(57)【要約】      （修正有）【課題】連通パイプ又は貫通孔構造の排気マフラーに対し、更なる小型化と消音効果の向上を図る。【解決手段】本体外殻が、上流側外殻部材２と、上流側外殻部材２の下流端に接合された筒状部材３と、筒状部材３の下流端に接合された下流側外殻部材４とからなり、外殻内に、内燃機関の排出ポートから生じる脈動波の放出に伴う騒音を低減させるための複数の消音室７A,７B,７Cが、上流側から下流側に向かって、複数の隔壁６A,６B,６Cによって画成された消音装置１において、脈動波の流通をガイドする連通部材８A,８Bが隔壁６A,６Bを貫通して設けられ、脈動波の連通流路９は、内側が連通部材８A,８B自体で構成され、外側が前記筒状部材３で構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体外殻が、上流側外殻部材(２)と、該上流側外殻部材(２)の下流端に上流端が接合された筒状部材(３)と、該筒状部材(３)の下流端に接合された下流側外殻部材(４)とからなり、該外殻内に、内燃機関の排出ポートから生じる脈動波の放出に伴う騒音を低減させるための複数の消音室(７A,７B,７C)が、上流側から下流側に向かって、複数の隔壁(６A,６B,６C)によって画成された消音装置(１)において、
脈動波の流通をガイドする連通部材(８A,８B)が前記隔壁(６A,６B)を貫通して設けられ、前記脈動波の連通流路(９)は、内側が前記連通部材(８A,８B)自体で構成され、外側が前記筒状部材(３)で構成されることを特徴とする消音装置(１)。
【請求項２】
前記消音装置(１)は前記筒状部材(３)の長手方向の上流端に内燃機関の排気ガスが導かれる導入管(５)の内端(５ａ)が開口し、該開口(５ａ)に前記隔壁(６A)が対面する構造であることを特徴とする請求項１に記載の消音装置(１)。
【請求項３】
前記消音装置(１)において、前記連通部材(８A,８B)及び排気ガスを排出するテールパイプ(10)を備えた前記隔壁(６B)は、前記連通部材(８A,８B)及び前記テールパイプ(10)の取付け位置を前記筒状部材(３)の周方向に分散して設けられることを特徴とする請求項２に記載の消音装置(１)。
【請求項４】
前記連通部材(８A,８B)は管状部材を軸方向に分割された半割り形状であることを特徴とする請求項３に記載の消音装置(１)。
【請求項５】
前記連通部材(８A,８B)は板状部材をプレスにより前記半割り形状に折り曲げ形成された部材であることを特徴とする請求項３に記載の消音装置(１)。
【請求項６】
前記消音装置(１)は車両用内燃機関の排気マフラーであって、前記筒状部材(３)は、長手方向の一端部にドレン排出孔(12)が設けられ、水平面に対して若干傾斜して配置され、一つの連通部材(８B)が消音装置横断面最下位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の消音装置(１)。
【請求項７】
前記連通部材(８A)は前記隔壁(６B)と一体形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の消音装置(１)。
【請求項８】
車両搭載状態で、前記連通部材(８A,８B)が本体内部下側左右に設けられ、前記第３消音室(７C)の左右方向中央の上部に前記テールパイプ(10)の入口(10ａ)を設け、前記ドーム形の下流側外殻部材(４)の中央に前記テールパイプ(10)の出口(10ｂ)を設けるよう前記テールパイプ(10)が設置されることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の消音装置(１)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排出ポートから生じる脈動波の放出に伴う騒音を低減させるための複数の消音室を連続して連ねた消音装置に関するものであり、自動二輪車等の内燃機関の排気管に接続して排気マフラーとして使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から排出され、導入管を経て消音装置内へ噴出した排気ガスは、第１消音室、第２消音室、及び第３消音室を経由して外気中へ排出される。
