JP2001214726A - 内燃機関用消音器 - Google Patents

内燃機関用消音器

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JP2001214726A
JP2001214726A JP2000024581A JP2000024581A JP2001214726A JP 2001214726 A JP2001214726 A JP 2001214726A JP 2000024581 A JP2000024581 A JP 2000024581A JP 2000024581 A JP2000024581 A JP 2000024581A JP 2001214726 A JP2001214726 A JP 2001214726A
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Japan
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pipe
resonance
inner pipe
diameter
chamber
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JP2000024581A
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Takashi Yoshihashi
孝志 吉橋
Akihiro Endo
彰広 遠藤
Tetsuya Sugimoto
哲也 杉本
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Sakamoto Ind Co Ltd
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Sakamoto Ind Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 全長が短い内燃機関用消音器を提供する。 【解決手段】 共鳴室13の内部におけるインナーパイ
プ11の外側には、これと同芯にカバーパイプ14を設
ける。カバーパイプ14の外径は、それとアウターパイ
プ12との間の空間が共鳴室13の一部たり得るよう、
アウターパイプ12より大幅に小径にする。カバーパイ
プ14の両端部および両側部をインナーパイプ11の外
周に気密に固定する。これにより、インナーパイプ11
とカバーパイプ14との間に互いに遮断された二つの空
間を形成する。一方の空間を吸音室15とし、他方の空
間を共鳴パイプ部16とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、高低両方の周波
数域において高い消音性を有する内燃機関用消音器に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の消音器としては、例えば
特開平10−252442号公報に記載のものがある。
この消音器は、図5に示すように、インナーパイプ1
と、このインナーパイプ1の外側に設けられたアウター
パイプ2とを備えており、アウターパイプ2の両端部が
インナーパイプ1の両端部に気密に固定されることによ
り、インナーパイプ1とアウターパイプ2との間に環状
の空間3が形成されている。この空間3の一端部(図5
の右端部)には、アウターパイプ2より僅かに小径のカ
バーパイプ4が配置されている。このカバーパイプ4に
より、上記空間3がカバーパイプ4より一端側(左端
側)の共鳴室5と、他端側(右端側)の副共鳴室6とに
区分されている。共鳴室5と副共鳴室6とは、アウター
パイプ2とカバーパイプ4との間に形成される環状の隙
間からなる共鳴パイプ部7を介して連通している。ま
た、カバーパイプ4の両端部は、インナーパイプ1の外
周に気密に固定されており、インナーパイプ1とカバー
パイプ4との間の空間が吸音室8になっている。吸音室
8にはグラスウール等の吸音材(図示せず)が充填され
ている。
【0003】上記構成の消音器は、例えば排気音を消音
するために用いられる。その場合には、インナーパイプ
1が排気管の一部になり、その内部を排気ガスが図5の
矢印方向に流れる。このとき、排気ガス中を伝播する排
気音のうちの高周波域の排気音は、インナーパイプ1に
形成された多数の小径孔1aから吸音室8に入り込み、
吸音材によって吸収される。一方、低周波域の排気音
は、インナーパイプ1に形成された大径孔1bから副共
鳴室6および共鳴パイプ部7を通って共鳴室5に至り、
そこで減衰させられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の消音器にお
いては、共鳴室5と吸音室8および共鳴パイプ部7とが
インナーパイプ1の長手方向に直列状態で配置されてい
るため、全長が長くなってしまうという問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の問題
を解決するために、インナーパイプと、このインナーパ
イプの外径より大きい内径を有し、インナーパイプの外
側に配置されたアウターパイプとを備え、上記アウター
