JP6275095B2

JP6275095B2 - 排気マフラー

Info

Publication number: JP6275095B2
Application number: JP2015191439A
Authority: JP
Inventors: 弘明加▲瀬▼; 智石原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2018-02-07
Anticipated expiration: 2035-09-29
Also published as: US20170089239A1; JP2017066927A; EP3150820A1; US9856766B2; EP3150820B1

Description

本発明は、排気マフラー及び消音材に関する。

従来、車両の排気マフラーにおいて、断熱及び消音のために、グラスウールを挿入している。
特許文献１には、排気マフラー内に消音材としてグラスウールを挿入する際、グラスウールの飛散を防ぐために、長繊維を多数本集束した集束材を重ねて平面状に接着固定することが開示されている。また、このような平面状の集束材を折りたたんで排気マフラー内に配置することも開示されている。

特開平１１−３２４６４１号公報

排気マフラー内の消音材は、流速が高く、温度の高い排気ガスが直接当たる部位に用いるために、短いガラス繊維を例えばニードルパンチという製法でガラスマットに成形する。このため、排気ガスの背圧により、絡み合った繊維が飛散しやすい。これに対し、例えばコロイダルシリカを主成分としたバインダーをガラスマットに含浸させて成形し、柔軟性のあるマットを固形化することで、耐飛散性を向上させる手法があるが、この場合、成形した消音材に円筒部分に組み付けできず、スリットの追加などが必要となり、このスリットからグラスウールが飛散してしまう。したがって、耐飛散性が高く、成形が不要な消音材が求められている。
一方、特許文献１の排気マフラー及び消音材では、繊維端が多数存在することとなり、やはり耐飛散性を低下させてしまう。また、繊維端を露出しないような処理が必要となり、多くの工数がかかってしまう。

そこで本発明は、消音材の耐飛散性が高くかつ成形が不要な排気マフラー及びその消音材を提供する。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、エンジンの排気が導入される排気導入室（１１，５１，５２，５３）と、前記排気導入室（１１，５１，５２，５３）内に挿入される消音材（１３，１１３）と、を備える排気マフラー（１０，５０）において、前記消音材（１３，１１３）は、ガラス繊維の長繊維（５）を編んだ編物（１３Ａ）からなり、前記排気導入室（１１，５１，５２，５３）内にその内周壁（２６）から離間して挿入されて排気を導くインナーパイプ（１７，５７，５８，５９）を備え、前記消音材（１３，１１３）は、前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）の外周壁（２３，５９ａ）と前記排気導入室（１１，５１，５２，５３）の内周壁（２６）との間に配置され、前記消音材（１３，１１３）は、前記編物（１３Ａ）を前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）の軸方向に折り返す折り部（２７）を備え、前記折り部（２７）は、前記排気導入室（１１，５１，５２，５３）の排気上流側に配置され、前記消音材（１３，１１３）は、前記排気導入室（１１，５１，５２，５３）の排気上流側にて、前記編物（１３Ａ）の末端（ｔ１）を前記折り部（２７）の内側に配置することを特徴とする。
請求項２に記載した発明は、前記消音材（１３，１１３）は、前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）の周方向に連続する筒状に形成されることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、前記編物（１３Ａ）は、前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）の周方向に伸縮するゴム編みにより形成され、軸方向に折り返して折りたたまれるとともに、折りたたまれた部位の内側に中綿（３２）が配置されることを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）の外周壁（２３，５９ａ）に貫通孔（２４，５９ｂ）が形成され、前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）が導く排気ガスは、前記貫通孔（２４，５９ｂ）を通過して前記排気導入室（１１，５１，５２，５３）にて膨張し、前記消音材（１３，１１３）は、前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）の外周に保持されることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、消音材における繊維端の露出を極力少なくすることができ、消音材の耐飛散性を向上させることができる。また、消音材が長繊維の編物からなるので、短繊維使用時のような成形が不要となり、工数削減を図ることができる。
また、インナーパイプの外周壁と排気導入室の内周壁とで消音材を保持でき、消音材の形状維持を容易にすることができる。
また、編物の折り返しによりインナーパイプの外周に複数層の消音材を配置することができる。また、編物の折り部を排気上流側に配置することで、編物の末端を排気上流側に配置する場合と比べて、排気圧の高い排気上流側での耐飛散性をさらに向上させることができる。
また、編物の折りたたみにより排気上流側に編物の末端が配置される場合にも、該末端を折り部の内側に配置して耐飛散性を向上させることができる。また、編物の折りたたみによりインナーパイプの外周に多重層の消音材を配置することができる。
請求項２に記載した発明によれば、インナーパイプの周方向に消音材を均一に配置しやすく、消音材を効率よく排気導入室内に配置して軽量化を図ることができる。また、消音材が編物からなるので、周方向に連続する筒状の消音材を容易に形成することができる。
請求項３に記載した発明によれば、インナーパイプの周方向に伸縮するゴム編みの編物により、消音材をインナーパイプの外周にフィットして配置することができる。また、折りたたんだ編物の内側に中綿を配置することで、耐飛散性を向上させつつ消音性を高めることができる。
請求項４に記載した発明によれば、排気圧の高い排気がインナーパイプの貫通孔を通過して排気導入室で膨張する構造において、消音材をインナーパイプの外周に保持し、専用の保持部材を不要として簡素化及び軽量化を図るとともに、排気ガス膨張時のエネルギーを消音材で効果的に減衰することができる。

