JP3623040B2

JP3623040B2 - Silencer

Info

Publication number: JP3623040B2
Application number: JP06629696A
Authority: JP
Inventors: 稔伊藤
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2016-03-22
Also published as: JPH09256835A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気系に装着される消音器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、内燃機関における排気騒音を低減させるために排気管に消音器を設けることが行われている。
図７は従来の消音器の概略断面図を示している。この消音器は図面に示すように三つの隔室３１，３３，３５を有するケーシング３０と、内燃機関（図示せず）からの排気ガスを中央に位置する第２隔室３３に導く排気導入管３７と、前記第２隔室３３と第１隔室３１とを連結する連通管３９と、第２隔室３３と第３隔室３５とを連通する共鳴管４１と、第１隔室３１内の排気ガスをケーシング３０の外部に導く排気導出管４３とから成り、内燃機関からの排気ガスを各隔室３１，３３，３５に通す時に、第１隔室３１及び第２隔室３３の膨張減衰作用、及び第３隔室３５の共鳴減衰作用で高温高圧の排気ガスを徐々に常温圧に下げて排気騒音を消音している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の消音器は、排気導入管３７を介してケーシング３０内に導入された排気ガスが第２隔室３３に流入する時に、排気ガスの流入に伴う排気脈動でケーシング３０が共振し、ケーシング３０から輻射音が発生してしまうという欠点があった。
特に、近年、消音器の軽量化を図るためにケーシングを薄肉化することが望まれているが、前記した従来の消音器におけるケーシングの共鳴による輻射音はケーシングを薄くするに従って大きくなるため、この観点からも、前記輻射音の発生を防止することが強く望まれている。
上記した問題を解決するために、排気導入管の挿入側端部を、排気導入管よりも大径に形成され発泡金属パイプ、又は多数の小孔を有する多孔パイプで覆い、これら発泡金属パイプ又は多孔パイプを通過する時に、排気ガスの排気脈動を減衰し、かつ排気ガス自体を整流させるように構成することが特開平７ー７７０２５号公報で提案されているが、この方法では、従来の消音器の構成に発泡金属パイプや多孔パイプを新たに追加しなければならないので、消音器を軽量化するという観点から考えると好ましくなく、また、構成が複雑になるという問題もある。
【０００４】
本発明は、上記した従来の問題点を解決し、発泡金属パイプや多孔パイプ等を付加的に設ける必要なく、簡単な構成で輻射音を低減させることのできる消音器を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る消音器は、少なくともエンジンに接続された排気管の断面積より大きい断面積を有し、外部と連通する排気出口を備えたケーシングと、上流端にエンジンからの排気管が連結され、下流部分がケーシング内に挿入された排気導入管とから成る消音器であって、前記排気導入管の下流端に、その下流端開口を閉鎖する端壁を設け、前記排気導入管の管壁におけるケーシング内に挿入された部分に、少なくとも排気管の内径より小径の複数の排気孔からなる排気孔群を、複数間隔をあけて設け、前記排気導入管の管壁における、ある排気孔群と、他の排気孔群との間の部分に、複数のパンチング孔から成るパンチング孔群を形成し、前記排気導入管の管壁における、前記パンチング孔群を形成した部分に、消音部材を張設したことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る消音器の実施の形態を添付図面に示した一実施例を参照して説明する。
始めに、図１〜図４に示したパンチング孔及び消音部材を備えていない消音器を用いて、本発明に係る消音器の基本構成について説明する。
図１は消音器を装着した自動二輪車の排気系の概略上面図、図２は図１に示した排気系の概略側面図、図３は図１における消音器の拡大図、及び図４は図３における消音器のＡ−Ａ断面図を各々示している。図中１は消音器を示している。この消音器１は、内部に複数の膨張室を有する板金製のケーシング２と、ケーシング２内に挿入されている排気導入管３とから構成されている。前記ケーシング２は、内部が４枚の仕切板４〜７で５つの膨張室８〜１２に区画されている。
【０００７】
第１の仕切板４はケーシング２の前部に第１膨張室８を形成するように、排気導入管３の軸線方向と直交する向きに配置され、その周縁部がケーシング２の内面に溶接等の適当な方法で固定されている。この第１の仕切板４には排気導入管３が貫通する貫通孔４ａが形成されている。前記貫通孔４ａは、排気導入管３の外周面との間に隙間を形成できるように排気導入管３の外径より大きく形成され、排気導入管３の周囲の隙間を通して第１膨張室８と後述する第２膨張室９との間を排気流が行き来できるようにしている。
第２の仕切板５は、第１の仕切板４の直ぐ後ろに、第１の仕切板４と同様、排気管の排気導入管３の軸線方向と直行する向きに配置されており、その周縁がケーシング２の内面に溶接等の適当な方法で固定されている。この第２の仕切板５は、平面視でその中間部分が後方、即ち第１の仕切板４と離れる方向に膨らむように湾曲した形状に形成されており（図３参照）、前記第１の仕切板４と同様、排気導入管３が貫通する貫通孔５ａが形成されている。前記貫通孔５ａは、排気導入管３の外周面との間に隙間を形成できるように排気導入管３の外径より大きく形成されており、排気導入管３の周囲の隙間を通して第２膨張室９と後述する第３膨張室１０、第４膨張室１１、及び第５膨張室１２とを連結している。
さらに第３及び第４の仕切板６及び７は、排気導入管３の軸線方向に沿うように排気導入管３の両側に配置され、前記第２膨張室９の後方の空間を排気導入管３の軸線方向に沿った第３、第４、及び第５膨張室１０〜１２に区画している。これら第３及び第４の仕切板６及び７は、それらの周縁部がケーシング２の内面に溶接等の適当な方法で固定されている。前記仕切板６は第３膨張室１０及び第４膨張室１１を完全に隔離しないように、前端が切り欠き状に形成され（図４参照）、また、その後端とケーシング２の後壁２ａとの間に適当な間隔が形成されるような寸法に形成されており（図３及び図４参照）、さらに、板面には二つの連通孔６ａ，６ｂが形成されている。尚、図４では第４の仕切板７は示されていないが、この第４の仕切板７も、第３の仕切板６と同じ形状に形成され、第３膨張室１０と第５膨張室１２とを完全に仕切らないように配置されている。従って、前記第３〜第５の膨張室１０〜１２は、前記した仕切板６及び７の前端の切り欠きや後部の隙間、及び連通孔６ａ及び６ｂを介して相互に連結されている。
