JPH0141852Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案は、自動車用消音器に関する。

（従来技術） 従来の消音器としては、例えば第１図に示すよ
うなもの（「自動車公害防止技術に関する第４次
報告」（環境庁、自動車公害防止技術評価検討会、
昭和57年５月発行））が知られている。

第１図において、１は両端が閉止板２，３によ
り閉止された外筒であり、外筒１内は仕切板４，
５により、閉止板２側より順次Ｕターン型拡張室
６，７および共鳴室８が画成されている。また９
は図示しない排気マニホールドを介してエンジン
に連通する排気導入管であり、排気導入管９は拡
張室６を貫通して、拡張室７に開口している。さ
らに１０は大気に開口する排気出口管であり、排
気出口管１０は共鳴室８および拡張室７を貫通し
て拡張室６に突出し、かつ、開口している。ま
た、拡張室６と拡張室７とは仕切板４に穿設され
た孔１１によつて連通されており、拡張室７と共
鳴室８とは仕切板５に排気入口管９の軸線と略同
一線上に配設された頚管１２によつて連通されて
いる。

このような自動車用消音器にあつては、排気導
入管９から拡張室７に導入された排気は、拡張室
７でＵターンして孔１１から拡張室６に流れ、拡
張室６でＵターンして排気出口管１０を通して大
気外に放出される。そしてエンジンから伝達され
る騒音は、排気導入管９と拡張室７および孔１１
と拡張室６とで構成される拡張型消音要素におい
て主として中高周波数領域の騒音が低減される。
またこの騒音は、頚管１２と共鳴室８とで構成さ
れるヘルムホルツ共鳴器（共鳴型消音要素）にお
いて低周波数領域の騒音が低減される。

しかしながら、このような従来の自動車用消音
器にあつては排気がＵターン型拡張室６，７にお
いて２度の拡張、収縮とＵターンをして大気に放
出される構成となつていたため、エンジンが高回
転高負荷となり排気の流速が大きくなると、排気
の圧力損失が増大するとともに２次気流騒音が増
大する。その結果エンジン出力が低下し、燃費を
悪化するとともに排気騒音が大きくなるという問
題点があつた。

（考案の目的） そこで、本考案は、外筒内に第１室と第２室を
画成し、排気導入管を第１室を貫通してその出口
端を第２室に開口させ、この排気導入管の第１室
を貫通する部分に第１室に連通する複数の小孔を
穿設するとともに、この小孔を下流に向かうに従
つて管壁の単位面積に対する小孔の数が増大する
ように穿設し、排気出口管を第２室を貫通してそ
の入口端を第１室に開口させ、この排気出口管の
第２室を貫通する部分に第２室に連通する複数の
小孔を穿設するとともに、この小孔を下流に向か
うに従つて管壁の単位面積に対する小孔の数が増
大するように穿設して、排気をＵターンさせるこ
となく、２系統により排出させて、２次気流騒音
と排気の圧力損失を低減させ、排気騒音を低減さ
せるとともにエンジン出力や燃費を向上させるこ
とを目的としている。

（考案の構成） 本考案の自動車用消音器は、内部に第１室およ
び第２室が画成された外筒と、第１室を貫通し、
その出口端が第２室に開口する排気導入管と、第
２室を貫通し、その入口端が第１室に開口する排
気出口管とを備え、前記排気導入管の第１室を貫
通する部分に第１室に連通する小孔を穿設すると
ともに、該小孔による排気導入管の第１室に対す
る開口密度を下流に向かうに従つて増大させ、前
記排気出口管の第２室を貫通する部分に第２室に
連通する複数の小孔を穿設するとともに、該小孔
による排気出口管の第２室に対する開口密度を下
流に向かうに従つて増大させることにより、２次
気流騒音を低減するとともに排気の圧力損失を低
減するものである。

（実施例） 以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第２図は、本考案の第１実施例を示す図であ
る。

