JP2518387Y2

JP2518387Y2 - 消音器

Info

Publication number: JP2518387Y2
Application number: JP1992021372U
Authority: JP
Inventors: 重光新田; 康夫岡田
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1992-03-09
Filing date: 1992-03-09
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2006-11-27
Also published as: JPH0622514U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、エンジンの排気騒音低
減用などとして使用される消音器（サイレンサ）に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンや一部の圧力容器などは、ガス
の排出にともなってかなりの騒音を発生するため、排気
の経路に何らかの消音器が接続される。

【０００３】図３は、ウォータジェットによって水上を
走航する小型滑走艇１の側面図（内部の一部を透視して
示す）である。後部のエンジンルーム３内にはウォータ
ジェットポンプ２を駆動するためのエンジン４が配置さ
れ、その排気管５に、排気マフラ６と消音器１０とが接
続されている。エンジン４の排気は、消音器１０にて減
音（騒音低減）されたうえ、最下流の管路７を経て船外
へ排出される。ここに示した消音器１０は、限られた空
間（エンジンルーム３）内に設置されることから、全体
がコンパクトであることがとくに求められる。

【０００４】排気用の消音器は一般に、内部に複数の膨
張室を有し、それらが連絡口や連絡管にてつながれるこ
とによって構成されるが、特公昭６０−１４１６５号公
報には、コンパクトでありながら減音効果にすぐれたも
のとしてつぎのような消音器が提案されている。すなわ
ち、複数の膨張室を隣接させるとともに、膨張室の相互
間および外部・膨張室間をつなぐすべての連絡管のそれ
ぞれを、少なくとも一つの膨張室を貫通する長さにした
ものである。膨張室が互いに隣接しているので全体がコ
ンパクトであるうえ、連絡管が相当に長いため減音効果
が高い。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】前記公報に記載の消音
器には、下記の点について、なおも解決すべき課題が残
されている。すなわち、イ ) 膨張室を貫通する上記の連絡管を、消音器本体（ケ
ーシング）内にいかにして設けるか。鋳造などで本体と
連絡管とを一体に成形するのは形状が複雑化してコスト
がかかるし、別体のパイプを連絡管として組み合わせる
としたら、複数の仕切り壁を通しての取り付けが容易で
なく、固定方法にも工夫がいる。後者の場合は、一つ以
上の膨張室を貫通して消音器の外部とつながる（つまり
出入口となる）連絡管と、本体ケーシングとの間のシー
ル（密閉性）についても課題が残る。

【０００６】ロ) 連絡管がいずれも長尺のものになるの
で圧力損失（つまり流路抵抗）が増し、排気の圧力が高
くなる恐れがあるが、これをできるだけ小さく抑えるに
はどうすべきか。排気圧の上昇は、たとえばエンジンの
場合にはその出力上の損失となるので、単に排気管の耐
圧性を上げるだけでは課題の解決にならない。

【０００７】ハ) 上記イ)・ロ)の解決のために消音器を大
きくする（大きくすると、スペース的に連絡管の取り付
けが容易になることがあり、圧力損失も抑えられる）と
したら、全体がコンパクトだという前記の利点が失わ
れ、小型滑走艇などには適用しがたくなる。

【０００８】本考案の目的は、全体がコンパクトであり
ながら減音効果にすぐれるほか、連絡管の取り付けを含
めて製造が容易で、しかも圧力損失を抑制する配慮の施
された消音器を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案の消音器は、ａ）
外壁が内部を密閉する形式のケーシング内に、それぞれ
仕切り壁を介して複数の膨張室を設け、膨張室間を連絡
口もしくは連絡管にて順次接続した消音器であって、
ｂ）上記仕切り壁のうちの二つ以上を貫く（つまり少な
くとも一つの膨張室を貫通する）連絡管を、ケーシング
とは別体に、かつ上流端内面をベルマウス状（釣鐘や朝
顔のように先が広がった形）にして、同じ仕切り壁のみ
を貫くもの（つまり、同じ二つの膨張室間を接続するも
の）が二本となるよう形成するとともに、ｃ）ケーシン
グを分割可能な構造にし、その分割にともなって開放さ
れるよう仕切り壁に穴を形成したうえ、ゴム部材を介し
その穴の内側縁部にはさむことによって上記の連絡管を
取り付けた──ものである。

【００１０】

【作用】本考案の消音器は、複数の膨張室を連絡管など
でつなぐことにより構成されている。したがって従来の
消音器と同様、これらを順次に通る間の音波の干渉作用
などによって騒音が低減される。またこの消音器は、前
記公報に記載の技術事項に基づき、上記a)のとおり仕切
り壁を介して膨張室を隣接配置するとともに、b)のよう
に連絡管を、仕切り壁の二つ（すなわち膨張室の一つ）
以上を貫くような長いものにしたので、全体すなわちケ
ーシングの外形がコンパクトであるとともに、すぐれた
減音効果を発揮する。しかしながら、本消音器のより特
徴的な作用は下記の点にある。

