JPH11350952A

JPH11350952A - 排気マフラ

Info

Publication number: JPH11350952A
Application number: JP10160407A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Murakami; 圭佑村上; Shinichiro Sakurai; 眞一郎櫻井
Original assignee: MURAKAMI SHOKAI KK; S & S Engineering Kk; S&S Engineering Corp
Current assignee: MURAKAMI SHOKAI KK; S & S Engineering Kk; S&S Engineering Corp
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】排気マフラにおけるパーティキュレートの除
去、処理を構成簡単かつ安価に実現し、排気音の音色向
上も可能とする。【解決手段】シェル２が２分割され、接続管３０が接
続された第１半部１０とテールパイプ３５が接続された
第２半部２０の合わせ部に、第１フィルタ４０と第２フ
ィルタ５０が挟まれている。各フィルタは発泡軽量石骨
粒をバインダで加圧成形して構成され、第１フィルタ４
０は比較的大きな粒径、第２フィルタ５０は比較的小さ
な粒径の発泡軽量石骨粒を用いてある。第１フィルタ４
０で大サイズのパーティキュレートが多数の発泡軽量石
骨粒に付着して捕捉され、次いで第２フィルタ５０で小
サイズのものも確実に捕捉される。パーティキュレート
が付着したフィルタは洗浄により繰り返し使用できる。
また、フィルタの発泡軽量石骨粒自体が無数の微少な空
隙を内部に有しているので、フィルタ通過時に耳障りな
音の成分が低下し、排気音の音色が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等のエンジン
排気系に装着される排気マフラに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば排気マフラは、エンジン排気ガス
の吐出音を低減するため、内部に拡張室や絞り、あるい
は共鳴室等を形成して排気管から流入する排気ガスの排
圧エネルギーを減衰させるようにしている。そしてより
積極的には、車両乗員の好むフィーリングの良い音色の
排気音を得るため、上記内部構成の種々の組合せについ
て試行が行なわれている。

【０００３】これに加えて、近時は環境問題の要請か
ら、エンジンで完全燃焼しなかった燃料成分が煤などに
なったパーティキュレートの除去機能も排気マフラに要
求されるようになっている。パーティキュレートの除去
については、従来、排気ガスの通路途中に流れを拡散さ
せて流速を低下させるトラップを設けて速度を失ったパ
ーティキュレートを滞留蓄積させる方法や、排気ガスの
流れに回転を与えてパーティキュレートを遠心分離する
方法が提案されている。そのほか、静電フィルタを装備
してパーティキュレートを吸着することも提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排気音
の音色向上については、いまだに種々の要求があり満足
な解決が得られているとは言えない。これは、一般に排
気マフラが鋼板で形成されていることから、絞りや共鳴
室等の組合せだけでは不快な成分が満足に低減されない
ことに理由があるものと考えられる。

【０００５】一方、パーティキュレート除去に関して、
トラップを用いるものでは所定のトラップ室にパーティ
キュレートを滞留蓄積し、遠心分離によるものではシェ
ル内壁の特定部分にパーティキュレートを蓄積する。し
かし、運転状態によって排気ガスに大きな圧力変動が生
じて、蓄積部位に排気の逆流現象などが発生すると、蓄
積されたパーティキュレートが舞い上がってこれが外部
へ放出されてしまうということが起こりやすい。また、
静電フィルタによるものは、コストが高いという問題が
あるうえ、構造が複雑で吸着したパーティキュレートの
処理も面倒である。

【０００６】したがって本発明は、上記従来の問題点に
鑑み、構成簡単でかつ安価にパーティキュレートの除去
が行なわれ、除去したパーティキュレートの処理も簡単
で、しかも排気音の音色向上も可能な車両用排気マフラ
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、シ
ェルと、シェルにそれぞれ接続された排気ガス流入管お
よび排気ガス流出管と、発泡軽量石骨粒からなり、シェ
ル内部の排気ガス流入管側から排気ガス流出管側への排
気ガス通路に設けられたフィルタとを有するものとし
た。これにより、排気ガスが発泡軽量石骨粒間の空隙を
通過するとき、排気ガスに含まれるパーティキュレート
が多数の発泡軽量石骨粒に付着して捕捉除去される。ま
た、フィルタの発泡軽量石骨粒自体が無数の微少な空隙
を内部に有しているので、軟質の性状を持っているの
で、フィルタ通過時に耳障りな音の成分が低下し、排気
音の音色が向上する。

【０００８】上記フィルタは、発泡軽量石骨粒をバイン
ダを用いて加圧成形して形成することができるので、単
体部品として扱うことができ、組付けも容易である。ま
た、シェルを排気ガス流入管が接続された第１半部と排
気ガス流出管が接続された第２半部に分割し、フィルタ
を第１半部と第２半部の合わせ部に挟むよう構成するこ
とにより、フィルタの組付け取り外しが簡単となる。そ
して、パーティキュレートを捕捉したフィルタを洗浄し
て再組付けすることにより、フィルタを繰り返し使用す
ることができる。

