JP2015213924A - サブマフラ及びサブマフラの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い歩留りで製造することのできるサブマフラの製造方法の提供。【解決手段】筒体形成工程（Ｓ３）と、中央部スピニング加工工程（Ｓ５、Ｓ７、Ｓ２６、Ｓ２７）と、縮径加工工程（Ｓ８、Ｓ２８）と、を含むサブマフラ（１、２０１）の製造方法である。筒体形成工程（Ｓ３）では、板材（７０）を巻いて、円筒体（２、２０２）を形成する。中央部スピニング加工工程（Ｓ５、Ｓ７、Ｓ２６、Ｓ２７）では、回転ローラ（８８）を円筒体（２、２０２）の中央部（２０、２２０）に押し当てつつ矩形状の軌道（Ｔ３、Ｔ６）に沿って移動させる矩形スピニング加工を行って、中央部（２０、２２０）の断面形状を矩形状に加工する。縮径加工工程（Ｓ８、Ｓ２８）では、円筒体（２、２０２）の端部（８０、８１、２８０、２８１）の径を縮める。【選択図】図５
Description
本発明は自動車の排気系システムに組込まれるサブマフラ及びサブマフラの製造方法に関し、特にサブマフラの本体部分の形状が矩形状の断面形状を有するサブマフラ及びサブマフラの製造方法に関する。
自動車の排気系に組み込まれるサブマフラは、車両のフロア下面であって、車両前後方向に沿って延びるように形成されたフロアトンネル部（車室方向に凹んだ空間）内に収容配置されることが多い。
例えば、特許文献１には、特許文献１中の図６に示されるように凹部を上側に有しつつ側面を曲面とされたサブマフラが開示されている。詳細には、サブマフラは、その下面が車両のフロア下面とほぼ同一面内となるように、フロアトンネル部の凹部スペースに配置されている。また、サブマフラの上面には、車幅方向の中央位置に、車両前後方向に延長する凹部が形成され、その上を前後に通る断面円形のプロペラシャフトとの間に空間を形成することによって、車両の前方側から後方側に空気が流れやすくなるようにしている。
サブマフラは、サブマフラ自体よりも径の小さい管を介して触媒コンバータやメインマフラと接続される。
本件出願の発明者は、サブマフラの両端側に管を接続するために、サブマフラの端部にスピニング加工を施すことで端部の断面積を管に向かって絞るようにすることを検討した。しかしながら、サブマフラ本体の外形が矩形の断面形状を有する角筒状のサブマフラの端部にスピニング加工を単に施すのでは、皺や亀裂が発生するという問題が発生することがわかった。
そこで、別体の接続部品、例えば、プレス加工品などを溶接加工方法又はカシメ加工方法を用いてサブマフラ端部に取り付けて、サブマフラを管に接続することも検討した。しかし、別体の接続部品を必要とするため、歩留りが低下することが判明した。
本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、サブマフラを高い歩留りで製造することのできることを目的とする。
本発明にかかるサブマフラの製造方法は、
板材を巻いて、円筒体を形成する筒体形成工程（例えば、ロール成形Ｓ３、造管溶接Ｓ４）と、
回転ローラを前記円筒体の中央部に押し当てつつ矩形状の軌道に沿って移動させる矩形スピニング加工を行って、前記中央部の断面形状を矩形状に加工する中央部スピニング加工工程（例えば、中央部スピニング加工工程Ｓ５、Ｓ２６、端部スピニング加工工程Ｓ７、Ｓ２７）と、
前記円筒体の端部の径を縮める縮径加工工程（例えば、縮径スピニング加工工程Ｓ８、Ｓ２８）と、
を含む。
板材を巻いて、円筒体を形成する筒体形成工程（例えば、ロール成形Ｓ３、造管溶接Ｓ４）と、
回転ローラを前記円筒体の中央部に押し当てつつ矩形状の軌道に沿って移動させる矩形スピニング加工を行って、前記中央部の断面形状を矩形状に加工する中央部スピニング加工工程（例えば、中央部スピニング加工工程Ｓ５、Ｓ２６、端部スピニング加工工程Ｓ７、Ｓ２７）と、
前記円筒体の端部の径を縮める縮径加工工程（例えば、縮径スピニング加工工程Ｓ８、Ｓ２８）と、
を含む。
このような製造方法によれば、高い歩留りでサブマフラを製造することができる。
