JP2010190205A

JP2010190205A - 消音器の製造方法

Info

Publication number: JP2010190205A
Application number: JP2009061964A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Naruse; 良英成瀬; Ryuji Fukuda; 龍二福田; Tomohiro Ichikawa; 智浩市川
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2010-09-02

Abstract

【課題】消音器と排気管との溶接による組付けを容易にするとともに溶接品質に優れる消音器の製造方法を提供する。
【解決手段】平板状の金属板１５の両側端部２１を直角に折り曲げてフランジ部１７ａを形成し、次にインレットパイプ６及びアウトレットパイプ７にエンドプレート３を固定してなる中間組立体２に対して、フランジ部１７ａを外周側に位置させて金属板１５を巻回して筒状のシェル１３を形成し、次にフランジ部１７ａとエンドプレート３の周縁部１０を巻締めて固定する。
【選択図】図２

Description

本発明は消音器の製造方法に関する。

従来、内燃機関用の消音器として、筒状のシェルの両開口端部をエンドプレートで閉塞する形式の消音器が知られている。

このような消音器の製造方法として、インレットパイプ及びアウトレットパイプ等のマフラパイプにバッフルプレート（セパレータ）を固定してなる中間組立体に対して、平板状のシェル材を筒状に巻回して固定した後、エンドプレートを筒状シェルの両開口端部に圧入して、エンドプレートの周縁部とシェルのフレア部（フランジ部）を巻締めて固定する方法（カーリング加工）が特許文献１に開示されている。

ところで、前記特許文献１のように、エンドプレートを筒状のシェルの両開口端部に圧入する方法においては、圧入によりエンドプレート及びシェルが変形する場合があり、図１１に示すように、エンドプレート１００の端部１００ａに対するマフラパイプ１０１の端部１０１ａの突出量Ｚがばらついたり、エンドプレート１００とマフラパイプ１０１との間に隙間Ｇが生じるおそれがある。その結果、端部１０１ａに排気管１０２を嵌合して、端部１００ａと端部１０１ａと排気管１０２の３つの部品を一度の溶接により固着する際に、突出量Ｚがばらつくと３つの部品を一度に溶接することが困難になる問題が生じる。また、隙間Ｇが大きい場合には溶接品質が悪化するおそれがある。

特許第３８６５９１７号公報

本発明は上記問題に鑑み、消音器と排気管との溶接による組付けを容易にするとともに溶接品質に優れる消音器の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、平板状の金属板の両側端部を直角に折り曲げてフランジ部を形成し、次にインレットパイプ及びアウトレットパイプにエンドプレートを固定してなる中間組立体に対して、前記フランジ部を外周側に位置させて前記金属板を巻回して筒状のシェルを形成し、次に前記フランジ部と前記エンドプレートの周縁部を巻締めて固定する。

請求項２の発明は、平板状の金属板の両側端部を直角に折り曲げてフランジ部を形成しながら、インレットパイプ及びアウトレットパイプにエンドプレートを固定してなる中間組立体に対して、前記フランジ部を外周側に位置させて前記金属板を巻回して筒状のシェルを形成し、次に前記フランジ部と前記エンドプレートの周縁部を巻締めて固定する。

本発明によれば、消音器と排気管との溶接による組付けを容易にするとともに溶接品質に優れる消音器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の実施形態に係る消音器の中間組立体を示す斜視図図１の中間組立体と巻回させる金属板を示す斜視図図２におけるＡ−Ａ線断面図図２の金属板を中間組立体に巻回させてシェルを構成した斜視図図４におけるＢ−Ｂ線断面図図４の状態からフランジ部と周縁部を巻締めて固定させた消音器の斜視図（ａ）は第１及び第２及び第４の実施形態に係る消音器の図６におけるＣ−Ｃ線断面図、（ｂ）は第３の実施形態に係る消音器の図６におけるＣ−Ｃ線断面図本発明の第２の実施形態に係る中間組立体と巻回させる金属板を示す斜視図本発明の第３の実施形態に係る中間組立体と巻回させる金属板を示す斜視図本発明の第４の実施形態に係る中間組立体と巻回させる金属板を示す斜視図従来の消音器におけるエンドプレートとマフラパイプの組付け状態を示す断面図

