JP2004116374A - マフラの排気管構造及びマフラ - Google Patents
マフラの排気管構造及びマフラ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004116374A JP2004116374A JP2002279620A JP2002279620A JP2004116374A JP 2004116374 A JP2004116374 A JP 2004116374A JP 2002279620 A JP2002279620 A JP 2002279620A JP 2002279620 A JP2002279620 A JP 2002279620A JP 2004116374 A JP2004116374 A JP 2004116374A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- muffler
- pipe
- exhaust
- pipe structure
- exhaust pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
【課題】背圧の上昇を抑制しつつ、簡易な構造でマフラの気流騒音を低減することができる排気管構造を提供する。
【解決手段】マフラ10の排気管構造によれば、仕切り板60の配設による整流作用によって曲管部52を通過する排気ガスが整流され、その曲管部52に生じる二次流れを防止又は抑制することができる。このため、排気ガスが当該排気管構造から大気に排出された際にこの二次流れが原因で生じる気流騒音を減少することができる。つまり、かかる仕切り板60を追加した簡易な構造により気流騒音減少を実現することができると共に、マフラ本体11側にグラスウール等の吸音材を配設して対処する必要性も小さくなり、マフラ10自体を低コストに製造することができる。さらに、単に仕切り板を追加するに過ぎないため、それにより特に背圧を上昇させることもない。
【選択図】 図2
【解決手段】マフラ10の排気管構造によれば、仕切り板60の配設による整流作用によって曲管部52を通過する排気ガスが整流され、その曲管部52に生じる二次流れを防止又は抑制することができる。このため、排気ガスが当該排気管構造から大気に排出された際にこの二次流れが原因で生じる気流騒音を減少することができる。つまり、かかる仕切り板60を追加した簡易な構造により気流騒音減少を実現することができると共に、マフラ本体11側にグラスウール等の吸音材を配設して対処する必要性も小さくなり、マフラ10自体を低コストに製造することができる。さらに、単に仕切り板を追加するに過ぎないため、それにより特に背圧を上昇させることもない。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のマフラの端部から延出し、排気ガスを外部に導出するマフラの排気管構造、及び該排気管構造を備えたマフラに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、車両エンジンの排気経路にはマフラが介装され、このマフラ内で排気ガスを膨張、収縮、或いは干渉させてその内圧力を下げることにより消音を行っているが、特に近年においては、車両の性能、経済性ならびに環境に対する配慮から車両に各種の補機を搭載することが多く、そのため、マフラの配置についても車体に対して横置きにするなどの制約がかかることがある。
【0003】
このような制約に対応するため、マフラに排気ガスを導入するためのインレットパイプや、マフラを通った排気ガスを大気中に排出するアウトレットパイプ(又はテールパイプ)の取り回しに種々の制限が加わり、これらインレットパイプやアウトレットパイプに曲管部を設ける等により、この問題に対応していた(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−82142号公報 (図1〜図12)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のマフラにおいては、その排気管側であるアウトレットパイプ(又はテールパイプ)内の曲管部において、排気ガスの旋回流による二次流れ現象が生じ、その排気ガスが大気への出口開口端から排出された際に、大きな気流騒音が発生するといった問題があった。
【0006】
すなわち、図6(a)に概念的に示すように、例えば図示しないマフラ本体からL字状のテールパイプ100に導出された排気ガスは、このテールパイプ100内の曲管部110を螺旋状に流通する二次流れとなり、大気に排出される。このとき、同図(b)に色付領域で排気ガスの流通部を示すように、特にエンジンの高回転域において、管内の排気ガスの流れが偏って圧力分布の差が生じ、これが出口開口部120にて大気に開放される際に気流騒音を発生させるのである。
【0007】
このような気流騒音の発生を抑制するために、例えばマフラ本体側にグラスウール等の吸音材を配設して対処することも考えられるが、材料コストや作業コストが嵩むという問題があった。
また、マフラ本体の管径を大きくしたり楕円断面にする、或いは、曲管部から出口開口端の間に直管部(ストレート部)を設け、この直管部を長くして整流する等の方法が考えられるが、その場合には背圧が上がってしまい、マフラの排気効率が悪化してしまうといった別の問題があった。
