(57)【要約】【課題】  流路を構成するパイプの曲がり部を曲げ外周側に拡大させることなしに、パイプの曲がり部における圧力損失を効率よく低減させることができる流路構成用パイプの曲がり部構造が適用された消音器の提供。【解決手段】  円弧状曲がりパイプ部１３ｂの断面形状が、直管状第１パイプ１３ａ及び直管状第２パイプ部１３ｃの円の中心Ｑ１から円弧状曲がりパイプ部１３ｂの曲げ外周側に所定幅Ｗ１だけオフセットさせた点からさらに円弧状曲がりパイプ部１３ｂの曲げ方向とは直交する両側にそれぞれ所定幅Ｗ２，Ｗ２だけオフセットさせた点Ｑ２，Ｑ２を中心とし、両パイプ部１３ａ，１３ｃの半径Ｒ１から曲げ外周側へのオフセット量Ｗ１を差し引いた値以下の値を半径Ｒ２とする略円弧に沿って、円弧状曲がりパイプ部１３ｂの断面外形を該円弧状曲がりパイプ部１３ｂの曲げ方向とは直交する両側にそれぞれ膨らませた略おにぎり形状に形成されている。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を構成する丸パイプの途中に形成される円弧状曲がり部の中間位置における断面形状が、前記円弧状曲がり部の曲げ外周側を底辺として該円弧状曲がり部の曲げ方向とは直交する両側にそれぞれ膨らませた略おにぎり形状に形成され、
該円弧状曲がり部の中間位置における断面と前記丸パイプの断面との間が緩やかな円弧で接続されていることを特徴とする流路構成用パイプの曲がり部構造。
【請求項２】
請求項１に記載の流路構成用パイプの曲がり部構造において、前記流路を構成する丸パイプの途中に形成される円弧状曲がり部の中間位置における断面形状が、前記丸パイプの円の中心から前記円弧状曲がり部の曲げ外周側に所定幅オフセットさせた点からさらに円弧状曲がり部の曲げ方向とは直交する両側にそれぞれ所定幅オフセットさせた点を中心とし、前記丸パイプの円の半径から前記曲げ外周側へのオフセット量を差し引いた値以下の値を半径とする略円弧に沿って前記円弧状曲がり部の断面外形を該円弧状曲がり部の曲げ方向とは直交する両側にそれぞれ膨らませた略おにぎり形状に形成されていることを特徴とする流路構成用パイプの曲がり部構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の流路構成用パイプの曲がり部構造において、前記円弧状曲がり部の中間位置の断面積が、前記流路を構成する丸パイプの断面積の１．３〜２倍に設定されていることを特徴とする流路構成用パイプの曲がり部構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の流路構成用パイプの曲がり部構造が、消音器内に配置される互いに平行な排気パイプ間を接続する円弧状曲がり部に適用されている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、車両の排気系等に用いられる流路構成用パイプの曲がり部構造及び該パイプの曲がり部構造が適用された消音器に関し、特に、パイプ曲がり部における流体の圧力損失低減技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の車体下面は様々な制約を受けているため、排気システム組み込みにおける消音器本体の位置設定の自由度は小さく、テールパイプ長さを最適に設定できてこもり音の発生がなくなる、というような最適位置に消音器本体を配置できない場合がある。
【０００３】
このような場合、排気システムにおける共鳴特性をこもり音領域から逃がすため、例えば図９に示すように、消音器本体１０１内においてアウトレットパイプ１０２に円弧状流路部１０２ａを配置してＵ字状の折り返し部を設けて延長することにより、消音器本体を擬似的に移動させ、つまり、テールパイプを最適長さとするようなチューニングを行っている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】実開昭５５−５９１１９号公報
【特許文献２】特開平１１−２００８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来例では、チューニングに際し、インレットパイプ１０３やアウトレットパイプ１０２と同様の丸パイプをＲ曲げし、円弧状の流路を設けて折り返し部を形成していたため、図１０（図９のＸ−Ｘ線における拡大断面図）に示すように、該曲がり部内の内周側で発生する渦流により、無駄なエネルギーロスが発生し、これにより、曲げ外周側を流れる主流Ｈが渦流による影響を受け、圧力損失により排気抵抗を増加させる要因になっているという問題があった。
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は、流路を構成するパイプの曲がり部を曲げ外周側に拡大させることなしに、パイプの曲がり部における圧力損失を効率よく低減させることができる流路構成用パイプの曲がり部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１記載の流路構成用パイプの曲がり部構造は、流路を構成する丸パイプの途中に形成される円弧状曲がり部の中間位置における断面形状が、前記円弧状曲がり部の曲げ外周側を底辺として該円弧状曲がり部の曲げ方向とは直交する両側にそれぞれ膨らませた略おにぎり形状に形成され、該円弧状曲がり部の中間位置における断面と前記丸パイプの断面との間が緩やかな円弧で接続されていることを特徴とする手段とした。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の流路構成用パイプの曲がり部構造では、上述のように、流路を構成する丸パイプの途中に形成される円弧状曲がり部の中間位置における断面形状を、前記円弧状曲がり部の曲げ外周側を底辺として該円弧状曲がり部の曲げ方向とは直交する両側にそれぞれ膨らませた略おにぎり形状に形成し、該円弧状曲がり部の中間位置における断面と前記丸パイプの断面との間が緩やかな円弧で接続されている構造にすることにより、流路を構成するパイプの曲がり部を曲げ外周側に拡大させることなしに、パイプの曲がり部における圧力損失を効率よく低減させることができるようになるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
