JP5381512B2

JP5381512B2 - 消音器

Info

Publication number: JP5381512B2
Application number: JP2009198675A
Authority: JP
Inventors: 省一中島
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2029-08-28
Also published as: JP2011047379A; US20110048849A1; US8104571B2

Description

本発明は、外筒および当該外筒を備えた消音器に関し、特に外筒をカーボンで形成した消音器に関するものである。

従来、消音器は、外筒と、当該外筒内に配置された内筒と、前記外筒と前記内筒との間に充填された吸音材とを備え、排気口を有するキャップが一端に着脱自在に設けられるとともに、排気管が他端に着脱自在連通されてなる。

また、外筒を例えばカーボン繊維による繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）により形成し、軽量化を図った消音器がレースなどで用いられている。なお、充填された吸音材は、使用とともに劣化したり減少したりするので、キャップや排気管を取り外して、必要に応じ吸音材を詰め替える必要がある。

ところが、高温の排気ガスが繊維強化樹脂で形成した外筒の内側表面に接触すると、樹脂が飛散し外筒が損傷してしまうという問題がある。これに対し、外筒の内側表面に金属層を設け、排気ガスが内側表面に接触するのを防いで、外筒の損傷を防ぐように構成された消音器が開示されている（例えば、特許文献１）。

特許２８８５３４８号公報

しかしながら、吸音材の詰め替えに際し、キャップや排気管の着脱時に、外筒の内側表面に形成された金属層にキャップや排気管が接触することにより、当該金属層が剥がれるなど損傷してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、繊維強化樹脂で形成した外筒の内側表面に形成した金属層の損傷を防ぐことができる消音器を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る発明は、繊維強化樹脂で形成された筒状体と前記筒状体の内側表面に設けられた金属層とを有する外筒と、前記外筒内に配置され排気ガスの主通路となる内筒と、前記外筒と前記内筒との間に設けられる吸音材と、前記外筒の前端に取り外し可能に設けられる連結体と、前記外筒の後端に取り外し可能に設けられるテールキャップと、を備えた消音器において、前記外筒は、前端の内周面に設けられ、前記金属層の前端部分を覆う前被覆部と、後端の内周面に設けられ、前記金属層の後端部分を覆う後被覆部とを有し、前記金属層は、前端が、前記外筒の前端より後側であって、前記外筒の前端の前記前被覆部に取り外し可能に挿入される連結体の後端より前側となるように形成され、後端が、前記外筒の後端より前側であって、前記外筒の後端の前記後被覆部に取り外し可能に挿入されるテールキャップの前端より後側となるように形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る発明は、前記後被覆部及び前記前被覆部は接着剤により前記筒状体に一体的に設けられていることを特徴とする。

本発明の請求項１によれば、金属層の端部が前被覆部および後被覆部で覆われているので、外筒の内側表面に形成した金属層の損傷を防ぐことができる。

本発明の請求項１によれば、金属層の端部をより確実に前被覆部および後被覆部で覆うことができる。

本発明の請求項２によれば、後被覆部及び前被覆部が前記筒状体に一体的に設けられる。

消音器の全体構成を示す縦断面図である。後被覆部周辺の構成を示す図１のＡ部拡大断面図である。前被覆部周辺の構成を示す図１のＢ部拡大断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
（１）全体構成
図1に示す消音器１は、外筒２と、内筒３と、吸音材（図示しない）とを備え、外筒２の２ｒには、テールキャップ４が着脱自在に設けられている。また、外筒２の前端には、連結体５が着脱自在に設けられている。この消音器１は、図示しないエンジンから送り出された排気ガスを、内筒３を通じてテールキャップ４から外部へ排出し得るように構成されている。なお、以下の説明において、図示しない車両の前方を「前」といい、後方を「後」ということとする。

外筒２は、強化繊維樹脂、例えばドライカーボンで形成された筒状体７と、当該筒状体７の内側表面に形成された金属層８とを有する。金属層８は、例えば、鉄、ステンレス、チタン、アルミニウムなどからなる薄膜で形成することができるが、軽量化の観点からアルミニウム薄膜で形成するのが好ましい。

