JP2002504975A - 管体端部封止体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 チューブ（２５）の端部（２９）は、カラー（２７）と周囲プレート（２８）とにより形成される接合体内にロックされて位置するディスク（３１）によって封止される。カラー（２７）は、周囲プレート（２８）の下部表面に対して固着されるフランジ（２６）を備える。フランジ（２６）は、周囲プレート（２８）との係合を強化する捻れに対して抵抗力を有するリブとして作用するリブを備えることができる。他の実施の形態では、カラー（２７）は、封止体ではなく管体端部接合体を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 管体端部封止体 発明の背景 本発明は、管体端部封止体、並びにこれを形成するための方法および装置に関 する。 本発明は、車両用排気マフラーの構成において特定の用途を有するものであり 、簡潔にする目的のためのみに、特にこの用途に関して説明する。しかしながら 、本技術分野における当業者であれば、本発明は、その種々の観点において、管 体端部封止体を用いる必要のある度に、他の多数の使用において、用途を見出す ことができることが理解されよう。 車両の排気システムのマフラー組立体は、管体とバッフルとの間の広範囲に渡 った溶接を必要とするものが大半であるため、十分に諒解されるように、溶接作 業には多くの時間を必要とするとともに、高価である。高品質の溶接が行われな い場合、また、たとえ高品質の溶接が行われた場合であっても、溶接の欠陥によ り、消音装置全体を高価な費用をかけて取り替えなければならないことがあると いう大きな問題が存在する。また、溶接部位の周囲には腐蝕が生じやすい。 このような問題点を克服するために、先に提案されたものの中には、マフラー 組立体に溶接されていない接合体を用いるものが含まれている。 本発明は、その好適な実施の形態において、溶接されていない接合体および／ または管体端部封止体に関するものであり、これは、カラー（collar）を利用す るものであって、マフラー組立体等での使用に適し、実質的に漏れがなく、トル クに対する抵抗力を有する内部から外部へのインターフェース接合体を提供する ことを可能とするものである。 発明の目的 よって、本発明の実施の形態の目的は、管体端部封止体または接合体および／ またはこれを形成するための装置または方法を提供することであり、これは、現 在利用可能な管体端部封止体／接合技術における問題点を克服するか、または少 なくとも回避し得るものであり、またはこれは少なくとも公衆に有用な選択肢を 与えるものである。 本発明の他の実施の形態における更なる目的は、管体端部封止体または接合体 を提供する際に使用するためのカラーを提供することにある。 本発明の更なる目的は、以下の説明から明らかとなろう。 発明の概要 本発明の１つの観点によれば、管体の自由端部をプレート部材の開口部内に固 着するカラー部材と、前記カラー部材の内側縁部と前記管体の前記自由端部との 間に、前記管体の前記自由端部を封止するように固着される封止体手段とを備え ることを特徴とする管体端部封止体が提供される。 本発明の更なる観点によれば、直前のパラグラフに規定された管体端部封止体 は、前記封止体手段がディスク形状であり、その周縁部は、前記カラーの周縁部 と前記管体の前記自由端部に形成されたリムとの間に圧入係合されたことを特徴 とする。 本発明の更なる観点によれば、直前のパラグラフに規定された管体端部封止体 は、前記管体の前記自由端部から延在する凸状の表面を備える前記ディスク部材 を有することを特徴とする。 本発明の更なる観点によれば、直前のパラグラフに規定された管体端部封止体 は、前記開口部の周囲において前記プレートの下部表面の下側で係合する前記カ ラー部材の外側フランジを備えることを特徴とする。 本発明の更なる観点によれば、直前のパラグラフに規定された管体端部封止体 は、少なくとも１つのシールおよび／または捻れに対して抵抗力を有するリブを 備える前記フランジを有することを特徴とする。 本発明の更なる観点によれば、本明細書に実質的に記載され、添付図面の図３ および図４に示された本発明の実施の形態のいずれか１つによる管体端部封止体 が提供される。 