(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（Ｅ）の排気系（Ｅｘ）に接続される排気管（１）の上流側に一端が接続され、その排気管（１）の下流側に他端が接続される内管（７）と、内管（７）の少なくとも一部を覆う外管（３）とを備え、
内管（７）と外管（３）との間の空間を共鳴室（９）とし、内管（７）の内部と共鳴室（９）とを、内管（７）の管壁に形成した孔（１６）と、内管（７）の外周面上に軸方向に沿って形成されて基端側（２３）が前記孔（１６）に接続されると共に先端側（３５）が共鳴室（９）に接続される接続通路（Ｐ）とを介して連通し、
前記接続通路（Ｐ）は、内管（７）の外周面からの径方向の距離が異なり、かつ内管（７）の外周面上で軸方向に相互に重なり合う複数の通路（２２、３２）を、前記基端側（２３）から前記先端側（３５）までの一つの連続した通路を形成するように直列に接続して構成される消音器であって、
前記接続通路（Ｐ）は、前記内管（７）とは別体に構成されて、内側通路形成部材（２０）と、外側通路形成部材（３０）とを備え、
前記内側通路形成部材（２０）は、横断面が前記内管（７）の外周面より径方向外方に膨出する凸形状を呈し、その内部空間の長手方向の基端側と先端側が閉塞部（２４，２５）により閉じられ、
また、前記外側通路形成部材（３０）は、横断面が径方向外方に膨出する凸形状を呈し、その内部空間の長手方向の先端側（３５）が開放され、基端側が閉塞部（３４）により閉じられ、
前記内側通路形成部材（２０）の前記先端側の閉塞部（２５）と、前記外側通路形成部材（３０）の前記基端側の閉塞部（３４）は相互に当接され、
前記内側通路形成部材（２０）は、その内部空間が前記孔（１６）に接続するようにされ、前記外側通路形成部材（３０）は、前記先端側（３５）を除いて内側通路形成部材（２０）に固定され、
前記内側通路形成部材（２０）は、その内部空間が、外側通路形成部材（３０）の内部空間に接続される連通孔（２６）を備え、
前記孔（１６）および外側通路形成部材（３０）の内部空間の先端側は、前記連通孔（２６）に対して軸方向で同じ方向に離間して位置し、
前記接続通路（Ｐ）は、前記外側通路形成部材（３０）と前記内側通路形成部材（２０）との仮止め後、内側通路形成部材（２０）の外周縁の全周を前記内管（７）の外周面に固定すると共に外側通路形成部材（３０）の前記先端側（３５）を除く外周縁を内側通路形成部材（２０）の外周縁に固定して、内側通路形成部材（２０）と内管（７）との間の空間と、内側通路形成部材（２０）と外側通路形成部材（３０）との間の空間とで、前記複数の通路（２２、２３）を形成したことを特徴とする、消音器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用などのエンジンの排気系に接続される消音器、特に、特定周波数の排気音を効率よく消音できるようにした共鳴型の消音器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用エンジンの排気系（１）に設けられる排気管（４）と、この排気管（４）の少なくとも一部を覆う外筒（３１）とを備え、排気管（４）と外筒（３１）との間の空間を共鳴室（３０）とし、排気管（４）の内部と共鳴室（３０）とを、排気管（４）の管壁に形成した穴（３２）と、排気管（４）の外周面上に軸方向に沿って形成され、基端側が前記穴（３２）に接続されると共に先端側が共鳴室（３０）に接続される接続通路〔半円弧状部材（３３）、細管（３４）または筒体（３６）〕を介して連通する消音器（３）が知られている（後記特許文献１参照）。
【０００３】
そして、この消音器（３）は、共鳴型消音器と呼ばれ、共鳴室（３０）の共鳴周波数を特定の周波数に設定することで、その特定周波数と同じ周波数の排気音、およびその近傍の周波数の排気音を効率よく消音する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６−２２５２１号のＣＤ−ＲＯＭ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記特許文献１に記載された消音器（３）において、消音する排気音をさらに低周波数側へ移行させる場合、共鳴室（３０）の共鳴周波数をそれに合わせて低周波数側へ移行させる。この場合、共鳴室（３０）の共鳴周波数を低周波数側へ移行させる技術的手段として、
