JP4853557B2 - 放射音低減構造 - Google Patents
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Description
特許文献3では、内燃機関の排気管を内管と外管との二重とし、内管の外周に突起部を形成することにより、外管との間に空隙を設けて防音効果や断熱効果を生じさせると共に、熱歪みは突起部の弾性変形により緩和させている。
請求項1に記載の放射音低減構造は、内部に気体が通過する内周面が円筒状の管体における放射音低減構造であって、前記管体内には多面体をなす筒体が配置され、同筒体の外周面が前記管体の内周面に点状接触するとともに、同筒体の外周面に形成された多面体の稜が撓んで前記管体の軸方向に対してヘリカル状の線状接触状態をもって線状接触するものであることを特徴とする。
このようにして、管体内に一部が線状接触及び点状接触した筒体を配置するという簡易な構成にて摺動による十分な放射音低減効果を実現できる。
そして、筒体を多面体として形成することにより、筒体の表面は凸状態の頂点あるいは稜(面の境界)を全体に分布させた状態とすることができる。この筒体を管体内に配置することにより頂点あるいは稜を管体の内周面に接触させることができる。
管体内に多面体を嵌め込んだ場合には、多面体を構成する各面間の稜は通常、初期の形状が直線状態であるので、頂点が管体の内周面に当接する。このことから通常は点状接触状態となる。しかし稜の初期の形状が直線状態であっても、管体の内周面に沿うように稜を撓ませて管体内に筒体を配置することは可能であるので、このように撓ませることにより、多面体の稜を、管体の内周面に対して十分に強い摩擦力にて摺動可能な線状接触状態にすることができる。
更に筒体が多面体であることにより、管体との間に筒体の外周面の凹凸による多数の空間が広く全体に分散して生じる。したがって筒体の膜振動時にこれらの空間の体積変動により振動エネルギーが消費されることから、より高い放射音低減効果を生じさせることができる。
しかも多面体であれば、筒体自体も容易に形成できることから、生産性がより高まる。
このように線状接触状態を網目状の接触状態とすることにより軸方向振動や周方向振動などの各種の振動状態の振動において管体と筒体との間に十分な摺動を生じさせることができ、効果的に振動を熱に変換して摺動による十分な放射音低減効果を生じさせることができる。更に網目状の接触により、管体と筒体との間には分割された多数の空間が生じるので、筒体の膜振動時にこれらの空間の体積変動により振動エネルギーが消費されることから、より高い放射音低減効果を生じさせることができる。
このように筒体を疑似円筒形凹多面体として実現しても良い。このような疑似円筒形凹多面体に存在する頂点や稜の内で凸状態の頂点あるいは稜を用いて、管体の内周面に対して十分に強い摩擦力にて摺動可能な線状接触状態、更に点状接触状態にすることができる。
図1に上述した発明が適用された消音器2の主要部を示す。図1の(a)は斜視図、(b)は正面図、(c)は左側面図である。消音器2の外郭は、円筒状の管体4とこの管体4の両端を閉塞する端板6,8とから構成されている。一方の端板6には気体導入管10が取り付けられて、気体を消音器2内に導入している。他方の端板8には気体導出管12が取り付けられて、消音器2内部を通過した気体を排出している。
管体4の内部には、管体4の内周面4aに接触する筒体14が配置されている。この筒体14は、図4の(a)の正面図及び(b)の左側面図に示すごとく多面体として形成されて、全体形状が疑似円筒形に形成されているものであり、いわゆる疑似円筒形凹多面体(PCCP:Pseudo−Cylindrical Concave Polyhedral Shell)である。ここでの疑似円筒形凹多面体は、凹凸の折線を境界とする三角形あるいは台形を組み合わせた形状のものが該当する。図2〜4では三角形を組み合わせたものを例示している。
管体4と筒体14との寸法関係は、管体4の内周面4aの径よりも稜RL1,RL2同士が交叉している頂点K部分の径の方がわずかに大きくされている。あるいは稜RL1,RL2全体が管体4の内周面4aの径よりもわずかに大きくされている。したがって管体4側を加熱して行う焼きばめ処理などにより、管体4内に筒体14を嵌合することができる。
(1)前述したごとくのメカニズムにより、管体4と筒体14との間で十分に強い摩擦力の摺動が容易に生じ、気体の圧力振動が熱エネルギーに変換されて吸収され、放射音が効果的に低減できる。このようにして管体4内に上述したごとくの筒体14を配置するという簡易な構成にて摺動による十分な放射音低減効果を実現できる。
[実施の形態2]
本実施の形態は、消音器の筒体として図9,10に示すごとくの筒体114を用いる。図9の(a)は正面図、(b)は左側面図、図10は斜視図とその一部の拡大図を示している。他の構成は前記実施の形態1と同じである。尚、図11は筒体114を管体104内に嵌合して配置した状態を示す斜視図とその一部の拡大図である。
