JP2002097922A - エンジンの消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シェル内に、排気管に連なるインレットパイ
プ、大気に開口するアウトレットパイプおよびそれら両
パイプを連通する膨張室とを備えた、エンジンの消音器
において、アウトレットパイプを充分長く延長して、消
音効果を高めながら、シェルの大型化、偏平化を防止
し、かつ、シェル内の残留水の排出を有利にする。 【解決手段】 消音効果を高めるべく、アウトレットパ
イプ２０を、排気ガス進入パイプ部２１、戻り方向パイ
プ部２２、排気ガス排出パイプ部２３と、それらを直列
に継ぐ２つの方向転換パイプ２５とより長く延長して構
成し、前記パイプ部２１，２２，２３は、シェル２の長
手方向に並列させ、それらの軸線２１Ｌ，２２Ｌ，２３
Ｌを三角形の各頂点に位置するように配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気系
に接続される消音器に関し、特に、そのシェルの大型
化、偏平化を回避して消音効果を高め、自動車などの車
両用エンジンに適用して好適なエンジンの消音器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車などの車両用エンジンの排
気系に接続される消音器は、エンジンの排気管に連なる
インレットパイプと、大気に開口するアウトレットパイ
プとそれら両パイプを連通する膨張室とを備えており、
かかる消音器において、前記アウトレットパイプの長さ
を延長すると、排気音の消音効果を増すことが知られて
いる。ところで、このアウトレットパイプを単に長くす
れば、その下流部分すなわちテールパイプが、消音器の
シェルから後方へ長く延長してしまい、これを自動車用
のエンジンに適用しようとすれば、このテールパイプ
が、自動車のリヤバンパなどの機器と干渉するため、自
ずからスペース上の制約があり、シェルから外方にアウ
トレットパイプ（テールパイプ）を延長させることが困
難な場合がある。

【０００３】そこで、前記アウトレットパイプをシェル
内で延長させるための技術手段が従来より提案されてお
り、たとえば、アウトレットパイプをシェル内でＵ字状
に配管する手段（実開昭５５−５９１１９号公報参照）
あるいは、アウトレットパイプをシェル内でＳ字状に配
管する手段（実公平２−４１２９３号公報参照）などが
従来より知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に、アウトレットパイプを消音器のシェル内で延長させ
る場合において、特に、アウトレットパイプをより長く
すべく、これをＳ字状に配管するのに、前記従来のもの
のように、Ｓ字状配管の各直線状部分を同一平面上に配
置すると、その平面方向の消音器のシェル径を大きくし
なければならず、その結果、消音器のシェルが偏平化し
て、シェルの面剛性が低下して別途に補強手段が必要に
なったり、消音器のシェルが大型化するなどの問題があ
る。

【０００５】本発明はかかる実情に鑑みてなされたもの
であり、シェル内に配置されるアウトレットパイプの構
成に改良を加えることにより、前記問題をすべて解決で
きるようにした、新規な、エンジンの消音器を提供する
ことを主な目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本請求項１記載の発明は、シェルと、このシェルに
設けられエンジンの排気管に連なるインレットパイプ
と、前記シェルに設けられ大気に開口するアウトレット
パイプと、前記シェル内でそれら両パイプを連通する膨
張室とを備え、エンジンからの排気ガスをインレットパ
イプを介して膨張室に導き、さらに、そこからアウトレ
ットパイプを介して大気に排出するようにした、エンジ
ンの消音器において、前記アウトレットパイプを、各々
直線状をなす、排気ガス進入パイプ部、ガス戻り方向パ
イプ部、および排気ガス排出パイプ部と、それらを直列
に連結する各々湾曲状をなす、二つの方向変換パイプ部
とで構成し、前記排気ガス進入パイプ部、戻り方向パイ
プ部、および排気ガス排出パイプ部は、シェルの長手方
向に沿って並列され、かつ、それらのパイプ部の軸線が
三角形の各頂点に位置するように配置され、さらに、排
気ガス進入パイプ部は、シェルの底部寄りに配置されて
いることを特徴としており、かかる特徴によれば、消音
器のシェルの偏平化や大型化を回避することができ、ま
た、消音器内の残留水の排出に有利である。

