JP2002322905A - 排気マフラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、排気マフラーの外殻部を成すエン
ドプレートが内板と外板とで消音材層を挟持してなるも
ので、そのエンドプレートの内板と外板の相対変位を許
容することで、耐久性を向上させた排気マフラーを提供
することにある。 【解決手段】 筒状の外殻本体１１の両端部を閉鎖する
エンドプレート１２，１３の内、少なくとも一方が外板
２２と同外板の内壁面ｆ２に消音材層２３を介して取り
付けた内板２４とからなる排気マフラー１において、内
板２４の周縁にフランジ２４３を延出形成し、内壁面ｆ
２に係合部材２５を一体接合し、同係合部材には内壁面
ｆ２にフランジ２４３を重ねた状態で係止可能なつめ部
２５２を延出形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒状の外殻本体と
その両端部を閉鎖するエンドプレートとで外殻部が形成
された排気マフラー、特に、エンドプレートの内壁面に
消音材を敷設してなる排気マフラーに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排気系に配備される排気マフ
ラは、排気ガス通路の断面積を変化させて排気の圧力波
を低減させるため、排ガス流路断面積を拡大させる膨張
室を設けたり、複数の内部パイプや複数の膨張室を設け
て排ガス流路を分岐させて圧力波を相互に干渉させある
いは特定の周波数で共鳴させるといった構成を採るよう
にしている。更に、排気マフラーの膨張室に流入した排
ガスの圧力波が直接外殻部を通過して外部に拡散すると
騒音源となること、あるいは、高温排ガスが外殻部の内
壁部に直接当たると、外殻本体やエンドプレートが熱膨
張と冷却による収縮を繰り返し、これら外殻部の壁面が
変動し、経時劣化が促進されることより、外殻部内壁等
には吸音材が敷設されることが多い。

【０００３】たとえば、実開平０６−８７６１９号公報
に開示される排気マフラーは、図８（ａ）に示すよう
に、筒状外枠１００の後端側がエンドプレート１１０で
閉鎖され、そのエンドプレートが外板１２０と消音材層
１３０と外板１２０の内壁に接合される内板１４０とを
重ねた構成を採っている。更に、図８（ｂ）に示すよう
に、排気マフラーの筒状外枠の後端を閉鎖するエンドプ
レート１５０が外板１６０と図示しない消音材層と同消
音材層を挟持した上で外板１６０の外周端近傍に外周フ
ランジ１７１を溶着した内板１７０とでなるという構成
を採るものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実開平０６−
８７６１９号公報に示す排気マフラーのように、エンド
プレートの内板１４０が筒状外枠１００の内壁面に直接
溶接されている場合、内板１４０が高温排ガスを直接受
けることで熱膨張と冷却による収縮を繰り返す際に、筒
状外枠１００との溶接部（図８（ａ）に示す＊印部分）
に応力集中が繰り返して加わり、溶接部近傍の経時劣化
が進んでしまう。同様に、図８（ｂ）に示すように、エ
ンドプレートの外板１６０に消音材層を挟持した外板１
７０の外周フランジ１７１を溶接した場合、内板１７０
が高温排ガスを直接受けることで熱膨張と冷却による収
縮を繰り返す際に、膨張と収縮に伴なう反力が外板１６
０との溶接部（図８（ｂ）に示すｗ部分）に加わり、同
溶接部ｗに応力集中が繰り返して加わり、溶接部近傍の
経時劣化が進んで、内板１７０と外板１６０間の接合部
ｗのはがれが生じる場合があり、排気マフラーの耐久性
を低下させる要因となっている。

