(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気管の途中にベローズを設け、そのベローズの内方に消音手段を備えた内燃機関の排気装置において、上記消音手段として、上記ベローズの内方に該ベローズに離間させて中空二重の内外管を設けて、その外管とベローズとの間の空間を共鳴型消音器における共鳴室とし、かつ上記内外管間の間隙を上記空間および内管内に連通させて上記間隙を共鳴型消音器における咽喉部とする共鳴型消音器を設け、その消音手段としての共鳴型消音器を構成する部材を上記ベローズに対して常時非接触状態となるように該ベローズの内方に離間させて配置すると共に、上記部材によってベローズ内面の略全長を覆うようにしたことを特徴とする内燃機関の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の内燃機関の排気装置に関する。更に詳しくは内燃機関の排気管の途中にベローズを設け、そのベローズの内方に消音手段を備えた内燃機関の排気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の内燃機関の排気装置において、機関から消音器に至る排気管の途中に断面波形のベローズを設けることによって、機関からの振動や車体振動等を緩衝させるようにしたものは知られている。また上記のようなベローズの内方に消音手段を設けることによって消音器に至る前に予め所定の周波数の排気騒音を減衰させるようにしたものも従来種々提案されている。
【０００３】
例えば実開昭６１−２７９１４号公報には、排気管の途中に設けた断面波形のベローズの上流側の端部内方に、外径が上記ベローズの内径と略一致する排気流入管（遮熱管）を設けて、上記波形ベローズ内面と排気流入管の外周面との間に形成される空間を共鳴型消音器における共鳴室とすると共に、上記排気流入管にその管内と上記空間とを連通する小孔を設けて該小孔を共鳴型消音器における咽喉部としたものが提案されている。
【０００４】
ところが、上記のようにベローズの上流側の端部内方に、外径が上記ベローズの内径と略一致する排気流入管を設けたものは、ベローズの内面に排気流入管が常時ほぼ接触した状態にあるため、ベローズの撓みや伸縮等の動作が抑制されてベローズ本来の特性である振動吸収性能が低下したり、機関からの振動等で互いに干渉して異音を発する等のおそれがある。しかも上記の排気流入管よりも下流側のベローズの内面には排気流が直接当たるため排気熱等で変質したり腐食して耐久性が低下する等の不具合がある。
【０００５】
また例えば実開昭５７−１４１２９１号公報には、ベローズの内方に金網管や孔あき管等の多孔管を配置し、その多孔管とベローズとの間にグラスウール等の吸音材を充填したものも知られているが、ベローズに吸音材が直接接触しているためベローズの動きが抑制され、特に吸音材の充填密度を高めた場合には振動吸収性能が大幅に低下するおそれがある。そのため充分な吸音性能を確保するのが難しい。またベローズの波形状に合せて吸音材を万遍なく充填するのが難しく、往々にして隙間が生じ、ベローズの動きで吸音材が徐々にくずれて飛散する等の問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、ベローズ本来の特性である振動吸収性能を損ねることなく、しかも耐久性および消音性能のよい消音手段をベローズ内に設けることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明による内燃機関の排気装置は、以下の構成としたものである。
【０００８】
【従来の技術】
即ち、内燃機関の排気管の途中にベローズを設け、そのベローズの内方に消音手段を備えた内燃機関の排気装置において、上記消音手段として、上記ベローズの内方に該ベローズに離間させて中空二重の内外管を設けて、その外管とベローズとの間の空間を共鳴型消音器における共鳴室とし、かつ上記内外管間の間隙を上記空間および内管内に連通させて上記間隙を共鳴型消音器における咽喉部とする共鳴型消音器を設け、その消音手段としての共鳴型消音器を構成する部材を上記ベローズに対して常時非接触状態となるように該ベローズの内方に離間させて配置すると共に、上記部材によってベローズ内面の略全長を覆うようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
上記のように消音手段を構成する部材をベローズに対して常時非接触状態となるように該ベローズの内方に離間させて配置すると共に、上記部材によってベローズ内面の略全長を覆うようにしたことによって、ベローズ本来の振動吸収性能を損ねることなく、しかも耐久性および消音性能のよい消音手段を備えることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。図１は本発明による内燃機関の排気装置の一実施形態を示す縦断面図であり、本実施形態においてはベローズの内方に消音手段として共鳴型の消音器を設けたものである。
【００１１】
図１において、１は排気管、２はベローズで、そのベローズ２は図示例においては排気管１の一部をバルジ加工等により膨出させることによって排気管１と一体に形成したものであるが、別体に形成して嵌合接続してもよい。そして上記ベローズ２の内方に、共鳴型の消音器を構成する部材として中空二重の内外管３・４を、ベローズ２に対して常時非接触状態となるように、すなわち機関からの振動や車体振動等で上記各部材が変位した場合にも内外管３・４がベローズに接触しないように充分に離間させて配置すると共に、内外管３・４によりベローズ内面の軸線方向略全長を覆うようにしたものである。
【００１２】
