JP2518425B2 - 拡張型マフラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンから排出される排気ガスを消音し
てから外部に排出するマフラに係り、特に排気ガスをマ
フラ本体内部で一旦拡張（膨脹）させて消音する拡張型
マフラに関する。

（従来の技術） エンジン本体に接続される排気装置は、エキゾースト
マニホールドと、エキゾーストパイプおよびマフラなど
で構成されている。上記エキゾーストマニホールドは、
エンジン本体内における燃料と燃焼用空気との混合気に
対する燃焼作用によって生成される排気ガスを集めて上
記エキゾーストパイプに送る作用をなし、このエキゾー
ストパイプは、エキゾーストマニホールドとマフラとを
連通するパイプである。

上記エンジン本体から排出される排気ガスは高温・高
圧であるため、そのまま大気中に放出すると、急激に膨
脹して爆音を出す。そこで上記マフラは、この内部で排
気ガスを徐々に膨脹させて、排気音を弱めるとともに冷
却して排出し、テールパイプを介して大気中に放出する
作用をなす。

上記マフラについてなお説明すると、これは排気ガス
にのってマフラ本体内に入ってきた音波を内面の壁から
壁へと反射させ、右往左往する間に干渉しあって次第に
その勢力を失しなわせるようになっている。したがっ
て、マフラの消音効果をあげるには内部を複雑にすれば
するほど高まることは確かであるが、反射する音波の一
部と衝突したり、膨脹したガスがまた絞られたりする
と、抵抗となって出力が増大する。したがって、できる
だけ抵抗が少く、しかも音は小さくする相反する機能を
まとめるという難しい問題がある。

ところで上記マフラは、基本的構造として、共鳴減衰
の現象を応用する共鳴型と、管路の途中に拡張室（膨脹
室ともいう）を設ける拡張型（膨脹型ともいう）の２種
類に大別され、これに吸音材が備えられるのが普通であ
る。

上記拡張型のものとして、たとえば実開昭58−33716
号広報に開示される消音器がある。これは第２図に示す
ように構成されていて、外筒１内を複数の隔壁板2,3に
よって仕切り、これら隔壁板2,3に位相差を有して連通
穴4,5を設け、多数の孔７…,9…を穿設した排気ガスの
導入パイプ６と導出パイプ８を上記隔壁板2,3に当接し
て閉塞し、導出パイプ８側の隔壁にこの導出パイプ８と
連通する上記連通穴4,5よりも小径のチューニングホー
ル10が設けられてなる。

そして、エンジン本体で生成される排気ガスを、エキ
ゾーストマニホールドと、エキゾーストパイプ（いずれ
も図示しない）を介して導入パイプ６に導き、外筒１内
において排気音は膨脹作用と抵抗作用によって低減する
とともに、導出パイプ８側において、隔壁３の連通穴５
を通り多数の孔９を通過して導出パイプ８内に入った音
と、上記チューニングホール10より導出パイプ８に入っ
た音とが互いに干渉し合って音をさらに減衰する、とあ
る。

あるいは、実開昭62−158113号公報に示されるような
消音器もある。いずれにしても、これら消音器に共通し
て言えることは、マフラ本体（外筒）内に導入された排
気ガスを、マフラ本体内に形成される空間室である拡張
室に順次導いて拡張消音作用を繰り返し、最終的に外部
へ排出するようになっている。換言すれば、マフラ本体
内に複数の拡張室を直列に並べて配設し、拡張消音作用
を繰り返しながら導くのと同様である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このようにして構成される消音器にお
いては、排気ガスが１系統の直列に並べられる各拡張室
に順次導通する流れであるので、たとえば１つの拡張室
において流れ難い状態になると、全体的に円滑な流れが
阻害されることとなり、そのためいわゆる排圧が高くな
って、エンジンの圧縮仕事の損失につながり、走行性が
悪化する不具合がある。