【０００５】本発明は、以上のような課題に基づき、排
気マフラーの外殻部を成すエンドプレートが内板と外板
とで消音材層を挟持してなるもので、そのエンドプレー
トの内板と外板の相対変位を許容することで、耐久性を
向上させた排気マフラーを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、筒状
の外殻本体の両端部を閉鎖するエンドプレートの内、少
なくとも一方が外板と同外板の内壁面に消音材層を介し
て取り付けられた内板とからなる排気マフラーにおい
て、上記内板の周縁にフランジを延出形成し、上記外板
内壁面に係合部材を一体接合し、同係合部材には上記外
板内壁面に上記フランジを重ねた状態で係止可能なつめ
部を延出形成したことを特徴とする。このようにつめ部
が外板の内壁面にフランジを重ねた状態で係止すること
で外板の内壁面に消音材層を介して内板を重ねて取り付
けでき、この際、内板の周縁のフランジは外板側のつめ
部に対して相対的に変位可能であり、内板が加振されて
振動したり、加熱、冷却により熱変形するのに伴ないず
れを生じても、外板と内板の溶接部が無いため、両板間
の接合部のはがれ、腐食による経時的劣化を排除でき、
排気マフラーの耐久性を向上できる。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１記載の排気マ
フラーにおいて、上記係合部材の外板に接合された基部
と上記つめ部との間の段部の突き出し端にオーバーシュ
ートして屈曲する凸部を形成したことを特徴とする。こ
のように基部とつめ部との間の段部の突き出し端に凸部
を形成したので、フランジを支持するつめ部の支持力を
維持できる。好ましくは、上記係合部材はその長手方向
の途中部位につめ部内側に連通する貫通口を形成しても
よい。この場合、マフラーの冷却時に排気ガスの凝縮液
が係合部材のつめ部内側に流下してきても、これを貫通
口を通して排除でき、フランジ及びつめ部内側の腐食を
抑え、同部のずれ作動が阻害されることを防止でき、係
合部材のつめ部内側の腐食が進むことを防止でき、この
点で排気マフラーの耐久性を向上できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１乃至図３には本発明の実施形
態としての排気マフラーを示した。この排気マフラー１
は図示しない車両の排気系Ｅの後端側の排気管２に流入
管３を接続され、流入する排ガスの圧力波レベルを低減
し、消音済み排ガスを流出管４を通して大気側Ａに放出
するように構成される。図１に示すように、排気マフラ
ー１はその外殻内部を中空状に形成した上で、マフラー
長手方向Ｘに沿って２つの隔壁５，６を配置することで
３つの膨張室７，８，９を順次直列的に形成している。

【０００９】排気マフラー１の外殻部は矩形筒状のアウ
タードラム１１と、そのアウタードラム１１のマフラー
長手方向Ｘの両端開口を閉鎖する左右エンドプレート１
２，１３とで形成され、全体は縦長の矩形箱状を成して
いる。その外殻部の左エンドプレート１２からは排気マ
フラー全体を図示しない車体側基部に取り付ける主取り
付け軸１４及び補助取り付け軸１５が並列状に突き出し
形成される。アウタードラム１１の内壁面ｆ１のほぼ全
域にはグラスウール１６が敷設され、これは鋼鈑で形成
されたパンチ板１７により内壁面ｆ１に離脱不可に取り
付けられている。

【００１０】外殻内部は左エンドプレート５と第1隔壁
５間に第1膨張室７が、第1隔壁５とその右側の第２隔壁
６との間に第２膨張室８が、第２隔壁６と右エンドプレ
ート１３との間に第３膨張室９がその順で形成される。
図２（ｂ）に示すように、第1隔壁５は流入管３、流出
管４、主取り付け軸１４、後述の第1、第２内部パイプ
１９，２１の各貫通口ｈ１，ｈ２，ｈ３、ｈ４、ｈ５が
形成され、外周縁がアウタードラム１１の内壁面ｆ１に
溶接される。なお、第２隔壁６は第１隔壁とほぼ同様の
構成を採り、重複説明を略す。

【００１１】第３膨張室９には左エンドプレート１２、
第1第２隔壁５，６を順次貫通した流入管３の内側開口
（図1で右開口側）３０１が開口する。なお、流入管３
の外側開口は排気管２にジョイント１８を介して接続さ
れ、排ガスを第３膨張室９に導く。流入管３は左エンド
プレート１２と当接する環状隙間を密閉すべく溶接さ
れ、第1第２隔壁５，６に形成された環状湾曲フランジ
５０１，６０１とは密に当接し、当接部の一部が溶着さ
れる。