【0008】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、背圧の上昇を抑制しつつ、簡易な構造でマフラの気流騒音を低減することができる排気管構造を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題に鑑み、本願請求項1記載のマフラの排気管構造は、車両に搭載されるマフラの壁面から外方に延設された管構造を有し、マフラからの排気ガスを流通させ、その出口開口端から大気に排出させるマフラの排気管構造であって、少なくともその出口開口端近傍に曲管部を有し、この曲管部の少なくとも出口開口端近傍に配置されたものに、排気ガスの流路をこの曲管部の延設方向に沿って複数の流路に分割する仕切り板が設けられたことを特徴とする。
【0010】
すなわち、ここでいう「マフラの排気管構造」とは、マフラの壁面から延出したテールパイプや、或いはマフラ内部から延びて外部に延出したアウトレットパイプの一部といったように、マフラ外部に延出した部分の排気管構造を意味する。また、「曲管部」が当該排気管構造における少なくとも大気につながる出口開口端近傍に設けられていると表現したのは、請求項1記載のマフラの排気管構造が、マフラ外部に延出する排気管構造について、その数箇所に曲管部を有するものを排除するものではない旨を明確にしたものである。
【0011】
かかる構成によれば、後述する実施例でも述べるように、仕切り板の配設による整流作用によって曲管部を通過する排気ガスが整流され、その曲管部に生じる二次流れを防止又は抑制することができる。このため、排気ガスが当該排気管構造の出口開口端から大気に排出された際に、この二次流れが原因で生じる気流騒音を減少することができる。つまり、単に仕切り板を追加するという簡易な構造により気流騒音の減少を実現することができるのである。その結果、マフラ本体側にグラスウール等の吸音材を配設して対処する必要性も小さくなり、マフラ自体を低コストに製造することができる。さらに、単に仕切り板を追加するに過ぎないため、それにより特に背圧を上昇させることもない。
【0012】
具体的には、例えば請求項2に記載のように、マフラの端部壁面から1/4円弧状に延設され、その一端がマフラ内部に連通したテールパイプとして構成されたものでもよいし、或いは、マフラ内部からストレートに延びるアウトレットパイプの延長としてマフラの端部壁面から1/4円弧状に延設されたものでもよい。尚、ここでいう「円弧状」には、楕円弧状のものや丸みを帯びたL字状のもの等、種々の曲線状のものを含む概念である。
【0013】
また、請求項3に記載のように、上記仕切り板は、分割された曲管部の流路の長さが互いに略等しくなるような角度でこの曲管部を仕切るように配設されているのが好ましい。
すなわち、排気管構造の断面に仕切り板をどのような角度で配置するかにより、気流騒音の低減効果も変化すると考えられる。これについては、後述する実施例でも述べるように、分割された曲管部の流路の長さが互いに異なるような角度の場合でも一定の整流効果は得られるのであるが、その流路の長さの差が小さい方が整流効果が大きく気流騒音の抑制効果も高いため、流路の長さが互いに略等しくなるのが好ましいと考えられる。
【0014】
より具体的には、請求項4に記載のように、上記曲管部が、仕切り板によってその流路が二分割され、この分割された両流路断面の大きさが互いに略等しくなるθ状の断面を有するように形成されていてもよい。流路断面の大きさが略等しければ、排気ガスが当該曲管部に均一に導入及び導出されるため、気流騒音の抑制効果もさらに高くなると考えられるからである。
【0015】
本発明の排気管構造は、請求項5に記載のように、曲管部の終端から出口開口端にかけて直管部が設けられ、この直管部の長さが、予め定める整流長さよりも短くなるように構成されたものについて、その効果を顕著に発揮する。
すなわち、排気管構造によっては、曲管部の終端に出口開口端を有するのではなく、曲管部の終端にさらに直管部が連設され、その直管部の先端に出口開口端を有するものがある。その場合、排気ガスが曲管部から直管部に移行すると、この直管部にて整流作用が働き、排気ガスの二次流れが抑制される。従って、この二次流れが十分に収まるほど直管部が長い場合には、その直管部により気流騒音が許容レベル以下になり、仕切り板を設ける必要性が小さくなるのである。ここでいう「整流長さ」とは、その直管部の整流作用が一定以上に大きくなる長さいい、マフラの仕様等に基づいて予め定まるものである。
【0016】
換言すれば、曲管部に連設された直管部の長さが、設計の都合上このような予め定める整流長さよりも短くなる場合があり、そのような場合に、上記仕切り板による整流効果が顕著に発揮されるのである。また別の見方をすれば、かかる構成では、気流騒音の低減効果を発揮しつつ、直管部を短くすることができるため、排気管構造自体を小さくすることができ、スペースやコスト上有利であるという効果も得られる。
【0017】
以上に述べた排気管構造を備えた請求項6に記載のマフラは、その気流騒音の低減効果を有効に発揮することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を一層明確にすべく、本発明の好適な実施例を図面と共に説明する。図1は本実施例に係る自動車用マフラの断面構造(上方から見たもの)を表し、図2はその主要部である排気管構造の断面図を表している。
【0019】
図1に示すように、本実施例のマフラ10は、車体に対して横置きに搭載されるタイプのものであり、円筒状のマフラ本体11と、このマフラ本体11の左端を閉塞する左端板12と、同じく右端を閉塞する右端板13とを有している。
このマフラ10には、マフラ本体11に車両エンジンの排気系で発生した排気ガスを導入するためのインレットパイプ14と、マフラ本体11を通った排気ガスを外部に導出するアウトレットパイプ15と、アウトレットパイプ15に連設されると共にマフラ本体11の外部に延出して排気ガスを大気に排出するテールパイプ16とが設けられている。
【0020】