【０００９】さらに、フィルタを第１フィルタと、第１
フィルタの粒径より小さい粒径の発泡軽量石骨粒からな
る第２フィルタとし、第１フィルタを第２フィルタより
上流側に配置することにより、まず第１フィルタで大き
なサイズのパーティキュレートが捕捉され、次いで、第
２フィルタで小さなサイズのパーティキュレートも確実
に捕捉される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例によ
り説明する。図１は実施例の縦断面を示す図である。
排気マフラ１のシェル２は長手方向に２分された第１半
部１０と第２半部２０からなり、それぞれの対向部分に
形成されたフランジ１１、２１を互いに重ね合わせてボ
ルト・ナット３で結合してある。ボルト・ナット３はフ
ランジ１１、２１の周方向にそってほぼ等間隔に複数組
設けられている。

【００１１】第１半部１０は、フランジ１１が形成され
た開口部がその他の一般部よりも大径とされ、一般部１
４と大径部１２とが傾斜したテーパ部１３でつながって
いる。第２半部２０も同様に、フランジ２１が形成され
た開口部がその他の一般部よりも大径とされ、一般部２
４と大径部２２とが傾斜したテーパ部２３でつながって
いる。第１半部１０の中間部には複数の孔１６が形成さ
れた第１の隔壁１５が一般部１４の内壁に溶接して固定
され、第１半部１０内を端部側の第１室Ｒ１と開口部側
の第２室Ｒ２に分けている。第２半部２０の中間部にも
同様に複数の孔２６が形成された第２の隔壁２５が一般
部２４の内壁に溶接して固定され、開口部側の第３室Ｒ
３と端部側の第４室Ｒ４に分けている。第１半部１０と
第２半部２０の合わせ部にはそれぞれその断面形状にそ
った外形を有する第１フィルタ４０と第２フィルタ５０
が配置され、互いに押圧された状態となっている。第１
フィルタ４０および第２フィルタ５０はそれぞれ一般部
１４、２４に一部重なる厚さを有している。

【００１２】排気ガス流入管として約５０ｍｍ径の接続
管３０が第１半部１０の端部を貫通して設けられ、その
内側端は第１の隔壁１５を貫通して第１フィルタ４０の
近傍まで延びている。第１半部１０の端部および第１の
隔壁１５の接続管貫通部にはそれぞれフランジ１７、１
８が形成されており、接続管３０はこれらのフランジ部
分で溶接されている。接続管３０の第１室Ｒ１に臨む管
壁には１０ｍｍ径の孔３１が多数形成され、第２室Ｒ２
に臨む管壁には５ｍｍ径の孔３２が多数形成されてい
る。また、第１フィルタ４０には接続管３０の内側端に
対向する部位に円錐状の凹部４９が形成されている。と
くに図示しないが、接続管３０の外方へ延びた端部は上
流側の排気管に接続される。

【００１３】第２半部２０の端部にも同様に排気ガス流
出管としてのテールパイプ３５が貫通しており、テール
パイプ３５の内側端は第２の隔壁２５を貫通したあと、
テールパイプの径に整合するよう第２フィルタ５０に形
成された凹部５９内に挿入されている。第２半部２０の
端部および第２の隔壁２５のテールパイプ貫通部にはそ
れぞれフランジ２７、２８が形成されており、テールパ
イプ３５はこれらのフランジ部分で溶接されている。接
続管３０と同じく、約５０ｍｍ径のテールパイプ３５の
第３室Ｒ３ならびに第４室Ｒ４に臨む管壁には、５ｍｍ
径の孔３６、３７が多数形成されている。

【００１４】第１フィルタ４０および第２フィルタ５０
は、それぞれ発泡軽量石骨粒から成形されている。図２
は、第１フィルタ４０を示す図で、とくに図２の（ａ）
は第１フィルタの縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ
−Ａ矢視図、（ｃ）は同じくＢ−Ｂ矢視図である。第１
フィルタ４０は、前述のように第１半部１０の断面形状
にそった形状で、傾斜面４２を有する本体部４１からさ
らに鍔部４３が外方へ延びた円形ディスク状を呈してい
る。寸法は本体部４１の径Ｄが約２００ｍｍ、厚さＴが
約４５ｍｍとなっている。

