JPH0622514U - 消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全体がコンパクトでありながら減音効果にす
ぐれるほか、圧力損失が小さく、しかも製造が容易な消
音器を提供する。 【構成】 密閉形式の分割型ケーシング１１・１２内の
仕切り壁のうち二つ以上を貫く連絡管１５・１６を、ケ
ーシングとは別体に、かつ上流端内面にベルマウス状の
部分１５ａ・１６ａを設けて形成する。ケーシングの分
割にともなって開放されるよう仕切り壁に穴１９・２０
・１７を形成し、その穴の内側縁部にはさむことによっ
て上記の連絡管を取り付ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンの排気騒音低減用などとして使用される消音器（サイレン サ）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンや一部の圧力容器などは、ガスの排出にともなってかなりの騒音を発 生するため、排気の経路に何らかの消音器が接続される。

【０００３】 図３は、ウォータジェットによって水上を走航する小型滑走艇１の側面図（内 部の一部を透視して示す）である。後部のエンジンルーム３内にはウォータジェ ットポンプ２を駆動するためのエンジン４が配置され、その排気管５に、排気マ フラ６と消音器１０とが接続されている。エンジン４の排気は、消音器１０にて 減音（騒音低減）されたうえ、最下流の管路７を経て船外へ排出される。ここに 示した消音器１０は、限られた空間（エンジンルーム３）内に設置されることか ら、全体がコンパクトであることがとくに求められる。

【０００４】 排気用の消音器は一般に、内部に複数の膨張室を有し、それらが連絡口や連絡 管にてつながれることによって構成されるが、特公昭６０−１４１６５号公報に は、コンパクトでありながら減音効果にすぐれたものとしてつぎのような消音器 が提案されている。すなわち、複数の膨張室を隣接させるとともに、膨張室の相 互間および外部・膨張室間をつなぐすべての連絡管のそれぞれを、少なくとも一 つの膨張室を貫通する長さにしたものである。膨張室が互いに隣接しているので 全体がコンパクトであるうえ、連絡管が相当に長いため減音効果が高い。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前記公報に記載の消音器には、下記の点について、なおも解決すべき課題が残 されている。すなわち、 イ) 膨張室を貫通する上記の連絡管を、消音器本体（ケーシング）内にいかに して設けるか。鋳造などで本体と連絡管とを一体に成形するのは形状が複雑化し てコストがかかるし、別体のパイプを連絡管として組み合わせるとしたら、複数 の仕切り壁を通しての取り付けが容易でなく、固定方法にも工夫がいる。後者の 場合は、一つ以上の膨張室を貫通して消音器の外部とつながる（つまり出入口と なる）連絡管と、本体ケーシングとの間のシール（密閉性）についても課題が残 る。

【０００６】 ロ) 連絡管がいずれも長尺のものになるので圧力損失（つまり流路抵抗）が増 し、排気の圧力が高くなる恐れがあるが、これをできるだけ小さく抑えるにはど うすべきか。排気圧の上昇は、たとえばエンジンの場合にはその出力上の損失と なるので、単に排気管の耐圧性を上げるだけでは課題の解決にならない。

【０００７】 ハ) 上記イ)・ロ)の解決のために消音器を大きくする（大きくすると、スペース 的に連絡管の取り付けが容易になることがあり、圧力損失も抑えられる）とした ら、全体がコンパクトだという前記の利点が失われ、小型滑走艇などには適用し がたくなる。

【０００８】 本考案の目的は、全体がコンパクトでありながら減音効果にすぐれるほか、連 絡管の取り付けを含めて製造が容易で、しかも圧力損失を抑制する配慮の施され た消音器を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の消音器は、a)外壁が内部を密閉する形式のケーシング内に、それぞれ 仕切り壁を介して複数の膨張室を設け、膨張室間を連絡口もしくは連絡管にて順 次接続した消音器であって、b)上記仕切り壁のうちの二つ以上を貫く（つまり少 なくとも一つの膨張室を貫通する）連絡管を、ケーシングとは別体に、かつ上流 端内面をベルマウス状（釣鐘や朝顔のように先が広がった形）にして形成すると ともに、c)ケーシングを分割可能な構造にし、その分割にともなって開放される よう仕切り壁に穴を形成したうえ、その穴の内側縁部にはさむことによって上記 の連絡管を取り付けた−ものである。

