JP4358045B2 - Silencer - Google Patents
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本発明は、エンジンの排気系に接続される消音器に関するものである。 The present invention relates to a silencer connected to an exhaust system of an engine.
従来、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、消音器内の消音室を仕切壁により複数に分割し、この仕切壁により、消音室内に流入した排気ガスを消音して大気に排出するためにアウトレットパイプを支持させ、このアウトレットパイプの入口端を拡径して、アウトレットパイプへの排気ガスの流入量を増やすようにしたものは公知である。(たとえば、特許文献1参照)。
ところで、前記特許文献1に開示されるものでは、図9に示すように、アウトレットパイプの開口端をフレア形状の拡径するのに、アウトレットパイプを仕切壁に支持させたのち、そのアウトレットパイプの開口端に拡径治具を挿入して、アウトレットパイプの端末を拡径加工するようにしているので、この拡径加工時に、アウトレットパイプを固定すべく、これをクランプ部材によりクランプする必要がある。そのため、仕切壁間にはクランプ部材を受け入れるための所定の間隔が必要となり(仕切壁の間隔を狭められない)、消音器の設計自由度の低下を招くという問題がある。 By the way, in what is indicated by the said patent document 1, as shown in FIG. 9, in order to expand the opening end of an outlet pipe to flare shape, after supporting an outlet pipe to a partition wall, Since the diameter expansion jig is inserted into the opening end and the end of the outlet pipe is expanded, it is necessary to clamp the outlet pipe with the clamp member in order to fix the outlet pipe during the expansion process. . Therefore, a predetermined interval for receiving the clamp member is required between the partition walls (the interval between the partition walls cannot be reduced), and there is a problem that the design freedom of the silencer is reduced.
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、前記問題を解決して、アウトレットパイプの開口端にフレア部を簡単に形成でいるようにした、新規な消音器を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a novel silencer that solves the above-described problem and easily forms a flare portion at the opening end of the outlet pipe. To do.
上記目的を達成するために請求項1の発明は、シェル内の消音室を仕切壁により分割し、その仕切壁に、消音室内に流入した排気ガスを消音して外部に排出するアウトレットパイプを設けてなる、消音器において、
前記アウトレットパイプの消音室内の開口端に、このアウトレットパイプとは別体に形成した、拡径開口部を有するフレアパイプを接続し、仕切壁、アウトレットパイプおよびフレアパイプの三者を同時溶接してアウトレットパイプとフレアパイプとを仕切壁に支持するようにしたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 divides the silencing chamber in the shell by the partition wall, and provides an outlet pipe for silencing the exhaust gas flowing into the silencing chamber and discharging it to the outside. In the silencer
A flare pipe having an enlarged opening formed separately from the outlet pipe is connected to the opening end of the silencer chamber of the outlet pipe, and the partition wall, the outlet pipe and the flare pipe are welded simultaneously. The outlet pipe and the flare pipe are supported by the partition wall.
本発明によれば、アウトレットパイプの消音室内の開口端に、このアウトレットパイプとは別体に形成した、拡径開口部を有するフレアパイプを接続し、仕切壁、アウトレットパイプおよびフレアパイプの三者を同時溶接してアウトレットパイプとフレアパイプとを仕切壁に支持したので、消音器の設計自由度をなんら損なうことなく、アウトレットパイプの開口端にフレア部を一体に形成して、アウトレットパイプへの排気ガスの流入量を増加させることができ、しかもフレアパイプを有するアウトレットパイプの支持剛性を高めることができる。 According to the present invention, a flare pipe having an enlarged opening formed separately from the outlet pipe is connected to the opening end of the silencer chamber of the outlet pipe, and the partition wall, the outlet pipe, and the flare pipe. Since the outlet pipe and the flare pipe were supported by the partition wall at the same time, the flare part was formed integrally at the opening end of the outlet pipe without impairing the design freedom of the silencer. The inflow amount of the exhaust gas can be increased, and the support rigidity of the outlet pipe having the flare pipe can be increased.
