JP2000303819A

JP2000303819A - 車両用エンジンのマフラ

Info

Publication number: JP2000303819A
Application number: JP11116289A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Miyake; 和幸三宅
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】放射音の低減が図れる車両用エンジンのマフ
ラを提供する。【解決手段】マフラ本体２０のシェル２の平面部２ａ
に、板状のスチフナ２１の両端部２１ａが当接して溶接
され、シェル２に固定されている。スチフナ２１がシェ
ル２の平面部２ａに固定されるので、シェル２（マフラ
本体２０）の強度が大きくなる。このため、エンジンか
らマフラ本体２０内に排ガスが流入され、マフラ本体２
０内に断続的な圧力変動が生じた際、シェル２は前記圧
力変動を受けても容易に変形せず、ひいては放射音の発
生が抑制される。平面部２ａからの騒音を低減できるの
で、シェル２の扁平率を更に上げることが可能になって
レイアウトの自由度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用エンジンに
用いられるマフラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両用エンジンの排気管に接続されるマ
フラとして、通路面積がそれぞれ大、小である拡大部、
縮小部を有する排ガス通路を備え、排ガスがこの拡大
部、縮小部を通過する過程で排ガスの脈動エネルギを奪
い、騒音を低減させるようにしたものがある。そして、
マフラの中空部には仕切り板を設けて複数の膨張室を画
成し、騒音低減効果を向上させるようにしている。自動
車エンジンのマフラは、３室構造が一般的である。この
３室構造の自動車エンジンのマフラ１の一例を図６に示
す。図６において、扁平筒状のシェル２の両端部（開口
部）３にはアウタプレート（自動車の配置位置に対応さ
せて、図６左側のものをフロントアウタプレート４、図
６右側のものをリアアウタプレート５という）が嵌合さ
れており、シェル２の内部空間が閉塞されている。

【０００３】シェル２には、フロントアウタプレート４
とリアアウタプレート５との間になるようにしてセパレ
ータ（仕切板）〔フロントアウタプレート４側のものを
フロント側セパレータ６、リアアウタプレート５側のも
のをリア側セパレータ７という〕が設けられており、シ
ェル２の内部空間を第１、第２、第３の３つの室（膨張
室）８，９，１０に画成している。フロントアウタプレ
ート４、フロント側、リア側セパレータ６，７に挿通し
てエンジン（図示省略）側に接続した入口パイプ１１が
設けられている。入口パイプ１１の先端部（符号省略）
は第３室１０に開口している。入口パイプ１１の第２室
９（中央室）に臨む部分には孔（パイプ孔）１２が形成
されている。

【０００４】フロント側、リア側セパレータ６，７には
連結パイプ（それぞれ第１、第２連結パイプ１３，１４
という。）が挿通されており、第１、第２室８，９の連
通、第２、第３室９，１０の連通を行うようにしてい
る。フロント側、リア側セパレータ６，７及びリアアウ
タプレート５に挿通して、前記入口パイプ１１とともに
排気管を構成する出口パイプ１５が設けられている。出
口パイプ１５の一端部（符号省略）は第１室８に開口し
ている。また、出口パイプ１５の図示しない他端部（排
気口）から排ガスが吐出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した車
両用エンジンのマフラ１では、第２室９（中央室）を構
成するシェル２の外周部の強度が弱く内部の圧力変動で
変形、振動し、表面から騒音（放射音）を発生しやすか
った。なお、マフラ１はフロア下の限られたスペースに
搭載されるため、つぶされて扁平した形状にされ、扁平
した形状にされたことによりシェル２に平面部２ａ（図
２参照）が形成され、この平面部２ａからは騒音がより
発生しやすくなる。このため、扁平率を一定以上にする
ことができず、その分、レイアウトが制約されるものに
なっていた。

【０００６】また、高い静粛性が求められる一部の車種
（大型高級車）には４室構造のマフラを設ける場合があ
る。そして、この４室構造のマフラは、マフラ内に３枚
のセパレータ（仕切板）を設けるため、中央部分が変形
しにくいが、部品数が多くて構造が複雑で、かつ重くな
るため小型車へ採用しがたいものであった。

【０００７】また、コストの低いものとして２室構造の
マフラが考えられるが、この２室構造のマフラでは、排
ガスの膨張、収縮を十分行えないため、良好な騒音低減
効果を得ることが難しいという問題を有している。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、放射音の低減を図ることができる車両用エンジンの
マフラを提供することを目的とする。本発明の他の目的
は、レイアウトの自由度の向上を図ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
少なくとも２つのセパレータにより内部空間が画成され
たマフラ１本体を有する車両用エンジンのマフラにおい
て、マフラ本体における少なくとも２つのセパレータの
間を補強部材で接合したことを特徴とする。請求項２記
載の発明は、請求項１記載の構成において、マフラ本体
は相対向する平面部を有する扁平筒状をなし、該相対向
する平面部に補強部材を接合したことを特徴とする。請
求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成にお
いて、補強部材はガスが通過する孔を形成したことを特
徴とする

