JP2005330839A - マフラーにおける排気管接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 アウターシェルに貫通穴を開ける位置の精度を高めなくても、排気管をマフラー本体の所定の位置に差し込み配置させることができ、かつ、バーリング加工の省略により貫通穴を開ける位置の自由度を高めることができると共に、作業工程を簡略化すること。
【解決手段】 両貫通穴１１ａ、１１ａがインレットチューブ５の外径よりも大きく形成され、インレットチューブ５における両貫通穴１１ａ、１１ａ対応位置には、インレットチューブ５の突出部外周面に対し密に接する円筒部７１と該円筒部７１の貫通穴１１ａ、１１ａ側縁部から外向きに突出するフランジ部７２とを備えた補強兼隙間閉塞部材７が装着され、両補強兼隙間閉塞部材７のフランジ部７２がアウターシェル１１の外面に対し貫通穴１１ａ、１１ａの周り全周に亘り溶接固定され、両補強兼隙間閉塞部材７の円筒部７１がインレットチューブ５の外周面に対しその全周に亘り溶接固定される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、マフラーにおける排気管接続構造に関する。

従来、マフラーにおける排気管接続構造としては、たとえば、図９に示すように、両端部が楕円形のエンドプレート１０１、１０１で遮蔽され、内部に空洞を有するケース（アウターシェル）１０２と、上記ケース１０２の内部空洞に各々異なる体積を有するよう多数個の隔壁１０３で区画されて形成された多数個のチャンバー（消音室）１０４と、上記チャンバー１０４の間を通過させて排気ガスが上記チャンバー１０４を順々に通過することができるようにする多数個の連通手段１０５と、上記ケース１０２の内部に形成された１つのチャンバー１０４に排気ガスを流入させるように上記ケース１０２を貫通して設けた排気ガス流入手段（インレット排気管）１０６と、上記多数のチャンバー１０４を通過した排気ガスを上記ケース１０２の外部に排出するように上記ケース１０２を貫通して設けた排気ガス流出手段（アウトレット排気管）１０７とで構成された車両用マフラーが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

そして、この従来例にあっては、排気管（排気ガス流入手段１０６、排気ガス流出手段１０７）をアウターシェル（ケース１０２）側面から差し込む場合、貫通穴を開けると共に、該貫通穴と排気管との間のガス漏れを防止するため、該貫通穴にバーリングを立て、かつ、貫通穴が開けられたアウターシェルを補強するために、パッチをスポット溶接により固定し、これに排気管を差し込んで、アウターシェルとパッチと排気管の合わせ目の全周を溶接している。

特開平１０−１６９４２８号公報 （明細書（２）頁、図１〜４）

しかしながら、アウターシェルを巻いてから内側から外側に向かってバーリング加工するため、貫通穴を開ける位置・角度によっては、アウターシェルにバーリング加工するのが困難であり、特に、２重巻きに形成されたアウターシェルにあっては、さらに困難であるという問題がある
また、バーリングは貫通穴と排気管との間のガス漏れを防止する目的で設けられるもので、差し込まれる排気管との間には殆ど隙間ができないようにその内径が形成されているため、貫通穴を開ける位置の精度を高める必要があり、位置が狂うと修正がきかなくなるという問題点があった。

本発明の解決しようとする課題は、アウターシェルに貫通穴を開ける位置の精度を高めなくても、排気管をアウターシェルの所定位置に差し込み固定することができると共に、バーリング加工の省略により貫通穴を開ける位置の自由度を高めることができるマフラーにおける排気管接続構造を提供することにある。

上記課題を解決するため請求項１記載のマフラーにおける排気管接続構造は、マフラー本体を構成するアウターシェルの側壁にマフラー本体の中空部内を貫通する貫通穴が設けられ、該貫通穴を貫通する状態で一方端が閉塞された排気管が挿入固定され、該排気管の側壁にはマフラー本体の中空部内と連通する連通孔が形成されたマフラーにおける排気管接続構造において、前記貫通穴が前記排気管の外径よりも大きく形成され、前記排気管における前記貫通穴対応位置には、前記排気管の突出部外周面に対し密に接する円筒部と該円筒部の前記貫通穴側縁部から外向きに突出するフランジ部とを備えた補強兼隙間閉塞部材がそれぞれ装着され、該補強兼隙間閉塞部材のフランジ部が前記アウターシェルの外面に対し前記貫通穴の周り全周に亘り溶接固定されると共に、前記補強兼隙間閉塞部材の円筒部が前記排気管の外周面に対しその全周に亘り溶接固定されていることを特徴とする手段とした。

