JP3250641B2

JP3250641B2 - 消音器

Info

Publication number: JP3250641B2
Application number: JP20639894A
Authority: JP
Inventors: 司藤井; 直樹内田; 正成小林
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 2002-01-28
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: JPH0874556A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンから吐き出さ
れた排気ガスに対して、その排気ガスが持っている音響
エネルギーを消耗させて騒音低減を図る消音器に係り、
特に、遮音・遮熱効果に特徴を有する消音器に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の消音器の構造は、例えば、図９に
示すように、一端部がエンジン側の排気管５０に連通す
ると共に他端部がテールパイプ５１に連通する内筒５２
の外周側に、所定空間をあけて覆う外筒５３が配設され
て構成されている。上記内筒５２の外周壁には、全面に
渡って多数の小孔５８が開設されている。そして、その
多数の小孔５８を介して、内筒５２内を通過する排気ガ
ス流が、内筒５２と外筒５３との間に形成される拡張室
５４へ導入可能となっている。

【０００３】このとき、上記流通する排気ガスは高温状
態で且つ高い騒音振動をもっているので、消音器の外壁
を構成する外筒５３外壁から消音器外部への放射熱や放
射音が問題となる。そこで、従来では、上記内筒５２に
開口される各小孔５８を、外筒５３からの放射熱や放射
音の低減のために小径に絞っている。

【０００４】または、上記小孔５８を、安定板を備えた
スタビング孔に形成して、外筒５３からの放射熱や放射
音の低減を図っている。または、外筒５３の外壁を二重
構造として遮熱・遮音効果を上げることも実施されてい
る。また、従来の消音器の構造としては、例えば、図１
０に示すような、Ｕターンタイプの消音器もある。

【０００５】この消音器は、消音器本体である円筒形状
の拡張室５４に対して、軸方向の一方の壁部に、排気管
５０及びテールパイプ５１が連通し、該排気管５０及び
テールパイプ５１の拡張室５４内への延び方向が、拡張
室５４内の他方の壁面に対向している。そして、排気管
５０から拡張室５４内に送られてきた排気ガス流は、該
拡張室５４内で拡張することで排気ガス流の音響エネル
ギーが消費された後に、テールパイプ５１側に送られ
る。

【０００６】このとき、排気管５０から拡張室５４に吹
き出した排気ガス流は、その排気管５０の延び方向に向
けて放射状に拡がりながら、対向する軸方向の他方の壁
部５４ａに衝突する。このため、該軸方向の他方の壁部
５４ａからの放射熱が大きいので、従来では、その軸方
向の他方の壁部５４ａの前に隔壁５５を配設することで
２重壁構造とし、該軸方向の他方の壁部５４ａからの放
射熱を低減している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】内筒５２と外筒５３と
の間の空間を拡張室５４として作用させるためには、内
筒５２に設けた小孔５８による開口率を３０％以上に設
定する必要がある。なお、この開口率とは、内筒５２の
表面積に対する全小孔５８による開口面積の割合をい
う。

【０００８】しかしながら、上記小孔５８を小径に絞る
ことは、各小孔５８による開口面積が小さくなる。これ
は、上記開口率が減少して内筒５２外周と外筒５３内周
との間に形成される空間が拡張室５４として作用しなく
なる恐れがあり、バリ音が発生するという問題がある。
また、小孔５８としてスタビング孔を採用する場合、実
際には、図１１のような形状に安定板５５を備えた穴形
状に加工したいが、製造上，上記形状が困難なため現実
には図１２に示すような安定板５６の形状となって、十
分な遮熱・遮音効果を発揮することができない。

【０００９】また、外筒５３を２重壁構造にすること
は、消音器内の拡張室５４の容量が減ってしまい消音効
果が低下する。同様に、図１０に示すＵターンタイプの
消音器においても、軸方向の他方の壁部を２重壁構造と
するので、拡張室５４内の容量が減ってしまい消音効果
が低下する。

【００１０】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、消音器内の容量をさほど減らすことな
く遮音・遮熱効果を向上可能な消音器を提供することを
目的としている。

【００１１】

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載された消音器は、エン
ジン側の排気管及びテールパイプに連通すると共に壁部
の一部に多数の小孔が開口された内筒と、その内筒の外
周側に所定間隔をあけて覆うように配設されると共に壁
部の一部に開口部を有する中間筒と、その中間筒の外周
側に所定間隔をあけて覆うように配設される外筒と、を
備え、上記内筒における小孔が開口した壁部位置と、上
記中間筒における開口部を開口した壁部位置とが、径方
向で対向しないように配設したことを特徴としている。

