JP2007506025A - 自動車マフラー - Google Patents

Abstract

この発明は車両のためのマフラーに関するものです。そして、それは、従来の調整されたマフラーとして保たれているエンジンの出力の力によりエンジンの爆発雑音を大きく抑制することができます。 上記の目的を持った本考案による自動車マフラーは、中空管現象でエンジン排気マニフォールドと連結された排気パイプから連結されており、排気圧を調節する手段として、その内部上部の所定地点で、排気穴が形成された排気圧調節管が回動できるように結合した排気圧調節部とメッシュ網で形成された中空管で上記の排気圧調節部を通過した排気ガスの通路を提供するメッシュ状パイプと上記のメッシュ状パイプの全体を囲み、排気音を吸収する吸音部と、一端が排気圧調節部から延長され、上記の吸音部を囲み、他の端は排気口と連結されたケイシングで構成された騒音部を含んで構成されているのを特徴としています。

Description

本考案は自動車マフラーに関するもので、従来のチューニングマフラーを改良し、エンジン出力をチューニングマフラーの水準以上にしながらも消音効果を高めることのできる自動車マフラーに関するものです。

一般的にマフラーはエンジンの排気マニフォールドと連結された排気パイプの後方に設置され、エンジンから排出される排気ガスの圧力を下げ、排気音を減少させる装置です。この様なマフラーのエンジン出力音減衰方式は、膨張式、共鳴式、吸収式、隔壁式に区分する事ができ、その中で従来の純正品には隔壁式が多く使用されています。

隔壁式マフラーはマフラー内部に多数の隔壁を設置し、排気ガスが隔壁の間を通過する間、隔壁が排気音を吸収して消音（本明細書で「消音」は「ｎｏｉｓｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ（消音）」という意味で使用される）する原理であり、消音効果が他の方式に比べ高い反面、隔壁による排気ガスの流れに対する抵抗が大きくなり、エンジンの出力が低くなるという短所があります。

上記の隔壁式マフラーの短所を屈服するための方法として、最近は自動車マニアたちの間でチューニングマフラー（ｔｕｎｉｎｇ ｍｕｆｆｌｅｒ）が脚光を浴びていますが、チューニングマフラーは隔壁式マフラーに比べて消音効率は低い反面、エンジン出力を大きくする事ができます。図1は従来のチューニングマフラーの断面図で、これを参照にしてチューニングマフラーの構成および作用を簡単に説明すれば次の通りになります。

図1に図示したように、従来のチューニングマフラー10は、その一端がエンジンと連結された排気管7に固定されており、他端は排気口と連結されたケイシング1と、上記のケイシング1の内部に備え付けられており、排気管7と連結され、排気ガスが通過する通路4を提供する穴あきパイプ2と、上記ケイシング1内に充填され穴あきパイプ2を取り巻く吸音材6を含み構成されています。

図2は穴あきパイプの斜視図で、穴あきパイプ2は円周面に多数の穴3が形成されているパイプで、エンジンから発生する出力音中特に高周波が上記の穴3を通して吸音材6方向に移動して吸音材に吸収されたり減衰されるようにします。一方、上記の穴あきパイプ2はエンジンから放出された排気ガスの排出時、排圧が生じるのを防止するために内部排気通路4は完全に開放されている事がわかります。

しかし、上記の通り構成された従来のチューニングマフラー10は、排気通路4内部に排気ガスの排出を妨害すべく何の障害もないので、排気ガスは矢印ａの方向に従ってそのまま放出され、エンジンの出力が大きく向上されるが、上記の排気ガスと共にエンジンの出力音もやはり何の障害もなく放出されるので出力音がとても大きく、出力音による様々な被害が発生するという問題があります。

また、排気ガスが通過する内部排気通路が常に開放状態なので外気によるエンジン燃焼室の温度が異常に下降しエンジンの出力が低下するという問題点があります。

本考案は上記の通り従来のチューニングマフラーの短所を克服するために案出されたもので、本考案の目的は従来のチューニングマフラー以上の出力を出しながら、消音効率を隔壁式マフラーよりも高める事ができる自動車マフラーを提供するものです。

本考案のまた別の目的はマフラーからの排気抵抗がない事によりエンジンの燃焼室の温度が低下する問題を解決し、エンジン出力の減少を防ぐ自動車マフラーを提供するものです。