本発明の実施形態における排気マフラーの軸方向に沿う断面図である。上記排気マフラーの消音材の斜視図である。上記消音材の軸方向に沿う断面図である。上記消音材の編み目の第一説明図である。上記消音材の編み目の第二説明図である。多段膨張式の排気マフラーに適用した例の図１に相当する断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示す排気マフラー１０は、自動二輪車等の車両に用いられるもので、該車両のエンジン（内燃機関）の排気ガスが排気管２を介して導入される。排気マフラー１０は、排気管２に対して断面を拡大し、排気管２から導入される排気ガスを膨張させ、排気エネルギーを減衰して消音する。排気マフラー１０は、排気ガスを導入し膨張させる膨張室１１を形成するマフラー本体１０Ａと、膨張室１１内に配置される消音材１３と、を備える。マフラー本体１０Ａは、直線状に延びる筒状の外観をなす。以下、マフラー本体１０Ａの筒形状の長手方向を前後方向とし、排気管２が接続される側を前側、排気管２と反対側で排気口１２を形成する側を後側とする。

マフラー本体１０Ａは、フロントキャップ１４と、筒体１５と、エンドキャップ１６と、インナーパイプ１７と、フロントパイプ１８と、を備える。フロントキャップ１４、筒体１５及びエンドキャップ１６により、前後方向に延びる膨張室１１が形成される。フロントキャップ１４は、インナーパイプ１７の前端部を貫通させて保持する。エンドキャップ１６は、インナーパイプ１７の後端部を貫通させて保持する。インナーパイプ１７は、前後方向に延びる筒状の筒体１５と平行な円筒状に形成される。筒体１５ひいては排気マフラー１０の断面形状は、楕円を含む円形状及び各種の多角形状の何れかに形成される。筒体１５の上部には、車体取り付け用のブラケット２１が固定される。

インナーパイプ１７の前方には、フロントパイプ１８が一体に連なる。フロントパイプ１８の前端部は、排気管２を接続する口金部１８ａとされる。インナーパイプ１７の後端開口は、エンドキャップ１６の貫通孔内に位置し、排気マフラー１０後端の排気口１２を形成する。
インナーパイプ１７は、膨張室１１の内部において、筒体１５内周の内周壁２６から離間して配置される。なお、本実施形態では筒体１５と内周壁２６とは一体であるが、これらが互いに別体をなして二重筒を構成してもよい。インナーパイプ１７には、前後方向に直線状に延びる外周壁２３に、いわゆるパンチング孔である複数の貫通孔２４が形成される。

消音材１３は、筒体１５内周の内周壁２６とインナーパイプ１７の外周壁２３との間を埋めるように配置される。
図２、図３を参照し、消音材１３は、ガラス繊維の長繊維（グラスファイバー）を用いた長繊維糸５を筒状に編んだ編物１３Ａから成形される。消音材１３は、インナーパイプ１７の外周を包み込むようにインナーパイプ１７の外周に装着されて保持される。

編物１３Ａは、グラスファイバーを用いた長繊維糸５によって、インナーパイプ１７の周方向に伸縮可能な例えばゴム編みを施すことで形成される。編物１３Ａひいては消音材１３は、インナーパイプ１７の周方向に連続する筒状に形成される。
消音材１３は、編物１３Ａをインナーパイプ１７の軸方向に複数回（本実施形態では二回）折り返す。これにより、編物１３Ａは、インナーパイプ１７の外周で三重に折りたたまれる。消音材１３は、膨張室１１の前側（排気上流側）に第一折り部２７を配置し、膨張室１１の後側（排気下流側）に第二折り部２８を配置する。

編物１３Ａは、外筒部２９、中筒部３０及び内筒部３１を有するように折りたたまれる。
外筒部２９は、第一折り部２７から後方へ延び、中筒部３０は、外筒部２９後方の第二折り部２８から前方へ延びる。内筒部３１は、第一折り部２７から後方へ延びる。内筒部３１と外筒部２９との間には、中筒部３０が挟み込まれる。中筒部３０と外筒部２９との間には、例えばグラスマットにより成形された中綿３２が挟み込まれる。これにより、消音材１３が四重層に形成される。

