JP7417510B2

JP7417510B2 - マフラ

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Publication number: JP7417510B2
Application number: JP2020202688A
Authority: JP
Inventors: 聖司近藤
Original assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Current assignee: Futaba Industrial Co Ltd
Priority date: 2020-12-07
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2024-01-18
Anticipated expiration: 2040-12-07
Also published as: JP2022090342A

Description

本開示は、マフラに関する。

特許文献１に記載されているように、車両のマフラの内部に貯まった凝縮水を排出するための排水孔を、マフラの底部に設ける技術が知られている。

実開昭５０－１３５８４５号公報

しかしながら、車両のエンジンから排出される排気は、エンジンの動作に連動してその流れに強弱が生じる（以後、脈動と記載）。このため、特許文献１に開示されたマフラでは、脈動により排気の流れが高圧になると、内部に貯まった凝縮水が排水孔から勢い良く排出される。これにより、見栄えが悪くなると共に、排出された凝縮水がマフラの周辺の部品にかかる恐れがある。

本開示の一態様においては、マフラの内部に貯まった凝縮水を排出する際の勢いを抑制するのが望ましい。

本開示の一態様は、車両に搭載されるマフラであって、外壁と、境界部と、少なくとも１つの排水孔と、を備える。外壁は、マフラの内部空間を覆う。境界部は、外壁の底部から上方に突出し、凝縮水を貯めるための貯水領域と緩衝領域とを仕切るよう構成され、内部空間に位置する上端を有する。少なくとも１つの排水孔は、外壁の底部における緩衝領域、又は、外壁の側部における緩衝領域の上方に設けられ、凝縮水を外部に排出するよう構成される。

上記構成によれば、境界部により、貯水領域に貯まっている凝縮水が緩衝領域に流入するのが抑制される。このため、少なくとも１つの排水孔の周辺に貯まる凝縮水の量を低減でき、少なくとも１つの排水孔から排出される凝縮水の勢いを抑制できる。

また、排気の脈動によりマフラ内部の凝縮水の水面が波立つ場合があり、これにより部分的に水位が上昇した凝縮水が少なくとも１つの排水孔に到達すると、凝縮水が勢い良く排出される恐れがある。これに対し、上記構成によれば、境界部により、脈動により水位が上昇した凝縮水が貯水領域から緩衝領域に流入するのが抑制される。このため、該凝縮水が少なくとも１つの排水孔に到達するのを抑制でき、その結果、少なくとも１つの排水孔から排出される凝縮水の勢いを抑制できる。

したがって、上記構成によれば、マフラの内部に貯まった凝縮水を排出する際の勢いを抑制できる。
本開示の一態様では、少なくとも１つの排水孔は、外壁の側部における緩衝領域の上方に設けられていてもよい。

上記構成によれば、緩衝領域に貯まっている凝縮水の水位が少なくとも１つの排水孔に到達した後に、少なくとも１つの排水孔から凝縮水が排出される。このため、少なくとも１つの排水孔から排出される凝縮水の勢いを抑制できる。

本開示の一態様では、少なくとも１つの排水孔は、境界部の上端よりも下に位置してもよい。
上記構成によれば、境界部の上端の位置が高くなるため、貯水領域に貯めることができる凝縮水の量を増やすことができ、マフラ内部の凝縮水が増加した場合であっても、境界部により、凝縮水が少なくとも１つの排水孔に到達するのを抑制できる。また、排気の脈動により、貯水領域に貯まった凝縮水の水位が部分的に少なくとも１つの排水孔を超えた場合であっても、境界部により、水位が上昇した凝縮水が少なくとも１つの排水孔に到達するのを抑制できる。したがって、少なくとも１つの排水孔から排出される凝縮水の勢いを抑制できる。

本開示の一態様では、境界部は、少なくとも１つの排水孔の正面に位置する部分であって、当該境界部における他の部分よりも上方に突出する部分である正面部分を有してもよい。少なくとも１つの排水孔は、正面部分における上端よりも下に位置してもよい。