[実施の形態3]
本実施の形態は、消音器の筒体として図12,13に示すごとくの筒体214を用いる。図12は筒体214の正面図であり、部分拡大図と部分拡大縦断面図も示している。図13の(a)は左側面図、(b)は斜視図である。他の構成は前記実施の形態1と同じである。尚、図14は筒体214を管体204内に嵌合して配置した状態を示す斜視図とその一部の拡大図である。
そして図14に示したごとく管体204の内周面に204a対して、筒体214は蛇腹状の壁部214aの内で最大径部分214bにより、リング状の線状接触状態で配置されている。図14では破線にて管体204の内周面に204aに接触している最大径部分214bの位置を示している。このことにより最大径部分214bの間には管体204と筒体214との間に軸方向に分割された多数の空間CSが生じる。
(1)外周面を蛇腹状に形成することで筒体214を管体204の内周面204aに対してリング状の線状接触状態にて摺動可能に配置している。このことにより気体の圧力振動が筒体214を振動させることで管体204の内周面204aに対してリング状に接触している部分が振動し、強い摩擦力の摺動が容易に生じる。この摺動時の摩擦により気体の圧力振動が熱エネルギーに変換されることで吸収され、放射音の低減効果を生じる。このようにして管体204内に上述したごとくの蛇腹状の筒体214を配置するという簡易な構成にて摺動による十分な放射音低減効果を実現できる。
図15,16に示すごとく本実施の形態の筒体314は台形PSを面とした疑似円筒形凹多面体であり、他の構成は前記実施の形態1と同じである。図15の(a)は筒体314の正面図、(b)は左側面図であり、図16は斜視図である。尚、図17は筒体314を管体304内に嵌合して配置した状態を示す斜視図である。
(1)前述したごとく管体304の内周面304aに対して、筒体314を、その外周面を摺動可能な点状接触状態として嵌合して配置している。このことにより、気体の圧力振動が筒体314を振動させることで管体304の内周面304aに対して点状に広く分布して接触している部分が振動し、強い摩擦力の摺動が容易に生じる。このようにして前記実施の形態1に述べたごとく気体の圧力振動が効率的に熱エネルギーに変換され、摺動により効果的に放射音が低減できることになる。
図18に示すごとく本実施の形態の筒体364は台形PXと三角形PYとを面とした疑似円筒形凹多面体であり、他の構成は前記実施の形態1と同じである。図18の(a)は筒体364の正面図、(b)は右側面図であり、(c)は斜視図である。図19は筒体364を管体354内に嵌合して配置した状態を示す斜視図である。
このように管体354の内周面354aに対して、筒体364の当接部分が線状接触状態と点状接触状態とが混在して全体に分布した状態になる。
[その他の実施の形態]
・多面体としては、前記実施の形態1,2,4,5に示したごとくの疑似円筒形凹多面体に限らず他の形状の多面体でも良い。
・前記各実施の形態では筒体には中心側と管体側とを連絡する貫通孔は存在しなかったが、貫通孔を筒体に設けて、管体と筒体との間の空間を筒体の内部空間に接続しても良い。例えば図20のごとく筒体414に貫通孔414aを形成しても良い。図20の(a)は筒体414の斜視図、(b)はその正面図である。
・前記各実施の形態の筒体の内側に管体と同様な円筒体を配置しても良い。この円筒体に貫通孔を設けても良い。
Claims (6)
- 内部に気体が通過する内周面が円筒状の管体における放射音低減構造であって、前記管体内には多面体をなす筒体が配置され、同筒体の外周面が前記管体の内周面に点状接触するとともに、同筒体の外周面に形成された多面体の稜が撓んで前記管体の軸方向に対してヘリカル状の線状接触状態をもって線状接触することを特徴とする放射音低減構造。
- 請求項1に記載の放射音低減構造において、前記線状接触状態は、前記管体の軸方向に対してねじれ角が逆方向の2種類からなることにより交叉したヘリカル状の線状接触を含むことを特徴とする放射音低減構造。
- 請求項1又は2に記載の放射音低減構造において、前記線状接触状態は、網目状の接触を含むことを特徴とする放射音低減構造。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の放射音低減構造において、前記筒体は、円筒形の部材に対して折り目を形成することにより多面体として形成されていることを特徴とする放射音低減構造。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の放射音低減構造において、前記多面体は、疑似円筒形凹多面体であることを特徴とする放射音低減構造。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の放射音低減構造において、前記管体は内部の気流通路を内燃機関の排気通路としていることを特徴とする放射音低減構造。
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