JP7304174B2

JP7304174B2 - 消音器

Info

Publication number: JP7304174B2
Application number: JP2019046930A
Authority: JP
Inventors: 孝志江崎; 邦博鳥本
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2039-03-14
Also published as: JP2020148153A

Description

本発明は、消音器に関する。

従来、内燃機関を有する自動車などの車両には、内燃機関より排出された排気ガスを外部へ導出する排気管が設けられ、この排気管には排気騒音を低減する消音器が設けられている。

このような消音器において、消音器内に流入した排気ガスにより、消音器を構成する外殻で曲率の小さい部分が振動し、放射音が発生することがある。

この放射音を低減させる方法として、消音器内に設けられた剛性の高いインレットパイプを外殻に固定し、又は、剛性の高いセパレータの一部を外殻に圧接し、外殻の剛性を上昇させることが提案されている（特許文献１～３参照）。

これらの放射音を低減させる方法においては、外殻の共振周波数を上げることにより放射音を低減させているため、所定の周波数領域において放射音が発生する虞がある。

また、放射音を低減させる方法として、外殻において振動しやすい部位の内周面に、内部に中空部を有するように抑制部材を取付け、抑制部材の中空部内と消音器内とが連通する孔を形成することで、この抑制部材の中空部が共鳴室を形成して、消音効果を発揮させるとともに、外殻に抑制部材を設けることにより、外殻の剛性が増し放射音を低減させることが提案されている（特許文献４参照）。

実公平６－３１１２６号特開平３－２４６３１３号特許第４５７６２３９号特開２０１８－１１５５７７号

上記特許文献４に記載の消音器においては、抑制部材は、外殻のみに固定されているため、抑制部材は外殻とともに振動し、放射音の低減は限定的であるという問題がある。

そこで、本発明は、上記特許文献４に記載の消音器よりも外殻の膜振動により生じる放射音を低減できる消音器を提案することを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、本発明の消音器は、周壁状の外壁を構成する外殻部材を有する消音器であって、
前記外殻部材以外の前記消音器を構成する構成部材であるステーを有し、
該ステーの一方の端部を、前記外殻部材の内周面に固設し、前記ステーの他方の端部に保持部材を取り付け、
前記構成部材と前記保持部材を、一体となるように一つの部材で構成し、
前記保持部材を、前記外殻部材の内周面の一部に固定し、
前記保持部材と前記外殻部材との間の少なくとも一部に、振動減衰部材を設けたことを特徴とするものである。
また、インレットパイプを有し、該インレットパイプは、前記外殻部材に形成された導入孔と、前記ステーに形成された挿通孔に固定されていてもよい。

また、前記保持部材と前記外殻部材との間に閉空間が形成され、該閉空間内に前記振動減衰部材を圧縮収納してもよい。

また、前記振動減衰部材は、１本又は複数本の長繊維で構成してもよい。

また、前記振動減衰部材を、メリヤス編みして筒状に形成し、その内部に前記保持部材を挿通し保持してもよい。

また、前記振動減衰部材を前記保持部材に巻設し、拘束部材により、前記振動減衰部材を前記保持部材に保持してもよい。

本発明の消音器は、消音器を構成し、かつ、外殻部材以外である構成部材に一部を固設した保持部材を有し、保持部材と外殻部材との間に、振動減衰部材の少なくとも一部を設けたことにより、振動減衰部材が外殻部材とともに共振することを防止できるとともに、外殻部材の振動を、振動減衰部材により減衰させ、放射音を低減できる。

本発明の実施例１に係る消音器の部分縦断面図。図１のＡ－Ａ線拡大断面図。本発明の実施例１に用いる構成部材と保持部材の斜視図。図３のＢ－Ｂ線断面図。本発明の実施例１に用いる構成部材と保持部材の別例を示す斜視図。本発明の実施例１に用いる構成部材と保持部材の別例を示す斜視図。本発明の実施例２に用いる構成部材周辺の一例を示す斜視図。本発明の実施例２に用いる構成部材周辺の別例を示す斜視図。図８のＣ－Ｃ線断面図。本発明の実施例３に用いる構成部材と保持部材と振動減衰部材の斜視図。本発明の実施例４に用いる構成部材と保持部材と振動減衰部材と拘束部材の関係を示す斜視図。本発明の実施例５に係る消音器の一例を示す部分縦断面図。図１２のＤ－Ｄ線拡大断面図。図１２に示す消音器に用いる構成部材と保持部材の斜視図。本発明の実施例５に係る消音器の別例を示す部分縦断面図。図１５のＥ－Ｅ線拡大断面図。図１５に示す消音器に用いる構成部材と保持部材の斜視図。本発明の実施例５に係る消音器の別例を示す部分縦断面図。図１８のＦ－Ｆ線拡大断面図。図１８に示す消音器に用いる構成部材と保持部材の斜視図。本発明の実施例５に係る消音器の別例を示す部分縦断面図。図２１のＧ－Ｇ線断面図。図２１に示す消音器に用いる構成部材と保持部材の斜視図。