内筒３は、複数のパンチ穴１０を備えたパンチングメタルで形成され、前端３ｆから後端３ｒに行くにしたがって、ゆるやかに縮径されている。この内筒３は、外周にステンレスウール１１が巻かれ、外筒２内の略中央に配置される。

テールキャップ４は、前記内筒３に連通されるエンドパイプ１４と、当該エンドパイプ１４を囲むように形成されたキャップ部１５とを有する。このテールキャップ４は、後端４ｒにおいて、エンドパイプ１４の開口端１４ａとキャップ部１５の後端１５ｒとが溶接され、エンドパイプ１４とキャップ部１５とが一体化されている。

テールキャップ４の前端４ｆには、隔離体１８が設けられている。隔離体１８は、略中央に形成された保持穴１９と、当該保持穴１９の周囲に形成された複数の開口穴２０とを有する板状部２１と、当該板状部２１の外縁を垂直に立設してなる帯状部２２とを備える。この隔離体１８は、帯状部２２がテールキャップ４の前端４ｆの内側に配置されるとともに、保持穴１９に前記内筒３の後端３ｒ部分が挿入される。

連結体５は、外筒２の前端２ｆに着脱自在に連結される連結部２４を有し、排気管２５が連通されている。また、連結部２４と排気管２５とは、カバー部２６により接続されている。なお、排気管２５は、前記内筒３の前端３ｆに連通される。

このように構成された消音器１は、テールキャップ４の内側とエンドパイプ１４の外側との間に形成される第１空間Ｓ１、外筒２の内側と内筒３の外側との間に形成される第２空間Ｓ２、連結部２４の内側と排気管２５の外側との間に形成される第３空間Ｓ３にそれぞれ吸音材が充填される。吸音材は、例えばグラスウールを用いることができる。

テールキャップ４と外筒２、および連結体５と外筒２は、締結具２９、例えばブラインドリベットにより固定される。この場合、隔離体１８は、帯状部２２において、テールキャップ４と外筒２に一体的に固定される。

隔離体１８が設けられたテールキャップ４は、図2に示すように、前端４ｆが外筒２の後端２ｒの内側に挿入され、取り外し可能に連結される。外筒２は、後端２ｒの内周面に後被覆部３０が設けられている。後被覆部３０は、強化繊維樹脂、例えばガラス繊維を含有した材料で形成され、帯状の環体で構成されている。この後被覆部３０は、金属層８の後端８ｒ部分を被覆している。

また、金属層８の後端８ｒは、外筒２の後端２ｒより前側であって、外筒２の後端２ｒに挿入されたテールキャップ４の前端４ｆより後側となるように形成されている。金属層８の後端８ｒと外筒２の後端２ｒとの間が、外筒２と後被覆部３０の接着面となり、後述する摺動による損傷を防ぐ。

さらに、後被覆部３０は、後端３０ｒが外筒２の後端２ｒと面一となるように形成されているとともに、前端３０ｆが外筒２の後端２ｒに挿入されたテールキャップ４の前端４ｆより前側となるように形成されている。

同様に、連結体５は、図3に示すように、連結部２４の後端２４ｒが外筒２の前端２ｆの内側に挿入され、取り外し可能に連結される。外筒２は、前端２ｆの内周面に前被覆部３２が設けられている。前被覆部３２は、後被覆部３０と同様、強化繊維樹脂、例えばガラス繊維を含有した材料で形成され、帯状の環体で構成されている。この前被覆部３２は、金属層８の前端８ｆ部分を被覆している。

また、金属層８の前端８ｆは、外筒２の前端２ｆより後側であって、外筒２の前端２ｆに挿入された連結部２４の後端２４ｒより前側となるように形成されている。さらに、前被覆部３２は、前端３２ｆが外筒２の前端２ｆと面一となるように形成されているとともに、後端３２ｒが外筒２の前端２ｆに挿入された連結部２４の後端２４ｒより後側となるように形成されている。

