JPH11287119A - 消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】消音装置において、吸音材を管の外周に配置す
ることなく、低コストで十分な消音効果を発揮できる構
造を得る。 【解決手段】導入管１４と排出管１５とが接続された消
音装置の本体１０において、前記本体内を区画する区画
壁１６と、前記区画壁をその周辺位置で本体の軸方向に
貫通し本体内の端部間を連通させるガス流路を形成する
複数の長尺状連通体２０と、前記区画壁の排出管側に装
着した吸音材２３とを設け、前記各連通体は区画壁にお
ける対称位置に設ける一方、前記連通体のガス流路の断
面形状は区画壁の半径に直交する方向に長い形状とし、
区画壁の半径方向における前記断面形状の長さを本体の
半径の１／４以下に設定することにより、十分な消音を
発揮させるに必要な面積を有する大きさの吸音材を区画
壁に装着可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの排気騒音を消去するための消音装置に係り、低周波
から高周波までの広い範囲の音波を消去する効果を維持
しながら、小型且つ製作が容易な消音装置の構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関における排気騒音を除去する消
音装置においては、管内を流れる排気ガスを体積の大き
い室へ拡散させたり、管の壁面に多数の小孔を設け管の
外側周囲に吸音材を配置して管内に流れる排気騒音を吸
収させることが一般的に行われている。

【０００３】本発明者は、長年にわたり消音装置の構成
についての研究を重ねた結果、排気経路を絞ることによ
り低周波数の騒音を有効に消去できることを見出し、こ
の現象を応用した消音装置を提案するに至った（実公平
３−２９５３０号公報参照）。この消音装置は、外被筒
体内において、排気経路の絞りと拡散及び音波の相互干
渉を有効に行わせるとともに、吸音材への吸収効率を高
めるように内部の構成を工夫し、装置の小型化を図りな
がら十分な消音効果を発揮させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、周囲に
多孔が形成された内筒の外周に吸音材（グラスウール）
を配置し、内筒内に流れるガスの排気騒音を除去する構
成であると、内筒と外被筒体との間に吸音材を詰め込む
煩雑な作業が必要となり、作業コストの上昇を招くとい
う問題点があった。また、拡散室等を形成するため、内
筒の内部を仕切る場合には、その外側の外被筒体内も仕
切る必要があり（内筒周囲の多孔を通って排気ガスが漏
れる）、溶接箇所が増えて加工コストの上昇を招くとい
う問題点があった。特に、製造コストの軽減が叫ばれる
近年においては、低コストで十分な消音効果を発揮でき
る構造の消音装置が望まれていた。

【０００５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、吸音材を管の外周に配置することなく、低コスト
で十分な消音効果を発揮できる構造の消音装置を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１の消音装置は、円柱状筒体の両開口部を前面端
部板と後面端部板とで塞いだ本体と、前記前面端部板に
設けた導入管と、前記後面端部板に設けた排出管と、前
記本体内を導入管側の小拡散室と排出管側の大拡散室と
に区画する区画壁と、前記区画壁をその周辺位置で本体
の軸方向に貫通し本体内の端部間を連通させるガス流路
を形成する複数の長尺状連通体と、前記区画壁の排出管
側に装着した円板状の吸音材と、を有している。そし
て、前記各連通体は区画壁周囲において互に等間隔に位
置するように配設する一方、前記連通体のガス流路の断
面形状は区画壁の半径に直交する方向に長い形状とし、
区画壁の半径方向における前記断面形状の長さは本体の
半径の１／４以下であることを特徴としている。

【０００７】請求項２は、請求項１の消音装置におい
て、前記導入管のガス流出端部と区画壁との距離は、導
入管の直径以上であることを特徴としている。

【０００８】請求項３は、請求項１の消音装置におい
て、各連通体のガス流路に対応する断面積の総和は、導
入管の断面積以上であることを特徴としている。

【０００９】請求項４は、請求項１の消音装置におい
て、前記連通体は、軸方向に二つの折曲部を有するコ字
形片で構成し、本体の内側面と連通体の内側三面とでガ
ス流路を形成したことを特徴としている。

【００１０】請求項５は、請求項１の消音装置におい
て、本体内の前面端部板及び後面端部板における導入管
及び排出管の形成位置、及び、少なくとも排出管側にお
ける連通体端部のガス流路に対面する部分を除いて吸音
材を装着したことを特徴としている。

