JPH0762446B2

JPH0762446B2 - 消音器

Info

Publication number: JPH0762446B2
Application number: JP26671786A
Authority: JP
Inventors: 哲郎神田; 鎮男山本
Original assignee: Chiyoda Corp
Current assignee: Chiyoda Corp
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1986-11-11
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPS63159610A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は自動車用エンジン等から発生する排気音を消
音する消音器、特に排気ガスの流れに対する抵抗が小さ
く、しかも極めて効率的に消音できる消音器に関するも
のである。

（従来の技術）自動車用エンジン等から発生する排気音を消音する消音
器は従来から種々の形式のものが存在しており、代表的
なものとしては、第21図に示す様に、一旦に排気導管
１′、他端にテールパイプ２′、を変位させて取付けた
筒状をした消音器本体３′内を隔壁4,4によって複数の
チャンバー5a,5b,5cに区画し、両隔壁4,4を貫通するよ
うに一端に排気導管１′を取付けてチャンバー5cに開口
させて、他端にテールパイプ２を喰違うように取付けて
チャンバー5aに開口させ、排気導管１′とテールパイプ
２の中間位置において、隔壁4,4を貫通する２本の中間
導管６′,6′によってこれらチャンバー5a,5b,5cを連通
させ、前記排気導管１′の本体内に位置した部分の周壁
に多数の小孔７を設け、排気ガスがこれら小孔７を通過
する際の抵抗、ガス流が反転する際の抵抗、及びチャン
バー5a,5b,5cの容量によって消音するタイプが存在して
いた。

（発明が解決しようとする問題点）エンジンの効率向上の為には排気系としては排気抵抗は
できるだけ小さい方が望ましいが、排気抵抗を小さくす
ると排気系は共鳴現象をおこし、特定の周波数の排気音
は消音できないという問題があった。

従来は、前記第21図に示すものの様に、排気ガスを多数
の小孔７を通過させたり、ガス流を反転させたりするこ
とにより排気抵抗を大きくし、それにより共鳴現象を防
止しようとしていたが、排気抵抗の増大は当然エンジン
の効率低下をもたらし、必ずしも満足すべきものではな
かった。

共鳴現象とはエンジンから発生し、排気導管、消音器本
体、テールパイプを進行してきた音波である進行波がテ
ールパイプの終端で反射し、反射波となって進行波と干
渉し、音を強めあう現象、即ち、音のエネルギーが蓄積
される現象である。

従って、この共鳴現象を防止するには排気導管、消音器
本体、テールパイプのどこかで音のエネルギーを吸収す
る様にし、エネルギーの蓄積を阻止すれば良いこととな
るが、排気導管、消音器本体、テールパイプといった排
気ガスの主流路中に抵抗体を設置し、エネルギーを吸収
することは排気ガスの排気抵抗を増加させることとなる
為、好ましくなく、避けなければならない。

本発明は、従来の消音器と全く異る原理に基づくもので
あり、排気抵抗を大きくせずに共鳴現象を防止でき、効
率的にエンジン排気音を低下させることができる消音器
を提供することを目的とするものである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明は、消音器本体内のガス流を反転させることな
くほぼ直線状に流すことにより排気抵抗を小さくし、排
気導管、中間導管、テールパイプの内部にガスが通過で
きる抵抗体を複数個有する内管を設けることにより、又
は排気導管もしくはテールパイプの上流側から分流する
バイパス路を併設し、このバイパス路中に抵抗体を設け
ることにより、前記消音器に関する従来からの問題を解
決したものである。

（作用）本発明の消音器は上記の通りのものであり、排気導管を
通ってエンジンから送り込まれた排気ガスは主流路とバ
イパス路に分流し、進行波の一部およびテールパイプ終
端で反射した反射波の一部はバイパス路に伝播され、こ
のバイパス路において音波のエネルギーの吸収が行われ
るので、音波エネルギーの蓄積、それに伴う共鳴現象の
発生は阻止され、エンジンによって発生した排気音は消
音される。

（実施例）第１図はこの発明の第１実施例を示すものであり、一端
に排気導管１を有する消音器本体10の他端には、テール
パイプ２が取付けられている。又、この排気導管１は消
音器本体10側に大径部１″を有し、テールパイプ２の消
音器本体側に同様に大径部２″を有している。