【００１１】すなわち、本考案の消音器では、連絡管の
製作・取り付け・固定が簡単に（つまり低コストで迅速
に）、かつ安定的に（つまり位置ずれなど起こしたりせ
ずに）行われる。その理由は、下記のとおり三つあげら
れる。

【００１２】第一の理由は、上記b)のように連絡管をケ
ーシングとは別体にしていることである。連絡管とケー
シングとが別体であれば、それぞれの形状は比較的単純
なため、両者が一体の場合に比べて成形（製作）はごく
容易である。

【００１３】第二の理由は上記ｃ）の点にあり、分割構
造としたケーシングの仕切り壁に、分割によって開放さ
れるように（つまり分割面の位置に）穴を形成し、その
穴の内側に連絡管を取り付けたことである。ケーシング
の分割にともなって開放される穴に連絡管を取り付ける
のであり、閉じた穴に連絡管を通すのではないから、連
絡管の長さや太さ・ケーシングの大小などを問わず、そ
の取り付けは極めて簡単に行える。そして連絡管の固定
は、開いたケーシングを接合するとき、上記の穴をなす
仕切り壁の内側縁部で連絡管をはさみ付けることにより
行う。連絡管は、二つ以上の仕切り壁に及ぶ長さを有す
るため、複数箇所ではさみ付けてその固定を確実にする
ことも容易である。なお、上記した穴の内側縁部と連絡
管との間にはゴム部材を介装するので、穴や連絡管の寸
法ならびに位置について多少の製作誤差が許容され、当
該縁部にも連絡管の外面にもとくに機械加工を施す必要
はない。また、そのゴム部材によって振動や衝撃が吸収
されるので、ガタつき音の発生が防がれケーシングや連
絡管の耐久性も向上する。

【００１４】第三の理由として、以上のような連絡管
を、b)およびc)に記したとおり仕切り壁のみを貫通さ
せ、膨張室の相互間のみをつなぐように配置したことも
あげられる。つまり、上記のような別体の連絡管がケー
シングの外壁を貫いてはいない（ケーシングの外壁部分
に必要なガスの出入管（出入口）は外壁と一体に形成さ
れている）ことである。外壁に設けるガスの出入管は、
ケーシングの製造上の難易度を考慮して、膨張室を貫通
しないものとするのが好ましかろう。このような第三の
点から、内部を密閉すべきシールは、ケーシングの外壁
と連絡管との間に施す必要はなく、外壁における前述の
分割面の間にパッキン等を付けるだけでよいことにな
り、簡単・確実である。なお、仕切り壁と連絡管との間
は、多少の隙間があっても外部との境目ではないので、
特別なシール手段は不要である。

【００１５】本考案の消音器ではまた、連絡管における
上流端内面を前記ｂ）のようにベルマウス状に形成した
ため、消音器内を通るガスに及ぼす圧力損失が相当に小
さい。一般に、管路の入口（上流端）における流体の圧
力損失はその入口の形状によって異なり、内径が連続的
に小さくなるベルマウス状の入口は圧力損失が最も小さ
いものの一つだからである。流体力学的に言うと、管路
形状による損失ヘッドｈはｈ＝ζ（ｖ^２／２ｇ）（ｖは管路内の流速、ｇは重力加速度）で表わされるが、このうちの損失係数ζが入口の形状に
よって大きく異なるのである。上流端内面が全周的に面
取りのない直角エッジである場合に比べて、ベルマウス
状にした場合は、損失係数ζが百分の一程度になること
もあり得るとされている。圧力損失が小さいなら連絡管
の径を細くすることができ、それにより、減音効果を増
すとともに全体を一層コンパクトにすることも可能にな
る。同じ仕切り壁のみを貫く（つまり同じ二つの膨張室
間をつなぐ）連絡管を二本設けている点も、この消音器
において圧力損失（流路抵抗）を低減し減音効果を向上
させる。すなわち、膨張室間を一本だけの比較的大径の
連絡管でつなぐ場合に比べると、このように並列に二本
を使用する場合には、一本の場合と流路抵抗を同等にし
たとしても、各連絡管が小径である分だけ減音効果の面
で有利なのである。

【００１６】

【実施例】図１および図２に本考案の一実施例を示す。
図１は、一部を断面図にして消音器１０の構造を示すも
ので、うち図１(ｂ)は側面視断面図（同(ａ)におけるｂ
−ｂでの全体断面に相当）、同(ａ)は同(ｂ)のａ−ａ矢
視図である。図２は、図１(ａ)におけるII−II断面図
と、引き出し図として示す関連の詳細図である。なお本
例の消音器１０は、先に紹介した図３の小型滑走艇１
に、エンジン４の排気音を低減するために搭載される。