本発明を実施するための形態を図に示す実施例に基づいて説明する。

［実施例１］
図１は、本発明の実施例１に係る消音器１の一部を断面とした縦断面図、図２は、図１のＡ－Ａ線断面図を示す。

消音器１は、図１，図２に示すように、金属製の薄板で構成された消音器１の外壁を構成する外殻部材２を有し、外殻部材２内はセパレータ３、４により、第１消音室５，第２消音室６、第３消音室７が区画形成されている。

第２消音室６の周壁（外壁）を形成する外殻部材２の部分には、図２に示すように、導入穴２ａが形成され、導入穴２ａにはインレットパイプ９が挿通され、インレットパイプ９の端部が第２消音室６内に開口している。第２消音室６と第３消音室７は連通穴１０で連通し、第１消音室５と第３消音室７は第１連通管１１で連通し、第１消音室５と第２消音室６と第３消音室７は第２連通管１２で連通している。第２連通管１２内と第２消音室６は、第２連通管１２の連通穴１２ａで連通している。

アウトレットパイプ１５は、セパレータ３、４を貫通して配設され、その一端部が第１消音室５に開口し、他端部が第３消音室７の側壁に形成された導出穴１３に挿通して設けられている。

第２消音室６内には、図３に示すように、消音器１を構成する構成部材であるステー１６の一方の端部が、外殻部材２の内周面に溶接等により固設されている。ステー１６には挿通穴１６ａが形成され、挿通穴１６ａには、図２に示すように、インレットパイプ９が挿通固定されている。ステー１６は、その挿通穴１６ａ内に剛性を有するインレットパイプ９が挿通固定されており、ステー１６は外殻部材２より高い剛性を有する。

ステー１６の他方の端部には、図３に示すように、保持部材１７が取付けられ、このステー１６と保持部材１７は一体に形成されている。

保持部材１７は、図３、図４に示すように、長方形で、かつ、平面状の押え部１７ａを有し、押え部１７ａの外周４面には、夫々、外側方向に向かうほど、外殻部材２側に位置する壁部１７ｂが形成されている。壁部１７ｂの外側にはフランジ１７ｃが形成され、フランジ１７ｃを外殻部材２の内周面に対して溶接等により固設することにより、保持部材１７は、外殻部材２の内周面に固定されている。押え部１７ａと壁部１７ｂとフランジ１７ｃは一体に形成されている。なお、図５に示すように、押え部１７ａにリブ１８を形成し、保持部材１７の剛性を高めるようにしてもよい。

押え部１７ａと壁部１７ｂと外殻部材２の内周面により閉空間１９が形成され、閉空間１９内に、振動減衰部材２０が圧縮収納されている。

振動減衰部材２０としては、振動エネルギーの一部が熱に変換されて振動を減衰させるものであれば任意のものを用いることができ、例えば、短繊維若しくは長繊維のグラスウール、ワイヤーメッシュや耐熱ゴム等の緩衝部材などを用いることができる。

本実施例では、振動減衰部材２０として、短繊維のグラスウールを用いた。この短繊維のグラスウールが、閉空間１９内に三次元的に相互に絡み合って圧縮収納されていることにより、外殻部材２が振動した際に、その振動により振動減衰部材２０が振動し、振動減衰部材２０同士の相対運動による摩擦が生じることで、振動エネルギーの一部が熱に変換され振動が減衰される。

外殻部材２の内周面に設ける保持部材１７の位置は、インレットパイプ９を通じて最初に流入する第２消音室６のうち、曲率が小さい平面に近い部分に設けることが好ましい。このような部分は、排気ガスの流入により膜振動が生じる可能性が高いからである。また、このように、外殻部材２の内、膜振動が生じやすい部位全体に、振動減衰部材２０が位置するように保持部材１７を設けることが好ましい。

