JP4197940B2 - 内燃機関用の消音器 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、二輪自動車や原動機付自転車（以下、「オートバイ」と総称する。）、普通自動車等の内燃機関の排気系に装着されて、内燃機関から排出される排ガスを消音して大気中に放出せしめる消音器およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
オートバイや普通自動車等の内燃機関においては、その燃焼室内でガソリン等の燃料と空気の混合気を高圧で燃焼させて高温高圧の燃焼ガスを発生させ、該燃焼ガスの膨張作用を利用してピストン等を駆動せしめることにより原動力（出力）が得られるようになっており、その際に使用した燃焼ガスは排ガスとして排気ポートから排気管と消音器を通じて外部に排出されることにより、排ガスの低温化や低音化、低圧化等が図られている。
【０００３】
そこにおいて、かかる消音器の構造の一種としては、例えば、特許文献１や特許文献２等にも示されているように、外側筐体としてのハウジングに内部管体としてのインナパイプを内挿配置させると共に、該インナパイプの管壁に多数の貫通孔を形成することにより、インナパイプを通じて導かれた排ガスの圧力や温度を低下させると共に、圧力変動や空気共鳴，干渉等の作用を利用して排気音を低減せしめたものが、知られている。
【０００４】
ところで、このような消音器においては、上記特許文献１，２にも記載されているように、インナパイプに設ける貫通孔の大きさや開口位置、数等の設定が重要であり、該貫通孔の大きさや開口位置、数等によって排気音だけでなく内燃機関の出力特性さえ異なってくる。それ故、インナパイプに設けた貫通孔の大きさや位置等を変更することにより、内燃機関における稼動時の排気音だけでなく、装着された内燃機関の出力特性が変化することから、インナパイプに設ける貫通孔は、ユーザの嗜好の他、装着する内燃機関の種類や大きさ、要求される特性等に応じて適宜に変更設定されることが望ましい。
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１，２を含む従来構造の消音器では、インナパイプに対して、多数の貫通孔が、予め設定された大きさや位置をもって固定的に形成されていることから、例えば、ユーザが、自身の排気音の嗜好に基づいてインナパイプにおける貫通孔の大きさや位置、全体的な数等を調節することが現実的ではなく、一度装着した消音器の排気音を変更設定することが難しいという問題があった。特に、消音器はオートバイ等に装着して初めて排気音が判るものであって、購入前に充分に排気音まで検討することが出来ないのが実情であり、これでは、ユーザの要求を満足させることが困難であるという問題を内在していた。しかも、車両本体に対する荷物やオプション品等の取付けの有無や、天候や路面状況が変化する場合、或いは内燃機関の負荷の変化の程度等に応じて、排気効率ひいては出力特性のチューニングが容易には実現され難いという問題があったのである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−４７９１０号公報
【特許文献２】
特開２００２−２６６６２４号公報
【０００７】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、排気音や排気効率等のチューニングを、後から簡単な工具を用いて手作業等で容易に行うことの出来る、新規な構造の内燃機関用の消音器と、かかる消音器の有利な製造方法を提供することにある。
【０００８】
【解決手段】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【０００９】
先ず、本発明の第一の態様は、外側筐体における密閉状の中空内部に内部管体を配設すると共に、該内部管体の管壁に多数の小孔を形成してなり、内燃機関の排ガス管路に接続されることにより該内燃機関からの排ガスが該内部管体を通って大気中に放出せしめられる内燃機関用の消音器であって、前記内部管体における前記多数の小孔の少なくとも一つを未完全に貫通形成することにより閉塞状態とし、手作業での操作により開口可能とすることによって、該小孔の開口を閉塞状態から開口状態に、復元可能に又は復元不能に変更する開口調節手段を構成した内燃機関用の消音器を、特徴とする。
【００１０】
このような本態様に従う構造とされた内燃機関用の消音器においては、小孔の開口を後から変更することが出来ることから、ユーザの好みや内燃機関の特性等を考慮して、排気効率や排気音等をユーザ個人やディーラ、パーツ販売店、整備工場等が容易に調節することが可能となる。即ち、ユーザ個人等が、小孔の開口を、閉塞状態から開口状態に復元可能に又は復元不能に変更することが出来る。
【００１１】
それ故、排気音等に関する使用者の各種要求に対して容易に対応することが可能となると共に、出力特性が異なる各種の内燃機関に応じて優れたチューニングが実現可能となる。
【００１２】