ところで、このような拡張型マフラにおいては、拡張
率が高いものほど消音効果が大きいことが知られてい
る。上記拡張率は、マフラ本体内径／導通パイプ内径か
ら求められる、マフラ本体と導通パイプとの面積比であ
る。したがって、拡張率を高めるためには、マフラ本体
の直径はそのままにして導通パイプの直径を小さくする
か、もしくは導通パイプの直径はそのままにしてマフラ
本体の直径を大きくすることが考えられる。

しかるに上記導通パイプは、エキゾーストパイプなど
を介して直接エンジン本体に連通するものであるから、
この直径を小さくすると排圧をさらに高めて走行性能を
悪化させる恐れがある。上記マフラ本体の直径を大きく
すると、これはボディ下面に沿って取付けられるもので
あるから、地面との間隔が狭まって地上高が悪化し、必
要スペースを確保するのが困難となる。いずれにして
も、拡張率を高める構成が得られない。

本発明は、上記事情に着目してなされたものであり、
マフラ本体および導通パイプの直径は変えずに、排気ガ
スの流れを円滑にして排圧の低減化を図るとともに、拡
張率を高めて消音効果の向上化を得られる拡張型マフラ
を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、ドラム状のマフラ本体に排気ガスを導入す
る導通パイプを接続し、この導通パイプを介して導入し
た排気ガスを拡張消音する第１の拡張室をマフラ本体内
に設けるとともに、この第１の拡張室に並列に連通し、
ここで拡張消音した排気ガスを複数流に分流案内して拡
張消音する複数の分流経路を備え、上記分流経路は、上
記第１の拡張室で拡張消音した排気ガスの一部を、単数
もしくは複数の連通孔を介して第１の拡張室に隣接する
第２の拡張室へ導いて拡張消音してから、第２の拡張室
に隣接する第３の拡張室に導く系路と、上記第１の拡張
室で拡張した排気ガスの残りを、単数もしくは複数のバ
イパス管を介して直接第３の拡張室に導いて拡張消音す
るとともに上記第２の拡張室から導かれる排気ガスと干
渉させる系路とからなることを特徴とする拡張型マフラ
である。

また本発明の上記連通孔は、その孔総面積を上記導通
パイプ面積の1/2とするとともに、バイパス管は、この
管総面積を導通パイプ面積の1/2とすることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の拡張型マフラである。

また本発明は、上記第３の拡張室に隣接して、第３の
拡張室で拡張消音した全ての排気ガスを導いて拡張消音
してから外部に排出する第４の拡張室を具備したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の拡張型マフラで
ある。

（作用） 導通パイプからマフラ本体内に導かれる排気ガスを一
旦第１の拡張室で拡張消音してから、第１の拡張室に並
列に連通する複数の分流系路に分流し、さらにそれぞれ
の分流系路で拡張消音してから外部に排出するので、排
気ガスの流れが円滑で排圧を高めることなく消音作用を
なす。

そして、上記連通孔の孔総面積を上記導通パイプ面積
の1/2とし、バイパス管の管総面積を導通パイプ面積を1
/2としたので、連通孔とバイパス管の面積の総和は導通
パイプ面積と同一となり、導通パイプから導かれる排気
ガスは第１の拡張室で滞ることなく連通孔とバイパス管
との系路に導かれる。さらにまた、それぞれの系路にお
いては、上記面積の関係から排気ガスに対する拡張率が
実質的に２倍になり、マフラ本対および導通パイプの面
積を変えることなく、消音効果がよくなる。

