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技術 サイレンサ

出願人 フォルシアエミッションズコントロールテクノロジーズ,ジャーマニーゲーエムベーハー
発明者 ヤロスワフ・ヤヴォルスキアンドレ・ルングフィール
出願日 2019年11月11日 (1年7ヶ月経過) 出願番号 2019-204018
公開日 2020年5月28日 (1年0ヶ月経過) 公開番号 2020-079590
状態 未査定
技術分野 排気消音装置
主要キーワード 部分シェル 半シェル 中央領 内側パイプ 所望断面 クランプ留め シート状金属 内側空
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この項目の情報は公開日時点(2020年5月28日)のものです。
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図面 (10)

課題

サイレンサ剛性を高めることにより、サイレンサが環境に発する雑音を低減できるサイレンサを提供する。

解決手段

内燃エンジン排気システム用サイレンサ10は、排ガスが流れる少なくとも一つの内側パイプ14と、少なくとも一つのシェル部16を有する外側ケーシング12とを有する。外側ケーシング12は少なくとも部分的に内側パイプ14を囲っており、少なくとも一つのシェル部16が少なくとも一つの固定部22を介して内側パイプ14に直接固定される。内側パイプ14にシェル部16を直接固定することにより、サイレンサ全体の剛性を高めることができる。

概要

背景

サイレンサが発する雑音、すなわち、サイレンサが環境に発する雑音、特にその共鳴周波数は、とりわけ、サイレンサ全体構造剛性に関連しており、このパラメータに影響を受ける。

概要

サイレンサの剛性を高めることにより、サイレンサが環境に発する雑音を低減できるサイレンサを提供する。内燃エンジン排気システム用サイレンサ10は、排ガスが流れる少なくとも一つの内側パイプ14と、少なくとも一つのシェル部16を有する外側ケーシング12とを有する。外側ケーシング12は少なくとも部分的に内側パイプ14を囲っており、少なくとも一つのシェル部16が少なくとも一つの固定部22を介して内側パイプ14に直接固定される。内側パイプ14にシェル部16を直接固定することにより、サイレンサ全体の剛性を高めることができる。

目的

本発明の目的は、サイレンサの剛性を高める簡単な方法を提供する

効果

実績

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請求項1

内燃エンジン排気システムサイレンサ(10,100)において、前記サイレンサは、排ガスが流れる少なくとも一つの内側パイプ(14,14a、14b、14c)と少なくとも一つのシェル部(16,116)を有する外側ケーシング(12,112)とを備えており、前記外側ケーシングは、前記内側パイプ(14,14a、14b、14c)を少なくとも部分的に囲っており、軸方向に関して2つのベース部(17)によって境界が定められており、前記少なくとも一つのシェル部(16,116)は、少なくとも一つの固定部(22)を介して、前記内側パイプ(14,14a、14b、14c)に直接取り付けられている、サイレンサ。

請求項2

前記固定部(22)は、溶接半田、及び/又はクランプによって行われている、請求項1のサイレンサ(10,100)。

請求項3

複数の内側パイプ(14,14a、14b、14c)が並列に且つ互いに平行に配置されており、前記固定部(22)は、内側に横たわる複数の内側パイプ(14,14a、14b、14c)の少なくとも一つの上に設けられている、請求項1又は2のサイレンサ。

請求項4

少なくとも2つの内側パイプ(14,14a、14b、14c)が前記外側ケーシング(12,112)から外側に突出して、排ガス入口(18b)と排ガス出口(18a)を形成している、請求項1から3のいずれかのサイレンサ。

請求項5

少なくとも一つの仕切壁(20)が前記外側ケーシング(12,112)の内側に配置されており、前記内側パイプ(14,14a、14b、14c)が前記仕切壁(20)を貫通している、請求項1から4のいずれかのサイレンサ。