また、前記縮径加工工程では、前記回転ローラを前記円筒体の前記中央部に押し当てつつ円形状の軌道に沿って移動させる円形スピニング加工を行って、前記筒体の前記端部の径を縮めることを特徴としてもよい。また、前記中央部スピニング加工工程では、前記回転ローラを前記円筒体の前記中央部に押し当てつつ円形状の軌道に沿って移動させる円形スピニング加工を行って、前記中央部の径を縮めた後で、前記矩形スピニング加工を行って、前記中央部の断面形状を矩形状に加工することを特徴としてもよい。また、前記中央部スピニング加工工程では、前記回転ローラの前記軌道が、前記筒体の前記中央部の断面形状から矩形状に、徐々に変化することを特徴としてもよい。
他方、本発明にかかるサブマフラは、上記した製造方法を用いて製造されるサブマフラである。
このような構成によれば、高い歩留りで製造可能なサブマフラを提供することができる。
本発明により、高い歩留りで製造することのできるサブマフラの製造方法を提供することができる。
実施の形態１．
図１〜４を参照して、実施の形態１に関わるサブマフラについて説明する。図１は、サブマフラの斜視図である。図２は、サブマフラの車両への搭載に関する部分的な設置図である。図３は、サブマフラ及びフロントフロアトンネル部の断面図である。図４は、サブマフラとメインマフラとの容積の和に対するサブマフラの各容積比率における排気音の１次音圧等級を表すグラフである。
図１〜４を参照して、実施の形態１に関わるサブマフラについて説明する。図１は、サブマフラの斜視図である。図２は、サブマフラの車両への搭載に関する部分的な設置図である。図３は、サブマフラ及びフロントフロアトンネル部の断面図である。図４は、サブマフラとメインマフラとの容積の和に対するサブマフラの各容積比率における排気音の１次音圧等級を表すグラフである。
図１に示すように、サブマフラ１は、筒体２と、流路管３と、セパレータ２３とを含む。
筒体２は、略台形状の断面形状を有する。筒体２は、例えば、鉄、チタン、アルミニウム、又、これらの合金などの金属材料からなる。合金としては、例えば、ステンレス鋼が挙げられる。筒体２は中心軸Ｙ１を有する。中心軸Ｙ１は、筒体２の断面形状の重心を通過してもよい。筒体２は、中央部２０と、中央部２０から一方側に延びる端部２１と、他方側に延びる端部２２とを有する。
中央部２０は略台形状の断面形状を有し、その断面形状が端部２１側から端部２２側に向うにつれて縮小する。筒体２の端部２１、２２は、流路管３の外周面に密着するように、いずれも縮径されている。中央部２０の内径は流路管３の外径よりも大きく、端部２１、２２の最も端に近い部分の内径は、流路管３の外径と同じか若干大きい。筒体２の外壁面には、剛性を高めるための凹凸模様が施されることがある。中央部２０と端部２１と端部２２とは一体物とされ、中央部２０と端部２１との境界部分、及び、中央部２０と端部２２との境界部分は、２体の部材を溶接やカシメ加工などで接合することによって得られたものではなく、１つの板状素材からの成形加工により得られるものである。端部２２は、筒体２内から排気を排出する排出口３３を有し、排出口３３はパイプ等を介して後流側にあるメインマフラ等に接続される。
セパレータ２３が筒体２の内部に設置されており、筒体２内の空間を、端部２１側の膨張室と端部２２側の膨張室との２つに区画する。また、セパレータ２３は保持孔２４を有し、流路管３を保持孔２４に嵌め込むことで保持する。
流路管３は、触媒コンバータ等に接続される吸入部３１と、吸入部３１から真っ直ぐに延びるストレート部３２とを含む。触媒コンバータ等を通過した排気は吸入部３１、ストレート部３２を経由して端部２１側の膨張室から端部２２側の膨張室へ導かれる。ストレート部３２は、複数の孔を有するパンチングパイプとしても良い。吸音部材（図示略）が、筒体２の膨張室に配置され、ストレート部３２の外周面を包む。吸音部材は、音のエネルギーを吸収して吸音する材料からなる部材である。吸音部材としては、例えば、グラスウールを使用することができる。
次に、自動車の排気系に組み込まれたサブマフラ１について説明する。
