JP2003206718A - 消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 限られたスペース内でも可能な限り排気ガス
を細分化できて、エンドプレート等への排気ガスの直接
的な衝突を防止するとともに、排気ガスの流下も円滑に
できて、気流音や放射音の発生の少ない消音器を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 併設された複数のパイプ内２、３、４を
順次排気流が流下するように構成された消音器１におい
て、エンドプレートに近接する前記パイプの少なくとも
１つ、例えばリターンパイプ３の下流側開口部近傍の周
面に多数の小孔５を穿設するとともに、該開口部を多数
の小孔７を穿設した蓋状体６により閉塞したことを特徴
とするもので、入口エンドプレート１Ａに近接するパイ
プ３の下流側開口部近傍にて、排気流が軸方向および放
射方向に適度に分散されるので、乱流による気流音や入
口エンドプレート１Ａの加振による放射音が低減され
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、併設された複数の
パイプ内を順次排気流が流下するように構成された消音
器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンからの排気ガスはエキ
ゾーストパイプを通じて大気中に排出されるが、エンジ
ンに直結したエキゾーストパイプからの排気音が大きい
ため、通常はエギゾーストパイプの末端部に消音器（マ
フラ）が配設されている。一般に消音器長が大きいほど
消音効果が高いため、通常、併設された複数のパイプ内
を順次排気流が流下するように構成される。つまり、図
７に示すように、閉じた空間に構成された消音器１１
は、複数のパーティション１１Ｃ、１１Ｄにより複数の
部屋に区画されるとともに、これらパーティション１１
Ｃ、１１Ｄにより互いに略平行に併設された複数の入口
パイプ１２、リターンパイプ１３および出口パイプ１４
が保持される。

【０００３】図面左側から図示省略のエキゾーストパイ
プを通じてエンジン排気ガスが矢印のように入口パイプ
１２に流れ込んでくる。入口パイプ１２を抜けて拡張室
１９にて拡張され、出口エンドプレート１１Ｂにて向き
を変えてリターンパイプ１３内に流れ込む。排気ガスは
リターンパイプ１３内を逆方向に流下して消音された後
にリターンパイプ１３を抜けて拡張室２０にて拡張さ
れ、入口エンドプレート１１Ａにて向きを変えて出口パ
イプ１４内に流れ込む。かくして、排気流は長大な流下
経路によって効果的に消音されて大気中に放出される。

【０００４】しかしながら、これらの従来のものでは、
排気流が各パイプから抜けて拡張室に拡張放出される際
の急激な流路変更により、また、拡張室から下流のパイ
プへの流入の際の急激な流路抵抗によって大きな音が発
生する。これらの消音を目的として、パイプの上流側端
部を小孔が穿設されたプラグで閉塞するとともに、パイ
プの周面にも多数の小孔を穿設した特開昭６３−１３１
８１５号公報に開示された第１従来例のものや、実開昭
５５−１５６２０４号公報に開示された第２従来例のも
の等が提案された。また、これらのものと異なり、パイ
プの下流側端部を小孔が穿設されたプラグで閉塞すると
ともに、パイプの周面にも多数の小孔を穿設した実開昭
５３−３３７４６号公報に開示された第３従来例のもの
や、実開昭６２−１８４１２３号公報に開示された第４
従来例のもの等が提案された。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような消音器の提
案によって、排気流が各パイプから拡張室へ放出される
際、あるいは拡張室から各パイプに流入する際の急激な
流路変更が解消されて消音効果が発揮されることとなっ
た。しかしながら、これら従来の消音器にあっては、各
パイプの下流側開口端部が臨むところの拡張室における
エンドプレートとの間の距離が大きく、パイプからの放
出時の急激な流路変更に基づく消音のみを考慮すれば足
りるものであったが、パイプの下流、例えばリターンパ
イプ１３の下流側開口部と入口エンドプレート１１Ａと
の間が近接配置されたものでは、リターンパイプ１３か
ら抜けた排気流が入口エンドプレート１１Ａに直接衝突
することによって、これらのプレートを加振して、気流
音や放射音を発生させ、消音器の外部に漏れて耳障りな
騒音を発生することがあった。

【０００６】そこで、図８に示すように、リターンパイ
プ１３等の下流側開口部を蓋状体１６により閉塞すると
ともに、パイプの下流側開口部近傍の周面に多数の小孔
１５を穿設することにより、排気ガスを細分化して周面
側方から漏洩させて入口エンドプレート等に直接衝突す
ることを回避し、入口エンドプレートの加振を抑止し
て、気流音や放射音の発生を減少させたものも提案され
た。しかしながら、これらの構造が採用された場合で、
パイプの下流側開口部とエンドプレート等との間に充分
なスペースが取れない場合には、前記蓋状体１６に多数
の小孔を穿設したとしても、充分な排気ガスの排出通路
が確保されない虞れがあり、背圧の上昇やガス流速の上
昇に伴う気流音の発生を招きかねないものであった。

