JPS63159610A

JPS63159610A - 消音器

Info

Publication number: JPS63159610A
Application number: JP26671786A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kanda; 神田　哲郎; Shizuo Yamamoto; 山本　鎮男
Original assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1986-11-11
Publication date: 1988-07-02
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPH0762446B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）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小さ
く、しかも極めて効率的に消音できる消音器に関するも
のである。

（従来の技術）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
器は従来から種々の形式のものが存在しており、代表的
なものとしては、第２１図に示す様に、一端に排気導管
１′、他端にテールパイプ２′、を変位させて取付けた
筒状をした消音器本体３′内を隔壁４，４によって複数
のチャンバー５ａ、５ｂ、５ｃに区画し１両隔壁４，４
を貫通するように一端に排気導管１′を取付けてチャン
バー５０に開口させ、他端にテールパイプ２を喰違うよ
うに取付けてチャンバー５ａに開口させ、排気導管１′
とテールパイプ２の中間位置において、隔壁４，４を貫
通する２本の中間導管６′。

６′によってこれらチャンバー５ａ、５ｂ、５ｃを連通
させ、前記排気導管１′の本体内に位置した部分の周壁
に多数の小孔７を設け、排気ガスがこれら小孔７を通過
する際の抵抗、ガス流が反転する際の抵抗、及びチャン
バー５ａ、５ｂ、５ｃの容量によって消音するタイプが
存在していた。

（発明が解決しようとする問題点）エンジンの効率向上の為には排気系としては排気抵抗は
できるだけ小さい方が望ましいが、排気抵抗を小さくす
ると排気系は共鳴現象をおこし、特定の周波数の排気音
は消音できないという問題があった。

従来は、前記第２１図に示すものの様に、排気ガスを多
数の小孔７を通過させたり、ガス流を反転させたりする
ことにより排気抵抗を大きくし、それにより共鳴現象を
防止しようとしていたが、排気抵抗の増大は当然エンジ
ンの効率低下をもたらし、必ずしも満足すべきものでは
なかった。

共鳴現象とはエンジンから発生し、排気導管、消音器本
体、テールパイプを進行してきた音波である進行波がテ
ールパイプの終端で反射し、反射波となって進行波と干
渉し、音を強めあう現象、即ち、音のエネルギーが蓄摂
される現象である。

従って、この共鳴現象を防止するには排気導管、消音器
本体、テールパイプのどこかで音のエネルギーを吸収す
る様にし、エネルギーの蓄積を阻止すれば良いこととな
るが、排気導管、消音器本体、テールパイプといった排
気ガスの主流路中に抵抗体を設置し、エネルギーを吸収
することは排気ガスの排気抵抗を増加させることとなる
為。

好ましくなく、避けなければならない。

本発明は、従来の消音器と全く異る原理に基づくもので
あり、排気抵抗を大きくせずに共鳴現象を防止でき、効
率的にエンジン排気音を低下させることができる消音器
を提供することを目的とするものである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明は、消音器本体内のガス流を反転さゼることな
くほぼ直線状に流すことにより排気抵抗を小さくし、排
気導管、中間導管、テールパイプの内部にガスが通過で
きる抵抗体を複数個有する内管を設けることにより、又
は排気導管もしくはテールパイプの上流側から分流する
バイパス路を併設し、このバイパス路中に抵抗体を設け
ることにより、前記消音器に関する従来からの問題を解
決したものである。

（作　用）本発明の消音器は上記の通りのものであり、排気導管を
通ってエンジンから送り込まれた排気ガスは主流路とバ
イパス路に分流し、進行波の一部およびテールパイプ終
端で反射した反射波の一部はバイパス路に伝播され、こ
のバイパス路において音波のエネルギーの吸収が行われ
るので、音波エネルギーの蓄積、それに伴う共鳴現象の
発生は阻止され、エンジンによって発生した排気音は消
音される。

（実施例）第１図はこの発明の第１実施例を示すものであり、一端
に排気導管ｌを有する消音器本体１０の他端には、テー
ルパイプ２が取付けられている。

又、この排気導管ｌは消音器本体１０側に大径部１　”
を有し、テールパイプ２の消音器本体側に同様に大径部
２″を有している。

消音器本体１０は複数の隔壁４，４によって、複数のチ
ャンバー５ａ、５ｂ、５ｃに区画されており、これらチ
ャンバー５ａ、５ｂ、５ｃ間は両隔壁４，４の中央を貫
通した短い中間導管６，６によって排気導管ｌと一直線
上に位置して連通せしめられている。なお、第１実施例
の消音器本体１０は複数のチャンバー５ａ、５ｂ、５ｃ
に区画されているが、必ずしも複数のチャンバーに区画
される必要はなく、例えば第２図に示したように中間導
管６がテールパイプ２の大径部２″に接続されているも
のでもよい。

