JP2015014209A - 消音器 - Google Patents

Abstract

【課題】一対のシェルハーフを上下方向に重ね合せて構成したシェルの側部で発生する面振動による放射音を抑制し得る消音器を提供する。【解決手段】それぞれが底部２１，３１とこれに対向する位置に開口２２，３２を形成する側部２３，３３とを有する偏平な器状に形成された一対のシェルハーフ２，３を互いの開口２２，３２が向き合うように重ね合せて構成したシェル４に、シェル４の内部空間に排気ガスを導入するインレットパイプ５およびシェル４の内部空間から排気ガスを排出するアウトレットパイプ７が接続される消音器１において、一方のシェルハーフ３の開口３２から底部３１までの深さｂを、他方のシェルハーフ２の開口２２から底部２１までの深さａよりも深くし、インレットパイプ５およびアウトレットパイプ７を、一方のシェルハーフ３の側部３３に接続する。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車の排気装置を構成する消音器に関する。

内燃機関（以下、エンジンと記す）を搭載した自動車には、エンジンから排出された排気ガスの無害化（浄化）や排気騒音の低減を図るため、排気マニホールドや触媒装置、排気管、消音器（マフラーとも呼ぶ）等から構成された排気装置が設けられている。近年の消音器は、外郭を構成する薄鋼板製のシェル、シェル内を膨張室や共鳴室に区画する複数枚のセパレータ、排気管に接続されるインレットパイプ、シェルの後部から突出するアウトレットパイプ等を要素部材とした溶接構造品が一般的である（例えば、特許文献１参照）。この種の消音器では、インレットパイプからシェルに導入された排気ガスは、膨張室内で圧力変動が減衰されるとともに、共鳴室によって排気音の所定周波数成分が減衰されることで、脈動音が抑えられるとともに耳障りな低周波（例えば、８０〜２００Ｈｚ程度）の音圧レベルも低い状態（すなわち、消音された状態）でアウトレットパイプから大気中に放出される。

消音器は、シェルが円筒状あるいは楕円筒状を呈するものが一般的であり、消音性能を確保するうえでは内部空間容積を大きくすることが望ましい。ところが、自動車用の消音器は、車体の後部床下に取り付けられることから、燃料タンクやタイヤパン、サスペンションの間等の限られたスペースに配置しなければならず、近年の床面平坦化や低床化に対する要求等もあいまって、内部空間容積の大きい円筒状や楕円筒状のシェルを有する消音器を採用することが困難となっている。そこで、シェルを円筒状や楕円筒状以外の形状（例えば、角型でかつ扁平な筐体）とすることが考えられるが、この場合には平面部分が広くなるために面剛性が低下し、排気ガスの流通に伴う平面部分の面振動によって放射音が発生することがあった。

特許文献１では、このような放射音の発生を抑制すべく、扁平なシェルの広い面を一側から他側に向けて複数の円弧状曲面が連続する波形曲面とし、面剛性を高めて面振動を低減させている。また、特許文献１の消音器では、それぞれが底部とこれに対向する位置に開口を形成する側部とを有する扁平な器状に形成された一対のシェルハーフを互いの開口が向きあうように上下方向に重ね合せてシェルを構成しており、上側シェルハーフと下側シェルハーフとで開口から底部までの深さを同じにするとともに、インレットパイプおよびアウトレットパイプを上側シェルハーフと下側シェルハーフとによって挟まれるようにしてシェルに設けている。

特開２００４−２４５０５２号公報

しかしながら、シェルハーフの開口からから底部までの深さが深く、開口を形成する側部の上下方向の長さが長くなると、側部においても面振動による放射音が発生する問題が生じる。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、一対のシェルハーフを上下方向に重ね合せて構成したシェルの側部で発生する面振動による放射音を抑制し得る消音器を提供することを目的とする。

このような課題を解決するために、本発明によれば、それぞれが底部（２１，３１）とこれに対向する位置に開口（２２，３２）を形成する側部（２３，３３）とを有する偏平な器状に形成された一対のシェルハーフ（２，３）を互いの開口（２２，３２）が向き合うように重ね合せて構成したシェル（４）に、前記シェル（４）の内部空間に排気ガスを導入するインレットパイプ（５）および前記シェル（４）の内部空間から排気ガスを排出するアウトレットパイプ（７）が接続される消音器（１）であって、一方のシェルハーフ（３）の前記開口（３２）から前記底部（３１）までの深さ（ｂ）が、他方のシェルハーフ（２）の前記開口（２２）から前記底部（２１）までの深さ（ａ）よりも深くされ、前記インレットパイプ（５）および前記アウトレットパイプ（７）は、前記一方のシェルハーフ（３）の前記側部（３３）に接続されている構成とする。

