(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル（２）と、このシェル（２）に設けられエンジン（Ｅ）の排気管（１）に連なるインレットパイプ（１０）と、前記シェル（２）に設けられ大気に開口するアウトレットパイプ（２０）と、前記シェル（２）内でそれら両パイプ（１０，２０）を連通する膨張室（５，６）とを備え、エンジン（Ｅ）からの排気ガスをインレットパイプ（１０）を介して膨張室（５，６）に導いて膨脹させ、さらに、その膨張室（５，６）からアウトレットパイプ（２０）を介して大気に排出するようにした、エンジンの消音器において、
前記アウトレットパイプ（２０）を、各々直線状をなす、排気ガス進入パイプ部（２１）、戻り方向パイプ部（２２）、および排気ガス排出パイプ部（２３）と、それらを直列に連結する各々湾曲状をなす二つの方向変換パイプ部（２４，２５）とで構成し、
前記排気ガス進入パイプ部（２１）、戻り方向パイプ部（２２）、および排気ガス排出パイプ部（２３）は、シェル（２）の長手方向に沿って並列され、且つ、それらのパイプ部（２１，２２，２３）の軸線（２１Ｌ，２２Ｌ，２３Ｌ）が三角形の各頂点に位置するように配置され、且つまた排気ガス進入パイプ部（２１）がシェル（２）の底部寄りに配置され、
さらに戻り方向パイプ部（２２）の上部領域に、シェル（２）の膨張室（５，６）内に開口する排気音干渉孔（３４）が設けられることを特徴とする、エンジンの消音器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気系に接続される消音器に関し、特に、そのシェルの大型化、偏平化を回避して消音効果を高め、自動車などの車両用エンジンに適用して好適なエンジンの消音器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車などの車両用エンジンの排気系に接続される消音器は、エンジンの排気管に連なるインレットパイプと、大気に開口するアウトレットパイプとそれら両パイプを連通する膨張室とを備えており、かかる消音器において、前記アウトレットパイプの長さを延長すると、排気音の消音効果を増すことが知られている。ところで、このアウトレットパイプを単に長くすれば、その下流部分すなわちテールパイプが、消音器のシェルから後方へ長く延長してしまい、これを自動車用のエンジンに適用しようとすれば、このテールパイプが、自動車のリヤバンパなどの機器と干渉するため、自ずからスペース上の制約があり、シェルから外方にアウトレットパイプ（テールパイプ）を延長させることが困難な場合がある。
【０００３】
そこで、前記アウトレットパイプをシェル内で延長させるための技術手段が従来より提案されており、たとえば、アウトレットパイプをシェル内でＵ字状に配管する手段（実開昭５５−５９１１９号公報参照）あるいは、アウトレットパイプをシェル内でＳ字状に配管する手段（実公平２−４１２９３号公報参照）などが従来より知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のように、アウトレットパイプを消音器のシェル内で延長させる場合において、特に、アウトレットパイプをより長くすべく、これをＳ字状に配管するのに、前記従来のもののように、Ｓ字状配管の各直線状部分を同一平面上に配置すると、その平面方向の消音器のシェル径を大きくしなければならず、その結果、消音器のシェルが偏平化して、シェルの面剛性が低下して別途に補強手段が必要になったり、消音器のシェルが大型化するなどの問題がある。
【０００５】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、シェル内に配置されるアウトレットパイプの構成に改良を加えることにより、前記問題をすべて解決できるようにした、新規な、エンジンの消音器を提供することを主な目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本請求項１記載の発明は、シェルと、このシェルに設けられエンジンの排気管に連なるインレットパイプと、前記シェルに設けられ大気に開口するアウトレットパイプと、前記シェル内でそれら両パイプを連通する膨張室とを備え、エンジンからの排気ガスをインレットパイプを介して膨張室に導いて膨脹させ、さらに、その膨張室からアウトレットパイプを介して大気に排出するようにした、エンジンの消音器において、前記アウトレットパイプを、各々直線状をなす、排気ガス進入パイプ部、戻り方向パイプ部、および排気ガス排出パイプ部と、それらを直列に連結する各々湾曲状をなす二つの方向変換パイプ部とで構成し、前記排気ガス進入パイプ部、戻り方向パイプ部、および排気ガス排出パイプ部は、シェルの長手方向に沿って並列され、且つ、それらのパイプ部の軸線が三角形の各頂点に位置するように配置され、且つまた排気ガス進入パイプ部がシェルの底部寄りに配置され、さらに戻り方向パイプ部の上部領域に、シェルの膨張室内に開口する排気音干渉孔が設けられることを特徴としており、かかる特徴によれば、消音器のシェルの偏平化や大型化を回避することができ、また、消音器内の残留水の排出に有利である。
【０００７】
また上記のようにアウトレットパイプを長く延長すると、排気音の消音効果が増す反面、アウトレットパイプ内で排気ガスの排気音振動の共鳴が生じ易くなるが、本発明では特に戻り方向パイプ部に、膨張室内に開口する排気音干渉孔が形成されるので、アウトレットパイプを通過する排気ガスの排気音に、排気ガス進入パイプ部を経由しない（即ちアウトレットパイプに進入する前の）音響的に位相のずれた排気音の波を該アウトレットパイプのほぼ中央部（即ち戻り方向パイプ部）で干渉させることができて、アウトレットパイプ内での排気音の共鳴を効果的に防止できる。しかも上記排気音干渉孔が戻り方向パイプ部の上部領域に形成されるので、消音器内の残留水が、アウトレットパイプを経由して消音器外に排出される際に、途中で残留水が排気音干渉孔から落下することもなく、アウトレットパイプからの残留水の排出が確実になされるため、アウトレットパイプ内の残留水が大気に排出されずに、シェルに戻るようなことがない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
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説明する。
【０００９】
本実施例は、本発明消音器を、自動車用エンジンの排気系に実施した場合であり、図１は、本発明消音器を備えたエンジンの排気系の概略平面図、図２は、消音器の、図３の２−２線に沿う横断平面図、図３は、図２の３−３線に沿う断面図、図４は、図２の４−４線に沿う断面図、図５は、図２の５−５線に沿う断面図、図６は、図３の６−６線に沿う断面図である。
【００１０】
図１において、全体を符号Ｅで示す自動車用のエンジンには、その運転により排出される排気ガスを大気に排出するための排気系Ｅｘが接続されており、この排気系Ｅｘは、エンジンＥの排気ポートに連結される排気マニホールドＭｆと、その下流端に接続される排気管１に、その上流側から下流側に沿って順次接続される、触媒Ｃ、プリチャンバＰ、および消音器Ｍを備えている。
【００１１】
前記排気系ＥｘがエンジンＥに接続されるとき、図３に示すように、シェル２は、若干前傾姿勢を採るように、水平面に対して傾斜角θをもって傾斜して配置され、そのシェル２内に溜まった残留水（後に詳述）がその前部に集まるようになっている。
【００１２】
そして、エンジンＥの運転により、そこから排出された排気ガスは、触媒Ｃによりその有害成分が浄化され、プリチャンバＰにより一次消音され、さらに消音器Ｍにより二次消音されて大気に排出される。
【００１３】
つぎに、本発明の要旨である消音器Ｍの構造を、図１〜６を参照して詳細に説明する。
【００１４】
消音器Ｍのケーシングを構成するシェル２は、ステンレス製に板材を楕円筒状に巻曲し、その両端縁同志を、一体に接合して構成されるシェル本体２ａと、その左右開口端に、気密にかしめ固定される前、後部端板２ｂ，２ｃとにより密閉の中空楕円状に形成されている。この楕円状のシェル２は、その短径側を上下方向に向けて排気管１の下流部に接続される。そして、このシェル２の前部端板２ｂには、プリチャンバＰに連通される排気管１が、また、その後部端板２ｃには、大気に開口するテールパイプ９がそれぞれ気密に接続されている。
【００１５】
前記シェル２内には、その長手方向に間隔をあけて第１の仕切板３および第２の仕切板４が、前記前、後部端板２ｂ，２ｃと略平行に固着されており、シェル２の長手方向の中間部には、第１の仕切板３と第２の仕切板４とによって第１の膨張室５が区画され、また、第１の膨張室５の前側には、前部端板２ｂと第１の仕切板３とにより第２の膨張室６が区画され、さらに、前記第１の膨張室５の後側には、第２の仕切板４と後部端板２ｃとにより共鳴室７が区画される。
