JP6056781B2 - マフラー製造方法及びマフラー - Google Patents

Description

本発明は、マフラー製造方法及びマフラーに関し、特に角丸多角筒形状を有するマフラー及びマフラーの製造方法に関する。

近年、車体に搭載されるマフラーには、性能を向上させながら、搭載が容易にできることが要求されている。また、マフラーについても低コストが要求されている。そこで、特許文献１に従来のマフラー及びその製造方法の一例が開示されている。

特許文献１では、圧延チタン材を用いる排気マフラー及びその製造方法が開示されている。特許文献１では、内筒部材及び外筒部材が、ロール状に巻かれた帯状の圧延チタン材を所定寸法にトリミングした後ローリング加工してマフラーを形成する。このとき、特許文献１では、内筒部材及び外筒部材が、圧延チタン材の圧延方向と略垂直方向にローリング加工してマフラーを形成する。

特開２００４−３６５２８号公報

しかしながら、従来のマフラー及びマフラー製造方法では、製造されるマフラーの側面を車体フレームに合わせた形状とすることが難しく、マフラーと車体との干渉を避けることが難しい等の搭載時の困難性を解消することができない問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、車体への搭載が容易なマフラーを簡易な工程で製造することを目的とするものである。

本発明にかかるマフラー製造方法の一態様は、平板材料からくの字型のマフラーボディ部材を切り出す材料トリミング工程と、上側ローラと下側ローラを有する曲げ加工機の前記上側ローラと前記下側ローラとの間に、ガイドによって進入方向を調整しながら前記マフラーボディ部材を進入させ、前記上側ローラと前記下側ローラの相対位置を変化させて前記マフラーボディ部材を筒状に加工する曲げ加工工程と、筒状に加工された前記マフラーボディ部材の長辺方向の２つの端部を接合する第１の接合工程と、筒状に加工された前記マフラーボディ部材の内部に内部構造部材を挿入する内部構造部材挿入工程と、筒状に加工された前記マフラーボディ部材の開口部にフタを接合する第２の接合工程と、封止された前記マフラーボディ部材に吸気ジョイントと排気パイプとを接合する第３の接合工程と、を有する。

本発明にかかるマフラーの一態様は、上面部と、下面部と、曲面又は平面で構成され、前記上面部と前記下面部とを接続する側面部と、前記上面部と前記下面部と前記側面部とにより構成される筒状部材の一方の開口部を封止する第１の封止部と、前記筒状部材の他方の開口部を封止する第２の封止部と、を有し、前記上面部と前記下面部と前記側面部は、一枚の平板部材により形成され、前記第１の封止部と前記第２の封止部とが異なる形状を有する。

上記マフラーの製造方法では、マフラーの筒状部材の側面、上面部及び下面部の少なくとも一つに傾斜を有するマフラーを容易に製造することができる。そして、本発明のマフラーは、車体のフレームの間の空間の形状が傾斜を有する場合であっても、マフラーと車体のフレームとの干渉を避けながら、車体のフレームの間の空間の形状に合わせて納めることができる。

本発明によれば、車体への搭載が容易なマフラーを簡易な工程で製造することができる。

実施の形態１にかかるマフラーの形状を示す概略図である。 実施の形態１にかかるマフラーの搭載位置を説明する概略図である。 実施の形態１にかかるマフラーの搭載位置を説明する概略図である。 実施の形態１にかかるマフラー製造方法のフローチャートである。 実施の形態１にかかるマフラー製造方法のトリミング工程の部材きりだし方法を説明する図である。 実施の形態１にかかるマフラー製造方法の曲げ加工工程で用いる曲げ加工機の概略図である。 実施の形態１にかかるマフラー製造方法の曲げ加工工程を説明する図である。 実施の形態１にかかるマフラー製造方法の曲げ加工工程を説明する図である。 実施の形態１にかかるマフラーの斜視図である。 実施の形態１にかかるマフラーの正面図である。 実施の形態１にかかるマフラーの背面図である。 実施の形態１にかかるマフラーの左側面図である。 実施の形態１にかかるマフラーの右側面図である。 実施の形態１にかかるマフラーの平面図である。 実施の形態１にかかるマフラーの底面図である。 実施の形態２にかかるマフラーの形状を示す概略図である。 実施の形態３にかかるマフラーの形状を示す概略図である。 実施の形態３にかかるマフラーの搭載位置を説明する概略図である。 実施の形態３にかかるマフラーの斜視図である。 実施の形態３にかかるマフラーの正面図である。 実施の形態３にかかるマフラーの背面図である。 実施の形態３にかかるマフラーの左側面図である。 実施の形態３にかかるマフラーの右側面図である。 実施の形態３にかかるマフラーの上面図である。 実施の形態３にかかるマフラーの底面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本発明にかかるマフラーは、自動車等の車体に搭載されるものであり、以下の説明では、車体前方及び車体後方との方向を示す語を用いる。車体前方とは、車体が前進する方向であり、車体後方とは、車体が後退する方向をいう。また、上面、下面との語を用いる場合、上面とは車体の屋根が配置される方向であり、下面とは車体が接地する方向をいう。