従来の消音装置においては、複数の消音室に順次排気ガスを流通させるために、隔壁を貫通する連通パイプ、あるいは隔壁に設けられた貫通孔が用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２１３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の連通パイプ又は貫通孔構造ではオフセット量を大きくして消音効果を高めるには限界があり、更なる小型化と消音効果の向上が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、
本体外殻が、上流側外殻部材(２)と、該上流側外殻部材(２)の下流端に上流端が接合された筒状部材(３)と、該筒状部材(３)の下流端に接合された下流側外殻部材(４)とからなり、該外殻内に、内燃機関の排出ポートから生じる脈動波の放出に伴う騒音を低減させるための複数の消音室(７A,７B,７C)が、上流側から下流側に向かって、複数の隔壁(６A,６B,６C)によって画成された消音装置(１)において、
脈動波の流通をガイドする連通部材(８A,８B)が前記隔壁(６A,６B)を貫通して設けられ、前記脈動波の連通流路(９)は、内側が前記連通部材(８A,８B)自体で構成され、外側が前記筒状部材(３)で構成されることを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の消音装置(１)において、
前記消音装置(１)は前記筒状部材(３)の長手方向の上流端に内燃機関の排気ガスが導かれる導入管(５)の内端(５ａ)が開口し、該開口(５ａ)に前記隔壁(６A)が対面する構造であることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の消音装置(１)において、
前記消音装置(１)において、前記連通部材(８A,８B)及び排気ガスを排出するテールパイプ(10)を備えた前記隔壁(６B)は、前記連通部材(８A,８B)及び前記テールパイプ(10)の取付け位置を前記筒状部材(３)の周方向に分散して設けられることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の消音装置(１)において、
前記連通部材(８A,８B)は管状部材を軸方向に分割された半割り形状であることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の消音装置(１)において、
前記連通部材(８A,８B)は板状部材をプレスにより前記半割り形状に折り曲げ形成された部材であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の消音装置(１)において、
前記消音装置(１)は車両用内燃機関の排気マフラーであって、前記筒状部材(３)は、長手方向の一端部にドレン排出孔(12)が設けられ、水平面に対して若干傾斜して配置され、一つの連通部材(８B)が消音装置横断面最下位置に配置されることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の消音装置(１)において、
前記連通部材(８A)は前記隔壁(６B)と一体形成されることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の消音装置(１)において、
車両搭載状態で、前記連通部材(８A,８B)が本体内部下側左右に設けられ、前記第３消音室(７C)の左右方向中央の上部に前記テールパイプ(10)の入口(10ａ)を設け、前記ドーム形の下流側外殻部材(４)の中央に前記テールパイプ(10)の出口(10ｂ)を設けるよう前記テールパイプ(10)が設置されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明において、
前記複数の消音室(７A,７B,７C)をつなぐ連通流路(９)の外側は、外面が外気に露出している前記筒状部材(３)で構成されている。連通流路(９)の構成部材の一部として前記筒状部材(３)が利用されているので、連通部材(８A,８B)を軽量化できる、これによって、消音装置(１)の軽量化ができ、また、利用材料の節減により低価格化を図ることができる。また連通流路(９)を通過する排気ガスが、筒状部材(３)を介して外気によって冷却され収縮するのでガス圧力が低下し、消音効果を高めることができる。
【００１４】
請求項２の発明において、
導入管(５)の内端(５ａ)に対する連通部材(８A)のオフセット量を大きくできて、導入管(５)の内端(５ａ)から発せられる脈動波の動圧の連通部材(８A)の連通流路(９)への侵入が抑えられ、消音効果を高めることができる。
【００１５】
請求項３の発明において、
