(57)【要約】      （修正有）【課題】サイレンサの剛性を高めることにより、サイレンサが環境に発する雑音を低減できるサイレンサを提供する。【解決手段】内燃エンジンの排気システム用サイレンサ１０は、排ガスが流れる少なくとも一つの内側パイプ１４と、少なくとも一つのシェル部１６を有する外側ケーシング１２とを有する。外側ケーシング１２は少なくとも部分的に内側パイプ１４を囲っており、少なくとも一つのシェル部１６が少なくとも一つの固定部２２を介して内側パイプ１４に直接固定される。内側パイプ１４にシェル部１６を直接固定することにより、サイレンサ全体の剛性を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジンの排気システム用サイレンサ（１０，１００）において、前記サイレンサは、
排ガスが流れる少なくとも一つの内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）と少なくとも一つのシェル部（１６，１１６）を有する外側ケーシング（１２，１１２）とを備えており、
前記外側ケーシングは、前記内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を少なくとも部分的に囲っており、軸方向に関して２つのベース部（１７）によって境界が定められており、
前記少なくとも一つのシェル部（１６，１１６）は、少なくとも一つの固定部（２２）を介して、前記内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）に直接取り付けられている、サイレンサ。
【請求項２】
前記固定部（２２）は、溶接、半田、及び/又はクランプによって行われている、請求項１のサイレンサ（１０，１００）。
【請求項３】
複数の内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）が並列に且つ互いに平行に配置されており、
前記固定部（２２）は、内側に横たわる複数の内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）の少なくとも一つの上に設けられている、請求項１又は２のサイレンサ。
【請求項４】
少なくとも２つの内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）が前記外側ケーシング（１２，１１２）から外側に突出して、排ガス入口（１８ｂ）と排ガス出口（１８ａ）を形成している、請求項１から３のいずれかのサイレンサ。
【請求項５】
少なくとも一つの仕切壁（２０）が前記外側ケーシング（１２，１１２）の内側に配置されており、
前記内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）が前記仕切壁（２０）を貫通している、請求項１から４のいずれかのサイレンサ。
【請求項６】
前記内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）は、前記固定部（２２）の領域で、円形、楕円形、又は多角形の断面を有する、請求項１から５のいずれかのサイレンサ。
【請求項７】
前記シェル部（１６）は、周方向（Ｕ）に沿って前記内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を完全に囲っており、
前記固定部は前記シェル部（１６）の表面に設けられている、請求項１から６のいずれかのサイレンサ。
【請求項８】
前記固定部（２２）の領域において、前記シェル部（１６）の形状前記内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）の外形に対応しており、
前記固定部（２２）の領域において、前記シェル部（１６）は前記内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）の表面に支持されている、請求項１から７のいずれかのサイレンサ。
【請求項９】
前記シェル部（１６）は、前記内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）に垂直な断面の中央領域で拡大されている、請求項１から８のいずれかのサイレンサ。
【請求項１０】
前記シェル部（１１６）は二つの部分シェル（１３０ａ、１３０ｂ）を有し、
前記部分シェルはそれぞれ前記内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）の両側に配置されており、
前記部分シェルはそれぞれ自由な長手方向縁（１３２）を有し、
前記長手方向縁（１３２）を介して前記部分シェル（１３０ａ、１３０ｂ）が前記内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）に取り付けられており、
