(57)【要約】【課題】合成樹脂製として軽量化を図ることができる内燃機関用マフラを得る。【解決手段】筒状部１ａとその両端を閉塞する蓋部１ｂ，１ｃとを備えたアウタシェル１を有し、アウタシェル１内に筒状のインナシェル２を配置して、アウタシェル１とインナシェル２との間に共鳴室８を形成する。また、インレットパイプ１０の外周はインナシェル２の内周に接触されて設けられ、アウトレットパイプ２２はインナシェル２内から蓋部１ｃを通してアウタシェル１外に引き出され、かつ、インレットパイプ１０内と共鳴室８とを連通する貫通孔１６，１８をインレットパイプ１０とインナシェル２とに形成した。アウタシェル１の筒状部１ａと、筒状部１ａの一方の端を閉塞する蓋部１ｂとを合成樹脂により一体に形成し、筒状部１ａの他方の端を閉塞する蓋部１ｃとアウトレットパイプ２２とを合成樹脂により一体に形成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状部とその両端を閉塞する蓋部とを備えたアウタシェルにより覆われ、内燃機関から排出される排気が導入されるインレットパイプと、前記排気を排出するアウトレットパイプとを備えた内燃機関用マフラにおいて、
少なくとも前記アウタシェルの前記筒状部を合成樹脂で形成すると共に、前記アウタシェル内に筒状のインナシェルを配置して、前記アウタシェルと前記インナシェルとの間に共鳴室を形成し、前記インレットパイプの外周は前記インナシェルの内周に接触されて設けられ、前記アウトレットパイプは前記インナシェル内から前記蓋部を通して前記アウタシェル外に引き出され、かつ、前記インレットパイプ内と前記共鳴室とを連通する貫通孔を前記インレットパイプと前記インナシェルとに形成したことを特徴とする内燃機関用マフラ。
【請求項２】
前記インナシェル内の前記インレットパイプの端を閉塞すると共に、前記インレットパイプに前記インナシェル内に連通する小孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用マフラ。
【請求項３】
前記アウタシェルの前記筒状部と、前記筒状部の一方の端を閉塞する前記蓋部とを合成樹脂により一体に形成され、かつ、前記筒状部の他方の端を閉塞する前記蓋部と前記アウトレットパイプとを合成樹脂により一体に形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の内燃機関用マフラ。
【請求項４】
前記インレットパイプと前記インナシェルとは金属製で、前記インレットパイプを前記アウタシェルの前記蓋部に介装部材を介して挿入したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の内燃機関用マフラ。
【請求項５】
前記インナシェルの両端を介装部材を介して前記アウタシェルに支持したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の内燃機関用マフラ。
【請求項６】
前記アウタシェルの前記筒状部と、前記筒状部の一方の端を閉塞する前記蓋部とを合成樹脂により一体に形成し、かつ、前記筒状部の他方の端を閉塞する前記蓋部を合成樹脂により別体に形成し、別体の前記蓋部に金属製の前記アウトレットパイプを介装部材を介して挿入したことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の内燃機関用マフラ。
【請求項７】
前記インナシェル内の前記アウトレットパイプと前記インレットパイプとを連結する連結部材を設けたことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関用マフラ。
【請求項８】
前記インナシェルの内周に、前記アウトレットパイプの外周と前記インレットパイプの外周とを固定して、前記アウトレットパイプと前記インレットパイプとを連結したことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関用マフラ。
【請求項９】
前記連結部材は、軸方向に沿ってθ状に仕切られた連結パイプで、該連結パイプの一方に前記アウトレットパイプを他方に前記インレットパイプを装着したことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関用マフラ。
【請求項１０】
