JP3900291B2 - 排気マフラ - Google Patents
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Description
排気マフラ本体内に、触媒モノリスまたはパティキュレートフィルターでなる浄化手段
を収納した排気マフラの技術として、例えば、特開2002−21531号公報が公知で
ある。この公報に記載のものは、図5に示すように、排気マフラ本体を2つの第1隔壁1,第2隔壁2により第1空間3,第2空間4,第3空間5に仕切り、両隔壁1,2間に跨
るように第2空間4に浄化手段6を上下二段にした状態で取り付けている。また、排気マ
フラ本体には、第1空間3に連通する入口パイプ7、第2空間4と第3空間5とに跨るイ
ンナパイプ8(上下方向に2本)、このインナパイプ8よりも長い寸法を有して排気マフ
ラ本体を貫通するように存置した出口パイプ9が設けられている。上記インナパイプ8と
出口パイプ9には、それぞれ第2空間4、第3空間5に連通する孔8a、9aが、また、
第2隔壁2にも、第2空間4と第3空間5が連通するように孔2aがそれぞれ形成されて
いる。
3に導入されて膨脹した後、浄化手段6を流動することで排気ガスを浄化し、第3空間5
に流入して膨脹する。第3空間5に流入した排気ガスは、インナパイプ8の孔8aと、第
2隔壁2の孔2aを介して第2空間2に流入して膨脹する。第2空間2に流入した排気ガ
スは、出口パイプ9の孔(第2空間4に臨む孔)9aに吸引されて出口パイプ9内に導入
された後、外部へ排出されていくようになっている。
第3空間5だけでなく、第2空間4をも排気ガスの容積を膨脹させる膨脹室として活用す
ることで、消音機能を増大させるようにしているものの、浄化手段6に流入する排気ガス
は、入口パイプ7から浄化手段6に流入するまでの間、一旦、第1空間3に導入されて拡
散膨脹するため、排気ガスの温度が低下した状態で浄化手段6に流入することとなるので
、浄化手段6における触媒機能やパティキュレートフィルターの捕集率といった排気浄化
効率が著しく低下してしまうという問題がある。本発明は、このような問題点を解決する
ために、消音機能を維持しつつ、浄化手段の浄化機能を維持増進させる排気マフラを提供
しようとするのが、本発明の目的(課題)である。
なわち、請求項1記載の発明は、筒状の外殻と、前記外殻両端部を閉塞する左右一対のエンドプレートにより形成されるエンジン排気マフラ本体における前記左エンドプレートに前記エンジンの排気を受入する排気入口管を設け、前記排気入口管の収納管部に浄化手段を収納し、前記浄化手段が前記排気マフラ本体内部に存置するようにすると共に、前記排気入口管に流入する排気をすべて過不足無く前記浄化手段に流通させるように形成する一方、前記浄化手段の下流側に臨む位置に排気ガスが拡散膨張する膨脹室を形成し、前記浄化手段を流通した後の排気が、前記右エンドプレートが臨む前記膨脹室で膨脹された後、Uターンして前記左エンドプレートに設けられた排気出口管から排出される排気マフラにおいて、前記膨脹室は、前記浄化手段の下流側を支持するように前記右エンドプレートに対向配置した第1隔壁により形成される第1空間と、この第1空間に隣接し前記浄化手段の上流側を支持する前記第1隔壁と前記左エンドプレートとの間に配置した第2隔壁により形成される第2空間と、この第2空間に隣接し前記第2隔壁と前記左エンドプレートとの間に形成されて前記排気出口管に連通する第3空間とを備え、前記第1隔壁に前記第1空間と前記第2空間とに連通する第1の連通管を支持する一方、前記第1隔壁と前記第2隔壁とに前記第1空間、第2空間および前記第3空間に連通する第2の連通管を支持するとともに、前記浄化手段の長手軸線に平行な状態で配設され、前記排気マフラ本体内部の前記第1隔壁および第2隔壁を貫通して左右方向に伸び、かつ、その自由端部を左エンドプレート外部に突出するように形成したサポート部材を前記左右エンドプレートに取付け、さらに、前記第1の連通管および前記第2の連通管を、前記サポート部材を中心とした同心円上に対象配置したことを特徴とする。