【００１０】

【作用】

本考案の消音器は、複数の膨張室を連絡管などでつなぐことにより構成されて いる。したがって従来の消音器と同様、これらを順次に通る間の音波の干渉作用 などによって騒音が低減される。またこの消音器は、前記公報に記載の技術事項 に基づき、上記a)のとおり仕切り壁を介して膨張室を隣接配置するとともに、b) のように連絡管を、仕切り壁の二つ（すなわち膨張室の一つ）以上を貫くような 長いものにしたので、全体すなわちケーシングの外形がコンパクトであるととも に、すぐれた減音効果を発揮する。しかしながら、本消音器のより特徴的な作用 は下記の点にある。

【００１１】 すなわち、本考案の消音器では、連絡管の製作・取り付け・固定が簡単に（つ まり低コストで迅速に）、かつ安定的に（つまり位置ずれなど起こしたりせずに ）行われる。その理由は、下記のとおり三つあげられる。

【００１２】 第一の理由は、上記b)のように連絡管をケーシングとは別体にしていることで ある。連絡管とケーシングとが別体であれば、それぞれの形状は比較的単純なた め、両者が一体の場合に比べて成形（製作）はごく容易である。

【００１３】 第二の理由は上記c)の点にあり、分割構造としたケーシングの仕切り壁に、分 割によって開放されるように（つまり分割面の位置に）穴を形成し、その穴の内 側に連絡管を取り付けたことである。ケーシングの分割にともなって開放される 穴に連絡管を取り付けるのであり、閉じた穴に連絡管を通すのではないから、連 絡管の長さや太さ・ケーシングの大小などを問わず、その取り付けは極めて簡単 に行える。そして連絡管の固定は、開いたケーシングを接合するとき、上記の穴 をなす仕切り壁の内側縁部で連絡管をはさみ付けることにより行う。連絡管は、 二つ以上の仕切り壁に及ぶ長さを有するため、複数箇所ではさみ付けてその固定 を確実にすることも容易である。

【００１４】 第三の理由として、以上のような連絡管を、b)およびc)に記したとおり仕切り 壁のみを貫通させ、膨張室の相互間のみをつなぐように配置したこともあげられ る。つまり、上記のような別体の連絡管がケーシングの外壁を貫いてはいない（ ケーシングの外壁部分に必要なガスの出入管（出入口）は外壁と一体に形成され ている）ことである。外壁に設けるガスの出入管は、ケーシングの製造上の難易 度を考慮して、膨張室を貫通しないものとするのが好ましかろう。このような第 三の点から、内部を密閉すべきシールは、ケーシングの外壁と連絡管との間に施 す必要はなく、外壁における前述の分割面の間にパッキン等を付けるだけでよい ことになり、簡単・確実である。なお、仕切り壁と連絡管との間は、多少の隙間 があっても外部との境目ではないので、特別なシール手段は不要である。

【００１５】 本考案の消音器ではまた、連絡管における上流端内面を前記b)のようにベルマ ウス状に形成したため、消音器内を通るガスに及ぼす圧力損失が相当に小さい。 一般に、管路の入口（上流端）における流体の圧力損失はその入口の形状によっ て異なり、内径が連続的に小さくなるベルマウス状の入口は圧力損失が最も小さ いものの一つだからである。流体力学的に言うと、管路形状による損失ヘッドｈ は ｈ ＝ ζ（ｖ²／２ｇ） （ｖは管路内の流速、ｇは重力加速度） で表わされるが、このうちの損失係数ζが入口の形状によって大きく異なるので ある。上流端内面が全周的に面取りのない直角エッジである場合に比べて、ベル マウス状にした場合は、損失係数ζが百分の一程度になることもあり得るとされ ている。圧力損失が小さいなら連絡管の径を細くすることができ、それにより、 減音効果を増すとともに全体を一層コンパクトにすることも可能になる。

【００１６】

【実施例】

図１および図２に本考案の一実施例を示す。図１は、一部を断面図にして消音 器１０の構造を示すもので、うち図１(ｂ)は側面視断面図（同(ａ)におけるｂ− ｂでの全体断面に相当）、同(ａ)は同(ｂ)のａ−ａ矢視図である。図２は、図１ (ａ)におけるII−II断面図と、引き出し図として示す関連の詳細図である。なお 本例の消音器１０は、先に紹介した図３の小型滑走艇１に、エンジン４の排気音 を低減するために搭載される。

【００１７】 まず概要的に説明すると、この消音器１０は、ケーシング内に複数の膨張室が 設けられ、それらが順次連絡管などで結ばれて排気の経路とされた形式のもので ある。

