JPS6013912A - 消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自動車用エンジン等から発生する排気音を消
音する消音器、特に排気ガスの流れに対する抵抗が極め
て小さくしかも効果的に消音する消音器に関する。

従来よシ、自動車用エンジン等から発生する排気音を消
音するだめの消音器には種々の形式のものがあるが、そ
の代表的なものとして、排気導管の途中にタンクを設け
このタンク内を２ないし３室に区分し、各室を多数の小
径の穴を有する導管で連絡し、小径の穴による排気ガス
の抵抗とタンクの容量とによって消音するもの、あるい
は排気導管の途中にタンクを設け、このタンク内に繊維
状の吸音材を充填してこの吸音材により消音するものな
どがある。

第１図は従来の消音器の代表的な例の断面図であって、
この図に示す１つの例である消音器Ａにオイて、排気導
管／は一端でエンジンの排気口（図示せず）に連通し、
他端でタンクｋに連通ずる。排気導管／のタンクＳ内に
延長する部分゛２には多数の小径の穴２ａがあシこの穴
２ａを通って高速の排気ガスはタンク３内に噴出する。

タンク左は隔壁グによ、！ｌ）、２ないし３室（図では
２室）に区画されており、各室５ａ、５ｂは多数の小径
の穴３ａを有する導管３により連通される。最終の室５
ｂ導入された排気ガスは出口の排気導管７がらタンクＳ
の室５ｂ内に延長する多数の小径穴乙ａを有する導管乙
の小径穴乙ａを通って排気導管７へ導かれる。各導管２
’、３．乙の各小径穴−２ａ。

３ａ、Ａａから排気ガスが出入する際、各小径穴、：２
ａ、、？ａ、乙ａは排気ガスの流れおよび音波に対する
抵抗となるのでタンクＳの各室ｙａ、左、ｂの容量と上
記小径穴の抵抗とによって排気音は消音される。

しかし、この形式の消音器は低周波の排気音に対して有
効であるが、排気ガスの流れに対して抵抗が大きいとい
う欠点を有する。

また第１図に示す他の従来例の消音器Ｂにおいては、排
気導管７より導入される排ガスはタンクｇに入る。タン
クＳ内には一端で排気導管７と他端で下流側排気導管９
に接続する導管１０が配置され、導管１０の外面とタン
クどの内面との間の空間には吸音材／／が充填されてい
る。導管１０には多数の穴１０ａが穿設されている。こ
の穴１０ａは排ガスに対する抵抗としての役割はないの
で小径である必要はない。まだ導管１０内には吸音材は
充填され々い。

排気ガスは排気導管７から導管１０を通って下流側排気
導管９から大気へ放出されるが導管１０を通過する際に
排気音は吸音材／／に吸音される。

第１図に示す消音器ＡおよびＢはそれぞれ単独で使用さ
れる場合、両者を組合わせて使用され為場合、いずれも
あるが、消音器Ａのようにタンク左の各室５ａ、、ｉｂ
の容量と小径穴、２ａ、Ｌ？ａｌ乙ａによる抵抗によっ
て消音する形式のものでは、上述のように、排気ガスの
流れに対する抵抗が大きいため、エネルギ損失が犬であ
るという欠点を有し、一方消音器Ｂのような吸音材を使
用する形式のものにおいては排気ガスの流れに対する抵
抗は小さいが、／５００Ｈ２以下の低周波の排気音に対
する消音効果が小さいという欠点を有する。

本発明の目的は上記従来の消音器の欠点を克服し、排気
ガスの流れに対する抵抗を極めて小さくし、しかも低周
波の排気音に対しても効果的に消音できる消音器を提供
するにある。すなわち本発明はエンジンの排気導管の途
中に設けたタンクと、該排気導管に開口する分岐管と、
該分岐管内に充填された音波に対する抵抗体を有するこ
とを特徴とする消音器である。

つぎに、本発明を実施例に基づいて図面を参照して説明
する。

第２図は本発明の第１の実施例の概略断面図であって、
この図において、本発明の消音器、２０はエンジンの排
気口（図示せず）に接続される排気導管、２／よシ排気
ガスが流入するタンク２ノ、タンク２．２の下流側に接
続された下流側排気導管２３のタンク２ノの近接部に設
置された分岐管、２グを有する。分岐管２ｑの一端は下
流側排気導管、：２３に開口し他端は閉じられている。