上記のように、保持部材１７は、高い剛性を有するステー１６と一体に形成されていることにより、排気ガスにより外殻部材２が振動した際にも、保持部材１７は、外殻部材２とは共振しない。また、外殻部材２の振動は、外殻部材２の内周面と接している振動減衰部材２０に伝播する。この伝播した振動により、接触している振動減衰部材２０同士の相対運動が生じ、摩擦により熱が発生する。このように、振動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されることにより、振動が減衰され、放射音を低減することができる。

なお、上記実施例では、ステー１６と保持部材１７を一体に形成したが、図６に示すように、ステー１６Ａと保持部材１７Ａを別部材で構成し、相互の一部をラップさせ溶接等により剛的に連結するようにしてもよい。

［実施例２］
上記実施例１においては、押え部１７ａと壁部１７ｂと外殻部材２の内周面により閉空間１９を形成し、この閉空間１９内に振動減衰部材２０を圧縮収納したが、押え部と外殻部材２の内周面との間に振動減衰部材２０が挟持されていればよい。

例えば、図７に示すように、押え部１７ａの外周３面のみに壁部１７ｂを形成し、一部に開口部２１を形成するようにしてもよいし、図８，図９に示すように、保持部材１７の一部を外殻部材２の内周面に溶接等により固定し、押え部１７ａの外周３面において、開口部２１を形成してもよい。３面に開口部２１が形成されている場合には、図９に示すように、開口部における押え部１７ａの外周端部１７ｄを、外側に向かうほど外殻部材２の内周面側に位置するように曲折して形成することが好ましい。

なお、押え部１７ａと外殻部材２の内周面との間に振動減衰部材２０を

挟持することができれば、押え部１７ａの形状は、平面状以外にも波状など任意の断面形状、及び任意の上面形状に形成することができる。

それ以外の構造は、前記実施例１と同様であるのでその説明を省略する。

本実施例２においても前記実施例１と同様の効果を奏する。

［実施例３］
上記実施例１、２においては、押え部１７ａと外殻部材２の内周面との間に振動減衰部材２０を挟持するようにしたが、１本又は複数本の長繊維からなる振動減衰部材２０を、メリヤス編みして筒状に形成し、図１０に示すように、この筒状に形成した振動減衰部材２０Ａの中心部に形成された空間２０Ｂ内に、保持部材２４の押え部２４ａを挿通してもよい。押え部２４ａの外周に、筒状に形成した振動減衰部材２０Ａを１層設けてもよいし、複数積層するように設けてもよい。

保持部材２４は、図１０に示すように、外殻部材２の内周面と離間するように設けた平面状の押え部２４ａを有し、押え部２４ａと外殻部材２の内周面の間に、筒状に形成した振動減衰部材２０Ａの一部が圧縮挟持されるようになっている。

押え部２４ａの両側部は、外側に向かうほど外殻部材２の内周面側に位置する壁部２４ｂと、外殻部材２の内周面に当接するフランジ部２４ｃが形成されている。フランジ部２４ｃは、外殻部材２の内周面に溶接等により固設されている。押え部２４ａ、壁部２４ｂ、フランジ部２４ｃは一体に形成されて保持部材２４を構成している。なお、押え部２４ａと外殻部材２の内周面の間に、筒状に形成した振動減衰部材２０Ａの一部が圧縮挟持されていれば、フランジ部２４ｃを、外殻部材２の内周面に溶接等により固定しなくてもよい。また、壁部２４ｂとフランジ部２４ｃは形成しなくてもよい。

それ以外の構造は、前記実施例１、２と同様であるのでその説明を省略する。

本実施例３においても前記実施例１、２と同様の効果を奏する。

本実施例３においては、更に、筒状に形成した振動減衰部材２０Ａを、１本又は複数本の長繊維からなる振動減衰部材２０を、メリヤス編みにより形成したことにより、外殻部材２の振動が押え部２４ａに対して反対側に位置する振動減衰部材２０Ａにまで伝播する。この押え部２４ａの外殻部材２に対して反対側に位置する振動減衰部材２０Ａは、押え部２４ａ以外の部材には接触せず非拘束であるため、上記実施例１、２の振動減衰部材２０を押え部１７ａと外殻部材２により挟持するものと比較して、振動しやすく放射音をより抑制することができる。

［実施例４］
上記実施例３においては、１本又は複数本の長繊維からなる振動減衰部材２０を、メリヤス編みして筒状に形成し、その中空部に保持部材２４の押え部２４ａを挿通したが、異なる方法を用いて、保持部材２４の押え部２４ａに対して、１本又は複数本の長繊維からなる振動減衰部材２０を取付けるようにしてもよい。

