JP4614034B2 - 低コストマフラ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気騒音消音用のマフラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
本発明は、車両用マフラの開発、特に、コスト削減を目的とした車両用マフラの開発過程から生まれたものである。
【0003】
従来技術上、内部エレメント式プレス成形マフラが公知である。このマフラは典型的に内部に複数の仕切り部材(隔板、バッフル)やチューブを備えて排気騒音を消音させている。しかしながら、これら構成要素の増加は、コストの増大をもたらしていた。特に、チューブは低域及び中域の周波数からなる排気騒音を消音させるのに効果的であるが、しかしながら高価であって、装置全体のコストを増大させるという一長一短があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、マフラの構成要素を削減することでコストを減少させることを目的とする。即ち、本発明は、排気消音効果を犠牲にすることなく、コストを削減させることを目的とし、より具体的には、単一の内部仕切り部材(sole internal baffle)のみを使用することによって、複数の消音室と複数のチューブをマフラ内部に提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、上流用シェル、下流用シェル、そして単一の内部仕切り部材のみを使用し、かつこれら部材を外周囲の端部にて各々接続させて、3つの消音室(チャンバ)と複数の排気騒音低減用の管(チューブ)状通路を内部に備えるマフラを提供することを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明に係る特徴並びに発明の要点は、詳細な説明、請求項、並びに図面を参照することにより、より明瞭に理解される。
【0007】
図1〜図3を参照して、本発明の好適な実施形態に係るマフラ(消音器)20の全体構成について説明する。図1の矢印24に示すように、マフラ20は内燃機関22から排気流を受け取り、そして矢印26に示すように、消音後の排気流を外部に排出する。本発明に係る好適な実施の形態では、第一または上流用シェル28、第二または下流用シェル30、そして単一の内部仕切り部材32を使用し(図2参照)、かつこれら部材を外周囲の端部34にて各々接続させてマフラ20を形成する(図1参照)。これら部材は様々な手段から接続されるが、例えば、図7に示すようにシェル30のような1部材を用いて他の部材を覆うようにクリンピング(crimping)させてもよく、あるいは溶接方法、粘着物を使用した固着方法、さらに他の方法から接続されてもよい。このようにして形成されたマフラ20は、図3及び図4に示すように内部仕切り部材32を用いて、内部仕切り部材32と上流用シェル28の間に第一消音室36を形成する。また、図2から理解されるように、内部仕切り部材32は上流用シェル28から下流用シェル30に向かって突出る凸状部38を有し、故に内部仕切り部材32と下流用シェル30の間に第二、第三消音室40、42を形成する(図3、図4参照)。さらに、図6に示すように仕切り部材32の凸状部38は、排気騒音低減用の管状通路44、46を少なくとも1つ、好適には複数形成する。これら管状通路44、46は下流用シェル30と凸状部38によって境界を定められ、そして第二、第三消音室40、42を凸状部38の末端の向かい合う端部48、50にて連通する(図3、図4参照)。このようにして新たにチューブ部材を使用することなく、下流用シェル30と凸状部38の間に排気騒音低減用の管状通路44、46を形成する。さらに、仕切り部材32は開口部52を凸状部38に隣接して備えるが、好適にはこの開口部52は複数の孔を穿設して設けて、第一、第二消音室36、40を連通させる(図3参照)。
【0008】