この構成によれば、開口から底部までの深さが深く、開口を形成する側部の上下方向の長さが長い一方のシェルハーフの側部に、剛性の高いインレットパイプとアウトレットパイプとを接続したため、インレットパイプとアウトレットパイプとが側部の面剛性を高める補強部材として機能し、他方のシェルハーフに比べて放射音が発生し易い一方のシェルハーフの側部の面振動が効果的に抑制されるため、放射音の発生を抑制できる。また、側部の形状を変更したり、新たな補強部材を追加する必要もない。

また、本発明によれば、前記一方のシェルハーフ（３）が下側に配置される構成とすることができる。

シェルの内部では排気ガスに含まれる水分が凝縮した凝縮水が底に溜まるが、この構成によれば、一方のシェルハーフが下側に配置されることで、アウトレットパイプがシェルの底部寄りに配置され、アウトレットパイプを介しての凝縮水のシェルの外部への排出が促進される。したがって、下側のシェルハーフの側部から発生する放射音を抑制できるだけでなく、シェルの内部に溜まる凝縮水量を低減できる。

また、本発明によれば、前記一対のシェルハーフ（２，３）は、各々の前記側部（２３，３３）の先端にて前記開口（２２，３２）を形成する環状の係合縁部（２６，３６）をそれぞれ有しており、当該両係合縁部（２６，３６）は、前記一対のシェルハーフ（２，３）の重ね合せ方向にオーバーラップした状態で互いに溶接されている構成とすることができる。

この構成によれば、シェルを大型化することなく両シェルハーフを互いに溶接することができるとともに、当該部分の板厚が増加し、シェルの側部の剛性を高めることができる。これにより、シェルの側部からの面振動による放射音の発生を抑制できる。

また、本発明によれば、前記両係合縁部（２６，３６）は、外側に配置される一方（２６）の内周長が内側に配置される他方（３６）の外周長よりも短く形成され、前記一方の係合縁部（２６）が前記他方の係合縁部（３６）に圧入された状態で互いに溶接されている構成とすることができる。

この構成によれば、両係合縁部を圧入によって撓ませて確実に密接させることができるため、溶接不良の発生を防止できる。

また、本発明によれば、前記シェル（４）の内部で前記両シェルハーフ（２，３）にそれぞれ固定されて前記シェル（４）の内部空間を仕切るセパレータ（１１，１２）を有し、前記両係合縁部（２６，３６）が前記セパレータ（１１，１２）から離間している構成とすることができる。

この構成によれば、内側に配置される他方の係合縁部をセパレータに干渉させずに適正に撓ませることができため、両係合縁部を確実に密接させ、溶接不良の発生を防止できる。

このように本発明によれば、一対のシェルハーフを上下方向に重ね合せて構成したシェルの側部で発生する面振動による放射音を抑制し得る消音器を提供することができる。

消音器の斜視図である。 消音器の平面図である。 消音器の側面図である。 消音器の内部構造を示す平面図である。 図３中のＶ−Ｖ線に沿って示すシェルの断面図である。 図３中のVI−VI線に沿って示すシェルの断面図である。 図５中のVII部の拡大断面図である。 第１セパレータの背面図である。 第２セパレータの背面図である。 図４中のＸ−Ｘ線に沿って示す要部断面図である。 図４中のXI方向から見たアウトレットパイプの要部側面図である。 シェルの組立手順を示す図である。 シェルの組立手順を示す図である。 シェルの組立手順を示す図である。

以下、本発明に係る消音器１の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、消音器１の説明にあたっては、図１中に前後・左右・上下を矢印で示し、各部材の位置や方向をこれに沿って説明する。

図１〜図３に示すように、消音器１は、どちらも鋼板プレス成型品のアッパシェルハーフ２とロワシェルハーフ３とを接合してなるシェル４と、ロワシェルハーフ３の左前端から斜め前方に突出したインレットパイプ５と、ロワシェルハーフ３の右後面から後方に突出した後端部分がテールパイプ６を構成するアウトレットパイプ７とを有しており、図示しないブラケットを介して４輪自動車の車体の下面に弾性支持される。インレットパイプ５には排気管８が接続され、図示しないエンジンから排出された排気ガスが、排気マニホールド、触媒装置、および床下に配設された排気管８等を介して消音器１に導入される。

図４に示すように、シェル４内には鋼板プレス成型品の第１，第２セパレータ１１，１２が前後に設置されており、シェル４の内部空間は、これら第１，第２セパレータ１１，１２により、前方から順に第１膨張室１３、第２膨張室１４、共鳴室１５に区画されている。シェル４の内部空間では、インレットパイプ５の下方にアウトレットパイプ７が配置されている。