筒状の編物１３Ａの両末端の内、前方を向く一端ｔ１は、第一折り部２７の内側に配置される。これにより、膨張室１１における比較的排気圧の高い排気上流側において、編物１３Ａの末端の露出が抑えられる。編物１３Ａの末端には繊維端が表出しやすいが、この末端を第一折り部２７の内側に配置することで、排気圧によるガラス繊維の飛散が抑えられる。また、中綿３２の前後末端は、それぞれ第一折り部２７又は第二折り部２８の内側に配置される。これにより、中綿３２においても、排気圧によるガラス繊維の飛散が抑えられる。

なお、筒状の編物１３Ａの両末端の内、後方を向く他端ｔ２は、第二折り部２８の内周側に隣接して配置される。この末端は、膨張室１１における比較的排気圧の低い排気下流側にあり、かつ排気下流側である後方を向くため、消音材１３の外部に露出することの影響は少ない。

編物１３Ａをゴム編みで編む場合、まず、つくり目を作り、その後に、一段面の一目ずつ表編み、裏編みを繰り返し、次に、二段目の一目ずつ表編み、裏編みを繰り返す。この工程を以降の段でも行い、筒状の編物１３Ａを成形する。
なお、図４に示すように、消音材１３を横メリヤスで編んでもよい。この場合、長繊維糸５によって、まず、つくり目を作り、その後に、一段目の表編みを行い、一段目の後に二段目の裏編みを行う。その後、三段目の表編みを行い、三段目の後に四段目の裏編みを行う、という工程を繰り返していく。
また、図５に示すように、消音材１３を緯メリヤスで編んでもよい。この場合も、横メリヤスと同様に長繊維糸５を編み込んでいく。

以上説明したように、上記実施形態の排気マフラー１０及び消音材１３によれば、排気マフラー１０の膨張室１１に挿入する消音材１３が、ガラス繊維の長繊維糸５を編んだ編物１３Ａからなることで、消音材１３における繊維端の露出を極力少なくすることができ、消音材１３の耐飛散性を向上させることができる。また、消音材１３が長繊維糸５の編物１３Ａからなるので、短繊維使用時のような成形が不要となり、工数削減を図ることができる。

また、消音材１３が、インナーパイプ１７の外周壁２３と膨張室１１の内周壁２６との間に配置されることで、インナーパイプ１７の外周壁２３と膨張室１１の内周壁２６とで消音材１３を保持でき、消音材１３の形状維持を容易にすることができる。

また、消音材１３が、インナーパイプ１７の周方向に連続する筒状に形成されることで、インナーパイプ１７の周方向に消音材１３を均一に配置しやすく、消音材１３を効率よく膨張室１１内に配置して軽量化を図ることができる。また、消音材１３が編物１３Ａからなるので、周方向に連続する筒状の消音材１３を容易に形成することができる。

また、消音材１３が、編物１３Ａをインナーパイプ１７の軸方向に折り返す折り部２７を備え、この折り部２７が、膨張室１１の排気上流側に配置されることで、編物１３Ａの折り返しによりインナーパイプ１７の外周に複数層の消音材１３を配置することができる。また、編物１３Ａの折り部を排気上流側に配置することで、編物１３Ａの末端を排気上流側に配置する場合と比べて、排気圧の高い排気上流側での耐飛散性をさらに向上させることができる。

また、消音材１３が、膨張室１１の排気上流側で、編物１３Ａの末端（一端ｔ１）を折り部２７の内側に配置することで、編物１３Ａの折りたたみにより排気上流側に編物１３Ａの末端が配置される場合にも、該末端を折り部の内側に配置して耐飛散性を向上させることができる。また、編物１３Ａの折りたたみによりインナーパイプ１７の外周に多重層の消音材１３を配置することができる。

また、編物１３Ａが、インナーパイプ１７の周方向に伸縮するゴム編みにより形成され、軸方向に折り返して折りたたまれるとともに、折りたたまれた部位の内側に中綿３２が配置されることで、インナーパイプ１７の周方向に伸縮するゴム編みの編物１３Ａにより、消音材１３をインナーパイプ１７の外周にフィットして配置することができる。また、折りたたんだ編物１３Ａの内側に中綿３２を配置することで、耐飛散性を向上させつつ消音性を高めることができる。

また、インナーパイプ１７の外周壁２３に貫通孔２４が形成され、インナーパイプ１７が導く排気ガスは、貫通孔２４を通過して膨張室１１にて膨張し、消音材１３は、インナーパイプ１７の外周に保持されることで、排気圧の高い排気がインナーパイプ１７の貫通孔２４を通過して膨張室１１で膨張する構造において、消音材１３をインナーパイプ１７の外周に保持し、専用の保持部材を不要として簡素化及び軽量化を図るとともに、排気ガス膨張時のエネルギーを消音材１３で効果的に減衰することができる。また、インナーパイプ１７の外周に別途メッシュ部材等を装着する等の消音材１３の飛散防止対策を不要にし、この点でも排気マフラー１０の簡素化及び軽量化を図ることができる。

