JP2015190387A - 排気装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品点数の増加や製造工程の増加を招くことなくマフラー内での排気管の後部の振れを抑制できるようにして、製造コストの低減を図ることのできる排気装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】マフラー22内に、内部を第1膨張室24と別の膨張室25とに隔成するセパレータ部材23を取り付ける。セパレータ部材23に、第1膨張室24と別の膨張室25とを連通する連通パイプ29と、支持孔31を設ける。排気管21には、後部を閉塞するキャップ部材32を取り付け、排気管21のキャップ部材32よりも前方側の側壁に排気孔33を設ける。排気管21の排気孔33よりも後方側で、かつ後端面よりも前方側の領域を被支持部34とする。排気管21の被支持部34を、セパレータ部材23の支持孔31に嵌入して支持させる。
【選択図】図1

Description

この発明は、エンジンのガス排出部に接続される排気装置及びその製造方法に関するものである。
車両用エンジンのガス排出部に用いられる排気装置は、エンジンの排気ポートに接続される排気管に消音のためのマフラーが接続されている(例えば、特許文献1参照)。
排気装置のマフラーは、通常、限られた管径や管長の条件下で所望の消音特性を得るために、マフラーの内部がセパレータ部材によって複数の膨張室に隔成されている。一方、排気管の管長(排気管の排気ポートから排気出口までの長さ)は、目標とするエンジン出力や出力特性に応じて設定される。このため、排気装置を適用するエンジンによっては、排気管長を長く確保するために、排気管の後部の排気出口をマフラーの前端部よりも後方側にオフセットした状態で、排気管をマフラーに結合する構造を採用することがある。
図6,図7は、上記の構造を採用した従来の排気装置を示す図である。
この排気装置は、マフラー1が前部筒体2と後部筒体3とを有し、前部筒体2に排気管4の後部が挿入され、後部筒体3に、マフラー1内を複数の膨張室5A,5B,5Cに隔成するセパレータ部材6A,6Bが取り付けられるとともに、後部筒体3の後端部に排気ガスを外部に排出するためのテールパイプ7が取り付けられている。前部側のセパレータ部材6Aは、マフラー1内を前方側の第1膨張室5Aとその後方側の第3膨張室5Cとに隔成し、後部側のセパレータ部材6Bは、マフラー1内を前方側の第3膨張室5Cとその後方側の第2膨張室5Bとに隔成している。また、前後のセパレータ部材6A,6Bには、第1膨張室5Aと第2膨張室5Bとを連通する連通パイプ8Aが貫通状態で取り付けられ、後部側のセパレータ部材6Bには、第2膨張室5Bと第3膨張室5Cとを連通する連通パイプ8Bとテールパイプ7が貫通状態で取り付けられている。
また、この排気装置の前部筒体2は、前部側が先細りのコーン状に形成され、その先端部に排気管4の後部が溶接固定されている。排気管4の後端部の近傍の側壁には、排気出口9が開口して形成され、排気管4の後端部は、後部筒体3内に達する充分な長さ分マフラー1内に突出している。排気管4の後端部は、前部筒体2の前端部からの延出長さが長くなると、マフラー1内での振れが大きくなるため、排気管4の後端部は後部筒体3の内周面に固定されたホルダー部材10によって保持されている。
ホルダー部材10は、図7に示すように全体が略円板状に形成されて、外周縁部が後部筒体3の内周面に溶接固定されるとともに、略中央部に排気管4を保持するための保持孔11が形成され、保持孔11の周域部に第1膨張室5A内のガスを自由に流通させるための複数の導通孔12,12が形成されている。
特開2012−020706号公報
しかしながら、上記従来の排気装置においては、排気管4の後端部の振れを抑制するためにマフラー1の前部筒体2内に排気管4を保持させるためのホルダー部材10を溶接固定しているため、部品点数が多くなるうえに製造工程も多くなり、製造コストが高まることが懸念される。