上記の目的を持った本考案による自動車マフラーは、中空管現象でエンジン排気マニフォールドと連結された排気パイプから連結されており、排気圧を調節する手段として、その内部上部の所定地点で、排気穴が形成された排気圧調節管が回動できるように結合した排気圧調節部とメッシュ網で形成された中空管で上記の排気圧調節部を通過した排気ガスの通路を提供するメッシュ状パイプと上記のメッシュ状パイプの全体を囲み、排気音を吸収する吸音部と、一端が排気圧調節部から延長され、上記の吸音部を囲み、他の端は排気口と連結されたケイシングで構成された騒音部を含んで構成されているのを特徴としています。

本考案の別の特徴として、本考案による自動車マフラーは、メッシュ網によって形成されている中空管で、エンジンの排気マニフォールドと連結された排気パイプを通過した排気ガスの通路を提供するメッシュ状パイプと、上記のメッシュ状パイプの全体を囲み、排気音を吸収する吸音部と、一端が上記の排気圧パイプから延長された上記の吸音部を囲むケイシングで構成された消音部：中空管形成で上記消音部から延長され、排気圧を調節する手段で、その内部の上記の所定の地点に、排気穴が形成された排気圧調節板が回動できるように結合された排気圧調節部：および上記の消音部と同一の構造を持っており、上記の排気圧調節部から延長された一つ以上の別の消音部を含んで構成されています。

上記の吸音部は材質が異なる2つ以上の吸音材を重畳させて形成し、上記の排気圧調節板はエンジンと近い部分に位置させるのがよろしいです。また、上記のメッシュ状パイプのメッシュ間隔はその間隔を通して肉眼で内部を見る事ができない程度隙間なくにぎっしり詰まっているのがよろしいです。

本考案による自動車マフラーによれば、従来のチューニングマフラーの長所である高出力を維持ないしは改善させる事ができると同時に、消音効率は従来の隔壁式マフラー以上に向上させる事ができ、マフラー内部で外気がエンジン方向に流入されるのを遮断し、エンジンの温度低下による出力の減少が防げる効果があります。また、消音部を車種または自動車使用者の趣向によって延長させたり縮小させる事ができる構造でできるので、選択の幅を高める効果があります。

以下では添付した図面を参照し、本考案による自動車マフラーの正しい実施例に対して詳しく説明しようと思います。図3は本考案の一実施例の長さ方向断面図であり、図4は図3のＡ-Ａの断面図です。

図3で図示したように、本実施例は全体的に一端が自動車エンジンの排気マニフォールドと連結された排気圧調節部20と、上記の排気圧調節部20の他の端と連結された消音部25により構成されています。上記消音部25の他の端部はエンジンの排気ガスを外部に排出する排気口27と連結されます。

上記排気圧調節部20は内部に排気圧調節板21を含んでいますが、上記の排気圧調節板21は上記の排気圧調節部20の上部の所定の地点で回動できるように結合される。上記の排気圧調節板21はエンジンに近い地点に位置するのがよろしいです。図5は上記の排気圧調整板21の断面図で、多数の排気穴28が示されています。上記の排気圧調節板21には、図5に図示されるように、直径が小さい多数の排気穴28が形成されずに、直径が多少大きい1つまたは数個の排気穴が形成され事も可能です。

上記の消音部25は排気ガス通過するメッシュ状パイプ22と、上記のメッシュ状パイプ22を囲む吸音部23と、上記吸音部23を囲むケイシング24によって構成されています。上記のメッシュ状パイプ22は図1および図2に図示された従来のチューニングマフラー10の穴あきパイプ2に対応する構成要素として、図6にその斜視図が図示されている。

従来の穴あきパイプ2は中空管に多数の穴を穿孔して形成されたものですが、本考案においてのメッシュ状パイプ22は、図7で図示されたものと同じ、細い鉄線を隙間なくつながって形成されたメッシュシート22ａを円筒形に巻いてその両端から固定手段22ｂによって固定させることにより形成されたものです。メッシュシート22ａのメッシュ間隔はその間隔を通して肉眼で反対側を見る事ができない程度に隙間なくぎっしり詰まったものがよろしいです。従来の穴あきパイプを本考案においてはメッシュ状パイプ22で代替することで消音効率とエンジン出力を同時に高める事ができ、メッシュ状パイプ22の大きさを小さくする事ができるので、全体のマフラーの大きさもまた小さくする事ができます。

