(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の排気騒音を低減するマフラーであって、
前記マフラー内の排気ガスを収容するハウジングの内壁に少なくとも２個以上連結され、前記マフラーの長さ方向にパイプ形態を有するガイド、および
前記ハウジングの内部を区切る平面形態で位置し、前記平面上に電磁石を備えて、前記排気ガスから計算された周波数に応じて前記電磁石に印加される電流による移動信号によって間隔が調節されるバッフル
を含み、
前記周波数に応じた波長の数を調節して前記バッフルの間隔を調節し、前記排気騒音を低減させることを特徴とする能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラー。
【請求項２】
前記ガイドはパイプ形態の内部に所定の容積を有し、前記容積に充填される潤滑液をさらに含み、
前記潤滑液は、
前記移動信号が前記電磁石に入力される場合、前記ガイドの外部に放出されて前記バッフルの左右移動の摩擦力を減少させることを特徴とする、請求項１に記載の能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラー。
【請求項３】
前記周波数は、
前記ハウジングの断面積から伝達損失（ＴＬ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌｏｓｓ）を考慮して計算されることを特徴とする、請求項１に記載の能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラー。
【請求項４】
前記ハウジングは内部に流入口配管および流出口配管を含み、
前記波長は、
前記流入口配管に流入される排気ガスの速度と絶対温度から算出されることを特徴とする、請求項１に記載の能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラー。
【請求項５】
前記バッフルは、
前記平面の縁部が前記ガイドに連結され、ガイドの長さ方向に左右に移動して区切られた前記間隔を調節することを特徴とする、請求項１に記載の能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラー。
【請求項６】
前記電磁石は、
前記バッフルの上面または下面に少なくとも１つ以上が備えられ、前記移動信号に応じて極性が変わることを特徴とする、請求項１に記載の能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラー。
【請求項７】
前記極性は、
前記排気ガスの周波数が既に設定された基準値より高い場合には前記バッフルの間隔が減少するように設定され、
前記排気ガスの周波数が既に設定された基準値より低い場合には前記バッフルの間隔が増加するように設定されることを特徴とする、請求項６に記載の能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラー。
【請求項８】
前記移動信号は、
前記排気ガスの周波数が変更されることによってリアルタイムで前記電磁石に印加されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラー。
【請求項９】
車両の排気騒音を低減するマフラーの制御方法であって、
前記マフラーの断面積と前記マフラー内に流入される排気ガスの流量と速度および絶対温度を分析して前記排気ガスの周波数を算出するステップ、
前記周波数を既に設定された基準値と比較して移動信号に応じてバッフルに設けられた電磁石の極性を変更するステップ、および
前記バッフルの間隔が調節されて前記排気騒音を低減するステップ
を含む能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラーの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラーおよびその制御方法に関し、特に排気ガスの周波数を分析して騒音を低減する装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、マフラーは排気の急激な膨張によって発生する排気騒音を減らすための装置であり、車両や産業機械などの排気系に取り付けられて使われる。このようなマフラーは、通常、中空部を有する胴体部、胴体部の内部空間を複数に区画させ、複数の通気孔を有する隔壁部、胴体部に排気系の排気ガスをガイドする流入管、および胴体部の内部の排気ガスを排出させる排出管を含む。よって、排気系の排気ガスは入口管を通して流入され、隔壁部の複数の通気孔を経由して排出管を通して外部に排出される。しかし、複数の通気孔の大きさおよび配置が固定されているため、エンジン回転数に応じた排気ガスの流れを調節することができないという問題がある。
【０００３】
これと関連し、従来の韓国公開実用新案第１９９８−０４４２７０号（排気装置のマフラー）は排気ガスの吸気管とエンドパイプとの間に連結されたボディーケースを含み、そのボディーケースの内部空間を複数の部屋に区切るバッフルのうち１つが排気圧力の変化に応じて、ボディーケースに沿って前後方向に移動できるようにする。また、少なくとも１つの可変バッフルはボディーケースの内部でスライド可能に設けられ、他バッフルとの間にスプリングを介在して弾持される。このような本考案の構成により、可変バッフルは、排気圧力が高い場合、マフラー内部の空間を可変させてそれに能動的に対処する技術を開示している。
