特許 7274310 消音器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-08

(45)【発行日】2023-05-16

(54)【発明の名称】消音器

(51)【国際特許分類】

   F01N 1/02 20060101AFI20230509BHJP

【ＦＩ】

F01N1/02 A

F01N1/02 J

F01N1/02 G

F01N1/02 F

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019040378

(22)【出願日】2019-03-06

(65)【公開番号】P2020143620

(43)【公開日】2020-09-10

【審査請求日】2021-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】390010227

【氏名又は名称】株式会社三五

(74)【代理人】

【識別番号】100101535

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 好道

(74)【代理人】

【識別番号】100161104

【弁理士】

【氏名又は名称】杉山 浩康

(72)【発明者】

【氏名】江崎 孝志

【審査官】鷲巣 直哉

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２２７２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８９４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２２７２０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングを有し、該ハウジング内に共鳴室と該共鳴室に隣接する上流側消音室及び下流側消音室を形成し、
該共鳴室を貫通するように配設された第１排気通路を設け、
該第１排気通路内に、回転軸を中心として回動する弁体を設け、該弁体を閉じる方向に付勢する付勢部を前記共鳴室内に設け、
前記共鳴室は、前記下流側消音室のみに開口していることを特徴とする消音器。

【請求項2】

前記共鳴室の入口は、所定の長さ及び径を有する首部で形成されていることを特徴とする請求項１記載の消音器。

【請求項3】

前記共鳴室の入口は、複数形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の消音器。

【請求項4】

前記上流側消音室は、拡張室であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の消音器。

【請求項5】

前記下流側消音室内に一端が開口する第２排気通路を有し、該第２排気通路の他端は、前記上流側消音室若しくは第１排気通路内に開口するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の消音器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、消音器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関を有する自動車などの車両には、内燃機関より排出された排気ガスを外部へ導出する排気管が設けられ、この排気管には排気騒音を低減する消音器が設けられている。

【0003】

消音器は、内燃機関の回転域に応じて求められる性能が異なり、低速回転域では消音性能が、高回転域では出力向上が求められる。これらの要求を満たすため、排気圧の上昇により排気流路を開口するバルブを設け、このバルブが開くことにより、排気ガスが流れる流路の断面積を増大させ、高回転域での出力を向上させた消音器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

しかし、排気圧の上昇により開弁するバルブの弁体を閉方向に付勢するコイルバネは、その周辺を高温の排気ガスが流通するため、熱により劣化し付勢力が低下する虞がある。

【0005】

このコイルバネの熱による劣化を防止するために、コイルバネを排気ガスが通過しない共鳴室内に配置することが提案されている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第４２５２８６９号

【文献】特表２０１３－５４３９５３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、上記特許文献２に記載の消音器においても、コイルバネを設けた共鳴室の上流側に、共鳴室の入口となる穴が形成されているため、排気ガスが動圧により共鳴室内に流れ込み、共鳴室内の温度が上昇する問題がある。

【0008】

そこで、本発明は、上記特許文献２に記載の消音器よりも、コイルバネ等の付勢部を設けた共鳴室内の温度上昇を抑制した消音器を提案することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記の課題を解決するために、ハウジングを有し、該ハウジング内に共鳴室と該共鳴室に隣接する上流側消音室及び下流側消音室を形成し、
該共鳴室を貫通するように配設された第１排気通路を設け、
該第１排気通路内に、回転軸を中心として回動する弁体を設け、該弁体を閉じる方向に付勢する付勢部を前記共鳴室内に設け、
前記共鳴室は、前記下流側消音室のみに開口していることを特徴とするものである。

