(57)【要約】【課題】  自動車用消音器において、音量の経年変化を低減すること。【解決手段】  第１の隔壁板１及び第２の隔壁板２で仕切られた第１の拡張室３、第２の拡張室４と共鳴室５とが内部に形成され消音器の本体部分を構成する外筒６と、一端がエンジンからの排気ガスの導入口７ａとされ拡張室を貫通して他端が共鳴室５内に開口されていると共に第１の拡張室３内に配された部分の周面に複数の第１の小孔７ｂが形成された排気導入管７と、一端が第２の拡張室４内に開口され共鳴室５を貫通して他端が外筒６の外部に開口した排気ガスの放出口８ａとされた排気放出管８とを備え、排気放出管８が、一端が第２の拡張室４内に開口され他端が放出口８ａとされていると共に周面に複数の第２の小孔９ｂが形成された内管９と、内管９の外周を間隙を空けて覆い両端で内管９との隙間が閉塞された外管１０とを備え、内管９と外管１０との間にグラスウールＧが充填されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁板で仕切られた拡張室と共鳴室とが内部に形成され消音器の本体部分を構成する外筒と、
一端がエンジンからの排気ガスの導入口とされ前記拡張室を貫通して他端が前記共鳴室内に開口されていると共に前記拡張室内に配された部分の周面に複数の第１の小孔が形成された排気導入管と、
一端が前記拡張室内に開口され前記共鳴室を貫通して他端が前記外筒の外部に開口した前記排気ガスの放出口とされた排気放出管とを備え、
前記排気放出管が、一端が前記拡張室内に開口され他端が前記放出口とされていると共に周面に複数の第２の小孔が形成された内管と、
前記内管の外周を間隙を空けて覆い両端で前記内管との隙間が閉塞された外管とを備え、
前記内管と前記外管との間に消音材が充填されていることを特徴とする自動車用消音器。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車用消音器において、
前記排気導入管が、前記排気放出管の外周面に向けて他端が開口するように他端側が屈曲されて配されていることを特徴とする自動車用消音器。
【請求項３】
請求項２に記載の自動車用消音器において、
前記排気導入管の他端が、軸線に対して斜めに開口していることを特徴とする自動車用消音器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の自動車用消音器において、
前記拡張室と前記共鳴室とが、第１の隔壁板で仕切られ、
前記拡張室が、前記第１の小孔の形成領域より前記排気ガスの上流側に設けられた第２の隔壁板で仕切られ、前記第１の小孔の形成領域が配される第１の拡張室と前記排気放出管の一端の開口部が配される第２の拡張室とで構成され、
前記第１の隔壁板に第１の貫通孔が形成されていると共に、前記第２の隔壁板に第２の貫通孔が形成されていることを特徴とする自動車用消音器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の自動車用消音器において、
前記第１の小孔の内径が、１０ｍｍとされていることを特徴とする自動車用消音器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジンからの排気ガスの排気及び消音を行う自動車用消音器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用消音器として種々のものが開発され実用されている。例えば、特許文献１には、３室仕切り構造の外筒を有し、中央の消音室に消音材としてグラスウール（ガラス短繊維）が充填された自動車用マフラーが提案されている。すなわち、この自動車用マフラーでは、２つの共振空洞室とこれら共振空洞室の間に配された消音室とを有する外側パイプと、この外側パイプに３列に配設された排気パイプとで構成されている。
【０００３】
これら排気パイプはいずれも多数の小孔が周面に形成されたパンチングパイプであり、室内一杯にグラスウールが充填された消音室内を貫通状態に設置されている。この構成により、排気パイプの多数の小孔から消音室内に排気ガスが導入される際、室内のグラスウールによって排気音が消音されるようになっている。なお、排気パイプの小孔は、従来２〜３ｍｍ程度の内径とされている。
【０００４】
【特許文献１】実公平７−２０３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
従来は、消音室内に消音材としてグラスウールが充填されているが、消音室内に水が溜まると消音効果が低下し、音量が増大する経年変化が生じてしまう不都合があった。
