JP4614034B2 - 低コストマフラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気騒音消音用のマフラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、車両用マフラの開発、特に、コスト削減を目的とした車両用マフラの開発過程から生まれたものである。
【０００３】
従来技術上、内部エレメント式プレス成形マフラが公知である。このマフラは典型的に内部に複数の仕切り部材（隔板、バッフル）やチューブを備えて排気騒音を消音させている。しかしながら、これら構成要素の増加は、コストの増大をもたらしていた。特に、チューブは低域及び中域の周波数からなる排気騒音を消音させるのに効果的であるが、しかしながら高価であって、装置全体のコストを増大させるという一長一短があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、マフラの構成要素を削減することでコストを減少させることを目的とする。即ち、本発明は、排気消音効果を犠牲にすることなく、コストを削減させることを目的とし、より具体的には、単一の内部仕切り部材（sole internal baffle）のみを使用することによって、複数の消音室と複数のチューブをマフラ内部に提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、上流用シェル、下流用シェル、そして単一の内部仕切り部材のみを使用し、かつこれら部材を外周囲の端部にて各々接続させて、３つの消音室（チャンバ）と複数の排気騒音低減用の管（チューブ）状通路を内部に備えるマフラを提供することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る特徴並びに発明の要点は、詳細な説明、請求項、並びに図面を参照することにより、より明瞭に理解される。
【０００７】
図１〜図３を参照して、本発明の好適な実施形態に係るマフラ（消音器）２０の全体構成について説明する。図１の矢印２４に示すように、マフラ２０は内燃機関２２から排気流を受け取り、そして矢印２６に示すように、消音後の排気流を外部に排出する。本発明に係る好適な実施の形態では、第一または上流用シェル２８、第二または下流用シェル３０、そして単一の内部仕切り部材３２を使用し（図２参照）、かつこれら部材を外周囲の端部３４にて各々接続させてマフラ２０を形成する（図１参照）。これら部材は様々な手段から接続されるが、例えば、図７に示すようにシェル３０のような１部材を用いて他の部材を覆うようにクリンピング（crimping）させてもよく、あるいは溶接方法、粘着物を使用した固着方法、さらに他の方法から接続されてもよい。このようにして形成されたマフラ２０は、図３及び図４に示すように内部仕切り部材３２を用いて、内部仕切り部材３２と上流用シェル２８の間に第一消音室３６を形成する。また、図２から理解されるように、内部仕切り部材３２は上流用シェル２８から下流用シェル３０に向かって突出る凸状部３８を有し、故に内部仕切り部材３２と下流用シェル３０の間に第二、第三消音室４０、４２を形成する（図３、図４参照）。さらに、図６に示すように仕切り部材３２の凸状部３８は、排気騒音低減用の管状通路４４、４６を少なくとも１つ、好適には複数形成する。これら管状通路４４、４６は下流用シェル３０と凸状部３８によって境界を定められ、そして第二、第三消音室４０、４２を凸状部３８の末端の向かい合う端部４８、５０にて連通する（図３、図４参照）。このようにして新たにチューブ部材を使用することなく、下流用シェル３０と凸状部３８の間に排気騒音低減用の管状通路４４、４６を形成する。さらに、仕切り部材３２は開口部５２を凸状部３８に隣接して備えるが、好適にはこの開口部５２は複数の孔を穿設して設けて、第一、第二消音室３６、４０を連通させる（図３参照）。
【０００８】
図２に示すように、マフラ２０は上流用シェル２８を開口させて入口５４を設けるが、好適には上流用シェル２８の入口５４にフランジ付きチューブ５６を備え、そして内燃機関からの排気管６０（図１参照）を間に通して固定させるエンジンブラケット５８を取付ける。また、図２に示すようにマフラ２０は下流用シェル３０を開口させて出口６２を設けて、この間に排気管６４を通す。該排気管６４は内側に向けて複数の孔６６を穿設して設けるが、これは排気流をこれら孔から受け入れるためである。上記フランジ付きチューブ５６、上流用シェル２８の入口５４、そしてブラケット５８は好適には各々固く固定して剛性を高める。具体例を挙げると、図８の溶接物５７に示すように溶接固定されてもよく、またはクリンピング、粘着物を使用した固着方法、さらに他の方法から固定されてもよい。他方、排気管６４は好適には出口６２にてシェル３０に対して図９の溶接物６３に示すように溶接固定されるが、他クリンピング、粘着物を使用した固着方法、さらに他の方法から固定されてもよい。