図2に示すように、マフラ20は上流用シェル28を開口させて入口54を設けるが、好適には上流用シェル28の入口54にフランジ付きチューブ56を備え、そして内燃機関からの排気管60(図1参照)を間に通して固定させるエンジンブラケット58を取付ける。また、図2に示すようにマフラ20は下流用シェル30を開口させて出口62を設けて、この間に排気管64を通す。該排気管64は内側に向けて複数の孔66を穿設して設けるが、これは排気流をこれら孔から受け入れるためである。上記フランジ付きチューブ56、上流用シェル28の入口54、そしてブラケット58は好適には各々固く固定して剛性を高める。具体例を挙げると、図8の溶接物57に示すように溶接固定されてもよく、またはクリンピング、粘着物を使用した固着方法、さらに他の方法から固定されてもよい。他方、排気管64は好適には出口62にてシェル30に対して図9の溶接物63に示すように溶接固定されるが、他クリンピング、粘着物を使用した固着方法、さらに他の方法から固定されてもよい。
【0009】
内部仕切り部材32の凸状部38は上流用シェル28側から下流用シェル30側に向かって突出るため(図2参照)、第二、第三消音室40、42の内部空間の大きさを犠牲にして第一消音室36の内部空間の大きさを大きくする(図4参照)。故に、第一消音室36の内部空間の大きさは、第二、第三消音室40、42の内部空間を合わせた大きさよりも実質的に大きい。図3に示すように、マフラ20は両端で向かい合う第一及び第二端部68、70の間に凸状部38を配置する。この際、入口54、出口62、そして第三消音室42は第一端部68側に配置される。また、第二消音室40と仕切り部材32の孔付き開口部52は第二端部70側に配置される。そして、第一消音室36は、第一及び第二端部68、70の双方にわたって配置される。図3を参照すると、排気流は矢印24に示すように入口54からマフラ20の第一端部68側に流入し、そして矢印72に示すように第一消音室36を横切って第二端部70側まで流れ、次に矢印74に示すように仕切り部材32の孔付き開口部52を通って第二消音室40内に流入する。さらに、図5の矢印76、78に示すように排気騒音低減用の管状通路44、46(図6参照)内を流れて再度第一端部68側にまで戻り、矢印80、82(図5参照)に示すように第三消音室42内に流入する。そして、図3及び図4の矢印84に示すように孔66内を通って排気管64内に流入して、図4の矢印86に示すように排気管64内を流れて、図3の矢印26に示すように出口62から外部に流出する。
【0010】
図6に示すように、下流用シェル30は外壁88、第一及び第二側壁90、92を有する。これらは、外周囲の端部34にて仕切り部材32と上流用シェル28に嵌合されるように延在する。図2及び図6に示すように、仕切り部材32の凸状部38は壁部94を上面にて外壁88と向かい合うように備えるが、好適にはこの壁部94は外壁88と隣接するか、もしくは係合する。さらに、この壁部94は第一及び第二側壁96、98を壁部94から延在するように備える。図2及び図5に示すように、第一及び第二側壁96、98は左側から右側に向かって、凸状部38の両端部の第一(左)、第二(右)端部48、50の間に延在する。この際、凸状部38の第一もしくは左側端部48は第二消音室40と向かい合い、また凸状部38の第二もしくは右側端部50は第三消音室42と向かい合う。凸状部38の第一側壁96は外壁88から下流用シェル30の第一側壁90に向かって傾斜しかつテーパー付けられて排気騒音低減用の管状通路44を定める(図6参照)。この管状通路44は凸状部38の第一端部48から凸状部38の第二端部50に向かって延在する(図5参照)。また、凸状部38の第二側壁98は外壁88から下流用シェル30の第二側壁92に向かって傾斜しかつテーパー付けられて排気騒音低減用の管状通路46を定める(図6参照)。この管状通路46は、同様にして凸状部38の第一端部48から凸状部38の第二端部50に向かって延在する(図5参照)。このようにして、本発明に係る好適な実施の形態では、管状通路44と46は第二、第三消音室40、42の間で平行に延在する。
【0011】
次に図10を参照して、図2に示した、本発明の実施形態の仕切り部材32に係る他の実施の形態110について説明する。この際、理解の容易化を図るために、既に説明した同一箇所については同一符号を用いて説明する。図10を参照すると、仕切り部材110は凸状部38の壁部94(図6参照)に凹状部112を形成する。この凹状部112は下流用シェル30の外壁88から内側に向かって窪み、第三の排気騒音低減用の管状通路114を図11に示すように形成する。管状通路114は凸状部38の第一端部48から第二端部50に向かって延びる(図5参照)。本発明に係る好適な実施の形態では、これら第一、第二、及び第三管状通路44、46、114は、第二消音室40と第三消音室42の間で平行に延在する。尚、第三管状通路114は第一管状通路44と第二管状通路46の間に配置される。