本発明の更なる観点によれば、マフラー組立体は、先行する直前の６つのパラ グラフのいずれか１つに規定されるような少なくとも１つの管体端部封止体を備 える。 本発明の更なる観点によれば、管体端部封止体を形成するための方法は、管体 の自由端部が開口部を介して延在する状態で、プレート部材に設けられた前記開 口部内にカラー部材を固着する工程と、前記管体の前記自由端部内の前記カラー 部材と前記自由端部との間に封止体手段を固着する工程とからなることを特徴と する。 本発明の更なる観点によれば、本明細書に実質的に記載され、かつ／または添 付図面の図３、図４、および図５に示された管体端部封止体を形成するための方 法が提供される。 本発明の更なる観点によれば、管体端部封止体を形成するための装置は、プレ ート部材の開口部を介して延在する管体の自由端部内にカラー部材を固着するた めの手段と、前記自由端部内であって前記自由端部と前記カラー部材との間に封 止体手段を固着する手段とを備えることを特徴とする。 本発明の更なる観点によれば、本明細書に実質的に記載され、かつ／または添 付図面の図５に示された管体端部封止体を形成するための装置が提供される。 本発明の更なる観点によれば、管体端部接合体は、プレート部材の開口部内に おいて管体の自由端部を収容するカラー部材を備え、前記カラー部材の内側縁部 によって前記カラー部材の壁部に対して前記自由端部が固着され、前記開口部の 周囲の前記プレート部材の縁部は、前記壁部と前記カラーの底部フランジとの間 に固着されることを特徴とする。 本発明の更なる観点によれば、先行する直前の１２のパラグラフのいずれかに 記載の管体端部接合体または封止体において使用するためのカラーは、そのため に設けられたシールおよび／または捻れ抵抗手段を有することを特徴とする。 本発明の更なる観点によれば、管体端部接合体は、本明細書中に実質的に記載 され、かつ／または添付図面の図６Ａおよび図６Ｂまたは図７、図８、図１０、 および図１１に示されたロック式カラーを備える。 あらゆる新規な観点において考慮されるべき、本発明の更なる観点は、以下に 例として記載された本発明の実施可能な形態、および添付図面を参照することに より明らかとなろう。図面の簡単な説明 図１は、従来技術によるマフラー組立体を極めて概略的に示す。 図２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、従来技術による更なる構成を示す。 図３は、本発明の１つの実施可能な形態により管体端部封止体を形成する際の 最初の段階を極めて概略的に示す。 図４は、本発明の１つの実施可能な形態による管体端部封止体を示す。 図５は、管体端部封止体を形成するための、本発明の１つの実施可能な形態に よるパンチ組立体を極めて概略的に示す。 図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の更なる実施の形態による、プレートを備えた 管体端部接合体の形成を示す。 図７は、本発明の更なる実施の形態によるカラーの一部切欠側部斜視図を示す 。 図８（ａ）および図８（ｂ）は、図７のカラーの別々の部分の極めて概略的な 断面図を示す。 図９は、圧印加工工具の一部断面図（尺度は合っていない）を示す。 図１０は、図７のカラーの平面図を示す。 図１１は、図１０の矢印Ａ−Ａに沿った断面図を示す。 発明の好適な実施の形態の説明 最初に図１および図２を参照する。これらの図は、特にマフラーの構成におけ る管体封止技術において典型的に使用され得る従来技術による構成を示す。 図１を参照すると、マフラー組立体が矢印１によって概ね示されており、これ は外側ハウジングにより構成される。矢印Ａによってガスの流れを示し、矢印Ｂ によって逆方向の衝撃波を示す。特定のマフラー構成体１は、吸収および散逸技 術の組合せを使用するものとして示されており、ハウジング２内に配置されたガ ラスファイバのような音を吸収する材料４を備える。入口チューブまたはパイプ ５については、該チューブ５の端部にカップ形状の封止体１３が溶接されて封止 されているのが示されている。散逸孔部６については、チューブ５の端部に設け られ、プレナムチャンバ７へのガス入口となっているのが示されている。