【手続補正書】
【提出日】平成15年10月16日(2003.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】自動車用排気マフラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】エンジンの排気管（１）に連なり周壁に多数の透孔（６）を有するインナパイプ（５）と、このインナパイプ（５）の外周に消音室（７）を画成するアウタシェル（８）とを備えて、自動車（Ａ）の床下に設置される、自動車用排気マフラにおいて、
前記消音室（７）を、周壁に多数の透孔（１６）を有して前記インナパイプ（５）を囲繞する仕切り筒（９）により、この仕切り筒（９）の内側を占めて吸音材を持たない空洞の膨張室（７ａ）と、この仕切り筒（９）の外側を占めて吸音材（１９）が充填される吸音室（７ｂ）とに区画し、前記仕切り筒（９）の外周面には金属ウール層（１８）を纏設し，前記アウタシェル（８）の筒体（１０）を、その横断面が長軸（Ｘ）を水平方向に向けた楕円形となるように形成する一方、前記インナパイプ（５）の軸線（Ｓ）を前記長軸（Ｘ）の下方に配置し，前記仕切り筒（９）の周壁には、その下部（９ａ）を除いて透孔（１６）を設けたことを特徴とする、自動車用排気マフラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用排気マフラに関し、特に、エンジンの排気管に連なり周壁に多数の透孔を有するインナパイプと、このインナパイプの外周に消音室を画成するアウタシェルとを備えて、自動車の床下に設置される排気マフラの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かゝる自動車用排気マフラにおいて、アウタシェル内に、周壁に多数の透孔を有してインナパイプを囲繞する仕切り筒を配設し、インナパイプの外周面に金属ウールを巻き付けてながら仕切り筒の内側を空洞の膨張室となし、仕切り筒の外側を、吸音材を充填した吸音室となしたものが知られている（例えば、特開平８−１４４７３５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の排気マフラでは、空洞の膨張室が低、中周波数の排気音の減衰に寄与し、吸音材を充填した吸音室が中、高周波数の排気音の吸収に寄与するようになっており、また金属ウールにより排ガスの高熱を遮断して、その高熱による吸音材の劣化を防ぐようにな
っている。
【０００４】
ところで、膨張室は、その空洞容積が大きい程、低、中周波数の排気音の減衰効果を高めることができるところ、従来の排気マフラでは、インナパイプの外周面に金属ウールを纏設しているため、その金属ウールが膨張室の空洞容積を削減してしまい、その低、中周波数減衰性能を低下させることになる。そこで空洞容積を十分に取ろうとすれば、必然的にアウタシェルの大型化を招かざるを得なくなる。
【０００５】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、アウタシェルの大型化を招くことなく、低周波数から高周波数の排気音を効果的に減衰、吸収し得る、前記自動車用排気マフラを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、エンジンの排気管に連なり周壁に多数の透孔を有するインナパイプと、このインナパイプの外周に消音室を画成するアウタシェルとを備えて、自動車の床下に設置される、自動車用排気マフラにおいて、前記消音室を、周壁に多数の透孔を有して前記インナパイプを囲繞する仕切り筒により、この仕切り筒の内側を占めて吸音材を持たない空洞の膨張室と、この仕切り筒の外側を占めて吸音材が充填される吸音室とに区画し、前記仕切り筒の外周面には金属ウール層を纏設し，前記アウタシェルの筒体を、その横断面が長軸を水平方向に向けた楕円形となるように形成する一方、前記インナパイプの軸線を前記長軸の下方に配置し，前記仕切り筒の周壁には、その下部を除いて透孔を設けたことを特徴とする。
【０００７】
この特徴によれば、膨張室は、吸音材を持たない大容積の空洞部となっているから、インナパイプから仕切り筒に移行した排ガスの膨張効果が大きく、低、中周波数の排気音を効果的に減衰させると共に、排気温度をも大幅に下げることができる。次いで、膨張室の圧力は、吸音室に移行して、金属ウール層及び吸音材により、主として中、高周波数の排気音が吸収される。この場合、金属ウール層は、吸音室に進入した排ガスが吸音材に直接接することを防止して、吸音材を排ガスの熱害から保護するものであるが、排ガスは膨張室で既に充分、温度降下しているから、その吸音材の保護のためには、高価な金属ウール層は比較的薄いもので足り、コスト低減に寄与することになる。しかも、金属ウール層は、吸音材と協働して中、高周波数の排気音を吸収するので、金属ウール層のために吸音室を特別、大容積に形成する必要もなく、アウタシェルの大型化を回避することができる。
【０００８】