図２に示すように、自動車の排気系５０は、触媒コンバータ５１と、サブマフラ１と、パイプ５２と、パイプ５２に接続されるメインマフラ５３とを含む。触媒コンバータ５１は、図示しないエキゾーストパイプを介してエンジン（図示略）に接続される。吸入部３１を触媒コンバータ５１に接続し、排出口３３をパイプ５２に接続することで、サブマフラ１は自動車の排気系５０に組み込まれ、自動車の排気系５０において、メインマフラ５３による消音作用を補う。
ここで、サブマフラ１は例えば、自動車のフロントフロアトンネル部６０の直下に設置される。図３に示すように、フロントフロアトンネル部６０は、自動車の幅方向（図３、Ｒｈ方向）において高低差を有し、車室側へ凹んだ断面形状がほぼ台形形状の凹部とされ、スペース６１を有する。一方、上記したように、サブマフラ１の筒体２は断面略台形状の筒状体なので、自動車の下方にある障害物の干渉を回避しつつ、空きスペース６１に隙間をできる限り埋めるような形で収容される。よって、従来の一般的な円筒形状のサブマフラと比較して大きな容積を確保することができる。
サブマフラとメインマフラとの容積の和を大きくすることは、エンジンの排気抵抗が下がるためエンジンの出力及び燃費の向上に寄与する。ところが、メインマフラの容積を大きくすることは、車両意匠の制約や車室スペースをできる限り大きくしたいという要求もあり限界がある。そこで、実施の形態１ではサブマフラの容積を増やすことを考えた。サブマフラ用の大きな搭載スペースをフロアトンネル部６０の形状によって確保することは他の車両設計、搭載されるユニットの設計制約もあって容易ではないので、サブマフラの外形形状を先に説明したようにすることで現状の収容スペースを有効に活用できるようにしたのである。
また、サブマフラとメインマフラとの容積の和に対するサブマフラの各容積比率の排気音の１次音圧等級を計測する実験を行った。この１次音圧等級は排気音の音圧の大きさを表す。１次音圧等級が下がると、排気による騒音が低減することを意味する。図４に示すように、容積比率を０．１から０．５まで高めると、１次音圧等級が徐々に減じて、最小値まで下降する。一般的なサブマフラの容積はメインマフラと比較して非常に小さく、サブマフラの容積比率は大きくても０．２程度である。本実施形態のサブマフラを採用することによりサブマフラの容積比率を高めて、１次音圧等級を減少させることができ、排気による騒音を低減させることができる。
なお、上記した実施形態では、筒体２は略台形状の断面形状を有するが、略台形状以外の矩形状の断面形状を有してもよい。矩形状として、例えば、略台形状、略四角形状、略長方形状、略正方形状、その他多角形状が挙げられる。矩形状は、完全なものではなくともよく、例えば、四隅の一部または全部が丸かったり、切除されたような形状でも良い。筒体２の断面形状は、サブマフラ１が搭載される自動車のフロントフロアトンネル部６０を形成する壁面の形状にできるだけ倣うようにする。
製造方法１．
次に、図５を参照しつつ、図６〜図２４を用いて、実施の形態１に関わるサブマフラの製造方法について説明する。図５は、実施の形態１に関わる製造工程を示すフローチャートである。図６〜図２４は、実施の形態１に関わる製造方法の一工程を説明するための模式図である。
次に、図５を参照しつつ、図６〜図２４を用いて、実施の形態１に関わるサブマフラの製造方法について説明する。図５は、実施の形態１に関わる製造工程を示すフローチャートである。図６〜図２４は、実施の形態１に関わる製造方法の一工程を説明するための模式図である。
図６に示すように、例えば、筒体２の材料と同じ種類の材料からなる板素材から、所定の台形形状の板材７０を切出す（板材切出工程Ｓ１）。図６は４枚の板材７０を打ち抜き等によって切り出した状態を示している。板材７０は、縁部７３、７４を有する。縁部７３、７４は、この台形状において、上辺と底辺とを結ぶ一対の対辺に対応する部分である。
次いで、図７に示すように、例えば、プレス型（図示略）によって剛性を高めるための凹凸模様７６を成形する（剛性模様成形工程Ｓ２）。なお、図面の見易さを考慮して、図７を除いて、図１〜図２８では凹凸模様７６の図示を省略している。