このマフラ本体11は、直径約190mm、長さ約740mmの円筒状をなし、その内部には、左側から第1セパレータ21、第2セパレータ22、第3セパレータ23が設けられ、これによりマフラ10の内部は左側から第1室31、第2室32、第3室33、第4室34に分割されている。
【0021】
第1、第2、第3セパレータ21、22、23の面内には、夫々透孔21a、22a、23aが放射状に複数穿設され、また、第1、第2、第3セパレータ21、22、23及び右端板13の各々の略中央には、アウトレットパイプ15を貫通させるための貫通孔21b、22b、23b、13bが穿設されている。
【0022】
インレットパイプ14は、直径約54mm、長さ約300mmの円筒状をなし、マフラ本体11の壁面に設けられた貫通孔を介して前方から部分的に挿通され、マフラ本体11の第3室33に配設されている。また、インレットパイプ14のマフラ本体11内に位置する部分には、その外周面に沿って多数の排気孔14aが穿設されている。
【0023】
アウトレットパイプ15は、直径約60mm、長さ約670mmの円筒状をなし、マフラ本体11に平行に左右に延設され、第1セパレータ21、第2セパレータ22、第3セパレータ23、右端板13の上記貫通孔21b、22b、23b、13bを貫通し、入口側開口端は第1室31に位置している。
【0024】
テールパイプ16は、直径約60mmの円筒部材を屈曲して形成され、その延出方向に1/4円弧状に延設され、その出口開口端が後方を向くように形成されている。テールパイプ16の入口開口端は、右端板13の位置でアウトレットパイプ15の出口開口端に連設(溶接)されている。
【0025】
そして、図中矢印にて示すように、エンジンから排出された排気ガスは、図示しない排気パイプを経由してインレットパイプ14を介してマフラ本体11内に導入され、多数設けられた排気孔14aから第3室33に放射状に排出される。そして、一部の排気ガスは直接透孔22aを通って第2室32に導入され、残りの排気ガスは一端透孔23aを通って第4室34に導入された後、再び透孔23aを通って第3室33に導入され、透孔22aを通って第2室32に導入される。そして、この排気ガスは、さらに透孔21aを通って第1室31に導入された後、アウトレットパイプ15にその入口開口部から導入され、当該アウトレットパイプ15、テールパイプ16を通って、テールパイプ16の出口開口部から大気に排出される。そして、排気ガスが第1室31〜第4室34を経由する過程で膨張、収縮、干渉を繰り返すことにより、気流音の低減(消音)が行われる。
【0026】
次に、本実施例の主要部であるテールパイプ16の詳細構造(排気管構造)について、図2及び図3に基づいて説明する。図2(a)はテールパイプ16の上方から見た断面図であり、図2(b)はそのA−A断面図である。
図2(a)に示すように、テールパイプ16は、略1/4円弧状の本体を有し、アウトレットパイプ15に接続する直径約60mm長さ約10mmの直管部51,直管部51に連設された曲率半径約110mmの曲管部52,曲管部52に連設してやや拡管され、先端に大気への出口開口部を有する長さ約70mmの直管部53から構成される。そして、テールパイプ16の曲管部52の内部には、同図(b)にも示すように、排気ガスの流路を二分割する仕切り板60が、その延出方向に沿って配設されている。この仕切り板60は、長尺平板の両側端を互いに逆向きに屈曲して形成されたフランジ部61,62を有する。このテールパイプ16の成形の際には、直径約60mm長さ約370mmの円筒管の一端側を拡管して直管部53を形成した後、仕切り板60を挿入して曲管部52に相当する位置に配置し、両フランジ部61,62の夫々に沿ってレーザ溶接を施すことにより、管内に仕切り板60を固定する。そして、曲管部52に相当する部分に曲げ加工を施して直管部51及び曲管部52を形成する。尚、同図から分かるように、仕切り板60によって分割された排気ガスの流路は、互いに等しい長さとなっている。
【0027】
このように、テールパイプ16の曲管部52に仕切り板60を設けることにより、アウトレットパイプ15を通って導入された排気ガスが整流される。この結果、図3に概念的に色付領域で排気ガスの流通部を示すように、排気ガスの二次流れを抑制して偏りの少ない均一な流れにすることができる。その結果、出口開口部にて大気に開放される際に気流騒音を減少させることができる。
【0028】
尚、図2の仕切り板60の管断面に対する角度を変更しても、或る程度の整流効果(気流騒音の低減効果)を得ることができる。すなわち、図4(a)に示す変形例においては、仕切り板60’の管断面に対する角度を、図2の仕切り板60の場合より90度回転してずらしている。同図(b)はそのA−A断面図である。このように配置しても、後述のように気流騒音の低減効果が得られる。ただし、図2の態様と比較すると分かるように、仕切り板60’によって分割された排気ガスの流路は、互いに異なる長さ(曲管部52の外側の方が長い)となっている。
【0029】
図5に、気流騒音の低減効果に関する実験結果を示す。同図において、横軸はエンジン回転数[rpm]を表し、縦軸は気流騒音のレベル[dB]を表している。図中、実線が仕切り板のない従来構造(θなし)の結果を示し、破線が図2の仕切り板60を設けた構造(θテール1)の結果を、点線が図4の仕切り板60’を設けた構造(θテール2)の結果を夫々示している。
【0030】
同図によれば、一般に気流騒音が問題とされる高回転数領域において、本実施例による気流騒音の低減効果が顕著に見られ、例えば図2の仕切り板60を設けた構造(θテール1)により、仕切り板のない従来構造(θなし)と比較して最大7dBの気流騒音の低減効果が得られることが判明した。一般に当業者の間では、1dBの気流騒音の低減を期待するためにマフラ本体の容量を1リットル増加させることが必要になると言われていることから、この7dBの低減効果が、マフラの性能に関して如何に大きいものであるかを理解することができる。
