JP2002021549A - 消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの消音器において、リヤエンドプレ
ートの表面から放射される騒音を低減する。 【解決手段】 シェル14の両端開口部をフロント及びリ
ヤエンドプレート15、16で閉塞し、その内部をフロント
及びリヤセパレータ17、18で区画して膨張室19、20及び
共鳴室21を形成する。シェル14の内部にインレットパイ
プ22及びアウトレットパイプ28を挿入する。エンジンの
排気ガスをインレットパイプ22から膨張室19に導入して
膨張させ、さらに、インナパイプ29を通して、膨張室20
で再度膨張させ、アウトレットパイプ28を介して大気に
放出する。膨張室19、20での膨張及び共鳴室21による共
鳴によって消音を行なう。リヤエンドプレート16とリヤ
セパレータ18とを補強部材32によって結合することによ
り、リヤエンドプレート16の振動を抑制して、その表面
から放射される騒音を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気管に装
着されて排気騒音を低減する消音器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、自動車等のエンジンの排気管
には、排気騒音を低減するために消音器が取付けられて
いる。

【０００３】従来の消音器の一例について図8を参照し
て説明する。図8に示すように、消音器1は、筒状のシェ
ル2の両端開口部をフロントエンドプレート3及びリヤエ
ンドプレート4で閉塞し、シェル2の内部をフロントセパ
レータ5及びリヤセパレータ6によって区画して共鳴室7
及び膨張室8、9を形成している。そして、エンジンの排
気マニホールド側に接続されるインレットパイプ10を共
鳴室7および膨張室8に連通させ、また、大気に開放され
るアウトレットパイプ11を膨張室9に連通させ、膨張室
8、9間をインナパイプ12によって連通させた構造となっ
ている。

【０００４】この構造により、インレットパイプ10から
消音器1の内部に導入された排気ガスは、膨張室8、9に
よって圧力変動が減衰され、共鳴室7によって共鳴周波
数の音波が減衰された後、アウトレットパイプ11を通っ
て大気中に放出される。このようにして、エンジンの排
気騒音を低減することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の消音器1では、次のような問題があった。消音器1
は、排気ガスによる内部の圧力変動によって、シェル
2、フロント及びリヤエンドプレート3、4が振動して、
その表面から騒音が放射される。特に、インレットパイ
プ10の開口部に対向するリヤエンドプレート4の中央部
は、シェル2と結合された周縁部に比して、剛性が低
く、振動しやすいため、放射騒音の発生源として問題と
なっている。そこで、リヤエンドプレート4の板厚を大
きくしたり、シェル2を多重巻き(一般的に外周は2〜3重
巻き)にして剛性を高めることにより、その表面から放
射される騒音を低減することができるが、このようにし
た場合、重量が大きくなり、製造コストも高くなる。ま
た、一般的に、フロント及びリヤエンドプレート3、4
は、カシメによってシェル2に結合されるため、板厚を
大きくすると加工が困難になるという問題を生じる。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、表面から放射される騒音を低減するようにした
消音器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】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に係る発明は、筒状のシェルの両端開口
部をエンドプレートによって閉塞し、前記シェルの内部
をセパレータによって複数の室に区画し、前記シェルの
両端開口部のエンドプレートに、インレットパイプ及び
アウトレットパイプをそれぞれ挿通して前記室に連通さ
せた消音器において、前記セパレータと前記エンドプレ
ートとを補強部材によって連結したことを特徴とする。
このように構成したことにより、補強部材によって、エ
ンドプレートの剛性が高められ、その振動が抑制され
る。

【０００８】請求項2に係る発明の消音器は、上記請求
項1の構成において、前記アウトレットパイプが挿通さ
れた前記エンドプレートと前記セパレータとを補強部材
によって連結したことを特徴とする。このように構成し
たことにより、排気ガスの脈動の影響が大きいアウトレ
ットパイプが挿通されたエンドプレートの剛性が高めら
れる。

【０００９】請求項3に係る発明は、筒状のシェルの両
端開口部をエンドプレートによって閉塞し、前記シェル
の内部をセパレータによって複数の室に区画し、前記シ
ェルの両端開口部のエンドプレートに、インレットパイ
プ及びアウトレットパイプをそれぞれ挿通して前記室に
連通させた消音器において、前記エンドプレートにカバ
ープレートを取付けて、該カバープレートと前記エンド
プレートとの間にプレート共鳴室を形成し、該プレート
共鳴室と前記シェルの内部の室とを連通させたことを特
徴とする。このように構成したことにより、プレート共
鳴室に伝達された排気の脈動が共鳴によって減衰される
ので、排気の脈動によるエンドプレートの振動が抑制さ
れる。

