JP2006233890A - 内燃機関用マフラ - Google Patents

Abstract

【課題】重量の増加や部品点数の増加を招くことなく、剛性を向上させた内燃機関用マフラを得る。
【解決手段】中空のアウタシェル２の両端をエンドプレート４，６で塞ぎ、アウタシェル２の内部をセパレータ８により仕切った。セパレータ８が仕切板部８ａと仕切板部８ａの外周に形成されアウタシェル２の内周に接触する筒状部８ｂとを備え、筒状部８ｂを深絞りにより形成した。筒状部８ｂの断面形状は略楕円形で形成され、曲率の小さい筒状部８ｂとアウタシェル２との間に隙間１８，２０を形成してもよい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両に搭載される内燃機関の排気騒音を低減する内燃機関用マフラに関する。

従来より、内燃機関用マフラは、特許文献１にあるように、板材を巻いて筒状に形成したアウタシェルと、アウタシェルの両端を塞ぐエンドプレートと、内部を仕切るセパレータとを備えている。内燃機関用マフラの剛性を向上させる際には、二重巻から三重巻に板材の巻回数を増やしている。あるいは、特許文献２（図５参照）にあるように、アウタシェル内にリングセパレータを追加して剛性を向上させている。
特開２００３−１１３７１４ 特開２０００−２１３３２８

しかしながら、こうした従来のもの、前者の三重巻きにしたものでは、重量が増加すると共に工数が増加してコストアップになるという問題があった。また、後者のリングセパレータを追加したものでは、部品点数が増加して、組立が煩雑になるという問題があった。

本発明の課題は、重量の増加や部品点数の増加を招くことなく、剛性を向上させた内燃機関用マフラを提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
アウタシェルの内部をセパレータにより仕切った内燃機関用マフラにおいて、
前記セパレータが仕切板部と該仕切板部の外周に形成され前記アウタシェルの内周に接触する筒状部とを備え、前記筒状部を深絞りにより形成したことを特徴とする内燃機関用マフラがそれである。

前記筒状部の断面形状が略楕円形で形成され、曲率の小さい前記筒状部と前記アウタシェルとの間に隙間を形成した構成としてもよい。あるいは、前記筒状部の断面形状が略楕円形で形成され、曲率が大きい前記筒状部に内側に突き出した補強部を形成した構成としてもよい。また、前記筒状部の断面形状が略楕円形で形成され、曲率の小さい前記筒状部を切り欠いた構成としてもよい。アウタシェルの両端を塞ぐエンドプレートを設けると共に、前記筒状部の長さは一方の前記エンドプレートと前記仕切板部との間の長さの１／５から４／５の範囲内とした構成とするのが好ましい。

本発明の内燃機関用マフラは、筒状部を深絞りにより形成したので、重量の増加や部品点数の増加を招くことなく、剛性を向上させることができるという効果を奏する。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１は内燃機関用マフラで、内燃機関用マフラ１は筒状に形成されたアウタシェル２と、アウタシェル２の両端を塞ぐエンドプレート４，６とを備えている。

アウタシェル２は、薄い板材を二重に巻いて筒状に、本実施形態では断面形状が略楕円形の筒状に形成されており、アウタシェル２の両端と、エンドプレート４，６の外周とは、周知のカシメにより固定されている。尚、カシメに限らず、溶接により一体的に固定してもよい。また、エンドプレート４，６を設けることなく、中空のアウタシェル２の両端をスピニング加工等によりテーパ状に縮径させて形成してもよい。

アウタシェル２の内部には、セパレータ８が設けられて複数の室に仕切って、本実施形態では、内部を拡張室１０と共鳴室１２とに仕切っている。セパレータ８は、仕切板部８ａと筒状部８ｂとを備えている。

一方のエンドプレート４を貫通して拡張室１０内を通り、仕切板部８ａを貫通するインレットパイプ１４が設けられており、インレットパイプ１４のエンドプレート４側の端は、図示しない内燃機関からの排気が導入されるように接続される。インレットパイプ１４の他方の端は、共鳴室１２内に開口されており、拡張室１０内のインレットパイプ１４には、複数の小孔１４ａが穿設されている。

他方のエンドプレート６を貫通して共鳴室１２内を通り、仕切板部８ａを貫通するアウトレットパイプ１６が設けられており、アウトレットパイプ１６のエンドプレート６側の端は、排気ガスを大気中に排出するように、図示しないテールパイプに接続される。アウトレットパイプ１６の他方の端は、拡張室１０に開口されている。

筒状部８ｂは、仕切板部８ａの外周に沿って、その全周にわたって形成されており、その断面形状は、アウタシェル２の断面形状と同一か、それより少し大きく形成されて、筒状部８ｂがアウタシェル２の内周に密着するように形成されている。

セパレータ８は、深絞りにより筒状部８ｂが形成されており、一方のエンドプレート４と仕切板部８ａとの間の長さに対して、筒状部８ｂの長さが１／５から４／５の間の範囲内となるように形成されている。筒状部８ｂの長さが１／５よりも小さいと、剛性の向上への寄与が小さく、筒状部８ｂの長さが４／５よりも大きいと、剛性の向上よりも、重量の増加が問題となると共に深絞り加工が困難となり、好ましくない。

本実施形態の内燃機関用マフラ１では、拡張室１０に排気ガスが最初に流入し、拡張室１０内の圧力が上流側にある分、下流側よりも高いので、拡張室１０側に筒状部８ｂが設けられている。尚、これに限らず、エンドプレート４，６とセパレータ８との間の長さが長いと、その間のアウタシェル２の剛性が低いので、剛性が低い側の室側に、筒状部８ｂを設けるようにするとよい。また、本実施形態では、１つのセパレータ８を設けた場合を例としたが、これに限らず、複数のセパレータ８を設けた場合でも同様に実施可能である。