この実施例１の流路構成用パイプの曲がり部構造は、請求項１〜４に記載の発明に対応する。
【００１０】
まず、この実施例１の流路構成用パイプの曲がり部構造を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１はこの実施例の流路構成用パイプの曲がり部構造が適用された消音器を示す断面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図２のＡ矢視図、図４は図３のIV−IV線における断面図である。
【００１２】
この実施例の流路構成用パイプの曲がり部構造が適用された消音器は、アウターシェル１と、アウタープレート２，３と、インナープレート４，５，６と、インレットパイプ１１と、アウトレットパイプ１３と、インナーパイプ１４と、テールパイプ１５とを主な構成として備えている。
【００１３】
さらに詳述すると、前記消音器は、横向きのアウターシェル１の前後両端部をアウタープレート２，３で密閉することにより消音器室が形成され、さらに消音器室内を３枚のインナープレート４，５，６前後方向に仕切ることにより、４つの区画室７，８，９，１０が形成されている。
【００１４】
前記インレットパイプ１１は４つの区画室７，８，９，１０に対し、アウタープレート２と全インナープレート４，５，６を貫通し、最後方の区画室１０内に後端部が配置開口され、さらに途中の区画室８配置部分には排気小孔１２を多数開設している。
【００１５】
また、前記アウトレットパイプ１３は、テールパイプ１５をコンパクトな消音器室内で延長するために、アウタープレート３と最前方の区画室７まで貫通した直管状第１パイプ（丸パイプ）１３ａと、該直管状第１パイプ１３ａを該直管状第１パイプ１３ａの先端を最前方の区画室７内において半円弧状に折返した円弧状曲がりパイプ部（円弧状曲がり部）１３ｂと、該円弧状曲がりパイプ部１３ｂをさらにインナープレート４，５を貫通して区画室９内まで後方へ向けて延長する直管状第２パイプ部（丸パイプ）１３ｃとからなる略Ｕ字状に形成されている。
【００１６】
前記インナーパイプ１４は、インナープレート４，５を貫通する状態に設けられることにより、区画室７と９がインナーパイプ１４を介して互いに連通された状態となっている。
【００１７】
そして、前記インナープレート４には複数の小孔４ａが形成されることにより、区画室７と区画室８が連通された状態となっている。
【００１８】
前記円弧状曲がりパイプ部１３ｂは、図２〜４に示すように、その断面形状が、直管状第１パイプ１３ａ及び直管状第２パイプ部１３ｃの円の中心Ｑ１から円弧状曲がりパイプ部１３ｂの曲げ外周側に所定幅Ｗ１だけオフセットさせた点からさらに円弧状曲がりパイプ部１３ｂの曲げ方向とは直交する両側にそれぞれ所定幅Ｗ２，Ｗ２だけオフセットさせた点Ｑ２，Ｑ２を中心とし、直管状第１パイプ１３ａ及び直管状第２パイプ部１３ｃの半径Ｒ１から曲げ外周側へのオフセット量Ｗ１を差し引いた値以下の値を半径Ｒ２とする略円弧に沿って、円弧状曲がりパイプ部１３ｂの断面外形を該円弧状曲がりパイプ部１３ｂの曲げ方向とは直交する両側にそれぞれ膨らませた略おにぎり形状に形成されている。
【００１９】
円弧状曲がりパイプ部１３ｂの中間位置における断面と、直管状第１パイプ１３ａ及び直管状第２パイプ部１３ｃの断面との間は、なだらかな円弧で接続されている。
【００２０】
また、直管状第１パイプ１３ａ及び直管状第２パイプ部１３ｃの半径Ｒ１の円弧と、両膨らみ部の半径Ｒ２の円弧との間も、なだらかな円弧で接続されている。
【００２１】
そして、この実施例１では、円弧状曲がりパイプ部１３ｂの中間位置の断面積が、直管状第１パイプ１３ａ及び直管状第２パイプ部１３ｃの断面積の１．３倍となるように設定されている。
【００２２】
次に、この実施例１の作用・効果を説明する。
【００２３】
この実施例１の消音器では、上述のように構成されるため、排気ガスは、インレットパイプ１１、排気小孔１２、区画室８、小孔４ａ、区画室７、インナーパイプ１４、区画室９、アウトレットパイプ１３（直管状第２パイプ部１３ｃ、円弧状曲がりパイプ部１３ｂ、直管状第１パイプ１３ａ）を順次経由して消音器外部に排出される。
【００２４】
そして、前記排気小孔１２から区画室８内への流入時、小孔４ａから区画室７内への流入時、およびインナーパイプ１４から区画室９内への流入時に拡張による消音作用がえられ、また、ンレットパイプ１１の先端が開口する最後方の密閉された区画室１０において共鳴による消音効果が得られる。
【００２５】
また、前記テールパイプ１５がアウトレットパイプ１３に連通されることによりテールパイプ１５をコンパクトな消音器室内で延長されることにより、こもり音領域の騒音を低減させることができる。