なお、本態様において、採用される小孔の形状や大きさ等は、特に限定されるものでないが、円形が好適に採用され得、それによって、加工が容易となる。また、内燃機関としては、各種の内燃機関が採用され得て、特に、オートバイやその他各種の自動車等の内燃機関が有利に適用され得るが、これらに限定されるものではない。更に、消音器を構成する外側筐体や内部管体の形状や大きさ、構造等は、特に限定されるものでなく、それぞれ、円筒形状や楕円筒形状、多角筒形状等が採用される得る一方、例えば、外側筐体に内部管体を貫通配置せしめた構造や、或いは外側筐体の内部に仕切板や支持部材等を介して一本乃至は複数本の内部管体を収容，配設せしめた構造等が何れも採用され得る。更にまた、これら外側筐体や内部管体の材料は、何等限定されるものでないが、望ましくは、一般に、良好な耐久性を有し、加工が容易で安価なステンレス鋼等の金属材が用いられ得る。
【００１３】
また、本態様においては、例えば手作業での操作手段として鏨やドライバ、必要に応じて金槌や木槌等を採用することにより、閉塞状態の小孔が容易に開口可能とされることから、開口調節手段が一層有利に実現され得る。
【００１４】
また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係る内燃機関用の消音器にあって、前記小孔の周上において完全に打ち抜かれた切断部分と未だ打ち抜かれていない未切断部分を設けることにより、該小孔を打抜予定部として未完全に貫通形成したことを、特徴とする。このような本態様においては、各小孔毎に小孔の開度、換言すれば小孔における未切断部分の内部管体内に突出する角度が容易に且つ細かく調節可能とされ得ることにより、排気音や排気効率の変更設定がより効果的に実現され得る。なお、小孔の未切断部分は、小孔の開口，形成に際して切断されても良く、或いは塑性変形等してそのまま内部管体と小孔の切断部分を連結させておくことも可能である。
【００１５】
また、本発明の第三の態様は、前記第二の態様に係る内燃機関用の消音器において、未完全に貫通形成した前記小孔の打抜予定部を、前記内部管体の内外周面と略面一として該内部管体の表面に突出しないようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、小孔の打抜予定部が内部管体の内外周面に突出することに伴い排ガスの圧力変動や干渉作用等に対する悪影響が軽減乃至は抑制されることとなり、優れたチューニング性能が発揮され得るのであり、しかも、内部管体の取り扱い性や外観性等が向上され得るといった利点もある。
【００１６】
また、本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れかの態様に係る内燃機関用の消音器において、前記内部管体における前記多数の小孔の少なくとも一つを完全に貫通した開口状態とすると共に、該開口状態とされた小孔を手作業での操作により覆蓋せしめ得る蓋手段を設けることによって前記開口調節手段を構成したことを、特徴とする。このような本態様においては、貫通状態の小孔が覆蓋されることとなり、それに基づいて、排ガスの圧力変動や拡張作用等が容易に調整されることから、排気効率や排気音の変更設定が有効に図られ得る。なお、本態様においては、特に限定されるものでないが、前記第一乃至第三の何れかの態様に係る消音器と組み合わせて採用することも可能であり、それによって、例えば貫通形成された小孔を蓋手段によって再び未開口の形態に設定することが出来、チューニング性能の更なる向上が図られ得る。また、蓋手段としては、例えば耐熱テープ等の他、後述する本発明の第五の態様や第六の態様等が好適に採用され得る。
【００１７】
また、本発明の第五の態様は、前記第四の態様に係る内燃機関用の消音器において、前記蓋手段を、前記開口状態とされた小孔に挿通固着されるリベットやビス等の封止部材によって構成したことを、特徴とする。なお、本態様におけるリベットとしては、例えば小孔に向かって差し込む側からの操作によってかしめ固定することの出来る公知のブラインドリベットが好適に採用され得る。
【００１８】
また、本発明の第六の態様は、前記第四又は第五の態様に係る内燃機関用の消音器において、前記蓋手段を、前記内部管体に外挿されて周方向及び／又は軸方向にスライド変位せしめられることにより、前記開口状態とされた小孔を覆蓋せしめ得る筒状蓋部材によって構成したことを、特徴とする。
【００１９】
また、本発明の第七の態様は、前記第一乃至第六の何れかの態様に係る内燃機関用の消音器において、前記外側筐体の中空内部で前記内部管体の外周側に形成される外周領域を、該内部管体の中心軸方向で所定長さに亘って略一定断面形状に延びるようにして、該内部管体の中心軸に直交する方向に広がって該外周領域を仕切る仕切部材を該内部管体に外挿して装着せしめると共に、該仕切部材の該内部管体に対する装着位置を該内部管体の軸方向で変更設定可能としたことを、特徴とする。このような本態様においては、排ガスが通過する外周領域が仕切部材で仕切られると共に、仕切部材の内部管体に対する装着位置が軸方向で変更設定可能とされることから、仕切部材を挟んで排ガスが通過する一方の外周領域と他方の外周領域の容積が容易に調節されることとなり、ひいては排ガスにおける圧力変動や空気共鳴、干渉作用、拡張作用等が効果的に発揮されることから、排気音の低減化等が一層有利に図られ得る。なお、本態様の内部管体にあっては、管軸方向に直線的に延び、且つ一定の外形寸法で形成されることが望ましい。
【００２０】
また、本発明の第八の態様は、前記第一乃至第七の何れかの態様に係る内燃機関用の消音器において、前記内部管体に挿入されて組み付けられることにより、該内部管体の中空内部を長手方向の中間部分で仕切る内部仕切部材を設けたことを、特徴とする。
【００２１】