ここで、図６は、本発明を多段膨張式の排気マフラー５０に適用した例を示す。前記実施形態と同一構成には同一符号を付して詳細説明は省略する。
排気マフラー５０のマフラー本体５０Ａは、排気管２側である前側から後側へ、第一膨張室５１、第二膨張室５２及び第三膨張室５３を形成する。

第一膨張室５１は、フロントキャップ１４、内周壁２６の前部及び第一隔壁５４に囲まれて形成される。第一隔壁５４には、フロントパイプ１８の後部、第一連通管５７及び第二連通管５８の前部が支持される。第一連通管５７は、第一膨張室５１と第二膨張室５２とを連通する。第二連通管５８は、第一膨張室５１と第三膨張室５３とを連通する。
第二膨張室５２は、内周壁２６の前後中間部、第一隔壁５４及び第二隔壁５５に囲まれて形成される。第二隔壁５５には、第二連通管５８の後部及び第三連通管５９の前部が支持される。第三連通管５９は、第二膨張室５２とマフラー後方の外部空間とを連通する。
第三膨張室５３は、内周壁２６の後部、第二隔壁５５及び第三隔壁５６に囲まれて形成される。第三隔壁５６には、第三連通管５９の後部が支持される。

第三膨張室５３内には、消音材１１３が配置される。消音材１１３は、内周壁２６と第三連通管５９の外周壁５９ａとの間を埋めるように配置される。消音材１１３は、前記編物１３Ａから成形される。消音材１１３は、第三連通管５９の外周を包み込むように装着されて保持される。消音材１１３は、例えば前記消音材１３と同様に編物１３Ａを折りたたむ。第三連通管５９の外周壁５９ａには複数の貫通孔５９ｂが形成され、排気ガスを放出可能である。これにより、排気ガス膨張時のエネルギーが消音材１１３で減衰される。なお、第一膨張室５１及び第二膨張室５２において他の連通管（インナーパイプ）に対して消音材を取り付ける構成としてもよい。
以上の排気マフラー５０及び消音材１１３においても、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、排気マフラーの構成、及び編物の編み方等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

５長繊維糸（長繊維）
１０，５０排気マフラー
１１膨張室（排気導入室）
１３，１１３消音材
１３Ａ編物
１７インナーパイプ
２３，５９ａ外周壁
２４，５９ｂ貫通孔
２６内周壁
２７第一折り部（折り部）
３２中綿
５１第一膨張室（排気導入室）
５２第二膨張室（排気導入室）
５３第三膨張室（排気導入室）
５７第一連通管（インナーパイプ）
５８第二連通管（インナーパイプ）
５９第三連通管（インナーパイプ）
ｔ１一端（末端）

Claims

エンジンの排気が導入される排気導入室（１１，５１，５２，５３）と、前記排気導入室（１１，５１，５２，５３）内に挿入される消音材（１３，１１３）と、を備える排気マフラー（１０，５０）において、
前記消音材（１３，１１３）は、ガラス繊維の長繊維（５）を編んだ編物（１３Ａ）からなり、
前記排気導入室（１１，５１，５２，５３）内にその内周壁（２６）から離間して挿入されて排気を導くインナーパイプ（１７，５７，５８，５９）を備え、
前記消音材（１３，１１３）は、前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）の外周壁（２３，５９ａ）と前記排気導入室（１１，５１，５２，５３）の内周壁（２６）との間に配置され、
前記消音材（１３，１１３）は、前記編物（１３Ａ）を前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）の軸方向に折り返す折り部（２７）を備え、前記折り部（２７）は、前記排気導入室（１１，５１，５２，５３）の排気上流側に配置され、
前記消音材（１３，１１３）は、前記排気導入室（１１，５１，５２，５３）の排気上流側にて、前記編物（１３Ａ）の末端（ｔ１）を前記折り部（２７）の内側に配置することを特徴とする排気マフラー。
前記消音材（１３，１１３）は、前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）の周方向に連続する筒状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の排気マフラー。
前記編物（１３Ａ）は、前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）の周方向に伸縮するゴム編みにより形成され、軸方向に折り返して折りたたまれるとともに、折りたたまれた部位の内側に中綿（３２）が配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気マフラー。
前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）の外周壁（２３，５９ａ）に貫通孔（２４，５９ｂ）が形成され、前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）が導く排気ガスは、前記貫通孔（２４，５９ｂ）を通過して前記排気導入室（１１，５１，５２，５３）にて膨張し、前記消音材（１３，１１３）は、前記インナーパイプ（１７，５７，５８，５９）の外周に保持されることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の排気マフラー。