前記インナシェルの外周に、前記共鳴室と前記貫通孔とを連通する共鳴用通路を形成する通路部材を取り付けたことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の内燃機関用マフラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の排気系に装着される内燃機関用マフラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１や特許文献２にあるように、排気管から金属製の分岐管を分岐させ、分岐管の先端に合成樹脂製のレゾネータを設けて、排気騒音の低減を図ったものが提案されている。分岐管を介してレゾネータを設けることにより、レゾネータが高温の排気から隔離され、レゾネータを合成樹脂製とすることにより、樹脂の成形性を生かした自由な外観や構造を持たせることができ、軽量化を図ることができる。
【特許文献１】特開平９−１４４５２５号公報
【特許文献２】特開２０００−８８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、こうした従来のものでは、分岐管を介して設けているので、排気系の高温から隔離されるが、内燃機関用マフラを合成樹脂製として軽量化を図ることはできず、内燃機関用マフラを金属製により形成するので軽量化が困難であるという問題があった。
【０００４】
本発明の課題は、合成樹脂製として軽量化を図ることができる内燃機関用マフラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
筒状部とその両端を閉塞する蓋部とを備えたアウタシェルにより覆われ、内燃機関から排出される排気が導入されるインレットパイプと、前記排気を排出するアウトレットパイプとを備えた内燃機関用マフラにおいて、
少なくとも前記アウタシェルの前記筒状部を合成樹脂で形成すると共に、前記アウタシェル内に筒状のインナシェルを配置して、前記アウタシェルと前記インナシェルとの間に共鳴室を形成し、前記インレットパイプの外周は前記インナシェルの内周に接触されて設けられ、前記アウトレットパイプは前記インナシェル内から前記蓋部を通して前記アウタシェル外に引き出され、かつ、前記インレットパイプ内と前記共鳴室とを連通する貫通孔を前記インレットパイプと前記インナシェルとに形成したことを特徴とする内燃機関用マフラがそれである。
【０００６】
前記インナシェル内の前記インレットパイプの端を閉塞すると共に、前記インレットパイプに前記インナシェル内に連通する小孔を形成した構成としてもよい。また、前記アウタシェルの前記筒状部と、前記筒状部の一方の端を閉塞する前記蓋部とを合成樹脂により一体に形成され、かつ、前記筒状部の他方の端を閉塞する前記蓋部と前記アウトレットパイプとを合成樹脂により一体に形成した構成としてもよい。
【０００７】
前記アウトレットパイプと前記インナシェルとは金属製で、前記アウトレットパイプを前記アウタシェルに介装部材を介して挿入した構成としてもよい。また、前記インナシェルの両端を介装部材を介して前記アウタシェルに支持した構成としてもよい。
【０００８】
あるいは、前記アウタシェルの前記筒状部と、前記筒状部の一方の端を閉塞する前記蓋部とを合成樹脂により一体に形成し、かつ、前記筒状部の他方の端を閉塞する前記蓋部を合成樹脂により別体に形成し、別体の前記蓋部に金属製の前記アウトレットパイプを介装部材を介して挿入した構成としてもよい。
【０００９】
その際、前記インナシェル内の前記アウトレットパイプと前記インレットパイプとを連結する連結部材を設けた構成としてもよい。また、前記インナシェルの内周に、前記アウトレットパイプの外周と前記インレットパイプの外周とを固定して、前記アウトレットパイプと前記インレットパイプとを連結した構成としてもよい。あるいは、前記連結部材は、軸方向に沿ってθ状に仕切られた連結パイプで、該連結パイプの一方に前記アウトレットパイプを他方に前記インレットパイプを装着した構成としてもよい。更に、前記インナシェルの外周に、前記共鳴室と前記貫通孔とを連通する共鳴用通路を形成する通路部材を取り付けた構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の内燃機関用マフラは、高温の排気に晒されるインナシェルやインレットパイプを金属製とし、アウタシェルとインナシェルとの間に共鳴室を形成したので、少なくともアウタシェルの筒状部を合成樹脂製とすることができ、軽量化できるという効果を奏する。
