(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気管に接続され排気ガスが流通する流路を縮小、拡大させることにより消音を行う排気消音装置であって、
ドラム状の本体と、この本体に設けられた複数の消音室と、これらの複数の消音室を隔てる隔壁と、前記複数の消音室を連通させる連通管とを備え、排気ガスが流通する小孔を前記隔壁に少なくとも１以上形成し、
前記複数の消音室は、前記本体における軸方向の上流側から下流側に向かうにしたがって第１の消音室、第２の消音室の順に構成され、
前記排気管は、軸方向が前記本体の軸方向と直交するように前記第１の消音室と連通し、
前記排気管の軸方向と直交する断面積は、前記第１の消音室における前記排気管の軸方向と直交する方向の断面積よりも小さく、
前記連通管は、前記第１の消音室に臨む端面が閉塞されるとともに、周面に排気ガスが流通する連通孔が形成され、
前記第１の消音室、前記第１の消音室に開口する前記連通孔、前記連通管の内部、前記第２の消音室に開口する前記連通孔、および前記第２の消音室により形成された本流流路と、前記第１の消音室、前記小孔、および前記第２の消音室により形成された別流路との２つの流路を有し、
前記第２の消音室の下流側に第３の消音室が配置され、
前記連通管は、前記第１の消音室と前記第２の消音室とを区画する前記隔壁と、前記第２の消音室と前記第３の消音室とを区画する前記隔壁との間に、内部を閉塞する閉め切り部材を有し、
前記閉め切り部材より上流側において、前記第１の消音室に臨む部分と前記第２の消音室に臨む部分とにそれぞれ前記連通孔が多数形成され、前記閉め切り部材より下流側において、前記第２の消音室に臨む部分と前記第３の消音室に臨む部分とにそれぞれ前記連通孔が多数形成されている
ことを特徴とする排気消音装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気消音装置において、
大部分の排気ガスが流通する前記本流流路と、この本流流路とは別に設けられ一部分の排気ガスが常時流通する少なくとも１以上の前記別流路とを備え、
前記別流路は、その内部に流通される排気ガスの量が装置全体の内部に流通される排気ガスの量に対して５％から３０％となるように断面積が設定された
ことを特徴とする排気消音装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排気消音装置において、
前記断面積は、前記別流路の内部に流通される排気ガスの量の比率が１０％から２０％となるように設定された
ことを特徴とする排気消音装置。
【請求項４】
内燃機関の排気管に接続され排気ガスが流通する流路を縮小、拡大させることにより消音を行う排気消音装置であって、
ドラム状の本体と、この本体に設けられた複数の消音室と、これらの複数の消音室を隔てる隔壁と、前記複数の消音室を連通させる連通管とを備え、排気ガスが流通する小孔を前記隔壁に少なくとも１以上形成し、
前記複数の消音室は、前記本体における軸方向の上流側から下流側に向かうにしたがって第１の消音室、第２の消音室の順に構成され、
前記排気管は、軸方向が前記本体の軸方向と直交するように前記第１の消音室と連通し、
前記排気管の軸方向と直交する断面積は、前記第１の消音室における前記排気管の軸方向と直交する方向の断面積よりも小さく、
前記連通管は、前記第１の消音室に臨む端面が閉塞されるとともに、周面に排気ガスが流通する連通孔が形成され、
前記第１の消音室、前記第１の消音室に開口する前記連通孔、前記連通管の内部、前記第２の消音室に開口する前記連通孔、および前記第２の消音室により形成された本流流路と、前記第１の消音室、前記小孔、および前記第２の消音室により形成された別流路との２つの流路を有し、
前記第２の消音室の下流側に第３の消音室が配置され、
前記連通管は、前記第１の消音室および前記第２の消音室を連通させる第１の連通管と、前記第２の消音室および前記第３の消音室を連通させる第２の連通管とから構成され、
前記第１の連通管は、前記排気管側の端部が前記第１の消音室に露出し、反対側の端部および中央部が前記隔壁により支持され、
前記第２の連通管は、前記排気管側の端部および中央部が前記隔壁により支持され、反対側の端部が前記第３の消音室に露出し、
前記第１の連通管の前記第１の消音室に露出する部分に複数の前記連通孔が形成され、前記第２の消音室に露出する部分に複数の前記連通孔が形成され、
前記第２の連通管の前記第２の消音室に露出する部分に複数の前記連通孔が形成され、前記第３の消音室に露出する部分に複数の前記連通孔が形成されている
ことを特徴とする排気消音装置。
【請求項５】
請求項４に記載の排気消音装置において、
大部分の排気ガスが流通する前記本流流路と、この本流流路とは別に設けられ一部分の排気ガスが常時流通する少なくとも１以上の前記別流路とを備え、
前記別流路は、その内部に流通される排気ガスの量が装置全体の内部に流通される排気ガスの量に対して５％から３０％となるように断面積が設定された
ことを特徴とする排気消音装置。
【請求項６】
請求項５に記載の排気消音装置において、
前記断面積は、前記別流路の内部に流通される排気ガスの量の比率が１０％から２０％となるように設定された
