(57)【要約】【課題】消音器に対して車両前後方向の荷重が作用するとき、消音器自体で安定した衝撃吸収効果を得ることができる車両用消音装置を提供する。【解決手段】内部の隔壁間の略中央に位置するマフラーシェル１の外壁１ａには、車両前後方向と略直行する方向に、車両前後方向の荷重によって収縮変形する収縮部４を形成し、その内部に配設されたインレットパイプ２、テールパイプ３、及びパスパイプ７には、収縮部４と車両前後方向で同等の部位に、配管収縮部２ｂ、３ｂ、及び７ｂを夫々設ける。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスの排気圧及び排気音を減衰させるための消音器を備えた車両用消音装置において、
車両前後方向の荷重によって収縮変形する収縮部を、車両前後方向と直行する方向又は略直行する方向に、前記消音器の外壁全周に連続して形成したことを特徴とする車両用消音装置。
【請求項２】
前記収縮部は、前記消音器の外壁を変形してなることを特徴とする請求項１記載の車両用消音装置。
【請求項３】
前記消音器に設けられた隣合う隔壁間の中央部に、前記収縮部を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用消音装置。
【請求項４】
前記収縮部は、少なくとも排気ガスの排気圧を減衰させる拡張室を形成する前記隔壁間の中央に設けることを特徴とする請求項３記載の車両用消音装置。
【請求項５】
前記消音器は内部配管を有し、該内部配管には、前記収縮部と車両前後方向で同等の部位に、配管収縮部を形成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車両用消音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガスの排気圧及び排気音を減衰させる車両用消音装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両用消音装置として、例えば、特開２００１−３２３８０９号公報に記載されたものが提案されている。
この従来例には、消音器内部から後方に突出したテールパイプに、車体前方向への衝撃が加わると、テールパイプが消音器内部を車体前方向に変位し、その前方端が消音器内部の前端壁に当接して押圧されることにより、テールパイプが収縮変形して衝撃荷重を吸収するように構成された自動車の消音器が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、消音器から後方に突出したテールパイプのみが、車体前方向に加わる衝撃に対して収縮変形容易な構造とされているので、消音器自体の収縮変形が容易ではなく、収縮変形が発生しても、その変形箇所や変形量が不安定となってしまい、安定した衝撃吸収効果を得ることができないという未解決の課題がある。
【０００４】
そこで、本発明は上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、消音器に対して車両前後方向の荷重が作用するとき、消音器自体で安定した衝撃吸収効果を得ることができる車両用消音装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用消音装置は、車両前後方向の荷重によって収縮変形する収縮部を、車両前後方向と略直行する方向に、消音器の外壁全周に連続して形成したことを特徴としている。
【０００６】
【発明の効果】
本発明に係る車両用消音装置によれば、車両前後方向の荷重によって収縮変形する収縮部を、車両前後方向と略直行する方向に、消音器の外壁全周に連続して形成しているので、消音器に対する車両前後方向の荷重が作用する場合、収縮部で消音器自体を確実に収縮変形させ、尚且つその変形箇所や変形量を安定させることができ、常に理想的な衝撃吸収効果を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明における消音器の斜視図を示している。図中、１は消音器としてのマフラーシェルであり、車両前後方向と直行する断面が楕円の筒形状で、車両後方部の下面に懸吊支持されている。そして車両前方側から挿入されるインレットパイプ２によりエンジン運転時に発生する排気ガスを導入し、その排気圧及び排気音を減衰させてから、車両後方側に突出したテールパイプ３により排気ガスを大気に放出する。