【０００９】
内部仕切り部材３２の凸状部３８は上流用シェル２８側から下流用シェル３０側に向かって突出るため（図２参照）、第二、第三消音室４０、４２の内部空間の大きさを犠牲にして第一消音室３６の内部空間の大きさを大きくする（図４参照）。故に、第一消音室３６の内部空間の大きさは、第二、第三消音室４０、４２の内部空間を合わせた大きさよりも実質的に大きい。図３に示すように、マフラ２０は両端で向かい合う第一及び第二端部６８、７０の間に凸状部３８を配置する。この際、入口５４、出口６２、そして第三消音室４２は第一端部６８側に配置される。また、第二消音室４０と仕切り部材３２の孔付き開口部５２は第二端部７０側に配置される。そして、第一消音室３６は、第一及び第二端部６８、７０の双方にわたって配置される。図３を参照すると、排気流は矢印２４に示すように入口５４からマフラ２０の第一端部６８側に流入し、そして矢印７２に示すように第一消音室３６を横切って第二端部７０側まで流れ、次に矢印７４に示すように仕切り部材３２の孔付き開口部５２を通って第二消音室４０内に流入する。さらに、図５の矢印７６、７８に示すように排気騒音低減用の管状通路４４、４６（図６参照）内を流れて再度第一端部６８側にまで戻り、矢印８０、８２（図５参照）に示すように第三消音室４２内に流入する。そして、図３及び図４の矢印８４に示すように孔６６内を通って排気管６４内に流入して、図４の矢印８６に示すように排気管６４内を流れて、図３の矢印２６に示すように出口６２から外部に流出する。
【００１０】
図６に示すように、下流用シェル３０は外壁８８、第一及び第二側壁９０、９２を有する。これらは、外周囲の端部３４にて仕切り部材３２と上流用シェル２８に嵌合されるように延在する。図２及び図６に示すように、仕切り部材３２の凸状部３８は壁部９４を上面にて外壁８８と向かい合うように備えるが、好適にはこの壁部９４は外壁８８と隣接するか、もしくは係合する。さらに、この壁部９４は第一及び第二側壁９６、９８を壁部９４から延在するように備える。図２及び図５に示すように、第一及び第二側壁９６、９８は左側から右側に向かって、凸状部３８の両端部の第一（左）、第二（右）端部４８、５０の間に延在する。この際、凸状部３８の第一もしくは左側端部４８は第二消音室４０と向かい合い、また凸状部３８の第二もしくは右側端部５０は第三消音室４２と向かい合う。凸状部３８の第一側壁９６は外壁８８から下流用シェル３０の第一側壁９０に向かって傾斜しかつテーパー付けられて排気騒音低減用の管状通路４４を定める（図６参照）。この管状通路４４は凸状部３８の第一端部４８から凸状部３８の第二端部５０に向かって延在する（図５参照）。また、凸状部３８の第二側壁９８は外壁８８から下流用シェル３０の第二側壁９２に向かって傾斜しかつテーパー付けられて排気騒音低減用の管状通路４６を定める（図６参照）。この管状通路４６は、同様にして凸状部３８の第一端部４８から凸状部３８の第二端部５０に向かって延在する（図５参照）。このようにして、本発明に係る好適な実施の形態では、管状通路４４と４６は第二、第三消音室４０、４２の間で平行に延在する。
【００１１】
次に図１０を参照して、図２に示した、本発明の実施形態の仕切り部材３２に係る他の実施の形態１１０について説明する。この際、理解の容易化を図るために、既に説明した同一箇所については同一符号を用いて説明する。図１０を参照すると、仕切り部材１１０は凸状部３８の壁部９４（図６参照）に凹状部１１２を形成する。この凹状部１１２は下流用シェル３０の外壁８８から内側に向かって窪み、第三の排気騒音低減用の管状通路１１４を図１１に示すように形成する。管状通路１１４は凸状部３８の第一端部４８から第二端部５０に向かって延びる（図５参照）。本発明に係る好適な実施の形態では、これら第一、第二、及び第三管状通路４４、４６、１１４は、第二消音室４０と第三消音室４２の間で平行に延在する。尚、第三管状通路１１４は第一管状通路４４と第二管状通路４６の間に配置される。
【００１２】