【００１１】
インレットパイプに小孔を形成することにより、排気をインナシェル内に良好に導くことができる。また、筒状部と一方の蓋部とを一体に合成樹脂で形成すると共に、他方の蓋部とアウトレットパイプとを一体に合成樹脂で形成することにより、部品点数を低減できると共に、組立も容易になる。
【００１２】
介装部材を設けることにより、介装部材に断熱性、耐熱性を持たせることが容易にでき、一方が合成樹脂製であっても、熱による変形を防止できる。また、インレットパイプとアウトレットパイプとを連結部材により連結すると、剛性が向上して、インレットパイプとアウトレットパイプとの振動を防止できる。あるいは、インレットパイプとアウトレットパイプとをインナシェルに固定すると、部品点数の増加を招くことなく、振動を防止できる。更に、インナシェルの外周に通路部材を設けると、共鳴効果を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１はアウタシェルで、アウタシェル１は円筒状に形成された筒状部１ａと、筒状部１ａの一端を閉塞する蓋部１ｂとを備え、筒状部１ａと蓋部１ｂとは合成樹脂により一体に形成されている。また、アウタシェル１は、筒状部１ａの他端側を閉塞する別体の蓋部１ｃを備え、アウタシェル１の内部は中空状に形成されている。尚、筒状部１ａは、金型により樹脂成形するため、その内外周はテーパ状に形成されている。筒状部１ａは円筒状に限らず、四角や六角等の角筒状であってもよく、また、楕円状の筒状であってもよい。
【００１４】
アウタシェル１内には、筒状のインナシェル２が配置されており、インナシェル２は金属製である。インナシェル２の外径は、筒状部１ａの内径よりも小さく形成されると共に、インナシェル２は、筒状部１ａの長さと同じか、それよりも長く形成されている。インナシェル２は、アウタシェル１の両蓋部１ｂ，１ｃの間に挟まれるように、インナシェル２の両端が、両蓋部１ｂ，１ｃの内側に達する長さに形成されている。
【００１５】
インナシェル２の両端にはそれぞれ介装部材４，６が取り付けられており、介装部材４，６を介して、インナシェル２の両端がそれぞれアウタシェル１の両蓋部１ｂ，１ｃに取り付けられ、アウタシェル１の内周とインナシェル２の外周との間にリング状の共鳴室８が形成されている。介装部材４，６は、断熱材により形成され、あるいは、アウタシェル１の両蓋部１ｂ，１ｃの合成樹脂よりも耐熱性の高い樹脂等により形成されている。インナシェル２と両蓋部１ｂ，１ｃとにより拡張室９が形成されている。
【００１６】
一方の蓋部１ｂにはインレットパイプ１０が挿入されており、挿入に際しては、蓋部１ｂとインレットパイプ１０との間にリング状の介装部材１２が設けられて、蓋部１ｂとインレットパイプ１０とが直接接触しないように構成されている。介装部材１２は、断熱材により形成され、あるいは、アウタシェル１の合成樹脂よりも耐熱性の高い樹脂等により形成されている。尚、インレットパイプ１０には、上流側の排気流路が接続されて、内燃機関からの排気が導入される。
【００１７】
インレットパイプ１０は、インナシェル２の内側に設けられるように挿入されると共に、インレットパイプ１０の外周がインナシェル２の内周に接触するように配置されている。インナシェル２内に挿入されたインレットパイプ１０の先端には、キャップ部材１４が嵌入されて、インレットパイプ１０の先端は閉塞されている。
【００１８】
インレットパイプ１０とインナシェル２との接触箇所には、インレットパイプ１０と共鳴室８とを連通する貫通孔１６，１８とがインレットパイプ１０とインナシェル２とにそれぞれ形成されている。また、インレットパイプ１０には、多数の小孔２０が穿設されており、インレットパイプ１０内の拡張室９とインナシェル２内とが連通されている。
【００１９】
別体の蓋部１ｃには、アウトレットパイプ２２が取り付けられており、アウトレットパイプ２２はインナシェル２内の拡張室９からアウタシェル１の外側に引き出されて設けられている。蓋部１ｃとアウトレットパイプ２２とは、合成樹脂により一体に形成されており、アウトレットパイプ２２は、金型により樹脂成形するため、その壁面はテーパ状に形成されている。別体の蓋部１ｃは、筒状部１ａの一端を塞ぐように被せられて、その周囲の縁を溶着等されて、蓋部１ｃが筒状部１ａと一体にされ、アウタシェル１により覆われている。
【００２０】