シェル４の第１，第２セパレータ１１，１２が設けられる前後２箇所の位置には、第１，第２セパレータ１１，１２の外縁を接合させるべく、対応するセパレータ１１，１２の延在方向（外縁を結んだ方向）に略直交する内面を形成する第１，第２接合部１６，１７が環状帯状に形成されている。第１，第２セパレータ１１，１２はそれぞれの外縁を対応する接合部１６，１７に密接させた状態でシェル４に固定される。

図５および図６に示すように、アッパシェルハーフ２は、底部２１とこれに対向する位置に開口２２を形成する環状の側部２３とを有する偏平な器状をなしており、開口２２を下向きにして配置される。第１，第２接合部１６，１７に沿う断面（図５，６）において、一対の側部２３は開口２２から概ね鉛直に上方へ伸びており、一対の側部２３に連続して互いに近づく向きにかつ上向きに凸となる向きに湾曲する一対の第１湾曲部２４と、第１湾曲部２４の先端同士を接続し、下向きに凸となる向きに湾曲する第２湾曲部２５とにより底部２１が構成されている。第２湾曲部２５は、単一の曲率からなる円弧部をなしており、両第１湾曲部２４に比べて小さな曲率とされている。つまりアッパシェルハーフ２は、左右方向の断面において、底部２１の左右方向中央が単一の曲率をもってなだらかに凹んだ凹曲面をなすように構成されている。

ロワシェルハーフ３も、底部３１とこれに対向する位置に開口３２を形成する環状の側部３３とを有する偏平な器状をなしている。一方、ロワシェルハーフ３は、開口３２がアッパシェルハーフ２の開口２２に向き合うように開口３２を上向きにして配置される。このように、アッパシェルハーフ２およびロワシェルハーフ３が上下方向に重ね合わされて互いに溶接されることによってシェル４が構成される。なお、消音器１は、図３に示すように、アッパシェルハーフ２とロワシェルハーフ３との接合面を概ね水平とした状態で自動車に取り付けられる。この取付状態においては、ロワシェルハーフ３の底部３１が前方（第１膨張室１３側）に向けて下り勾配となっている。

第１，第２接合部１６，１７に沿う断面（図５，６）において、ロワシェルハーフ３の一対の側部３３は開口３２から概ね鉛直に下方へ伸びており、一対の側部３３に連続して互いに近づく向きにかつ下向きに凸となる向きに湾曲する一対の第１湾曲部３４と、第１湾曲部３４の先端同士を接続し、緩やかに下向きに凸となる向きに湾曲する第２湾曲部３５とにより底部３１が構成されている。第２湾曲部３５は、単一の曲率からなる円弧部をなしており、両第１湾曲部３４に比べて小さな曲率とされている。つまりロワシェルハーフ３は、左右方向の断面において、底部３１の左右方向中央が単一の曲率をもってなだらかに膨らんだ凸曲面をなすように構成されている。

図３に示すように、アッパシェルハーフ２の深さａ（開口２２から底部２１までの最大寸法）に対し、ロワシェルハーフ３の深さｂ（開口３２から底部３１までの最大寸法）は大きく設定されている。そのため、図５，図６にも示されるように、ロワシェルハーフ３の側部３３の高さは、アッパシェルハーフ２の側部２３の高さに比べて大きくなっている。なお、ロワシェルハーフ３の底部３１が前方に向けて下り勾配となっていることから、ロワシェルハーフ３の側部３３の高さは後部で前部よりも小さくなる。このロワシェルハーフ３の側部３３に対し、インレットパイプ５は前部の比較的高い部位に接続されている。一方、アウトレットパイプ７は、インレットパイプ５と同程度の高さではあるが、ロワシェルハーフ３の側部３３に対して後部の比較的低い部位に接続されている。

アッパシェルハーフ２の側部２３の端縁とロワシェルハーフ３の側部３３の端縁とには、それぞれ開口２２，３２を形成する環状の係合縁部２６，３６が形成されている。両係合縁部２６，３６は、図７に示すように、側部２３，３３の先端の帯状部分を外方に膨出させた段付き帯状に形成されており、第１，第２セパレータ１１，１２と接触しないようになっている。両係合縁部２６，３６は、アッパシェルハーフ２側の係合縁部２６がロワシェルハーフ３側の係合縁部３６に外側から嵌合して上下方向に互いにオーバーラップした状態で、オーバーラップした部位の高さ方向の中央部をレーザ溶接によって全周溶接される。

