JP4358050B2 - 消音器 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用などの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。

従来、エンジンからの排ガスが導かれるインナパイプ１３に空隙を存してアウタパイプ１１を配置し、インナパイプ１３に嵌合される隔壁１４により、前記空隙を複数の消音室に分割し、インナパイプ１３より消音器３０内に導かれた排気ガスをそれらの消音室に導いて消音したのち、外部に排出するようにした消音器は公知である（たとえば、特許文献１）。
実開平６−３７５１４号公報

ところが、前記特許文献１に開示される消音器は、図５に示すように、インナパイプがその全長にわたり等径に形成されているので、このインナパイプに隔壁を組み付けるべく、その隔壁をインナパイプに挿入するとき、その挿入状態のまま隔壁をインナパイプの外周に沿って長いスパンにわたり挿入方向に摺動させる必要がある。このとき、インナパイプの外径は、隔壁の支持孔の内径と略同じであるため、その組付性が悪いという問題があり、また、インナパイプは、その全長にわたり等径であることから、そこを流れる排気ガスの消音通路径は一定であり、消音室に入る前の、インナパイプ内での排気音の補助的減衰作用が不十分であるという別の問題もある。

本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、インナパイプの隔壁への組付性を改善すると共に消音室に入る前の、インナパイプを流れる排気ガスの排気音を補助的に減衰して、消音性の一層の向上を図るようにして、前記問題を解決できるようにした、新規な消音器を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、エンジンからの排気ガスが導かれる内筒と、内筒に空隙を存して配置される外筒と、外筒の前、後開口端を封緘して空隙を閉塞する前、後端壁と、内筒の外周に嵌合固定され、排気ガスの流れ方向に関して空隙を複数の消音室に分割する少なくとも１つの隔壁と、内筒に形成され、複数に分割された消音室の各々と内筒の内部とをそれぞれ連通する孔とを備えた消音器において、
排気ガスの流れ方向に関して下流側の消音室における内筒の下流側部分の外径を、上流側の消音室における内筒の上流側部分の外径よりも大きくし、内筒の下流側部分の外周に隔壁を嵌合固定したことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、排気ガスの導かれる内筒は、その上流側部分の外径が、その下流側分の外径よりも小さく形成されているので、この内筒に隔壁を組み付けるにあたって、隔壁の支持孔と内筒の上流側部分の外周間に間隙が形成されて隔壁の内筒への挿入操作およびその組付位置への移動操作がきわめて容易となり、この隔壁の内筒への組付性が改善される。

また、内筒は、外径の小さい上流側側分と外径の大きい下流側部分とが連結されていることにより、排気ガスが下流側の消音室に到達する前に、内筒内を流れる排気ガスの排気音は外径の変わる部分で拡張減衰され、その後の消音器による消音効果を一層高めることができる。

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具体的に説明する。

図１〜４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側面図、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、内筒を隔壁に嵌合固定する過程を示す図である。

この実施例は自動車の走行用エンジンの排気系に、本発明消音器を実施した場合であり、図１において、エンジンＥの排気ポートには排気系Ｅｘが接続され、この排気系Ｅｘは自動車の前後方向に沿って延びており．その上流側から下流側に向かい排気触媒Ｃ、補助消音器（プリチャンバ）Ｐおよび主消音器Ｍが間隔をあけて順に接続されている。

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ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘなどの有害成分が浄化され、プリチャンバＰにより一次的な消音がなされ、さらに主消音器Ｍにより二次的な消音がなされて外部に排出される。

つぎに、本発明に従うプリチャンバ（補助消音器）の構造を、図２，３を参照して詳細に説明する。

このプリチャンバＰは、その縦軸線方向が、自動車の進行方向に沿うように配置されていて、図示しない支持手段を介して車体下に支持されており、排気系Ｅｘの、上流側排気管１Ｕと下流側排気管１Ｄとの間に接続され、両端を閉じた円筒状に形成されている。