【０００８】
前記排気導入管３は、第１膨張室８及び第２膨張室９を貫通し、第３膨張室１０の後部まで伸びるように、ケーシング２の前端部分から挿入され、前側がケーシング２の挿入口２ｄで支持され、後側がケーシング２の後壁２ａに設けられたブラケット２ｂで支持されている（図４参照）。
この排気導入管３は、後端が端壁３ａで完全に閉鎖されており、その側壁３ｂには、二つの排気孔郡１３及び１４が形成されている。各排気孔郡１３及び１４は、少なくとも排気導入管３の内径の約１／６〜１／１０の大きさの小径な複数の排気孔１３ａ及び１４ａの集まりからなり、これら排気孔孔１３ａ及び１４ａは、第１排気孔郡１３がほぼ第２膨張室９内に位置し、第２の排気孔郡１４が第３膨張室９内に位置し、かつ第１排気孔郡１３と第２排気孔郡１４との間に適当な間隔が開くように形成されている（図３及び図４参照）。
また、ケーシング２の内面における前記第１排気孔群１３及び第２排気孔群１４の位置に対応する部分には、グラスウール等の適当な消音材２２及び２３が張設されている。
【０００９】
前記した排気導入管３の上流端には図１及び図２に示すように、不図示のエンジンの排気孔に連結される２本の排気管１５及び１６が集合連結管１７を介して連結されている。
ケーシング２の第４膨張室１１と第５膨張室１２とに対応する部分には、排気導出管１８及び排気導出管１９が各々連結されており、各排気導出管１８及び１９の下流には各々マフラ２０及び２１が取り付けられている。
【００１０】
以上説明したように構成された消音器１はケーシング２の上面に設けられたブラケット２ｃを介して付図示の車体フレームに取り付けられる。
【００１１】
以下、上記した消音器１の作用を説明する。
内燃機関からの高温高圧の排気ガスは二つ排気管１５，１６及び集合連結管１７を経由して排気導入管３に流入する。排気導入管３に流入した排気ガスは排気導入管３内を下流に流れる時に、その一部が始めに第１排気流として第１排気孔郡１３の各排気孔１３ａを通過して消音器１の第２の膨張室９内に流入し、次に残りの排気ガスの一部が第２排気流として第２排気孔郡１４の各排気孔１４ａを通過して消音器１の第３の膨張室１０内に流入し、さらに、残りの排気ガスが排気導入管３の端壁３ａで反射して戻る時に、その一部が第３排気流として第２排気孔郡１４の各排気孔１４ａを通過して消音器１の第３の膨張室１０内に、次に残りの排気ガスが第４排気流として第１排気孔郡１３の各排気孔１３ａを通過して消音器１の第２膨張室９内に各々流入する。
【００１２】
高温高圧の排気ガスは上記した様に４つの排気流に分かれて、各々小径の排気孔１３ａ及び１４ａを介して排気導入管３からケーシング２の膨張室９及び１０内に流入される。上記したように排気ガスを小径の排気孔を介して排出することで、排気ガスをケーシング２内に徐々に開放させることができ、さらに４つの排気流に分けることで排気圧力の開放による圧力変動を圧力レベル、時間、及び場所の３要素において、分散させることができるため、ケーシング２内の排気ガスの排気圧力が開放された時の圧力変動は緩やかになり、ケーシング２に圧力変動による衝撃を緩和する。さらに、排気導入管３の排気孔群１３及び１４の間に間隔を開けて、さらに仕切り板を介した異なる膨張室９，１０に異なるタイミングで排気流を排出するように構成しているので、各排気流の、排気導入管３から排出されてからケーシング２の壁面に到達するまでの時間に時間差が生じ、その結果からもケーシング２に到達する衝撃を緩和できる。
【００１３】
排気導入管３からケーシング２内に流入した排気流は、各膨張室間を行き来する間に常温圧まで圧力が低下され、また、排気圧力の脈動の振幅も減衰されて第４膨張室１１及び第５膨張室１２に連結された排気導出管１８，１９からケーシング２の外部に導出され、各排気導出管１８，１９の下流に設けられたマフラ２０，２１を介して外部に排気される。
【００１４】
以上説明した消音器は、所定の排気脈動を有する高温高圧の排気ガスを、４つの排気流に分けて小径の排気孔１３ａ及び１４ａを介して排気導入管３からケーシング２内に排出しているので、排気ガスを排気導入管から一気にケーシング内に排気する場合に比べて排気圧力の膨張による圧力変動が非常に小さくなり、又、前記４つに分けられた排気流が排気導入管３から別々の膨張室９及び１０に排気されるため、結果として、急激な圧力変動や、排気圧力の脈動との共振によるケーシング２の輻射音を低減させることができるようになるという効果を奏する。
又、前記したようにケーシング２における、第１及び第２排気孔群１３，１４に対応する部分には、消音材２２，２３が張設されているので、排気ガスを４つの排気流に分け、小径の排気孔１３ａ及び１４ａを介して排出することによって相当低減されている僅かな圧力変動をもケーシング２から遮断することができるという効果を奏する。
さらに上記した消音器は、排気導入管３の側壁に複数の小径の排気孔からなる排気孔群を二つ設けているので、排気孔を小径にしたことによる排気抵抗の増加の影響はなく、従って、排気性能を低下させることはないという効果を奏する。仕切り板４〜７はケーシングの補強にもなるので振動も減少でき、輻射音がひくくなる。
【００１５】
上記した消音器は２本の排気管１５，１６を一本の排気導入管３に集合させて、再度２本の排気導出管１８，１９を介して外部に排気するように構成されているが、これらの構成は適用する内燃機関に応じて任意の構成にしてもよいことはもちろんである。
また、上記した消音器は自動二輪車の排気系に適用されているが、消音器は任意の内燃機関に適用できることはいうまでもない。
さらに、上記消音器は、ケーシングにおける第１及び第２排気孔群の位置に対応する部分に、消音材を張設しているが、これは必須のものではない。
また、上記消音器は、その内部を排気ガスが相互に行き来できる５つの膨張室に区画しているが、膨張室の数は上記説明に限定されることなく適当な数に区画してよく、また、膨張室の構成も上記説明に限定されることなく、順番に流れるように構成してもよい。
【００１６】
次に、図５を参照しながら、パンチング孔及び消音部材を備えた本発明に係る消音器の実施例を説明する。
図５は、本発明に係る消音器の図３のＡ−Ａ断面に対応する概略縦断面図である。
尚、本実施例に係る消音器の基本構成は、図１〜図４に示した消音器の構成と同じ構造であるので、同じ部材には同じ符号を付して説明は省略する。
この実施例では、排気導入管３の側壁３ｂにおける第１排気孔群１３と第２排気孔群１４との間に小径の複数のパンチング孔４５ａを設けたパンチング孔群４５が形成されている。