拡張室９内のアウトレットパイプ２２には、その外周を覆うように、金属製の被覆部材２４が設けられており、アウトレットパイプ２２の外周と被覆部材２４の内周との間に、消音室２６が形成されている。アウトレットパイプ２２には、消音室２６に連通する多数の小孔２８が穿設されている。尚、消音室２６には、グラスウール等を充填してもよい。
【００２１】
次に、前述した本実施形態の内燃機関用マフラの作動について説明する。
上流の排気流路からインレットパイプ１０に排気が導かれると、排気は多数の小孔２０から拡張室９に流入する。そして、拡張室９からアウトレットパイプ２２を通って、下流側の排気流路に排出される。
【００２２】
インレットパイプ１０に排気が流入すると、貫通孔１６，１８と共鳴室８とによる共鳴器としての作用により、吸音効果が得られ、排気騒音が低減される。また、排気が小孔２０から拡張室９に流入する際にも、排気の膨張等により、排気騒音が低減される。更に、拡張室９からアウトレットパイプ２２を通って排気が排出される際に、アウトレットパイプ２２の小孔２８と消音室２６とにより、排気騒音が低減される。
【００２３】
排気はインレットパイプ１０内から小孔２０を通って、拡張室９に流入し、拡張室９からアウトレットパイプ２２を通って排出される。従って、共鳴室８には直接高温の排気が流入せず、アウタシェル１の筒状部１ａ、両蓋部１ｂ，１ｃが直接高温の排気に晒されることがない。特に、筒状部１ａが高温の排気に晒されることがない。
【００２４】
従って、高温の排気に晒されるインナシェル２やインレットパイプ１０は金属製とし、アウタシェル１は３００℃以下に保つことができるので、筒状部１ａ、両蓋部１ｂ，１ｃからなるアウタシェル１を合成樹脂製とすることができ、重量を低減できる。また、アウタシェル１を樹脂成形できるので、量産性が向上し、その形状の自由度が高く、搭載する車両に応じた形状に形成しやすくなる。
【００２５】
その際、少なくとも筒状部１ａを合成樹脂製とすることにより、軽量化を図ることができる。また、筒状部１ａと一方の蓋部１ｂとを一体に合成樹脂製とし、他方の蓋部１ｃとアウトレットパイプ２２とを一体に合成樹脂製とすることにより、部品点数を低減できると共に、組立が容易になる。更に、介装部材４，６，１２を設けることにより、介装部材４，６，１２に断熱性、耐熱性を持たせることができ、アウタシェル１が熱により変形するのを防止できる。
【００２６】
次に、前述した実施形態と異なる第２実施形態の内燃機関用マフラについて、図３、図４によって説明する。尚、前述した実施形態と同じ部材については同一番号を付して詳細な説明を省略する。以下同様。
【００２７】
前述した実施形態とはアウトレットパイプ２２が異なり、第２実施形態では、アウトレットパイプ３２は、金属製のパイプで形成され、アウタシェル１の蓋部１ｄとは別に形成されている。アウタシェル１の蓋部１ｄは、前述した別体の蓋部１ｃと同様、合成樹脂により形成されている。
【００２８】
アウトレットパイプ３２は、蓋部１ｄに挿入されて、インナシェル２内の拡張室９からアウタシェル１の外側に引き出されて設けられている。アウトレットパイプ３２と蓋部１ｄとの間にはリング状の介装部材３４が設けられて、アウトレットパイプ３２と蓋部１ｄとが直接接触しないように構成されている。介装部材３４は、断熱材により形成され、あるいは、蓋部１ｄの合成樹脂よりも耐熱性の高い樹脂等により形成されている。
【００２９】
また、インナシェル２内のインレットパイプ１０とアウトレットパイプ３２とには、連結部材３６が溶接等により固定されており、インレットパイプ１０とアウトレットパイプ３２とが連結部材３６により連結されている。
【００３０】
このように、アウトレットパイプ３２を金属製として、インレットパイプ１０とアウトレットパイプ３２とを連結部材３６により連結することにより、剛性が向上し、インレットパイプ１０とアウトレットパイプ３２との振動を防止できる。また、前述した実施形態と同様に、筒状部１ａ、両蓋部１ｂ，１ｄからなるアウタシェル１を合成樹脂により形成でき、軽量化を図ることができる。
【００３１】
続いて、第３実施形態の内燃機関用マフラについて、図５、図６によって説明する。
この第３実施形態では、前述した実施形態と同様、インレットパイプ１０の外周をインナシェル２の内周に接触させて溶接等により固定している。そして、金属製のアウトレットパイプ３２の外周をもインナシェル２の内周に接触させて溶接等により固定している。
【００３２】
