JP2005315168A - マフラー用のセパレータ - Google Patents

Abstract

【課題】 剛性をより一層高めることができるマフラー用のセパレータを提供することを課題とする。
【解決手段】 マフラー１内の室６を区画するマフラー用のセパレータ５であって、室６に面する端面を有し、この端面にビード３５が形成された本体部３１と、本体部３１の周縁部に設けられたフランジ部３２と、を備え、ビード３５は、フランジ部３２の一部分と他の一部分とをつなぐように本体部３１を横断して形成されているマフラー用のセパレータ５である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば内燃機関の排気系に設けられるマフラーに関し、より詳細にはマフラーの内部に設置されるマフラー用のセパレータに関するものである。

従来、この種のセパレータ（仕切り板）として、区画する室に面するセパレータの端面に管状部材を溶接して、この管状部材によりサイドブランチ型の共鳴部を構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この場合、管状部材の両端はセパレータの周縁には達していない構成となっている。
特開２００２−２７６３２９号公報（第１図）

このような従来のセパレータは、管状部材で気柱共鳴を減衰させつつ、セパレータの剛性を高めて振動を抑制することができる点では有用である。しかし、管状部材がセパレータの周縁まで延在していなかったため、セパレータの剛性を十分に高めたものではなかった。

本発明は、剛性をより一層高めることができるマフラー用のセパレータを提供することをその目的としている。

本発明のマフラー用のセパレータは、マフラー内の室を区画するマフラー用のセパレータであって、室に面する端面を有し、当該端面にビードが形成された本体部と、本体部の周縁部に設けられたフランジ部と、を備え、ビードは、フランジ部の一部分と他の一部分とをつなぐように本体部を横断して形成されているものである。

この構成によれば、本体部を横断するビードの両端がフランジ部にまで達している。これにより、ビードの剛性とフランジ部の剛性とが一体となるため、従来のフランジ部にまで達しない構成に比べ、簡易な構成により、全体としてセパレータの剛性を適切に高めることができる。なお、ビードは本体部を直線的に横断してもよいし、途中で屈曲して本体部を横断してもよい。また、この種のマフラーは、内燃機関の排気系のほか、例えば冷凍サイクルに用いられる圧縮機の騒音低減にも適用することができる。

この場合、ビードは、本体部の中心部を通過して本体部を横断していることが、好ましい。

この構成によれば、本体部の隅部にビードを形成する場合に比べて、セパレータの剛性をより一層向上することができる。

これらの場合、ビードは、本体部に対するフランジ部の突出方向と同方向に押し出されていることが、好ましい。

この構成によれば、例えばセパレータをマフラーのシェルに圧入する際に、セパレータに変形（曲げ）が生じにくくなり、セパレータをシェルに好適に取り付けることができる点で有用となる。

同様に、ビードは、本体部に対するフランジ部の突出方向と反対方向に押し出されていることが、好ましい。

この構成によれば、ビードに対応するフランジ部の部分は、ビードのない他の部分に比べて面積が大きくなる。これにより、例えばセパレータをマフラーのシェルにスポット溶接する際に、その面積を十分に確保することができ、セパレータをシェルに好適に取り付けることができる点で有用となる。

本発明の他のマフラー用のセパレータは、マフラー内の室を区画するマフラー用のセパレータであって、室に面する端面を有する本体部と、本体部の周縁部に設けられたフランジ部と、を備え、本体部は、マフラーの軸線方向に位置ずれして配置される二つの主面部と、二つの主面部を段違いに一体に連ねる連絡面部と、からなり、フランジ部は、二つの主面部の周縁部および連絡面部の周縁部を段違いに一体に連ねているものである。

この構成によれば、本体部が二つの主面部に対して傾斜して両主面部を一体に連なるように連絡面部を備え、この段違いの構成に対応してフランジ部が設けられる。そして、連絡面部は実質的に本体部を横断してフランジ部に達している。このような構成により、上記と同様にセパレータの剛性を全体として適切に高めることができる。
また、セパレータをプレス加工する場合にあっては、その成形がビードの絞りから全体の曲げに近くなるため、成形性良くセパレータを加工することができ、生産性を高めることができる。さらに、連絡面部の傾斜態様やサイズを適宜設計することによって、二つの主面部の位置ずれ量を可変することができるため、セパレータが区画する室の容積を可変することもできる。これにより、例えば消音対象の周波数に対応して室の周波数を簡単に調整することができるなど、応用性を高めることができる。