【0031】
以上に説明したように、本実施例のマフラ10の排気管構造によれば、仕切り板60の配設による整流作用によって、曲管部52を通過する排気ガスが整流され、その曲管部52に生じる二次流れを防止又は抑制することができる。このため、排気ガスが当該排気管構造から大気に排出された際に、この二次流れが原因で生じる気流騒音を減少することができる。つまり、単に仕切り板60(又は仕切り板60’)を追加した簡易な構造により気流騒音の減少を実現することができると共に、マフラ本体11側にグラスウール等の吸音材を配設して対処する必要性も小さくなり、マフラ10自体を低コストに製造することができる。さらに、単に仕切り板60(又は仕切り板60’)を追加するに過ぎないため、それにより特に背圧を上昇させることもない。
【0032】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、上記実施例では、マフラの排気管構造として、アウトレットパイプ15とテールパイプ16とを分けて説明したが、これらアウトレットパイプ15とテールパイプ16とを一体化して、単一のアウトレットパイプとして構成することもできる。
【0033】
また、上記実施例及び変形例では、仕切り板の角度についての一例を夫々示したが、これらは、仕切り板を設けることにより従来構造より優れた効果が得られること、及び実施例に示す角度において最も良好な効果が得られることを示すものであり、それ以外の角度で仕切り板を配設してもよいことはもちろんである。この場合、仕切り板を上記実施例と変形例の中間の角度で配設すると、これら実施例と変形例の中間の気流音の低減効果が得られると推察される。
【0034】
さらに、上記実施例では、仕切り板の長さを曲管部の長さに一致させたが、必ずしもその必要はなく、仕切り板の長さが曲管部の長さより多少長くなっても短くなってもよいし、直管部に仕切り板を配設することを排除するものではない。
また、上記実施例では、曲管部52の下流側にある直管部53の長さを約70mmとしたが、これより長くても短くてもよい。ただし、一定以上の長さ(例えば、上記実施例では130mm以上)になると、直管部それ自体により或る程度の整流効果が得られるため、直管部がそれよりも短い場合に、本発明の効果が特に顕著に発揮されることになる。
【0035】
さらに、上記実施例では、本発明の排気管構造を備えたマフラの一例を示したが、本発明のマフラの構成はこれに限らず、排気管構造の曲管部に仕切り板を設けたものであれば、様々な構成を包含し、また、車両のマフラであれば自動車のマフラに限られないことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るマフラの断面図である。
【図2】実施例に係るマフラの排気管構造を表す説明図である。
【図3】実施例に係る排気管構造による整流効果を表す説明図である。
【図4】マフラの排気管構造の変形例を表す説明図である。
【図5】実施例に係る排気管構造による気流騒音の低減効果を表す説明図である。
【図6】従来のマフラの排気管構造の問題点を表す説明図である。
【符号の説明】
10・・・マフラ、 11・・・マフラ本体、 12・・・左端板、
13・・・右端板、 14・・・インレットパイプ、
15・・・アウトレットパイプ、 16・・・テールパイプ、
51・・・直管部、 52・・・曲管部、 53・・・直管部、
60,60’・・・仕切り板
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のマフラの端部から延出し、排気ガスを外部に導出するマフラの排気管構造、及び該排気管構造を備えたマフラに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、車両エンジンの排気経路にはマフラが介装され、このマフラ内で排気ガスを膨張、収縮、或いは干渉させてその内圧力を下げることにより消音を行っているが、特に近年においては、車両の性能、経済性ならびに環境に対する配慮から車両に各種の補機を搭載することが多く、そのため、マフラの配置についても車体に対して横置きにするなどの制約がかかることがある。
【0003】
このような制約に対応するため、マフラに排気ガスを導入するためのインレットパイプや、マフラを通った排気ガスを大気中に排出するアウトレットパイプ(又はテールパイプ)の取り回しに種々の制限が加わり、これらインレットパイプやアウトレットパイプに曲管部を設ける等により、この問題に対応していた(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−82142号公報 (図1〜図12)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のマフラにおいては、その排気管側であるアウトレットパイプ(又はテールパイプ)内の曲管部において、排気ガスの旋回流による二次流れ現象が生じ、その排気ガスが大気への出口開口端から排出された際に、大きな気流騒音が発生するといった問題があった。
【0006】
すなわち、図6(a)に概念的に示すように、例えば図示しないマフラ本体からL字状のテールパイプ100に導出された排気ガスは、このテールパイプ100内の曲管部110を螺旋状に流通する二次流れとなり、大気に排出される。このとき、同図(b)に色付領域で排気ガスの流通部を示すように、特にエンジンの高回転域において、管内の排気ガスの流れが偏って圧力分布の差が生じ、これが出口開口部120にて大気に開放される際に気流騒音を発生させるのである。
【0007】
