JP5609836B2

JP5609836B2 - マフラー

Info

Publication number: JP5609836B2
Application number: JP2011211194A
Authority: JP
Inventors: 充平松; 渉水谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2031-09-27
Also published as: US9057296B2; WO2013046018A1; CN103814196A; EP2761149A1; JP2013072339A; US20140231167A1; EP2761149B1

Description

本発明は、筒状に巻回された板材の突き合わされた端部同士をロックシームによって固定することで形成されたインナーシェルを内層とし、そのインナーシェルと同様に形成されたアウターシェルを外層とする２層構造の側周外殻を有するマフラーに関する。

車両等に搭載されるマフラーとして、２重巻きロックシーム構造のマフラーがある。こうしたマフラーの側周外殻は、インナーシェルを内層とし、アウターシェルを外層とする２層構造とされている。そしてそのインナーシェル及びアウターシェルは、板材を筒状に巻回するとともに、突き合わされた端部同士をロックシームによって固定することで形成されている。

ところで、こうしたマフラーでは、その内部に溜った水が、インナーシェルとアウターシェルとの間の隙間に侵入することがある。そしてそうした水が排気の熱で加熱されて気化することで、インナーシェルとアウターシェルとの間の隙間内の圧力が上昇して、両シェルが変形することがある。

そこで従来、そうしたシェルの変形を防止するための技術として、特許文献１に記載のものが知られている。同文献には、図４に示すような、インナーシェル５０のロックシーム部５１に重なる位置におけるアウターシェル５３に切り欠き５２を形成することで、インナーシェル５０とアウターシェル５３との間の隙間をマフラー外部に連通した構造のマフラーが記載されている。また同文献には、図５に示すような、インナーシェル５０のロックシーム部５１に切り欠き５４を形成することで、インナーシェル５０とアウターシェル５３との間の隙間をマフラー内部に連通した構造のマフラーも記載されている。

特開２００４−２９３５３８号公報

こうした従来のマフラーでは、侵入した水の気化により上昇したシェル間の隙間内の圧力が、切り欠き５２，５４から逃される。そのため、隙間内の圧力上昇を抑えて、シェルの変形を防止することができる。

ところが、インナーシェル５０のロックシーム部５１に切り欠き５４を形成した場合には、アウターシェル５３のロックシーム部５１の周辺に腐食や傷による穴が空くと、それだけでマフラーの内外が直ちに連通してしまうようになる。

またアウターシェル５３に切り欠き５２を形成した場合にも、その切り欠き５４の部分は、インナーシェル５０を構成する板材１枚分の厚さしかないため、腐食や傷によって、マフラーの内外が容易に連通してしまう。更に、インナーシェル５０及びアウターシェル５３の間の隙間が外部に開放されているため、融雪塩等の塩分を含む水が外部からその隙間に侵入して、腐食が進行する畏れもある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、シェル間の隙間内の圧力上昇によるシェルの変形をより好適に防止することのできるマフラー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に記載の発明は、筒状に巻回された板材の突き合わされた端部同士をロックシームによって固定することで形成されたインナーシェルを内層とし、そのインナーシェルと同様に形成されたアウターシェルを外層とする２層構造の側周外殻を有するマフラーにおいて、アウターシェルのロックシーム部と重なる位置におけるインナーシェルに、同ロックシーム部の幅よりも小径の通孔を形成している。

上記構成では、インナーシェルとアウターシェルとの間の隙間内の圧力が上昇しても、アウターシェルのロックシーム部と重なる位置におけるインナーシェルに形成された通孔を通じてその圧力が逃される。そのため、シェル間の隙間内の圧力上昇によるシェルの変形を防止することができる。

しかも、そうした通孔の上部は、板材が幾重にも重なった、厚いアウターシェルのロックシーム部によって完全に覆われている。そのため、多少の傷や腐食では、マフラーの内外は連通しないようになる。また、そうした通孔を通じては、シェル間の隙間は、マフラーの内部に連通されるため、外部からシェル間の隙間に塩水等が侵入することもない。