【００１５】発泡軽量石骨粒は例えば火山石を高温で焼
いて発泡させて形成される。ここでは、粒単体の比重が
０．２〜０．３ｇ／ｃｍ３程度のものを用いて、耐熱性
の樹脂バインダに濡らした多数の発泡軽量石骨粒を加圧
して成形してある。第１フィルタ４０の本体部４１は粒
径が５〜８ｍｍ程度の発泡軽量石骨粒Ｓ１からなり、鍔
部４３は粒径が２〜３ｍｍ程度の発泡軽量石骨粒Ｓ２と
なっている。発泡軽量石骨粒Ｓ１、Ｓ２を加圧成形した
状態で、粒間に多数の空隙が存在するので、第１フィル
タ４０全体としての比重は０．０５〜０．０８ｇ／ｃｍ
３程度になる。

【００１６】第２フィルタ５０も第１フィルタ４０と同
様に、第２半部２０の断面形状にそって、傾斜面５２を
有する本体部５１からさらに鍔部５３が外方へ延びた円
形ディスク状の形状である。図３の（ａ）は第２フィ
ルタの縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ矢視
図、（ｃ）は同じくＤ−Ｄ矢視図である。第１フィルタ
４０と同じく粒単体の比重が０．２〜０．３ｇ／ｃｍ３
程度の発泡軽量石骨粒を加圧成形して作成されるが、す
べて２〜３ｍｍ程度の粒径の発泡軽量石骨粒Ｓ２で形成
されている。第２フィルタ５０全体の比重は、第１フィ
ルタ４０より小径の発泡軽量石骨粒Ｓ２が密となってい
るので、第１フィルタ４０より若干大きくなる。

【００１７】上流の排気管から接続管３０に流入した排
気ガスは、開口端から第２室Ｒ２へ導かれ、第２室を拡
張室として噴出し膨張する。その際、開口端と第１フィ
ルタ４０の間隙が小さく、流れ抵抗があるため、接続管
３０に形成された多数の孔３１、３２から第１室Ｒ１お
よび第２室Ｒ２へも流出する。こうして、接続管３０の
孔３１から第１室Ｒ１を経て第１の隔壁１５の孔１６を
通って第２室Ｒ２へ流れた排気ガス、および接続管３０
の孔３２および開口端から第２室Ｒ２へ入った排気ガス
は、膨張と孔通過時の絞りによってエネルギーを失う。

【００１８】第２室Ｒ２の排気ガスは第１フィルタ４０
および第２フィルタ５０を順次に通過して第３室Ｒ３へ
抜け、孔３６を通ってテールパイプ３５へ、あるいは第
２の隔壁２５の孔２６を通り第４室Ｒ４を経て孔３７か
らテールパイプ３５へ流れて、フィルタ上流側における
と同様にエネルギーを低減されて外部へ放出される。

【００１９】この間、排気ガスに含まれる煤などのパー
ティキュレートは、第１フィルタ４０および第２フィル
タ５０の発泡軽量石骨粒間の空隙を通過するとき、多数
の発泡軽量石骨粒に付着して除去される。とくに第１フ
ィルタ４０の本体部４１は比較的大きい粒径の発泡軽量
石骨粒Ｓ１で形成されており、粒間空隙が大きいので、
まず大きなサイズのパーティキュレートが捕捉される。
次いで、第２フィルタ５０が比較的小さな粒径の発泡軽
量石骨粒Ｓ２で形成されているので、ここで小さなサイ
ズのパーティキュレートも確実に捕捉されることにな
る。

【００２０】捕捉されたパーティキュレートは第１フィ
ルタ４０および第２フィルタ５０に積層されるので、車
両の所定期間あるいは所定距離走行ごとにシェルのボル
ト・ナット３を取り外して第１半部１０と第２半部２０
を分離し、第１フィルタ４０および第２フィルタ５０を
取り出して洗浄する。第１フィルタ４０および第２フィ
ルタ５０を洗剤液に浸すことにより、簡単にパーティキ
ュレートが分離浮上するので、第１フィルタ４０および
第２フィルタ５０は何回でも繰り返し使用することがで
きる。

【００２１】実施例は以上のように構成され、シェル２
内部に発泡軽量石骨粒を成形した第１フィルタ４０およ
び第２フィルタ５０を設け、排気ガスがこれらのフィル
タを順次通過するようになっており、しかも、第１フィ
ルタ４０には比較的大きい粒径の発泡軽量石骨粒Ｓ１を
用い、第２フィルタ５０には小さい粒径の発泡軽量石骨
粒Ｓ２を用いているから、大小のパーティキュレートが
確実に効率よく捕捉される。そして、シェル２が分解可
能とされ、パーティキュレートが積層した第１、第２フ
ィルタ４０、５０は洗剤液に浸けることによって簡単に
除去洗浄されるので、第１フィルタおよび第２フィルタ
を何回でも繰り返し使用できる。