このような気流騒音の発生を抑制するために、例えばマフラ本体側にグラスウール等の吸音材を配設して対処することも考えられるが、材料コストや作業コストが嵩むという問題があった。
また、マフラ本体の管径を大きくしたり楕円断面にする、或いは、曲管部から出口開口端の間に直管部(ストレート部)を設け、この直管部を長くして整流する等の方法が考えられるが、その場合には背圧が上がってしまい、マフラの排気効率が悪化してしまうといった別の問題があった。
【0008】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、背圧の上昇を抑制しつつ、簡易な構造でマフラの気流騒音を低減することができる排気管構造を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題に鑑み、本願請求項1記載のマフラの排気管構造は、車両に搭載されるマフラの壁面から外方に延設された管構造を有し、マフラからの排気ガスを流通させ、その出口開口端から大気に排出させるマフラの排気管構造であって、少なくともその出口開口端近傍に曲管部を有し、この曲管部の少なくとも出口開口端近傍に配置されたものに、排気ガスの流路をこの曲管部の延設方向に沿って複数の流路に分割する仕切り板が設けられたことを特徴とする。
【0010】
すなわち、ここでいう「マフラの排気管構造」とは、マフラの壁面から延出したテールパイプや、或いはマフラ内部から延びて外部に延出したアウトレットパイプの一部といったように、マフラ外部に延出した部分の排気管構造を意味する。また、「曲管部」が当該排気管構造における少なくとも大気につながる出口開口端近傍に設けられていると表現したのは、請求項1記載のマフラの排気管構造が、マフラ外部に延出する排気管構造について、その数箇所に曲管部を有するものを排除するものではない旨を明確にしたものである。
【0011】
かかる構成によれば、後述する実施例でも述べるように、仕切り板の配設による整流作用によって曲管部を通過する排気ガスが整流され、その曲管部に生じる二次流れを防止又は抑制することができる。このため、排気ガスが当該排気管構造の出口開口端から大気に排出された際に、この二次流れが原因で生じる気流騒音を減少することができる。つまり、単に仕切り板を追加するという簡易な構造により気流騒音の減少を実現することができるのである。その結果、マフラ本体側にグラスウール等の吸音材を配設して対処する必要性も小さくなり、マフラ自体を低コストに製造することができる。さらに、単に仕切り板を追加するに過ぎないため、それにより特に背圧を上昇させることもない。
【0012】
具体的には、例えば請求項2に記載のように、マフラの端部壁面から1/4円弧状に延設され、その一端がマフラ内部に連通したテールパイプとして構成されたものでもよいし、或いは、マフラ内部からストレートに延びるアウトレットパイプの延長としてマフラの端部壁面から1/4円弧状に延設されたものでもよい。尚、ここでいう「円弧状」には、楕円弧状のものや丸みを帯びたL字状のもの等、種々の曲線状のものを含む概念である。
【0013】
また、請求項3に記載のように、上記仕切り板は、分割された曲管部の流路の長さが互いに略等しくなるような角度でこの曲管部を仕切るように配設されているのが好ましい。
すなわち、排気管構造の断面に仕切り板をどのような角度で配置するかにより、気流騒音の低減効果も変化すると考えられる。これについては、後述する実施例でも述べるように、分割された曲管部の流路の長さが互いに異なるような角度の場合でも一定の整流効果は得られるのであるが、その流路の長さの差が小さい方が整流効果が大きく気流騒音の抑制効果も高いため、流路の長さが互いに略等しくなるのが好ましいと考えられる。
【0014】
より具体的には、請求項4に記載のように、上記曲管部が、仕切り板によってその流路が二分割され、この分割された両流路断面の大きさが互いに略等しくなるθ状の断面を有するように形成されていてもよい。流路断面の大きさが略等しければ、排気ガスが当該曲管部に均一に導入及び導出されるため、気流騒音の抑制効果もさらに高くなると考えられるからである。
【0015】
本発明の排気管構造は、請求項5に記載のように、曲管部の終端から出口開口端にかけて直管部が設けられ、この直管部の長さが、予め定める整流長さよりも短くなるように構成されたものについて、その効果を顕著に発揮する。
すなわち、排気管構造によっては、曲管部の終端に出口開口端を有するのではなく、曲管部の終端にさらに直管部が連設され、その直管部の先端に出口開口端を有するものがある。その場合、排気ガスが曲管部から直管部に移行すると、この直管部にて整流作用が働き、排気ガスの二次流れが抑制される。従って、この二次流れが十分に収まるほど直管部が長い場合には、その直管部により気流騒音が許容レベル以下になり、仕切り板を設ける必要性が小さくなるのである。ここでいう「整流長さ」とは、その直管部の整流作用が一定以上に大きくなる長さいい、マフラの仕様等に基づいて予め定まるものである。
【0016】
換言すれば、曲管部に連設された直管部の長さが、設計の都合上このような予め定める整流長さよりも短くなる場合があり、そのような場合に、上記仕切り板による整流効果が顕著に発揮されるのである。また別の見方をすれば、かかる構成では、気流騒音の低減効果を発揮しつつ、直管部を短くすることができるため、排気管構造自体を小さくすることができ、スペースやコスト上有利であるという効果も得られる。
【0017】
以上に述べた排気管構造を備えた請求項6に記載のマフラは、その気流騒音の低減効果を有効に発揮することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を一層明確にすべく、本発明の好適な実施例を図面と共に説明する。図1は本実施例に係る自動車用マフラの断面構造(上方から見たもの)を表し、図2はその主要部である排気管構造の断面図を表している。