【０００７】また、前記目的を達成するため、本請求項
２記載の発明は、前記請求項１記載のものにおいて、前
記アウトレットパイプの中間部の上部領域に、シェル内
に開口する排気音の干渉孔を設けたことを特徴としてお
り、かかる特徴によれば、消音器のシェルの偏平化や大
型化を回避することができ、また、消音器内の残留水の
排出に有利であることに加えて、アウトレットパイプ内
での排気音の共鳴を効果的に防止でき、さらに、アウト
レットパイプ内の残留水が大気に排出されずに、シェル
に戻ることがない。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【０００９】本実施例は、本発明消音器を、自動車用エ
ンジンの排気系に実施した場合であり、図１は、本発明
消音器を備えたエンジンの排気系の概略平面図、図２
は、消音器の、図３の２−２線に沿う横断平面図、図３
は、図２の３−３線に沿う断面図、図４は、図２の４−
４線に沿う断面図、図５は、図２の５−５線に沿う断面
図、図６は、図３の６−６線に沿う断面図である。

【００１０】図１において、全体を符号Ｅで示す自動車
用のエンジンには、その運転により排出される排気ガス
を大気に排出するための排気系Ｅｘが接続されており、
この排気系Ｅｘは、エンジンＥの排気ポートに連結され
る排気マニホールドＭｆと、その下流端に接続される排
気管１に、その上流側から下流側に沿って順次接続され
る、触媒Ｃ、プリチャンバＰ、および消音器Ｍを備えて
いる。

【００１１】前記排気系ＥｘがエンジンＥに接続される
とき、図３に示すように、シェル２は、若干前傾姿勢を
採るように、水平面に対して傾斜角θをもって傾斜して
配置され、そのシェル２内に溜まった残留水（後に詳
述）がその前部に集まるようになっている。

【００１２】そして、エンジンＥの運転により、そこか
ら排出された排気ガスは、触媒Ｃによりその有害成分が
浄化され、プリチャンバＰにより一次消音され、さらに
消音器Ｍにより二次消音されて大気に排出される。

【００１３】つぎに、本発明の要旨である消音器Ｍの構
造を、図１〜６を参照して詳細に説明する。

【００１４】消音器Ｍのケーシングを構成するシェル２
は、ステンレス製に板材を楕円筒状に巻曲し、その両端
縁同志を、一体に接合して構成されるシェル本体２ａ
と、その左右開口端に、気密にかしめ固定される前、後
部端板２ｂ，２ｃとにより密閉の中空楕円状に形成され
ている。この楕円状のシェル２は、その短径側を上下方
向に向けて排気管１の下流部に接続される。そして、こ
のシェル２の前部端板２ｂには、プリチャンバＰに連通
される排気管１が、また、その後部端板２ｃには、大気
に開口するテールパイプ９がそれぞれ気密に接続されて
いる。

【００１５】前記シェル２内には、その長手方向に間隔
をあけて第１の仕切板３および第２の仕切板４が、前記
前、後部端板２ｂ，２ｃと略平行に固着されており、シ
ェル２の長手方向の中間部には、第１の仕切板３と第２
の仕切板４とによって第１の膨張室５が区画され、ま
た、第１の膨張室５の前側には、前部端板２ｂと第１の
仕切板３とにより第２の膨張室６が区画され、さらに、
前記第１の膨張室５の後側には、第２の仕切板４と後部
端板２ｃとにより共鳴室７が区画される。

【００１６】図４に示すように、第１の仕切板３には、
複数の連通孔１５，１６，１７が間隔をあけて開口され
ており、これらの連通孔１５，１６，１７を介して第１
の膨張室５と第２の膨張室６とが相互に連通されてい
る。また、図５に示すように、第２の仕切板４には、複
数の小さな連通孔１８が開口され、これらの連通孔１８
を介して第２の膨張室５と共鳴室７とが相互に連通され
ている。

【００１７】図２に示すように、排気管１の後端（下流
端）には、シェル２内に配設されるインレットパイプ１
０の前端（上流端）が連通して接続される。このインレ
ットパイプ１０は、その全長にわたり直状をなして前記
前部端板２ｂ、第１の仕切板３および第２の仕切板４に
貫通支持されて、シェル２内を長手方向に延びている。
そして、前記共鳴室７内に位置する後半部１０ｒは、そ
の第１および第２の膨張室５，６内に位置する前半部１
０ｆよりも小径に形成されている。また、このインレッ
トパイプ１０の後端はキャップ１１により閉じられてい
る。インレットパイプ１の、第１の膨張室５に対応する
部分には、多数の小孔よりなる、排出孔１２が開口さ
れ、これらの排出孔１２を通してインレットパイプ１０
内は、第１の膨張室５内に連通される。また、インレッ
トパイプ１０の、第２の膨張室６に対応する部分にも多
数の小孔よりなる排出孔１３が開口され、これらの排出
孔１３を通してインレットパイプ１０内は、第２の膨張
室６内に連通される。さらに、インレットパイプ１０
の、共鳴室７に対応する部分にも多数の小孔よりなる排
出孔１４が開口され、これらの排出孔１４を通してイン
レットパイプ１０内は、共鳴室７内に連通される。