【００１６】
図４に示すように、第１の仕切板３には、複数の連通孔１５，１６，１７が間隔をあけて開口されており、これらの連通孔１５，１６，１７を介して第１の膨張室５と第２の膨張室６とが相互に連通されている。また、図５に示すように、第２の仕切板４には、複数の小さな連通孔１８が開口され、これらの連通孔１８を介して第２の膨張室５と共鳴室７とが相互に連通されている。
【００１７】
図２に示すように、排気管１の後端（下流端）には、シェル２内に配設されるインレットパイプ１０の前端（上流端）が連通して接続される。このインレットパイプ１０は、その全長にわたり直状をなして前記前部端板２ｂ、第１の仕切板３および第２の仕切板４に貫通支持されて、シェル２内を長手方向に延びている。そして、前記共鳴室７内に位置する後半部１０ｒは、その第１および第２の膨張室５，６内に位置する前半部１０ｆよりも小径に形成されている。また、このインレットパイプ１０の後端はキャップ１１により閉じられている。インレットパイプ１の、第１の膨張室５に対応する部分には、多数の小孔よりなる、排出孔１２が開口され、これらの排出孔１２を通してインレットパイプ１０内は、第１の膨張室５内に連通される。また、インレットパイプ１０の、第２の膨張室６に対応する部分にも多数の小孔よりなる排出孔１３が開口され、これらの排出孔１３を通してインレットパイプ１０内は、第２の膨張室６内に連通される。さらに、インレットパイプ１０の、共鳴室７に対応する部分にも多数の小孔よりなる排出孔１４が開口され、これらの排出孔１４を通してインレットパイプ１０内は、共鳴室７内に連通される。
【００１８】
したがって、排気管１からインレットパイプ１０に流入した排気ガスは、排出孔１２，１３を通って第１、第２の膨張室５，６に入り、さらに、インレットパイプ１０に流入した排気ガスの一部は、排出孔１４を通って共鳴室７にも入り、排気の膨張、共鳴作用により排気振動の減衰がなされ、排気音の一次的な消音が行われる。そして、インレットパイプ１０より排出された排気ガスは、第２膨張室６に合流されたのち、後述するアウトレットパイプ２０に入り、ここで、排気音の二次的な消音が効果的に行われる。
【００１９】
前記シェル２内には、前記インレットパイプ１０に並列してアウトレットパイプ２０が配設されている。このアウトレットパイプ２０は、全体として、シェル２の長手方向に沿ってＳ字状に屈曲して長く延長されていて、各々直線状をなす、排気ガス進入パイプ部２１、戻り方向パイプ部２２および排気ガス排出パイプ部２３と、それらを一本に連結する二つの、上流および下流側方向転換パイプ部２４，２５とで構成され、２回にわたり屈曲されている。
【００２０】
前記直状の排気ガス進入パイプ部２１は、シェル２内の底部一側で、そのシェル２の軸線と平行に配置されて第１および第２の仕切板３，４に開口した支持孔２６，２９に貫通支持されている。そして、その前端（上流端）が末広状に拡開されて前記第２膨張室６内に開口され、また、その後端（下流端）は、前記共鳴室７内にあって、上流側の方向転換パイプ部２４に接続される。そして、この排気ガス導入パイプ部２１は、シェル２内の底部に配置されることにより、後に述べるように、シェル２内の残留水のアウトレットパイプ２０への導入に有効である。
【００２１】
また、この戻り方向パイプ部２２は、シェル２内の上方にあって、その左右方向の中央部に位置していて、そのシェル２の軸線と平行に配置されており、第１および第２の仕切板３，４に開口した支持孔２７，３０に貫通支持されている。そして、その後端（上流端）が前記共鳴室７内にあって上流側の方向転換パイプ部２４に接続され、また、その前端（下流端）は、第２の膨張室６内にあって、下流側の方向転換パイプ部２５に接続される。さらに、前記排気ガス排出パイプ部２３は、シェル２内の下部で、その左右方向の略中央部に位置していて、そのシェル２の軸線と平行に配置されており、第１、第２の仕切板３，４および後部端板２ｃに開口した支持孔２８，３１および３２に貫通支持されている。そして、その前端（上流端）が前記第２膨張室６内にあって下流側の方向転換パイプ部２５に接続され、またその後端（下流端）は、大気に開口されて、前記テールパイプ９に接続されている。