本発明のマフラー用のセパレータによれば、全体として剛性を向上することができるため、振動を好適に抑制して、マフラーでの消音効果を高めることに適切に供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係るマフラー用のセパレータにつき、内燃機関の排気系に適用した例について説明する。

図１に示すように、マフラー１は、断面が楕円の筒形シェル２により外殻が構成されている。筒形シェル２内には、排気ガスを導入するインレットパイプ３と、排気ガスを導出するアウトレットパイプ４と、が連通している。筒型シェル２内は、軸線方向に所定の間隙を存して配置された二つのセパレータ５によって、三つの室６（第１室６ａ、第２室６ｂ、第３室６ｃ）に区画されている。第１室６ａ、第２室６ｂおよび第３室６ｃは、例えば拡張室または共鳴室として機能し、排気音を低減する。なお、マフラー１の断面形状は、筒形シェル２の断面形状が真円であれば真円に、角形であれば角形にしてもよい。

インレットパイプ３は、一端部が内燃機関側の図示省略したエキゾーストマニホールドに連なると共に、他端部１１が第３室６ｃに開口している。アウトレットパイプ４は、一端部１３が第１室６ａに開口していると共に他端部１４が外部に開口している。インレットパイプ３からマフラー１内に導入された排気ガスは、マフラー１内で消音された後、アウトレットパイプ４に導出されて外部へと排気される。

図２および図３に示すように、セパレータ５は、ステンレスなどの金属により形成されている。セパレータ５は、筒形シェル２の内周壁１６に対応して形成されており、室６に両端面（仕切り面）が面するプレート状の本体部３１と、本体部３１の周縁部に設けられたフランジ部３２と、で一体成形されている。

本体部３１は、筒形シェル２に対応して楕円状に形成され、所定の厚みを有している。なお、本体部３１は、筒形シェル２の断面形状が真円であれば真円に、角形であれば角形にしてもよい。本体部３１には、インレットパイプ３およびアウトレットパイプ４を挿通させるための貫通穴３４が穿設されている。各パイプ３，４は、各貫通穴３４、３４の開口縁部にアーク溶接や圧入により取り付けられることで、マフラー１内で支持されている。二つの貫通穴３４は、本体部３１において所定の位置に設けられており、これらの間に位置するように本体部３１の室６に面する端面にはビード３５が形成されている。

ビード３５は、フランジ部３２の一部分と他の一部分とをつなぐように本体部３１を横断して形成されている。より詳細には、ビード３５は、本体部３１の中心部を通過して本体部３１の短軸方向に亘って直線的に形成され、その両端はフランジ部３２に達して外部に開口している。ビード３５は、フランジ部３２の突出方向と同方向に押し出されている。なお、ビード３５の押出し量（溝深さ）はフランジ部３２の突出量よりも大きくすることが好ましい。ビード３５の溝形状は、三角形など各種の形状を採用することができるが、本実施例では、成形性のし易さやビード３５に剛性確保目的である程度の溝幅を設定できる観点から、台形を採用している。

フランジ部３２は、本体部３１の周縁部から直角に立ち上がるようにこれに一体に形成され、本体部３１と同様に所定の厚みを有している。フランジ部３２は、ビード３５に対応する部分がその押出し方向に突出するようにして、本体部３１の全周に亘って形成されている。本体部３１へのビード３５の形成は、本体部３１にフランジ部３２が作られた状態で、プレス加工（絞り加工）をすることでなされる。そして、フランジ部３２の略環状となる外周面４１が、筒形シェル２の内周壁１６に周方向に亘って接合されることで、セパレータ５はマフラー１内に収納状態で固定される。フランジ部３２と筒形シェル２との接合は、スポット溶接あるいは圧入によりなされる。

