(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル（２）内を複数の消音室（４，５）に仕切る仕切板（３）に、両端に拡開部（２０Ａ，２０Ｂ）を備える直管の排気パイプ（２０）を嵌合支持する消音器であって、
排気パイプ（２０）の両端の拡開部（２０Ａ，２０Ｂ）間に、少なくとも一方の拡開部と同等以上の径を有する膨張部（２０Ｃ）を形成し、この膨張部（２０Ｃ）で、排気パイプ（２０）を仕切板（３）に嵌合支持したことを特徴とする、消音器。
【請求項２】
シェル（２）内を複数の消音室（４，５）に仕切る仕切板（３）に、排気パイプ（２０）を嵌合支持する消音器であって、
排気パイプ（２０）は一端に拡開部（２０１Ａ）を備える直管パイプ（２０１）と、この直管パイプ（２０１）に連なる屈曲パイプ（２０２）とからなり、直管パイプ（２０１）の中間部に前記拡開部（２０１Ａ）と同等以上の径を有する膨張部（２０３Ｃ）を形成し、この膨張部（２０３Ｃ）で、排気パイプ（２０）を仕切板（３）に嵌合支持したことを特徴とする、消音器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気系に接続される消音器に関し、特に生産性を向上させた消音器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記消音器においは、その外殻を形成するシェル内を、複数の消音室に仕切る仕切板を設け、その仕切板に、排気ガスの流れるアウトレットパイプなどの排気パイプを嵌合支持し、この排気パイプの少なくとも一端に拡開部を設け、排気パイプ内に排気ガスを流入し易くしたり、排気パイプ内を流れる排気ガスを排出し易くしたものが知られている（たとえば、後記特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特許第３９４３８１８号公報
【特許文献２】特許第３９４３８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、前記消音器では、アウトレットパイプなどの排気パイプは仕切板に嵌合支持してから排気パイプのパイプ端部を拡開加工することになり、この場合、排気パイプの周囲には、仕切板などの排気パイプ以外の部品が存在することから、拡開加工の作業性が悪く、これを解消しようとすれば、仕切板間隔を、本来必要とする所定間隔以上に広げるなど消音器の設計に制約を生じるとい問題がある。
【０００４】
そこで、かかる問題を解消すべく、特開２００６−９６０９号公報に開示されるように、別体に形成した拡開開口部を有するフレアパイプを排気パイプの開口端に接続し、仕切板、排気パイプおよびフレアパイプの三者を同時溶接して、排気パイプとフレアパイプとを仕切板に支持させることで、仕切板を伴った状態での排気パイプへの拡開加工を不要とするものが提案されている。
【０００５】
しかしながら、特開２００６−９６０９号公報に開示されるものは、フレアパイプを別体に形成するため、部品点数が増加するばかりでなく溶接作業が面倒になるという別の問題がある。
【０００６】
本発明は、排気パイプを仕切板に嵌合支持した後の拡開加工が不要になり、またフレアパイプを別体に形成する必要もなく、部品点数の削減と生産性を向上を図り、前記問題をすべて解消した新規な消音器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、シェル内を複数の消音室に仕切る仕切板に、両端に拡開部を備える直管の排気パイプを嵌合支持する消音器であって、
排気パイプの両端の拡開部間に、少なくとも一方の拡開部と同等以上の径を有する膨張部を形成し、この膨張部で、排気パイプを仕切板に嵌合支持したことを特徴としている。
【０００８】
また、上記目的を達成するために、請求項２の発明は、シェル内を複数の消音室に仕切る仕切板に、排気パイプを嵌合支持する消音器であって、
