JP6162541B2 - マフラ - Google Patents
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Description
また、特許文献2には、仕切板で仕切られた第1室及び第2室を有する汎用エンジンのマフラにおいて、仕切板の一部に第2室側へ突出する凹部を形成し、これがラスメタルの近傍まで達するようにしたことが記載されている。
また、特許文献3には、マフラの中央付近に仕切板を設けるとともに、仕切板の周囲がマフラ本体に溶接などで固着されることが記載されている。
上述したような板金部品により構成されたマフラの場合、マフラの壁面が排気脈動やエンジンから伝搬される振動に起因して振動するいわゆるシェル音の発生が問題となる。
このようなシェル音の低減には、例えば部材自体の強度を向上したり、補強用の部材を追加して壁面の剛性を向上することが有効であるが、前者の場合にはビードの形成や曲面化などによって製品の加工工程や金型の製作が煩雑となり、後者の場合には部品点数や重量が増加してしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、簡単な構成により剛性を向上し、壁面振動による騒音を低減したマフラを提供することである。
請求項1に係る発明は、エンジンの排気ポートに取り付けられるマフラであって、板金をプレス成型して形成され外周縁部を接合することによって内部に空間部が形成される第1の外壁部材及び第2の外壁部材と、外周縁部を前記第1の外壁部材及び前記第2の外壁部材と接合され前記空間部内を仕切る仕切板とを有し、前記仕切板の外周縁部から離間した箇所における表面と前記第1の外壁部材の内面とを当接させ固定し、前記仕切板は、第1仕切板と第2仕切板とを重ね合わせて構成されるとともに、前記第1仕切板と前記第2仕切板との間に排ガスを搬送しかつ一部に湾曲部を有する管路が設けられ、前記管路の前記湾曲部の内径側でありかつ前記仕切板と前記第1の外壁部材との固定箇所と前記湾曲部との間の領域に、前記第1の外壁部材と前記第2の外壁部材との一方側から他方側へ移動する排ガスが通過するキャタライザが取り付けられることを特徴とするマフラである。
これによれば、仕切板と第1の外壁部材とを中央部で固定することによって、マフラの剛性が向上するとともに、仕切板と第1の外壁部材とが独立して振動することが抑制され、シェル騒音を低減することができる。さらに、剛性向上によって、信頼性、耐久性も向上する。
また、他部品の追加や、部品構造、形状の複雑化を伴わない簡素な構成によって上述した効果を得ることができ、部品点数、重量、部品コスト等の増加を防止することができる。
これによれば、仕切板と第1の外壁部材とを連結する突出部を設けたことによって、突出部以外の領域では仕切板と第1の外壁部材との間隔を確保して、これらの間に形成される空間部の容積を確保することができる。
請求項3に係る発明は、前記仕切板と前記第1の外壁部材とをスポット溶接により固定したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のマフラである。
これによれば、簡単かつ軽量な構成により十分な接合強度を得ることができる。
実施例のマフラは、例えば、ポータブル発電機に搭載され、発電装置を駆動する汎用エンジンの排気ポートに取り付けられるものである。
図1は、実施例のマフラの分解斜視図である。
図2は、実施例のマフラをエンジン側から見た図である。
図3は、図2のIII−III部矢視断面図である。
図4は、図3のIV−IV部矢視断面図である。
図5は、図4のV−V部矢視断面図である。
図6は、図4のVI−VI部矢視断面図である。
マフラ1は、第1マフラボディ10、第2マフラボディ20、第1仕切板30、第2仕切板40、ホルダプレート50,60、グラスウールマット70,80,90、インレットパイプ100、ホルダパイプ110、テールパイプ120、パイプ130、キャタライザ140等を有して構成されている。
第1マフラボディ10は、図示しないエンジンの排気ポート側に設けられ、第2マフラボディ20は、排気ポートの反対側に設けられている。