請求項6

前記内側パイプ(14,14a、14b、14c)は、前記固定部(22)の領域で、円形楕円形、又は多角形の断面を有する、請求項1から5のいずれかのサイレンサ。

請求項7

前記シェル部(16)は、周方向(U)に沿って前記内側パイプ(14,14a、14b、14c)を完全に囲っており、前記固定部は前記シェル部(16)の表面に設けられている、請求項1から6のいずれかのサイレンサ。

請求項8

前記固定部(22)の領域において、前記シェル部(16)の形状前記内側パイプ(14,14a、14b、14c)の外形に対応しており、前記固定部(22)の領域において、前記シェル部(16)は前記内側パイプ(14,14a、14b、14c)の表面に支持されている、請求項1から7のいずれかのサイレンサ。

請求項9

前記シェル部(16)は、前記内側パイプ(14,14a、14b、14c)に垂直な断面の中央領域で拡大されている、請求項1から8のいずれかのサイレンサ。

請求項10

前記シェル部(116)は二つの部分シェル(130a、130b)を有し、前記部分シェルはそれぞれ前記内側パイプ(14,14a、14b、14c)の両側に配置されており、前記部分シェルはそれぞれ自由な長手方向縁(132)を有し、前記長手方向縁(132)を介して前記部分シェル(130a、130b)が前記内側パイプ(14,14a、14b、14c)に取り付けられており、前記固定部(22)は、前記部分シェル(130a、130b)及び/又は前記内側パイプ(14,14a、14b、14c)の全長(L)に沿って形成されている、請求項1から9のいずれかのサイレンサ。

請求項11

請求項1から10のいずれかのサイレンサ(10)を備えた車両。

技術分野

0001

本発明は、内燃エンジン排気システムサイレンサ消音装置)に関する。

背景技術

0002

サイレンサが発する雑音、すなわち、サイレンサが環境に発する雑音、特にその共鳴周波数は、とりわけ、サイレンサ全体構造剛性に関連しており、このパラメータに影響を受ける。

0003

本発明の目的は、サイレンサの剛性を高める簡単な方法を提供することである。

0004

この目的は、請求項1の特徴を備えたサイレンサによって達成される。

0005

内燃エンジンの排気システムのサイレンサは、排ガスが流れる少なくとも一つの内側パイプと、
前記内側パイプを少なくとも部分的に囲む少なくとも一つのシェル部を備えた外側ケーシングとを有し、
前記シェル部は、2つのベース部によって軸方向に区画されており、
前記少なくとも一つのシェル部は、少なくとも一つの固定部を介して、前記内側パイプに直接取り付けられている。
前記内側パイプに前記シェル部を直接固定することにより、サイレンサ全体の剛性と、特に高い共鳴周波数になる程、サイレンサからの雑音の放出が直接的に変化する。
前記シェル部を前記内側パイプに接続する固定部の型式、数、及び位置は、それぞれの用途に応じてノイズの発生を最適化するために利用され得るパラメータを変更することになる。

0006

シェル部は、例えば、内側パイプ又は内側パイプが配置された平面に平行な長手方向Lに伸びている。

0007

外側ケーシングは、外部環境からサイレンサを遮断し、サイレンサの最外層を形成する。また、通常、内側パイプと外側ケーシングの間の中間層は不要である。外側ケーシングは二重層とすることができる。

0008

サイレンサ全体は、概略、極めて平坦な構造を有し、高さは例えば僅か約60から100mm、特に80mmで、その高さは個々の内側パイプの径によって基本的に決められる。

0009

内側パイプの長手方向又は表面に真っすぐに沿って、適当な方法によって選択された箇所で固定される。

0010

固定部を得る適当な方法は、例えば、溶接はんだ、及び/又はクランプ留である。その他の型式の取付又は異なる複数の方法の組み合わせを用いてもよい。

0011

一般に、外側ケーシングの内側で互いに平行に配置された複数の内側パイプを設けてもよい。この場合、固定は、内側にある内側パイプの少なくとも一つについて行うことが好ましい。シェル部は、複数の内側パイプの一つ又は複数の内側パイプに取り付けることができる。