本実施形態では、内側になるロワシェルハーフ３の係合縁部３６の外周長が、外側になるアッパシェルハーフ２の係合縁部２６の内周長よりも若干（例えば、２ｍｍ）長くなるように設定されている。そのため、各側部２３，３３に対応する各係合部では、周長差／２πのオフセット（周長差が２ｍｍの場合、約０．３ｍｍのオフセット）が生じ、ロワシェルハーフ３の係合縁部３６をアッパシェルハーフ２の係合縁部２６に圧入することで両者が密接するようになっている。なお、アッパシェルハーフ２の係合縁部２６の先端には、ロワシェルハーフ３の係合縁部３６を内方へ案内すべく、外方に湾曲形成されたガイド部２７が形成されている。

このように、両係合縁部２６，３６が上下方向に互いにオーバーラップした状態で溶接されることにより、シェル４を大型化することなく両シェルハーフ２，３が接合され、当該部分の板厚が増加することでシェル４の側部の剛性が高まって側部から発生する放射音が抑制される。また、両係合縁部２６，３６が圧入された状態で溶接され、かつ第１，第２セパレータ１１，１２に接触しないように形成されているため、両係合縁部２６，３６が第１，第２セパレータ１１，１２に干渉せずに撓んだ密接状態での溶接が可能になり、アッパシェルハーフ２とロワシェルハーフ３との接合部分における溶接不良の発生が防止される。

図８に示すように、第１セパレータ１１は、正面視においてシェル４の第１接合部１６と対応する大きさおよび形状とされた平板状とされており、アッパシェルハーフ２の第１接合部１６における第２湾曲部２５と同一かつ単一の曲率をもってなだらかに凹んだ上部円弧部４１と、ロワシェルハーフ３の第１接合部１６における第２湾曲部３５と同一かつ単一の曲率をもってなだらかに膨らんだ下部円弧部４２とを外縁に備えている。第１セパレータ１１には、インレットパイプ５およびアウトレットパイプ７（図４参照）が嵌挿される４つのパイプ孔４３（４３ａ，４３ｂ）が設けられるとともに、外周縁側を除いた全域にパンチング孔４４が穿設されている。

また、第１セパレータ１１の外縁には、プレス成形時に鋼板の縁部を一方に湾曲させて顎状に形成したフランジ４６が全周にわたって設けられている。フランジ４６は、上部円弧部４１に形成されて第１接合部１６（図５）においてアッパシェルハーフ２の第２湾曲部２５に対向する上部フランジ４７と、下部円弧部４２に形成されて第１接合部１６（図５）においてロワシェルハーフ３の第２湾曲部３５に対向する下部フランジ４８と、上部フランジ４７と下部フランジ４８とを繋ぐように形成され、アッパシェルハーフ２の第１湾曲部２４、両シェルハーフ２，３の側部２３，３３、およびロワシェルハーフ３の第１湾曲部３４に対向する一対の側部フランジ４９とから構成されている。上部フランジ４７および下部フランジ４８の顎部の長さｃは、側部フランジ４９の顎部の長さｄに比べて長くされている。

図９に示すように、第２セパレータ１２は、正面視においてシェル４の第２接合部１７と対応する大きさおよび形状とされた平板状とされており、アッパシェルハーフ２の第２接合部１７における第２湾曲部２５と同一かつ単一の曲率をもってなだらかに凹んだ上部円弧部５１と、ロワシェルハーフ３の第２接合部１７における第２湾曲部３５と同一かつ単一の曲率をもってなだらかに膨らんだ下部円弧部５２とを外縁に備えている。第２セパレータ１２には、インレットパイプ５、アウトレットパイプ７およびテールパイプ６が嵌挿される４つのパイプ孔５３（５３ａ，５３ｂ）が設けられるとともに、下部に一対、上部に１つの干渉孔５４が穿設されている。

また、第２セパレータ１２の外縁には、プレス成形時に鋼板の縁部を一方に湾曲させて顎状に形成したフランジ５６が全周にわたって設けられている。フランジ５６は、上部円弧部５１に形成されて第２接合部１７（図６）においてアッパシェルハーフ２の第２湾曲部２５に対向する上部フランジ５７と、下部円弧部５２に形成されて第２接合部１７（図６）においてロワシェルハーフ３の第２湾曲部３５に対向する下部フランジ５８と、上部フランジ５７と下部フランジ５８とを繋ぐように形成され、アッパシェルハーフ２の第１湾曲部２４、両シェルハーフ２，３の側部２３，３３、およびロワシェルハーフ３の第１湾曲部３４に対向する一対の側部フランジ５９とから構成されている。上部フランジ５７および下部フランジ５８の顎部の長さｃは、側部フランジ５９の顎部の長さｄに比べて長くされている。