【００２２】
図４，５に示すように、アウトレットパイプ２０を構成する３本のパイプ部、すなわち排気ガス進入パイプ部２１、戻り方向パイプ部２２、および排気ガス排出パイプ部２３は、互いにほぼ平行であって、シェル２の長手方向に沿って並列され、それらのパイプ部２１，２２，２３の軸線２１Ｌ，２２Ｌ，２３Ｌが三角形の各頂点に位置するように配置されている。そして、アウトレットパイプ２０を構成する、これら３本のパイプ部２１，２２，２３が、かかる配置を採ることにより、アウトレットパイプ２０が、シェル２内において占有する上下方向あるいは左右方向のスペースを短縮化して、シェル２の小型化に寄与することができる。
【００２３】
しかして、アウトレットパイプ２０の中間部、この実施例では、戻り方向パイプ部２２の長手方向の上部領域、すなわち第１の膨張室５に対応する上部領域には、多数の小孔よりなる排気音干渉孔３４が開口されている。この排気音干渉孔３４は、後に詳しく述べるように、長いアウトレットパイプ２０を流れる排気ガスの排気音の共鳴を効果的に防止できる機能を有する。
【００２４】
図３に示すように、前記第１の仕切板３、第２の仕切板４の最下部には、それらの前後を連通させる水通し孔３６，３７が設けられ、シェル２内に溜まった残留水は、このシェル２が前述したように、若干前傾姿勢にあることから、それらの水通し孔３６，３７を通ってシェル２内の前部に集められ、その残留水は、前記アウトレットパイプ２０を通って外部に排出される。
【００２５】
つぎに、この実施例の作用について説明する。
【００２６】
いま、エンジンＥが運転され、そこから排出した排気ガスは、排気系Ｅｘへと導かれる。そして排気系Ｅｘを流れる排気ガスは、消音器Ｍ内に入り、ここで排気音の主たる消音が行われる。
【００２７】
図２に矢印Ａで示すように、排気管１よりインレットパイプ１０に流入した排気ガスは、排出孔１２および排出孔１３を通って第１の膨張室５および第２の膨張室６に入り、さらに、排気ガスの一部は、排出孔１４を通って共鳴室７にも入り、排気の膨張、共鳴の複合作用により、排気振動エネルギの効果的な減衰が行われて一次的な排気音の消音がなされる。
【００２８】
共鳴室７内の排気ガスは、小さな連通孔１８を通って第１の膨張室５内に入り、さらに、第１の膨張室５内の排気ガスは、第１の仕切板３の連通孔１５，１６，１７を通って第２の膨張室６内に入り、該室６内で合流した排気ガスは、図２に矢印Ｂで示すように、排気ガス進入パイプ部２１の開口端よりアウトレットパイプ２０内に流入する。しかして、このアウトレットパイプ２０は、前述したように、Ｓ字状に迂回屈曲させて長く延長したことにより、アウトレットパイプ２０内の排気ガスは、該パイプ２０内を流れる間に、排気音がさらに減衰されて、その消音が二次的に、効果的に行われる。そして充分に消音された排気ガスは、排気ガス排出パイプ部２３の後端より、図２に矢印Ｃで示すように、テールパイプ９を通って大気に排出される。
【００２９】
ところで、排気音の消音効果を高めるべく、前記アウトレットパイプ２０を、Ｓ字状に迂回屈曲させて長く延長したにも拘らず、該パイプ２０の主体部分を構成する、排気ガス進入パイプ部２１、戻り方向パイプ部２２、および排気ガス排出パイプ部２３は、シェル２の長手方向に沿って並列させ、かつ、それらのパイプ部２１，２２，２３の軸線２１Ｌ，２２Ｌ，２３Ｌを三角形の各頂点にくるように配置したので、シェル２の偏平化による剛性の低下や、その大型化を抑制することができる。
【００３０】
また、シェル２内には残留水が貯留されるが、この残留水は、シェル２が前傾姿勢であることにより、第２および第１の仕切板４，３の最下部の水通し孔３７，３６を通って、そのシェル２の前部の下方に集められる。そして、この集められた残留水は、アウトレットパイプ２０の排気ガス進入パイプ部１２の開口端より、そのアウトレットパイプ２０を経由して大気に排出されるが、その際に、前記排気ガス進入パイプ部２１は、シェル２の底部寄りに位置していることにより、シェル２内の残留水の排出を有利に行うことができる。
【００３１】
なお、前記残留水とは、高温の排気ガスがシェル２内で冷却されて、そこに含まれる水分が露化し、凝縮水となってシェル２内に溜まった水や、洗車時にアウトレットパイプ２０から侵入したシェル２内の溜まった水をいう。
【００３２】