【0019】
図1に示すように、本実施例のマフラ10は、車体に対して横置きに搭載されるタイプのものであり、円筒状のマフラ本体11と、このマフラ本体11の左端を閉塞する左端板12と、同じく右端を閉塞する右端板13とを有している。
このマフラ10には、マフラ本体11に車両エンジンの排気系で発生した排気ガスを導入するためのインレットパイプ14と、マフラ本体11を通った排気ガスを外部に導出するアウトレットパイプ15と、アウトレットパイプ15に連設されると共にマフラ本体11の外部に延出して排気ガスを大気に排出するテールパイプ16とが設けられている。
【0020】
このマフラ本体11は、直径約190mm、長さ約740mmの円筒状をなし、その内部には、左側から第1セパレータ21、第2セパレータ22、第3セパレータ23が設けられ、これによりマフラ10の内部は左側から第1室31、第2室32、第3室33、第4室34に分割されている。
【0021】
第1、第2、第3セパレータ21、22、23の面内には、夫々透孔21a、22a、23aが放射状に複数穿設され、また、第1、第2、第3セパレータ21、22、23及び右端板13の各々の略中央には、アウトレットパイプ15を貫通させるための貫通孔21b、22b、23b、13bが穿設されている。
【0022】
インレットパイプ14は、直径約54mm、長さ約300mmの円筒状をなし、マフラ本体11の壁面に設けられた貫通孔を介して前方から部分的に挿通され、マフラ本体11の第3室33に配設されている。また、インレットパイプ14のマフラ本体11内に位置する部分には、その外周面に沿って多数の排気孔14aが穿設されている。
【0023】
アウトレットパイプ15は、直径約60mm、長さ約670mmの円筒状をなし、マフラ本体11に平行に左右に延設され、第1セパレータ21、第2セパレータ22、第3セパレータ23、右端板13の上記貫通孔21b、22b、23b、13bを貫通し、入口側開口端は第1室31に位置している。
【0024】
テールパイプ16は、直径約60mmの円筒部材を屈曲して形成され、その延出方向に1/4円弧状に延設され、その出口開口端が後方を向くように形成されている。テールパイプ16の入口開口端は、右端板13の位置でアウトレットパイプ15の出口開口端に連設(溶接)されている。
【0025】
そして、図中矢印にて示すように、エンジンから排出された排気ガスは、図示しない排気パイプを経由してインレットパイプ14を介してマフラ本体11内に導入され、多数設けられた排気孔14aから第3室33に放射状に排出される。そして、一部の排気ガスは直接透孔22aを通って第2室32に導入され、残りの排気ガスは一端透孔23aを通って第4室34に導入された後、再び透孔23aを通って第3室33に導入され、透孔22aを通って第2室32に導入される。そして、この排気ガスは、さらに透孔21aを通って第1室31に導入された後、アウトレットパイプ15にその入口開口部から導入され、当該アウトレットパイプ15、テールパイプ16を通って、テールパイプ16の出口開口部から大気に排出される。そして、排気ガスが第1室31〜第4室34を経由する過程で膨張、収縮、干渉を繰り返すことにより、気流音の低減(消音)が行われる。
【0026】
次に、本実施例の主要部であるテールパイプ16の詳細構造(排気管構造)について、図2及び図3に基づいて説明する。図2(a)はテールパイプ16の上方から見た断面図であり、図2(b)はそのA−A断面図である。
図2(a)に示すように、テールパイプ16は、略1/4円弧状の本体を有し、アウトレットパイプ15に接続する直径約60mm長さ約10mmの直管部51,直管部51に連設された曲率半径約110mmの曲管部52,曲管部52に連設してやや拡管され、先端に大気への出口開口部を有する長さ約70mmの直管部53から構成される。そして、テールパイプ16の曲管部52の内部には、同図(b)にも示すように、排気ガスの流路を二分割する仕切り板60が、その延出方向に沿って配設されている。この仕切り板60は、長尺平板の両側端を互いに逆向きに屈曲して形成されたフランジ部61,62を有する。このテールパイプ16の成形の際には、直径約60mm長さ約370mmの円筒管の一端側を拡管して直管部53を形成した後、仕切り板60を挿入して曲管部52に相当する位置に配置し、両フランジ部61,62の夫々に沿ってレーザ溶接を施すことにより、管内に仕切り板60を固定する。そして、曲管部52に相当する部分に曲げ加工を施して直管部51及び曲管部52を形成する。尚、同図から分かるように、仕切り板60によって分割された排気ガスの流路は、互いに等しい長さとなっている。
【0027】
このように、テールパイプ16の曲管部52に仕切り板60を設けることにより、アウトレットパイプ15を通って導入された排気ガスが整流される。この結果、図3に概念的に色付領域で排気ガスの流通部を示すように、排気ガスの二次流れを抑制して偏りの少ない均一な流れにすることができる。その結果、出口開口部にて大気に開放される際に気流騒音を減少させることができる。
【0028】
尚、図2の仕切り板60の管断面に対する角度を変更しても、或る程度の整流効果(気流騒音の低減効果)を得ることができる。すなわち、図4(a)に示す変形例においては、仕切り板60’の管断面に対する角度を、図2の仕切り板60の場合より90度回転してずらしている。同図(b)はそのA−A断面図である。このように配置しても、後述のように気流騒音の低減効果が得られる。ただし、図2の態様と比較すると分かるように、仕切り板60’によって分割された排気ガスの流路は、互いに異なる長さ(曲管部52の外側の方が長い)となっている。