【００１８】したがって、排気管１からインレットパイ
プ１０に流入した排気ガスは、排出孔１２，１３を通っ
て第１、第２の膨張室５，６に入り、さらに、インレッ
トパイプ１０に流入した排気ガスの一部は、排出孔１４
を通って共鳴室７にも入り、排気の膨張、共鳴作用によ
り排気振動の減衰がなされ、排気音の一次的な消音が行
われる。そして、インレットパイプ１０より排出された
排気ガスは、第２膨張室６に合流されたのち、後述する
アウトレットパイプ２０に入り、ここで、排気音の二次
的な消音が効果的に行われる。

【００１９】前記シェル２内には、前記インレットパイ
プ１０に並列してアウトレットパイプ２０が配設されて
いる。このアウトレットパイプ２０は、全体として、シ
ェル２の長手方向に沿ってＳ字状に屈曲して長く延長さ
れていて、各々直線状をなす、排気ガス進入パイプ部２
１、戻り方向パイプ部２２および排気ガス排出パイプ部
２３と、それらを一本に連結する二つの、上流および下
流側方向転換パイプ部２４，２５とで構成され、２回に
わたり屈曲されている。

【００２０】前記直状の排気ガス進入パイプ部２１は、
シェル２内の底部一側で、そのシェル２の軸線と平行に
配置されて第１および第２の仕切板３，４に開口した支
持孔２６，２９に貫通支持されている。そして、その前
端（上流端）が末広状に拡開されて前記第２膨張室６内
に開口され、また、その後端（下流端）は、前記共鳴室
７内にあって、上流側の方向転換パイプ部２４に接続さ
れる。そして、この排気ガス導入パイプ部２１は、シェ
ル２内の底部に配置されることにより、後に述べるよう
に、シェル２内の残留水のアウトレットパイプ２０への
導入に有効である。

【００２１】また、この戻り方向パイプ部２２は、シェ
ル２内の上方にあって、その左右方向の中央部に位置し
ていて、そのシェル２の軸線と平行に配置されており、
第１および第２の仕切板３，４に開口した支持孔２７，
３０に貫通支持されている。そして、その後端（上流
端）が前記共鳴室７内にあって上流側の方向転換パイプ
部２４に接続され、また、その前端（下流端）は、第２
の膨張室６内にあって、下流側の方向転換パイプ部２５
に接続される。さらに、前記排気ガス排出パイプ部２３
は、シェル２内の下部で、その左右方向の略中央部に位
置していて、そのシェル２の軸線と平行に配置されてお
り、第１、第２の仕切板３，４および後部端板２ｃに開
口した支持孔２８，３１および３２に貫通支持されてい
る。そして、その前端（上流端）が前記第２膨張室６内
にあって下流側の方向転換パイプ部２５に接続され、ま
たその後端（下流端）は、大気に開口されて、前記テー
ルパイプ９に接続されている。

【００２２】図４，５に示すように、アウトレットパイ
プ２０を構成する３本のパイプ部、すなわち排気ガス進
入パイプ部２１、戻り方向パイプ部２２、および排気ガ
ス排出パイプ部２３は、互いにほぼ平行であって、シェ
ル２の長手方向に沿って並列され、それらのパイプ部２
１，２２，２３の軸線２１Ｌ，２２Ｌ，２３Ｌが三角形
の各頂点に位置するように配置されている。そして、ア
ウトレットパイプ２０を構成する、これら３本のパイプ
部２１，２２，２３が、かかる配置を採ることにより、
アウトレットパイプ２０が、シェル２内において占有す
る上下方向あるいは左右方向のスペースを短縮化して、
シェル２の小型化に寄与することができる。

【００２３】しかして、アウトレットパイプ２０の中間
部、この実施例では、戻り方向パイプ部２２の長手方向
の上部領域、すなわち第１の膨張室５に対応する上部領
域には、多数の小孔よりなる排気音干渉孔３４が開口さ
れている。この排気音干渉孔３４は、後に詳しく述べる
ように、長いアウトレットパイプ２０を流れる排気ガス
の排気音の共鳴を効果的に防止できる機能を有する。

【００２４】図３に示すように、前記第１の仕切板３、
第２の仕切板４の最下部には、それらの前後を連通させ
る水通し孔３６，３７が設けられ、シェル２内に溜まっ
た残留水は、このシェル２が前述したように、若干前傾
姿勢にあることから、それらの水通し孔３６，３７を通
ってシェル２内の前部に集められ、その残留水は、前記
アウトレットパイプ２０を通って外部に排出される。