そして、第１の拡張室で拡張消音した排気ガスの一部
を連通孔を介して第２の拡張室へ導き拡張消音してから
第３の拡張室に導く系路と、上記第１の拡張室での拡張
消音した残りの排気ガスをバイパス管を介して直接第３
の拡張室に導いて拡張させる系路とに分流し、この第３
の拡張室では各系路を導かれる排気ガスを互いに干渉さ
せ、ここから全ての排気ガスを第４の拡張室に導いて拡
張消音してから外部に排出するので、排気ガスの消音を
完全になす。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図にもとづいて説明す
る。図中11は、その両端面が閉塞されたドラム状のマフ
ラ本体であり、その両端閉塞面および周面にたとえばグ
ラスウールのごとき吸音材12が貼付される。このマフラ
本体11の両端面を貫通し、軸方向に沿って導通パイプ13
が貫通する。上記導通パイプ13と、上記マフラ本体11の
直径は基本的に従来のものと同一であり、したがって導
通パイプ13の面積およびマフラ本体11の面積ともに変わ
りがない。図において、導通パイプ13の左側端部は図示
しないエキゾーストパイプとエキゾーストマニホールド
を介してエンジン本体に連通し、右側端部は図示しない
テールパイプに連通する。

また、上記導通パイプ13内の所定位置には一対の閉塞
板14a,14bが所定間隔を存して設けられ、パイプ13内を
閉塞する。さらに、導通パイプ13には多数の小孔15…が
穿設される。これら小孔15…はまとまった状態で設けら
れる複数の小孔群16aないし16eからなり、互いに所定間
隔を存する。

一方、上記マフラ本体11内には互いに異なる間隔を存
して第１ないし第３の隔壁板17aないし17cが設けられ、
上記導通パイプ13外周面との間を複数室に区画する。上
記第１の隔壁板17aは上記一方の閉塞板14aと略対応する
位置にあり、マフラ本体11の一方の端面と第１の隔壁板
17aとで囲繞される室を第１の拡張室18と称する。上記
小孔群16aはこの第１の拡張室18に連通する。また第１
の隔壁板17aには、同心円上に複数の連通孔19とバイパ
ス管20とが互いに１つおきに設けられる（たとえば、３
こずつ）。上記バイパス管20は、第２の隔壁板17bを貫
通するよう架設される。なお、上記連通孔19の孔総面積
を上記導通パイプ13の管面積の1/2とするとともに、バ
イパス管20の管総面積を導通パイプ13の管面積の1/2と
するよう設定する。上記第１の隔壁板17aと第２の隔壁
板17bおよびマフラ本体11とで囲繞される室を第２の拡
張室21と称し、ここにも小孔群16bが連通する。

上記第２の隔壁板17bと第３の隔壁板17cおよびマフラ
本体11とで囲繞される室を第３の拡張室22と称し、ここ
にも小孔群16cが連通する。上記バイパス管20の他端開
口部が第２の隔壁板17bを貫通するところから、バイパ
ス管20は第１の拡張室18と第３の拡張室22を直接連通
し、第２の拡張室21をバイパスすることとなる。

上記第３の隔壁板17cとマフラ本体11の他端面とで囲
繞される室を第４の拡張室23と称し、ここに閉塞板14b
の両側の小孔群16d,16eが連通する。

このようにしてマフラ本体11内には、排気ガスの導入
側にから導出側に亘って第１ないし第４の拡張室18,21,
22,23が順次配設され、しかも上記連通孔19とバイパス
管20が設けられる位置から、第１の拡張室18−連通孔19
−第２の拡張室21−第３の拡張室22の順に排気ガスを導
く分流系路と、第１の拡張室18−バイパス管20−第３の
拡張室22の順に排気ガスを導く分流系路とが、互いに並
列に形成されることになる。

しかして、エンジン本体から排出される排気ガスは、
エキゾーストマニホールドとエキゾーストパイプを介し
てこのマフラに導かれる。上記導通パイプ13を導かれる
排気ガスは、閉塞板14aに衝突してこの手前の小孔群16a
から第１の拡張室18に導かれ、ここで拡張して第１段階
の消音作用がなされる。

ついで、上記第１の拡張室18で拡張した排気ガスの一
部は、複数の連通孔19を介して第２の拡張室21に導びか
れ、ここで拡張して第２段階の消音作用がなされる。一
方、上記第１の拡張室18で拡張消音した残りの排気ガス
は、複数のバイパス管20を介して直接第３の拡張室22に
導かれ、ここで拡張して第２段階の消音作用が、上記第
２の拡張室21と同時になされる。