第1マフラボディ10をエンジン側から見た平面形状は、実質的に矩形状に形成されている。
第1マフラボディ10の外周縁部には、第2マフラボディ20との接合に用いられるフランジ部11が形成されている。
フランジ部11は、第2マフラボディ20のフランジ部21に、カシメ加工により実質的に全周にわたって接合される。
第1マフラボディ10のエンジン側の面部には、インレットパイプ開口12、ボルト開口13、凹部14等が形成されている。
インレットパイプ開口12は、第1マフラボディ10の上端部近傍でありかつ一方の側端部近傍に配置されている。
ボルト開口13は、インレットパイプ開口12を挟んで例えば一対形成されている。
ボルト開口13の周縁部は、マフラ1の内部側に円筒状に立ち上げて形成されている。
この立ち上げ部は、パイプ130の内径側に挿入されパイプ130の位置決めを行うものである。
凹部14は、グラスウールマット70を収容する収容部としても機能する。
テールパイプ保持部15は、第2マフラボディ20のテールパイプ保持部24と協働して、テールパイプ120を保持する部分である。
第2マフラボディ20をエンジン側から見た平面形状は、実質的に第1マフラボディ10と同様の矩形状に形成されている。
第2マフラボディ20の外周縁部20には、第1マフラボディ10との接合に用いられるフランジ部21が形成されている。
ボルト開口22は、ボルト開口13と同心となるように一対が形成され、ボルトが挿入される開口である。
ボルト開口22の周縁部は、マフラ1の内部に円筒状に立ち上げて形成されている。
この立ち上げ部は、パイプ130の内径側に挿入されパイプ130の位置決めを行うものである。
インレットパイプ係合孔23は、インレットパイプ100の第2マフラボディ20側の端部に形成された突起102が係合する孔部である。
第1仕切板30、第2仕切板40は、例えば鋼板をプレス成型することによってパネル状に形成されている。
第1仕切板30、第2仕切板40は、主要部分が密着するように重ね合わせられるとともに、この密着している範囲における複数個所をスポット溶接によって接合されている。
第2仕切板40は、第1仕切板30の第2マフラボディ20側の面部に取り付けられている。
第1仕切板30、第2仕切板40の外周縁部は、第1マフラボディ10のフランジ部11と第2マフラボディ20のフランジ部21をカシメによって接合する際に、フランジ部11,21の間に挟み込んで固定されるようになっている。
インレットパイプ開口31は、第1マフラボディ10のインレットパイプ開口12と同心に形成され、インレットパイプ100が挿入されるものである。
ボルト開口32は、第1マフラボディ10のボルト開口13と同心に形成され、ボルトが挿入されるパイプ130が挿入されるものである。
キャタライザ開口33は、キャタライザ140が挿入される開口であって、インレットパイプ開口31に対して第1仕切板30の対角線方向に離間して配置されている。
開口34は、第2仕切板40の突出部44が挿入される開口である。
開口34は、第1仕切板30の中央部であって、インレットパイプ開口31とキャタライザ開口33との中間部に配置されている。
インレットパイプ受け部41は、インレットパイプ100の端部に挿入され、インレットパイプ100の位置決めに用いられる円盤状の凸部である。
インレットパイプ受け部41に隣接して、インレットパイプ100の突起102が挿入される貫通孔41aが形成されている。
ボルト開口42は、第1マフラボディ10のボルト開口13と同心に形成され、ボルトが挿入されるパイプ130が挿入されるものである。
キャタライザ開口43は、キャタライザ140が挿入される開口であって、キャタライザ開口33と同心に配置されている。
突出部44は、第2仕切板40の中央部を第1マフラボディ10側にブリスター状に突出させて形成された部分である。
突出部44の突端部には、第1マフラボディ10の内面と当接する実質的に平坦な面部が形成されている。
この面部は、第1マフラボディ10の内面とスポット溶接によって接合されている。
このスポット溶接は、第2マフラボディ20を第1マフラボディ10にカシメ加工によって接合する前に行われる。
