JP4030489B2 - 車両用エンジンの消音器 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両用エンジンの排気系に接続されて、排気音を低減する消音器、特に車体に支持されるシェル内に、排気管に連なる、インレットパイプ、大気に開口するアウトレットパイプおよびそれら両パイプを連通する膨張室を備えた、消音器の改良に関するものである。

一般に、自動車などの車両用エンジンの排気系に接続される消音器において、エンジンの排気管に連なるインレットパイプと、大気に開口するアウトレットパイプと、それら両パイプを連通する膨張室を備えたものでは、前記アウトレットパイプの長さを延長するこが、排気音の低減効果を高めるのに有効であることが知られている。

そこで、従来前記アウトレットパイプの一部をＵ字状に形成して、その全長を長くしたもの（特許文献１参照）や、前記アウトレットパイプの一部をＳ字状に形成して、その全長を長くしたもの（特許文献２、３参照）は、既に公知である。
実開昭５５−５９１１９号公報 特開２００２−９７９２２号公報 実公平２−４１２９３号公報

ところが、前記特許文献に開示されるように、シェル内の限られた収容スペース内に、Ｕ字状あるいはＳ字状に形成したアウトレットパイプを収容するようにすると、そのアウトレットパイプ内に排気ガスの凝縮水などの水が溜まることがあり、特に自動車用消音器のように車体の水平面に対して前下がりに傾斜して配置（自動車の後退時に車輪止めなどにぶつかるのを防止するため）するものでは、その傾向が一層顕著になる。

そして、アウトレットパイプ内に水が溜まると、その水の波打ち現象により、異音を発生し、この異音は、溜まり水の水量が多くなると、一層大きくなるという問題がある。

そこで、この異音を低減するには、アウトレットパイプに溜まる水の量を減らすことが要求される。

本発明はかかる実情に鑑みて提案されたもので、シェル内のアウトレットパイプ内に溜まる水の量を可及的に低減できるようにした、新規な車両用エンジンの消音器を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、車体に支持されるシェル内に、排気管に連なるインレットパイプ、大気に開口するアウトレットパイプおよびそれら両パイプを連通する膨張室を備えた、車両用エンジンの消音器において、前記アウトレットパイプは、排気ガス進入パイプ部と、排気ガス排出パイプ部と、それら両パイプ部を連通して、前記シェルの前部に配置されるＵターンパイプ部を備え、前記シェルが車体に支持された状態において、前記Ｕターンパイプ部は、横向きに配置されて車体後方に向かってＵターンしており、かつその中心軸線は、排気ガス進入パイプ部および排気ガス排出パイプ部との各接続部から、車体の前方に向けて漸次立ち上げられていることを特徴としている。

本請求項１記載の発明によれば、横向きに配置されたＵターンパイプ部の中心軸線が、排気ガス進入パイプ部および排気ガス排出パイプ部との各接続部から、車体の前方に向けて漸次立ち上げられているので、Ｕターンパイプ部が横向きに配置されているものでありながらも、アウトレットパイプの、行き止まりのＵターン部に水が溜まりにくくなり、溜まり水の波打ち現象に起因する異音の発生を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。

添付図面において、図１は、本発明消音器を備えた、自動車用排気系の全体の平面図、図２は、図１の２−２線に沿う拡大断面図、図３は、図２の３−３線に沿う断面図、図４は、図２の４−４線に沿う断面図、図５は、図２の５−５線に沿う断面図、図６は、図３の６−６線に沿うアウトレットパイプの断面図、図７は、アウトレットパイプの一部の斜視図である。

この実施例は、自動車用の走行用エンジンＥの排気系に、本発明を実施した場合であり、図１において、車体前部に搭載されるエンジンＥの排気ポートには、該エンジンＥより排出される排気ガスを浄化、消音して大気に放出するための排気管ＥＰが接続されている。この排気管ＥＰは自動車の車体Ｂ下部に支持され、車体Ｂの前後方向に延長されていて、その後端は車体Ｂの後部において大気に開口されている。

排気管ＥＰは、エンジンＥにその上流端が接続され、車体Ｂの前後方向に延びて後方に延長される単一の上流側排気管１と、この上流側排気管１の下流端に、分岐管３を介して接続されて車体Ｂの幅方向に離れて配置される２本の左、右下流側排気管２Ｌ，２Ｒとよりなり、左下流側排気管２Ｌは右下流側排気管２Ｒよりも長く形成されている。単一の上流側排気管１には、その上流側から下流側に向けて排気触媒ＣＡ、補助消音器（プリチャンバ）ＭＡ、共鳴型消音器（サイドブランチ型消音器）ＭＲが間隔をあけて直列に接続されている。また、左、右の下流側排気管２Ｌ，２Ｒには、対をなす２つの主消音器ＭＭ，ＭＭがそれぞれ接続され、これらの主消音器ＭＭ，ＭＭの下流端にはテールパイプ５，５がそれぞれ接続されている。