【００１２】流入管３は第1、第２膨張室７、８との各
対向部に短絡口の形成域Ｂをそれぞれ形成され、第３膨
張室９との対向部には短絡口の形成域Ｂを比較的大きく
形成される。各短絡口の形成域Ｂは多数の図示しない細
孔を適宜のパターンで分散して形成される。これら各短
絡口の形成域Ｂは流入管３に流入した排ガスの圧力波を
多段階に分けて拡散させるように機能している。第３膨
張室９は流入管３とは離れて並列配備される第1、第２
内部パイプ１９，２１を介し第1膨張室７に連通する。
第1、第２内部パイプ１９，２１は第1第２隔壁５、６に
複数箇所で溶接される。第1、第２内部パイプ１９，２
１は共に第２膨張室８との対向部に短絡口の形成域Ｂが
形成され、第３膨張室９からの排ガスを第２、第1膨張
室８，７に拡散させるように形成される。

【００１３】第２膨張室８は流入管３と離れて並列配備
される流出管４が対向配備される。流出管４は第２膨張
室８との対向部のほぼ全域に短絡口の形成域Ｂを形成さ
れ、これにより第２膨張室８を外気側Ａの開口に連通す
る。流出管４は第1第２隔壁５，６に複数箇所で溶接さ
れ、左エンドプレート１２と当接する環状部が連続溶接
により密閉される。なお、第1、第２内部パイプ１９，
２１や流出管４における各短絡口の形成域Ｂは流入管３
の場合と同様に形成され、それぞれ排ガスの圧力波を多
段階に分けて拡散するように機能する。ここで、左右の
エンドプレート１２，１３はほぼ同一構成を採り、右エ
ンドプレート１２に対して、左エンドプレート１３は、
図２（ａ）に示すように、流入管３、流出管４、主取り
付け軸１４の各貫通口ｈ１，ｈ２，ｈ３が形成され、補
助取り付け軸１５が溶接される点で相違し、ここでは主
に左エンドプレート１２を説明する。

【００１４】左エンドプレート１２は、筒状外枠である
アウタードラム１１の左端を閉鎖するものであり、図
１、図２（ａ）に示すように、矩形の外板２２とその内
壁面ｆ２に重ねて敷設されるグラスウールの消音材層２
３と、同消音材層２３を外板２２側に圧接するようにし
て外板に重合配備される内板２４と、外板２２の内壁面
ｆ２に溶接され内板２４を外板に取り付ける係合部材２
５とを備える。図４に示すように、外板２２は矩形の主
部２２１と同主部の外周縁全域より屈曲して延出する屈
曲フランジ２２２とで形成される。主部２２１は略平板
状を成し、中央部には流入管３、流出管４、主取り付け
軸１４の各貫通口ｈ１，ｈ２，ｈ３が形成されている。
屈曲フランジ２２２はアウタードラム１１の左端縁の内
周面に当接し、互いに連続溶接される。この溶接にはガ
ス溶接やアーク溶接が用いられ、気密性を保持するよう
に溶接される。

【００１５】グラスウールの消音材層２３は外板２２の
内壁面ｆ２のほぼ全域に亘って重ねて敷設されるように
形成され、特に、消音機能を発揮できるものが採用され
る。内板２４は外板２２の内壁面にグラスウールの消音
材層２３をずれなく圧接するものであり、主部２２１の
内壁面ｆ２のほぼ全域を覆う矩形の平板部２４１とその
外周縁全域より屈曲して延出する段状部２４２と、段状
部２４２より更に屈曲して主部２２１の内壁面ｆ２の外
周端部に沿うように延出するフランジ２４３とで形成さ
れる。この内板の段状部２４２の段幅ｄ（図４参照）は
グラスウールの自由状態での嵩高さより多少小さな幅に
形成され、グラスウールの加圧を可能としている。