第1仕切板30及び第2仕切板40を、部分的に相互に離間するように突出させることによって、第1仕切板30と第2仕切板40との間には、入口空間部151、及び、導入部152、第1屈曲部153、グラスウールマット収容部154、第2屈曲部155、テールパイプ保持部156等を排ガス上流側から順次有する排気管路が形成されている。
入口空間部151は、インレットパイプ100を収容する空間部であって、エンジンの排気ポートから出た排ガスは、インレットパイプ100を介して入口空間部151内へ導入される。
入口空間部151は、第1マフラボディ10と第1仕切板30との間に形成される第1室C1と連通しており、入口空間部151に導入された排ガスは、先ず第1室C1に流入する。
第1仕切板30、第2仕切板40のインレットパイプ開口31、インレットパイプ受け部41、ボルト開口32,42は、入口空間部151に形成されている。
導入部152は、入口空間部151の直下に隣接して配置されている。
グラスウールマット収容部154は、マフラ1の下端部近傍に配置され、実質的に水平方向に沿って配置されている。
グラスウールマット90の内周面部は、ホルダパイプ110によって保持されている。
キャタライザ140は、S字状の第2屈曲部155における下側の湾曲部の内径側に配置されている。
テールパイプ保持部156には、テールパイプ120が挿入され固定されている。
ホルダプレート50は、例えば、小径の開口が多数配列されたパンチングメタルによって形成されている。
ホルダプレート60は、例えば、小径の開口が多数配列されたパンチングメタルによって形成されている。
グラスウールマット90は、第1仕切板30と第2仕切板40との間に形成される排気管路のグラスウールマット収容部154内に収容される消音用の部材である。
グラスウールマット90は、チューブ状に巻かれた状態で、グラスウールマット収容部154の内周面に添付される。
グラスウールマット90の内周面部は、ホルダパイプ110が挿入され、ホルダパイプ110によって保持される。
インレットパイプ100は、第1マフラボディ10のインレットパイプ開口12から、第1仕切板30のインレットパイプ開口31に順次挿入され、第2仕切板40のインレットパイプ受け部41に突き当てられた状態で固定される。
インレットパイプ100には、開口101、突起102等が形成されている。
突起102は、インレットパイプ100の第2マフラボディ20側の端部から突き出して形成されている。
突起102は、例えば周上2箇所設けられ、第2仕切板40の貫通孔41aを介して第2マフラボディ20のインレットパイプ係合孔23に挿入され、第2マフラボディ20と溶接等によって固定される。
ホルダパイプ110は、チューブ状に巻かれたグラスウールマット90の脱落、張出等を防止するよう、その内周面部を保持する部材である。
テールパイプ120は、さらに、第1マフラボディ10、第2マフラボディ20のテールパイプ保持部15,24によっても保持される。
パイプ130は、第1マフラボディ10のボルト開口13、第2マフラボディ20のボルト開口23の周縁部(立ち上げ部)が両端部に挿入された状態で位置決めされ、固定されるとともに、その中間部は第1仕切板30、第2仕切板40のボルト開口32、42に挿入されている。
パイプ130は、ボルトを締結した際のボルト張力が付加されるとともに、ボルト張力によるマフラ1の変形を防止する。
キャタライザ140は、第1仕切板30、第2仕切板40のキャタライザ開口33,43に挿入され固定されている。
排ガスは、第1室C1から第2室C2へ移動する際にキャタライザ140を通過し、浄化処理される。
その後、キャタライザ140を介して第1室C1から第2室C2に導入され、導入部152から第1仕切板30と第2仕切板40との間の排気管路に入る。
そして、導入部152から第1屈曲部153、グラスウールマット収容部154、第2屈曲部155を順次通過し、テールパイプ保持部156に保持されたテールパイプ120から外部へ排出される。