上記の内管３の上流側（図で左側）の端部３ａは拡開形成して排気管１の内周面に密着させると共に溶接等で一体的に固着され、内管３の下流側の端部３ｂはベローズ２および排気管１の内方にそれらから離間した位置に配置されている。また外管４の下流側の端部４ｂは内管３の下流側の端部３ｂの外周面に溶接等で固着され、外管４の上流側の端部４ａは内管３とベローズ２との間の空間Ｓ内に開口している。
【００１３】
そして上記内外管３・４にそれぞれ小孔５・６を形成して、その一方の小孔５から他方の小孔６に至る上記内外管３・４間の隙間Ｇを共鳴型消音器における咽喉部とし、上記内管３とベローズ２との間の外管４よりも外側の空間Ｓを共鳴型消音器における共鳴室としたもので、その共鳴室と咽喉部とからなる共鳴型の消音器（消音手段）により、公知の共鳴原理に基づいて所定の周波数の排気騒音を消音することができるものである。
【００１４】
また上記の消音手段を構成する部材、すなわち本実施形態においては内外管３・４を、ベローズ２に対して常時非接触状態となるように離間させて配置したことによって、例えば機関からの振動や車体振動等で上記各部材が変位した場合にもベローズ２に接触することがなく、ベローズ本来の振動吸収性能を損ねることがない。
【００１５】
さらに内外管３・４によりベローズ内面の軸線方向略全長を覆うようにしたことによって、排気管１の上流側（図で左側）から図中矢示の方向に流入してきた排気は、内外管３・４内を通って排気管１の下流側（図で右側）に導かれて、排気がベローズ２に直接当たることがなく、また上記内外管３・４間の小孔５・６や内外管３・４の下流側の端部開口部からベローズ２内に排気が回り込むことも殆どないため、前記従来のようにベローズ２に排気が直接当たることによって変質したり腐食するのを防ぐことができるものである。
【００１６】
なお上記の実施形態においては外管４に小孔６を設けると共に、外管４の上流側端部を開口させたが、そのいずれか一方、例えば図２に示すように外管４の上流側端部４ａを塞いで小孔６のみを設けるか、あるいは図３に示すように小孔６を設けることなく外管４の上流側端部４ａを開口させるだけでもよい。上記のように小孔６を設けることなく外管４の上流側端部を開口させた場合には、その開口端から内管３の小孔５までが咽喉部として機能する。
【００１７】
また上記の小孔５・６の個数や位置および形状等は適宜であり、しかも小孔５から小孔６もしくは外管４の上流側開口端までの距離すなわち咽喉部の長さや断面積、もしくは前記の空間Ｓすなわち共鳴室の容積を適宜設計することによって所望の周波帯域の排気騒音を消音することができる。特に図の実施形態においては共鳴室の容積や咽喉部の長さを比較的大きく確保できると共に、小孔５・６の形成位置を変えるだけで咽喉部の長さを適宜変更することができるため、設計の自由度が高い等の利点がある。
【００１８】
さらに例えば前記の共鳴室の容積を大きく確保する必要がある場合には、ベローズ２の径を適宜大きく形成してもよく、また例えばベローズ２との間隔を充分に保った上で内外管３・４の径を大きくして排気抵抗を少なくする必要がある場合には、図４に示すようにベローズ２と内外管３・４の径を大きくすることもできる。
【００１９】
また内外管３・４の下流側の端部と排気管１との間から前記空間Ｓ内に排気が流入するおそれがあるときには、前記の機関からの振動や車体振動等で互い干渉しない範囲において内外管３・４の下流側の端部を図４の鎖線示３ｂ’・４ｂ’のように大径に形成する、あるいは上記内外管３・４よりも下流側の排気管１の径を同図鎖線示１’のように小径に形成して内外管３・４の下流側の端部と排気管１との間隔を狭めるようにしてもよい。さらにベローズ２の外周には、必要に応じて例えば図５に示すように金属線材を筒状に編んだブレード（編組管）７等を被覆することもできる。図中８はそのブレード７の固定用バンドである。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による内燃機関の排気装置は、ベローズ２の内方に配置される消音手段を構成する部材を、ベローズ２に対して常時非接触状態となるようにベローズ２の内方に離間させて配置するようにしたから、ベローズ本来の振動吸収性能を損ねることがなく、しかも上記の構成部材によってベローズ内面の軸線方向略全長を覆うようにしたから、ベローズ２に排気が直接当たって該ベローズ２が変質したり腐食するのが防止され、耐久性を大幅に向上させることができる。
【００２６】
また上記の消音手段として共鳴型の消音器を設けたとによって設計の自由度が増し、所望の周波数帯域の排気騒音を良好に消音させることのできる消音性能に優れた消音手段を備えることが可能となる。その結果、従来は機関とメインマフラとの間に特定の周波数帯域の排気騒音を消音するサブマフラを設けているが、前記のベローズ内の消音手段を上記のサブマフラに代わる消音器として用いることもできる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による内燃機関の排気装置の一実施形態を示す縦断面図。
【図２】  上記実施形態における一部の変更例を示す縦断面図。
【図３】  上記実施形態における一部の変更例を示す縦断面図。
【図４】  上記実施形態における一部の変更例を示す縦断面図。
【図５】  上記実施形態においてベローズの外周にブレードを被覆した例の縦断面図。
【符号の説明】
１  排気管
２  ベローズ
３  内管
４  外管
５、６  小孔
７  ブレード
８  固定用バンド
【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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