消音室(７C)における連通部材(８A,８B)及びテールパイプ(10)のオフセット量を増やすことが可能となり、排気ガスが消音室(７C)を横切る距離が長くなるので、消音効果を高めることができる。
【００１６】
請求項４の発明において、
連通部材(８A,８B)の生産性を向上することができる。
【００１７】
請求項５の発明において、
連通部材(８A,８B)の生産性を向上することができる。
【００１８】
請求項６の発明において、
連通部材(８B)によって排気マフラー内の消音室間の凝縮水の排出通路を兼ねることができ、構造を簡素化でき、コストを抑えることができる。筒状部材(３)の内側下部前端へ流れた凝縮水は、筒状部材(３)の下部前端のドレン排出孔(12)から排出される。
【００１９】
請求項７の発明において、
構造を簡素化できてコストを抑えることができる。
【００２０】
請求項８の発明において、
連通部材(８A,８B)とテールパイプ(10)との距離を十分確保し、且つテールパイプ(10)の曲がりを比較的小さくして、消音性能を大きくすることができる。テールパイプ(10)の出口(10ｂ)がドーム形の下流側外殻部材(４)の中央にあるので外観性も良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る消音装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る消音装置の縦断面図である。
【図３】各隔壁を貫通する連通部材及びテールパイプの位置を示す図である。
【図４】連通部材の形状を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る消音装置の各隔壁を貫通する連通部材及びテールパイプの位置を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る消音装置の斜視図である。
【図７】上記第３実施形態の連通部材付き第２隔壁の斜視図である。
【図８】上記連通部材付き第２隔壁の断面図である。
【図９】連通部材付き第２隔壁のプレス加工を行う前の板金素材の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は本発明の第１実施形態に係る消音装置１の図であり、図１は斜視図、図２は縦断面左面図である。消音装置１の本体外殻は、互いに接続された円錐形の上流側外殻部材２と筒状部材３とドーム形の下流側外殻部材４とからなっている。図１には、上流側外殻部材２と筒状部材３の手前側部分は除去して表示してある。内燃機関の排気管に接続される導入管５は、上記上流側外殻部材２の円錐形の頂部を貫通して本体内部に挿入され、その内端５ａが、本体内に開口している。上記それぞれの部分は一重の金属板からなっている。なお、上記上流側外殻部材２と上記筒状部材３は二重金属板構造とし、この二重金属板の間に吸音材を挟んだ構造であっても良い。
【００２３】
筒状部材３の内側には、前から順に、第１隔壁６A、第２隔壁６B、及び第３隔壁６Cが固定されている。上流側外殻部材２と第１隔壁６Aの間の部分が第１消音室７A、第２隔壁６Bと第３隔壁６Cの間が第２消音室７B、第１隔壁６Aと第２隔壁６Bとに挟まれた部分が第３消音室７Cである。消音室の番号（第１〜第３）は排気ガスの通過順序に従っている。
【００２４】
消音装置１の内部には、第１隔壁６Aと第２隔壁６Bとを共に貫通する第１連通部材８Aが設けられ、これらの隔壁６A,６Bと筒状部材３とに固定してある。第２隔壁６Bを貫通する第２連通部材８Bが設けられ、第２隔壁６Bと筒状部材３とに固定してある。これらの連通部材８A,８Bは、何れもパイプを軸線に沿って半割りにした形状のものである。この消音装置１の、連通部材８A,８Bで形成され、前記複数の消音室をつなぐ連通流路９の、内側壁体は、前記連通部材８A,８B自体で構成され、外側壁体は、外面が外気に露出している前記筒状部材３で構成されたものである。連通流路９の構成部材の一部として前記筒状部材３が利用されているので、連通部材８A,８Bを軽量化でき、これによって、消音装置の軽量化ができる。また、利用材料の節減による低価格化を図ることができる。更に、連通流路９を通過する排気ガスが筒状部材３を介して外気によって冷却され収縮するのでガス圧力が低下し、消音効果を高めることができる。第２隔壁６Bと第３隔壁６Cと下流側外殻部材４とを貫通してテールパイプ10が設けられている。
【００２５】