上記構成によれば、排気の脈動により、貯水領域に貯まった凝縮水の水位が部分的に少なくとも１つの排水孔を超えた場合であっても、境界部により、水位が上昇した凝縮水が少なくとも１つの排水孔に到達するのを抑制できる。したがって、少なくとも１つの排水孔から排出される凝縮水の勢いを抑制できる。また、境界部における正面部分以外の部分を低くすることができるため、マフラの軽量化を図ることができる。

本開示の一態様では、外壁は、アウタシェルと、エンドプレートと、を備えてもよい。アウタシェルは、内部空間のまわりを周回するように設けられてもよい。エンドプレートは、アウタシェルの一端に形成される開口を覆ってもよい。また、エンドプレートは、アウタシェルの第１端の開口を覆う本体部を備えてもよい。少なくとも１つの排水孔は、本体部に設けられてもよい。

上記構成によれば、好適に少なくとも１つの排水孔を設けることができる。
本開示の一態様では、エンドプレートは、さらに、本体部の縁部から内部空間に突出する壁状の部位であって、アウタシェルに当接し、本体部を囲む部位である外縁部を備えてもよい。境界部は、外縁部の内部空間側の端部から上方に突出してもよい。

上記構成によれば、アウタシェルの開口を覆うようにエンドプレートを配置する工程における、エンドプレートの外縁部を該開口からアウタシェルの内側に挿入する作業が、境界部を外縁部の端部に設けたことにより容易になる。このため、マフラの製造工程における作業負荷を低減できる。

本開示の一態様では、境界部は、貯水領域にて貯めることができる凝縮水の量が、緩衝領域にて貯めることができる凝縮水の量よりも多くなるように、外壁の底部を仕切る。
上記構成によれば、貯水領域に貯めることができる凝縮水の量を増やすことができ、マフラ内部の凝縮水が増加した場合であっても、凝縮水が少なくとも１つの排水孔に到達するのを抑制できる。したがって、少なくとも１つの排水孔から排出される凝縮水の勢いを抑制できる。

マフラの内部を透過的に示す上面図である。図１のマフラにおけるII-II断面図である。境界部の変形例の正面図である。変形例のマフラにおける出口エンドプレートの排水孔及びその周辺部分の、左右方向に直交する断面図である。変形例のマフラにおける出口エンドプレートの排水孔及びその周辺部分の、左右方向に直交する断面図である。

以下、本開示の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本開示の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

［１．全体の構成］
本実施形態のマフラ１は、前後方向に延びる柱状の形状であり、前後方向に直交する断面は略楕円形となっている（図１参照）。無論、該断面の形状は、略楕円形に限らず、様々な形状であっても良い。また、一例として、マフラ１は、該断面における短軸が上下方向に延び、且つ、長軸が左右方向に延びるように車両に搭載される。以後、マフラ１における長軸に沿った一方の側を右側、他方の側を左側と記載する。また、一例として、マフラ１は、前後方向及び左右方向が、それぞれ、車両の前後方向及び左右方向と一致するように車両に搭載される。しかし、車両に搭載された際のマフラ１の向きは、適宜定められ得る。

マフラ１は、排気音を低減させるため車両のエンジンからの排気の流路に設けられ、排気音を低減するための内部空間１０を備える。また、マフラ１は、外壁１１と、インレットパイプ５と、アウトレットパイプ６と、第１及び第２セパレータ７、８とを備える。

［２．外壁］
外壁１１は、マフラ１の内部空間１０を覆う部位である（図１、２参照）。以後、外壁１１における下側に位置する部分を底部１２と記載し、外壁１１における右側、左側、前側、及び後側に位置する部分を、側部１３とも記載する。また、外壁１１は、アウタシェル２と、入口及び出口エンドプレート３、４とを備える。

アウタシェル２は、前後方向に延びる筒状の部位であり、内部空間１０のまわりを周回するように設けられる。アウタシェル２の前後方向に直交する断面は、一例として略楕円形である。

入口及び出口エンドプレート３、４は、それぞれ、略楕円形の板状の部材である。入口エンドプレート３は、アウタシェル２の前端に形成された開口を覆い、出口エンドプレート４は、アウタシェル２の後端に形成された開口を覆う。