消音器本体10は複数の隔壁4,4によって、複数のチャン
バー5a,5b,5cに区画されており、これらチャンバー5a,5
b,5c間は両隔壁4,4の中央を貫通した短い中間導管6,6に
よって排気導管１と一直線上に位置して連通せしめられ
ている。なお、第１実施例の消音器本体10は複数のチャ
ンバー5a,5b,5cに区画されているが、必ずしも複数のチ
ャンバーに区画される必要はなく、例えば第２図に示し
たように中間導管６がテールパイプの大径部２″に接続
されているものでもよい。

一方、排気導管１の大径部１″、中間導管６およびテー
ルパイプ２の大径部２″の内部には内管12が設置され、
二重管構造となっており、前記内管12は複数の支持片1
9,19,…で大径部１″,2″に支持され排気導管１、中間
導管６およびテールパイプ２の内周壁との間に何らの抵
抗体の存在しない主流路Ｍが形成されている。

一方、この内管12の内部には中央部にオリフィスで形成
した通過孔13を設けた抵抗体14が所定の間隔で複数個取
付けられ、バイパス路Ｂとなっている。

この抵抗体14には５個乃至20個のオリフィスを取付ける
ことが効果的であり、通過孔13の開口率は30％乃至70％
が好ましく、それ以下の開口率では抵抗体14で音波が反
射されてしまい音波エネルギーのオリフィスによる吸収
が行われない為、望ましくなく、それ以上では必要な抵
抗を得る為に多数の抵抗体14を必要とし、不経済であ
る。

なお、抵抗体14はオリフィスに限ることなく、例えば、
多孔板、スパイラル状板、金網、線状体、又はグラスウ
ール等の繊維状吸音材等でもよい。

前記バイパス路Ｂを構成する内管12の断面積はテールパ
イプ２の断面積と同程度が望ましく、内管12の長さは音
波の波長の1/4以上が望ましいが、1/16程度でも効果を
得ることが可能である。

しかし、これ以上短くなると効果が失われる為、少なく
ともテールパイプ２の直径の３倍程度は必要である。

又、主流路Ｍとバイパス路Ｂとは、分流箇所、合流箇所
以外では分離されており、音波エネルギーの授受が全く
ないことが重要であり、内管12の周壁が多孔となってい
ることは避けなければならない。

なお、ディーゼルエンジン等排気ガス中にダストが混入
しているものについては、第３図に示す第２実施例のも
のの様に内管12内へのダストの堆積を防止する為に抵抗
体14に設ける通過孔13′を内管12の内周壁に接する様に
下方に設けたほうが良い。

又、この抵抗体14の通過孔13、13′の形状は必ずしも円
形に限る必要はなく、第４図に示す第３実施例の如く半
円形でも良く、更に他の形状でも良い。

前記各実施例において、排気導管１に導かれた排気ガス
は排気導管１と内管12との間、中間導管６と内管12との
間、およびテールパイプ２と内管12との間の主流路Ｍを
通り、その際消音器本体10の複数のチャンバー5a,5b,5c
を次々に横切り、テールパイプ２から外部に排出され
る。

一部の排気ガスは排気導管１から内管２内のバイパス路
Ｂに導かれ、抵抗体14の各通過孔13を通りテールパイプ
２から外部に排出されるが、主流路Ｍを通るガス流量に
比べて少量である。大部分のガスが流れる主流路Ｍには
抵抗が存在しないため排気抵抗は極めて小さい。

排気ガスが消音器本体10の内部又はその内部の複数のチ
ャンバーを横切る際に排気ガスの音波は減衰させられ
る。

一般には消音器本体10においてガス流が反転せず、排気
抵抗が小さい場合には共鳴現象が発生して音波は減衰さ
れないが、本発明の消音器においては、内管12に設けら
れている抵抗体14が音波に対する抵抗となるので共鳴現
象は阻止される。

次に、第５図及び第６図はこの発明の第４実施例を示す
ものであり、一端に排気導管１を有する消音器本体10の
他端には、主流路Ｍとバイパス路Ｂを有する共鳴防止体
11が連設されており、この共鳴防止体11の終端部にはテ
ールパイプ２が取付けられている。

消音器本体10の複数の隔壁4,4によって、複数のチャン
バー5a,5b,5cに区画されており、これらチャンバー5a,5
b,5c間は両隔壁4,4の中央を貫通した短い導管6,6によっ
て排気導管１と一直線上に位置して連通せしめられてい
る。この場合も必ずしもチャンバーに区画される必要は
ない。