(1) 共鳴室（３０）の容積を大きくする。
【０００６】
(2) 接続通路（３３，３４，３６）の通路断面積を小さくする。
【０００７】
(3) 接続通路（３３，３４，３６）の通路長さを長くする。
【０００８】
以上、(1) 〜(3) が考えられるが、前記(1) は、共鳴室（３０）の嵩が大きくなるため、消音器（３）周辺の車両機器との干渉を生じるという問題があり、前記(2) は、共鳴室（３０）への空気の出入りが悪くなって、共鳴室（３０）で共鳴が起こりにくくなるという他の問題がある。
【０００９】
したがって、前記(3) の接続通路（３３，３４，３６）の通路長さを長くする技術的手段によって、共鳴室（３０）の共鳴周波数を低周波数側へ移行させることが望ましいが、前記消音器（３）において、接続通路（３３，３４，３６）をそのまま軸方向へ延長させる場合（図２，図３，図４，図６において右方向に延長させる場合）、軸方向への延長余地が小さいため、共鳴室（３０）の共鳴周波数を低周波数側へ十分移行させることができず、共鳴室（３０）の共鳴周波数を低周波数側の所望の周波数に設定できないという問題がある。
【００１０】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたもので、接続通路の軸方向への延長余地が小さい場合でも、接続通路の長さを十分長く確保でき、共鳴室の共鳴周波数を低周波数側の所望の周波数に設定できるようにして、かかる問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的達成のため、請求項１記載の発明は、エンジンの排気系に接続される排気管の上流側に一端が接続され、その排気管の下流側に他端が接続される内管と、内管の少なくとも一部を覆う外管とを備え、
内管と外管との間の空間を共鳴室とし、内管の内部と共鳴室とを、内管の管壁に形成した孔と、内管の外周面上に軸方向に沿って形成されて基端側が前記孔に接続されると共に先端側が前記共鳴室に接続される接続通路とを介して連通し、
前記接続通路は、内管の外周面からの径方向の距離が異なり、かつ内管の外周面上で軸方向に相互に重なり合う複数の通路を、前記基端側から前記先端側までの一つの連続した通路を形成するように直列に接続して構成される消音器であって、
前記接続通路は、前記内管とは別体に構成されて、内側通路形成部材と、外側通路形成部材とを備え、
前記内側通路形成部材は、横断面が前記内管の外周面より径方向外方に膨出する凸形状を呈し、その内部空間の長手方向の基端側と先端側が閉塞部により閉じられ、
また、前記外側通路形成部材は、横断面が径方向外方に膨出する凸形状を呈し、その内部空間の長手方向の先端側が開放され、基端側が閉塞部により閉じられ、
前記内側通路形成部材の前記先端側の閉塞部と、前記外側通路形成部材の前記基端側の閉塞部は相互に当接され、
前記内側通路形成部材は、その内部空間が前記孔に接続するようにされ、前記外側通路形成部材は、前記先端側を除いて内側通路形成部材に固定され、
前記内側通路形成部材は、その内部空間が、外側通路形成部材の内部空間に接続される連通孔を備え、
前記孔および外側通路形成部材の内部空間の先端側は、前記連通孔に対して軸方向で同じ方向に離間して位置し、
前記接続通路は、前記外側通路形成部材と前記内側通路形成部材との仮止め後、内側通路形成部材の外周縁の全周を前記内管の外周面に固定すると共に外側通路形成部材の前記先端側を除く外周縁を内側通路形成部材の外周縁に固定して、内側通路形成部材と内管との間の空間と、内側通路形成部材と外側通路形成部材との間の空間とで、前記複数の通路を形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項記載の発明によれば、内管の管壁に形成した孔と共鳴室とを接続する接続通路を、一つの連続した通路を形成するように直列に接続させた軸方向に相互に重なり合う複数の通路で形成したので、接続通路の軸方向の長さに制限がある場合でも、接続通路の長さを十分長くすることができる。これにより、共鳴室の共鳴周波数を低周波数側の所望の周波数に設定できる。特に、実施例のように、共鳴室の形状が軸方向に短く、径方向に長い場合に有効である。
【００１３】