その全流入量がそのまま浄化手段に流入するため、排気ガス温度の内部エネルギーを保有
したまの状態で排気ガスが浄化手段を流動する。このため、浄化手段は高温状態に維持さ
れることになり、排気の浄化機能を維持増進でき、例えば、エンジン低速域における排気
浄化効率を向上でき、また、浄化手段を通過後の排気ガスは、膨脹室で膨脹して消音され
るので、排気騒音の消音機能を発揮できるといった効果を奏する。
気マフラの中央における縦断面図である。排気マフラは、それを構成する金属素材として
、例えば、ステンレス材が使用され、外観形状を箱形に形成された筒状の外殻11と、外
殻11両端開口部を溶接により閉塞する左右一対のエンドプレート部材12,13とによ
り内部に空間が形成されることで、排気マフラ本体10が形成される。左エンドプレート
部材12は、内板12aと外板12bとの間に吸音、消音効果に有効な素材であるグラス
ウール12cが充填され、同様に、右エンドプレート部材13にもその内板13aと外板
13bとの間にグラスウール13cが充填されている。また、左右両エンドプレート部材
12,13の内板12a,13aとしては、例えば、ピッチ間隔が3. 5で、内径φ2の
凹形状のパンチング加工をし、多数の凹部の空間内部による消音作用が行われ、上記グラ
スウール12cによる吸音とが相乗して吸音、消音効果を向上させている。
が設けられ、その内部空間を右方から順に、第1空間A、第2空間B、第3空間Cの3つ
の空間に仕切られている。
、左エンドプレート部材12に支持される入口管部16aと、第1隔壁14と第2隔壁15とに支持され、後述する浄化手段を収納する収納管部16bとを有する。すなわち、入
口管部16aは、左エンドプレート部材12を貫通して支持され、その右方に、図4(b)に示すような、排気流通断面積が末広がり状(らっぱ状)に拡大する拡大部16cが形
成される。
、触媒モノリスであり、多孔質のハニカム構造を有し、これに酸化触媒、還元触媒等種々
の触媒から選択された触媒を担持させた形態のものであり、排気ガス中に含まれる有害物
質の酸化、あるいは還元反応を促進する。また、浄化手段17の入口端部に近接した位置
に、図4(a)に示されるように、パンチング加工により穿たれた孔(小穴)18aを備
えた整流部材18が設けられ、排気ガスが浄化手段17へ横断面において均等に流れるよ
うに整流される。なお、上記整流部材18は上記拡大部16cの内面に、排気ガス流入方
向に沿ったリブ等を設けてもかまわない。
である長管21とが各2本づつ、排気マフラ本体10の排気入口管16と平行に配置され
ている。すなわち、短管20は、その右端を第1空間Aに開口され、左端を閉塞され、そ
の周側面に第2空間Bに連通する孔20aが穿たれている。また、長管21の右端は、短
管20と同様に、第1空間Aに連通するように開口し、その左端は閉塞されており、第2
空間Bおよび第3空間Cに臨む周側面に排気ガスが流通する孔21aおよび21bが穿た
れている。
通するように設けられている。排気出口管22の第3空間Cにおける管端は、斜めにカッ
トした開口端22aを備える。
部材12に取り付けると、排気マフラ本体内を流動する排気ガスの流れを、排気入口管16の方向へUターンする流路に形成することとなり、排気マフラ本体の全長をコンパクト
なサイズに形成でき、車体側への搭載性向上をはかることができる。
に使用されるサポート部材を示し、排気マフラ本体10の長手軸線方向に貫通するように
