JP2006207577A - 排気ガス設備用消音器 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明は、自動車の燃焼機関の排気ガス設備用の消音器であって、排気ガス流入口と、消音器内に配置され、消音器を完全に貫通し、閉鎖及び開放するための閉鎖手段を内部に配置した第一のフロー配管と、消音器の下流に有り、第一のフロー配管と接続されている排気管と、消音器を部分的に貫通する第二のフロー配管と、消音器内に有る第一と第二のフロー配管の間のオーバーフロー経路とを有する消音器に関する。
【解決手段】 例えば、排気ガス騒音に関して、最適化された消音器（１）は、第一と第二のフロー配管（８，９）が、分岐部品（３０）によって、排気ガス流入口（２）と接続されていることと、閉鎖手段（１３）が、消音器（１）の上流の第一のフロー配管（８）内に配置されていることとを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、請求項１の上位概念にもとづく、自動車の燃焼機関の排気ガス設備用の消音器に関する。

この部類の排気ガス設備用消音器は、特許文献１により周知である。この特許文献１の図５には、単一の排気ガス流入口と二つの排気管を有する、この部類の消音器が図示されている。単一の排気ガス流入口と一つの排気管とを有する第一のフロー配管が、この消音器を完全に貫通している。消音器の下流に有る排気管には、この第一のフロー配管を閉鎖及び開放するための閉鎖手段が配置されている。この閉鎖手段は、旋回機構によって作動することが可能な、所謂排気ガスフラップとして実現されている。この消音器内には、第二の排気管によって、消音器から引き出されている第二のフロー配管が配置されている。この閉鎖手段が開かれている場合、燃焼機関の排気ガスフローは、排気ガス流入口を経由して流入し、第一のフロー配管を経由して、妨げられること無く、排気管にまで誘導することができる。この閉鎖手段が閉じられている場合、排気ガスは、消音器内に配置された穿孔を通って第一のフロー配管内に流出し、間仕切り壁内に配置されたソケットを通過して、穿孔を通って第二のフロー経路内に流入し、そのようにして第二の排気管を通って排出することができる。従って、これら二つの穿孔及び間仕切り壁内に配置されたソケットは、消音器の内部に有る、第一と第二のフロー配管の間におけるオーバーフロー経路を形成するものである。
ドイツ特許公開明細書第３８３５０７９Ａ１号

この発明の課題は、最初に述べた種類の消音器を、その機能及び排気ガス設備への組み込みに関して最適化することである。

この課題は、請求項１に挙げた特徴を有する消音器によって解決される。更に、この発明を構成する特徴は、従属請求項に含まれるものである。

この発明で得られる主な利点は、消音器の上流に閉鎖手段を配置することによって、排気管から出る排気ガス騒音に対する有利な作用が実現可能となることであると考えられる。この場合、この発明により消音器の前に閉鎖手段を配置することによって、燃焼機関により生成された排気ガスを第一又は第二のフロー配管を通して誘導した場合、明らかな音の違いを得ることができることが示されている。この発明による排気ガス流入口を第一と第二のフロー配管の両方に接続する分岐部品によって、この発明による消音器は、従来の排気ガス設備に組み込むことも、場合によっては閉鎖手段の無い既存の排気ガス設備に追加配備することも可能である。

請求項２に提示された実施例では、別個の分岐部品を準備する必要はなく、触媒部ケースが、この分岐部品を備えているということが有利である。そこで、請求項３に対応する有利な実施構成では、触媒部ケースは、分岐部品を構成する正面パネルを有するものと規定する。この場合、例えば、この正面パネルは、第一と第二のフロー配管が接続する分岐開口部を備えることができる。

この発明の請求項４による改善構成では、この触媒部ケースが、消音器に直に固定され、そのことによって、触媒部ケースと消音器との間において、さもなければ配備する必要のある排気ガス配管を不要とすることができる。

触媒部ケースの少なくとも一部が消音器の内部に有るものとする請求項５による実施構成は、有利である。そのようにして、触媒部ケースと消音器との間の簡単な接続が可能となる。

触媒部ケースの少なくとも正面パネルが、消音器の内部に有る場合（請求項６）、この正面パネルは、消音器の内壁を構成することができる。

請求項７に提示された変化形態では、有利には、閉鎖手段を消音器の外に配置することができる。このことにより、閉鎖手段を、この閉鎖手段のために配備された駆動部と簡単に接続することが可能となる。