また、排気パイプからの排気が直接外筒にあたってしまうため、その部位だけが高温になり、酸化・変色する場合がある。このため、排気のあたる部位が腐食しやすくなる不都合があった。
さらに、グラスウールを使用しない消音器では、パンチングパイプの多数の小孔から排気を行い、排気の拡大・整流を行って消音をしているが、排気量２．５リットル以上の大排気量車の場合は排気流量が多いため、排気がパンチングパイプの小孔を通る際に大きな気流音が発生する。この対策として孔径を小さくすると排気の抵抗になり、エンジンの高回転域における出力が低下してしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、音量の経年変化を低減し、さらには排気による外筒の酸化等を抑制すると共に大排気量車の消音及び出力向上の両立を図ることが可能になる自動車用消音器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の自動車用消音器は、隔壁板で仕切られた拡張室と共鳴室とが内部に形成され消音器の本体部分を構成する外筒と、一端がエンジンからの排気ガスの導入口とされ前記拡張室を貫通して他端が前記共鳴室内に開口されていると共に前記拡張室内に配された部分の周面に複数の第１の小孔が形成された排気導入管と、一端が前記拡張室内に開口され前記共鳴室を貫通して他端が前記外筒の外部に開口した前記排気ガスの放出口とされた排気放出管とを備え、前記排気放出管が、一端が前記拡張室内に開口され他端が前記放出口とされていると共に周面に複数の第２の小孔が形成された内管と、前記内管の外周を間隙を空けて覆い両端で前記内管との隙間が閉塞された外管とを備え、前記内管と前記外管との間に消音材が充填されていることを特徴とする。
【０００８】
この自動車用消音器では、外筒内に配された排気放出管において、二重管構造の内管と外管との間に消音材が充填されているので、拡張室等にグラスウール等の消音材を充填する必要が無く、消音材の使用量を極力減らすことができ、消音材の乾燥が早いために水が溜まることによる音量増大の経年変化を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の自動車用消音器は、前記排気導入管が、前記排気放出管の外周面に向けて他端が開口するように他端側が屈曲されて配されていることを特徴とする。すなわち、この自動車用消音器では、排気導入管の他端側が排気放出管の外周面に向けて開口するように屈曲されているので、外筒の内壁に排気が直接あたらず、焼けによる外筒の酸化・変色を防ぐことができる。また、排気放出管の外周面に高温の排気が当たるため、排気放出管内のグラスウール等の消音材が温められて乾燥させられることで、水による音量の経年変化をさらに抑制することができる。さらに、曲面である排気放出管の外周面に排気が当たって拡散されるため、排気音も散乱されて消音効果も得ることができる。
【００１０】
さらに、本発明の自動車用消音器は、前記排気導入管の他端が、軸線に対して斜めに開口していることを特徴とする。すなわち、この自動車用消音器では、排気導入管の他端が、軸線に対して斜めにカットされて開口しているので、排気の流れに対して開口面積が徐々に増大し、それに合わせて排気も徐々に拡散するため、消音効果を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の自動車用消音器は、前記拡張室と前記共鳴室とが、第１の隔壁板で仕切られ、前記拡張室が、前記第１の小孔の形成領域より前記排気ガスの上流側に設けられた第２の隔壁板で仕切られ、前記第１の小孔の形成領域が配される第１の拡張室と前記排気放出管の一端の開口部が配される第２の拡張室とで構成され、前記第１の隔壁板に第１の貫通孔が形成されていると共に、前記第２の隔壁板に第２の貫通孔が形成されていることを特徴とする。すなわち、この自動車用消音器では、第１の隔壁板に第１の貫通孔が形成されていると共に、第２の隔壁板に第２の貫通孔が形成されているので、排気導入管から第１の拡張室及び共鳴室への排気が第１の貫通孔及び第２の貫通孔を介して他の拡張室又は共鳴室へと移動する。この際、第１の貫通孔は、共鳴室から第１の拡張室への排気の流入を絞って抑制するバランスホールとしての機能を有している。したがって、第１の貫通孔及び第２の貫通孔の孔径を調整することで、第１の拡張室、第２の拡張室及び共鳴室内の圧力を調節することができ、排気の脈動による圧力差を低減して圧力変動を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明の自動車用消音器は、前記第１の小孔の内径が１０ｍｍとされていることを特徴とする。