【００１６】内板２４のフランジ２４３の延出部は、左
右それぞれが外板の主部２２１の内壁面ｆ２の周縁部に
溶接された上下２つの係合部材２５により係止されてい
る。各係合部材２５は外板の主部２２１にスポット溶接
された基部２５１と基部より延出し、内板のフランジの
厚さ相当浮いた状態で内壁面ｆ２に沿って延出するつめ
部２５２とで形成される。ここで、つめ部２５２の延出
幅ｇは内板取り付け時における当接幅ｉの約倍の幅で形
成され、これにより、フランジ２４３の係合時における
内板２４側のずれを許容するように形成されている。な
お、内板２４のフランジ２４３の延出幅ｇは挟持幅ｉよ
り十分に大きく設定され、これによって、つめ部２５２
にフランジ２４３を係合する際における弾性変位を容易
化している。

【００１７】ここで、係合部材２５は直状に形成され、
上下２つが分離して使用されているが、場合により両者
を単体として長く形成してもよく、３分割してもよい。
図１の排気マフラー１は高温の排ガスの流入時に消音作
動して排ガスを排出し、その際に外殻部は膨張変位し、
排ガス流入停止時に外殻部は外気に冷却されて収縮変位
する。

【００１８】この際、外殻部の一部の左右エンドプレー
ト１２、１３の各外板２２に対し、内板２４は排ガスを
直接受けて、膨張、収縮変位し、両者の膨張、収縮変位
が異なり、相対変形することとなる。特に、第３膨張室
９には流入管３から直接高温高圧の排ガスが流入し、右
エンドプレート１３の内板２４はその熱膨張が大きい。
しかし、左右エンドプレート１２、１３の各内板２４が
各外板２２に対し大きく変位しても、ここでの外板と内
板とは両者を接合する溶接部を持たない。ここでは外板
側の係合部材２５のつめ部２５２に対し、内板２４のフ
ランジ２４３が相対的にずれ変位して熱変形を吸収で
き、内板と外板溶着されているような場合の接合部のは
がれ、腐食による経時的劣化が排除され、排気マフラー
の耐久性を向上できる。上述のところに於いて、内板２
４はそのフランジ２４３の縦向きに長い左右の部位が直
状に形成されていたが、これに代えて、図５に示すよう
に、内板２４ａを構成しても良い。

【００１９】この内板２４ａはそのフランジ２４３の縦
向きに長い左右の部位が中間部においてくびれ部Jを形
成している。この場合、くびれ部Jはそのフランジ幅ｋ
が他部ｋ１より小さな幅に形成される。このため、内板
２４ａのフランジ２４３全体を外板の主部２２１の内壁
面ｆ２に当接し、スライドさせて組み込みを行う際に、
上下一方の係合部材２５のつめ部２５２にくびれ部Jが
対向するように保持した上で当接させるようにすれば、
係合部材２５のつめ部２５２に上下一方側のフランジ２
４３部分が干渉せず当接でき、組み込み作業を容易化で
きる。

【００２０】上述のところに係合部材２５は図４に示す
ように鉤型断面で形成されていたが、これに代えて、図
６（ｂ）に示す様に、基部２５１ａとつめ部２５２ａ間
の段部の突き出し端に突き出し方向にオーバーシュート
して屈曲する凸部ｒを形成し、つめ部２５２ａの弾性変
位の安定化を図り、フランジ２４３を支持する支持力を
安定して維持できるように構成してもよい。上述のとこ
ろにおいて、係合部材２５は縦向きに配設されている
が、図５に２点鎖線で示すように横向きに配設されても
よい。

【００２１】図６（ａ），（ｂ）に示すように、係合部
材２５ａが横向きに配設された場合、係合部材２５ａの
つめ部２５２ａと基部２５１ａの内側に排気マフラーの
凝縮液が溜まり易くなることより、その長手方向の途中
部位につめ部２５２ａ内側に連通する貫通口ｎを複数形
成してもよい。この貫通口ｎを形成すると、つめ部２５
２ａ内側に流入した凝縮液を容易に矢視のように流下さ
せることができ、フランジ２４３及び係合部材２５ａの
腐食を抑え、同部のずれ作動が阻害されることを防止で
き、耐久性を向上させることができる。なお、場合によ
り、図２（ａ）、図５の各縦向きの係合部材２５であっ
ても同様に貫通口を形成し、同様の効果を得ることがで
きる。