また、本発明の第九の態様は、前記第八の態様に係る内燃機関用の消音器において、前記内部仕切部材に狭窄通孔を設けることにより、該内部仕切部材を通過して前記内部管体の中空内部を流通せしめられる排ガスの量を調整するようにしたことを、特徴とする。
【００２２】
これら本発明の第八の態様や第九の態様においては、何れも、内部管体の中空内部を導かれる排ガスが制限されることとなり、排ガスを外側筐体の中空内部で内部管体の外周側に形成される外周領域に強制的に流通させることが出来ることから、外側筐体の中空内部における排ガスの流通経路が調整されて、排気効率や排気音等の調整の自由度が一層有利に向上され得る。
【００２３】
また、本発明は、前記第三の態様に係る内燃機関用の消音器の製造方法であって、（ａ）金属素板を板厚方向にプレス加工することによって前記未完全に貫通した小孔を形成するに際して、該小孔の周上において完全に打ち抜かれた切断部分と未だ打ち抜かれていない未切断部分を設けることにより、該小孔を形成するための打抜予定部を該未切断部分で該金属素板に連結された状態で板厚方向に押し出して、該小孔を未完全に貫通形成する第一の成形工程と、（ｂ）該金属素板を板厚方向にプレス加圧することにより、該金属素板から押し出されて突出せしめられた前記打抜予定部を前記小孔内に押し戻して、該打抜予定部を該金属素板の表裏両面と略面一として該金属素板の表裏から突出していない状態とする第二の成形工程と、（ｃ）該打抜予定部が押し戻されて未完全な貫通状態とされた該小孔を有する該金属素板を曲げ加工して管体形状とすることにより前記内部管体を得る第三の成形工程とを、含む内燃機関用の消音器の製造方法を、特徴とする。
【００２４】
このような本発明方法に従えば、第二の成形工程において小孔の打抜予定部が金属素板の表裏両面と略面一とされることにより、第三の成形工程において金属素板を管体形状に加工する際に、打抜予定部が金属素板の表裏両面から突出することに起因する成形工程の不具合が回避されることとなり、それによって、製作性が有利に向上され得る。
【００２５】
なお、第一、第二及び第三の成形工程における成形方法や成形装置等は特に限定されるものでないが、例えば、第一の成形工程や第二の成形工程においては、直線運動式の成形型を備えたせん断加工を含むプレス加工等が採用され得ると共に、第三の成形工程においては、直線運動式の成形型を備えた曲げ加工や回転運動式の成形型を備えた曲げ加工等を含むプレス加工等が採用され得る。
【００２６】
【発明の実施形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２７】
先ず、図１〜２には、本発明の一実施形態としてのオートバイ用のキャブトンマフラ１０が示されている。このマフラ１０は、外側筐体としてのハウジング１２に、内部管体としての消音筒体１４を収容配置せしめた構造とされており、後述するオートバイ１６における内燃機関としてのエンジンの排気系に装着されて、エンジンのシリンダ等から排出される排ガスを消音させつつ、外部に放出せしめるようになっている（図８参照。）。
【００２８】
より詳細には、ハウジング１２は、ステンレス鋼やチタン等の金属材により形成されていると共に、外側ケース金具１８と蓋金具２０を含んで構成されている。外側ケース金具１８は、略有底円筒形状を呈しており、底部が略半円断面状とされていると共に、底部の中央には嵌着孔２２が貫設されている。また、外側ケース金具１８の開口部付近の内周面には、軸方向に所定の長さで延びる雌ねじ部２４が螺刻されている。更に、外側ケース金具１８における雌ねじ部２４付近の周上の一箇所には、螺着孔２６が貫設されている。
【００２９】
また、蓋金具２０は、外側ケース金具１８の底部と略同一の略半円断面状とされており、底部の中央には嵌着孔２８が貫設されている。更に、蓋金具２０の開口部分には、略円筒形状の固定筒体３０が配設されている。この固定筒体３０は、軸方向の略中央部分を挟んで一方が大径部分、他方が小径部分とされており、該大径部分の外径寸法が蓋金具２０や外側ケース金具１８の内径寸法と略同一とされていると共に、大径部分の開口端部が蓋金具２０に挿入されて溶接等で固着されることにより、蓋金具２０に対して固定されている。また、固定筒体３０の大径部分の外周面には、雄ねじ部３２が螺刻されている。また、固定筒体３０の小径部分の先端部には、略円板形状のフランジ状部３４が一体形成されており、該フランジ状部３４の外径寸法が固定筒体３０の大径部分の外径寸法や外側ケース金具１８の内径寸法と略同一とされている。
【００３０】
さらに、このような蓋金具２０は、図３にも示されているように、固定筒体３０の雄ねじ部３２が外側ケース金具１８の雌ねじ部２４に螺挿されることにより、外側ケース金具１８に対して固定されており、以て、外側ケース金具１８と蓋金具２０を含んでハウジング１２が構成されている。また、かかる組み付け状態にあって、固定筒体３０のフランジ状部３４が外側ケース金具１８の螺着孔２６よりも軸方向内方に位置せしめられていると共に、螺着孔２６には、外側ケース金具１８の外周面から固定筒体３０の小径部分の外周面に達する軸方向寸法の係止用ねじ３６が螺着されている。これにより、ハウジング１２に何等かの不具合が生じて固定筒体３０の雄ねじ部３２と外側ケース金具１８の雌ねじ部２４の螺合状態が緩む乃至は解除された場合においても、固定筒体３０のフランジ状部３４が係止用ねじ３６に係止されることにより、蓋金具２０の外側ケース金具１８からの脱落が防止されるようになっていると共に、ハウジング１２内の気密性が保持されるようになっている。
