JPH1030426A - 吸音体及びこれを用いた消音器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消音性能に優れ、使用材料の低減化、重量の
軽減化、製造の容易化を図りうる吸音体及び消音器を提
供する。 【解決手段】 径が異なり長さが略等しい複数の筒状体
２〜６に各々多数の小孔２ａ〜６ａを形成するととも
に、これら筒状体２〜６の端面を揃えて同心状に配して
その上下層の筒状体間に消音空間１２ａ〜１２ｄを設け
る。上記各消音空間１２ａ〜１２ｄの両端部を端板９，
１０，１３，１４，１５にて閉塞して吸音体１を構成す
る。この吸音体１を、小孔を形成した排気管の外周に嵌
合して消音器を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は吸音体及びこれを用
いた消音器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、吸音体として、実開平４−５４９
１８号公報に開示されているように、多数の小孔を有す
る薄肉板と多数の小孔を有する薄平板とを交互に重ね、
これらを多重に巻回して構成したもの（これを第１の従
来の技術とする）や、実開平６−８７１８号公報に開示
されているように、上記の吸音体を自動車の排気系に組
み込まれる消音器内のパイプ外周に巻設して消音器を構
成したもの（これを第２の従来技術とする）や、更に、
実開昭６０−２３２０７号公報に開示されているよう
に、パイプの外周に１枚の無孔板のみを螺旋状に巻回す
るとともにその両端を端板で閉塞してその板間で螺旋状
通路を形成した消音器（これを第３の従来の技術とす
る）がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記第１及び第２の従
来の技術においては、螺旋状に巻回された薄平板同士の
間を埋めるように薄波板を介在させることから、長大な
薄波板を必要とし、その吸音体及び消音器の重量が重く
なる上にコストが嵩む問題がある。

【０００４】また、上記第３の従来の技術においては、
その螺旋状の板端面に端板を確実に固定して両板端面を
確実に閉塞することが困難で、製造困難な問題がある。
更に、上記従来のように構成材を螺旋状に巻回するもの
においては、吸音体の径方向断面が円形でないと螺旋体
を形成し難く、異形断面の吸音体に適用し難い問題があ
る。

【０００５】そこで本発明は、上記の各問題を解決する
ことができる吸音体及びこれを用いた消音器を提供する
ことを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、径が異なり長さが略等し
い複数の筒状体（２〜６）に各々多数の小孔（２ａ〜６
ａ）を形成するとともに、これら筒状体（２〜６）の端
面を揃えて同心状に配してその内外層の筒状体間に消音
空間（１２ａ〜１２ｄ）を設け、上記各消音空間（１２
ａ〜１２ｄ）の両端部を端板（９，１０，１３，１４，
１５）にて閉塞したことを特徴とする吸音体である。

【０００７】本発明においては、例えば自動車の排気音
を消音する場合に、最内層の筒状体（２）内に排気ガス
を導入すると、その排気ガス自体は筒状体（２）内を流
れて下流に吐出されるが、その排気音のエネルギーは、
その小孔（２ａ）から外部に形成された消音空間（１２
ａ）内に放出され、該消音空間（１２ａ）で拡張消音さ
れるとともに、外層の筒状体（３）に当たってそのエネ
ルギーが吸収される。更にその消音空間（１２ａ）内の
排気音はその外層の筒状体（３）の小孔（３ａ）からそ
の外部の消音空間（１２ｂ）に放出される。更に上記の
流れを繰り返して拡張消音による排気脈動の低減と小孔
の通過抵抗による排気エネルギーの減衰効果が高周波音
を消音する。

【０００８】請求項２記載の発明は、上記端板を、筒状
体（２）〜（６）同士の間に介在されたスペーサ（９）
（１０）（１３）（１５）で形成した吸音体である。請
求項３の発明は、上記各端板を、その内外層に位置する
筒状体（２）〜（６）のいずれか一方に溶接固定し、他
方とは摺動可能にした吸音体である。

【０００９】請求項４記載の発明は、上記の端板を、各
筒状体（２）〜（６）の端面に当接して各消音空間（１
２ａ）〜（１２ｄ）を閉塞する１枚の板（１４）で形成
した吸音体である。