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具体的に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
まず、図1〜7を参照して本発明の実施例について説明するに、この実施例は、本発明消音器を、自動車用エンジンの排気系に実施した場合であり、図1は、本発明消音器を備えたエンジンの排気系の概略平面図、図2は、図1の2矢視の消音器の透視斜視図、図3は、図2の3矢視の消音器の平面図、図4は、図3の4−4線に沿う断面図、図5は、図4の5−5線に沿う断面図、図6は、図4の6−6線に沿う断面図、図7は、図3の7矢視仮想線囲い部分の拡大図である。
First, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. This embodiment is a case where the silencer of the present invention is applied to an exhaust system of an automobile engine. FIG. 2 is a schematic plan view of an exhaust system of an engine equipped with a silencer, FIG. 2 is a perspective view of the silencer shown in the
図1において、全体を符号Eで示す自動車用のエンジンには、その運転により排出される排気ガスを大気に排出するための排気系Exが接続されており、この排気系Exは、エンジンEの排気ポートに接続される排気管1に、その上流側から下流側に沿って順次接続される、触媒C、プリチャンバP、および消音器Mを備えている。 In FIG. 1, an exhaust system Ex for exhausting exhaust gas exhausted by its operation to the atmosphere is connected to an automobile engine generally indicated by E, and this exhaust system Ex is connected to the engine E. The exhaust pipe 1 connected to the exhaust port includes a catalyst C, a pre-chamber P, and a silencer M that are sequentially connected from the upstream side to the downstream side.
前記排気系ExがエンジンEに接続されるとき、図4に示すように、消音器Mのケーシングを構成するシェル2は、若干前傾姿勢を採るように、水平面に対して傾斜角θをもって傾斜して配置され、そのシェル2内に溜まった残留水がその前部に集まるようにされている。
When the exhaust system Ex is connected to the engine E, as shown in FIG. 4, the
そして、エンジンEの運転により、そこから排出された排気ガスは、触媒Cによりその有害成分が浄化され、プリチャンバPにより一次消音され、さらに消音器Mにより二次消音されて大気に排出される。 Then, the exhaust gas discharged from the engine E is purified by the catalyst C, the primary component is silenced by the pre-chamber P, the secondary noise is silenced by the silencer M, and the exhaust gas is discharged to the atmosphere.
つぎに、本発明にかかる消音器Mの構造を、図2〜7を参照して詳細に説明する。 Next, the structure of the silencer M according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
消音器Mのケーシングを構成するシェル2は、ステンレス製に板材を楕円筒状に巻曲し、その両端縁同志を、一体に接合して構成されるシェル本体2aと、その前後開口端に、気密にかしめ固定される前、後部端板2b,2cとにより密閉の中空楕円状に形成されている。この楕円状のシェル2は、その短径側を上下方向に向けて排気管1の下流部に接続される。そして、このシェル2の前部端板2bには、プリチャンバPに連通される排気管1が、また、その後部端板2cには、大気に開口するテールパイプ9がそれぞれ気密に接続されている。
The
前記シェル2内の消音室CAは、第1,第2の仕切壁3,4により3つの室、すなわち、第1、第2の膨張室5,6および共鳴室7とに分割されている。具体的には、シェル2内に、その長手方向に間隔をあけて第1の仕切壁3および第2の仕切壁4が、前記前、後部端板2b,2cと略平行に固着されており、シェル2の長手方向の中間部には、第1の仕切壁3と第2の仕切壁4とによって第1の膨張室5が区画され、また、第1の膨張室5の前側には、前部端板2bと第1の仕切壁3とにより第2の膨張室6が区画され、さらに、前記第1の膨張室5の後側には、第2の仕切壁4と後部端板2cとにより共鳴室7が区画される。