図１に実施の形態１にかかるマフラー１の形状を示す概略図を示す。図１に示すように、実施の形態１にかかるマフラー１は、筒状部材１０と、第１の封止部１１、第２の封止部１２、排気パイプ１３、吸気ジョイント１４を有する。筒状部材１０は、上面部１０ａ、下面部１０ｂ、側面部１０ｃ、１０ｄにより構成される。

筒状部材１０は、上面部１０ａ及び下面部１０ｂが平面で形成され、側面部１０ｃ、１０ｄが曲面で形成される。そして、上面部１０ａと下面部１０ｂは、側面部１０ｃ及び側面部１０ｄにより接続される。この筒状部材１０は、一枚の平板部材により形成されるものである。また、実施の形態１にかかるマフラー１では、上面部１０ａ及び下面部１０ｂは、それぞれ台形形状を有する。なお、本実施の形態では、上面部１０ａ及び下面部１０ｂが平面であるが、この平面は、側面部１０ｃ、１０ｄよりも平坦であれば良く、多少の曲率を有していても良い。また、平面及び曲面のそれぞれは、多少の凹凸を有していても良い。

第１の封止部１１は、筒状部材１０の前後の開口部のうち車体の前方側の開口部を塞ぐものである。第２の封止部１２は、１０の前後の開口部のうち車体の後方側の開口部を塞ぐものである。第１の封止部１１の横方向の幅は、第２の封止部１２の横方向の幅よりも狭い形状を有する。また、第１の封止部１１の前方側の縦方向の幅は、第２の封止部の縦方向の幅よりも広い形状を有する。つまり、第１の封止部１１と第２の封止部１２とは、それぞれ異なる形状を有する。

排気パイプ１３は、第２の封止部１２に取り付けられる。吸気ジョイント１４は、第１の封止部１１に取り付けられる。つまり、マフラー１は、車体前方側から流入する排気を吸気ジョイントから取り込み、排気パイプ１３により車体後方に排出する。

続いて、実施の形態１にかかるマフラー１の車体への搭載方法について説明する。図２に、実施の形態１にかかるマフラー１の搭載位置を説明する概略図を示す。この図２は、車体を上面視した場合のものである。図２に示すように、車体には一般的に、リアタイヤ及びリアサスペンションの位置に合わせてリアサスペンションメンバー２０が配置される。このリアサスペンションメンバー２０は、台形形状の空き空間を有する。そして、このとき、実施の形態１にかかるマフラー１は、上面視において台形形状を有するため、リアサスペンションメンバー２０と干渉することなく、この空き空間に収まる。

また、図３に実施の形態１にかかるマフラー１の搭載位置を説明する概略図を示す。この図３は、車体を側面視したものである。実施の形態１にかかるマフラー１は、車体前面の高さ（第１の封止部１１の縦方向の幅）が、車体後方の高さ（第２の封止部１２の縦方向の幅）よりも高くなっているため、マフラー１の下面がボディ端面の内側に収まる。このようなことから、マフラー１は、ボディ下面の空力線を阻害することなく、車体の空気抵抗を削減することができる。

上記したように、実施の形態１にかかるマフラー１を用いることで、リアサスペンションメンバー２０等のマフラー配置位置の近傍の構造部材と干渉を回避しながら、マフラーを配置することが容易になる。また、実施の形態１にかかるマフラー１を用いることで、マフラーをボディ端面の内側に納めることができるため、車体のボディ下面の空気の流れを良くして空力性能を向上させることができる。また、実施の形態１にかかるマフラー１では、上面視で台形形状を有するため、干渉物があっても、その後方に回り込むようにマフラーを配置することができる。さらに、実施の形態１にかかるマフラー１は、空き領域を最大限利用した配置が可能であるため、マフラーの大容量化が可能である。このように、マフラーの容量を大きくすることで、騒音の低減、エンジン出力の向上等の効果を得ることができる。