本発明を実施するための形態を図１乃至１０に示す実施例に基づいて説明する。

図１乃至７は本発明の第１の実施形態に係る消音器の製造方法を示す。図６に示す消音器１は、図１及び図２に示す中間組立体２と、図２に示す金属板１５を図４に示すように中間組立体２に巻回してなる筒状のシェル１３とで構成される。

中間組立体２は、筒状のシェル１３の両開口端部（フランジ部１７ａ）を閉塞する２枚のエンドプレート３と、両エンドプレート３により形成される内部空間４を複数の消音室に区画するセパレータ５と、一方のエンドプレート３とセパレータ５を貫通して所定の消音室に開口するインレットパイプ６と、他方のエンドプレート３とセパレータ５を貫通して所定の消音室に開口するアウトレットパイプ７によって構成される。インレットパイプ６及びアウトレットパイプ７は所定のエンドプレート３とセパレータ５に溶接、カシメ、圧入等により組付けられる。

エンドプレート３は、インレットパイプ６及びアウトレットパイプ７の端部が貫通する側板部８と、側板部８の外周部より中間組立体２の軸Ｘ−Ｘ方向に沿って一体に折曲形成した座面部９と、座面部９の外周部より中間組立体２の軸Ｘ−Ｘ方向と直交する外方向に起立形成した周縁部１０によって構成されており、これら座面部９と周縁部１０は所定の一定幅に設定されている。

図４に示す円筒状のシェル１３は、図２に示す金属板１５を中間組立体２に巻回したものであり、金属板１５は、図２及び図３に示すように、平板状の金属板の両側端部２１を周知のプレス加工により直角に折り曲げてフランジ部１７ａが起立形成された折曲板１７と、この折曲板１７に点溶接（スポット溶接）等により重合固定された平板１６とから構成される。

前記のように、金属板１５を２枚（複層）重ねて形成することにより、消音器１内を流れるガスの脈動によるシェル１３の振動を２枚の板同士の摩擦によって減衰させ、この振動が騒音となって外部に放出されるのを低減することができる。

そして、金属板１５の横幅寸法（両フランジ部１７ａの板外間の距離）Ｌ２は、中間組立体２に組付けられた両エンドプレート３の周縁部１０における相互の間隔、すなわち、内のり寸法Ｌ１と同寸法に設定されている。また、金属板１５の巻き方向の長さＬ３は座面部９に１周巻き可能な長さ、もしくは、１周巻き可能な長さよりも数ｍｍ程度長く設定されている。前者の場合には、金属板１５の板厚面同士を突き合わせて、その突き合せ部を溶接する。後者の場合には、金属板１５を中間組立体２に巻回したときに巻回開始端部２２に対し巻回終了端部２３が乗り越えて重合する、すなわち、オーバラップする構成となることにより、巻回した金属板の一般面同士の重合部２４を溶接することができ、前者の場合に比べ、溶接品質の安定化を図ることができる。

また、巻回終了端部２３側における両フランジ部１７ａの先端には斜状の切欠部１７ｂが形成されており、前記のように巻回開始端部２２と巻回終了端部２３をオーバラップする構成であっても、フランジ部１７ａにおける巻回開始端部２２側の先端１７ｃと切欠部１７ｂとが干渉しにくくなり確実にオーバラップさせることができる。

次に、金属板１５を中間組立体２に巻回する工程について説明する。先ず図２に示すように、中間組立体２に対してフランジ部１７ａを外周側に位置させるとともに金属板１５の巻回開始端部２２を中間組立体２における周縁部１０同士の間に挿入してエンドプレート３の着座面９及びセパレータ５の外周面に当接させる。そして、これらの当接面のうち少なくとも１つに点溶接もしくはレーザ溶接、アーク溶接等を施し、金属板１５を中間組立体２に仮付けする。

