JP2011163343A

JP2011163343A - 消音器

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Publication number: JP2011163343A
Application number: JP2011022057A
Authority: JP
Inventors: Shiken Kan; 志堅簡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2011-02-03
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2031-02-03
Also published as: TW201128056A; EP2354482A1; TWI376450B; EP2354482B1; JP5788683B2; US8215450B2; US20110192677A1

Abstract

【課題】構成部材の組立てを簡単に済ますことができ、且つ消音効果がよい消音器を提供する。
【解決手段】インナーハウジング３は、アウターハウジング２の入り口２２側に入り口２２と連通するように設けられ、排気ガスが通過する第１の空間３１１を画成する第１の内壁３１２を有する第１の内室３１と、第１の内室３１よりも入り口２２から離れていると共に出口２３と連通するように設けられ、排気ガスが通過する第２の空間３２１を画成する第２の内壁３２２を有する第２の内室３２とを有し、第１の方向Ａと第１の空間３１１から第２の空間３２１への第２の方向Ｂとが異なるように、第１の内壁３１２はその一部が第２の内壁３２２と連結され、第２の内壁３２２に、第２の空間３２１とアウターハウジング２の内部とが連通する貫通孔３２３が複数設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、消音器に関し、特に排気ガスを外部に排出する排気管に用いられる消音器に関する。

内燃機関（エンジン）の排気ガスが大気中に排出される出口となる排気管は、高温高圧の排気ガスが大気中に放出されて急に膨張し、爆発音を発するので消音器を用いて消音させる。従来の消音器の一例としては、例えば図６に示すようなものが知られている（特許文献１参照）。この消音器の従来例は、エンジン（図示せず）からの排気ガスがインレットパイプ１２、テールパイプ１３の順に通るようにその間に取り付けられた中空状筐体１１を有し、インレットパイプ１２及びテールパイプ１３それぞれが筐体１１の両端を貫いて設けられ、筐体１１の内部には、インレットパイプ１２とテールパイプ１３それぞれと連通する２つのチャンバーを仕切るための仕切板１１１が取り付けられ、仕切板１１１にこの２つのチャンバーが空間的に連通する貫通孔１１２を複数設け、且つ、インレットパイプ１２とテールパイプ１３との間に、仕切板１１１を貫く固定管１４を設けている。固定管１４内には複数の穴を有する多孔性部材１６が設けられる。多孔性部材１６は、インレットパイプ１２側の入り口端部よりテールパイプ１３側の出口端部に向かって細いらっぱ状に形成され、そのテールパイプ１３側の出口端部にスリーブリング１５が取り付けられている。

台湾登録実用新案第５０１６６４号公報

しかしながら、従来例の消音器によれば、インレットパイプ１２に入った排気ガスの流れを分散させたり、排気ガスの圧力状態を転換させたりして、高温高圧の排気ガスを一気に大気中に放出させず消音効果を奏することができるが、多孔性部材１６やスリーブリング１５の取り付けるのに手間がかかる問題点がある。また、インレットパイプ１２から出た高圧高温の排気ガスの一部しか固定管１４を通ることができないので、内燃機関の回転速度が変わり、良好に消音することができない問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、構成部材の組立てを簡単に済ますことができ、且つ消音効果がよい消音器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、排気ガスを外部に排出する排気管に設けて用いられる消音器であって、前記排気管と連通して第１の方向に沿って前記排気ガスが入るための入り口と、前記入り口と反対側の、前記入り口から流れ込んだ前記排気ガスが排出される出口とが設けられてなる中空状アウターハウジングにおいて、インナーハウジングが前記入り口と前記出口を介して前記排気管と連通するように取り付けられ、前記インナーハウジングは、前記入り口側に前記入り口と連通するように設けられ、前記排気ガスが通過する第１の空間を画成する第１の内壁を有する第１の内室と、前記第１の内室よりも前記入り口から離れていると共に前記出口と連通するように設けられ、前記排気ガスが通過する第２の空間を画成する第２の内壁を有する第２の内室と、を有し、前記第１の方向と前記第１の空間から前記第２の空間への第２の方向とが異なるように、前記第１の内壁はその一部が前記第２の内壁と連結され、前記第２の内壁に、前記第２の空間と前記アウターハウジングの内部とが連通する貫通孔が複数設けられていることを特徴とする消音器を提供する。