【０００８】
前記マフラーシェル１の筒体をなす外壁１ａには、車両前後方向への荷重によって収縮変形する収縮部４が、車両前後方向と直行する方向に、全周に連続して形成されている。この収縮部４は、図２に示すように、外壁１ａの一部を内側から外側に向けて略“く”の字型に膨出させたビーディング加工により形成されている。さらに、マフラーシェル１は、図３に示すように、車両前後方向の両側から端板１ｂ及び１ｃで閉塞されており、その内部に仕切板５及び６を車両前後方向に直行するように配設することで、第１拡張室ＥＲ１、第２拡張室ＥＲ２、及び第３拡張室ＥＲ３に区画されている。そこで、収縮部４は、車両前後方向の荷重による収縮変形が容易となるように、仕切板５及び６で形成された第１拡張室の略中央に位置する外壁１ａの部位に形成されている。
【０００９】
そして、インレットパイプ２は、端板１ｂ、仕切板５及び６に挿通固定されて第２拡張室ＥＲ２に連通しており、第１拡張室ＥＲ１を通過している円周面には、多数の小孔で形成された多孔部２ａを有している。また、テールパイプ３は、仕切板５、６、及び端板１ｃに夫々挿通固定されており、第３拡張室ＥＲ３に連通している。さらに、第２拡張室ＥＲ２と第３拡張室ＥＲ３とを連通するために仕切板５及び６には、パスパイプ７が挿通固定されており、このパスパイプ７も、第１拡張室ＥＲ１を通過している円周面に、多数の小孔で形成された多孔部７ａを有している。
【００１０】
したがって、高圧力の排気ガスは、インレットパイプ２を伝ってマフラーシェル１に導入されると、先ず、第２拡張室ＥＲ２へと流れ込み、次いで第３拡張室ＥＲ３に移行してから大気へと、その流れを方向転換しながら排出される。このとき排気ガスは、インレットパイプ２及びパスパイプ７と第１拡張室ＥＲ１との間を、多孔部２ａ及び７ａを抜けて出入りすることができる。こうして、排気ガスの流れは効率よく通過させる一方で、その体積速度の変動分を抑制することができ消音効果を十分に発揮することができる。
【００１１】
また、インレットパイプ２、テールパイプ３、及びパスパイプ７の第１拡張室ＥＲ１に位置する夫々の部位には、マフラーシェル１の収縮部４が収縮変形するときに、これに伴った収縮変形が可能な配管収縮部２ｂ、３ｂ、及び７ｂが形成されている。これらの配管収縮部２ｂ、３ｂ、及び７ｂは、図４に示すように、例えば、異径のパイプ同士を嵌入させて、収縮部４の収縮変形量に応じて、小径側が大径側に入り込むように構成されている。また、配管収縮部２ｂ、３ｂ、及び７ｂも収縮変形が容易となるように、第１拡張室ＥＲ１の略中央に、即ち収縮部４と車両前後方向で同等の部位に形成されている。
【００１２】
したがって、例えば、車両後部に対して前方への比較的大きな荷重が作用したとする。このとき、マフラーシェル１に対しても車両前後方向への荷重が作用すると、外壁１ａをビーディング加工した収縮部４には、荷重による応力が集中し易い。この車両前後方向への荷重が或る一定の値に達したとき、収縮部４は車両前後方向の収縮変形を開始する。これに伴って、仕切板５及び６が接近することにより、この仕切板５及び６に挿通固定されたインレットパイプ２、テールパイプ３、及びパスパイプ７にも軸方向の荷重が作用し、夫々の配管収縮部２ｂ、３ｂ、及び７ｂが収縮変形を開始する。これにより、マフラーシェル１における収縮部４は、軸方向への収縮変形を何ら妨げられることなく、車両後方部に作用した前方への荷重を吸収、或いは低減することができる。
【００１３】
このように、車両後方部に比較的大きな荷重が作用したときに、マフラーシェル１を確実に収縮変形させると供に、その変形箇所や変形量を安定させることができる。
なお、上記実施形態においては、マフラーシェル１の外壁１ａの一部を内側から外側に向けて略“く”の字型に膨出させて収縮部４を形成する構成について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、図５に示すように、外壁１ａの外側から、内側に向けて略“く”の字型に窪ませることで収縮部を形成してもよい。さらに、その膨出形状や窪ませ方も直線的な形状に限らず曲線形状にしてもよく、要は、車両前後方向の荷重が作用するときの応力を一定の部位に集中させて、マフラーシェル１を確実に収縮させることができれば如何なる形状でも代用することができる。