【0012】
次に図13を参照して、本発明の仕切り部材に係るさらなる実施の形態120について説明する。この際、理解の容易化を図るために、既に説明した同一箇所については同一符号を用いて説明する。図15を参照すると、凸状部38の第一側壁122の少なくも1部、好適には全部位を下流用シェル30の第一側壁90から離して配置して、この間に第一排気騒音低減用の管状通路124を図15及び図16に示すように形成する。また、仕切り部材120の凸状部38の第二側壁126の少なくも1部、好適には全部位を下流用シェル30の第二側壁92から離して配置して、この間に第二排気騒音低減用の管状通路128を同様にして形成する(図15、図16参照)。本発明に係る好適な実施の形態では、管状通路124と128は第二消音室40と第三消音室42の間で平行に延在し、そして図15の矢印130、132に示すように左側から右側に流れる流路を提供する。
【0013】
また、図13を参照すると、下流用シェル30は上記実施の形態とは異なる出口134を備えていることが理解できる。即ち、この出口134は複数の孔136を穿設して設け、これら孔136を介して図14の矢印138に示すように上方に向かって排気流を流して頂部の出口用シュラウド(shroud)140(図13参照)まで導いて、そして図12の矢印142に示すように排気流を外部に流出させる。
【0014】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係るマフラは構成要素を削減し、故にコストを減少させる。即ち、上流用シェル28、下流用シェル30、そして単一の内部仕切り部材32、または110もしくは120のみを使用し、かつこれら部材を外周囲の端部34にて各々接続させてマフラ20を形成することによって構成要素を削減し、コストを減少させる。本発明に係る好適な実施の形態では、少なくとも2つの排気騒音低減用の管状通路44と46を提供し、さらに任意に下流用シェル30と仕切り部材の凸状部38の間に排気騒音低減用の管状通路114、124、または128を形成して提供する。このため、単一の内部仕切り部材を用いて複数の排気騒音低減用の通路を形成することが可能となり、さらなるコスト削減を可能にすることができる。
【0015】
以上説明した本発明に係る実施の形態には、様々な同等物、変化物、または改良物が、添付した請求の範囲内において可能であるものと思料する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の実施の形態に係るマフラの斜視図である。
【図2】 図2は、図1の分解斜視図である。
【図3】 図3は、図1の一部を開口した断面図である。
【図4】 図4は、図1の4−4線に沿った断面図である。
【図5】 図5は、図4の5−5線に沿った断面図である。
【図6】 図6は、図4の6−6線に沿った断面図である。
【図7】 図7は、図4の7−7線に沿った部位の拡大図である。
【図8】 図8は、図4の8−8線に沿った部位の拡大図である。
【図9】 図9は、図4の9−9線に沿った部位の拡大図である。
【図10】 図10は、図2に示した仕切り部材と同様であるが、しかし本発明に係る他の実施の形態を示す図である。
【図11】 図11は、図6と同様の断面図であるが、しかし図10の実施の形態に従う新たな流路を示す図である。
【図12】 図12は、図1と同様の図であるが、しかし本発明に係るさらなる実施の形態を示す図である。
【図13】 図13は、図12の分解斜視図である。
【図14】 図14は、図12の14−14線に沿った断面図である。
【図15】 図15は、図14の15−15線に沿った断面図である。
【図16】 図16は、図14の16−16線に沿った断面図である。
【符号の説明】
20 マフラ
22 内燃機関
26 出口
28 上流用(第一)シェル
30 下流用(第二)シェル
32、110、120 仕切り部材
34 端部
36 第一消音室
38 凸状部
40 第二消音室
42 第三消音室
44、46、114、124、128 管状通路
54 入口
Claims (20)
- 第一シェル、第二シェル、そして内部仕切り部材を含むマフラであって、これら3つの部材は全て外周囲の端部にて各々接続され、
