JP3017964B2 - 消音器 - Google Patents
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Description
の内燃機関に使用する消音器に関するものである。
おいては背圧低減を重視して出力向上を図り、低回転小
排気流量時においては背圧よりも消音効果を重視するよ
うにした消音器として、例えば図4に示すようなものが
実公平2−18265号公報に開示されている。
1室101、第2室102、第3室103に区画し、第
1室101に小孔105で連通して排気入口管104を
第2室102に開口して設け、第2室102に小孔10
6で連通した連通管107を第1室101と第3室10
3に開口して設け、第3室103に小孔108で連通し
た第1の排気出口管109を、その内端を第1室101
に開口するとともに外端を外殻100外に開口して設け
るとともに外端に尾管110を接続し、該第1の排気出
口管109と尾管110間に絞り弁111を設けてい
る。
通する第2排気用上流管112を設けてその排気入口端
を第3室103に開口するとともにその上流管112の
下流端にU字形状の第2排気用下流管113を接続して
第2排気出口管114を形成し、該第2排気用下流管1
13を、外殻100の外側をUターンさせた状態で配設
してその下流端を上記絞り弁111の下流部で合流させ
ている。
り、エンジンの回転数を検知して制御回路115によ
り、エンジンの高回転時には絞り弁111を開作動し、
エンジンの低回転時には絞り弁111を閉作動するよう
になっている。
1を開作動することにより、排気入口管104から流入
した排気ガスを大径の第1排気出口管109より排出す
るようにして背圧低減を図り、低回転時に絞り弁111
を閉作動することにより、排気入口管104から流入し
た排気ガスを小径で長尺の第2排気出口管114を通じ
て排出させることで消音性能を高めるようにしている。
音器においては、第2排気用上流管112が2つの室を
貫通し、かつ第2排気用下流管113が消音器の前側壁
からUターンして消音器の外筒の側部に沿って後方部ま
で延出しているため、これらで形成される第2排気出口
管114の全長は、消音器の全長の2倍近い長さにな
る。したがって、このような長尺の第2排気出口管11
4は比較的低い気柱共鳴周波数を有している。
ど脈動性が強い。したがって、エンジンの低回転域にお
いては、上記のような強いエンジン脈動の周波数と第2
排気出口管の気柱共鳴周波数が一致し、図5の点線Cの
ピークC′のように強い気柱共鳴が起こり、異音が発生
するという問題がある。
の配置構造においては、消音器の後方と一方の側方に第
2排気出口管114が突出するため、消音器のコンパク
ト化を阻害する問題もある。
器を提供することを目的とするものである。
めに、請求項1記載の第1の発明は、開閉手段を備える
とともに上流側が消音器内に開口し、下流側が消音器外
に開口する第1排気出口管に、一端が消音器内に開口し
た第2排気出口管の他端を、上記開閉手段の下流におい
て合流させたものにおいて、上記第2排気出口管の全長
を、上記第1排気出口管の合流部から排気流入口端まで
の長さより長く、かつ第1排気出口管の全長より短いか
又は略等しく設定したことを特徴とするものである。
を従来のものよりも短く設定したので、第2排気出口管
の気柱共鳴周波数が高周波側にシフトする。そのため、
エンジンの脈動による気柱共鳴が発生しにくくなる。
したとしても、エンジン脈動は高回転になるほど弱いた
め問題となるような異音は発生しない。また、第2排気
出口管の全長を第1排気出口管と略等しくすることによ
り、低回転域での消音効果を十分得ながら、第1排気出
口管及び第2排気出口管それぞれが有する気柱共鳴周波
数を最も高く設定することができ効果的である。
発明において、第2排気出口管の径を、第1排気出口管
及び連通管より小径に形成したものである。本発明にお
いては、エンジンの低回転域において、排気ガスが小径
の第2排気出口管を流通することにより十分な消音効果
を得ることができる。
ては排気ガスが大径の第1排気出口管を流通する。その
ため、低回転域以上の域においては、気流音の発生を抑
制でき、しかも背圧が高くなることがない。
は第2の発明において、第2排気出口管の一部を消音器
の前側壁の外部のみに突出させるか又は第2排気出口管
の全体を消音器内に収納して備えたものである。
出口管を前記従来のものよりも短く形成したので、該第
2排気出口管をこのように配備でき、消音器全体を前記
従来のものに比べてコンパクトにできる。
は第2又は第3の発明において、開閉手段を、第1排気
出口管の排気流入口部に設け、その弁体が、第1排気出
口管が開口する室の排気ガス圧力によって管内方向へ開
弁するようにしたものである。
上の域において、第1排気出口管が開口する室の排気ガ