【００１１】請求項１の消音装置によれば、各連通体を
区画壁に対して互に等間隔に位置するように設けている
ので、各連通体から流出する排気ガスが効率よく衝突
し、高周波の排気騒音について相互干渉による消音効果
が高められる。また、連通体のガス流路の断面形状につ
いて、区画壁の半径に直交する方向に長い形状としたの
で、ガス流路の断面積を同一とした場合に、区画壁の半
径方向の長さを短くでき、区画壁において吸音材を装着
できる面積を大きくすることができる。また、区画壁の
半径方向における前記断面形状の長さを本体の半径の１
／４以下とすることにより、十分な消音を発揮させるに
必要な面積を有する大きさの吸音材を区画壁に装着可能
となる。

【００１２】請求項２の消音装置によれば、導入管のガ
ス流出端部と区画壁との距離を導入管の直径以上とする
ことにより、導入管より流れ出る排気ガスが区画壁に衝
突する際においても排気ガスの流れをスムーズにし、区
画壁が排気抵抗として作用することを抑制する。

【００１３】請求項３の消音装置によれば、各連通体の
断面積の総和を導入管の断面積以上としたので、連通体
で排気ガスが絞られる際においても排気ガスの流れをス
ムーズにし、連通体が排気抵抗として作用することを抑
制する。

【００１４】請求項４の消音装置によれば、連通体を字
形片で構成し、本体の内側面と連通体の内側三面とでガ
ス流路を形成しているので、連通体を筒体で形成するの
に比較して加工を容易にするとともに、材料の節減を図
る。

【００１５】請求項５の消音装置によれば、本体内の前
面端部板及び後面端部板に消音材を装着することにより
いっそうの消音効果が図られる。また、後面端部板にお
いては、連通体端部のガス流路に対面する部分について
は消音材が存在していないので、排気ガスの流出速度が
速い場合に連通体からの排気ガスが吸音材に直接的に衝
突し、そのエネルギーにより吸音材が飛散するようなこ
とを防止する。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は消音装置の軸
方向に沿った断面説明図であり、図２は図１のＡ−Ａ線
断面説明図である。

【００１７】この消音装置は、円柱状筒体１１の両開口
部を前面端部板１２と後面端部板１３とで塞いで有底形
状とした本体１０に対し、前記前面端部板１２を貫通す
る導入管１４及び前記後面端部板１３を貫通する排出管
１５をそれぞれ設けて構成されている。導入管１４及び
排出管１５は円柱状筒体で構成され、本体１０に対して
同心円状となるようにそれぞれ装着されている。

【００１８】本体１０内には前面端部板１２及び後面端
部板１３の各面に平行となる区画壁１６が導入管側寄り
に設けられ、本体１０内を導入管側の小拡散室１７と排
出管側の大拡散室１８とに区画している。また、導入管
１４のガス流出端部と区画壁１６との距離ｔは、導入管
１４の直径以上となるように区画壁１６を設置する。こ
れは、導入管１４より流出する排気ガスが区画壁１６に
衝突する際において、排気ガスの流れをスムーズにし、
区画壁１６が排気抵抗として作用すること抑制するとと
もに、排出管側の大拡散室１８の体積を大きく設定する
ためである。

【００１９】本体１０内においては、本体１０内の端部
間を連通させるガス流路となる一対の長尺状連通体２０
が、円柱状筒体１１の内壁に沿って区画壁１６の周辺位
置で本体１０の軸方向に貫通して装着されている。各連
通体２０は、排気ガスを絞るためのものである。これら
各連通体２０は、区画壁１６において互に対称位置とな
るように区画壁１６の上下の位置（１８０度ずれた位
置）に設けられている。また、各連通体２０は、軸方向
に二つの折曲部２１，２１を有するコ字形片で構成さ
れ、本体１０の内側面と連通体２０の内側三面とでガス
流路を形成するようになっている。このような構成とす
ることにより、連通体２０を筒体で形成するのに比較
し、円柱状筒体１１の内壁側の空間をガス流路として有
効に利用することにより、ガス流路面積が広くとれると
ともに連通体２０自体の加工を容易にし、且つ材料の節
減を図ることが可能となる。

【００２０】また、各連通体２０のガス流路に対応する
断面積（図２の点線斜線面積部分）の総和は、導入管１
４の断面積（排気ガス流路面積）より大きくなるように
設定されている。この結果、連通体２０で排気ガスが絞
られる際においても排気ガスの流れをスムーズにし、連
通体２０が排気抵抗として作用することを抑制する効果
がある。

【００２１】また、連通体２０のガス流路の断面形状
は、区画壁１６の半径に直交する方向に長い形状（略長
方形状）とし、区画壁１６の半径方向における前記断面
形状の長さＬ１は本体１０の半径Ｌ２の１／４以下にし
ている。区画壁１６の排出管側には、グラスウール等を
固めて構成された円板状の吸音材２３が装着配置されて
いる。吸音材２３は、区画壁１６に固定される蓋体２３
ａの内部に収納され、多数の孔部２３ｂから大拡散室１
８に臨むようにしている。すなわち本発明の特徴とする
構成は、連通体２０のガス流路の断面形状を区画壁１６
の半径に直交する方向に長い略長方形状とし、前記断面
形状の長さを本体の半径の１／４以下とすることによ
り、区画壁１６において吸音材２３を装着できる面積を
大きくし、区画壁１６の半径方向において十分な消音効
果を発揮させるに必要な面積を有する大きさの吸音材２
３を区画壁１６に装着可能とすることができる。