【００１０】請求項５記載の発明は、径が異なり長さが
略等しい複数の筒状体（２〜６）に各々多数の小孔（２
ａ〜６ａ）を形成するとともに、これら筒状体（２〜
６）の端面を揃えて同心状に配してその内外層の筒状体
間に消音空間（１２ａ〜１２ｄ）を設け、上記各消音空
間（１２ａ〜１２ｄ）の両端部を端板（９，１０，１
３，１４，１５）にて閉塞して吸音体（１）を形成し、
該吸音体（１）を、多数の小孔（１７ａ）（２２ａ）を
有する排気管（１７）（２２）の外周に嵌着し、該吸音
体（１）の外部を容器で囲んでなる消音器である。

【００１１】本発明によれば、例えば自動車の排気音を
消音する消音器の排気管に吸音体（１）を嵌合装着した
場合、排気管（１７）（２２）内の排気音は、排気管
（１７）（２２）の小孔（１７ａ）（２２ａ）から吸音
体（１）内に放出され、その吸音体（１）内で上記のよ
うに消音される。

【００１２】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明における排気管が消音器のインレットパイプ（２２）
であるとともに、該インレットパイプ（２２）の後端を
閉塞した消音器である。

【００１３】本発明によれば、インレットパイプ（２
２）内に導入した排気ガス自体もその小孔（２２ａ）か
ら吸音体（１）内に放出され、上記よりも一層吸音体
（１）内で消音されるとともに、吸音体（１）内でガス
の拡散作用もされるので、消音に加えてガス流自体のエ
ネルギーも減衰される。そのため、インレットパイプか
らインナプレート間の消音室に排気ガスを放出するメイ
ンマフラにおいて、インレットパイプから放出された排
気ガスがインナプレートを加振することを抑制し、放射
音の発生を抑制する。

【００１４】請求項７記載の発明は、上記請求項５又は
６記載の発明において、端板を、筒状体同士の間に介在
されたスペーサ（９）（１０）（１３）（１５）で形成
した消音器である。

【００１５】請求項８記載の発明は、上記請求項５又は
６又は７記載の各端板を、その内外層に位置する筒状体
（２）〜（６）のいずれか一方に溶接固定し、他方とは
摺動可能にした消音器である。

【００１６】請求項９記載の発明は、上記請求項５又は
６記載の発明において、端板を、各筒状体（２〜６）の
端面に当接して各消音空間（１２ａ〜１２ｄ）を閉塞す
る１枚の板（１４）で形成した消音器である。

【００１７】

【発明の実施の形態】図に示す実施例に基づいて本発明
の実施の形態について説明する。図１乃至図４は吸音体
の第１実施例を示す。

【００１８】１は吸音体で、直径が異なり軸方向の長さ
が等しいか略等しい複数の筒状体２〜６に各々多数の小
孔２ａ〜６ａを形成するとともに、これら筒状体２〜６
の端面を揃えて同心状に配し、かつ、各筒状体２〜６の
相互間の両端部に断面コ字状のスペーサからなる端板
９，１０を嵌合するとともに該端板９，１０を夫々その
内外に重合する筒状体２〜６にスポット溶接Ｗで固定し
て、上記各筒状体２〜６を一体化して形成されている。

【００１９】上記各筒状体２〜６の小孔２ａ〜６ａは、
各筒状体２〜６の表裏方向に貫通して形成され、かつそ
の形成位置は消音に最適な位置に設定するもので、図の
実施例においては、内層の筒状体２〜６の小孔２ａ〜５
ａがその外層の筒状体３〜６の無孔部１１に対向する位
置に形成している。すなわち、下層の筒状体の小孔がそ
の上層の小孔に対し、筒状体の軸方向（図１参照）及び
周方向（図２参照）に位相して形成されている。

【００２０】また、図１乃至図４の実施例では、各筒状
体２〜６を円筒に形成するとともに各筒状体２〜６の直
径を、これらの間に拡張消音に最適な消音空間１２ａ〜
１２ｄが形成されるように設定している。また、該各筒
状体２〜６は多孔金属平板、所謂パンチングプレートを
筒状に巻いてその巻端相互を溶接固着して形成されてい
る。

【００２１】上記端板９，１０は、上記消音空間１２ａ
〜１２ｄに嵌合する断面コ字状で図４に示すような無端
リング状に形成されており、直径の異なる上記各環状の
消音空間１２ａ〜１２ｄに対応する直径の異なるものを
複数用意して、各々の消音空間１２ａ〜１２ｄの両端に
嵌合してその両端を塞いでいる。