【００１３】このとき、請求項２に記載されているよう
に、上記内筒における多数の小孔による開口率を３０％
以上に設定すると共に、中間筒の開口部による開口率を
３０％未満に設定したことを特徴としてもよい。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【作用】請求項１に示される消音器では、排気管から内
筒内に送られた排気ガス流は、内筒に開設された小孔か
ら、中間筒の内壁に向けて吹出し該中間筒の内壁に衝突
すると共に拡張し、さらに該内筒外壁と中間筒の内壁と
の間の通路を通って中間筒に開口部から中間筒と外筒と
の間の空間に導入される。このように、内筒の小孔から
拡張室内に導入される排気ガス流は、一旦，中間筒の内
壁に衝突してから外筒側に移動するので、小孔から吹き
出した排気ガス流が直接，外筒内壁に衝突することが回
避されて、該外筒からの放射熱・放射音が低減される。

【００１８】このとき、小孔からの排気ガス流が直接，
外筒に衝突することが回避されるので、各小孔を従来の
ように絞る必要がなく、該小孔を開設する面積を減らし
ても、該小孔による開口率を３０％以上に設定すること
は可能である。また、中間筒を内筒と外筒との間に配設
しても、中間筒に開口部を設けることで、内筒と中間筒
との間の空間と中間筒と外筒間の空間は連通状態となっ
ているので、内筒と外筒との間の拡張室の容積を減少す
ることはない。

【００１９】なお、中間筒と外筒との間の空間を拡張室
として使用する場合には、上記中間筒に開設する開口率
を３０％以上に設定すればよい。上記構成に加えて、請
求項２に記載されているように、内筒における多数の小
孔による開口率を３０％以上に設定すると共に、中間筒
の開口部によう開口率を３０％未満に設定すると、内筒
と中間筒との間に空間が拡張室として働くと共に、中間
筒と外筒間の空間が共鳴室として働き、該共鳴室が形成
されることで、低周波数領域の騒音低減が向上する消音
器構造となる。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず構成を説明すると、図１及び図２に示すように、内
筒１の外周に所定間隔を開けて邪魔板を構成する中間筒
２が同軸に配設され、その中間筒２の左右両端部は、テ
ーパ状に縮径して内筒１外周面に固定されている。ま
た、上記中間筒２の外周には、所定の間隔をあけて同軸
に外筒３が配設されていて、該外筒３外壁によって消音
器の外壁が構成されている。

【００２５】上記内筒１の上側半分の壁部には、多数の
小孔１ａが開設され、該多数の小孔１ａを介して、内筒
１内を流通する排気ガス流が、内筒１と中間筒２との間
の空間から形成される第１拡張室４に導入可能となって
いる。なお、上記多数の小孔１ａによる内筒１の開口率
は、３０％以上に設定する。また、中間筒２の下側半分
の壁部にも、多数の小孔２ａが開設されている。該多数
の小孔２ａを介して、内筒１と中間筒２との間の第１拡
張室４に導入された排気ガス流が、中間筒２と外筒３と
の間の空間によって形成される第２拡張室５に導入可能
となっている。なお、上記多数の小孔２ａによる中間筒
２の開口率は、３０％以上に設定する。

【００２６】また、エンジンに連通した排気管６が、上
記内筒１の上流側端開口部に連通し、また、該内筒１の
他端開口部に、テールパイプの下流側端開口部が連通し
ている。該テールパイプ７は車体後方に延びて、その下
流側開口部が外気に開放されている。上記構成の消音器
では、エンジンから吐き出される排気ガス流は、排気管
６を介して内筒１内に送られて、該内筒１の小孔１ａを
介して拡張室内に導入されて音響エネルギーの消費が実
施されつつ、テールパイプ７側に送られる。テールパイ
プ７に送られた排気ガス流は、車体後方に案内され、車
体後方から外気に開放される。