【0010】

また、前記共鳴室の入口は、所定の長さ及び径を有する首部で形成されていてもよい。

【0011】

また、前記共鳴室の入口は、複数形成されていてもよい。

【0012】

また、前記上流側消音室は、拡張室であるようにしてもよい。

【0013】

また、前記下流側消音室内に一端が開口する第２排気通路を有し、該第２排気通路の他端は、前記上流側消音室若しくは第１排気通路内に開口するようにしてもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明の消音器は、共鳴室を貫通するように配設された第１排気通路を設け、第１排気通路を開閉する弁体を設け、弁体を閉方向に付勢する付勢部を前記共鳴室内に設け、共鳴室は、下流側消音室に開口していることにより、排気ガス等の流体が、共鳴室内に流入しにくくなり、共鳴室内が高温となることを抑制し、共鳴室内に設けた付勢部が高熱に曝されて劣化することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例１に係る消音器の一部を断面とした横断面図。

【図2】図１のＣ－Ｃ線断面図。

【図3】本発明の実施例２に係る消音器の一部を断面とした横断面図。

【図4】図３のＤ－Ｄ線断面図の一例。

【図5】図３のＤ－Ｄ線断面図の他例。

【図6】本発明の実施例３に係る消音器の一部を断面とした横断面図。

【図7】本発明の実施例４に係る消音器の一部を断面とした横断面図の一例。

【図8】図７のＥ－Ｅ線断面図の一例。

【図9】本発明の実施例５に係る消音器の一部を断面とした横断面図の一例。

【図10】本発明の実施例５に係る消音器の一部を断面とした横断面図の他例。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明を実施するための形態を図に示す実施例に基づいて説明する。

【0017】

［実施例１］
図１は、本発明の実施例１に係る消音器１の一部を断面とした横断面図を示す。

【0018】

消音器１は、図１，図２に示すように、両端が開口する円筒状のハウジング２を有する。ハウジング２の上流側Ａの端部には、上流側Ａに向かうほど縮径する縮径部２ａが形成され、その上流側Ａ端には円筒状の導入開口部２ｂが形成されている。ハウジング２の下流側Ｂの端部には、下流側に向かうほど縮径する縮径部２ｃが形成され、その下流側Ｂ端には円筒状の導出開口部２ｄが形成されている。導入開口部２ｂには、排気管の上流側管（図示しない）が接続され、導出開口部２ｄには下流側管（図示しない）が接続されて、車両に搭載されるようになっている。

【0019】

ハウジング２内は、２つの区画部材であるセパレータ３，４により区画されて３つの消音室５，６，７が形成され、本実施例ではこれらの消音室５，６，７は、上流側から下流側へ順に、第１拡張室５、共鳴室６、第２拡張室７となるように構成した。このように共鳴室６の上流側には、共鳴室６に隣接する上流側消音室と、共鳴室６の下流側には、共鳴室６に隣接する下流側消音室が少なくとも形成されている。

【0020】

セパレータ３，４には、夫々、第１挿通穴３ａ，４ａと、第２挿通穴３ｂ，４ｂが形成されている。セパレータ４には、共鳴室６の入口を構成する首部８が、下流側に突出するように形成されている。首部８は、所定の長さと径を有する円筒状に形成され、首部８のみを通じて、共鳴室６と第２拡張室７は連通し、第１拡張室５と共鳴室６は直接連通していない。

【0021】

セパレータ３，４の第１挿通穴３ａ，４ａ内と導出開口部２ｄ内には、円筒状の第１排気通路１０が貫通嵌合され、第１排気通路１０の下流側端（第１排気通路１０の軸芯方向の一端）は消音器１の外部に開口し、第１排気通路１０の上流側端（第１排気通路１０の軸芯方向の他端）は、第１拡張室５内に位置するとともに開口している。第１排気通路１０は、共鳴室６を上流側から下流側に貫通するように配設され、第１排気通路１０内と共鳴室６内は直接連通していない。

【0022】

セパレータ３，４の第２挿通穴３ｂ，４ｂには、円筒状の第２排気通路１１が貫通嵌合され、共鳴室６を上流側から下流側に貫通するように配設されている。第２排気通路１１の上流側端は、共鳴室６の上流側に隣接する上流側消音室である第１拡張室５内に位置するとともに開口し、第２排気通路１１の下流側端は、共鳴室６の下流側に隣接する下流側消音室である第２拡張室７内に位置するとともに開口している。