また、横断面が内管の外周面より径方向外方に膨出する凸形状を呈し、長手方向の一方に閉塞部を有する通路形成部材は、その形状から、プレス成形で容易に製作することができるので、量産性に優れ、コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明消音器を備えた排気系を示す図
【図２】図１の２矢視の消音器の一部破断斜視図
【図３】図２の３矢視の仮想線囲い部分の分解拡大図
【図４】図２の４−４線に沿う断面図
【図５】図４の５−５線に沿う拡大断面図
【図６】図４の６−６線に沿う拡大断面図
【図７】図４の７−７線に沿う拡大断面図
【図８】本発明消音器の組立順序を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて具体的に説明する。
【００１６】
以下の説明において、前後、左右および上下は、排気系が搭載される自動車の前進方向を基準にしていう。
【００１７】
図１において、自動車用エンジンＥの排気系Ｅｘにおける排気管１には、その上流側から下流側に順に、触媒Ｃ、一次消音器Ｍ１および二次消音器Ｍ２が接続されており、自動車の車体に搭載されるエンジンＥから排出される排気ガスは、触媒Ｃを通ってＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害成分が浄化されたのち、一次消音器Ｍ１に入り、ここで排気音が、一次的に消音されたのち二次消音器Ｍ２に至り、ここで二次的に消音されて、外気に放出される。
【００１８】
以下に、図２〜７を参照して、本発明にかかる一次消音器（以下、消音器という）Ｍ１の構成について詳述する。
【００１９】
この消音器Ｍ１は、吸音型消音器Ｍａと共鳴型消音器Ｍｂを上流側から下流側に隣接接続して構成されている。消音器Ｍ１の外殻を構成するシェル２は、楕円筒状の外管３と、この外管３の両開口端を閉じる前、後エンドプレート４，５とより構成され、前、後エンドプレート４，５の外周縁は全周に亘り外管３の前、後端の外周面にレーザー溶接ｗ３，ｗ４される。外管３内の長手方向の中間部内周面には、外管３内を前後に区画するインナプレート６の外周面が嵌合されている。
【００２０】
シェル２には、その中心軸線上を縦通する内管７が一体に結合される。この内管７は、吸音型消音器Ｍａに対応する上流側内管７ｕと、共鳴型消音器Ｍｂに対応する下流側内管７ｄとを全周に亘りミグ溶接ｗ２して構成され、前、後エンドプレート４，５およびインナプレート６の中央部の支持孔を貫通しており、内管７の前端（排気ガスの流れ方向上流端）が、前エンドプレート４の支持孔に全周に亘りミグ溶接ｗ５され、また、その後端（排気ガスの流れ方向下流端）が後エンドプレート５の支持孔に全周に亘りミグ溶接ｗ６され、さらに、その前後方向中間部がインナプレート６の支持孔に、全周に亘りミグ溶接ｗ２されている。
【００２１】
図２，４に示すように、内管７の前端（上流端）には、上流側排気管１ｕが前エンドプレート４と共に全周に亘りミグ溶接ｗ５され、また内管７の後端（下流端）には、下流側排気管１ｄが後エンドプレート５と共に全周に亘りミグ溶接ｗ６される。
【００２２】
図２，４，５に示すように、シェル２内は、インナプレート６により、その前方の吸音室８と、その後方の共鳴室９とに画成されており、吸音室８内には、楕円筒状の、外側吸音材１１、内側吸音材１２およびステンレスウール１３が、径方向に外側から内側に向けて順に積層して充填されている。外側吸音材１１はグラスウールよりなり、内側吸音材１２は外側吸音材１１よりも耐熱性の高いグラスウールよりなる。上流側内管７ｕには、パンチング孔よりなる多数の通気孔１４が穿設されており、内管７を流れる排気ガスの一部は、通気孔１４を通って吸音室８内に流入し、その排気音は、前記吸音材１２，１１により消音される。ステンレスウール１３は、吸音材１２、１１を構成するグラスウールの繊維が、上流側内管７ｕの通気孔１４からその内管７ｕの中に入り込まないようにしている。
【００２３】
シェル２の後半部に形成される共鳴型消音器Ｍｂにおいて、下流側内管７ｄの外周面と外管３の内周面間に形成される空間には、密閉状の共鳴室９が形成されている。この共鳴室９内と下流側内管７ｄとは、その内管７ｄの管壁に形成した一つの孔１６と、下流側内管７ｄの管壁に設けられる接続通路Ｐを介して相互に連通されて、内管７内を流れる排気ガスは、前記孔１６および接続通路Ｐを介して共鳴室９へと流れ、共鳴室９の共鳴周波数と同じ（それと近傍の周波数を含む）の排気音を消音できるようにされている。