【００２５】つぎに、この実施例の作用について説明す
る。

【００２６】いま、エンジンＥが運転され、そこから排
出した排気ガスは、排気系Ｅｘへと導かれる。そして排
気系Ｅｘを流れる排気ガスは、消音器Ｍ内に入り、ここ
で排気音の主たる消音が行われる。

【００２７】図２に矢印Ａで示すように、排気管１より
インレットパイプ１０に流入した排気ガスは、排出孔１
２および排出孔１３を通って第１の膨張室５および第２
の膨張室６に入り、さらに、排気ガスの一部は、排出孔
１４を通って共鳴室７にも入り、排気の膨張、共鳴の複
合作用により、排気振動エネルギの効果的な減衰が行わ
れて一次的な排気音の消音がなされる。

【００２８】共鳴室７内の排気ガスは、小さな連通孔１
８を通って第１の膨張室５内に入り、さらに、第１の膨
張室５内の排気ガスは、第１の仕切板３の連通孔１５，
１６，１７を通って第２の膨張室６内に入り、該室６内
で合流した排気ガスは、図２に矢印Ｂで示すように、排
気ガス進入パイプ部２１の開口端よりアウトレットパイ
プ２０内に流入する。しかして、このアウトレットパイ
プ２０は、前述したように、Ｓ字状に迂回屈曲させて長
く延長したことにより、アウトレットパイプ２０内の排
気ガスは、該パイプ２０内を流れる間に、排気音がさら
に減衰されて、その消音が二次的に、効果的に行われ
る。そして充分に消音された排気ガスは、排気ガス排出
パイプ部２３の後端より、図２に矢印Ｃで示すように、
テールパイプ９を通って大気に排出される。

【００２９】ところで、排気音の消音効果を高めるべ
く、前記アウトレットパイプ２０を、Ｓ字状に迂回屈曲
させて長く延長したにも拘らず、該パイプ２０の主体部
分を構成する、排気ガス進入パイプ部２１、戻り方向パ
イプ部２２、および排気ガス排出パイプ部２３は、シェ
ル２の長手方向に沿って並列させ、かつ、それらのパイ
プ部２１，２２，２３の軸線２１Ｌ，２２Ｌ，２３Ｌを
三角形の各頂点にくるように配置したので、シェル２の
偏平化による剛性の低下や、その大型化を抑制すること
ができる。

【００３０】また、シェル２内には残留水が貯留される
が、この残留水は、シェル２が前傾姿勢であることによ
り、第２および第１の仕切板４，３の最下部の水通し孔
３７，３６を通って、そのシェル２の前部の下方に集め
られる。そして、この集められた残留水は、アウトレッ
トパイプ２０の排気ガス進入パイプ部１２の開口端よ
り、そのアウトレットパイプ２０を経由して大気に排出
されるが、その際に、前記排気ガス進入パイプ部２１
は、シェル２の底部寄りに位置していることにより、シ
ェル２内の残留水の排出を有利に行うことができる。

【００３１】なお、前記残留水とは、高温の排気ガスが
シェル２内で冷却されて、そこに含まれる水分が露化
し、凝縮水となってシェル２内に溜まった水や、洗車時
にアウトレットパイプ２０から侵入したシェル２内の溜
まった水をいう。

【００３２】また、アウトレットパイプ２０の長さを延
長すると、排気音の消音効果が増すが、アウトレットパ
イプ２０を長く延長すると、反面そのアウトレットパイ
プ２０内で排気ガスの排気音振動の共鳴が生じ易くな
り、こうした共鳴が生じると結果として充分な消音効果
が得られない場合がある。この場合、アウトレットパイ
プ２０の中間部、この実施例では、戻り方向パイプ部２
２に排気音干渉孔３４を形成すれば、排気ガス進入パイ
プ部２１を経由しない音響的に位相のずれた排気音の波
をアウトレットパイプ２０のほぼ中央部で、そのアウト
レットパイプ２０を通過する排気ガスに排気音に干渉さ
せることができ、アウトレットパイプ２０内での排気音
の共鳴を効果的に防止できる。また、排気音干渉孔３４
を戻り方向パイプ部２２の上部領域に形成したので、消
音器Ｍ内の残留水が、アウトレットパイプ２０を経由し
て消音器Ｍ外に排出される際に、途中で残留水が排気音
干渉孔３４から落下することもなく、アウトレットパイ
プからの残留水の排出も確実になされる。