図８に示すように、第１セパレータ１１は、単一の曲率を有する上部フランジ４７および下部フランジ４８のみが両シェルハーフ２，３の底部２１，３１に対して全長にわたってレーザ溶接によって溶接されることによってシェル４に固定される。図９に示すように、第２セパレータ１２も、単一の曲率を有する上部フランジ５７および下部フランジ５８のみが両シェルハーフ２，３の底部２１，３１に対して全長にわたってレーザ溶接によって溶接されることによってシェル４に固定される。

両セパレータ１１，１２の上部フランジ４７，５７および下部フランジ４８，５８は、図１０に想像線で示すように、シェル４への取付前には、第１，第２接合部１６，１７の内面に対して先端が外方（上部フランジ４７，５７では上方、下部フランジ４８，５８では下方）に位置するように、第１，第２セパレータ１１，１２の延在方向（外縁を結んだ方向）に対して９０度以下の角度で曲げ加工されている。上部フランジ４７，５７および下部フランジ４８，５８は、固定されるシェルハーフ２，３に押し付けられる方向に力を加えられ、図１０に実線で示すように開口２２，３２側に撓んで第１，第２接合部１６，１７の内面と平行となったときに、第１，第２接合部１６，１７に対して面接触するような状態で密接する。また、このとき、第１，第２セパレータ１１，１２の外縁（上部フランジ４７および下部フランジ４８，並びに上部フランジ５７および下部フランジ５８）が、対応する接合部１６，１７の内面と同一形状となる。

なお、本実施形態では、上部フランジ４７，５７および下部フランジ４８，５８は、顎部の先端が所定寸法ｅ（例えば、１．５ｍｍ程度）だけ開口２２，２３側に撓むと第１，第２接合部１６，１７の内面と平行となるように、プレス成形時の曲げ寸法が設定されている。

そして、両セパレータ１１，１２の上部フランジ４７、５７および下部フランジ４８、５８は、この撓んだ状態で幅方向の中央部をシェルハーフ２，３に溶接されている。このように、上部フランジ４７、５７および下部フランジ４８、５８が、撓んで第１，第２接合部１６，１７に密接した状態で溶接されることにより、上部フランジ４７、５７とアッパシェルハーフ２との接合部分および下部フランジ４８、５８とロワシェルハーフ３との接合部分における溶接不良の発生が防止される。また、上部フランジ４７、５７および下部フランジ４８、５８が単一の曲率からなるように構成されていることにより、これらおよび両シェルハーフ２，３を精度良く成形できるうえ、上部フランジ４７、５７および下部フランジ４８、５８を全領域で同様に撓ませてその全体を両シェルハーフ２，３に密接させることができるようになっている。

一方、両セパレータ１１，１２の側部フランジ４９，５９は、シェル４へ取り付けたときに、撓むことなく第１，第２接合部１６，１７の内面と平行となるように曲げ加工されている。これは、ともに曲率が変化する側部フランジ４９，５９と、第１および第２接合部１６，１７における第１湾曲部２４、側部２３，３３および第１湾曲部３４との接合部分では、加工精度の向上によって互いを密接されることが困難であることから、上部フランジ４７、５７および下部フランジ４８、５８のシェルハーフ２，３に対する接合を優先させ、底部２１，３１の固定に貢献する当該部分の溶接を確実にするためである。他方、両セパレータ１１，１２が側部フランジ４９，５９を有することで、両フランジ４６，５６が両セパレータ１１，１２の外縁の全周にわたって環状に形成されることにより、両セパレータ１１，１２の剛性が向上する。

図４および図８に示すように、第２セパレータ１２の干渉孔５４のうちで下方の２つは共鳴室１５内の凝縮水を第２膨張室１４に流入させる機能を有しており、第２膨張室１４に流入した凝縮水は、更に第１セパレータ１１のパンチング孔４４から第１膨張室１３に流入する。なお、本実施形態の場合、第１セパレータ１１に多数のパンチング孔４４が穿設されていることにより、第１膨張室１３と第２膨張室１４とが実質的に１つの膨張室として機能する。

図４に示すように、インレットパイプ５は、ロワシェルハーフ３の左前端の側部３３を貫通してシェル４内に入り込んだ後、第１，第２セパレータ１１，１２を貫通して、その下流端が共鳴室１５内に位置している。インレットパイプ５は、ロワシェルハーフ３の側部３３に形成された貫通孔に挿通された状態で全周溶接されることによってロワシェルハーフ３の側部３３に接続される。また、インレットパイプ５は、図８，図９の第１，第２セパレータ１１，１２に対し、それぞれのパイプ孔４３，５３のうちで最も高い位置のパイプ孔４３ａ，５３ａ（図中左上）に嵌め付けられる。

