JP2017066900A - 内燃機関排気系統の消音構造及びその製造方法、内燃機関排気系統の消音器 - Google Patents

Abstract

【課題】高温となる排気系統に用いることが可能で、排気騒音中の広い周波数成分を共鳴減衰できると共に、部品点数の削減と省スペースの設置が可能で、樹脂材料を用いて重量を軽減できる。【解決手段】内燃機関の排気ガスを流通する金属製の排気本管１０と、排気本管１０の延びる方向に離間して設けられ、排気本管１０と通ずる複数の分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、略袋状空間となるように耐熱性合成樹脂で形成され、分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの各々を介して排気本管１０と通ずる複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを備え、複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが排気本管１０と近接し且つ離間して、排気本管１０の延びる方向に並べて設けられ、複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより、排気騒音中の複数の異なる周波数成分を減衰可能である内燃機関排気系統の消音構造。【選択図】図３

Description

本発明は、排気騒音を低減するために内燃機関の排気系統に設置される内燃機関排気系統の消音構造及びその製造方法、内燃機関排気系統の消音器に関する。

自動車の内燃機関の排気騒音を低減する消音構造として、共鳴を利用する消音構造が知られているが、近年では、環境負荷削減のための燃費向上等の観点から自動車の部品軽量化が求められているため、排気系統の共鳴消音構造でも、樹脂材料を採用して軽量化する試みがなされている。そして、内燃機関の排気系統は吸気系統と異なり、非常に高温になるという特有の問題があるため、排気系統の消音構造に樹脂材料を採用する際には、樹脂部品の変形を防止するため、耐熱性合成樹脂を用いつつ構造上の工夫をすることが必要となる。

このような消音構造として、特許文献１には、排気管と連通して排気系統を構成するインナーパイプに多数の孔を形成し、インナーパイプの周囲に耐熱性合成樹脂のケーシングを設けて共鳴空間を形成し、更に、排気ガスの流通で高温となるインナーパイプの外周全体に晒されるケーシングへの熱影響を軽減するため、ケーシングに断熱材を内張りする消音構造が開示されている。

また、特許文献２には、排気騒音を減衰するメインマフラーとサブマフラーを有する排気系統において、排気系統の途中で二股に分岐するように金属製分岐管を設け、金属製分岐管を排気系統から遠く距離を隔てた所定位置まで引き延ばし、金属製分岐管の先端に、行き止まりの袋状に成形された樹脂成形部を接続し、排気騒音中の特定の周波数成分を共鳴を利用して減衰する消音構造が開示されている。

特開平５−１７１９３１号公報 特開平９−１４４５２５号公報

しかしながら、特許文献１の消音構造は、ケーシングの内面全体に亘って断熱材を内張りするものであるため、部品点数や製造コストの増加、製造効率の低下という問題を生ずる。また、特許文献２の消音構造は、排気騒音中の単独の特定周波数成分のみを樹脂成形部で減衰する補助的な消音構造であるため、この構造とは別途にメインマフラー等を用いて排気騒音中の他の周波数成分を減衰することが必須となると共に、樹脂成形部を排気系統から遠く距離を隔てた所定位置に設け、その位置まで金属製分岐管を引き延ばすものであるため、全体として設置スペースを広く確保する必要があり、長く引き延ばされた金属製分岐管により、重量も増加するという問題がある。

