JPH07310520A - マフラ、段付パイプ及び縮管方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コストの低減化及び組立作業の簡素化が図ら
れ、しかも優れた消音効果が得られるマフラの提供を目
的とする。 【構成】 マフラ３０は外管２、内管４及び消音部６か
ら構成されている。外管２はいわゆる段付パイプであ
り、大径部２３とその両端に設けた小径部２１及びテー
パ部２２とから構成されている。この外管２は、パイプ
端部に所定のテーパを形成し軸方向に沿って複数の溝を
設けた縮管加工用パイプに対し、所定の縮管方法を施す
ことにより得られたものである。複数の溝はいわゆる縮
み代（しろ）として作用するため、縮管率が高くても縮
管加工用パイプが破損することはない。このため、外管
２の小径部２１と大径部２３との径の差をかなり大きく
することができるため、内管４と外管２とにより囲まれ
る消音部６の空間を十分大きくでき、十分な消音材８を
充填することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マフラ、そのマフラの
外管に適した段付パイプ、及びその段付パイプを製造す
るのに適した縮管方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば図９に示すように、大径の
外管１０２の両端部と小径の内管１０４とを端板１０５
を介して溶接し、外管１０２と内管１０４とにより囲ま
れる消音部１０６にグラスウール等の消音材を充填する
ことにより形成されたマフラ１３０が知られていた。か
かる構造のマフラ１３０では、消音部１０６の容積を比
較的大きく設定することができるため、消音効果上有利
であるが、反面、端板１０５を用いるため部品点数が多
くなりコストが嵩み、また溶接箇所も多いため組立作業
が煩雑で強度面での耐久性に欠けるという問題があっ
た。

【０００３】かかる問題を解消すべく、一本のパイプの
両端部を縮管することにより外管を形成し、内管と外管
の両端部を溶接して製造したマフラが知られている。こ
れによれば、端板が不要のためコストが低減し、端板を
溶接する必要がないため溶接箇所が少なく組立作業が容
易になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一本の
パイプを縮管する場合、従来の工法ではパイプの破損防
止や耐久性等の実用面を考慮すればパイプの縮管率を２
０〜３０％の範囲に設定せざるを得なかった。例えば、
パイプの材質としてステンレス鋼を用いた場合、縮管率
は２５％前後に過ぎなかった。このため、かかる縮管を
施したパイプをマフラの外管として用いた場合、消音材
を充填するための消音部の容積を十分に確保することが
できなかった。尚、縮管率は下記式により表される。

【０００５】

【数１】

【０００６】また、上述のように、一本のパイプを縮管
加工して小径部を設けた段付パイプは従来から知られて
はいたものの、縮管率が２０〜３０％に限られていたた
め、小径部の径は大径部の径の７０〜８０％の範囲に限
られていた。即ち、一本のパイプを縮管加工して小径部
を設けた段付パイプにおいて、その小径部の径が大径部
の径の７０％未満であるものは知られていなかった。従
って、このように小径部の径が大径部の径よりも十分小
さい段付パイプを得るには、溶接等の連結処理を施さざ
るを得なかった。

【０００７】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、請求項１記載の発明は、コストの低減化及び組立作
業の簡素化が図られ、しかも優れた消音効果が得られる
マフラの提供を目的とする。請求項２記載の発明は、上
記マフラの外管に適した段付パイプの提供を目的とす
る。請求項３記載の発明は、縮管率を大きくしても加工
時にパイプの破損を招かない縮管方法の提供を目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載のマフラは、一本のパイプを加工して、
大径部、該大径部の４０％以上７０％未満の径を有する
小径部、及び前記小径部と前記大径部とを連結するテー
パ部が形成された外管と、前記小径部の内径と略一致す
る径を有する内管と、上記外管と上記内管とにより囲ま
れた消音部と、を備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、一本のパイプを加
工して得られた段付パイプであって、大径部と、前記大
径部の４０％以上７０％未満の径を有する小径部と、前
記小径部と前記大径部とを連結するテーパ部と、を備え
たことを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、パイプ端部にてパ
イプの軸方向に沿った複数の溝を有する処理前テーパ部
が設けられ前記複数の溝はパイプの周方向に沿って波状
に現れる縮管加工用パイプに対して、前記処理前テーパ
部に軸心に向かって圧力をかけることにより新たなテー
パ部と前記溝の消失した小径部とを形成することを特徴
とする。