次いで、図８〜図１２に示すように、切出した板材７０を複数のローラ８５の間を通過させて巻いて、環状に曲げ成形する（ロール成形工程Ｓ３）。詳細には、図９に示すように、板材７０が複数のローラ８５の間を通過させる前において、板材７０が平板であることを確認する。図１０に示すように、板材７０は、複数のローラ８５間の通過中において、縁部７４を円弧状に巻き、さらに、縁部７４から縁部７３にかけて徐々に巻いていく。最後には、図１１に示すように、板材７０は環状に巻かれて、縁部７３の端面と縁部７４の端面とが接近し、対向する。板材７０は図１２の斜視図に示されるような形状に成形される。なお、縁部７３の端面と縁部７４の端面とが互いに突き合わされていてもよい。
次いで、図１２に示すように、溶接装置（図示略）に接続される溶接トーチ８７を用いて、板材７０の縁部７３、７４を互いに突き合わせた状態で溶接し（造管溶接工程Ｓ４）、完全な筒体７２とする。図１３に示すように、筒体７２は、中心軸Ｙ０を中心とする略円形状の断面形状を有する筒体である。ここで、円形状は、例えば、真円形状、略円形状、略楕円形状である。また、筒体７２を部分的に前部７７、中央部７８と、後部７９と便宜的に呼ぶとすると、前部７７は中央部７８から前方に延びる部分、後部７９は中央部７８から後方に延びる部分である。前部７７側の端を前端部８０、後部７９側の端を後端部８１とする。中央部７８と、前部７７と、後部７９とは、中心軸Ｙ０に対して傾斜してもよい。
次いで、図１４に示すように、スピニング加工装置（図示略）に含まれる形を整えるための回転自在（自転および筒体７２周りの公転）な回転ローラ８８を用いて、スピニング加工を行い（中央部スピニング加工工程Ｓ５）、筒体７２の中央部７８の断面形状を矩形状に加工する。
詳細には、図１３及び図１４に示すように、まず、回転ローラ８８を筒体７２の中央部７８に押し当てながら、回転ローラ８８を自転させつつ、円形軌道Ｔ１に沿って移動させる。ここで、円形軌道Ｔ１は、例えば、中心軸Ｙ０に垂直な仮想平面ＺＸ上において、中心軸Ｙ０を中心とする円形状の軌道である。
続いて、図１４〜図１６に示すように、回転ローラ８８の軌道を円形軌道Ｔ１から軌道Ｔ２に、さらに軌道Ｔ２から矩形軌道Ｔ３にと、徐々に円形軌道から矩形軌道へと変化させながら、スピニング加工を行う。ここで、矩形軌道Ｔ３は、中心軸Ｙ０に垂直な仮想平面ＺＸ上において、矩形状となる軌道である。この矩形は、中央部７８の加工後の形状であって、すなわち、筒体２の中央部２０（図１参照）の断面形状又はこれに準じる形状である。また、軌道Ｔ２は、円形軌道Ｔ１から矩形軌道Ｔ３に変化するまでの途中の軌道である。
さらに、図１６に示すように、中央部７８を矩形状に加工する。回転ローラ８８の軌道が円形軌道から矩形軌道に徐々に変化するため、中央部７８において、増肉及び皺重なりが発生しにくい。したがって、増肉及び皺重なりによる亀裂の発生を抑制することができる。
詳細には、図１３及び図１４に示すように、まず、回転ローラ８８を筒体７２の中央部７８に押し当てながら、回転ローラ８８を自転させつつ、円形軌道Ｔ１に沿って移動させる。ここで、円形軌道Ｔ１は、例えば、中心軸Ｙ０に垂直な仮想平面ＺＸ上において、中心軸Ｙ０を中心とする円形状の軌道である。
続いて、図１４〜図１６に示すように、回転ローラ８８の軌道を円形軌道Ｔ１から軌道Ｔ２に、さらに軌道Ｔ２から矩形軌道Ｔ３にと、徐々に円形軌道から矩形軌道へと変化させながら、スピニング加工を行う。ここで、矩形軌道Ｔ３は、中心軸Ｙ０に垂直な仮想平面ＺＸ上において、矩形状となる軌道である。この矩形は、中央部７８の加工後の形状であって、すなわち、筒体２の中央部２０（図１参照）の断面形状又はこれに準じる形状である。また、軌道Ｔ２は、円形軌道Ｔ１から矩形軌道Ｔ３に変化するまでの途中の軌道である。
さらに、図１６に示すように、中央部７８を矩形状に加工する。回転ローラ８８の軌道が円形軌道から矩形軌道に徐々に変化するため、中央部７８において、増肉及び皺重なりが発生しにくい。したがって、増肉及び皺重なりによる亀裂の発生を抑制することができる。