ことを特徴とする排気消音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械、その他の機械に使用される内燃機関の排気消音装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
建設機械などで使用される内燃機関では、燃焼室からの排気音を低減させるためにマフラと称される排気消音装置が排気管に接続されている。
この排気消音装置には、排気ガスが流通する流路を縮小、拡大させることにより消音を行うタイプのものがあり、このタイプの従来例として、特開平11-22444号公報がある。
【０００３】
従来例は、筒状シェルの内部に複数の消音室を備えるとともに、これらの消音室を連通し、かつ、外周にパイプ孔を形成したストレートパイプを設け、内燃機関から送られる排気ガスがパイプの内部と消音室とをパイプ孔を通って交互に流通することで排気ガスが流通する流路を縮小、拡大させて消音を行う排気消音装置である。
【０００４】
ストレートパイプの内部にはパイプ内の排気ガスの流通を阻止又は許容する制御バルブが設けられており、この制御バルブは、低エンジン回転時には閉じられてパイプの内部の排気ガスが消音室に送られた後再びパイプ内に戻るものであり、高エンジン回転時には開かれて排気ガスが消音室に送られることなくパイプ内を流通するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来例では、排気ガスがパイプの内部と消音室とをパイプ孔を通って交互に流通することで消音を行う装置であるため、パイプ孔を排気ガスが通過して縮小拡大を繰り返すことで、抵抗が生じて背圧が高くなるという不都合が生じる。
【０００６】
従来例では、高エンジン回転域において排気抵抗の上昇によりエンジン出力が低下するため、ストレートパイプ内に設けられている固定プラグを開閉可能な制御バルブとし、これを開とすることで排気抵抗を低下させている。
しかし、この方式では、流路の縮小拡大による騒音低減の効果がなくなり、共鳴効果による特定の周波数の騒音しか低減できない。また、高温部に可動部があり、信頼性に欠ける。
【０００７】
本発明の目的は、排気圧損失を低減するとともに、排気音を十分に消すことができる排気消音装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本件出願人は、消音対策の基本原理を十分検討し、合理的な設計をしたものであって、本発明の排気消音装置は、次の構成を備えることによって、上記目的を達成しようとするものである。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気管に接続され排気ガスが流通する流路を縮小、拡大させることにより消音を行う排気消音装置であって、ドラム状の本体と、この本体に設けられた複数の消音室と、これらの複数の消音室を隔てる隔壁と、前記複数の消音室を連通させる連通管とを備え、排気ガスが流通する小孔を前記隔壁に少なくとも１以上形成し、前記複数の消音室は、前記本体における軸方向の上流側から下流側に向かうにしたがって第１の消音室、第２の消音室の順に構成され、前記排気管は、軸方向が前記本体の軸方向と直交するように前記第１の消音室と連通し、前記排気管の軸方向と直交する断面積は、前記第１の消音室における前記排気管の軸方向と直交する方向の断面積よりも小さく、前記連通管は、前記第１の消音室に臨む端面が閉塞されるとともに、周面に排気ガスが流通する連通孔が形成され、前記第１の消音室、前記第１の消音室に開口する前記連通孔、前記連通管の内部、前記第２の消音室に開口する前記連通孔、および前記第２の消音室により形成された本流流路と、前記第１の消音室、前記小孔、および前記第２の消音室により形成された別流路との２つの流路を有し、前記第２の消音室の下流側に第３の消音室が配置され、前記連通管は、前記第１の消音室と前記第２の消音室とを区画する前記隔壁と、前記第２の消音室と前記第３の消音室とを区画する前記隔壁との間に、内部を閉塞する閉め切り部材を有し、前記閉め切り部材より上流側において、前記第１の消音室に臨む部分と前記第２の消音室に臨む部分とにそれぞれ前記連通孔が多数形成され、前記閉め切り部材より下流側において、前記第２の消音室に臨む部分と前記第３の消音室に臨む部分とにそれぞれ前記連通孔が形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、(1)排気消音装置を本体、消音室、隔壁および連通管から構成し、かつ、隔壁に別流路を構成する孔を形成したので、装置全体のスペースを小さなものとすることができる。
また、排気ガスの流通経路が屈曲することで、第１の消音室に取り込まれた排気ガスの排気音は、第１の消音室で互いに干渉して減衰する。したがって、排気管の軸方向と本体の軸方向とが直交しない場合と比較して、消音効果が向上する。
そして、排気ガスは排気管から第１の消音室に急激に拡大しながら送り込まれることで、低周波成分を含んだ排気音が取り除かれる。