一方、この消音器本体10に連設している共鳴防止体11は
外管15、内管12とからなる２重管構造となっており、外
管15と内管12との間の空隙上部に円弧状をした抵抗体14
が所定間隔で取付けられている。そして、抵抗体14の下
方は通過孔13となっている。つまり、この実施例におい
ては、第１実施例とは逆に内管12内が主流路Ｍ、内管12
と外管15との間がバイパス路Ｂとなっている。

一方、第７図はこの発明の第５実施例を示すものであ
り、この実施例は、テールパイプ２の上流側及び下流側
にそれぞれ分岐孔16,16をあけ、この分岐孔16,16間を分
岐管17で結び、この分岐管17内に通過孔13を有する抵抗
体14を所定間隔で複数個取付け、この分岐管17内をバイ
パス路Ｂ、テールパイプ２内を主流路Ｍとしたものであ
る。消音器本体10の他の部分の構成は第４実施例と同様
である。

更に、第８図はこの発明の第６実施例を示すものであ
り、この実施例は、排気導管１と消音器本体10との間に
共鳴防止体11を設けたものである。共鳴防止体11自体の
構成は、外管15、内管12とからなる２重管構造で、内管
12は複数の支持片19,19,…により外管15の内周壁との間
に何らの抵抗体も存在しない状態で支持され、主流路Ｍ
が形成されている。

内管12自体の構成は第１実施例のものと同じであり、同
一符号を付し、説明を省略する。

又、消音器本体10の構成は第４実施例と同様である。

なお、第４実施例のものの様に内管12内を主流路Ｍ、外
管15と内管12との間をバイパス路Ｂとしても良く、又、
第５実施例の様に、バイパス路Ｂを分岐させて外部に設
けても良いことはもちろんである。

更に、又、第９図に示す第７実施例の様に、消音器本体
10内に隔壁4,4をつらぬいて内管12を位置させ、この内
管12内に通過孔13を有する抵抗体14を複数個取付け、こ
の中をバイバス路Ｂ、中間導管6,6によって連通せしめ
られた空間を主流路Ｍとしても良い。

第10図は、この発明の第８実施例を示したものであり、
共鳴防止体又は排気導管又はテールパイプに併設された
バイパス路である内管12を波形でフィン状に成形したも
ので、フィン状体が抵抗体14となっている例であり、内
管12の導入側と排出側とには夫々小孔７が設けられてい
る。この実施例の内管12と抵抗体14とは一体に成形でき
るので製作が簡単である。

又、内管12と外管15との間のバイパス路Ｂに流れるガス
流量は抵抗体14があるため少量であるので、外管15はあ
まり高温とならない利点もある。

さらに、第11図は、この発明の第９実施例を示したもの
であり、内管12を波形でフィン状に成形し、さらに外管
15を波形に成形した例である。この例では内管12、外管
15ともにフレキシブルであるのでエンジンの振動が消音
器本体に伝達されない利点をもつ。

さらに第12図は、この発明の第10実施例を示したもので
あり、内管12と外管15との間に金網又は線状の抵抗体14
を設けたものであり、製作が容易である利点を有する。

さらに、第13図はこの発明の第11実施例を示したもので
あり、消音器本体10内の各チャンバー内には多数の通過
孔13を有し、中央に中間導管６の外径より大きな通路を
設けた多孔板で形成した抵抗体14を各々複数板設置した
ものである。

一方、第14図はこの発明の第12実施例を示すものであ
り、この実施例は、テールパイプ２の上流側に分岐孔16
をあけ、この分岐孔16に分岐管17を接続し、この分岐管
17内に通過孔13を有する抵抗体14を所定間隔で複数個取
付け、該分岐管17を終端部を閉塞し、テールパイプ２内
を主流路Ｍとしたものである。消音器本体10の他の部分
の構成は第５実施例と同様である。又、抵抗体は前記と
同様に多孔板、スパイラル状板、金網、又は線状体、グ
ラスウール等の繊維状吸音部材等でもよい。