【０００４】
しかし、従来技術はノイズを相殺させるために固定型バッフルを動かし、その動きは排気圧力に応じて移動するものであり、実質的に排気ガスが出す騒音の原理とは関係がない。よって、圧力だけでバッフルが動く場合、排気騒音は依然として存在するという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国公開実用新案第１９９８−０４４２７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来のマフラーでは解決できなかった排気騒音を根本的に低減する装置を提供することを１つの目的とする。
【０００７】
また、本発明は、排気騒音が発生する原因を具体的に分析して排気ガスの騒音を低減する制御方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、車両の排気騒音を低減するマフラーであって、マフラー内の排気ガスを収容するハウジングの内壁に少なくとも２個以上連結され、マフラーの長さ方向にパイプ形態を有するガイド、およびハウジングの内部を区切る平面形態で位置し、平面上に電磁石を備えて、排気ガスから計算された周波数に応じて電磁石に印加される電流による移動信号によって間隔が調節されるバッフルを含み、周波数に応じた波長の数を調節してバッフルの間隔を調節し、排気騒音を低減させることを特徴とする能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラーを提供することを１つの特徴とする。
【０００９】
好ましくは、ガイドはパイプ形態の内部に所定の容積を有し、容積に充填される潤滑液をさらに含み、潤滑液は、移動信号が電磁石に入力される場合、ガイドの外部に放出されてバッフルの左右移動の摩擦力を減少させてもよい。
【００１０】
好ましくは、周波数は、ハウジングの断面積から伝達損失（ＴＬ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌｏｓｓ）を考慮して計算されてもよい。
【００１１】
好ましくは、ハウジングは内部に流入口配管および流出口配管を含み、波長は、流入口配管に流入される排気ガスの速度と絶対温度から算出されてもよい。
【００１２】
好ましくは、バッフルは、平面の縁部がガイドに連結され、ガイドの長さ方向に左右に移動して区切られた間隔を調節してもよい。
【００１３】
好ましくは、電磁石は、バッフルの上面または下面に少なくとも１つ以上が備えられ、移動信号に応じて極性が変わってもよい。
【００１４】
好ましくは、極性は、排気ガスの周波数が既に設定された基準値より高い場合にはバッフルの間隔が減少するように設定され、排気ガスの周波数が既に設定された基準値より低い場合にはバッフルの間隔が増加するように設定されてもよい。
【００１５】
好ましくは、移動信号は、排気ガスの周波数が変更されることによってリアルタイムで電磁石に印加されてもよい。
【００１６】
また、本発明は、車両の排気騒音を低減するマフラーの制御方法であって、マフラーの断面積とマフラー内に流入される排気ガスの流量と速度および絶対温度を分析して排気ガスの周波数を算出するステップ、周波数を既に設定された基準値と比較して移動信号に応じてバッフルに設けられた電磁石の極性を変更するステップ、およびバッフルの間隔が調節されて排気騒音を低減するステップを含む能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラーの制御方法を提供することを他の特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
前述したような構成を有する本発明によれば、排気ガスの周波数帯域を分析して従来のバッフルの移動だけでノイズを低減させ、騒音を低減する別途の装置による費用を節減するという利点がある。
【００１８】
また、本発明は、リアルタイムで排気ガスの周波数を測定し、電磁石を用いたバッフル間隔の調節によって能動的に排気騒音を低減するという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態による能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラーを示す。
【図２】本発明の実施形態によるマフラーの断面図を示す。
【図３】本発明の実施形態によって伝達損失（ＴＬ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌｏｓｓ）を算出する様子を示す。
【図４】本発明の実施形態によるバッフルの間隔が調節される様子を示す。
【図５】本発明の実施形態による能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラーの制御方法に対するフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面に記載された内容を参照して本発明を詳細に説明する。但し、本発明が例示的な実施形態によって制限または限定されるものではない。各図面に提示された同一な参照符号は実質的に同一な機能を行う部材を示す。