The silencing chamber CA in the
図5に示すように、第1の仕切壁3の左右には、2つの連通孔15,16が間隔をあけて開口されると共にその下部には、複数の干渉孔17が開口されており、これらの連通孔15,16および干渉孔17を介して第1の膨張室5と第2の膨張室6とが相互に連通されている。また、図6に示すように、第2の仕切壁4には、複数の小さな干渉孔18が、その全域にわたり開口され、これらの干渉孔18を介して第1の膨張室5と共鳴室7とが相互に連通されている。
As shown in FIG. 5, two
図3に最も明瞭に示すように、排気管1の後端(下流端)には、シェル2内に配設されるインレットパイプ10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10は、その全長にわたり直状をなして前記前部端板2b、第1の仕切壁3および第2の仕切壁4に貫通支持されて、シェル2内を長手方向に延びている。そして、前記共鳴室7内に位置する後半部10rは、その第1および第2の膨張室5,6内に位置する前半部10fよりも小径に形成されている。また、このインレットパイプ10の後端(下流端)は栓体11により閉じられている。インレットパイプ1の、第1の膨張室5に対応する部分には、複数の小孔よりなる、排出孔12が開口され、これらの排出孔12を通してインレットパイプ10内は、第1の膨張室5内に連通される。また、インレットパイプ10の、第2の膨張室6に対応する部分にも多数の小孔よりなる排出孔13が開口され、これらの排出孔13を通してインレットパイプ10内は、第2の膨張室6内に連通される。さらに、インレットパイプ10の、共鳴室7に対応する部分にも多数の小孔よりなる排出孔14が開口され、これらの排出孔14を通してインレットパイプ10内は、共鳴室7内に連通される。
As shown most clearly in FIG. 3, the front end (upstream end) of the
したがって、排気管1からインレットパイプ10に流入した排気ガスは、排出孔12,13を通って第1、第2の膨張室5,6に入り、さらに、インレットパイプ10に流入した排気ガスの一部は、排出孔14を通って共鳴室7にも入り、排気の膨張、共鳴作用により排気音の減衰がなされ、排気音の一次的な消音が行われる。そして、インレットパイプ10より排出された排気ガスは、第2膨張室6に合流されたのち、後述するアウトレットパイプ20に入り、ここで、排気音の二次的な消音が効果的に行われる。
Therefore, the exhaust gas that has flowed into the
前記シェル2内には、前記インレットパイプ10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2内を上方から下方に向かってS字状に屈曲して長く延長されていて、U字状の排気ガス進入パイプ部21と、直状の排気ガス排出パイプ部23と、それら両パイプ部20,23を一本に連結する円弧状の方向転換パイプ部22とで構成され、2回にわたり屈曲されている。
An
前記排気ガス進入パイプ部21は、シェル2内の中央部より一側に偏して(図5,6右側)上方部位にあり、下向きに傾斜しながら前後方向にU字状に湾曲形成され、第1膨張室5と共鳴室7とに跨がって設けられており、その中間部が第2の仕切壁4に貫通支持され、その上流端および下流端が第1の仕切壁3に貫通支持されている。
The exhaust gas
図2〜4に示すように、アウトレットパイプ20の開口端(上流端)、すなわち排気ガス進入パイプ部21の開口端には、第2の膨張室6に向かって末広状に拡径される拡径開口部を有するフレアパイプ30の基部が一体に接続されており、アウトレットパイプ20への排気ガスの流入量を増すようにしてある。排気ガス進入パイプ部21の開口端、フレアパイプ30および第1仕切壁3の三者は、一体にミグ溶接Wされる。具体的には、図7に示すにように、第1の仕切壁3には、支持孔3aが設けられ、この支持孔3aには、後側(第1の膨張室5側)に向けて起立される短円筒状の溶接代3bが形成される。前記支持孔3aに、排気ガス進入パイプ部21の開口端と、フレアパイプ30の基部とを重ね合わせて嵌合し、それらをミグ溶接Wする。このとき、ミグ溶接用のトーチは、第1および第2仕切壁3,4間の狭い間隙でも容易に入り込むことができ、前記ミグ溶接Wを簡単、容易に行うことができる。
As shown in FIGS. 2 to 4, the opening end (upstream end) of the
一方、前記排気ガス排出パイプ部23は、前記排気ガス進入パイプ部21よりも下位にあって、シェル2内の左右方向の略中央部に位置していて、そのシェル2の軸線と略平行に配置されており、第1、第2の仕切壁3,4および後部端板2cに貫通支持されている。そして、その前端(上流端)が第2膨張室6内に臨んでおり、方向転換パイプ部22に接続され、また、その後端(下流端)は、大気に開口されてテールパイプ9に接続されている。
On the other hand, the exhaust gas
図4に示すように、排気ガス排出パイプ部23の中間部には、吸音手段44が設けらる。この吸音手段44は、排気ガス排出パイプ部23の途中に穿設した多数の吸音孔45と、それらの吸音孔44を覆う外筒46と、それら間に充填されるグラスウール47とより構成される。