【0023】

第１排気通路１０内には、第１排気通路１０を開閉する弁体１３が、回転軸１３ａを中心として回動（開閉）可能に設けられている。弁体１３は、コイルバネ等の付勢部１４により閉じる方向に常に付勢されている。第１排気通路１０内の排気圧力が所定値以上となると、排気圧力が付勢部１４の付勢力に抗して弁体１３が開くようになっている。

【0024】

回転軸１３ａと付勢部１４は、図１に示すように、共鳴室６内に設けられているとともに、弁体１３の回転軸１３ａと付勢部１４は、首部８より上流側に位置するように配設されている。

【0025】

上記のように、共鳴室６は、弁体１３の回転軸１３ａより下流側に位置する入口である首部８のみが開口し、弁体１３の回転軸１３ａより上流側には開口は形成されていない。すなわち、共鳴室６は、その下流側に隣接する下流側消音室である第２拡張室７に開口している。

【0026】

第１排気通路１０の下流側部には、連通穴１０ａが複数形成され、連通穴１０ａにより第１排気通路１０内と第２拡張室７内は連通している。

【0027】

上記の構造を有することにより、上流側消音室である第１拡張室５と、下流側消音室である第２拡張室７は、第１排気通路１０と第２排気通路１１を通じて連通している。

【0028】

内燃機関の回転数が低い場合は、弁体１３は付勢部１４により閉方向に付勢されて弁体１３は閉じ、図２に示すように、第１排気通路１０は閉塞されている。導入開口部２ｂから第１拡張室５内に流入した排気ガス等の流体（以下、単に排気ガスという）は、第２排気通路１１内を通った後に、第２拡張室７内に流入し、連通穴１０ａ、第１排気通路１０を通って導出開口部２ｄより排出され、消音性能が向上する。

【0029】

この状態から、内燃機関の回転数が上昇して、第１排気通路１０内の排気ガスの圧力が所定値以上となると、弁体１３は付勢部１４の付勢力に抗して開弁する。この開弁状態においては、導入開口部２ｂから第１拡張室５内に流入した排気ガスは、第１排気通路１０と第２排気通路１１内を通って、導出開口部２ｄより排出されるようになり、背圧の上昇を抑制することができる。

【0030】

共鳴室６は、弁体１３の回転軸１３ａより下流側に位置する首部８のみで下流側消音室である第２拡張室７と連通するため、共鳴室６内で圧力差が生じにくく、高温の排気ガスは、首部８を通じて共鳴室６内に流入し難く、また、排気ガスが動圧により共鳴室内に流入することを抑制できるため、共鳴室６内が高温になることを抑制でき、共鳴室６内に設けた付勢部１４であるコイルバネが高熱に曝されることを抑制でき、コイルバネの熱劣化を抑制できる。

【0031】

［実施例２］
上記実施例１においては、円筒状の首部８を用いて、共鳴室６の入口を構成するとともに、共鳴室６と第２拡張室７を連通するようにしたが、図３，図４に示すように、セパレータ４の表裏を貫通するように形成した連通穴２０で共鳴室６の入口を構成するとともに、共鳴室６と第２拡張室７を連通するように構成してもよい。連通穴２０は、上記実施例１と同様に、弁体１３の回転軸１３ａより下流側に位置し、連通穴２０のみで、共鳴室６と第２拡張室７は連通する。

【0032】

連通穴２０は、図４に示すように１個設けてもよいし、図５に示すように、複数設けてもよい。

【0033】

それ以外の構造は、前記実施例１と同様であるのでその説明を省略する。

【0034】

本実施例２においても前記実施例１と同様の効果を奏する。

【0035】

［実施例３］
上記実施例１，２においては、第１排気通路１０の下流側端（第１排気通路１０の軸芯方向の一端）は消音器１の外部に開口するようにしたが、図６に示すように、第１排気通路１０の軸芯方向の一端が、第２拡張室７内に位置するとともに第２拡張室７内に開口するようにしてもよい。