パイプの両端部が上記インナーパイプの両端部に気密に
固定されることにより、上記インナーパイプと上記アウ
ターパイプとの間に共鳴室が形成され、この共鳴室内
に、上記インナーパイプに連通し、かつ内部に吸音材を
収容する吸音室、および一端が上記インナーパイプに連
通し、他端が上記共鳴室に連通した共鳴パイプ部がそれ
ぞれ設けられ、上記吸音室と上記共鳴パイプ部とが上記
インナーパイプの長手方向のほぼ同一位置に配置されて
いることを特徴としている。
【0006】この場合、上記吸音室と上記共鳴パイプ部
とが、上記共鳴室の周方向において異なる個所に配置さ
れていることが望ましいが、周方向の同一個所に配置さ
れていてもよい。上記吸音室と上記共鳴パイプ部とが、
上記共鳴室の周方向において異なる個所に配置されてい
る場合には、上記共鳴室内における上記インナーパイプ
にこれより大径のカバーパイプを外挿し、このカバーパ
イプの両端部および内周面の両側部を上記インナーパイ
プの外周面にそれぞれ気密に固定することによいり、上
記インナーパイプと上記カバーパイプとの間に互いに遮
断された二つの空間を形成し、この二つの空間をそれぞ
れ上記吸音室と上記共鳴パイプ部とすることができる。
また、薄い金属板を2回巻回し、1回目の巻回部分によ
って上記インナーパイプを構成するとともに、1回目の
巻回部分と2回目の巻回部分との間に互いに遮断された
二つの空間を形成し、この二つの空間をそれぞれ上記吸
音室と上記共鳴パイプ部とすることができる。
【0007】また、上記インナーパイプとなる小径筒
部、およびこの小径筒部から周方向外側へ向って延びる
外延部を有する内筒と、上記小径筒部より大径の大径筒
部、およびこの大径筒部から周方向内側へ向って延びる
内延部を有する外筒とをそれぞれ薄い金属板を巻回して
形成し、上記外筒に上記内筒を挿入して上記外延部の先
端部を上記大径筒部の内周に固着するとともに、上記内
延部の先端部を上記小径筒部の外周に固着することによ
り、上記小径筒部と上記大径筒部との間に巴状をなす二
つの空間を形成し、この二つの空間をそれぞれ上記吸音
部と上記共鳴パイプ部とすることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形
態について図1〜図4を参照して説明する。図1
(A)、(B)はこの発明の第1の実施の形態を示すも
のであり、図1(A)はその縦断面図、図1(B)は図
1(A)のX−X線に沿う拡大断面図である。これらの
図に示すように、この内燃機関用消音器Aは、インナー
パイプ11およびアウターパイプ12を備えている。
【0009】インナーパイプ11は、両端が開口した断
面円形の直管状をなすものであり、消音器Aが排気音の
消音に用いられる場合には排気管の一部をなし、その内
部を排気ガスが矢印で示すように一端側(図1(A)の
左端側)から他端側(右端側)へ向って流れる。消音器
Aは吸気音の消音に用いてもよい。その場合、インナー
パイプ11は吸気管の一部をなす。
【0010】アウターパイプ12は、両端が開口した断
面円形の直管状をなしており、インナーパイプ11の外
側にこれと同芯に配置されている。アウターパイプ12
の内径はインナーパイプ11の外径より大径になってい
るが、その両端部はテーパ状に縮径されて、インナーパ
イプ11の両端部外周に嵌合され、溶接等によって固着
されている。これにより、インナーパイプ11の外周と
アウターパイプ12の内周との間に、外部に対して密閉
された共鳴室13が形成されている。
【0011】上記共鳴室13の内部には、カバーパイプ
14が設けられている。このカバーパイプ14は、直管
状をなしており、インナーパイプ11の外側にこれと同
芯に配置されている。したがって、カバーパイプ14は
アウターパイプ12とも同芯になっている。また、カバ
ーパイプ14は、その長手方向の中心をインナーパイプ
11およびアウターパイプ12の長手方向の中心とほぼ
一致させて配置されている。
【0012】カバーパイプ14は、断面略長方形状をな
しているが、その断面における短手方向の寸法は勿論の
こと、長手方向の寸法もアウターパイプ12の内径より
大幅に小さくなっている。これにより、カバーパイプ1
4の外周面とアウターパイプ12の内周面との間には、
低周波数域の音を消音するの十分な大きさの空間が確保
されており、この空間全体が共鳴室13になっている。
この共鳴室13は、その長さがカバーパイプ14より長
いが、インナーパイプ11の長手方向においてカバーパ
イプ14と同一位置に配置されている。
【0013】カバーパイプ14の両端部は、インナーパ
イプ11の両端部外周に嵌合され、溶接等によって気密
に固定されている。しかも、カバーパイプ14の両側部
(図1(B)において左右方向の両側部)が、インナー
パイプ11の両側部に溶接等によってそれぞれ気密に固
定されている。これにより、インナーパイプ11とカバ
ーパイプ14との間には、上下方向および共鳴室13の
周方向に互いに離れ、かつ互いに遮断された二つの空間
が形成されている。
【0014】上記二つの空間のうち、下側の空間は、吸
音室15になっている。この吸音室15には、グラスウ
ール、ステンレスウール等の吸音材(図示せず)が充填