なお、分岐孔16は排気導管１に設けても良い。この実施
例は長波長の音波に対し特に有効である。

又、第15図はこの発明の第13実施例を示すものである。

この実施例は、吸音型消音器本体とバイパス路とを組合
せたものであり、消音器本体10は外管20で形成され一端
が排気導管１、他端がテールパイプ２に接続され、多孔
の中間導管21とから構成されており、前記外管20と中間
導管21との間の空隙にはグラスウール等の吸音材22が充
填されている。この場合、多孔の中間導管21を、排気導
管１及びテールパイプ２と接続し、一体に形成すること
もできる。更に、テールパイプ２の上流側及び下流側に
それぞれ分岐孔16,16をあげ、この分岐孔16,16間を分岐
管17で結び、この分岐管17内に通過孔13を有する抵抗体
14を所定間隔で複数個取付け、この分岐管17内をバイパ
ス路Ｂ、テールパイプ２内を主流路Ｍとしている。

この実施例は3KHZ以上の高周波の音波に対しては効果的
であるが、低周波では効果が小さい吸音型消音器にバイ
パス路を組みあわせることにより低周波の音波も消音可
能にしたものである。

なお、バイパス路Ｂは第14図に示した第12実施例と同じ
く分岐管17として、その終端部を閉塞しても良い。

次に第16図、第17図はこの発明の第14実施例を示すもの
であり、吸音型消音器本体の外管と中間導管との間にバ
イパス路を位置させたものである。即ち、消音器本体10
は外管20及び多孔の中間導管21から構成されており、前
記外管20と中間導管21との間の空隙には周壁に多数の透
孔23を有する筒体24で形成するバイパス路Ｂが位置せし
められている。更に、前記バイパス路Ｂの内部も含め、
外管20と中間導管21との間の空隙にはグラスウール等の
吸音材22が充填されている。中間導管21は第13実施例と
同様に排気導管及びテールランプと一体に形成してもよ
い。

更に、第18図はこの発明の第15実施例を示すものであ
り、消音器本体10を外管20、多孔の内管25及び内外管の
中間に位置する中間導管21の三重管構造とし、外管20と
内管25との間にグラスウール等の吸収材22を充填し、中
間導管21と内管25との間の吸音材22で高周波数の音波の
消音を行い、外管20と中間導管21との間をバイパス路Ｂ
として低周波数の音波の消音を行うものである。

なお、第19図，第20図は排気音をテールパイプの終端か
ら45゜の角度で30cm離して実際に測定した場合の音圧の
スペクトル図である。第20図は第21図に示した従来の消
音器、第19図は本発明に係る消音器の測定結果であり、
従来の発音器においては第20図の示す如く、音圧が極め
て大きくなる周波数域が周期的に存在しており、共鳴現
象が発生していることが認められる。これに対し、第19
図に示す本発明の消音器においては、全体的に音圧は低
く、共鳴現象も認められず、消音が有効に行われてい
る。なお、この測定においては本発明の消音器の騒音レ
ベレは従来のものに比して約6db小さくなった。

