(57)【要約】【課題】体積効率を向上できる消音器を、コンパクト及び低コストで提供する。【解決手段】消音器は、筒体１と前端板２と後ろ端板３とを有しており、後ろ端板３は、筒体１を囲うリング体４を有する蓋になっている。前端板２に固定された排気ガス流入筒５と、後ろ端板３に固定された排気ガス流出筒６とは、筒体１の軸心を挟んで離れた位置に並列配置されている。このため、消音器は長さを短くしてコンパクト化できる。後ろ端板３には、排気ガス流入筒５と対向して前向き突起８等のガイド部が形成されている。排気バルブの開閉に起因した排気脈動によって排気ガス流入筒５に圧力波が発生しても、圧力波は前向き突起８によって減衰すると共に反射波が排気ガス流入筒５に流入することはないため、排気ガスの掃気をスムース化して体積効率を向上できる。前向き突起８は後ろ端板３に板金加工で形成されているため、コストを抑制できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス流入筒が固定された前端板と、排気ガス流出筒が固定された後ろ端板と、前記前端板と後ろ端板とで塞がれた筒体とを有しており、
前記排気ガス流入筒と排気ガス流出筒とは、それらの軸心と直交した方向にずれて並列配置されている構成であって、
前記後ろ端板は、その外周に前記筒体を囲うリングが形成された蓋になっており、前記後ろ端板に、前記排気ガス流入筒から排出された排気ガスを前記排気ガス流入筒の軸心に対と交差した方向に反らして流すガイド部が形成されている、
自動車用内燃機関の消音器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、自動車用内燃機関の消音器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用内燃機関の消音器は排気系の後端部に配置されており、膨張と絞りとを組み合わせて消音していることが多い。そして、消音器は排気ガス流入筒と排気ガス流出筒とを有しており、特許文献１のように、排気ガス流入筒と排気ガス流出筒とが並列に配置されているタイプと、特許文献２のように、排気ガス流入筒と排気ガス流出筒とが直列に配置されているタイプとがある。
【０００３】
そして、特許文献１では、消音器を構成する本体は、基本的には円筒状になっており、その前後両端を先細状に絞ることによって前後の端板を形成し、前後の端板に、それぞれ排気ガス流入筒が嵌入する前筒部と、排気ガス流出筒が嵌入する後ろ筒部とを形成している。他方、特許文献２には、排気ガス流入口の出口前方に円錐体を配置して、排気ガスを円錐体で拡散させることにより、消音効果を高める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１４２４０号公報
【特許文献２】実開昭６２−９３１１０のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、特許文献２のように、排気ガス流入筒と排気ガス流出筒とが一直線に配置されたタイプでは、消音器の長さが長くなってしまうため、乗用車用内燃機関の消音器には適用し難い場合がある。
【０００６】
これに対して、特許文献１のように、排気ガス流入筒と排気ガス流出筒とが並列配置されているタイプでは、消音器の全体の長さを短くできるため、自動車用エンジンの消音器として好適である。しかし、特許文献１のように筒体を絞ることによって端板を形成する構造では、加工が非常に面倒でコストが嵩むという問題がある。
【０００７】
この点、筒体の両端に円板状の端板を固着する構造を採用すると、面倒な絞り加工は不要であるため、コストを抑制できるといえる。しかし、本願発明者が検討したところ、単に筒体に端板を固着した構造では、排気バルブの開閉に起因した圧力波の影響によって、体積効率に悪影響を及ぼす場合があることが判った。
【０００８】
つまり、排気ガス流入筒には、排気バルブの開閉に起因した圧力波が現れるが、排気ガス流入筒と排気ガス流出筒とを並列配置して筒体の後端を後ろ端板で塞ぐと、排気ガス流入口から噴出した排気ガスが後ろ端板に衝突するため、圧力波の反作用として反射波が発生し、この反射波が排気ガス流入筒に逆流して排気ガスの流れを抑制するように作用するのであり、その結果、掃気性能が悪化して体積効率の低下を招来するのであった。
【０００９】
本願発明はこのような現状を契機に成されたものであり、排気ガス流入筒と排気ガス流出筒とを並列配置してコンパクト化できる消音器を対象として、圧力波の反射波が排気ガス流入筒に逆流する現象を防止して掃気をスムース化し得ることを、簡単な構造で実現しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明の消音器は、
「排気ガス流入筒が固定された前端板と、排気ガス流出筒が固定された後ろ端板と、前記前端板と後ろ端板とで塞がれた筒体とを有しており、
前記排気ガス流入筒と排気ガス流出筒とは、それらの軸心と直交した方向にずれて並列配置されている」
という基本構成において、
「前記後ろ端板は、その外周に前記筒体を囲うリングが形成された蓋になっており、前記後ろ端板に、前記排気ガス流入筒から排出された排気ガスを前記排気ガス流入筒の軸心に対と交差した方向に反らして流すガイド部が形成されている」