【００２１】
本発明の目的および効果は下記の説明によって自然に理解されるかまたはより明確になり、下記の記載のみに本発明の目的および効果が制限されるものではない。また、本発明を説明する際、本発明と関連した公知技術に関する具体的な説明が、本発明の要旨を不要に濁す恐れがあると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態による能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラーを示す。図１を参照すれば、マフラーは主要構成要素としてガイドおよびバッフルを含むことができる。
【００２３】
ガイドはマフラー内の排気ガスを収容するハウジングの内壁に少なくとも２個以上連結され、マフラーの長さ方向にパイプ形態である。ガイドは、バッフルが左右に移動する場合、その経路を提供するためにバッフルの周りを貫通する形態で設けられる。ガイドは、バッフルが移動する場合、ガイドの長さ方向に動くため、バッフルの平面と垂直した形態で設けられることができる。
【００２４】
一般的な排気システムで用いられるマフラーはエネルギー減少を主な目的とし、このような目的の大半のマフラーは音エネルギーを吸収するかまたは入ってくる波長の力を減少させる役割をし、本発明の実施形態ではバッフルの間隔の調節によってこのようなマフラーの効果を実現することができる。
【００２５】
マフラーの作動は、圧力波長が与えられた周波数と振幅を持って一定の方向に流れ、同じ波長が初めての波長とは反対方向に流れると、２個の波長が互いに衝突してエネルギーが互いに相殺し、振幅も相当に減少する原理を利用したものであり、マフラー内に入ってきた排気ガスが拡張、圧縮される過程を経て圧力波長そのものを後ろに再び送って衝突するようにすることによって騒音レベルを減少させる。
【００２６】
ガイドはパイプ形態で設けられ、内部に所定の容積を有しており、その容積に充填される潤滑液をさらに含むことができる。潤滑液は、バッフルの移動信号が検知される場合、ガイドの外部に放出されてバッフルの左右移動の摩擦力を減少させる役割をすることができる。
【００２７】
バッフルはハウジングの内部を区切る平面形態で位置し、平面上に電磁石を備えて、排気ガスから計算された周波数に応じて電磁石に印加される電流による移動信号によって間隔が調節されることができる。バッフルは、プレート、すなわち、平面形態で構成されることができ、マフラー本体の内壁に長さ方向にスライドされることができる。
【００２８】
バッフルは平面の外径がマフラー内のハウジング内壁に配置され、微細な間隔が存在してもよく、その間隔はスライド可能な構造になるための最小限の範囲内で定められることができる。
【００２９】
バッフルは、平面の縁部がガイドに連結され、ガイドの長さ方向に左右に移動して区切られた間隔を調節することができる。バッフルの平面は縁部に位置調整用ボルトを含むことができ、ハウジングの内壁面上で干渉を受けることなくスムーズにスライドできるように上下方向にまたは左右方向に対称構造で設けられることが好ましいが、それに限定されるものではない。
【００３０】
バッフルは、図１に示すように、ハウジングの一側壁の上部に結合されてもよいが、ハウジング壁に直接加工して形成された構造であってもよい。
【００３１】
図２は、本発明の実施形態によるマフラーの断面図を示す。図２を参照すれば、排気ガスは流入口に入ってきて流出口へ出て行き、結局、排気ガスはバッフルの間の空間で移動し、流入口を通過する排気ガスの周波数によって排気騒音が発生しうる。
【００３２】
排気ガスは流入口配管を通してマフラー本体の内部に入ってくる。この排気ガスは、流入口配管に隣接したバッフルにより区切られた内部に流入された後、流出口配管に隣接したバッフルに拡散し、流出口配管に放出される。マフラーの流入口に入力される排気ガスはバッフルに形成された多孔を通過してマフラーの流出口へ排出される。
【００３３】
図３は、本発明の実施形態によって伝達損失（ＴＬ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌｏｓｓ）を算出する様子を示す。図３を参照すれば、ハウジングの内部の様子を示し、排気ガスの周波数は１次元エネルギー保存の法則によってハウジングの断面積から計算できる。
【００３４】
【数１】
0006728026.tif 000002
【００３５】
上記の数式１において、Ａ１は流入口の音圧、Ａ２はバッフルでの音圧、Ａ３は流出口の音圧を示し、Ｂ１は流入口で半波する音圧、Ｂ２はバッフルで半波する音圧、ｍはＳ１とＳ２の膨張比を示す。
【００３６】
上記で式［１］〜［４］を連立すれば、下記の数式２のように計算できる。
【数２】
0006728026.tif 000003
（ここで、ｋは波数であって、１ｍ内の波長の個数を示す。）
【００３７】
