(57)【要約】【課題】  消音器本体内の排気パイプを、小径排気パイプと大径排気パイプとで構成し、小径排気パイプを大径排気パイプ内に収めたものにおいて、排気ガスが小径排気パイプの下流端から大径排気パイプ内に噴出する際に生じる高周波の気流騒音を効果的に吸収できるようにした。【解決手段】  小径排気パイプ３０を大径排気パイプ４０の内部に収め、小径および大径排気パイプ３０，４０を消音器本体１内で１本の排気パイプ２０として集合したものにおいて、小径排気パイプ３０の下流端を、大径排気パイプ４０の下流端よりも上流側に位置させ、その小径排気パイプ３０の下流端から大径排気パイプ４０内に噴出する排気ガスの気流騒音を吸収するための吸音手段４１を、大径排気パイプ４０の周囲に設けた【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消音器本体（１）内に導かれた排気ガスを消音して大気に排出する排気パイプ（２０）を、小径排気パイプ（３０）と大径排気パイプ（４０）とで構成し、小径排気パイプ（３０）を大径排気パイプ（４０）の内部に収めることで、２本の、小径および大径排気パイプ（３０，４０）を消音器本体（１）内で１本の排気パイプ（２０）として集合する消音器であって、
小径排気パイプ（３０）の下流端を、大径排気パイプ（４０）の下流端よりも上流側に位置させ、その小径排気パイプ（３０）の下流端から大径排気パイプ（４０）内に噴出する排気ガスの気流騒音を吸収するための吸音手段（４１）を、大径排気パイプ（４０）の周囲に設けたことを特徴とする、消音器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用などのエンジンの排気系に接続されて、排気音を低減する消音器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、消音器内に排気パイプを設け、その排気パイプ内に、消音器内に流入した排気ガスを導き消音して大気に排出するようにしたものにおいて、前記排気パイプを小径排気パイプと、それよりも大径の大径排気パイプとより構成し、小径排気パイプを大径排気パイプの内部に収めることで、小径および大径の、２本の排気パイプを消音器内で１本の排気パイプとして集合させたものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１５３０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、前記特許文献１に示されるものは、消音器内に設けられる２本の排気パイプを各々独立した状態で消音器外へ取り出す場合に比べ、消音器の端壁（エンドプレート）に形成する排気パイプの挿通孔が一つで済み、組付性に優れ、内部空間を有効に利用できるなどの効果があるが、一方で小径排気パイプ２７の下流端から大径排気パイプ２８内に排気ガスが噴出する際に、急激な排気ガス流路の拡張により、渦流が発生し高周波の気流騒音が生じるという問題がある。
【０００４】
本発明はかかる実情に鑑みて提案されたもので、前記問題を解決した新規な消音器を提供することを目的とするものである。
【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、請求項１の発明は、消音器本体内に導かれた排気ガスを消音して大気に排出する排気パイプを、小径排気パイプと大径排気パイプとで構成し、小径排気パイプを大径排気パイプの内部に収めることで、２本の、小径および大径排気パイプを消音器本体内で１本の排気パイプとして集合する消音器であって、
小径排気パイプの下流端を、大径排気パイプの下流端よりも上流側に位置させ、その小径排気パイプの下流端から大径排気パイプ内に噴出する排気ガスの気流騒音を吸収するための吸音手段を、大径排気パイプの周囲に設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本請求項１の発明によれば、消音器本体内において、小径排気パイプの下流端を、大径排気パイプの下流端よりも上流側に位置させ、その小径排気パイプの下流端から大径排気パイプ内に噴出する排気ガスの気流騒音を吸収するための吸音手段を、大径排気パイプの周囲に設けたので、小径排気パイプの下流端から大径排気パイプ内に排気ガスが噴出する際に生じる高周波の気流騒音を効果的に吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。