前記排気導入管３の側壁３ｂの外周面におけるパンチング孔群４５が形成された部分には、ファイバー材などの消音部材４６が張設されており、この消音部材４６は板パイプ４７によって密閉的に覆われている。
以上説明した構成によれば、排気導入管３内を流れる排気ガスが、第１排気孔群１３と第２排気孔群１４との間を通る時に、一度、各パンチング孔４５ａから出て消音部材４６内を通過するので、図１〜図４に示した消音器に比べてさらに消音効果が高まる。
【００１７】
次に、図６を参照しながら、本発明に係る消音器の第２の実施例について説明する。
図６は、本発明に係る消音器の第２の実施例の概略縦断面図である。
図中５０は消音器を示している。この消音器５０は、内部に複数の膨張室の膨張室を有するケーシング５９と、ケーシング５９内に挿入されている排気導入管６０と、ケーシング５９の後端５９ａから挿入されている排気導出管６１とから構成されている。
前記ケーシング５９は、その内部が２枚の仕切板５４及び５５で第１〜第３の膨張室５６，５７，５８に区画されており、その第１及び第３膨張室５６，５８に対応する部分が凹凸状に形成されている。
第１膨張室５６と第２膨張室５７とは連通管６６で連通されており、第２膨張室５７と第３膨張室５８とは連通管６７で連通されている。また、前記第３膨張室５８は排気導出管６１を介して外部と連通している。
【００１８】
前記第１膨張室５６は、その内部が２枚の仕切板６２ａ，６２ｂにより、さらに第１〜第３の補助膨張室７０，７１，７２に区画されている。前記仕切板６２，６３には複数の孔（図示せず）が穿設されており、これらの孔により前記３つの室７０，７１，７２は相互に連通している。
【００１９】
排気導入管６０は、ケーシング５９の前端から第１膨張室５６内に挿入されている。この排気導入管６０は、第１膨張室５６内の２枚の仕切板６２，６３を貫通し、第３補助膨張室７２まで伸びており、その後端が端壁６０ａで閉鎖されている。
前記排気導入管６０は、その側壁６０ｂに第１〜第３の排気孔群５１，５２，５３が間隔を開けて形成されている。前記第１の排気孔群５１は側壁６０ｂの第１補助膨張室７０に対応する部分に、第２の排気孔群５２は側壁６０ｂの第２補助膨張室７１にほぼ対応する部分に、第３の排気孔群５３は側壁６０ｂの第３の補助膨張室７２にほぼ対応する部分に各々形成されている。前記第１排気孔群５１の排気孔５１ａの数は、第２排気孔群５２の排気孔５２ａ及び第３排気孔群５３の排気孔５３ａの数に比べて少なく設定されており、本実施例の場合、図６に示した排気孔５１ａの他に反対側に１個あり、合計２個形成されている。
また、排気導入管６０は、その側壁６０ｂの第１排気孔群５１と第２排気孔群５２との間に小径の複数のパンチング孔６３ａから成るパンチング孔群６３が形成されている。前記側壁６０ｂの外周面におけるパンチング孔群６３が形成された部分には、ファイバー材などの消音部材６５が張設されており、この消音部材６５は板パイプ６４によって密閉的に覆われている。
【００２０】
次に、この実施例の作用について説明する。
内燃機関から排気ガスは排気管（図示せず）を介して排気導入管６０に流入する。排気導入管６０に流入した排気ガスは排気導入管６０内を下流に流れる時に、各排気孔群５１〜５３の排気孔５１ａ〜５３ａから第１〜第３の補助膨張室７０、７１，７２に各々流出し、さらに、下流に向かって流れる時に流出しきらなかった排気ガスが端壁６０ａで反射して上流に向かって流れる時に、各排気孔群５１〜５３の排気孔５１ａ〜５３ａから第１〜第３の補助膨張室７０、７１，７２に各々流出する。また、前記排気ガスは、排気導入管６０の第１排気孔群５１と第２排気孔群５２との間を通る時に、パンチング孔群６３のパンチング孔６３ａから出て消音部材６５を通過し、前記消音部材６５によって、その排気圧力が若干低減される。
第１膨張室５６の各補助膨張室７０，７１，７２内に流入した排気ガスは連通管６６及び６７を介して第２膨張室５７、第３膨張室５８の順に流れ、排気導出管６１を介して第３膨張室５８から外部に排気される。
【００２１】
以上説明した消音器５０によれば、第１膨張室５６を３つの補助膨張室７０〜７２に区画し、間隔を開けて設けた３つの排気孔群５１〜５３を介して排気導入管６０から各補助膨張室７０〜７２に排気ガスを排出するように構成しているので、排気導入管６０から第１膨張室５６に排気ガスが排出される時の圧力開放による圧力変動が、圧力レベル、時間、及び場所の３要素で分散され、その結果、ケーシング５９に到達する圧力変動による衝撃が緩和されて、ケーシング５９の輻射音が著しく低減する。
また、上記した消音器５０によれば、排気導入管６０の第１排気孔群５１と第２排気孔群５２との間にパンチング孔群６３を設け、その周りに消音部材６５を張設し、排気ガスが第１排気孔群５１と第２排気孔群５２との間を通る時に、パンチング孔群６３のパンチング孔６３ａから出て消音部材６５を通過するように構成されているので、排気ガスの排気圧力が、排気導入管６０から第１膨張室５６に流出する前に低減され、圧力開放による圧力変動が小さくなる。
さらに、上記した消音器５０では、第１膨張室５６における圧力開放による消音効果に加え、第２膨張室５７及び第３膨張室５８を通過する時の各膨張室５７及び５８での膨張減衰作用による消音効果が得られるので、圧力変動によってケーシング５９に輻射音を生じさせることなく、全体として十分な消音効果が得られる。
また、上記消音器５０では、パンチング孔群６３の上流に第１排気孔群５１を設けているので、排気導入管６０における排気抵抗が小さくなり、排気性能が向上する。尚、前記第１排気孔群５１の数は、第２排気孔群５２及び第３排気孔群５３における消音作用に影響を及ぼさないように適宜設定される。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の消音器によれば、少なくともエンジンに接続された排気管の断面積より大きい断面積を有し、外部と連通する排気出口を備えたケーシングと、上流端にエンジンからの排気管が連結され、下流部分がケーシング内に挿入された排気導入管とから成る消音器であって、前記排気導入管の下流端に、その下流端開口を閉鎖する端壁を設け、前記排気導入管の管壁におけるケーシング内に挿入された部分に、少なくとも排気管の内径より小径の複数の排気孔からなる排気孔群を、複数間隔をあけて設け、前記排気導入管の管壁における、ある排気孔群と、他の排気孔群との間の部分に、複数のパンチング孔から成るパンチング孔群を形成し、前記排気導入管の管壁における、前記パンチング孔群を形成した部分に、消音部材を張設しているので、排気導入管からケーシング内に排気される排気ガスの排気圧力を徐々に開放することができる。