【００２７】上記内筒１の小孔１ａから第１拡張室４に
吹き出した排気ガス流は、一旦，中間筒２の内壁に衝突
し、該中間筒２に開設した小孔２ａ位置まで該中間筒２
の内壁に案内される。そして、中間筒２に開設した小孔
１ａから第２拡張室５側に導入される。このように、排
気ガス流は、第１拡張室４及び第２拡張室５で拡張され
て音響エネルギーが消費されると共に、内筒１の小孔１
ａから吹き出す排気ガス流が、一旦，中間筒２の内壁に
衝突してから外筒３の内壁に接触するので、該外筒３か
らの放射熱や放射音が低減する。

【００２８】本実施例では、内筒１と外筒３との間に邪
魔板となる中間筒２が設けられるが、上記のように、拡
張室の容積を減少させることがないので、消音効果が低
下することはない。なお、上記実施例では、内筒１に開
口した小径開設部分と中間筒２に開設した小孔１ａ開設
部分とが、排気ガス流の吹出し方向で対向しないよう
に、内筒１側は周方向に沿って上側に、中間筒２側は周
方向に沿って下側になるように、小孔開設位置の位相を
１８０度ずらし且つ周方向１８０度分の位置にそれぞれ
小孔を開設しているが、これに限定されるものではな
く、例えば、各小孔１ａ，２ａの開設位置の位相を９０
度ずつずらして各周方向９０度分の位置に小孔を開設す
るなど、要は、内筒１に開口した小径開設部分と中間筒
２に開設した小孔開設部分とが径方向で対向しなければ
よい。

【００２９】従って、例えば、内筒１の小孔開口位置
を、軸方向の上流側端部側に設定し、且つ、中間筒２の
小孔開口位置を、軸方向の下流側端部側に設定するよう
な配置であってもよい。なお、図３に示すように、内筒
１に開設された小孔１ａと径方向で対向する部分に該小
孔１ａを覆うように邪魔板８を配設することも考えられ
る。なお、図３に記載された邪魔板８は断面円弧状に図
示されているが、この形状に限定されるものではなく、
箱型などの形状をしていてもよい。

【００３０】また、中間筒２の開口を多数の小孔１ａで
形成しているが、軸方向に延びるスリット状の開口等、
他の形状をしていてもよい。次に、第２実施例について
図面に基づいて説明する。なお、第１実施例と同様の部
材には第１実施例と同じ符号をつけて説明する。第２実
施例の基本構成は、第１実施例と同様であり、中間筒２
に開口される開口構造だけが相違している。

【００３１】即ち、図４に示すように、中間筒２の下方
位置に対して、軸方向に延びるスリット状の開口部２ｂ
を設け、該開口部２ｂによる中間筒２の開口率を３０％
未満としたものである。この第２実施例の消音器では、
内筒１の小孔１ａから吹出した排気ガス流は、内筒１と
中間筒２との間の空間である拡張室４に導入されて拡張
される。

【００３２】このとき、中間筒２における開口部２ｂの
開口率を３０パーセント未満に設定したことで、中間筒
２と外筒３との間の空間が共鳴室９となり、該共鳴室９
によって、低周波数領域の音響エネルギーが消費され
る。このように、第２実施例では、第１実施例に比べて
拡張室の容積は低減するものの、共鳴室９が設けられる
ことで、低周波数領域の騒音低減を向上させることがで
きる。

【００３３】次に、本発明の範囲ではない参考例につい
て説明する。まず構成を説明すると、図５に示すよう
に、消音器の外壁を構成する略円筒状の外筒２０に対し
て、第１の内筒２１及び第２の内筒２２が、相互の延び
方向を同じくして配設されている。第１の内筒２１は、
上流側端部をエンジン側の排気管２３に連通し、下流側
端部を、外筒２０の軸方向一端部側から該外筒２０内に
挿入している。

【００３４】第２の内筒２２は、下流側端部側をテール
パイプ２４に連通し、上流側端部を、外筒２０の軸方向
他端部側から該外筒２０内に挿入している。上記第１の
内筒２１と第２の内筒２２の延び方向は同軸に配置され
ている。また、該第２の内筒２２における外筒２０内の
上流側端部は大径に形成され、その第２の内筒２２にお
ける大径部２２ａ内に、上記第１の内筒２１の下流側端
部側が遊挿されている。