上記の吸音部23はエンジンの排気ガス出力音を消去する部分で、本実施例においては各々の材質が他の新しい消音剤を重畳させて形成されています。すなわち上記のメッシュ状パイプ22と接する部分のサスウール（ｓｕｓ ｗｏｏｌ）23ａと、中央部分のセラミックウール（ｃｅｒａｍｉｃ ｗｏｏｌ）23ｂと、最も外側の部分のロックウール23ｃの3層構造により吸音部23が形成されています。サスウール23ａは排気音を吸入する時に排気の疎通を円滑にしてくれ、他の吸音材を保護してくれる役割をし、長期間使用しても柔らかい排気音を維持してくれます。セラミックウール23ｂは耐熱性に優れ、水分に強く吸音力がとても優れた吸音材です。ロックウール23ｃも吸音力にとても優れだ材料です。上記の吸音部23の構造は例示的なもので、この他の別の吸音材を利用して吸音部23を構成できる事を直接経営者に証明いたします。

一方、図6、ｂのメッシュ状パイプ22は柔軟な材質なので排気ガスの高熱によってゆがむという問題が発生する事もあります。これを防止するためにメッシュ状パイプ22の内部に補強用として従来の穴あきパイプ2を挿入して使用する事も可能です。従来の穴あきパイプ2の穴はメッシュ状パイプ22の穴よりももっと小さいので、本考案の消音性能に影響を与えないが、ただし、穴あきパイプ2の強性によって、本考案に基づくマフラー内部のメッシュ状パイプ22の低い強性が補強されます。

上記の通り構成された排気ガスが排気圧調節部20に流入されれば、排気圧調節管21は排気ガスの油圧によって図3から点線21’と同じ位置に曲がって、排気ガスは消音部25に流入されます。一方排気圧調節板21は、排気抵抗がない直管方式の設計によってエンジン燃焼室の温度が下がり、出力が低下することを防止する役割をします。排気圧調整板21の重さは車種によって変化する事もあります。すなわち、エンジン出力が小さい小型車の場合には排気圧調節板21の重さを小さくしなければならない反面、エンジン出力が大きい中型、大型車の場合には排気圧調節板21の重さをより大きくしなければなりません。

消音部25に流入された排気ガス排出音（特に高周波排出音）はメッシュ状パイプ22の隙間のない間隔を通して吸音部23に吸収され消去されます。メッシュ状パイプ22は従来のチューニングマフラーの穴あきパイプに比べ吸音部の排気音の流入を増加させる反面、吸音部23から消去されない排気音の流出を防止しながら、さらに効率的な排気音を少なくする事ができます。また、穴あきパイプに比べてエンジン出力を高める事のできる効果もあります。本実施例において吸音部23を互いに異なる特性を持った吸音材を積層して形成しており、一つの吸音材を使用するよりも消音効率を増大させる事ができます。

図8は本考案による自動車マフラーの別の実施例の斜視図です。図3で図示した実施例と比較して端部25’が消音部25に連結されているという違いがあります。別の消音部25’の構造は上述の消音部25の構造と同じにすることができます。消音部を二重にして消音効率を増加させる事ができるのは当然です。車種によって、または自動車使用者の趣向によっては低消音を必要とする事があり、この様な場合には図3で図示した実施例のようなマフラーが必要です。さらに進んで、3つ以上の消音部を連結させてマフラーを構成する事も可能で、消音部と消音部の間には図1のように、上述の排気圧調節部20を追加的に連結させる事ができます。また、上記の通り多数の消音部および排気圧調整部を容易に着脱できる構造で提供し、使用者の趣向に合わせて組立てできるようにする事も可能です。

図9は本考案による自動車マフラーのまた別の実施例であり、図8に図示された実施例とは消音部25と排気圧調節部20の順序を変えたという違いがあります。すなわち、エンジンの排気マニフォールドと第1消音部25を連結し、第1消音部25に排気圧調節部20を連結させ、排気圧調節部20に再び第2消音部25’を連結してマフラーを構成するものです。上記の第1消音部25および第2消音部25’の構造は図1で説明した消音部のそれと同じにすることができ、図8で図示された実施例と同じで、別の消音部および排気圧調節部も追加的に連結させ、マフラーを構成する事が可能です。