【００１７】まず概要的に説明すると、この消音器１０
は、ケーシング内に複数の膨張室が設けられ、それらが
順次連絡管などで結ばれて排気の経路とされた形式のも
のである。

【００１８】ケーシングはアルミダイキャスト製で、図
１(ｂ)のように下部ケーシング１１と上部ケーシング１
２とを接合した分割構造となっている。ケーシング１１
・１２間の分割面はボルト・ナット１１ｘによって接合
・組立されているが、外部（図３のエンジンルーム内）
への排気ガスの漏れがないよう、外縁部すなわち外壁１
１ａ・１２ａの分割面には、Ｏリング状のパッキン（図
示せず）をはさんでいる。上下の各ケーシング１１・１
２は分割面をはさんで概ね対称的に形成されているが、
下部ケーシング１１には、マフラー６（図３参照）を接
続する入口管１１ｃが外向きに一体に設けられており、
上部ケーシング１２には、管路７（やはり図３参照）に
接続される出口管１２ｃが外向きに一体成形されてい
る。

【００１９】ケーシング１１・１２の内側には、図１
(ａ)・(ｂ)のように仕切り壁１１ｄ・１１ｅ・１１ｆお
よび同１２ｄ・１２ｅ・１２ｆが形成され、これらで仕
切られることにより、四つの膨張室１３ａ・１３ｂ・１
３ｃ・１３ｄが隣接しあうよう設けられている。各仕切
り壁の上下間の突き合わせ面は、外部との境界ではない
のでパッキン類をはさんではいないが、外壁１１ａ・１
２ａの前記の分割面の機械加工時にそれぞれ同時に加工
が施されており隙間は小さい。

【００２０】膨張室１３ａ・１３ｂ・１３ｃ・１３ｄを
つなぐのは、二本の連絡管１５・１６の内部と、仕切り
壁１１ｅ・１２ｅ間に設けられた六角形の連絡口１７
（連絡管１５・１６の外側）および円形の連絡口１８と
である。したがってマフラー６から来る排気ガスは、入
口管１１ｃを経て膨張室１３ａへまず入り、続いて連絡
管１５・１６内を通ることにより膨張室１３ｂをとび越
して膨張室１３ｃへ流入したのち、連絡管１５・１６の
外側と連絡口１７との隙間から膨張室１３ｂへ至り、さ
らに連絡口１８より膨張室１３ｄに入って、出口管１２
ｃから管路７へ出ていく。二本の連絡管１５・１６は、
ケーシング１１・１２の外形の関係で全長がやや異なる
ものの、いずれも同じ内・外径をもち、二箇所の仕切り
壁１１ｄ・１２ｄおよび同１１ｅ・１２ｅを貫く（つま
り膨張室１３ｂを横切る）長さを有しており、その長さ
のゆえに、たとえば連絡口１８のような単純な開口より
も減音面での効果が高い。

【００２１】さてこの消音器１０では、上記の連絡管１
５・１６について以下のような工夫を施している。

【００２２】まず、連絡管１５・１６は、ケーシング１
１・１２とは別体のアルミダイキャスト製（一部のみ機
械加工）とした。つまり連絡管１５・１６とケーシング
１１・１２（のいずれか一方）とを一体に成形するので
はないので、双方ともに形状が比較的単純でダイキャス
トによる製造が容易である。

【００２３】そして連絡管１５・１６には、図２のよう
な形状（図２および下記には連絡管１６のみ示すが、連
絡管１５は長さ以外にこれと差異はない）を与えた。こ
の形状は、イ)上流端（ガスの流入する側の端部）の内面
１６ａを、いわゆるベルマウス状−つまり奥の方へ向
けて内径が連続的かつ滑らかに縮小する形状−にした
ことと、ロ)上流端の外周に二つの環状部分１６ｂを一体
に設けるとともに、下流寄りの位置の外周二箇所にそれ
ぞれ二つ（合計四つ）の突片１６ｃを一体化したことに
特徴がある。このうちロ)の点は、連絡管１６の取り付け
のためのものであり後述するが、イ)の点は、ガス流れに
対する連絡管１６の流路抵抗を小さくするためのもので
ある。ベルマウス状の内面１１ａの作用で流路抵抗の増
加を防ぐとともにその分、連絡管１６の径を細くしたの
で、減音効果の向上・消音器１０のコンパクト化の両面
でメリットがある。なお、同様な二本の連絡管１５・１
６を並べて配置したのも、流路抵抗と関係がある。つま
り、一本だけの大径の連絡管を用いる場合に比べると、
このように二本を使用する場合は、流路抵抗を同等にし
たとしても減音効果の面ではより有利な結果が得られ
る。