【００３１】
更にまた、外側ケース金具１８の嵌着孔２２と蓋金具２０の嵌着孔２８には、それぞれ、保持筒金具３８が内嵌固定されている。これら保持筒金具３８，３８は、略円筒形状を有しており、各嵌着孔２２，２８に圧入されて必要に応じて溶着されることにより、外側ケース金具１８や蓋金具２０と同心軸上に配置せしめられていると共に、ハウジング１２の一部を構成している。このことからも明らかなように、ハウジング１２の中空内部は、密閉状とされていると共に、保持筒金具３８，３８の開口端部を通じて外部と連通されている。
【００３２】
また、このようなハウジング１２の中空内部には、消音筒体１４が収容配置されている。かかる消音筒体１４は、ステンレス鋼やチタン等の金属材により形成されて、長手方向の全長に亘ってストレートな細長の略円筒形状を有しており、両端部がそれぞれ保持筒金具３８に内嵌されると共に、軸方向一方（図１中、左）の端部が保持筒金具３８および消音筒体１４を貫通して締結される固定用ボルトナット４０によって固定されることにより、ハウジング１２に対して同心軸上に配設せしめられ、且つ相対変位不能に収容，保持されている。なお、保持筒金具３８におけるハウジング１２の中空内部に開口する開口部には、テーパが付されており、それによって、消音筒体１４が保持筒金具３８に嵌め込まれ易くなっている。また、消音筒体１４の軸方向一方の端部付近には、全周に亘って或いは任意の径方向で絞り加工された縮径部４２が設けられており、消音筒体１４の断面積が一部小さくされている。
【００３３】
さらに、消音筒体１４には、仕切部材としての仕切金具４４が組み付けられている。この仕切金具４４は、略円筒形状を呈する滑動筒部４６の軸方向一方（図１中、右）の端部に径方向外方に拡がる略円板形状の仕切板部４８が一体的に設けられた構造とされている。滑動筒部４６の内径寸法は、消音筒体１４の外径寸法と略同じかそれよりも僅かに大きくされている。また、仕切板部４８の外周縁部には、軸方向一方（図１中、右）の側に延びる略リング状の案内スリーブ５０が一体形成されている。更に、仕切板部４８の外径寸法は、外側ケース金具１８の内径寸法と略同じかそれよりも僅かに小さくされている。
【００３４】
このような仕切金具４４は、滑動筒部４６が消音筒体１４に外挿されることによって消音筒体１４の軸方向にスライド変位可能に配設されている一方、滑動筒部４６に締め付けボルト５２を備えた固定用バンド５４が巻き付けられて該締め付けボルト５２の締結力が及ぼされることにより、固定用バンド５４と消音筒体１４で挟持固定されて、消音筒体１４に対して所定の位置に位置決め配置されている。また、かかる組み付け状態において、ハウジング１２の中空内部で消音筒体１４の外周側に形成される外周領域が仕切金具４４の仕切板部４８によって長手方向で仕切られており、それによって、該仕切金具４４を挟んで長手方向一方（図１中、左）の側には、第一の消音室５６が形成されていると共に、長手方向他方（図１中、右）の側には、第二の消音室５８が形成されている。なお、上述の説明からも明らかなように、第一の消音室５６の容積と第二の消音室５８の容積は、仕切金具４４が消音筒体１４の軸方向にスライド変位されることにより相対的に増減されるようになっている。
【００３５】
また、消音筒体１４における軸方向中間部分の筒壁部には、小孔としての調節孔６０の多数が設けられている。調節孔６０は、図４にも拡大して概略的に示されているように、略円孔形状を有しており、また、その周上の一箇所には、消音筒体１４と連結する未切断部分としての連結部６２が設けられていると共に、連結部６２を除いた周上の他の箇所は、消音筒体１４の板厚方向に打ち抜かれた切断部分６３とされており、この切断部分６３の内周部分が略円板形状の未打ち抜き部分６４とされている（図６参照。）。そして、この未打ち抜き部分６４が、消音筒体１４に対して未完全に貫通形成されている。
【００３６】
特に本実施形態では、多数の調節孔６０が、(i) 未打ち抜き部分６４が消音筒体１４の内外周面と略面一とされた調節孔６０ａと、(ii)未打ち抜き部分６４に鏨やドライバ等を用いて消音筒体１４の内部に向かって所定の押圧力を及ぼすことにより、連結部６２が塑性変形されて、未打ち抜き部分６４が消音筒体１４の内部に所定の角度で突出せしめられた調節孔６０ｂと、(iii) 未打ち抜き部分６４に鏨やドライバ等を用いて消音筒体１４の内部に向かって所定の押圧力を及ぼすことにより、連結部６２が切断されて、未打ち抜き部分６４が完全に打ち抜かれた調節孔６０ｃとを、含んで構成されており、これら(i) 〜(iii) の調節孔６０ａ，６０ｂ，６０ｃが、後述するオートバイ１６のエンジンの出力特性やユーザの排気音の嗜好等に応じて、消音筒体１４の筒壁部における所定の位置に設けられている。なお、本実施形態では、調節孔６０の開口を閉塞状態から開口状態に変更する開口調節手段が、連結部６２と切断部分６３で形成されて、調節孔６０を閉塞する未打ち抜き部分６４によって構成されている。
【００３７】
以下、上述の如き構造とされたキャブトンマフラ１０の製造方法について、その一具体例を説明する。
【００３８】
先ず、外側ケース金具１８や蓋金具２０、固定筒体３０、一対の保持筒金具３８，３８等をプレス加工や溶接等によって予め別体形成した後、外側ケース金具１８の嵌着孔２２に一方の保持筒金具３８を内嵌固定する一方、蓋金具３８の嵌着孔２８に他方の保持筒金具３８を内嵌固定すると共に、蓋金具２０の開口部に固定筒体３０を溶接等によって固着することにより、外側ケース金具１８の開口部が開いている形態のハウジング１２を準備する。
