(57)【要約】【課題】排気管上，定在波の腹位置から排気管の上流側か下流側かに偏倚した位置に消音器を配置しても，定在波の腹位置に消音器を配置したときに近い良好な消音効果が得られるようにする。【解決手段】消音器６を，排気管３内に生じる定在波Ｗの腹位置Ｐから排気管３の長手方向に沿って偏倚した位置に配置する一方，消音器６の内筒１０に小孔２１，２１…群を前記腹位置Ｐ寄りに偏在させて穿設する。これにより恰も，前記小孔２１，２１…群を中心として，その周囲に大容量の膨張室１１′を持った大径の仮想消音器６′が存在するようにした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用エンジン（Ｅ）の排気マニフォルド（１）の排気集合部（１ａ）から大気開放口（２）に至る排気管（３）の中間部に消音器（６）を設けてなり，この消音器（６）が，前記排気管（３）の途中に介入する内筒（１０）と，この内筒（１０）を収容してそれとの間に膨張室（１１）を画成するハウジング（１２）とを備え，前記内筒（１０）には，その内部を前記膨張室（１１）に連通する小孔（２１，２１…）群を設けた，車両の排気消音装置において，
前記消音器（６）を，排気管（３）内に生じる定在波（Ｗ）の腹位置（Ｐ）から排気管（３）の長手方向に沿って偏倚した位置に配置する一方，前記内筒（１０）上で前記小孔（２１，２１…）群を前記腹位置（Ｐ）寄りに偏在させたことを特徴とする，車両の排気消音装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両の排気消音装置において，
前記ハウジング（１２）内に，前記膨張室（１１）を半径方向内方側の内側膨張室（１１ａ）と半径方向外方側の外側膨張室（１１ｂ）とに区画する仕切り筒（１７）を配設し，前記外側膨張室（１１ｂ）に吸音材（２３）を充填すると共に，前記仕切り筒（１７）に，その略全長に亙って前記内側膨張室（１１ａ）及び外側膨張室（１１ｂ）間を連通する小孔（２２，２２…）群を設けたことを特徴とする，車両の排気消音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，車両用エンジンの排気マニフォルドの排気集合部から大気開放口に至る排気管の中間部に消音器を設けてなり，この消音器が，前記排気管の途中に介入する内筒と，この内筒を収容してそれとの間に膨張室を画成するハウジングとを備え，前記内筒には，その内部を前記膨張室に連通する小孔群を設けた，車両の排気消音装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載されるエンジンの排気騒音には，エンジンシリンダ内の爆発音や，排ガスの流れに起因する気流音，排気管内部の定在波等が混在する。そのうち特に，定在波は，エンジンの特定の回転数領域で排気脈動と周波数を一致させたとき，気柱共鳴を生じて音圧レベルを増大させ，排気騒音を悪化させる。こうした気柱共鳴を抑制するには，排気管における定在波の腹位置（振幅が最大となる位置）に消音器を設けることが効果的であることが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平１−２２４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで，車両の床下には，排気管及び消音器を含む排気系のみならず，例えば燃料タンク，クロスメンバ，サイドメンバ等の多くの構成部品が配備されているため，消音器の配置に上記構成部品による制約が加わり，排気管上，定在波の腹位置から上流側か下流側に偏倚した位置に消音器を配置せざるを得ない場合がある。
【０００４】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，排気管上，定在波の腹位置から排気管の上流側か下流側かに偏倚した位置に消音器を配置しても，定在波の腹位置に消音器を配置したときに近い良好な消音効果が得られるようにした，前記車両の排気消音装置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】
【０００５】
上記目的を達成するために，本発明は，車両用エンジンの排気マニフォルドの排気集合部から大気開放口に至る排気管の中間部に消音器を設けてなり，この消音器が，前記排気管の途中に介入する内筒と，この内筒を収容してそれとの間に膨張室を画成するハウジングとを備え，前記内筒には，その内部を前記膨張室に連通する小孔群を設けた，車両の排気消音装置において，前記消音器を，排気管内に生じる定在波の腹位置から排気管の長手方向に沿って偏倚した位置に配置する一方，前記内筒上で前記小孔群を前記腹位置寄りに偏在させたことを第１の特徴とする。