されている。また、吸音室15は、インナーパイプ11
の下側の周壁部に形成された多数の小孔11aを介して
インナーパイプ11の内部に連通している。
【0015】上記二つの空間のうち、上側の空間は、共
鳴パイプ部16になっている。この共鳴パイプ部16の
一端部(図1(A)において左端部)は、インナーパイ
プ11の一端部上側の周壁部に形成された連通孔11b
を介してインナーパイプ11の内部に連通している。共
鳴パイプ部16の他端部(図1(A)において右端部)
は、カバーパイプ14の他端部上側の周壁部に形成され
た連通孔14aを介して共鳴室13に連通している。な
お、連通孔11b,14aの大きさは、共鳴パイプ部1
6の断面積(長手方向と直交する断面における断面積)
とほぼ同一になっている。
【0016】上記構成の内燃機関用消音器Aを排気管の
一部として用いた場合には、排気ガスが図1(A)の矢
印方向に流れる。排気ガス中を伝播する排気音のうち高
周波域の排気音は、インナーパイプ11から小孔11a
を通って吸音室15に入り込み、そこに充填された吸音
材によって吸収される。一方、低周波域の排気音は、イ
ンナーパイプ11から連通孔11bを通って共鳴パイプ
部16に入り、そこから連通孔14aを通って共鳴室1
3に至る。そして、共鳴室13で減衰させられる。した
がって、この消音器Aによれば、高低両方の周波数域の
排気音を消音することができる。
【0017】また、この消音器Aにおいては、吸音室1
5と共鳴パイプ部16とがインナーパイプ11の長手方
向のほぼ同一位置に配置され、しかも共鳴室13の内部
に配置されているから、吸音室および共鳴パイプ部が共
鳴室に対してインナーパイプの長手方向の異なる個所に
直列状に配置された従来の消音器に比して、全長を短く
することができる。
【0018】次に、この発明の他の実施の形態について
説明する。なお、以下の実施の形態においては、上記実
施の形態と異なる構成についてのみ説明することとし、
同様な構成部分には同一符合を付してその説明を省略す
る。
【0019】図2はこの発明の第2の実施の形態を示す
ものである。この実施の形態の内燃機関用消音器Bにお
いても、カバーパイプ14がインナーパイプ11と同芯
に配置されているが、カバーパイプ14は上側が狭い断
面略扇状に形成されている。この結果、共鳴パイプ部1
6の断面積が吸音室15の断面積より小さくなってい
る。なお、図1に示す実施の形態においても、カバーパ
イプ14をインナーパイプ11に対して下方へ偏心させ
ることにより、共鳴パイプ部16の断面積を吸音室15
の断面積より小さくすることができる。
【0020】図3はこの発明の第3の実施の形態を示す
ものであり、この実施の形態の内燃機関用消音器Cにお
いては、1枚の金属板17を巻回することによってイン
ナーパイプ11およびカバーパイプ14が構成されてい
る。すなわち、金属板17は、ほぼ2回巻回されてお
り、巻回の始端部17aが巻回の途中部に溶接等によっ
て気密に固定されることにより、断面略円形状をなす1
回目の巻回部分が形成されている。この1回目の巻回部
分がインナーパイプ11になっている。2回目の巻回部
分の終端部17bは、巻回の始端部17aと向い合う個
所において巻回途中部分に溶接等によって気密に固定さ
れている。これにより、断面略楕円状をなす2回目の巻
回部分が形成されている。この2回目の巻回部分によっ
てカバーパイプ14が構成されている。しかも、2回目
の巻回部分の途中部は、始端部17aおよび終端部17
bの固定部からインナーパイプ11の周方向にほぼ18
0°離れた個所に溶接等によって固着されている。これ
により、カバーパイプ14たる2回目の巻回部分とイン
ナーパイプ11たる1回目の巻回部分との間に、上下方
向およびインナーパイプ11の周方向に互いに離れ、か
つ互いに遮断された二つの空間が形成されている。この
二つの空間がそれぞれ吸音室15と共鳴パイプ部16と
になっている。なお、上記小孔11aおよび連通孔11
bについては、金属板17を巻回する前に予め形成して
おく。連通孔14aについては、巻回前後のいずれに形
成してもよい。
【0021】図4は、この発明の第4の実施の形態を示
すものであり、この実施の形態の内燃機関用消音器D
は、薄い金属板をほぼ1回半だけ巻回することによって
それぞれ形成された内筒18と外筒19とを有してい
る。内筒18は、上記インナーパイプ11となる小径筒
部18aと、この小径筒部18aから周方向外側へ螺旋
状に延び出す外延部18bとを有している。一方、外筒
19は、上記カバーパイプ14となる大径筒部19a
と、この大径筒部19aから周方向内側へ螺旋状に延び
出す内延部19bとを有している。内筒18と外筒19
とは、内筒18を外筒19に挿入した後、外延部18b
の先端部を大径筒部19aの内周面に溶接等によって気
密に固定するとともに、内延部19bの先端部を小径筒
部18aの外周面に溶接等によって気密に固定されるこ
とによって一体化されている。一体化された状態におい
ては、小径筒部18aと大径筒部19aとの間の空間
が、外延部18bおよび内延部19bによって巴状をな
す二つの空間に区画されている。この二つ空間が、それ
ぞれ吸音室15と共鳴パイプ部16とになっている。こ