そのため、排気騒音中の広い周波数成分を共鳴減衰することができると共に、部品点数の削減と省スペースの設置が可能で、樹脂材料を用いて重量を軽減する目的を確実に達することができる消音構造が求められている。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、高温となる排気系統に用いることが可能で、排気騒音中の広い周波数成分を共鳴減衰することができると共に、部品点数の削減と省スペースの設置が可能で、樹脂材料を用いて重量を軽減する目的を確実に達することができ、更には、低コストでの製造、優れた製造効率を実現することができる内燃機関排気系統の消音構造及びその製造方法、内燃機関排気系統の消音器を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関排気系統の消音構造は、内燃機関の排気ガスを流通する金属製の排気本管と、前記排気本管の延びる方向に離間して設けられ、前記排気本管と通ずる複数の分岐管と、略袋状空間となるように耐熱性合成樹脂で形成され、前記分岐管の各々を介して前記排気本管と通ずる複数の共鳴室とを備え、前記複数の共鳴室が前記排気本管と近接し且つ離間して、前記排気本管の延びる方向に並べて設けられ、前記複数の共鳴室により、排気騒音中の複数の異なる周波数成分を減衰可能であることを特徴とする。
これによれば、高温となる排気本管や排気ガスとの熱伝導を分岐管近傍の僅かな箇所に限定し、耐熱性合成樹脂への熱影響を僅かに留めることが可能となり、高温となる排気系統に用いて排気騒音を低減することができる。そして、複数の共鳴室により、排気騒音中の広い周波数成分を共鳴減衰することができ、例えば補助的な消音器を必要とせずに、メインマフラーを構成することも可能となる。また、共鳴室の内面全体に亘って内張りする断熱材等を用いずに済むことから、部品点数を削減することができ、部品点数の削減、断熱材の内張作業等の不要により、製造コストの低減、製造効率の向上を図ることができる。また、部品点数の削減に加え、複数の共鳴室を排気本管と近接し且つ離間して並べて設け、省スペースで設置することが可能であり、消音構造全体の重量を確実に軽減することができる。また、排気ガスを流通させない共鳴室とすることで、排気ガスの流量損失、圧力損失を改善し、排気系統の管径の小型化により、より一層軽量化を図ることもできる。

本発明の内燃機関排気系統の消音構造は、前記複数の共鳴室が、区画されるように耐熱性合成樹脂で一体的に形成されていることを特徴とする。
これによれば、複数の共鳴室をよりコンパクトに形成して小型化することができ、消音構造の設置スペースを一層低減することができる。また、一体的な複数の共鳴室の取り付けのみで共鳴室の取り付けを行うことができるので、製造効率を一層向上することができる。

本発明の内燃機関排気系統の消音構造は、前記複数の共鳴室の各々に対応し、耐熱性合成樹脂で前記共鳴室と一体形成されている導入管の各々が、前記分岐管に外嵌されて固定されていることを特徴とする。
これによれば、導入管と分岐管の取り付けを容易に行うことができると共に、導入管を外側にすることで導入管や共鳴室への熱影響を放熱等でより小さくすることができる。

本発明の内燃機関排気系統の消音構造は、前記分岐管の外周に熱伝導緩衝材が周設され、前記熱伝導緩衝材の外周に前記導入管が外嵌されていることを特徴とする。
これによれば、共鳴室と一体的な耐熱性合成樹脂の導入管、及び共鳴室への熱伝導を熱伝導緩衝材でより低減することができ、導入管、共鳴室の耐久性を高めることができる。

本発明の内燃機関排気系統の消音構造は、前記分岐管の外周に軸方向に離間して一対の凸部が形成され、前記熱伝導緩衝材が前記凸部相互間に設けられていることを特徴とする。
これによれば、熱伝導緩衝材をより安定した状態で定置して、分岐管と導入管の間に設けることができる。

本発明の内燃機関排気系統の消音構造の製造方法は、内燃機関の排気ガスを流通する金属製の排気本管と、前記排気本管の延びる方向に離間して設けられ、前記排気本管と通ずる複数の分岐管と、前記分岐管の各々を介して前記排気本管と通ずる略袋状空間の複数の共鳴室が、区画されるように耐熱性合成樹脂で一体的に形成されている消音器とを備え、前記消音器が、前記排気本管と近接し且つ離間して、前記複数の共鳴室が前記排気本管の延びる方向に並ぶように設けられ、前記複数の共鳴室の各々に対応し、耐熱性合成樹脂で前記消音器に一体形成されている導入管の各々が、前記分岐管に外嵌されて固定され、前記複数の共鳴室により、排気騒音中の複数の異なる周波数成分を減衰可能である内燃機関排気系統の消音構造の製造方法であって、耐熱性合成樹脂製の第一半体と耐熱性合成樹脂製の第二半体とをそれぞれの共鳴室構成部を対応させて向かい合わせ、先端から途中までスリットが形成されている導入管構成部で排気本管と通ずる分岐管の各々を挟み込んで導入管を形成することにより、前記導入管の各々を前記分岐管に外嵌する第１工程と、前記第一半体の共鳴室構成部の間のフランジとこれに対応する前記第二半体の共鳴室構成部の間のフランジを全体に亘って固着して、複数の共鳴室を区画して形成する第２工程とを有することを特徴とする。
これによれば、本発明の内燃機関排気系統の消音構造と対応する構成から対応する効果が得られる。また、共鳴室間のフランジを全体的に固着することで、別途の仕切材等を用いずとも、簡単に共鳴室相互を区画することができる。また、先端から途中までスリットが形成されている導入管構成部で分岐管を挟み込んで導入管を形成することにより、導入管への分岐管の押し込み等が不要となり、導入管と分岐管の寸法誤差の許容範囲を広げることができ、製造管理の厳格性の緩和、歩留まりの向上を図ることができる。