インレットパイプ５は、その上流端側に第１膨張室１３内に開口する複数の干渉孔６１を有し、第１，第２セパレータ１１，１２の間に第２膨張室１４内に開口する多数の排気ガス排出孔６２を有し、下流端に共鳴室１５内に開口する排気ガス排出孔６３を有している。本実施形態では、インレットパイプ５の下流端が比較的大きな排気ガス排出孔６３となっているが、第２セパレータ１２には少数の干渉孔５４のみが形成されている（すなわち、共鳴室１５から第２膨張室１４に排気ガスが殆ど流出しない）ため、インレットパイプ５から流入した排気ガスの大部分が第２膨張室１４に流入する。

アウトレットパイプ７は、第１，第２セパレータ１１，１２に保持されるかたちでシェル４内に設置されている。アウトレットパイプ７は、その上流端７ａが第１膨張室１３内に開口しており、後方に延設された中間部７ｂが第２膨張室１４および共鳴室１５内を前方が開いたＵ字形に屈曲して通過して第１膨張室１３に戻った後、後方が開いたＵ字形に屈曲して第２膨張室１４を通って共鳴室１５に至り、共鳴室１５内で下流端の接続部７ｃがテールパイプ６と接続する。アウトレットパイプ７はシェル４の底寄りの位置に配置され、図８，図９の第１，第２セパレータ１１，１２においても、それぞれのパイプ孔４３，５３のうちアウトレットパイプ７を保持する各３つのパイプ孔４３ｂ，５３ｂは、比較的低い位置に形成されている。

アウトレットパイプ７の後端を構成するテールパイプ６は、ロワシェルハーフ３の後端右側の側部３３を貫通し、シェル４の外部に延出している。テールパイプ６は、ロワシェルハーフ３の側部３３に形成された貫通孔に挿通された状態で全周溶接されることによってロワシェルハーフ３の側部３３に接続される。

アウトレットパイプ７には、インレットパイプ５の下方において第２膨張室１４内に開口する図示しない複数の干渉孔と、第１膨張室１３内で上方に開口する１つの干渉孔６６が穿設されている。また、図１１に示すように、アウトレットパイプ７の下部には、ロワシェルハーフ３内に滞留した凝縮水を吸い込み、テールパイプ６を介して外部に排出すべく、第１膨張室１３に開口する一対の吸入口６７が設けられている。

前述したように、ロワシェルハーフ３の側部３３の高さは、アッパシェルハーフ２の側部２３の高さに比べて大きくなっており、ロワシェルハーフ３においては側部３３においても面振動による放射音が発生しやすくなっている。本実施形態では、剛性を有するインレットパイプ５およびアウトレットパイプ７がロワシェルハーフ３の側部３３に接続されたことにより、側部３３の剛性が高くなり、面振動による放射音の発生が抑制される。

このように構成された消音器１では、自動車のエンジンが起動すると、シリンダ内で生成された排気ガスが、排気マニホールドや触媒装置等を通過した後、図４に示すように、排気管８を通過してインレットパイプ５からシェル４内に導入される。インレットパイプ５からの排気ガスは、干渉孔６１を介して第１膨張室１３に流入し、排気ガス排出孔６２，６３を介して第２膨張室１４および共鳴室１５に流入する。この際、共鳴室１５から第２膨張室１４に排気ガスが殆ど流出せず、第１セパレータ１１に多数のパンチング孔４４が穿設されているため、排気ガスの大部分は第１膨張室１３および第２膨張室１４に導入されることになる。この際、共鳴室１５内では、共鳴作用により、特定の周波数の排気音が低減される。

第１膨張室１３に導入された排気ガスは、上流端７ａからアウトレットパイプ７に流入し、アウトレットパイプ７の屈曲に伴って第２膨張室１４や共鳴室１５、第１膨張室１３内を通過した後、テールパイプ６に流入してその後端から外部に放出される。

一方、排気ガスには多量の水分が含まれており、その水分がシェル４内で冷却されることによって凝縮水が生成される。本実施形態の場合、共鳴室１５内で発生した凝縮水は、ロワシェルハーフ３の底部３１が傾斜していることにより、第２セパレータ１２の下方の干渉孔５４を通過して第２膨張室１４に流入し、第２膨張室１４内で発生した凝縮水とともに第１セパレータ１１のパンチング孔４４から第１膨張室１３に流入する。第１膨張室１３室内の凝縮水は、前述したように、吸入口６７からアウトレットパイプ７に吸い込まれ、テールパイプ６を介して外部に排出される。