一方、排気導管ｌの大径部１″、中間導管６およびテー
ルパイプ２の大径部２″の内部には内管１２が設置され
、二重管構造となっており、前記内管１２は複数の支持
片１９，１９、・・・で大径部１　＃＃　、　２　ｎに
支持され排気導管ｌ、中間導管６およびテールパイプ２
の内周壁との間に何らの抵抗体の存在しない主流路Ｍが
形成されている。

一方、この内管１２の内部には中央部にオリフィスで形
成した通過孔１３を設置た抵抗体１４が所定の間隔で複
数個取付けられ、バイパス路Ｂとなっている。

この抵抗体１４には５個乃至２０個のオリフィスを取付
けることが効果的であり、通過孔１３の開口率は３０％
乃至７０％が好ましく、それ以下の開口率では抵抗体１
４で音波が反射されてしまい音波エネルギーのオリフィ
スによる吸収が行われない為、望ましくなく、それ以上
では必要な抵抗を得る為に多数の抵抗体１４を必要とし
、不経済である。

なお、抵抗体１４はオリフィスに限ることなく、例えば
、多孔板、スパイラル状板、金網、線状体、又はグラス
ウール等の繊維状吸音材等でもよい。

前記バイパス路Ｂを構成する内管１２の断面積はテール
パイプ２の断面積と同程度が望ましく、内管１２の長さ
は音波の波長の１７４以上が望ましいが、１／１６程度
でも効果を得ることが可能である。

しかし、これ以上短くなると効果が失われる為、少なく
ともテールパイプ２の直径の３倍程度は必要である。

又、主流路Ｍとバイパス路Ｂとは、分流箇所、合流箇所
以外では分離されており、音波エネルギーの授受が全く
ないことが重要であり、内管１２の周壁が多孔となって
いることは避けなければならない。

なお、ディーゼルエンジン等排気ガス中にダストが混入
しているものについては、第３図に示す第２実施例のも
のの様に内管１２内へのダストの堆積を防止する為に抵
抗体１４に設ける通過孔１３′を内管１２の内周壁に接
する様に下方に設けたほうが良い。

又、この抵抗体１４の通過孔１３．１３′の形状は必ず
しも円形に限る必要はなく、第４図に示す第３実施例の
如く半円形でも良く、更に他の形状でも良い。

前記各実施例において、排気導管１に導かれた排気ガス
は排気導管ｌと内管１２との間、中間導管６と内管１２
との間、およびテールパイプ２と内管１２との間の主流
路Ｍを通り、その際消音器本体１０の複数のチャンバー
５ａ、５ｂ、５ｃを次々に横切り、テールパイプ２から
外部に排出される。

一部の排気ガスは排気導管１から内管２内のバイパス路
Ｂに導かれ、抵抗体１４の各通過孔工３を通りテールパ
イプ２から外部に排出されるが、主流路Ｍを通るガス流
量に比べて少量である。大部分のガスが流れる主流路Ｍ
には抵抗が存在しないため排気抵抗は極めて小さい。

排気ガスが消音器本体ｌＯの内部又はその内部の複数の
チャンバーを横切る際に排気ガスの音波は減衰させられ
る。

一般には消音器本体ｌＯにおいてガス流が反転せず、排
気抵抗が小さい場合には共鳴現象が発生して音波は減衰
されないが、本発明の消音器においては、内管１２に設
けられている抵抗体１４が音波に対する抵抗となるので
共鳴現象は阻止される。

次に、第５図及び第６図はこの発明の第４実施例を示す
ものであり、一端に排気導管ｌを有する消音器本体ｌＯ
の他端には、主流路Ｍとバイパス路Ｂを有する共鳴防止
体１１が連設されており、この共鳴防止体ｌｌの終端部
にはテールパイプ２が取付けられている。

消音器本体ｌＯは複数の隔壁４，４によって、複数のチ
ャンバー５ａ、５ｂ、５ｃに区画されており、これらチ
ャンバー５ａ、５ｂ、Ｓｃ間は両隅壁４．４の中央を貫
通した短い導管６，６によって排気導管ｌと一直線上に
位置して連通せしめられている。この場合も必ずしもチ
ャンバーに区画される必要はない。