【００２２】図５乃至図７は第２実施例を示すもので、
上記断面コ字状の端板９，１０の代わりに、径方向の断
面が矩形のＣリング状のスペーサ１３により端板を形成
したものである。そして、上記実施例と同様に、直径の
異なる各環状の消音空間１２ａ〜１２ｄに対応する直径
の異なるものを複数用意して、各々の消音空間１２ａ〜
１２ｄの両端に嵌合するとともにその内外に重合する筒
状体２〜６に点溶接Ｗで固定してその両端を塞いでい
る。

【００２３】図８は第３実施例を示すもので、上記図１
乃至図４に示す第１実施例における夫々の端板９を、そ
の内層又は外層に重合する筒状体２〜６のいずれか一方
に点溶接Ｗで固定して、各端板９部における内外層の筒
状体２〜６が相対的に軸方向へスライドできるようにし
たものである。

【００２４】この溶接Ｗは、図８に示すように、内層の
筒状体２から外層の筒状体６に向かって、左右交互に行
うとよい。本実施例によれば、この吸音体をエンジンの
排気系に使用した場合において、内層から外層に至るに
つれて排気温が低下することにより、内外層の筒状体２
〜６間に熱膨張差が生じた場合に、内外層の筒状体２〜
６が相対的に軸方向及び周方向にスライドし、熱応力を
吸収して吸音体の破損を防止する。

【００２５】尚、上記図５乃至図７に示す第２実施例の
端板１３においても、本第３実施例のように内外層の２
〜６のいずれか一方に点溶接してもよい。図９及び図１
０は上記端板９，１０，１３の代わりに、１枚板の端板
１４としたものである。すなわち、上記のように層状に
嵌合した筒状体２〜６の半径方向に対する断面形状を、
その外側の谷部面１４ａに上記各筒状体２〜６の端部が
嵌合する蛇腹状に折曲形成し、かつこの断面形状で、最
内層の筒状体２の軸心を中心とする環状に形成したもの
である。

【００２６】本実施例によれば、端板１４の蛇腹形状を
所定に形成することにより、該端板１４を各筒状体２〜
６の端部に嵌合するのみで、各筒状体２〜６を、所定の
消音空間１２ａ〜１２ｄをもって配置できる。また、本
第４実施例によれば、上記第１，第２，第３実施例のよ
うに各消音空間１２ａ〜１２ｄ毎にスペーサ状の端板
９，１０，１３を配置するものに比べて使用端板の種類
と数が少なくなり、組付作業が容易になるとともに端板
の管理も容易になる。

【００２７】図１１は第５実施例を示す。本第５実施例
は、各筒状体２〜６の軸方向の両端部において、その筒
状体に成形する以前の平板基板２′〜６′の表裏面の一
方に、平板状のスペーサからなる端板１５を軸心１６と
直交する径方向に配置して溶接固定し、この平板基板
２′〜６′と端板１５を軸心１６を中心として巻回して
筒状体２〜６を形成するようにしたものである。そし
て、このような径の異なる筒状体２〜６を、内外層の筒
状体２〜６間に上記の端板１５が密着介在するようにし
て図５のように嵌合し、他方の筒状体に点溶接Ｗで固定
して消音体１を構成する。

【００２８】図１２は上記図１〜図４に示す第１実施例
のように構成された消音体１を自動車の排気系に組み付
けられるサブマフラに適用した実施例である。すなわ
ち、サブマフラを構成する有孔インナパイプ１７の外周
に上記の消音体１の最内層の筒状体２を、上記と同様の
端板９，１０を介して嵌合固着し、その消音体１の外周
部を、消音空間１８を有してアウタシェル１９で囲み、
更に消音体１の両端外側を消音空間２０を有してアウタ
プレート２１で閉塞したものである。このアウタシェル
１９とアウタプレート２１が吸音体１の容器となってい
る。

【００２９】上記の構成において、排気ガスがインナパ
イプ１７内に流入すると、その排気音は、インナパイプ
１７の小孔１７ａから放出され、消音体１における最内
層の筒状体２の小孔２ａを通じて図１に示すように第１
の消音空間１２ａ内に流出する。この流出時において、
第１の消音空間１２ａ内に拡散されて拡張消音されると
同時に、第２の筒状体３に排気ガス流が当り、そのエネ
ルギーが第２の筒状体３で吸収され、排気ガスのもつエ
ネルギーが低減する。

【００３０】そして、第２の筒状体３の小孔３ａから流
出した排気音が第２の消音空間１２ｂ内で上記と同様に
拡張消音されると同時に排気ガスのエネルギーが第３の
筒状体４で吸収され、更に第３の筒状体４の小孔４ａ→
第３の消音空間１２ｃ→第４の筒状体５の小孔５ａ→第
４の消音空間１２ｄ→第５の筒状体６の小孔６ａを通過
する毎に拡張消音とエネルギーの吸収が繰り返されて最
外層の筒状体６から消音体１外の消音空間１８及び２０
に流出する。