さらに、本流流路では、第１の消音室の排気ガスは、大部分が第１の消音室に開口する連通孔により絞られて連通管の内部に流入される。この連通管の内部に流入された排気ガスは、連通孔での絞り込みの工程で消音される。そして、管内の排気ガスは第２の消音室に開口する連通孔から第２の消音室に拡大して流出する。これにより、排気ガスの圧力変動が低減される。また、別流路では、第１の消音室の排気ガスは、一部分が小孔を流通して第２の消音室に流出する。別流路の排気ガスは、常時流通するので本流流路に大きな背圧がかからなくなる。そして、第２の消音室では、本流流路を通った排気ガスと別流路を通った排気ガスとが合流するので、本流流路と別流路との排気音が互いに干渉し合い、減衰する。
また、この発明によれば、連通管は全体を１本に連続して形成されるとともに、隔壁に隔てられた消音室の略中間位置に連通管内閉め切り部材を形成したから、同一の消音室に複数の連通管を並べて配置することがないので、排気消音装置を小型化することができる。
請求項２に記載の発明は、大部分の排気ガスが流通する前記本流流路と、この本流流路とは別に設けられ一部分の排気ガスが常時流通する少なくとも１以上の前記別流路とを備え、前記別流路は、その内部に流通される排気ガスの量が装置全体の内部に流通される排気ガスの量に対して５％から３０％となるように断面積が設定されたことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、(2)内燃機関から排出された排気ガスは、本流流路の他に一部が別流路を流通することで、本流流路にかかる排気圧による損失が必要以上に高くなることを防止できる。つまり、メインの流路の他に、開閉弁を有するバイパス流路を設ける場合では、開閉弁でバイパス流路を閉塞すると、メインの流路に大きな背圧がかかることになるが、本発明のように、別流路に常時排気ガスを流通させる構成とすれば、本流流路に大きな背圧がかからない。
その上、(3)排気ガスは、本流流路と別流路とをそれぞれ流通した後合流することで、排気音（音波）が互いに干渉し合い、減衰するため、排気音を低減することができる。
さらに、(4)別流路における排気ガスの量を最適値に設定することで、(2)および(3)の作用効果をより確実に達成することができる。
つまり、前記数値が５％未満であると、排気圧損失が高くなり、３０％を越えると、排気ガスが流通する流路を縮小、拡大させることにより得られる消音効果が十分なものではなくなる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記断面積は、前記別流路の内部に流通される排気ガスの量の比率が１０％から２０％となるように設定されたことを特徴とする。
この発明によれば、別流路における排気ガスの量をさらに最適値に設定することで、(2)および(3)の作用効果をさらに向上させることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、内燃機関の排気管に接続され排気ガスが流通する流路を縮小、拡大させることにより消音を行う排気消音装置であって、ドラム状の本体と、この本体に設けられた複数の消音室と、これらの複数の消音室を隔てる隔壁と、前記複数の消音室を連通させる連通管とを備え、排気ガスが流通する小孔を前記隔壁に少なくとも１以上形成し、前記複数の消音室は、前記本体における軸方向の上流側から下流側に向かうにしたがって第１の消音室、第２の消音室の順に構成され、前記排気管は、軸方向が前記本体の軸方向と直交するように前記第１の消音室と連通し、前記排気管の軸方向と直交する断面積は、前記第１の消音室における前記排気管の軸方向と直交する方向の断面積よりも小さく、前記連通管は、前記第１の消音室に臨む端面が閉塞されるとともに、周面に排気ガスが流通する連通孔が形成され、前記第１の消音室、前記第１の消音室に開口する前記連通孔、前記連通管の内部、前記第２の消音室に開口する前記連通孔、および前記第２の消音室により形成された本流流路と、前記第１の消音室、前記小孔、および前記第２の消音室により形成された別流路との２つの流路を有し、前記第２の消音室の下流側に第３の消音室が配置され、前記連通管は、前記第１の消音室および前記第２の消音室を連通させる第１の連通管と、前記第２の消音室および前記第３の消音室を連通させる第２の連通管とから構成され、前記第１の連通管は、前記排気管側の端部が前記第１の消音室に露出し、反対側の端部および中央部が前記隔壁により支持され、前記第２の連通管は、前記排気管側の端部および中央部が前記隔壁により支持され、反対側の端部が前記第３の消音室に露出し、前記第１の連通管の前記第１の消音室に露出する部分に複数の前記連通孔が形成され、前記第２の消音室に露出する部分に複数の前記連通孔が形成され、前記第２の連通管の前記第２の消音室に露出する部分に複数の前記連通孔が形成され、前記第３の消音室に露出する部分に複数の前記連通孔が形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、本流流路の排気ガスは、第１の消音室、第１の連通管に設けられ第１の消音室に開口する連通孔、第１の連通管の内部、第１の連通管に設けられ第２の消音室に開口する連通孔、第２の消音室の順に流通する。また、別流路の排気ガスは、第１の消音室から隔壁の小孔を通過して第２の消音室に流通する。第２の消音室では、本流流路を通過した排気ガスと別流路を通過した排気ガスとが合流することになり、排気音が互いに干渉し合い、減衰する。