【００１４】
また、上記実施形態においては、異径のパイプ同士を嵌入させておき、収縮部４の収縮変形量に応じて小径側が大径側に入り込むようにして、配管収縮部２ｂ、３ｂ、及び７ｂを形成する構成について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、図６（ａ）に示すように、２つのパイプの端部を円筒状のステンレスメッシュで接合したり、また図６（ｂ）に示すように、パイプに環状の膨出部を多数連設した蛇腹部を形成したり、更には図６（ｃ）に示すように、パイプの円周面に多数の孔を穿設することで、パイプの剛性を低下させ収縮変形容易な構造としたりしてもよい。要は、収縮部４が収縮変形を開始するときに、これに応じて各パイプに収縮変形を発生させることができれば、如何なる構造でもよい。
【００１５】
以上のように、上記実施形態によれば、収縮部４を、マフラーシェル１の外壁１ａの一部を変形して形成したので、車両前後方向の荷重に基づく応力を収縮部４に容易に集中させることができるという効果が得られる。
また、収縮部４を、隣合う隔壁間の中央部に形成したので、車両前後方向の荷重に基づく応力を収縮部４に集中させ易いという効果が得られる。
【００１６】
さらに、インレットパイプ２、テールパイプ３、及びパスパイプ７には、収縮部４と車両前後方向で同等の部位に、配管収縮部２ｂ、３ｂ、及び１０ｂを夫々形成したので、車両前後方向に荷重が作用する場合、配管収縮部を容易に収縮変形させることができ、収縮部４の収縮変形を阻むことがないという効果が得られる。
【００１７】
次に、本発明における第２の実施形態を図７に基づいて説明する。
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態における衝撃吸収効果を更に向上させるものである。
すなわち、第２の実施形態では、図７に示すように、マフラーシェル１に収縮部の数を増やしたことを除いては、第１の実施形態と同様の構成を有するため、図３との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００１８】
この第２の実施形態によると、第１拡張室ＥＲ１に加えて、端板１ａと仕切板５とで形成された第３拡張室ＥＲ３、及び仕切板６と端板１ｂとで形成された第２拡張室ＥＲ２の、夫々の中央部にも収縮部４を形成している。そして、インレットパイプ２における第３拡張室ＥＲ３に位置する部位に、更にテールパイプ３における第２拡張室ＥＲ２の中央に位置する部位の夫々に、配管収縮部２ｂ、３ｂ、及び７ｂを形成する。
【００１９】
したがって、マフラーシェル１に対して車両前後方向の荷重が作用すると、その応力が第１、第２、及び第３の拡張室の夫々に位置する収縮部４に集中し、この荷重が或る一定の値に達したとき、各収縮部４が収縮変形を開始する。これに伴って端板１ｂと仕切板５、仕切板５と６、及び仕切板６と端板１ｃとが夫々接近することにより、インレットパイプ２、テールパイプ３、及びパスパイプ７にも軸方向の荷重が作用し、夫々の配管収縮部２ｂ、３ｂ、及び７ｂが収縮変形を開始する。これにより、マフラーシェル１における各収縮部４は、軸方向への収縮変形を何ら妨げられることなく、車両後方部に作用した前方への荷重をより多く吸収、或いは低減することができる。
【００２０】
なお、上記実施形態においては、各拡張室を形成する隔壁間の略中央部に１つの収縮部４を形成する構成について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば複数の収縮部４を軸方向に連設することで衝撃吸収効果の更なる向上を図ってもよい。
次に、本発明における第３の実施形態を図８に基づいて説明する。
【００２１】
第３の実施形態は、前述した第２の実施形態にヘルツホルムの共鳴原理を利用することで排気音をより効果的に減衰させるものであり、第２の実施形態と同様の構成を有する図７との対応部分には、同一符号を付し、詳細説明はこれを省略する。