取り付けられている。また、サポート部材30は浄化手段17の長手軸線と平行な状態で排気マフラ本体10内の第1隔壁14および第2隔壁15を貫通しており、その左端を左エンドプレート12から外部に突出させている。この突出部が車体の適宜箇所に取り付けられるようになっている。また、31は、装着された排気マフラ本体10が揺動するのを防止するため、左エンドプレート部材12に設けられた回り止め部材を示す。
わち、エンジン排気管(図示しない)から排気入口管16に流れてきた排気ガスは、らっ
ぱ状に流通横断面積が拡大する拡大部16cに導入されるので、排気ガスが滞留してよど
むことなく整流部材18に向かって流れ込む。拡大部16cで拡大することにより生じた
乱流は、整流部材18を通過することで、層状に整流され、浄化手段17の内部を均等に
流れる。排気ガスに含まれる有害物質は、浄化手段17を流動することによって浄化され
、浄化手段17から流出した排気ガスは、第1空間Aに排気され、ここで膨脹して消音さ
れる。次いで、第1空間A内の排気ガスは、第1の連通管である短管20と第2の連通管
である長管21の開口端から流入し、短管20内の排気ガスは、第孔20aから第2空間
Bに排気されて膨脹した後、長管21内部に生じる吸引負圧により孔21aから長管21
内へ吸引される。長管21内へ吸引された排気ガスは、長管21内を流れる排気ガスと合
流しながら左方へ流れていき、孔21bから第3空間Cへ排気されて膨脹する。第3空間
C内の排気ガスは、開口端22aから排気出口管22へ流入して、大気中へ排出されてい
くこととなる。
したユニット体を、浄化手段17が排気マフラ本体10内に存置する形態で設けたため、
従来のように、排気入口管16内を流れる排気ガスを、浄化手段に流入させる前に、排気
マフラ本体内の膨脹室を形成する空間に一旦吐出させるようにした構成のものと異なり、
その全流量をそのまま浄化手段17に流入させる構成としているため、排気ガス温度を高
く維持した状態で、浄化手段17へ流すことができ、そのため、浄化手段17の浄化機能
を低下することがなく維持され、特に低速域での浄化効率を向上に有効となり、また、第
1乃至第3の各空間A,B,Cに排気ガスが流動(排気)されていくたびごとに、排気ガ
スが膨脹、収縮し、消音されていくこととなり、消音機能をも良好に維持することできる
ようになる。また、排圧の低減が高められるので、排気効率の維持向上を図ることができるようになる。
数の孔20a,21aの形状、大きさ、ピッチ等を適宜調整してチューニングすることに
より、排気騒音の干渉を利用して排気音の周波数を低減して全体としての排気騒音レベル
を低下できる効果がある。
るとき、拡大部16cを流れるので、極力よどみや乱流を生じることがないように滑らか
に整流部材18に流れるようにしている。このとき、整流部材18には、パンチング加工により多数の小孔18aが穿たれているので、生じた乱流は、整流部材18により整流されるようにしているため、浄化手段17へは均等に排気ガスが流れることとなり、それだけ排気ガスの浄化効率が向上する効果がある。
り付けられているため、排気マフラ本体10内を流動する排気ガスの流れを、排気入口管
16の方向へUターンする流路に形成でき、排気マフラ本体の全長を短くでき、全体とし
てコンパクトなサイズに形成でき、これにより、車体側に対する装着スペース確保のため
に、車体を改造する必要がなく、容易に装着できて便利となる効果を有する。
に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変形等があっても本発明
に含まれる。
例えば、上記実施の形態では、浄化手段17として触媒モノリスについて説明したが、
この代わりに、ディーゼルエンジンの排気系のパティキュレートフィルターについて適用
することもできる。この場合、パティキュレートフィルターは、例えば、多数のハニカム