次に、消音器１の製造方法について、図４を併用しながら図１２〜図１４を参照して説明する。

シェル４の組立にあたっては、先ず、図１２に示すように、インレットパイプ５と後端部分のテールパイプ６を除いたアウトレットパイプ７とを第１，第２セパレータ１１，１２に組み付けてサブアセンブリ７１とする。

次に、図１３に示すように、このサブアセンブリ７１を上下ひっくり返して、第１，第２セパレータ１１，１２が支持されるように受台７２上に設置し、開口３２を下向きにしたロワシェルハーフ３の側部３３にインレットパイプ５を挿入させつつ、ロワシェルハーフ３をサブアセンブリ７１に組み付ける。この状態では、第１，第２セパレータ１１，１２の下部フランジ４８，５８の先端縁が長手方向の一部のみでロワシェルハーフ３の第１，第２接合部１６，１７に接している。なお、後に行うテールパイプ６の取付作業に支障を来たさないように、位置規制冶具７３をアウトレットパイプ７に挿入してテールパイプ６との接続部７ｃの位置を固定しておくとよい。その後、第１，第２接合部１６，１７の間および前後に配置した３本の冶具７４を用いてロワシェルハーフ３の底部３１に下向きの荷重を加え、第１，第２セパレータ１１，１２にロワシェルハーフ３へ押し付ける力を作用させ、下部フランジ４８，５８を撓ませる。

このようにして第１，第２セパレータ１１，１２の下部フランジ４８，５８を撓ませると、下部フランジ４８，５８の顎部が第１，第２接合部１６，１７と略平行になりかつ長手方向の全長にわたって密接した密着性の高い状態となる。この状態を維持したまま、ロワシェルハーフ３の外部（上方）から第１，第２接合部１６，１７の幅方向の中央部（下部フランジ４８，５８の顎部の中央）に、かつロワシェルハーフ３の第２湾曲部３５の全長にわたってレーザ光を照射することにより、第１，第２セパレータ１１，１２の下部フランジ４８，５８を全長にわたってロワシェルハーフ３の底部２１，３１に対して溶接する。その後、位置規制冶具７３を取り外し、ロワシェルハーフ３の後方からテールパイプ６（図１２）を差し込んで、アウトレットパイプ７の接続部７ｃに溶接する。

次に、図１４に示すように、組付中の消音器１をひっくり返して別の受台７６上に設置する。この受台７６には、後述する冶具７７の位置に対応して、第１，第２接合部１６，１７の間およびこれらの前後の３箇所でロワシェルハーフ３の底部３１を支持させる。そして、開口２２を下向きにしたアッパシェルハーフ２をロワシェルハーフ３に被せるようにして組付ける。その後、第１，第２接合部１６，１７の間およびこれらの前後に配置した３本の冶具７７を用いてアッパシェルハーフ２の底部２１に下向きの荷重を加え、第１，第２セパレータ１１，１２にアッパシェルハーフ２へ押し付ける力を作用させる。

すると、ロワシェルハーフ３の係合縁部３６がアッパシェルハーフ２の係合縁部２６に圧入され、両係合縁部２６，３６が上下方向にオーバーラップした係合状態になるとともに、上部フランジ４７，５７が撓んで、上記同様に上部フランジ４７，５７の第１，第２接合部１６，１７に対する密着性が向上した状態となる。この状態を維持したまま、アッパシェルハーフ２の外部（上方）から第１，第２接合部１６，１７の幅方向の中央部（上部フランジ４７，５７の顎部の中央）に、かつアッパシェルハーフ２の第２湾曲部２５の全長にわたってレーザ光を照射することにより、第１，第２セパレータ１１，１２の上部フランジ４７，５７を全長にわたってロワシェルハーフ３の底部２１，３１に対して溶接する。

その後、受台７６から組付中の消音器１を取り外し、シェル４の外部からアッパシェルハーフ２の係合縁部２６に全周にわたってレーザ光を照射することにより、アッパシェルハーフ２の係合縁部２６をロワシェルハーフ３の係合縁部３６に溶接する。最後に、排気管８をインレットパイプ５に嵌合し、排気管８とインレットパイプ５とロワシェルハーフ３の側部３３とを同時に一体に溶接するとともに、テールパイプ６をロワシェルハーフ３の側部３３に溶接して、上記構成の消音器１の製造工程が完了する。