図10は本考案による自動車マフラーのまた別の実施例として、図8に図示された実施例の第2消音部25’の次に第3消音部25”を連結し、マフラーを構成するものです。ただし、本実施例では第1消音部25を本考案によるメッシュ状パイプで構成されており、第2消音部25’および第3消音部25”は従来の穴あきパイプを使用して構成したものです。図10の実施例は実質的に図8の実施例と類似した作用をしますが、車種によって排気音と出力を精密にチューニングするため行った一つの例示を表したものです。したがって音の目的を達成するために本考案による消音部と従来の消音部を適切に配列してチューニングをするのが直接当業者によって容易に実施できます。
一方、上記図3で表現した排気圧調節部20においては、その内部に設置された排気圧調節板21の作動時にケイシングとぶつかる望ましくないキンキンした雑音が発生する事もあります。この雑音を除去するための実施例として、図11のようにテーパー状の穴あきパイプ29をメッシュ状のパイプ22の内部に挿入しました。テーパー状穴あきパイプ29の形態は図12に例示しました。図2で表現した穴あきパイプの形状を入口よりも出口が狭くなるようにテーパー形状に製作したので、入口に引入された排気ガスが出口から噴出される時に直管よりも圧力を多く受けるようになり、前述の説明の通り配気圧調節板に１と類似した機能ができるようになります。即ち、本実施例にテーパー状穴あきパイプ29は排気ガスが噴出する圧力を制御する役割をして、マフラーの外気の温度によりエンジン側の温度が下降するのを防止します。実験結果図3の排気圧調節部20がなくてもエンジンの温度が低下 し ない事を確認する事ができました。

図12のテーパー状の穴あきパイプ29の長さはメッシュ状パイプ22の長さの約3分の1程度で実験しましたが、その長さは任意で決定する事ができます。設置位置も任意で決定できますが、エンジン側の端に設置するのがよろしいです。

以上説明した多様な実施例は本考案の技術的範囲を限定するものと解釈してはなりません。本考案による技術的思想は多様な形態に変形実施が可能なのでその技術的範囲は本考案の特許請求範囲の合理的解釈によって決定されなければなりません。

従来のチューニングマフラーの長さ方向断面図である。 従来のチューニングマフラーの穴あきパイプの斜視図である。 本考案による一実施例の長さ方向断面図である。 図3のＡ-Ａ断面詳細図である。 本考案による一実施例の排気圧調節板の正面図である。 本考案による一実施例のメッシュ状パイプの斜視図である。 本考案による一実施例のメッシュ状パイプの分解図である。 本考案による別の実施例の斜視図である。 本考案のまた別の実施例の斜視図である。 本考案のまた別の実施例の斜視図である。

符号の説明

１：ケイシング
２：穴明きパイプ
３：穴
４：排気通路
６：吸音材
７：排気管
１０：マフラー
２０：排気圧調節部
２１：排気圧調節板
２１‘：点線
２２：メッシュ状パイプ
２２ａ：メッシュ状パイプ中間部
２２ｂ：メッシュ状パイプ端部
２３ａ：サスウール
２３ｂ：セラミックウール
２３ｃ：ロックウール
２４、２６：マフラー外管
２５：消音部
２５’：第二消音部
２５”：第三消音部
２７：排気口
２８：排気穴
２９：テーパー状穴明きパイプ
A-A:マフラー断面
ａ，ｂ：排気流

Claims (6)

1. 自動車エンジンの排気マニフォールドと連結された排気圧を調節する排気圧調節手段と、
   上記の排気圧調節手段に連結された中空管で、排気ガスの通路を提供するメッシュ状パイプと、上記メッシュ状パイプの全体を囲んで排気音を吸収する吸音部と、一端が上記の排気圧調節部から延長されて、上記の吸音部を囲み、他の端は排気口と連結されたケイシングとにより構成される消音手段、を含む自動車マフラー
   
2. 第1項において、
   上記の吸音部は材質を異にする2つ以上の吸音材を重畳させて形成されることを特徴とする自動車マフラー
   
3. 第1項において、上記の排気圧調節手段は
   排気圧制御部の所定の位置に回動できるように結合され、直管方式を覆うことによりエンジン燃焼室の温度が下がることを防止することを特徴とする自動車マフラー
   
4. 第1項において、上記の排気圧調節手段は
   メッシュ状パイプ内部に挿入された穴あきパイプで、その形状は入口よりも出口が狭くなるようにテーパー形状に製作され、入口に引き入れられた排気ガスが出口から噴出される時に、直管よりも多くの圧力を受けることを特徴とする自動車マフラー
   
5. 第1項ないし第4項のある一つの項において、
   上記の消音手段の排気口から延長され、上記の消音手段と同一の構造を有する、一つ以上の他の消音部が追加で連結されることを特徴とする自動車マフラー
   
6. 第5項において
   上記の消音手段と他の消音手段の間には上記の排気圧調節手段と同一の構成を有する他の排気圧調節手段が追加で連結されることを特徴とする自動車マフラー
   
   
   
   

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