またアウタシェルの筒体を、その横断面が長軸を水平方向に向けた楕円形となるように形成する一方、インナパイプの軸線を前記長軸の下部に配置したことで，自動車の床板に、排気管及び排気マフラを収容する凹部を形成する際、その凹部を極力浅くしながら、排気マフラの地上高を充分に確保することができる。
【０００９】
さらに仕切り筒の周壁には、その下部を除いて透孔を設けたので，インナパイプが仕切り筒の下部に近接しても、インナパイプの下部の透孔から噴出した排ガスは、透孔の無い仕切り筒の下部に妨げられて、吸音室に直接進入することはなく、したがって、高圧の排ガスが吸音室の金属ウール層及び吸音材に作用して、それらを飛散させることを防ぐことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【００１１】
先ず図１において、自動車ＡのエンジンルームＥに設置されるエンジンの排気マニホールドＭには、車体の床下に吊持される排気管１が接続され、この排気管１には、上流側、即ち排気マニホールドＭ側から排気浄化用１次触媒コンバータ２1 、排気浄化用２次触媒コンバータ２2 、１次排気マフラ３1 及び２次排気マフラ３2 が順次介裝される。この実施例の場合、１次排気マフラ３1 に本発明が次のように適用される。
【００１２】
図２ないし図４に示すように、１次排気マフラ３1 は、周壁に多数に透孔６を有するインナパイプ５と、このインナパイプ５を囲繞してそれとの間に消音室７を画成するアウタシェル８と、インナパイプ５を囲繞して上記消音室７を内側の膨張室７ａと外側の吸音室７ｂとに区画する仕切り筒９とを備えており、インナパイプ５の両端に、前記排気管１の上流部分１ａと下流部分１ｂとが溶接によりそれぞれ接続される。
【００１３】
アウタシェル８は、横断面が長軸Ｘを水平方向へ向けた楕円形の外筒１０と、この外筒１０の両端にかしめ結合されると共に、インナパイプ５の外周面に溶接される一対の端板１１とから構成され、これら端板１１には、外方へ隆起する補強リブ１２（図１及び図５参照）が形成される。インナパイプ５は、その軸線Ｓが前記長軸Ｘの下方にくるように配置される。
【００１４】
また仕切り筒９は、横断面円形の筒体１４と、この筒体１４の両端とインナパイプ５の外周面とを連結する一対の無孔の小端板１５とから構成され、その筒体１４には、その下部１４ａを除いて多数の透孔１６が設けられる。図示例の場合、筒体１４の、透孔１６の無い下部９ａの範囲は、インナパイプ５の軸線Ｓを含む水平面より下方にくる部分である。尚、仕切り筒９を、鋼板を丸め、その両端を突き合わせ溶接して構成する場合には、その両端突き合わせ部を上記透孔１６の無い下部９ａの範囲に配置すれば、その溶接を容易、確実に行うことができる。
【００１５】
また小端板１５には、その内方へ隆起した補強リブ１３（図４及び図５参照）が形成される。
【００１６】
筒体１４の外周面には、耐熱性の金属ウール層、例えばステンレスウール層１８が纏設される。
【００１７】
而して、膨張室７ａは、消音材を全く持たない空洞部とされ、一方、吸音室７ｂには、吸音材としてもグラスウール１９がステンレスウール層１８を囲むようにして充填され、またアウタシェル８の端板１１及び仕切り筒９の小端板１５間には板状グラスウール２０が充填される。その際、グラスウール１９及び板状グラスウール２０は、それらの端面に前記端板１１及び小端板１５の各補強リブ１２，１３が食い込むことにより、それぞれ定位置に保持される。
【００１８】
この実施例の作用について説明する。
【００１９】
図４に示すように、自動車Ａの床板Ａｆには、それにより吊持される排気管１及びそれに連なる１次排気マフラ３1 その他の付属機器２1 ，２2 ，３2 を収容する凹部２１，２２が設けられる。その際、１次排気マフラ３1 のアウタシェル８は、水平方向へ長軸Ｘを向けた楕円形をなしているから、これを収容する床板Ａｆの凹部２１は比較的浅くすることができる。また、排気管１に連なるインナパイプ５の軸線Ｓが上記長軸Ｘの下方に配置されるので、排気管１を収容する床板Ａｆの凹部２２は、より浅くすることができる。かくして、床板Ａｆの凹部２１，２２を極力浅くしながら、１次排気マフラ３1 の地上高を充分に確保することができる。
【００２０】
エンジンから排気管１に排出される高温、高圧の排ガスがインナパイプ５内に到来すると、その圧力がインナパイプ５の多数の透孔６を経て膨張室７ａに移行して、排ガスの急激な膨張による圧力降下により、主として低、中周波数の排気音が減衰する。特に、膨張室７ａは、吸音材を全く持たない大容積の空洞部となっているから、排ガスの膨張効果が大きく、低、中周波数の排気音を効果的に減衰させることができる。同時に、排気温度をも大幅に下げることができる。
【００２１】