【００１０】請求項4に係る発明の消音器は、上記請求
項3の構成において、前記プレート共鳴室は、前記アウ
トレットパイプが挿通された前記エンドプレートに設け
られていることを特徴とする。このように構成したこと
により、排気ガスの脈動の影響が大きいアウトレットパ
イプが挿通されたエンドプレートの振動を抑制すること
ができる。

【００１１】請求項5に係る発明の消音器は、上記請求
項3又は4の構成において、前記プレート共鳴室の端部を
覆う補強板を設けたことを特徴とする。このように構成
したことにより、共鳴による振動が大きいプレート共鳴
室の端部の剛性を高めることができる。

【００１２】また、請求項6に係る発明の消音器は、上
記請求項3ないし5の構成において、前記プレート共鳴室
の内部に吸音材を充填したことを特徴とする。このよう
に構成したことにより、プレート共鳴室に伝達された排
気の脈動が吸音材によって吸収されるので、排気の脈動
によるエンドプレートの振動が抑制される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。本発明の第1実施形態につい
て図1及び図2を参照して説明する。図1に及び図2に示す
ように、本実施形態の消音器13は、断面形状が略楕円形
である筒状のシェル14の両端開口部に、フロント及びリ
ヤエンドプレート15、16がカシメによって結合されて、
シェル14の内部が密閉されている。シェル14の内部に
は、エンドプレート15、16と略平行に配置されたフロン
ト及びリヤセパレータ17、18が取り付けられており、こ
れらによってシェル14の内部が膨張室19、20及び共鳴室
21の3室に区画されている。

【００１４】フロントエンドプレート15には、インレッ
トパイプ22が挿通され、フロント及びリヤセパレータ1
7、18を貫通して、その先端部が共鳴室21に挿入されて
いる。インレットパイプ22は、その側壁に設けられた多
孔23によって膨張室19に連通されている。

【００１５】インレットパイプ22の外周部には、両端部
にテーパ部が形成されたアウタパイプ24が外嵌され、こ
れらの間に環状の吸音室25が形成されている。吸音室25
は、インレットパイプ22の側壁に設けられた多数の小孔
26によってインレットパイプ22に連通されており、吸音
室25内には、グラスウール等の吸音材26が充填されてい
る。

【００１６】リヤエンドプレート16には、アウトレット
パイプ28が挿通され、リヤ及びフロントセパレータ18、
17を貫通して、その先端部が膨張室20に挿入されてい
る。フロントセパレータ17には、膨張室19、20間を連通
させるインナパイプ29が挿通されている。

【００１７】インレットパイプ22には、エンジンの排気
マニホールド(図示せず)に接続されるフロントパイプ30
が接続され、アウトレットパイプ28には、大気に開放さ
れるテールパイプ31が接続される。

【００１８】リヤセパレータ18の略中央部には、Ｌ字型
に折曲された棒状の補強部材32の折り曲げてある一端部
が溶接され、補強部材32の他端部は、リヤエンドプレー
ト16の略中央部を貫通して外部に突出され、その外周部
がリヤエンドプレート16に溶接されている。リヤエンド
プレート16には、その剛性を高めるため、補強部材32の
溶接部の周囲を囲むように環状のビード33が形成されて
いる。なお、図中、符号34は遮熱板を示す。

【００１９】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。インナパイプ29、インレットパイ
プ22及びアウトレットパイプ28を挿通させたフロントセ
パレータ及びリヤセパレータ17、18をシェル14内に挿入
(圧入)、結合した後、シェル14の両端開口部にフロント
及びリヤエンドプレート15、16をカシメによって取付け
る。リヤセパレータ18に取付けられた補強部材32をリヤ
エンドプレート16の孔に挿通させ、外部からその全周を
リヤエンドプレート16に溶接する。インレット及びアウ
トレットパイプ22、28に、それぞれフロントパイプ30及
びテールパイプ31を接続(溶接)する。このようにして、
消音器13を組立てる。