そして、第２の消音室の排気ガスは、大部分の排気ガスが、第２の連通管に設けられ第２の消音室に開口する連通孔、第２の連通管の内部、第２の連通管に設けられ第３の消音室に開口する連通孔、第３の消音室の順に流通する。一方、残りの別流路の排気ガスは、第２の消音室から小孔を通って第３の消音室に流入される。そして、第３の消音室では、本流流路を通った排気ガスと別流路を通った排気ガスとが合流することになり、排気音が互いに干渉し合い、減衰する。
このため、隔壁と隔壁との間に閉め切り部材を有する１本の連通管を使用した場合と同様の消音効果が得られるとともに、連通管の構成が簡単なので、排気消音装置を容易に製造することができる。
請求項５に記載の発明は、大部分の排気ガスが流通する前記本流流路と、この本流流路とは別に設けられ一部分の排気ガスが常時流通する少なくとも１以上の前記別流路とを備え、前記別流路は、その内部に流通される排気ガスの量が装置全体の内部に流通される排気ガスの量に対して５％から３０％となるように断面積が設定されたことを特徴とする。
この発明によれば、(2)〜(4)に示す効果を奏することができる。
請求項６に記載の発明は、前記断面積は、前記別流路の内部に流通される排気ガスの量の比率が１０％から２０％となるように設定されたことを特徴とする。
この発明によれば、別流路における排気ガスの量をさらに最適値に設定することで、(2)および(3)の作用効果をさらに向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態中、同一構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
［第１実施形態］
図１は第１実施形態の全体構成を示す断面図であり、図２は図１のII-II線に沿う矢視断面図である。
【００１３】
図１において、第１実施形態の排気消音装置１０は、両端が端板１で閉塞されたドラム状の本体２と、この本体２の軸方向に並設して第１から第３の消音室２Ａ〜２Ｃに仕切る隔壁としての第１および第２の仕切板３Ａ，３Ｂと、第１の消音室２Ａと連通する排気ガス導入管４と、第３の消音室２Ｃと連通するテールパイプ５と、第１の仕切板３Ａと第２の仕切板３Ｂとに支持されている１本の連通管６とを備えて構成されている。
【００１４】
排気ガス導入管４は、その軸線が本体２の軸方向と直交するように本体２の外周部に溶接などで固定されており、最上流側の第１の消音室２Ａに開口する端部は、ディーゼルエンジンで発生した排気ガスを接続管を介して導入する排気ガス導入口４Ａとされる。
テールパイプ５は、その軸線が本体２の軸方向と直交するように本体２の外周部に溶接などで固定されており、最下流側の第３の消音室２Ｃに開口する端部は排気ガスを外部に流出させる排気ガス流出口５Ａとされる。
【００１５】
連通管６の内部の軸方向略中間位置には閉め切り部材７が設けられている。
閉め切り部材７は、円板状部材７Ｂの周縁に連通管６の内周面と当接する周縁部７Ｃが起立して設けられた略浅皿状の形状である。
連通管６は、軸線が本体２の軸方向と平行とされる１本の円筒部材８と、この円筒部材８の両側端にそれぞれ設けられた端板９とから構成されている。
【００１６】
連通管６の閉め切り部材７より上流側において、円筒部材８の外周には第１の消音室２Ａに臨む部分と第２の消音室２Ｂに臨む部分とにそれぞれ連通孔８Ａ１，８Ａ２が多数形成されている。
連通管６の閉め切り部材７より下流側において、円筒部材８の外周には第２の消音室２Ｂに臨む部分と第３の消音室２Ｃに臨む部分とにそれぞれ同一形状の連通孔８Ａ３，８Ａ４が多数形成されている。
【００１７】
第１および第２の仕切板３Ａ，３Ｂは、それぞれ円板部３Ｄと、この円板部３Ｄの周縁に起立して設けられ本体２の内周面に当接する周縁部３Ｅと、円板部３Ｄの中心部において連通管６を支持する支持部３Ｆとから構成されている。
第１および第２の仕切板３Ａ，３Ｂの円板部３Ｄには、それぞれ小孔３１が複数形成されている。
これらの小孔３１は、図２に示される通り、連通管６の周囲において、互いに所定間隔離れて配置されている。
【００１８】
第１実施形態では、第１の消音室２Ａ、連通孔８Ａ１、連通管６の内部、連通孔８Ａ２、第２の消音室２Ｂ、連通孔８Ａ３、連通管６の内部、連通孔８Ａ４および第３の消音室２Ｃにより、大部分の排気ガスが流通する本流流路が形成され、仕切板３Ａ，３Ｂに形成された小孔３１により、一部分の排気ガスが常時流通する別流路が形成されている。
別流路は、その内部に流通される排気ガスの量が装置全体の内部に流通される排気ガスの量に対して５％以上３０％以下、好ましくは、１０％以上２０％以下となるように断面積（開口面積）が設定されている。
【００１９】
換言すれば、別流路を構成する小孔３１のうち第１の仕切板３Ａあたりの合計開口面積は、この面積と本流流路を構成する連通孔８Ａ１の合計開口面積との合計値に対して、５％以上３０％以下、好ましくは、１０％以上２０％以下である。