（発明の効果）上述の通り、この発明の消音器は従来の消音器と全く異
なる原理にもとずくものであり、排気導管からテールパ
イプまでのガス流路はガス流が反転することのない様に
ほぼ直線状に形成されているので、排気抵抗は極めて小
さく、効率的に消音を行うことができる。又、極めて簡
単な構造であり、故障が発生するおそれもなく、耐久性
にもすぐれ、エネルギーの節約、騒音公害の防止に資す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る消音器の第１実施例の縦断正面
図、第２図は消音器本体の他の例の縦断側面図、第３図
は第２実施例の縦断側面図、第４図は第３実施例の縦断
側面図、第５図は第４実施例の縦断正面図、第６図はそ
の要部の縦断側面図、第７図は第５実施例の縦断正面
図、第８図は第６実施例の縦断正面図、第９図は第７実
施例の縦断正面図、第10図は第８実施例の縦断正面図、
第11図は第９実施例の縦断面図、第12図は第10実施例の
縦断面図、第13図は第11実施例の縦断面図である。第14
図は第12実施例の縦断面図、第15図は第13実施例の縦断
面図、第16図は第14実施例の縦断面図、第17図は第16図
の矢視Ｌ−Ｌ線断面図、第18図は第15実施例の縦断面図
である。又、第19図は本発明に係る消音器の音圧スペクトル図、
第20図は従来の消音器の音圧スペクトル図、第21図は従
来の消音器の一例の縦断正面図である。１……排気導管、２……テールパイプ、３……消音器本
体、４……隔壁、5a,5b,5c……チャンバー、６……中間
導管、７……小孔、９……段部、10……消音器本体、11
……共鳴防止体、12……内管、13……オリフィス、14…
…抵抗体、15……外管、16……分岐孔、17……分岐管、
19……支持片、20……外管、21……内管、22……吸音
材、23……透孔、24……筒体、25……中間筒。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン等の排気口に連なる排気導管、該
排気導管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連
なるテールパイプを有し、排気導管から消音器本体内に
設置された中間導管を通ってテールパイプまでのガス流
路はガス流が反転することのないようにほぼ直線状に形
成され、中間導管は消音器本体内に開口部を有するもの
であって、内部にガスが通過できる抵抗体を有し且つ両
端が開口した内管を排気導管、中間導管、テールパイプ
の内部の少なくとも一部分に設けることを特徴とする消
音器。
【請求項２】エンジン等の排気口に連なる排気導管、該
排気導管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連
なるテールパイプを有し、排気導管から消音器本体内に
設置された中間導管を通ってテールパイプまでのガス流
路はガス流が反転することのないようにほぼ直線状に形
成され、中間導管は消音器本体内に開口部を有するもの
であって、排気導管又はテールパイプの上流側から分流
し、下流側で排気導管又はテールパイプと合流するバイ
パス路を排気導管又はテールパイプに併設し、このバイ
パス路中にガスが通過できる抵抗体を設けたことを特徴
とする消音器。
【請求項３】エンジン等の排気口に連なる排気導管、該
排気導管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連
なるテールパイプを有し、排気導管からの消音器本体内
に設置された中間導管を通つてテールパイプまでのガス
流路はガス流が反転することのないようにほぼ直線状に
形成され、中間導管は消音器本体内に開口部を有するも
のであって、該消音器本体内には抵抗体となる複数の多
孔板を設けたことを特徴とする消音器。
【請求項４】エンジン等の排気口に連なる排気導管、該
排気導管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連
なるテールパイプを有し、排気導管から消音器本体内に
設置された中間導管を通ってテールパイプまでのガス流
路はガス流が反転することのないようにほぼ直線状に形
成されており、中間導管は消音器本体に開口部を有し、
排気導管又はテールパイプから分岐され、終端部が閉塞
され、内部に抵抗体を設けた分岐管を設けたことを特徴
とする消音器。
【請求項５】該消音器本体が複数に区分されたチャンバ
ーを有する特許請求の範囲大（１）項記載の消音器。
【請求項６】内管又はバイパス路、又は排気導管又はテ
ールパイプの内管又はバイパス路が併設された部分が波
形チューブで構成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項記載の消音器。
【請求項７】エンジン等の排気口に連なる排気導管、該
排気導管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連
なるテールパイプを有し、排気導管から消音器本体内に
設置された中間導管を通ってテールパイプまでのガス流
路はガス流が反転することのないようにほぼ直線状に形
成され、中間導管は消音器本体内に開口部を有するもの
であって、中間導管に多孔の内管を設け、該中間導管と
該内管との間及び該中間導管と該消音器本体との間に吸
音材を充填したことを特徴とする消音器。
【請求項８】エンジン等の排気口に連なる排気導管、該
排気導管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連
なるテールパイプを有し、排気導管から消音器本体内に
設置された中間導管を通ってテールパイプまでのガス流
路はガス流が反転することのないようにほぼ直線状に形
成され、中間導管は消音器本体内に開口部を有するもの
であって、該中間導管が多孔であり、該中間導管と該消
音器本体との間には、充填材を充填し、かつバイパス路
を設け、該バイパス路中に抵抗体を設けたことを特徴と
する消音器。
【請求項９】エンジン等の排気口に連なる排気導管、該
排気導管に連なる消音器本体、および該消音器本体に連
なるテールパイプを有し、排気導管から消音器本体内に
設置された中間導管を通ってテールパイプまでのガス流
路はガス流が反転することのないようにほぼ直線状に形
成され、中間導管は消音器本体内に開口部を有するもの
であって、該中間導管が多孔であり、該中間導管と該消
音器本体との間には、充填材を充填し、該排気管又はテ
ールパイプから分岐されたバイパス路を有し、該バイパ
ス路中に抵抗体を設けたことを特徴とする消音器。