JP2515905Y2

JP2515905Y2 - 消音器

Info

Publication number: JP2515905Y2
Application number: JP1992071665U
Authority: JP
Inventors: 豊野沢
Original assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Current assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Priority date: 1992-10-14
Filing date: 1992-10-14
Publication date: 1996-11-06
Anticipated expiration: 2006-11-06
Also published as: JPH0637514U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、内燃機関用の消音器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の排気マニホルドに連結
された排気ガス通路の一部を構成するインナパイプに、
このインナパイプを囲むアウタパイプを固着した消音器
としては、図５に示すような消音器５０が知られていた
（例えば、実開昭５７−７６２１４号公報参照）。この
消音器５０は、アウタパイプ５１とインナパイプ５３と
により囲まれた共鳴室５７、及び、その共鳴室５７内で
複数のカバーパイプ５４とインナパイプ５３とにより囲
まれた複数の吸音室５９から構成されている。このカバ
ーパイプ５４には孔は穿設されていない。また、吸音室
５９には例えばグラスウール等の吸音材が詰められてい
る。インナパイプ５３には、吸音室５９に面した側壁に
小孔５５ａが、共鳴室５７に面した側壁に小孔５５ｂが
穿設されている。

【０００３】この消音器５０は、矢印Ｐ方向に排気ガス
がインナパイプ５３内を通過する。このとき排気ガス
は、インナパイプ５３に穿設された小孔５５ａから吸音
室５９に入り、グラスウール等により高周波数域を消音
される。また、インナパイプ５３に穿設された小孔５５
ｂから共鳴室５７に入り、低〜中周波数域を消音され
る。

【０００４】ところが、消音器５０では、吸音室５９の
容積が小さいので詰め込むことのできるグラスウールの
量が少なかった。そのため、高周波数域の音波を十分消
音することができなかった。また、吸音室５９を形成す
るカバーパイプ５４に孔が穿設されていないため、排気
ガスの背圧の上昇を招き、更に共鳴室５７の容積が吸音
室５９の容積分だけ小さくなるため、低〜中周波数域の
音波の透過損失を十分得ることができなかった。

【０００５】そこで、このような欠点を解消するため、
例えば図６に示すように、背後空気層をインナパイプに
平行に設けた構造を有する消音器７０が開発された。こ
の消音器７０は、アウタパイプ７１とインナパイプ７３
とにより囲まれた共鳴室７７と、カバーパイプ７４とイ
ンナパイプ７３とにより囲まれた吸音室７９とを有して
いる。このカバーパイプ７４には小孔７４ａが穿設さ
れ、また、吸音室７９には例えばグラスウール等の吸音
材が詰められている。更に、インナパイプ７３には小孔
７５が穿設され、この小孔７５を介してインナパイプ７
３の内部は吸音室７９に連通している。

【０００６】この消音器７０は、矢印Ｐ方向にインナパ
イプ７３内を通過する排気ガスが、インナパイプ７３に
穿設された小孔７５から吸音室５９に入り、グラスウー
ル等により高周波数域を消音され、その後カバーパイプ
７４に穿設された小孔７４ａから共鳴室７７に入り、低
〜中周波数域を消音される。

【０００７】消音器７０では、グラスウールの詰め込み
量を、消音器５０に比べて増加することが可能であり、
そのため、高周波数域の音波の消音量の増大を図ること
ができる。一方、小孔７４ａの存在により、共鳴室７７
の容積は吸音室７９の容積を含むことになるため、低〜
中周波数域の音波の共鳴効果による透過損失を十分得る
ことができる。それと同時に、小孔７４ａの存在により
消音器５０に比べて低背圧化が実現された。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
消音器７０では、低周波数域から高周波数域の騒音を低
背圧で効率よく吸収することができる構造になってはい
るものの、車外騒音の規制強化、車内音の静粛性と合わ
せ、エンジンの出力向上、低燃費化に対応させるため、
低〜中周波数域の騒音の消音量を一層増加することが望
まれていた。

【０００９】また、エンジン及び排気管が冷えた状態で
発生するびびり音や、排気ガスの脈動による放射音、イ
ンナパイプに穿設された孔と排気ガス流量とが所定の関
係になったとき生じる笛吹き音等の高周波数域の騒音に
ついても、上記の消音器７０では十分でなく、消音量を
増加することが望まれていた。

