(57)【要約】【課題】  内燃機関から出る排気音を低減するとともに、排気抵抗を抑え、かつ小型軽量化ができる消音器を提供すること。【解決手段】  消音器１は、両端部を除く中央部に複数の貫通孔が形成された円筒管２と、中央部の外周面を覆う吸音材３と、吸音材３を外側から覆う被覆部材４と、円筒管２の中央部の内側に設けられた螺旋状体５と、を有する。内燃機関１１から排気管１２を介して消音器１に到達した音１６は、消音器１に設けられた螺旋状体５に衝突した後、反射して向きを変え、円筒管２の穴１３を通り、吸音材３に衝突して消音される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部を除く中央部に複数の貫通孔が形成された円筒管と、
前記中央部の外周面を覆う吸音材と、
前記吸音材を外側から覆う被覆部材と、
前記円筒管の前記中央部の内側に設けられた螺旋状体と、
を有する消音器。
【請求項２】
前記螺旋状体は、軸方向に複数に分割された請求項１に記載の消音器。
【請求項３】
前記螺旋状体の中心軸に軸体が設けられた請求項１または請求項２に記載の消音器。
【請求項４】
前記円筒管の内側に一対の支持部が設けられ、
前記支持部により前記軸体が回転可能に支持された請求項３に記載の消音器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の消音器に関する。
【背景技術】
【０００２】
消音器は、内燃機関から排気ガスと共に発生する排気音を低減するために用いられる。
【０００３】
消音器は、金属繊維からなる筒状の消音材の内周面に、金属製の帯板を螺旋状に加工してなる保持部材を備え、保持部材の軸方向に連結材を配置し、連結材と帯板とを固着したものが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３０３８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、消音効果が高い消音器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る消音器は、両端部を除く中央部に複数の貫通孔が形成された円筒管と、前記中央部の外周面を覆う吸音材と、前記吸音材を外側から覆う被覆部材と、前記円筒管の前記中央部の内側に設けられた螺旋状体と、を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る消音器は、請求項１に記載の消音器において、前記螺旋状体は、軸方向に複数に分割されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る消音器は、請求項１または請求項２に記載の消音器において、前記螺旋状体の中心軸に軸体が設けられたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る消音器は、請求項３に記載の消音器において、前記円筒管の内側に一対の支持部が設けられ、前記支持部により前記軸体が回転可能に支持されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、複数の貫通孔が形成された円筒管の中央部に螺旋状体を有さない場合と比較して、高い消音効果が得られる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、螺旋状体が分割されていない場合と比較して、消音器のコストを下げることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の螺旋状体の中心軸軸体を有さない場合と比較して、排気ガスによる脈動により螺旋状体に加わる負荷に対する耐久力を向上できる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、軸体を回転可能に支持しない場合と比較して、排気抵抗を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る消音器の概略構成図である。
【図２】図１に示す消音器の排気管側を前とした前後方向（軸方向）に沿った縦断面図である。
【図３】本発明に係る消音器の螺旋状体の製造方法（平らな板をねじり板に加工する）の説明図（斜視図）である。
【図４】本発明に係る消音器の螺旋状体の製造方法（リング状板をねじりリング板に加工する）の説明図（斜視図）である。
【図５】本発明に係る消音器の螺旋状体の製造方法（ねじりリング板を巻きねじりリング板に加工する）の説明図（斜視図）である。
【図６】本発明に係る消音器を前後方向（軸方向）に切断し、ねじり板を露出させた斜視図である。
【図７】本発明に係る消音器を前後方向（軸方向）に切断し、ねじりリング板を露出させた斜視図である。