［３．セパレータ及びパイプ］
第１及び第２セパレータ７、８は、内部空間１０を３つの領域に分割するよう、前後方向に並んで配置される（図１参照）。また、第１及び第２セパレータ７、８は、アウタシェル２の前後方向に直交する断面と同様、略楕円形であり、前後方向に略直交する向きに内部空間１０に配置される。なお、第１及び第２セパレータ７、８は、各領域を連通する複数の孔部を有しており、排気及び内部空間１０に貯まった凝縮水は、これらの孔部を通過して移動可能となっている。

インレットパイプ５は、排気を内部空間１０に流入させる部位であり、入口エンドプレート３に形成された排気の入口から、前後方向に沿って内部空間１０に向かって直線状に延びるように設けられる。また、インレットパイプ５は、第１及び第２セパレータ７、８を貫通するように設けられる。

アウトレットパイプ６は、内部空間１０の排気を外部に流出させる部位であり、出口エンドプレート４に形成された排気の入口から、前後方向に沿って内部空間１０に向かって直線状に延びるように設けられる。また、アウトレットパイプ６は、第１及び第２セパレータ７、８を貫通するように設けられる。

［４．出口エンドプレート］
出口エンドプレート４は、本体部４０と、外縁部４１と、ヘリ曲げ部４２と、排水孔４３を備える（図１、２参照）。

［４－１．本体部及び外縁部］
本体部４０は、アウタシェル２の後端の開口を覆う略楕円形の板状の部位である（図１、２参照）。なお、本体部４０は、外壁１１の側部１３の一部に相当する。

外縁部４１は、本体部４０の縁部から、アウタシェル２に沿って内部空間１０に（換言すれば、前側に）突出する壁状の部位である。外縁部４１は、本体部４０の縁部の全周にわたって設けられ、本体部４０を囲む。また、外縁部４１の外周面は、アウタシェル２の内周面に接合される。

［４－２．ヘリ曲げ部］
ヘリ曲げ部４２は、外縁部４１の前端（換言すれば、内部空間１０側の端部）から外縁部４１の内周側に突出する壁状の部位である（図２参照）。ヘリ曲げ部４２は、後側に向かうに従い外縁部４１に接近するように、上下方向に対し傾斜する。また、ヘリ曲げ部４２は、略一定の幅を有しており、外縁部４１の前端の全周にわたって設けられる。なお、ヘリ曲げ部４２は、一例として、外縁部４１の前端側に突出した部分を内周側に屈曲させることで形成される。

ここで、ヘリ曲げ部４２における、外壁１１の底部１２から上方に突出する部分を、境界部１４と記載する。境界部１４は、壁状であり、底部１２の右端から左端にわたって延び、底部１２を貯水領域１５と緩衝領域１６とに仕切る（詳細は後述する）。また、境界部１４は、外壁１１の底部１２に沿って延びる帯状の部分であり、境界部１４の上端１４Ａは、内部空間１０に位置する。上端１４Ａは、底部１２に沿って延び、上端１４Ａと外壁１１の内周面との間には、十分な間隔が設けられている。

［４－３．排水孔］
排水孔４３は、本体部４０を貫通する孔であり、マフラ１の内部空間１０に貯まった凝縮水を外部に排出するために設けられる（図２参照）。本実施形態では、一例として、排水孔４３は、インレットパイプ５の排気の出口の正面に設けられる。しかしながら、排水孔４３の位置は、適宜定められ得る。

また、排水孔４３は、境界部１４の上端１４Ａよりも下方に位置する。つまり、排水孔４３と外壁１１の底部１２との間の距離は、境界部１４の上端１４Ａと底部１２との間の距離よりも短い。より詳しくは、排水孔４３は、境界部１４の上端１４Ａのうち、最も下の部分よりも下に位置する。