【0036】

それ以外の構造は、前記実施例１、２と同様であるのでその説明を省略する。

【0037】

本実施例３においても前記実施例１、２と同様の効果を奏する。

【0038】

［実施例４］
上記実施例１～３においては、ハウジング２内に設けた３つの消音室５，６，７を、上流側から下流側へ順に、共鳴室６の上流側に隣接する第１拡張室５、共鳴室６、共鳴室６の下流側に隣接する第２拡張室７と構成したが、図７に示すように、上流側から下流側へ順に、第２共鳴室３３の上流側に隣接する上流側消音室である拡張室３２、第２共鳴室３３、第２共鳴室３３の下流側に隣接する下流側消音室である第１共鳴室３４となるように構成した消音器３１としてもよい。

【0039】

第１排気通路３５を、セパレータ３，４の第１挿通穴３ａ，４ａ内と導出開口部２ｄ内に貫通嵌合して配設し、第１排気通路３５の下流側端（第１排気通路３５の軸芯方向の一端）は消音器３１の外部に開口し、第１排気通路３５の上流側端（第１排気通路３５の軸芯方向の他端）は上流側消音室である拡張室３２内に開口している。第１排気通路３５は、第１共鳴室３４と第２共鳴室３３を上流側から下流側に貫通するように配設され、第１排気通路３５内と第１共鳴室３４と第２共鳴室３３内は直接連通していない。

【0040】

第１排気通路３５内には、回転軸３６ａを中心として回動する弁体３６が設けられている。弁体３６は、コイルバネ等の付勢部１４により閉じる方向に常に付勢されている。第１排気通路３５内の排気圧力が所定値以上になると、排気圧力が付勢部１４の付勢力に抗して弁体３６が開くようになっている。なお、弁体３６が閉じた状態においても、連通穴３６ｂにより回転軸３６ａの上流側と下流側は連通し、第１排気通路３５は、弁体３６により全閉されないようになっている。

【0041】

セパレータ３，４の第２挿通穴３ｂ，４ｂには、円筒状の連通管３７が貫通嵌合され、第２共鳴室３３を上流側から下流側に貫通するように配設されている。連通管３７の上流側端は、上流側消音室である拡張室３２内に開口し、連通管３７の下流側端は、下流側消音室である第１共鳴室３４内に開口している。

【0042】

上記実施例１、２と同様に、セパレータ４には、第２共鳴室３３の入口を構成する首部８又は連通穴２０が形成されている。首部８又は連通穴２０のみを通じて、第２共鳴室３３と第１共鳴室３４は連通し、拡張室３２と第２共鳴室３３は直接連通していない。

【0043】

回転軸３６ａと付勢部１４は、図７に示すように、第２共鳴室３３内に設けられているとともに、弁体３６の回転軸３６ａと付勢部１４は、その入り口である首部８又は連通穴２０より上流側に位置するように配設されている。

【0044】

上記のように、第２共鳴室３３は、弁体３６の回転軸３６ａより下流側に位置する入口である首部８又は連通穴２０のみが開口し、弁体３６の回転軸３６ａより上流側には開口は形成されていない。

【0045】

上記の構造を有することにより、第２共鳴室３３の上流側に隣接する上流側消音室である拡張室３２と、第２共鳴室３３の下流側に隣接する下流側消音室である第１共鳴室３４は、連通管３７を通じて連通している。

【0046】

上記構成により、内燃機関の回転数が低い場合は、弁体３６は付勢部１４により閉方向に付勢されて弁体３６は閉じ、連通穴３６ｂのみが開口している。導入開口部２ｂから拡張室３２内に流入した排気ガスは、第１排気通路３５内の連通穴３６ｂを通った後に、導出開口部２ｄより排出される。

【0047】

この状態から、内燃機関の回転数が上昇して、第１排気通路３５内の排気ガスの圧力が所定値以上となると、弁体３６は付勢部１４の付勢力に抗して開弁し、流通断面積が大きくなり、背圧の上昇を抑制することができる。