前記内部仕切り部材は、該内部仕切り部材と前記第一シェルの間に第一消音室を定め、かつ前記内部仕切り部材は前記第一シェルから前記第二シェル内にまで向かって突出る凸状部を有し、故に前記内部仕切り部材と前記第二シェルの間に第二、第三消音室を形成し、そして排気騒音低減用の管状通路を少なくとも1つ前記第二シェルと前記凸状部の間に形成して、前記第二、第三消音室を前記凸状部の末端の向かい合う端部にて連通し、さらに前記内部仕切り部材は開口部を前記凸状部に隣接して備えて、前記第一、第二消音室を連通させ、
前記第一シェル上に入口を備え、また前記第二シェル上に出口を備え、
前記第一シェル及び前記第二シェルは、前記凸状部を間に配置するように、両端で向かい合う第一及び第二端部を有し、前記入口、前記出口及び前記第三消音室は、前記第一端部側に配置され、前記第二消音室と前記仕切り部材の前記開口部は前記第二端部側に配置され、そして、前記第一消音室は前記第一及び第二端部の双方にわたって配置され、故に排気流は前記入口から前記第一シェルの前記第一端部側に流入し、そして前記第一消音室を横切って前記第二端部側まで流れ、次に前記仕切り部材の前記開口部を通って前記第二消音室内に流入し、少なくとも1つの前記排気騒音低減用の管状通路内を流れて再度前記第一端部側にまで戻り、そして前記第三消音室を流れて、前記出口から流出することを特徴とするマフラ。 - 前記内部仕切り部材は前記第一シェルから前記第二シェル内にまで向かって突出る前記凸状部を有し、故に前記第二、第三消音室の内部空間の大きさを犠牲にして前記第一消音室の内部空間の大きさを拡大することを特徴とする請求項1に記載のマフラ。
- 前記第一消音室の内部空間の大きさは、前記第二、第三消音室の内部空間を合わせた大きさよりも実質的に大きいことを特徴とする請求項2に記載のマフラ。
- 前記第二シェルは外壁、第一及び第二側壁を、前記外周囲の端部にて前記内部仕切り部材と前記第一シェルと嵌合するように延在して備え、この際、前記内部仕切り部材の前記凸状部は壁部を前記第二シェルの前記外壁と向かい合うように備え、さらに、この前記壁部は第一及び第二側壁を前記壁部から延在するように備え、前記凸状部の前記第一端部は前記第二消音室と向かい合い、また前記凸状部の前記第二端部は前記第三消音室と向かい合い、前記凸状部の前記第一側壁は前記第二シェルの前記外壁の少なくとも1つから傾斜しかつテーパー付けられ、前記第二シェルの前記第一側壁は第一の前記排気騒音低減用の管状通路を定め、該管状通路を前記凸状部の前記第一端部から前記凸状部の前記第二端部に向かって延在させ、前記凸状部の前記第二側壁は前記第二シェルの前記外壁の少なくとも1つから傾斜しかつテーパー付けられ、前記第二シェルの前記第二側壁は第二の前記排気騒音低減用の管状通路を定め、該管状通路を前記凸状部の前記第一端部から前記凸状部の前記第二端部に向かって延在させることを特徴とする請求項2に記載のマフラ。
- 前記第一、第二の排気騒音低減用の管状通路は、前記第二、第三の消音室の間で平行に延在することを特徴とする請求項4に記載のマフラ。
- 前記凸状部の前記第一側壁は前記第二シェルの前記外壁と前記第二シェルの前記第一側壁とのいずれか一方から傾斜しかつテーパ付けられ、前記凸状部の前記第二側壁は前記第二シェルの前記外壁と前記第二シェルの前記第二側壁とのいずれか一方から傾斜しかつテーパ付けられることを特徴とする請求項4に記載のマフラ。
- 前記内部仕切り部材は前記凸状部の前記壁部に、前記第二シェルの前記外壁から内側に向かって窪む凹状部を形成して第三の前記排気騒音低減用の管状通路を定め、該第三の排気騒音低減用の管状通路は前記凸状部の前記第一端部から前記凸状部の前記第二端部に向かって延びることを特徴とする請求項4に記載のマフラ。
- 前記第一、第二、及び第三の管状通路は、前記第二消音室と前記第三消音室の間で平行に延在し、前記第三管状通路は前記第一管状通路と前記第二管状通路の間に配置されることを特徴とする請求項7に記載のマフラ。
- 前記第二シェルは外壁、第一及び第二側壁を、前記外周囲の端部にて前記内部仕切り部材と前記第一シェルと嵌合するように延在して備え、この際、前記仕切り部材の前記凸状部は壁部を前記第二シェルの前記外壁と向かい合うように備え、さらに、この前記壁部は第一及び第二側壁を前記壁部から延在しかつ前記凸状部の前記末端で向かい合う両端部間で延びるように備え、前記凸状部の前記第一端部は前記第二消音室と向かい合い、また前記凸状部の前記第二端部は前記第三消音室と向かい合い、前記凸状部の前記壁部に、前記第二シェルの前記外壁から内側に向かって窪む凹状部を形成して前記排気騒音低減用の管状通路を定め、該排気騒音低減用の管状通路は前記凸状部の前記第一端部から前記凸状部の前記第二端部に向かって延びることを特徴とする請求項2に記載のマフラ。
