JP7130504B2

JP7130504B2 - マフラーカッター及びマフラーカッターの製造方法

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Publication number: JP7130504B2
Application number: JP2018170962A
Authority: JP
Inventors: 肇行田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2022-09-07
Anticipated expiration: 2038-09-12
Also published as: JP2020041515A

Description

本発明はマフラーカッター及びマフラーカッターの製造方法に関し、特に車両の排気口に装着されるマフラーカッター及びマフラーカッターの製造方法に関する。

自動車の内燃機関によって生じた排気ガスは、エキゾーストマニホールド、第１触媒コンバータ、フロントチューブ、第２触媒コンバータ、マフラーを経て最終的にテールパイプの末端から外部に排出される（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載された自動車エンジン用の排気管では、排気管の内壁面に複数の突起が形成されている。この突起を形成するために、パイプの外側面に鋼球を衝突させてパイプ外周面にディンプル状の凹部を形成し、この凹部が排気管の内壁面で複数の突起となっている。自動車エンジン用の排気管では、この突起によって排気ガスの流速が早まり、排気管内の背圧が低下するためエンジン出力及び燃費が向上している。

他の車両排気管用燃費向上装置では、両端部が外側に湾曲した外筒部と、マフラーの排気口に装着される装着部と、を有している。装着部の先端が外筒部の内部に侵入していていわゆる２重管構造となっている。この構造によって排気速度を高めることができるため、排気管内の背圧が低下して燃費の改善を図ることができる。

実開昭６３－１１０５１８号公報特開２０１１－５２６１４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の自動車エンジン用の排気管では、排気管を製造するためには鋼球を排気管の内面に衝突させて複数の突起を形成しているため、製造コストが高くなっていた。特許文献２に記載の車両排気管用燃費向上装置においても同様に、２重管構造となっているため製造コストがかかるため、簡易な構造であって燃費改善効果が見込まれるマフラーカッターが求められていた。

そこで、本発明は簡易な構造で車両の燃費を改善することができるマフラーカッターを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために第１の発明は、車両のマフラーの排気管の端部に装着されるマフラーカッターであって、前記排気管に装着される装着部と、前記装着部と前記排気管とを固定する固定部材と、前記装着部に対して排気方向下流側の端部に設けられ、前記排気方向下流側に突出した複数の凸部と、前記凸部に隣接し前記排気方向上流側に窪んだ複数の凹部と、を有する排気口部と、を有し、前記凸部の前記排気方向下流側端部の角は面取りが施され、前記凹部は、前記下流側の端部に所定深さの複数の切込を形成し、当該切込の間を内側又は外側に折り返すことにより形成されることを特徴とするマフラーカッターを提供している。

第２の発明では、第１の発明に記載されたマフラーカッターであって、前記排気口部は、略円筒形状をなし、前記凸部は、前記排気方向下流側に向かうにつれて径方向外方に傾斜するように設けられていることを特徴としている。

第３の発明では、第１の発明に記載されたマフラーカッターであって、前記排気口部は、略円筒形状をなし、前記凸部と前記凹部とは、前記排気口部の円周方向全周に亘って交互に配置され、前記凸部の前記円周方向における長さと、前記凹部の前記円周方向における長さとは略同一であることを特徴としている。

第４の発明では、第１の発明から第３の発明のいずれかに記載されたマフラーカッターであって、前記凸部は略矩形をなし、前記凹部は略矩形に前記排気方向上流側に窪んでいることを特徴としている。

第５の発明では、第１の発明から第４の発明のいずれかに記載されたマフラーカッターであって、前記排気口部には、６つの前記凸部と、６つの前記凹部と、がもうけられていることを特徴としている。

第６の発明では、円筒形状の原材料を用意する工程と、前記原材料の一端である排気口部に、円周方向全周に亘って軸方向に所定深さの複数の切込を形成する工程と、前記切込の間の前記排気口部を内側又は外側に折り返し、凸部と凹部とを円周方向全周に亘って交互に形成する工程と、前記凸部を径方向外方に傾斜させる工程と、前記凸部の排気方向下流側端部の角を面取りする工程と、前記原材料の他端である装着部を前記径方向外方に傾斜させる工程と、を有することを特徴とするマフラーカッターの製造方法を提供している。

