JP2000213327A - 消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸音材を用いなくても吸音材を用いたときと
ほぼ同等の排気音低減効果が得られる消音器を提供す
る。 【解決手段】 消音器１０は、アウタシェル１１、セパ
レータ１２、固定部材１３からなる。セパレータ１２
は、ステンレス製ネットを円盤状の平面部１２ａと円筒
状の周壁部１２ｂを有する形状に形成したものであり、
平面部１２ａがアウタシェル１１の内部を仕切るように
且つ周壁部１２ｂがアウタシェル１１の内周面に接触す
るように配置されている。排ガスは、アウタシェル１１
に入ったあとセパレータ１２の平面部１２ａを通過する
際、ステンレス製ネットの複数の編み目と音波との摩擦
により音響エネルギーが減衰されて消音される。この結
果、消音器１０によれば吸音材を用いたときとほぼ同等
の排気音低減効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等のエンジ
ンの排気系に取り付けられる消音器であって、グラスウ
ール等の吸音材を用いない消音器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等のエンジンの排気系に取
り付けられる消音器としては、各種の構造のものが知ら
れており、エンジンの大きさ等各種条件に応じて適当な
構造のものを採用しているが、排ガス中に含まれる各種
周波数成分の騒音のうち比較的高周波数の成分を減衰さ
せるためにはグラスウール等の吸音材を利用することが
多い。

【０００３】このような吸音材を利用した消音器として
は、例えば図８に示すように、アウタシェル１０１と、
このアウタシェル１０１に挿入されたインレットパイプ
１０２と、このインレットパイプ１０２の下流側開口端
に外挿されたアウトレットパイプ１０３と、アウタシェ
ル１０１とインレットパイプ１０２との間に形成された
空間１０４に充填された吸音材１０５とを備えている。
また、インレットパイプ１０２には複数のパンチング穴
１０２ａが開けられている。そして、インレットパイプ
１０２から排ガス（図８中、白抜き矢印で表示）が導入
されると、排ガス中に含まれる騒音即ち音波がパンチン
グ穴１０２ａから空間１０４に入り、吸音材１０５との
摩擦によりエネルギーが減衰して主に高周波数領域の排
気音が低減される。なお、アウトレットパイプ１０３は
インレットパイプ１０２にワイヤネットリング１０６を
介して外挿されているため、両パイプ１０２、１０３は
それぞれ独立して伸縮可能であり、両パイプ１０２、１
０３に熱膨張差が生じても問題はない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吸音材
１０５を用いた消音器では、製造時に吸音材１０５を充
填する作業が煩雑であるうえ、コストが嵩むという問題
があった。本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は、吸音材を用いなくても吸音材を用いた
ときとほぼ同等の排気音低減効果が得られる消音器を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するため、本発明は、グラスウール等の吸音材を
用いない消音器において、略筒状に形成されたシェル
と、前記シェルの内部を仕切るように設けられ、複数の
穴が開けられたセパレータとを備えたことを特徴とす
る。

【０００６】本発明では、上流側排気管を流通してきた
排ガスは、シェルに入った後セパレータを通過する際、
セパレータに設けられた複数の穴と音波との摩擦により
音響エネルギーが減衰して排気音（排ガスが外部へ放出
されるときに発生する騒音）が低減される。この結果、
本発明によれば、グラスウールを用いたときとほぼ同等
の排気音低減効果が得られる。

【０００７】本発明の消音器のセパレータとして、パン
チングプレートを採用してもよい。パンチングプレート
は金属板をプレス加工することにより簡単に製造できる
ため好ましい。この場合、穴径をできるだけ小さくする
と共に穴同士の間隔つまりピッチもできるだけ小さくす
ることが排気音低減効果を良好にするうえで好ましい。

【０００８】本発明の消音器のセパレータとして、金属
製ネットを採用してもよい。この場合、パンチングプレ
ートに比べてピッチを小さくすることが可能であり、排
気音低減効果を良好に得るうえで有利である。また、セ
パレータにおける排ガス通過面積がパンチングプレート
に比べて大きくすることが可能であり、背圧の上昇を抑
制できる点でも有利である。