まず、構成を説明すると、第２図において、２
１は、両端が閉止板２２，２３により閉止された
外筒であり、外筒２１内は、仕切板２４，２５に
より閉止板２２側から、順次、第１室２６、第２
室２７および第３室２８が画成されている。第２
室２７には第１室２６を貫通する排気導入管２９
の出口端が突出、開口しており、排気導入管２９
の第１室２６を貫通する部分には、第１室２６に
連通する複数の小孔３０が穿設されている。この
複数の小孔３０は、排気導入管２９の下流（出口
端）に向かうに従つて排気導入管２９の管壁の単
位面積に対する小孔３０の数が増大するように穿
設されている。即ち、下流に向かうに従つて管の
単位長さ当りの小孔による室に対する開口量（開
口密度）が増大している。排気導入管２９の入口
端は図示しない排気マニホルドを介してエンジン
に連通している。そして、第２室２７と第３室２
８とは、仕切板２５に、排気導入管２９と軸線が
一致するように配設された頚管３１により連通さ
れている。また、３２は排気出口管であり、排気
出口管３２は、第２室２７および第３室２８を貫
通して、その入口端が第１室２６に、その出口端
が大気に開口している。排気出口管３２には、そ
の第２室２７を貫通する部分に、複数の小孔３３
が穿設されている。この複数の小孔３３は、排気
出口管３２の下流（出口端）に向かうに従つて排
気出口管３２の管壁の単位面積に対する小孔３３
の数が増大するように穿設されている。即ち、こ
の小孔３３による排気出口管３２の第２室２７に
対する開口密度が下流に向かうに従つて増大して
いる。

次に作用を説明する。

図示しないエンジンから排気マニホルドを介し
て排気導入管２９に送出された排気は、小孔３０
を通して第１室２６に放出されるとともに、その
出口端より第２室２７に放出される。第１室２６
に放出された排気は、排気出口管３２の入口端よ
り排気出口管３２に入り大気外に放出される。第
２室２７に放出された排気は小孔３３を通して、
排気出口管３２を通つて大気外に放出される。従
つてエンジンからの排気はＵターンすることな
く、第１室２６を経由する第１経路と第２室２７
を経由する第２経路の２経路により大気外に放出
され、排気の圧力損失を低減させることができ
る。

一方、エンジンから排気導入管２９を通つて自
動車用消音器内に伝播される騒音は、排気が小孔
３０を通して第１室２６で拡張し、排気出口管３
２に流入するときに収縮し、また排気導入管２９
から第２室２７に排出されるときに拡張し、小孔
３３を通して排気出口管３２に流入するときに収
縮することによつて消音されることになる。

一般に、排圧は排気管の小孔を通過する排気流
速Ｖの２乗（V²）に比例し、その小孔を通過す
るときに発生する２次気流騒音の大きさは排気流
速Ｖの６乗（V⁶）に比例する。したがつて、小
孔を通過する排気流速が速くなれば、それに伴い
２次気流騒音は一層増大する。ところで、この小
孔を通過する排気流速は、排気管の管内外の圧力
差によつて変化する。

すなわち、第３図ａに示すように排気管の小孔
から大気に排気を直接放出する場合、大気圧力
P_Oは、第３図ｂに示すように一定であるが、排
気管内の圧力Ｐは、上流P₁から下流P₂に向かつ
て降下しているので、小孔を通過する排気流速
は、第３図ａに矢印で示すように大気圧P_Oとの
圧力差の大きい上流側で速く、大気圧P_Oとの圧
力差の小さい下流側では遅い。

したがつて、第４図ａに示すように、排気導入
管３４が第１室３７を貫通している場合、第１室
３７に放出された排気が排気出口管３８を通つて
大気外に放出されるので、第１室３７内の圧力分
布は、第４図ｂに示すように閉止板４５側の圧力
P₃よりも仕切板４６側の圧力P₄の方が低くなつ
ている。一方、排気導入管３４内の圧力Ｐは第３
図ｂの場合と同様、下流に向かうに従つて圧力
P₁から圧力P₂へと低くなる。したがつて、排気
導入管３４に均一に小孔３５が穿設されている
と、第４図ａに示すように、小孔３５を通過する
排気流速は、下流側に向かうに従つて大きくな
る。しかしながら、本実施例にあつては排気導入
管３４の小孔３５を開口密度が下流に向かうに従
つて増大するように穿設してあり、下流側の小孔
３５を通過する排気流速が大きくなるのが防止さ
れ、２次気流騒音の増大が防止される。

また、第５図ａに示すように、排気出口管３８
が第２室３９を貫通している場合、排気導入管３
４より第２室３９内に拡散された排気が、小孔４
２より排気出口管３８内に流入するので、仕切板
４０側に向かうに従つて第２室３９内の圧力は低
下するが、排気導入管３４から第２室３９に放出
された排気が仕切板４０および頚管４１に衝突す
るので、仕切板４０および頚管４１付近の第２室
３９内の圧力は急激に上昇する。一方、排気出口
管３８内の圧力は、第１室３７から排気出口管３
８に流入する排気が、流入するとき縮流するの
で、上流側の圧力P₇が下流側の圧力P₈より高く
なつている。したがつて、圧力P₅と圧力P₇の圧
力差よりも圧力P₆と圧力₈の圧力差の方が大きく
なつている。その結果、排気出口管３８に均一の
開口密度で小孔４２が穿設されていると、第５図
ａに矢印で示すように、小孔４２を通過する排気
流速は、下流側に向かうに従つて大きくなる。し
かしながら、本実施例にあつては排気出口管３８
の小孔４２を開口密度が下流側に向かうに従つて
増大するように穿設しているので、下流側の小孔
４２を通過する排気気流が大きくなるのが防止さ
れ、２次気流騒音の増大が防止される。

