JP2004092476A - 排気系部品と排気管との接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】外管内に内管を配設するとともに、その内管の一方の端部を外管の一方の首部側において摺動可能に設ける接続構造において、その一方の首部の長さを短くすることができるようにして、その一方の首部の縮径加工を容易にし、その一方の首部における亀裂、シワ、座屈などの加工不良を抑制する。
【解決手段】外管２の少なくとも一方の首部２ｂから内管端部３ｂが突出するように内管３を配設し、該突出した内管端部３ｅを、その外周に緩衝材８を配設して排気管７の内部に摺動可能に嵌合する。外管２の前記一方の首部２ｂと排気管７を固着する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンから排出される排気ガスを導く排気管の途中に、排気系部品を接続する排気系における排気系部品と排気管との接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の排気系は、エンジンから排出される排気ガスを車両後方に導く排気管の途中に、消音器などの排気系部品を接続、配置して構成されている。
【０００３】
このような排気系における排気管と排気系部品である消音器との接続構造として、例えば図３に示すような構造が知られている。
【０００４】
この図３に示す構造について説明すると、その消音器１０１は、金属製の大径な外管１０２の両端に小径な首部１０３，１０４が一体成形され、該外管１０２内に金属製の穴明き管からなる内管１０５が配置されているとともに該内管１０５の両端部１０６，１０７が前記外管１０２の首部１０３，１０４の内側で保持された２重構造で構成されている。
【０００５】
また、前記内管１０５の他端部１０６は、前記外管１０２の一端部の首部１０３の内面に直接嵌合されているとともにその一端部１０６側の管端は、外管１０２の一端の首部１０３の管端から僅かに外側へ突出して配置されている。
【０００６】
また、前記内管１０５の他端部１０７は、その管端が、外管１０２の他端の首部１０４内に位置するようにして配置され、外管１０２の他端の首部１０４が、内管１０５の他端部１０７の管端より大きく外側へ突出している。更に、前記外管１０２の首部１０４と内管１０５の他端部１０７との間には緩衝材１０８が介在され、外管１０２と内管１０５とが相互に摺動可能に嵌合されている。
【０００７】
また、前記の消音器１０１と排気管との接続は、消音器１０１の一端の首部１０３側においては、内管１０５の一端部１０６内に一方の排気管１０９が挿入されて、外管１０２の首部１０３と内管１０５の一端部１０６と排気管１０９の端部１１０が同時に溶接固定されて接続されている。また、消音器１０１の他端の首部１０４側においては、その首部１０４内に、内管１０５の管端と離間した状態に他方の排気管１１１が挿入されて、外管１０２の他端の首部１０４と他方の排気管１１１の端部１１２のみが溶接固定されている。
【０００８】
このような構造によって消音器１０１と両排気管１０９，１１１とを接続することで、消音器１０１の他端の首部１０４と内管１０５とが相互に摺動可能となり、外管１０２と内管１０５との相互の熱膨脹差を吸収し、熱膨脹差により内管１０５に座屈などが発生して内管１０５が破損することを防止している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような外管１０２の首部１０３，１０４は、例えば特許第３１５７７４２号公報に記載のようなスピニング加工やプレス加工などによって、大径な外管の両端部を比較的大きな縮径率で縮径加工して形成される。
【００１０】
また、前記のように消音器の外管１０２と内管１０５を摺動可能にするためには、少なくとも一方の首部（図３の構造においては他端の首部１０４）の長さを長く形成する必要がある。
【００１１】
しかし、前記のように、縮径量が大きく、長い首部をスピニング加工で形成するには、長い加工時間を要する上に、加工硬化により首部に亀裂や内面に波状のシワが発生し易い。また、プレス加工では大きな加工力を必要とするため座屈が発生し易い。特に、近年、軽量化の要望から外管の板厚が薄肉化される傾向にあり、前記の加工不良の発生率が増加する傾向にあった。
【００１２】