次いで、図１７に示すように、流路管３とセパレータ２３を筒体７２に挿入し、セパレータ２３を中央部７８に溶接する（流路管溶接工程Ｓ６）。ここで、流路管３は、セパレータ２３を貫通するように、設置されていてもよい。
次いで、図１８に示すように、前部７７において中央部７８側の端部から所定の幅Ａ１についてスピニング加工を行い、さらに、後部７９において中央部７８側の端部から所定の幅Ｂ１についてスピニング加工を行う（端部スピニング加工工程Ｓ７）。
詳細には、図１９に示すように、まず、回転ローラ８８を前部７７に押し当てながら、回転ローラ８８を自転させつつ、円形軌道Ｔ４に沿って移動させる。
続いて、図２０に示すように前部７７の径を縮めるよう回転ローラ８８の円形軌道の径を小さくしてスピニング加工を行う。
さらに、図２１に示すように、回転ローラ８８の軌道を円形軌道Ｔ４から矩形軌道Ｔ６に徐々に変化させながら、スピニング加工を行い、前部７７を矩形状に加工する。中央部スピニング加工工程Ｓ５と同様に、回転ローラ８８の軌道が円形軌道から矩形軌道に徐々に変化するため、前部７７において、増肉及び皺重なりが発生しにくい。したがって、増肉及び皺重なりによる亀裂の発生を抑制することができる。
同様の手順で、後部７９についても上記したスピニング加工を施す。
詳細には、図１９に示すように、まず、回転ローラ８８を前部７７に押し当てながら、回転ローラ８８を自転させつつ、円形軌道Ｔ４に沿って移動させる。
続いて、図２０に示すように前部７７の径を縮めるよう回転ローラ８８の円形軌道の径を小さくしてスピニング加工を行う。
さらに、図２１に示すように、回転ローラ８８の軌道を円形軌道Ｔ４から矩形軌道Ｔ６に徐々に変化させながら、スピニング加工を行い、前部７７を矩形状に加工する。中央部スピニング加工工程Ｓ５と同様に、回転ローラ８８の軌道が円形軌道から矩形軌道に徐々に変化するため、前部７７において、増肉及び皺重なりが発生しにくい。したがって、増肉及び皺重なりによる亀裂の発生を抑制することができる。
同様の手順で、後部７９についても上記したスピニング加工を施す。
最後に、図２２〜図２４に示すように、スピニング加工を行って、前端部８０及び後端部８１の径を縮ませる（縮径スピニング加工工程Ｓ８）。詳細には、回転ローラ８８を前端部８０に押し当てながら、回転ローラ８８を自転及び円形軌道に沿って移動させて、スピニング加工を行い、前部７７の径を縮ませる。同様に、後端部８１についてスピニング加工を行い、後端部８１の径を縮ませる。前端部８０及び後端部８１がいずれも流路管３の外周に密着するように、その径を縮めると好ましい。このような手順を経てサブマフラ１の外形形状を図１のような形状に成形することができる。
なお、必要に応じて、検査を縮径スピニング加工工程Ｓ８の後で行ってもよい。また、剛性模様成形工程Ｓ２を中央部スピニング加工工程Ｓ５の後で、行ってよい。
以上より、上記した製造方法１によれば、１枚の板材からサブマフラを製造することができ、そのサブマフラは直接パイプに接続することができる。すなわち、サブマフラの筒体とは別体の接続部品を別で製作しておき、それらを接合する等の必要がないので、高い歩留りでサブマフラを製造することができる。
また、上記した製造方法１によれば、円形状の断面形状を有する筒体において、その中央部を矩形状にスピニング加工によって加工し、さらに、円形状の断面形状を有する端部の径をスピニング加工によって縮める。すなわち、中央部の断面形状が矩形状であるまま、端部が円形状の断面形状を有するため、その端部が縮径されても、皺や亀裂の発生があまり発生せず、矩形状の断面形状を有するサブマフラが得られる
また、上記した製造方法１によれば、端部スピニング加工工程では、回転ローラを筒体の中央部に押し当てつつ円形状の軌道に沿って移動させるスピニング加工を行って、筒体の端部の径を縮める。これによれば、前の工程と同じスピニング加工装置を引き続き用いて、工程を施すことができ、スピニング加工装置とは別の加工装置を必要としない。つまり、サブマフラを低いコストで製造し得る。