【図８】本発明に係る消音器を前後方向（軸方向）に切断し、連続ねじりリング板を露出させた斜視図である。
【図９】図２に示す消音器の吸音材の移動を防ぐために仕切り板を付けた横断面図である。
【図１０】本発明に係る実施例５の消音器を前後方向（軸方向）に切断し、連続ねじりリング板を出させた斜視図である。
【図１１】本発明に係る実施例６の消音器を前後方向（軸方向）に切断し、連続ねじりリング板を露出させた斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
（消音器の全体構成）
消音器１は、図１に示すように、車両などの内燃機関１１に対して、排気管１２を介して接続される。
【００１７】
消音器１は、図２に示すように、軸方向の両端部を除く中央部に複数の貫通孔１３を有する多孔管２と、多孔管２の外側を覆う被覆部材４と、多孔管２と被覆部材４との間に配置され、多孔管２の外側を覆う吸音材３と、を備えている。また、消音器１は、多孔管２の内部にねじり板５を備えている。
【００１８】
（円筒管）
円筒管の一例としての多孔管２は、穴（貫通孔の一例）が形成された金属パイプ、または穴が形成された金属板をパイプ状（円筒状）に成形したものが例示できる。多孔管２は、これらに限るものではなく、空気が透過出来るパイプ状のものであれば良く、例えば、金網、セラミック等を巻いてパイプ状に成形したものでも良い。
【００１９】
（螺旋状体）
螺旋状体の一例としてのねじり板５は、図３に示すように、例えば、平らな矩形の金属板６をねじって成形される。ねじり板５は、図６に示すように、多孔管２の内周面と、ねじり板５の外周面（端面）との隙間が微少になるように多孔管２の内側に接触固定される。多孔管２へのねじり板５の固定は、圧入であっても溶接であっても良い。なお、効率よく消音するためには、螺旋状体の軸方向の長さは、多孔管２における貫通孔１３が形成された部分（中央部）の軸方向の長さの半分以上に設定するのが望ましい。
【００２０】
（吸音材）
吸音材３は、その材質として、ステンレスウール、スチールウール等の金属製の繊維、またはグラスウール、セラミックウールなどの非金属の繊維など様々なものを採用できる。
【００２１】
（実験１）
実施例１の消音器１と、従来型の多孔管の外周に吸音材のみを備えた消音器と、を準備し、図１に示すように、同一の内燃機関１１及び排気管１２に接続して消音効果の検証実験を行った。その結果、実施例１に係る消音器１は、従来型の消音器に比べ半分の体積で同じ音量にすることができるほどの、高い消音効果が得られた。
【００２２】
（比較実験１）
実施例１の吸音器１の多孔管２を、穴の開いていないパイプと交換して、図１に示すように、内燃機関１１及び排気管１２に接続して消音効果の検証実験を行った。その結果、前記パイプにねじり板５を入れても音量は全く下がらなかった。つまり、多孔管２の内側に螺旋状体を入れ、多孔管２の外側に吸音材３を配置した構成にしなければ、本発明のような消音効果が得られないといえる。
【００２３】
（作用）
図１に示す内燃機関１１から排気ガスと共に発生した音１６は、排気管１２の内部を音速で進み、消音器１に到達する。消音器１に到達した音１６は、図２の矢印（点線）で示すように、ねじり板５に衝突する。ねじり板５の角度を軸方向に対して４５度に設定した場合、音１６は、軸方向に対して９０度反射して向きを変える。
【００２４】
そして、向きを変えた音１６は、多孔管２の貫通孔１３を通り、吸音材３に正面から衝突する。また、音１６は、ねじり板５により常に放射状に反射するので、効率よく消音できる。排気ガスは、図２の矢印１７に示すように、ねじり板５の板面に沿って（多孔管２とねじり板５の隙間を通り）、消音器１の外に排出される。
【００２５】
つまり、消音器１は、螺旋状体により音１６の向きを変え、音１６を全周にある吸音材に正面から当てるため、積極的に消音できる。この点が、音を通過させながら側面から吸音材に当てる従来の消音器と異なる。
【実施例２】
【００２６】
次に、図４及び図７を用いて、実施例２の消音器について説明する。
実施例２の消音器２１は、実施例１のねじり板５を、複数のねじりリング板８に変更した点のみが異なり、他の構成は同一である。説明を分かりやすくするため、実施例１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみ詳細に説明する。
【００２７】
（螺旋状体）
ねじりリング板８は、図４に示すように、リング状板７を1箇所径方向に切断して、その切断部１５をリング状板７の水平面に対し縦方向（軸方向）に開いてスプリングワッシャーの様な形状にしたものである。螺旋状体は、複数のねじりリング板８を用いて構成される。
（消音器）
【００２８】