同様に、別流路を構成する小孔３１のうち第２の仕切板３Ｂあたりの合計開口面積は、この面積と本流流路を構成する連通孔８Ａ３の合計開口面積との合計値に対して、５％以上３０％以下、好ましくは、１０％以上２０％以下である。
ここで、排気ガスの量が装置全体の内部に流通される排気ガスの量に対して５％未満であると、排気圧損失が高くなり、背圧が高くなって黒煙が発生することになる。これに対して、排気ガスの量が装置全体の内部に流通される排気ガスの量に対して３０％を越えると、消音効果が十分ではなくなる。
【００２０】
別流路の流通される排気ガス量の全ガス量（装置全体に流通される排気ガス量）に対する比率は１０％以上２０％以下が好ましい値であることを図３のグラフに基づいて説明する。図３（Ａ）は全ガス量に対する別流路の排気ガス量の比率と騒音値との関係を示すグラフであり、図３（Ｂ）は全ガス量に対する別流路の排気ガス量の比率と排気抵抗との関係を示すグラフである。
図３（Ｂ）に示される通り、全ガス量に対する比率が大きくなれば、それに逆比例して排気抵抗が低下する。しかしながら、図３（Ａ）に示される通り、騒音値は、全ガス量に対する比率が０から１０％になるに従って低下し、さらに、２０％までは低い値を維持するものの、２０％を越えると、急激に高くなる。
【００２１】
次に、第１実施形態の作用を説明する。
ディーゼルエンジンで発生した排気ガスは、排気管を通って排気ガス導入管４に流入する。排気ガス導入管４に流入された排気ガスは、最上流側に位置する第１の消音室２Ａに急激に拡大しながら送り込まれることで、低周波成分を含んだ排気音が取り除かれる。
この第１の消音室２Ａに流入された排気ガスは、大部分が本流流路を通り、残りの一部分が別流路を構成する小孔３１を通る。
【００２２】
つまり、本流流路では、大部分の排気ガスは、まず、連通管６の連通孔８Ａ１により絞られて連通管６の内部に流入される。この連通管６の内部に流入された排気ガスは、連通孔８Ａ１での絞り込みの工程で消音される。さらに、排気ガスは、連通管６の内部に流入した後、管内部では軸方向に方向変更して整流され、下流側では連通孔８Ａ２で再度流通方向を直角に変更し、かつ、整流された後、第２の消音室２Ｂに拡大して流出する。これにより、排気ガスの圧力変動が低減される。
第２の消音室２Ｂでは、第１の仕切板３Ａの小孔３１を通過した排気ガスが本流流路を通った排気ガスと合流する。小孔３１を通過した排気ガスそのものの排気音の減衰は高くないが、本流流路と別流路との排気音が互いに干渉し合い、減衰する。
【００２３】
第２の消音室２Ｂに流入された排気ガスは、その大部分が下流側の連通孔８Ａ３に絞られて管内部に流入して消音され、さらに、管内部では軸方向に方向変換して流通し、排気ガスの圧力変動が低減され、さらに、連通孔８Ａ４で整流された後、最下流側に位置する第３の消音室２Ｃに拡大して流出することで、排気ガスの圧力変動が低減される。
一方、残りの排気ガスは、第２の仕切板３Ｂの小孔３１を通って第３の消音室３Ｃに流入し、この第３の消音室３Ｃで本流流路を通った排気ガスと合流することになり、排気音が互いに干渉し合い、減衰する。
第３の消音室２Ｃに流入した排気ガスは、テールパイプ５を通って外部に放出される。
【００２４】
第１実施形態によれば、課題を解決するための手段の欄に記載された(1)〜(4)に示す効果を奏する他に、次の特有の作用効果を奏することができる。
すなわち、第１実施形態では、(5)排気消音装置１０は、第１から第３の消音室２Ａ〜２Ｃを有し、このうち最上流の第１の消音室２Ａにディーゼルエンジンの排気ガスを直接流入させる排気ガス導入口４Ａを設けたので、この排気ガス導入口４Ａから第１の消音室２Ａに導入された排気ガスは拡大することで、排気音を消すことができる。
【００２５】
その上、(6)これらの消音室２Ａ〜２Ｃを連通させる連通管６を設け、この連通管６の両端に端板９を設けるとともに、連通させようとする室に対応した外周の所定位置に多数の連通孔８Ａ１〜８Ａ４を設けたから、隣り合う消音室２Ａ〜２Ｃに排気ガスが送り込まれる際に、排気ガスは、連通管６の連通孔８Ａ１〜８Ａ４によって絞りと拡大とが繰り返されて圧力が損失され、エネルギーが減衰される。そのため、排気音を効率的に消すことができる。
換言すれば、少ない消音室の割に、十分な消音効果を発揮することができるから、装置全体を小型化することができる。
【００２６】
(7)３つの消音室を形成するために２枚の仕切板３Ａ，３Ｂを使用するので、これらの仕切板３Ａ，３Ｂの本体２の内周面に対する位置合わせが簡単であるから、組み立て作業を容易に行える。
(8)連通管６は、全体を１本の連続した連通管により形成されるとともに、最上流にある第１の消音室２Ａと最下流にある第３の消音室２Ｃ以外の第２の消音室２Ｂの略中間位置に連通管内閉め切り用部材７を形成したから、同一の消音室に複数の連通管を並べて配置することがないので、排気消音装置１０を小型化することができる。
【００２７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図４および図５に基づいて説明する。
第２実施形態は連通管を２本用いた点が第１実施形態と異なるもので、他の基本構成は第１実施形態と同じである。
図４は、第２実施形態の全体構成を示す断面図であり、図５は、図４の側面図である。