【００３９】
また、略長手矩形平板形状の金属素板６６を準備する一方、図５に示される如きプレス加工装置を用意する。
【００４０】
ここにおいて、本実施形態のプレス加工装置は、例えばスライドをクランクやエキセン、トッグル、リンク、カム等の機構によって駆動する機械プレスや液圧によって駆動する液圧プレス等の公知のプレス加工装置が採用され得ることから、その詳細な説明を省略するが、一般に、クラウンとベッドが四隅に配設されたアプライトやタイロッド等を介して鉛直方向で所定距離を隔てて対向配置されていると共に、図示しないベースに支持された構造とされている。更に、クラウンとベッドの対向面間には、四隅がアプライトで摺動可能に支持せしめられたスライドが配設されている一方、クラウンには、油圧式または電動式の駆動機構が内蔵されており、この駆動機構の主ラムがクラウンからベッドに向かって突出せしめられてスライドに固定されている。これにより、駆動機構の駆動力がスライドに及ぼされて、スライドがベッドに対して接近・離隔方向に駆動されるようになっている。また、スライドのベッドと対向する面には、上型６８が装着されていると共に、ベッドのスライドと対向する面には、ボルスタを介して下型７０が装着されて、これら上型６８と下型７０が鉛直方向で所定距離を隔てて対向配置されており、上述の如くスライドがベッドに対して接近方向に駆動されることにより、上型６８と下型７０の対向面間でプレス加工が施されるようになっている。更に、上型６８には、鉛直方向下方に向かって延びる多数の突起部７２が突設されている。突起部７２は、略円柱形状を有していると共に、先端部分の周上の一箇所に鉛直方向に傾斜する方向に延びるようにして切欠部分７４が設けられている。また、下型７０における上型６８の突起部７２と対向する位置には、略円形の凹所７６の多数が凹設されており、該凹所７６の径寸法が突起部７２の外径寸法と略同一かそれよりも僅かに大きくされていると共に、凹所７６の深さ寸法が金属素板６６の厚さ寸法よりも大きく設定されている。
【００４１】
そうして、本実施形態では、上述の如き構造とされたプレス加工装置の下型７０に金属素板６６を載置すると共に、スライドに駆動機構の駆動力を及ぼして上型６８と下型７０でプレスすることにより、上型６８における突起部７２の先端部分に対応した形状を有する調節孔６０を金属素板６６に多数形成する。即ち、突起部７２の先端部分における切欠部分７４を除く周縁部で金属素板６６を打ち抜くことにより、略円孔形状の未打ち抜き部分６４を、金属素板６６の下方に突出させて下型７０の凹所７６に収容配置していると共に、突起部７２の先端部分における切欠部分７４でプレスした金属素板６６の部分を、金属素板６６を貫通せずにせん断変形させて、未打ち抜き部分６４と金属素板６６を連結する連結部６２としている。なお、上述の説明からも明らかなように、上型６８と下型７０を装着したプレス加工装置を用いて金属素板６６をプレス加工することが、本実施形態の第一の成形工程とされている。
【００４２】
また、プレス加工装置における上型６８と下型７０を、それぞれ、平板形状を有する上型７８と下型８０に取り替えて装着した後、未打ち抜き部分６４を調節孔６０の下方に突出した上記金属素板６６を下型８０に載置して上型７８と下型８０でプレスすることにより、略平板形状の金属素板６６を形成する。要するに、プレス加工によって連結部６２が塑性変形することに伴い未打ち抜き部分６４を、調節孔６０に収容配置して金属素板６６の表裏両面と略面一とする一方、該未打ち抜き部分６４の周上の一箇所を連結部６２を介して調節孔６０、ひいては金属素板６６と連結すると共に、調節孔６０と連結する以外の周上の他の箇所を完全に打ち抜いた状態としている。なお、このことからも明らかなように、上型７８と下型８０を装着したプレス加工装置を用いて未打ち抜き部分６４を下方に突出した金属素板６６をプレス加工することが、本実施形態の第二の成形工程とされている。また、本実施形態では、調節孔６０の打抜予定部が、未打ち抜き部分６４で構成されている。そして、この未打ち抜き部分６４にあっては、調節孔６０が完全に閉塞された状態となっている。
【００４３】
さらに、このような多数の調節孔６０を備えた平板形状の金属素板６６を、複数種類の上型と複数種類の下型を用いて複数段階にプレスすることにより次第に管体形状に近づけていく公知の丸め加工や、或いは複数のロールを用いた公知のローラ曲げ加工等を施すことによって管体形状とし、該金属素板６６の突き合わせ面を溶接することにより、図７にも概略的に示されているように、軸方向中間部分に多数の調節孔６０を備えた消音筒体１４を形成する。また、消音筒体１４の軸方向一方の端部付近に絞り加工を施して縮径部４２を形成する。なお、上述の説明からも明らかなように、上記丸め加工やローラ曲げ加工等によって多数の調節孔６０を備えた平板形状の金属素板６６から管体形状の消音筒体１４を形成することが、本実施形態の第三の成形工程とされている。
【００４４】
また、特に本実施形態では、後述するオートバイ１６のエンジンの出力特性やユーザの排気音の嗜好等に応じて、消音筒体１４における所定の位置の調節孔６０を、未打ち抜き部分６４が消音筒体１４の内外周面と略面一となる調節孔６０ａとする。更に、消音筒体１４における所定の位置の調節孔６０を、未打ち抜き部分６４に鏨やドライバ等を用いて消音筒体１４の内部に向かって所定の押圧力を及ぼして、連結部６２を塑性変形させると共に、未打ち抜き部分６４を消音筒体１４の内部に所定の角度で突出せしめた調節孔６０ｂとする。更にまた、消音筒体１４における所定の位置の調節孔６０を、未打ち抜き部分６４に鏨やドライバ等を用いて消音筒体１４の内部に向かって所定の押圧力を及ぼして、連結部６２を切断し、未打ち抜き部分６４を完全に打ち抜いた調節孔６０ｃとする。