次に、前述した本実施形態の内燃機関用マフラ１の作動について説明する。
内燃機関用マフラ１に導入される排気ガスは、インレットパイプ１４から小孔１４ａを通って拡張室１０に流入し、アウトレットパイプ１６から下流側のテールパイプに排出される。

その際、共鳴室１２による共鳴効果や、拡張室１０による拡張効果等により排気騒音が低減される。排気ガスの脈動等によってアウタシェル２が振動して放射音が放出されるが、筒状部８ｂにより内燃機関用マフラ１の剛性が向上して、アウタシェル２の振動が抑制され、放射音が低減される。

図７に示すように、従来の三重巻きのアウタシェルを用いたものでは、剛性が高いので騒音レベルは低いが、重量が重くなり、過剰な性能になる場合がある。従来のリングセパレータを用いた場合には、部品点数が増加し、また、剛性の向上が十分ではなく、共振周波数が移動するだけで、騒音レベルの低減が十分に図れない。

これに対して、深絞りにより形成した筒状部８ｂを備えたセパレータを用いた場合には、重量の増加や部品点数の増加を招くことなく、騒音レベルを低減できる。騒音レベルの増加への寄与の高い共振している周波数の共振音を押さえ、共振周波数を高くさせ減衰効果を利用して騒音を低減している。

次に、前述した実施形態と異なる第２実施形態について、図２、図３によって説明する。尚、前述した実施形態と同じ部材については同一番号を付して詳細な説明を省略する。以下同様。

第２実施形態では、アウタシェル２とセパレータ８の筒状部８ｂとの間に隙間１８，２０を形成している。筒状部８ｂの断面形状は、略楕円形に形成され、隙間１８，２０は、図３に示すように、曲率の小さい筒状部８ｂとアウタシェル２との間に、即ち、半径の小さい筒状部８ｂとアウタシェル２との間に形成されている。

隙間１８，２０は、曲率の小さな箇所の筒状部８ｂを内側に窪ませて形成されると共に、隙間１８，２０はアウタシェル２と筒状部８ｂとにより囲まれて閉塞された状態に形成されている。

曲率の小さい筒状部８ｂとアウタシェル２との間に形成するのは、曲率の小さな箇所のアウタシェル２はその剛性が高く、曲率の大きな箇所ではアウタシェル２の剛性が弱くなるので、曲率の大きな箇所では筒状部８ｂとアウタシェル２との重ね合わせにより剛性が向上し、曲率の小さな箇所では隙間１８，２０を設けることにより、断熱性能が向上し、熱害を防止できる。

更に、図４に示す第３実施形態のセパレータ８のように、筒状部８ｂに補強部２２を形成してもよい。筒状部８ｂの断面形状は、略楕円形に形成され、補強部２２は曲率の大きな箇所の筒状部８ｂに形成されると共に、筒状部８ｂが内側に窪まされて形成されている。また、補強部２２は筒状部８ｂの軸方向に沿って細長く形成されており、複数本の補強部２２が、本実施形態では、片側に３本の補強部２２が形成されている。

図５に示す第４実施形態のセパレータ８のように、曲率の大きな箇所の筒状部８ｂに、周方向に沿って、細長い複数本の補強部２４を形成してもよい。このように、補強部２２，２４を形成することにより、剛性の低い曲率の大きな箇所の筒状部８ｂの剛性を改善することができる。

また、図６に示す第５実施形態のセパレータ８のように、筒状部８ｂの一部を切り欠いてもよい。この第５実施形態でも、筒状部８ｂの断面形状は、略楕円形に形成され、曲率の小さな箇所の筒状部８ｂの一部を切り欠いている。切り欠くことにより、重量を低減できると共に、曲率の大きな箇所では剛性を向上させることができる。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

本発明の一実施形態としての内燃機関用マフラの断面図である。 第２実施形態としての内燃機関用マフラの断面図である。 第２実施形態のセパレータの説明図である。 第３実施形態としてのセパレータの説明図である。 第４実施形態としてのセパレータの説明図である。 第５実施形態としてのセパレータの説明図である。 本実施形態の内燃機関の回転数と騒音レベルとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１…内燃機関用マフラ ２…アウタシェル
４，６…エンドプレート ８…セパレータ
８ａ…仕切板部 ８ｂ…筒状部
１０…拡張室 １２…共鳴室
１４…インレットパイプ １４ａ…小孔
１６…アウトレットパイプ
１８，２０…隙間 ２２，２４…補強部

Claims (5)

1. アウタシェルの内部をセパレータにより仕切った内燃機関用マフラにおいて、
   前記セパレータが仕切板部と該仕切板部の外周に形成され前記アウタシェルの内周に接触する筒状部とを備え、前記筒状部を深絞りにより形成したことを特徴とする内燃機関用マフラ。
2. 前記筒状部の断面形状が略楕円形で形成され、曲率の小さい前記筒状部と前記アウタシェルとの間に隙間を形成したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用マフラ。
3. 前記筒状部の断面形状が略楕円形で形成され、曲率が大きい前記筒状部に内側に突き出した補強部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用マフラ。
4. 前記筒状部の断面形状が略楕円形で形成され、曲率の小さい前記筒状部を切り欠いたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用マフラ。
5. アウタシェルの両端を塞ぐエンドプレートを設けると共に、前記筒状部の長さは一方の前記エンドプレートと前記仕切板部との間の長さの１／５から４／５の範囲内としたことを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載の内燃機関用マフラ。

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