以上のように、本実施例のセパレータ５によれば、ビード３５の両端がフランジ部４１にまで達しているため、フランジ部３２の剛性とビード３５の剛性とが一体となって機能する。これにより、セパレータ５の剛性をより一層高めることができ、排気ガスによる振動が好適に抑制される。

特に、ビード３５が本体部３１の中心部を直線的に通過するため、中心部から外れた部分にビード３５を形成する場合に比べて、セパレータ５の剛性を好適に高めることができる。また、セパレータ５の短軸方向にビード３５が位置するため、セパレータ５の長軸方向にビード３５を形成する場合に比べ、セパレータ５の剛性を好適に高めることができる。また、ビード３５の押出し方向とフランジ部３２の突出方向とが一致しているため、筒形シェル２へのセパレータ５の圧入時に、セパレータ５に曲げが生じ難くなり、良好に取り付けることが可能となる。

なお、ビード３５はフランジ部３５の一部分と他の一部分とをつないでいればよく、マフラー１の構造上、本体部３１の中心部を通過しない構成を採用することもできる。また、ビード３５が本体部３１を直線的に横断する構成に代えて、ビード３５の形状を例えば「く」字状にするなど、ビード３５をその途中で屈曲させて本体部３１を横断するようにしてもよい。もっとも、セパレータ５の剛性を高める点やプレス成形のし易さを鑑みると、本実施例のような構成が好ましい。

次に、図４を参照して、実施例２に係るセパレータ５について実施例１との相違点を説明する。本実施例では、ビード３５の押出し方向が実施例１と異なっている。すなわち、本実施例のビード３５は、フランジ部３２の突出方向と反対方向に押し出されている。したがって、ビード３５に対応するフランジ部３２の部分４１ａは、他の部分４１ｂに比べて幅広となっている。

本実施例によれば、実施例１と同様にビード３５によってセパレータ５の剛性を適切に高めることができると共に、筒形シェル２へのセパレータ５のスポット溶接時に、フランジ部３２の部分４１ａについてはその面積を十分に確保することができるため、セパレータ５を筒形シェル２に好適に取り付けることができる。また、実施例１に比べて本実施例は、ビード３５の絞り加工の際にしわが出にくくなり、プレス加工による成形性の観点でも有用となる。さらに、インレットパイプ３等を貫通穴３４に圧入により取り付ける際に、実施例１に比べて本実施例は、フランジ部３２の部分４１ａがセパレータ５全体を曲がりにくくさせるように機能するため、インレットパイプ３等の取付け性の観点でも有用となる。

次に、図５および図６を参照して、実施例３に係るセパレータ５について説明する。本実施例のセパレータ５は、上記各実施例のビード３５に代わる構成で剛性が高められている。図５に示すように、マフラー１には、筒形シェル２内を第１室６ａと第２室６ｂとに区画する左側のセパレータ５ａと、筒形シェル２内を第２室６ｂと第３室６ｃとに区画する右側のセパレータ５ｂと、が設けられている。図６はセパレータ５ｂを示した斜視図である。

各セパレータ５（５ａ、５ｂ）は、上記各実施例と同様に、二つの貫通穴３４を有する本体部３１と、本体部３１の周縁部に一体に連なり、筒形シェル２の内周壁１６に周方向に亘って固着される外周面４１を有するフランジ部３２と、で構成されている。本体部３１は、貫通穴３４をそれぞれ形成した第１主面部６１および第２主面部６２と、第１主面部６１と第２主面部６２との間に位置する連絡面部６３と、で構成されている。第１主面部６１および第２主面部６２は、その各法線の方向がマフラー１の軸線方向（長手方向）に一致し、且つこの軸線方向に位置ずれして配置されている。

連絡面部６３は、正面視長方形に形成され、本体部３１の中心部を通過して本体部３１の短軸方向に亘って延在している。連絡面部６３の長手方向の両端はフランジ部３２にまで達し、実質的に本体部３１を横断している。そして、連絡面部６３が、第１主面部６１と第２主面部６２とが段違いになるようにこれらを一体に連ねており、これに対応するようにフランジ部３２は、連絡面部６３の位置において、第１主面部６１および第２主面部６２の周縁部を段違いに一体に連ねている。

