(57)【要約】【課題】走行時のコーナリングのバランス特性が向上すると共に、消音効果及び装飾効果を高め、ＴＩＧ溶接の溶接作業を簡略化することができる排気マフラーを提供する。【解決手段】エキゾーストパイプ３０及び消音器２０を鉄材又はステンレス材で形成し、テール管１０のみをチタニウム材にて形成する。消音器２０の内部に挿入された消音管４０の端部４１にテール管１０を外嵌する。テール管１０と、消音管４０の端部４１と、消音器２０の外筒端部２１とをＴＩＧ溶接にて一体に溶接する。銀製の溶接材Ｐを使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エキゾーストパイプと消音器とテール管とで構成する排気マフラーにおいて、テール管のみ、若しくはテール管から消音器までをチタニウム材にて形成し、残る消音器からエキゾーストパイプまで、若しくはエキゾーストパイプのみを鉄材又はステンレス材で形成したことを特徴とする排気マフラー。
【請求項２】
前記テール管のみをチタニウム材にて形成し、該テール管を前記消音器の内部に挿入された消音管の後端部に外嵌し、チタニウム製のテール管と、鉄製又はステンレス製消音管の後端部と、鉄製又はステンレス製消音器の外筒後端部とを一体に溶接した請求項１記載の排気マフラー。
【請求項３】
前記テール管から消音器までをチタニウム材にて形成し、前記エキゾーストパイプを該消音器の内部に挿入された消音管の先端部に外嵌し、鉄製又はステンレス製のエキゾーストパイプと、チタニウム製消音管の先端部と、チタニウム製消音器の外筒先端部とを一体に溶接した請求項１記載の排気マフラー。
【請求項４】
前記チタニウム製のテール管と前記鉄製又はステンレス製の消音器との溶接、若しくは前記チタニウム製の消音器と前記鉄製又はステンレス製のエキゾーストパイプとの溶接は、銀製の溶接材を使用したＴＩＧ溶接にて溶接された請求項２又は３記載の排気マフラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気マフラーに係り、構成の一部にチタニウムを使用することで、車両走行時におけるコーナリングのバランス特性が向上し、且つ消音効果を高めることができる排気マフラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
チタニウムは、鋼製、ステンレス製等の材料と比較して比重が約６０％であることや、優れた耐蝕性、少ない熱膨張率などの特性から、排気マフラーの材質として注目されている。
【０００３】
特許文献１の排気マフラーは、チタニウムを用いて量産できる自動二輪車の排気マフラーおよびその製造方法に関するもので、アルミニウム合金やステンレス鋼よりも重量が軽いので、排気マフラーの軽量化を図る上で有利であることに注目している。また、２つの部材を、溶接トーチの方向と合致するように重ね合わせて、その先端をＴＩＧ溶接にて接合することで、その溶接部分があたかも曲げ加工を施して接合したように見え、外観の向上を図る上で有利であるとしている。
【０００４】
特許文献２も、二輪車の排気マフラーに関する発明で、テール管、仕切り壁、膨出管及びマフラー内筒のすべてを、チタン又はチタン合金製とすることで、軽量化を達成できるとしている。
【０００５】
更に特許文献３に記載されたチタン製排気マフラーは、ロール状に巻かれた圧延チタン材を用いて内筒部材及び外筒部材をローリング加工にて形成する際、当該圧延チタン材によるスプリングバックを抑制して作業性を向上させるとともに、製品の歩留まりを向上させることができるチタン製排気マフラー及びその製造方法に関する発明である。すなわち、チタン材は他の汎用鋼板に比べて極めて高価であるため、なるべく端材が生じないようなトリミングを行っており、また大きな端材をもトリミングして製品とする必要があった。
【特許文献１】特開平１１−１８２２２８号公報
【特許文献２】特開２００１−２８９０２５号公報
【特許文献３】特開２００４−３６５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
軽量化を図るために排気マフラー全体をチタニウムで形成すると、製造コストが跳ね上がる。その為、チタン製の排気マフラーは、前述の各特許文献の如く、車両に比べてコンパクトな構成の二輪車の排気マフラーに限られていた。
【０００７】
一方、車両用の排気マフラーは、二輪車の排気マフラーと比べ、大掛かりな構造になっている。この排気マフラーは、シャーシー等に固定されており、一般に車両の中心に対して偏芯した状態で装着されている。その為、走行時においてコーナリング時に働く遠心力が、排気マフラーに加わると、排気マフラーを装着した部分に不均等な遠心力が加わり、車両の重量バランスを崩してしまう原因になっていた。
【０００８】
また、チタニウム材の溶接は、一般にＴＩＧ溶接にて行われている。これは、チタニウム材が高温で多くの元素や化合物と活発に反応してもろくなるという性質を有することによる。ところが、ＴＩＧ溶接では、不活性ガス雰囲気の中での溶接となるので、作業能率が劣り、特に異種金属や複数の部材を同時に溶接するには極めて多くの手間を要するものであった。その為、前記各特許文献の如く、排気マフラー全体をチタニウム材で形成することは容易でも、異種金属とチタニウム材とを組み合せた排気マフラーについては、溶接作業が極めて困難になるため量産性に欠けるといった課題があった。