0012

全体の高さを出来るだけ小さくするために、サイレンサのすべての内側パイプは、互いに平行に又は少なくともオーバーラップすることなく配置することが好ましい。

0013

通常、少なくとも2つの内側パイプは外側ケーシングからその外側に突出させて排ガス入口排ガス出口を形成する。この場合、サイレンサは、排ガス入口を介して内燃エンジンの排気システムに接続されて、排ガスは排ガス出口を介してのみ排ガスシステムから大気に出る。複数の排ガス入口及び/又は複数の排ガス出口を設けてもよい。従来から知られているように、これらの内側パイプは、当然、外側ケーシングを通過する領域で外側ケーシングに付加的に取り付けられる。ここで、その取り付けは、内側パイプのシェル部の固定部から空間的に離される。排ガス入口及び/又は排ガス出口は、例えばベース部に配置される。

0014

内燃エンジンは、乗物ドライブモータであってもよいが、当然、別の用途(例えば、船舶、又は発電所)に用いてもよい。

0015

剛性を高めるために、少なくとも一つの隔壁を外側ケーシングの内側に配置することができ、この場合、内側パイプが隔壁を貫通する。隔壁は、外側ケーシングに取り付けられる。この隔壁により、すべての内側パイプは、ケーシングの内側で所望の位置に保持される。例えば、2つの平行な隔壁を設けてもよい。

0016

シェル部、内側パイプ、及び隔壁からサイレンサを構成することが可能である。

0017

内側パイプは、少なくとも固定部の領域において、例えば円形楕円形、又は多角形(特に、正方形四角形六角形)等の任意の所望断面を有することができる。

0018

好適な実施形態において、シェル部は、周方向に沿って内側パイプを完全に囲うように設計される。この場合、固定部は、ベース部から所定距離の位置で、シェル部の表面に設けられる。シェル部の表面は、特に内側パイプの上に延びるシェル部の一方側にあり、立方体状サイレンサの場合、最大面を有する側面である。

0019

固定部の領域におけるシェル部と内側パイプとの接触を良くするために、シェル部の形状を、固定部の領域における内側パイプの外形に一致させてもよい。これにより、シェル部は、固定部の領域で内側パイプの表面に支持される。

0020

シェル部の形状は、長手方向の全長に亘って、該シェル部が内側パイプに支持されるように選択できる。しかし、固定部の外側で、シェル部は内側パイプから所定距離の位置に設けてもよい。

0021

内側パイプ又はシェル部の長手方向に垂直な断面において、シェル部の断面は当業者の裁量によって選択できる。例えば、立方体形状が可能であるが、そのシェル部は中央領域で拡大される形状であってもよい。

0022

別の好適な実施形態において、シェル部は2つの部分シェルを有する。これらの部分シェルは、内側パイプの両側に配置され、2つの自由な長手方向縁を有する。部分シェルは、この縁を介して内側パイプに取り付けられる。また、固定部は、部分シェル及び/又は内側パイプの全長に沿って形成される。この場合、内側パイプは、外側ケーシングの一部を形成する。この実施形態では、固定部、特に溶接シーム又ははんだ連結部が、内側パイプからシェル部への移行部シールする。これにより、外側ケーシングの内部が大気から気密的にシールされ、排ガスは排ガス出口を通じてのみ排気される。