【００１１】

【作用】請求項１記載のマフラは、端板が不要のためコ
ストが低減し、端板を溶接する必要がないため溶接箇所
が少なく組立作業が容易になる。また、外管は小径部の
径は大径部の径の４０％以上７０％未満であるため、こ
の外管と内管とにより囲まれる消音部はその容量を十分
大きくすることができる。請求項２記載の段付パイプ
は、請求項１記載のマフラの外管として使用するのに適
したものである。

【００１２】また、請求項３記載の縮管方法は、いわゆ
る縮み代（しろ）としての複数の溝を備えた処理前テー
パ部を有する縮管加工用パイプを用いるため、この処理
前テーパ部に軸心に向かって圧力をかけて所定の径の小
径部を形成したときにパイプが破損するおそれがない。
また、小径部に設けられていた軸方向の溝は圧力をかけ
ることにより消失するため、小径部は略円筒状に形成さ
れる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の好適な実施例について図面に
基づいて説明する。図１はマフラの破断面図、図２は外
管の説明図であり、図２（ａ）は端面図、図２（ｂ）は
正面図である。本実施例のマフラ３０は外管２、内管４
及び消音部６から構成されている。外管２はいわゆる段
付パイプであり、大径部２３と、その両端に設けた小径
部２１及びテーパ部２２とから構成されている。内管４
はその外径が小径部２１の内径と略一致した円筒形状の
パイプであり、左端部は外管２と溶接されている。一
方、内管４の右端部にはスペーサ４ａがスポット溶接さ
れ、このスペーサ４ａは外管２の右端部に固定された中
管２４にスライド可能に配置されている。この構造は、
内管４が加熱され熱膨張により伸縮したとしてもスペー
サ４ａが中管２４をスライドするため、歪みが生じるお
それがないという利点がある。消音部６は外管２と内管
４とにより囲まれた空間であって、グラスウール等の消
音材８が充填されている。

【００１４】ここで、図２に示す外管２の段付パイプに
ついて詳細に説明する。図３は縮管加工用パイプの説明
図であり、図３（ａ）は端面図、図３（ｂ）は正面図で
ある。外管２は縮管加工用パイプ１０に後述の縮管方法
を施すことにより得られたものである。縮管加工用パイ
プ１０は、図３に示すように処理前テーパ部１１及び大
径部１３から構成される。処理前テーパ部１１は、パイ
プ端部１０ａに所定のテーパを形成し、軸方向に沿って
複数の溝１２を設けたものである。処理前テーパ部１１
は端面１０ｂに近づくにつれて径が小さくなるため、溝
１２の深さ（振幅）はそれに従って大きくなる。このた
め、図３（ｂ）に示したパイプの断面は、端面１０ｂに
近づくにつれて厚みが増している。縮管加工用パイプ１
０の端面１０ｂの形状は、図３（ａ）に示すように、複
数の溝１２の存在によって周方向に波状として現れる。
一方、大径部１３は処理前テーパ部１１以外の部分であ
り、処理前テーパ部１１と連続的に一体形成されてい
る。従って、縮管加工用パイプ１０は一本のパイプであ
って溶接箇所等の連結処理は施されていない。

【００１５】かかる縮管加工用パイプ１０は、図４に示
す通常のパイプ２０のパイプ端部２０ａを、テーパ状で
あって軸方向に沿って複数の溝を備えたスプラインのボ
ス部（図示せず）に圧入することにより製造したもので
ある。図３（ａ）における縮管加工用パイプ１０の端面
１０ｂの形状のうち、溝１２の山部分の曲率半径Ｒ1、
溝１２の谷部分の曲率半径Ｒ2 、溝１２の山の稜線を結
んだときの軌跡の直径である外径φ1 、溝１２の谷の稜
線を結んだときの軌跡の直径である内径φ2 について、
表１にまとめた。