本発明の内燃機関排気系統の消音構造は、前記第一半体の前記導入管構成部と前記第二半体の前記導入管構成部のそれぞれについて、少なくとも基端側の一部の両側にフランジが設けられ、前記第２工程において、前記導入管構成部の両側のフランジを固着して、前記導入管と前記外嵌された前記分岐管の各々を固定することを特徴とする。
これによれば、第一半体と第二半体のフランジを固着する工程を効率的に利用して、導入管と分岐管の固定を行うことができる。

本発明の内燃機関排気系統の消音器は、耐熱性合成樹脂で一体的に形成され、排気騒音中の複数の異なる周波数成分を減衰可能な複数の共鳴室の各々が略袋状空間となるように形成して並べて設けられ、前記共鳴室の各々に通ずる導入管が突出して形成され、内燃機関の排気ガスを流通する金属製の排気本管の延びる方向に離間して設けられて前記排気本管と通ずる複数の分岐管の各々に、前記導入管の各々を外嵌するようにして、前記排気本管と近接し且つ離間して設置可能であることを特徴とする。
これによれば、高温となる排気本管や排気ガスとの熱伝導を分岐管近傍の僅かな箇所に限定し、耐熱性合成樹脂への熱影響を僅かに留めることが可能となり、高温となる排気系統に用いて排気騒音を低減することができる。そして、複数の共鳴室により、排気騒音中の広い周波数成分を共鳴減衰することができ、例えば補助的な消音器を必要とせずに、メインマフラーとして使用することも可能となる。また、共鳴室の内面全体に亘って内張りする断熱材等を用いずに済むことから、部品点数を削減することができ、部品点数の削減、断熱材の内張作業等の不要により、製造コストの低減、製造効率の向上を図ることができる。また、部品点数の削減に加え、消音器を排気本管と近接し且つ離間して並べて設け、省スペースで設置することが可能であり、消音構造全体の重量を確実に軽減することができる。また、排気ガスを流通させない共鳴室とすることで、排気ガスの流量損失、圧力損失を改善し、排気系統の管径の小型化により、より一層軽量化を図ることもできる。

本発明によれば、高温となる排気系統に用いて排気騒音の低減を図ることができ、更に、排気騒音中の広い周波数成分を共鳴減衰することができる。また、部品点数の削減と省スペースの設置が可能で、樹脂材料を用いて重量を軽減する目的を確実に達することができる。また、部品点数の削減、断熱材の内張作業等の不要により、製造コストの低減、製造効率の向上を図ることができる。

本発明による実施形態の内燃機関排気系統の消音構造を示す平面図。 図１の内燃機関排気系統の消音構造の側面図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 実施形態の内燃機関排気系統の消音構造における分岐管近傍の縦断面図。 実施形態の内燃機関排気系統の消音構造を構成する第１半体、第２半体を示す正面図。 （ａ）第１変形例の内燃機関排気系統の消音構造における分岐管近傍の縦断面図、（ｂ）は第２変形例の内燃機関排気系統の消音構造における分岐管近傍の縦断面図。 （ａ）は第３変形例の内燃機関排気系統の消音構造における分岐管近傍の部分平面図、（ｂ）はその分岐管近傍の横断面図。 （ａ）は第４変形例の内燃機関排気系統の消音構造における分岐管近傍の部分平面図、（ｂ）はその１つの分岐管近傍の拡大横断面図。

〔実施形態の内燃機関排気系統の消音構造〕
本発明による実施形態の内燃機関排気系統の消音構造は、自動車の内燃機関排気系統に設置される消音構造であり、図１〜図４に示すように、内燃機関の排気ガスを流通する金属製の排気本管１０と、排気本管１０の延びる方向に離間して設けられ、排気本管１０と通ずる複数の金属製の分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを有する。分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、後述する共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの大きさに合わせて間隔を開けて設けられ、排気本管１０に形成されているスリーブ１２に嵌め込まれており、それぞれ排気本管１０の内部とその内部が貫通して繋がるようにして、排気本管１０に溶接等で固定して設けられている。