特に有利な実施例（請求項８）では、消音器は、その中に閉鎖手段を備えたバイパス部分が延びている部分を有する。そのため、閉鎖手段の無い従来の消音器とは異なり、この発明による消音器では、構造空間を拡大する必要はない。

請求項９に提示されている通り、オーバーフロー経路が、減衰機器を有する場合、閉鎖手段を開いた又は閉じた状態での消音器の音は、より一層異なったものとなる。この場合、特に有利には、この減衰機器は、消音器の内部に配置され、穿孔された間仕切り壁を有する。

このオーバーフロー経路の特に有利な実施例が、請求項１１に提示されている。この場合、閉鎖手段が開かれた状態では、第一の間仕切り壁によって区分された空間が、第一のフロー配管への流入口を経由して、一つの容積と結合されることとなり、そのことは、閉鎖手段が開かれた状態において、消音器の音に有利に作用するということが有利である。

請求項１２では、第二の間仕切り壁が、消音器の内部において、第一と第二のフロー配管を支えることができることが有利である。

請求項１３にもとづき、第二の間仕切り壁を穿孔された形で実現した場合、消音器の内部において、その容積が第一の部屋と結合される別の部屋を準備することができ、そのことは、排気ガスの騒音を減衰するのに有利に作用するものである。

請求項１４に提示された特徴によって、有利には、この発明による消音器は、別に誘導された排気ガス排出口と接続することができ、閉鎖手段の無い従来の消音器に対しても配備することが可能となる。そのため、排気ガス設備をモジュール構造で準備することができ、それによって、閉鎖手段を持たない消音器を、難なく閉鎖手段を持つ消音器に変えること、並びにその逆が可能となる。

請求項１５にもとづき、触媒部ケース、二つのフロー配管を持つ消音器、排気管、閉鎖手段が、排気ガス設備を持つ自動車に取り付けることが可能な前もって組み立てられた構造ユニットを形成するようにした場合、このモジュール構造は改善されたものとなる。

以下においては、図面と関連させて、実施例にもとづき、この発明をより詳しく説明する。

図１は、自動車の燃焼機関に関する別に図示されていない排気ガス設備用の消音器１の縦方向断面図を示している。例えば、二つのシリンダバンクを備えることが可能な燃焼機関のために、有利には、この排気ガス設備は、複流式で実現される。それに対応して、排気ガス設備は、各シリンダバンクに対して、このような消音器１を配備する。この消音器１の排気ガス流入口２は、ここでは図示されていない配管系統と接続されており、この配管系統は、場合によっては、所謂前段触媒部を間に挟んで、周知の方法で燃焼機関と接続されている。更に、この消音器１は、出力側に単一の排気管３を有し、この排気管は、場合によっては、排気ガス設備の別の消音器の別の排気管と共に、図示されていない自動車の尾部の排気ガス排出口と繋がっている。この排気管３は、排気管開口部４を有し、排気ガス流入口２は、流入口開口部５を有する。従って、消音器１の内部には、排気ガスに関するフローの向きが生じ、この向きは、下流を向いた矢印６で表示されている。流入口開口部５と排気管開口部４の間には、消音器ケース７を備えた消音器１が有り、このケース内では、第一と第二のフロー配管８と９が、流入口開口部５に流入する排気ガスに対する第一と第二のフロー経路１０と１１を形成している。第一と第二のフロー経路は、それぞれ当該の符号１０と１１を持つ複数の矢印を付与されている。消音器ケース７内では、第一と第二のフロー配管８と９の間、或いは第一と第二のフロー経路１０と１１の間において、オーバーフロー経路１２が形成されており、このオーバーフロー経路によって、第二のフロー配管９から流出した排気ガスが、消音器１の内部において、第一のフロー経路８に流入することが可能となっている。

第一のフロー配管８は、消音器１を完全に貫通して、排気管３により消音器１の外に対して終端している。更に、フロー配管８の内部には、特に可動フラップ形の可動弁胴を備えた閉鎖手段１３が、配置されており、この閉鎖手段１３は、第一のフロー配管８を閉鎖するとともに、第一のフロー経路１０のために開放することができるものである。閉鎖手段１３に、例えば、ここでは図示されていない駆動部を組み込んで、この駆動部によって、フラップ１４を図１に図示されている開口位置ＯＴに動かして開放するとともに、図示されていない閉鎖位置に動かして第一のフロー配管８を閉鎖することができる。消音器１の上流、即ち、矢印６の反対方向には、触媒部ケース１６内に配置された排気ガス処理ケージ１５’を備えた触媒部１５が前置されているが、この触媒部１５の触媒部ケース１６は、部分的に消音器ケース７と統合されている。

