JP2008038852A - 車両用マフラ - Google Patents

Abstract

【課題】 部品単体精度や製造性の悪化を招くことなく、全長を長く形成できる車両用マフラの提供。
【解決手段】 マフラ本体１のシェル２とパイプ３〜５が、複数に分割された分割部11,12同士を結合して形成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用マフラに関する。

従来、車両用マフラは、筒状のシェルとエンドプレートで囲まれた消音室内にパイプやバッフルプレート等の内部構造物が設けられている（特許文献１、２参照）。
特開２００５−２６４８３２号公報

しかしながら、従来の車両用マフラでは、消音室の容量を増やすためにマフラ本体の全長を長く形成すると、大型の製造設備が必要になる上、部品単体精度や製造性が悪くなるという問題点があった。
そこで、マフラ本体を偏平状にして幅方向へ拡大することが考えられるが、周辺部材との干渉により困難なケースが多い。
また、マフラ本体の全長を長く形成すると、排気ガスによる入熱によって長手方向へ大きく熱延びし、その応力がエンドプレート等に集中して亀裂・破損を招く虞があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、大型の製造設備を必要とせず、部品単体精度や製造性を良好にしつつ、マフラ本体の全長を長く形成できると同時に、熱延びによる応力を緩和できる車両用マフラを提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、マフラ本体の少なくともシェルとパイプが、長手方向に複数に分割された分割部同士を結合して形成されることを特徴とする。

本発明の請求項１記載の発明にあっては、マフラ本体の少なくともシェルとパイプが、長手方向に複数に分割された分割部同士を結合して形成されるため、部品単体精度や製造性を良好にしつつ、マフラ本体の全長を長く形成できると同時に、熱延びによる応力を緩和できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１の車両用マフラを示す平面図、図２は同分解断面図、図３は同断面図、図４は本実施例１の分割部同士におけるシェル同士の固定を説明する図、図５は本実施例１の分割部同士におけるパイプ同士の固定の一例を示すである。

先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例１の車両用マフラでは、マフラ本体１が長手方向に略中央で２つに分割された第１分割部１１と第２分割部１２が結合されて形成されている。

図２に示すように、第１分割部１１は、第１シェル１１ａと、第１インレットパイプ１１ｂと、第１連通パイプ１１ｃと、第１アウトレットパイプ１１ｄと、エンドプレート１１ｅと、バッフルプレート11f,11gと、連通パイプ１１ｈで構成されている。

第１シェル１１ａは、板状のバッフルプレート11f,11gの外周に巻回された状態で略筒状に形成される他、その一端部は縮径された縮径部１３ａが形成される一方、他端部は略お碗状のエンドプレート１１ｅの外周にロックシーム加工されて成るロックシーム部１４ａにより固定されている。
なお、第１シェル１１ａの他端部とエンドプレート１１ｅは溶接により固定しても良い。

第１インレットパイプ１１ｂは、エンドプレート１１ｅ及びバッフルプレート11f,11gを貫通した状態で配置されている。
第１連通パイプ１１ｃは、バッフルプレート１１ｇを貫通した状態で配置される他、その一端側の外周には複数のパンチング孔１５ａが設けられている。
連通パイプ１１ｈは、バッフルプレート１１ｆを貫通した状態で配置されている。
第１アウトレットパイプ１１ｄは、バッフルプレート１１ｇを貫通した状態で配置されている。
また、各パイプ１１ｂ〜１１ｄの一端部は第１シェル１１ａの一端部よりも寸法Ｗ１だけ突出した状態で設けられている。

また、第１シェル１１ａとバッフルプレート11f,11gは、これらの外周上の複数箇所でスポット溶接Ｓ１により固定され、各パイプ１１ｂ〜１１ｄ、１１ｈとそれぞれ対応するバッフルプレート11f,11gは、これら両者の全周に亘って溶接Ｘ１でそれぞれ固定されている。
さらに、第１インレットパイプ１１ｂとエンドプレート１１ｅは、これら両者の全周に亘って溶接Ｘ２で固定されている。
なお、バッフルプレート11f,11gにバーリング加工をして開口部を形成した後、ここに各パイプ１１ｂ〜１１ｄ、１１ｈを圧入により固定しても良く、先にバッフルプレート11f,11gを組み立てた後に各パイプ１１ｂ〜１１ｄ、１１ｈを圧入するように順番を変える事もできる。