また、上記した製造方法１によれば、中央部スピニング加工工程では、回転ローラを円筒体の中央部に押し当てつつ円形状の軌道に沿って移動させる円形スピニング加工を行って、中央部の径を縮めた後で、矩形スピニング加工を行って、前記中央部の断面形状を矩形状に加工する。
また、中央部スピニング加工工程では、回転ローラの軌道が、筒体の中央部の断面形状から矩形状に、徐々に変化する。
これらによれば、筒体の中央部において、増肉及び皺重なりが発生しにくい。したがって、増肉及び皺重なりによる亀裂の発生を抑制して、サブマフラを製造することができる。
また、中央部スピニング加工工程では、回転ローラの軌道が、筒体の中央部の断面形状から矩形状に、徐々に変化する。
これらによれば、筒体の中央部において、増肉及び皺重なりが発生しにくい。したがって、増肉及び皺重なりによる亀裂の発生を抑制して、サブマフラを製造することができる。
実施の形態２．
図２５を参照して、実施の形態２に関わるサブマフラについて説明する。図２５は、サブマフラの斜視図を示す。
図２５を参照して、実施の形態２に関わるサブマフラについて説明する。図２５は、サブマフラの斜視図を示す。
図２５に示すように、サブマフラ２０１は、筒体２０２と、流路管２０３とを含む。
筒体２０２は、略台形状の断面形状を有する筒体である。筒体２０２は、例えば、鉄、チタン、アルミニウム、又、これらの合金などの金属材料からなる。筒体２０２は中心軸Ｙ２１を有する。中心軸Ｙ２１は、筒体２０２の断面形状の重心を通過してもよい。筒体２０２は、中央部２２０と、中央部２２０の一方側から延びる端部２２１と、中央部２２０の他方側から延びる端部２２２とを有する。中央部２２０は略台形状の断面形状を有し、その断面形状が端部２２１側から端部２２２側に向うにつれて一定である。中央部２２０はその内側に空間を含み、この空間は膨張室として機能する。筒体２０２の端部２２１、２２２は、流路管２０３の外周面に密着するように、いずれも縮径されている。筒体２０２の外壁面には、剛性を高めるための凹凸模様（図示略）が施されることがある。
中央部２２０と端部２２１と端部２２２とは一体物とされ、中央部２２０と端部２２１との境界部分、及び、中央部２２０と端部２２２との境界部分は、２体の部材を溶接やカシメ加工などに接合して得られたものではなく、１つの板状素材からの成形加工により得られるものである。
流路管２０３は、触媒コンバータ等に接続される吸入部２３１と、吸入部２３１から真っ直ぐに延びるストレート部２３２と、パイプ等を介してメインマフラ等に接続されている排出口２３３とを含む略直線状の管である。触媒コンバータ等を通過した排気は吸入部２３１、ストレート部２３２を経由して膨張室へ導かれる。膨張室に導かれた排気は、出口２３３から筒体２０２の外へ排出される。ストレート部２３２は、複数の孔を有する管であるパンチングパイプをとしてもよい。吸音部材（図示略）が、筒体２０２の膨張室に配置され、ストレート部２３２の外周面を包む。吸音部材は、音のエネルギーを吸収して吸音する材料からなる部材である。吸音部材としては、例えば、グラスウールを使用することができる。
サブマフラ２０１は、実施の形態１に関わるサブマフラ１（図１参照）と同様に、自動車の排気系５０（図２参照）に組み込まれて、メインマフラ５３（図２参照）による消音作用を補う。
また、サブマフラ２０１は、サブマフラ１と同様に、略台形状の断面形状を有するので、自動車の下方にある障害物の干渉を回避しつつ、空きスペース６１（図２参照）により隙間を狭くして収容することができる。よって、サブマフラ１は、略円形状の断面形状を有する従来の一般的なサブマフラと比較して、大きな容積を確保することができる。
また、サブマフラ１と同様に、サブマフラ用の現状の収容スペースを有効に活用できる。
また、サブマフラ１と同様に、実施の形態２のサブマフラを採用することにより、サブマフラの容積比率を高めて、１次音圧等級を減少させることができ、排気による騒音を低減させることができる。