そこでこの発明は、部品点数の増加や製造工程の増加を招くことなくマフラー内での排気管の後部の振れを抑制できるようにして、製造コストの低減を図ることのできる排気装置及びその製造方法を提供しようとするものである。
この発明に係る排気装置は、上記課題を解決するために、エンジンの排気ポートに接続される排気管(21)と、前記排気管(21)に接続されるマフラー(22)と、を備え、前記マフラー(22)の内部が、前後方向に複数の膨張室(24,25)に隔成されるとともに、前記マフラー(22)内の最前部に配置される第1膨張室(24)に前記排気管(21)の後部が挿入され、前記排気管(21)の後部の排気出口(33)が前記マフラー(22)の前端部よりも後方側にオフセットした状態で、前記排気管(21)が前記マフラー(22)の前端部に結合された排気装置において、前記マフラー(22)には、当該マフラー(22)の内部を最前部の前記第1膨張室(24)と後方側の別の膨張室(25)とに隔成するセパレータ部材(23)が設けられ、前記セパレータ部材(23)には、前記第1膨張室(24)と当該第1膨張室(24)と別の膨張室(25)とを連通する連通口(29)と、前記排気管(21)の後部を支持する支持孔(31)と、が設けられ、前記排気管(21)には、当該排気管(21)の後部を閉塞するキャップ部材(32)が設けられるとともに、当該キャップ部材(32)よりも前方側の側壁に前記排気出口(33)が設けられ、前記排気管(21)の前記排気出口(33)よりも後方側で、かつ後端面よりも前方側の領域が被支持部(34)とされ、前記排気管(21)の前記被支持部(34)が前記セパレータ部材(23)の前記支持孔(31)に嵌入されて支持されるようにした。
これにより、エンジンの排気ポートから排出された排気ガスは、排気管(21)の後部の側壁の排気出口(33)からマフラー(22)の第1膨張室(24)内に流入する。第1膨張室(24)内に流入した排気ガスは、第1膨張室(24)からセパレータ部材(23)の連通口(29)を通って別の膨張室(25)に流入し、その別の膨張室(25)を経由して外部に排出される。排気ガスの騒音は、この間にマフラー(22)によって吸収される。また、マフラー(22)内に突出した排気管(21)の後部の振れは、排気管(21)の被支持部(34)がセパレータ部材(23)の支持孔(31)内に支持されることによって抑制される。なお、排気管(21)の被支持部(34)はセパレータ部材(23)の支持孔(31)内に嵌入されて、その端面が第1膨張室(24)内に臨むことになるが、被支持部(34)は排気管(21)の後部をキャップ部材(32)によって閉塞されているため、第1膨張室(24)内のガスが排気管(21)内に逆流することはない。
前記排気管(21)の後端部は、前記マフラー(22)内の前記第1膨張室(24)に隣接する別の膨張室(25)内に臨んで配置され、前記キャップ部材(32)は、前記排気管(21)内の前記セパレータ部材(23)よりも前方側となる位置に配置されるようにしても良い。
この場合、キャップ部材(32)がセパレータ部材(23)よりも前方側に位置されるため、第1膨張室(24)に隣接する別の膨張室(25)の容積を拡大することができる。したがって、限られたマフラー(22)内の空間を有効利用することができるため、排気装置の小型化を図ることができる。
この発明に係る排気装置の製造方法は、エンジンの排気ポートに接続される排気管(21)と、前記排気管(21)に接続されるマフラー(22)と、を備え、前記マフラー(22)が前記排気管(21)に接合される前部筒体(27)と、当該前部筒体(27)に接合される後部筒体(28)と、を有し、前記排気管(21)の後部の排気出口(33)が前記マフラー(22)の前端部よりも後方側にオフセットした状態で、前記排気管(21)と前記前部筒体(27)と前記後部筒体(28)が溶接によって接合される排気装置の製造方法において、前記排気管(21)の後部側の側壁に排気出口(33)を設ける