きマフラ。 In the muffler with a speaker as described in any one of Claims 1-8 ,
With loudspeaker muffler, wherein the vessel increases the volume of the enclosure of the speaker are al provided.
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