一方、第２分割部１２は、第２シェル１２ａと、第２インレットパイプ１２ｂと、第２連通パイプ１２ｃと、第２アウトレットパイプ１２ｄと、エンドプレート１２ｅと、バッフルプレート12f,12gで構成されている。

第２シェル１２ａは、板状のバッフルプレート12f,12gの外周に巻回された状態で略筒状に形成される他、その一端部は縮径された縮径部１３ｂが形成される一方、他端部は略お碗状のエンドプレート１２ｅの外周にロックシーム加工されて成るロックシーム部１４ｂにより固定されている。
なお、第２シェル１２ａの他端部とエンドプレート１２ｅは溶接により固定しても良い。
第２インレットパイプ１２ｂは、エンドプレート１２ｅ及びバッフルプレート12f,12gを貫通した状態で配置されている。
第２連通パイプ１２ｃは、バッフルプレート12f,12gを貫通した状態で配置される他、その一端側の外周には複数のパンチング孔１５ｂが設けられている。
第２アウトレットパイプ１２ｄは、バッフルプレート12f,12g及びエンドプレート１２ｅを貫通した状態で配置されている。

また、各パイプ１２ｂ〜１２ｄの一端部には、内径がそれぞれ対応する各パイプ１１ｂ〜１１ｄの外径と等しくなるように拡径された拡径部１６と、この拡径部から傾斜状にフレア加工されて拡径されたフレア部１７が形成されている。

また、第２シェル１２ａとバッフルプレート12f,12gは、これら両者の外周上の複数箇所でスポット溶接Ｓ２にて固定され、各パイプ１２ｂ〜１２ｄとそれぞれ対応するバッフルプレート12f,12gは、これら両者の全周に亘って溶接Ｘ３でそれぞれ固定されている。
さらに、第２インレットパイプ１２ｂとエンドプレート１２ｅは、これら両者の全周に亘って溶接Ｘ４で固定されている。
なお、バッフルプレート12f,12gにバーリング加工をして開口部を形成した後、ここに各パイプ１２ｂ〜１２ｄを圧入により固定しても良く、先にバッフルプレート12f,12gを組み立てた後に各パイプ１２ｂ〜１２ｄを圧入するように順番を変える事もできる。

その他、本実施例１の車両用マフラは全て金属製で構成されている。

次に、作用を説明する。
このように構成された分割部11,12同士を結合する際には、図２、３に示すように、分割部11,12同士における第１シェル１１ａの一端部及び各パイプ１１ｂ〜１１ｄの一端部をそれぞれ対応する第２シェル１２ａの一端部及び各パイプ１２ｂ〜１２ｄの一端部に挿入し、図１、４に示すように、両シェル11a,12aの一端部同士を全周に亘って溶接Ｘ５することにより、マフラ本体１を形成する。

この際、各パイプ１１ｂ〜１１ｄの一端部を第１シェル１１ａの一端部よりも寸法Ｗ１だけ突出させて設けているため、各パイプ１１ｂ〜１１ｄの一端部をそれぞれ対応する各パイプ１２ｂ〜１２ｄの一端部に挿入して固定した後、両シェル11a,12aの一端部同士を溶接Ｘ５で固定でき、各パイプ１１ｂ〜１１ｄ、１２ｂ〜１２ｄ同士の固定を目視しながら確実に固定できる。
また、各パイプ１１ｂ〜１１ｄのうちの１本を他よりも長く形成することにより、このパイプをガイドとして使用することで、各パイプ１１ｂ〜１１ｄの挿入をより簡単にすることができる。

また、図５に示すように、各パイプ１１ｂ〜１１ｄの一端部をそれぞれ対応する各パイプ１２ｂ〜１２ｄの一端部の拡径部１６に圧入して確実に固定できる。

さらに、各構成部材の部品単体精度の誤差や組み付け精度の誤差によって各パイプ１１ｂ〜１１ｄ、１２ｂ〜１２ｄ相互間の径方向に誤差が生じた場合でも、各パイプ１１ｂ〜１１ｄの一端部をそれぞれ対応する各パイプ１２ｂ〜１２ｄのフレア部１７によって拡径部１６へ確実に導くことができる。
また、各パイプ１１ｂ〜１１ｄ、１２ｂ〜１２ｄ相互間の長手方向に誤差が生じた場合には、拡径部１６の挿入代によって許容できるようになっている。