すなわち、排気ガスは第１の拡張室18から並列に備え
た２つの分流系路に分流して消音作用をなすので、排圧
を高めることなく消音効果がよくなる。そして、上記連
通孔19の孔総面積を上記導通パイプ13の管面積の1/2と
し、バイパス管20の管総面積を導通パイプ13の管面積の
1/2としたので、これら連通孔19とバイパス管20との面
積の総和は上記導通パイプ13の管面積と同一となり、第
１の拡張室18から略半分ずつの排気ガスが第２の拡張室
21あるいは直接第３の拡張室22に極めて円滑に分流され
て、排圧の低減を得る。

そしてまた、連通孔19の孔総面積を上記導通パイプ13
の管面積の1/2とし、バイパス管20の管総面積を導通パ
イプ13の管面積の1/2としたので、これら連通孔19およ
びバイパス管20を導通する排気ガスに対する拡張率がそ
れぞれ実質的に２倍になり、マフラ本体11および導通パ
イプ13の面積を変えることなく、消音効果がよくなる。

上記第２の拡張室から第３の拡張室22に導かれる排気
ガスと、直接第３の拡張室22に導かれる排気ガスとは、
この第３の拡張室22で互いに干渉しあって、さらに消音
作用をなす。全ての排気ガスは第３の拡張室22から第４
の拡張室23に導びかれ、拡張消音をなす。この第４の拡
張室23には導通パイプ13内を仕切る閉塞板14bが位置し
ているので、実質的に２段階に拡張するのと同様とな
る。結局、第１の拡張室18で分流した排気ガスは略完全
に消音した状態でマフラ本体11から導出される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、マフラ本体内に
複数の分流系路を並列に備えたから、排気ガスの流れが
円滑であり、排圧が低下して走行性の向上化を図れる。
また、各分流系路における排気ガスに対する拡張率はそ
れぞれ実質的に２倍になり、マフラ本体および導通パイ
プの面積を変えることなく、略完全な消音をなすなどの
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す拡張型マフラの概略縦
断面図、第２図は本発明の従来例を示す拡張型マフラの
概略縦断面図である。 11……マフラ本体、13……導通パイプ、18……第１の拡
張室、19……連通孔、21……第２の拡張室、20……バイ
パス管、22……第３の拡張室、23……第４の拡張室。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドラム状のマフラ本体に排気ガスを導入す
   る導通パイプと、 この導通パイプを介して導入した排気ガスを拡張消音す
   るマフラ本体内に設けられる第１の拡張室と、 この第１の拡張室に並列に連通されここで拡張消音した
   排気ガスを複数流に分流案内して拡張消音する複数の分
   流系路とを具備し、 上記分流系路は、 上記第１の拡張室で拡張消音した排気ガスの一部を、単
   数もしくは複数の連通孔を介して第１の拡張室に隣接す
   る第２の拡張室へ導いて拡張消音してから、第２の拡張
   室に隣接する第３の拡張室に導く系路と、 上記第１の拡張室で拡張した排気ガスの残りを、単数も
   しくは複数のバイパス管を介して直接第３の拡張室に導
   いて拡張消音するとともに上記第２の拡張室から導かれ
   る排気ガスと干渉させる系路とからなることを特徴とす
   る拡張型マフラ。
2. 【請求項２】上記連通孔は、その孔総面積を上記導通パ
   イプ面積の1/2とするとともに、上記バイパス管は、そ
   の管総面積を導通パイプ面積の1/2とすることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の拡張型マフラ。
3. 【請求項３】上記第３の拡張室に隣接して、第３の拡張
   室で拡張消音した全ての排気ガスを導いて拡張消音して
   から外部に排出する第４の拡張室を具備したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の拡張型マフラ。