【０００７】そこで、本発明は、前記従来の消音器の諸
課題を解決し、限られたスペース内でも可能な限り排気
ガスを細分化できて、エンドプレート等への排気ガスの
直接的な衝突を防止するとともに、排気ガスの流下も円
滑にできて、気流音や放射音の発生の少ない消音器を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、併設
された複数のパイプ内を順次排気流が流下するように構
成された消音器において、エンドプレートに近接する前
記パイプの少なくとも１つの下流側開口部近傍の周面に
多数の小孔を穿設するとともに、該開口部を多数の小孔
を穿設した蓋状体により閉塞したことを特徴とする。ま
た本発明は、前記蓋状体を断面略ハット形状に構成する
ことにより、蓋状体の断面積をパイプの断面積より大き
く構成するとともに、該蓋状体の周面にも多数の小孔を
穿設したしたことを特徴とする。また本発明は、前記蓋
状体を多段の断面略ハット形状に構成したことを特徴と
する。また本発明は、前記パイプの少なくとも１つの下
流側開口部に、底部および周面に多数の小孔が穿設され
前記開口部より大径の有底状の管状体を装着したことを
特徴とする。また本発明は、前記パイプの少なくとも１
つの下流側開口部が面する消音器のエンドプレートに隣
接するパーティションの一部を前記エンドプレート側に
膨出させ、該膨出部に前記パイプの下流側開口部を嵌着
させるとともに、膨出部に多数の小孔を穿設したことを
特徴とする。

【０００９】以上の解決手段によって、エンドプレート
に近接するパイプの下流側開口部近傍にて、排気流が軸
方向および放射方向に適度に分散されるので、乱流によ
る気流音やエンドプレートの加振による放射音が低減さ
れる。しかも、周面にも小孔が穿設された断面略ハット
形状の蓋状体を採用すれば、充分な小孔穿設面積が確保
され、パイプの放射方向への無理な排気の流れが減少し
て気流音発生がさらに抑止されるとともに、背圧も低減
される。

【００１０】

【実施の形態】以下、本発明の消音器の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。図１および図２は、本発
明の消音器の第１実施の形態を示すもので、図１は消音
器の概略全体断面図、図２は要部詳細断面図である。本
発明の消音器は、図１に示すように、併設された複数の
パイプ２、３、４内を順次排気流が流下するように構成
された消音器１において、エンドプレート１Ａ、１Ｂに
近接する前記パイプの少なくとも１つ（図示の例ではエ
ンドプレート１Ａに近接するリターンパイプ３）の下流
側開口部近傍の周面に多数の小孔５を穿設するととも
に、該開口部を多数の小孔７を穿設した蓋状体６により
閉塞したことを特徴とする。

【００１１】以下に詳述する。好適には、前記蓋状体６
を断面略ハット形状に構成することにより、蓋状体６の
断面積をパイプの断面積より大きく構成するとともに、
要部詳細断面図である図２に明確なように、蓋状体６の
板面に多数の小孔７Ａを穿設する。図１に示すように、
消音器１は略平行に併設された複数のパイプを備える。
これらのパイプは、図示省略のエギゾーストパイプの末
端部に接続された入口パイプ２、少なくとも１本のリタ
ーンパイプ３および下流が大気中に開放された出口パイ
プ４とからなる。消音器１の本体部は、円形や楕円形周
面と、フラットな前後の入口エンドプレート１Ａおよび
出口エンドプレート１Ｂとから閉断面の管状体に構成さ
れる。本体部内は例えば２つの第１および第２パーティ
ション１Ｃ、１Ｄの配設により３つの閉じた部屋に区画
されるとともに、これらプレートおよびパーティション
により各パイプが保持される。出口側の部屋は第１拡張
室９、入口側の部屋は第２拡張室１０として構成され
る。

【００１２】このようにして併設された複数のパイプ
２、３および４内を、拡張室での排気流の拡張および拡
張室からパイプ内への流入を繰り返して、順次排気流が
流下するように構成されている。図示の例ではリターン
パイプ３の下流側開口部近傍について蓋状体６を配設し
ているが、入口パイプ２の下流側開口部近傍にも施すこ
ともできる。該蓋状体６の周面は軸と平行に限るもので
はなく、皿状に傾斜して形成されてもよい。また、パイ
プや蓋状体に穿設される小孔は円形に限らず長円形等適
宜の形状が採用され得る。