製造方法２．
次に、図２６を参照しつつ、図２７及び図２８を用いて、実施の形態２に関わるサブマフラの製造方法について説明する。図２６は、実施の形態２に関わる製造工程を示すフローチャートである。図２７及び図２８は、実施の形態２に関わる製造方法の一工程を説明するための模式図である。
次に、図２６を参照しつつ、図２７及び図２８を用いて、実施の形態２に関わるサブマフラの製造方法について説明する。図２６は、実施の形態２に関わる製造工程を示すフローチャートである。図２７及び図２８は、実施の形態２に関わる製造方法の一工程を説明するための模式図である。
まず、実施の形態１に関わる製造方法と同様に、板材切出工程Ｓ１〜造管溶接工程Ｓ４を経て（図５〜１２参照）、筒体２７２を形成する。図２７に示すように、筒体２７２は、筒体７２（図１２参照）と同様に、中心軸Ｙ２０を中心とする略円形状の断面形状を有する管である。ここで、円形状は、例えば、真円形状、略円形状、略楕円形状である。また、筒体２７２を部分的に前部２７７と、中央部２７８と、後部２７９と便宜的に呼ぶとすると、前部２７７は中央部２７８前方に延びる部分、後部２７９から後方に延び部分である。また、前部２７７側の端を前端部２８０、後部２７９側の端を後端部２８１とする。
次いで、流路管２０３を筒体２７２に挿入する（流路管挿入工程Ｓ２５）。流路管２０３の筒体２７２に対する位置を固定すると好ましい。
次いで、図２８に示すように、回転ローラ８８（図１４参照。）を用いて、スピニング加工を行い（中央部スピニング加工工程Ｓ２６）、筒体２７２の中央部２７８の断面形状を矩形状に加工する。中央部スピニング加工工程Ｓ２６は、中央部スピニング加工工程Ｓ５（図１４〜図１６参照）と同様の方法で、スピニング加工を行う。
次いで、前部２７７において中央部２７８側から所定の幅Ａ２１についてスピニング加工を行い、さらに、後部２７９において中央部２７８側から所定の幅Ｂ２１についてスピニング加工を行う（端部スピニング加工工程Ｓ２７）。端部スピニング加工工程Ｓ２７は、端部スピニング加工工程Ｓ７（図１９〜図２１参照）と同様の方法で、スピニング加工を行う。
最後に、スピニング加工を行い、前端部２８０及び後端部２８１の径を縮めるよう回転ローラ８８の円形軌道の径を小さくしてスピニング加工を行う（縮径スピニング加工工程Ｓ２８）。詳細には、縮径スピニング加工工程Ｓ８と同様の方法で、前端部２８０及び後端部２８１についてスピニング加工を行う。前端部２８０及び後端部２８１は、いずれも流路管２０３の外周に密着すると好ましい。
最後に、流路管２０３を筒体２０２に溶接する（流路管溶接工程Ｓ２９）。なお、必要に応じて、検査を流路管溶接工程Ｓ２９の後に行ってもよい。
以上より、上記した製造方法２によれば、製造方法１と同様に、１枚の板材からサブマフラを製造することができ、そのサブマフラは直接パイプに接続することができる。すなわち、サブマフラの筒体とは別体の接続部品を別で製作しておき、それらを接合する等の必要がないので、高い歩留りでサブマフラを製造することができる。
また、上記した製造方法２によれば、製造方法１と同様に、筒体の中央部の断面形状が矩形状であるまま、端部が円形状の断面形状を有するため、矩形状の断面形状を有するサブマフラにおいて、その端部が縮径されても、皺や亀裂の発生があまり発生しない。
また、上記した製造方法２によれば、製造方法１と同様に、端部スピニング加工工程では、回転ローラを筒体の中央部に押し当てつつ円形状の軌道に沿って移動させるスピニング加工を行って、筒体の端部の径を縮める。これによれば、前の工程と同じスピニング加工装置を引き続き用いて、工程を施すことができ、スピニング加工装置とは別の加工装置を必要としない。つまり、サブマフラを低いコストで製造し得る。
また、上記した製造方法２によれば、製造方法１と同様に、中央部スピニング加工工程では、回転ローラを円筒体の中央部に押し当てつつ円形状の軌道に沿って移動させる円形スピニング加工を行って、中央部の径を縮めた後で、矩形スピニング加工を行って、前記中央部の断面形状を矩形状に加工する。