本発明の消音器において、前記第２の内室は、前記出口側の一端部から反対側の他端部に向かって狭く形成されることが好ましい。

本発明の消音器において、前記インナーハウジングは、前記出口と連通するように前記出口側に設けられた第３の内室を更に有し、該第３の内室は、前記排気ガスが通過する第３の空間を画成する第３の内壁を有し、前記第３の内壁は、前記第３の空間と前記アウターハウジングの内部と連通する複数の貫通孔と、前記第１の内壁と連結され、前記第１の空間を通過した排気ガスが前記第３の空間へ流通される第１の連通口と、前記第２の内壁と連結され、前記第２の空間を通過した排気ガスが前記第３の空間へ流通される第２の連通口と、が設けられていることが好ましい。

本発明の消音器において、前記第３の内室は、前記出口側から前記入り口側に向かって狭く形成されることが好ましい。

本発明の消音器において、前記インナーハウジングは、前記アウターハウジングの内部を前記入り口側の第１のキャビティと、前記出口側の第２のキャビティとに区画する隔板を更に有し、該隔板に、前記第１のキャビティと前記第２のキャビティとが連通する通し穴を複数形成していることが好ましい。

本発明の消音器において、前記第２のキャビティ内の全体に消音材を更に充填することが好ましい。

本発明の消音器において、前記インナーハウジングは、前記隔板に対する排気ガスの流れによる衝撃を緩和するよう前記隔板に直角に立てられて複数の貫通孔が設けられた固定板と、前記隔板に平行すると共に前記固定板に直角に立てられた止め板とを更に有することが好ましい。

本発明の消音器において、前記第１の内壁に、前記第１の空間と前記アウターハウジングの内部とが連通する貫通孔が複数設けられたことが好ましい。

本発明の消音器において、前記第１の内壁は、その一部が前記アウターハウジングと連結されるように前記アウターハウジングより突き出て設けられ、前記第１の内壁に設けられた複数の前記貫通孔は、前記アウターハウジングと連結された前記第１の内壁の一部に形成されることが好ましい。

本発明によれば、排気ガスがアウターハウジングの内部及びインナーハウジングの各内室にて流れることにより、第１の空間における排気ガスによる共振音波と、アウターハウジングの内部における第１の方向に平行の排気ガスによる共振音波と、アウターハウジングの内部における第２の方向に平行の排気ガスによる共振音波とが混ぜ合わさり、互いに干渉して減衰するので、消音効果を奏することができる。また、本発明によれば、従来のように多孔性部材やスリーブリングの取り付けた手間がかからずに済むので、取付性が大幅に向上することができる。

本発明の第１の実施形態に係る消音器を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る消音器を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る消音器を示す断面図である。本発明の第４の実施形態に係る消音器を示す断面図である。本発明の消音器の消音効果を説明するグラフである。従来の消音器の構造例を示す断面図である。

以下、本発明に係る消音器について添付図面を参照していくつかの形態を挙げて説明する。なお、同一構成及び機能を有する構成要素については、同一番号を付してその説明を省略する。

（第１の実施形態）
本発明の消音器は、排気ガスを外部に排出する排気管（図示せず）に設けて用いられるものである。第１の実施形態に係る消音器は、排気管に連通して設けられた中空状アウターハウジング２と、アウターハウジング２の内部２１に取り付けられた中空状インナーハウジング３とを有する。

アウターハウジング２は、排気管と上流側で連通して排気ガスが第１の方向（Ａ）に沿って内部２１に入るための入り口２２と、入り口２２と反対側の下流側に、入り口２２から流れ込んだ排気ガスが排出される出口２３とが設けられてなる。

インナーハウジング３は、入り口２２と出口２３を介して排気管と連通するようにアウターハウジング２の内部２１に取り付けられている。

インナーハウジング３は、この形態において第１の内室３１と第２の内室３２とを有する。第１の内室３１は、入り口２２側に入り口２２と連通するように設けられ、排気ガスが通過する第１の空間３１１を画成する例えば柱形状に形成された第１の内壁３１２を有する。第１の内壁３１２に、第１の空間３１１とアウターハウジング２の内部２１とが連通する複数の貫通孔３１３が形成されている。