補助消音器ＭＡおよび左、右主消音器ＭＭ，ＭＭは、弾性部材を備えた前、後支持手段ＳＦ，ＳＲにより車体Ｂに弾性支持されている。

つぎに、本発明にかかる左、右主消音器ＭＭ，ＭＭの構造について説明するに、それらは何れも同じ構造を備えているので、以下に、図２〜７を参照して、その一方の主消音器ＭＭについて詳細に説明する。

主消音器ＭＭのハウジングを構成するシェル１０は、ステンレス製の板材を巻曲して、その側端縁同士を、一体に溶接してなるシェル本体１０ａと、その前後開口端に気密にカシメ固定される前、後エンドプレート１０ｂ，１０ｃとにより、密閉の中空楕円筒状に形成されている。図２に示すように、このシェル１０は、その短径側を上下方向に向け、水平面に対して前方下向きに傾斜して車体Ｂに支持される。そして、このシェル１０の前、後エンドプレート１０ｂ，１０ｃには、前記下流側排気管２Ｒおよびテールパイプ５がそれぞれ気密に接続される。

前記シェル１０内には、その長手方向に間隔をあけて第１の仕切板１１および第２の仕切板１２が、前、後エンドプレート１０ｂ，１０ｃと略平行に固定されており、前エンドプレート１０ｂと第１の仕切板１１との間に前部膨張室１３が、第１の仕切板１１と第２の仕切板１２との間に中間部膨張室１４が、さらに第２の仕切板１２と後エンドプレート１０ｃとの間に後部膨張室１５がそれぞれ形成されている。

図２，３に示すように、下流側排気管２Ｒの後端（下流端）内には、シェル１０内に設けられるインレットパイプ１７の前端（上流端）が連通して接続される。このインレットパイプ１７は、その全長にわたり直状をなして前エンドプレート１０ｂ、第１の仕切板１１および第２の仕切板１２に貫通支持されて、それらにそれぞれ溶接されて、シェル１０内を長手方向に延びている。そして、その後端は、後部膨張室１５内に開口されている。インレットパイプ１７の、前部膨張室１３に対応する部分には多数の小孔よりなる排気干渉孔１８が開口され、これらの排気干渉孔１８を通してインレットパイプ１７内は前部膨張室１３内に連通される。したがって、下流側排気管２Ｒからインレットパイプ１７に流入した排気ガスの一部は排気干渉孔１８を通って前部膨張室１３に入り、これにより、インレットパイプ１７を流れる排気ガスの排気音の共鳴を抑制できる。

前記シェル１０内には、前記インレットパイプ１７に並列してアウトレットパイプ２０が配設されている。このアウトレットパイプ２０は、全体としてシェルの長手方向に沿ってＵ字状に湾曲形成されていて、シェル１０の全長よりも長く形成されており、排気ガス進入パイプ部２０ａ、排気ガス排出パイプ部２０ｂおよびそれらの両パイプ部２０ａ，２０ｂを一本に連通する方向転換パイプ部、すなわちＵターンパイプ部２０ｃとで構成されている。

前記直状の排気ガス進入パイプ部２０ａは、シェル１０内の一側で、そのシェル１０の中心軸線と略平行に配置されて第１の仕切板１１に貫通支持されている。そして、その自由端（上流端）は末広状に拡開されて前記中間部膨張室１４に開口され、また、その基端（下流側）は、前部膨張室１３内のＵターンパイプ部２０ｃと一体に形成されている。また、前記排気ガス排出パイプ部２０ｂは、シェル１０内の下部で、その左右方向の略中央部に位置していて、そのシェル１０の中心軸線と略平行に配置されており、第１および第２の仕切板１１，１２に貫通支持されている。そして、その前端（上流端）が、中間部膨張室１４内でＵターンパイプ部２０ｃに接続され、またその後端（下流端）は前記テールパイプ５に接続されて大気に開口されている。

前記Ｕターンパイプ部２０ｃは、前部膨張室１３内にあって、その膨張室１３内を横方向に配置されて後方に向かってＵターンしており、その両側（上流側および下流側）は、前記排気ガス進入パイプ部２０ａおよび排気ガス排出パイプ部２０ｂにそれぞれ接続されている。

ところで、アウトレットパイプ２０のＵターンパイプ部２０ｃは、本発明に従う新規な構成を備えている。すなわち、主消音器ＭＭが、車体Ｂに支持された状態において、図７に示すように、このＵターンパイプ部２０ｃの中心軸線Ｌは、該Ｕターンパイプ部２０ｃの、排気ガス進入パイプ部２０ａおよび排気ガス排出パイプ部２０ｂとの接続部に近い立ち上がり開始点Ｐ１およびＰ２からその前方に向かって漸次立ち上がっている。これにより、このＵターンパイプ部２０ｃは、排気ガス進入パイプ部２０ａおよび排気ガス排出パイプ部２０ｂとの接続部のところから車体Ｂの前方にいくにつれて漸次持ち上げられている。したがって、Ｕターンパイプ部２０ｃのＵターン部である前部には、水が溜まりにくくなり、溜まり水の波打ちに起因する異音の発生を低減することができる。