この消音装置１は、車両用内燃機関の排気マフラーであって、筒状部材３の長手方向が水平面に対して若干傾斜して配置され、上記各連通部材８A,８Bは本体内部で下側左右に設けられている。第１隔壁６Aと第２隔壁６Bの最下部に水抜き切欠き11が設けられ、凝縮水は筒状部材３の内側下部前端に流れ、筒状部材３の下部前端に設けられたドレン排出孔12から排出される。
【００２６】
内燃機関の排気管に接続され、上記上流側外殻部材２の頂部を貫通して本体内部に挿入されている導入管５の内端５ａの開口には、前記第１隔壁６Aが対面し、第１連通部材８Aは対面していない。これによって、導入管５の内端５ａに対する第１連通部材８Aのオフセット量を大きくできて、導入管５の内端から発せられる脈動波の動圧が第１連通部材８Aの連通流路９の中へ侵入することが抑えられ、消音効果を高めることができる。
【００２７】
図３は、各隔壁を貫通する連通部材８A,８B及びテールパイプ10の位置を示す図であり、図３（ａ）は第１隔壁６Aにおける貫通位置、図３（ｂ）は第２隔壁６Bにおける貫通位置、図３（ｃ）は第３隔壁６Cにおける貫通位置を示している。何れの図においても、矢印ｕｐの方向が車両への取付け状態において真上である。第１隔壁６A、第２隔壁６Bには、水抜き切欠き11が設けられている。図３（ｂ）において、２個の連通部材８A,８Bとテールパイプ10は、筒状部材３の周方向に分散して設けられ、互いに十分な間隔を保持している。したがって、排気ガスが消音室を横切る距離が長くなるので、消音効果を高めることができる。
【００２８】
図３（ｂ）に示されるように、車両搭載状態で、連通部材８A,８Bが本体内部下側左右に設けられ、第３消音室７Cの左右方向中央の上部にテールパイプ10の入口10ａを設け、図２に示されるように、下流側外殻部材４の中央にテールパイプ10の出口10ｂを設けるようテールパイプ10が設置されている。連通部材との距離を十分確保し、且つテールパイプ10の曲がりを比較的小さくして、消音性能を大きくすることができる。テールパイプ10の出口10ｂがドーム形の下流側外殻部材４の中央にあるので（図１,図２）外観性も良い。
【００２９】
図４は、連通部材８A,８Bの形状を示す斜視図であり、図４（ａ）はパイプを半割りにした形状の連通部材８A,８B、図４（ｂ）は、連通部材８A,８Bの代わりに用いられるもので、図４（ａ）の形状のものの縁部に、フランジ13を付けたフランジ付き連通部材８AF,８BFである。何れの形状のものでも良い。これらは、板金プレス加工によって作られる。これによって、連通部材８A,８B,８AF,８BFの生産性を向上することができる。連通部材８A,８B又は８AF,８BF及びテールパイプ10と隔壁６A,６Bとは溶接される。また、連通部材８A,８B又は８AF,８BFと筒状部材３も溶接される。フランジ13付き連通部材８AF,８BFと筒状部材３とはスポット溶接も可能である。両縁にフランジ13が設けられている連通部材８AF,８BFは、剛性を高めて防振性を向上させる効果がある。
【００３０】
図１に示される上記構造の消音装置１において、図示されていない内燃機関から排出され、導入管５を経て消音装置１内へ噴出した排気ガスは、第１消音室７A、第１連通部材８A、第２消音室７B、第２連通部材８B、第３消音室７C、およびテールパイプ10を経由して外気中へ排出される。排気ガスは、大きい容積の消音室７A,７B,７Cと長い連通部材８A,８Bとを交互に経由して膨張と収縮とを繰り返す過程でガス圧力が低減すると共に消音され、テールパイプ10の後端から排出される。また連通流路９を通過する排気ガスが筒状部材３を介して外気によって冷却され収縮するのでガス圧力が低下し、消音効果を高めることができる。
【００３１】
この消音装置においては、第１連通部材８A、第２連通部材８Bおよびテールパイプ10を介して、ガス流が第２隔壁６Bを３回通過する、いわゆるスリーパス構造である。これは、ガス流通経路が長大化することによって消音効果が向上する構造である。
【００３２】
上述の消音装置１の製作手順例として、第１連通部材８A、第１隔壁６A、第２隔壁６B、第２連通部材８B、テールパイプ10、及び第３隔壁６Cを予め溶接によって一体化し、それを、予め製作されている筒状部材３へ挿入し、各部材の筒状部材３に接する外周部を筒状部材３に溶接し、残る導入管５、上流側外殻部材２、及び下流側外殻部材４を、筒状部材３に組み付けて溶接する。なお、筒状部材３は、板状素材を上記一体化されている部材に巻き付け、合わせ面を溶接して円筒形に仕上げることもできる。
【００３３】