第２の内室３２は、第１の内室３１よりも入り口２２から離れていると共に出口２３と連通するように設けられ、排気ガスが通過する第２の空間３２１を画成する第２の内壁３２２を有する。第１の内壁３１２は、第１の方向（Ａ）と第１の空間３１１から第２の空間３２１への第２の方向（Ｂ）とが異なるように、例えば第２の内室３２側の一部が第２の内壁３２２の入り口２２側の一部と連結されてなる。第２の内壁３２２の入り口２２側は第１の内壁３１２の一部から部分的に突き出るように取り付けられ、第２の内壁３２２に、第２の空間３２１とアウターハウジング２の内部２１とが連通する貫通孔３２３が複数設けられている。

第２の内室３２としては、図１に示すように、例えば第２の内壁３２２の第１の内壁３１２より突き出た部分の下側から出口２３側に向かって広がったラッパ形状に形成されている。

このようにすると、入り口２２を介して排気管から第１の方向（Ａ）に沿ってアウターハウジング２の内部２１及び第１の内室３１へ入り込んだ排気ガスを、第１の方向（Ａ）と異なる直角の第２の方向（Ｂ）に沿って第２の内室３２に流れ込むようにすることができる。従って、排気ガスがアウターハウジング２の内部２１及びインナーハウジング３の各内室３１、３２へ流れることにより、第１の空間３１１における排気ガスによる共振音波と、アウターハウジング２の内部２１における第１の方向（Ａ）に平行の排気ガスによる共振音波と、アウターハウジング２の内部２１における第２の方向（Ｂ）に平行の排気ガスによる共振音波とが混ざり合わさり、互いに干渉して弱くなるので、消音効果を奏することができる。

この形態において、インナーハウジング３は、アウターハウジング２の内部２１を入り口２２側の第１のキャビティ２１１と、出口２３側の第２のキャビティ２１２とに区画する隔板３３を更に有する。この形態において、隔板３３は出口２２から通った排気管のテール部を貫通させるように取り付けられている。該隔板３３に、第１のキャビティ２１１と第２のキャビティ２１２とが連通する通し穴３３１を複数形成している。

また、インナーハウジング３は、隔板３３に対する排気ガスの流れによる衝撃を緩和するよう隔板３３に直角に立てられて複数の貫通孔３５１が設けられた固定板３５と、隔板３３に平行すると共に固定板３５より突き出るように直角に立てられた片持ち式の止め板３６とを更に有する。

固定板３５に複数の貫通孔３５１が形成されていることにより、第２の内室３２の貫通孔３２３から排出されたガスは固定板３５の貫通孔３５１、３５１、・・・を通過することになるので、固定板３５への衝撃を大幅に緩和させ、固定板３５が振動しない。従って、騒音が発生しない。

止め板３６は、出口２３から出ようとする排気ガスを止めて内部２１へ逆流させることができるので、消音器内部の圧力を上昇させることができ、排気ガスを更に安定に排出することができる。また、固定板３５と止め板３６は、隔板３３の支持強度を強めるように設けられ、排気ガスの隔板３３への衝撃による振動及び騒音の発生を抑制することができる。

この第１の実施形態に係る消音器は、排気ガスが入り口２２から流れて第１の内室３１にて膨張して貫通孔３１３、３１３、・・・を介してアウターハウジング２の内部２１へ放出され、排気ガスの一部が第２の内室３２へ流れる。第２の内室３２において排気ガスが膨張し、貫通孔３２３、３２３、・・・を介してアウターハウジング２の内部２１へ放出されると共に出口２３から排出される。従って、排気管から消音器に入った排気ガスがそのまま外部へ排出されず、爆発音を大幅に減衰させることができる。また、消音器内において発生したいくつかの共振音波を互いに干渉させて弱めることによって消音効果を奏することができる。