また、アウトレットパイプ２０の長さを延長すると、排気音の消音効果が増すが、アウトレットパイプ２０を長く延長すると、反面そのアウトレットパイプ２０内で排気ガスの排気音振動の共鳴が生じ易くなり、こうした共鳴が生じると結果として充分な消音効果が得られない場合がある。この場合、アウトレットパイプ２０の中間部、この実施例では、戻り方向パイプ部２２に排気音干渉孔３４を形成すれば、排気ガス進入パイプ部２１を経由しない音響的に位相のずれた排気音の波をアウトレットパイプ２０のほぼ中央部で、そのアウトレットパイプ２０を通過する排気ガスの排気音に干渉させることができ、アウトレットパイプ２０内での排気音の共鳴を効果的に防止できる。また、排気音干渉孔３４を戻り方向パイプ部２２の上部領域に形成したので、消音器Ｍ内の残留水が、アウトレットパイプ２０を経由して消音器Ｍ外に排出される際に、途中で残留水が排気音干渉孔３４から落下することもなく、アウトレットパイプからの残留水の排出も確実になされる。
【００３３】
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。たとえば、前記実施例では、シェル内の上部に戻り方向パイプ部を、その下部に排気ガス排出パイプ部を配置したが、シェル内の上部に排気ガス排出パイプ部を、その下部に戻り方向パイプ部を配置してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、エンジンの消音器において、アウトレットパイプを構成する、排気ガス進入パイプ部、戻り方向パイプ部、および排気ガス排出パイプ部を、シェルの長手方向に沿って並列し、且つ、それらのパイプ部の軸線が三角形の各頂点に位置するように配置したので、消音器のシェルの偏平化や大型化を回避することができ、さらに排気ガス進入パイプ部を、シェルの底部寄りに配置したので、消音器内の残留水の排出に有利である。
【００３５】
また上記のようにアウトレットパイプを長く延長すると、排気音の消音効果が増す反面、アウトレットパイプ内で排気ガスの排気音振動の共鳴が生じ易くなるが、本発明では特に戻り方向パイプ部に、膨張室内に開口する排気音干渉孔が形成されるので、アウトレットパイプを通過する排気ガスの排気音に、排気ガス進入パイプ部を経由しない（即ちアウトレットパイプに進入する前の）音響的に位相のずれた排気音の波を該アウトレットパイプのほぼ中央部（即ち戻り方向パイプ部）で干渉させることができて、アウトレットパイプ内での排気音の共鳴を効果的に防止できる。しかも上記排気音干渉孔が戻り方向パイプ部の上部領域に形成されるので、消音器内の残留水が、アウトレットパイプを経由して消音器外に排出される際に、途中で残留水が排気音干渉孔から落下することもなく、アウトレットパイプからの残留水の排出が確実になされるため、アウトレットパイプ内の残留水が大気に排出されずに、シェルの膨脹室に戻るようなことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明消音器を備えたエンジンの排気系の概略平面図
【図２】消音器の、図３の２−２線に沿う横断平面図
【図３】図２の３−３線に沿う断面図
【図４】図２の４−４線に沿う断面図
【図５】図２の５−５線に沿う断面図
【図６】図３の６−６線に沿う断面図
【符号の説明】
１・・・・・・・・・・排気管
２・・・・・・・・・・シェル
５・・・・・・・・・・膨張室（第１の膨張室）
６・・・・・・・・・・膨張室（第２の膨張室）
１０・・・・・・・・・インレットパイプ
２０・・・・・・・・・アウトレットパイプ
２１・・・・・・・・・排気ガス進入パイプ部
２１Ｌ・・・・・・・・軸線
２２・・・・・・・・・戻り方向パイプ部
２２Ｌ・・・・・・・・軸線
２３・・・・・・・・・排気ガス排出パイプ部
２３Ｌ・・・・・・・・軸線
２４・・・・・・・・・方向転換パイプ部（上流側方向転換パイプ部）
２５・・・・・・・・・方向転換パイプ部（下流側方向転換パイプ部）
３４・・・・・・・・・排気音干渉孔
Ｅ・・・・・・・・・・・エンジン
【図１】
0003943818.tif 000002
【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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