本実施例によれば、連絡面部６３を具備させた本体部３１の構成によって、上記各実施例のビード３５と同様に、セパレータ５の剛性を全体として適切に高めることができる。本実施例のセパレータ５は、上記と同様にプレス加工により成形することができるが、その成形がビード３５の絞りから全体の曲げに近くなる。これにより、セパレータ５の成形性を良好にして、その生産性を好適に高めることができる。

連絡面部６３としては、図５および図６のセパレータ５ｂのように第１主面部６１および第２主面部６２に対し鈍角となる所定の角度で連ねてもよいし、図５のセパレータ５ａのように第１主面部６１および第２主面部６２に対し直角に連ねてもよい。前者の場合とすれば、後者の場合に比べてセパレータ５の成形性を高めることができるが、後者の場合とすることで、前者の場合に比べてセパレータ５の剛性を高めることができる。なお、上記各実施例のビード３５と同様に、連絡面部６３は本体部３１の中心部を通過するものに限られないことは言うまでもない。

次に、図７を参照して、実施例３に係るセパレータ５の応用例について説明する。同図に示すように、実施例３に係るセパレータ５ｂは、拡張室として機能する第２室６ｂと、共鳴室として機能する第３室６ｃと、を区画している。第３室６ｃは、その容積などによって規定される周波数の振動を減衰するが、第３室６ｃの容積は、セパレータ５ｂにおける第１主面部６１と第２主面部６２との位置ずれ量によって可変することができる。したがって、実施例３のセパレータ５ｂによれば、連絡面部６３の傾斜態様やサイズを適宜設計することによって、第３室６ｃで消音する周波数の調整を容易に行えると共に、その調整の自由度を高めることができる。

なお、以上の各実施例のセパレータ５について内燃機関の排気系に適用した例について説明したが、セパレータ５を備えたマフラー１はその他の機器にも適用することができる。例えば、マフラー１を冷凍サイクルに適用することで、冷凍圧縮過程で発生する騒音を減衰させることができる。なお、セパレータ５の断面形状は楕円でなくてもよく、筒形シェル２の断面形状が角型である場合には、これに対応してセパレータ５の外形形状も角型に形成すればよい。

実施例１に係るマフラーの構成を模式的に示す図である。 実施例１に係るセパレータの構成を示す斜視図である。 図２の部分拡大図である。 実施例２に係るセパレータの構成を示す拡大図である。 実施例３に係るマフラーの構成を模式的に示す図である。 実施例３に係るセパレータの構成を示す斜視図である。 他の実施例に係るマフラーの構成を模式的に示す図である。

符号の説明

１ マフラー、２ 筒形シェル、５ セパレータ、６ 室、３１ 本体部、３２ フランジ部、３５ ビード、６１ 第１主面部、６２ 第２主面部、６３ 連絡面部

Claims (5)

1. マフラー内の室を区画するマフラー用のセパレータであって、
   前記室に面する端面を有し、当該端面にビードが形成された本体部と、
   前記本体部の周縁部に設けられたフランジ部と、を備え、
   前記ビードは、前記フランジ部の一部分と他の一部分とをつなぐように前記本体部を横断して形成されているマフラー用のセパレータ。
2. 前記ビードは、前記本体部の中心部を通過して当該本体部を横断している請求項１に記載のマフラー用のセパレータ。
3. 前記ビードは、前記本体部に対する前記フランジ部の突出方向と同方向に押し出されている請求項１または２に記載のマフラー用のセパレータ。
4. 前記ビードは、前記本体部に対する前記フランジ部の突出方向と反対方向に押し出されている請求項１または２に記載のマフラー用のセパレータ。
5. マフラー内の室を区画するマフラー用のセパレータであって、
   前記室に面する端面を有する本体部と、
   前記本体部の周縁部に設けられたフランジ部と、を備え、
   前記本体部は、
   前記マフラーの軸線方向に位置ずれして配置される二つの主面部と、
   前記二つの主面部を段違いに一体に連ねる連絡面部と、からなり、
   前記フランジ部は、前記二つの主面部の周縁部および前記連絡面部の周縁部を段違いに一体に連ねているマフラー用のセパレータ。
   
   

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