排気パイプは一端に拡開部を備える直管パイプと、この直管パイプに連なる屈曲パイプとからなり、直管パイプの中間部に前記拡開部と同等以上の径を有する膨張部を形成し、この膨張部で、排気パイプを仕切板に嵌合支持したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本請求項各項記載の発明によれば、膨張部と、その膨張部と同等以上の径を有する拡開部とを形成した排気パイプにおいて、その拡開部側から排気パイプを仕切板の嵌合孔に挿入して、排気パイプを膨張部で仕切板に嵌合支持するので、排気パイプを仕切板に支持した後の拡開加工が不要となり、また、フレアパイプを別体に形成する必要もないので、部品点数が増加することもない。よって、製造コストを低減と生産性の向上を図ることができる。  さらに、膨張部が消音室を形成するので、排気音の一層の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて具体的に説明する。
【００１１】
本実施例は、本発明消音器を、自動車用エンジンの排気系に実施した場合であって、図１〜７は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は、本発明消音器を備えたエンジンの排気系の概略側面図、図２は、図１の２矢視の消音器の斜視図、図３は、図２の３−３線に沿う断面図、図４は、図３の４−４線に沿う断面図、図５は、図４の５−５線に沿う断面図、図６は、図５の６−６線に沿う断面図、図７は、消音器の組み立て方を示す図である。
【００１２】
図１において、全体を符号Ｅで示す自動車用のエンジンには、その運転により排出される排気ガスを大気に排出するための排気系Ｅｘが接続されており、この排気系Ｅｘは、エンジンＥの排気ポートに接続される排気ガス排出パイプ１に、その上流側から下流側に触媒ＣおよびプリチャンバＰが接続され、排気ガス排出パイプ１の下流側に消音器Ｍの入口に接続される排気ガス導入パイプ１ＥがジョイントＪを介して連結される。
【００１３】
前記排気系ＥｘがエンジンＥに接続されるとき、消音器Ｍのシェル２は水平面に対して傾斜角θをもって前傾姿勢に配置される。
【００１４】
そして、エンジンＥの運転により、そこから排出された排気ガスは、触媒ＣによりＨＣ、ＮＯｘなどの有害成分が浄化され、プリチャンバＰにより一次消音され、さらに消音器Ｍにより二次消音されて大気に排出される。
【００１５】
つぎに、本発明にかかる消音器Ｍの構造を、図２〜６を参照して詳細に説明する。
【００１６】
消音器Ｍの外殻を構成するシェル２は、ステンレス製の板材を筒状に巻曲し、その両端縁同志を一体に接合して構成されるシェル本体２ａと、その左右開口端に、気密にかしめ固定される前、後部端板２ｂ，２ｃとにより密閉状に形成されている。図２，３に示すように、前記密閉状シェル２の縦断面形状は、その下半部が下側に向けてなだらかな凸の湾曲面に、またその上半部が上側に向けて下半部よりも急峻な凸の湾曲面に形成されて概略楕円形状をなしており、シェル２は、その短径側を上下方向に向けて排気ガス排出パイプ１の下流部に接続される。そして、このシェル２の前部端板２ｂには、排気ガス排出パイプ１に接続される排気ガス導入パイプ１Ｅおよび大気に開口されるテールパイプ３０が共に気密に接続され、テールパイプ３０は、シェル２の一側を迂回してその後方へと延長されている。
【００１７】
図４，６に示すように、前記シェル２内に画成される消音室は、仕切板３により第１、第２消音室４，５に仕切られている。前記仕切板３は、後に詳述するように、シェル２のシェル本体２ａの内周に、気密に圧入固定（溶接しない）され、この仕切板３と前部端板２ｂとの間に第１消音室４が、また仕切板３と後部端板２ｃとの間に第２消音室５が形成されている。仕切板３には、後述するインレットパイプ１０およびアウトレットパイプ２０の嵌合支持部およびその外周部を除いてパンチング孔よりなる多数の連通孔６が穿設されており、これらの連通孔６は、第１、第２消音室４，５内を相互に連通する。また仕切板３には、その一部に第２消音室４側に向けて若干膨出する膨出面３Ａが形成されている。
【００１８】