第１の発明によると、マフラーカッターの排気口下流側の末端には複数の凸部と凸部に隣接する複数の凹部とが設けられているため、排気口の端部における排気効率が上昇し、燃費を改善するとともにエンジンの吹けを良くすることができる。本件の発明者は、煙突では横方向の長さよりも縦方向の長さが長いほうが、排煙効果が上がることに鑑み、煙突の末端に本件発明のような末端に複数のスリットを入れた排煙装置を装着したところ、煙突の出口における熱炎の流れが変化して燃えカスも白くなり、燃焼及び排煙の改善を行うことができた。この原理を車両のマフラーカッターに応用したのが、本件発明である。本件発明のマフラーカッターを車両の排気管に装着することにより、車両燃費が改善されるとともにエンジンの噴き上がりがとても円滑になり、クラッチの繋がりもスムーズになるといった効果を奏する。

第２の発明によると、凸部は排気方向下流側に向かうにつれて径方向外方に傾斜しているため、排気口部の端部における排気効率が上昇し、燃費を改善するとともにエンジンの吹けを良くすることができる。さらに、エンジンの噴き上がりがとても円滑になるとともにクラッチの繋がりもスムーズになるといった効果を奏する。

第３の発明によると、凹部と凸部とは排気口部の円周方向全周に亘って交互に配置され凸部における円周方向長さと凹部における円周方向長さが同一であるため、排気口部の端部における排気効率が上昇し、燃費を改善するとともにエンジンの吹けを良くすることができる。さらに、エンジンの噴き上がりがとても円滑になるとともにクラッチの繋がりもスムーズになるといった効果を奏する。

第４の発明によると、凸部は略矩形をなし凹部も同様に略矩形をなしているため、排気口部の端部における排気効率が上昇し、燃費を改善するとともにエンジンの吹けを良くすることができる。さらに、エンジンの噴き上がりがとても円滑になるとともにクラッチの繋がりもスムーズになるといった効果を奏する。さらに、凹部と凸部とがともに略矩形であるため、末端に複数の切込を入れて交互に折り曲げるだけで凸部及び凹部を形成することができる。これにより、簡易な製造方法によってマフラーカッターを製造することができる。

第５の発明によると、マフラーカッターには６つの凸部及び凹部が設けられているため、排気口部の端部における排気効率が上昇し、燃費を改善するとともにエンジンの吹けを良くすることができる。さらに、エンジンの噴き上がりがとても円滑になるとともにクラッチの繋がりもスムーズになるといった効果を奏する。

第６の発明によると、末端に複数の切込を入れて各切込間の部材を除去して凸部及び凹部を形成することができる。これにより、簡易な製造方法によってマフラーカッターを製造することができる。

本発明の実施の形態によるマフラーカッターの斜視図。本発明の実施の形態によるマフラーカッター側面図。本発明の実施の形態によるマフラーカッターの正面図。本発明の実施の形態によるマフラーカッターを車両のマフラーに装着したときの図。本発明の実施の形態によるマフラーカッターの凸部の枚数と燃費との関係性を表すグラフ。

本発明の実施の形態によるマフラーカッター１を図１乃至図５に基づき説明する。図１及び図３に示すように、前後上下方向を定義する。

マフラーカッター１は、図４に示すように、自動車や二輪車などの車両のマフラーの排気管１０に装着して使用される。マフラーカッター１は略円筒形状をなし、装着部２と、排気口部３と、固定部材４（図４）と、を有している。装着部２は、僅かに径方向外方に拡径しており、排気管１０に挿入される。排気ガスは、図４において、前方から後方に向けて排出される。換言すると、前から後に向かう方向が本件発明の排気方向に相当する。本実施の形態では、図３に示すマフラーカッター１の内径φは４０ｍｍであるが、排気管１０の形状に応じて任意に設定することができる。

排気口部３はマフラーカッター１の後端部に位置し、複数の凸部３１と、複数の凹部３２と、が設けられている。凸部３１は略矩形であって後端部の角が面取されていて、径方向の外方に屈曲されるように設けられている。詳細には、図２及び図３に示すように、凸部３１は、後方に向かうにつれて、径方向外方に傾斜するように設けられている。凸部３１の傾斜角度は、５°から４５°の間で任意に設定することができる。凸部３１はすべて略同一形状であって、図３に示すように、円周方向全周に亘って等間隔に６つ設けられている。