【０００８】
添付図面において、図１は、本発明消音器を備えた、自動車用排気系の全体斜視図、図２は、図１の２線矢視の二次消音器の前面図、図３は、図２の３−３線に沿う拡大断面図、図４は、図３の４−４線に沿う断面図、図５は、図３の５−５線に沿う断面図、図６は、図３の６−６線に沿う断面図、図７は、図３の７−７線に沿う拡大断面図、図８は、二次消音器の作用を示す模式図である。
【０００９】
図１において、自動車用エンジンの排気ポートには、排気系Ｅｘが接続され、この排気系Ｅｘには、その上流側から下流側に一次消音器（プリチャンバ）Ｍ１および二次消音器Ｍ２が順に接続され、排気系Ｅｘを流れる排気ガスは、一次消音器Ｍ１を流れて一次的に消音され、さらに二次消音器Ｍ２を流れて二次的に消音され、大気に排出される。
【００１０】
次に、本発明にかかる二次消音器Ｍ２の構造について、図２〜７を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図２〜４に示すように、二次消音器Ｍ２は、消音器本体１と、排気導入パイプ１０と、１本の小径排気パイプ３０と１本の大径排気パイプ４０とよりなる排気パイプ２０とを備えている。
【００１２】
消音器本体１は、二次消音器Ｍ２の主体部分を構成しており、前後両端面を開放した楕円筒状のアウタシェル２と、このアウタシェル２の開口前面に気密に固定される前部エンドプレート３と、その開口後面に気密に固定される後部エンドプレート４とより密閉状に形成されている。そして、前部エンドプレート３は、車両の前方側に位置している。消音器本体１の内部には、前記前部および後部エンドプレート３，４と略平行に仕切板５が設けられ、仕切板５と後部エンドプレート４との間に上流室Ｕが、また、仕切板５と前部エンドプレート３との間に下流室Ｄがそれぞれ区画されており、上流室Ｕは、下流室Ｄよりも容積が大きくしてある。また、前記上流室Ｕ内は、仕切板５と平行な支持板６により、第１室Ｕ１と第２室Ｕ２とに分けられている。支持板６には複数の連通孔７…が開口されており、これらの連通孔７…を通して第１室Ｕ１と第２室Ｕ２とは相互に連通されていて、第１室Ｕ１と第２室Ｕ２間では、複数の連通孔７…を通して排気ガスの自由な流通を許容できるようにしてあり、第１室Ｕ１と第２室Ｕ２は実質的に一つの上流室Ｕとして機能する。
【００１３】
消音器本体１内において、前記前部エンドプレート３、仕切板５および支持板６には消音器本体１の前後方向に延びる排気導入パイプ１０が貫通支持されており、この排気導入パイプ１０の前端、すなわち上流端は消音器本体１の外部に開口されて、エンジンＥの排気ポートに連通される排気系Ｅｘに接続され、また、排気導入パイプ１０の後端、すなわち下流端は、上流室Ｕの第１室Ｕ１に連通されている。また、排気導入パイプ１０の中間部には、複数の小孔１１が開口され、これらの小孔１１を通して排気導入パイプ１０内は第２室Ｕ２にも連通されている。よって、エンジンＥの運転により排出される排気ガスは排気系Ｅｘより排気導入パイプ１０に流入し、そこから消音器本体１内の上流室Ｕに導かれる。
【００１４】
消音器本体１には、排気導入パイプ１０によって消音器本体１内に導入された排気ガスを消音して大気に放出するための排気パイプ２０が設けられる。この排気パイプ２０は、長い１本の小径排気パイプ３０と、それよりも短くて大径の１本の大径排気パイプ４０とより構成されている。
【００１５】
図３に示すように、前記小径排気パイプ３０は、複数の、直状のパイプおよびＵ字状のパイプを順次に接続して全体として長いループ状に構成され、具体的には、直状の第１パイプ３１、Ｕ字状の第２パイプ３２、直状の第３パイプ３３、Ｕ字状の第４パイプ３４および直状の第５パイプ３５を、排気ガスの流れ方向の上流側から下流側に順次に接続して構成され、支持板６、仕切板５および前部エンドプレート３によって消音器本体１に支持されている。直状の第１パイプ３１は、前記第２上流室Ｕ２内にあってその前端（上流端）が第２上流室Ｕ２内に開口され、Ｕ字状の第２パイプ３２は第１上流室Ｕ１内に配置され、直状の第３パイプ３３は第２上流室Ｕ２と下流室Ｄとに跨がって配置され、またＵ字状の第４パイプ３４は前部エンドプレート３より外方に延出され、さらに直状の第５パイプ３５は、下流室Ｄと第２室Ｕ２に跨がって配置され、その大部分が後述する大径排気パイプ４０内に収められており、第５パイプ３５と、大径排気パイプ４０とは、１本に集合されている。図４〜６に示すように、第５パイプ３５は大径排気パイプ４０内の一側に偏って設けられており、その内面に固定されている。また、この第５パイプ３５の後端（下流端）は、大径排気パイプ内の後部（下流部）に開口しており、後に述べるように、第５パイプ３５を流れる排気ガスは、その後端から大径排気パイプ４０内に噴出されるようになっている。