消音器１では、高圧の排気ガスが内部空間に断続的に流入することにより、シェル４が面振動を起こすことが避けられない。ところが、本実施形態の場合、第１，第２接合部１６，１７において、第１，第２セパレータ１１，１２が両シェルハーフ２，３の底部２１，３１に溶接されている。そのため、最も面積が大きい両シェルハーフ２，３の底部２１，３１が第１，第２セパレータ１１，１２によって強固に支持され、面剛性が極めて高くなるため、面振動による放射音が効果的に抑制される。また、両シェルハーフ２，３の底部２１，３１が左右方向中央においてなだらかに凹んだ第２湾曲部２５またはなだらかに膨らんだ第２湾曲部３５を有しており、これら第２湾曲部２５，３５で第１，第２セパレータ１１，１２と溶接されているため、両セパレータ１１，１２間や両セパレータ１１，１２の前後の面剛性が高くなっており、これによっても面振動による放射音が抑制される。

また、シェル４の側面をなす両シェルハーフ２，３の側部２３，３３に関しては、図３に示すように、アッパシェルハーフ２では、深さａが比較的小さくされているため面剛性が高くなっており、面振動による放射音発生の心配は少ない。

一方、前述したように、ロワシェルハーフ３では、深さｂがアッパシェルハーフ２の深さａに対してロワシェルハーフ３の大きく、側部３３の高さがアッパシェルハーフ２の側部２３に比べて大きくなることから、側部３３で放射音が発生しやすい。これに対し、本実施形態では、ロワシェルハーフ３の側部３３にインレットパイプ５およびアウトレットパイプ７が左前端と右後部とにそれぞれ接続されているため、側部３３の面剛性が高められて面振動による放射音が抑制される。

本実施形態では、インレットパイプ５およびアウトレットパイプ７が下側に配置されるロワシェルハーフ３に接続されている。これにより、アウトレットパイプ７をシェル４の底部（ロワシェルハーフ３の底部３１）寄りに配置することが可能になっており、アウトレットパイプ７を介しての凝縮水のシェル４の外部への排出が促進される。したがって、ロワシェルハーフ３の側部３３から発生する放射音が抑制されるだけでなく、シェル４の内部に溜まる凝縮水量が低減する。

また、一対のシェルハーフ２，３が、各々の側部２３，３３の先端にて開口２２，３２を形成する環状の係合縁部２６，３６をそれぞれ有しており、両係合縁部２６，３６が、一対のシェルハーフ２，３の重ね合せ方向にオーバーラップした状態で互いに溶接されていることにより、シェル４を大型化することなく両シェルハーフ２，３の溶接が可能になるとともに、当該部分の板厚が増加してシェル４の側部の剛性が高くなる。これにより、シェル４の側部から発生する面振動による放射音が抑制される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では２つのセパレータ１１，１２をシェル４の内部に設けたが、１つあるいは３つ以上設けてもよい。あるいは、セパレータを設置しない形態とすることも可能である。その他、シェルハーフ２，３や、インレットパイプ５、アウトレットパイプ７等の具体的形状や配置等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 消音器
２ アッパシェルハーフ
３ ロワシェルハーフ
４ シェル
５ インレットパイプ
７ アウトレットパイプ
１１ 第１セパレータ
１２ 第２セパレータ
２１ 底部
２２ 開口
２３ 側部
３１ 底部
３２ 開口
３３ 側部
３４ 第１湾曲部
ａ アッパシェルハーフ２の深さ
ｂ ロワシェルハーフ３の深さ

Claims (5)

1. それぞれが底部とこれに対向する位置に開口を形成する側部とを有する偏平な器状に形成された一対のシェルハーフを互いの開口が向き合うように重ね合せて構成したシェルに、前記シェルの内部空間に排気ガスを導入するインレットパイプおよび前記シェルの内部空間から排気ガスを排出するアウトレットパイプが接続される消音器であって、
   一方のシェルハーフの前記開口から前記底部までの深さが、他方のシェルハーフの前記開口から前記底部までの深さよりも深くされ、前記インレットパイプおよび前記アウトレットパイプが、前記一方のシェルハーフの前記側部に接続されていることを特徴とする消音器。
2. 前記一方のシェルハーフは下側に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の消音器。
3. 前記一対のシェルハーフは、各々の前記側部の先端にて前記開口を形成する環状の係合縁部をそれぞれ有しており、当該両係合縁部は、前記一対のシェルハーフの重ね合せ方向にオーバーラップした状態で互いに溶接されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の消音器。
4. 前記両係合縁部は、外側に配置される一方の内周長が内側に配置される他方の外周長よりも短く形成され、前記一方の係合縁部が前記他方の係合縁部に圧入された状態で互いに溶接されていることを特徴とする、請求項３に記載の消音器。
5. 前記シェルの内部で前記両シェルハーフにそれぞれ固定されて前記シェルの内部空間を仕切るセパレータを有し、
   前記両係合縁部が前記セパレータから離間していることを特徴とする、請求項４に記載の消音器。

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