【００２２】本体１０内における前面端部板１２及び後
面端部板１３の各面についても、導入管１４又は排出管
１５を貫通する形状であるドーナツ状の吸音材２４，２
５が多数の孔部２４ｂ，２５ｂが設けられた蓋体２４
ａ，２５ａによりそれぞれ装着配置されている。吸音材
２４と吸音材２５とは同一形状で構成されている。ま
た、各吸音材２４，２５はその直径を端部板１２，１３
の直径より短くし、連通体端部のガス流路に対面する部
分については吸音材が存在しないようにしている。その
結果、後面端部板１３の吸音材２５において、排気ガス
の流出速度が速い場合に連通体２０からの排気ガスが吸
音材２５に直接的に衝突し、そのエネルギーにより吸音
材が飛散するようなことを防止している。前面端板部２
の吸音材については、区画壁１６で反射する排気ガスが
衝突するため流出速度が弱まっているので、端部板全面
に吸音材を装着するものであってもよいが、後面端部板
側と同じ吸音材を使用することにより、部品点数を少な
くできる効果がある。

【００２３】また、各吸音材の装着は、蓋体２３ａ，２
４ａ，２５ａの内側に収納した後に、区画壁１６，各端
部板１２，１３の内側面に蓋体を固定すればよいので、
従来例で述べたような内筒と外被筒体との間に吸音材を
詰め込む作業に比較して簡単に装着配置でき、消音装置
の製造コストの軽減を図ることが可能となる。

【００２４】次に、上記構造の消音装置の作用について
説明する。導入管１４より消音装置の本体１０内に導入
された排気ガスは、導入管１４の流出口から小拡散室１
７に拡散して騒音中の高周波成分が除去されるととも
に、流出口を直進して区画壁１６に衝突して逆転乱反射
された排気ガスと相互干渉して消音が行われる。区画壁
１６で反射された排気ガスは、前面端部板１２の吸音材
２４に衝突し、高周波成分の騒音が除去される。

【００２５】続いて、排気ガスが、２つの連通体２０を
ガス流路として大拡散室１８に導かれる。連通体２０内
においては、ガス流路が絞られることにより、低周波成
分の騒音が除去される。また、２つの連通体２０の断面
積の総和は、導入管１４の断面積より大きく設定してい
るので、連通体２０で排気ガスが絞られる際においても
排気ガスの流れをスムーズにし、連通体２０が排気抵抗
として作用するのを防止することができる。

【００２６】各連通体２０の流出口から大拡散室１８へ
排気ガスが流れる際には、拡散作用により排気ガスに残
存する高周波成分が除去される。このとき一度絞られた
排気ガスが拡散するので、拡散による消音効果を増大さ
せることができる。また、大拡散室１８は距離ｔの設定
により排気抵抗が増大しない範囲で最大体積となってい
るので、限られた本体１０内で効率のよい消音効果が得
られる。また、各連通体２０を区画壁に対して互に対称
位置となるように設けているので、各連通体２０から流
出する排気ガスが効率よく衝突し、高周波の排気騒音に
ついて相互干渉による消音効果が高められる。

【００２７】更に、後面端部板１３には吸音材２５が装
着されているので、この部分に排気ガスが衝突すること
により騒音中の高周波成分が除去される。連通体２０か
ら直進して流出する排気ガスが直接衝突する後面端部板
１３には吸音材が存在しないので、排気ガスの流出速度
によるエネルギーにより吸音材が飛散するようなことを
防止している。

【００２８】更に後面端部板側で反射された排気ガス
は、区画壁１６に装着された吸音材２３と衝突し高周波
成分が除去され、反射した排気ガスは排気管１５へ導か
れる。この際には、排気ガス同士が相互干渉して消音が
行われる。

【００２９】以上のような排気ガスのガス流出経路中
の、拡散作用、乱反射による相互干渉、吸音材による吸
音作用、ガス流路の絞り込みにより、低周波から高周波
までの広い範囲の音波を確実に消音し、騒音が除去され
た排気ガスが排出管から外部に放出される。