【００２２】上述のところに於いて、排気マフラーの外
殻は矩形箱型であったが、これに代えて、円筒状の排気
マフラー（全体は図示せず）であってもよい。この場
合、円筒状の排気マフラーは円形エンドプレート１２ｂ
を備えることとなる。図７に示す様に、円形エンドプレ
ート１２ｂは円板状の内板２４ｂの周縁部に段部２４２
ｂを屈曲して延出形成し、更にその突出端より屈曲して
環状フランジ２４３ｂを延出形成することとなる。ここ
で、環状フランジ２４３ｂは、たとえば、周方向３個所
を３つの湾曲係合部材２５ｂを介し円板状の外板２２ｂ
側に係止される。この場合、組み込み時における湾曲係
合部材２５ｂのつめ部２５２ｂと環状フランジ２４３ｂ
の干渉を避けるため、なお、環状フランジ２４３ｂには
３つの湾曲くびれ部Ｊｂが形成され、組み込みの容易化
が図られる。その他の構成は図１の排気マフラー１とほ
ぼ同様な構成を採ることとなり、図１の排気マフラー１
と同様の作用効果が得られる。

【００２３】上述のところに排気マフラー１は筒状の外
殻本体の両端部を閉鎖する左右のエンドプレート１２，
１３を備えていたが、場合により左右一方側のみに本発
明のエンドプレートを配備して構成の簡略化を図っても
良い。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明は、つめ部が外板
の内壁面にフランジを重ねた状態で係止することで外板
の内壁面に消音材層を介して内板を重ねて取り付けで
き、この際、内板の周縁のフランジは外板側のつめ部に
対して相対的に変位可能であり、内板が加振されて振動
したり、加熱、冷却により熱変形するのに伴ないずれを
生じても、外板と内板の溶接部が無いため、両板間の接
合部廻りの亀裂、腐食による経時的劣化を排除でき、排
気マフラーの耐久性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての排気マフラーの全
体構成図である。

【図２】図１の排気マフラーの構成部材を示し、（ａ）
はエンドプレート、（ｂ）は第１隔壁である。

【図３】図１の排気マフラーのエンドプレートの斜視図
である。

【図４】図１中のエンドプレートの要部切欠断面図で、
図５のＹ−Ｙ線断面図である。

【図５】図１中のエンドプレートの拡大正面図である。

【図６】図１中の係合部材を示し、（ａ）は正面図、
（ｂ）は要部断面図である。

【図７】本発明の他の実施形態の排気マフラーで用いる
円形エンドプレートの正面図である。

【図８】従来の排気マフラーで用いるエンドプレートを
示し、（ａ）は一のエンドプレート廻りの要部断面図、
（ｂ）は他のエンドプレートの斜視図である。

【符号の説明】

１ 排気マフラー １１ 外殻本体 １２，１３ エンドプレート １２ｂ 円形エンドプレート ２２ 外板 ２３ 消音材層 ２４ 内板 ２４３ フランジ ２５ 係合部材 ２５１ 基部 ２５２ つめ部 ｎ 貫通口 ｒ 凸部 ｆ２ 外板の内壁面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 元哉 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G004 BA05 CA01 CA13 DA07 DA14 EA03 EA05 GA06

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状の外殻本体の両端部を閉鎖するエンド
   プレートの内、少なくとも一方が外板と同外板の内壁面
   に消音材層を介して取り付けられた内板とからなる排気
   マフラーにおいて、 上記内板の周縁にフランジを延出形成し、上記外板内壁
   面に係合部材を一体接合し、同係合部材には上記外板内
   壁面に上記フランジを重ねた状態で係止可能なつめ部を
   延出形成したことを特徴とする排気マフラー。
2. 【請求項２】請求項１記載の排気マフラーにおいて、上
   記係合部材の外板に接合された基部と上記つめ部との間
   の段部の突き出し端にオーバーシュートして屈曲する凸
   部を形成したことを特徴とする排気マフラー。