工程と、前記排気管(21)内に後端部からキャップ部材(32)を挿入して、当該キャップ部材(32)を前記排気管(21)の前記排気出口(33)よりも後方側に取り付ける工程と、前記排気管(21)の後部を前記前部筒体(27)の前端部に挿入して溶接する工程と、前記マフラー(22)の内部を最前部の第1膨張室(24)と後方側の別の膨張室(25)とに隔成するセパレータ部材(23)に、前記第1膨張室(24)と当該第1膨張室(24)と別の膨張室(25)とを連通する連通口(29)と、前記排気管(21)の後部を支持する支持孔(31)と、を設ける工程と、前記セパレータ部材(23)を前記後部筒体(28)内に取り付ける工程と、前記排気管(21)の後部のうちの前記排気出口(33)よりも後方側で、かつ後端面よりも前方側の被支持部(34)を、前記セパレータ部材(23)の支持孔(31)に嵌入して、前記セパレータ部材(23)に支持させる工程と、前記前部筒体(27)を前記後部筒体(28)に溶接する工程と、を有する。
前記排気管(21)は、前記前部筒体(27)を前記後部筒体(28)に溶接する前に、前記前部筒体(27)に予め溶接して排気管側接合体(40)を形成しておくようにしても良い。
この場合、排気装置の製造時には、排気管側接合体(40)の排気管(21)の後部側の被支持部(34)を、後部筒体(28)側のセパレータ部材(23)の支持孔(31)に嵌入すると、前部筒体(27)と後部筒体(28)がほぼ位置決めされた状態で仮保持される。したがって、前部筒体(27)と後部筒体(28)とを容易に溶接固定することができる。
この発明によれば、排気管の後部がキャップ部材によって閉塞されるとともに、キャップ部材の取付位置よりも前方側の側壁に排気出口が設けられ、排気管の排気出口よりも後方側の被支持部が、後部筒体内のセパレータ部材の支持孔に支持される構造とされているため、マフラー内に排気管の後部を保持するための専用のホルダー部材を取り付けることなく、排気管の後部の振れをセパレータ部材によって抑制することができる。
したがって、この発明によれば、部品点数の増加や製造工程の増加を招くことなく排気管の後部の振れを抑制できるため、製造コストの低減を図ることができる。
この発明に係る排気装置の製造方法によれば、さらに、従来必要だった専用のホルダー部材をマフラー内に溶接する工程を無くすことができるうえ、マフラーの前部筒体を後部筒体に溶接するときに、排気管の後部の被支持部をセパレータ部材の支持孔に嵌入して保持させることができる。したがって、この発明によれば、溶接作業を容易に行うことができ、製造時の作業性が向上する。
この発明の一実施形態の排気装置の一部を破断した側面図である。 この発明の一実施形態の排気装置の図1のII部の拡大縦断面図である。 この発明の一実施形態の排気装置の図2のIII−III断面に対応する断面図である。 この発明の一実施形態の排気装置の排気管側接合体の側面図である。 この発明の一実施形態の排気装置の組付け工程を示す側面図である。 従来の排気装置の側面図である。 従来の排気装置の図6のVII−VII断面に対応する断面図である。
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、この実施形態に係る排気装置20の側面を示す図である。この実施形態に係る排気装置20は、自動二輪車の排気系に用いられる。
排気装置20は、前端部(上流側の端部)が不図示のエンジンの排気ポートに接続される排気管21と、排気管21の後部(下流部)に接続されて排気ガス中の騒音を吸収するマフラー22と、を備えている。
マフラー22の内部は、略円板状のセパレータ部材23によって前部側の第1膨張室24と後部側の第2膨張室25とに隔成されている。マフラー22内の第1膨張室24と第2膨張室25は、セパレータ部材23を貫通する連通パイプ29によって相互に連通している。また、マフラー22の後部には、第2膨張室25と外部を連通し、第2膨張室25から外部に排気ガスを排出するテールパイプ26が取り付けられている。