【００２６】
そして、このアウトレットパイプ１３は直管状第２パイプ部１３ｃと直管状第１パイプ１３ａとの間に円弧状曲がりパイプ部１３ｂが存在することから、該円弧状曲がりパイプ部１３ｂの内周側で発生する渦流によって、無駄なエネルギーロスが発生し、これにより、圧力損失により排気抵抗を増加させる要因になっていたが、この実施例１では、弧状曲がりパイプ部１３ｂの断面形状を、上述のような略おにぎり状に形成し、直管状第１パイプ１３ａ及び直管状第２パイプ部１３ｃの断面積に対する円弧状曲がりパイプ部１３ｂの中間位置の断面積拡大比率を１．３倍とすることにより、円弧状曲がりパイプ部１３ｂにおける断面積が円形断面に比べて渦流が発生してエネルギーロスの大きい曲げ内周側より主流が通る曲げ外周側が広くなるため、渦流による影響を少なくすることができる。
【００２７】
従って、円弧状曲がりパイプ部１３ｂを曲げ外周側に拡大させることなしに、円弧状曲がりパイプ部１３ｂにおける圧力損失を効率よく低減させることができるようになるという効果が得られる。
【００２８】
ちなみに、図５（断面積拡大比率と圧力損失との関係を示す実験データ）に示すように、従来例（円弧状曲がりパイプ部１３ｂの中間位置の断面形状及び断面積が、直管状第１パイプ１３ａ及び直管状第２パイプ部１３ｃの断面形状及び断面積と同一）の場合の圧力損失が約１１．５１mmHgであったのに対し、本実施例１では、約８．２７mmHgと大幅に低い値を示した。
【００２９】
次に、他の実施例について説明する。この他の実施例の説明にあたっては、前記実施例１と同様の構成部分については図示を省略し、もしくは同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【実施例２】
【００３０】
この実施例２は、図６（要部拡大図）、図７（図６のＢ矢視図）、図８（図７のVIII−VIII線における断面図）に示すように、円弧状曲がりパイプ部１３ｂの中間位置の断面積が、直管状第１パイプ１３ａ及び直管状第２パイプ部１３ｃの断面積の２倍となるように設定している点が上記実施例１とは相違したものである。
【００３１】
即ち、この実施例２では、上記断面積拡大比率を２倍にすることにより、図５（断面積拡大比率と圧力損失との関係を示す実験データ）に示すように、従来例（円弧状曲がりパイプ部１３ｂの中間位置の断面形状及び断面積が、直管状第１パイプ１３ａ及び直管状第２パイプ部１３ｃの断面形状及び断面積と同一）の場合の圧力損失が約１１．５１mmHg、断面積拡大比率を１．３倍とした実施例１では約８．２７mmHgであったのに対し、断面積拡大比率を２倍とした本実施例２では、約７．４２mmHgとさらに低い値を示した。
【００３２】
そして、断面積拡大比率を２倍以上にしても圧力損失の低下が極めて少ないため、１．３〜２倍の範囲に設定されることが望ましい。
【００３３】
以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例では、消音器におけるアウトレットパイプの曲がり部に本発明を適用した例を示したが、その他すべての流体流通パイプの曲がり部に適用することができる。
【００３４】
また、実施例では、円弧状曲がりパイプ部１３ｂを曲げ方向と直交する方向に２分割した最中状に形成したが、液圧成形法により一体に形成するようにしてもよい。
【００３５】
また、実施例では、断面積拡大比率として１．３と２倍を例示したが、１．３〜２倍の範囲には限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１の流路構成用パイプの曲がり部構造が適用された消音器を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】図３のIV−IV線における断面図である。
【図５】断面積拡大比率と圧力損失との関係を示す実験データである。
【図６】実施例２の流路構成用パイプの曲がり部構造を示す要部拡大図である。
【図７】図６のＢ矢視図である。
【図８】図７のVIII−VIII線における断面図である。
【図９】従来例の流路構成用パイプの曲がり部構造を示す断面である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線における拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  アウターシェル
２  アウタープレート
３  アウタープレート
４  インナープレート
４ａ  小孔
５  インナープレート
６  インナープレート
７  区画室
８  区画室
９  区画室
１０  区画室
１１  インレットパイプ
１２  排気小孔
１３  アウトレットパイプ
１３ａ  直管状第１パイプ部（丸パイプ）
１３ｂ  円弧状曲がりパイプ部（円弧状曲がり部）
１３ｃ  直管状第２パイプ部（丸パイプ）
１４  インナーパイプ
１５  テールパイプ
【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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【図９】
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【図１０】
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