【００４５】
また、予め別体形成しておいた仕切金具４４を消音筒体１４における所定の位置に固定用バンド５４を用いて外嵌固定すると共に、消音筒体１４を縮径部４２を備えた側から外側ケース金具１８に内挿して仕切金具４４の案内スリーブ５０によって軸方向に案内しつつ、消音筒体１４の縮径部４２に近設する側の先端部分を外側ケース金具１８の底部に固着した保持筒金具３８に内嵌して、保持筒金具３８と消音筒体１４を固定用ボルトナット４０で固定する。これにより、消音筒体１４を外側ケース金具１８に固定的に収容配置する。また、かかる組み付け状態において、消音筒体１４の縮径部４２に離隔する側の先端部分は、外側ケース金具１８の開口部から外方に突出している。
【００４６】
而して、図３にも示されているように、保持筒金具３８および固定筒体３０を備えた蓋金具２０を外側ケース金具１８と同心軸上に位置せしめて、保持筒金具３８を消音筒体１４の外側ケース金具１８から突出した先端部分に外嵌すると共に、蓋金具２０と外側ケース金具１８を相対的に回転させて固定筒体３０の雄ねじ部３２と外側ケース金具１８の雌ねじ部２４を螺着固定し、更に係止用ねじ３６を外側ケース金具１８の螺着孔２６に螺合することにより、本実施形態のキャブトンマフラ１０が実現されるようになっている。
【００４７】
また、このような構造とされたマフラ１０は、図８にも示されているように、オートバイ１６の内燃機関の排気系に装着されている。かかるオートバイ１６本体は、従来から周知のものであり、その概略構造を簡単に説明すると、車体フレーム８２に対して操舵可能に装着されたフロントサスペンション８４に前輪８６が装着されている。また、車体フレーム８２後部には、スイングアーム８８が一軸回りに揺動可能に取り付けられており、このスイングアーム８８の後端部分に後輪９０が装着されている。更に、内燃機関としてのエンジンが、変速機を含むパワーユニット９２として車体フレーム８２に固定的に装着されており、このパワーユニット９２の駆動力が、Ｖベルト等を介して後輪９０に伝達されるようになっている。
【００４８】
さらに、パワーユニット９２には、エンジンの排ガス管路としてのエキゾーストパイプ９４が固設されている。このエキゾーストパイプ９４は、全体として略一定の中空円形断面をもって延びており、略ストレートな直管部分や略円弧形湾曲形状の曲管部分等を一体的に有している。また、エキゾーストパイプ９４の一方の開口端部が、パワーユニット９２に固着されており、エンジンの排気ポート（図示せず）に接続されている。また、エキゾーストパイプ９４の他方の開口端部には、大径化された固定用筒部９８が一体形成されている。
【００４９】
更にまた、キャブトンマフラ１０は、消音筒体１４の縮径部４２を嵌め込んだ側の保持筒金具３８がエキゾーストパイプ９４の固定用筒部９８に対して、圧入や締付バンド等により着脱可能に固定されると共に、外側ケース金具１８が取付ブラケット１００およびステー１０２を介して車体フレーム８２に固定されることにより、オートバイ１６に対して装着されている。これにより、本実施形態のキャブトンマフラ１０にあっては、オートバイ１６の排気系の一部を構成しており、シリンダから排出される排ガスが、消音筒体１４における多数の調節孔６０や第一および第二の消音室５６，５８を通じて圧力変動や膨張、干渉作用等が及ぼされて消音されるようになっていると共に、消音筒体１４の後端部を内嵌する保持筒金具３８の開口端部から外部（大気）へ放出されるようになっている。
【００５０】
上述の如き構造とされたキャブトンマフラ１０においては、排ガスの排出特性に影響を与える消音筒体１４の通気孔として、その開口の大きさが容易に設定変更され得る調節孔６０を採用したことにより、排ガスの排出特性が良好に設定され得る。それ故、多数の仕切板や通気管体を備えた従来構造のマフラに比して、部材点数が軽減されることから、製作性やコスト性等が有利に向上され得るのである。
【００５１】
また、本実施形態における大きな利点としては、消音筒体１４がハウジング１２に対して着脱可能に取り付けられていることにより、マフラ１０をオートバイ１６に取り付けた後にエンジンの出力特性に応じて消音筒体１４をハウジング１２から取り外して、鏨やドライバ等を用いた簡単な手作業によって、例えば調節孔６０ｂにおける未打ち抜き部分６４の消音筒体１４に対する突出角度を変更して調節孔６０ｂの開口の大きさを変更したり、或いは調節孔６０ａにおける連結部６２や未打ち抜き部分６４を押圧変形等させて調節孔６０ａを調節孔６０ｂや調節孔６０ｃに変更したりすること等により、調節孔６０の開口状態が容易に変更され得ることが挙げられるのであり、以て、ユーザの嗜好や使用性等に対応した排気効率や排気音が有利に実現され得るのである。
【００５２】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでない。
【００５３】