As shown in FIG. 4, a
シェル2内の上方に位置する、前記排気ガス進入パイプ部21の下流端と、シェル2内の下方に位置する、前記排気ガス排出パイプ部23の上流端は、第2の膨張室6内に配置される前記方向変換パイプ22により連通接続され、それらの接続部は、第1の仕切壁3により支持される。この方向変換パイプ部22は、図3,4に示すように、2つのパイプ半体22h,22hを合掌結合して円弧状に湾曲形成されており、排気ガス進入パイプ部21を流れる排気ガスを前方から後方へ下向きに迂回させ方向変換させながら排気ガス排出パイプ部23へと導く。
The downstream end of the exhaust gas
図2〜6に示すように、アウトレットパイプ20を構成する3本のパイプ部、すなわち排気ガス進入パイプ部21、方向変換パイプ部22、および排気ガス排出パイプ部23は、上方から下方に向かってS字状に長く屈曲形成されており、それらを流れる排気ガスは、重力に助勢されて抵抗少なくその流れが促進される。
As shown in FIGS. 2 to 6, the three pipe parts constituting the
図4に最も明瞭に示すように、排気ガス排出パイプ部23の上流部の近傍には、水抜き孔50が設けられる。この水抜き孔50は、消音器M、すなわちシェル2内に貯溜された残留水を、アウトレットパイプ20内を流れる排気ガスの流れによる霧吹き効果で該パイプ20に吸い込んで、排気ガスと共に外部に排出するためのものである。
As shown most clearly in FIG. 4, a
図4に示すように、前記第1の仕切壁3、第2の仕切壁4の最下部には、それらの前後を連通させる水通し孔51,52が設けられ、シェル2内に溜まった残留水は、このシェル2が前述したように、若干前傾姿勢にあることから、それらの水通し孔52,51を通ってシェル2内の前部に集められる。そして、この集められた残留水は、後に述べるように、水抜き孔50よりアウトレットパイプ20を通って外部に排出される。
As shown in FIG. 4,
つぎに、この実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
いま、エンジンEが運転され、そこから排出した排気ガスは、排気系Exへと導かれる。そして排気系Exを流れる排気ガスは、消音器M内に入り、ここで排気音の主たる消音が行われる。 Now, the engine E is operated, and the exhaust gas discharged therefrom is guided to the exhaust system Ex. The exhaust gas flowing through the exhaust system Ex enters the silencer M, where main exhaust noise is silenced.
図2〜4に矢印Aで示すように、排気管1よりインレットパイプ10に流入した排気ガスは、排出孔12および排出孔13を通って第1の膨張室5および第2の膨張室6に入り、さらに、排気ガスの一部は、排出孔14を通って共鳴室7にも入り、排気の膨張、共鳴の複合作用により、排気音エネルギの効果的な減衰が行われて一次的な排気音の消音がなされる。
2 to 4, the exhaust gas that has flowed into the
共鳴室7内の排気ガスは、小さな連通孔18(図6参照)を通って第1の膨張室5内に入り、さらに、第1の膨張室5内の排気ガスは、第1の仕切壁3の連通孔15,16,干渉孔17(図5参照)を通って第2の膨張室6内に入り、該室6内で合流した排気ガスは、図2〜4に矢印Bで示すように、排気ガス進入パイプ部21のフレアパイプ30よりアウトレットパイプ20内に流入する。このとき、アウトレットパイプ20の開口端(上流端)には、第2膨張室6に向けて拡径するフレアパイプ30が接続されているので、第2膨張室6内の排気ガスのアウトレットパイプ20への流入量を増し、しかも、その流入抵抗を低減することができる。
Exhaust gas in the
しかして、アウトレットパイプ20の開口端には、拡径開口部を有するフレアパイプ30をミグ溶接Wすることで、フレア部を形成することができるので、消音器を製作するにあたり、前記従来のもの(特許文献1の開示のもの)のような、制約を受けることがない。また、アウトレットパイプ20と、フレアパイプ30とは、第1の仕切壁30と共に同時にミグ溶接Wされるので、それらの支持剛性が高められる。
Thus, the
また、アウトレットパイプ20は、前述したように、S字状に迂回屈曲させて長く延長したことにより、アウトレットパイプ20内の排気ガスは、該パイプ20内を流れる間に、排気音がさらに減衰されて、その消音が効果的に行われる。そして充分に消音された排気ガスは、排気ガス排出パイプ部23の後端より、図3、4に矢印Cで示すように、テールパイプ9を通って大気に排出される。
In addition, as described above, the
前記排気ガスの消音過程において、高温の排気ガスがシェル2内で冷却されて、そこに含まれる水分が露化し凝縮した水や、洗車時にアウトレットパイプ20からシェル2内に侵入した水が残留水となって貯溜される。
