(57)【要約】【課題】インナパイプに共鳴孔を形成するとともに該共鳴孔を覆うカバーによって共鳴通路を形成するものにおいて、共鳴孔から共鳴通路に進入した排気騒音が再び共鳴孔方向へ反射しないようにして、排気騒音の反射の繰り返しにより生ずる異音の発生を防止する。【解決手段】ガス体が流通するインナパイプ２と、該インナパイプ２の外周に空間部３を備えるようにして設けられたハウジング４と、前記インナパイプ２に設けられ前記空間部３と連通される共鳴孔６と、該共鳴孔６を空隙を有して覆い前記インナパイプ２に沿って樋状に設けられて共鳴通路９を形成するカバー７を備える。前記共鳴孔６の中心を通る前記インナパイプ２の中心軸方向断面において、前記カバー７の前記共鳴孔６と対向する部分全体を、共鳴孔６から出た排気騒音を共鳴孔６の方向以外の方向へ反射させる面７ａに形成する。【選択図】        図１
2004169622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス体が流通するインナパイプと、該インナパイプの外周に空間部を備えるようにして設けられたハウジングと、前記インナパイプに設けられ前記空間部と連通される共鳴孔と、該共鳴孔を空隙を有して覆い前記インナパイプに沿って樋状に設けられて共鳴通路を形成するカバーを備えた消音器において、前記共鳴孔の中心を通る前記インナパイプの中心軸方向断面において、前記カバーの前記共鳴孔と対向する部分全体を、共鳴孔から出た排気騒音を共鳴孔の方向以外の方向へ反射させる面に形成したことを特徴とする消音器。
【請求項２】
前記カバーの前記共鳴孔と対向する部分全体を、前記共鳴孔の中心を通る前記インナパイプの中心軸方向断面において、前記インナパイプの中心軸と非平行に形成した請求項１記載の消音器。
【請求項３】
前記カバーの一端に曲面状に形成した閉塞端を設けるとともに、該閉塞端により前記共鳴孔を覆うようにした請求項１又は２記載の消音器。
【請求項４】
前記カバーの一端に球面に形成した閉塞端を設けるとともに、該閉塞端により前記共鳴孔を覆うようにした請求項１又は２記載の消音器。
【請求項５】
前記カバーの一端にテーパ状に形成した閉塞端を設けるとともに、該閉塞端により前記共鳴孔を覆うようにした請求項１又は２記載の消音器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は消音器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の消音器において、図５に示すような共鳴型消音器が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この図５に示す共鳴型消音器１０１は、排気ガスが流通する排気管１０２の外周を覆うようにして外筒１０３を設け、該外筒１０３と前記排気管１０２との間の空間を共鳴室１０４とし、該共鳴室１０４と排気管１０２内とを連通する共鳴孔１０５を排気管１０２に形成するとともに、共鳴孔１０５を離間して覆うように樋状のカバー１０６を排気管１０２の外面に沿って配置して構成されている。更に、前記カバー１０６は、排気管１０２に沿った直線状の通路部（共鳴通路）１０７における前記共鳴孔１０５側に位置して球面状の閉塞部１０８を形成し、他端に共鳴室１０４に開口する開口端１０９を形成してる。
【０００４】
このように構成された共鳴型消音器１０１は、カバー１０６により形成される通路部１０７を共鳴管としたヘルムホルツ型の共鳴器を構成することが知られており、特定周波数（共鳴周波数）近傍の消音を目的とした消音器として利用されている。
【０００５】
そして、前記従来構造の消音器においては、図６（ａ）に示すように、カバー１０６における共鳴孔１０５と対向する部分１１０が、排気管１０２の軸芯Ｘ−Ｘと平行する直線状に形成されている。
【０００６】
【特許文献１】
実開平６−２２５２１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の消音器においては、カバー１０６における共鳴孔１０５と対向する部分１１０が、排気管１０２の軸芯Ｘ−Ｘと平行する直線状に形成されているため、共鳴孔１０５から通路部１０７へ放射された排気騒音は、図６（ａ）の矢印Ａのように前記カバー１０６の直線状の部分１１０に当たって反射し、再び共鳴孔１０５を通過して矢印Ｂのように排気管１０２の底面１１１に達し、更に該底面１１１で反射して共鳴孔１０５から放出されて前記部分１１０で反射し、この反射の繰り返しにより異音が発生する問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、前記のような排気騒音の反射の繰り返しをなくして異音の発生を防止することができる消音器を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の第１の発明は、ガス体が流通するインナパイプと、該インナパイプの外周に空間部を備えるようにして設けられたハウジングと、前記インナパイプに設けられ前記空間部と連通される共鳴孔と、該共鳴孔を空隙を有して覆い前記インナパイプに沿って樋状に設けられて共鳴通路を形成するカバーを備えた消音器において、前記共鳴孔の中心を通る前記インナパイプの中心軸方向断面において、前記カバーの前記共鳴孔と対向する部分全体を、共鳴孔から出た排気騒音を共鳴孔の方向以外の方向へ反射させる面に形成したことを特徴とする消音器である。