本実施例４では、図１１に示すように、１本又は複数本の長繊維からなる振動減衰部材２０を、保持部材２４の押え部２４ａの外周部に巻設し、振動減衰部材２０の端部を、拘束部材２８により押え部２４ａに対して、解けないように保持したものである。

それ以外の構造は、前記実施例３と同様であるのでその説明を省略する。

本実施例４においても前記実施例３と同様の効果を奏する。

［実施例５］
上記実施例１～４においては、ステー１６と保持部材１７，２４を一体形成、若しくは剛的に連結したが、保持部材１７，２４を、外殻部材２以外で、消音器を構成する部材であれば任意の構成部材と、一体に形成、若しくは剛的に連結して形成するようにしてもよい。また、消音器の構造、構成は、上記実施例に記載以外にも任意の構造とすることができる。

例えば、図１２～図１４に示す消音器３０において、インレットパイプ３１の内側端部を、外殻部材３２に対して固設するための構成部材であるストッパ３３と、上記実施例１～４と同様の保持部材１７，２４を、一体に形成、若しくは剛的に連結して形成するようにしてもよい。

また、図１５～図１７に示す消音器４０において、外殻部材４１の剛性を高めるために、外殻部材４１に対して取付けられた構成部材であるリングプレート４２と、上記実施例１～４と同様の保持部材１７，２４を、一体に形成、若しくは剛的に連結して形成するようにしてもよい。

また、図１８～図２０に示す消音器５０において、外殻部材５１内を区画して消音室を構成するための構成部材であるセパレータ（インナープレート）５２と、上記実施例１～４と同様の保持部材１７，２４を、一体に形成、若しくは剛的に連結して形成するようにしてもよい。

また、上記に記載以外にも、外殻部材２以外で、消音器を構成する任意の構成部材、例えば、バルブ等と、上記実施例１～４と同様の保持部材１７，２４を、一体に形成、若しくは剛的に連結して形成するようにしてもよい。

また、上記実施例１～４と同様の保持部材１７，２４の数は、１つでも複数個でもよく、例えば、図２１～図２３に示す消音器６０において、外殻部材６１の剛性を高めるために、外殻部材６１に取付けられた構成部材である補強プレート６２と、２つの上記実施例１～４と同様の保持部材１７，２４を、一体に形成、若しくは剛的に連結して形成するようにしてもよい。

それ以外の構造は、前記実施例１～４と同様であるのでその説明を省略する。

本実施例５は、外殻部材２以外で消音器１，３０，４０，５０，６０を構成する構成部材は、外殻部材２，３２，４１，５１，６１よりも剛性が高く、排気ガスにより外殻部材２が振動した際にも、保持部材１７，２４は、外殻部材２とは共振せず、外殻部材２の振動を、振動減衰部材２０，２０Ａに伝播させて振動を減衰し、放射音を効果的に低減することができ、上記１～４と同様の効果を奏する。

１，３０，４０，５０，６０消音器
２，３２，４１，５１，６１外殻部材
１６，３３，４２，５２，６２構成部材
１７，２４保持部材
２０，２０Ａ振動減衰部材
２８拘束部材

Claims

周壁状の外壁を構成する外殻部材を有する消音器であって、
前記外殻部材以外の前記消音器を構成する構成部材であるステーを有し、
該ステーの一方の端部を、前記外殻部材の内周面に固設し、前記ステーの他方の端部に保持部材を取り付け、
前記構成部材と前記保持部材を、一体となるように一つの部材で構成し、
前記保持部材を、前記外殻部材の内周面の一部に固定し、
前記保持部材と前記外殻部材との間の少なくとも一部に、振動減衰部材を設けたことを特徴とする消音器。
インレットパイプを有し、該インレットパイプは、前記外殻部材に形成された導入孔と、前記ステーに形成された挿通孔に固定されていることを特徴とする請求項１記載の消音器。
前記保持部材と前記外殻部材との間に閉空間が形成され、該閉空間内に前記振動減衰部材を圧縮収納したことを特徴とする請求項１又は２記載の消音器。
前記振動減衰部材は、１本又は複数本の長繊維で構成されていることを特徴とする請求項１又は２又は３記載の消音器。
前記振動減衰部材を、メリヤス編みして筒状に形成し、その内部に前記保持部材を挿通し保持したことを特徴とする請求項４記載の消音器。
前記振動減衰部材を前記保持部材に巻設し、拘束部材により、前記振動減衰部材を前記保持部材に保持したことを特徴とする請求項４記載の消音器。