以上により、排気ガスがアウターハウジング２の内部２１及びインナーハウジング３の各内室３１、３２にて流れることにより、第１の空間３１１における排気ガスによる共振音波と、アウターハウジング２の内部２１における第１の方向（Ａ）に平行の排気ガスによる共振音波と、アウターハウジング２の内部２１における第２の方向（Ｂ）に平行の排気ガスによる共振音波とが混ぜ合わさり、互いに干渉して減衰するので、消音効果を奏することができる。また、本発明の消音器は、従来のように多孔性部材やスリーブリングの取り付ける手間がかからずに済むので、取付性が大幅に向上する。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る消音器において、図２に示すように、第１の実施形態と異なる点は、固定板及び止め板を設けず、隔板３３に区画される第２のキャビティ２１２に例えば発泡材などの消音材４を充満するように設けていることにある。これによって、消音効果がより一層向上する。

この実施形態の消音器として、各ハウジングなどの構成要素は配置に応じて形状などを変更することができる。例えば自動車の中間部位に適用する場合、消音器の設置スペースが小さいので、消音効果を良好に保つために、第１の内室３１は一部がアウターハウジング２を貫通して突き出るように設けられる他、アウターハウジング２の内部２１に連通するようアウターハウジング２の内部２１における第１の内壁３１２に貫通孔３１３が形成されている。これによって、消音器の小型化を実現することが可能である。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る消音器において、図３に示すように、上記実施形態と異なる点は、インナーハウジング３が、出口２３と連通するように出口２３側に設けられた第３の内室３４を更に有することにある。該第３の内室３４は、排気ガスが通過する第３の空間３４１を画成する第３の内壁３４２を有し、第３の内壁３４２は、第３の空間３４１とアウターハウジング２の内部２１と連通する複数の貫通孔３４３と、第１の内壁３１２と連結され、第１の空間３１１を通過した排気ガスが第３の空間３４１へ流通される第１の連通口３４４と、第２の内壁３２２と連結され、第２の空間３２１を通過した排気ガスが第３の空間３４１へ流通される第２の連通口３４５と、が設けられている。

この第３の実施形態に係る消音器は、排気ガスが第１の方向（Ａ）に沿って入り口２２から流れて第１の内室３１にて膨張して貫通孔３１３、３１３、・・・を介してアウターハウジング２の内部２１へ放出され、排気ガスの一部が第２の方向（Ｂ）に沿って第２の内室３２へ流れると共に排気ガスの一部が第１の方向（Ａ）に沿って第１の連通口３４４を経て第３の内室３４へ流れる。第２の内室３２において排気ガスが膨張し、一部の排気ガスが貫通孔３２３、３２３、・・・を介してアウターハウジング２の内部２１へ放出されると共に、また一部の排気ガスが第２の連通口３４５を介して第３の内室３４へ流れる。第３の内室３４において排気ガスが貫通孔３４３、３４３、・・・を介してアウターハウジング２の内部２１へ放出されると共に排気管から排出される。従って、排気管から消音器に入った排気ガスがそのまま外部へ排出されず、爆発音を大幅に減衰させることができる。また、消音器内において発生したいくつかの共振音波を互いに干渉させて弱めることによって消音効果を奏することができる。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る消音器において、図４に示すように、上記実施形態と異なる点は、インナーハウジング３が、入り口２２と連通する第１の内室３１と、第１の内室３１及び出口２３と連通する第３の内室３４と、第１の内室３１及び第３の内室３４と連通する管状第２の内室３２とを有することにある。

この第４の実施形態に係る消音器は、第１の方向（Ａ）に沿って排気ガスが入り口２２から流れて第１の内室３１にて膨張して一部の排気ガスが第２の方向（Ｂ）において第２の内室３２へ流れると共に一部の排気ガスが第３の内室３４に流れる。また第１の内室３１において貫通孔３１３、３１３、・・・を介してアウターハウジング２の内部２１へ放出される。第２の内室３２に流れた排気ガスが第２の内室３２において膨張し、貫通孔３２３、３２３、・・・を介してアウターハウジング２の内部２１へ放出されると共に、第３の内室３４へ流れる。第１の内室３１及び第２の内室３２から流れた排気ガスが第３の内室３４にて膨張して排気ガスが貫通孔３４３、３４３、・・・を介してアウターハウジング２の内部２１へ放出されると共に外部へも放出される。従って、排気管から消音器に入った排気ガスがそのまま外部へ排出されず、爆発音を大幅に減衰させることができる。また、消音器内において発生したいくつかの共振音波を互いに干渉させて弱めることによって消音効果を奏することができる。