実施例２の消音器２１は、図７に示すように、ねじりリング板８を多孔管２の貫通孔が形成された中央部の内部に複数設けたものである。それぞれのねじりリング板８は、その軸がほぼ一直線（多孔管２の軸）上に位置するように等間隔に並べられ、多孔管２の内側に接触固定されており、多孔管２の内周面と、個々のねじりリング板８の外周面（端面）との隙間が微少になるように設けられている。多孔管２へのねじりリング板８の固定は、圧入であっても溶接であっても良い。
【００２９】
ねじりリング板８は、ねじり板５よりも容易に製造できるため、消音器２１は、消音器１よりも安価に製造できる。なお、ねじりリング板８は多孔管２の内部に等間隔に設ける必要はなく、ねじりリング板８同士の間隔が異なっていても良い。
【実施例３】
【００３０】
次に、図５及び図８を用いて、実施例３の消音器について説明する。
実施例３の消音器３１は、実施例１のねじり板５を、複数の巻きねじりリング板９に変更した点のみが実施例１と異なり、他の構成は同一である。説明を分かりやすくするため、実施例１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみ詳細に説明する。
【００３１】
（螺旋状体）
巻きねじりリング板９は、図５に示すように、ねじりリング板８を強く巻きつけ、一重以上に巻いたものである。換言すると、巻きねじりリング板９は、図４の右側の図に示したねじりリング板８の両切断部１５を把持し、図５の左側の図に示したように周方向に外力を加えたものである。
【００３２】
巻きねじりリング板９は、２重に巻いた場合、材料となるリング状板７が一つで、ねじりリング板８の二個分の効果がでる。さらに、この巻きねじりリング板９の形状は、ねじられたことで円錐形となるため、排気管１２から入ってきた音を効率よく外側に向けて反射させて消音効果を高めることができる。螺旋状体は、複数の巻きねじりリング板９を用いて構成される。
【００３３】
（消音器）
実施例３の消音器３１は、図８に示すように、巻きねじりリング板９を連続した螺旋状になるように多孔管２の中に複数連続的に設け、螺旋状体としての連続ねじりリング板１０としたものである。連続ねじりリング板１０は、多孔管２の内側に接触固定されており、多孔管２の内周面と、連続ねじりリング板１０の外周面（端面）との隙間が微少にされている。多孔管２への連続ねじりリング板１０の固定は、圧入であっても溶接であっても良い。
【００３４】
巻きねじりリング板９は、ねじり板５よりも数を減少させることができる。このため、消音器３１は、消音器１よりも安価に製造できる。なお、連続ねじりリング板１０は、巻きねじりリング板９を多孔管２の内部で連続した螺旋状に位置させる必要はない。例えば、巻きねじりリング板９の間に隙間を設けても良い。なお、巻きねじりリング板９は、ねじりリング板８と同様、数を多くするほど排気抵抗は増えるが、消音効果を高めることができる。
【実施例４】
【００３５】
次に、図９を用いて、実施例４の消音器について説明する。
本実施例４の消音器４１は、実施例１の吸音材３を複数に分割し、被覆部材４内に仕切り板１４を設けた点のみが実施例１と異なり、他の構成は同一である。説明を分かりやすくするため、実施例１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみ詳細に説明する。
【００３６】
（消音器）
消音器４１は、図９に示すように、多孔管２の外周面と、被覆部材４の内周面の間に、複数（例えば２枚）の環状の仕切り板１４が設けられている。仕切り板１４は、複数に分割された吸音材３の軸方向への移動を防止するためのものであるため、必ずしも環状である必要は無く、消音器４１の組み立て性を考慮し、径方向に複数に分割されていても良い。仕切り板１４は、多孔管２の外周面または被覆部材４の内周面に溶接などで固定される。
（作用）
本発明に係る消音器は、多孔管２の内側に螺旋状体が設けられているため、排気ガスによる排気圧により吸音材３には排気方向に負荷が加わる。消音器４１は、被覆部材４の内部に複数の仕切り板１４を設けると共に、吸音材３を複数に分割したものであるため、前記した負荷により分割された吸音材３が排気方向に移動することを抑制できる。なお、仕切り板１４は、数を多くすると、吸音材３の体積を少なくすることができ、経年劣化にも対応することができる。
【実施例５】
【００３７】
次に、図１０を用いて、実施例５の消音器について説明する。
実施例５の消音器５１は、実施例３の連続ねじりリング板１０の中心軸に軸体１８を設けた点のみが実施例３の消音器３１と異なり、他の構成は実施例３と同一である。説明を分かりやすくするため、実施例３と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみ詳細に説明する。
（螺旋状体）