【０００６】
また本発明は，第１の特徴に加えて，前記ハウジング内に，前記膨張室を半径方向内方側の内側膨張室と半径方向外方側の外側膨張室とに区画する仕切り筒を配設し，前記外側膨張室に吸音材を充填すると共に，前記仕切り筒に，その略全長に亙って前記内側膨張室及び外側膨張室間を連通する小孔群を設けたことを第２の特徴とする。
【０００７】
尚，前記消音器は，後述する本発明の実施例中のプリ・マフラ６に対応する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の第１の特徴によれば，消音器を，排気管内に生じる定在波の腹位置から排気管の長手方向に沿って偏倚した位置に配置する一方，消音器の内筒上で小孔群を前記腹位置寄りに偏在させたので，恰も，前記小孔群を中心として，その周囲に大容量の仮想膨張室を持った大径の仮想消音器が存在することになり，したがって，この大径の仮想消音器は，前記小孔群が前記腹位置に寄った距離分，その腹位置に近接したことになるから，定在波の腹位置での高音圧は，膨張室での膨張による圧力低下により減衰され，定在波に起因する排気騒音を効果的に消音することができる。
【０００９】
本発明の第２の特徴によれば，内筒の小孔群の偏在によるも，小孔群を通過した排ガスの高音圧を，内側膨張室全体に行き渡らせた後，仕切り筒の略全体に亙る小孔群を介して外側膨張室全体に行き渡らせ，外側膨張室の吸音材全体に作用させることができ，したがって上記吸音材全体を利用して高音圧を効果的に減衰させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。      
【００１１】
図１は本発明の排気消音装置を備えるエンジンの排気系と，自動車車体及び定在波との関係を示す側面図，図２は上記排気消音装置中のプリ・マフラの拡大縦断面図，図３は図２の３部拡大図，図４は図２の４−４線拡大断面図である。
【００１２】
先ず，図１において，自動車車体Ｂの前部のエンジンルームに搭載される多気筒エンジンＥに排気マニフォルド１が取り付けられ，この排気マニフォルド１の排気集合部１ａから大気開放口２に至る排気管３が自動車車体Ｂの床下に配置される。
【００１３】
この排気管３には，その上流側，即ちエンジンＥ側から触媒コンバータ５，プリ・マフラ６及びメイン・マフラ７が順次間隔を置いて介装される。上記プリ・マフラ６は，図示例の場合，排気管３内部に発生する定在波Ｗに起因する排気騒音の低減を狙って，その定在波Ｗの腹位置Ｐに配置することが望ましいところ，他の隣接部品との干渉を回避するため，止むを得ず，上記腹位置Ｐから排気管３の長手方向に沿って上流側もしくは下流側に一定距離Ｌ偏倚した位置に配置される。
【００１４】
このようなプリ・マフラ６の不利な配置であっても，本発明は，そのプリ・マフラ６の内部構造を改良することで，定在波Ｗの腹位置Ｐにプリ・マフラ６を配置したときの良好な消音効果に極力近い消音効果が得られるようにしたものであって，そのプリ・マフラ６の改良した構造について次に説明する。
【００１５】
図２〜図４に示すように，プリ・マフラ６は，排気管３の途中に介入してそれを排気マニフォルド１側の上流排気管３ａと大気開放口２側の下流排気管３ｂとに分割する内筒１０と，この内筒１０を収容して，それとの間に膨張室１１を画成するハウジング１２とを備える。ハウジング１２は，内筒１０を略同心状に囲繞する外筒１３と，この外筒１３の両端にかしめ結合される一対の環状の端板１４，１４とで密閉状に構成される。これら端板１４，１４は，内筒１０の両端部外周面に嵌合するボス１４ａ，１４ａを有しており，これらボス１４ａ，１４ａと内筒１０の両端部とは，上流排気管３ａ及び下流排気管３ｂの互いに対向する端部外周面に嵌合して，環状溶接部１５により気密に結合される。こうして上流排気管３ａ及び下流排気管３ｂは，内筒１０を介して相互に連通される。
【００１６】
またハウジング１２内には，前記膨張室１１を半径方向内方側の内側膨張室１１ａと，半径方向外方側の外側膨張室１１ｂとの区画する仕切り筒１７が配設される。この仕切り筒１７は，内筒１０を略同心状に囲繞して両端をハウジング１２の前記端板１４，１４に近接させる筒体１８と，この筒体１８の両端に溶接部１６を介して結合される環状の端壁１９，１９とから構成され，その端壁１９，１９は，それぞれの内周端に形成されるボス１９ａ，１９ａが内筒１０の外周面に溶接部２０を介して結合される。
【００１７】