したがって、上記構成によれば、シェル間の隙間内の圧力上昇によるシェルの変形をより好適に防止することができる。
なお、マフラーの内部には、凝縮水が溜ることがあり、マフラーの底部に通孔が形成されていると、その通孔の周りが常時水に曝されて、腐食し易くなる。そのため、請求項２に記載のように、上記通孔は、マフラーの底部以外の位置に形成することが望ましい。

本発明のマフラーの一実施の形態についてその平面断面構造を示す断面図。図１のＡ−Ａ線に沿ったマフラーの正面断面構造を示す断面図。図２のＢ部分の拡大断面構造を示す断面図。従来のマフラーについてそのインナーシェルのロックシーム部及びその周辺部の拡大断面構造を示す断面図。従来のもう一つのマフラーについてそのインナーシェルのロックシーム部及びその周辺部の拡大断面構造を示す断面図。

以下、本発明のマフラーを具体化した一実施の形態を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。
ここではまず、図１〜図３を参照して、本実施の形態のマフラーの構造を説明する。

図１に示すように、略楕円筒状に形成されたマフラーの側周は、インナーシェル１を内層とし、アウターシェル２を外層とする２層構造とされている。インナーシェル１及びアウターシェル２のマフラー先端側（図中左側）には、前面パネル３が固定されている。また、インナーシェル１及びアウターシェル２のマフラー後端側（図中右側）には、後面パネル４がそれぞれ固定されている。そしてこれらによって、マフラーの外殻が形成されている。

こうしたマフラーの内部は、第１仕切板５及び第２仕切板６の２枚の仕切板によって、第１拡張室９、第２拡張室８及び第３拡張室７の３つの拡張室に区画されている。なお、第１仕切板５及び第２仕切板６には、多数の孔が形成されている。そしてそうした孔を通じて、各拡張室（７〜９）が互いに連通されている。

またマフラーの内部には、排気をマフラー内に導入するインレットパイプ１０、及び排気をマフラー外に導出するアウトレットパイプ１１が配設されている。インレットパイプ１０は、マフラー先端側から前面パネル３、第１仕切板５及び第２仕切板６を貫通して延伸され、その先端は第１拡張室９内に開口されている。またアウトレットパイプ１１は、マフラー後端側から後面パネル４、第２仕切板６及び第１仕切板５を貫通して延伸され、その先端は第３拡張室７内に開口されている。

次に、こうしたマフラーの側周外殻の構造を説明する。上述したように、このマフラーの側周は、インナーシェル１とアウターシェル２との２層構造とされている。インナーシェル１及びアウターシェル２は、ステンレス等からなる一枚の板材を筒状に巻回するとともに、突き合わされた端部同士をロックシームにより固定することで、すなわち端部同士を重ね合わせて折り曲げることでそれぞれ形成されている。

図２に示すように、このマフラーでは、インナーシェル１のロックシーム部１２及びアウターシェル２のロックシーム部１３は、互いに重ならないように配置されている。具体的には、インナーシェル１のロックシーム部１２は、マフラーの図中左側に配置され、アウターシェル２のロックシーム部１３は、マフラーの図中右側に配置されている。

一方、図３に示すように、このマフラーには、アウターシェル２のロックシーム部１３と重なる部分におけるインナーシェル１に、同インナーシェル１を貫通する通孔１４が形成されている。この通孔１４の径Ｄは、アウターシェル２のロックシーム部１３の幅Ｗよりも小径とされている。このマフラーでは、通孔１４は円孔に形成されている。こうした通孔１４は、インナーシェル１を略楕円筒に巻回する前の段階において、パンチによって穿設されている。

続いて、以上のように構成されたマフラーの作用を説明する。
こうした２層構造の側周外殻を有するマフラーでは、排気に含まれる水分が、インナーシェル１とアウターシェル２との間の隙間（以下、「シェル間の隙間」と記載する）に侵入することがある。そしてそうした水分が、排気の熱で気化することで、シェル間の隙間内の圧力が上昇することがある。

このとき、本実施の形態のマフラーでは、上昇したシェル間の隙間内の圧力が通孔１４を通じてマフラー内部に逃される。そのため、シェル間の隙間内の過度の圧力上昇が抑えられ、その圧力によるインナーシェル１及びアウターシェル２の変形が防止される。