【００１６】
一方、図６に示すように、前記大径排気パイプ４０は直状に形成されて、仕切板５、支持板６および後部エンドプレート４に貫通支持されており、その前端（上流端）は、下流室Ｄに常時連通され、また、その後端（下流端）は、大気に開口されている。大径排気パイプ４０の後部において、小径排気パイプ３０の下流部、すなわち第５パイプ３５の後端（下流端）からその上流側および下流側に及ぶ所定の領域において、大径排気パイプ４０の外周面には、そこを流れる排気ガスの気流騒音を吸収するための吸音手段４１が設けられる。この吸音手段４１は、大径排気パイプ４０の下流部の外周面に巻装されるグラスウールよりなる吸音材４２と、その外周を覆うステンレス鋼板などの耐熱金属板よりなる被覆筒４３とより構成されている。この吸音手段４１により覆われる大径排気パイプ４０の下流部には、小孔よりなる複数の吸音孔４４が穿設されている。そして、後に述べるように、小径排気パイプ３０を流れる排気ガスが、その小径排気パイプ３０の下流端から大径排気パイプ４０内に噴出する際に生じる高周波の気流騒音を、前記吸音手段４１により吸収することが可能になる。
【００１７】
図７に示すように、仕切板５には、上流室Ｕの第２室Ｕ２と、下流室Ｄとを連通する開口５０が設けられ、この開口５０は、そこに設けられる弁装置Ｖにより開閉制御されるようになっている。この弁装置Ｖは従来公知（特許第３３８３２５４号公報参照）のものであり、本発明の要旨とするものでないので、この弁装置Ｖの構造を簡単に説明するに、この弁装置Ｖは、エンジンＥの高速回転域で排気圧力が上昇したときに開弁するように構成されているものであって、仕切板５に固定されて上流室Ｕの第２室Ｕ２と下流室Ｄとを連通する筒状の弁ハウジング５６と、この弁ハウジング５６に装着した渦巻状の弁体５１と、この弁体５１を閉じ側に付勢する弁ばね５２とを備えている。弁体５１の外周部が弁ハウジング５６の弁座部５６ａに着座され、弁体５１の中央部には一方のばね受け５４が設けられる。弁ばね５２はコイルばねよりなり、その胴部５２ａが一方のばね受け５４により支持される。またこの弁ばね５２の２つの腕部５２ｂ，５２ｂは、弁ハウジング５６に一体に設けた他のばね受け５５に摺動可能に係合され、弁体５１は弁ばね５２の腕部５２ｂ，５２ｂの撓み反力で閉弁側に付勢される。そして、この弁装置Ｖは排気圧力が閉弁状態における弁バネ５２のセット荷重に対応する開弁設定圧以上になったときに開弁するようになっている。
【００１８】
かくして、上流室Ｕ内の排気ガス圧力が所定値以下のときは、弁体５１は、弁ばね５２の弾発力により閉じられて、第２上流室Ｕ２と下流室Ｄとが遮蔽状態を維持され〔図８（Ａ）参照〕、また、上流室Ｕ内の排気ガス圧力が所定値を超えるときは、弁体５１は弁ばね５２の弾発力に抗して開弁されて、第２上流室Ｕ２と下流室Ｄとが連通状態に維持される〔図８（Ｂ）参照〕。
【００１９】
つぎに、この実施例の作用について説明する。
【００２０】
エンジンＥの運転により発生する排気ガスは、排気系Ｅｘへと流れる。排気系Ｅｘを流れる排気ガスは、一次消音器Ｍ１をへて本発明にかかる二次消音器Ｍ２へと導かれ、消音された後、大気へと放出される。
【００２１】
ところで、エンジンＥのアイドリング運転、始動運転を含む低速運転域では、図８（Ａ）に示すように、エンジンＥの燃焼圧力が低く、そこから排出される排気ガスの圧力も低いため、排気導入パイプ１０を経て上流室Ｕに流入された排気ガスの圧力は、弁装置Ｖの弁ばね５２の閉弁ばね力よりも弱いため、弁装置Ｖは閉弁状態を維持している。したがって、図８（Ａ）矢印に示すように、第２消音器Ｍ２に流入した排気ガスは、すべて排気導入パイプ１０から第１室Ｕ１、第２室Ｕ２へと流入し、そこから小径排気パイプ３０に流入する。小径排気パイプ３０内を流れるの排気ガスは、Ｕ字状の第２パイプ３２を経て消音器本体１の前方へとＵターンし、さらに、Ｕ字状の第４パイプ３４を経てその後方へと再度Ｕターンして流れたのち、第５パイプ３５の下流端より大径パイプ４０の下流部に流れ、そこから大気に排出される。