さらに 、追加的なルーバまたは穿孔８がチューブ５内に示されている。このような封止 体カップ１３を利用する場合は、図示するギャップ「Ｙ」が、チューブ５の端部 とプレート２４との間に形成される。同様に、出口チューブまたはパイプ９が、 開口部１０およびルーバまたは穿孔１１を備えるものとして示されている。排気 パイプまたはチューブ９は、１２においてプレート１４に溶接される。従って、 典型的なマフラー組立体１においては、パイプとプレートとの間の機械的な接合 およびチューブの封止の両者が溶接により達成されていることが理解されよう。 図２Ａを参照すると、マフラー組立体のより安価な他の形態が矢印１５によっ て概ね示されており、入口パイプ５と排気パイプ９との間のガスの流れが矢印に よって示されている。また、矢印１６および１７によって概ね示されているよう に、２つのチューブ封止体を設けることが可能であろう。封止体１６は、図２Ｂ に拡大して示されているように、端部において完全に溶接された実質的に十字形 の端部封止体１８からなる。他の封止体１７の場合は、図２Ｃに示すように、端 部１９を折り畳んだ後、典型的には縁部２０に沿って仮着け溶接されている。矢 印２１によって概ね示されている他の典型的なチューブ封止体においては、図２ Ｄに示すように、チューブ２２は、図示したカップ形状の封止体２３によって緊 締され、点Ｘおよび／またはＹにおいて溶接することができる。 上述したような溶接された封止体に付随する問題点のために、本発明は、強固 且つ気密で、溶接を用いることなしにトルクに対して抵抗力を有する接合体を提 供するためになされたものである。 図３を参照すると、一般的に矢印３０によってプレート２８の開口部に挿入さ れたチューブ２５の端部２９のために設けられた管体端部封止体が概ね示されて いる。ロック式のカラー２７が端部２９の上部に配置され、プレート２８の下部 にボトムフランジ２６が配置されている。そして、パンチにより、その最初のス トロークの際に、カラー２７およびチューブ端部２９の裾を広げて、図示するよ うに封止体ディスク３１の位置決めを可能とする。この段階で、パンチの２回目 のストロークによってディスク３１を広げることにより該ディスク３１の周縁部 がカラー２７の底部縁部の下部に延在するようにする。この状態で、パンチの最 後のストロークによって、カラー２７の壁部とチューブ端部２９とを内方に閉じ ることによって、図４に示すように、ディスク３１の周縁部をカラー２７の周縁 部の下部およびチューブ２５の自由端部２９に形成されたリムで挟むようにする ことができる。この封止動作の際には、図４中、矢印によって示すように、プレ ート２８により接合体を緊締すると共にディスク３１を固着するように作用する 支えとしてディスク３１を使用する。このようにして、チューブ２５とプレート ２８との間に、固着された溶接を用いない接合体を構成することができると同時 に、チューブ２５の端部２９は、ディスクまたは他の封止手段３１によって封止 され、機械的接合体の一部が形成される。 図５において、図４の接合体を形成するのに適切とし得るパンチ組立体が、矢 印４３により概ね示されている。パンチ組立体４３は、チューブ２５の周囲であ って、図３および図４のプレート２８の下部に配置されたアンビル４４を利用し 得るものである。図示されたパンチ組立体４３は、パンチ３２、Ｏリング３３、 および傾斜された縁部を有する封止チャック３４を備え、封止動作の際に、カラ ー２７が内方に移動できるようにするものである。動作に際しては、パンチ３２ は、最初のストロークにおいてカラー２７の裾を広げる。その後、ディスク３１ が挿入され、突出部３６を有するチャック３４が接触する。この段階で、２回目 のストロークにより、ディスク３１が圧縮膨出されると共に、カラー２７の壁部 が内方に閉じることによって接合体が形成され、構成部材が図３に示すような広 がった配置になる。パンチ３２および配置済みのディスク３１に対して当接する チャック３４による２回目のストロークの際に（チャック自体は、適切に発達し た長さの内部突出部３６を有する）、カラー２７の外側壁部を閉じること、およ びディスク３１の圧縮が同時に行われ、完全な封止された接合体が形成される。 図３および図４においては凸状の封止体ディスク３１を示したが、本発明の代 替的な実施の形態では、ディスク３１は、平坦な形状または凹状とすることがで きる。