なお、この他にも、境界部１４における排水孔４３の正面に位置する部分（以後、正面部分１４Ｂ）は、境界部１４における他の部分よりも上方に突出していても良い（図３参照）。つまり、正面部分１４Ｂの上端１４Ａは、境界部１４の他の部分の上端１４Ａよりも上に位置しても良い。そして、排水孔４３は、正面部分１４Ｂの上端１４Ａよりも下に位置していても良い。また、境界部１４の他の部分の上端１４Ｂは、排水孔４３よりも下に位置していても良いし、排水孔４３よりも上に位置していても良い。

これにより、排気の脈動により、貯水領域１５に貯まった凝縮水の水位が部分的に排水孔４３を超えた場合であっても、境界部１４により、水位が上昇した凝縮水が排水孔４３に到達するのを抑制できる。したがって、排水孔４３から排出される凝縮水の勢いを抑制できる。また、境界部１４における正面部分１４Ｂ以外の部分を低くすることができるため、マフラ１の軽量化を図ることができる。

また、本実施形態では、本体部４０の縁部の周辺にはＲが形成されており、排水孔４３は、一例として、Ｒが形成された部分の上側に設けられる。しかし、これに限らず、排水孔４３は、Ｒが形成された部分に設けられていても良い。

また、本実施形態では、１つの排水孔４３が設けられるが、複数の排水孔４３が設けられても良い。
また、本実施形態では、出口エンドプレート４は、外縁部４１における本体部４０に隣接する部分が外部に露出した状態でアウタシェル２に接合されている。また、外縁部４１の該露出した部分は、外壁１１の底部１２に位置する。図１に示すように、排水孔４３は、該部分に設けられていても良い。

［５．入口エンドプレート］
入口エンドプレート３もまた、出口エンドプレート４と同様の本体部、外縁部、及びヘリ曲げ部を有していても良い。しかし、入口エンドプレート３のヘリ曲げ部は境界部１４を形成しておらず、該ヘリ曲げ部は、出口エンドプレート４のヘリ曲げ部４２よりも緩やかな傾斜を有していても良い。

［６．貯水領域及び緩衝領域］
上述したように、ヘリ曲げ部４２における外壁１１の底部１２から上方に突出する部分は、外壁１１の底部１２を貯水領域１５と緩衝領域１６とに仕切る境界部１４を形成する（図２参照）。

貯水領域１５は、凝縮水を貯めるための領域である。一方、緩衝領域１６は、排水孔４３が設けられている出口エンドプレート４の本体部４０に隣接しており、排水孔４３は緩衝領域１６の上方に位置する。また、緩衝領域１６は、境界部１４と本体部４０とにより囲まれる。このため、境界部１４により、貯水領域１５に貯まった凝縮水が緩衝領域１６に流出するのが妨げられる。

なお、貯水領域１５は、境界部１４から入口エンドプレート３まで広がっており、境界部１４は、貯水領域１５が緩衝領域１６よりも広くなるように、外壁１１の底部１２を仕切る。つまり、貯水領域１５に貯めることができる凝縮水の量は、緩衝領域１６に貯めることができる凝縮水の量よりも多い。無論、貯水領域１５と緩衝領域１６とに貯めることができる凝縮水の量は、同程度であっても良いし、緩衝領域１６に貯めることができる凝縮水の量は、貯水領域１５に貯めることができる凝縮水の量よりも多くても良い。

［７．変形例］
本実施形態では、出口エンドプレート４のヘリ曲げ部４２により境界部１４が形成される。しかし、他の部位により境界部１４が形成されても良い。

具体的には、例えば、アウタシェル２の後端を含む部分により境界部１４を形成しても良い（図４参照）。すなわち、外縁部４１の内周面とアウタシェル２の外周面とを接合することで、アウタシェル２の後端の開口に出口エンドプレート４を設けても良い。そして、アウタシェル２の後端を含む部分を内周側に屈曲させることで、外壁１１の底部１２から上方に突出する壁状の部分を形成し、該部分により境界部１４を形成しても良い。