【００１０】以上の課題を解消するため、本考案は、低
〜中周波数域の騒音ばかりでなく高周波数域の騒音も効
果的に消音する消音器の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１記載の消音器は、内燃機関の排気マニホル
ドに連結された排気ガス通路の一部を構成するインナパ
イプに、共鳴室を介して前記インナパイプを取り囲むア
ウタパイプが固着された消音器において、前記インナパ
イプの側壁に穿設され、前記インナパイプの内部と前記
共鳴室とを連通する複数の小孔と、複数の貫通孔が穿設
され、前記インナパイプと交差する面にて前記共鳴室を
分割する少なくとも一つの隔壁と、前記隔壁により分割
された前記共鳴室のうち、少なくとも排気ガスの最上流
側に位置する一室と排気ガスの最下流側に位置する一室
に、吸音材を詰め込むことにより形成した吸音室と、前
記隔壁により分割された前記共鳴室のうち、排気ガスの
最上流側に位置する一室及び排気ガスの最下流側に位置
する一室を除いた少なくとも一室を空洞にした空洞室と
前記インナパイプを流通する排気ガスのうち最上流側及
び最下流側の排気ガスは前記吸音室に流入可能であるこ
とを要旨とする。

【００１２】請求項２記載の考案は、請求項１記載の消
音器であって、上記インナパイプは、所定の間隔をもっ
て固定した二本のパイプからなることを要旨とする。

【００１３】

【作用】本考案の消音器では、排気マニホルドから排出
された排気ガスは、上記構成からなる本考案の消音器に
導入され、インナパイプに穿設された小孔から吸音室又
は空洞室へと流入し、消音された後再びインナパイプ内
に戻り、他の排出管へと排出される。このときの排気ガ
スの消音は、以下の作用により行われる。

【００１４】吸音室に流入した排気ガスは、吸音材と音
波との摩擦により音響エネルギーが減衰し高周波数域
（３００Ｈｚ〜５ｋＨｚ）の音波が消音される。一方、
空洞室に流入した排気ガスは、共鳴効果と拡張効果とに
より低〜中周波数域（５０〜５００Ｈｚ）の音波が消音
される。

【００１５】また、吸音室で高周波数域の音波が消音さ
れた排気ガスと、空洞室で低〜中周波数域の音波が消音
された排気ガスとが、隔壁に穿設された貫通孔を介して
干渉し合うため、この干渉効果により低〜中周波数域の
音波の消音量が増大する。また、吸音材自身の全体積は
インナパイプとアウタパイプにより囲まれた容積と比較
して小さく、また、隔壁に穿設された小孔により音波は
各室を往来可能であるため、共鳴室の容積は、インナパ
イプの外周面とアウタパイプの内周面とにより囲まれた
容積に近似され、その大きさは十分確保される。そのた
め、共鳴による消音効果は、周知の透過損失の式により
十分大きくすることができる。

【００１６】更に、隔壁により分割された共鳴室のう
ち、排気ガスの最上流側及び最下流側の各室が吸音室で
あるため、排気ガスの最上流側で発生しやすいびびり音
や放射音等、及び排気ガスの最下流側で発生しやすい笛
吹き音等の高周波数域の音波を効果的に消音することが
できる。

【００１７】

【実施例】以下に、本考案の好適な実施例について図面
に基づいて説明する。第一実施例は、本考案の好適な一
実施例としてのサブ消音器である。図１は第一実施例の
説明図で、図１（Ａ）は第一実施例の縦断面図、図１
（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【００１８】第一実施例のサブ消音器１０は、インナパ
イプ１３と、このインナパイプ１３を囲むアウタパイプ
１１と、これら両パイプにより形成される共鳴室１７を
分割する二つの隔壁１４、１４とから構成されている。
サブ消音器１０は、図２に示すように、排気ガス導入口
側１０ａが内燃機関１の排気マニホルド２と排気管３、
フランジ４及び排気管２０１を介して気密に連結され、
また、排気ガス排出口側１０ｂがメーン消音器７と排気
管２０２、フランジ５及び排気管６を介して気密に連結
されている。

【００１９】インナパイプ１３を取り囲んでいるアウタ
パイプ１１は筒状であり、アウタパイプ１１の両端部に
はフランジ部１１ａが形成された孔１１ｂが設けられ、
その孔１１ｂをインナパイプ１３が挿通している。この
フランジ部１１ａは、溶接等によりインナパイプ１３の
外周面に気密に固着されている。

【００２０】隔壁１４は、図１（Ｂ）に示すように、中
央部に中心孔１４ａを有するドーナッツ状であり、複数
の貫通孔としてのパンチングホール１４ｂが穿設されて
いる。隔壁１４は、中心孔１４ａを挿通しているインナ
パイプ１３の外周面、及びアウタパイプ１１の内周面に
固着されている。