図４〜６に示すように、仕切板３の外周には、その径方向から略直角に屈曲するフランジ状の圧入部３Ｂが形成され、また仕切板３の外周部には、圧入治具Ｆ（図５参照）の突起ｐが係合し得る複数の凹部７が形成されている。仕切板３外周の圧入部３Ｂは、シェル本体２ａの内周に圧入治具Ｆをもって圧入固定（溶接しない）され、その際、圧入治具Ｆの複数の突起ｐが前記凹部７に係合される。
【００１９】
図２〜４に示すように、排気ガス導入パイプ１Ｅの後端（下流端）には、シェル２内に配設されるインレットパイプ１０の前端（上流端）が連通接続され、前部端板２ａと排気ガス導入パイプ１Ｅの後端およびインレットパイプ１０の前端は、気密に同時溶接される。インレットパイプ１０は、その全長にわたり直状をなしてシェル２内の第１消音室４内を長手方向に延びており、その後端（下流端）は、仕切板３に膨出形成したガイド部８に嵌合支持されてそこに溶接されている。インレットパイプ１０の外周面には、多数の排出孔１２が穿設されており、これらの排出孔１２を通してインレットパイプ１０内は第１消音室４内にも連通されている。
【００２０】
図４に示すように、排気ガス導入パイプ１Ｅからインレットパイプ１０に流入した排気ガスは、その大部分が後端の開口から第２消音室５に流入し、その一部が前記多数の排出孔１２を通して第１消音室４に流入し、そこから仕切板３に穿設した多数の連通孔６を通して第２消音室５に流入する。この過程で排気ガスの膨張により排気音の減衰がなされ、排気音の消音が行われる。そして、第２消音室５に流入した排気ガスは後述するアウトレットパイプ２０内に流入する。
【００２１】
図４〜６に示すように、前記シェル２内の底部には、前記インレットパイプ１０に並列してアウトレットパイプ２０が配設されている。このアウトレットパイプ２０は、直状に形成されてシェル２内を前後方向に、前記第１、第２消音室４，５とに跨がって延びており、後に詳しく述べるように、その中間部の膨張部２０Ｃが前記仕切板３の底部に形成した嵌合孔９に嵌合支持され、またその前端（下流端）が前部端板２ｂに嵌合支持される。アウトレットパイプ２０の後端（上流端）は、末広状の拡開部２０Ｂに形成されて第２消音室５内に開口されており、第２消音室５内の排気ガスが流入し易いようにされている。また、アウトレットパイプ２０の前端（下流端）も略等径に拡開される他の拡開部２０Ａに形成されており、前部端板２ｂを通して前記テールパイプ３０に連通接続されており、アウトレットパイプ２０の前端（下流端）およびテールパイプ３０は共に前部端板２ｂに気密に同時溶接されている。アウトレットパイプ２０の両端の拡開部２０Ａ，２０Ｂ間、すなわちアウトレットパイプ２０の中間部には、径方向に膨張する膨張部２０Ｃが形成され、この膨張部２０の前後はテーパ面に形成されてアウトレットパイプ２０に滑らかに接続される。図５、６に示すように、アウトレットパイプ２０を嵌合支持する嵌合孔９の下方において、仕切板３の下部には、複数の流通孔１１が形成されており、これらの流通孔１１は、シェル２内に残留する残留水を自由に流通させるためのものであり、消音器Ｍが前傾姿勢に配置（図１参照）されることにより、シェル２内の残留水は、それらの流通孔１１を通ってその前方へと集められて、アウトレットパイプ２０の入口などからそのアウトレットパイプ２０内に引き込まれて、排気ガスと共に外部に排出するようにされている。
【００２２】
図６に示すように、アウトレットパイプ２０の前端の拡開部２０Ａの最大直径をφＡ、その後端の拡開部２０Ｂの最大直径をφＢ、膨張部２０Ｃの最大直径をφＣとすれば、それらの寸法関係は、
φＣ≧φＡもしくはφＣ≧φＢ、またはφＣ≧φＡおよびφＣ≧φＢとされている。
【００２３】
これにより、アウトレットパイプ２０の前端および後端に、それぞれ拡開部２０Ａ，２０Ｂを拡開加工したのちに仕切板３の嵌合孔９に挿入してアウトレットパイプ２０の膨張部２０Ｃを仕切板３の嵌合孔９に嵌合支持させることが可能になる。
【００２４】