この他にも、例えば、出口エンドプレート４に対面する第２セパレータ８により、壁状の境界部１４を形成しても良い（図５参照）。具体的には、第２セパレータ８は、前後方向に略直交する本体部８０と、本体部８０の外縁から後側に突出する縁部８１とを備える。縁部８１は、本体部８０の外縁を周回するように設けられ、アウタシェル２の内周面に接合される。

そして、本体部８０の中央に、左右方向に延び、本体部８０を貫通する孔部８２を設け、本体部８０における孔部８２の下方に位置する部分で境界部１４を形成し、該境界部１４により、外壁１１の底部１２を貯水領域１５と緩衝領域１６とに仕切ってもよい。

［８．効果］
（１）上記実施形態によれば、境界部１４により、貯水領域１５に貯まっている凝縮水が緩衝領域１６に流入するのが抑制される。このため、排水孔４３の周辺に貯まる凝縮水の量を低減でき、排水孔４３から排出される凝縮水の勢いを抑制できる。

また、排気の脈動によりマフラ１内部の凝縮水の水面が波立つ場合があり、これにより部分的に水位が上昇した凝縮水が排水孔４３に到達すると、凝縮水が勢い良く排出される恐れがある。これに対し、上記実施形態によれば、境界部１４により、脈動により水位が上昇した凝縮水が貯水領域１５から緩衝領域１６に流入するのが抑制される。このため、該凝縮水が排水孔４３に到達するのを抑制でき、その結果、排水孔４３から排出される凝縮水の勢いを抑制できる。

したがって、マフラ１の内部に貯まった凝縮水を排出する際の勢いを抑制できる。
そして、排水孔４３から排出される凝縮水の勢いを低減することで、排出された凝縮水によりマフラ１の周辺の部品が汚れたりするのを抑制できる。

（２）また、排水孔４３は、出口エンドプレート４の本体部４０に設けられている。このため、緩衝領域１６に貯まっている凝縮水の水位が排水孔４３に到達した後に、排水孔４３から凝縮水が排出される。このため、排水孔４３から排出される凝縮水の勢いを抑制できる。

（３）また、排水孔４３は、境界部１４の上端１４Ａよりも下に位置する。これにより、上端１４Ａの位置が高くなるため、貯水領域１５に貯めることができる凝縮水の量を増やすことができ、マフラ１内部の凝縮水が増加した場合であっても、境界部１４により、凝縮水が排水孔４３に到達するのを抑制できる。また、排気の脈動により、貯水領域１５に貯まった凝縮水の水位が部分的に排水孔４３を超えた場合であっても、境界部１４により、水位が上昇した凝縮水が排水孔４３に到達するのを抑制できる。したがって、排水孔４３から排出される凝縮水の勢いを抑制できる。

（４）また、境界部１４は、外縁部４１の前端から上方に突出している。このため、アウタシェル２の開口を覆うように出口エンドプレート４を配置する工程における、出口エンドプレート４の外縁部４１を該開口からアウタシェル２の内側に挿入する作業が容易になる。このため、マフラ１の製造工程における作業負荷を低減できる。

（５）また、貯水領域１５にて貯めることができる凝縮水の量は、緩衝領域１６にて貯めることができる凝縮水の量よりも多い。このため、貯水領域１５に貯めることができる凝縮水の量が増え、マフラ１内部の凝縮水が増加した場合であっても、凝縮水が排水孔４３に到達するのを抑制できる。したがって、排水孔４３から排出される凝縮水の勢いを抑制できる。

［９．他の実施形態］
（１）上記実施形態では、排水孔４３は出口エンドプレート４に設けられている。しかし、例えば、上記実施形態と同様にして、排水孔４３を入口エンドプレート３に設けると共に、入口エンドプレート３のヘリ曲げ部により境界部を形成することで、貯水領域と緩衝領域とを設けても良い。

また、例えば、排水孔４３はアウタシェル２に設けられていても良い。具体的には、例えば、アウタシェル２の側部に排水孔を形成すると共に、アウタシェル２の底部から上方に突出する壁状の境界部を形成し、境界部とアウタシェル２の側部とにより囲まれる緩衝領域を形成しても良い。なお、アウタシェル２の側部とは、外壁１１の側部１３に相当する部分であり、アウタシェル２の底部とは、外壁１１の底部１２に相当する部分である。