また、本発明では、実施の形態１にかかるマフラー１を製造する製造工程にもマフラー１の形状とは別の特徴を有する。そこで、以下でマフラー製造方法について詳細に説明する。図４に実施の形態１にかかるマフラー製造方法のフローチャートを説明する。なお、マフラー製造方法の説明においては、適宜別の図面を参照して工程について詳細に説明する。

図４に示すように、実施の形態１にかかるマフラー製造方法では、まず、平板材料からくの字型のマフラーボディ部材を切り出す材料トリミング工程を実施する（ステップＳ１）。この材料トリミング工程におけるマフラーボディ部材の部材切り出し方法を説明する図を図５に示す。図５に示すように、材料トリミング工程では、ブランキング型でトリミングすることで一枚の平板部材３０からマフラーボディ部材３１を複数切り出す。このとき、マフラーボディ部材は、くの字型を有する。マフラーボディ部材３１は、筒状部材１０を構成する部材である。マフラーボディ部材３０をくの字型とすることで、平板部材３０の歩留まりを向上させることができる。例えば、クラムシェル型マフラーに比べて高い歩留まり実現することができる。

続いて、材料トリミング工程で切り出したマフラーボディ部材３１に対する曲げ加工を行う曲げ加工工程を実施する（ステップＳ２）。この曲げ加工工程では、上側ローラと下側ローラを有する曲げ加工機の上側ローラと下側ローラとの間に、ガイドによって進入方向を調整しながらマフラーボディ部材３１を進入させ、上側ローラと下側ローラの相対位置を変化させてマフラーボディ部材３１を筒状に加工する。

そこで、図６に実施の形態１にかかるマフラー製造方法で用いる曲げ加工機を説明する概略図を示す。図６に示すように、曲げ加工機は、上側ローラ４０と、下側ローラ４１、４２と、ガイド４３を有する。なお、曲げ加工機には、図示していないワーク台、コンベア等の部材搬送、装置動作に必要な他の構成要素も有する。下側ローラ４１は、マフラーボディ部材３１を搬送するためのものである。下側ローラ４２は、マフラーボディ部材３１に対する曲げ加工を実施するものであり、上側ローラ４０との相対位置が変化するように構成される。ガイド４３は、棒状部材の両端に突起部を有し、当該突起部の間にマフラーボディ部材３１を通過させることで、マフラーボディ部材３１の進入方向を変化させるものである。

また、図７及び図８に、実施の形態１にかかるマフラー製造方法の曲げ加工工程を説明する図を示す。図７は、曲げ加工機にマフラーボディ部材３１を進入させている工程を説明するものである。図７に示すように、マフラーボディ部材３１はくの字型を有するため、マフラーボディ部材３１の一方の辺の曲がり部の長さＤｒ１と、他方の辺の曲がり部の長さＤｒ２とが異なる。そのため、曲げ加工機は、ガイド４３によってマフラーボディ部材３１が曲げ加工機に進入する角度を調整する。これにより、開口部が異なる形状となるマフラー１の筒状部材１０を形成することができる。

また、図８は、曲げ加工機がマフラーボディ部材３１を曲げる工程を説明する図である。図８に示すように、曲げ加工機は、下側ローラ４２と上側ローラ４０との相対位置を変化させることで、マフラーボディ部材３１の側面の曲面を形成する。なお、曲げ加工機は、平面を形成する場合は、下側ローラ４１、４２の水平位置を同じ高さとする。

続いて、実施の形態１にかかるマフラー製造方法では、筒状に加工されたマフラーボディ部材３１の長辺方向の２つの端部を接合する第１の接合工程を実施する（ステップＳ３）。この接合工程では、かしめ加工、或いは、溶接等の接合手段を用いてマフラーボディ部材３１の長辺方向の２つの端部を接合する。特に、かしめ加工では、接合する端部を圧着するものであり、溶接に比べてコストが低いメリットがある。

続いて、実施の形態１にかかるマフラー製造方法では、騒音器等の内部構造部材を筒状に加工されたマフラーボディ部材３１の内部に挿入する内部構造部材挿入工程を実施する（ステップＳ４）。この内部構造部材挿入工程では、挿入した内部構造部材をスポット溶接等の接合手段を用いてマフラーボディ部材に接合する。