【０００９】ここで、金属製ネットは、平面部とその平
面部の周縁に沿って設けられた周壁部とを有する形状に
形成され、平面部がシェルの内部を仕切るように且つ周
壁部がシェルの内周面に接触するように配置されている
ことが好ましい。この場合、金属製ネットの周壁部はシ
ェルの内周面に接触しているため、シェルの振動を減衰
させることができ、排気音ばかりでなく放射音（消音器
の振動等によって発生する騒音）も低減される。この金
属製ネットは、周壁部の内側に配設されたリング状の固
定部材により周壁部がシェルの内周面に接触するように
支持されていることが好ましい。この場合、簡単な構造
でありながら確実に金属製ネットの周壁部をシェルの内
周面に接触させておくことができ、シェルの振動を有効
に減衰できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の消音器
の説明図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は要部の組
立斜視図である。消音器１０は、サブマフラであり、ア
ウタシェル１１と、有底筒状のセパレータ１２と、リン
グ状の固定部材１３とを備えている。

【００１１】アウタシェル１１は、略筒状に形成された
ステンレス（ＳＵＳ）製の部材であり、小径のインレッ
ト部１１ａ及びアウトレット部１１ｃと、大径の中央部
１１ｂとからなる。インレット部１１ａ及びアウトレッ
ト部１１ｃには、ほぼ同径の上流側排気管及び下流側排
気管（共に図示せず）がそれぞれ接続されている。

【００１２】セパレータ１２は、ステンレス（ＳＵＳ）
製ネットを円盤状の平面部１２ａと円筒状の周壁部１２
ｂを有する形状に形成したものであり、平面部１２ａが
アウタシェル１１の内部を仕切るように且つ周壁部１２
ｂがアウタシェル１１の内周面に接触するように配置さ
れている。なお、図２では便宜上セパレータ１２の平面
部１２ａの一部のみを編み目で表示したが、セパレータ
１２の全部がこのような編み目を有している。

【００１３】固定部材１３は、アウタシェル１１と同じ
材質を用いてリング状に形成したものであり、セパレー
タ１２の周壁部１２ｂの内側に配設され、円周上の適当
な２箇所でアウタシェル１１と溶接されている。このた
め、周壁部１２ｂは固定部材１３とアウタシェル１１の
内周面との間に挟まれた状態で支持されている。なお、
溶接せず、固定部材１３を周壁部１２ｂに圧入して周壁
部１２ｂをアウタシェル１１の内周面に押圧してもよ
い。

【００１４】本実施形態では、セパレータ１２と固定部
材１３は、インレット部１１ａの開口端からアウタシェ
ル１１の全長の約１／３の位置、及び、約２／３の位置
にそれぞれ設けられている。なお、セパレータ１２と固
定部材１３は、一箇所のみに設けてもよいし、３箇所以
上に設けてもよい。

【００１５】次に、本実施形態の消音器１０の作用につ
いて説明する。図示しない上流側排気管を流通してきた
排ガス（図１中、白抜き矢印で表示）は、インレット部
１１ａからアウタシェル１１に入ると中央部１１ｂが大
径に形成されているため拡張され、それによって消音さ
れる。また、セパレータ１２の平面部１２ａを通過する
際、ステンレス製ネットの複数の編み目（本発明の複数
の穴に相当）と音波との摩擦により音響エネルギーが減
衰されて排気音が低減される。この結果、消音器１０に
よれば、グラスウール等の吸音材を用いたときとほぼ同
等の排気音低減効果が得られる（この効果を裏付ける実
験データについては後述する）。また、セパレータ１２
としてステンレス製ネットを用いているため、穴即ち編
み目同士のピッチが小さく、排気音低減効果を良好に得
るうえで有利なばかりでなく、背圧の上昇を抑制できる
点でも有利である。更に、セパレータ１２の周壁部１２
ｂはリング状の固定部材１３によりアウタシェル１１の
内周面に確実に接触するよう支持されているため、アウ
タシェル１１の振動をこの周壁部１２ｂが減衰させるこ
とができ、排気音ばかりでなく放射音（消音器の振動に
よって発生する騒音）も低減される。

【００１６】［排気音、放射音の測定］本実施形態の消
音器１０として、アウタシェル１１は板厚１．２ｍｍ、
インレット部１１ａ及びアウトレット部１１ｃが内径４
９．１ｍｍ、中央部１１ｂが外径１２０ｍｍ、全長が５
９０ｍｍのものを使用し、インレット部１１ａの開口端
から２００ｍｍ及び３７０ｍｍの位置にセパレータ１２
の平面部１２ａが配置されたものを用意した。なお、セ
パレータ１２は線径０．４ｍｍ、編み目の大きさ３ｍｍ
×４ｍｍのＳＵＳ製ネットで作製した。