一方、この消音器本体ｌＯに連設している共鳴防止体１
１は外管１５、内管１２とからなる２重管構造とな９て
おり、外管１５と内管１２との間の空隙上部に円弧状を
した抵抗体１４が所定間隔で取付けられている。そして
、抵抗体１４の下方は通過孔１３となっている。つまり
、この実施例においては、第１実施例とは逆に内管１２
内が主流路Ｍ、内管１２と外管１５との間がバイパス路
Ｂとなっている。

一方、第７図はこの発明の第５実施例を示すものであり
、この実施例は、テールパイプ２の」二流側及び下流側
にそれぞれ分岐孔１６．１６をあけ、この分岐孔１６．
１６間を分岐管１７で結び、この分岐管１７内に通過孔
１３を有する抵抗体１４を所定間隔で複数個取付け、こ
の分岐管１７内をバイパス路Ｂ、テールパイプ２内を主
波路Ｍとしたものである。消音器本体１０の他の部分の
構成は第４実施例と同様である。

更に、第８図はこの発明の第６実施例を示すものであり
、この実施例は、排気導管１と消音器本体１０との間に
共鳴防止体１１を設けたものである。共鳴防止体ｌｌ自
体の構成は、外管１５、内管１２とからなる２重管構造
で、内管１２は複数の支持片１９，１９．・・・により
外管１５の内周壁との間に何らの抵抗体も存在しない状
態で支持され、主流路Ｍが形成されている。

内管１２自体の構成は第１実施例のものと同じであり、
同一符号を付し、説明を省略する。

又、消音器本体ｉｏの構成は第４実施例と同様である。

なお、第４実施例のものの様に内管１２内を主流路Ｍ、
外管１５と内管１２との間をバイパス路Ｂとしても良く
、又、第５実施例の様に、バイパス路Ｂを分岐させて外
部に設けても良いことはもちろんである。

更に、又、第９図に示す第７実施例の様に、消音器本体
１０内に隔壁４．４をつらぬいて内管１２を位置させ、
この内管１２内に通過孔１３を有する抵抗体１４を複数
個取付け、この中をバイパス路Ｂ、中間導管６，６によ
って連通せしめられた空間を主流路Ｍとしても良い。

第１Ｏ図は、この発明の第８実施例を示したものであり
、共鳴防止体又は排気導管又はテールパイプに併設され
たバイパス路である内管１２を波形でフィン状に成形し
たもので、フィン状体が抵抗体１４となっている例であ
り、内管１２の導入側と排出側とには夫々小孔７が設け
られている。

この実施例の内管１２と抵抗体１４とは一体に成形でき
るので製作が簡単である。

又、内管１２と外管１５との間のバイパス路Ｂに流れる
ガス流量は抵抗体１４があるため少量であるので、外管
１５はあまり高温とならない利点もある。

さらに、第１１図は、この発明の第９実施例を示したも
のであり、内管１２を波形でフィン状に成形し、さらに
外管１５を波形に成形した例である。この例では内管１
２、外管１５ともにフレキシブルであるのでエンジンの
振動が消音器本体に伝達され・ない利点をもつ。

さらに第１２図は、この発明の第１Ｏ実施例を示したも
のであり、内管１２と外管１５との間に金網又は線状の
抵抗体１４を設けたものであり、製作が容易である利点
を有する。　、さらに、第１３図はこの発明の第１１実施例を示したも
のてあり、消音器本体ｌＯ内の各チャンバー内には多数
の通過孔１３を有し、中央に中間導管６の外径より大き
な通路を設けた多孔板で形成した抵抗体１４を各々複数
板設置したものである。

一方、第１４図はこの発明の第１２実施例を示すもので
あり、この実施例は、テールパイプ２の」二流側に分岐
孔１６をあけ、この分岐孔１６に分岐管１７を接続し、
この分岐管１７内に通過孔１３を有する抵抗体１４を所
定間隔で複数個取付け、該分岐管１７の終端部を閉塞し
、テールパイプ２内を主流路Ｍとしたものである。消音
器本体１０の他の部分の構成は第５実施例と同様である
。又、抵抗体は前記と同様に多孔板、スパイラル状板、
金網、又は線状体、グラスウール等の繊維状吸音部材等
でもよい。

