JP2010127161A - 内燃機関用のマフラ - Google Patents

Abstract

【課題】 凝縮水の排出をより一層確実に行うことができる内燃機関用のマフラを提供する。
【解決手段】
内燃機関用のマフラにおいて、シェル１１の内部空間は、円錐形状の仕切部材２１により上流側の第１室１１ｘと下流側の第２室１１ｙに仕切られている。シェル１１の上流側には、第１室１１ｘ内に突出する管状のインレット部材４０が固定されている。アウトレットパイプ２２は、仕切り部材２１に上流端が連結され、第２室１１ｙを通っている。仕切り部材２１の円錐部２１ａの下部は、第１室１１ｘ底部からアウトレットパイプ２２へと凝縮水を案内する傾斜したガイド面２１ｘを有している。インレット部材４０の周壁の下側領域には吹出穴４０ａが形成されている。第１室１１ｘに溜まった凝縮水は、下向きに吹き出す排ガスにより、強く押されてガイド面２１ｘに沿って押し流され、アウトレット２２から排出される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関用のマフラに関し、特にマフラにおける凝縮水の排出構造の改良に関する。

特許文献１に開示されているように、シェルの内部空間を仕切部材により、上流側の拡張室と下流側の吸音室に仕切り、シェルの上流側に管状のインレット部材を固定し、吸音室にアウトレットパイプを通すようにした車両の内燃機関用のマフラは公知である。

上記構成のマフラでは、排ガス中の水分が冷やされて凝縮する。この凝縮水は、底部に多量に溜まり、排ガスと一緒にアウトレットパイプから少量ずつ排出されるため、車両走行中に継続的にゴボゴボ音が生じる欠点があり、その改良が求められる。

特許文献２，３に開示されたマフラは上記特許文献１に開示されたマフラと異なるタイプであるが、凝縮水排出構造を備えている。簡単に説明すると、特許文献２のマフラでは仕切部材に傾斜したガイド面を形成し、特許文献３では、シェルの底部に傾斜したガイド面を形成しており、車両走行開始時（内燃機関駆動開始時）に排ガスの流れによりシェル底部に溜まった凝縮水をガイド面に沿って押し上げ、アウトレットパイプから排出するようにしている。
特開平５−２６０２５号公報 特許第４１５２６７０号公報 特開２００６−３０７７１８号公報

しかし、上記の特許文献２，３のマフラでは、凝縮水の排出機能を傾斜面にのみ依存するため、排出機能が十分ではなかった。

上記課題を解決するため、本発明は、（ア）シェルと、（イ）上記シェルの内部空間を上流側の第１室と下流側の第２室に仕切る仕切部材と、（ウ）上記シェルの上流側に固定されて上記第１室内に突出するインレット部材と、（エ）上流端が上記仕切り部材に連なり、上記第２室を通るアウトレットパイプと、を備えた内燃機関用のマフラにおいて、上記第１室底部からアウトレットパイプへと凝縮水を案内する傾斜したガイド面を含むガイド手段と、上記インレット部材に設けられ、内燃機関からの排ガスを上記第１室の底部に向かって吹き出す吹出手段と、を備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、下向きに吹き出す排ガスにより、第１室に溜まった凝縮水をガイド面に沿って強く押し上げることができ、アウトレットパイプから確実に排出することができる。

吹出手段には、例えば次の態様がある。
上記インレット部材が短い直管形状をなし、その下流端が閉塞され、その周壁の下側領域には上記吹出手段として吹出穴が形成されている。
上記インレット部材が下向きに折り曲げられ、その下流端開口が上記吹出手段としての吹出口となる。

好ましくは、上記第２室が、上記アウトレットパイプの周壁に形成した多数の通気穴を介してアウトレットパイプの内部空間に連通され及び／又は上記仕切部材に形成した多数の通気穴を介して上記第１室に連通され、上記第１室底部と第２室底部が、連通路手段を介して互いに連通される。
これによれば、第２室の底部に溜まった凝縮水を第１室の底部およびガイド面を介して、アウトレットパイプから排出することができる。

好ましくは、上記アウトレットパイプの周壁に形成された多数の通気穴は、アウトレットパイプの周壁の底部領域には形成されず、この底部領域が凝縮水の通り道となる。
これによれば、凝縮水をアウトレットパイプからより一層効率的に排出することができる。

好ましくは、上記ガイド手段が仕切部材の下部により構成され、この仕切部材の下部の上記第１室を向く面が、上記ガイド面として提供される。
これによれば、低コストでガイド手段を構成することができる。

好ましくは、上記仕切部材が、上流側に向かって径が拡大する円錐形状をなしている。これによれば、排ガスを第１室からアウトレットパイプを円滑に導くことができる。

本発明によれば、下向きに吹き出す排ガスを利用して凝縮水を円滑かつ確実にアウトレットパイプから排出することができる。

以下、本発明の第１実施形態をなす車両内燃機関用マフラについて、図１、図２を参照しながら説明する。
図１に示すように、マフラは、外殻１０と、この外殻１０の内部空間に収容固定された排ガス通路構成体２０とを備えている。