例えば、前記実施形態では、調節孔６０の開口を後調節する開口調節手段が、未打ち抜き部分６４により構成されていたが、これに限定されるものでなく、図９〜１０にも示されているように、略円筒形状を有しており、且つ軸方向や周方向に長孔形状に延びる開口窓１０４を複数備えた筒状蓋部材としての調整筒金具１０６を、消音筒体１４に外嵌させると共に軸方向及び／又は周方向に変位させて、開口窓１０４を消音筒体１４に開口、形成した調節孔６０ｂや調節孔６０ｃ等に位置合わせする一方、調整筒金具１０６における開口窓１０４が形成されていない筒壁部によって調節孔６０ｂや調節孔６０ｃ等を覆蓋せしめることにより、調節孔６０を開口状態から閉塞状態に変更する開口調節手段として構成しても良い。なお、図９〜１０及び以下の図１１において、前記実施形態と実質的に同様な構造とされた部材および部位については、図中に前記実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。
【００５４】
また、前記実施形態においては、図１１にも示されているように、消音筒体１４に内部仕切部材としての内部仕切筒体１０８を収容配置せしめて、消音筒体１４の中空内部を長手方向の中間部分で仕切ることにより、排ガスをハウジング１２の中空内部における消音筒体１４の外周側に形成される外周領域に強制的に流通させるようにしても良い。因みに、かかる内部仕切筒体１０８は、略有底円筒形状を有して、ステンレス鋼等の金属材や合成ゴム等の樹脂材により形成されていると共に、筒壁部の適宜の箇所に一つ乃至は複数の固定用ねじ孔１１０が貫設されており、消音筒体１４に内挿せしめられて、消音筒体１４における長手方向の適宜の位置に設けられた調節孔６０ｃまたは新たに貫設された挿通孔（図示せず）に固定用ねじ孔１１０が位置合わせされると共に、固定用ビス１１２が調節孔６０ｃまたは挿通孔を貫通して固定用ねじ孔１１０に螺着されることにより、消音筒体１４の中空内部における所定の位置に対して固定されており、以て、消音筒体１４の中空内部が内部仕切筒体１０８の底部等により長手方向で二分されている。なお、図１１からも明らかなように、内部仕切筒体１０８の筒壁部は、消音筒体１４に貫設された調節孔６０ｃ等を覆蓋せしめる蓋手段としても構成されている。
【００５５】
さらに、上記図１１に示される本発明の一具体例においては、内部仕切筒体１０８の底部等に図示しない狭窄通孔としての貫通孔を貫設することも可能であり、それによって、内部仕切筒体１０８を通過して消音筒体１４の中空内部を流通せしめられる排ガスの量を調整しても良い。
【００５６】
更にまた、前記実施形態における仕切板部４８の適宜の箇所に連通孔を貫設して、排ガスの流通経路や量等を調整することも可能である。
【００５７】
また、前記実施形態において、例えば開口状態とされた調節孔６０ｃにリベットやビス等の封止部材を挿通固着することにより、調節孔６０ｃを覆蓋せしめて非開口状態の調節孔６０ａと略同様な機能を発揮させることも可能である。なお、上記封止部材は、蓋手段として構成されている。
【００５８】
また、前記実施形態では、調節孔６０が略円孔形状とされていたが、かかる調節孔６０の具体的な形状や大きさ等は、排ガスの通気抵抗や要求される消音性能、製作性等を考慮して適宜に設定されるものであり、何等限定されるものでなく、例えば、調節孔に矩形形状や多角形形状等を採用することも可能である。
【００５９】
さらに、前記実施形態においては、調節孔６０が消音筒体の軸方向中間部分に多数設けられていたが、例えば軸方向一方の端部等に局所的に設けることも可能である。
【００６０】
また、前記実施形態では、消音筒体１４の外周領域や内部等にスチールウールやロックウール等の硬質繊維からなる吸音材を充填させても良い。
【００６１】
また、前記実施形態においては、略ストレートな直管状の一本の消音筒体１４が採用されていたが、これに限定されるものでなく、曲管状の消音筒体や複数本の消音筒体を採用することも可能である。
【００６２】
また、前記実施形態では、消音筒体１４の形成に際して、調節孔６０の全てに未打ち抜き部分６４が設けられていたが、例えば調節孔６０の少なくとも一部が予め貫通形成されていても良く、また、貫通形成された調節孔や未打ち抜き部分６４を備えた調節孔６０は消音筒体１４の適宜の箇所に形成され得る。
【００６３】
また、前記実施形態では、調節孔６０が調節孔６０ａや調節孔６０ｂ、調節孔６０ｃを含んで構成されていたが、これら調節孔６０ａ，６０ｂ，６０ｃのうち一種類の調節孔６０だけ採用しても良く、或いは調節孔６０ａと調節孔６０ｂ、調節孔６０ａと調節孔６０ｃ、調節孔６０ｂと調節孔６０ｃ等のように組み合わせて採用することも可能である。
【００６４】
さらに、ハウジング１２は、例示の如き中空円筒形状に限定されるものでなく、楕円筒形状や多角筒形状等が採用され得る。
【００６５】
また、前記実施形態のマフラ１０においては、オートバイ１６への装着に際して保持筒金具３８がエキゾーストパイプ９４の固定用筒部９８に圧入されていたが、かかる連結構造に限定されるものでなく、例えば、エキゾーストパイプ９４と保持筒金具３８に小径円筒形状のジョイント管を差し込み、必要に応じて差し込み部分に固定用ボルトを備えた固定用バンドを巻き付けて固定するような連結構造を採用することも可能である。
【００６６】
また、前記実施形態では、オートバイ１６用のキャブトンマフラ１０に本発明を適用した具体例を示したが、本発明は、これに限定されるものでなく、その他各種の自動車等における内燃機関用の消音器に適用され得ることも勿論可能である。