次いで、膨張室７ａの圧力は、仕切り筒９の多数の透孔１６を経て吸音室７ｂに移行し、ステンレスウール層１８及びグラスウール１９により、主として中、高周波数の排気音が吸収される。この場合、ステンレスウール層１８は、吸音室７ｂに進入した排ガスがグラスウール１９に直接接することを防止して、グラスウール１９を排ガスの熱害から保護するものであるが、上述のように、排ガスは膨張室７ａで既に温度降下しているから、比較的薄いステンレスウール層１８をもってしても、グラスウール１９に対する熱害を防ぐことができ、また高価なステンレスウール層１８が薄いもので足りることは、コスト低減にも寄与することになる。しかも、ステンレスウール層１８は、グラスウール１９と協働して中、高周波数の排気音を吸収するので、ステンレスウール層１８のために吸音室７ｂを特別、大容積に形成する必要もなく、アウタシェル８の大型化を回避することができる。
【００２２】
ところで、前述のように、床板Ａｆの凹部２１，２２を極力浅くしながら、１次排気マフラ３1 の地上高を充分に確保するため、インナパイプ５の軸線Ｓが楕円形のアウタシェ
ル８の長軸Ｘの下方に配置されると、インナパイプ５が仕切り筒９の下部に近接することになることから、インナパイプ５の下部の透孔１６から噴出した排ガスは、殆ど減圧されずに仕切り筒９の下部９ａに強く当たるが、その仕切り筒９の下部９ａには透孔１６が設けられていないから、インナパイプ５の下部の透孔６から噴出した排ガスは、透孔１６の無い仕切り筒９の下部９ａに妨げられて、吸音室７ｂに直接進入することはなく、膨張室７ａで減圧してから吸音室７ｂに移行することになる。したがって、高圧の排ガスが吸音室７ｂのステンレスウール層１８及びグラスウール１９に作用して、それらを飛散させることを防ぐことができる。
【００２３】
また、アウタシェル８の端板１１と仕切り筒９の小端板１５との間には、板状グラスウール２２が介裝されるので、小端板１５からの放射音をこのグラスウール１９により吸収することができる。
【００２４】
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、仕切り筒９の小端板１５にも透孔１６を設けることができる。また、本発明は２次排気マフラ３2 にも適用が可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、エンジンの排気管に連なり周壁に多数の透孔を有するインナパイプと、このインナパイプの外周に消音室を画成するアウタシェルとを備えて、自動車の床下に設置される、自動車用排気マフラにおいて、前記消音室を、周壁に多数の透孔を有して前記インナパイプを囲繞する仕切り筒により、この仕切り筒の内側を占めて吸音材を持たない空洞の膨張室と、この仕切り筒の外側を占めて吸音材が充填される吸音室とに区画し、前記仕切り筒の外周面には金属ウール層を纏設し，前記アウタシェルの筒体を、その横断面が長軸を水平方向に向けた楕円形となるように形成する一方、前記インナパイプの軸線を前記長軸の下方に配置し，前記仕切り筒の周壁には、その下部を除いて透孔を設けたので、吸音材を持たない大容積の膨張室では、排ガスの膨張効果が大きく、低、中周波数の排気音を効果的に減衰させると共に、排気温度をも大幅に下げることができる。また吸音室では、金属ウール層及び吸音材により、主として中、高周波数の排気音を吸収すると共に、金属ウール層により、排ガスの吸音材に対する熱害を防ぐことができる。その際、排ガスは膨張室で既に充分、温度降下しているから、高価な金属ウール層は比較的薄いもので足り、コスト低減に寄与することになる。しかも、金属ウール層は、吸音材と協働して中、高周波数の排気音を吸収するので、金属ウール層のために吸音室を特別、大容積に形成する必要もなく、アウタシェルの大型化を回避することができ、コンパクトで消音性能の高い自動車用排気マフラを提供することができる。
【００２６】
またアウタシェルの筒体を、その横断面が長軸を水平方向に向けた楕円形となるように形成する一方、インナパイプの軸線を前記長軸の下部に配置したことで，自動車の床板に、排気管及び排気マフラを収容する凹部を形成する際、その凹部を極力浅くしながら、排気マフラの地上高を充分に確保することができる。
【００２７】
さらに仕切り筒の周壁には、その下部を除いて透孔を設けたので，インナパイプが仕切り筒の下部に近接しても、インナパイプの下部の透孔から噴出した排ガスは、透孔の無い仕切り筒の下部に妨げられて、吸音室に直接進入することはなく、したがって、高圧の排ガスが吸音室の金属ウール層及び吸音材に作用して、それらを飛散させることを防ぐことができ、それらの耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気マフラを備えた自動車用エンジンの排気系の斜視図。
【図２】図１の２−２線拡大断面図。
【図３】図２の３−３線断面図。
【図４】図３の４−４線拡大断面図。
【図５】図２の５−５線断面図。
【符号の説明】
Ａ・・・・・自動車
１・・・・・排気管
３1 ・・・・排気マフラとしての１次排気マフラ
５・・・・・インナパイプ
６・・・・・インナパイプの透孔
９・・・・・仕切り筒
１６・・・・仕切り筒の透孔
１８・・・・金属ウール層としてのステンレスウール層
１９・・・・吸音材としてのグラスウール