請求項２記載のマフラーにおける排気管接続構造は、請求項１に記載のマフラーにおける排気管接続構造において、前記排気管がマフラー本体内に排気ガスを流入させるインレットチューブであることを特徴とする手段とした。

請求項３記載のマフラーにおける排気管接続構造は、請求項１に記載のマフラーにおける排気管接続構造において、前記排気管がマフラー本体内から排気ガスを排出させるアウトレットチューブであることを特徴とする手段とした。

請求項１記載のマフラーにおける排気管接続構造では、上述のように、貫通穴にバーリングを形成することなしに、該貫通穴が排気管の外径よりも大きく形成されることにより、該貫通穴と排気管との間に位置修正可能な所定の環状隙間が形成されるため、アウターシェルに貫通穴を開ける位置の精度を高めなくても、排気管をマフラー本体の所定の位置に差し込み配置させることができるようになる。
また、貫通穴にバーリングを形成する必要がないため、貫通穴を開ける位置の自由度を高めることができると共に、型および作業工程を簡略化できるようになる。

また、前記排気管における貫通穴対応位置には、排気管の突出部外周面に対し密に接する円筒部と該円筒部の前記貫通穴側縁部から外向きに突出するフランジ部とを備えた補強兼隙間閉塞部材がそれぞれ装着され、該補強兼隙間閉塞部材のフランジ部がアウターシェルの外面に対し貫通穴の周り全周に亘り溶接固定されると共に、補強兼隙間閉塞部材の円筒部が排気管の外周面に対しその全周に亘り溶接固定されることにより、貫通穴と排気管との間に所定の環状隙間が形成されていても、排気ガスの漏れを完全に防止することができると共に、補強兼隙間閉塞部材のフランジ部がアウターシェルに溶接固定されることにより、貫通穴が開けられたアウターシェルが補強された状態となる。

請求項２記載のマフラーにおける排気管接続構造では、前記排気管がマフラー本体内に排気ガスを流入させるインレットチューブで構成され、また、請求項３記載のマフラーにおける排気管接続構造では、マフラー本体内から排気ガスを排出させるアウトレットチューブで構成されることにより、マフラーにおいて、インレットパイプまたはアウトレットパイプを曲げることなしに直管状の状態でマフラー本体に接続することができ、これにより、レイアウトの自由度を高めることができるようになる。

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１のマフラーにおける排気管接続構造は、請求項１、２に記載の発明に対応する。
まず、この実施例１のマフラーにおける排気管接続構造を図面に基づいて説明する。

図１はこの実施例１のマフラーにおける排気管接続構造が適用されたマフラーを示す平面図、図２は図１のII−II線における拡大断面図、図３は図２の III−III 線における断面図、図４は図１のIV−IV線における拡大断面図、図５は図２のＡ矢視図、図６は図２のＢ矢視図であり、この実施例１のマフラーは、マフラー本体１と、インナープレート２、３、４と、インレットチューブ（排気管）５と、アウトレットチューブ６と、補強兼隙間閉塞部材７と、排気制御弁８とを主な構成として備えている。

さらに詳述すると、前記マフラー本体１は、円筒状のアウターシェル１１と、該アウターシェル１１の両端開口部を閉塞するアウタープレート１２、１３とで構成されている。
そして、該マフラー本体１は、３枚のインナープレート２、３、４により、該マフラー本体１内がその長手方向所定間隔のもとに４つの消音室（共鳴室）１ａ、消音室（拡張室）１ｂ、消音室（拡張室）１ｃ、消音室（拡張室）１ｄに仕切られている。

前記アウトレットチューブ６は、アウタープレート１２、および全てのインナープレート２、３、４を貫通して消音室１ｄに流入口６ａ側が開口され、その流出側がマフラー本体１外に配設されている。