の実施例においても、小孔11aおよび連通孔11bに
ついては、内筒18と外筒19とを一体化する前に予め
形成しておくのがよい。連通孔14aについては、一体
化の前後いずれに形成してもよい。
【0022】なお、この発明は上記の実施の形態に限定
されるものでなく、適宜変更可能である。例えば、上記
の実施の形態においては、インナーパイプ11およびア
ウターパイプ12をいずれも直管状にしているが、若干
曲がった管を用いてもよい。カバーパイプ14をアウタ
ーパイプ12と同芯に配置することにより、共鳴室13
を環状にしているが、カバーパイプ14の外周面の一側
部をアウターパイプ12の内周面にほぼ接触させ、共鳴
室13を断面略分銅状にしてもよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、高低両方の周波数域において高い消音性能を発揮す
ることができるのは勿論のこと、消音器全体を短くする
ことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態を示す図であっ
て、図1(A)はその縦断面図、図1(B)は図1
(A)のX−X線に沿う拡大断面図である。
【図2】この発明の第2の実施の形態を示す図1(B)
と同様の断面図である。
【図3】この発明の第3の実施の形態を示す図1(B)
と同様の断面図である。
【図4】この発明の第4の実施の形態を示す図1(B)
と同様の断面図である。
【図5】従来の内燃機関用消音器の一例を示す縦断面図
である。
【符号の説明】
A 内燃機関用消音器 B 内燃機関用消音器 C 内燃機関用消音器 D 内燃機関用消音器 11 インナーパイプ 12 アウターパイプ 13 共鳴室 14 カバーパイプ 15 吸音室 16 共鳴パイプ部 17 金属板 18 内筒 18a 小径筒部 18b 外延部 19 外筒 19a 大径筒部 19b 内延部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 哲也 群馬県太田市別所町292番地 坂本工業株 式会社内 Fターム(参考) 3G004 BA01 CA01 CA06 CA13 DA07 DA09 DA14 FA04 FA08 GA06

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インナーパイプと、このインナーパイプ
    の外径より大きい内径を有し、インナーパイプの外側に
    配置されたアウターパイプとを備え、上記アウターパイ
    プの両端部が上記インナーパイプの両端部に気密に固定
    されることにより、上記インナーパイプと上記アウター
    パイプとの間に共鳴室が形成され、この共鳴室内に、上
    記インナーパイプに連通し、かつ内部に吸音材を収容す
    る吸音室、および一端が上記インナーパイプに連通し、
    他端が上記共鳴室に連通した共鳴パイプ部がそれぞれ設
    けられ、上記吸音室と上記共鳴パイプ部とが上記インナ
    ーパイプの長手方向のほぼ同一位置に配置されているこ
    とを特徴とする内燃機関用消音器。
  2. 【請求項2】 上記吸音室と上記共鳴パイプ部とが、上
    記共鳴室の周方向において異なる個所に配置されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用消音器
  3. 【請求項3】 上記共鳴室内における上記インナーパイ
    プにこれより大径のカバーパイプを外挿し、このカバー
    パイプの両端部および内周面の両側部を上記インナーパ
    イプの外周面にそれぞれ気密に固定することにより、上
    記インナーパイプと上記カバーパイプとの間に互いに遮
    断された二つの空間を形成し、この二つの空間をそれぞ
    れ上記吸音室と上記共鳴パイプ部としたことを特徴とす
    る請求項2に記載の内燃機関用消音器。
  4. 【請求項4】 薄い金属板を2回巻回し、1回目の巻回
    部分によって上記インナーパイプを構成するとともに、
    1回目の巻回部分と2回目の巻回部分との間に互いに遮
    断された二つの空間を形成し、この二つの空間をそれぞ
    れ上記吸音室と上記共鳴パイプ部としたことを特徴とす
    る請求項2に記載の内燃機関用消音器。
  5. 【請求項5】 上記インナーパイプとなる小径筒部、お
    よびこの小径筒部から周方向外側へ向って延びる外延部
    を有する内筒と、上記小径筒部より大径の大径筒部、お
    よびこの大径筒部から周方向内側へ向って延びる内延部
    を有する外筒とをそれぞれ薄い金属板を巻回して形成
    し、上記外筒に上記内筒を挿入して上記外延部の先端部
    を上記大径筒部の内周に固着するとともに、上記内延部
    の先端部を上記小径筒部の外周に固着することにより、
    上記小径筒部と上記大径筒部との間に巴状をなす二つの
    空間を形成し、この二つの空間をそれぞれ上記吸音部と
    上記共鳴パイプ部としたことを特徴とする請求項1に記
    載の内燃機関用消音器。
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