また、中央部スピニング加工工程では、回転ローラの軌道が、筒体の中央部の断面形状から矩形状に、徐々に変化する。
これらによれば、筒体の中央部において、増肉及び皺重なりの発生がしにくい。したがって、増肉及び皺重なりによる亀裂の発生を抑制して、サブマフラを製造することができる。
また、中央部スピニング加工工程では、回転ローラの軌道が、筒体の中央部の断面形状から矩形状に、徐々に変化する。
これらによれば、筒体の中央部において、増肉及び皺重なりの発生がしにくい。したがって、増肉及び皺重なりによる亀裂の発生を抑制して、サブマフラを製造することができる。
なお、上記した製造方法２では、必要に応じて、剛性模様成形工程Ｓ２を中央部スピニング加工工程Ｓ２６又は端部スピニング加工工程Ｓ２７の後で、行ってよい。
なお、上記した製造方法１及び製造方法２では、縮径スピニング加工工程Ｓ８、Ｓ２８では、スピニング加工を用いて端部の縮径を行なったが、スピニング加工以外の、端部の径を縮める縮径加工方法を用いてもよい。このような縮径加工方法として、例えば、ダイスを用いた引抜加工や押出加工、プレス成形、スウェージング加工などが挙げられる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。例えば、実施の形態１に関わるサブマフラは、セパレータを備えたが、排気ガスを筒体の一端から他端まで導く流路管、例えば、流路管２０３（図２５参照）を備えてもよい。一方、実施の形態２に関わるサブマフラ２０１は、排気ガスを筒体の一端から他端まで導く流路管を備えたが、筒体の内側空間を区画するセパレータ、例えば、セパレータ２３（図１参照）を備えてもよい。また、製造方法において、筒体は、前部、前端部、後部及び後端部を有するが、これを前後逆に配置してもかまわない。
１、２０１ サブマフラ
２、２０２ 筒体
２０、２２０ 中央部
２１、２２１、２２、２２２ 端部
７０ 板材
８０、２８０ 前端部
８１、２８１ 後端部
８８ 回転ローラ
Ｓ３ ロール成形工程
Ｓ５、Ｓ２６ 中央部スピニング加工工程
Ｓ７、Ｓ２７ 端部スピニング加工工程
Ｓ８、Ｓ２８ 縮径スピニング加工工程
Ｔ３、Ｔ６ 矩形軌道
２、２０２ 筒体
２０、２２０ 中央部
２１、２２１、２２、２２２ 端部
７０ 板材
８０、２８０ 前端部
８１、２８１ 後端部
８８ 回転ローラ
Ｓ３ ロール成形工程
Ｓ５、Ｓ２６ 中央部スピニング加工工程
Ｓ７、Ｓ２７ 端部スピニング加工工程
Ｓ８、Ｓ２８ 縮径スピニング加工工程
Ｔ３、Ｔ６ 矩形軌道
Claims (5)
- 板材を巻いて、円筒体を形成する筒体形成工程と、
回転ローラを前記円筒体の中央部に押し当てつつ矩形状の軌道に沿って移動させる矩形スピニング加工を行って、前記中央部の断面形状を矩形状に加工する中央部スピニング加工工程と、
前記円筒体の端部の径を縮める縮径加工工程と、
を含むサブマフラの製造方法。 - 前記縮径加工工程では、
前記回転ローラを前記円筒体の前記中央部に押し当てつつ円形状の軌道に沿って移動させる円形スピニング加工を行って、前記円筒体の前記端部の径を縮めることを特徴とする請求項１に記載されるサブマフラの製造方法。 - 前記中央部スピニング加工工程では、
前記回転ローラを前記円筒体の前記中央部に押し当てつつ円形状の軌道に沿って移動させる円形スピニング加工を行って、前記中央部の径を縮めた後で、
前記矩形スピニング加工を行って、前記中央部の断面形状を矩形状に加工することを特徴とする請求項１又は２に記載されるサブマフラの製造方法。 - 前記中央部スピニング加工工程では、
前記回転ローラの前記軌道が、前記円筒体の前記中央部の断面形状から矩形状に、徐々に変化することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載されるサブマフラの製造方法。 - 請求項１〜４のいずれか１つに記載されるサブマフラの製造方法を用いて製造されるサブマフラ。
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