【００６７】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【００６８】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた内燃機関用の消音器においては、小孔の開口が、例えば後から簡単な工具等を用いて調節可能とされていることにより、ユーザの必要性や、或いは内燃機関の特性等に応じて、排気効率や排気音等が容易に変更設定され得ることから、優れたチューニング性能が発揮され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態としてのキャブトンマフラを示す縦断面説明図である。
【図２】 図１におけるII−II断面図である。
【図３】 図１におけるキャブトンマフラの組み立ての一形態を示す縦断面説明図である。
【図４】 図１におけるキャブトンマフラの一部を構成する消音筒体を拡大して概略的に示す縦断面説明図である。
【図５】 図１におけるキャブトンマフラの一成形工程を示す縦断面説明図である。
【図６】 図１におけるキャブトンマフラの一成形工程を示す縦断面説明図である。
【図７】 図１におけるキャブトンマフラの一成形工程を示す説明モデル図である。
【図８】 図１におけるキャブトンマフラをオートバイに装着した状態を示す説明図である。
【図９】 本発明の別の一具体例としてのキャブトンマフラを示す縦断面説明図である。
【図１０】 図９におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】 本発明の更に別の一具体例としてのキャブトンマフラの要部を拡大して示す縦断面説明図である。
【符号の説明】
１０ キャブトンマフラ
１２ ハウジング
１４ 消音筒体
６０ 調節孔
６４ 未打ち抜き部分
９４ エキゾーストパイプ

Claims (10)

1. 外側筐体における密閉状の中空内部に内部管体を配設すると共に、該内部管体の管壁に多数の小孔を形成してなり、内燃機関の排ガス管路に接続されることにより該内燃機関からの排ガスが該内部管体を通って大気中に放出せしめられる内燃機関用の消音器であって、
   前記内部管体における前記多数の小孔の少なくとも一つを未完全に貫通形成することにより閉塞状態とし、手作業での操作により開口可能とすることによって、該小孔の開口を閉塞状態から開口状態に、復元可能に又は復元不能に変更する開口調節手段を構成したことを特徴とする内燃機関用の消音器。
2. 前記小孔の周上において完全に打ち抜かれた切断部分と未だ打ち抜かれていない未切断部分を設けることにより、該小孔を打抜予定部として未完全に貫通形成した請求項１に記載の内燃機関用の消音器。
3. 未完全に貫通形成した前記小孔の打抜予定部を、前記内部管体の内外周面と略面一として該内部管体の表面に突出しないようにした請求項２に記載の内燃機関用の消音器。
4. 前記内部管体における前記多数の小孔の少なくとも一つを完全に貫通した開口状態とすると共に、該開口状態とされた小孔を手作業での操作により覆蓋せしめ得る蓋手段を設けることによって前記開口調節手段を構成した請求項１乃至３の何れかに記載の内燃機関用の消音器。
5. 前記蓋手段を、前記開口状態とされた小孔に挿通固着されるリベットやビス等の封止部材によって構成した請求項４に記載の内燃機関用の消音器。
6. 前記蓋手段を、前記内部管体に外挿されて周方向及び／又は軸方向にスライド変位せしめられることにより、前記開口状態とされた小孔を覆蓋せしめ得る筒状蓋部材によって構成した請求項４又は５に記載の内燃機関用の消音器。
7. 前記外側筐体の中空内部で前記内部管体の外周側に形成される外周領域を、該内部管体の中心軸方向で所定長さに亘って略一定断面形状に延びるようにして、該内部管体の中心軸に直交する方向に広がって該外周領域を仕切る仕切部材を該内部管体に外挿して装着せしめると共に、該仕切部材の該内部管体に対する装着位置を該内部管体の軸方向で変更設定可能とした請求項１乃至６の何れかに記載の内燃機関用の消音器。
8. 前記内部管体に挿入されて組み付けられることにより、該内部管体の中空内部を長手方向の中間部分で仕切る内部仕切部材を設けた請求項１乃至７の何れかに記載の内燃機関用の消音器。
9. 前記内部仕切部材に狭窄通孔を設けることにより、該内部仕切部材を通過して前記内部管体の中空内部を流通せしめられる排ガスの量を調整するようにした請求項８に記載の内燃機関用の消音器。
10. 請求項３に記載された内燃機関用の消音器の製造方法であって、
    金属素板を板厚方向にプレス加工することによって前記未完全に貫通した小孔を形成するに際して、該小孔の周上において完全に打ち抜かれた切断部分と未だ打ち抜かれていない未切断部分を設けることにより、該小孔を形成するための打抜予定部を該未切断部分で該金属素板に連結された状態で板厚方向に押し出して、該小孔を未完全に貫通形成する第一の成形工程と、
    該金属素板を板厚方向にプレス加圧することにより、該金属素板から押し出されて突出せしめられた前記打抜予定部を前記小孔内に押し戻して、該打抜予定部を該金属素板の表裏両面と略面一として該金属素板の表裏から突出していない状態とする第二の成形工程と、
    該打抜予定部が押し戻されて未完全な貫通状態とされた該小孔を有する該金属素板を曲げ加工して管体形状とすることにより前記内部管体を得る第三の成形工程とを、
    含むことを特徴とする内燃機関用の消音器の製造方法。

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