プリチャンバＰのケーシングを構成する外筒２は、ステンレスなどの耐熱性金属板を円筒状に巻曲し、その端縁同士を溶接接合して構成されており、この外筒２の前、後開口端に、外筒２と同じ材料よりなる円盤状の前、後端壁３，４がそれぞれ気密にかしめ固定される。そして、前端壁３の中央部に上流側排気管１Ｕが、また、後端壁４の中央部に下流側排気管１Ｄがそれぞれ溶接接合される。

前記外筒２内には、その中心線上に沿って内筒５が収容され、この内筒５の前端（上流端）は前端壁３を貫通して上流側排気管１Ｕに一体に連通接続され、また、内筒５の後端（上流端）は後端壁４を貫通して下流側排気管１Ｄに一体に連通接続される。したがって、エンジンＥからの排気ガスは、上流側排気管１Ｕを通って内筒５に導かれ、消音されたのち、ふたたび内筒５に流入し、下流側排気管１Ｄへと導かれる。

内筒５と外筒２との間には環状の空隙６が形成され、この空隙６の前後方向の中間部には、盤状の隔壁８が収容され、この隔壁８の外周は、外筒２の内周に圧入され、また、その中央部に開口した支持孔９に、後に述べるように、内筒５の外周の下流側部分５Ｄが挿入嵌合され、その嵌合部は、溶接（３箇所）して固定されている。そして、隔壁８により前記空隙６は、排気ガスの流れ方向に関して、上流側（前側）の第１消音室（共鳴室）１１と、下流側（後側）の第２消音室（吸音室）１２との分割される。

なお、この実施例では、第２消音室１２は、最下流側の消音室を構成する。

図２に明瞭に示すように、前記内筒５は、排気ガスの流れ方向に関して、外径の小さい上流側部分５Ｕ（前側部分）と、それより外径の大きい下流側部分５Ｄ（後側部分）とを備えており、上流側部分５Ｕの後端と、下流側部分５Ｄの前端とは、下流側に向かって拡径されるコーン状の中間部分５Ｍにより連結されている。また、外径の大きい下流側部分５Ｄは、後端板４に向かってコーン状に縮径されている。外径の小さい上流側部分５Ｕは、第１消音室１１に対応する位置にあり、その中間部には、本発明にかかる孔としての連通孔１５が開口されると共にその外周には、この連通孔１５を覆うようにして、覆い管１６が固定されている。そして、この覆い管１６の外径が、内筒５の上流側部分５Ｕの実質的な外径となっており、この覆い管１６の外径Ｂ（図２参照）が、内筒５の下流側部分５Ｄの外径Ａ（図２参照）よりも小さい。覆い管１６の後端は開放されていて内筒の上流側部分５Ｄと覆い管１６との間に環状の通路１７が形成される。したがって、内筒５に導かれた排気ガスの一部は、連通孔１５、環状の通路１７を通り、第１消音室（共鳴室）１１へと流れる。また、内筒５の、径の大きい下流側部分５Ｄは、第２の消音室（吸音室）１２に対応しており、その大部分の領域にわたり多数の小孔よりなる、本発明にかかる孔としての吸音孔１９が穿設されている。下流側部分５Ｄの外周には、多数の吸音孔１９を覆うようにしてステンレスウール２０が巻き付けられている。第２消音室（吸音室）１２内には、内周側と外周側の２層よりなるグラスウールなどの吸音材２１，２２が充填されており、下流側部分５Ｄを流れる排気ガスは多数の吸音孔１９より、ステンレスウール２０、吸音材２１，２２へと導かれて、その排気音が吸収される。

ところで、プリチャンバＰを組み付けるにあたっては、図４に示すように、排気ガスの流れ方向に関して、その上流側から隔壁８の支持孔９を、内筒５の外周面に挿入して、その外径の大きい下流側部分５Ｄに嵌合して溶接（３箇所）固定することが行われるが、この実施例によれば、内筒５は、その上流側部分５Ｕの外径、すなわち覆い管１６の外径Ｂが、その下流側部分５Ｄの外径Ａよりも小さく形成されているので、隔壁８の支持孔９と内筒５の覆い管１６の外周間には、間隙Ｄ（図４参照）が形成される。したがって、隔壁８の内筒５への挿入操作およびその組付位置への移動操作がきわめて容易となり、この隔壁８の内筒５への組付性が改善される。