排気本管１０の側方には、排気本管１０と近接し且つ離間した位置に消音器１が配設されており、後述する複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが排気本管１０と近接し且つ離間した位置に配設され、排気本管１０の延びる方向に並べて設けられている。

消音器１は、耐熱性合成樹脂で一体的に形成されており、後述する複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄも耐熱性合成樹脂で一体的に形成されている。消音器１を構成する耐熱性合成樹脂の素材は、構造的に必要とされる所要の耐熱性を有するものであれば適宜であり、例えば耐熱性ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂等とすることが可能である。

本実施形態の消音器１は、図１〜図５に示すように、耐熱性合成樹脂で形成されている第一半体２と、耐熱性合成樹脂で形成されている第二半体３とから構成されている。第一半体２は、フランジ２１を有すると共に、凹形の共鳴室構成部２２ａ〜２２ｄ、及び各共鳴室構成部２２ａ〜２２ｄからそれぞれ側方に突出して断面視略半円状で延設されている導入管構成部２３ａ〜２３ｄが形成されている。フランジ２１は、共鳴室構成部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの周囲と、導入管構成部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの基端側の一部の両側に亘って形成されている。

第二半体３も同様の構成で、フランジ３１、凹形の共鳴室構成部３２ａ〜３２ｄ、及び各共鳴室構成部３２ａ〜３２ｄからそれぞれ側方に突出して断面視略半円状で延設されている導入管構成部３３ａ〜３３ｄを有し、フランジ３１、各共鳴室構成部３２ａ〜３２ｄ、各導入管構成部３３ａ〜３３ｄは、第一半体２のフランジ２１、各共鳴室構成部２２ａ〜２２ｄ、各導入管構成部２３ａ〜２３ｄに対応する形状、大きさ、位置で形成されている。そして、第一半体２のフランジ２１と第二半体３のフランジ３１を互いに合わせるように当接し、フランジ２１、３１を全体に亘ってレーザー溶接して固着することにより、消音器１として一体化されている。尚、導入管構成部２３ａ〜２３ｄ、３３ａ〜３３ｄには後述する導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄのスリット５１を構成するスリット部５１ｍが先端から途中位置まで形成されている。

第一半体２と第二半体３から構成される消音器１の側壁４には、耐熱性合成樹脂の導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが側方に突出するように一体的に形成され、各導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄには、先端から途中位置までスリット５１が複数形成されている。導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、排気本管１０の分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄとそれぞれ対応する位置に設けられている。

また、第一半体２と第二半体３を合わせて形成されている消音器１の内部空間では、共鳴室構成部２２ａと３２ａ、共鳴室構成部２２ｂと３２ｂ、共鳴室構成部２２ｃと３２ｃ、共鳴室構成部２２ｄと３２ｄが対向配置されて、複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが設けられていると共に、消音器１の外周のフランジ２１と３１、共鳴室構成部２２ａと２２ｂ間のフランジ２１と共鳴室構成部３２ａと３２ｂ間のフランジ３１、共鳴室構成部２２ｂと２２ｃ間のフランジ２１と共鳴室構成部３２ｂと３２ｃ間のフランジ３１、共鳴室構成部２２ｃと２２ｄ間のフランジ２１と共鳴室構成部３２ｃと３２ｄ間のフランジ３１、がそれぞれレーザー溶接で互いに固着されて、共鳴室７ａと７ｂとの間、共鳴室７ｂと７ｃとの間、共鳴室７ｃと７ｄとの間にそれぞれ区画部６が設けられ、略袋状空間となるように複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが構成されている。複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの内部空間は、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの内部と貫通して繋がっている。

複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、それぞれ所定の大きさ或いは形状或いはその組み合わせ等で形成することにより、排気騒音中の複数の異なる周波数成分を減衰可能になっている。図示例では、共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの各々が、排気騒音中の複数の異なる周波数成分のそれぞれに対応して減衰可能になっており、複数の共鳴室全体をよりコンパクトにしつつ、より広範囲の周波数成分を効果的に減衰することが可能になっている。尚、複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄのうち、より人間に影響を及ぼし易い等の特定の周波数成分をより減衰するため、同一形状・サイズ等で同じ周波数成分を減衰する共鳴室を複数設け、全体として排気騒音中の複数の異なる周波数成分を減衰可能にしてもよい。