また、複数の小径の排気孔を介して排出することで排気ガスをタイミングの異なる複数の排気流に分割してケーシング内の圧力変動を分散させることができ、かつ、排気ガスが、パンチング孔群を介して消音部材を通過することにより排気圧力を低減させることができるので、消音器における急激な圧力変動や排気圧力の脈動との共振による輻射音を著しく低減させることができるという効果を奏する。
また、排気導入管の下流端を閉鎖すると共に、排気導入管に、排気管の内径より小径の複数の排気孔と、複数のパンチング孔とを設け、前記パンチング孔を消音部材で覆うだけで、上記した効果が得られるので、従来の輻射音等に対する対策を施した消音器に比べて構成が非常に簡単であり、軽量化にも向いているという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】消音器を装着した排気系の概略上面図である。
【図２】図１に示した排気系の概略側面図である。
【図３】図１における消音器の拡大図である。
【図４】図３における消音器のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明に係る消音器の図３のＡ−Ａ断面に対応する概略断面図である。
【図６】本発明に係る消音器の第２の実施例の概略縦断面図である。
【図７】従来の消音器の概略断面図である。
【符号の説明】
１消音器
２ケーシング
２ａ後壁
２ｂブラケット
２ｃブラケット
３排気導入管
４第１仕切板
４ａ貫通孔
５第２仕切板
５ａ貫通孔
６第３仕切板
６ａ貫通孔
６ｂ貫通孔
７第４仕切板
８第１膨張室
９第２膨張室
１０第３膨張室
１１第４膨張室
１２第５膨張室
１３第１排気孔群
１３ａ排気孔
１４第２排気孔群
１４ａ排気孔
１５排気管
１６排気管
１７集合連結管
１８排気導出管
１９排気導出管
２０マフラ
２１マフラ
２２消音材
２３消音材
３０ケーシング
３１第１隔室
３３第２隔室
３５第３隔室
３７排気導入管
３９連通管
４１共鳴管
４３排気導出管
５１第１排気孔群
５１ａ排気孔
５２第２排気孔群
５２ａ排気孔
５３第３排気孔群
５３ａ排気孔
５４第１仕切板
５５第２仕切板
５６第１膨張室
５７第２膨張室
５８第３膨張室
５９ケーシング
５９ａケーシング後端
６０排気導入管
６１排気導出管
６２ａ仕切板
６２ｂ仕切板
６３パンチング孔群
６３ａパンチ孔
６４板パイプ
６５消音材
６６連通管
６７連通管
７０第１補助膨張室
７１第２補助膨張室
７３第３補助膨張室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a silencer mounted on an exhaust system of an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a silencer is provided in an exhaust pipe in order to reduce exhaust noise in an internal combustion engine.
FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of a conventional silencer. As shown in the drawing, the silencer includes a casing 30 having three compartments 31, 33 and 35, and an exhaust introduction pipe for guiding exhaust gas from an internal combustion engine (not shown) to a second compartment 33 located in the center. 37, a communication pipe 39 connecting the second compartment 33 and the first compartment 31, a resonance pipe 41 connecting the second compartment 33 and the third compartment 35, and the inside of the first compartment 31. Of the first compartment 31 and the second compartment 33 when the exhaust gas from the internal combustion engine is passed through the compartments 31, 33, 35. Due to the damping action and the resonance damping action of the third compartment 35, the high-temperature and high-pressure exhaust gas is gradually lowered to room temperature pressure to mute the exhaust noise.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional silencer, when the exhaust gas introduced into the casing 30 through the exhaust introduction pipe 37 flows into the second compartment 33, the casing 30 resonates due to exhaust pulsation accompanying the inflow of exhaust gas. However, there is a drawback that radiation sound is generated from the casing 30.
Particularly, in recent years, it has been desired to reduce the thickness of the casing in order to reduce the weight of the silencer. However, since the radiated sound due to the resonance of the casing in the above-described conventional silencer increases as the casing becomes thinner, From the viewpoint, it is strongly desired to prevent the generation of the radiation sound.