つぎに、上記のように構成されるプリチャンバＰの作用について説明する。

いま、エンジンＥの運転により、そこから排出される排気ガスは、図２矢印ａに示すように上流側排気管１ＵよりプリチャンバＰの内筒５に導かれる。内筒５内に流入した排気ガスは、図２矢印ｂに示すように、連通孔１５および通路１７を通って第１消音室（共鳴室）１１または、図２矢印ｃに示すように、多数の吸音孔１９を通って第２消音室（吸音室）１２へと流入し、消音されたのち、矢印ｄに示すように、内筒５内に戻り、下流側排気管１Ｄへ流れる。。

ところで、第１消音室（共鳴室）１１に流入した排気ガスは、共鳴効果と拡張効果とで比較的低い周波数の排気音が消音され、また、第２消音室（吸音室）１２に流入した排気ガスは排気音が、吸音材２１，２２と接触することで排気音エネルギが減衰され、比較的高い周波数の排気音を消音することができる。

また、内筒５は、外径の小さい上流側側分５Ｕと外径の大きい下流側部分５Ｄとが連結されていることにより、排気ガスが吸音材２１，２２の充填された第２消音室１２に到達する前に、内筒５内を流れる排気ガスの排気音は外径の変わる部分で拡張減衰され、その後の吸音材２１，２２による吸音効果を一層高めることができる。

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、消音器内を１つの隔壁で２つの消音室に分割した場合を説明したが、消音器内を２つ以上の隔壁で３つ以上の消音室に分割してもよく、この場合、最下流側の消音室に吸音材が充填される。また、前記実施例では、内筒の、上流側部分と下流側部分とをコーン状の中間部分で連結した場合を説明したが、内筒の、上流側部分と下流側部分とをそれぞれ外径を変えないまま連結してもよい。

本発明消音器を備えたエンジンの排気系の概略側面図 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 内筒５を隔壁８に嵌合固定する過程を示す図 従来の消音器における隔壁の内筒への組付過程を示す説明図

符号の説明

２・・・・・・・・・・外筒
３・・・・・・・・・・前端壁
４・・・・・・・・・・後端壁
５・・・・・・・・・・内筒
５Ｕ・・・・・・・・・上流側部分
５Ｄ・・・・・・・・・下流側部分
６・・・・・・・・・・空隙
８・・・・・・・・・・隔壁
１１・・・・・・・・・消音室（第１消音室）
１２・・・・・・・・・消音室（第２消音室）
１５・・・・・・・・・孔（連通孔）
１９・・・・・・・・・孔（吸音孔）
Ａ・・・・・・・・・・内筒の下流側部分の外径
Ｂ・・・・・・・・・・内筒の上流側部分の外径
Ｅ・・・・・・・・・・エンジン

Claims (1)

1. エンジン（Ｅ）からの排気ガスが導かれる内筒（５）と、内筒（５）に空隙（６）を存して配置される外筒（２）と、外筒（２）の前、後開口端を封緘して空隙（６）を閉塞する前、後端壁（３，４）と、内筒（５）の外周に嵌合固定され、排気ガスの流れ方向に関して空隙（６）を複数の消音室（１１，１２）に分割する少なくとも１つの隔壁（８）と、内筒（５）に形成され、複数に分割された消音室（１１，１２）の各々と内筒（５）の内部とをそれぞれ連通する孔（１５，１９）とを備えた消音器において、
   排気ガスの流れ方向に関して下流側の消音室（１２）における内筒（５）の下流側部分（５Ｄ）の外径（Ａ）を、上流側の消音室（１１）における内筒（５）の上流側部分（５Ｕ）の外径（Ｂ）よりも大きくし、内筒（５）の下流側部分（５Ｄ）の外周に隔壁（８）を嵌合固定したことを特徴とする、消音器。
   

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