0023

本発明はまた、上述のサイレンサを有する乗物に関する。

図面の簡単な説明

0024

本発明は、複数の実施例と添付図面を用いて、以下に詳細に説明される。
図1は、図2のI−I線に沿った、第1実施形態に係る発明のサイレンサの概略断面図である。
図2は、本発明に係るサイレンサの内部構造の概略図である。
図3は、本発明に係るサイレンサの外側ケーシングの概略図である。
図4は、本発明に係るサイレンサにおいて、シェル部に内側パイプを固定する構造を示す。
図5は、図2のV−V線に沿ったサイレンサの概略断面図で、異なる断面形状を有する内側パイプが示されている。
図6は、図2のV−V線に沿ったサイレンサの概略断面図で、異なる断面形状を有する内側パイプが示されている。
図7は、図2のV−V線に沿ったサイレンサの概略断面図で、異なる断面形状を有する内側パイプが示されている。
図8は、本発明に係るサイレンサの概略断面図である。
図9は、第2実施形態に係る本発明のサイレンサの概略断面図である。

実施例

0025

図1は、本発明の第1実施形態に係るサイレンサ(消音器)10の断面を示す。

0026

サイレンサ10の主要構成要素は、外側ケーシング12と、該外側ケーシング12の内側に配置された一つ又は複数の内側パイプ14である。

0027

本実施形態において、外側ケーシング12は、周方向Uに沿って閉鎖されたシェル部16と、該シェル部16を軸方向に区画する二つのベース部17からなる。ここでは、二つのベース部17は別々の部材で、シェル部16の軸方向自由端部に接続されている。しかし、二つのベース部17は、軸方向端部にシェル部16を備えた、一つの部材で形成してもよい。

0028

シェル部16は、内側パイプ14の長手方向に直交する図1に示す断面上で、周方向Uに沿って、すべての内側パイプ14を完全に囲む。

0029

シェル部16は、一つのシート状金属部材で形成されているが、複数の部材(例えば、2つの半シェル)で構成してもよい。

0030

図2は、サイレンサ10の内部構造を示す。本実施形態において、合計で3つの内側パイプ14(以下の説明では、内側パイプ14a、14b、14cという。)が設けられており、それらは互いに平行である。

0031

ここで、中央の内側パイプ14bは、両端で開放されており、全体が外側ケーシング12の内側に横たわっている。

0032

外側に横たわっている2つの内側パイプ14a、14cは、一つの開放端部を有し、外側ケーシング12に含まれる内側空間19に横たわっている。対照的に、内側パイプ14aの他端部と内側パイプ14cの他端部は、外側ケーシング12の外側に突出しており、排ガス出口18aと排ガス出口18bを形成している。サイレンサ10は、内燃エンジンの排気システム(詳細には示していない。)に、排ガス入口18bを介して接続できる。サイレンサ10を通過した排ガスは、排ガス出口18aを介して大気に出る。

0033

シェル部16は、サイレンサ10の最外層を形成し、外側ケーシング12に含まれる内側空間19を大気から遮断する。外側ケーシング12は、既知のように、少なくとも実質的に気密になっており、その結果、排ガスは排ガス出口18aを介してのみサイレンサ10から出る。

0034

外側ケーシング12の内側には、内側パイプ14に加えて、2つの仕切壁20が設けられている(図2参照)。仕切壁20は、内側パイプ14を垂直に横切って伸びている。本実施形態では、すべての内側パイプ14が仕切壁20を貫通している。

0035

少なくとも一つの内側パイプ14は、シェル部16に直接且つ永久的に取り付けられている。そのために設けられた固定部22は、任意の適当な方法、例えばスポット溶接、溶接、半田、及び/又はクランプ留めによって行われる。固定部22は、選択された複数の場所で行ってもよいし、内側パイプ14の長手方向に沿って真っ直ぐに長いものであってもよい。表面上の固定部22も考え得る。

0036

図4は、どのようにして内側パイプ14をシェル部16に接続するかの実施例を示す。ここで、選択された場所での固定部22は、外側に位置する2つの内側パイプ14a,14cをシェル部16に接続するように選択される。一方、中央の内側パイプ14bは、その全長に沿って、シェル部16に接続される。