図２、および図６，７に示すように、Ｕターンパイプ部２０ｃのＵターン部である前部には、下向きの吸込パイプ２５と、上向きの排気干渉パイプ２６が接続されている。吸込パイプ２５は、シェル１０の前端下部に指向しており、アウトレットパイプ２０を流れる排気ガスによる霧吹き効果により、シェル１０内に溜まった水を、アウトレットパイプ２０内に吸い込み、外部に排出できるようになっている。一方、前記排気干渉パイプ２６は、アウトレットパイプ２０に発生する排気共鳴を抑止する機能を有し、この排気管干渉パイプ２６を設けないときに比べて、異音の発生を抑制することができる。

つぎに、この実施例の作用について説明する。

いま、エンジンＥが運転され、そこから排出される排気ガスは、車体Ｂの下部に支持された主消音器ＭＭ（図２〜７の主消音器ＭＭは車体Ｂに支持された状態を示す）内に入り、ここで排気音の主たる消音が行なわれる。

インレットパイプ１７に流入した排気ガスの大部分は、後部膨張室１５に入り、排気ガスの膨張作用により排気振動エネルギが減衰され、一次的な排気音の消音がなされる。インレットパイプ１７内の排気ガスの一部は、排気干渉孔１８を通り、前部膨張室１３へと流れ、この流れをインレットパイプ１７を流れる排気ガスの排気音に干渉させることができ、インレットパイプ１７内での排気音の共鳴を抑制することができる。後部膨張室１５内に流入した排気ガスは、連通パイプ２２を通って前部膨張室１３に入り、さらにそこから第１の仕切板１１の連通孔２３を通って中間部膨張室１４に入り、その間に、排気ガスの膨張作用により排気振動エネルギが減衰され、二次的な排気音の消音がなされる。中間部膨張室１４内の排気ガスはアウトレットパイプ２０を通過し、テールパイプ５より大気に排出される。

しかして、アウトレットパイプ２０は、前述したように、その前部のＵターンパイプ部２０ｃは横方向に配置されて、その中心軸線Ｌが、排気ガス進入パイプ部および排気ガス排出パイプ部との各接続部から、車体Ｂの前方に向けて漸次立ち上げられているので、そのＵターンパイプ部２０ｃのＵターン部分に、排気ガスの凝縮水などの水が溜まりにくくなり、その溜まり水の波打ちによる異音の発生を低減することができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。

たとえば、前記実施例では、本発明を自動車用エンジンの消音器に実施した場合を説明したが、これを他の車両の消音器に実施してもよい。また前記実施例では、アウトレットパイプは、Ｕ字状に湾曲形成したものについて説明したが、これをＳ字状に湾曲形成してもよい。

本発明消音器を備えた、自動車用排気系の全体の平面図 図１の２−２線に沿う拡大断面図 図２の３−３線に沿う断面図 図２の４−４線に沿う断面図 図２の５−５線に沿う断面図 図３の６−６線に沿うアウトレットパイプの断面図 アウトレットパイプの一部の斜視図

符号の説明

１０・・・・シェル
１３・・・・膨張室（前部膨張室）
１４・・・・膨張室（中間部膨張室）
１５・・・・膨張室（後部膨張室）
１７・・・・インレットパイプ
２０・・・・アウトレットパイプ
２０ａ・・・排気ガス進入パイプ部
２０ｂ・・・排気ガス排出パイプ部
２０ｃ・・・Ｕターンパイプ部
Ｂ・・・・・車体
ＥＰ・・・・排気管
Ｌ・・・Ｕターンパイプ部の中心軸線

Claims (1)

1. 車体（Ｂ）に支持されるシェル（１０）内に、排気管（ＥＰ）に連なるインレットパイプ（１７）、大気に開口するアウトレットパイプ（２０）およびそれら両パイプ（１７，２０）を連通する膨張室（１３，１４，１５）を備えた、車両用エンジンの消音器において、
   前記アウトレットパイプ（２０）は、排気ガス進入パイプ部（２０ａ）と、排気ガス排出パイプ部（２０ｂ）と、それら両パイプ部（２０ａ，２０ｂ）を連通して、前記シェル（１０）の前部に配置されるＵターンパイプ部（２０ｃ）を備え、
   前記シェル（１０）が車体（Ｂ）に支持された状態において、前記Ｕターンパイプ部（２０ｃ）は、横向きに配置されて車体（Ｂ）後方に向かってＵターンしており、かつその中心軸線（Ｌ）は、排気ガス進入パイプ部（２０ａ）および排気ガス排出パイプ部（２０ｂ）との各接続部から、車体（Ｂ）の前方に向けて漸次立ち上げられていることを特徴とする、車両用エンジンの消音器。

Images