In the exhaust gas silencing process, the high-temperature exhaust gas is cooled in the
しかして、アウトレットパイプ20を流れる排気ガスは、前述したように、重力に助勢されながら該パイプ20内での流れが促進され、そのガス流による笛吹効果により、残留水を水抜き孔50を通してアウトレットパイプ20内に吸い込み、排気ガスと共に確実に外部に排出することができる。特に、エンジンのアイドル回転にあるときなど排気圧力が小さいときでもシェル2底部に貯溜する残留水を十分に排出することができる。
As described above, the exhaust gas flowing through the
つぎに図8を参照して、前記実施例の変型例について説明する。 Next, a modified example of the embodiment will be described with reference to FIG.
図8は、前記図7の対応図であり、図中前記実施例と同じ要素には同じ符号が付される。 FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 7, and the same reference numerals are given to the same elements as those in the embodiment.
この変型例は、第1の仕切壁3に対するアウトレットパイプ20(排ガス進入パイプ部21)およびフレアパイプ30の同時ミグ溶接W部の構造が、前記実施例のものと異なっている。第1の仕切壁2には、支持孔3a′が設けられ、この支持孔3a′には、前側(第2の膨張室6側)に向けて起立される短円筒状の溶接代3b′が形成される。前記支持孔3a′に、排気ガス進入パイプ部21の開口端と、フレアパイプ30の基部とを重ね合わせて嵌合し、それらをミグ溶接Wする。
In this modified example, the structure of the simultaneous MIG welding W portion of the outlet pipe 20 (exhaust gas inflow pipe portion 21) and the
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、アウトレットパイプ20とフレアパイプ30とを第1の仕切壁3に支持させたが、それらを第2の仕切壁4に支持させるようにしてももよい。また、前記実施例のミグ溶接Wに代えて他の同効の溶接手段を用いてもよい。
As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to the Example, A various Example is possible within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the
2・・・・・・・・・・シェル
3・・・・・・・・・・仕切壁(第1の仕切壁)
6・・・・・・・・・・膨張室(第2の膨張室)
10・・・・・・・・・インレットパイプ
20・・・・・・・・・アウトレットパイプ
30・・・・・・・・・フレアパイプ
CA・・・・・・・・・消音室
2 ...
6 ... Expansion chamber (second expansion chamber)
10 ············
Claims (1)
前記アウトレットパイプ(20)の消音室(CA)内の開口端に、このアウトレットパイプ(20)とは別体に形成した、拡径開口部を有するフレアパイプ(30)を接続し、仕切壁(3)、アウトレットパイプ(20)およびフレアパイプ(30)の三者を同時溶接してアウトレットパイプ(20)とフレアパイプ(30)とを仕切壁(3)に支持するようにしたことを特徴とする、消音器。
The silencer chamber (CA) in the shell (2) is divided by the partition wall (3), and the exhaust pipe flowing into the silencer chamber (CA) is silenced and discharged to the partition wall (3). In the silencer provided with (20),
A flare pipe (30) having an enlarged opening formed separately from the outlet pipe (20) is connected to an opening end in the silencer chamber (CA) of the outlet pipe (20), and a partition wall ( 3) The three features of the outlet pipe (20) and the flare pipe (30) are welded simultaneously to support the outlet pipe (20) and the flare pipe (30) on the partition wall (3). A silencer to do.
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