本実施例にあつては、自動車用消音器内で発生
する２次気流騒音の増大が防止されているので、
エンジンを高負荷高回転で運転する時の排気周波
数特性は、第６図のように示すことができ、従来
例の自動車用消音器の騒音レベル（実線Ｂで表
示）に比較して、本実施例の騒音レベル（破線Ａ
で表示）は、全周波数領域において低減されてい
るだけでなく、特に中高周波数領域から高周波数
領域において低減されている。

次に第２実施例を第７図に示す。この実施例の
説明をするにあたり、第１実施例の自動車用消音
器と同一構成部分には同一符号を付してその説明
は省略する。第１実施例においては、複数の小孔
４３，４４の開口密度を下流側に向かうに従つて
増大させるために、管壁の単位面積に対する小孔
４３，４４の数を下流側に向かうに従い増大する
ように穿設した。しかし、この実施例において
は、管壁の単位面積に対する小孔４３，４４の数
を上流側から下流側まで均一にして、小孔４３，
４４の径を下流側に向かうに従つて大きくなるよ
う、小孔４３，４４を穿設している。即ち、この
ようにして小孔４３，４４による開口密度を下流
側に向かうに従つて増大させている。また、小孔
４３の形状について、排気導入管２９内の排気
は、小孔４３を通つて第１室２６に放出されるの
で、排気がスムーズに放出されるように、小孔４
３の周縁部を第１室２６に向けて曲折させてバー
リング加工を施したものである。排気出口管３２
の小孔４４について、第２室２７に放出された排
気は小孔４４を通つて排気出口管３２に流入し、
第１室２６に放出された排気は排気出口管３２の
入口端から縮流し、排気出口管３２内を直進する
ので、第２室２７の排気が小孔４４より排気出口
管３２内にスムーズに流入でき、また、排気出口
管３２内をスムーズに直進できるように小孔４４
の周縁部を第２室２７に向けて曲折し、さらに排
気出口管３２内に向けて曲折させて二重にバーリ
ング加工が施されている。したがつて、小孔４
３，４４を通過し、また、排気出口管３２内を通
過する排気の流れがスムーズになり、自動車用消
音器内の排気の圧力損失をより一層低減できる。

（効果） 本考案によれば、排気をＵターンさせることな
く、２系統により排出させたので、排気の圧力損
失を低減できるとともに、排気導入管および排気
出口管における下流側の小孔を通過する排気の排
気流速を低減させたので、中高周波数以上の騒
音、特に自動車用消音器内で発生する２次気流騒
音を大幅に低減することができる。したがつて、
エンジン出力や燃費を向上させることができると
ともに車外騒音を大幅に低減することができる。

なお、第１実施例においては、小孔の径を同一
にして小孔を穿設したので、小孔の工作が容易で
あり、また第２実施例においては、小孔の周縁部
を曲折させたので、より一層排気の圧力損失を低
減できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の自動車用消音器を示す正面断
面図である。第２図は本考案に係る自動車用消音
器を示す第１実施例の正面断面図である。第３図
ａ，ｂ、第４図ａ，ｂおよび第５図ａ，ｂは排気
管内・外の圧力変化と小孔を通過する排気流速の
関係を示す図、第６図は、エンジンを高負荷高回
転で運転するときにおける本考案に係る自動車用
消音器の排気音周波数特性を従来例と比較して示
した図である。第７図は本考案に係る自動車用消
音器の第２実施例を示す正面断面図である。 ２１……外筒、２６……第１室、２７……第２
室、２９……排気導入管、３０，４３……小孔、
３２……排気出口管、３３，４４……小孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内部に第１室および第２室が画成された外筒
   と、第１室を貫通し、その出口端が第２室に開口
   する排気導入管と、第２室を貫通し、その入口端
   が第１室に開口する排気出口管とを備え、前記排
   気導入管の第１室を貫通する部分に第１室に連通
   する複数の小孔を穿設するとともに、該小孔によ
   る排気導入管の第１室に対する開口密度を下流に
   向かうに従つて増大させ、前記排気出口管の第２
   室を貫通する部分に第２室に連通する複数の小孔
   を穿設するとともに、該小孔による排気出口管の
   第２室に対する開口密度を下流に向かうに従つて
   増大させたことを特徴とする自動車用消音器。