続いて、実施の形態１にかかるマフラー製造方法では、筒状に加工されたマフラーボディ部材３１の開口部にフタを接合する第２の接合工程を実施する（ステップＳ５）。この第２の接合工程では、マフラー１の前部と後部のフタ部、つまり、第１の封止部１１及び第２の封止部１２を筒状部材１０に接合する。第２の接合工程では、かしめ加工、或いは、溶接等の接合手段により筒状部材１０と第１の封止部１１及び第２の封止部１２とを接合する。

続いて、実施の形態１にかかるマフラー製造方法では、マフラーボディ部材３１、第１の封止部１１及び第２の封止部１２により形成された部材に吸気ジョイント１４及び排気パイプ１３を接合する第３の接合工程を実施する（ステップＳ６）。このステップＳ６を実施することで、図１に示したマフラー１が完成する。そして、ステップＳ７として、ステップＳ６で完成したマフラー１の仕上がりを検査し、合格すれば出荷可能なマフラーが完成する。

ここで、実施の形態１にかかるマフラー１の詳細な形状を図９〜図１５を参照して説明する。なお、図９〜図１５では、実施の形態１にかかるマフラー１において適宜形状を設定しうる排気パイプ１３、吸気ジョイント１４、及び、製造工程において形成されるリブについては破線で示した。また、図９〜図１５では、適宜形状を設定しうる筒状部材１０、第１の封止部１１及び第２の封止部１２に設けられるエンボスの形状については破線で示した。

図９は、実施の形態１にかかるマフラー１の斜視図である。図１０は、実施の形態１にかかるマフラー１の正面図である。図１１は、実施の形態１にかかるマフラー１の背面図である。図１２は、実施の形態１にかかるマフラー１の左側面図である。図１３は、実施の形態１にかかるマフラー１の右側面図である。図１４は、実施の形態１にかかるマフラー１の平面図である。図１５は、実施の形態１にかかるマフラー１の底面図である。

図９〜図１５に示すように、実施の形態１にかかるマフラー１は、第１の封止部１１の幅（図１０の図面左右方向）が第２の封止部１２の幅（図１１の図面左右方向）よりも小さい。一方、実施の形態１にかかるマフラー１は、第１の封止部１１の高さ（図１０の図面上下方向）が第２の封止部１２の高さ（図１１の図面上下方向）よりも大きい。また、実施の形態１にかかるマフラー１は、筒状部材１０の側面が曲面になるように形成される。また、図１４の平面図及び図１５の底面図を参照すると、実施の形態１にかかるマフラー１は、筒状部材１０は、台形形状を有する。

上記説明より、実施の形態１にかかるマフラー製造方法によれば、ガイド４３により曲げ加工機へのマフラーボディ部材３１の進入方向を調節し、簡単な曲げ加工を行うのみで、マフラー１の筒状部材１０を形成することができる。つまり、実施の形態１にかかるマフラー製造方法によれば、コストが高い巻き付け型等を用いることなく、簡易な方法で筒状部材１０を形成することができる。

また、実施の形態１にかかるマフラー製造方法では、マフラー１の筒状部材１０を形成する場合にかしめ加工等の低コスト、且つ、短時間で工程が完了する加工方法を用いて筒状部材１０を形成できるため、工程コストの低減、加工時間の削減を実現することができる。

実施の形態２
実施の形態２では、マフラー１の別の形状の例となるマフラー２について説明する。図１６に実施の形態２にかかるマフラー２の形状を示す概略図を示す。なお、実施の形態２の説明において、実施の形態１の構成要素と同じ構成要素については実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略する。

図１６に示すように、実施の形態２にかかるマフラー２は、側面部が平面になっている点が実施の形態１にかかるマフラー１とは異なる。曲げ加工機による側面部の加工及びガイド４３の制御方法を調節することで、このような形状とすることも可能である。

車体における空き領域の形状によっては、マフラー２のような形状とすることで容量を増大させることができる。また、このような形状としても、実施の形態１と同様に設置性の向上及び空力性能の向上の効果を得ることはできる。

実施の形態３
実施の形態３では、マフラー１の別の形状の例となるマフラー３について説明する。図１７に実施の形態３にかかるマフラー３の形状を示す概略図を示す。なお、実施の形態３の説明において、実施の形態１の構成要素と同じ構成要素については実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略する。