次に、図２の状態から、中間組立体２に対し離反方向へ金属板１５にテンションを付与しつつ金属板１５を中間組立体２に１周巻回した後、図４に示すように、重合部２４に沿ってレーザ溶接、アーク溶接等を施すことにより、筒状のシェル１３が中間組立体２の外周を覆うようにして形成される。

なお、金属板１５の巻回方法は、図２に示すように、中間組立体２を、軸Ｘ−Ｘを中心に回転させて金属板１５を中間組立体２に巻回してもよいし、金属板１５を固定して中間組立体２を金属板１５上で転動させてもよいし、中間組立体２を回転させずに金属板１５を中間組立体２の外周において巻回してもよい。または、これらを組合わせても構わない。

次に、図４及び図５に示す状態から、筒状のシェル１３のフランジ部１７ａとエンドプレート３の周縁部１０とを、例えば、特開２００１−３００６６６号公報に開示される周知の巻締め加工（カーリング加工）により巻締めて固定して、図６及び図７（ａ）に示す消音器１が製造される。

本実施形態の消音器の製造方法によれば、インレットパイプ６及びアウトレットパイプ７にエンドプレート３を予め固定してなる中間組立体２に対して、金属板１５を巻回して筒状のシェルを形成することから、各パイプ６，７とエンドプレート３との組付け位置が、中間組立体２を製造する段階において精度よく決定されるため、従来のようにエンドプレートを筒状のシェルに圧入する製造方法で生じるエンドプレート３に対する各パイプ６，７の突出量Ｚがばらつく問題、及び隙間Ｇの問題が解消され、消音器と排気管との溶接による組付けを容易にするとともに溶接品質に優れる消音器を製造することができる。

図８は本発明の第２の実施形態に係る消音器の製造方法を示す。なお、第１の実施形態と同一態様部分には同一符号を付してその説明は省略する。

本実施形態は、金属板２５を１枚とし、その巻き方向の長さＬ４は中間組立体２における座面部９の外周長の２倍に設定され、すなわち、中間組立体２に２周巻回可能な長さに設定されている。

また、金属板２５におけるフランジ部２５ａの形成範囲（形成長さ）Ｌ５は、巻回開始端部２２から巻回終了端部２３に向かって、前記長さＬ４の略半分の範囲（座面部９の外周長と等しい長さ）に設定されている。

そして、金属板２５の巻回開始端部２２を中間組立体２に仮付けした後、金属板２５を中間組立体２に２周巻回し、巻回終了端部２３を巻き終えた金属板２５の外面に溶接により固着して二層状のシェルが形成される。

その後、前記第１の実施形態と同様に、エンドプレート３の周縁部１０とフランジ部２５ａとを巻締め加工（カーリング加工）により巻締め固定して、図６及び図７（ａ）に示す消音器１が製造される。

本実施形態によれば、前記第１の実施形態と同様な効果を発揮できる。

図９は本発明の第３の実施形態に係る消音器の製造方法を示す。

本実施形態は、前記第２の実施形態に対して、金属板におけるフランジ部の形成範囲が異なり、その他の構成は第２の実施形態と同様であり、第２の実施形態と同一態様部分には同一符号を付してその説明は省略する。

金属板３５におけるフランジ部３５ａの形成範囲（形成長さ）Ｌ５は、巻回終了端部２３から巻回開始端部２２に向かって、長さＬ４の略半分の範囲（座面部９の外周長と等しい長さ）に設定されている。

そして、前記第２の実施形態と同様に、金属板３５を中間組立体２に２周巻回し、巻回終了端部２３を巻き終えた金属板３５の外面に溶接により固着して二層状のシェルが形成され、その後、エンドプレート３の周縁部１０とフランジ部３５ａとを巻締め加工（カーリング加工）により巻締めて固定して、図６及び図７（ｂ）に示す消音器１が製造される。