図４において、第２実施形態の排気消音装置２０は、第１の仕切板３Ａに中間部が、第２の仕切板３Ｂに端部がそれぞれ支持された第１の連通管１６と、第１の仕切板３Ａに端部が、第２の仕切板３Ｂに中間部がそれぞれ支持された第２の連通管１７とを備えて構成されている。
【００２８】
第１の連通管１６の第１の消音室２Ａに露出する部分に複数の連通孔８Ａ１が形成され、第２の消音室２Ｂに露出する部分に複数の連通孔８Ａ２が形成されている。第２の連通管１７の第２の消音室２Ｂに露出する部分に複数の連通孔８Ａ３が形成され、第３の消音室２Ｃに露出する部分に複数の連通孔８Ａ３が形成されている。
第１および第２の仕切板３Ａ，３Ｂの円板部３Ｄには、第１実施形態と同様に、それぞれ小孔３１が複数形成されている。
これらの小孔３１は、図５に示される通り、第１の連通管１６および第２の連通管１７の周囲において、互いに所定間隔離れて配置されている。
【００２９】
第２実施形態では、第１の消音室２Ａ、連通孔８Ａ１、第１の連通管１６の内部、連通孔８Ａ２、第２の消音室２Ｂ、連通孔８Ａ３、第２の連通管１７の内部、連通孔８Ａ４および第３の消音室２Ｃにより、大部分の排気ガスが流通する本流流路が形成され、仕切板３Ａ，３Ｂに形成された小孔３１により、一部分の排気ガスが常時流通する別流路が形成されている。
第１実施形態と同様に、別流路は、その内部に流通される排気ガスの量が装置全体の内部に流通される排気ガスの量に対して５％以上３０％以下、好ましくは、１０％以上２０％以下となるように断面積（開口面積）が設定されている。
【００３０】
第２実施形態の作用を簡単に説明する。
ディーゼルエンジンから排気ガス導入管４に流入した排気ガスは、第１の消音室２Ａに流入した後、大部分が本流流路を通り、残りの一部分が別流路を構成する小孔３１を通る。
本流流路では、排気ガスは、まず、第１の連通管１６の連通孔８Ａ１により絞られて第１の連通管１６の内部に流入する。この第１の連通管１６の内部に流入した排気ガスは、管内部では軸方向に方向変更して整流され、下流側では連通孔８Ａ２で再度流通方向を直角に変更し、かつ、整流された後、第２の消音室２Ｂへ流出される。
【００３１】
第２の消音室２Ｂでは、第１実施形態と同様に、第１の仕切板３Ａの小孔３１を通過した排気ガスが本流流路を通過した排気ガスと合流することになり、排気音が互いに干渉し合い、減衰する。
第２の消音室２Ｂに流入した排気ガスは、大部分が本流流路を通り、残りの一部分が別流路を構成する小孔３１を通る。
【００３２】
本流流路では、排気ガスは、まず、第２の連通管１７の連通孔８Ａ３を通ってその内部に流入し、さらに、管内部では軸方向に方向変換して流通し、連通孔８Ａ４で整流された後、第３の消音室２Ｃへ拡大して流出する。
一方、残りの排気ガスは、第２の仕切板３Ｂの小孔３１を通って直接第３の消音室３Ｃに流入し、この第３の消音室３Ｃで本流流路を通った排気ガスと合流することになり、排気音が互いに干渉し合い、減衰する。
第３の消音室２Ｃに流入した排気ガスはテールパイプ５を通って外部に放出される。
第２実施形態によれば、第１実施形態の(1)〜(7)に示す効果を奏することができる。
【００３３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図６に基づいて説明する。
第３実施形態は別流路を形成する位置が第２実施形態と異なるもので、他の基本構成は第２実施形態と同じである。
図６は、第３実施形態の全体構成を示す断面図である。
図６において、第３実施形態の排気消音装置３０では、第１の連通管１６の下流側端板９と、第２の連通管１７の上流側端９とに別流路である小孔３１がそれぞれ複数形成されている。
【００３４】
第３実施形態では、第２実施形態と同様に本流流路が形成されている。
第３実施形態の別流路は、第１および第２実施形態と同様に、その内部に流通される排気ガスの量が装置全体の内部に流通される排気ガスの量に対して５％以上３０％以下、好ましくは、１０％以上２０％以下となるように断面積（開口面積）が設定されている。
【００３５】
第３実施形態の作用を簡単に説明する。
第３実施例では、ディーゼルエンジンから排気ガス導入管４を通って第１の消音室２Ａに流入した排気ガスは、大部分が第１の連通管１６の連通孔８Ａ１により絞られて第１の連通管１６の内部を通り、残りの一部が小孔３１を通って第２の連通管１７の内部に流入する。
【００３６】
第１の連通管１６の内部に流入された排気ガスは、管内部では軸方向に方向変更して整流され、その後、大部分が下流側の連通孔８Ａ２で再度流通方向を直角に変更し、かつ、整流された後、第２の消音室２Ｂへ流出し、残り一部が小孔３１を通って第３の消音室３Ｃへ流出する。
第２の消音室２Ｂに流入した排気ガスは、第２の連通管１７の連通孔８Ａ３を通ってその内部に送り込まれ、第１の消音室２Ａから第２の連通管１７の小孔３１を通った排気ガスと合流することで、排気音が互いに干渉し合い、減衰する。
【００３７】
さらに、第２の連通管１７の管内部では、排気ガスは、軸方向に方向変換して流通し、連通孔８Ａ４で整流された後、第３の消音室２Ｃへ流出する。
第３の消音室３Ｃでは、第１の連通管１６の小孔３１を通った排気ガスと、第２の連通管１６の連通孔８Ａ４を通った排気ガスとが合流することで、排気音が互いに干渉し合い、減衰する。