In order to solve the above-described problem, the insertion side end of the exhaust introduction pipe is covered with a foam metal pipe having a larger diameter than the exhaust introduction pipe or a perforated pipe having a large number of small holes. Japanese Patent Laid-Open No. 7-77025 proposes that the exhaust gas pulsation of the exhaust gas is attenuated and the exhaust gas itself is rectified when passing through the perforated pipe. Since a metal foam pipe or a perforated pipe must be newly added to the structure of the device, it is not preferable from the viewpoint of reducing the weight of the silencer, and there is a problem that the structure becomes complicated.
[0004]
An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a silencer that can reduce radiated sound with a simple configuration without the need to additionally provide a foam metal pipe or a perforated pipe. Yes.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, a silencer according to the present invention includes a casing having an exhaust outlet communicating with the outside, having a cross-sectional area larger than that of at least an exhaust pipe connected to an engine, and an upstream end A silencer comprising an exhaust pipe connected to the engine and a downstream portion inserted into the casing , wherein an end wall for closing the downstream end opening is provided at the downstream end of the exhaust pipe. provided, the inserted portion in the casing in the tube wall of the exhaust inlet tube, at least from the inner diameter of the exhaust pipe comprising a plurality of exhaust holes of the small-diameter exhaust hole group provided at a plurality interval of the exhaust inlet pipe A punching hole group consisting of a plurality of punching holes is formed in a portion between a certain exhaust hole group and another exhaust hole group in the tube wall, and the punching hole group is formed in the tube wall of the exhaust introduction pipe Part To, and is characterized in that it has stretched the silencing member.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A silencer according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to an example shown in the accompanying drawings.
First, the basic configuration of the silencer according to the present invention will be described using the silencer that does not include the punching hole and the silencer member shown in FIGS.
Figure 1 is a schematic top view of an exhaust system of a motorcycle equipped with a Mute device, FIG. 2 is a schematic side view of the exhaust system shown in Figure 1, Figure 3 is an enlarged view of a muffler in FIG. 1, and 4 The AA sectional view of the silencer in Drawing 3 is shown, respectively. In the figure, reference numeral 1 denotes a silencer. The silencer 1 includes a sheet metal casing 2 having a plurality of expansion chambers therein, and an exhaust introduction pipe 3 inserted into the casing 2. The casing 2 is partitioned into five expansion chambers 8 to 12 by four partition plates 4 to 7 inside.
[0007]
The first partition plate 4 is arranged in a direction orthogonal to the axial direction of the exhaust introduction pipe 3 so as to form the first expansion chamber 8 in the front portion of the casing 2, and the peripheral portion thereof is welded to the inner surface of the casing 2. It is fixed by an appropriate method. The first partition plate 4 is formed with a through hole 4a through which the exhaust introduction pipe 3 passes. The through hole 4 a is formed larger than the outer diameter of the exhaust introduction pipe 3 so that a gap can be formed between the outer circumference of the exhaust introduction pipe 3 and the first expansion chamber 8 through the gap around the exhaust introduction pipe 3. An exhaust flow can be exchanged with a second expansion chamber 9 described later.
The second partition plate 5 is disposed immediately behind the first partition plate 4 in the direction perpendicular to the axial direction of the exhaust pipe 3 of the exhaust pipe, as with the first partition plate 4. Is fixed to the inner surface of the casing 2 by an appropriate method such as welding. The second partition plate 5 is formed in a curved shape so that its middle portion swells rearward, that is, away from the first partition plate 4 in plan view (see FIG. 3). Similar to the partition plate 4, a through hole 5 a through which the exhaust introduction pipe 3 passes is formed. The through-hole 5 a is formed larger than the outer diameter of the exhaust introduction pipe 3 so that a gap can be formed between the outer circumference of the exhaust introduction pipe 3 and the second expansion chamber passes through the clearance around the exhaust introduction pipe 3. 9 is connected to a third expansion chamber 10, a fourth expansion chamber 11, and a fifth expansion chamber 12, which will be described later.
Further, the third and fourth partition plates 6 and 7 are arranged on both sides of the exhaust introduction pipe 3 along the axial direction of the exhaust introduction pipe 3, and the space behind the second expansion chamber 9 is disposed in the exhaust introduction pipe 3. Are divided into third, fourth and fifth expansion chambers 10 to 12 along the axial direction. The peripheral edges of the third and fourth partition plates 6 and 7 are fixed to the inner surface of the casing 2 by an appropriate method such as welding. The partition plate 6 has a notch shape at the front end so as not to completely separate the third expansion chamber 10 and the fourth expansion chamber 11 (see FIG. 4), and the rear end and the rear wall 2a of the casing 2 (See FIGS. 3 and 4), and two communicating holes 6a and 6b are formed on the plate surface. Although the fourth partition plate 7 is not shown in FIG. 4, the fourth partition plate 7 is also formed in the same shape as the third partition plate 6, and the third expansion chamber 10 and the fifth expansion chamber are formed. 12 is arranged so as not to be completely partitioned from 12. Therefore, the third to fifth expansion chambers 10 to 12 are connected to each other through the notches at the front ends of the partition plates 6 and 7 and the gaps at the rear and the communication holes 6a and 6b.
[0008]
The exhaust introduction pipe 3 is inserted from the front end portion of the casing 2 so as to pass through the first expansion chamber 8 and the second expansion chamber 9 and extend to the rear portion of the third expansion chamber 10, and the front side is an insertion port of the casing 2. The rear side is supported by a bracket 2b provided on the rear wall 2a of the casing 2 (see FIG. 4).
The exhaust introduction pipe 3 is completely closed at its rear end by an end wall 3a, and two exhaust hole groups 13 and 14 are formed on the side wall 3b. Each of the exhaust hole groups 13 and 14 includes a group of a plurality of small exhaust holes 13a and 14a having a size of at least about 1/6 to 1/10 of the inner diameter of the exhaust introduction pipe 3, and these exhaust hole holes 13a and 14a. The first exhaust hole group 13 is located substantially in the second expansion chamber 9, the second exhaust hole group 14 is located in the third expansion chamber 9, and the first exhaust hole group 13 and the second exhaust hole It is formed so that an appropriate space is opened with the county 14 (see FIGS. 3 and 4).