また、マフラー22は、前部側に先細りに収斂するコーン状の前部筒体27と、前端部が前部筒体27の後部の開口に接合される有底円筒状の後部筒体28と、を備えている。排気管21の後部は、前部筒体27の収斂した前部を貫通し、前部筒体27を超えて後部筒体28の軸方向の略中央位置まで延出している。前部筒体27は、その前端部において、当該前部筒体27を貫通する排気管21に溶接固定されている。
また、マフラー22内を第1膨張室24と第2膨張室25とに隔成する前記のセパレータ部材23は、後部筒体28の内周面に取り付けられており、テールパイプ26は、後部筒体28の後壁に当該後壁を貫通して取り付けられている。
図2は、図1のII部を拡大した縦断面を示す図であり、図3は、図2のIII−III断面に対応する断面を示す図である。
セパレータ部材23は、略円形の金属板の外周縁部の一部が軸方向に屈曲され、それによって接合フランジ23aが形成されている。セパレータ部材23は、接合フランジ23a部分で後部筒体3の内周面に溶接固定されている。また、セパレータ部材23には、連通パイプ29が嵌入される貫通孔30と、排気管21の後部を支持する円形状の支持孔31が設けられている。連通パイプ29は貫通孔30に嵌入された状態でセパレータ部材23に溶接固定されている。この実施形態の場合、連通パイプ29は、第1膨張室24と第2膨張室25とを連通する連通口を構成している。
排気管21の後部は、キャップ部材32によって閉塞されている。キャップ部材32は、排気管21の後端側の開口から圧入されて排気管21に溶接等によって固定されている。キャップ部材32は、排気管21の後端面21aと面一となる位置ではなく、後端面21aから所定距離前方側に入り込んだ位置まで圧入されている。排気管21内におけるキャップ部材32の固定位置は、排気管21の後部がセパレータ部材23の支持孔31に保持されたときに、セパレータ部材23よりも前方側となる位置に設定されている。
また、排気管21の後部の側壁のうちの、キャップ部材32の固定位置よりも前方側位置には、排気管21内を通過した排気ガスを第1膨張室24内に流出させる排気出口である複数の排気孔33…が形成されている。排気管21の後部は、側壁の排気孔33…の形成されている位置よりも後方側で、かつ後端面21aよりも前方側の領域がセパレータ部材23の支持孔31内に嵌入されて支持される被支持部34とされている。
排気管21の後部の被支持部34は、排気装置20の組付け時に、セパレータ部材23の支持孔31内に軽圧入されて支持される。このため、排気装置20の使用時に排気ガスの熱によって排気管21が伸縮することがあっても、被支持部34がセパレータ部材23の支持孔31内を軸方向に摺動し、それによって排気管21の端部の変位を許容する。
つづいて、この実施形態に係る排気装置20の一製造方法を図4,図5を参照して説明する。
排気管21の後部側の側壁に予め排気孔33…を形成しておき、その排気管21の後端部にキャップ部材32を所定深さまで圧入し、その状態でキャップ部材32を排気管21の後部に溶接等によって固定する。この状態で排気管21の後部をマフラー22の前部筒体27の前端部に挿入し、排気管21の後部を所定長さ前部筒体27から後方に突出させた状態において、排気管21を前部筒体27に溶接固定する。
こうして組付けられた排気管21と前部筒体27とは、図4,図5に示す排気管側接合体40となる。
一方、マフラー22の後部筒体28は、後部壁にテールパイプ26を予め溶接固定しておき、セパレータ部材32には連通パイプ29を溶接固定しておく。この状態から後部筒体28の軸方向の略中央位置までセパレータ部材32を挿入し、セパレータ部材32を後部筒体28の周壁に溶接固定する。
こうして組み付けられた後部筒体28、テールパイプ26、セパレータ部材23、及び、連通パイプ29は、図5に示すマフラー側接合体41となる。