そして、分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの外側に、消音器１の導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄがそれぞれ外嵌され、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの各々の両側のフランジ２１、３１がレーザー溶接されることで、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ内で分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが締め付けられて固定されている。尚、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの各々について、周方向に全体に亘ってレーザー溶接し、分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと固定する構成とすることも可能であり、その他、分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは適宜の方法で固定することが可能である。

導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄへの外嵌、固定により、分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄがそれぞれ対応して連通され、複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの各々を介して排気本管１０と通ずるように構成される。

尚、図６（ａ）に示すように、分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの外側に、多量の空気が間に介在するステンレスメッシュなどメッシュ構造、或いはセラミックスなど熱伝導率が低い材料等の熱伝導緩衝材８を外周に周設して固定し、熱伝導緩衝材８の外側から導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを外嵌して固定するようにすると、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄへの分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄからの熱伝導をより部分的な領域に留める等により、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ等の消音器１への熱伝導をより低減することができ、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、消音器１の耐久性を高めることができて良好である。

特に、空気が間に介在するメッシュ構造等の厚さ方向に伸縮性を有する熱伝導緩衝材８では、外嵌した導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの各々を締め付ける際に、クッション機能を果たし、シール性が向上するのでより好適である。更に、ステンレスメッシュなどメッシュ構造の熱伝導緩衝材８を用いる場合には、予め分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの外周にスポット溶接等で固定し、その状態で外周に導入管構成部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと導入管構成部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを外嵌めし、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを形成するようにすることが好ましい。

また、図６（ｂ）に示すように、分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの外周面に外側に突出する一対の凸部１１１・１１１を軸方向に離間して形成し、熱伝導緩衝材８を凸部１１１・１１１間に嵌め込むように位置決めして設置してもよく、特にセラミックスなど熱伝導率が低く厚さ方向に伸縮性がない熱伝導緩衝材８の場合には凸部１１１・１１１間の嵌め込みによる設置の有効性が高い。この凸部は、分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの外周に沿って形成される突条、或いは外周に沿って所定間隔を開けて形成される点状突起等とすることが可能である。

上記実施形態の消音器１による消音構造を製造する際には、耐熱性合成樹脂製の第一半体２と耐熱性合成樹脂製の第二半体３とをそれぞれの共鳴室構成部２２ａと３２ａ、２２ｂと３２ｂ、２２ｃと３２ｃ、２２ｄと３２ｄを対応させて向かい合わせ、第一半体２のフランジ２１と第二半体３のフランジ３１を互いに合わせるように当接すると共に、先端から途中までスリット５１ｍが形成されている導入管構成部２３ａと３３ａ、２３ｂと３３ｂ、２３ｃと３３ｃ、２３ｄと３３ｄで、分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの各々を挟み込み、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを形成して、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの各々を分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに外嵌する。

その後、外周のフランジ２１と３１、共鳴室構成部２２ａと２２ｂ間のフランジ２１と共鳴室構成部３２ａと３２ｂ間のフランジ３１、共鳴室構成部２２ｂと２２ｃ間のフランジ２１と共鳴室構成部３２ｂと３２ｃ間のフランジ３１、共鳴室構成部２２ｃと２２ｄ間のフランジ２１と共鳴室構成部３２ｃと３２ｄ間のフランジ３１をレーザー溶接して、複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを区画して形成すると共に、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの各々の両側のフランジ２１、３１をレーザー溶接することで、外嵌した導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの各々を締め付けるようにして、導入管５ａ〜５ｄと分岐管１１ａ〜１１ｄを固定する。

本実施形態の消音器１による消音構造では、排気本管１０を流れる高温の排気ガスは略袋状空間の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに基本的に流れ込まず、高温の排気本管１０や排気ガスからの耐熱性合成樹脂の消音器１に対する熱伝導を分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ近傍の僅かな箇所に限定し、耐熱性合成樹脂の消音器１への熱影響を僅かに留めることが可能となる。従って、耐熱性合成樹脂を高温となる排気系統に用いて排気騒音を低減することができる。そして、複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより、排気騒音中の広い周波数成分を共鳴減衰することができ、例えば補助的な消音器を必要とせずに、メインマフラーを構成することも可能となる。