図１０は本発明の第４の実施形態に係る消音器の製造方法を示す。なお、第１の実施形態と同一態様部分には同一符号を付してその説明は省略する。

本実施形態に用いられる金属板４５は、図２に示した前記第１の実施形態における金属板１５に対して、フランジ部１７ａが形成される前の状態における２枚重ねの平板であり、本実施形態は、この金属板４５の両側端部４１にフランジ部４５ａを形成しながら金属板４５を中間組立体２に巻回する製造方法である。

先ず金属板４５の巻回開始端部２２における両側端部４１を、成形ロールＲ１と成形ロールＲ２により挟圧することによりフランジ部４５ａを形成する。次に成形ロールＲ１及び／又は成形ロールＲ２を回転駆動させて、巻回開始端部２２を中間組立体２側へ送りながらフランジ部４５ａを巻回終了端部２３方向に徐々に形成する。

そして、図１０に示すように、巻回開始端部２２がエンドプレート３の着座面９及びセパレータ５の外周面に到達した時点で、成形ロールＲ１，Ｒ２の回転駆動を停止させる。次に金属板４５を中間組立体２に仮付けする。

そして、再度、成形ロールＲ１及び／又は成形ロールＲ２を回転駆動させて金属板４５の両側端部４１にフランジ部４５ａを徐々に形成しながら、それに同調して中間組立体２を、軸Ｘ−Ｘを中心に回転させて金属板４５を中間組立体２に巻回して、図４に示す筒状のシェル１３を形成する。

その後、前記第１の実施形態と同様に、エンドプレート３の周縁部１０とフランジ部４５ａとを巻締め加工（カーリング加工）により巻締め固定して、図６及び図７（ａ）に示す消音器１が製造される。

本実施形態によれば、前記第１の実施形態と同様な効果を発揮できるとともに、金属板４５にフランジ部４５ａを形成するのと同時に金属板４を中間組立体に巻回することにより、消音器の製造時間を短縮することができる。

以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に包含される。前記第２及び第３の実施形態において、金属板２５，３５の長さＬ４を中間組立体２に２周よりも多く、例えば、２．５周や３周のように巻回可能な長さに設定しても構わない。２周よりも多く巻回する場合においても前記第２及び第３の実施形態と同様に、フランジ部２５ａ，３５ａの形成長さＬ５を座面部９の外周長と等しい長さに設定する。また、フランジ部２５ａ，３５ａの形成範囲Ｌ５を、金属板の巻回開始端部２２及び巻回終了端部２３を含まずに、これらの中間部に形成しても構わない。また、消音器１の内部空間４には、触媒コンバータやＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）等の排気浄化装置や熱回収装置を内臓してもよい。

１消音器
２中間組立体
３エンドプレート
６インレットパイプ
７アウトレットパイプ
１０周縁部
１３シェル
１５，２５，３５，４５金属板
１７ａ，２５ａ，３５ａ，４５ａフランジ部
２１，２２被締結部材

Claims

平板状の金属板の両側端部を直角に折り曲げてフランジ部を形成し、
次にインレットパイプ及びアウトレットパイプにエンドプレートを固定してなる中間組立体に対して、前記フランジ部を外周側に位置させて前記金属板を巻回して筒状のシェルを形成し、
次に前記フランジ部と前記エンドプレートの周縁部を巻締めて固定することを特徴とする消音器の製造方法。
平板状の金属板の両側端部を直角に折り曲げてフランジ部を形成しながら、インレットパイプ及びアウトレットパイプにエンドプレートを固定してなる中間組立体に対して、前記フランジ部を外周側に位置させて前記金属板を巻回して筒状のシェルを形成し、
次に前記フランジ部と前記エンドプレートの周縁部を巻締めて固定することを特徴とする消音器の製造方法。