図１７に示すように、実施の形態３にかかるマフラー３は、実施の形態１にかかるマフラー１を左右非対称にしたものである。マフラーを搭載できる空き領域が左右非対称である場合には、このようにマフラーの形状を左右非対称とすることで、実施の形態１にかかるマフラー１と同様に設置性を向上させることができる。また、マフラーを左右非対称として空き領域の形状に合わせることで、マフラーの容量を最大限に大きくすることができる。

ここで、実施の形態３にかかるマフラーの搭載位置を説明する概略図を図１８に示す。図１８に示すように、実施の形態３にかかるマフラー３は、リアサスペンションメンバー２０の下部に配置されるアンダーパネル２１を避けるような形状を有する。リアサスペンションメンバー２０の下部にアンダーパネル２１等の他の構造物があるような場合、実施の形態１にかかるマフラー１ではアンダーパネル２１と干渉を起こす場合がある。しかし、実施の形態３にかかるマフラー３を用いることで、干渉を避けながら、マフラーの容量を最大化することができる。

なお、実施の形態３にかかるマフラー３は、曲げ加工工程においてガイド４３により、マフラーボディ部材３１の進入方向を変更するのみで実施の形態１と同様の加工方法により、マフラーの形状を左右非対称とすることができる。

ここで、実施の形態３にかかるマフラー３の詳細な形状を図１９〜図２５を参照して説明する。なお、図１９〜図２５では、実施の形態３にかかるマフラー３において適宜形状を設定しうる排気パイプ１３、吸気ジョイント１４、及び、製造工程において形成されるリブについては破線で示した。また、図１９〜図２５では、適宜形状を設定しうる筒状部材１０、第１の封止部１１及び第２の封止部１２に設けられるエンボスの形状については破線で示した。

図１９は、実施の形態３にかかるマフラー３の斜視図である。図２０は、実施の形態３にかかるマフラー３の正面図である。図２１は、実施の形態３にかかるマフラー３の背面図である。図２２は、実施の形態３にかかるマフラー３の左側面図である。図２３は、実施の形態３にかかるマフラー３の右側面図である。図２４は、実施の形態３にかかるマフラー３の平面図である。図２５は、実施の形態３にかかるマフラー３の底面図である。

図１９〜図２５に示すように、実施の形態３にかかるマフラー３は、第１の封止部１１の幅（図２０の図面左右方向）が第２の封止部１２の幅（図２１の図面左右方向）よりも小さい。一方、実施の形態３にかかるマフラー３は、第１の封止部１１の高さ（図２０の図面上下方向）が第２の封止部１２の高さ（図２１の図面上下方向）よりも大きい。また、実施の形態３にかかるマフラーは、筒状部材１０の側面が曲面になるように形成される。また、図２４の平面図及び図２５の底面図を参照すると、実施の形態３にかかるマフラーは、筒状部材１０は、左右が非対称な台形形状を有する。

上記説明は、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の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において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

１ マフラー
２ マフラー
３ マフラー
１０ 筒状部材
１０ａ 上面部
１０ｂ 下面部
１０ｃ 側面部
１０ｄ 側面部
１１ 第１の封止部
１２ 第２の封止部
１３ 排気パイプ
１４ 吸気ジョイント
２０ リアサスペンションメンバー
２１ アンダーパネル
３０ 平板部材
３１ マフラーボディ部材
４０ 上側ローラ
４１ 下側ローラ
４２ 下側ローラ
４３ ガイド

Claims (3)

1. 上面部と、
   下面部と、
   曲面又は平面で構成され、前記上面部と前記下面部とを接続する側面部と、
   前記上面部と前記下面部と前記側面部とにより構成される筒状部材の一方の開口部を封止する第１の封止部と、
   前記筒状部材の他方の開口部を封止する第２の封止部と、を有し、
   前記上面部と前記下面部と前記側面部は、一枚の平板部材により形成され、
   前記第１の封止部と前記第２の封止部とが異なる形状を有し、
   前記第１の封止部の横方向の幅は、前記第２の封止部の横方向の幅よりも狭い形状を有するマフラー。
2. 前記第１の封止部の縦方向の幅は、前記第２の封止部の縦方向の幅よりも広い請求項１に記載のマフラー。
3. 前記上面部及び下面部は、台形形状を有する請求項１又は２に記載のマフラー。

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