前記固定部（２２）は、前記部分シェル（１３０ａ、１３０ｂ）及び/又は前記内側パイプ（１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）の全長（Ｌ）に沿って形成されている、請求項１から９のいずれかのサイレンサ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかのサイレンサ（１０）を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジンの排気システムのサイレンサ（消音装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
サイレンサが発する雑音、すなわち、サイレンサが環境に発する雑音、特にその共鳴周波数は、とりわけ、サイレンサ全体構造の剛性に関連しており、このパラメータに影響を受ける。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の目的は、サイレンサの剛性を高める簡単な方法を提供することである。
【０００４】
この目的は、請求項１の特徴を備えたサイレンサによって達成される。
【０００５】
内燃エンジンの排気システムのサイレンサは、排ガスが流れる少なくとも一つの内側パイプと、
前記内側パイプを少なくとも部分的に囲む少なくとも一つのシェル部を備えた外側ケーシングとを有し、
前記シェル部は、２つのベース部によって軸方向に区画されており、
前記少なくとも一つのシェル部は、少なくとも一つの固定部を介して、前記内側パイプに直接取り付けられている。
前記内側パイプに前記シェル部を直接固定することにより、サイレンサ全体の剛性と、特に高い共鳴周波数になる程、サイレンサからの雑音の放出が直接的に変化する。
前記シェル部を前記内側パイプに接続する固定部の型式、数、及び位置は、それぞれの用途に応じてノイズの発生を最適化するために利用され得るパラメータを変更することになる。
【０００６】
シェル部は、例えば、内側パイプ又は内側パイプが配置された平面に平行な長手方向Ｌに伸びている。
【０００７】
外側ケーシングは、外部環境からサイレンサを遮断し、サイレンサの最外層を形成する。また、通常、内側パイプと外側ケーシングの間の中間層は不要である。外側ケーシングは二重層とすることができる。
【０００８】
サイレンサ全体は、概略、極めて平坦な構造を有し、高さは例えば僅か約６０から１００ｍｍ、特に８０ｍｍで、その高さは個々の内側パイプの径によって基本的に決められる。
【０００９】
内側パイプの長手方向又は表面に真っすぐに沿って、適当な方法によって選択された箇所で固定される。
【００１０】
固定部を得る適当な方法は、例えば、溶接、はんだ、及び/又はクランプ留である。その他の型式の取付又は異なる複数の方法の組み合わせを用いてもよい。
【００１１】
一般に、外側ケーシングの内側で互いに平行に配置された複数の内側パイプを設けてもよい。この場合、固定は、内側にある内側パイプの少なくとも一つについて行うことが好ましい。シェル部は、複数の内側パイプの一つ又は複数の内側パイプに取り付けることができる。
【００１２】
全体の高さを出来るだけ小さくするために、サイレンサのすべての内側パイプは、互いに平行に又は少なくともオーバーラップすることなく配置することが好ましい。
【００１３】
通常、少なくとも２つの内側パイプは外側ケーシングからその外側に突出させて排ガス入口と排ガス出口を形成する。この場合、サイレンサは、排ガス入口を介して内燃エンジンの排気システムに接続されて、排ガスは排ガス出口を介してのみ排ガスシステムから大気に出る。複数の排ガス入口及び/又は複数の排ガス出口を設けてもよい。従来から知られているように、これらの内側パイプは、当然、外側ケーシングを通過する領域で外側ケーシングに付加的に取り付けられる。ここで、その取り付けは、内側パイプのシェル部の固定部から空間的に離される。排ガス入口及び/又は排ガス出口は、例えばベース部に配置される。
【００１４】
内燃エンジンは、乗物のドライブモータであってもよいが、当然、別の用途（例えば、船舶、又は発電所）に用いてもよい。
【００１５】
剛性を高めるために、少なくとも一つの隔壁を外側ケーシングの内側に配置することができ、この場合、内側パイプが隔壁を貫通する。隔壁は、外側ケーシングに取り付けられる。この隔壁により、すべての内側パイプは、ケーシングの内側で所望の位置に保持される。例えば、２つの平行な隔壁を設けてもよい。
【００１６】
シェル部、内側パイプ、及び隔壁からサイレンサを構成することが可能である。
【００１７】
内側パイプは、少なくとも固定部の領域において、例えば円形、楕円形、又は多角形（特に、正方形、四角形、六角形）等の任意の所望断面を有することができる。
【００１８】
好適な実施形態において、シェル部は、周方向に沿って内側パイプを完全に囲うように設計される。この場合、固定部は、ベース部から所定距離の位置で、シェル部の表面に設けられる。シェル部の表面は、特に内側パイプの上に延びるシェル部の一方側にあり、立方体状サイレンサの場合、最大面を有する側面である。
【００１９】
固定部の領域におけるシェル部と内側パイプとの接触を良くするために、シェル部の形状を、固定部の領域における内側パイプの外形に一致させてもよい。これにより、シェル部は、固定部の領域で内側パイプの表面に支持される。
【００２０】