【０００９】
そこで本発明は、排気マフラーの一部にチタニウム材を用いることで、二輪車は勿論、車両用の排気マフラーにおいて、これまでにない特性の排気マフラーを実現しようとするもので、特に、走行時のコーナリングのバランス特性が向上すると共に、消音効果及び装飾効果を高め、ＴＩＧ溶接の溶接作業を簡略化することができる排気マフラーの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上術の課題を解決するため、本発明の第１の手段は、エキゾーストパイプ３０と消音器２０とテール管１０とで構成する排気マフラーにおいて、テール管１０のみ、若しくはテール管１０から消音器２０までをチタニウム材にて形成し、残る消音器２０からエキゾーストパイプ３０まで、若しくはエキゾーストパイプ３０のみを鉄材又はステンレス材で形成したことにある。
【００１１】
第２の手段は、前記テール管１０のみをチタニウム材にて形成し、該テール管１０を前記消音器２０の内部に挿入された消音管２１の後端部に外嵌し、チタニウム製のテール管１０と、鉄製又はステンレス製消音管４０の後端部４１と、鉄製又はステンレス製消音器２０の外筒後端部２１とを一体に溶接している。
【００１２】
第３の手段は、前記テール管１０から消音器２０までをチタニウム材にて形成し、前記エキゾーストパイプ３０を該消音器２０の内部に挿入された消音管４０の先端部４２に外嵌し、鉄製又はステンレス製のエキゾーストパイプ３０と、チタニウム製消音管４０の先端部４２と、チタニウム製消音器２０の外筒先端部２２とを一体に溶接している。
【００１３】
第４の手段において、前記チタニウム製のテール管１０と前記鉄製又はステンレス製の消音器２０との溶接、若しくは前記チタニウム製の消音器２０と前記鉄製又はステンレス製のエキゾーストパイプ３０との溶接は、銀製の溶接材を使用したＴＩＧ溶接にて溶接されたことを課題解消の手段とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明排気マフラーによると、テール管１０のみ、又はテール管１０から消音器２０までをチタニウム材にて形成し、残る消音器２０からエキゾーストパイプ３０まで、若しくはエキゾーストパイプ３０のみを鉄材又はステンレス材で形成したことにより、テール管１０若しくはテール管１０から消音器２０までのの荷重が、その他の部分に比べて極端に軽くなる。すると、車両走行時において、コーナリング時に働く遠心力が、排気マフラーに加わった際に、車両の中心部から最も離れた位置に設置されているテール管１０若しくはテール管１０から消音器２０までへの横荷重が少なくなる。この結果、車両の重量バランスを崩す不均等な遠心力を軽減することができ、コーナリングのバランス特性が向上するものになった。
【００１５】
しかも、チタニウムを研磨した上で熱処理すると、濃いブルーを基調とした輝く青色に発色する特性がある。したがって、排気マフラーに、このチタニウム特有の発色させることで、極めて高級感のある排気マフラーを提供することができる。
【００１６】
また、テール管１０のみをチタニウム材にて形成し、該テール管１０を前記消音器２０の内部に挿入された消音管２１の後端部に外嵌し、チタニウム製のテール管１０と、鉄製又はステンレス製消音管４０の後端部４１と、鉄製又はステンレス製消音器２０の外筒後端部２１とを一体に溶接することで、テール管１０と消音器２０とを一体化した溶接が可能である。
【００１７】
しかも、消音器２０から排出された排気音は、消音器２０を構成する鉄材やステンレス材と振動係数の異なるチタニウム製のテール管１０に吸収され、消音器２０との共振作用を少なくできるので、消音器２０の構成を替えずに消音効果を高めることができる。この結果、車両は勿論、二輪車の排気マフラーとしても好適なものとなる。
【００１８】
更に、テール管１０から消音器２０までをチタニウム材にて形成することで、排気マフラーに加わる横荷重を更に少なくすることができるので、車両用の排気マフラーとして使用すると、より安定したコーナーリング特性が得られるものである。しかも、前記発色効果により、テール管１０から消音器２０までの装飾効果を高めることもできるので、二輪車用の排気マフラーとして使用することも可能である。
【００１９】
そして、銀製の溶接材Ｐを使用したＴＩＧ溶接にて異種金属相互を溶接したことで、溶剤が各溶接部分に流れ込み、チタニウムを含む複数の異種部材を同時に溶接することが可能になり、ＴＩＧ溶接の溶接作業を簡略化することができる。しかも、この溶接材Ｐは、隙間に充填することも可能になるので、溶接跡を美しく整えて、体裁を良好に保つことができる。
【００２０】
このように、本発明によると、走行時のコーナリングのバランス特性が向上すると共に、消音効果及び装飾効果を高め、ＴＩＧ溶接の溶接作業を簡略化することができるなどといった種々の効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明排気マフラーの最良の形態は、エキゾーストパイプ３０及び消音器２０を鉄材又はステンレス材で形成し、テール管１０のみをチタニウム材にて形成する。テール管１０を、前記消音器２０の内部に挿入された消音管４０の端部４１に外嵌し、テール管１０と、消音管４０の端部４１と、消音器２０の外筒端部２１とを、銀製の溶接材Ｐを使用したＴＩＧ溶接にて一体に溶接することにより、当初の目的を達成する。