【００２２】
ところで、エンジンＥの低速運転域において、排気ガスが消音器本体１を流れるときに、前述したように、その排気ガスのすべてが小径排気パイプ３０を流れることにより、流路面積が小さくしかも長い径路を流れる結果となって、エンジンＥの低速回転域での第２消音器Ｍ２による消音効果を高めることができる。このとき、上流室Ｕが拡張室として機能し、さらに、弁装置Ｖは閉じているものの大径排気パイプ４０の前端（上流端）が、常時下流室Ｄに開口しているため、その下流室Ｄが低周波の共鳴室として機能することにより、上流室Ｕおよび下流室Ｕをいずれも消音効果に有効に寄与させることができ、消音器本体１の内部空間を有効に利用して前記消音効果を一層高めることができる。
【００２３】
一方、エンジンＥの燃焼が完爆状態となって、高速運転域に達すると、その燃焼圧力が高くなり、そこから排出される排気ガスの圧力も高くなるため、図８（Ｂ）に示すように、排気導入パイプ１０を経て上流室Ｕに流入された排気ガスの圧力は、弁装置Ｖの弁ばね５２の閉弁ばね力よりも高くなり、弁装置Ｖは開弁状態に維持されるに至る。したがって、図７（Ｂ）に矢印に示すように、排気導入パイプ１０から上流室Ｕの第１室Ｕ１に流入した排気ガスは、支持板６の複数の連通孔７…を通って上流室Ｕの第２室Ｕ２に入り、その一部が小径排気パイプ３０に流入する一方その残部は、弁装置Ｖを通って下流室Ｄへと流れ、そこから大径排気パイプ４０に流入する。小径および大径排気パイプ３０，４０内を分流した排気ガスは、大径排気パイプ４０の下流部内で合流し、その合流排気ガスは大径排気パイプ４０の下流端より大気に排出される。
【００２４】
ところで、排気ガスが第２消音器室Ｍ２内を流れるときに、前述したように排気ガスは、小径および大径排気パイプ３０，４０を共に流れることにより、流路面積が大きくしかもその一部が短い径路を流れる結果となって、エンジンＥの高速回転域での消音器の排気抵抗を低減することができる。また、上流室Ｕおよび下流室Ｄをいずれも拡張室として機能させることができるので、消音器本体１の内部空間を有効に利用して消音効果を高めることができる。
【００２５】
しかして、本発明に従うこの実施例では、特に、小径排気パイプ３０の下流端を、大径排気パイプ４０の下流端よりも上流側に位置させ、その小径排気パイ３０プの下流端から大径排気パイプ４０内に噴出する排気ガスの気流騒音を吸収するための吸音手段４１を、大径排気パイプ４０の周囲に設けているので、前述したエンジンＥの低速運転域および高速運転域のいずれの場合にも、小径排気パイプ３０の下流端から大径排気パイプ４０内に排気ガスが噴出し、その際には、急激な排気ガスの膨張に起因して、高周波の気流騒音が発生するが、この気流騒音を前記吸音手段４１により効果的に吸収することができる。
【００２６】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。
【００２７】
たとえば、前記実施例では、本発明を第２消音器Ｍ２に実施した場合を説明したが、これを第１消音器Ｍ１に実施してもよく、また、前記実施例では、消音器本体１を楕円筒状に形成したが、これを円筒その他の形状に形成してもよく、さらに前記実施例では、大径排気パイプ４０の外周面に吸音手段４１を設けているが、そのパイプ４０の内周面に吸音手段４１を設けてもよく、また、吸音材としてグラスウールに代えて同効の他の吸音材を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明消音器を備えた、自動車用排気系の全体斜視図
【図２】図１の２線矢視の二次消音器の前面図
【図３】図２の３−３線に沿う拡大断面図
【図４】図３の４−４線に沿う断面図
【図５】図３の５−５線に沿う断面図
【図６】図３の６−６線に沿う断面図
【図７】図３の７−７線に沿う拡大断面図
【図８】二次消音器の作用を示す模式図
【符号の説明】
【００２９】
１・・・・消音器本体
２０・・・排気パイプ
３０・・・小径排気パイプ
４０・・・大径排気パイプ
４１・・・吸音手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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