上記外殻１０は、シェル１１と、外側テールパイプ１２とを有している。このシェル１１は、円筒形状の周壁１１ａと、この周壁１１ａの上流端に連なる前壁１１ｂと、この周壁１１ａの下流端に連なる後壁１１ｃとを有している。この後壁１１ｃに形成された開口には、上記外側テールパイプ１２の上流端がシェル１１と同軸をなして挿入され溶接固定されている。シェル１１は外側テールパイプ１２より大径をなしている。

上記排ガス通路構成体２０は、仕切部材２１とアウトレットパイプ２２と内側テールパイプ２３を上流側から下流側に向かって順に同軸をなして固定することにより、構成されている。以下、詳述する。

上記仕切部材２１はシェル１１内に収容され、上流側に向かって径が拡大するいわゆるラッパ形状の円錐部２１ａと、この円錐部２１ａの上流端に連なる大径の短円筒部２１ｂと、この円錐部２１ａの下流端に連なる小径の短円筒部２１ｃとを有している。

上記仕切部材２１の上流側の短円筒部２１ｂは、シェル１１の内周に溶接固定されている。上記仕切部材２１の下流側の短円筒部２１ｃにはアウトレットパイプ２２の上流端が溶接固定されている。

上記アウトレットパイプ２２の下流端には、上記内側テールパイプ２３の上流端が溶接固定されている。この内側テールパイプ２３は後方に向かうにしたがって径が大きくなり、その下流端が外側テールパイプ１２の下流端内周に接して支持されている。

上記のようにして、排ガス通路構成体２０が外殻１０に収容固定されている。
上記仕切部材２１の円錐部２１ａにより、シェル１１の内部空間は、上流側の拡張室１１ｘ（第１室）と下流側の吸音室１１ｙ（第２室）に仕切られている。吸音室１１ｙには吸音材３０が収容されている。

上記仕切部材２１の短円筒部２１ｂの底部外周には、狭い角度範囲にわたり浅い凹部２１ｄが形成されており、この凹部２１ｄが、上記拡張室１１ｘの底部と吸音室１１ｙの底部とを連通させる連通路手段を構成している。なお、本実施形態では同様の凹部が上記短円筒部２１ｂの上側にも形成されているが、この上側の凹部は無くてもよい。

上記仕切部材２１の円錐部２１ａの下部２１ａ’は、後述するように凝縮水を案内するためのガイド手段を構成している。この下部２１ａ’の拡張室１１ｘ側の面は、拡張室１１ｘの底部からアウトレットパイプ２２に向かって昇るように傾斜したガイド面２１ｘを構成している。

上記アウトレットパイプ２２は、上流側の略半分の領域がシェル１１の吸音室１１ｙに配置され、下流側の略半分の領域が外側テールパイプ１２内に配置されている。
上記アウトレットパイプ２２の上流側の領域には、その底部領域２２ｘを除いて多数の通気穴２２ａが均等に形成されている。この通気穴２２ａを介して、アウトレットパイプ２２の内部空間と吸音室１１ｙが連なっている。
上記通気穴２２ａが形成されていないアウトレットパイプ２２の底部領域２２ｘは、図２に示すように、２０°〜６０°の範囲、より好ましくは３０°〜５０°の範囲にわたる。

上記シェル１１の前壁１１ｂの中央の開口縁には、インレット部材４０の上流端が挿入され、溶接固定されている。このインレット部材４０は、上記アウトレットパイプ２２と同軸をなし、管状、例えば短い直管形状をなして拡張室１１ｘ内に突出している。

上記インレット部材４０の上流端には内燃機関に連なるパイプ（図示しない）の下流端が挿入され、溶接固定されている。

インレット部材４０の下流端は、キャップ（閉塞部材）４１により閉塞されている。インレット部材４０の周壁の下半分（下側領域）には排ガスを吹き出すための多数の吹出穴４０ａ（吹出手段）が均等に形成されているが、周壁の上半分（上側領域）には形成されていない。

上記構成において、内燃機関から図示しないパイプを通ってインレット部材４０に導入された排ガスは、インレット部材４０の周壁の下側領域に形成された吹出穴４０ａから、下向きに吹き出してシェル１１の拡張室１ａに入り、さらにアウトレットパイプ２２、内側テールパイプ２３を通って外部へ排出される。

内燃機関からの衝撃音は、インレットパイプ７から拡張室１ａで広がる過程で緩和され、さらにアウトレットパイプ２２の通気穴２２ａを通って吸音室１１ｙで拡散し、吸音材３０で吸収される。

排ガス中の水分は主にマフラのシェル１１で冷やされて凝縮し、シェル１１の底部に溜まる。
上述したように、インレット部材４０からの排ガスは、下側領域にのみ形成された吹出穴４０ａから下向きにシェル１１の拡張室１１ａの底部に向かって吹き出す。拡張室１１ｘの底部に溜まった凝縮水は、下向きに吹き出した排ガスにより、仕切部材２１の円錐部２１ａの下部２１ａ’の傾斜したガイド面２１ｘに沿って強く押し上げられ、アウトレットパイプ２２へと送られる。アウトレットパイプ２２の底部領域２１ｘには穴が形成されていないので、凝縮水の通り道となり、吸音室１１ｙへ落ちることなく外部へと効率良く排出することができる。