図５は、本発明に係る消音器と従来の消音器と消音器を使わない場合による排気音の大きさとエンジンの回転数との各関係を示す図である。この図から、本発明に係る消音器を採用した場合、消音器を使わない例及び従来例の消音器と比べてエンジンの回転数が異なっても安定した消音効果を良好に発揮することができる。

本発明の消音器は、消音効果を要する自動二輪車、自動車などに有用である。

２アウターハウジング
２１内部
２１１、２１２キャビティ
２２入り口
２３出口
３インナーハウジング
３１、３２、３４内室
３１１、３２１、３４１空間
３１２、３２２、３４２内壁
３１３、３２３、３４３、３５１貫通孔
３４４、３４５連通口
３３隔板
３３１通し穴
３５固定板
３６止め板
Ａ第１の方向
Ｂ第２の方向

Claims

排気ガスを外部に排出する排気管に設けて用いられる消音器であって、
前記排気管と連通して第１の方向に沿って前記排気ガスが入るための入り口と、前記入り口と反対側の、前記入り口から流れ込んだ前記排気ガスが排出される出口とが設けられてなる中空状アウターハウジングにおいて、インナーハウジングが前記入り口と前記出口を介して前記排気管と連通するように取り付けられ、
前記インナーハウジングは、
前記入り口側に前記入り口と連通するように設けられ、前記排気ガスが通過する第１の空間を画成する第１の内壁を有する第１の内室と、
前記第１の内室よりも前記入り口から離れていると共に前記出口と連通するように設けられ、前記排気ガスが通過する第２の空間を画成する第２の内壁を有する第２の内室と、を有し、
前記第１の方向と前記第１の空間から前記第２の空間への第２の方向とが異なるように、前記第１の内壁はその一部が前記第２の内壁と連結され、
前記第２の内壁に、前記第２の空間と前記アウターハウジングの内部とが連通する貫通孔が複数設けられている、ことを特徴とする消音器。
前記第２の内室は、前記出口側の一端部から反対側の他端部に向かって狭く形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の消音器。
前記インナーハウジングは、前記出口と連通するように前記出口側に設けられた第３の内室を更に有し、
該第３の内室は、前記排気ガスが通過する第３の空間を画成する第３の内壁を有し、
前記第３の内壁は、
前記第３の空間と前記アウターハウジングの内部と連通する複数の貫通孔と、
前記第１の内壁と連結され、前記第１の空間を通過した排気ガスが前記第３の空間へ流通される第１の連通口と、
前記第２の内壁と連結され、前記第２の空間を通過した排気ガスが前記第３の空間へ流通される第２の連通口と、が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の消音器。
前記第３の内室は、前記出口側から前記入り口側に向かって狭く形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の消音器。
前記インナーハウジングは、前記アウターハウジングの内部を前記入り口側の第１のキャビティと、前記出口側の第２のキャビティとに区画する隔板を更に有し、該隔板に、前記第１のキャビティと前記第２のキャビティとが連通する通し穴を複数形成している、ことを特徴とする請求項１又は３に記載の消音器。
前記第２のキャビティ内の全体に消音材を更に充填する、ことを特徴とする請求項５に記載の消音器。
前記インナーハウジングは、前記隔板に対する排気ガスの流れによる衝撃を緩和するよう前記隔板に直角に立てられて複数の貫通孔が設けられた固定板と、前記隔板に平行すると共に前記固定板に直角に立てられた止め板とを更に有する、ことを特徴とする請求項５に記載の消音器。
前記第１の内壁に、前記第１の空間と前記アウターハウジングの内部とが連通する貫通孔が複数設けられた、ことを特徴とする請求項１に記載の消音器。
前記第１の内壁は、その一部が前記アウターハウジングと連結されるように前記アウターハウジングより突き出て設けられ、
前記第１の内壁に設けられた複数の前記貫通孔は、前記アウターハウジングと連結された前記第１の内壁の一部に形成される、ことを特徴とする請求項８に記載の消音器。