第２消音室５に流入した排気ガスは、アウトレットパイプ２０の拡開した後端（上流端）よりアウトレットパイプ２０内に流入する。このとき、この後端が拡開さされていることにより、排気ガスがアウトレットパイプ２０内に流入し易くしている。アウトレットパイプ２０内に流入した排気ガスは、テールパイプ３０へと流れて大気に排出される。アウトレットパイプ２０には第１消音室４に連通する長孔よりなる水抜き孔兼干渉孔２１が穿設されており、この水抜き孔兼干渉孔２１は、シェル２内に溜まった残留水をアウトレットパイプ２０内に吸い込むと共にアウトレットパイプ２０内を流れる排気ガスの排気音の共鳴を防止する。
【００２５】
アウトレットパイプ２０は、その前、後両端部にあらかじめ拡開部２０Ａ，２０Ｂを拡開加工したのち、仕切板３に穿設した嵌合孔９に挿通して、その膨張部２０Ｃをその嵌合孔９に嵌合させ、その膨張部２０Ｃの外周を嵌合孔９に溶接すれば、アウトレットパイプ２０を、仕切板３に嵌合支持してそこに固定することができる。
【００２６】
つぎに、消音器の組み立て方について説明するに、
(1) 図７（Ａ）に示すように、インレットパイプ１０およびアウトレットパイプ２０を、仕切板３の嵌合孔９にそれぞれ嵌合してそれらを溶接固定して、インレットパイプ１０、アウトレットパイプ２０および仕切板３の三者が一体となった中間組立体をつくる。
【００２７】
(2) 図７（Ｂ）に示すように、仕切板３をシェル２のシェル本体２ａに前述のように圧入固定する（このとき仕切板は、シェル本体２ａに溶接しない）。これにより、中間組立体をシェル２に固定する。
【００２８】
(3) 図７（Ｃ）に示すように、前、後端板２ｂ，２ｃを、シェル本体２ａの前後端にそれぞれかしめ固定する。
【００２９】
(4) 図７（Ｄ）に示すように、排気ガス導入パイプ１Ｅをインレットパイプ１０の前端（上流端）に、テールパイプ３０をアウトレットパイプ２０の前端（下流端）にそれぞれ嵌合させ、排気ガス導入パイプ１Ｅ、インレットパイプ１０および前部端板２ｂの三者およびテールパイプ３０、アウトレットパイプ２０および前部端板２ｂの三者をそれぞれ同時に溶接する。
【００３０】
つぎに、この実施例の作用について説明する。
【００３１】
いま、エンジンＥが運転され、そこから排出した排気ガスは、排気系Ｅｘへと導かれる。そして排気系Ｅｘを流れる排気ガスは、消音器Ｍ内に入り、ここで排気音の主たる消音が行われる。
【００３２】
図４に矢印ａで示すように、排気ガス導入パイプ１Ｅからインレットパイプ１０に流入した排気ガスは、同図矢印ｂで示すように、その大部分が後端の開口から第２消音室５に流入し、その一部が同図矢印ｃに示すように前記複数の排出孔１２を通して第１消音室４に流入し、そこから仕切板３に穿設した多数の連通孔６を通して第２消音室５に流入する。この過程で排気ガスの膨張により排気音の減衰がなされ、排気音の消音が行われる。
【００３３】
第２消音室５に流入した排気ガスは、図４矢印ｄに示すように、アウトレットパイプ２０の拡開した後端（上流端）よりアウトレットパイプ２０内に流入する。このとき、このアウトレットパイプ２０の後端（上流端）に拡開部２０Ｂが形成拡開されていることにより、排気ガスがアウトレットパイプ２０内に流入し易くしている。アウトレットパイプ２０内に流入した排気ガスは、同図矢印ｅに示すように、テールパイプ３０を通って大気に排出される。このとき、膨張部２０Ｃは膨張室となるため、若干の排気音の低減作用が得られる。また、アウトレットパイプ２０に形成した長孔よりなる水抜き孔兼干渉孔２１は、シェル２内に溜まった残留水をアウトレットパイプ２０内に吸い込むと共にアウトレットパイプ２０内を流れる排気ガスの排気音の共鳴を防止する。
【００３４】
しかして、本発明に従うこの実施例によれば、アウトレットパイプ２０の両端の拡開部２０Ａ，２０Ｂ間に、それらの拡開部２０Ａ，２０Ｂの少なくとも一方と同等以上の径を有する膨張部２０Ｃを形成し、この膨張部２０Ｃと同等以下の径を有する拡開部側からアウトレットパイプ２０を仕切板３の嵌合孔９に挿入して、その膨張部２０Ｃでアウトレットパイプ２０を仕切板３に嵌合支持したので、アウトレットパイプ２０を仕切板３に嵌合支持した後のアウトレットパイプ２０の拡開加工が不要となる。また、前記特開２００−９６０９号公報に提案されるもののように、フレアパイプを別体に形成する必要もないため、部品点数が削減され、生産性の向上を図ることができる。またアウトレットパイプ２０に形成される膨張部２０Ｃは膨張室を形成して、アウトレットパイプ２０内の排気音の低減に寄与することができる。