Further, on the inner surface of the casing 2, appropriate silencers 22 and 23 such as glass wool are stretched at portions corresponding to the positions of the first exhaust hole group 13 and the second exhaust hole group 14.
[0009]
As shown in FIGS. 1 and 2, two exhaust pipes 15 and 16 connected to an engine exhaust hole (not shown) are connected to an upstream end of the exhaust introduction pipe 3 through a collective connection pipe 17. ing.
An exhaust outlet pipe 18 and an exhaust outlet pipe 19 are respectively connected to portions of the casing 2 corresponding to the fourth expansion chamber 11 and the fifth expansion chamber 12, and downstream of the exhaust outlet pipes 18 and 19, respectively. Mufflers 20 and 21 are attached.
[0010]
The silencer 1 configured as described above is attached to a vehicle body frame shown in the drawings via a bracket 2 c provided on the upper surface of the casing 2.
[0011]
Hereinafter, the operation of the silencer 1 will be described.
High-temperature and high-pressure exhaust gas from the internal combustion engine flows into the exhaust introduction pipe 3 via the two exhaust pipes 15 and 16 and the collective connection pipe 17. When the exhaust gas flowing into the exhaust introduction pipe 3 flows downstream in the exhaust introduction pipe 3, a part of the exhaust gas first passes through each exhaust hole 13 a of the first exhaust hole group 13 as a first exhaust flow, and the silencer 1. The second expansion chamber 9 flows into the second expansion chamber 9, and then a part of the remaining exhaust gas passes through each exhaust hole 14 a of the second exhaust hole group 14 as a second exhaust flow, and the third expansion of the silencer 1. When the remaining exhaust gas flows into the chamber 10 and is reflected back by the end wall 3a of the exhaust introduction pipe 3, a part of the exhaust gas passes through the exhaust holes 14a of the second exhaust hole group 14 as a third exhaust flow. Passing into the third expansion chamber 10 of the silencer 1, the remaining exhaust gas then passes through the exhaust holes 13 a of the first exhaust hole group 13 as a fourth exhaust flow, and the second expansion of the silencer 1. Each flows into the chamber 9.
[0012]
The high-temperature and high-pressure exhaust gas is divided into four exhaust flows as described above, and flows into the expansion chambers 9 and 10 of the casing 2 from the exhaust introduction pipe 3 through the small-diameter exhaust holes 13a and 14a, respectively. As described above, exhaust gas can be gradually released into the casing 2 by discharging the exhaust gas through the small-diameter exhaust hole, and pressure fluctuation due to release of the exhaust pressure can be further divided into four exhaust flows. Can be dispersed in the three elements of pressure level, time, and place, the pressure fluctuation when the exhaust pressure of the exhaust gas in the casing 2 is released becomes gentle, and the impact due to the pressure fluctuation is applied to the casing 2. ease. Furthermore, since it is configured to exhaust the exhaust flow at different timings to different expansion chambers 9 and 10 via a partition plate with an interval between the exhaust hole groups 13 and 14 of the exhaust introduction pipe 3. There is a time difference in the time between each exhaust flow being discharged from the exhaust introduction pipe 3 and reaching the wall surface of the casing 2, and the impact reaching the casing 2 can be mitigated also from the result.
[0013]
The exhaust flow that has flowed into the casing 2 from the exhaust introduction pipe 3 is reduced in pressure to room temperature pressure while going back and forth between the expansion chambers, and the amplitude of the pulsation of the exhaust pressure is also attenuated, so that the fourth expansion chamber 11 and The exhaust lead pipes 18 and 19 connected to the fifth expansion chamber 12 lead out to the outside of the casing 2 and are exhausted to the outside through the mufflers 20 and 21 provided downstream of the exhaust lead pipes 18 and 19.
[0014]
The silencer described above discharges high-temperature and high-pressure exhaust gas having a predetermined exhaust pulsation into the casing 2 from the exhaust introduction pipe 3 through the small-diameter exhaust holes 13a and 14a in four exhaust streams. Therefore, the pressure fluctuation due to the expansion of the exhaust pressure becomes very small as compared with the case where the exhaust gas is exhausted from the exhaust introduction pipe into the casing at once, and the exhaust flow divided into the four parts is discharged from the exhaust introduction pipe 3. to be exhausted in a separate expansion chamber 9 and 10, as a result, rapid and pressure fluctuations, an effect that becomes the radiated sound from the casing 2 due to resonance with the pulsation of exhaust pressure to be able to lower Gensa.
In addition, as described above, the sound deadening materials 22 and 23 are stretched at the portions corresponding to the first and second exhaust hole groups 13 and 14 in the casing 2, so that the exhaust gas is divided into four exhaust flows. The slight pressure fluctuation that is considerably reduced by discharging through the small-diameter exhaust holes 13a and 14a can be blocked from the casing 2.
Furthermore, since the silencer described above is provided with two exhaust hole groups consisting of a plurality of small diameter exhaust holes on the side wall of the exhaust introduction pipe 3, there is no influence of an increase in exhaust resistance due to the small diameter of the exhaust holes. Therefore, there is an effect that the exhaust performance is not deteriorated. Since the partition plates 4 to 7 also reinforce the casing, vibrations can be reduced and radiated sound is increased.
[0015]
The muffler described above is configured such that the two exhaust pipes 15 and 16 are assembled into one exhaust introduction pipe 3 and are exhausted to the outside again through the two exhaust lead-out pipes 18 and 19. Of course, these configurations may be arbitrary depending on the internal combustion engine to be applied.
Further, muffler described above is applied to the exhaust system of a motorcycle, but silenced device is naturally applicable to any internal combustion engine.
Furthermore, the muffler, the portion corresponding to the position of the first and second exhaust hole group in the casing, although stretched the silencing material, this is not a mandatory.
Further, the silencer is the interior of its exhaust gases are divided into five expansion chambers that can traverse one another, the number of expansion chambers is partitioned into a suitable number without being restricted to the above described well, the configuration of the expansion chamber also without being restricted to the above description, may be configured to flow in sequence.