また分岐管２グの内部には音波に対する抵抗体２５が実
質的に均一に充填される。この抵抗体、２５は音波に対
する抵抗体であればよく、繊維状９粒状の物質。

多数のオリフィス、多孔質体、多数の多孔板等が使用可
能である。分岐管、２グの直径は一般に大きい方が効果
的であるが、実用上排気導管、２３と同程度でよい。分
岐管２４の長さは消音すべき排気音のｌ／４波長以上が
望ましいが、ｌ／Ｉ６波長程度でもかなりの効果を奏す
る。タンク、２ノの形状は特に限定する必要はなく円筒
状あるいは角型でもよいが、タンク、２２は排気導管、
２／、、２３との接続部が緩やかな拡大部および縮小部
からなっていてもよい。排気導管２／、、２３より充分
大きな容量を有するものであればよい。まだ排気ガスの
流れに対する抵抗が小さければ内部に管、隔壁。

吸音材等が存在していても差支えない。

第２図において、エンジンより排気ガスが排気導管２／
よりタンク２ノに流入する際、排気音はタンク２ノの中
の排気ガスの圧縮性によって音圧レベルは低下させられ
るが、もし分岐管２ｑが無い場合は、タンク２２から下
流側の排気導管２３に伝えられた排気音の音波はこの排
気導管２３の下流端で反射してタンク２２の方向に向う
反射波として帰って来る。この事は排気導管２３の長さ
の条件によっては反射波と進行波とが干渉し共鳴する。

共鳴が発生するとタンク、２．２によっても音圧レベル
は低下しないのでこの共鳴の発生を防止する必要がある
。共鳴防止のために抵抗体、２左が充填された分岐管２
ｑが設けられている。分岐管λｑはその終端が閉じてい
るので排気ガスの流入はないが音波は伝達される。分岐
管２ｑに伝達された音波は抵抗体２左により減衰されそ
のエネルギを消失する。すなわち分岐管２グの内部で音
波のエネルギが消失されるので、共鳴は発生することな
くタンク２２によシ効果的に排気音は消音される。

抵抗体２Ｓの抵抗係数は小さすぎると音波を減衰できず
一方太きすぎると音波を反射して分岐管内に伝達されな
いので最適な値のものが存在する。

抵抗係数Ｒを　△Ｐ　＝’ＲρＶ　と定義すると、れだ
。

ここでＲは線形化された抵抗係数、ｌは分岐管の長さ、
Ｃは音速、ΔＰは分岐管の単位長さ当りの圧力損失、ρ
は排気ガスの密度、■は音波の変動流速である。

なお抵抗体２左はできるだけ分岐管、２グ全体に均一に
充填するのが望ましく、例えば一枚のオリフィスのよう
な集中抵抗では抵抗体により音波が反射してしまい音波
の減衰が得られない。

排気導管、２．３における分岐管２グの取付は位置は音
圧の高い部分に設けるのが望ましいが音圧の高い部分は
周波数によって変化するので、分岐管を複数本設けると
、何れかが音圧の高い部分に存在することになり効果的
である。まだ複数本設ける場合には最低７本は夕／りの
下流側に設けるとしても、他の何本かはタンクの上流側
に設けるのも効果的である。

第３図は本発明の第１の実施例であって、この場合タン
ク、２．２の下流側の排気導管２３に共゛鳴防止管とし
ての抵抗体、！左を充填した分岐管λ乙が取付けられる
が、この場合分岐管２Ａの終端は大気に開放されておシ
、分岐管２乙に伝達された音波は内部に充填された抵抗
体２左により減衰され、少量の排ガスはこの分岐管λ乙
を通して大気中に放出される。

第７図は本発明の第３の実施例を示し、ここではタンク
２２の下流側排気導管２３に抵抗体、２左を充填したバ
イパス管２７が取付けられる。ノ（イパス管２７は複数
の分岐管の終端を互に連結したものと考えるべきで、こ
のバイパス管２りが共鳴防止管として作用する。バイパ
ス管１７には抵抗体２左が充填されているので排気ガス
自体は殆んど流れず、抵抗の少ない排気導管１３中を流
れるカ、音波はバイパス管２７に伝達され抵抗体、！左
により減衰される。