【0029】
図5に、気流騒音の低減効果に関する実験結果を示す。同図において、横軸はエンジン回転数[rpm]を表し、縦軸は気流騒音のレベル[dB]を表している。図中、実線が仕切り板のない従来構造(θなし)の結果を示し、破線が図2の仕切り板60を設けた構造(θテール1)の結果を、点線が図4の仕切り板60’を設けた構造(θテール2)の結果を夫々示している。
【0030】
同図によれば、一般に気流騒音が問題とされる高回転数領域において、本実施例による気流騒音の低減効果が顕著に見られ、例えば図2の仕切り板60を設けた構造(θテール1)により、仕切り板のない従来構造(θなし)と比較して最大7dBの気流騒音の低減効果が得られることが判明した。一般に当業者の間では、1dBの気流騒音の低減を期待するためにマフラ本体の容量を1リットル増加させることが必要になると言われていることから、この7dBの低減効果が、マフラの性能に関して如何に大きいものであるかを理解することができる。
【0031】
以上に説明したように、本実施例のマフラ10の排気管構造によれば、仕切り板60の配設による整流作用によって、曲管部52を通過する排気ガスが整流され、その曲管部52に生じる二次流れを防止又は抑制することができる。このため、排気ガスが当該排気管構造から大気に排出された際に、この二次流れが原因で生じる気流騒音を減少することができる。つまり、単に仕切り板60(又は仕切り板60’)を追加した簡易な構造により気流騒音の減少を実現することができると共に、マフラ本体11側にグラスウール等の吸音材を配設して対処する必要性も小さくなり、マフラ10自体を低コストに製造することができる。さらに、単に仕切り板60(又は仕切り板60’)を追加するに過ぎないため、それにより特に背圧を上昇させることもない。
【0032】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、上記実施例では、マフラの排気管構造として、アウトレットパイプ15とテールパイプ16とを分けて説明したが、これらアウトレットパイプ15とテールパイプ16とを一体化して、単一のアウトレットパイプとして構成することもできる。
【0033】
また、上記実施例及び変形例では、仕切り板の角度についての一例を夫々示したが、これらは、仕切り板を設けることにより従来構造より優れた効果が得られること、及び実施例に示す角度において最も良好な効果が得られることを示すものであり、それ以外の角度で仕切り板を配設してもよいことはもちろんである。この場合、仕切り板を上記実施例と変形例の中間の角度で配設すると、これら実施例と変形例の中間の気流音の低減効果が得られると推察される。
【0034】
さらに、上記実施例では、仕切り板の長さを曲管部の長さに一致させたが、必ずしもその必要はなく、仕切り板の長さが曲管部の長さより多少長くなっても短くなってもよいし、直管部に仕切り板を配設することを排除するものではない。
また、上記実施例では、曲管部52の下流側にある直管部53の長さを約70mmとしたが、これより長くても短くてもよい。ただし、一定以上の長さ(例えば、上記実施例では130mm以上)になると、直管部それ自体により或る程度の整流効果が得られるため、直管部がそれよりも短い場合に、本発明の効果が特に顕著に発揮されることになる。
【0035】
さらに、上記実施例では、本発明の排気管構造を備えたマフラの一例を示したが、本発明のマフラの構成はこれに限らず、排気管構造の曲管部に仕切り板を設けたものであれば、様々な構成を包含し、また、車両のマフラであれば自動車のマフラに限られないことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るマフラの断面図である。
【図2】実施例に係るマフラの排気管構造を表す説明図である。
【図3】実施例に係る排気管構造による整流効果を表す説明図である。
【図4】マフラの排気管構造の変形例を表す説明図である。
【図5】実施例に係る排気管構造による気流騒音の低減効果を表す説明図である。
【図6】従来のマフラの排気管構造の問題点を表す説明図である。
【符号の説明】
10・・・マフラ、 11・・・マフラ本体、 12・・・左端板、
13・・・右端板、 14・・・インレットパイプ、
15・・・アウトレットパイプ、 16・・・テールパイプ、
51・・・直管部、 52・・・曲管部、 53・・・直管部、
60,60’・・・仕切り板
Claims (6)
- 車両に搭載されるマフラの壁面から外方に延設された管構造を有し、該マフラからの排気ガスを流通させ、その出口開口端から大気に排出させるマフラの排気管構造であって、
少なくとも前記出口開口端近傍に曲管部を有し、
該曲管部の少なくとも該出口開口端近傍に配置されたものに、前記排気ガスの流路を該曲管部の延設方向に沿って複数の流路に分割する仕切り板が設けられたことを特徴とするマフラの排気管構造。 - 前記マフラの端部壁面から1/4円弧状に延設され、その一端がマフラ内部に連通したテールパイプとして構成されたことを特徴とする請求項1記載のマフラの排気管構造。
- 前記仕切り板は、前記分割された曲管部の流路の長さが互いに略等しくなるような角度で該曲管部を仕切るように配設されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のマフラの排気管構造。
- 前記曲管部は、前記仕切り板によってその流路が二分割され、該分割された両流路断面の大きさが互いに略等しくなるθ状の断面を有するように形成されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のマフラの排気管構造。
- 前記曲管部の終端から前記出口開口端にかけて延びる直管部が設けられ、