そこで本発明は、前記の首部の縮径加工が容易で、亀裂、シワ、座屈などの加工不良を抑制するとともに加工時間の短縮を図ることができ、また、これによって外管の板厚を薄肉に設定できて消音器の軽量化に貢献できる排気系部品と排気管との接続構造を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の第１の発明は、両端部を縮径加工して首部を形成した外管の内部に内管を配設した排気系部品と排気ガスが流通する排気管との接続構造であって、外管の少なくとも一方の首部から内管端部が突出するように内管を配設し、該突出した内管端部を、その外周に緩衝材を配設して排気管の内部に摺動可能に嵌合するとともに、外管の前記一方の首部と排気管を固着したことを特徴とする排気系部品と排気管との接続構造である。
【００１４】
本発明において、外管と内管との間に熱膨脹差が生じた場合には、内管における一方の内管端部を排気管に摺動可能に嵌合したことにより、その熱膨脹差が吸収され、熱膨脹差による内管の座屈などの発生が防止される。
【００１５】
また、内管を摺動可能に嵌合する側における外管の一方の首部は短くてよいため、該首部の縮径加工が容易になる。
【００１６】
更に、内管における緩衝材が嵌設された前記摺動側は、精度良く形成された排気管に嵌合するため、前記外管の首部が縮径加工により寸法精度が悪化しても、この首部とは無関係に内管を排気管へ容易に組み付けることができる。
【００１７】
請求項２記載の第２の発明は、前記第１の発明において、前記外管における一方の首部側の排気管端部を拡径して該排気管端部と外管の一方の首部とを固着したことを特徴とする排気系部品と排気管との接続構造である。
【００１８】
本発明においては、前記一方の首部側の排気管端部を拡径することにより、一方の首部の縮径量を小さくすることができ、その首部の縮径加工が容易になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を図１及び図２に示す実施例に基づいて説明する。
【００２０】
図１及び図２は排気系部品を消音器とし、この消音器と排気管とを接続する構造に本発明を適用した実施例である。
【００２１】
図１は本発明の第１実施例を示す。
排気系部品である消音器１は、金属製の管材の両端部をスピニング加工或いはプレス加工などにより縮径加工して、一端の首部２ａと他端の首部２ｂを形成した外管２と、多数の小孔４が設けられ、両端部３ａ，３ｂを前記首部２ａ，２ｂに挿通して配設された金属製の内管３とによって構成され、その外管２と内管３との間で共鳴室５が形成されている。
【００２２】
前記内管３における上流側である一端部３ａは、その管端３ｃが外管２の一端の首部２ａの管端から僅かに突出するようにして一端の首部２ａに嵌合され、また、内管３における下流側である他端部３ｂは、その管端３ｄが外管２の他端の首部２ｂの管端から長く突出し、かつ、首部２ｂと離間するようにして他端の首部２ｂに挿通されている。
【００２３】
前記一端の首部２ａ側における内管３の一端部３ａには、金属製の上流側排気管６の端部６ａが挿入されて、外管２の一端の首部２ａと内管３の一端部３ａと上流側排気管６の端部６ａが溶接Ｗ１によって一体に固着されている。
【００２４】
また、前記外管２における他端の首部２ｂ内には、金属製の下流側排気管７の端部７ａが挿入されて、これら首部２ｂと端部７ａが溶接Ｗ２によって一体に固着されている。
【００２５】
また、前記内管３の他端部３ｂであって、前記他端の首部２ｂよりも突出した部分３ｅの外周面には、金属細線を編成し環状に形成した緩衝材であるワイヤメッシュ８が設けられ、該緩衝材８の外周面を前記下流側排気管７の内周面に摺動可能に嵌合して、内管３と下流側排気管７とが軸方向に相対的に摺動できるようになっている。
【００２６】
次に前記第１実施例の作用について説明する。
図示しないエンジンからの排気ガスは、上流側排気管６に導かれて消音器１の内管３内を流通した後、下流側排気管７に導かれる。
【００２７】
排気ガスとともに上流側排気管６を伝播してきた排気騒音も排気ガスとともに消音器１の内管３に導かれ、内管３に形成した小孔４から共鳴室５内に伝播し、共鳴作用により騒音の高周波数成分が消音される。
【００２８】
また、内管３は排気ガスが直接流通するため、外管２に比べて加熱され易く、外管２と内管３との間に熱膨脹差が発生する。このとき、内管３の他端部３ｂが緩衝材８を介して下流側排気管７に摺動可能に嵌合されているため、内管３の他端部３ｂが軸方向に移動して熱膨脹差を吸収し、内管３に座屈などが発生するおそれがない。
【００２９】
また、前記のように熱膨脹差によって移動する内管３の他端部３ｂを下流側排気管７側に摺動可能に嵌合したので、外管２の他端の首部２ｂを、従来の構造のように長く形成する必要がなく、一端の首部２ａと同様に短くてよい。
【００３０】
このように、外管２の両首部２ａ，２ｂが短くてよいことは、首部、特に他端の首部２ｂの縮径加工が容易になり、亀裂、シワ、座屈などの加工不良を抑制するとともに加工時間の短縮を図ることが可能になる。
【００３１】