- 前記第二シェルは外壁、第一及び第二側壁を、前記外周囲の端部にて前記内部仕切り部材と前記第一シェルと嵌合するように延在して備え、この際、前記仕切り部材の前記凸状部は壁部を前記第二シェルの前記外壁と向かい合うように備え、さらに、この前記壁部は第一及び第二側壁を前記壁部から延在しかつ前記凸状部の前記末端で向かい合う両端部間で延びるように備え、前記凸状部の前記第一端部は前記第二消音室と向かい合い、また前記凸状部の前記第二端部は前記第三消音室と向かい合い、前記凸状部の前記第一側壁の少なくとも一部を前記第二シェルの前記第一側壁から離して配置して第一の前記排気騒音低減用の管状通路を定め、前記凸状部の前記第二側壁の少なくとも一部を前記第二シェルの前記第二側壁から離して配置して第二の前記排気騒音低減用の管状通路を定めることを特徴とする請求項2に記載のマフラ。
- 前記第一、第二の排気騒音低減用の管状通路は、前記第二、第三の消音室の間で平行に延在することを特徴とする請求項10に記載のマフラ。
- 前記凸状部の前記第一側壁の全部位を前記第二シェルの前記第一側壁から離して配置して、同時に前記凸状部の前記第二側壁の全部位を前記第二シェルの前記第二側壁から離して配置することを特徴とする請求項10に記載のマフラ。
- 上流用シェル、下流用シェル、そして単一の内部仕切り部材を含むマフラであって、これら3つの部材は全て外周囲の端部にて各々接続され、前記単一の内部仕切り部材は、該単一の内部仕切り部材と前記上流用シェルの間に第一消音室を定め、かつ前記単一の内部仕切り部材は前記上流用シェルから前記下流用シェル内にまで向かって突出る凸状部を有し、故に前記単一の内部仕切り部材と前記下流用シェルの間に第二、第三消音室を形成し、そして排気騒音低減用の管状通路を少なくとも1つ前記下流用シェルと前記凸状部の間に形成して、前記第二、第三消音室を前記凸状部の末端の向かい合う端部にて連通し、さらに前記単一の内部仕切り部材は開口部を前記凸状部に隣接して備えて、前記第一、第二消音室を連通させ、そして前記上流用シェル上に入口を備え、また前記下流用シェル上に出口を備え、この際、前記単一の内部仕切り部材の前記凸状部は前記第二、第三消音室の内部空間の大きさを犠牲にして前記第一消音室の内部空間の大きさを拡大し、
前記上流用シェル及び前記下流用シェルは、前記凸状部を間に配置するように、両端で向かい合う第一及び第二端部を有し、この際、前記入口、前記出口及び前記第三消音室は前記第一端部側に配置され、前記第二消音室と前記単一の仕切り部材の前記開口部は前記第二端部側に配置され、そして、前記第一消音室は前記第一及び第二端部の双方にわたって配置され、故に排気流は前記入口から前記上流用シェルの前記第一端部側に流入し、そして前記第一消音室を横切って前記第二端部側まで流れ、次に前記単一の内部仕切り部材の前記開口部を通って前記第二消音室内に流入し、そして前記排気騒音低減用の管状通路内を流れて再度前記第一端部側にまで戻り、そして前記第三消音室を流れて、前記出口から流出することを特徴とするマフラ。 - 前記第一消音室の内部空間の大きさは、前記第二、第三消音室の内部空間を合わせた大きさよりも実質的に大きいことを特徴とする請求項13に記載のマフラ。
- 前記マフラは、前記外周囲の端部にて接続される前記上流用シェル、前記下流用シェル、そして前記単一の内部仕切り部材のみによって形成されるため、故に構成要素とコストを削減することを特徴とする請求項13に記載のマフラ。
- 前記下流用シェルと前記凸状部の間に少なくとも2つの前記排気騒音低減用の管状通路を形成し、故に前記単一の内部仕切り部を用いて複数の排気騒音低減用の管状通路を形成することによって、さらにコストを削減することを特徴とする請求項16に記載のマフラ。
- 前記単一の内部仕切り部材の前記開口部は複数の孔を穿設して設けることを特徴とする請求項13に記載のマフラ。
- 前記入口は前記上流用シェルの開口部を通して延びる管を備えることを特徴とする請求項13に記載のマフラ。
- 前記出口は前記下流用シェルの開口部を通して延びる管を備えることを特徴とする請求項13に記載のマフラ。
- 前記出口は前記下流用シェルに、複数の孔を穿設して設けることを特徴とすることを特徴とする請求項13に記載のマフラ。
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