これにより、剛性が向上し、インレットパイプ１０とアウトレットパイプ３２との振動を防止できると共に、部品点数を低減でき、前述したと同様に、筒状部１ａ、両蓋部１ｂ，１ｄからなるアウタシェル１を合成樹脂により形成でき、軽量化を図ることができる。
【００３３】
次に、第４実施形態の内燃機関用マフラについて、図７、図８によって説明する。
この第４実施形態では、インナシェル２内に連結パイプ４１が配置されている。連結パイプ４１内には軸方向に沿って仕切板４２が設けられて、連結パイプ４１が第１通路４１ａと第２通路４１ｂとにθ状に仕切られている。
【００３４】
この仕切られた連結パイプ４１の第１通路４１ａの端に、蓋部１ｂに介装部材１２を介して挿入されたインレットパイプ４２の一端が挿入されて、インレットパイプ４２と第１通路４１ａとが連通されている。第１通路４１ａの他方に端には、キャップ部材４４が嵌着されて閉塞されている。
【００３５】
第２通路４１ｂの一方の端には、キャップ部材４６が嵌着されて閉塞されている。また、第２通路４１ｂの他方の端には、蓋部１ｄに介装部材３４を介して挿入されたアウトレットパイプ４８の一端が挿入されて、アウトレットパイプ４８と第２通路４１ｂとが連通されている。また、連結パイプ４１には多数の小孔５０，５２が穿設されて、第１通路４１ａと第２通路４１ｂとがそれぞれ拡張室９に連通されている。
【００３６】
インレットパイプ４２に導入された排気は、インレットパイプ４２から第１通路４１ａに流入し、第１通路４１ａから小孔５０を介して拡張室９に流入する。そして、拡張室９から小孔５２を介して第２通路４１ｂに流入し、第２通路４１ｂからアウトレットパイプ４８を介して流出する。
【００３７】
この第４実施形態では、連結部材としての連結パイプ４１により、インレットパイプ４２とアウトレットパイプ４８とが連結されるので、インレットパイプ４２とアウトレットパイプ４８との振動を防止できると共に、前述したと同様に、筒状部１ａ、両蓋部１ｂ，１ｄからなるアウタシェル１を合成樹脂により形成でき、軽量化を図ることができる。
【００３８】
次に、第５実施形態の内燃機関用マフラについて、図９、図１０によって説明する。
この第５実施形態は、前述した図１、図２に示した実施形態の内燃機関用マフラに対して、インナシェル２の外周に通路部材６０を貫通孔１８に応じて取り付けている。通路部材６０とインナシェル２との間に共鳴用通路６２を形成すると共に、共鳴用通路６２が貫通孔１８に連通するように、通路部材６０が配置されている。
【００３９】
また、通路部材６０は断面形状がコ字状に形成されると共に、一方が閉じられて、共鳴用通路６２の一方が閉塞され、共鳴用通路６２がインレットパイプ１０のキャップ部材１４側端に向かって共鳴室８内に開口されている。共鳴用通路６２を設けることにより、共鳴効果を高めることができる。
【００４０】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態としての内燃機関用マフラの軸方向に沿った断面図である。
【図２】図１のＡＡ断面図である。
【図３】第２実施形態としての内燃機関用マフラの軸方向に沿った断面図である。
【図４】図３のＢＢ断面図である。
【図５】第３実施形態としての内燃機関用マフラの軸方向に沿った断面図である。
【図６】図５のＣＣ断面図である。
【図７】第４実施形態としての内燃機関用マフラの軸方向に沿った断面図である。
【図８】図７のＤＤ断面図である。
【図９】第５実施形態としての内燃機関用マフラの軸方向に沿った断面図である。
【図１０】図９のＥＥ断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…アウタシェル        １ａ…筒状部
１ｂ，１ｃ，１ｄ…蓋部  ２…インナシェル
４，６，１２，３４…介装部材
８…共鳴室              ９…拡張室
１０，４２…インレットパイプ
１６，１８…貫通孔      ２０，２８，５０…小孔
２２，３２，４８…アウトレットパイプ
２４…被覆部材          ２６…消音室
３６…連結部材          ４１…連結パイプ
４２…仕切板            ６０…通路部材
６２…共鳴用通路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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