【００３５】これによって、第１の内筒２１の下流側端
面２１ａと、その下流側端面２１ａに軸方向で対向する
第１の内筒２１の内周面位置までの位置との間における
空間、即ち上記大径部２２ａ内の空間が第１拡張室２５
を構成する。その第１拡張室２５は、第１の内筒２１の
下流側端部外周面と該外周面と径方向で対向する大径部
２２ａ内周面との間の空間で構成される連通路２６を介
して、第１及び第２の内筒２２と外筒２０との間の空間
から構成される第２拡張室２７に連通している。

【００３６】なお、第２拡張室２７に排気ガス流を案内
する連通路２６の開口面積は、大径部２２ａの径を大き
く設定したりすることによって、開口率を３０％以上に
設定して該第２拡張室２７内へ排気ガス流が導入可能に
設定しておく。上記構成の消音器では、エンジンから排
出された排気ガス流が、排気管２３を介して第１の内筒
２１に供給される。その排気ガス流は、第１の内筒２１
の下流側端部から吹出し、第１拡張室２５に一旦，拡張
した後に連通路２６を介して第２拡張室２７に導入され
て拡張して音響エネルギーが消費されつつ、第２の内筒
２２を介してテールパイプ２４側に送られ、車体後方か
ら外気に開放される。

【００３７】このように、第１の内筒２１から吹き出し
た排気ガス流は、第２の内筒２２における大径部２２ａ
の内周面に衝突した後に、第２拡張室２７に導入される
ので、外筒２０外壁から発する放射熱や放射音が低減さ
れる。また、上記のように、第２の内筒２２の上流側端
部を大径に構成して第１の内筒２１の下流側端部を同軸
に覆っても、拡張室の容量は減少しないので、消音効果
は低減しない。

【００３８】なお、上記参考例では、第１の内筒２１と
第２の内筒２２との延在方向の軸を一致させているが、
第１の内筒２１と第２の内筒２２との延在方向の軸を違
えても構わない。次に、第２の参考例について図面に基
づいて説明する。なお、上記参考例と同様の部材には、
上記参考例と同じ符号を付けて説明する。

【００３９】本参考例の消音器における基本構成は、上
記参考例の消音器の大径部２２ａの形成が相違するだけ
である。即ち、第２の参考例の消音器は、図２３に示す
ように、大径部２２ａの径を外筒２０の径に近い寸法に
設定すると共に、該大径部２２ａの開口端部，即ち連通
路２６を絞ったものである。

【００４０】上記大径部２２ａに開口端部は、開口率３
０％未満となるように設定することで、該大径部２２ａ
と外筒２０との間のの空間を共鳴室２８として使用す
る。この消音器では、エンジンから排出された排気ガス
流が、排気管２３を介して第１の内筒２１に供給され
る。その排気ガス流は、第１の内筒２１の下流側端部か
ら吹出し、第１拡張室２５で拡張しながら且つ共鳴室２
８によって低周波数領域の音響が低減されつつ、第２の
内筒２２を介してテールパイプ２４側に送られ、車体後
方から外気に開放される。

【００４１】このように、本参考例では、外筒２０に直
接，排気ガス流が接触することが回避されて該外筒２０
外壁からの放射熱や放射音が低減する。本参考例では、
拡張室の容積が若干、小さくなるものの、共鳴室２８が
形成されて低周波数領域の騒音レベルの低減が向上す
る。次に、第３の参考例について図面に基づいて説明す
る。

【００４２】まず構成を説明すると、図７に示すよう
に、略円筒形状の拡張室３０の軸方向一端面３０ａに対
して、排気管３１とテールパイプ２４が連通している。
上記排気管３１の開口端部の延び方向は、拡張室の軸方
向他端面３０ｂと対向している。拡張室３０内に、上記
排気管３１の開口端部と対向するようにして第１の邪魔
板３３が配設され、該拡張室３０内が第１拡張室３０ｃ
と第２拡張室３０ｄに区画されている。

【００４３】上記第１の邪魔板３３には、上記第１拡張
室３０ｃと第２拡張室３０ｄとを連通する連通路３５が
開設されている。この連通路３５の開口面積は、第１の
邪魔板３３全体の面積の３０％以上となるように設定し
ておく。また、該連通路３５と拡張室３０の軸方向で所
定間隔をあけて対向する位置に第２の邪魔板３６が配設
されている。この第２の邪魔板３６と第１の邪魔板３３
との間隔は、連通路３５を流通する排気ガス流の流れを
絞らないだけの広さをもってあけておく。