第３の消音室２Ｃに流入した排気ガスはテールパイプ５を通って外部に放出される。
第３実施形態によれば、第１実施形態の(1)〜(3)(5)〜(7)に示す効果を奏することができる。
【００３８】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を図７に基づいて説明する。
第４実施形態は消音室ならびに連通管の構成が第１実施形態と異なるもので、他の基本構成は第１実施形態と同じである。
図７は、第４実施形態の全体構成を示す断面図である。
図７において、第４実施形態の排気消音装置４０は、ドラム状本体５１の内部を４つの消音室５１Ａ〜５１Ｄに区切る３枚の取付板５２Ａ〜５２Ｃが軸方向に並んで配置され、これらの取付板５２Ａ〜５２Ｃに連通管１６が本体５１と同芯上に支持され、最上流の消音室５１Ａに臨むように導入管５４の一端部と中間部とが本体５１に固定され、最下流の消音室５１Ｄに臨むように排出管５５の一端部と中間部とが本体５１に固定された構造である。
【００３９】
取付板５２Ａ〜５２Ｃのうち連通管１６の両端側を支持する取付板５２Ａ，５２Ｃには、それぞれ隣合う室を連通する大きな開口部５２Ｄが形成されている。
連通管１６は、第１の消音室５１Ａと第４の消音室５１Ｄに臨む両端部が端板９で閉塞されるとともに、周面に多数の連通孔８Ａ１，８Ａ２が形成されている。
導入管５４は、その一端部５４Ａが閉塞されるとともに、その周面に複数の連通孔５４Ｂが形成されている。排出管５５は、周面に複数の連通孔５５Ｂが形成されるとともに、他端部が大気に開口している。
【００４０】
真ん中に配置された取付板５２Ｂは隔壁を構成するものであって、別流路としての小孔３１が複数形成されている。
第４実施形態では、導入管５４の内部、連通孔５４Ｂ，第１の消音室５１Ａ、開口部５２Ｄ、第２の消音室５１Ｂ、連通孔８Ａ１、連通管１６の内部、連通孔８Ａ２、第３の消音室５１Ｃ、開口部５２Ｄ、第４の消音室、連通孔５５Ｂおよび排出管５５の内部により、本流流路が構成されている。
前記各実施形態と同様に、第４実施形態においても、別流路は、その内部に流通される排気ガスの量が装置全体の内部に流通される排気ガスの量に対して５％以上３０％以下、好ましくは、１０％以上２０％以下となるように断面積（開口面積）が設定されている。
【００４１】
第４実施形態の作用を簡単に説明する。
第４実施例では、排気管から流入した排気ガスは、導入管５４の連通孔５４Ｂで径方向に整流されて第１の消音室５１Ａへ流出し、第１の消音室５１Ａから開口部５２Ｄを通って第２の消音室５１Ｂに流出する。その後、排気ガスの大部分は、連通孔８Ａ１を通って収縮して連通管１６の内部に流入し、残りの排気ガスは、取付板５２Ｂの小孔３１を通って隣の第３の消音室５１Ｃに流入する。
【００４２】
連通管１６の内部に流入した排気ガスは、軸方向に角度を変更して流通し、連通孔８Ａ２を通って第３の消音室５１Ｃへ拡大して流出する。
第３の消音室５１Ｃでは、本流流路を構成する連通孔８Ａ２を通った排気ガスと、別流路を構成する小孔３１を通った排気ガスとが合流することで、排気音が互いに干渉し合い、減衰する。
さらに、排気ガスは、第３の消音室５１Ｃから開口部５４Ｄを通って第４の消音室５１Ｄに流入し、さらに、連通孔５５Ｂを通って排出管５５に流入した後、大気に放出される。
第４実施形態によれば、第１実施形態の(1)〜(4)(6)と同様の作用効果を奏することができる。
【００４３】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態を図８に基づいて説明する。
第５実施形態は消音室ならびに連通管の構成が第４実施形態と異なるもので、他の基本構成は第４実施形態と同じである。
図８は、第５実施形態の全体構成を示す断面図である。
図８において、第５実施形態の排気消音装置５０は、ドラム状本体５１の内部を３つの消音室５１Ａ〜５１Ｃに区切る２枚の取付板６２Ａ，６２Ｂが軸方向に並んで配置された構造であり、これらの取付板６２Ａ，６２Ｂには第１および第２の連通管６６，６７が本体５１の軸芯と平行に支持されている。最上流の消音室５１Ａに臨むように導入管５４の一端部と中間部とが本体５１に固定され、最下流の消音室５１Ｃに臨むように排出管５５の一端部と中間部とが本体５１に固定されている。
【００４４】
第１の連通管６６は、第２の消音室５１Ｂに臨む多数の連通孔６６Ａが周面に形成された円筒部材８と、この円筒部材８の第３の消音室５１Ｃに臨む開口端を閉塞する端板９とから構成されている。
第２の連通管６７は、連通孔６７Ａが周面に形成された円筒部材８と、この円筒部材８の第１の消音室５１Ａに臨む開口端を閉塞する端板９とから構成されている。
取付板６２Ａ，６２Ｂは、ともに、隔壁を構成するものであって、別流路としての小孔３１がそれぞれ複数形成されている。
【００４５】
第５実施形態では、導入管５４の内部、連通孔５４Ｂ、第１の消音室５１Ａ、第１の連通管６６の内部、連通孔６６Ａ、第２の消音室５１Ｂ、連通孔６７Ａ、第２の連通管６７の内部、第３の消音室５１Ｃ、連通孔５５Ｂおよび排出管５５の内部により本流流路が構成されている。