【００１３】このような構成により、リターンパイプ３
の下流側開口部が入口エンドプレート１Ａが近接配置さ
れていても、排気流によって入口エンドプレート１Ａに
加振および乱流による放射音や気流音が発生することが
抑制されることは無論のこと、リターンパイプ３の下流
側開口部近傍において排気流が軸方向にも適度に漏れて
閉塞されることがないので、放射方向に集中せず適度に
分散されて、騒音および背圧上昇が抑制される。

【００１４】図６はパイプに閉塞固定されたハット形状
の蓋状体による気流騒音低減効果の実験結果を示し、開
口部を閉塞してパイプ周面に小孔を穿設したパンチパイ
プ型（細線）と開口部を板面および周面に小孔を穿設し
たハット形状の蓋状体で閉塞したハット型（太線）とを
比較したもので、ハット型のものが全帯域にわたって音
圧レベルが小さいことが理解される。小孔穿設面積を詳
細に分析した結果、以下の式にて表される数値が１５０
％以上あれば良好な気流騒音低減効果が得られることが
分かった。 （（パイプ周面の小孔の開口面積＋蓋状体の小孔の開口
面積）／（パイプ内周面断面積））×１００％

【００１５】図３は本発明の消音器の第２実施の形態を
示す要部断面図である。本実施の形態のものは、パイ
プ、例えばリターンパイプ３の下流側開口部に閉塞固定
される前記蓋状体６を多段の断面略ハット形状に構成し
たことを特徴とするものである。このような構成によ
り、蓋状体６における周面の面積すなわち小孔穿設面積
をより大きく確保できる他、小孔穿設面積のきめ細かな
設計が可能となって、背圧の上昇制御が可能となる。

【００１６】図４は本発明の消音器の第３実施の形態を
示す要部断面図である。本実施の形態のものは、パイプ
の少なくとも１つ、例えばリターンパイプ３の下流側開
口部に、底部および周面に多数の小孔７Ａおよび７Ｂが
穿設され前記開口部より大径の有底状の管状体８を装着
したことを特徴とする。図４（Ａ）は断面図、図４
（Ｂ）は斜視図である。このような構成により、パイプ
３の径より大きな有底状の管状体８を後付けにて容易に
取り付けて、大きな小孔穿設面積が得られるので、パイ
プのサイズに規制されることなく、管状体の大きさを適
宜選定して最適で良好な気流騒音低減効果が得られる。
管状体８は図４（Ｃ）に示すように、パーティション１
Ｃに取り付けるように構成してもよい。

【００１７】図５は本発明の消音器の第４実施の形態を
示す要部断面図である。本実施の形態のものは、パイプ
の少なくとも１つ、例えば、リターンパイプ３の下流側
開口部が面するエンドプレート１Ａに隣接する第１パー
ティション１Ｃの一部を前記エンドプレート１Ａ側に膨
出させ、該膨出部１Ｅに前記パイプ３の下流側開口部を
嵌着させるとともに、膨出部に多数の小孔７を穿設した
ことを特徴とする。このような構成により、構造が簡素
で部品点数が少なくても、前記第１あるいは第３実施の
形態のもののようなハット形状の蓋状体あるいは大径の
有底状の管状体を取り付けたものと同様の効果を得るこ
とができる。

【００１８】以上、本発明の実施の形態について説明し
てきたが、本発明の趣旨の範囲内で、断面形状を含む消
音器本体部の形状、併設される複数のパイプの配置およ
び消音器本体である入口および出口エンドプレートおよ
びパーティションへの各パイプの設置形態、パイプ内の
消音構造、拡張室の形状、各パイプを通じた排気流の流
下形態、パイプの周面への小孔の穿設形態、ハット形状
を含む蓋状体の断面形状および小孔の形状、ハット形状
の蓋状体における多段形状、大径の有底状の管状体の形
状およびそのパイプへの装着形態、パイプの下流側開口
部を嵌着させるパーティションの膨出形態等については
適宜選定できる。

【００１９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、併設された複数のパイプ内を順次排気流が流下
するように構成された消音器において、エンドプレート
に近接する前記パイプの少なくとも１つの下流側開口部
近傍の周面に多数の小孔を穿設するとともに、該開口部
を多数の小孔を穿設した蓋状体により閉塞したことによ
り、エンドプレートに近接するパイプの下流側開口部近
傍にて、排気流が軸方向および放射方向に適度に分散さ
れるので、乱流による気流音やエンドプレートの加振に
よる放射音が低減される。