【0048】

付勢部１４を設けた第２共鳴室３３は、弁体３６の回転軸３６ａより下流側に位置する首部８又は連通穴２０のみで第１共鳴室３４と連通するため、第２共鳴室３３内で圧力差が生じにくく、高温の排気ガスは、首部８又は連通穴２０を通じて第２共鳴室３３内に流入し難く、また、排気ガスが動圧により第２共鳴室３３内に流入することを抑制できるため、第２共鳴室３３内が高温になることを抑制でき、第２共鳴室３３内に設けた付勢部１４であるコイルバネが高熱に曝されることを抑制し、コイルバネの熱劣化を抑制できる。

【0049】

それ以外の構造は、前記実施例１～３と同様であるのでその説明を省略する。

【0050】

本実施例４においても前記実施例１～３と同様の効果を奏する。

【0051】

［実施例５］
消音器１，３１の構造、構成は、上記実施例１～４に記載したもの以外にも、任意の構造、構成とすることができ、消音器内に設ける流路の構成、配置等も任意に設定することができる。また、消音器１，３１内に形成する消音室の数は３つ以上で、拡張室の数と共鳴室の数は、夫々１つ以上であれば、消音室の数と構成は任意に設定することができる。

【0052】

例えば、図９に示すように、消音器４０は、上記実施例１～３の消音器１と同様に、上流側消音室である第１拡張室５と共鳴室６と下流側消音室である第２拡張室７を有し、共鳴室６を貫通するように導入通路４１が配設され、導入通路４１の下流側端は、第２拡張室７内に開口する。また、導入通路４１に形成した連通穴４１ａを通じて、第１拡張室５内と導入通路４１内は連通している。

【0053】

また、第１排気通路４２を、上記実施例１と同様の弁体１３の回転軸１３ａと付勢部１４を有し、上流側端は第１拡張室５内に開口し、下流側端は消音器４０の外側に開口する。付勢部１４は、上記実施例１，２と同様に共鳴室６内に位置する。

【0054】

第２排気通路４３は、その軸芯方向の一端が、共鳴室６の下流側に設けた消音室である第２拡張室７内に開口し、その軸芯方向の他端が、第１排気通路４２の弁体１３の回転軸１３ａより下流側において、第１排気通路４２に開口して連通している。

【0055】

共鳴室６は、上記実施例１，２と同様に、弁体の回転軸１３ａより下流側に位置する首部８又は連通穴２０のみで第２拡張室７と連通している。

【0056】

例えば、図１０に示すように、消音器５１は、ハウジング５０を有し、ハウジング５０内は、セパレータ５２，５３，５４により区画され、４つの消音室が形成されている。４つの消音室は、図１０において、左側から、第２共鳴室５５、第１共鳴室６の上流側に隣接する上流側消音室である第１拡張室５、第１共鳴室６、第１共鳴室６の下流側に隣接する下流側消音室である第２拡張室７となるように構成されている。

【0057】

ハウジング５０には、図１０に示すように、第１拡張室５と連通する導入開口部６０と、第２拡張室７と連通する導出開口部６１が形成されている。

【0058】

第１拡張室５、第１共鳴室６、第２拡張室７内は、上記実施例１と同様に構成され、実施例１と同様の第１排気通路１０、第２排気通路１１、弁体１３、回転軸１３ａ、付勢部１４が設けられている。

【0059】

また、セパレータ５４には、上記実施例１～３と同様の首部８、連通穴２０が形成されている。

【0060】

第２共鳴室５５は、首部６３を通じて、第１拡張室５と連通している。

【0061】

それ以外の構造は、前記実施例１～４と同様であるのでその説明を省略する。

【0062】

本実施例５においても前記実施例１～４と同様の効果を奏する。

【符号の説明】

【0063】

１，３１，４０，５１ 消音器
２ ハウジング
５ 第１拡張室（上流側消音室）
６ 共鳴室
７ 第２拡張室（下流側消音室）
８ 首部（共鳴室の入口）
２０ 連通穴（共鳴室の入口）
１０，３５，４２ 第１排気通路
１１，４３ 第２排気通路
１３，３６ 弁体
１３ａ，３６ａ 弁体の回転軸
１４ 付勢部
３２ 拡張室（上流側消音室）
３３ 第２共鳴室（共鳴室）
３４ 第１共鳴室（下流側消音室）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】