なお、本実施の形態のマフラーでは、そうした通孔１４の上部は、板材が幾重にも重なった、厚いアウターシェル２のロックシーム部１３によって完全に覆われている。そのため、多少の傷や腐食が生じても、マフラーの内外は連通しないようになる。また、通孔１４を通じては、シェル間の隙間は、マフラーの内部に連通されるため、外部からシェル間の隙間に塩水等が侵入することもない。

以上の本実施の形態のマフラーによれば、以下の効果を奏することができる。
（１）侵入した水の気化により上昇したシェル間の隙間内の圧力が通孔１４を通じてマフラー内部に逃されるため、その圧力によるインナーシェル１及びアウターシェル２の変形を防止することができる。

（２）板材が幾重にも重なったアウターシェル２のロックシーム部１３によって通孔１４の上部が完全に覆われているため、多少の傷や腐食によっては、マフラーの内外が連通しないようにすることができる。

（３）一枚の板材のみでマフラーの側周外殻が構成されている部分が存在しないため、通孔１４の形成によって側周外殻の強度が低下しないようにすることができる。
（４）通孔１４がインナーシェル１に設けられ、シェル間の隙間がマフラーの外部には連通していないため、融雪塩等の塩分を含んだ水が外部からシェル間の隙間に侵入して、腐食が進行することを防止することができる。

（５）通孔１４がマフラーの側部に設けられているため、マフラー内に溜った凝縮水による通孔１４周りの腐食を抑制することができる。
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。

・上記実施の形態では、通孔１４を、すなわちアウターシェル２のロックシーム部１３をマフラーの側部に設けるようにしていたが、それ以外の位置に設けるようにしても良い。ただし、通孔１４をマフラー底部に設けた場合には、マフラー内部に溜った凝縮水に通孔１４が曝され続けるため、通孔１４周りの腐食が進行し易くなる。そのため、インナーシェル１を構成する板材の耐腐食性を十分に確保できない場合には、通孔１４は、マフラーの底部以外の位置に設けることが望ましい。

・上記実施の形態では、インナーシェル１を略楕円筒に巻回する前に通孔１４を形成していたが、それ以外の時期、例えばインナーシェル１の形成後等に通孔１４を形成するようにしても良い。

・上記実施の形態では、パンチによって穿設することで通孔１４を形成していたが、切削等のそれ以外の方法で通孔１４を形成するようにしても良い。
・上記実施の形態では、通孔１４を円孔としていたが、通孔１４をそれ以外の形状としても良い。

・上記実施の形態では、通孔１４を一箇所のみに設けるようにしていたが、一箇所の通孔１４だけではシェル間の隙間内の圧力上昇を十分に抑えることができないのであれば、アウターシェル２のロックシーム部１３と重なる部分におけるインナーシェル１に、複数の通孔１４を設けるようにしても良い。

・本発明は、外形状や内部構造が上記実施の形態と異なるマフラーにも同様に適用することができる。要は、筒状に巻回された板材の突き合わされた端部同士をロックシームによって固定することで形成されたインナーシェルと、そのインナーシェルと同様に形成されて同インナーシェルの外側に配置されたアウターシェルとによって側周が形成されたマフラーであれば、本発明の適用が可能である。

１…インナーシェル、２…アウターシェル、３…前面パネル、４…後面パネル、５…第１仕切板、６…第２仕切板、７…第３拡張室、８…第２拡張室、９…第１拡張室、１０…インレットパイプ、１１…アウトレットパイプ、１２…ロックシーム部（インナーシェル）、１３…ロックシーム部（アウターシェル）、１４…通孔、５０…インナーシェル、５１…ロックシーム部、５２…切り欠き、５３…アウターシェル、５４…切り欠き。

Claims

筒状に巻回された板材の突き合わされた端部同士をロックシームによって固定することで形成されたインナーシェルを内層とし、そのインナーシェルと同様に形成されたアウターシェルを外層とする２層構造の側周外殻を有するマフラーにおいて、
前記アウターシェルのロックシーム部と重なる位置における前記インナーシェルに、同ロックシーム部の幅よりも小径の通孔が形成されてなる
ことを特徴とするマフラー。
前記通孔は、当該マフラーの底部以外の位置に形成されてなる
請求項１に記載のマフラー。