図５は、本発明の第２実施形態の消音装置の部材配置を示す図であり、消音装置１の各隔壁を貫通する連通部材８A,８B及びテールパイプ10の位置が示されている。第１実施形態と同じ機能の部材には、同じ符号を付して説明する。何れの図においても、矢印ｕｐの方向が車両への取付け状態において真上である。外殻の構造は前述の消音装置１と同じであり、相違点は連通部材８A,８B及びテールパイプ10の位置が違うだけである。これは、第２連通部材８Bに、第２消音室７Bと第３消音室７Cの間の凝縮水の排出通路を兼ねさせることによって、第２隔壁６Bの水抜き切欠き加工の手間にかかるコストを省こうとするものである。
【００３４】
この目的のために、連通部材８A,８Bとテールパイプ10の位置を、第１実施形態のものに比して約６０度回転させてある。即ち第２隔壁に取付けられた２個の連通部材８A,８Bのうちの一つ第２連通部材８Bが、消音装置横断面最下位置に配置されている。筒状部材３の内側下部前端には、ドレン排出孔12が設けられている。図５（ａ）は第１隔壁６Aの貫通位置、図５（ｂ）は第２隔壁６Bの貫通位置、図５（ｃ）は第３隔壁６Cの貫通位置を示している。第１隔壁６Aにおいては、水抜き切欠きは設けられているが、第２隔壁６Bにおいては、連通部材６Bが水抜き機能を有するので、水抜き切欠きは設けられていない。以上の構成によって、第２連通部材８Bによって排気マフラー内の第２消音室７B・第３消音室７C間の凝縮水の排出通路を兼ねることができ、構造を簡素化でき、第２隔壁６Bの水抜き切欠き加工の手間にかかるコストを省くことができる。筒状部材３の内側下部前端へ流れた凝縮水は、筒状部材３の下部前端のドレン排出孔12から排出される。
【００３５】
図６は本発明の第３実施形態に係る消音装置15の斜視図である。第１実施形態と同じ機能の部材には、同じ符号を付して説明する。図において、上流側外殻部材２と筒状部材３の手前側部分は除去して表示してある。本実施形態の特徴は、第１実施形態における第２隔壁６Bに第１連通部材８Aが一体成形されたもの、即ち「連通部材付き第２隔壁」16が設けられていることである。連通部材付き第２隔壁16は隔壁部分16ａと連通部材部分16ｂとからなっている。この連通部材部分16ｂは前方へ伸び第１隔壁６Aを貫通して第１消音室７Aに開口している。即ち、連通部材部分16ｂは、第１実施形態の第１連通部材８Aと同じ働きをするものである。この一体成形部材によって構造を簡素化でき、溶接等にかかるコストを抑えることができる。第１実施形態に設けられていた半割り形状の第２連通部材８Bの代わりに、それと同じ働きをする中間パイプ17が設けられている。テールパイプ10は、第１実施形態のものと形状作用ともに同じである。
【００３６】
上記消音装置15において、図示されていない内燃機関から排出され、導入管５を経て消音装置15内へ噴出した排気ガスは、第１消音室７A、連通部材部分16ｂ、第２消音室７B、中間パイプ17、第３消音室７C、およびテールパイプ10を経由して外気中へ排出される。
【００３７】
図７は、上記第３実施形態の連通部材付き第２隔壁16の斜視図である。図８は上記連通部材付き第２隔壁16の断面図である。上記第２隔壁16の連通部材部分16ｂは３室に跨って排気ガスを送る必要から、十分に長く作られる。この連通部材付き第２隔壁16は、アルミダイキャストまたは板金プレス加工によって製作される。図７において、連通部材付き第２隔壁16の隔壁部分16ａには、中間パイプ17の挿通孔18とテールパイプ10の挿通孔19と水抜き孔21が設けられている。
【００３８】
図９は、連通部材付き第２隔壁16がプレス加工によって製作される場合の、プレス加工を行う前の板金素材20の平面図である。破線は第２隔壁の折り曲げ線である。中間パイプ17の挿通孔18とテールパイプ10の挿通孔19が設けられている。水抜き孔21となる部分に水抜き孔21を形成するための孔が設けられている。この素材をプレス加工することによって、連通部材付き第２隔壁16を作ることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…消音装置、２…上流側外殻部材、３…筒状部材、４…下流側外殻部材、５…導入管、５ａ…導入管の内端、６A…第１隔壁、６B…第２隔壁、６C…第３隔壁、７A…第１消音室、７B…第２消音室、７C…第３消音室、８A…第１連通部材、８B…第２連通部材、９…連通流路、10…テールパイプ、10ａ…テールパイプの入口、10ｂ…テールパイプの出口
【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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