このように構成された車両用マフラでは、図３に示すように、エンドプレート11e,12eと筒状のシェル２に囲まれたマフラ本体１の内部に消音室Ｒ１〜Ｒ６が形成される他、消音室Ｒ５に連通してインレットパイプ３の一端部が配置される一方、消音室Ｒ２に連通してアウトレットパイプ４の一端部が配置される。

さらに、消音室R2,R5に連通して連通パイプ５が配置され、消音室R1,R2に連通して連通パイプ１１ｈが配置されることとなる。

従って、本実施例１の車両用マフラでは、部品単体精度や製造性の悪化を招くことなく、全長が長いマフラ本体１を容易に形成できる。

特に、管長が長い程消音性能に優れるインレットパイプ３やアウトレットパイプ４を部品単体精度や製造性の悪化を招くことなく長く形成でき、好適となる。

さらに、両シェル11a,12a同士の一端部同士の結合箇所と各パイプ１１ｂ〜１１ｄ、１２ｂ〜１２ｄの一端部同士の結合箇所を軸方向にオフセットして配置しているため、マフラ本体１に屈折するような応力が生じても、その応力が局部に集中して作用するのを防止でき、必要剛性を容易に確保できる。

このように構成された車両用マフラでは、インレットパイプ３の他端部が図外のエンジン側の接続管に接続される一方、アウトレットパイプ４の他端部が図外のテールチューブが接続された状態で車両に搭載される。

そして、図３に示すように、図外の接続管からインレットパイプ３を介してマフラ本体１に流入した排気ガス（破線矢印で図示）は、消音室Ｒ５に流入して拡縮作用を受けて消音された後、連通パイプ５を介して消音室Ｒ２に流入する間にそのエネルギーがパンチング孔15a,15bを介して消音室R4,R3で減衰されて消音される。

さらに、消音室Ｒ２に流入した排気ガスは、拡縮作用を受けて消音された後、図外のテールチューブを介して外部へ排出される。

また、消音室Ｒ２に流入した排気ガスのエネルギーは連通パイプ１１ｈを介して消音室Ｒ１で共鳴作用を受けて消音される。

この際、マフラ本体１は排気ガスの入熱により長手方向へ熱延びするが、本実施例１ではマフラ本体１を分割部11,12で構成したため、上記熱延びによる応力を分割部11,12の構成部材で分散・緩和することができる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の車両用マフラにあっては、マフラ本体１のシェル２とパイプ３〜５が、複数に分割された分割部11,12同士を結合して形成されるため、部品単体精度や製造性の悪化を招くことなく、全長を長く形成できる。
また、マフラ本体１を一体的に設けた場合に比べて各分割部11,12で熱延びによる応力を分散させて緩和できる。

また、分割部11,12同士におけるシェル１１ａの端部及びパイプ１１ｂ〜１１ｄの端部をそれぞれ対応する他方側のシェル１２ａの端部及びパイプ１２ｂ〜１２ｄの端部に挿入した状態で固定したため、分割部11,12同士を容易に固定できる。

また、分割部11,12同士における少なくともパイプ１１ｂ〜１１ｄの端部を一方側のシェル１１ａの端部よりも突出させて設け、パイプ１１ｂ〜１１ｄの端部を他方側のパイプの端部１２ｂ〜１２ｄに挿入した状態で固定した後、シェル１１ａの端部と他方側のシェル１２ａの端部を固定したため、シェル11a,12a同士を先に固定した場合やシェル11a,12a同士とパイプ１１ｂ〜１１ｄ、１２ｂ〜１２ｄ同士を同時に固定した場合に比べて、パイプ１１ｂ〜１１ｄ、１２ｂ〜１２ｄ同士の固定を目視しながら確実に固定できる。
さらに、分割部11,12は小型化されているので、シェルの巻き付け等の治具設備を大型化することなく、容易に製造することができる。