【００１６】

【表１】

【００１７】外管２は、上述の縮管加工用パイプ１０に
以下の縮管方法を施すことにより得られたものである。
図５は縮管に用いる割型を表す斜視図、図６は縮管工程
を表す説明図であり図６（ａ）は縮管前、図６（ｂ）は
縮管後を表す説明図である。割型５０は円筒を八分割し
たものであり、割型５０の内部は、小径部２１を形成す
るための円筒面５１と、その円筒面５１に連続して設け
られテーパ部２２を形成するためのテーパ面５２とによ
り構成される。この割型５０の円筒面５１側の端面５０
ｂと縮管加工用パイプ１０の端面１０ｂとが一致するよ
うに、縮管加工用パイプ１０を割型５０に挿入した（図
６（ａ）参照）。次いで、割型５０の外部から縮管加工
用パイプ１０の軸心に向かって油圧により圧力を加え割
型５０の隙間を閉じることにより（図６（ｂ）参照）、
段付パイプとしての外管２を得た。縮管加工時におい
て、縮管加工用パイプ１０に設けた複数の溝１２はいわ
ゆる縮み代（しろ）として作用するため、縮管率が高く
ても処理前テーパ部１１が破損してしまうことはない。
図６から、縮管加工用パイプ１０の処理前テーパ部１１
は、外管２の小径部２１とテーパ部２２に変化したこと
がわかる。得られた段付パイプとしての外管２の小径部
２１は、その内径φ3 （図２（ａ）参照）が処理前テー
パ部１１の端面１０ｂの谷の稜線を結んだときの軌跡の
直径である内径φ2 （図３（ａ）参照）と略一致した。
また、小径部２１に設けられた複数の溝１２は消失し、
その結果小径部２１は略円筒形状に形成された。尚、テ
ーパ部２２については、小径部２１側は溝１２がほぼ消
失しているが大径部２３側は溝１２が残存していた。
尚、大径部２３は縮管前後で変化しないため大径部１３
と全く同じである。このようにして得られた外管２の形
状を表２にまとめた。

【００１８】

【表２】

【００１９】尚、割型５０の外部から圧力を加えると
き、割型５０の内部形状と略一致する形状の心棒を縮管
加工用パイプ１０に挿通した状態で圧力を加えてもよ
く、この場合小径部２１の溝１２は一層円滑に消失す
る。上記以外の縮管方法として図７に示す略円筒状の型
６０を用いる方法がある。図７は円筒状の型を表す斜視
図、図８は縮管工程を表す説明図であり、図８（ａ）は
縮管前、図８（ｂ）は縮管後を表す説明図である。この
略円筒状の型６０の内部は、小径部２１を形成するため
の円筒面６１と、その円筒面６１に連続して設けられテ
ーパ部２２を形成するためのテーパ面６２とにより構成
される。この略円筒状の型６０の円筒面６１側の端面６
０ｂと縮管加工用パイプ１０の端面１０ｂ側とが一致す
る方向に縮管加工用パイプ１０を型６０に圧入し（図８
（ａ）参照）、型６０の端面６０ｂと縮管加工用パイプ
１０の端面１０ｂとが一致した時点で圧入を終了し（図
８（ｂ）参照）、その後逆方向に抜脱することにより段
付パイプとしての外管２を得た。この場合においても、
型６０の内部形状と略一致する形状の心棒を縮管加工用
パイプ１０に挿通した状態で圧力を加えてもよく、この
場合小径部２１の溝１２は一層円滑に消失する。

【００２０】尚、縮管加工用パイプ１０の処理前テーパ
部１１におけるテーパや複数の溝１２のピッチ・振幅
は、縮管率に基づいて決定される。例えば、振幅につい
ては縮管率が４０％以下のときは１ｍｍ程度、４０％を
超えるときは１．５ｍｍ程度とし、ピッチについては大
径部１３の周長と処理前テーパ部１１の周長とが同一で
あること、処理前テーパ部１１の端面１０ｂにおける内
径φ2 が小径部２１の内径φ3 と略一致すること等を考
慮して縮管率に応じて設定する。

【００２１】また、縮管加工用パイプ１０の処理前テー
パ部１１に設けた複数の溝１２は、処理前テーパ部１１
のすべてにわたって設けることは必要は必ずしもなく、
例えば処理前テーパ部１１のうちその径が大径部１３に
対して８０％以下となる箇所にのみ設けてもよい。これ
は、ステンレス鋼などの通常の材質であれば８０％以上
の箇所では複数の溝１２を有していなくても破損等の問
題は生じないこと、溝１２を形成する作業を一層簡素化
できること等のためである。