[0016]
Next, an embodiment of a silencer according to the present invention provided with a punching hole and a silencer member will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view corresponding to the AA section of FIG. 3 of the silencer according to the present invention.
In addition, since the basic structure of the silencer which concerns on a present Example is the same structure as the structure of the silencer shown in FIGS. 1-4, the same code | symbol is attached | subjected to the same member and description is abbreviate | omitted.
In the real施例this, by punching Anagun 45 having a plurality of punched holes 45a of smaller diameter between the first exhaust hole group 13 and the second exhaust hole group 14 is formed in the side wall 3b of the exhaust introduction pipe 3 Yes.
A silencer member 46 such as a fiber material is stretched on a portion where the punching hole group 45 is formed on the outer peripheral surface of the side wall 3 b of the exhaust introduction pipe 3. The silencer member 46 is hermetically sealed by a plate pipe 47. Covered.
According to the configuration described above, when the exhaust gas flowing in the exhaust introduction pipe 3 passes between the first exhaust hole group 13 and the second exhaust hole group 14, it once exits from each punching hole 45 a and is a silencing member. since passing through the 46, further silencing effect is enhanced as compared with the silenced device shown in FIGS.
[0017]
Next, a second embodiment of the silencer according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of a second embodiment of the silencer according to the present invention.
In the figure, reference numeral 50 denotes a silencer. The silencer 50 includes a casing 59 having a plurality of expansion chambers therein, an exhaust introduction pipe 60 inserted into the casing 59, and an exhaust lead-out pipe 61 inserted from the rear end 59a of the casing 59. It consists of and.
The casing 59 is divided into first to third expansion chambers 56, 57, 58 by two partition plates 54 and 55, and corresponds to the first and third expansion chambers 56, 58. The part is formed in an uneven shape.
The first expansion chamber 56 and the second expansion chamber 57 are in communication with each other through a communication pipe 66, and the second expansion chamber 57 and the third expansion chamber 58 are in communication with each other through a communication pipe 67. The third expansion chamber 58 communicates with the outside through an exhaust outlet pipe 61.
[0018]
The interior of the first expansion chamber 56 is further divided into first to third auxiliary expansion chambers 70, 71, 72 by two partition plates 62a, 62b. A plurality of holes (not shown) are formed in the partition plates 62 and 63, and the three chambers 70, 71, and 72 communicate with each other through these holes.
[0019]
The exhaust introduction pipe 60 is inserted into the first expansion chamber 56 from the front end of the casing 59. The exhaust introduction pipe 60 passes through the two partition plates 62 and 63 in the first expansion chamber 56, extends to the third auxiliary expansion chamber 72, and its rear end is closed by an end wall 60a.
The exhaust introduction pipe 60 is formed with first to third exhaust hole groups 51, 52, 53 at intervals on the side wall 60b. The first exhaust hole group 51 is a part corresponding to the first auxiliary expansion chamber 70 of the side wall 60b, and the second exhaust hole group 52 is a part substantially corresponding to the second auxiliary expansion chamber 71 of the side wall 60b. The exhaust hole groups 53 are formed in portions substantially corresponding to the third auxiliary expansion chamber 72 of the side wall 60b. The number of the exhaust holes 51a of the first exhaust hole group 51 is set to be smaller than the number of the exhaust holes 52a of the second exhaust hole group 52 and the exhaust holes 53a of the third exhaust hole group 53. In this case, there is one on the opposite side in addition to the exhaust hole 51a shown in FIG.
Further, the exhaust introduction pipe 60 is formed with a punching hole group 63 composed of a plurality of small diameter punching holes 63a between the first exhaust hole group 51 and the second exhaust hole group 52 on the side wall 60b. A silencer member 65 such as a fiber material is stretched on a portion where the punching hole group 63 is formed on the outer peripheral surface of the side wall 60b, and the silencer member 65 is hermetically covered by a plate pipe 64.
[0020]
Next, the operation of this embodiment will be described.
Exhaust gas from the internal combustion engine flows into the exhaust introduction pipe 60 via an exhaust pipe (not shown). The exhaust gas flowing into the exhaust introduction pipe 60 flows from the exhaust holes 51a to 53a of the exhaust hole groups 51 to 53 to the first to third auxiliary expansion chambers 70, 71, 72 when flowing in the exhaust introduction pipe 60 downstream. When exhaust gas that has flowed out and flows further downstream is reflected by the end wall 60a and flows upstream, the first through the exhaust holes 51a to 53a of the exhaust hole groups 51 to 53. To the third auxiliary expansion chambers 70, 71 and 72, respectively. Further, when the exhaust gas passes between the first exhaust hole group 51 and the second exhaust hole group 52 of the exhaust introduction pipe 60, the exhaust gas exits from the punching hole 63a of the punching hole group 63 and passes through the silencing member 65. The muffler member 65 slightly reduces the exhaust pressure.
The exhaust gas that has flowed into the auxiliary expansion chambers 70, 71, 72 of the first expansion chamber 56 flows in the order of the second expansion chamber 57 and the third expansion chamber 58 via the communication pipes 66 and 67, and passes through the exhaust lead-out pipe 61. The air is exhausted from the third expansion chamber 58 to the outside.
[0021]
According to the silencer 50 described above, the first expansion chamber 56 is partitioned into three auxiliary expansion chambers 70 to 72, and the exhaust introduction pipe 60 is connected via the three exhaust hole groups 51 to 53 provided at intervals. Since the exhaust gas is discharged to each of the auxiliary expansion chambers 70 to 72, the pressure fluctuation due to the pressure release when the exhaust gas is discharged from the exhaust introduction pipe 60 to the first expansion chamber 56 is a pressure level. As a result, the impact due to the pressure fluctuation reaching the casing 59 is alleviated, and the radiated sound of the casing 59 is significantly reduced.