前記各実施形態と同様に、第５実施形態においても、別流路は、その内部に流通される排気ガスの量が装置全体の内部に流通される排気ガスの量に対して５％以上３０％以下、好ましくは、１０％以上２０％以下となるように断面積（開口面積）が設定されている。
【００４６】
第５実施形態の作用を簡単に説明する。
第５実施例では、排気管から流入した排気ガスは、導入管５４の連通孔５４Ｂを通って第１の消音室５１Ａへ流出し、そのうち大部分が本流流路を構成する第１の連通管６６を通り、残りの一部が別流路である取付板６２Ａの小孔３１を通って第２の消音室５１Ｂに流出する。
第１の連通管６６の内部を通った排気ガスは、連通孔６６Ａで絞られて第２の消音室５１Ｂに流入し、取付板６２Ｂの小孔３１を通った排気ガスと合流することで排気音が互いに干渉し合い、減衰する。
【００４７】
第２の消音室５１Ｂの排気ガスは、その大部分が本流流路である連通孔６７Ａを通って第２の連通管６７の内部に絞られた後、第３の消音室５１Ｃに流入し、残りの一部が別流路である小孔３１を通って直接第３の消音室５１Ｃに流入する。
第３の消音室５１Ｃでは、 本流流路と別流路とから別々に流入した排気ガスが合流することで、排気音が互いに干渉し合い、減衰する。
さらに、排気ガスは、第３の消音室５１Ｃから連通孔５５Ｂを通って排出管５５に流入した後、大気に放出される。
第５実施形態によれば、第１実施形態の(1)〜(4)(7)と同様の作用効果を奏することができる。
【００４８】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記第１、第２、第４および第５実施形態では、隔壁に形成した小孔３１より別流路を構成し、第３実施形態では、連通管の１６，１７の端板９に形成した小孔３１より別流路を構成したが、本発明では、隔壁と端板９の双方に小孔３１を形成して別流路を構成してもよく、さらには、隣り合う消音室を連通する管等によるバイパス通路を設けて別流路としてもよい。
仮に、小孔３１から別流路を構成する場合であっても、その数は限定されるものではなく、例えば、１個から形成してもよい。
【００４９】
さらに、本発明の排気消音装置１０，２０，３０，４０，５０をディーゼルエンジンに適用したが、ガソリンエンジンなどの内燃機関に適用してもよく、この内燃機関も建設機械に用いられるものに限定されるものではなく、乗用自動車などに用いられるものであってもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、内燃機関の排気管に接続され排気ガスが流通する流路を縮小、拡大させることにより消音を行う排気消音装置において、大部分の排気ガスが流通する本流流路と、この本流流路とは別に設けられ一部分の排気ガスが常時流通する少なくとも１以上の別流路とを備えたから、内燃機関から排出された排気ガスは、本流流路の他に一部が別流路を流通することで、本流流路にかかる排気圧損失が必要以上に高くなることを防止でき、その上、排気ガスは、本流流路と別流路とをそれぞれ流通した後合流することで、排気音が互いに干渉し合い、減衰するため、排気音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における排気消音装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う矢視断面図である。
【図３】（Ａ）は全ガス量に対する比率と騒音値との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は全ガス量に対する比率と排気抵抗との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態における排気消音装置の全体構成を示す断面図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】本発明の第３実施形態における排気消音装置の全体構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態における排気消音装置の全体構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態における排気消音装置の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
2A〜2C,51A〜51D     消音室
２                  本体
3A,3B,52B,62A,62B   仕切板（隔壁）
6,16,17,26,27       連通管
8A1〜8A4,66A,67A    連通孔
31                  小孔
10,20,30,40,50      排気消音装置
【図１】
0004261711.tif 000002
【図２】
0004261711.tif 000003
【図３】
0004261711.tif 000004
【図４】
0004261711.tif 000005
【図５】
0004261711.tif 000006
【図６】
0004261711.tif 000007
【図７】
0004261711.tif 000008
【図８】
0004261711.tif 000009