凹部３２は略矩形をなし、マフラーカッター１の後端部から前方に向けて窪むように形成されている。凹部３２は凸部３１と隣接しており、凸部３１と凹部３２とが交互になるようにマフラーカッター１の円周方向の全周に亘って配置されている。凸部３１の円周方向の長さと凹部３２の円周方向の長さは略同一であることが望ましいが、マフラーカッター１の形状に応じて任意に設定することができる。

マフラーカッター１を排気管１０に取り付ける際は、図４に示すように、マフラーカッター１の装着部２を排気管１０に差込み、固定部材４によってマフラーカッター１と排気管１０とを固定する。本実施の形態では、固定部材４としてホースバンドを使用しているが、これに限定されず、例えば、円周方向に均等に配置された複数のボルトの押圧によってマフラーカッター１を排気管１０に固定してもよい。このとき、排気管１０の端部からの突出量Ｌは、マフラーカッター１の内径φと略同一であることが望ましい。なお、突出量Ｌをマフラーカッター１の内径φよりも短くするとパワーが向上し、突出量Ｌをマフラーカッター１の内径φに近づけると燃費が改善すると考えられる。

次に、マフラーカッター１の製造方法について説明する。マフラーカッター１を製造する際は、金属製の薄肉円筒形状のパイプである原材料を用意し、一端部を僅かに拡径させて装着部２を形成する。本実施の形態では、内径φが４０ｍｍのアルミ製薄肉円筒パイプを使用しているが、これに限定されず、ステンレス合金、チタン等の金属を用いてもよい。他端部から円周方向に均等に切込を入れる。本実施の形態では切込の深さは７ｍｍとしているが、原材料の内径によって任意に設定することができる。切込を入れた部分を交互に除去することにより、凸部３１と凹部３２とを形成する。これにより、マフラーカッター１が完成する。

次に、図５を参照して、本実施の形態の凸部３１の数と燃費との関係性について説明する。マフラーカッター１を軽自動車（マツダ社、スクラム６５０ｃｃ）に装着し、燃料を無鉛ガソリンとして凸部３１の数を変えて実験を行った。グラフに示すように、図１に示すような凸部３１が６つのマフラーカッター１が最も燃費が良く、５つ及び８つの場合には若干燃費が悪かった。また、７つの場合には、５つ及び８つよりは燃費が良かったが、６つの場合より悪かった。

２つの場合については、一方の凸部３１は円周の４７％であって、他方の凸部３１は円周の３３％であって、各凸部３１間の凹部３２はそれぞれ円周の１０％とした。また、凹部３２の深さは、円周の１０～１１％とした。２つの場合は、６つの場合の次に燃費が改善した。

４つの場合については、図４における上部に位置する凸部３１の円周方向の長さの比率は２５％であって、左右及び下部に位置する凸部３１の円周方向の長さの比率はそれぞれ１１．７％であって、４つの凹部３２の円周方向の長さの比率はそれぞれ１０％とした。なお、２つ及び４つの場合における凸部３１及び凹部３２の形状や円周方向の長さの比率は、これに限定されずマフラーカッター１のサイズや取付車種に応じて任意に設定することができる。

このような構成によると、マフラーカッター１の後端部には複数の凸部３１と凸部３１に隣接する複数の凹部３２とが設けられているため、排気管１０の端部における排気効率が上昇し、燃費を改善するとともにエンジンの吹けを良くすることができる。本件の発明者は、煙突では横方向の長さよりも縦方向の長さが長いほうが排煙効果が上がることに鑑み、煙突の末端に本件発明のような末端に複数のスリットを入れた排煙装置を装着したところ、煙突の出口における熱炎の流れが変化して燃えカスも白くなり、燃焼及び排煙の改善を行うことができた。この原理を車両のマフラーカッターに応用したのが、本件発明である。本件発明のマフラーカッター１を車両の排気管１０に装着することにより、エンジンの噴き上がりがとても円滑になるとともにクラッチの繋がりもスムーズになるといった効果を奏する。

このような構成によると、凸部３１は排気方向下流側に向かうにつれて径方向外方に傾斜しているため、排気口部３の端部における排気効率が上昇し、燃費を改善するとともにエンジンの吹けを良くすることができる。さらに、車両燃費が改善されるとともにエンジンの噴き上がりがとても円滑になり、クラッチの繋がりもスムーズになるといった効果を奏する。