次に上記のように構成される消音器１の製造方法について説明する。まず、外筒２の製造方法について説明する。図示しない軸状の芯金の長手方向の端部に後被覆部３０、前被覆部３２となる帯状部材をそれぞれ巻きつける。次いで、金属層８と、筒状体７となるドライカーボンで形成された板とを順に巻きつける。この金属層８は、長手方向の長さが外筒２の長手方向長さより短く形成されており、金属層８の長手方向端部が外筒２の長手方向端部より内側となるように配置される。

次いで、芯金に各部材を巻き付けた状態で加熱し、筒状体７、金属層８、後被覆部３０、前被覆部３２が一体成形される。硬化後、長手方向の両端に、締結具２９を挿入するための貫通穴（図示しない）が形成され、外筒２が得られる。

この外筒２には、予めステンレスウールと吸音材が順に巻きつけられた内筒３が挿入される。内筒３は、外筒２内の略中央に配置される。また、テールキャップ４および連結体５にもそれぞれ吸音材が充填される。

次いで、テールキャップ４は、前端４ｆに隔離体１８が取付けられた状態で、当該前端４ｆが外筒２の後端２ｒの内側に挿入される。この場合、外筒２とテールキャップ４の連結部分から排気ガスが漏れるのを防ぐために、外筒２とテールキャップ４との嵌め合い交差はより小さい方が好ましい。したがって、テールキャップ４を外筒２の後端２ｒに挿入する際、テールキャップ４の外周面と外筒２の内周面とが摺動することとなる。

また、テールキャップ４と、帯状部２２には、外筒２の後端２ｒ側に形成された貫通穴に対応した位置に、挿通穴（図示しない）が形成されている。当該貫通穴および挿通穴に締結具２９が挿入され、外筒２と、テールキャップ４と、帯状部２２の位置決めがなされる。

同様に、外筒２の前端２ｆの内側に、連結体５の連結部２４が挿入される。連結部２４には、外筒２の前端２ｆ側に形成された貫通穴に対応した位置に、挿通穴（図示しない）が形成されている。当該貫通穴および挿通穴に締結具２９が挿入され、外筒２と連結体５の位置決めがなされる。

この状態で締結具２９を固定することにより、外筒２とテールキャップ４と連結体５とが一体化され、消音器１が得られる。

（２）作用および効果
上記のように構成された消音器１は、排気管２５が、図示しないエンジンに連通され、自動二輪車に取付けられる。前記エンジンから送り出された排気ガスは、排気管２５を通じて消音器１内に入る。消音器１において、排気ガスは内筒３のパンチ穴１０を通じて内筒３から第２空間内に入って膨張する。

これにより、排気ガスは、騒音エネルギーが吸音材によって吸収され、エンドパイプ１４から外部へ排出される。このようにして、消音器１は、排気ガスを消音化した上で外部へ排出する。

因みに、吸音材は、排気ガスの騒音エネルギーを吸収することにより、劣化するとともに、体積が減少する。そうすると、騒音エネルギーを効率よく吸収することができなくなるので、適宜、吸音材を詰め替える必要がある。

吸音材を詰め替えるには、まず、締結具２９をドリルなどで破壊してテールキャップ４および連結体５を外筒２から取り外す。古くなった吸音材が外筒２、テールキャップ４、連結体５から取り出される。次いで、新しい吸音材が外筒２、テールキャップ４、連結体５に充填される。次いで、上述のようにテールキャップ４および連結体５が、再び外筒２へ取付け固定される。

ここで、外筒２の後端２ｒの内周面には、後被覆部３０が設けられている。これにより、テールキャップ４は、前端４ｆ部分が当該後被覆部３０の表面を摺動しながら外筒２に挿入される。したがって、消音器１は、テールキャップ４の前端４ｆが外筒２の内側表面に形成された金属層８に接触せずに外筒２に挿入されるので、金属層８の後端８ｒが損傷するのを防ぐことができる。

同様に、外筒２の前端２ｆの内周面には、前被覆部３２が設けられている。これにより、連結体５は、連結部２４が当該前被覆部３２の表面を摺動しながら外筒２に挿入される。したがって、消音器１は、連結部２４が外筒２の内側表面に形成された金属層８に接触せずに外筒２に挿入されるので、金属層８の前端８ｆが損傷するのを防ぐことができる。