消音器ケース７内において、消音器１には、合流点１７で終端する第二のフロー配管９が配置されており、その結果排気ガスは、消音器ケース７内に流出して、オーバーフロー経路１２を経由して第一のフロー配管８に流入し、最終的に排気管３にまで流れることができる。消音器ケース７内において、オーバーフロー経路１２には、間仕切り壁１８が有る。この第一の間仕切り壁１８は、合流点１７に関して上流に有り、その結果消音器ケース７内において、第一の空間１９が、間仕切り壁１８の第一の側２０によって区分されている。消音器ケース７内において、第一の間仕切り壁１８の第二の側２１には、第二の空間２２が形成されている。第一の間仕切り壁１８は、第一の空間１９から第二の空間２２への排気ガスのオーバーフロー用に、少なくとも一つの開口を有するが、有利には図３の横断面から分かる通り、複数の開口２３を備えた穿孔部２４を有し、図３では、それ以外の同様の部分には同じ符号が付与されている。そのため、排気ガスフローは、間仕切り壁１８の第一の側２０で合流点１７から流出して、空間１９に流入し、第一の間仕切り壁１８の穿孔部２４を貫通して、第二の空間２２に達し、そこから、排気ガスは、流入口２５を経由して、第一のフロー配管８に流入し、最終的に排気管３に到達する。従って、流入口２５は、第二の空間２２内で、かつ第一の間仕切り壁１８の第二の側２１に有る。有利には、流入口２５は、第一のフロー配管８の外被２６を貫通する穴２７又は複数の開口２８を備えた穿孔部によって形成される。このため、オーバーフロー経路１２内には、排気ガス用に、少なくとも穿孔された第一の間仕切り壁１８を備えた減衰機器２９が有る。従って、流入口２５が、相応の構成によって、排気ガスを減衰させる効果を奏する限りにおいて、流入口２５は、場合によっては減衰機器２９に該当する。そのため、閉鎖手段１３の位置に応じて、流入口開口部５から排気管３の方向への排気ガスのフローが生じ、フラップ１４を開いた状態では、第一のフロー配管８又は第一のフロー経路１０を経由するものであり、フラップ１４を閉じて、第一のフロー配管８を閉鎖した状態では、先ずは第二のフロー配管９内に有るオーバーフロー経路１２を経由し、次に流入口２５を経由して第一のフロー配管８に結合して溢れて行く第二のフロー経路１１が稼動するものである。従って、この流入口２５は、一方で閉鎖手段１３が第一のフロー配管８を閉鎖している場合には排気ガスを第二のフロー経路１１から第一のフロー経路１０に誘導する役割を有し、他方で閉鎖手段１３が第一のフロー配管８を開放している、或いはフラップ１４が開放位置ＯＴに有る場合には第一のフロー経路１０に対するダンパー容積（第二の空間２２）を結合する役割を有する。

排気ガス流入口２を経由して流入する排気ガスフローを、（閉鎖手段１３の位置に応じて）第一又は第二のフロー配管８又は９に誘導することができるようにするために、排気ガス流入口２の下流には、第一及び第二のフロー配管８と９と接続する分岐部品３０が後置されている。分岐部品３０と排気ガス流入口２との間には、触媒部ケース１６を備えた触媒部１５が有る。分岐部品３０は、触媒部ケース１６の構成要素であり、有利にはその正面パネル３１を形成し、この正面パネルは、（触媒部１５を消音器１と部分的に統合することによって）消音器ケース７内に存在するようになると同時に、消音器ケース７の内壁を形成するものである。従って、図示した実施例では、触媒部１５は、そのケース１６と共に消音器１と直に固定されている。そのために、消音器ケース７は、触媒部ケース１６を取り囲むフランジ３３によって形成された収容溝３２を有する。両方のフロー配管８と９を排気ガス流入口２と接続するために、正面パネル３１は、二つの相応の分岐開口部３４と３５を有し、それらの開口部には、それぞれ対応する第一又は第二のフロー配管８又は９が嵌め込まれる。分岐開口部３５は、消音器ケース７内に有り、分岐開口部３４は、消音器ケース７のケース部分３６の領域において、消音器７を貫通している。この部分３６内には、曲がったバイパス部分３７を持つ第一のフロー配管８が延びており、このバイパス部分は、そのため消音器ケース７の外に有り、その中に閉鎖手段１３が配置されている。従って、バイパス部分３７は、消音器ケース７の（破線で表示された）ほぼ４分の１円の形状の仮想的な周縁部輪郭３８内を延びている。このバイパス部分３７とそれに繋がる第一のフロー配管８のパイプ部分３７’を用いて、減衰機器２９を迂回している。