次に図１３を参照して、本発明の仕切り部材に係るさらなる実施の形態１２０について説明する。この際、理解の容易化を図るために、既に説明した同一箇所については同一符号を用いて説明する。図１５を参照すると、凸状部３８の第一側壁１２２の少なくも１部、好適には全部位を下流用シェル３０の第一側壁９０から離して配置して、この間に第一排気騒音低減用の管状通路１２４を図１５及び図１６に示すように形成する。また、仕切り部材１２０の凸状部３８の第二側壁１２６の少なくも１部、好適には全部位を下流用シェル３０の第二側壁９２から離して配置して、この間に第二排気騒音低減用の管状通路１２８を同様にして形成する（図１５、図１６参照）。本発明に係る好適な実施の形態では、管状通路１２４と１２８は第二消音室４０と第三消音室４２の間で平行に延在し、そして図１５の矢印１３０、１３２に示すように左側から右側に流れる流路を提供する。
【００１３】
また、図１３を参照すると、下流用シェル３０は上記実施の形態とは異なる出口１３４を備えていることが理解できる。即ち、この出口１３４は複数の孔１３６を穿設して設け、これら孔１３６を介して図１４の矢印１３８に示すように上方に向かって排気流を流して頂部の出口用シュラウド（shroud）１４０（図１３参照）まで導いて、そして図１２の矢印１４２に示すように排気流を外部に流出させる。
【００１４】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係るマフラは構成要素を削減し、故にコストを減少させる。即ち、上流用シェル２８、下流用シェル３０、そして単一の内部仕切り部材３２、または１１０もしくは１２０のみを使用し、かつこれら部材を外周囲の端部３４にて各々接続させてマフラ２０を形成することによって構成要素を削減し、コストを減少させる。本発明に係る好適な実施の形態では、少なくとも２つの排気騒音低減用の管状通路４４と４６を提供し、さらに任意に下流用シェル３０と仕切り部材の凸状部３８の間に排気騒音低減用の管状通路１１４、１２４、または１２８を形成して提供する。このため、単一の内部仕切り部材を用いて複数の排気騒音低減用の通路を形成することが可能となり、さらなるコスト削減を可能にすることができる。
【００１５】
以上説明した本発明に係る実施の形態には、様々な同等物、変化物、または改良物が、添付した請求の範囲内において可能であるものと思料する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の実施の形態に係るマフラの斜視図である。
【図２】 図２は、図１の分解斜視図である。
【図３】 図３は、図１の一部を開口した断面図である。
【図４】 図４は、図１の４−４線に沿った断面図である。
【図５】 図５は、図４の５−５線に沿った断面図である。
【図６】 図６は、図４の６−６線に沿った断面図である。
【図７】 図７は、図４の７−７線に沿った部位の拡大図である。
【図８】 図８は、図４の８−８線に沿った部位の拡大図である。
【図９】 図９は、図４の９−９線に沿った部位の拡大図である。
【図１０】 図１０は、図２に示した仕切り部材と同様であるが、しかし本発明に係る他の実施の形態を示す図である。
【図１１】 図１１は、図６と同様の断面図であるが、しかし図１０の実施の形態に従う新たな流路を示す図である。
【図１２】 図１２は、図１と同様の図であるが、しかし本発明に係るさらなる実施の形態を示す図である。
【図１３】 図１３は、図１２の分解斜視図である。
【図１４】 図１４は、図１２の１４−１４線に沿った断面図である。
【図１５】 図１５は、図１４の１５−１５線に沿った断面図である。
【図１６】 図１６は、図１４の１６−１６線に沿った断面図である。
【符号の説明】
２０ マフラ
２２ 内燃機関
２６ 出口
２８ 上流用（第一）シェル
３０ 下流用（第二）シェル
３２、１１０、１２０ 仕切り部材
３４ 端部
３６ 第一消音室
３８ 凸状部
４０ 第二消音室
４２ 第三消音室
４４、４６、１１４、１２４、１２８ 管状通路
５４ 入口

Claims (20)

1. 第一シェル、第二シェル、そして内部仕切り部材を含むマフラであって、これら３つの部材は全て外周囲の端部にて各々接続され、