【００２２】上記縮管方法を採用すれば処理前テーパ部
に設けた複数の溝が縮み代（しろ）として作用するた
め、縮管率を最大６０％まで上げてもパイプが破損する
ことはない。従って、段付パイプの小径部の径が大径部
の径の４０％以上であれば、上記縮管方法により製造す
ることができる。一方、従来の工法を採用した場合、縮
管率を最大３０％までしか上げることができなかったた
め、小径部の径は大径部の径の７０％以上の段付パイプ
しか製造することができなかった。従って、上記縮管方
法は、一本のパイプを加工して得られた段付パイプであ
ってその小径部の径が大径部の径の４０％以上７０％未
満である段付パイプを初めて提供するものである。

【００２３】以上の外管２を利用した本実施例のマフラ
３０（図１参照）は、外管２の小径部２１と大径部２３
との径の差を上述のごとくかなり大きくすることができ
るため、消音部６の空間を十分大きくとることができ
る。従って、グラスウール等の消音材８の充填量が十分
となり、優れた消音効果を得ることができる。また、従
来のように端板を用いる必要がないためコストが低減さ
れる。更に、マフラ３０の組立作業は外管２と内管４の
両端部を溶接するのみでよいため簡易である。更にま
た、溶接箇所が少ない分強度的にも優れている。

【００２４】尚、本発明は上記実施例に何ら限定される
ことなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り種々の
態様で実施できることはいうまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載のマ
フラによれば、コストの低減化及び組立作業の簡素化が
図られ、しかも優れた消音効果が得られる。また、請求
項２記載の段付パイプは上記マフラの外管として利用で
きる。更に、請求項３記載の縮管方法によれば、縮管率
を大きくしても加工時にパイプの破損を招かない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 マフラの破断面図である。

【図２】 外管の説明図であり、図２（ａ）は端面図、
図２（ｂ）は正面図である。

【図３】 縮管加工用パイプの説明図であり、図３
（ａ）は端面図、図３（ｂ）は正面図である。

【図４】 通常のパイプの説明図であり、図４（ａ）は
端面図、図４（ｂ）は正面図である。

【図５】 縮管に用いる割型を表す斜視図である。

【図６】 縮管工程を表す説明図であり、図６（ａ）は
縮管前、図６（ｂ）は縮管後を表す説明図である。

【図７】 縮管に用いる円筒状の型を表す斜視図であ
る。

【図８】 縮管工程を表す説明図であり、図８（ａ）は
縮管前、図８（ｂ）は縮管後を表す説明図である。

【図９】 従来のマフラの斜視図である。

【符号の説明】

２・・・外管、 ４・・・内管、６・
・・消音部、 ８・・・消音材、１０・
・・縮管加工用パイプ、 １１・・・処理前テーパ
部、１２・・・溝、 １３・・・大径
部、２１・・・小径部、 ２２・・・テー
パ部、２３・・・大径部、 ３０・・・マ
フラ、５０・・・割型、 ６０・・・
型、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一本のパイプを加工して、大径部、該大
   径部の４０％以上７０％未満の径を有する小径部、及び
   前記小径部と前記大径部とを連結するテーパ部が形成さ
   れた外管と、 前記小径部の内径と略一致する径を有する内管と、 上記外管と上記内管とにより囲まれた消音部と、 を備えたことを特徴とするマフラ。
2. 【請求項２】 一本のパイプを加工して得られた段付パ
   イプであって、 大径部と、 前記大径部の４０％以上７０％未満の径を有する小径部
   と、 前記小径部と前記大径部とを連結するテーパ部と、 を備えたことを特徴とする段付パイプ。
3. 【請求項３】 パイプ端部にてパイプの軸方向に沿った
   複数の溝を有する処理前テーパ部が設けられ前記複数の
   溝はパイプの周方向に沿って波状に現れる縮管加工用パ
   イプに対して、前記処理前テーパ部に軸心に向かって圧
   力をかけることにより新たなテーパ部と前記溝の消失し
   た小径部とを形成することを特徴とする縮管方法。