【００３３】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明
の範囲内で種々の実施例が可能である。たとえば、前記
実施例では、シェル内の上部に戻り方向パイプ部を、そ
の下部に排気ガス排出パイプ部を配置したが、シェル内
の上部に排気ガス排出パイプ部を、その下部に戻り方向
パイプ部を配置してもよい。また、前記実施例では、排
気音干渉孔を戻り方向パイプ部の上部に形成したが、こ
の排気音干渉孔は、アウトレットパイプの中間部であれ
ば、その他の部分の上部に形成してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本請求項１記載の発明に
よれば、エンジンの消音器において、アウトレットパイ
プを構成する、排気ガス進入パイプ部、戻り方向パイプ
部、および排気ガス排出パイプ部を、シェルの長手方向
に沿って並列し、かつ、それらのパイプ部の軸線が三角
形の各頂点に位置するように配置したので、消音器のシ
ェルの偏平化や大型化を回避することができ、さらに、
排気ガス進入パイプ部を、シェルの底部寄りに配置した
ので、消音器内の残留水の排出に有利である。

【００３５】また、前記目的を達成するため、本請求項
２記載の発明によれば、消音器のシェルの偏平化や大型
化を回避することができ、また、消音器内の残留水の排
出に有利であることに加えて、アウトレットパイプの中
間部の上部領域に、排気音干渉孔を設けたので、そのア
ウトレットパイプ内での排出音の共鳴を効果的に防止で
き、さらに、アウトレットパイプ内の残留水が大気に排
出されずに、シェルに戻ることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明消音器を備えたエンジンの排気系の概略
平面図

【図２】消音器の、図３の２−２線に沿う横断平面図

【図３】図２の３−３線に沿う断面図

【図４】図２の４−４線に沿う断面図

【図５】図２の５−５線に沿う断面図

【図６】図３の６−６線に沿う断面図

【符号の説明】

１・・・・・・・・・・排気管 ２・・・・・・・・・・シェル ５・・・・・・・・・・膨張室（第１の膨張室） ６・・・・・・・・・・膨張室（第２の膨張室） １０・・・・・・・・・インレットパイプ ２０・・・・・・・・・アウトレットパイプ ２１・・・・・・・・・排気ガス進入パイプ部 ２１Ｌ・・・・・・・・軸線 ２２・・・・・・・・・戻り方向パイプ部 ２２Ｌ・・・・・・・・軸線 ２３・・・・・・・・・排気ガス排出パイプ部 ２３Ｌ・・・・・・・・軸線 ２４・・・・・・・・・方向転換パイプ部（上流側方向
転換パイプ部） ２５・・・・・・・・・方向転換パイプ部（下流側方向
転換パイプ部） ３４・・・・・・・・・排気音干渉孔 Ｅ・・・・・・・・・・・エンジン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 豪 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G004 AA01 BA01 CA01 CA11 DA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シェル（２）と、このシェル（２）に設
   けられエンジン（Ｅ）の排気管（１）に連なるインレッ
   トパイプ（１０）と、前記シェル（２）に設けられ大気
   に開口するアウトレットパイプ（２０）と、前記シェル
   （２）内でそれら両パイプ（１０，２０）を連通する膨
   張室（５，６）とを備え、エンジン（Ｅ）からの排気ガ
   スをインレットパイプ（１０）を介して膨張室（５，
   ６）に導き、さらに、そこからアウトレットパイプ（２
   ０）を介して大気に排出するようにした、エンジンの消
   音器において、 前記アウトレットパイプ（２０）を、各々直線状をな
   す、排気ガス進入パイプ部（２１）、ガス戻り方向パイ
   プ部（２２）、および排気ガス排出パイプ部（２３）
   と、それらを直列に連結する各々湾曲状をなす、二つの
   方向変換パイプ部（２４，２５）とで構成し、前記排気
   ガス進入パイプ部（２１）、戻り方向パイプ部（２
   ２）、および排気ガス排出パイプ部（２３）は、シェル
   （２）の長手方向に沿って並列され、かつ、それらのパ
   イプ部（２１，２２，２３）の軸線（２１Ｌ，２２Ｌ，
   ２３Ｌ）が三角形の各頂点に位置するように配置され、
   さらに、排気ガス進入パイプ部（２１）は、シェル
   （２）の底部寄りに配置されていることを特徴とする、
   エンジンの消音器。
2. 【請求項２】 前記アウトレットパイプ（２０）の中間
   部の上部領域に、シェル（２）内に開口する排気音干渉
   孔（３４）を設けたことを特徴とする、前記請求項１記
   載のエンジンの消音器。