すなわち、この自動車用消音器では、従来のパンチングパイプの孔径に比べて大幅に大きな１０ｍｍの内径に第１の小孔が設定されているので、第１の小孔を排気が通過する際に収縮による流速増加が抑制されて気流音を低減することができる。また、排気抵抗は排気流速の二乗に比例して増大するため、高回転域においても従来のパンチングパイプを用いた場合に比べて出力の向上を図ることができる。したがって、排気量２．５リットル以上の大排気量車において、消音と出力向上との両立を図ることが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る自動車用消音器によれば、外筒内に配された排気放出管において、二重管構造の内管と外管との間に消音材が充填されているので、消音材の使用量を極力減らすことができ、水が溜まることによる音量増大の経年変化を抑制することができる。さらに、排気導入管の他端側を排気放出管の外周面に向けて開口するように屈曲させることで、焼けによる外筒の酸化・変色を防ぐことができると共に排気放出管内の消音材を乾燥させて上記経年変化をさらに抑制することができる。したがって、音量の経年変化が抑えられて高い消音効果が長期に亘って得られる高品質な自動車用消音器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る自動車用消音器の一実施形態を、図１及び図２を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１５】
本実施形態の自動車用消音器は、例えば排気量２．５リットル以上の大排気量車用としてエンジンに接続されるマフラーの消音装置であって、図１及び図２に示すように、内バッフルである第１の隔壁板１及び第２の隔壁板２で仕切られた第１の拡張室３、第２の拡張室４及び共鳴室５が内部に形成され消音器の本体部分を構成する外筒６と、一端がエンジンからの排気ガスの導入口７ａとされ第１の拡張室３及び第２の拡張室４を貫通して他端が共鳴室５内に開口されている排気導入管７と、一端が第２の拡張室４内に開口され共鳴室５を貫通して他端が外筒６の外部に開口した排気ガスの放出口８ａとされた排気放出管８とを備えている。
【００１６】
上記外筒６は、両端が外バッフル６ａ、６ｂで閉塞され、外バッフル６ａ、６ｂから排気導入管７の導入口７ａ及び排気放出管８の放出口８ａが外部に突出されている。
上記排気導入管７は、第１の拡張室３内に配された部分の周面にのみ多数の第１の小孔７ｂが形成され、他の部分の周面は無孔とされている。
また、上記排気導入管７は、共鳴室５内において、排気放出管８の外周面に向けて他端が開口するように他端部７ｃ側が屈曲されて配されたベンドパイプとされている。
さらに、排気導入管７の他端は、軸線に対して斜めに開口している。すなわち、排気導入管７は、斜めにカットされた他端開口部７ｄを有している。
【００１７】
上記排気放出管８は、一端が第１の拡張室３内に開口され他端が放出口８ａとされていると共に周面に多数の第２の小孔９ｂが形成された内管９と、内管９の外周を間隙を空けて覆い両端で内管９との隙間が閉塞された外管１０とを備えている。そして、内管９と外管１０との間には、消音材（吸音材）としてグラスウールＧが充填されている。
【００１８】
上記第１の拡張室３と上記共鳴室５とは、第１の隔壁板１で仕切られ、第１の拡張室３と第２の拡張室４とは、第２の隔壁板２で仕切られている。この第２の隔壁板２は、第１の小孔７ｂの形成領域より排気ガスの上流側に設けられている。すなわち、第１の拡張室３には、第１の小孔７ｂの形成領域が配されている。また、第２の拡張室４には、排気放出管８の一端の開口部が配されている。
なお、第１の小孔７ｂの内径は、１０ｍｍφとされている。
【００１９】
さらに、第１の隔壁板１には、第１の貫通孔１ａが形成されていると共に、第２の隔壁板２には、第２の貫通孔２ａが形成されて該第２の貫通孔２ａに拡張室連通管１１が挿通状態に固定されている。上記拡張室連通管１１、排気導入管７及び排気放出管８は、互いに平行して並列に配置されている。
上記外筒６、排気導入管７及び排気放出管８は、いずれもステンレスやチタン合金等の金属板で形成されている。
【００２０】
この自動車用消音器では、以下のように排気ガスが流通し、消音及び排気が行われる。なお、図中、排気ガスの流れ方向（排気経路）を矢印で示している。
【００２１】