状に配置された多孔質の炭化珪素やコージェライトの焼結体でなる排気ガス通路を有する
、いわゆるウォールフローハニカムフィルターといった浄化手段を利用する形態でもよい
。
、第2の連通管21の第2空間に連通孔32を設けて相互に連通させる構成としてもよい
。
るような態様であったが、排気マフラ本体10内部に収容される位置に存置されさえすれ
ば、どの位置にあってもよいものである。
管部16aの流通横断面積を浄化手段17のそれとほぼ同じ流通面積となるように形成し
てもよい。
の場合、入口管部16aは分岐した通路を経由して各浄化手段に連通させるようにすると
良い。
り2つの空間に仕切る態様にすることもできるのは言うまでもなく、さらにまた、隔壁を
設けることなく、全体として一個の空間を膨脹室として形成する態様であってもよい。
11 外殻
12 左エンドプレート部材
13 右エンドプレート部材
14 第1隔壁
15 第2隔壁
16 排気入口管
16a 入口管部
16b 収納管部
16c 拡大部
17 浄化手段
18 整流部材
18a 孔
20 第1の連通管(短管)
20a 孔
21 第2の連通管(長管)
21a,21b 孔
22 排気出口管
22a 開口端
A 第1空間
B 第2空間
C 第3空間
Claims (3)
- 筒状の外殻と、前記外殻両端部を閉塞する左右一対のエンドプレートにより形成されるエンジン排気マフラ本体における前記左エンドプレートに前記エンジンの排気を受入する排気入口管を設け、前記排気入口管の収納管部に浄化手段を収納し、前記浄化手段が前記排気マフラ本体内部に存置するようにすると共に、前記排気入口管に流入する排気をすべて過不足無く前記浄化手段に流通させるように形成する一方、前記浄化手段の下流側に臨む位置に排気ガスが拡散膨張する膨脹室を形成し、前記浄化手段を流通した後の排気が、前記右エンドプレートが臨む前記膨脹室で膨脹された後、Uターンして前記左エンドプレートに設けられた排気出口管から排出される排気マフラにおいて、
前記膨脹室は、前記浄化手段の下流側を支持するように前記右エンドプレートに対向配置した第1隔壁により形成される第1空間と、この第1空間に隣接し前記浄化手段の上流側を支持する前記第1隔壁と前記左エンドプレートとの間に配置した第2隔壁により形成される第2空間と、この第2空間に隣接し前記第2隔壁と前記左エンドプレートとの間に形成されて前記排気出口管に連通する第3空間とを備え、
前記第1隔壁に前記第1空間と前記第2空間とに連通する第1の連通管を支持する一方、前記第1隔壁と前記第2隔壁とに前記第1空間、第2空間および前記第3空間に連通する第2の連通管を支持するとともに、
前記浄化手段の長手軸線に平行な状態で配設され、前記排気マフラ本体内部の前記第1隔壁および第2隔壁を貫通して左右方向に伸び、かつ、その自由端部を左エンドプレート外部に突出するように形成したサポート部材を前記左右エンドプレートに取付け、
さらに、前記第1の連通管および前記第2の連通管を、前記サポート部材を中心とした同心円上に対象配置したことを特徴とする排気マフラ。 - 前記第1の連通管は、その下流側の管端を、前記第2隔壁にめくら状態に閉塞して支持させ、かつ、前記第2の連通管は、その下流側の管端をめくら状態に閉塞し、前記第1の連通管および前記第2の連通管の周側面に、排気が流通する孔を設けたことを特徴とする請求項1記載の排気マフラ。
- 前記排気入口管に、その排気流通断面積を、前記浄化手段に向かうにつれて末広がり状に拡大する拡大部を形成すると共に、前記拡大部近傍における前記排気入口管部の前記収納管部に前記浄化手段に近接させた状態でパンチ加工により穿たれた多数の小孔を形成した整流部材を設けたことを特徴とする請求項2記載の排気マフラ。
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