という特徴有している。
【００１１】
この場合、ガイド部としては、排気ガス流入筒に向いて突出した突起を採用したり、排気ガス流入筒と反対側に（後ろ向きに）凹んだ凹部を採用するなど、様々な構造を採用できる。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明では、後ろ端板は筒体とは別体に製造された蓋板になっているため、複雑な加工は不要であり、それだけコストを抑制できる。また、排気ガス流入筒と排気ガス流出筒とは並列配置されているため、全体の長さを短くしてコンパクト化できる。
【００１３】
そして、排気ガス流入筒の後方にガイド部を形成しているため、排気ガス流入筒から排出された排気ガスは、排気ガス流入筒の軸心と交差した方向にスムースにガイドされて流れる。これに伴い、排気ガスの圧力波が後ろ端板に伝わっても、圧力波はガイド部によって大幅に減衰されると共に、反射波か発生しても、反射波は筒体の内部に拡散していって、排気ガス流入筒に逆流することはない。
【００１４】
従って、圧力波の反射波によって排気ガス流入筒における排気ガスの排出が阻害されることはない。これにより、掃気性能を高めて体積効率を向上させることができ、延いては、加速応答性の向上や出力アップを実現できる。
【００１５】
そして、本願発明では、ガイド部は蓋板である後ろ端板に形成しているため、ガイド部の加工は容易であって、コストを抑制できる。また、ガイド部がリブの役割を果たして後ろ端板の剛性が高まるため、膜振動による反射波の生成や増幅を防止又は大幅に抑制でき、この面においても、圧力波の反射波の生成を抑制して掃気性能の向上に貢献できる。また、消音効果も向上できるといえる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態を示す図で、（Ａ）は分離斜視図、（Ｂ）は縦断側面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ視断面図である。
【図２】（Ａ）は第２実施形態の縦断側面図、（Ｂ）は第３実施形態の縦断側面図、（Ｃ）は第４実施形態の縦断側面図である。
【図３】（Ａ）は第５実施形態の縦断側面図、（Ｂ）は第６実施形態の縦断側面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に示す第１実施形態を説明する。消音器は、円形の筒体（ボデー）１と、その一端に溶接等で一体化された前端板２と、筒体１の他端を塞ぐ後ろ端板３とを備えている。後ろ端板３は、筒体１の他端部を囲うリング体４を有しており、筒体１の後端を塞ぐ蓋になっている。後ろ端板３のリング体４は、筒体１の外周に溶接又はろう付けされる。
【００１８】
前端板２には、円筒状の排気ガス流入筒５が、その前後両面に突出した状態に固定されて、後ろ端板３には、円筒状の排気ガス流出筒６が、その前後両面に突出した状態に固定されており、排気ガス流入筒５と排気ガス流出筒６とは、筒体１の軸心を挟んだ両側に位置して平行に配置されている。すなわち、排気ガス流入筒５と排気ガス流出筒６とは並列配置されている。敢えて述べるまでもないが、排気ガス流入筒５及び排気ガス流出筒６は、筒体１の軸心と平行な姿勢で配置されている。
【００１９】
排気ガス流入筒５は、後ろ端板３に近い部位まで後ろ向きに長く延びており、排気ガス流出筒６は、前端板２に近い部位まで前向きに長く延びており、両者は、筒体１の内部に固定された多孔板製のセパレータ７によって姿勢が保持されている。
【００２０】
そして、後ろ端板３のうち排気ガス流入筒５と対向した部位に、請求項に記載したガイド部の一例としての前向き突起８を膨出形成している。前向き突起８は断面半円状（ドーム状）に形成されており、突出高さは半径と略同じ程度になっているが、半径と高さとの関係は任意に設定できる（砲弾形に形成してもよい。）。また、前向き突起８の外径は、排気ガス流入筒５の外径より大きくしてもよいし、逆に、小さくしてもよい。
【００２１】
排気ガス流入筒５を通過した排気ガスは、筒体１の内部をＵターンして排気ガス流出筒６に流入する。そして、排気バルブの開閉に起因した排気脈動によって排気ガスに圧力波が発生することがあり、この圧力波は後ろ端板３に作用する。
【００２２】
さて、後ろ端板３は排気ガス流入筒５の軸心と直交した姿勢であるため、後ろ端板３が単なる平板に過ぎないと、後ろ向きの圧力波が後ろ端板３に当たると、反射波が発生、この反射波が排気ガス流入筒５に逆流して、排気ガス流入筒５の内部で後ろ向きの圧力波と前向きの圧力波とが干渉し、排気ガスの掃気性を悪化させるおそれがある。
【００２３】
特に、後ろ端板３に膜振動が発生して圧力波と共振すると、前向きの反射波が増幅されて掃気性能の悪化が顕著に現れるおそれがある。そして、掃気性能が悪化するとエンジンの体積効率が低下し、加速性能の悪化や出力低下といった不具合を招くおそれがある。
【００２４】