【００１８】 ケーシングはアルミダイキャスト製で、図１(ｂ)のように下部ケーシング１１ と上部ケーシング１２とを接合した分割構造となっている。ケーシング１１・１ ２間の分割面はボルト・ナット１１ｘによって接合・組立されているが、外部（ 図３のエンジンルーム内）への排気ガスの漏れがないよう、外縁部すなわち外壁 １１ａ・１２ａの分割面には、Ｏリング状のパッキン（図示せず）をはさんでい る。上下の各ケーシング１１・１２は分割面をはさんで概ね対称的に形成されて いるが、下部ケーシング１１には、マフラー６（図３参照）を接続する入口管１ １ｃが外向きに一体に設けられており、上部ケーシング１２には、管路７（やは り図３参照）に接続される出口管１２ｃが外向きに一体成形されている。

【００１９】 ケーシング１１・１２の内側には、図１(ａ)・(ｂ)のように仕切り壁１１ｄ・ １１ｅ・１１ｆおよび同１２ｄ・１２ｅ・１２ｆが形成され、これらで仕切られ ることにより、四つの膨張室１３ａ・１３ｂ・１３ｃ・１３ｄが隣接しあうよう 設けられている。各仕切り壁の上下間の突き合わせ面は、外部との境界ではない のでパッキン類をはさんではいないが、外壁１１ａ・１２ａの前記の分割面の機 械加工時にそれぞれ同時に加工が施されており隙間は小さい。

【００２０】 膨張室１３ａ・１３ｂ・１３ｃ・１３ｄをつなぐのは、二本の連絡管１５・１ ６の内部と、仕切り壁１１ｅ・１２ｅ間に設けられた六角形の連絡口１７（連絡 管１５・１６の外側）および円形の連絡口１８とである。したがってマフラー６ から来る排気ガスは、入口管１１ｃを経て膨張室１３ａへまず入り、続いて連絡 管１５・１６内を通ることにより膨張室１３ｂをとび越して膨張室１３ｃへ流入 したのち、連絡管１５・１６の外側と連絡口１７との隙間から膨張室１３ｂへ至 り、さらに連絡口１８より膨張室１３ｄに入って、出口管１２ｃから管路７へ出 ていく。二本の連絡管１５・１６は、ケーシング１１・１２の外形の関係で全長 がやや異なるものの、いずれも同じ内・外径をもち、二箇所の仕切り壁１１ｄ・ １２ｄおよび同１１ｅ・１２ｅを貫く（つまり膨張室１３ｂを横切る）長さを有 しており、その長さのゆえに、たとえば連絡口１８のような単純な開口よりも減 音面での効果が高い。

【００２１】 さてこの消音器１０では、上記の連絡管１５・１６について以下のような工夫 を施している。

【００２２】 まず、連絡管１５・１６は、ケーシング１１・１２とは別体のアルミダイキャ スト製（一部のみ機械加工）とした。つまり連絡管１５・１６とケーシング１１ ・１２（のいずれか一方）とを一体に成形するのではないので、双方ともに形状 が比較的単純でダイキャストによる製造が容易である。

【００２３】 そして連絡管１５・１６には、図２のような形状（図２および下記には連絡管 １６のみ示すが、連絡管１５は長さ以外にこれと差異はない）を与えた。この形 状は、イ)上流端（ガスの流入する側の端部）の内面１６ａを、いわゆるベルマウ ス状−つまり奥の方へ向けて内径が連続的かつ滑らかに縮小する形状−にし たことと、ロ)上流端の外周に二つの環状部分１６ｂを一体に設けるとともに、下 流寄りの位置の外周二箇所にそれぞれ二つ（合計四つ）の突片１６ｃを一体化し たことに特徴がある。このうちロ)の点は、連絡管１６の取り付けのためのもので あり後述するが、イ)の点は、ガス流れに対する連絡管１６の流路抵抗を小さくす るためのものである。ベルマウス状の内面１１ａの作用で流路抵抗の増加を防ぐ とともにその分、連絡管１６の径を細くしたので、減音効果の向上・消音器１０ のコンパクト化の両面でメリットがある。なお、同様な二本の連絡管１５・１６ を並べて配置したのも、流路抵抗と関係がある。つまり、一本だけの大径の連絡 管を用いる場合に比べると、このように二本を使用する場合は、流路抵抗を同等 にしたとしても減音効果の面ではより有利な結果が得られる。