前記インレットチューブ５は、図４に示すように、アウターシェル１１の側壁を貫通する状態で設けられている。即ち、アウターシェル１１の側壁には、マフラー本体１内の消音室１ｂ内を貫通する２つの貫通穴１１ａ、１１ａが開けられ、該両貫通穴１１ａ、１１ａを貫通する状態で前記インレットチューブ５が挿通されている。

そして、前記貫通穴１１ａ、１１ａは、これに挿入されるインレットチューブ５の外径より大きく形成されることにより、マフラー本体１とインレットチューブ５との位置関係の微調整を可能にしている。

また、このインレットチューブ５の流入口５ａとは反対側の開口部は蓋部材５１により閉塞されると共に、該インレットチューブ５の周壁には、消音室１ｂ内と連通する多数の小孔５ｂが形成されている。

前記補強兼隙間閉塞部材７は、アウターシェル１１の側壁に開けられた貫通穴１１ａ、１１ａとインレットチューブ５との間の隙間を閉塞してアウターシェル１１とインレットチューブ５との間を連結固定する役目をなすものであり、アウターシェル１１の外側におけるインレットチューブ５の外周面に対し密に接する円筒部７１と該円筒部７１の貫通穴１１ａ、１１ａ側縁部から外向きに突出し、アウターシェル１１の外面に沿った断面円弧状のフランジ部７２とで構成されている。

そして、前記補強兼隙間閉塞部材７のフランジ部７２をアウターシェル１１の外面に対し貫通穴１１ａ、１１ａの周り全周に亘り溶接により固定すると共に、両補強兼隙間閉塞部材７の円筒部７１をインレットチューブ５の外周面に対しその全周に亘り溶接により固定する。なお、溶接は、プラズマ溶接、レーザ溶接、シーム溶接、または、ＴＩＧ溶接等、全ての溶接を適用することができる。

前記排気制御弁８は、主に図２、３に示すように、インナープレート３を貫通する貫通穴３１に設けられ、該貫通穴３１を消音室１ｃ側から所定の付勢力で閉塞する状態で設けられている。また、このインナープレート３には、両消音室１ｂ−１ｃ間を連通する複数の小孔３２が形成されている。

そして、インナープレート４には、両消音室１ｃ−１ｄ間を連通する複数の小孔４１が形成されている。なお、この小孔４２の合計開口面積が、前記インナープレート３における貫通穴３１および小孔３２の合計開口面積と略同一になるように形成されている。
また、インナープレート２には、両消音室１ａ−１ｂ間を連通する複数の小孔２１が形成されることにより、消音室１ａが共鳴室を構成している。

次に、本実施例１の作用を説明する。
この実施例１のマフラーにおける排気管接続構造では、上述のように構成されるため、エンジンの回転数が所定の低速回転数域においては開弁しない程度に前記排気制御弁８の付勢力を設定しておくことにより、エンジンの低回転時においては、マフラー本体１内を流れる排気圧力が小さいため、図１〜３に示すように、排気制御弁８が閉じた状態に維持される。

このように、排気制御弁８が閉じた状態においては、エンジンからの排気は、インレットチューブ５の小孔５ｂから消音室１ｂに流れ込み、この消音室１ｂ内に流入した排気ガスは、インナープレート３の貫通穴３１が排気制御弁８により閉じられた状態となっているため、インナープレート３に形成された複数の小孔３２を通って消音室１ｃ内に流れ込む。そして、この消音室１ｃ内からインナープレート４に形成された複数の小孔４１を通って消音室１ｄ内に流れ込んだ後、アウトレットチューブ６を経由して車外に排気される。

以上のように、消音室１ｂに流入した排気ガスを、インナープレート３に形成された大径の貫通穴３１を閉じて小孔３２のみを経由させることで、消音室１ｃに流入する際の拡張による消音効果を高め、これにより、エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求を満足させることができる。

次に、エンジン回転数が所定の低速回転域を越え、排気圧力が排気制御弁８の付勢力に基づく閉弁力に勝ると、排気制御弁８が消音室１ｃ側に向けて押し開かれた開弁状態となる。