【００３１】上記の繰り返しの拡張消音による排気脈動
の低減が衝撃音を抑え、小孔による排気ガスの整流効果
が高周波音を消音する。また、最外層の筒状体６の外部
に設けられた消音空間１８，２０も拡張室として有効に
作用する。

【００３２】上記図１２は、上記図１〜図４に示す消音
体１を使用した例であるが、図５〜図８に示す端板１３
を使用した消音体１や、図９及び図１０に示す１枚状の
端板１４を使用した消音体１、更には図１１に示す筒状
体を使用した消音体１を、上記図１２に示すようにイン
ナパイプ１７の外周に固設してサブマフラを構成しても
よく、これによっても上記図１２で説明したと同様の作
用、効果を発揮する。

【００３３】図１３は上記図１〜図４に示す第１実施例
のように構成された消音体１を自動車の排気系に組み付
けられるメインマフラに適用した実施例である。すなわ
ち、メインマフラを構成するインレットパイプ２２にお
けるメインマフラ内の部分に小孔２２ａを形成し、該小
孔形成部分の外周に上記図１〜図４に示す第１実施例の
消音体１における最内層の筒状体２を、上記の端板９，
１０を介して嵌合固着したものである。

【００３４】図１３において、上記インレットパイプ２
２の後端は栓２３で閉塞されている。メインマフラはア
ウタシェル２４とアウタプレート２５及びインナプレー
ト２６，２７で第１室２８、第２室２９及び第３室３０
に区画され、上記インレットパイプ２２は、その有孔部
が第２室２９部に位置するように配置固定されている。
また、上記の消音体１は主として第２室２９部に位置し
て配置固定されている。３１は第１室２８と第２室２９
を連通する第１のインナパイプ、３２は第２室２９と第
３室３０を連通する第２のインナパイプ、３３は第３室
３０内の排気ガスを外部へ排出するアウトレットパイプ
である。

【００３５】このように構成されたメインマフラにおい
て、インレットパイプ２２内に導入された排気音は、イ
ンレットパイプ２２に形成した小孔２２ａから消音体１
内へ入り、上記図１２の説明と同様に流れて拡張消音さ
れる。また、消音体１内でガスの拡散作用が行われるた
め、消音体１から放出された排気ガスがインナプレート
２６，２７を加振することを抑制し、インナプレート２
６，２７の振動により発生する放射音を抑制する。

【００３６】そして、消音体１から第１室２８、第２室
２９、第３室３０に流出するときに更に拡張消音され、
排気ガスは、第１のインナパイプ３１、第２のインナパ
イプ３２を経てアウトレットパイプ３３より器外へ排出
される。

【００３７】上記図１３は、上記図１〜図４に示す消音
体１を使用した例であるが、図５〜図８に示す端板１３
を使用した消音体１や、図９及び図１０に示す端板１４
を使用した消音体１、更には図１１に示す筒状体を使用
した消音体１を、上記図１３に示すようにインレットパ
イプ２２の外周に固設してメインマフラを構成してもよ
く、これによっても上記図１３で説明したと同様の作
用、効果を発揮する。

【００３８】尚、上記の消音体１の各筒状体２〜６は、
上記実施例のような真円断面に限る必要はなく、楕円断
面や角断面等の異形断面でもよい。また、各筒状体２〜
６の小孔２ａ〜６ａの形成位置は、所望に設定するもの
であるが、上記各実施例のように、上下層の筒状体との
小孔同士が位相しているのが望ましい。更に各小孔２ａ
〜６ａの孔径は所望に設定するが、一般的には数十μｍ
〜数ｍｍが望ましい。

【００３９】また、筒状体２〜６の板厚は所望に設定す
るが、一般的には、数十μｍ〜数ｍｍが望ましい。更
に、筒状体２〜６と端板９，１０，１３，１４，１５の
固定は、スポット溶接、アーク溶接等の溶接や、塑性変
形によるかしめ固着や、更には接着剤や螺着等、所望の
方法によって固定するものである。