【００２４】
前記孔１６は、共鳴室９に対応する下流側内管７ｄの管壁の後部（下流部）側方に形成されており、接続通路Ｐを介して共鳴室９内に接続されている。
【００２５】
つぎに、図３，４，６，７を参照して前記接続通路Ｐの構造について説明する。
【００２６】
この接続通路Ｐは、下流側内管７ｄの径方向に積層して互いに重なり合う内側通路形成部材２０および外側通路形成部材３０とを備えており、内側通路形成部材２０は、板材のプレス成形により軸方向に沿う長方形状に形成され、その横断面が径方向外方に膨出する円弧状（凸形状）をなし、その外周縁は取付フランジ２１により縁取りされている。この取付フランジ２１は、その全周に亘り、下流側内管７ｄの外周面の一側（前後方向左側）にミグ溶接ｗ１される。そして、内側通路形成部材２０と下流側内管７ｄとの間の空間で、複数の通路の一つとなる、内管７の軸方向に沿う内側通路２２を構成している。接続通路Ｐの基端側、すなわち内側通路形成部材２０の基端側（下流側）２３には、閉塞部２４が形成されており、この閉塞部２４を含む基端側２３により前記孔１６が覆われる。また、内側通路形成部材２０の先端側（上流側）には、閉塞部２５と連通孔２６が形成されており、この連通孔２６は、前記内側通路２２と、後述する外側通路３２とを連通する。
【００２７】
前記内側通路形成部材２０の径方向外側で重なり合う外側通路形成部材３０は、板材のプレス成形により、前記内側通路形成部材２０よりも短い軸方向に沿う長方形状に形成され、その横断面が径方向外方に膨出するコ字状（凸形状）をなし、その先端側（下流側）３５を除いて、その外周縁に形成した取付フランジ３１が内側通路形成部材２０の取付フランジ２１上にミグ溶接ｗ１される。外側通路形成部材３０の基端側（上流側）３３には、閉塞部３４が形成され、この閉塞部３４を含む基端側（上流側）３３により内側通路形成部材２０の前記連通孔２６が覆われる。また、外側通路形成部材３０は、内側通路形成部材２０よりも軸方向の長さが短くされており、その先端側（下流側）３５は、内側通路形成部材２０上で、共鳴室９内に開口されて、接続通路Ｐの先端側となり、前記内側通路形成部材２０の前記先端側の閉塞部２５と、前記外側通路形成部材３０の前記基端側の閉塞部３４は相互に当接される。そして、外側通路形成部材３０と内側通路形成部材２０との間の空間で、複数の通路の一つとなる外側通路３２を構成している。
【００２８】
内側通路２２と外側通路３２は、下流側内管７ｄの外周面からの径方向の距離が異なり、その内管７ｄの外周面上で、軸方向に相互に重なり合って積層されて直列に接続され、一つの連続した長い前記接続通路Ｐを形成する。そして、内管７内を流れる排気ガスは、この一つの連続した長い接続通路Ｐを通って共鳴室９内へ流入する。具体的には、排気ガスは、下流側内管７ｄの孔１６から内側通路２２内を、下流側から上流側へ、ついで、連通孔２６から外側通路３２内を、上流側から下流側へと、内側通路２２と外側通路３２を軸方向にジグザグ状に互い違いに流れて共鳴室９へ流入する。
【００２９】
つぎに、図８を参照して、本発明にかかる消音器Ｍ１の組立順序について説明する。
【００３０】
(1) 図８（Ａ）に示すように、外側通路形成部材３０と内側通路形成部材２０をスポット溶接（３箇所）して仮止めし、これを下流側内管７ｄの外周面にミグ溶接ｗ１により取り付ける。
【００３１】
(2) 図８（Ｂ）に示すように、上流側内管７ｕの外周に、ステンレスウール１３と内側および外側吸音材１２，１１を巻き付けると共にインナプレート６を上流側内管７ｕの下流端に嵌合する。その後、下流側内管７ｄの上流端を、上流側内管７ｕの下流端に嵌合してから、下流側内管７ｄ、上流側内管７ｕおよびインナプレート６の全周をミグ溶接ｗ２してサブアッセンブリＳＡを作成する。
【００３２】
(3) 図８（Ｃ）に示すように、前記サブアッセンブリＳＡを外管３に差し込んだ後、外管３の両端に前、後エンドプレート４，５をそれぞれ嵌め込み、それらの外周全周を外管３にレーザー溶接ｗ３，ｗ４する。
【００３３】