該直管部の長さが、予め定める整流長さよりも短くなるように構成されたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のマフラの排気管構造。 - 請求項1〜5のいずれかに記載のマフラの排気管構造を備えたマフラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002279620A JP2004116374A (ja) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | マフラの排気管構造及びマフラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002279620A JP2004116374A (ja) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | マフラの排気管構造及びマフラ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004116374A true JP2004116374A (ja) | 2004-04-15 |
Family
ID=32274565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002279620A Pending JP2004116374A (ja) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | マフラの排気管構造及びマフラ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004116374A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109793452A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-24 | 杭州艾克电器有限公司 | 龙头式干燥装置 |
CN113404580A (zh) * | 2020-03-16 | 2021-09-17 | 双叶产业株式会社 | 尾管 |
CN114033893A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-02-11 | 成都成高阀门有限公司 | 一种快开阀门的排气消音装置及其使用方法 |
-
2002
- 2002-09-25 JP JP2002279620A patent/JP2004116374A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109793452A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-24 | 杭州艾克电器有限公司 | 龙头式干燥装置 |
CN113404580A (zh) * | 2020-03-16 | 2021-09-17 | 双叶产业株式会社 | 尾管 |
JP2021148002A (ja) * | 2020-03-16 | 2021-09-27 | フタバ産業株式会社 | テールパイプ |
JP7068367B2 (ja) | 2020-03-16 | 2022-05-16 | フタバ産業株式会社 | テールパイプ |
CN114033893A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-02-11 | 成都成高阀门有限公司 | 一种快开阀门的排气消音装置及其使用方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20090014238A1 (en) | Muffler | |
JP6574693B2 (ja) | エンジンのマフラ | |
CN104583554A (zh) | 消音器 | |
WO2011093507A1 (ja) | 内燃機関用マフラ | |
JP2009062922A (ja) | 共鳴装置および内燃機関の排気装置 | |
JP2009013902A (ja) | 内燃機関の排気系に接続される消音器 | |
JP2006348896A (ja) | 消音器 | |
JP2004116374A (ja) | マフラの排気管構造及びマフラ | |
JP2005146852A (ja) | 排気消音装置 | |
JP2006342679A (ja) | 車両用消音器における排気管の固定構造 | |
JP2008240586A (ja) | 車両用消音器 | |
JP2007303398A (ja) | 内燃機関の排気ガス浄化装置 | |
JP2008274869A (ja) | 自動車用消音器 | |
JP2009209854A (ja) | 消音器 | |
JP5079048B2 (ja) | 内燃機関用消音器及び当該消音器を備えたマフラー | |
JP2016183564A (ja) | 消音器 | |
JP2013108367A (ja) | マフラ | |
WO2022113689A1 (ja) | 排気管及び自動車用マフラ | |
JP6200362B2 (ja) | 排気装置 | |
JP2007247468A (ja) | 排気ガスマフラ | |
WO2024095371A1 (ja) | エンジン用消音装置 | |
US11377988B2 (en) | Tail pipe | |
JP2008240587A (ja) | 車両用消音器 | |
KR20210023432A (ko) | 소음기 | |
JP2016114033A (ja) | 車両用消音装置 |