【００４４】上記構成の消音器では、エンジンから吐き
出された排気ガス流は、排気管３１によって案内され、
該排気管３１の開口端部から第１拡張室３０ｃ内に吹き
出されて拡張しつつ、テールパイプ２４側に送られる。
排気管３１の開口端から吹き出した排気ガス流は、拡張
室３０の延在方向に向けて放射状に拡がりながら移動し
て、第１の邪魔板３３及び第２の邪魔板３６に衝突しつ
つ、該第１拡張室３０ｃ内で一旦拡張され、連通路３５
によって、第２拡張室３０ｄに導入されて再び拡張され
ることで音響エネルギーを消費して消音される。

【００４５】このように、排気管３１から吹き出された
排気ガス流は、直接、該排気管３１と対向している壁面
３０ｂに衝突することが回避されて、該壁３０ｂからの
放射熱や放射音が低減する。また、上記のように、拡張
室３０内に２枚の邪魔板３３，３６を配設しているが、
拡張室３０内の容量を低減することはないので消音効果
を低減することはない。

【００４６】なお、本参考例では、第２の邪魔板３６を
第１拡張室３０ｃ側に配設しているが、図８に示すよう
に第２拡張室３０ｄ側に配設してもよい。また、連通路
３５の開口面積を開口率３０％未満まで絞ることで、該
連通路３５による開口率を３０％より小さくして、第２
拡張室３０ｄを共鳴室２８として使用してもよい。

【００４７】

【００４８】

【発明の効果】以上説明してきように、本発明のうち請
求項１に記載された消音器では、内筒の小孔から吹き出
した排気ガス流が中間筒の内壁に一旦，衝突してから外
筒に接触するので、消音器の外壁を構成する外筒外壁か
らの放射音や放射熱が低減し、もって、消音効果を低減
させることなく遮音・遮熱効果が向上するという効果が
ある。

【００４９】なお、この時には、中間筒によって、拡張
室が２つに分けられた構成となる。さらに、上記構成に
加えて、請求項２に記載されているように、中間筒に開
設した開口部の開口率を３０％未満に設定すると、内筒
と中間筒との間の空間が拡張室として働くと共に、中間
筒と外筒間の空間が共鳴室として働く。この共鳴室が形
成されることによって、低周波数領域の騒音低減が向上
するという効果がある。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の消音器の構造を示す
断面側面図である。

【図２】本発明に係る第１実施例の構成を示す概略正面
図である。

【図３】本発明に係る第１実施例の別の構成例を示す概
略正面図である。

【図４】本発明に係る第２実施例の消音器の構成を示す
概略正面図である。

【図５】参考例の消音器を示す概略構成図である。

【図６】別の参考例の消音器を示す概略構成図である。

【図７】第３の参考例の消音器を示す概略構成図であ
る。

【図８】第３の参考例の別の例の消音器を示す概略構成
図である。

【図９】従来の消音器の例を示す断面側面図である。

【図１０】従来の消音器の別の例を示す概略構成図であ
る。

【図１１】スタビング孔の形状を示す図である。

【図１２】スタビング孔の実際の形状を示す図である。

【符号の説明】

１内筒１ａ小孔２中間筒２ａ小孔３外筒４第１拡張室５第２拡張室６排気管７テールパイプ８邪魔板９共鳴室２１第１の内筒２２第２の内筒２２ａ大径部３３第１の邪魔板３５連通路３６第２の邪魔板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林正成神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (56)参考文献実開昭62−160716（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−78114（ＪＰ，Ｕ) 実開昭54−108837（ＪＰ，Ｕ) 実開平１−80615（ＪＰ，Ｕ) 実公昭７−10594（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 1/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン側の排気管及びテールパイプに
連通すると共に壁部の一部に多数の小孔が開口された内
筒と、その内筒の外周側に所定間隔をあけて覆うように
配設されると共に壁部の一部に開口部を有する中間筒
と、その中間筒の外周側に所定間隔をあけて覆うように
配設される外筒と、を備え、上記内筒における小孔が開
口した壁部位置と、上記中間筒における開口部を開口し
た壁部位置とが、径方向で対向しないように配設したこ
とを特徴とする消音器。
【請求項２】上記内筒における多数の小孔による開口
率を３０％以上に設定すると共に、中間筒における開口
部による開口率を３０％未満に設定したことを特徴とす
る請求項１に記載された消音器。