まず、エンジンからの排気ガスが排気導入管７の導入口７ａから管内に導入され、多数の第１の小孔７ｂから第１の拡張室３へと流入されると共に、一部が他端開口部７ｄから共鳴室５へと流入される。第１の拡張室３へと流入した排気ガスは、拡張室連通管１１を介して第２の拡張室４内に流入する。一方、排気導入管７の他端開口部７ｄから噴出される排気ガスは、共鳴室５において排気放出管８の外周面に吹き付けられる。なお、共鳴室５に排気ガスが導入されることで、共振、共鳴作用により排気音の消音効果が得られる。
【００２２】
なお、第１の拡張室３内の排気ガスは、第１の拡張室３の内圧が共鳴室５よりも高い場合は、一部が共鳴室５へと流入する。また、共鳴室５の内圧が第１の拡張室３よりも高い場合、排気ガスは共鳴室５から第１の拡張室３へと流入する。すなわち、第１の拡張室３と共鳴室５との圧力差に応じて第１の貫通孔１ａを介する排気ガスの流通方向が設定される。また、第１の貫通孔１ａは、共鳴室５から第１の拡張室３への排気の流入を絞って抑制するバランスホールとしての機能を有している。
【００２３】
第２の拡張室４内に流入した排気ガスは、排気放出管８の一端側から内管９内に流入し、内管９内及び外管１０内を流通して他端側の放出口８ａから外部に放出される。この流通の際、内管９内の排気ガスは多数の第２の小孔９ｂを介して内管９と外管１０との間に充填されたグラスウールＧ内へと分散しながら流通し、消音される。すなわち、排気放出管８は、内部サイレンサーとして機能する。
【００２４】
このように本実施形態の自動車用消音器は、外筒６内に配された排気放出管８において、二重管構造の内管９と外管１０との間にグラスウールＧが充填されているので、拡張室等にグラスウールＧを充填する必要が無く、グラスウールＧの使用量を極力減らすことができ、グラスウールＧの乾燥が早いために水が溜まることによる音量増大の経年変化を抑制することができる。
【００２５】
また、排気導入管７の他端部７ｃが排気放出管８の外周面に向けて他端開口部７ｄを開口するように屈曲されているので、外筒６の外バッフル６ｂに排気が直接あたらず、焼けによる外筒６の酸化・変色を防ぐことができる。すなわち、美観を損なう焼けによる色むらを抑制すると共に、耐食性を向上させることができる。また、排気放出管８の外周面に高温の排気が当たるため、排気放出管８内のグラスウールＧが温められて乾燥させられることで、水による音量の経年変化をさらに抑制することができる。さらに、曲面である排気放出管８の外周面に排気が当たって拡散されるため、排気音も散乱されて消音効果も得ることができる。
【００２６】
また、排気導入管７の他端開口部７ｄが、軸線に対して斜めにカットされて開口しているので、排気の流れに対して開口面積が徐々に増大し、それに合わせて排気も徐々に拡散するため、消音効果を得ることができる。
さらに、第１の貫通孔１ａ及び第２の貫通孔２ａの孔径を調整することで、第１の拡張室３、第２の拡張室４及び共鳴室５内の圧力を調節することができ、排気の脈動による圧力差を低減して圧力変動を抑制することができる。
【００２７】
また、第１の小孔７ｂが、従来のパンチングパイプの孔径に比べて大幅に大きな１０ｍｍの内径に設定されているので、第１の小孔７ｂを排気が通過する際に収縮による流速増加が抑制されて気流音を低減することができる。また、排気抵抗は排気流速の二乗に比例して増大するため、高回転域においても従来のパンチングパイプを用いた場合に比べて出力の向上を図ることができる。したがって、排気量２．５リットル以上の大排気量車において、消音と出力向上との両立を図ることが可能になる。
【００２８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る一実施形態の自動車用消音器を示す簡易的な断面図である。
【図２】本実施形態において、排気放出管を示す一部を破断した側面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…第１の隔壁板、１ａ…第１の貫通孔、２…第２の隔壁板、２ａ…第２の貫通孔、３…第１の拡張室、４…第２の拡張室、５…共鳴室、６…外筒、７…排気導入管、７ａ…導入口、７ｂ…第１の小孔、８…排気放出管、８ａ…放出口、９ｂ…第２の小孔、９…内管、１０…外管、１１…拡張室連通管、Ｇ…グラスウール（消音材）
【図１】
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【図２】
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