第３図は本発明の第ｑの実施例であって、この場合共鳴
防止管としての抵抗体、２りを充填したバイパス管、２
ｇは３ケ所において排気導管、２３に開口する。すなわ
ち３本の分岐管が互に先端を連結したものと考えてよい
ものであって、その作用は第７図の実施例と略同様であ
る。

第６図は本発明の第りの実施例を示し、ここではタンク
、：２．２の下流側に大径の外管）９とこれと２重管状
に間隔を置いて配置された内管３０を有し、外管２９と
内管３θとの間に抵抗体、２左が充填される。この構成
のものでは場所をとらないという利点がある。第４図に
おいては抵抗体２には外管ノ９と内管３０との間に挿入
されていて内管３０内が排気ガス通路としたが、内管３
ｏ内に抵抗体を充填し、外管２９と内管３０との間を排
気ガス通路とするように構成してもよい。

第７図は本発明の第６の実施例であって、このものはタ
ンク、２．２の下流側に第１図に示した従来の消音器Ｂ
と本発明の２重管構造とを組合わせた形式のもので、タ
ンク、！−の下流側に外管３／、多数の穴を有する中間
管３ノおよび内管３３をそれぞれ間隔を置いて配置し、
外管３／と中間管この実施例では、内管Ｊ３内では音波
は内管の軸方向に進み減衰されるのに対し、中間管３２
と外管３／との間に充填された吸音材２左ａにおいて音
波は半径方向に進む間に減衰されるのでｉｓｏ。

Ｈ２以上の高周波音も効果的に消音でき、しかも排気ガ
スの流れに対する抵抗も極めて小さい。

上記各実施においてはタンク２．：２は分岐管の前に設
けられているが、分岐管はタンクの上流側また下流側に
設けてもよい。またタンクコノは従来のタンクのように
排気ガスの流れを反転させたり小穴から噴出させたりす
る必要がないので、緩やかに拡大、縮小する管によって
排気導管２／、、２３に接続することによシ排気ガスの
流れに対する抵抗を極めて小さくすることが可能である
。

上記実施例においては分岐管はタンクの下流側排気導管
に配置した場合について説明したが、分岐管はタンクの
上流側に配置してもよく、マた複数の分岐管を設けると
きに、分岐管の一部をタンクの上流側、一部を下流側に
設置してもよい。

以上説明したように、本発明では排気ガスを導管から一
部タンク内に導入して排気音をタンク内の排気ガスの圧
縮性によって音圧レベルを低下させ、タンクから排気導
管に伝えられた排気音を分岐管に充填した抵抗体によっ
て減衰せしめて、音波の共鳴を防止して消音させること
ができ、しかも排気ガスの流れに殆んど抵抗を与えない
。すなわち、排気ガスの流れに対し極めて抵抗の小さい
タンクと共鳴防止管を組合わせることによりエネルギ損
失が小さくかつ効果的に消音できる消音器を提供するこ
とができる。

なお第７図による実施例では軸方向に分岐管が配置され
ているので、吸音材（抵抗体）として多孔質のＮＯｘ還
元触媒を用いれば排気ガスの公害を防止することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の消音器の断面図、第２図は本発明の第１
の実施例の断面図、第３図は本発明の第λの実施例の断
面図、第９図は本発明の第３の実施例の断面図、第３図
は本・発明の第ｑの実施例の断面図、第４図は本発明の
第３の実施例の断面図、第７図は本発明の第６の実施例
の断面図である。 ２／・・・排気導管 ２２・・・タ　ン　り ２３・・・下流側排気導管 ２グ・・・分岐管 ２Ｓ・・・抵抗体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　エンジンの排気導管の途中に設けたタンクと、該排
   気導管に開口する分岐管と、該分岐管内に充填された音
   波に対する抵抗体を有することを特徴とする消音器。 ２　該分岐管の終端が閉鎖していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の消音器。 ＆　該分岐管の終端が開放していることを特徴とする特
   許請求の範囲第７項記載の消音器。 ４　該分岐管が複数配置され該各分岐管の終端は互に連
   通していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の消音器。 ５　エンジンの排気導管の途中にタンクを設け、該排気
   導管内に内管を設けて２重管とし、該内管内まだは該排
   気導管と該内管との間に音波に対する抵抗体を充填した
   ことを特徴とする消音器。 Ｇ　前記タンクは排気導管との接続部か緩やかな拡大部
   および縮小部からなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１ないし第Ｓ項記載の消音器。