この他にも、例えば、アウタシェル２の底部に排水孔を形成すると共に、アウタシェル２の底部から上方に突出する壁状の境界部を排水孔の周囲に形成し、境界部により囲まれる緩衝領域を形成しても良い。

これらの構成を有する場合であっても、同様の効果が得られる。
（２）上記実施形態では、マフラ１の外壁１１は、アウタシェル２と、入口及び出口エンドプレート３、４とにより形成される。しかし、外壁１１は、これらとは異なる様々な部材から形成され得る。

（３）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

１…マフラ、１０…内部空間、１１…外壁、１２…底部、１３…側部、１４…境界部、１４Ａ…上端、１４Ｂ…正面部分、１５…貯水領域、１６…緩衝領域、２…アウタシェル、４…出口エンドプレート、４０…本体部、４１…外縁部、４２…ヘリ曲げ部、４３…排水孔、８…第２セパレータ、８０…本体部、８１…縁部、８２…孔部。

Claims

車両に搭載されるマフラであって、
前記マフラの内部空間を覆う外壁と、
前記外壁の底部から上方に突出し、凝縮水を貯めるための貯水領域と緩衝領域とを仕切るよう構成された部位であって、前記内部空間に位置する上端を有する部位である境界部と、
前記外壁の底部における前記緩衝領域、又は、前記外壁の側部における前記緩衝領域の上方に設けられ、前記凝縮水を外部に排出するよう構成された少なくとも１つの排水孔と、
を備え、
前記少なくとも１つの排水孔は、前記外壁の側部における前記緩衝領域の上方に設けられており、
前記境界部は、前記少なくとも１つの排水孔の正面に位置する部分であって、当該境界部における他の部分よりも上方に突出する部分である正面部分を有し、
前記少なくとも１つの排水孔は、前記正面部分における前記上端よりも下に位置する
マフラ。
請求項１に記載されたマフラにおいて、
前記外壁は、前記内部空間のまわりを周回するように設けられるアウタシェルと、
前記アウタシェルの一端に形成される開口を覆うエンドプレートと、を備え、
前記エンドプレートは、前記アウタシェルの一端の開口を覆う本体部を備え、
前記少なくとも１つの排水孔は、前記本体部に設けられる
マフラ。
車両に搭載されるマフラであって、
前記マフラの内部空間を覆う外壁と、
前記外壁の底部から上方に突出し、凝縮水を貯めるための貯水領域と緩衝領域とを仕切るよう構成された部位であって、前記内部空間に位置する上端を有する部位である境界部と、
前記外壁の底部における前記緩衝領域、又は、前記外壁の側部における前記緩衝領域の上方に設けられ、前記凝縮水を外部に排出するよう構成された少なくとも１つの排水孔と、
を備え、
前記少なくとも１つの排水孔は、前記外壁の側部における前記緩衝領域の上方に設けられており、
前記外壁は、前記内部空間のまわりを周回するように設けられるアウタシェルと、
前記アウタシェルの一端に形成される開口を覆うエンドプレートと、を備え、
前記エンドプレートは、前記アウタシェルの一端の開口を覆う本体部を備え、
前記少なくとも１つの排水孔は、前記本体部に設けられる
マフラ。
請求項３に記載されたマフラにおいて、
前記少なくとも１つの排水孔は、前記境界部の前記上端よりも下に位置する
マフラ。
請求項２から請求項４のうちのいずれか１項に記載されたマフラにおいて、
前記エンドプレートは、さらに、前記本体部の縁部から前記内部空間に突出する壁状の部位であって、前記アウタシェルに当接し、前記本体部を囲む部位である外縁部を備え、
前記境界部は、前記外縁部の前記内部空間側の端部から上方に突出する
マフラ。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載されたマフラにおいて、
前記境界部は、前記貯水領域にて貯めることができる前記凝縮水の量が、前記緩衝領域にて貯めることができる前記凝縮水の量よりも多くなるように、前記外壁の底部を仕切る
マフラ。