この後、図5に示すように、マフラー側接合体41の前部に排気管側接合体40の後部を軸方向から近接させ、排気管接合体40の前部筒体27の後方側に突出する排気管21の後部(被支持部34)を、マフラー側接合体41側のセパレータ部材23の支持孔31に挿入する(軽圧入する)。こうして、こうして排気管21の後部(被支持部34)をセパレータ部材23の支持孔31内に挿入すると、排気管側接合体40とマフラー側接合体41が相互にほぼ位置決めされた状態で仮保持される。この後、排気管側接合体40の前部筒体27の後端部と、マフラー側接合体41の後部筒体28の前端部とを相互に突き合わせ、その状態で両者を溶接固定する。
以上のように、この実施形態に係る排気装置20は、排気管21の後部がキャップ部材32によって閉塞されるとともに、キャップ部材32の取付位置よりも前方側の排気管21の側壁に複数の排気孔33…が設けられ、排気管21の排気孔33…よりも後方側の被支持部34が、後部筒体28内のセパレータ部材23の支持孔31に嵌入されて支持される構造とされている。このため、マフラー22内に排気管21の後部を保持するための専用のホルダー部材を取り付けることなく、排気管21の後部の振れをセパレータ部材23によって抑制することができる。
したがって、専用のホルダー部材をマフラー22内に取り付ける場合に比較し、この実施形態に係る排気装置20を採用した場合には、部品点数を削減することができるうえ、製造工程も少なくすることができる。このため、排気装置20を低コストで製造することができる。
また、この実施形態に係る排気装置20は、排気管21の後部がセパレータ部材23の支持孔31内に嵌入されて支持されるが、排気管21の後部がキャップ部材32によって閉塞されているため、排気管21内に第1膨張室24内の排気ガスが逆流することもない。
さらに、この実施形態に係る排気装置20においては、排気管21の後端部がセパレータ部材23の後部側の第2膨張室25内に突出して配置されているが、排気管21の後部を閉塞するキャップ部材32がセパレータ部材23よりも前方側となる位置に配置されているため、排気管21の後部にセパレータ部材23の後面位置よりも深い凹部が形成される。このため、この凹部によりセパレータ部材23の後部側の第2膨張室25の容積を拡大することができる。
したがって、この構造を採用することにより、限られたマフラー22内の空間を有効利用し、排気装置20の小型化を図ることができる。
また、この実施形態に係る排気装置20の製造方法によれば、専用のホルダー部材をマフラー22内に溶接する工程を無くすことができるうえ、マフラー22の前部筒体27を後部筒体28に溶接するときに、排気管21の被支持部34をセパレータ部材23の支持孔31に嵌入して保持させることができる。したがって、前部筒体27と後部筒体28の溶接作業を容易に行うことができる。
さらに、上述した製造方法のように、前部筒体27を後部筒体(28)に溶接する前に、排気管21を前部筒体27に予め溶接して排気管側接合体40を形成しておけば、排気管21の後部側の被支持部34を、後部筒体28側のセパレータ部材23の支持孔31に嵌入したときに、排気管側接合体40の前部筒体27と後部筒体28がほぼ位置決めされた状態で安定的に保持される。このため、前部筒体27と後部筒体28とをより容易に溶接固定することができる。
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、マフラーの内部が一つのセパレータ部材によって前部側の第1膨張室と後部側の第2膨張室とに隔成されているが、セパレータ部材をさらに追加して、マフラー内を三つ以上の膨張室に隔成することも可能である。
20…排気装置
21…排気管
22…マフラー
23…セパレータ部材
24…第1膨張室
25…第2膨張室
27…前部筒体
28…後部筒体
29…連通パイプ(連通口)
31…支持孔
32…キャップ部材
33…排気孔(排気出口)
34…被支持部
40…排気管側接合体

Claims (4)

  1. エンジンの排気ポートに接続される排気管(21)と、