(1)第2仕切板40と第1マフラボディ10とを中央部で固定することによって、マフラ1の剛性が向上するとともに、仕切板30,40と第1マフラボディ10とが独立して振動することが抑制され、シェル騒音を低減することができる。
また、他部品の追加や、部品構造、形状の複雑化を伴わない簡素な構成によって上述した効果を得ることができ、部品点数、重量、部品コスト等の増加を防止することができる。
(2)第2仕切板40と第1マフラボディ10とを連結する突出部44を設けたことによって、突出部44以外の領域では仕切板30,40と第1マフラボディ10との間隔を確保して、これらの間に形成される第1室C1の容積を確保することができる。
(3)突出部44と第1マフラボディ10とをスポット溶接により固定することによって、簡単かつ軽量な構成により十分な接合強度を得ることができる。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)マフラを構成する各部材の形状、構造、材質、製法等は上述した実施例に限定されず適宜変更することができる。
例えば、仕切板によるマフラ内の分割の仕方や、排ガスが通過する流路の配置、グラスウールマット等の消音材の配置等は適宜変更することが可能である。
また、本発明のマフラは、例えば可搬式の発電機に設けられるエンジンの他、例えば産業用、ガーデニング用等として用いられるあらゆる汎用エンジンに適用可能である。
(2)実施例では、仕切板の一箇所を第1マフラボディ(外壁部材)とスポット溶接により固定しているが、複数箇所を固定するようにしてもよい。また、接合方法もスポット溶接に限らず、接着、溶着、ネジやリベット等の機械的締結手段など他の手法を用いてもよい。
(3)実施例では仕切板にマフラボディ側に突出した突出部を形成しているが、マフラボディ側に仕切板側に突出した突出部を形成してもよい。
10 第1マフラボディ 11 フランジ部
12 インレットパイプ開口 13 ボルト開口
14 凹部 15 テールパイプ保持部
20 第2マフラボディ 21 フランジ部
22 ボルト開口 23 インレットパイプ係合孔部
24 テールパイプ保持部
30 第1仕切板 31 インレットパイプ開口
32 ボルト開口 33 キャタライザ開口
34 開口
40 第2仕切板 41 インレットパイプ受け部
41a 貫通孔 42 ボルト開口
43 キャタライザ開口 44 突出部
50 ホルダプレート 60 ホルダプレート
70 グラスウールマット 80 グラスウールマット
90 グラスウールマット 100 インレットパイプ
101 開口 102 突起
110 ホルダパイプ 120 テールパイプ
130 パイプ 140 キャタライザ
C1 第1室 C2 第2室
Claims (3)
- エンジンの排気ポートに取り付けられるマフラであって、
板金をプレス成型して形成され外周縁部を接合することによって内部に空間部が形成される第1の外壁部材及び第2の外壁部材と、
外周縁部を前記第1の外壁部材及び前記第2の外壁部材と接合され前記空間部内を仕切る仕切板とを有し、
前記仕切板の外周縁部から離間した箇所における表面と前記第1の外壁部材の内面とを当接させ固定し、
前記仕切板は、第1仕切板と第2仕切板とを重ね合わせて構成されるとともに、前記第1仕切板と前記第2仕切板との間に排ガスを搬送しかつ一部に湾曲部を有する管路が設けられ、前記管路の前記湾曲部の内径側でありかつ前記仕切板と前記第1の外壁部材との固定箇所と前記湾曲部との間の領域に、前記第1の外壁部材と前記第2の外壁部材との一方側から他方側へ移動する排ガスが通過するキャタライザが取り付けられること
を特徴とするマフラ。 - 前記仕切板及び前記第1の外壁部材の少なくとも一方における外周縁部から離間した箇所に、他方側に突出して形成された突出部を形成し、前記突出部において前記仕切板と前記第1の外壁部材とを固定したこと
を特徴とする請求項1に記載のマフラ。 - 前記仕切板と前記第1の外壁部材とをスポット溶接により固定したこと
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のマフラ。
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