消音器５１の螺旋状体は、図１０に示すように、連続ねじりリング板１０を構成する複数の巻きねじりリング板９の中心軸に軸体１８を設けたものである。換言すると、全ての巻きねじりリング板９は、軸体１８により連続した螺旋状になるように連結されている。それぞれの巻きねじりリング板９と軸体１８の連結は、溶接などで行うことができる。
【００３８】
（消音器）
消音器５１は、前記した螺旋状体を多孔管２の内側に接触固定している。前記した螺旋状体の外径は、多孔管２の内周面との隙間が微少になるように設定されている。多孔管２への螺旋状体の固定は、圧入であっても溶接であっても良い。
【００３９】
消音器５１の螺旋状体として、軸体１８を有する螺旋状体を採用することにより、螺旋状体の強度が向上し、螺旋状体の破損を抑制できる。また、多孔管２の強度も向上できる。
【００４０】
なお、実施例５では、軸体１８に複数の巻きねじりリング板９を連結した構成を示したが、これに限定する趣旨ではない。例えば、軸体１８は、複数のねじりリング板８の中心軸に沿う位置に設けて、複数のねじりリング板８を連結してもよい。
【実施例６】
【００４１】
次に、図１１を用いて、実施例６の消音器について説明する。
実施例６の消音器６１は、実施例５の螺旋状体を軸体１８の軸周りに回転可能にした点のみが実施例５と異なり、他の構成は実施例５と同一である。説明を分かりやすくするため、実施例５と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみ詳細に説明する。
【００４２】
（螺旋状体）
消音器６１の螺旋状体は、図１１に示すように、連続ねじりリング板１０と、連続ねじりリング板１０の中心軸に設けられた軸体１８と、軸体１８の両端部を回転可能に支持する一対の支持部１９と、を有する。支持部１９は、円筒部と、円筒部の外側に放射状に延びた複数の脚部と、を有し、２個の支持部１９により一対の支持部１９が構成される。軸体１８の両端部は、一対の支持部１９の円筒部の孔に挿入され、軸体１８がその軸周りに回転可能になっている。つまり、支持部１９の円筒部の孔の内径は、軸体１８の両端部の外径よりも若干大きくなっている。
【００４３】
（消音器）
消音器６１は、前記した螺旋状体の支持部１９の脚部を、多孔管２の内周面に接触固定している。この接触固定は、圧入であっても溶接であっても良い。前記した螺旋状体の連続ねじりリング板１０と軸体１８は、多孔管２の内側で回転するため、連続ねじりリング板１０と多孔管２と間には接触しないように隙間が設定されている。ただし、この隙間は、大きいと消音効果に影響が出るため、多孔管２の内部での連続ねじりリング板１０の回転に支障が出ない程度の小さな隙間に設定されている。
【００４４】
消音器６１の螺旋状体は、内燃機関１１から排出された排気ガスにより回転する。排気管１２の中は常に正圧と負圧が交互に起きる脈動が起きているため、連続ねじりリング板１０が一方向に回転することにより、排気管の中は常に負圧になる。このため、消音器６１は、螺旋状体に加わる排気抵抗を減少させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、前記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
また、本発明は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関に適用できる。また、水素燃料などの燃料の種類、２サイクル、４サイクル、ロータリーエンジン、シリンダー数、シリンダー構造などに関係なく、あらゆる内燃機関でも適用でき、高い消音効果を上げることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１    消音器
２    多孔管
３    吸音材
４    被覆部材
５    ねじり板
６    平らな板
７    リング状板
８    ねじりリング板
９    巻きねじりリング板
１０  連続ねじりリング板
１１  内燃機関
１２  排気管
１３  貫通孔
１４  仕切り板
１５  切断部
１６  音
１７  排気ガス
１８  軸
１９  支持部
２１  消音器
３１  消音器
４１  消音器
５１  消音器
６１  消音器
【図１】
2017137850.tif 000003
【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】
2017137850.tif 000009
【図８】
2017137850.tif 000010
【図９】
2017137850.tif 000011
【図１０】
2017137850.tif 000012
【図１１】
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