図２の消音器ケース７の断面と図１から、消音器１内において、流入口２５の上流で、更に第二の間仕切り壁３９が、第二の空間２２を区分するとともに、消音器ケース７から第三の空間を区分しており、この第三の空間４０には、消音器１を部分的に貫通する第二のフロー配管９が通っていることが分かる。第二の間仕切り壁３９は、第一の間仕切り壁１８のように、少なくとも一つの開口を、しかし有利には複数の開口２３を備えた穿孔部２４を有し、それを経由して、第三の空間４０の容積が、第二のフロー経路１１に対する減衰容積として作用することができるものである。更に、第二の間仕切り壁３９は、第一の間仕切り壁１８と同様に、消音器ケース７の内部において、第一及び第二のフロー配管８と９を支える役割を果たしており、その結果第一及び第二のフロー配管は、消音器ケース７の内壁４１に対して支持されている。

図２と３から明らかな通り、消音器ケース７は、二つの深皿状のケース部分４２と４３から構成されており、これらの部分は、それぞれ外側に曲がった周縁ベルト４４を有し、そこで互いに固く結合されている。両方のケース部分４２と４３を組み立てた後、即ち、消音器ケース７を密閉した後には、そのケース１６を備えた触媒部１５、両方のフロー配管８と９を備えた消音器１、排気管３、排気ガス流入口２、閉鎖手段１３を有する、前もって組み立てられた構造ユニット４５が出来上がる。従って、この構造ユニット４５は、一つのモジュールとして自動車の排気ガス設備に取り付けることができる。

以下において、更に消音器１の実施例を取り上げる。触媒部ケース１６の分岐部品３０又は正面パネル３１は、周囲を取り囲むカラー部４６を有し、このカラー部は、正面パネル３１と一体的に実現することができ、その結果この分岐部品は、深鍋の形状で実現されている。カラー部４６は、部分的に触媒部ケース１６内に存在する、即ち、その中に差し込むことができる。そのため、これに代わって、分岐開口部３５は、分岐部品３０の側方に配置して、第二の間仕切り壁３９の方に向けて置くことができるが、そのことは、図面には図示されていない。従って、別の分岐開口部３４を、正面パネル３１のほぼ中央に設けることができ、更に、正面パネル３１を漏斗状に実現することが考えられ、そうすることによって、第一のフロー配管８に関して、排気ガス用のフローの最適化が可能となる。図示されていない変化形態では、カラー部４６に設けた側方の分岐開口部に代わって、カラー部４６又は触媒部ケース１６の消音器ケース７の内部に有る部分４７に穿孔を形成することができる。これらの穿孔は、単に部分的に、或いはカラー部４６又は部分４７の周囲全体に設けることができる。

変化形態において、穴２７として実現された、第一のフロー配管８への流入口２５は、外被２６の（図示されていない）周囲を取り巻く間仕切り部分として実現することができ、その結果フロー配管８は、第一と第二の間仕切り壁１８，３９の間で分離されて、フロー配管８の二つのパイプ終端部が、間隔を空けて対面することとなる。下流のパイプ終端部は、漏斗状に拡張することができる。両方のパイプ終端部相互の間隔は、例えば１０ｍｍ〜３０ｍｍとすることができる。