   前記内部仕切り部材は、該内部仕切り部材と前記第一シェルの間に第一消音室を定め、かつ前記内部仕切り部材は前記第一シェルから前記第二シェル内にまで向かって突出る凸状部を有し、故に前記内部仕切り部材と前記第二シェルの間に第二、第三消音室を形成し、そして排気騒音低減用の管状通路を少なくとも１つ前記第二シェルと前記凸状部の間に形成して、前記第二、第三消音室を前記凸状部の末端の向かい合う端部にて連通し、さらに前記内部仕切り部材は開口部を前記凸状部に隣接して備えて、前記第一、第二消音室を連通させ、
   前記第一シェル上に入口を備え、また前記第二シェル上に出口を備え、
   前記第一シェル及び前記第二シェルは、前記凸状部を間に配置するように、両端で向かい合う第一及び第二端部を有し、前記入口、前記出口及び前記第三消音室は、前記第一端部側に配置され、前記第二消音室と前記仕切り部材の前記開口部は前記第二端部側に配置され、そして、前記第一消音室は前記第一及び第二端部の双方にわたって配置され、故に排気流は前記入口から前記第一シェルの前記第一端部側に流入し、そして前記第一消音室を横切って前記第二端部側まで流れ、次に前記仕切り部材の前記開口部を通って前記第二消音室内に流入し、少なくとも１つの前記排気騒音低減用の管状通路内を流れて再度前記第一端部側にまで戻り、そして前記第三消音室を流れて、前記出口から流出することを特徴とするマフラ。
2. 前記内部仕切り部材は前記第一シェルから前記第二シェル内にまで向かって突出る前記凸状部を有し、故に前記第二、第三消音室の内部空間の大きさを犠牲にして前記第一消音室の内部空間の大きさを拡大することを特徴とする請求項１に記載のマフラ。
3. 前記第一消音室の内部空間の大きさは、前記第二、第三消音室の内部空間を合わせた大きさよりも実質的に大きいことを特徴とする請求項２に記載のマフラ。
4. 前記第二シェルは外壁、第一及び第二側壁を、前記外周囲の端部にて前記内部仕切り部材と前記第一シェルと嵌合するように延在して備え、この際、前記内部仕切り部材の前記凸状部は壁部を前記第二シェルの前記外壁と向かい合うように備え、さらに、この前記壁部は第一及び第二側壁を前記壁部から延在するように備え、前記凸状部の前記第一端部は前記第二消音室と向かい合い、また前記凸状部の前記第二端部は前記第三消音室と向かい合い、前記凸状部の前記第一側壁は前記第二シェルの前記外壁の少なくとも１つから傾斜しかつテーパー付けられ、前記第二シェルの前記第一側壁は第一の前記排気騒音低減用の管状通路を定め、該管状通路を前記凸状部の前記第一端部から前記凸状部の前記第二端部に向かって延在させ、前記凸状部の前記第二側壁は前記第二シェルの前記外壁の少なくとも１つから傾斜しかつテーパー付けられ、前記第二シェルの前記第二側壁は第二の前記排気騒音低減用の管状通路を定め、該管状通路を前記凸状部の前記第一端部から前記凸状部の前記第二端部に向かって延在させることを特徴とする請求項２に記載のマフラ。
5. 前記第一、第二の排気騒音低減用の管状通路は、前記第二、第三の消音室の間で平行に延在することを特徴とする請求項４に記載のマフラ。
6. 前記凸状部の前記第一側壁は前記第二シェルの前記外壁と前記第二シェルの前記第一側壁とのいずれか一方から傾斜しかつテーパ付けられ、前記凸状部の前記第二側壁は前記第二シェルの前記外壁と前記第二シェルの前記第二側壁とのいずれか一方から傾斜しかつテーパ付けられることを特徴とする請求項４に記載のマフラ。
7. 前記内部仕切り部材は前記凸状部の前記壁部に、前記第二シェルの前記外壁から内側に向かって窪む凹状部を形成して第三の前記排気騒音低減用の管状通路を定め、該第三の排気騒音低減用の管状通路は前記凸状部の前記第一端部から前記凸状部の前記第二端部に向かって延びることを特徴とする請求項４に記載のマフラ。
8. 前記第一、第二、及び第三の管状通路は、前記第二消音室と前記第三消音室の間で平行に延在し、前記第三管状通路は前記第一管状通路と前記第二管状通路の間に配置されることを特徴とする請求項７に記載のマフラ。
9. 前記第二シェルは外壁、第一及び第二側壁を、前記外周囲の端部にて前記内部仕切り部材と前記第一シェルと嵌合するように延在して備え、この際、前記仕切り部材の前記凸状部は壁部を前記第二シェルの前記外壁と向かい合うように備え、さらに、この前記壁部は第一及び第二側壁を前記壁部から延在しかつ前記凸状部の前記末端で向かい合う両端部間で延びるように備え、前記凸状部の前記第一端部は前記第二消音室と向かい合い、また前記凸状部の前記第二端部は前記第三消音室と向かい合い、前記凸状部の前記壁部に、前記第二シェルの前記外壁から内側に向かって窪む凹状部を形成して前記排気騒音低減用の管状通路を定め、該排気騒音低減用の管状通路は前記凸状部の前記第一端部から前記凸状部の前記第二端部に向かって延びることを特徴とする請求項２に記載のマフラ。