【００２１】共鳴室１７は、インナパイプ１３の外周面
とアウタパイプ１１の内周面とにより囲まれた空間部分
であり、二つの隔壁１４、１４によって、インナパイプ
１３と交差する面にて、第一分割室３６、第二分割室３
７及び第三分割室３８に分割されている。そして、排気
ガスの最上流側の一室としての第一分割室３６は、吸音
材としてのグラスウールが詰められ、吸音室を形成して
いる。また、排気ガスの最下流側の一室としての第三分
割室３８も、同様に吸音室を形成している。一方、第二
分割室３７は、空洞室である。

【００２２】インナパイプ１３は第一分割室３６、第二
分割室３７及び第三分割室３８に面した側壁にそれぞれ
穿設された小孔３５ａ，３５ｂ，３５ｃを有している。
このサブ消音器１０は、矢印Ｐ方向に排気ガスがインナ
パイプ１３内を通過するとき、共鳴効果、拡張効果、吸
音効果及び干渉効果によって消音を行う。以下に各効果
について説明する。（１）共鳴効果サブ消音器１０は、インナパイプ１３に設けた小孔３５
ａ，３５ｂ，３５ｃの直径、個数、配置、又は、共鳴室
１７の容積を種々設定することにより、低〜中周波数域
（５０〜５００Ｈｚ）の音波を共鳴効果により消音する
ことができる。サブ消音器１０では、グラスウール自身
の全体積はインナパイプ１３とアウタパイプ１１により
囲まれた容積と比較して小さく、また、隔壁１４に穿設
されたパンチングホール１４ｂにより音波は各室を往来
可能である。このことから、共鳴室１７の容積は、イン
ナパイプ１３の外周面とアウタパイプ１１の内周面とに
より囲まれた容積に近似され、その大きさは十分確保さ
れる。そのため、共鳴による消音効果は、周知の透過損
失の式により十分大きくすることができる。（２）拡張効果サブ消音器１０は、インナパイプ１３の内径に対する、
アウタパイプ１１の内径の比を大きく設定することによ
り、低〜高周波数域（５０Ｈｚ〜５ｋＨｚ）の音波を拡
張効果により消音することができる。（３）吸音効果サブ消音器１０は、排気ガスがインナパイプ１３に穿設
された小孔３５ａ，３５ｃを介して吸音室である第一分
割室３６又は第三分割室３８に流入することにより、グ
ラスウールと音波との摩擦による音響エネルギーの減衰
が起こり、その結果消音することが可能である。このと
き高周波数域を中心に、幅広い周波数域の音波を消音す
ることができる。（４）干渉効果サブ消音器１０は、吸音室である第一分割室３６又は第
三分割室３８に流入して吸音効果により高周波数域の音
波を消音された排気ガスと、拡張室である第二分割室３
７に流入して拡張効果により低〜中周波数域の音波を消
音された排気ガスとが、隔壁１４に穿設されたパンチン
グホール１４ｂを介して干渉し合うことにより、更に消
音が促進されるものである。このため、従来の消音器に
比べて低〜中周波数域の音波が更に消音される。（５）本実施例の特徴的な消音効果本実施例のサブ消音器１０は、排気ガスの最上流側にて
発生しやすい高周波数域の音波（例えば、びびり音や放
射音等）を吸音室である第一分割室３６が効率よく消音
する。また、排気ガスの最下流側にて発生しやすい高周
波数域の音波（例えば、笛吹き音等）を吸音室である第
三分割室３８が効率よく消音する。その結果、サブ消音
器３０の消音量は、例えば共鳴室１７を一つの隔壁によ
り二つの部屋に分割して上流側の部屋を吸音室、下流側
の部屋を空洞室とした場合に比べて、高周波数域の騒音
をより効果的に消音することができる。

【００２３】ここで、低〜中周波数域において、第一実
施例のサブ消音器１０により得られた消音特性と、従来
の消音器７０（図６参照）により得られた消音特性とを
比較したグラフを図３に示す。図３から明らかなよう
に、第一実施例のサブ消音器１０によると、従来の消音
器７０に比べて低〜中周波数域において２〜３ｄＢ消音
量が増加したことがわかる。従来の消音器７０は、上記
の共鳴効果、拡張効果及び吸音効果により消音するもの
である。一方、第一実施例のサブ消音器１０は、共鳴効
果、拡張効果及び吸音効果に加えて、上記の干渉効果に
より消音するものである。そのため、増加した消音量
は、干渉効果によるものと思われる。以上詳述したよう
に、サブ消音器１０によれば、従来の消音器に比べて、
低〜中周波数域の騒音ばかりでなく高周波数域の騒音の
消音量も増大するという優れた効果が得られる。