平坦な封止ディスク３１の場合は、上述した凸状のディスク３１における 手順と同様であるが、この場合は、チャック４３の突出部３６はディスクに接触 しない。 凹状のディスク３１の場合は、その固有の剛性に応じて、封止圧力の下でのデ ィスクの破損を回避するために、チューブ２５と同軸の支持パンチが必要となる 場合がある。 チャック４３の回りに、その取り扱いを容易にするために、図示するようにロ ーレット３７が設けられている。 図５に示すＯリング３３は、使用の際に発生する部分的な真空のために、パン チ上に配置されたチャック４３を単に保持する。 カラー２７のフランジ２６は、プレート２８の下部で幾分かの距離に渡って延 在するように比較的に幅広のものとすることができることが理解されよう。例え ば、ある寸法のチューブについては、フランジ２６に関して約７ｍｍの幅が適切 であろう。 上述した実施の形態には、管体端部封止体が記載されているが、多くの場合は 、管体端部接合体しか必要とならない。 例えば、「反応」型のマフラーにおいては、漏れがなくトルクに対する抵抗力 を有し、内部から外部へのインターフェースとなる接合体が必要であるが、必ず しも端部封止体である必要はない。 このような接合体および／または管体端部封止体においては、図６Ａに示すよ うに、フランジ２６は、一次および二次シールリブ３８、３９のそれぞれを備え ることができる。これらのリブ３８、３９は、同心的または偏心的なものとする ことができる。後者の場合、リブ３８、３９は、捻れに対する抵抗力を有するリ ブとして作用することができ、プレート２８の下部表面との係合を強化するよう 作用する。ただし、フランジ２６は、フランジ２６とプレート２８の下部表面と の係合が強化されるように、図示するような特定の１以上の捻れ耐性リブ４０を 備えていてもよく、これは段差形状、直線的な隆起形状、ダイヤモンド形の隆起 形状、またいかなる適切な形状もしくは形態のものでもよい。 図６Ｂにカラー２７を示す。このカラー２７は、チューブ２５の端部２９との 間で接合体を形成し、一次および二次シールリブ３８、３９並びに捻れ耐性リブ ４０を利用するものである。ただし、これに加えて、チューブ端部２９の縁部の ために最終スエージング４１を設けることができ、このスエージングは、強化リ ブを組み入れるものであって、チューブの記憶形状を取り除き、チューブ端部２ ９に対するカラー２７のロックを強化するものである。特に図６Ｂに示すように 、シールリブ３８、３９および捻れリブ４０は、プレート２８の材料内に埋設さ れるようになり、これらの間で接合体が形成される。 チューブ端部封止体が必要とならない接合体の場合においては、１以上のシー ルリブ３８または３９および１以上の捻れ耐性リブ４０をチューブ端部接合体に おいて使用可能であることが理解されよう。 チューブ端部封止体が必要とならない単なる接合体の場合は、本発明のいずれ かの実施の形態によるカラー２７を利用して、カラー２７の内側縁部との間に固 着されるチューブ端部２９のための接合体を設けることができ、プレート２８は 、カラー２７の外側壁部とカラー２７の底部フランジ２６との間に固着される。 ここで図７〜図１１を参照すると、代替的な形態のカラー２７は、更なるロッ クを備えることができ、これは、チューブ２９の自由端部により、接合体におけ る捻れに対する強度を増すために設けられている。 本技術分野の当業者であれば、「ヒンジポイント」または接合体の基部が開放 に対する抵抗力が最も強いことから、ロックを改良するために、打ち曲げ操作の 際にスエージ処理されてプレート２８に明確な窪みが得られるように、フランジ ２６の遷移部位の圧印加工を行うことにより、結果的に接合体が改良されること が理解されよう。 よって、カラー２７の壁部の底部およびフランジ２６によって画成される縁部 ４１の「圧印加工」または窪み形成を異なる程度に行うことにより、これを達成 するための遷移部位の段部を設けることができる。図８において、リム４１の一 部に沿って鋭利な圧印部４１ａが設けられ、また、リム４１の他の部分に沿って 丸みを有する圧印部４１ｂが設けられる。適切な圧印加工工具４２を、極めて概 略的に図９に示す。