【００３５】
つぎに、図８を参照して本発明の第２実施例について説明する。
【００３６】
図８は、消音器のアウトレットパイプの嵌合支持部の断面図（前記第１実施例の図６対応図）であり、前記第１実施例と同じものには同じ符号が付される。
【００３７】
この第２実施例は、アウトレットパイプ２０の構造が前記第１実施例と相違しており、アウトレットパイプ２０は、直管パイプ２０１と、この直管パイプ２０１に連なりＵ字状に屈曲される屈曲パイプ２０２とより構成されており、直管パイプ２０１の一端（下流端）には拡開部２０１Ａが形成され、また、屈曲パイプ２０２の一端（上流端）には末広状の他の拡開部２０２Ｂが形成され、直管パイプ２０１の中間部には膨張部２０３Ｃが形成されている。そして、膨張部２０３Ｃの最大直径φＣは、直管パイプ２０１の一端の拡開部２０１Ａの最大直径φＡと同等以上で、すなわちφＣ≧φＡとされている。
【００３８】
前記アウトレットパイプ２０は、その直管パイプ２０１側から仕切板３の嵌合孔９に嵌合支持されてそこに溶接され、直管パイプ２０１の一端（下流端）は、前記第１実施例と同じくテールパイプ３０と共にシェル２の前部端板２ｂに同時溶接される。また屈曲パイプ２０２の一端の拡開部２０２Ｂは、第２消音室５内に開口される。
【００３９】
第２消音室５に流入した排気ガスは、屈曲パイプ２０２の拡開した後端（上流端）よりアウトレットパイプ２０内に流入する。このとき、このアウトレットパイプ２０の後端（上流端）に拡開部２０２Ｂが形成されていることにより、排気ガスがアウトレットパイプ２０内に流入し易い。アウトレットパイプ２０内に流入した排気ガスは、テールパイプ３０を通って大気に排出される。
【００４０】
しかして  この第２実施例も前記第１実施例と同じ作用効果を奏する。
【００４１】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。たとえば、前記第１、第２実施例では、１つの仕切板に支持されるアウトレットパイプに本発明を実施した場合を説明したが、複数の仕切板に嵌合支持される排気パイプに本発明を実施できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明消音器を備えたエンジンの排気系の概略側面図
【図２】図１の２矢視の消音器の斜視図
【図３】図２の３−３線に沿う断面図
【図４】図３の４−４線に沿う断面図
【図５】図４の５−５線に沿う断面図
【図６】図５の６−６線に沿う断面図
【図７】消音器の組み立て方を示す図
【図８】本発明の第２実施例にかかる消音器のアウトレットパイプの嵌合支持部の断面図
【符号の説明】
【００４３】
２・・・・・・・・・・シェル
３・・・・・・・・・・仕切板
４・・・・・・・・・・消音室（第１消音室）
５・・・・・・・・・・消音室（第２消音室）
２０・・・・・・・・・排気パイプ（アウトレットパイプ）
２０Ａ・・・・・・・・拡開部
２０Ｂ・・・・・・・・拡開部
２０Ｃ・・・・・・・・膨張部
２０１・・・・・・・・直管パイプ
２０１Ａ・・・・・・・拡開部
２０２・・・・・・・・屈曲パイプ
２０２Ｂ・・・・・・・拡開部
２０３Ｃ・・・・・・・膨張部
【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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【図７】
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【図８】
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