燃焼機関の別に図示していない排気ガス設備用の消音器の断面図 図１の消音器のII-II 線に沿った断面図 図１の消音器のIII-III 線に沿った断面図

符号の説明

１ 消音器
２ 排気ガス流入口
３ 排気管
４ 排気管開口部
５ 流入口開口部
６ 排気ガスのフローの向き
７ 消音器ケース
８ 第一のフロー配管
９ 第二のフロー配管
１０ 第一のフロー経路
１１ 第二のフロー経路
１２ オーバーフロー経路
１３ 閉鎖手段
１４ フラップ
１５ 触媒部
１５’ 排気ガス処理ケージ
１６ 触媒部ケース
１７ 合流点
１８ 第一の間仕切り壁
１９ 第一の空間
２０ 間仕切り壁１８の第一の側
２１ 間仕切り壁１８の第二の側
２２ 第二の空間
２３ 開口
２４ 穿孔部
２５ 流入口
２６ 外被
２７ 穴
２８ 開口
２９ 減衰機器
３０ 分岐部品
３１ 正面パネル
３２ 収容溝
３３ フランジ
３４，３５ 分岐開口部
３６ 消音器ケース７のケース部分
３７ バイパス部分
３７’ 第一のフロー配管８のパイプ部分
３８ ほぼ４分の１円の形状の仮想的な周縁部輪郭
３９ 第二の間仕切り壁
４０ 第三の空間
４１ 消音器ケース７の内壁
４２，４３ 深皿状のケース部分
４４ 外側に曲がった周縁ベルト
４５ 構造ユニット
４６，４７ カラー部
ＯＴ フラップ１４の開放位置
II-II ，III-III 消音器１の断面線

Claims (15)

1. 自動車の燃焼機関の排気ガス設備用の消音器であって、排気ガス流入口と、消音器内に配置され、消音器を完全に貫通し、閉鎖及び開放するための閉鎖手段を内部に配置した第一のフロー配管と、消音器の下流に有り、第一のフロー配管と接続されている排気管と、消音器を部分的に貫通する第二のフロー配管と、消音器内に有る第一と第二のフロー配管の間のオーバーフロー経路とを有する消音器において、
   第一と第二のフロー配管（８，９）は、分岐部品（３０）によって、排気ガス流入口（２）と接続されていることと、閉鎖手段（１３）は、消音器（１）の上流の第一のフロー配管（８）内に配置されていることとを特徴とする消音器。
2. 排気ガス流入口（２）と分岐部品（３０）の間には、分岐部品（３０）を備えた触媒部ケース（１６）が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の消音器。
3. 触媒部ケース（１６）は、分岐開口部（３４，３５）を備えた正面パネルを有し、この正面パネルが、分岐部品（３０）を構成していることを特徴とする請求項２に記載の消音器。
4. 触媒部ケース（１６）が、消音器（１）に直に固定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の消音器。
5. 触媒部ケース（１６）の少なくとも一部が、消音器（１）の内部に有ることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の消音器。
6. 少なくとも正面パネル（３１）が、消音器（１）の内部に有ることを特徴とする請求項３に記載の消音器。
7. 第一のフロー配管（８）の少なくとも一つのバイパス部分（３７）が、消音器（１）の外部に延びていることと、このバイパス部分（３７）には、閉鎖手段（１３）が配置されていることとを特徴とする請求項１に記載の消音器。
8. 消音器（１）のケース（７）が、一つのケース部分（３６）を有することと、このケース部分（３６）の内部には、バイパス部分（３７）が延びていることとを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の消音器。
9. オーバーフロー経路（１２）が、減衰機器（２９）を有することを特徴とする請求項１に記載の消音器。
10. 減衰機器（２９）が、消音器（１）の内部に配置された第一の穿孔された間仕切り壁（１８）を有することを特徴とする請求項９に記載の消音器。
11. 第二のフロー配管（９）が、消音器（１）内において、間仕切り壁（１８）の第一の側（２０）で合流する（合流点１７）ことと、第一のフロー配管（８）が、消音器（１）の内部において、間仕切り壁（１８）の第二の側（２１）に有る流入口（２５）を備えていることとを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の消音器。
12. 消音器（１）の内部において、第二の間仕切り壁（３９）が、第一の間仕切り壁（１８）の上流に配置されており、この第二の間仕切り壁を、第一と第二のフロー配管（８，９）が貫通していることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の消音器。
13. 第二の間仕切り壁（３９）が、穿孔されており、流入口（２５）の上流には、第一のフロー配管（８）が配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の消音器。
14. 単一の排気管（３）が、消音器（１）から引き出されていることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか一つに記載の消音器。
15. 触媒器ケース（１６）、二つのフロー配管（８，９）を持つ消音器（１）、排気管（３）、閉鎖手段（１３）が、自動車に取り付けることが可能な前もって組み立てられた構造ユニット（４５）を形成することを特徴とする請求項１から１４までのいずれか一つに記載の消音器。

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