シェル部の形状は、長手方向の全長に亘って、該シェル部が内側パイプに支持されるように選択できる。しかし、固定部の外側で、シェル部は内側パイプから所定距離の位置に設けてもよい。
【００２１】
内側パイプ又はシェル部の長手方向に垂直な断面において、シェル部の断面は当業者の裁量によって選択できる。例えば、立方体形状が可能であるが、そのシェル部は中央領域で拡大される形状であってもよい。
【００２２】
別の好適な実施形態において、シェル部は２つの部分シェルを有する。これらの部分シェルは、内側パイプの両側に配置され、２つの自由な長手方向縁を有する。部分シェルは、この縁を介して内側パイプに取り付けられる。また、固定部は、部分シェル及び/又は内側パイプの全長に沿って形成される。この場合、内側パイプは、外側ケーシングの一部を形成する。この実施形態では、固定部、特に溶接シーム又ははんだ連結部が、内側パイプからシェル部への移行部をシールする。これにより、外側ケーシングの内部が大気から気密的にシールされ、排ガスは排ガス出口を通じてのみ排気される。
【００２３】
本発明はまた、上述のサイレンサを有する乗物に関する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明は、複数の実施例と添付図面を用いて、以下に詳細に説明される。
【図１】図１は、図２のＩ−Ｉ線に沿った、第１実施形態に係る発明のサイレンサの概略断面図である。
【図２】図２は、本発明に係るサイレンサの内部構造の概略図である。
【図３】図３は、本発明に係るサイレンサの外側ケーシングの概略図である。
【図４】図４は、本発明に係るサイレンサにおいて、シェル部に内側パイプを固定する構造を示す。
【図５】図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿ったサイレンサの概略断面図で、異なる断面形状を有する内側パイプが示されている。
【図６】図６は、図２のＶ−Ｖ線に沿ったサイレンサの概略断面図で、異なる断面形状を有する内側パイプが示されている。
【図７】図７は、図２のＶ−Ｖ線に沿ったサイレンサの概略断面図で、異なる断面形状を有する内側パイプが示されている。
【図８】図８は、本発明に係るサイレンサの概略断面図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る本発明のサイレンサの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明の第1実施形態に係るサイレンサ（消音器）１０の断面を示す。
【００２６】
サイレンサ１０の主要構成要素は、外側ケーシング１２と、該外側ケーシング１２の内側に配置された一つ又は複数の内側パイプ１４である。
【００２７】
本実施形態において、外側ケーシング１２は、周方向Ｕに沿って閉鎖されたシェル部１６と、該シェル部１６を軸方向に区画する二つのベース部１７からなる。ここでは、二つのベース部１７は別々の部材で、シェル部１６の軸方向自由端部に接続されている。しかし、二つのベース部１７は、軸方向端部にシェル部１６を備えた、一つの部材で形成してもよい。
【００２８】
シェル部１６は、内側パイプ１４の長手方向に直交する図１に示す断面上で、周方向Ｕに沿って、すべての内側パイプ１４を完全に囲む。
【００２９】
シェル部１６は、一つのシート状金属部材で形成されているが、複数の部材（例えば、２つの半シェル）で構成してもよい。
【００３０】
図２は、サイレンサ１０の内部構造を示す。本実施形態において、合計で３つの内側パイプ１４（以下の説明では、内側パイプ１４ａ、１４ｂ、１４ｃという。）が設けられており、それらは互いに平行である。
【００３１】
ここで、中央の内側パイプ１４ｂは、両端で開放されており、全体が外側ケーシング１２の内側に横たわっている。
【００３２】
外側に横たわっている２つの内側パイプ１４ａ、１４ｃは、一つの開放端部を有し、外側ケーシング１２に含まれる内側空間１９に横たわっている。対照的に、内側パイプ１４ａの他端部と内側パイプ１４ｃの他端部は、外側ケーシング１２の外側に突出しており、排ガス出口１８ａと排ガス出口１８ｂを形成している。サイレンサ１０は、内燃エンジンの排気システム（詳細には示していない。）に、排ガス入口１８ｂを介して接続できる。サイレンサ１０を通過した排ガスは、排ガス出口１８ａを介して大気に出る。
【００３３】
シェル部１６は、サイレンサ１０の最外層を形成し、外側ケーシング１２に含まれる内側空間１９を大気から遮断する。外側ケーシング１２は、既知のように、少なくとも実質的に気密になっており、その結果、排ガスは排ガス出口１８ａを介してのみサイレンサ１０から出る。
【００３４】
外側ケーシング１２の内側には、内側パイプ１４に加えて、２つの仕切壁２０が設けられている（図２参照）。仕切壁２０は、内側パイプ１４を垂直に横切って伸びている。本実施形態では、すべての内側パイプ１４が仕切壁２０を貫通している。
【００３５】