【００２４】 そして連絡管１５・１６は、図１のように、ケーシング１１・１２の仕切り壁 １１ｄ・１２ｄおよび同１１ｅ・１２ｅで上下からはさみ付けることによって取 り付けている。上下からはさみ付けるため、まず仕切り壁１１ｄ・１２ｄには、 ケーシング１１・１２の分割にともなって開放される半割りの穴１９（連絡管１ ５用）および穴２０（連絡管１６用）を形成している。また、仕切り壁１１ｅ・ １２ｅにおいては、前述した六角形の連絡口１７のうちの上下の縁部を両連絡管 １５・１６のはさみ付けのために使用する。なお、連絡管１５・１６における前 記の環状部分１６ｂおよび突片１６ｃ（図２）は、このはさみ付けが可能なよう に、仕切り壁１１ｄ・１２ｄの位置と同１１ｅ・１２ｅの位置との間隔に合わせ て形成している。

【００２５】 はさみ付けによる取り付けの詳細は、図２の各引き出し詳細図に示すとおりで ある。すなわち、連絡管１６（やはり連絡管１５についても同様）の上流端の付 近では、二つの環状部分１６ｂの間にゴム製のリング２１を嵌め、その外側に上 記の穴２０の内側縁部（仕切り壁１１ｄ・１２ｄ）を押し当てている。下流端に 近い方では、前述した対向する突片１６ｃの間にコの字形のゴムダンパ２２をそ れぞれ取り付け、その中央の凹部に連絡口１７の上下の内側縁部（仕切り壁１１ ｅ・１２ｅ）を押し当てる。軸長方向に距離をおいた二箇所ではさみ付けている ので、連絡管１６は安定的に固定されることになる。穴１９・２０と連絡口１７ とは、いずれもその内側縁部に機械加工を施さず鋳造のままとしたが、このよう にゴムのリング２１やゴムダンパ２２を介装したために寸法および位置について の製作誤差が無難に吸収される。リング２１とダンパ２２は、さらに振動・衝撃 等に対する緩衝材としても機能し、ガタつき音の発生を防ぐうえケーシング１１ ・１２や連絡管１５・１６の損傷を回避する。

【００２６】 図１の消音器１０は、連絡管１５・１６の形状や取り付けについて以上のよう な工夫を施したので、小型でありながら減音効果にすぐれるうえ、ガスに対する 抵抗が小さく、しかも製造が容易なものとなった。そのため、図３の小型滑走艇 １におけるように、限られたスペースに設置される量産性のある消音器として極 めて好適である。

【００２７】 なお、本考案が、以上の実施例以外の態様によっても実施できることは言うま でもない。たとえば、ケーシング内のほかの仕切り壁の位置にも連絡管を取り付 けることや、仕切り壁の三つ以上を貫く長さの連絡管を設けることなどは、以上 に紹介した例に基づいて容易に実施できる。

【００２８】

【考案の効果】

本考案の消音器には、1)全体がコンパクトに構成されるとともに、2)すぐれた 減音効果を有し、さらに、3)簡単かつ低コストで製造されるほか、4)流体に及ぼ す圧力損失の増大も抑制され得る−といった利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての消音器１０を断面を
含めて示す図面で、図１(ｂ)は側面視断面図（同(ａ)に
おけるｂ−ｂでの全体断面に相当）、同(ａ)は同(ｂ)の
ａ−ａ矢視図である。

【図２】図１(ａ)におけるII−II断面図に、引き出し図
として示す関連部分の詳細を加えた図面である。左右各
一の引き出し図は拡大図であるが、左下末端の引き出し
図は、左（上）に引き出した部分を９０°異なる向きか
ら見たものである。

【図３】上記の消音器１０などが搭載される小型滑走艇
１の側面図（一部を透視して示す）である。

【符号の説明】

１０ 消音器 １１・１２ ケーシング １１ａ・１２ａ 外壁 １１ｄ・１１ｅ・１１ｆ・１２ｄ・１２ｅ・１２ｆ 仕
切り壁 １３ａ・１３ｂ・１３ｃ・１３ｄ 膨張室 １５・１６ 連絡管 １７・１８ 連絡口 １９・２０ 穴

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外壁が内部を密閉する形式のケーシング
   内に、それぞれ仕切り壁を介して複数の膨張室を有し、
   膨張室間が連絡口もしくは連絡管にて順次接続された消
   音器であって、 上記仕切り壁のうちの二つ以上を貫く連絡管を、ケーシ
   ングとは別体に、かつ上流端内面をベルマウス状にして
   形成するとともに、 ケーシングを分割可能な構造にし、その分割にともなっ
   て開放されるよう仕切り壁に穴を形成したうえ、その穴
   の内側縁部にはさむことによって上記の連絡管を取り付
   けたことを特徴とする消音器。