このように、消音器１では、外筒２の内側表面に形成された金属層８を損傷させずにテールキャップ４および連結体５を取付けることができるので、吸音材の詰め替え作業を効率よく行うことができる。

また、消音器１は、前被覆部３２および後被覆部３０を設けたことにより、貫通穴を形成する際に、金属層８の剥がれ、破れなどの損傷を防止することができるので、不良品の発生を抑制できるとともに、組立作業性を向上することができる。

さらに、消音器１は、金属層８を損傷させずにテールキャップ４および連結体５を取付けることができるので、外筒２と、テールキャップ４および連結体５との嵌め合い交差を小さくすることができる。したがって、消音器１では、外筒２と、テールキャップ４および連結体５との連結部分からの排気ガスの漏れを抑制できるとともに、当該連結部分を塞ぐために設けられる充填材を減量させることができる。

また、後被覆部３０は、前端３０ｆが外筒２の後端２ｒに挿入されたテールキャップ４の前端４ｆより前側となるように形成されている。これにより、消音器１では、テールキャップ４の前端４ｆの摺動範囲よりも後被覆部３０が長く形成されていることにより、より確実に金属層８の損傷を防ぐことができる。

同様に、前被覆部３２は、後端３２ｒが外筒２の前端２ｆに挿入された連結部２４の後端２４ｒより後側となるように形成されている。これにより、消音器１では、連結部２４の後端２４ｒの摺動範囲よりも前被覆部３２が長く形成されていることにより、より確実に金属層８の損傷を防ぐことができる。

（３）変形例
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施形態では、後被覆部３０および前被覆部３２は、筒状体７と一体成形される場合について説明したが、本発明はこれに限らず、筒状体７と金属層８とを一体成形した後、接着剤などにより、後被覆部３０および前被覆部３２をそれぞれ一体的に設けることとしてもよい。

また、上記実施形態では、締結具２９は、ブラインドリベットを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、ボルトとナットで構成してもよい。この場合、ナットは、隔離体１８の帯状部２２と連結部２４の内側にそれぞれ固定される。

１消音器
２外筒
２ｆ前端
２ｒ後端
３内筒
３ｆ前端
３ｒ後端
４テールキャップ
４ｆ前端
４ｒ後端
５連結体
７筒状体
８金属層
８ｆ前端
８ｒ後端
２４連結部
２４ｒ後端
２５排気管
３０後被覆部
３０ｆ前端
３０ｒ後端
３２前被覆部
３２ｆ前端
３２ｒ後端

Claims

繊維強化樹脂で形成された筒状体（７）と前記筒状体（７）の内側表面に設けられた金属層（８）とを有する外筒（２）と、
前記外筒（２）内に配置され排気ガスの主通路となる内筒（３）と、
前記外筒（２）と前記内筒（３）との間に設けられる吸音材と、
前記外筒（２）の前端（２ｆ）に取り外し可能に設けられる連結体（５）と、
前記外筒（２）の後端に取り外し可能に設けられるテールキャップ（４）と、
を備えた消音器において、
前記外筒（２）は、
前端（２ｆ）の内周面に設けられ、前記金属層（８）の前端（８ｆ）部分を覆う前被覆部（３２）と、
後端（２ｒ）の内周面に設けられ、前記金属層（８）の後端（８ｒ）部分を覆う後被覆部（３０）と
を有し、
前記金属層（８）は、
前端（８ｆ）が、前記外筒（２）の前端（２ｆ）より後側であって、前記外筒（２）の前端（２ｆ）の前記前被覆部（３２）に取り外し可能に挿入される連結体（５）の後端（２４ｒ）より前側となるように形成され、
後端（８ｒ）が、前記外筒（２）の後端（２ｒ）より前側であって、前記外筒（２）の後端（２ｒ）の前記後被覆部（３０）に取り外し可能に挿入されるテールキャップ（４）の前端（４ｆ）より後側となるように形成されていることを特徴とする消音器。
前記前被覆部（３２）及び前記後被覆部（３０）は接着剤により前記筒状体（７）に一体的に設けられていることを特徴とする請求項１記載の消音器。