【００１０】
請求項２記載の第２の発明は、前記第１の発明において、前記カバーの前記共鳴孔と対向する部分全体を、前記共鳴孔の中心を通る前記インナパイプの中心軸方向断面において、前記インナパイプの中心軸と非平行に形成した消音器である。
【００１１】
請求項３記載の第３の発明は、前記第１又は第２の発明において、前記カバーの一端に曲面状に形成した閉塞端を設けるとともに、該閉塞端により前記共鳴孔を覆うようにした消音器である。
【００１２】
請求項４記載の第４の発明は、前記第１又は第２の発明において、前記カバーの一端に球面に形成した閉塞端を設けるとともに、該閉塞端により前記共鳴孔を覆うようにした消音器である。
【００１３】
請求項５記載の第５の発明は、前記第１又は第２の発明において、前記カバーの一端にテーパ状に形成した閉塞端を設けるとともに、該閉塞端により前記共鳴孔を覆うようにした消音器である。
【００１４】
前記各発明においては、共鳴孔から共鳴通路に進入した排気騒音は、カバーにおける共鳴孔と対向する部分に当たって共鳴孔の方向以外の方向に反射され、共鳴孔の方向には反射されない。したがって、前記従来の構造のように、排気騒音が、共鳴孔を通じて反射を繰り返すことによる異音が発生しない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態について、本発明を排気系におけるサブマフラとしての消音器に適用した図１乃至図４に示す実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図１及び図２は本発明の第１実施例を示すもので、図１は本発明の消音器の軸方向断面図、図２（ａ）は図１におけるＣ部の詳細図、図２（ｂ）は図２（ａ）の平面図、図２（ｃ）は図２（ａ）におけるＤ−Ｄ線断面図である。
【００１７】
図１において、消音器１を構成する金属製のインナパイプ２は、その上流側２ａが上流側排気管（図示せず）に連通され、下流側２ｂが下流側排気管（図示せず）に連通されて、該インナパイプ２内を排気ガス（ガス体）とともに排気騒音が流通するようになっている。
【００１８】
前記インナパイプ２の外周には空間部３が形成されるようにして金属製の管材からなるハウジング４が設けられている。該ハウジング４の上流側（図１の左側）は縮径されて、該縮径部４ａに前記のインナパイプ２の上流側２ａ部が密着嵌合されている。また、前記ハウジング４の下流側（図１の右側）は縮径されて、該縮径部４ｂにワイヤメッシュ５を介して前記のインナパイプ２の下流側２ｂ部が嵌合されている。
【００１９】
前記インナパイプ２には、前記空間部３と連通される共鳴孔６が設けられている。この共鳴孔６は図の実施例では１個設けられている。
【００２０】
インナパイプ２の外周には樋状のカバー７が、その横断面における両側に一体形成したフランジ部７ａ，７ｂをインナパイプ２の外周面に固着して設けられており、該カバー７とインナパイプ２との間に、前記共鳴孔６に連通する通路部８が形成されている。図１及び図２の実施例では、カバー７がインナパイプ２の軸芯と平行する方向に沿って配置されている。更に、該カバー６の長手方向の一端、すなわち前記共鳴孔６側の端部には、共鳴孔６と通路部８とを連通する状態で通路部８の一端を閉塞する閉塞端７ｃが形成されている。また、通路部８の他端は開口され、該開口部８ａによって通路部８と前記空間部３とが連通されている。
【００２１】
前記閉塞端７ｃは、共鳴孔６から通路部８に進入した排気騒音を、共鳴孔６の方向以外の方向、図の例では、通路部８における開口部８ａの方向へ反射させ、共鳴孔６方向へは反射させない形状（面）に形成されている。すなわち、閉塞端７ｃは、前記共鳴孔６を空隙を有して覆う形状で、かつ、共鳴孔６の中心を通るインナパイプ２の中心軸方向断面において、共鳴孔６と対向する部分全体がインナパイプ２の中心軸と非平行になるように形成されている。図１及び図２に示す実施例においては、閉塞端７ｃは曲面で、より詳しくは球面の一部（約１／４の球面）で閉塞されている。
【００２２】
前記のように、一端側が共鳴孔６に連通され、他端が開口された通路部８により共鳴通路９が形成される。
【００２３】
前記インナパイプ２には、その軸方向において、前記共鳴孔６から離れた位置にルーバ孔１０が設けられているとともに、該ルーバ孔１０の外部を包囲するように前記空間部３を区画するセパレータパイプ１１が設けられ、該セパレータパイプ１１とインナパイプ２によって、前記ルーバ孔１０と連通する吸音室１２が形成されている。該吸音室１２内にはステンレスウールなどの吸音材１３が充填されている。
【００２４】
前記の構成において、上流側排気管（図示せず）内を流通した排気ガスは、消音器１内のインナパイプ２内に導かれ、更に、インナパイプ２の下流側に接続された下流側排気管（図示せず）に向かってインナパイプ２内を流通する。ここで、排気ガスは、空間部３および吸音室１２がともに密閉された室であるため、空間部３および吸音室１２には実質的に流通せず、そのまま下流側排気管に向かってインナパイプ２内を流通する。
【００２５】