    前記排気管(21)に接続されるマフラー(22)と、を備え、
    前記マフラー(22)の内部が、前後方向に複数の膨張室(24,25)に隔成されるとともに、前記マフラー(22)内の最前部に配置される第1膨張室(24)に前記排気管(21)の後部が挿入され、
    前記排気管(21)の後部の排気出口(33)が前記マフラー(22)の前端部よりも後方側にオフセットした状態で、前記排気管(21)が前記マフラー(22)の前端部に結合された排気装置において、
    前記マフラー(22)には、当該マフラー(22)の内部を最前部の前記第1膨張室(24)と後方側の別の膨張室(25)とに隔成するセパレータ部材(23)が設けられ、
    前記セパレータ部材(23)には、前記第1膨張室(24)と当該第1膨張室(24)と別の膨張室(25)とを連通する連通口(29)と、前記排気管(21)の後部を支持する支持孔(31)と、が設けられ、
    前記排気管(21)には、当該排気管(21)の後部を閉塞するキャップ部材(32)が設けられるとともに、当該キャップ部材(32)よりも前方側の側壁に前記排気出口(33)が設けられ、
    前記排気管(21)の前記排気出口(33)よりも後方側で、かつ後端面よりも前方側の領域が被支持部(34)とされ、
    前記排気管(21)の前記被支持部(34)が前記セパレータ部材(23)の前記支持孔(31)に嵌入されて支持されることを特徴とする排気装置。
  2. 前記排気管(21)の後端部は、前記マフラー(22)内の前記第1膨張室(24)に隣接する別の膨張室(25)内に臨んで配置され、
    前記キャップ部材(32)は、前記排気管(21)内の前記セパレータ部材(23)よりも前方側となる位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の排気装置。
  3. エンジンの排気ポートに接続される排気管(21)と、
    前記排気管(21)に接続されるマフラー(22)と、を備え、
    前記マフラー(22)が前記排気管(21)に接合される前部筒体(27)と、当該前部筒体(27)に接合される後部筒体(28)と、を有し、
    前記排気管(21)の後部の排気出口(33)が前記マフラー(22)の前端部よりも後方側にオフセットした状態で、前記排気管(21)と前記前部筒体(27)と前記後部筒体(28)が溶接によって接合される排気装置の製造方法において、
    前記排気管(21)の後部側の側壁に排気出口(33)を設ける工程と、
    前記排気管(21)内に後端部からキャップ部材(32)を挿入して、当該キャップ部材(32)を前記排気管(21)の前記排気出口(33)よりも後方側に取り付ける工程と、
    前記排気管(21)の後部を前記前部筒体(27)の前端部に挿入して溶接する工程と、
    前記マフラー(22)の内部を最前部の第1膨張室(24)と後方側の別の膨張室(25)とに隔成するセパレータ部材(23)に、前記第1膨張室(24)と当該第1膨張室(24)と別の膨張室(25)とを連通する連通口(29)と、前記排気管(21)の後部を支持する支持孔(31)と、を設ける工程と、
    前記セパレータ部材(23)を前記後部筒体(28)内に取り付ける工程と、
    前記排気管(21)の後部のうちの前記排気出口(33)よりも後方側で、かつ後端面よりも前方の被支持部(34)を、前記セパレータ部材(23)の支持孔(31)に嵌入して、前記セパレータ部材(23)に支持させる工程と、
    前記前部筒体(27)を前記後部筒体(28)に溶接する工程と、を有することを特徴とする排気装置の製造方法。
  4. 前記排気管(21)は、前記前部筒体(27)を前記後部筒体(28)に溶接する前に、前記前部筒体(27)に予め溶接して排気管側接合体(40)を形成しておくことを特徴とする請求項3に記載の排気装置の製造方法。
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