なお、分岐孔１６は排気導管ｌに設けても良い。この実
施例は長波長の音波に対し特に有効である。

又、第１５図はこの発明の第１３実施例を示すものであ
る。

この実施例は、吸音型消音器本体とバイパス路とを組合
せたものであり、消音器本体１０は外管２０で形成され
一端が排気導管ｌ、他端がテールパイプ２に接続され、
多孔の中間導管２１とから構成されており、前記外管２
０と中間導管２１との間の空隙にはグラスウール等の吸
音材２２が充填されている。この場合、多孔の中間導管
２１を、排気導管１及びテールパイプ２と接続し、一体
に形成することもできる。更に、テールパイプ２の上流
側及び下流側にそれぞれ分岐孔１６，１６をあけ、この
分岐孔１６．１６間を分岐管１７で結び、この分岐管１
７内に通過孔１３を有する抵抗体１４を所定間隔で複数
個取付け、この分岐管１７内をバイパス路Ｂ１テールパ
イプ２内を主流路Ｍとしている。

この実施例は３に１２以上の高周波の音波に対しては効
果的であるが、低周波では効果が小さい吸音型消音器に
バイパス路を組みあわせることにより低周波の音波も消
音可能にしたものである。

なお、バイパス路Ｂは第１４図に示した第１２実施例と
同じく分岐管１７として、その終端部を閉塞しても良い
。

次に第１６図、第１７図はこの発明の第１４実施例を示
すものであり、吸音型消音器本体の外管と中間導管との
間にバイパス路を位置させたものである。即ち、消音器
本体ｌＯは外管２０及び多孔の中間導管２１から構成さ
れており、前記外管２０と中間導管２１との間の空隙に
は周壁に多数の透孔２３を有する筒体２４で形成するバ
イパス路Ｂが位置せしめられている。更に、前記バイパ
ス路Ｂの内部も含め、外管２０と中間導管２１との間の
空隙にはグラスウール等の吸音材２２が充填されている
。中間導管２１は第１３実施例と同様に排気導管及びテ
ールランプと一体に形成してもよい。

更に、第１８図はこの発明の第１５実施例を示すもので
あり、消音器本体ｌＯを外管２０、多孔の内管２５及び
内外管の中間に位置する中間導管２１の三重管構造とし
、外管２０と内管２５との間にグラスウール等の吸音材
２２を充填し、中間導管２１と内管２５との間の吸音材
２２で高周波数の音波の消音を行い、外管２０と中間導
管２１との間をバイパス路Ｂとして低周波数の音波の消
音を行うものである。

なお、第１９図、第２０図は排気音をテールパイプの終
端から４５°の角度で３０Ｃ１１＃シて実際に測定した
場合の音圧のスペクトル図である。第２０図は第２１図
に示した従来の消音器、第１９図は本発明に係る消音器
の測定結果であり、従来の消音器においては第２０図に
示す如く、音圧が極めて大きくなる周波数域が周期的に
存在しており、共鳴現象が発生していることが認められ
る。

これに対し、第１９図に示す本発明の消音器においては
、全体的に音圧は低く、共鳴現象も認められず、消音が
有効に行われている。なお、この測定においては本発明
の消音器の騒音レベルは従来のものに比して約６ｄｂ小
さくなった。

（発明の効果）上述の通り、この発明の消音器は従来の消音器と全く異
なる原理にもとすくものであり、排気導管からテールパ
イプまでのガス流路はガス流が反転することのない様に
ほぼ直線状に形成されているので、排気抵抗は極めて小
さく、効率的に消音を行うことができる。又、極めて簡
単な構造であり、故障が発生するおそれもなく、耐久性
にもすぐれ、エネルギーの節約、騒音公害の防止に資す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る消音器の第１実施例の縦断正面図
、第２図は消音器本体の他の例の縦断側面図、第３図は
第２実施例の縦断側面図、第４図は第３実施例の縦断側
面図、第５図は第４実施例の縦断正面図、第６図はその
要部の縦断側面図、第７図は第５実施例の縦断正面図、
第８図は第６実施例の縦断正面図、第９図は第７実施例
の縦断正面図、第１Ｏ図は第８実施例の縦断正面図、第
１１図は第９実施例の縦断面図、第１２図は第１０実施
例の縦断面図、第１３図は第１１実施例の縦断面図であ
る。第１４図は第１２実施例の縦断面図、第１５図は第
１３実施例の縦断面図、第１６図は第１４実施例の縦断
面図、第１７図は第１６図の矢視Ｌ−Ｌ　　線断面図、
第１８図は第１５実施例の縦断面図である。又、第１９図は本発明に係る消音器の音圧スペクトル図
、第２０図は従来の消音器の音圧スペクトル図、第２１
図は従来の消音器の一例の縦断正面図である。ｌ・・・排気導管、２・・・テールパイプ、３・・・消
音器本体、４−・・隔壁、５ａ、５ｂ、５ｃ・・−チャ
ンバー、６・・・中間導管、７・・・小孔、９・・・段
部、１０・・・消音器本体、１１−・・共鳴防止体、１
２・・・内管、１３−・・オリフィス、１４・・・抵抗
体、１５・・・外管、１６−・・分岐孔、１７・・・分
岐管、１９・・・支持片、２０−・・外管、２１−・・
内管、２２・・・吸音材、２３−・・透孔、２４−・・
筒体、２５−・・中間筒。第１６図し第１７図第１８図投