上記拡張室１１ｘの底部と吸音室１１ｙの底部は、仕切部材２１の凹部２１ｄにより連なっているので、吸音室１１ｙの底部に溜まった凝縮水は拡張室１１ｘの底部へと流れ、ここから上述したようにして排出することができる。

上記のように、凝縮水を効率良く排出することができるので、シェル１１内に多量に溜まった凝縮水が車両走行中に継続的に排出されてゴボゴボ音が発生するような不都合を確実に防止することができる。

次に、本発明の第２実施形態について、図３を参照しながら説明する。この第２実施形態において、第１実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。なお、図３ではアウトレットパイプ２２の通気穴は図示を省略しているが、第１実施形態と同様に形成されている。

第２実施形態のインレット部材１４０は、シェル１１の底部に向かって下向きに曲げられており、その下流端開口がシェル１１の底部を向く吹出口１４０ａ（吹出手段）となっている。

第２実施形態のマフラでも、インレット部材１４０から下向きに吹き出した排ガスにより、拡張室１１ｘの底部の凝縮水を仕切部材２１のガイド面２１ｘに沿って強く押し上げ、アウトレットパイプ２２、内側テールパイプ２３を経て外部へ円滑に排出することができる。

本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用可能である。例えば、インレット部材は、内燃機関へと延びるパイプと一体であってもよい。
インレット部材とアウトレットパイプは同軸上に配置しなくてもよい。
アウトレットパイプの代わりに又はアウトレットパイプとともに、仕切部材に多数の通気穴を形成して第１室と第２室を連通させてもよい。吸音材は省いてもよい。
第１室の底部と第２室の底部とを連通する連通路手段は、仕切部材に形成された穴でもよく、シェルに形成した凹部であってもよい。

ガイド手段は、仕切部材のみならず、シェル底部に設けてもよく、アウトレットパイプの上流側端部をシェル底部に向けて傾斜させることにより構成してもよい。
第１実施形態において、インレットパイプの周壁の下側には、大きな吹出穴が１つだけ形成されていてもよい。

本発明の第１実施形態をなす内燃機関用マフラの断面図である。 同マフラのアウトレットパイプにおいて、通気穴を形成しない底部領域の角度範囲を示す概略横断面図である。 本発明の第２実施形態をなす内燃機関用マフラの断面図である。

符号の説明

１０ 外殻
１１ シェル
１１ｘ 拡張室（第１室）
１１ｙ 吸音室（第２室）
２０ 排ガス通路構成体
２１ 仕切部材
２１ａ 円錐部
２１ａ’ 円錐部の下部（ガイド手段）
２１ｘ ガイド面
２２ アウトレットパイプ
２２ａ アウトレットの通気穴
２２ｘ アウトレットパイプの底部領域
４０，１４０ インレット部材
４０ａ 吹出穴（吹出手段）
１４０ａ 吹出口（吹出手段）

Claims (7)

1. （ア）シェルと、
   （イ）上記シェルの内部空間を上流側の第１室と下流側の第２室に仕切る仕切部材と、
   （ウ）上記シェルの上流側に固定されて上記第１室内に突出するインレット部材と、
   （エ）上流端が上記仕切り部材に連なり、上記第２室を通るアウトレットパイプと、
   を備えた内燃機関用のマフラにおいて、
   上記第１室底部からアウトレットパイプへと凝縮水を案内する傾斜したガイド面を含むガイド手段と、
   上記インレット部材に設けられ、内燃機関からの排ガスを上記第１室の底部に向かって吹き出す吹出手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関用のマフラ。
2. 上記インレット部材が短い直管形状をなし、その下流端が閉塞され、その周壁の下側領域には上記吹出手段としての吹出穴が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用のマフラ。
3. 上記インレット部材が下向きに折り曲げられ、その下流端開口が上記吹出手段としての吹出口となることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用のマフラ。
4. 上記第２室が、上記アウトレットパイプの周壁に形成した多数の通気穴を介してアウトレットパイプの内部空間に連通され及び／又は上記仕切部材に形成した多数の通気穴を介して上記第１室に連通され、
   上記第１室底部と第２室底部が、連通路手段を介して互いに連通されるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関用のマフラ
5. 上記アウトレットパイプの周壁に形成された多数の通気穴は、アウトレットパイプの周壁の底部領域には形成されず、この底部領域が凝縮水の通り道となることを特徴とする請求項４のいずれかに記載の内燃機関用のマフラ。
6. 上記ガイド手段が仕切部材の下部により構成され、この仕切部材の下部の上記第１室を向く面が、上記ガイド面として提供されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関用のマフラ。
7. 上記仕切部材が、上流側に向かって径が拡大する円錐形状をなしていることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関用のマフラ。

Images