一方、上流側排気管内を進行してきた排気騒音は、消音器１内のインナパイプ２内に導かれ、更に下流に接続された下流側排気管に向かってインナパイプ２内を進行する際に、共鳴孔６から共鳴通路９（通路部８）に進入し、空間部３において共鳴作用により、次式で示すヘルムホルツの式より算出される共鳴周波数（ｆｏ）近傍の排気騒音が消音される。
【００２６】
【数１】
2004169622.tif 000003
なお、Ｃ＝音速、Ｓ＝共鳴通路の通路面積、Ｌ＝共鳴通路の通路長、Ｖ＝空間部の容積である。
【００２７】
ここで、カバー７における共鳴孔６と対向する部分全体は、共鳴孔６から共鳴通路９（通路部８）に進入した排気騒音を通路部８における開口部８ａ側の方向へ反射させる形状に、すなわちインナパイプ２の中心軸と非平行に形成されているため、共鳴孔６から共鳴通路９に進入した排気騒音は共鳴孔６方向には反射されない。したがって、前記従来のように、共鳴孔６から共鳴通路９に侵入した排気騒音が、カバー７に反射して共鳴孔６を通じてインナパイプ２の底面に達し、更にその底面で反射して共鳴孔６から再びカバー７に当たって反射を繰り返すことがなく、この反射の繰り返しによる異音の発生を防止することができる。
【００２８】
また、共鳴孔６の下流に進行してきた排気騒音は、吸音室１２において、主に排気騒音の高周波成分が消音される。
【００２９】
前記本発明の第１実施例の消音器と前記従来の消音器において、加速時における３．１５ｋＨｚの騒音レベルを測定した結果を図４に示す。
【００３０】
この図４において、太線Ｅは本発明の消音器の特性を示し、細線Ｆは従来の消音器の特性を示す。
【００３１】
この図４から明らかなように、従来の消音器においては、エンジン回転数が約２０００〜３６００回転において騒音レベルが高く異音が発生しているのに対し、本発明の消音器においては、騒音レベルがフラットであり異音が発生していないことがわかる。
【００３２】
図３は本発明の第２実施例を示す。
本第２実施例は、前記第１実施例のカバー７における閉塞端７ｃを、前記共鳴孔６側から外側に向かって開口部８ａ方向へ傾斜させたテーパ面で形成したものである。すなわち、共鳴孔６はカバー７のテーパ状の閉塞端７ｃで空隙を有して覆われ、閉塞端７ｃは、共鳴孔６の中心を通るインナパイプ２の中心軸方向断面において、共鳴孔６と対向する部分全体がインナパイプ２の中心軸と非平行に形成されている。
【００３３】
その他の構造は前記第１実施例と同様であるため、前記と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
本第２実施例においても共鳴孔６から共鳴通路９に進入してきた排気騒音は、共鳴通路９の開口部８ａ方向に反射され、共鳴孔６側へは反射されない。したがって、前記第１実施例と同様に排気騒音の反射の繰り返しによる異音の発生がない。
【００３５】
なお、前記実施例においては、ハウジング４を金属製の管材の両端部に縮径部４ａ，４ｂを設けて形成したが、両端部を縮径しない環状のハウジングの両端を端板で閉塞するようにしてもよい。
【００３６】
また、前記各実施例は、カバー７をインナパイプ２の外周面においてインナパイプ２の軸方向に沿って設けたが、カバー７をインナパイプ２の内周面においてインナパイプ２の軸方向に設けて、カバー７の前記閉塞端７ｃが前記共鳴孔６と内側において対向するようにしてもよい。
【００３７】
また、前記実施例は、内燃機関の排気系の消音器に適用した例であるが、本発明は、内燃機関の吸気系やその他のガス体が流通する系統に設ける消音器に適用することが可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上のようであるから、本発明によれば、共鳴孔から共鳴通路に進入してきた排気騒音が、共鳴孔の方向に反射されないため、前記従来のような排気騒音の繰り返し反射による異音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すもので、消音器の軸方向断面図。
【図２】（ａ）は図１におけるＣ部の詳細図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線断面図。
【図３】本発明の第２実施例を示すもので、（ａ）は図２（ａ）に相当する部分の断面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ａ）におけるＧ−Ｇ線断面図。
【図４】本発明の消音器と従来の消音器におけるエンジン回転数に対する騒音レベルを示す特性図。
【図５】従来の消音器を示すもので、消音器の軸方向断面図。
【図６】（ａ）は図５における共鳴孔部の拡大断面図、（ｂ）は（ａ）における平面図、（ｃ）は（ａ）におけるＨ−Ｈ線断面図。
【符号の説明】
１      消音器
２      インナパイプ
３      空間部
４      ハウジング
６      共鳴孔
７      カバー
７ｃ    閉塞端（反射面）
８      通路部
８ａ    開口部
９      共鳴通路
【図１】
2004169622.tif 000004
【図２】
2004169622.tif 000005
【図３】
2004169622.tif 000006
【図４】
2004169622.tif 000007
【図５】
2004169622.tif 000008
【図６】
2004169622.tif 000009