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジン等の排気口に連なる排気導管、該排気導
管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連なるテ
ールパイプを有し、排気導管から消音器本体内に設置さ
れた中間導管を通ってテールパイプまでのガス流路はガ
ス流が反転することのないようにほぼ直線状に形成され
、中間導管は消音器本体内に開口部を有するものであっ
て、内部にガスが通過できる抵抗体を有し且つ両端が開
口した内管を排気導管、中間導管、テールパイプの内部
の少なくとも一部分に設けることを特徴とする消音器。
（２）エンジン等の排気口に連なる排気導管、該排気導
管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連なるテ
ールパイプを有し、排気導管から消音器本体内に設置さ
れた中間導管を通ってテールパイプまでのガス流路はガ
ス流が反転することのないようにほぼ直線状に形成され
、中間導管は消音器本体内に開口部を有するものであっ
て、排気導管又はテールパイプの上流側から分流し、下
流側で排気導管又はテールパイプと合流するバイパス路
を排気導管又はテールパイプに併設し、このバイパス路
中にガスが通過できる抵抗体を設けたことを特徴とする
消音器。
（３）エンジン等の排気口に連なる排気導管、該排気導
管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連なるテ
ールパイプを有し、排気導管から消音器本体内に設置さ
れた中間導管を通ってテールパイプまでのガス流路はガ
ス流が反転することのないようにほぼ直線状に形成され
、中間導管は消音器本体内に開口部を有するものであっ
て、該消音器本体内には抵抗体となる複数の多孔板を設
けたことを特徴とする消音器。
（４）エンジン等の排気口に連なる排気導管、該排気導
管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連なるテ
ールパイプを有し、排気導管から消音器本体内に設置さ
れた中間導管を通ってテールパイプまでのガス流路はガ
ス流が反転することのないようにほぼ直線状に形成され
ており、中間導管は消音器本体に開口部を有し、排気導
管又はテールパイプから分岐され、終端部が閉塞され、
内部に抵抗体を設けた分岐管を設けたことを特徴とする
消音器。
（５）該消音器本体が複数に区分されたチャンバーを有
する特許請求の範囲第（１）項乃至第（４）項記載の消
音器。
（６）内管又はバイパス路、又は排気導管又はテールパ
イプの内管又はバイパス路が併設された部分が波形チュ
ーブで構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項（２）項又は第（５）項記載の消音器。
（７）エンジン等の排気口に連なる排気導管、該排気導
管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連なるテ
ールパイプを有し、排気導管から消音器本体内に設置さ
れた中間導管を通ってテールパイプまでのガス流路はガ
ス流が反転することのないようにほぼ直線状に形成され
、中間導管は消音器本体内に開口部を有するものであっ
て、中間導管に多孔の内管を設け、該中間導管と該内管
との間及び該中間導管と該消音器本体との間に吸音材を
充填したことを特徴とする消音器。
（８）エンジン等の排気口に連なる排気導管、該排気導
管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連なるテ
ールパイプを有し、排気導管から消音器本体内に設置さ
れた中間導管を通ってテールパイプまでのガス流路はガ
ス流が反転することのないようにほぼ直線状に形成され
、中間導管は消音器本体内に開口部を有するものであっ
て、該中間導管が多孔であり、該中間導管と該消音器本
体との間には、充填材を充填し、かつバイパス路を設け
、該バイパス路中に抵抗体を設けたことを特徴とする消
音器。
（９）エンジン等の排気口に連なる排気導管、該排気導
管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連なるテ
ールパイプを有し、排気導管から消音器本体内に設置さ
れた中間導管を通ってテールパイプまでのガス流路はガ
ス流が反転することのないようにほぼ直線状に形成され
、中間導管は消音器本体内に開口部を有するものであっ
て、該中間導管が多孔であり、該中間導管と該消音器本
体との間には、充填材を充填し、該排気管又はテールパ
イプから分岐されたバイパス路を有し、該バイパス路中
に抵抗体を設けたことを特徴とする消音器。