少なくとも一つの内側パイプ１４は、シェル部１６に直接且つ永久的に取り付けられている。そのために設けられた固定部２２は、任意の適当な方法、例えばスポット溶接、溶接、半田、及び/又はクランプ留めによって行われる。固定部２２は、選択された複数の場所で行ってもよいし、内側パイプ１４の長手方向に沿って真っ直ぐに長いものであってもよい。表面上の固定部２２も考え得る。
【００３６】
図４は、どのようにして内側パイプ１４をシェル部１６に接続するかの実施例を示す。ここで、選択された場所での固定部２２は、外側に位置する２つの内側パイプ１４ａ，１４ｃをシェル部１６に接続するように選択される。一方、中央の内側パイプ１４ｂは、その全長に沿って、シェル部１６に接続される。
【００３７】
図４に示すように、２つの仕切壁２０はまた、選択された場所で固定部２４によってシェル部１６にしっかりと接続される。
【００３８】
ここで、すべての固定部２２はシェル部１６の表面に設けられる。シェル部１６は、すべての内側パイプ１４の上（すなわち、最大表面積を有する略立方体形状の外側ケーシング１２の側２６）に延在している。
【００３９】
本実施形態において、特に一端側２６の上面図において、固定部２２は内側パイプ１４の両側に、互いに対向して設けられる。当然、固定部２２の他の配置も可能である。
【００４０】
図１に示された実施形態において、固定部２２の領域において、シェル部１６は、内側パイプ１４の外形に対応している。したがって、シェル部１６は、固定部２２の領域で内側パイプ１４の表面に支えられている。したがって、固定が容易である。
【００４１】
固定部２２の領域において、適当な形状のシェル部１６及び/又は内側パイプ１４を選択することによって、シェル部１６と内側パイプ１４との間のクランプ動作を通じて、固定部２２を得ることも可能である。
【００４２】
固定部２２と固定部２２との間で、シェル部１６は内側パイプ１４から所定距離の位置に設けられる。
【００４３】
固定部２２の数、型式、及び大きさは、それぞれの適用に対してサイレンサ１０に所望の剛性、特に所望の共鳴周波数が得られるように、当業者によって個別に選択される。異なる型式の固定部を組み合わせてもよい。
【００４４】
内側パイプ１４の断面の面積と形状は適宜選択可能である。
【００４５】
図５から７は異なる実施形態を示す。それぞれの実施形態において、中央の内側パイプ１４ｂは、円形（図５）、楕円形（図６）、多角形（実施形態では四角形）（図７）の断面を有する。２つの外側にある内側パイプ１４ａ、１４ｃは円形断面を有するが、これらの内側パイプ１４ａ、１４ｃも所望の適当な断面であってもよい。
【００４６】
内側パイプ１４ａ、１４ｂ、１４ｃはそれらの断面積が異なるように選択され得ることが、図５から７から明らかである。当然、すべての内側パイプ１４は同じ断面形状および/または同じ断面積を有することもある。
【００４７】
内側パイプ１４の長手方向に直交するシェル部１６の断面は、当業者の裁量によって選択される。
【００４８】
図３は略長方形断面の外側ケーシング１２を示し、そこでは、サイレンサ１０はその全体が略立方体に設計されており、高さｈは内側パイプ１４の径よりも僅かに大きい。
【００４９】
図８は、断面の中央部を拡大した又は外側に曲がったシェル部１６を備えたサイレンサ１０を示す。その他の適当な断面形状も考え得る。ただし、一般に、高さｈはできるだけ小さい平坦なサイレンサ１０であることが好ましい。
【００５０】
図９は、サイレンサ１００の第２実施形態を示す。
【００５１】
第１実施形態とは対照的に、シェル部１１６は、周方向Ｕに沿って、すべての内側パイプ１４を完全に囲っていない。この実施形態において、シェル部１１６は、２つの異なる部分シェル１３０ａ，１３０ｂによって形成されている。部分シェル１３０ａ、１３０ｂはそれぞれ、中央内側パイプ１４ｂの側に配置されており、サイレンサ１００の全長又は内側パイプ１４ｂの全長に伸びている。また、内側パイプ１４は、部分シェル１３０ａ、１３０ｂによって囲まれた内側空間の内側に配置され得る。
【００５２】
２つの部分シェル１３０ａ、１３０ｂは、互いにミラー対称に構成される。部分シェル１３０ａ、１３０ｂはそれぞれ、２つの自由な長手方向縁１３２を有する。これらの縁１３２は、内側パイプ１４ｂの外周に支えられ、その全長に延びる固定部２２を介して内側パイプ１４ｂに密封状態でしっかりと接続されている。
【００５３】
本実施形態において、内側パイプ１４ｂの外壁は、サイレンサ１００の外側ケーシング１１２の一部を形成する。
【００５４】
部分シェル１３０ａ、１３０ｂの間の個々の接点は任意に設けられる。また、ベース部（本実施形態は図示せず）もまた、２つの部分シェル１３０ａ、１３０ｂを接続する。
【００５５】
当然、上述した２つの実施形態の特徴を互いに組み合わせることも可能である。例えば、サイレンサ１００の場合、第１実施形態と同様に一つ又は複数の内側パイプ１４にシェル部１１６を固定してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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2020079590.tif 000014
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