また、前記のように縮径加工が容易で、亀裂、シワ、座屈などの加工不良を抑制できることは、外管の板厚を薄肉に設定することができ、消音器の軽量化に貢献することができる。
【００３２】
また、一般に前記のように縮径加工された首部の内周面は、縮径に伴う増肉変形により寸法精度が悪化するため、図３に示す従来の構造のように首部１０４に緩衝材１０８及び内管１０５を嵌設する場合、その組み付け性が良好でなかった。しかし、本実施例においては、内管３の他端部３ｂを、径寸法の精度が高い下流側排気管７に緩衝材８を介して嵌合するようにしたので、外管２の他端の首部２ｂの寸法精度が多少悪くても緩衝材８及び内管３の組み付け性が良好になる。
【００３３】
図２は第２実施例を示す。
本第２実施例は、前記第１実施例の下流側排気管７の端部７ａを、その一般部よりも拡径し、該端部７ａを外管２の他端の首部２ｂ内に挿入して、該端部７ａと他端の首部２ｂとを溶接にて固着したものである。
【００３４】
その他の構造は、前記第１実施例と同様であるため、前記と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
本第２実施例のように、下流側排気管７の端部７ａを拡径することにより、その拡径した分だけ外管２の他端の首部２ｂの縮径量を小さくすることできる。このように、縮径量が小さいことは、その首部２ｂの縮径加工が容易になり、前記第１実施例における効果を一層高めることができる。
【００３６】
なお、前記両実施例は、外管の首部内に排気管の端部を挿入した例で示したが、本発明は、排気管の端部内に外管の首部を挿入して固着するものに適用してもよい。
【００３７】
更に、前記両実施例においては、内管の下流側を、これに緩衝材を設けて摺動可能としたが、本発明は、内管の上流側の端部外周に前記のような緩衝材を設けて上流側を摺動可能としても良く、更には上流側と下流側に前記の緩衝材を設けるようにしても良い。
【００３８】
更に、前記両実施例においては、排気系部品として消音器の例で示したが、本発明は、外管と内管を備えた多重構造で、外管に縮径部を形成した排気系部品であれば消音器以外にも適用可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は前記のようであるから、内管の摺動側における外管の首部を前記従来の首部に比べて短く形成できるため、該首部の縮径加工が容易になり、該首部における亀裂、シワ、座屈などの加工不良を抑制することができるとともに、加工時間の短縮を図ることができる。
【００４０】
更に、前記のように首部の縮径加工が容易であることは、その首部の板厚を薄肉にしてもその首部を精度良く形成できるため、その外管の板厚を薄肉にしてその排気系部品の軽量化に貢献できる。
【００４１】
更に、縮径加工された首部の内周は、縮径に伴う増肉変形により寸法精度が悪化するため、従来のように、首部に緩衝材および内管を嵌合する場合には組み付け性が良好ではなかったが、しかし、本発明においては、緩衝材を嵌合した内管を寸法精度が良い排気管に嵌合するため、緩衝材および内管の組み付け性が良好になる。
【００４２】
また、請求項２に記載の発明によれば、外管の首部の縮径量を小さくすることができることから、その首部の縮径加工が容易になり、前記の効果を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を消音器と排気管との接続構造に適用した第１実施例を示すもので、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）における左側の首部を示す拡大側断面図、（ｃ）は（ａ）における右側の首部を示す拡大側断面図。
【図２】本発明を消音器と排気管との接続構造に適用した第２実施例を示す側断面図。
【図３】従来の構造を示す側断面図。
【符号の説明】
１　　排気系部品である消音器
２　　外管
２ａ，２ｂ　　首部
３　　内管
３ａ，３ｂ　　内管端部
３ｅ　突出した内管端部
６，７　　排気管
６ａ，７ａ　　排気管端部
８　　緩衝材

Claims (2)

1. 両端部を縮径加工して首部を形成した外管の内部に内管を配設した排気系部品と排気ガスが流通する排気管との接続構造であって、外管の少なくとも一方の首部から内管端部が突出するように内管を配設し、該突出した内管端部を、その外周に緩衝材を配設して排気管の内部に摺動可能に嵌合するとともに、外管の前記一方の首部と排気管を固着したことを特徴とする排気系部品と排気管との接続構造。
2. 前記外管における一方の首部側の排気管端部を拡径して該排気管端部と外管の一方の首部とを固着したことを特徴とする請求項１記載の排気系部品と排気管との接続構造。

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