【実施例】
【００２２】
次に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。本発明の主要構成は、エキゾーストパイプ３０と消音器２０とテール管１０とで構成した排気マフラーである(図１、図６参照)。
【００２３】
本発明マフラーは、テール管１０のみ、若しくはテール管１０から消音器２０までをチタニウム材にて形成する。一方、エキゾーストパイプ３０のみ、若しくは消音器２０からエキゾーストパイプ３０までを鉄材又はステンレス材で形成する。チタニウム材は、ＪＩＳ２種規格の工業用純チタンを使用することで、鉄材又はステンレス材の約６０％の比重になり、テール管１０の軽量効果を発揮することができる。また、この外、チタン合金を使用することも可能である。例えば、Ti-3Al-2.5Vや、Ti-6Al-45Vなどのチタン合金を使用することも可能である。
【００２４】
テール管１０のみをチタニウム製とした場合、このテール管１０を、前記消音器２０の内部に挿入された消音管４０の端部４１に外嵌する。そして、テール管１０と、消音管４０の端部４１と、消音器２０の外筒端部２１とをＴＩＧ溶接にて一体に溶接する(図２、図４参照)。このとき、溶接材Ｐとして、銀製の溶接棒を使用する。この溶接棒は、純度99.9％の銀を使用することで、融点温度がチタニウムよりも低くなり、チタニウムが溶解する前に溶けて溶接部材間に流れ込む為、これまで困難とされていた複数の対象物をＴＩＧ溶接にて同時に溶接加工できる利点がある。
【００２５】
したがって、図４に示すテール管１０と、消音管４０の端部４１と、消音器２０の外筒端部２１とをＴＩＧ溶接にて同時に溶接することが可能になり、溶接作業を簡略化することができる。また、この溶接材Ｐは、隙間に充填することもできるので、同図のテール管１０と消音管４０の端部４１との間に設けた間隙に溶接材Ｐを流し込み平に整えることも可能である。このように、銀製の溶接材Ｐを使用することで、これまで極めて困難とされていたチタニウムと異種金属との複数の対象物に係る溶接が可能になり、しかも溶接作業を簡略化することもできる。尚、溶接材Ｐの純度や添加物については、溶接材Ｐの融点温度がチタニウムよりも低くなる範囲で自由に選択できるものである。
【００２６】
このように、テール管１０のみをチタニウム製にした場合、排気マフラー全体をチタニウムで形成したものに比べて最も低コストで提供できると共に、同じ素材の構成に比べて消音効果が向上する。更に、車両用のマフラーとして使用すると、少ないチタニウム材でコーナリング特性も向上させることができるので、費用対効果として最も優れた車両用の排気マフラーを提供することができる。
【００２７】
また、テール管１０から消音器２０までをチタニウム製とし、エキゾーストパイプ３０のみを鉄又はステンレス製とした場合には、図５に示す溶接となる。すなわち、消音器２０の内部に挿入された消音管４０の先端部４２にエキゾーストパイプ３０を外嵌する。そして、エキゾーストパイプ３０と、チタニウム製消音管４０の先端部４２と、チタニウム製消音器２０の外筒先端部２２とを一体に溶接するものである。このとき、溶接材Ｐとして、前記銀製の溶接棒を使用する。
【００２８】
このように、テール管１０から消音器２０までをチタニウム製として形成した場合は、極めて重量が軽くなるので、走行時のコーナリグ特性をより高めることができる。また、エキゾーストパイプ３０までをチタニウム製にした排気マフラーと比べて、低コストにて提供できる。
【００２９】
テール管１０を形成するチタニウムの特性として、研磨後、熱処理することで、濃いブルーを基調とした輝く青色に発色する。そこで、車両用の排気マフラーとして使用する場合は、テール管１０の中で、最も人目に付く端部を研磨し、熱処理することで、これまでの排気マフラーでは得られない特殊な装飾効果を施すことができる(図１、図２、図３参照)。また、図示していないが、二輪車用の排気マフラーとして使用する場合は、テール管１０から消音器２０までをチタニウム製にして発色させることも可能である。
【００３０】
尚、本発明は前記実施例に限定されることなく、テール管１０や消音器２０の材質、あるいは溶接材Ｐの純度など、本発明の要旨を逸脱しない範囲内における設計変更等は自由に行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明排気マフラーの一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明排気マフラーの一実施例を示す正面図である。
【図３】本発明排気マフラーの一実施例を示す側面図である。
【図４】テール管の溶接部分を示す要部拡大断面図である。
【図５】エキゾーストパイプの溶接部分を示す要部拡大断面図である。
【図６】車両における排気マフラーの装着例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
Ｐ  溶接材
１０  テール管
２０  消音器
２１  外筒後端部
２２  外筒先端部
３０  エキゾーストパイプ
４０  消音管
４１  後端部
４２  先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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