内筒１０には，その内部を前記内側膨張室１１ａに連通する多数の小孔２１，２１…が穿設される。その際，この小孔２１，２１…群は，内筒１０の略全周に亙り且つ内筒１０の全長の１／２より短い軸方向領域Ａに設けられると共に，この小孔２１，２１…群の領域Ａは，内筒１０の軸方向中点から前記腹位置Ｐ側に偏在するように配置される。
【００１８】
また仕切り筒１７の筒体１８には，その略全周及び略全長に亙り前記内側膨張室１１ａ及び外側膨張室１１ｂ間を連通する多数の小孔２２，２２…が穿設される。
【００１９】
上記のように小孔２１，２１…群を持つ内筒１０及び，小孔２２，２２…群を持つ仕切り筒１７の筒体１８は，何れも所定領域に小孔２１，２２を穿設したパンチングプレートを円筒状に丸め，その両端を突き合わせ溶接して製作される。この場合，突き合わせ溶接する端部付近には，溶接強度の確保のために，小孔２１，２２を穿設しないでおくことが望ましい。
【００２０】
前記外側膨張室１１ｂには吸音材２３が充填される。図示例では，この吸音材２３は，特に耐熱の高い第１グラスウール層２３ａと，この第１グラスウール層２３ａを囲繞する，それより耐熱性は低いが廉価な第２グラスウール層２３ｂとで構成される。このような構成により総合的に吸音性は勿論，耐熱性及びコストを満足させる吸音材２３を得ることができる。
【００２１】
この吸音材２３が小孔２２，２２…から内側膨張室１１ａへ引き込まれるのを防ぐために，内筒の外周面には，耐熱性の高い，例えばステンレスウール等の濾過材２４が纏設される。
【００２２】
次に，この実施例の作用について説明する。
【００２３】
エンジンＥの運転中，そこから排出される排ガスは，排気マニフォルド１を経て排気管３に導かれ，そして先ず触媒コンバータ５によりＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の有害成分が除去された後，プリ・マフラ６及びメイン・マフラ７を順次通過しながら消音され，大気に放出される。
【００２４】
ところで，プリ・マフラ６は，前述の理由により止むを得ず，排気管３内に発生する定在波Ｗの腹位置Ｐから排気管３の上流側もしくは下流側に一定距離Ｌ偏倚した位置に配置されるが，プリ・マフラ６の内筒１０の小孔２１，２１…群が内筒１０の軸方向中点から前記腹位置Ｐ側に偏在するように配置されることで，図２に鎖線で示すように，恰も，小孔２１，２１…群を中心として，その周囲に膨張室１１に相当する大容量の仮想膨張室１１′を持った大径の仮想プリ・マフラ６′が存在することになり，したがって，この大径の仮想プリ・マフラ６′は，小孔２１，２１…群が前記腹位置Ｐに寄った距離分，その腹位置Ｐに近接したことになるから，定在波Ｗの腹位置Ｐでの高音圧は，膨張室１１での膨張による圧力低下と，膨張室１１での排気音波の干渉と，吸音材２３による吸音作用とにより減衰され，定在波Ｗに起因する排気騒音を効果的に消音することができる。
【００２５】
しかも，膨張室１１は，仕切り筒１７により内側膨張室１１ａと外側膨張室１１ｂとの区画され，この両室１１ａ，１１ｂ間を連通する多数の小孔２２，２２…が仕切り筒１７の筒体１８の略全体にに亙り設けられ，外側膨張室１１ｂに吸音材２３が充填されるので，内筒１０の小孔２１，２１…群の偏在によるも，小孔２１，２１…群を通過した排ガスの高音圧を，内側膨張室１１ａ全体に行き渡らせた後，多数の小孔２２，２２…を介して外側膨張室１１ｂ全体に行き渡らせ，吸音材２３全体に作用させることになるから，吸音材２３全体を利用して高音圧を効果的に減衰させることができる。
【００２６】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，プリ・マフラ６の内筒１０を排気管３に一体に連続形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の排気消音装置を備えるエンジンの排気系と，自動車車体及び定在波との関係を示す側面図
【図２】上記排気消音装置中のプリ・マフラの拡大縦断面図。
【図３】図３は図２の３部拡大図。
【図４】図２の４−４線拡大断面図。
【符号の説明】
【００２８】
Ｅ・・・・エンジン
１・・・・排気マニフォルド
１ａ・・・排気集合部
２・・・・大気開放口
３・・・・排気管
６・・・・消音器（プリ・マフラ）
６′・・・仮想消音器（仮想プリ・マフラ）
１０・・・内筒
１１・・・膨張室
１１′・・仮想膨張室
１１ａ・・内側膨張室
１１ｂ・・外側膨張室
１２・・・ハウジング
１７・・・仕切り筒
２１・・・内筒の小孔
２２・・・仕切り筒の小孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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