【００２０】エンジンから排出された圧力変動(脈動)を
伴う高温、高圧の排気ガスは、フロントパイプ30からイ
ンレットパイプ22に導入され、多孔23を通って膨張室19
に流入する。このとき、吸音室25の吸音材27によって特
定の音が吸収され、共鳴室21によって、特定周波数の音
波が減衰を受ける。多孔23から膨張室19に流入した排気
ガスは、急激に膨張して圧力変動が吸収され、さらに、
インナパイプ29を通って、膨張室20に流入し、再度膨張
して圧力変動が吸収された後、アウトレットパイプ28を
通り、テールパイプ31から大気中に放出される。このよ
うにして、吸音材27、共鳴室21及び膨張室19、20のそれ
ぞれの消音作用によって、広範囲の周波数にわたって消
音を行なうことができる。

【００２１】このとき、共鳴室21の圧力変動によってリ
ヤエンドプレート16が振動されるが、補強部材32によっ
て、リヤエンドプレート16の剛性を高めて、その変形を
抑えることができるので、エンドプレート16の表面から
放射される騒音を低減することができる。この場合、変
形しやすいリヤエンドプレート16の中央部を補強部材32
によって支持しているので、リヤエンドプレート16の振
動を効果的に低減することができる。なお、同様に、補
強部材は、フロントセパレータ17とフロントエンドプレ
ート15との間に設けることもでき、これにより、フロン
トエンドプレート15の振動を抑制することができる。ま
た、同様に、補強部材をフロントセパレータ17とリヤセ
パレータ18との間に設けることもできる。これにより、
フロント及びリヤセパレータ17、18の振動を抑制でき、
ひいては、シェル14やフロント及びリヤエンドプレート
15、16への振動伝達を抑制でき、これらから放射する騒
音を低減することができる。

【００２２】次に、本発明の第2実施形態について、図3
及び図4を参照して説明する。なお、第2実施形態は、上
記第1実施形態に対して、リヤエンドプレートの構造が
異なる以外は、概して同様の構造であるから、以下、上
記第1実施形態のものと同様の部分については同一の符
号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

【００２３】図3及び図4に示すように、第2実施形態に
係る消音器34では、リヤエンドプレート16には、その略
中央部から四方に放射状に延びるビード35が外側に膨出
されている。リヤエンドプレート16の内側には、そのビ
ード35と同様の形状の凹部が形成されたカバープレート
36が取付けられて、これらの間に放射状に延びる長さの
異なる複数の共鳴部37a、37b、37c、37dを有するプレー
ト共鳴室37が形成されている。カバープレート36の中央
部(共鳴部37a、37b、37c、37dの集合部)には、共鳴室21
とプレート共鳴室37とを連通させる多数の連通孔38が設
けられている。

【００２４】このように構成したことにより、連通孔38
を介してプレート共鳴室37内へ排気脈動が伝達され、放
射状に配置された共鳴部37a、37b、37c、37dを伝播して
その端部で反射される。これにより、各共鳴部37a、37
b、37c、37dの共鳴周波数に等しい振動成分が干渉によ
って減衰されるので、リヤエンドプレート16の振動を抑
制することができ、放射音の発生を低減することができ
る。このとき、プレート共鳴室37の形状(共鳴部37a、37
b、37c、37dの長さ等)を変更することにより、共鳴周波
数を必要に応じて種々設定することができ、所望の消音
効果を得ることができる。なお、プレート共鳴室37は、
上述の放射状に限らず、共鳴効果が得られるものであれ
ば、他の形状とすることもできる。即ち、気柱により形
成される共鳴部を有する形状であればよい。更に、上述
の共鳴室は、エンドプレート側に限らず、フロントプレ
ート側に設けてもよい。更に、フロントセパレータ、リ
ヤセパレータに共鳴室を設けてもよい。このように共鳴
室が設けられたプレート(セパレータ)は共鳴部により振
動伝達を抑制でき、これらから放射する騒音を低減する
ことができる。また、連通孔38の位置も、脈動の入力位
置に応じて適宜変更することができる。

【００２５】さらに、図5及び図6に示すように、ビード
35の先端部を覆う補強板39をリヤエンドプレート16に取
付けることにより、脈動の振幅が大きい共鳴部37a、37
b、37c、37dの先端部の剛性を高めることができ、リヤ
エンドプレート16の振動を効果的に抑制することがで
き、放射音を低減することができる。

【００２６】また、本発明の第3実施形態として、図7に
示すように、上記第2実施例の構造において、プレート
共鳴室37内にグラスウール等の吸音材40を充填して、連
通孔38からプレート共鳴室37に伝播する脈動を吸音材40
で吸収することにより、リヤエンドプレート16の振動を
抑制して、放射音の発生を抑制することもできる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1の発明に
係る消音器によれば、セパレータとエンドプレートとを
補強部材によって連結したことにより、エンドプレート
の剛性が高められ、その振動が抑制されので、エンドプ
レートの表面から放射される騒音を低減することができ
る。