上記の数式２において、Ｌはバッフルの間隔、すなわち、排気ガス波長の変位を示す。伝達損失（ＴＬ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌｏｓｓ）は断面積から発生する音圧の比率であって、下記の数式３、数式４のように測定できる。伝達損失（ＴＬ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌｏｓｓ）を計算すれば、ハウジングの変位によって周波数での排気騒音を測定することができ、それによって排気騒音を減少させる方案を講じることができる。
【００３８】
【数３】
0006728026.tif 000004
【００３９】
【数４】
0006728026.tif 000005
【００４０】
流入口配管の断面積をＳ１、ハウジング本体の断面積をＳ２とし、本発明の実施形態において、Ｓ１＝２８７３ｍｍ２、Ｓ２＝１１６２７ｍｍ２、ｍ＝４．０４、ｋ＝０．９１９９に設定すれば、伝達損失（ＴＬ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌｏｓｓ）は２．１ｄＢと算出され、７５Ｈｚにおいて１．８ｄＢが算出される。それにより、該当周波数帯域を取るためにマフラー長さまたはバッフル間隔を設定することができる。
【００４１】
上述したように、ハウジングは内部に流入口配管および流出口配管を含み、波長は流入口配管に流入される排気ガスの速度と絶対温度から算出できる。また、周波数に応じた波長の数を調節してバッフルの間隔を調節し、排気騒音を低減させることができる。
【００４２】
図４は、本発明の実施形態によるバッフルの間隔が調節される様子を示す。図３を参照すれば、バッフルは上面または下面に少なくとも１つ以上の電磁石を備えることができ、バッフルは従来技術と同じように排気ガスの圧力でない電磁石駆動システムによって駆動されることができる。
【００４３】
電磁石は上述した周波数の分析によって波数が決定され、排気ガスの駆動システムはバッフルの間隔を調節することができる。電磁石は移動信号に応じて極性が変わる。バッフルに設けられた電磁石の極性は（＋）、（−）に設定されてバッフルの間に引力または斥力を引き起こすように設定されることができる。
【００４４】
電磁石の極性は、排気ガスの周波数が既に設定された基準値より高い場合にはバッフルの間隔が減少するように設定され、基準値より低い場合にはバッフルの間隔が増加するように設定されることができる。本発明の実施形態は、基準値を２００Ｈｚに設定して排気ガスの周波数を基準値と比較することができる。排気ガスの周波数が基準値を超過すれば高周波に分類し、以下であれば低周波に区分することができる。但し、請求範囲はこれに限定されるものではなく、複数のバッフルによって複数の区画が設定されることができ、周波数領域を多様化するのも可能である。
【００４５】
電磁石に電流を印加して発生する移動信号は、排気ガスの周波数が変更されることによってリアルタイムで電磁石に印加されることができる。上述した周波数の分析は所定の計算部によって行われることができ、このような計算部によって計算された内容に基づいて算出された移動信号は電磁石またはガイドに入力されることができ、入力される構成は制限されるものではない。
【００４６】
図５は、本発明の実施形態による能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラーの制御方法に対するフローチャートを示す。図５を参照すれば、能動型騒音制御が可能なＳＬＩＰ型マフラーの制御方法は、車両の排気騒音を低減するマフラーの制御方法であって、マフラーの断面積とマフラー内に流入される排気ガスの流量と速度および絶対温度を分析して排気ガスの周波数を算出するステップ、周波数を既に設定された基準値と比較して移動信号に応じてバッフルに設けられた電磁石の極性を変更するステップ、およびバッフルの間隔が調節されて排気騒音を低減するステップを含むことができる。
【００４７】
上記の制御方法と関連した事項は装置の発明に記載された内容を参照すれば通常の技術を有した者が明確に類推することができるので、本方法の発明ではその説明を省略する。
【００４８】
以上、代表的な実施形態によって本発明を詳細に説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者であれば、上述した実施形態に対して本発明の範疇から逸脱しない限度内で様々な変形が可能であることを理解することができる。よって、本発明の権利範囲は説明した実施形態に限定して定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく特許請求の範囲と均等な概念から導き出される全ての変更または変形された形態によって定められなければならない。
【符号の説明】
【００４９】
１  ・・・マフラー
１０  ・・・ハウジング
３０  ・・・バッフル
３０１  ・・・電磁石
３０３  ・・・多孔
３０５  ・・・ガイド
３０５１  ・・・潤滑液
５０  ・・・配管
５０１  ・・・流入口配管
５０１１  ・・・流入口
５０３  ・・・流出口配管
５０３３  ・・・流出口
【図１】
0006728026.tif 000006
【図２】
0006728026.tif 000007
【図３】
0006728026.tif 000008
【図４】
0006728026.tif 000009
【図５】
0006728026.tif 000010