このような構成によると、凹部３２と凸部３１とは排気口部３の円周方向全周に亘って交互に配置され凸部３１における円周方向長さと凹部３２における円周方向長さが同一であるため、排気口部３の端部における排気効率が上昇し、燃費を改善するとともにエンジンの吹けを良くすることができる。さらに、エンジンの噴き上がりがとても円滑になるとともにクラッチの繋がりもスムーズになるといった効果を奏する。

このような構成によると、凸部３１は略矩形をなし凹部３２も同様に略矩形をなしているため、排気口部３の端部における排気効率が上昇し、燃費を改善するとともにエンジンの吹けを良くすることができる。さらに、エンジンの噴き上がりがとても円滑になるとともにクラッチの繋がりもスムーズになるといった効果を奏する。さらに、凹部３２と凸部３１とがともに略矩形であるため、末端に複数の切込を入れて交互に折り曲げるだけで凸部３１及び凹部３２を形成することができる。これにより、簡易な製造方法によってマフラーカッター１を製造することができる。

このような構成によると、マフラーカッター１には６つの凸部３１及び凹部３２が設けられているため、排気口部３の端部における排気効率が上昇し、燃費を改善するとともにエンジンの吹けを良くすることができる。さらに、エンジンの噴き上がりがとても円滑になるとともにクラッチの繋がりもスムーズになるといった効果を奏する。

このような構成によると、末端に複数の切込を入れて交互に折り曲げるだけで凸部３１及び凹部３２を形成することができる。これにより、簡易な製造方法によってマフラーカッター１を製造することができる。

本発明によるマフラーカッター及びマフラーカッターの製造方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。

上述の実施の形態では、マフラーカッター１を製造する際に、切込間の部材を除去することによって凹部３２を形成したが、これに限定されない。例えば、切込間の部材を外側または内側に折り返すことによって凹部を形成してもよい。

上述の実施の形態では、凸部３１が２、４、５、６、７、８について検証したがこの形状に限定されない。例えば、凸部は３つでもよく８つ以上であってもよい。また、凸部と凹部との円周方向の比率は任意の比率を設定することができる。凸部が複数存在している場合には、それぞれの凸部の円周方向の比率は同一であっても異なっていてもよい。また、凹部が複数存在している場合には、それぞれの凹部の円周方向の比率は同一であっても異なっていてもよい。

１マフラーカッター
２装着部
３排気口部
４固定部材
３１凸部
３２凹部

Claims

車両のマフラーの排気管の端部に装着されるマフラーカッターであって、
前記排気管に装着される装着部と、
前記装着部と前記排気管とを固定する固定部材と、
前記装着部に対して排気方向の下流側の端部に設けられ、前記排気方向の下流側に突出した複数の凸部と、前記凸部に隣接し前記排気方向の上流側に窪んだ複数の凹部と、を有する排気口部と、を有し、
前記凸部の前記排気方向下流側端部の角は面取りが施され、
前記凹部は、前記下流側の端部に所定深さの複数の切込を形成し、当該切込の間を内側又は外側に折り返すことにより形成されることを特徴とするマフラーカッター。
前記排気口部は、略円筒形状をなし、
前記凸部は、前記排気方向の下流側に向かうにつれて径方向外方に傾斜するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマフラーカッター。
前記排気口部は、略円筒形状をなし、
前記凸部と前記凹部とは、前記排気口部の円周方向全周に亘って交互に配置され、
前記凸部の前記円周方向における長さと、前記凹部の前記円周方向における長さとは略同一であることを特徴とする請求項１に記載のマフラーカッター。
前記凸部は略矩形をなし、前記凹部は略矩形に前記排気方向の上流側に窪んでいることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のマフラーカッター。
前記排気口部には、６つの前記凸部と、６つの前記凹部と、がもうけられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマフラーカッター。
円筒形状の原材料を用意する工程と、
前記原材料の一端である排気口部に、円周方向全周に亘って軸方向に所定深さの複数の切込を形成する工程と、
前記切込の間の前記排気口部を内側又は外側に折り返し、凸部と凹部とを円周方向全周に亘って交互に形成する工程と、
前記凸部を径方向外方に傾斜させる工程と、
前記凸部の排気方向下流側端部の角を面取りする工程と、
前記原材料の他端である装着部を前記径方向外方に傾斜させる工程と、を有することを特徴とするマフラーカッターの製造方法。