【００１７】また、比較形態の消音器として、図８の構
造の消音器を用意した。即ち、インレットパイプ１０２
及びアウトレットパイプ１０３（小径側）が内径４９．
１ｍｍ、アウタシェル１０１は本実施形態とほぼ同じも
のを用い、空間１０４には吸音材１０５としてステンレ
ス製ウール（線径７０μｍ、密度０．２２ｇ／ｃｍ³）
を充填した。

【００１８】排気音、放射音の測定は、図４に示す自動
車の排気系において行った。この排気系は、図示しない
エンジンに接続されたエキゾーストマニホルド２１と、
このエキゾーストマニホルド２１に排気管２２を介して
接続された触媒装置２３と、この触媒装置２３に上流側
排気管２４を介して接続されたサブマフラとしての消音
器（本実施形態又は比較形態）と、この消音器に下流側
排気管２５を介して接続されたメインマフラ２６と、こ
のメインマフラ２６に接続された排ガスを大気に放出す
るテールパイプ２７から構成した。また、テールパイプ
２７の開口端から斜め４５°、５０ｃｍの位置に排気音
測定用マイク２９を設置し、消音器の中心から１０ｃｍ
の位置に放射音測定用マイク２８を設置した。そして本
実施形態と比較形態につき、それぞれのマイク２８、２
９を通して騒音レベルを測定した。その結果を図５及び
図６にグラフで示す。なお、排気音についてはオーバー
オール特性を表した。

【００１９】図５及び図６から明らかなように、排気音
についてのエンジン回転数と騒音レベルとの関係、およ
び、放射音についてのエンジン回転数と騒音レベルとの
関係は、本実施形態と比較形態とでほとんど差は見られ
なかった。このことから、本実施形態の消音器１０は、
吸音材１０５を用いた比較形態とほぼ同等の排気音低減
効果および放射音低減効果が得られることが実証され
た。

【００２０】尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態
に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に
属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもな
い。例えば、セパレータとして図７に示すようなパンチ
ングプレート１５を用いてもよい。パンチングプレート
１５は金属板をプレス加工することにより簡単に製造で
きる。この場合、パンチングプレート１５の平面部全面
にパンチング穴１５ａが設けられているが、その穴径を
できるだけ小さくすると共に穴同士の間隔つまりピッチ
もできるだけ小さくすること（例えば穴径をφ２〜φ４
ｍｍ、ピッチを５〜１５ｍｍ）が排気音低減効果を良好
にするうえで好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態の消音器の説明図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】 本実施形態の消音器の要部の組立斜視図であ
る。

【図４】 排気音、放射音の測定に用いた自動車の排気
系の説明図である。

【図５】 エンジン回転数−騒音レベル（排気音）の関
係を表すグラフである。

【図６】 エンジン回転数−騒音レベル（放射音）の関
係を表すグラフである。

【図７】 他の実施形態の断面図である。

【図８】 従来の消音器の説明図である。

【符号の説明】

１０・・・消音器、１１・・・アウタシェル、１１ａ・
・・インレット部、１１ｂ・・・中央部、１１ｃ・・・
アウトレット部、１２・・・セパレータ、１２ａ・・・
平面部、１２ｂ・・・周壁部、１３・・・固定部材、２
１・・・エキゾーストマニホルド、２３・・・触媒装
置、２６・・・メインマフラ、２８・・・放射音測定用
マイク、２９・・・排気音測定用マイク。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グラスウール等の吸音材を用いない消音
   器において、 略筒状に形成されたシェルと、 前記シェルの内部を仕切るように設けられ、複数の穴が
   開けられたセパレータとを備えたことを特徴とする消音
   器。
2. 【請求項２】 前記セパレータは、パンチングプレート
   であることを特徴とする請求項１記載の消音器。
3. 【請求項３】 前記セパレータは、金属製ネットである
   ことを特徴とする請求項１記載の消音器。
4. 【請求項４】 前記金属製ネットは、平面部とその平面
   部の周縁に沿って設けられた周壁部とを有する形状に形
   成され、前記平面部が前記シェルの内部を仕切るように
   且つ前記周壁部が前記シェルの内周面に接触するように
   配置されていることを特徴とする請求項３記載の消音
   器。
5. 【請求項５】 前記金属製ネットは、前記周壁部の内側
   に配設されたリング状の固定部材により前記周壁部が前
   記シェルの内周面に接触するように支持されていること
   を特徴とする請求項４記載の消音器。