【００２２】また、各フィルタ４０、５０は半部の断面
形状にそって傾斜面４２、５２および鍔部４３、５３を
有しているので、第１半部１０と第２半部２０の合わせ
部に挟むだけで簡単に組付け、固定ができる。そして、
第１フィルタ４０の鍔部４３には、第２フィルタ５０と
同じ小粒径の発泡軽量石骨粒Ｓ２を用いているので、た
とえ本体部４１が比較的大粒径の発泡軽量石骨粒Ｓ１主
体で粒間の接触結合点が少なく強度・剛性が低くても、
外周を接触結合点が密で強度の高い鍔部４３で囲まれ、
組付けに際して破損するおそれがなく、また十分な耐久
性を有する。

【００２３】また、上記のパーティキュレート除去に加
えて、排気音が改良される。すなわち、発泡軽量石骨粒
Ｓ１、Ｓ２は各粒自体がそれぞれ無数の微少な空隙を内
部に有し、軟質の性状を持っているので、第１フィルタ
４０、第２フィルタ５０を通過するごとに耳障りな音の
成分が低下し、テールパイプ３５から放出される排気音
が柔らかく感触の良い音質となる。

【００２４】なお、実施例ではフィルタを第１フィルタ
４０と第２フィルタ５０の２個としたが、個数は限定さ
れない。また、シェル２が長手方向の前後に２分割され
る構造としたが、これに限定されることなく、上下、あ
るいは左右に分割の最中（モナカ）タイプとすることも
でき、さらには、フィルタを脱着可能の開口部に開閉カ
バーを設けるものでもよい。また、シェル２（第１半部
および第２半部）としては、鋼板のほかカーボン樹脂そ
の他適宜の材料を選択することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は、エンジンの排
気系に装着される排気マフラにおいて、シェル内部の排
気ガス流入管側から排気ガス流出管側への排気ガス通路
に、発泡軽量石骨粒からなるフィルタを設けたものとし
たので、排気ガスが発泡軽量石骨粒間の空隙を通過する
とき、パーティキュレートが多数の発泡軽量石骨粒に付
着して捕捉除去されるという効果を有する。また、フィ
ルタ通過時に耳障りな音の成分が低下し、排気音の音色
が向上する。

【００２６】また、フィルタは、発泡軽量石骨粒をバイ
ンダを用いて加圧成形して形成することにより、単体部
品として扱うことができ、組付けも容易である。さら
に、シェルを排気ガス流入管が接続された第１半部と排
気ガス流出管が接続された第２半部に分割し、フィルタ
を第１半部と第２半部の合わせ部に挟むよう構成するこ
とにより、フィルタの組付け取り外しが簡単となる。し
たがって、例えば定期的にフィルタを洗浄して再組付け
することにより、フィルタを繰り返し使用することがで
きる。

【００２７】また、フィルタを第１フィルタと、第１フ
ィルタの粒径より小さい粒径の発泡軽量石骨粒からなる
第２フィルタとし、第１フィルタを第２フィルタより上
流側に配置することにより、まず第１フィルタで大きな
サイズのパーティキュレートが捕捉され、次いで、第２
フィルタで小さなサイズのパーティキュレートも確実に
捕捉されるので、より一層のパーティキュレート除去効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面である。

【図２】第１フィルタの詳細を示す図である。

【図３】第２フィルタの詳細を示す図である。

【符号の説明】

１排気マフラ２シェル１０第１半部１１、２１フランジ１２、２２大径部１３、２３テーパ部１４、２４一般部１５第１の隔壁１６、２６孔１７、１８、２７、２８フランジ２０第２半部２５第２の隔壁３０接続管３１、３２、３６、３７孔３５テールパイプ４０第１フィルタ４１、５１本体部４２、５２傾斜面４３、５３鍔部４９、５９凹部５０第２フィルタＳ１、Ｓ２発泡軽量石骨粒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの排気系に装着される排気マフ
ラであって、シェルと、シェルにそれぞれ接続された排
気ガス流入管および排気ガス流出管と、発泡軽量石骨粒
からなり、シェル内部の排気ガス流入管側から排気ガス
流出管側への排気ガス通路に設けられたフィルタとを有
することを特徴とする排気マフラ。
【請求項２】前記フィルタが、発泡軽量石骨粒をバイ
ンダを用いて加圧成形して形成されていることを特徴と
する請求項１記載の排気マフラ。
【請求項３】前記シェルは排気ガス流入管が接続され
た第１半部と排気ガス流出管が接続された第２半部から
なり、前記フィルタは前記第１半部と第２半部の合わせ
部に挟まれて設置されていることを特徴とする請求項１
または２記載の排気マフラ。
【請求項４】前記フィルタは、第１フィルタと、該第
１フィルタの粒径より小さい粒径の発泡軽量石骨粒から
なる第２フィルタとからなり、第１フィルタを第２フィ
ルタより上流側に配置してあることを特徴とする請求項
１、２または３記載の排気マフラ。