10. 前記第二シェルは外壁、第一及び第二側壁を、前記外周囲の端部にて前記内部仕切り部材と前記第一シェルと嵌合するように延在して備え、この際、前記仕切り部材の前記凸状部は壁部を前記第二シェルの前記外壁と向かい合うように備え、さらに、この前記壁部は第一及び第二側壁を前記壁部から延在しかつ前記凸状部の前記末端で向かい合う両端部間で延びるように備え、前記凸状部の前記第一端部は前記第二消音室と向かい合い、また前記凸状部の前記第二端部は前記第三消音室と向かい合い、前記凸状部の前記第一側壁の少なくとも一部を前記第二シェルの前記第一側壁から離して配置して第一の前記排気騒音低減用の管状通路を定め、前記凸状部の前記第二側壁の少なくとも一部を前記第二シェルの前記第二側壁から離して配置して第二の前記排気騒音低減用の管状通路を定めることを特徴とする請求項２に記載のマフラ。
11. 前記第一、第二の排気騒音低減用の管状通路は、前記第二、第三の消音室の間で平行に延在することを特徴とする請求項１０に記載のマフラ。
12. 前記凸状部の前記第一側壁の全部位を前記第二シェルの前記第一側壁から離して配置して、同時に前記凸状部の前記第二側壁の全部位を前記第二シェルの前記第二側壁から離して配置することを特徴とする請求項１０に記載のマフラ。
13. 上流用シェル、下流用シェル、そして単一の内部仕切り部材を含むマフラであって、これら３つの部材は全て外周囲の端部にて各々接続され、前記単一の内部仕切り部材は、該単一の内部仕切り部材と前記上流用シェルの間に第一消音室を定め、かつ前記単一の内部仕切り部材は前記上流用シェルから前記下流用シェル内にまで向かって突出る凸状部を有し、故に前記単一の内部仕切り部材と前記下流用シェルの間に第二、第三消音室を形成し、そして排気騒音低減用の管状通路を少なくとも１つ前記下流用シェルと前記凸状部の間に形成して、前記第二、第三消音室を前記凸状部の末端の向かい合う端部にて連通し、さらに前記単一の内部仕切り部材は開口部を前記凸状部に隣接して備えて、前記第一、第二消音室を連通させ、そして前記上流用シェル上に入口を備え、また前記下流用シェル上に出口を備え、この際、前記単一の内部仕切り部材の前記凸状部は前記第二、第三消音室の内部空間の大きさを犠牲にして前記第一消音室の内部空間の大きさを拡大し、
    前記上流用シェル及び前記下流用シェルは、前記凸状部を間に配置するように、両端で向かい合う第一及び第二端部を有し、この際、前記入口、前記出口及び前記第三消音室は前記第一端部側に配置され、前記第二消音室と前記単一の仕切り部材の前記開口部は前記第二端部側に配置され、そして、前記第一消音室は前記第一及び第二端部の双方にわたって配置され、故に排気流は前記入口から前記上流用シェルの前記第一端部側に流入し、そして前記第一消音室を横切って前記第二端部側まで流れ、次に前記単一の内部仕切り部材の前記開口部を通って前記第二消音室内に流入し、そして前記排気騒音低減用の管状通路内を流れて再度前記第一端部側にまで戻り、そして前記第三消音室を流れて、前記出口から流出することを特徴とするマフラ。
14. 前記第一消音室の内部空間の大きさは、前記第二、第三消音室の内部空間を合わせた大きさよりも実質的に大きいことを特徴とする請求項１３に記載のマフラ。
15. 前記マフラは、前記外周囲の端部にて接続される前記上流用シェル、前記下流用シェル、そして前記単一の内部仕切り部材のみによって形成されるため、故に構成要素とコストを削減することを特徴とする請求項１３に記載のマフラ。
16. 前記下流用シェルと前記凸状部の間に少なくとも２つの前記排気騒音低減用の管状通路を形成し、故に前記単一の内部仕切り部を用いて複数の排気騒音低減用の管状通路を形成することによって、さらにコストを削減することを特徴とする請求項１６に記載のマフラ。
17. 前記単一の内部仕切り部材の前記開口部は複数の孔を穿設して設けることを特徴とする請求項１３に記載のマフラ。
18. 前記入口は前記上流用シェルの開口部を通して延びる管を備えることを特徴とする請求項１３に記載のマフラ。
19. 前記出口は前記下流用シェルの開口部を通して延びる管を備えることを特徴とする請求項１３に記載のマフラ。
20. 前記出口は前記下流用シェルに、複数の孔を穿設して設けることを特徴とすることを特徴とする請求項１３に記載のマフラ。

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