ス圧力が上昇すると、その圧力によって開閉手段の弁体
が管内方向へ開弁する。そのため、従来のような弁体作
動手段や制御手段が不要になり、消音器のコンパクト化
や低廉化を図ることができる。また、弁体が管内方向へ
開弁するため、第1排気出口管の排気流入口端を消音器
の構成壁に接近させることができ、消音器の設計自由度
が高くなる。
発明において、開閉手段を、バタフライ型の弁体と、該
弁体を閉方向に付勢するコイルバネで構成したものであ
る。本発明においては、排気ガス圧力により弁体が開
き、コイルバネの付勢力により弁体が閉じる。
いて本発明の実施の形態について説明する。図1は第1
実施例を示す。
前後は、前後側壁2,3で閉塞され、外筒1内は複数の
室に、図の実施例では、区画壁4,5によって第1室
6、第2室7及び第3室8に区画されている。
第2室7を貫通して第3室8に連通開口して設けられ、
その上流端はエンジンの排気管に連通される。また、該
排気入口管9には、第1室6に連通する第1小孔10と
第2室7に連通する第2小孔11が形成されている。
域において背圧を高めない大径に形成され、第2室7と
第3室8を貫通してその上流側が第1室6に連通開口
し、下流側が消音器外に開口している。該第1排気出口
管12の第1室6側の開口端部には開閉手段13が設け
られ、その弁体13aの開閉により、第1排気出口管1
2と第1室6とを連通したり遮断するようになってい
る。
排気出口管12と同径の流通路を形成するケース13b
内において、回転軸13cを偏心して設けたバタフライ
型の弁体13aと、その回転軸13cのバネ受け部13
dとケース13bに固設したバネストッパ13e間に架
設した付勢手段としてのコイルバネ13fと、ケース1
3b内に固設したバルブストッパ13gとからなり、第
1室6内の排気ガス圧力が所定値になって弁体13aに
作用する圧力がコイルバネ13fの設定付勢力よりも大
きくなると、そのコイルバネ13fを巻き込んで開弁す
るようになっている。また、第1室6内の排気ガス圧力
が所定値以下になると、コイルバネ13fの付勢力によ
って閉弁し、バルブストッパ13gによりその閉弁状態
が保持される。
は、エンジンの低回転域以上の域(1500rpm以
上)における第1室6内の排気ガス圧力によって弁体1
3aが開作動するように設定されている。
8部には小孔が形成され、その外周にグラスウール14
を巻設してなる消音室15が形成されている。上記区画
壁4には、第1室6と第2室7とを連通する連通管16
が固設されている。
設されており、該第2排気出口管17はU状に折曲さ
れ、その屈曲部17aを前側壁2の外部に位置させ、そ
の一端17bを第1室6に開口連通し、他端17cを第
1排気出口管12に、上記開閉手段13の下流に位置し
て合流させている。
は、第1排気出口管12の全長L2より短いか略等しい
範囲内で、エンジンの低回転域において消音に適する長
さに設定されるが、図の実施例では短く設定されてい
る。更に、上記第2排気出口管17の全長L1 は、第1
排気出口管12における第2排気出口管17との合流部
Aから第1排気出口管12の排気流入口端までの長さL
3 より長く設定されている。
なっている。更に、上記第2排気出口管17は第1排気
出口管12より小径に形成され、連通管16は第1排気
出口管12と略同径に形成されている。
る。排気入口管9の外端をエンジンの排気管に連通した
状態において、エンジンの低回転域(1500rpm以
下)では、開閉手段13の弁体13aは閉弁状態にあ
る。したがって、エンジンの低回転域での排気ガスは、
排気入口管9→第2小孔11→第2室7→連通管16→
第1室6→第2排気出口管17→合流部A→第1排気出
口管12の経路で排出される。
第1室6内の排気ガス圧の上昇により開閉手段13の弁
体13aが開作動する。したがって、エンジンの低回転
域以上の域での排気ガスは、上記低回転域での経路より
は主として大径の開閉手段13部から第1排気出口管1
2を流通する経路に変更される。
出口管17の全長を前記図4に示す従来の消音器の第2
排気出口管114の全長よりも短く設定したため、図5
に示すように、本発明の第2排気出口管17における気
柱共鳴周波数が従来のものに比べて高周波側にシフトす
る。したがって、図5の実線Bの特性のようになり、エ
ンジン脈動による気柱共鳴が発生しにくくなる。また、
エンジン脈動による気柱共鳴を起こしたとしても、エン
ジン脈動は高回転(高周波)になるほど弱いため問題と
なるような異音は発生しない。
1排気出口管12の全長L2 と略等しくすることによ
り、エンジンの低回転での消音効果(いわゆるロングテ
ール効果)を十分得ながら第1排気出口管12及び第2
排気出口管17それぞれが有する気柱共鳴周波数を最も
高く設定することができ効果的である。
部に開閉手段13を配置したので、該開閉手段13の直