【００２８】請求項2に係る発明の消音器によれば、ア
ウトレットパイプが挿通されたエンドプレートとセパレ
ータとを補強部材によって連結したことにより、排気ガ
スの脈動の影響が大きいアウトレットパイプが挿通され
たエンドプレートの剛性を高めて、その振動を抑制する
ことができる。

【００２９】請求項3に係る発明の消音器によれば、エ
ンドプレートにカバープレートを取付けてプレート共鳴
室を形成したことにより、プレート共鳴室に伝達された
排気の脈動が共鳴によって減衰されるので、排気の脈動
によるエンドプレートの振動を抑制することができ、エ
ンドプレートの表面から放射される騒音を低減すること
ができる。

【００３０】請求項4に係る発明の消音器によれば、共
鳴室をアウトレットパイプが挿通されたエンドプレート
に設けたことにより、排気ガスの脈動の影響が大きいア
ウトレットパイプが挿通されたエンドプレートの振動を
抑制することができる。

【００３１】請求項5に係る発明の消音器によれば、プ
レート共鳴室の端部を覆う補強板を設けたことにより、
共鳴による振動が大きいプレート共鳴室の端部の剛性を
高めることができるので、エンドプレートの振動を効果
的に抑制することができる。

【００３２】また、請求項6に係る発明の消音器によれ
ば、プレート共鳴室の内部に吸音材を充填したことによ
り、プレート共鳴室に伝達された排気の脈動を吸音材で
吸収することによって、エンドプレートの振動を抑制す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1実施形態に係る消音器を一部破断
して示す平面図である。

【図２】図1の側面図である。

【図３】本発明の第2実施形態に係る消音器を一部破断
して示す平面図である。

【図４】図3の側面図である。

【図５】本発明の第2実施形態の変形例に係る消音器の
側面図である。

【図６】図5の消音器の補強板を設けた共鳴部の先端部
の縦断面図である。

【図７】本発明の第3実施形態に係る消音器を一部破断
して示す平面図である。

【図８】従来の消音器を一部破断して示す平面図であ
る。

【符号の説明】

13,34 消音器 14 シェル 15 フロントエンドプレート 16 リヤエンドプレート 17 フロントセパレータ 18 リヤセパレータ 19,20 膨張室(室) 21 共鳴室(室) 22 インレットパイプ 28 アウトレットパイプ 32 補強部材 36 カバープレート 37 プレート共鳴室 39 補強板 40 吸音材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 1/08 Ｆ０１Ｎ 1/08 Ｈ Ｋ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のシェルの両端開口部をエンドプレ
   ートによって閉塞し、前記シェルの内部をセパレータに
   よって複数の室に区画し、前記シェルの両端開口部のエ
   ンドプレートに、インレットパイプ及びアウトレットパ
   イプをそれぞれ挿通して前記室に連通させた消音器にお
   いて、前記セパレータと前記エンドプレートとを補強部
   材によって連結したことを特徴とする消音器。
2. 【請求項２】 前記アウトレットパイプが挿通された前
   記エンドプレートと前記セパレータとを補強部材によっ
   て連結したことを特徴とする請求項1に記載の消音器。
3. 【請求項３】 筒状のシェルの両端開口部をエンドプレ
   ートによって閉塞し、前記シェルの内部をセパレータに
   よって複数の室に区画し、前記シェルの両端開口部のエ
   ンドプレートに、インレットパイプ及びアウトレットパ
   イプをそれぞれ挿通して前記室に連通させた消音器にお
   いて、前記エンドプレートにカバープレートを取付け
   て、該カバープレートと前記エンドプレートとの間にプ
   レート共鳴室を形成し、該プレート共鳴室と前記シェル
   の内部の室とを連通させたことを特徴とする消音器。
4. 【請求項４】 前記プレート共鳴室は、前記アウトレッ
   トパイプが挿通された前記エンドプレートに設けられて
   いることを特徴とする請求項3に記載の消音器。
5. 【請求項５】 前記プレート共鳴室の端部を覆う補強板
   を設けたことを特徴とする請求項3又は4に記載の消音
   器。
6. 【請求項６】 前記プレート共鳴室の内部に吸音材を充
   填したことを特徴とする請求項3ないし5のいずれかに記
   載の消音器。