これは、必要とされる程度の圧印加工を達成するための縁部 形成体４３、４４およびリブ４０を形成するための凹部４５を備える。 圧印加工はリム４１の周囲で変化しており、段部または歯部が形成されること によりプレート２８が挟みやすくなり、トルクに対する抵抗力が強化されると共 に接合体が強化される。 従って、本発明は、その種々の実施の形態において、特に限定されるものでは ないが、マフラー組立体の構成において使用されるチューブ端部のために提供さ れるための、気密性を有し、溶接を必要とせず、捻れに対する抵抗力を有する接 合体を形成することを可能とするものであることが理解されよう。 上述した本発明の特定の構成部材または完成品に対して公知の同等物が存在す る場合には、このような等価物は、個々に記載されているかのように本明細書に 引用されたものとする。 実施可能な形態の例を参照して本発明を説明したが、付随する請求項に規定さ れた本発明の範囲から逸脱することなく、改変または改良を行い得ることが理解 されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．管体の自由端部をプレート部材の開口部内に固着するカラー部材と、前記 カラー部材の内側縁部と前記管体の前記自由端部との間に、前記管体の前記自由 端部を封止するように固着される封止体手段とを備えることを特徴とする管体端 部封止体。 ２．請求項１記載の管体端部封止体において、前記封止体手段がディスク形状 であり、前記ディスクの周縁部が、前記カラーの周縁部と前記管体の前記自由端 部に形成されたリムとの間に圧入係合されたことを特徴とする管体端部封止体。 ３．請求項２記載の管体端部封止体において、前記ディスク部材は、前記管体 の前記自由端部から延在する凸状の表面を有することを特徴とする管体端部封止 体。 ４．請求項３記載の管体端部封止体において、前記開口部の周囲において前記 プレートの下部表面の下側で係合する前記カラー部材の外側フランジを備えるこ とを特徴とする管体端部封止体。 ５．請求項４記載の管体端部封止体において、前記フランジは、少なくとも１ つのシールおよび／または捻れに対して抵抗力を有するリブを備えることを特徴 とする管体端部封止体。 ６．請求項１記載の管体端部封止体において、前記カラー部材は、前記開口部 の周囲で前記プレート部材に係合するためのリムの周囲に設けられた複数の窪み 部を周縁部に有することを特徴とする管体端部封止体。 ７．請求項６記載の管体端部封止体において、前記窪み部は、前記縁部の周囲 の丸みを有する圧印部と丸みを有さない圧印部との間の前記リムの遷移部位に設 けられることを特徴とする管体端部封止体。 ８．添付図面の図３または図４を参照して本明細書に実質的に記載された管体 端部封止体。 ９．先行する請求項の少なくともいずれか１項に記載の管体端部封止体を備え ることを特徴とするマフラー組立体。 １０．管体端部封止体を形成するための方法であって、管体の自由端部が開口 部を介して延在する状態で、プレート部材に設けられた前記開口部内にカラー部 材を固着する工程と、前記管体の前記自由端部内の前記カラー部材と前記自由端 部との間に封止体手段を固着する工程とからなることを特徴とする管体端部封止 体を形成するための方法。 １１．管体端部封止体を形成するための装置であって、プレート部材の開口部 を介して延在する管体の自由端部内にカラー部材を固着するための手段と、前記 自由端部内であって前記自由端部と前記カラー部材との間に封止体手段を固着す る手段とを備えることを特徴とする管体端部封止体を形成するための装置。 １２．添付図面の図５を参照して本明細書に実質的に記載された管体端部封止 体を形成するための方法および／または装置。 １３．管体端部接合体であって、プレート部材の開口部を介して延在する管体 の自由端部を収容するカラー部材を備え、前記カラー部材の内側縁部によって前 記カラー部材の壁部に対して前記自由端部が固着され、前記開口部の周囲の前記 プレート部材の縁部は、前記壁部と前記カラーの底部フランジとの間に固着され ることを特徴とする管体端部接合体。 １４．添付図面の図６乃至図１１のいずれかの実施の形態を参照して本明細書 に実質的に記載された管体端部接合体。 １５．請求項１乃至８または１３および１４のいずれか１項に記載の管体端部 封止体または接合体において使用されるためのカラー。