【００２０】また、前記蓋状体を断面略ハット形状に構
成することにより、蓋状体の断面積をパイプの断面積よ
り大きく構成するとともに、該蓋状体の周面にも多数の
小孔を穿設したした場合は、充分な小孔穿設面積が確保
され、パイプの放射方向への無理な排気の流れが減少し
て気流音発生がさらに抑止されるとともに、背圧も低減
される。さらに、前記蓋状体を多段の断面略ハット形状
に構成した場合は、蓋状体における周面の面積すなわち
小孔穿設面積をより大きく確保できる他、小孔穿設面積
のきめ細かな設計が可能となって、背圧の上昇制御が可
能となる。さらにまた、前記パイプの少なくとも１つの
下流側開口部に、底部および周面に多数の小孔が穿設さ
れ前記開口部より大径の有底状の管状体を装着した場合
は、パイプの径より大きな有底状の管状体を後付けにて
容易に取り付けて、大きな小孔穿設面積が得られるの
で、パイプのサイズに規制されることなく、管状体の大
きさを適宜選定して最適で良好な気流騒音低減効果が得
られる。

【００２１】また、前記パイプの少なくとも１つの下流
側開口部が面する消音器のエンドプレートに隣接するパ
ーティションの一部を前記エンドプレート側に膨出さ
せ、該膨出部に前記パイプの下流側開口部を嵌着させる
とともに、膨出部に多数の小孔を穿設した場合は、構造
が簡素で部品点数が少なくても、前記第１あるいは第３
実施の形態のもののようなハット形状の蓋状体あるいは
大径の有底状の管状体を取り付けたものと同様の効果を
得ることができる。このように本発明によれば、限られ
たスペース内でも可能な限り排気ガスを細分化できて、
エンドプレート等への排気ガスの直接的な衝突を防止す
るとともに、排気ガスの流下も円滑にできて、気流音や
放射音の発生の少ない消音器が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の消音器の第１実施の形態を示し、消音
器の概略全体断面図である。

【図２】同、要部詳細断面図である。

【図３】本発明の消音器の第２実施の形態を示す要部断
面図である。

【図４】本発明の消音器の第３実施の形態を示す要部断
面図である。

【図５】本発明の消音器の第４実施の形態を示す要部断
面図である。

【図６】ハット形状蓋状体の比較例に対する気流騒音低
減効果の実験結果を示す図である。

【図７】従来の消音器を示す概略全体断面図である。

【図８】従来の改良された消音器を示す概略全体断面図
である。

【符号の説明】

１ 消音器 １Ａ 入口エンドプレート １Ｂ 出口エンドプレート １Ｃ 第１パーティション １Ｄ 第２パーティション １Ｅ 膨出部 ２ 入口パイプ ３ リターンパイプ ４ 出口パイプ ５ パイプ小孔 ６ 蓋状体 ７ 蓋状体小孔 ７Ａ 小孔 ７Ｂ 周面小孔 ８ 管状体 ９ 第１拡張室 １０ 第２拡張室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 勝春 東京都新宿区西新宿一丁目７番２号 富士 重工業株式会社内 (72)発明者 津田 康裕 群馬県太田市別所町292番地 坂本工業株 式会社内 (72)発明者 菊地 智 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 AA01 BA02 CA06 CA11 DA08 DA09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 併設された複数のパイプ内を順次排気流
   が流下するように構成された消音器において、エンドプ
   レートに近接する前記パイプの少なくとも１つの下流側
   開口部近傍の周面に多数の小孔を穿設するとともに、該
   開口部を多数の小孔を穿設した蓋状体により閉塞したこ
   とを特徴とする消音器。
2. 【請求項２】 前記蓋状体を断面略ハット形状に構成す
   ることにより、蓋状体の断面積をパイプの断面積より大
   きく構成するとともに、該蓋状体の周面にも多数の小孔
   を穿設した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】 前記蓋状体を多段の断面略ハット形状に
   構成したことを特徴とする請求項２に記載の消音器。
4. 【請求項４】 前記パイプの少なくとも１つの下流側開
   口部に、底部および周面に多数の小孔が穿設され前記開
   口部より大径の有底状の管状体を装着したことを特徴と
   する請求項１に記載の消音器。
5. 【請求項５】 前記パイプの少なくとも１つの下流側開
   口部が面する消音器のエンドプレートに隣接するパーテ
   ィションの一部を前記エンドプレート側に膨出させ、該
   膨出部に前記パイプの下流側開口部を嵌着させるととも
   に、膨出部に多数の小孔を穿設したことを特徴とする請
   求項１に記載の消音器。