【００２４】次に、第二実施例について説明する。図４
は第二実施例の説明図で、図４（Ａ）は第二実施例の縦
断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＥ−Ｅ断面図、図４
（Ｃ）は図４（Ａ）のＦ−Ｆ断面図である。なお、第一
実施例のサブ消音器１０と同じ構成要素に対しては、同
じ符号を付してその説明を省略する。

【００２５】第二実施例のサブ消音器４０は、第一実施
例のサブ消音器１０のインナパイプ１３に代えて、図４
（Ａ）に示すように、第二分割室３７内にて所定の間隔
をもって固定した二本のパイプ４３ａ，４３ｂからなる
インナパイプ４３を用いたこと以外は、第一実施例のサ
ブ消音器１０と同様の構成である。

【００２６】パイプ４３ａは、第二分割室３７に達した
先端部に、穿設孔４５を有するキャップ４４が装着され
ている（図４（Ｂ）参照）。この穿設孔４５は第三実施
例の小孔３５ｂに相当する。一方、パイプ４３ｂは、排
気ガスの剥離により高背圧となることを防ぐため、第二
分割室３７に達した先端部がテーパによりラッパ状に形
成されている（図４（Ｃ）参照）。

【００２７】第二実施例のサブ消音器４０の作用及び効
果は、第一実施例のサブ消音器１０の作用及び効果に加
えて、いわゆる挿入管付空洞型消音器であるため拡張効
果による消音量が増加し、その結果第一実施例のサブ消
音器１０よりも更に消音量が増大する。

【００２８】なお、本考案は上記実施例に何等限定され
るものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲におい
て種々の態様で実施できることはいうまでもない。例え
ば、第二実施例では、排気ガスの剥離により高背圧とな
るのを防ぐためパイプ２３ｂ及びパイプ４３ｂをラッパ
状に形成したが、本考案の作用及び効果を得るためには
特にラッパ状である必要はなくストレートの形状でもよ
い。また、上記各実施例において隔壁１４を三つ以上、
即ち、分割される共鳴室１７が四つ以上であっても、同
様の作用及び効果が得られる。

【００２９】

【考案の効果】以上詳述したように、請求項１記載の消
音器によれば、低〜中周波数域の騒音ばかりでなく、高
周波数域の騒音も効果的に消音することが可能になると
いう効果が得られる。この結果、本考案の消音器によれ
ば、車外騒音の規制強化、車内音の静粛性と合わせ、エ
ンジンの出力向上、低燃費化に対応させることが可能と
なる。また、請求項２記載の消音器によれば、上記効果
に加えて、いわゆる挿入管付空洞型消音器であるため拡
張効果による消音量が増加し、その結果一層消音量が増
大するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例の説明図である。

【図２】第一実施例を取り付けたエンジンの排気系の
説明図である。

【図３】従来の消音器と第一実施例の消音器との低〜
中周波数域における消音特性を示すグラフである。

【図４】第二実施例の説明図である。

【図５】従来の消音器の説明図である。

【図６】従来の消音器の説明図である。

【符号の説明】

１０、４０・・・サブ消音器、１１・・・アウタパ
イプ、１３・・・インナパイプ、１４・・・隔
壁、１４ａ・・・中心孔、１４ｂ・・・パ
ンチングホール、３５ａ〜ｃ・・・小孔、１
７・・・共鳴室、３６・・・第一分割室、３
７・・・第二分割室、３８・・・第三分割室、
４３・・・インナパイプ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気マニホルドに連結された
排気ガス通路の一部を構成するインナパイプに、共鳴室
を介して前記インナパイプを取り囲むアウタパイプが固
着された消音器において、前記インナパイプの側壁に穿設され、前記インナパイプ
の内部と前記共鳴室とを連通する複数の小孔と、複数の貫通孔が穿設され、前記インナパイプと交差する
面にて前記共鳴室を分割する少なくとも二つの隔壁と、前記隔壁により分割された前記共鳴室のうち、少なくと
も排気ガスの最上流側に位置する一室と排気ガスの最下
流側に位置する一室に、吸音材を詰め込むことにより形
成した吸音室と、前記隔壁により分割された前記共鳴室のうち、排気ガス
の最上流側に位置する一室及び排気ガスの最下流側に位
置する一室を除いた少なくとも一室を空洞にした空洞室
とを備え、前記インナパイプを流通する排気ガスのうち最上流側及
び最下流側の排気ガスは前記吸音室に流入可能であるこ
とを特徴とする消音器。
【請求項２】上記インナパイプは、所定の間隔をもっ
て固定した二本のパイプからなることを特徴とする請求
項１記載の消音器。