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
の車両用エンジンのマフラ１を図１ないし図３に基づい
て説明する。図１及び図２において、マフラ１は、扁平
筒状の金属製のシェル２の両端にはフロントアウタプレ
ート４、リアアウタプレート５が嵌合されており、シェ
ル２の内部空間が閉塞されている。本実施の形態では、
シェル２、フロントアウタプレート４及びリアアウタプ
レート５からマフラ本体２０が構成されている。シェル
２は、上述したように扁平筒状をなしており、扁平筒状
としたことに伴い相対向する平面部２ａが形成されてい
る。

【００１１】シェル２内にはフロント側セパレータ６、
リア側セパレータ７が配置され、溶接又は圧入によりシ
ェル２に取り付けられている。フロント側セパレータ６
及びリア側セパレータ７は、シェル２の内部空間を第
１、第２、第３室８，９，１０に画成している。すなわ
ち、本実施の形態では、３室構造のマフラとなってい
る。フロントアウタプレート４、フロント側、リア側セ
パレータ６，７に挿通してエンジン（図示省略）側に接
続した入口パイプ１１が設けられている。入口パイプ１
１は、エンジン側からの排ガスを通す主入口パイプ１１
ａと、主入口パイプ１１ａに比して大径で主入口パイプ
１１ａの途中の部分に嵌装され、前記フロント側セパレ
ータ６に形成した孔（符号省略）に挿通される補助パイ
プ１１ｂとから大略構成されている。主入口パイプ１１
ａの先端部（符号省略）は第３室１０に開口している。
主入口パイプ１１ａにおける第２室９に臨む部分には孔
（パイプ孔１２）が形成されている。

【００１２】フロント側、リア側セパレータ６，７には
連結パイプ（第１、第２連結パイプ１３，１４とい
う。）が挿通されており、第１、第２室８，９の連通、
第２、第３室９，１０の連通を行うようにしている。フ
ロント側、リア側セパレータ６，７及びリアアウタプレ
ート５に挿通して、前記入口パイプ１１とともに排気管
を構成する出口パイプ１５が設けられている。出口パイ
プ１５の一端部（符号省略）は第１室８に開口してい
る。また、出口パイプ１５の図示しない他端部（排気
口）から排ガスが吐出される。前記入口パイプ１１、出
口パイプ１５及び第１、第２連結パイプ１３，１４は溶
接又は圧入により、マフラ本体２０及びフロント側、リ
ア側セパレータ６，７に保持されている。

【００１３】第２室９（マフラ本体２０におけるフロン
ト側、リア側セパレータ６，７の間の部分）には、板状
に延びるスチフナ２１（補強部材）が配置されている。
スチフナ２１は、その両端部２１ａが前記シェル２の平
面部２ａに当接して溶接されており、シェル２に固定さ
れている。スチフナ２１の一面側（図１右側）には凹溝
２２が２条並んで形成されている。

【００１４】上述したように構成した車両用エンジンの
マフラ１では、エンジンから排ガスが流入されると、マ
フラ本体２０内は高温、高圧になる。また、マフラ本体
２０内には、断続的な圧力変動が生じる。この際、スチ
フナ２１の両端部２１ａがシェル２の平面部２ａに当接
して溶接されていることにより、シェル２の強度が大き
くなっており、シェル２は前記圧力変動を受けても容易
に変形するようなことがなく、ひいては放射音の発生が
抑制されることになる。

【００１５】本願発明者は、５０ｍｍ×１５０ｍｍで板
厚ｔ＝２ｍｍのスチフナ２１をシェル２に溶接して上述
したように構成したマフラ１を対象にして、マフラ本体
２０の内部に圧力がかかった場合のマフラ本体２０の変
形の様子を解析により求めたところ、図３に示すような
結果が得られた。また、スチフナ２１を用いないで上述
したように構成したマフラ１を対象にして、上述したの
と同様にマフラ本体２０の変形の様子を解析により求め
たところ、図４に示すような結果が得られた。そして、
スチフナ２１を用いたマフラ１の場合、スチフナ２１を
設けない場合の解析結果（図４参照）に比してマフラ本
体２０の最大変形量が１／４程度になり、スチフナ２１
を設けることによりマフラ本体２０の振動抑制ひいては
放射音の低減が図れることを確認することができた。

【００１６】また、スチフナ２１の両端部２１ａがシェ
ル２の平面部２ａに当接して溶接されていることによ
り、当該平面部２ａの強度が大きくなるため、平面部２
ａの振動が抑制されひいては平面部２ａからの騒音を低
減できる。さらに、本実施の形態では、上述したように
平面部２ａからの騒音を低減できることに伴い、シェル
２の扁平率を更に上げることが可能になり、これにより
レイアウトの自由度を向上させることができる。

【００１７】また、本実施の形態では、フロント側、リ
ア側セパレータ６，７の２枚のセパレータを用いて、３
室構造のマフラとしているので、４室構造のマフラに比
して部品数が少なくて構造が簡易となって小型車への採
用が比較的容易に行えるようになり、かつ低廉化を図る
ことができる。