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、マフラ本体１の分割数、分割位置については適宜設定できる。同様にマフラ本体１の内部構造物は適宜設定できる。

また、本実施例１ではシェルとパイプを長手方向に分割したが、バッフルプレートを分割して結合する場合もあり得る。

さらに、分割部同士におけるシェルの固定方法としては、図６に示すように、両シェル11a,12aの一端部同士をロックシーム加工して成るロックシーム部２０で固定しても良い。

また、図７に示すように、第１シェル１１ａの一端部をビード状に形成する一方、第２シェル１２ａの一端部をフレア状に形成して、これら両者の間に必要に応じてメッシュ等のシール部材２１を介在させた状態でクランプ２２により固定しても良い。

さらに、図８に示すように、両シェル11a,12aの一端部同士をフランジ状に形成して、これら両者の間に必要に応じてメッシュ等のシール部材２３を介在させた状態でこれら両者の外周上の複数箇所でボルト・ナット２４により締結しても良い。

同様に、分割部同士におけるパイプ同士の固定方法は、圧入による固定に限らず、図９に示すように、両パイプ１１ｂ〜１１ｄ、１２ｂ〜１２ｄの一端部同士の間にメッシュ等のシール部材２５を介在させた状態で挿入し固定するようにしても良い。
勿論、上述した以外の分割部同士におけるパイプ及びシェルの固定方法を用いても構わない。

さらに、シェル２の両端部（第１シェル１１ａの他端部及び第２シェル１２ａの他端部）をスピニング加工してエンドプレート11e,12eを省略することもできる。

本発明の実施例１の車両用マフラを示す平面図である。 本発明の実施例１の車両用マフラの分解断面図である。 本発明の実施例１の車両用マフラの断面図である。 本実施例１の分割部同士におけるシェル同士の固定を説明する図である。 本実施例１の分割部同士におけるパイプ同士の固定の一例を示す図である。 その他の実施例の分割部同士におけるシェル同士の固定方法を示す図である。 その他の実施例の分割部同士におけるシェル同士の固定方法を示す図である。 その他の実施例の分割部同士におけるシェル同士の固定方法を示す図である。 その他の実施例の分割部同士におけるパイプ同士の固定方法を示す図である。

符号の説明

Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５ 消音室
Ｓ１、Ｓ２ スポット溶接
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５ 溶接
１ マフラ本体
２ シェル
３ インレットパイプ
４ アウトレットパイプ
５ 連通パイプ
１１ 第１分割部
１１ａ 第１シェル
１１ｂ 第１インレットパイプ
１１ｃ 第１連通パイプ
１１ｄ 第１アウトレットパイプ
１１ｅ エンドプレート
１１ｆ、１１ｇ バッフルプレート
１１ｈ 連通パイプ
１２ 第２分割部
１２ａ 第２シェル
１２ｂ 第２インレットパイプ
１２ｃ 第２連通パイプ
１２ｄ 第２アウトレットパイプ
１２ｅ エンドプレート
１２ｆ、１２ｇ エンドプレート
１３ａ 縮径部
１４ａ、１４ｂ ロックシーム部
１５ａ、１５ｂ パンチング孔
１６ 拡径部
１７ フレア部
２０ ロックシーム部
２１ シール部材
２２ クランプ
２３、２５ シール部材
２４ ボルト・ナット

Claims (3)

1. マフラ本体の少なくともシェルとパイプが、長手方向に複数に分割された分割部同士を結合して形成されることを特徴とする車両用マフラ。
2. 請求項１記載の車両用マフラにおいて、
   前記分割部同士における一方側のシェルの端部及びパイプの端部をそれぞれ対応する他方側のシェルの端部及びパイプの端部に挿入した状態で固定したことを特徴とする車両用マフラ。
3. 請求項１または２記載の車両用マフラにおいて、
   前記分割部同士における少なくとも一方側のパイプの端部を一方側のシェルの端部よりも突出させて設け、
   前記一方側のパイプの端部を他方側のパイプの端部に挿入した状態で固定した後、前記一方側のシェルの端部と他方側のシェルの端部を固定したことを特徴とする車両用マフラ。

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