この第３の実施形態によると、仕切板６及び端板１ｃの間に仕切板８を設けることで共鳴室ＲＲを形成し、この共鳴室ＲＲと第２拡張室ＥＲ２とを連通する首管９を仕切板８に挿通固定する。これにより、排気ガスが第２拡張室ＥＲ２を通過する際に、共鳴室ＲＲは、特定の共鳴周波数の音波を熱エネルギーに変換することができ、排気音をより効果的に減衰させることができる。
【００２２】
さらに、共鳴室ＲＲに比べて大きいスペースを比較的確保し易い各拡張室に、収縮部４を形成しているので、マフラーシェル１を容易に収縮変形させることができる。勿論、共鳴室ＲＲに、ある程度のスペースを確保して収縮部４を形成してもよい。
以上のように、上記実施形態によれば、少なくとも、比較的大きなスペースを確保し易い拡張室に収縮部を形成しているので、マフラーシェル１の収縮変形を容易に行うことができる。
【００２３】
次に、本発明における第４の実施形態を図９に基づいて説明する。
第４の実施形態は、前述した第２の実施形態をデュアルマフラーに適用させたものであり、第２の実施形態と同様の構成を有する図７との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
この第４の実施形態によると、端板１ｂ及び仕切板５の間に仕切板１０を設けることでデッドスペースＤＳを形成しており、このデッドスペースＤＳの略中央部にも収縮部４が形成されている。そして、前記パスパイプ７に替えてデッドスペースＤＳと第１拡張室ＥＲ１とを連通するために、パスパイプ１１が仕切板１０、５、及び６により挿通固定されている。このパスパイプ１１におけるデッドスペースＤＳ側の一端には、排気圧に応じて開閉可能な排圧感応バルブ１２が設けられている。排圧感応バルブ１２は、エンジンの低速回転で排気圧が低いときには閉弁状態を維持し、エンジンの高速回転により排気圧が所定値を超えて上昇するときに開弁するように構成されている。そして、排気ガスを大気に排出する第２のテールパイプ１３が、仕切板１０、５、６、端板１ｃにより挿通固定されて、デッドスペースＤＳに連通している。
【００２４】
したがって、排気圧が低い場合には、排圧感応バルブ１３の閉弁状態により、第１拡張室ＥＲ１、第２拡張室ＥＲ２、及び第３拡張室ＥＲ３により十分に減衰されてから、テールパイプ３のみにより大気へと排出され、特に低周波の排気音を効果的に減衰させることができる。一方、排気圧が所定値を超えて上昇する場合には、排圧感応バルブ１３が開くことにより、デッドスペースＤＳに流れ込む排気が、第２のテールパイプ１３からも大気に排出される。このとき排気の更なる拡張作用が発生し、特に高周波の排気音を減衰させることができる。このように、本発明をデュアルマフラーに適用すれば、排気圧に応じて低周波又は高周波の排気音を良好に減衰させることができ、尚且つ車両前後方向の荷重が作用しても、その衝撃荷重を効果的に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における消音器の斜視図である。
【図２】収縮部の断面図である。
【図３】マフラーシェル１における車両前後方向の断面図である。
【図４】配管収縮部の拡大図である。
【図５】収縮部の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】配管収縮部の他の実施を示す拡大図である。
【図７】第２の実施形態におけるマフラーシェル１の車両前後方向の断面図である。
【図８】第３の実施形態におけるマフラーシェル１の車両前後方向の断面図である。
【図９】第４の実施形態におけるマフラーシェル１の車両前後方向の断面図である。
【符号の説明】
１　　　マフラーシェル（消音器）
１ａ　　外壁
１ｂ、１ｃ　端板
２　　　インレットパイプ
２ａ　　多孔部
２ｂ　　配管収縮部
３　　　テールパイプ
３ｂ　　配管収縮部
４　　　収縮部
５、６　仕切板
ＥＲ１　第１拡張室
ＥＲ２　第２拡張室
ＥＲ３　第３拡張室
７　　　パスパイプ
７ａ　　多孔部
７ｂ　　配管収縮部
８　　　仕切板
ＲＲ　　共鳴室
９　　　首管
１０　　仕切板
ＤＳ　　デッドスペース
１１　　パスパイプ
１２　　排圧感応バルブ
１３　　第２のテールパイプ
【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】
2004036402.tif 000009
【図８】
2004036402.tif 000010
【図９】
2004036402.tif 000011