【００１８】また、本実施の形態では、３室構造のマフ
ラとし、かつスチフナ２１をマフラ本体２０に接合して
おり、排ガスの膨張、収縮を十分行えると共に、マフラ
本体２０の振動を抑制するので、騒音の発生をより低減
することができ、２室構造のマフラが有する上記問題点
（排ガスの膨張、収縮を十分行えず良好な騒音低減効果
を得難い）を惹起することがない。

【００１９】なお、放射音を低減するためにシェル２
（マフラ本体２０）の板厚を厚くしたり、シェル２（マ
フラ本体２０）を多重巻（通常は２〜３重巻）の構造に
したりすることが考えられるが、板厚を厚くしたりある
いは多重巻構造にしたりすると、重量増及びコスト増を
招くことになるので、放射音低減対策としては望ましい
ものでない。これに対して、本実施の形態では上述した
ように、スチフナ２１をシェル２に接合して放射音を低
減するので、板厚を厚くしたりあるいは多重巻構造にし
たりする場合に比して、重量増及びコスト増を抑制して
放射音低減化を図ることができる。また、本実施の形態
では、スチフナ２１に凹溝２２を形成しており、その
分、軽量化が図られている。

【００２０】次に、本発明の第２の実施の形態の車両用
エンジンのマフラ１を図５に基づいて説明する。このマ
フラ１では、略矩形のスチフナ２１における４つに区画
される矩形領域部分（符号省略）のうち斜めに対向する
位置関係にある２つの矩形領域部分にはそれぞれ凹溝２
２が形成されている。４つの矩形領域部分のうち残りの
２つの矩形領域部分には多数のパンチ孔２３（孔）が形
成されており、ガスが通過し得るようになっている。

【００２１】このように構成されたマフラ１では、排ガ
スがパンチ孔２３を通過する際、マフラ本体２０の内部
の脈動エネルギを奪い（すなわち圧力変動を下げて）、
排気口からの吐出騒音を減少させることができる。排ガ
スがパンチ孔２３を通過することにより、パンチ孔２３
を形成しない場合に比して排ガスの通気抵抗を低下する
ことができる。さらに、パンチ孔２３を形成したことに
伴い、重量が軽減されることになる。上記実施の形態で
は、セパレータが２つ（フロント側、リア側セパレータ
４，５）の場合を例にしたが、本発明はこれに限らず、
セパレータを３つ以上設けるように構成してもよい。

【００２２】上記実施の形態では、スチフナ２１の両端
部２１ａをシェル２の平面部２ａに当接して溶接するよ
うに構成した場合を例にしたが、これに代えて、スチフ
ナをシェル２の内周に沿う形状に形成し、スチフナを全
周にわたってシェル２に当接させて溶接しシェル２に固
定するようにしてもよい。このように構成することによ
り、シェル２（マフラ本体２０）の強度がより大きくな
るので、マフラ本体２０の変形、ひいては放射音の発生
がより抑制されることになる。

【００２３】上記実施の形態では、スチフナ２１をフロ
ント側、リア側セパレータ４，５に対向して取り付けた
が、これに代えてフロント側、リア側セパレータ４，５
に直角に向けて（パイプの長さ方向に向けて）取り付け
てもよい。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、マフラ本
体における少なくとも２つのセパレータの間を補強部材
で接合したので、マフラ本体の強度が大きくなり、マフ
ラ本体が圧力変動を受けても容易に変形するようなこと
がなく、ひいては放射音の発生が抑制される。請求項２
記載の発明によれば、マフラ本体の平面部に補強部材を
接合したので、マフラ本体の平面部の強度が大きくなっ
てその振動が抑制されひいては平面部からの騒音を低減
できる。さらに、平面部からの騒音を低減できることに
伴い、マフラ本体の扁平率を上げることが可能になり、
これによりレイアウトの自由度を向上させることができ
る。請求項３記載の発明によれば、補強部材にはガスが
通過する孔が形成されるので、ガスの通気抵抗を低下で
き、かつ当該孔を形成したことに伴い、重量が軽減され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の車両用エンジンの
マフラを示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】図１のマフラ本体の変形の様子を解析により求
めた結果を示す図である。

【図４】スチフナを廃止した図１のマフラにおけるマフ
ラ本体の変形の様子を解析により求めた結果を示す図で
ある。

【図５】本発明の第２の実施の形態の車両用エンジンの
マフラを示す断面図である。

【図６】従来の車両用エンジンのマフラの一例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１マフラ２シェル２ａ平面部２０マフラ本体２１スチフナ（補強部材）２３パンチ孔（孔）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２つのセパレータにより内部
空間が画成されたマフラ本体を有する車両用エンジンの
マフラにおいて、マフラ本体における少なくとも２つの
セパレータの間を補強部材で接合したことを特徴とする
車両用エンジンのマフラ。
【請求項２】マフラ本体は相対向する平面部を有する
扁平筒状をなし、該相対向する平面部に補強部材を接合
したことを特徴とする請求項１記載の車両用エンジンの
マフラ。
【請求項３】補強部材はガスが通過する孔を形成した
ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用エンジ
ンのマフラ。