【００２４】そして連絡管１５・１６は、図１のよう
に、ケーシング１１・１２の仕切り壁１１ｄ・１２ｄお
よび同１１ｅ・１２ｅで上下からはさみ付けることによ
って取り付けている。上下からはさみ付けるため、まず
仕切り壁１１ｄ・１２ｄには、ケーシング１１・１２の
分割にともなって開放される半割りの穴１９（連絡管１
５用）および穴２０（連絡管１６用）を形成している。
また、仕切り壁１１ｅ・１２ｅにおいては、前述した六
角形の連絡口１７のうちの上下の縁部を両連絡管１５・
１６のはさみ付けのために使用する。なお、連絡管１５
・１６における前記の環状部分１６ｂおよび突片１６ｃ
（図２）は、このはさみ付けが可能なように、仕切り壁
１１ｄ・１２ｄの位置と同１１ｅ・１２ｅの位置との間
隔に合わせて形成している。

【００２５】はさみ付けによる取り付けの詳細は、図２
の各引き出し詳細図に示すとおりである。すなわち、連
絡管１６（やはり連絡管１５についても同様）の上流端
の付近では、二つの環状部分１６ｂの間にゴム製のリン
グ２１を嵌め、その外側に上記の穴２０の内側縁部（仕
切り壁１１ｄ・１２ｄ）を押し当てている。下流端に近
い方では、前述した対向する突片１６ｃの間にコの字形
のゴムダンパ２２をそれぞれ取り付け、その中央の凹部
に連絡口１７の上下の内側縁部（仕切り壁１１ｅ・１２
ｅ）を押し当てる。軸長方向に距離をおいた二箇所では
さみ付けているので、連絡管１６は安定的に固定される
ことになる。穴１９・２０と連絡口１７とは、いずれも
その内側縁部に機械加工を施さず鋳造のままとしたが、
このようにゴムのリング２１やゴムダンパ２２を介装し
たために寸法および位置についての製作誤差が無難に吸
収される。リング２１とダンパ２２は、さらに振動・衝
撃等に対する緩衝材としても機能し、ガタつき音の発生
を防ぐうえケーシング１１・１２や連絡管１５・１６の
損傷を回避する。

【００２６】図１の消音器１０は、連絡管１５・１６の
形状や取り付けについて以上のような工夫を施したの
で、小型でありながら減音効果にすぐれるうえ、ガスに
対する抵抗が小さく、しかも製造が容易なものとなっ
た。そのため、図３の小型滑走艇１におけるように、限
られたスペースに設置される量産性のある消音器として
極めて好適である。

【００２７】なお、本考案が、以上の実施例以外の態様
によっても実施できることは言うまでもない。たとえ
ば、ケーシング内のほかの仕切り壁の位置にも連絡管を
取り付けることや、仕切り壁の三つ以上を貫く長さの連
絡管を設けることなどは、以上に紹介した例に基づいて
容易に実施できる。

【００２８】

【考案の効果】本考案の消音器には、１）全体がコンパ
クトに構成されるとともに、２）とくにすぐれた減音効
果を有し、さらに、３）簡単かつ低コストで製造されな
がらもガタつき等が防止されるほか、４）流体に及ぼす
圧力損失の増大もきわめて抑制され得る──といった利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての消音器１０を断面を
含めて示す図面で、図１(ｂ)は側面視断面図（同(ａ)に
おけるｂ−ｂでの全体断面に相当）、同(ａ)は同(ｂ)の
ａ−ａ矢視図である。

【図２】図１(ａ)におけるII−II断面図に、引き出し図
として示す関連部分の詳細を加えた図面である。左右各
一の引き出し図は拡大図であるが、左下末端の引き出し
図は、左（上）に引き出した部分を９０°異なる向きか
ら見たものである。

【図３】上記の消音器１０などが搭載される小型滑走艇
１の側面図（一部を透視して示す）である。

【符号の説明】

１０消音器１１・１２ケーシング１１ａ・１２ａ外壁１１ｄ・１１ｅ・１１ｆ・１２ｄ・１２ｅ・１２ｆ仕
切り壁１３ａ・１３ｂ・１３ｃ・１３ｄ膨張室１５・１６連絡管１７・１８連絡口１９・２０穴

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】外壁が内部を密閉する形式のケーシング
内に、それぞれ仕切り壁を介して複数の膨張室を有し、
膨張室間が連絡口もしくは連絡管にて順次接続された消
音器であって、上記仕切り壁のうちの二つ以上を貫く連絡管を、ケーシ
ングとは別体に、かつ上流端内面をベルマウス状にし
て、同じ仕切り壁のみを貫くものが二本となるよう形成
するとともに、ケーシングを分割可能な構造にし、その分割にともなっ
て開放されるよう仕切り壁に穴を形成したうえ、ゴム部
材を介しその穴の内側縁部にはさむことによって上記の
連絡管を取り付けたことを特徴とする消音器。