0037

図4に示すように、2つの仕切壁20はまた、選択された場所で固定部24によってシェル部16にしっかりと接続される。

0038

ここで、すべての固定部22はシェル部16の表面に設けられる。シェル部16は、すべての内側パイプ14の上(すなわち、最大表面積を有する略立方体形状の外側ケーシング12の側26)に延在している。

0039

本実施形態において、特に一端側26の上面図において、固定部22は内側パイプ14の両側に、互いに対向して設けられる。当然、固定部22の他の配置も可能である。

0040

図1に示された実施形態において、固定部22の領域において、シェル部16は、内側パイプ14の外形に対応している。したがって、シェル部16は、固定部22の領域で内側パイプ14の表面に支えられている。したがって、固定が容易である。

0041

固定部22の領域において、適当な形状のシェル部16及び/又は内側パイプ14を選択することによって、シェル部16と内側パイプ14との間のクランプ動作を通じて、固定部22を得ることも可能である。

0042

固定部22と固定部22との間で、シェル部16は内側パイプ14から所定距離の位置に設けられる。

0043

固定部22の数、型式、及び大きさは、それぞれの適用に対してサイレンサ10に所望の剛性、特に所望の共鳴周波数が得られるように、当業者によって個別に選択される。異なる型式の固定部を組み合わせてもよい。

0044

内側パイプ14の断面の面積と形状は適宜選択可能である。

0045

図5から7は異なる実施形態を示す。それぞれの実施形態において、中央の内側パイプ14bは、円形(図5)、楕円形(図6)、多角形(実施形態では四角形)(図7)の断面を有する。2つの外側にある内側パイプ14a、14cは円形断面を有するが、これらの内側パイプ14a、14cも所望の適当な断面であってもよい。

0046

内側パイプ14a、14b、14cはそれらの断面積が異なるように選択され得ることが、図5から7から明らかである。当然、すべての内側パイプ14は同じ断面形状および/または同じ断面積を有することもある。

0047

内側パイプ14の長手方向に直交するシェル部16の断面は、当業者の裁量によって選択される。

0048

図3略長方形断面の外側ケーシング12を示し、そこでは、サイレンサ10はその全体が略立方体に設計されており、高さhは内側パイプ14の径よりも僅かに大きい。

0049

図8は、断面の中央部を拡大した又は外側に曲がったシェル部16を備えたサイレンサ10を示す。その他の適当な断面形状も考え得る。ただし、一般に、高さhはできるだけ小さい平坦なサイレンサ10であることが好ましい。

0050

図9は、サイレンサ100の第2実施形態を示す。

0051

第1実施形態とは対照的に、シェル部116は、周方向Uに沿って、すべての内側パイプ14を完全に囲っていない。この実施形態において、シェル部116は、2つの異なる部分シェル130a,130bによって形成されている。部分シェル130a、130bはそれぞれ、中央内側パイプ14bの側に配置されており、サイレンサ100の全長又は内側パイプ14bの全長に伸びている。また、内側パイプ14は、部分シェル130a、130bによって囲まれた内側空間の内側に配置され得る。

0052

2つの部分シェル130a、130bは、互いにミラー対称に構成される。部分シェル130a、130bはそれぞれ、2つの自由な長手方向縁132を有する。これらの縁132は、内側パイプ14bの外周に支えられ、その全長に延びる固定部22を介して内側パイプ14bに密封状態でしっかりと接続されている。

0053

本実施形態において、内側パイプ14bの外壁は、サイレンサ100の外側ケーシング112の一部を形成する。

0054

部分シェル130a、130bの間の個々の接点は任意に設けられる。また、ベース部(本実施形態は図示せず)もまた、2つの部分シェル130a、130bを接続する。

0055

当然、上述した2つの実施形態の特徴を互いに組み合わせることも可能である。例えば、サイレンサ100の場合、第1実施形態と同様に一つ又は複数の内側パイプ14にシェル部116を固定してもよい。

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