また、共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの内面全体に亘って内張りする断熱材等を用いずに済むことから、部品点数を削減することができ、部品点数の削減、断熱材の内張作業等の不要により、製造コストの低減、製造効率の向上を図ることができる。また、部品点数の削減に加え、消音器１を排気本管１０と近接し且つ離間して並べて設け、省スペースで設置することが可能であり、消音構造全体や車体の重量を確実に軽減することができる。また、排気ガスを流通させない共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄとすることで、排気ガスの流量損失、圧力損失を改善し、排気系統の管径の小型化により、消音構造や車体の重量をより一層軽量化することもできる。

また、複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを一体的に形成して消音器１とすることにより、複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄをよりコンパクトに形成して小型化することができ、消音構造の設置スペースを一層低減することができる。また、一体的な複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄで構成される消音器１の取り付けのみで共鳴室の取り付けを行うことができるので、製造効率を一層向上することができる。

また、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの外側に外嵌することにより、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの取り付けを容易に行うことができると共に、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄや共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄへの熱影響を放熱等でより小さくすることができる。

また、共鳴室７ａと７ｂ、共鳴室７ｂと７ｃ、共鳴室７ｃと７ｄ間のフランジ２１、３１をレーザー溶接することで、別途の仕切材等を用いずとも、簡単に共鳴室７ａ〜７ｄ相互を区画することができる。また、導入管構成部２３ａ〜２３ｄ、３３ａ〜３３ｄの両側のフランジ２１、３１をレーザー溶接することにより、第一半体２と第二半体３のフランジ２１、３１を固着する工程を効率的に利用して、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの固定を行うことができる。また、先端から途中までスリット５１ｍが形成されている導入管構成部２３ａと３３ａ等で分岐管１１ａ等を挟み込んで導入管５ａ等を形成することにより、導入管５ａ等への分岐管１１ａ等の押し込み等が不要となり、導入管５ａ〜５ｄと分岐管１１ａ〜１１ｄの寸法誤差の許容範囲を広げることができ、製造管理の厳格性の緩和、歩留まりの向上を図ることができる。

〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明や実施形態の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含むものである。そして、下記変形例も包含する。

例えば上記実施形態では、複数の共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを一つの消音器１に一体形成したが、複数の消音器に分けて形成する構成、或いは各共鳴室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ等毎に独立して設ける構成とすることも可能である。また、上記実施形態では、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄや分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄにスリット５１を形成したが、スリット５１を形成しない構成とすることも可能である。また、本発明における複数の共鳴室には、分岐管の各々を介して排気本管と通ずる適宜の構成が含まれる。

また、上記実施形態では、第一半体２のフランジ２１と第二半体３のフランジ３１をレーザー溶接して全体に亘って固着する構成としたが、第一半体２のフランジ２１と第二半体３のフランジ３１の固着方法は全体に亘って固着可能なものであれば、レーザー溶接以外の溶接或いは接着など適宜である。

また、上記実施形態では、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの各々の両側のフランジ２１、３１をレーザー溶接することで、外嵌した導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの各々を締め付けるようにして、導入管５ａ〜５ｄと分岐管１１ａ〜１１ｄを固定したが、例えば図７の固定具１６、或いは図８の固定具１７のような固定具を用い、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの固定を補助するようにしてもよい。また、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの各々の両側のフランジ２１、３１の固着をせずに、例えば図７の固定具１６、或いは図８の固定具１７のような固定具で導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを固定するようにしてもよい。

図７の固定具１６は、導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの位置に半円形凹部が形成されている一対の細長の固定板１６１、１６１を有し、固定板１６１、１６１を対向配置して、半円形凹部相互により、それぞれ分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに外嵌された導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを把持する。この状態で固定板１６１の半円形凹部間と外端に位置する半円形凹部の外側に形成されている貫通孔にボルト１６２を挿通し、逆側からナット１６３で締め付けることにより、分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに外嵌された状態で導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを一体的に固定するようになっている。

図８の固定具１７は、Ｃ字形状の締結部材１７１を有し、この締結部材１７１を、分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに外嵌された導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの外側に嵌め込み、締結部材１７１の隙間を有する部分において、ボルト１７２を螺合して締め付けることにより、分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに外嵌された状態の導入管５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄをそれぞれ固定するようになっている。