【００４０】

【発明の効果】以上のようであるから、請求項１乃至４
の発明によれば、各消音空間の存在によって有効に消音
できる上に、この吸音体を製造するには、多数の小孔を
有する平板（所謂パンチングプレート）を巻いて筒状体
を作り、その径の異なる筒状体を同心状に嵌合配置し、
その両端部に端板を閉塞固定すればよいため、前記従来
のような波板を使用するものに比べて使用材料が最小限
で済み、コスト低減、重量低減を図り得る。

【００４１】更に、従来の螺旋状に巻回するものに比べ
て、筒状体間の消音空間の両端部を閉塞する作業が容易
でかつ確実に行え、製造の容易化を図りコスト低減を図
ることができる。

【００４２】また、断面異形の筒状体を容易に形成でき
るので、これを嵌合して形成する吸音体は、所望の異形
断面に容易に形成できる。請求項３記載の発明によれば
更に、吸音体をエンジンの排気系に使用した場合におい
て、内層から外層に至るにつれて排気温が低下すること
により、内外層の筒状体間に熱膨張差が生じた場合に、
内外層の筒状体が相対的に軸方向及び周方向にスライド
し、熱応力を吸収して吸音体の破損を防止できる。

【００４３】請求項５記載の発明及び請求項７及び請求
項９記載の発明によれば、上記の効果を有する消音器を
提供できる。請求項６記載の発明によれば、インナプレ
ートを有するメインマフラにおいて、上記の効果に加
え、更に、インレットパイプから放出される排気ガスが
インナプレートを加振することを抑制でき、放射音の発
生を抑制できる。

【００４４】請求項８記載の発明によれば、更に上記請
求項３に記載した効果を有する消音器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸音体の第１実施例を示す側断面図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。

【図３】図１のＢ部の拡大断面図。

【図４】図１の実施例における端板を示す斜視図。

【図５】本発明の吸音体の第２実施例を示す要部の断面
図。

【図６】図５の実施例における端板の斜視図。

【図７】同正面図。

【図８】本発明の吸音体の第３実施例を示す要部の断面
図。

【図９】本発明の吸音体の第４実施例を示す要部の断面
図。

【図１０】図９の実施例における吸音体の端面図。

【図１１】本発明の吸音体を形成する筒状体の他の例を
示すもので、平板状態の斜視図。

【図１２】本発明の吸音体をサブマフラとしての消音器
に適用した実施例を示す消音器の断面図。

【図１３】本発明の吸音体をメインマフラとしての消音
器に適用した実施例を示す消音器の断面図。

【符号の説明】

１…吸音体 ２〜６…筒状体 ２ａ〜６ａ…小孔 ９，１０，１３，１４，
１５…端板 １２ａ〜１２ｄ…消音空間 １７…排気管 １７ａ…小孔 ２２…排気管であるイン
レットパイプ ２２ａ…小孔

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 径が異なり長さが略等しい複数の筒状体
   に各々多数の小孔を形成するとともに、これら筒状体の
   端面を揃えて同心状に配してその内外層の筒状体間に消
   音空間を設け、上記各消音空間の両端部を端板にて閉塞
   したことを特徴とする吸音体。
2. 【請求項２】 端板が、筒状体同士の間に介在されたス
   ペーサである請求項１記載の吸音体。
3. 【請求項３】 各端板を、その内外層に位置する筒状体
   のいずれか一方に溶接固定し、他方とは摺動可能にした
   請求項１又は２記載の吸音体。
4. 【請求項４】 端板が、各筒状体の端面に当接して各消
   音空間を閉塞する１枚の板からなる請求項１記載の吸音
   体。
5. 【請求項５】 径が異なり長さが略等しい複数の筒状体
   に各々多数の小孔を形成するとともに、これら筒状体の
   端面を揃えて同心状に配してその内外層の筒状体間に消
   音空間を設け、上記各消音空間の両端部を端板にて閉塞
   して吸音体を形成し、該吸音体を、多数の小孔を有する
   排気管の外周に嵌着し、該吸音体の外部を容器で囲んで
   なる消音器。
6. 【請求項６】 排気管が消音器のインレットパイプであ
   るとともに、該インレットパイプの後端を閉塞した請求
   項５記載の消音器。
7. 【請求項７】 端板が、筒状体同士の間に介在されたス
   ペーサである請求項５又は６記載の消音器。
8. 【請求項８】 各端板を、その内外層に位置する筒状体
   のいずれか一方に溶接固定し、他方とは摺動可能にした
   請求項５又は６又は７記載の消音器。
9. 【請求項９】 端板が、各筒状体の端面に当接して各消
   音空間を閉塞する１枚の板からなる請求項５又は６記載
   の消音器。