下に合流部Aを設けることにより、上記のロングテール
効果を得るのに必要な排気経路を一定とした場合、第1
排気出口管12及び第2排気出口管17の全長を必要最
低限に設定することができる。つまり、それぞれの排気
出口管の気柱共鳴周波数を高く設定することが可能にな
る。
出口管12より小径にしたことにより、エンジンの低回
転域に排気ガスが該第2排気出口管17を流通すること
によって、十分な消音効果を得ることができる。
ガス流量が多くなった場合には、排気ガスの流れが大径
の第1排気出口管12内を流通するように変更されるた
め、気流音の発生を抑制でき、しかも背圧が高くなるこ
とがない。
来のものより短尺に形成したことにより、この第2排気
出口管17を図1に示すように、消音器の前側壁2側の
みでUターンさせればよく、前記従来のように消音器の
片方の側壁にも沿って設けるものに比べて消音器のコン
パクト化を図ることができる。
を、電磁弁等のアクチュエータによる弁体作動手段と、
エンジンの回転数を検知して弁体作動手段を制御する制
御手段を設けて、エンジンの低回転数域においては閉弁
作動し、低回転数域以上の域においては開弁作動するよ
うにしてもよく、これによっても上記と同様の作用、効
果を発揮できる。
口管12の排気入口端が開口する室の排気ガス圧力に応
じて弁体13aが開閉するように開閉手段13を形成す
ることにより、上記のような弁体作動手段や制御手段が
不要になり、消音器をコンパクトで低廉に形成できる。
3aは、第1排気出口管12の内側に向かって開作動す
るため、第1排気出口管12の排気流入口端を前側壁2
に必要最小限に接近させることができ、消音器の設計自
由度が高くなる。
は、上記第1排気出口管12の排気流入口を第2室7に
開口し、該開口部に上記の開閉手段13を設け、第2排
気出口管17を第1室6と第2室7内に渡って収納し、
その一端17bを第1室6に開口連通し、他端17cを
第2室7部において第1排気出口管12に、上記開閉手
段13の下流に位置して合流させて設けたものである。
に対応する連通管16aは、第1排気出口管12より小
径に、すなわち、第2排気出口管17と略同径に形成さ
れている。
るので、同一部分には同一符号を付してその説明は省略
する。本第2実施例においては、エンジンの低回転域で
は、排気ガスは、排気入口管9→第2小孔11→第2室
7→連通管16a→第1室6→第2排気出口管17→合
流部A→第1排気出口管12の経路で排出される。
第2室7内の排気ガス圧力の上昇により開閉手段13の
弁体13aが開作動する。したがって、エンジンの低回
転域以上の域での排気ガスは、上記低回転域での経路よ
りは主として第2室7から直接大径の開閉手段13部か
ら第1排気出口管12を流通する経路に変更される。
記第1実施例の効果を発揮する上に、低回転域以上の域
において、上記第1実施例のような連通管16を通過し
ない分だけ背圧が低減され、低背圧によるエンジン出力
向上を図ることができる。
発明によれば、第2排気出口管を設けたものにおいて、
該第2排気出口管でのエンジンの低回転域における異音
の発生を防止することができる。
ンの低回転域における消音性能を一層高めることができ
る。請求項3及び4記載の発明によれば、更に、従来の
消音器に比べて消音器のコンパクト化、低廉化、設計自
由度の向上を図ることができる。
に簡易な構造で所期の目的を達成できる開閉手段を形成
できる。
ので、Bは本発明の特性、Cは従来のものの特性を示
す。
口管 13…開閉手段 13a…弁体 13f…コイルバネ 16,16a…連
通管 17…第2排気出口管
Claims (5)
- 【請求項1】 開閉手段を備えるとともに上流側が消音
器内に開口し、下流側が消音器外に開口する第1排気出
口管に、一端が消音器内に開口した第2排気出口管の他
端を、上記開閉手段の下流において合流させたものにお
いて、上記第2排気出口管の全長を、上記第1排気出口
管の合流部から排気流入口端までの長さより長く、かつ
第1排気出口管の全長より短いか又は略等しく設定した
ことを特徴とする消音器。 - 【請求項2】 第2排気出口管の径を、第1排気出口管
及び連通管より小径に形成した請求項1記載の消音器。 - 【請求項3】 第2排気出口管の一部を消音器の前側壁
の外部のみに突出させるか又は第2排気出口管の全体を
消音器内に収納して備えた請求項1又は2記載の消音
器。 - 【請求項4】 開閉手段を、第1排気出口管の排気流入
口部に設け、その弁体が、第1排気出口管が開口する室
の排気ガス圧力によって管内方向へ開弁するようにした
請求項1又は2又は3記載の消音器。 - 【請求項5】 開閉手段を、バタフライ型の弁体と、該
弁体を閉方向に付勢するコイルバネで構成した請求項4
記載の消音器。
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