このように、排気制御弁８が開かれた状態においては、エンジンからの排気は、インレットチューブ５の小孔５ｂから消音室１ｂに流れ込み、この消音室１ｂ内に流入した排気ガスは、インナープレート３の貫通穴３１および複数の小孔３２を通って消音室１ｃ内に流れ込む。そして、この消音室１ｃ内からインナープレート４に形成された複数の小孔４１を通って消音室１ｄ内に流れ込んだ後、アウトレットチューブ６を経由して車外に排気される。
以上のように、複数の小孔３２の他に貫通穴３１が開かれることで、エンジンの高速回転時に必要とされる排気の流通抵抗が低減されるため、エンジン出力の低下を抑えることができる。

以上詳細に説明してきたように、この実施例１のマフラーにおける排気管接続構造によれは、上述のように、アウターシェル１１の側壁に設けられる貫通穴１１ａ、１１ａにバーリングを形成することなしに、該貫通穴１１ａ、１１ａが排気管の外径よりも大きく形成されることにより、該貫通穴１１ａ、１１ａとインレットチューブ５との間に位置修正可能な所定の環状隙間が形成されるため、アウターシェル１１に貫通穴１１ａ、１１ａを開ける位置の精度を高めなくても、インレットチューブ５をマフラー本体１の所定の位置に差し込み配置させることができるため、アウトレットチューブ６と衝突させずに交差させることができるようになるもので、これにより、作業性を高めることができるようになるという効果が得られる。

また、貫通穴１１ａ、１１ａにバーリングを形成する必要がないため、貫通穴１１ａ、１１ａを開ける位置の自由度を高めることができると共に、作業工程を簡略化できるようになるという効果が得られる。また、作業工具もシンプルなものを使用することができるようになる。
また、アウターシェル１１を巻いてから貫通穴１１ａ、１１ａを開けるため、アウターシェル１１が複数巻きである場合、バーリングを起こすのはより難しいので、単に貫通穴１１ａ、１１ａを開けるだけでよい本実施例１の構造はより有効である。
また、マフラー本体１を複数巻いて構成する場合、重なった部分それぞれにバーリングを設ける必要がないため、型の精度もそれ程必要なくなり、これにより、作業性を高めることができるようになる。

また、前記インレットチューブ５における両貫通穴１１ａ、１１ａ対応位置には、インレットチューブ５の突出部外周面に対し密に接する円筒部７１と該円筒部７１の前記貫通穴１１ａ、１１ａ側縁部から外向きに突出するフランジ部７２とを備えた補強兼隙間閉塞部材７がそれぞれ装着され、該両補強兼隙間閉塞部材７のフランジ部７２がアウターシェル１１の外面に対し貫通穴１１ａ、１１ａの周り全周に亘り溶接固定されると共に、両補強兼隙間閉塞部材７の円筒部７１がインレットチューブ５の外周面に対しその全周に亘り溶接固定されることにより、貫通穴１１ａ、１１ａとインレットチューブ５との間に所定の環状隙間が形成されていても、排気ガスの漏れを完全に防止することができると共に、補強兼隙間閉塞部材７のフランジ部がアウターシェル１１に溶接固定されることにより、貫通穴１１ａ、１１ａが開けられたアウターシェル１１が補強された状態となり、これにより、アウターシェル１１の板厚を薄くしても耐久性を高めることができるようになるという効果が得られる。
また、車両のレイアウト上の制限で、マフラー本体１を車両の前後方向で横方億に置いた場合、チューブを曲げずに設けることが容易にできるようになる。

次に、他の実施例について説明する。この他の実施例の説明にあたっては、前記実施例１と同様の構成部分については図示を省略し、もしくは同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

この実施例２は、前記実施例１における装置の変形例を示すものであり、図７の要部拡大断面図に示すように、インレットチューブ５の流入口５ａとは反対側の開口部を塞ぐ蓋部材５１が補強兼隙間閉塞部材７と一体に形成されている点が、前記実施例１とは相違したものである。

従って、この実施例２では、前記実施例１と同様の効果が得られる他、蓋部材５１および円筒部７１をインレットチューブ５の外周面に対し溶接する手間を省くことができると共に、部品点数を減らすことができるようになるという追加の効果が得られる。