これに対して、本実施形態のように後ろ端板３に前向き突起８を形成すると、後ろ向きの圧力波は、前向き突起８に衝突することによって大きく減衰し、そのエネルギが著しく低減する。また、圧力波の方向が排気ガス流入筒５の軸心に対して傾斜した方向（放射方向）に向くため、反射波が発生しても、その反射波は筒体１の内部に拡散するだけであって、排気ガス流入筒５に逆流することはない。
【００２５】
このように、後ろ向きの圧力波が減衰することと、反射波が排気ガス流入筒５に流入しないこととが相まって、本実施形態では、排気ガスをスムースに掃気することができるのであり、その結果、体積効率を高めて、加速応答性の向上や出力向上に貢献できる。
【００２６】
そして、消音器は排気ガス流入筒５と排気ガス流出筒６とを並列配置したタイプであるため、全体の長さを短くしてコンパクト化できる。また、筒体１は大きな容積になっているため、直列タイプに比べて、排気ガス流入筒５から排出された排気ガスの膨張作用を大きくすることがきる。その結果、消音性能も優れたものとすることができる。
【００２７】
また、筒体１も後ろ端板３も複雑な加工を施す必要はないため、全体として加工コストを抑制できる。更に、ガイド部である前向き突起８は、プレス機等によって後ろ端板３に膨出形成したら足りるため、前向き突起８の加工も簡単に行える。この面においてもコストを抑制できる。
【００２８】
(2).他の実施形態
次に、図２，３に示す他の実施形態を説明する。図２（Ａ）に示す第２実施形態は第１実施形態の変形例であり、前向き突起８を円錐形に形成している。円錐の最大径は排気ガス流入筒５の外径と同じ程度に設定しているが、排気ガス流入筒５の外径よりも大径に設定してもよい。
【００２９】
図２（Ｂ）に示す第３実施形態では、ガイド部として後ろ向き凹部９を形成している。この実施形態でも、排気ガス流入筒５から排出された圧力波は凹部９によって減衰すると共に、反射波は排気ガス流入筒５の軸心から広がる方向に向かうため、強い反射波が排気ガス流入筒５に逆流することはない。従って、前向き突起８を設けたのと同じ効果を発揮する。
【００３０】
なお、排気ガス流入筒５は、筒体１の軸心に対して偏心して配置されているため、排気ガス流入筒５を基準にすると、排気ガス流出筒６の側に大きな空間が空いている。そこで、排気ガス流入筒５から噴出した排気ガスが排気ガス流出筒６の側に大きく流れるように、前向き突起８や凹部９を、排気ガス流出筒６の側に向けて大きく広がるように形成してもよい。
【００３１】
図２（Ｃ）に示す第４実施形態では、後ろ向きの凹部９の内部に前向き突起８を形成している。すなわち、凹部９と前向き突起８とを組み合わせている。この実施形態では、前向き突起８を設けたことにより、凹部９がドーナツ状になっているため、排気ガスの緩衝効果によって圧力波をより効率的に減衰できると推測される。
【００３２】
図３（Ａ）に示す第５実施形態では、ガイド部として凹部９を形成しているが、凹部９の底面９ａは、排気ガス流出筒６の側に向けて深くなるように傾斜している。他方、図３（Ｂ）に示す第６実施形態では、ガイド部として前向き突起８を形成しているが、前向き突起８の上面８ａを、排気ガス流出筒６の側に向けて高くなるように傾斜させている。
【００３３】
これら図２（Ｃ）及び図３（Ａ）の実施形態では、排気ガス流入筒５から噴出した排気ガスは排気ガス流出筒６の側に多く流れるため、筒体１の内部に排気ガスを均等に分散させることができる。従って、消音効果を向上できると期待される。
【００３４】
また、排気ガスの圧力波が凹部９又は前向き突起８に当たって反射波が生成しても、反射波は、傾斜面の反らし作用により、排気ガス流入筒５の内部に向かうことなく筒体１の内部に拡散していく。従って、掃気性能を高めて体積効率を向上できる。
【００３５】
凹部９や前向き突起８は、排気ガス流入筒５の軸心を中心にした円形や、排気ガス流入筒５と排気ガス流出筒６との並び方向（紙面の上下方向）に長い小判形に形成することも可能であるが、図３（Ｃ）に示すように、排気ガス流出筒６に向けて幅が広がるように形成すると、排気ガスを筒体１の内部に均等に拡散させる機能を更に向上できるといえる。
【００３６】
以上、本願発明の実施形態を幾つか説明したが、本願発明は、他にも様々に具体化できる。例えば、前向き突起や凹部は、排気ガス流入筒の軸心方向から見て角形や花びら形などに形成することも可能である。ガイド部として、例えば、細長いリブを多数形成したり、小さい突起又は凹部を多数形成したりすることも可能である。また、実施形態では筒体を真円型に形成したが、楕円形や小判形に形成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本願発明は、内燃機関の消音器に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１  筒体
２  前端板
３  後ろ端板（蓋）
４  リング体
５  排気ガス流入筒
６  排気ガス流出筒
８  ガイド部の一例としての前向き突起
９  ガイド部の一例としての凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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