本発明は、例えば自動車のエンジンの排気系統における消音構造に利用することができる。

１…消音器 ２…第一半体 ２１…フランジ ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ…共鳴室構成部 ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ…導入管構成部 ３…第二半体 ３１…フランジ ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ…共鳴室構成部 ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ…導入管構成部 ４…側壁 ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ…導入管 ５１、５１ｍ…スリット ６…区画部 ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ…共鳴室 ８…熱伝導緩衝材 １０…排気本管 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…分岐管 １１１…凸部 １２…スリーブ １６、１７…固定具 １６１…固定板 １６２…ボルト １６３…ナット １７１…締結部材 １７２…ボルト

Claims (8)

1. 内燃機関の排気ガスを流通する金属製の排気本管と、
   前記排気本管の延びる方向に離間して設けられ、前記排気本管と通ずる複数の分岐管と、
   略袋状空間となるように耐熱性合成樹脂で形成され、前記分岐管の各々を介して前記排気本管と通ずる複数の共鳴室とを備え、
   前記複数の共鳴室が前記排気本管と近接し且つ離間して、前記排気本管の延びる方向に並べて設けられ、
   前記複数の共鳴室により、排気騒音中の複数の異なる周波数成分を減衰可能である
   ことを特徴とする内燃機関排気系統の消音構造。
2. 前記複数の共鳴室が、区画されるように耐熱性合成樹脂で一体的に形成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関排気系統の消音構造。
3. 前記複数の共鳴室の各々に対応し、耐熱性合成樹脂で前記共鳴室と一体形成されている導入管の各々が、前記分岐管に外嵌されて固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関排気系統の消音構造。
4. 前記分岐管の外周に熱伝導緩衝材が周設され、前記熱伝導緩衝材の外周に前記導入管が外嵌されていることを特徴とする請求項３記載の内燃機関排気系統の消音構造。
5. 前記分岐管の外周に軸方向に離間して一対の凸部が形成され、前記熱伝導緩衝材が前記凸部相互間に設けられていることを特徴とする請求項４記載の内燃機関排気系統の消音構造。
6. 内燃機関の排気ガスを流通する金属製の排気本管と、
   前記排気本管の延びる方向に離間して設けられ、前記排気本管と通ずる複数の分岐管と、
   前記分岐管の各々を介して前記排気本管と通ずる略袋状空間の複数の共鳴室が、区画されるように耐熱性合成樹脂で一体的に形成されている消音器とを備え、
   前記消音器が、前記排気本管と近接し且つ離間して、前記複数の共鳴室が前記排気本管の延びる方向に並ぶように設けられ、
   前記複数の共鳴室の各々に対応し、耐熱性合成樹脂で前記消音器に一体形成されている導入管の各々が、前記分岐管に外嵌されて固定され、
   前記複数の共鳴室により、排気騒音中の複数の異なる周波数成分を減衰可能である内燃機関排気系統の消音構造の製造方法であって、
   耐熱性合成樹脂製の第一半体と耐熱性合成樹脂製の第二半体とをそれぞれの共鳴室構成部を対応させて向かい合わせ、先端から途中までスリットが形成されている導入管構成部で排気本管と通ずる分岐管の各々を挟み込んで導入管を形成することにより、前記導入管の各々を前記分岐管に外嵌する第１工程と、
   前記第一半体の共鳴室構成部の間のフランジとこれに対応する前記第二半体の共鳴室構成部の間のフランジを全体に亘って固着して、複数の共鳴室を区画して形成する第２工程と
   を有することを特徴とする内燃機関排気系統の消音構造の製造方法。
7. 前記第一半体の前記導入管構成部と前記第二半体の前記導入管構成部のそれぞれについて、少なくとも基端側の一部の両側にフランジが設けられ、
   前記第２工程において、前記導入管構成部の両側のフランジを固着して、前記導入管と前記外嵌された前記分岐管の各々を固定することを特徴とする請求項６記載の内燃機関排気系統の消音構造の製造方法。
8. 耐熱性合成樹脂で一体的に形成され、
   排気騒音中の複数の異なる周波数成分を減衰可能な複数の共鳴室の各々が略袋状空間となるように形成して並べて設けられ、
   前記共鳴室の各々に通ずる導入管が突出して形成され、
   内燃機関の排気ガスを流通する金属製の排気本管の延びる方向に離間して設けられて前記排気本管と通ずる複数の分岐管の各々に、前記導入管の各々を外嵌するようにして、前記排気本管と近接し且つ離間して設置可能である
   ことを特徴とする内燃機関排気系統の消音器。
   

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