Further, according to the silencer 50 described above, the punching hole group 63 is provided between the first exhaust hole group 51 and the second exhaust hole group 52 of the exhaust introduction pipe 60, and the silencer member 65 is stretched around the punching hole group 63. When exhaust gas passes between the first exhaust hole group 51 and the second exhaust hole group 52, the exhaust gas exits the punching hole 63 a of the punching hole group 63 and passes through the silencing member 65. The exhaust pressure of the gas is reduced before flowing out from the exhaust introduction pipe 60 to the first expansion chamber 56, and the pressure fluctuation due to the pressure release is reduced.
Further, in the silencer 50 described above, in addition to the silencing effect by releasing the pressure in the first expansion chamber 56, the expansion damping action in each expansion chamber 57 and 58 when passing through the second expansion chamber 57 and the third expansion chamber 58. Therefore, a sufficient silencing effect can be obtained as a whole without generating a radiant sound in the casing 59 due to pressure fluctuation.
In the silencer 50, the first exhaust hole group 51 is provided upstream of the punching hole group 63, so that the exhaust resistance in the exhaust introduction pipe 60 is reduced, and the exhaust performance is improved. The number of the first exhaust hole groups 51 is set as appropriate so as not to affect the silencing action in the second exhaust hole group 52 and the third exhaust hole group 53.
[0022]
【The invention's effect】
According to the silencer of the present invention, a casing having an exhaust outlet communicating with the outside having at least a cross-sectional area larger than that of an exhaust pipe connected to the engine, and an exhaust pipe from the engine connected to the upstream end A silencer comprising an exhaust introduction pipe inserted into the casing at a downstream portion , wherein an end wall for closing the downstream end opening is provided at a downstream end of the exhaust introduction pipe, and the exhaust introduction pipe An exhaust hole group consisting of a plurality of exhaust holes having a diameter smaller than the inner diameter of the exhaust pipe is provided at a plurality of intervals in a portion of the wall inserted into the casing, and a certain exhaust hole group in the pipe wall of the exhaust introduction pipe A punching hole group consisting of a plurality of punching holes is formed in a portion between the exhaust hole group and the other exhaust hole group, and a sound deadening member is stretched on the portion of the exhaust pipe where the punching hole group is formed. Have In, Ru can gradually release the exhaust pressure of the exhaust gas exhausted from the exhaust introduction pipe into the casing.
Further, by exhausting through a plurality of small-diameter exhaust holes, the exhaust gas can be divided into a plurality of exhaust flows having different timings to disperse pressure fluctuations in the casing, and the exhaust gas can be divided into punching hole groups. Since the exhaust pressure can be reduced by passing through the silencing member via the radiating member, it is possible to remarkably reduce the radiated sound due to the resonance with the sudden pressure fluctuation in the silencer and the pulsation of the exhaust pressure.
In addition to closing the downstream end of the exhaust introduction pipe, the exhaust introduction pipe is provided with a plurality of exhaust holes having a smaller diameter than the inner diameter of the exhaust pipe, and a plurality of punching holes, and the punching hole is simply covered with a silencing member, Since the above-described effects can be obtained, the configuration is very simple compared to a silencer that has taken measures against conventional radiated sound and the like, and there is an effect that it is suitable for weight reduction.
[Brief description of the drawings]
1 is a schematic top view of an exhaust system fitted with a silenced device.
FIG. 2 is a schematic side view of the exhaust system shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of the silencer in FIG. 1;
4 is a cross-sectional view taken along line AA of the silencer in FIG. 3. FIG.
5 is a schematic cross-sectional view corresponding to the AA cross section of FIG. 3 of the silencer according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of a second embodiment of a silencer according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a conventional silencer.
[Explanation of symbols]
1 silencer 2 casing 2a rear wall 2b bracket 2c bracket 3 exhaust introduction pipe 4 first partition plate 4a through hole 5 second partition plate 5a through hole 6 third partition plate 6a through hole 6b through hole 7 fourth partition plate 8 1 expansion chamber 9 2nd expansion chamber 10 3rd expansion chamber 11 4th expansion chamber 12 5th expansion chamber 13 1st exhaust hole group 13a Exhaust hole 14 2nd exhaust hole group 14a Exhaust hole 15 Exhaust pipe 16 Exhaust pipe 17 Collective connection Pipe 18 Exhaust outlet pipe 19 Exhaust outlet pipe 20 Muffler 21 Muffler 22 Silencer 23 Silencer 30 Casing 31 First compartment 33 Second compartment 35 Third compartment 37 Exhaust pipe 39 Communication pipe 41 Resonant pipe 43 Exhaust pipe 51 First exhaust hole group 51a Exhaust hole 52 Second exhaust hole group 52a Exhaust hole 53 Third exhaust hole group 53a Exhaust hole 54 First partition plate 55 Second partition plate 56 First expansion chamber 57 Second expansion chamber 58 Third Expansion chamber 9 Casing 59a Casing rear end 60 Exhaust introduction pipe 61 Exhaust outlet pipe 62a Partition plate 62b Partition plate 63 Punching hole group 63a Punch hole 64 Plate pipe 65 Silencer 66 Communication pipe 67 Communication pipe 70 First auxiliary expansion chamber 71 Second auxiliary expansion Chamber 73 Third auxiliary expansion chamber

Claims

A casing having an exhaust outlet communicating with the outside, having a cross-sectional area larger than that of at least an exhaust pipe connected to the engine ;
A silencer comprising an exhaust pipe connected from an engine at the upstream end and an exhaust introduction pipe inserted into the casing at the downstream part ,
An end wall for closing the downstream end opening is provided at the downstream end of the exhaust introduction pipe ,
A portion of the exhaust inlet pipe wall inserted into the casing is provided with an exhaust hole group consisting of a plurality of exhaust holes having a diameter smaller than the inner diameter of the exhaust pipe at a plurality of intervals.
A punching hole group consisting of a plurality of punching holes is formed in a portion between a certain exhaust hole group and another exhaust hole group in the pipe wall of the exhaust introduction pipe,
A silencer, wherein a silencer member is stretched on a portion of the pipe wall of the exhaust introduction pipe where the punching hole group is formed .

The inside of the casing is divided into a plurality of expansion chambers;
The silencer according to claim 1 , wherein the plurality of exhaust hole groups are respectively disposed in separate expansion chambers.