(4) 図８（Ｄ）に示すように、前エンドプレート４の支持孔と上流側内管７ｕの前端および後エンドプレート５の支持孔と下流側内管７ｄの後端をそれぞれ一箇所づつスポット溶接で仮止めする。その後、上流側排気管１ｕを上流側内管７ｕに嵌合してから、前エンドプレート４、上流側内管７ｕおよび上流側排気管１ｕを全周ミグ溶接ｗ５し、続いて下流側排気管１ｄを下流側内管７ｄに嵌合してから後エンドプレート５、下流側内管７ｄおよび下流側排気管１ｄを全周ミグ溶接ｗ６する。
【００３４】
つぎに、この実施例の作用について説明する。
【００３５】
排気系Ｅｘを流れる排気ガスは、触媒Ｃを流れて有害成分が除去された後、上流側排気管１ｕを通って一次消音器Ｍ１を流れて一次消音された後、下流側排気管１ｄを通って二次消音器Ｍ２へと流れて二次消音された後、外気に放出される。
【００３６】
ところで、本発明にかかる一次消音器Ｍ１内に流入した排気ガスは、上流側内管７ｕを通ってシェル２の上流側半部に形成される吸音型消音器Ｍａに入り、ここで排気ガスの一部は、その上流側内管７ｕより多数の通気孔１４を通って吸音室８に流れ、ここで内側および外側吸音材１２，１１により吸音されて高周波の排気音を低減する。
【００３７】
また、内管７を流れる排気ガスは、シェル２の下流側半部に形成される共鳴型消音器Ｍｂに流入する。共鳴型消音器Ｍｂ内では、排気ガスは、下流側内管７ｄより、該内管７ｄに設けた孔１６より前記接続通路Ｐを通って共鳴室９に入り、共鳴室９に設定された所定の低周波数と同じ低周波数およびその近傍の周波数の排気音を低減する。
【００３８】
しかして、この実施例では、下流側内管７ｄに形成した孔１６と共鳴室９とを接続する接続通路Ｐを、直列に接続された軸方向に相互に重なり合う、内側通路２２と外側通路３２とで一つの連続した長い通路として形成したので、下流側内管７ｄの制限された軸方向の長さ範囲で、接続通路Ｐの長さを長くすることが可能となり、これによって、共鳴室９の共鳴周波数を低周波数側へ十分に移行させることができ、共鳴室９の共鳴周波数を低周波数側の所望の周波数に設定することができる。特に、この実施例のように、軸方向に短く、径方向に長い形状の共鳴室９の場合に、前述のように構成される接続通路Ｐが好適である。
【００３９】
なお、この実施例では、吸音型消音器Ｍａの部分で、高周波の排気音を低減し、本発明にかかる共鳴型消音器Ｍｂの部分で、低周波数の排気音を低減する。
【００４０】
また、この実施例では、内側通路形成部材２０および外側通路形成部材３０は、その横断面が、凸形状に形成されて、長手方向の一方に閉塞部２４，３４を有する形状に形成されるので、プレス成形で容易に作ることができる。
【００４１】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。
【００４２】
たとえば、前記実施例では、本発明にかかる消音器を、二次消音器Ｍ２の上流側に位置する一次消音器Ｍ１に実施しているが、これを他の消音器に実施してもよい。また、前記実施例では、本発明にかかる消音器を、吸音型消音器に隣接してそれと一体に設けているが、これを単独の消音器として実施できることは勿論である。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・・・・・・・排気管
３・・・・・・・・・外管
７・・・・・・・・・内管
９・・・・・・・・・共鳴室
１６・・・・・・・・・孔
２０・・・・・・・・・内側通路形成部材
２２・・・・・・・・・複数の通路（内側通路）
２３・・・・・・・・・基端側（接続通路Ｐの）
２４・・・・・・・・・閉塞部
２５・・・・・・・・・閉塞部
２６・・・・・・・・・連通孔
３０・・・・・・・・・外側通路形成部材
３２・・・・・・・・・複数の通路（外側通路）
３４・・・・・・・・・閉塞部
３５・・・・・・・・・先端側（接続通路Ｐの）
Ｅ・・・・・・・・・エンジン
Ｅｘ・・・・・・・・・排気系
Ｐ・・・・・・・・・接続通路
【図１】
0005450499.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005450499.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005450499.tif 000007
【図７】
0005450499.tif 000008
【図８】
0005450499.tif 000009