この実施例３は、前記実施例１における装置の変形例を示すものであり、図８の要部拡大断面図に示すように、アウターシェル１１に対するインレットチューブ５の流入口５ａとは反対側の固定構造として、アウターシェル１１を貫通することなしに（一方の貫通穴１１ａを開けることなしに）固定部材９でアウターシェル１１の内面側に固定した点が前記実施例１、２とは相違したものである。

即ち、前記固定部材９は、アウターシェル１１の内側におけるインレットチューブ５の外周面に対し密に接する円筒部９１と該円筒部９１の側縁部から外向きに突出し、アウターシェル１１の内面に沿った断面円弧状のフランジ部９２とで構成されている。

そして、前記固定部材９のフランジ部９２をアウターシェル１１の内周面に対し溶接により固定すると共に、必要により、円筒部９１をインレットチューブ５の外周面に対し溶接により固定する。なお、溶接は、プラズマ溶接、レーザ溶接、シーム溶接、または、ＴＩＧ溶接等、全ての溶接を適用することができる。また、この場合、外部とのシール性は必要ないため、スポット的な溶接でよい。

従って、この実施例３では、前記実施例１と同様の効果が得られる他、アウターシェル１１に対する貫通穴１１ａの形成数を減らすことができるため、作業効率を高めることができるようになるという追加の効果が得られる。

以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例では、本願マフラーにおける排気管接続構造を、インレットチューブ５に適用したが、アウトレットチューブ６にも適用することができる。
また、マフラー本体１内のレイアウトは任意である。

実施例１のマフラーにおける排気管接続構造が適用されたマフラーを示す平面図である。 図１のII−II線における拡大断面図である。 図２の III−III 線における断面図である。 図１のIV−IV線における拡大断面図である。 図２のＡ矢視図である。 図２のＢ矢視図である。 実施例２のマフラーにおける排気管接続構造が適用されたマフラーを示す要部拡大断面図である。 実施例３のマフラーにおける排気管接続構造が適用されたマフラーを示す要部拡大断面図である。 従来例のマフラーにおける排気管接続構造を示す断面図である。

符号の説明

１ マフラー本体
１ａ 消音室
１ｂ 消音室
１ｃ 消音室
１ｄ 消音室
１１ アウターシェル
１１ａ 貫通穴
１２ アウタープレート
１３ アウタープレート
２ インナープレート
２１ 小孔
３ インナープレート
３１ 貫通穴
３２ 小孔
４ インナープレート
４１ 小孔
５ インレットチューブ（排気管）
５ａ 流入口
５ｂ 小孔
５１ 蓋体
６ アウトレットチューブ
６ａ 流入口
７ 補強兼隙間閉塞部材
７１ 円筒部
７２ フランジ部
８ 排気制御弁
９ 固定部材
９１ 円筒部
９２ フランジ部

Claims (3)

1. マフラー本体を構成するアウターシェルの側壁にマフラー本体の中空部内を貫通する貫通穴が設けられ、該貫通穴を貫通する状態で一方端が閉塞された排気管が挿入固定され、該排気管の側壁にはマフラー本体の中空部内と連通する連通孔が形成されたマフラーにおける排気管接続構造において、
   前記貫通穴が前記排気管の外径よりも大きく形成され、
   前記排気管における前記貫通穴対応位置には、前記排気管の突出部外周面に対し密に接する円筒部と該円筒部の前記貫通穴側縁部から外向きに突出するフランジ部とを備えた補強兼隙間閉塞部材がそれぞれ装着され、
   該補強兼隙間閉塞部材のフランジ部が前記アウターシェルの外面に対し前記貫通穴の周り全周に亘り溶接固定されると共に、前記補強兼隙間閉塞部材の円筒部が前記排気管の外周面に対しその全周に亘り溶接固定されていることを特徴とするマフラーにおける排気管接続構造。
2. 請求項１に記載のマフラーにおける排気管接続構造において、前記排気管が前記マフラー本体内に排気ガスを流入させるインレットチューブであることを特徴とするマフラーにおける排気管接続構造。
3. 請求項１に記載のマフラーにおける排気管接続構造において、前記排気管が前記マフラー本体内から排気ガスを排出させるアウトレットチューブであることを特徴とするマフラーにおける排気管接続構造。

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