【００３０】上述した消音装置の実施形態によれば、次
のような効果を奏することができる。ガス流路の排気ガ
スが衝突する位置に順に吸音材２４，２５，２３をそれ
ぞれ配置しているので、本体の外周に吸音材を配置する
ことなく低い加工コストで消音効果を発揮させることが
できる。特に、吸音材２３については、連通体２０の区
画壁１６の半径方向における断面形状の長さを本体１０
の半径の１／４以下とすることにより、限られた断面積
の本体１０において、十分な消音を発揮させるに必要な
面積を有する大きさの吸音材２３を区画壁１６に装着可
能とすることができる。

【００３１】導入管１４のガス流出端部と区画壁１６と
の距離ｔを導入管１４の直径以上としているので、導入
管１４より流れ出る排気ガスが区画壁１６に衝突する際
においても排気ガスの流れをスムーズにし、区画壁１６
が排気抵抗として作用することを抑制し、且つ大拡散室
１８の体積を大きく設定し大きな消音効果を発揮させる
ことができる。

【００３２】また、各連通体２０の断面積の総和を導入
管１４の断面積以上としたので、連通体２０で排気ガス
が絞られる際においても排気ガスの流れをスムーズに
し、連通体２０が排気抵抗として作用することを抑制す
ることができる。

【００３３】連通体２０をコ字形片で構成し、本体１０
の内側面と連通体２０の内側三面とでガス流路を形成し
ているので、連通体２０を筒体で形成するのに比較して
加工を容易にするとともに、材料の節減を図ることがで
きる。

【００３４】後面端部板１３においては、連通体端部の
ガス流路に対面する部分については消音材が存在してい
ないので、排気ガスの流出速度が速い場合に連通体２０
からの排気ガスが吸音材に直接的に衝突し、そのエネル
ギーにより吸音材が飛散するようなことを防止すること
ができる。

【００３５】上述の例では、一対の連通体２０が区画壁
１６に対して互に対称位置となるようにしたが、複数の
連通体が区画壁周囲において互に等間隔に位置するよう
に配設してもよい。すなわち、各連通体２０から流出す
る排気ガスが効率よく衝突し、高周波の排気騒音につい
て相互干渉による消音効果が高められるように各連通体
が配置されるよう構成する。具体的には、連通体を３個
設け、区画壁１６の周囲において各連通体を１２０度間
隔でずらすように配置してもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明の消音装置によれば、連通体のガ
ス流路の断面形状について、区画壁の半径に直交する方
向に長い形状としたので、ガス流路の断面積を同一とし
た場合に、区画壁の半径方向の長さを短くでき、区画壁
において吸音材を装着できる面積を大きくすることがで
き、区画壁の半径方向における前記断面形状の長さを本
体の半径の１／４以下とすることにより、十分な消音を
発揮させるに必要な面積を有する大きさの吸音材を区画
壁に装着可能となるので、吸音材を管の外周に配置する
ことのない加工コストが低い構成で、十分な消音効果を
発揮できる構造とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る消音装置の実施形態の一例を示す
断面説明図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面説明図である。

【符号の説明】

１０…本体、 １１…円柱状筒体、 １２…前面端部
板、 １３…後面端部板、 １４…導入管、 １５…排
出管、 １６…区画壁、 １７…小拡散室、 １８…大
拡散室、 ２０…連通体、 ２１…折曲部、 ２３，２
４，２５…吸音材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円柱状筒体の両開口部を前面端部板と後面
   端部板とで塞いだ本体と、 前記前面端部板に設けた導入管と、 前記後面端部板に設けた排出管と、 前記本体内を導入管側の小拡散室と排出管側の大拡散室
   とに区画する区画壁と、 前記区画壁をその周辺位置で本体の軸方向に貫通し本体
   内の端部間を連通させるガス流路を形成する複数の長尺
   状連通体と、 前記区画壁の排出管側に装着した円板状の吸音材と、を
   有し、 前記各連通体は区画壁周囲において互に等間隔に位置す
   るように配設する一方、 前記連通体のガス流路の断面形状は区画壁の半径に直交
   する方向に長い形状とし、区画壁の半径方向における前
   記断面形状の長さは本体の半径の１／４以下であること
   を特徴とする消音装置。
2. 【請求項２】前記導入管のガス流出端部と区画壁との距
   離は、導入管の直径以上である請求項１に記載の消音装
   置。
3. 【請求項３】各連通体のガス流路に対応する断面積の総
   和は、導入管の断面積以上である請求項１に記載の消音
   装置。
4. 【請求項４】前記連通体は、軸方向に二つの折曲部を有
   するコ字形片で構成し、本体の内側面と連通体の内側三
   面とでガス流路を形成した請求項１に記載の消音装置。
5. 【請求項５】本体内の前面端部板及び後面端部板におい
   て、導入管及び排出管の形成位置、及び、少なくとも排
   出管側における連通体端部のガス流路に対面する部分を
   除いて吸音材を装着した請求項１に記載の消音装置。