(57)【要約】【課題】製造コストの低廉化および重量の軽量化を図りながらも、インレットパイプから導入された排気ガスの流れ方向を変更することが可能なマフラを提供する。【解決手段】横置き型のマフラ１において、マフラケース２の内部を区画するセパレータ３、および、ステー８それぞれに湾曲部３１，８１を形成し、これらセパレータ３とステー８とを接合することにより湾曲部３１，８１同士の間で管路Ｅを形成する。マフラケース２の軸心Ｏに対して直交する方向から挿入されたインレットパイプ６を管路Ｅに挿入し、セパレータ３およびステー８によってインレットパイプ６を保持する。ステー８に、マフラケース２の軸心Ｏに沿う方向に開口する出口開口部８３を設ける。インレットパイプ６から管路Ｅに流入した排気ガスを出口開口部８３を経てマフラケース２内に導入する。これにより、排気ガスの流れ方向を変更するためのインナパイプが不要になる。【選択図】図１
2016061284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒部と、この筒部の軸線に対して交差する方向から前記筒部に挿入されたインレットパイプと、前記筒部の内部を区画するセパレータと、前記インレットパイプを保持するステーとを備えたマフラにおいて、
前記インレットパイプにおいて前記筒部に挿入された部分が、前記セパレータと前記ステーとによって挟み込まれて保持されており、
前記セパレータおよび前記ステーによって形成された管路の出口開口部が、前記筒部の軸線に沿う方向に向けて開口されていることを特徴とするマフラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気系に備えられるマフラに係る。特に、本発明はインレットパイプを保持する構成の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載される内燃機関（以下、エンジンという場合もある）の排気系に備えられるマフラとして、マフラケースの軸線が車幅方向に沿うように配置されたいわゆる横置き型のものが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示されているマフラは、マフラケースの軸線に対して直交する方向からインレットパイプ（排気入口管）が挿入されている。また、マフラケースの内部を区画するセパレータに、マフラケースの軸線に沿う方向に延びるインナパイプ（連通管）が取り付けられている。これにより、インレットパイプからマフラケースの内部空間に排気ガスを一旦導入し、この排気ガスの流れ方向をインナパイプによってマフラケースの軸線に沿う方向に変更している。また、一般に、インレットパイプは、その保持強度を高めるべく、ステーによってマフラケースに取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５０３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成では、排気ガスの流れ方向を変更するための前記インナパイプが必要であり、マフラの製造コストの高騰および重量の増大を招く可能性があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストの低廉化および重量の軽量化を図りながらも、インレットパイプから導入された排気ガスの流れ方向を変更することが可能な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】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の解決手段は、筒部と、この筒部の軸線に対して交差する方向から前記筒部に挿入されたインレットパイプと、前記筒部の内部を区画するセパレータと、前記インレットパイプを保持するステーとを備えたマフラを前提とする。このマフラに対し、前記インレットパイプにおいて前記筒部に挿入された部分を、前記セパレータと前記ステーとによって挟み込んで保持する。また、前記セパレータおよび前記ステーによって形成された管路の出口開口部を、前記筒部の軸線に沿う方向に向けて開口させる。
【０００８】
この特定事項により、インレットパイプから筒部に流入した排気ガスは、このインレットパイプから、セパレータおよびステーによって形成された管路に流れ込み、この管路の出口開口部から筒部の内部空間に導入されることになる。この際、排気ガスの流れ方向は、筒部の軸線に対して交差する方向（インレットパイプの軸線に沿う方向）から筒部の軸線に沿う方向（前記管路の出口開口部が開口する方向）に向けて変更されることになる。つまり、従来技術において用いていたインナパイプを必要とすることなしに排気ガスの流れ方向を変更することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、セパレータおよびステーによってインレットパイプを挟み込んで保持し、これらセパレータおよびステーによって形成された管路の出口開口部を筒部の軸線に沿う方向に向けて開口させている。このため、従来技術において排気ガスの流れ方向を変更するために用いていたインナパイプが不要になり、マフラの製造コストの低廉化および重量の軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るマフラの断面図である。
【図２】図１のII−II線に対応した位置におけるマフラの断面図である。
【図３】変形例に係るマフラの断面図である。
【図４】図３のIV−IV線に対応した位置におけるマフラの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用エンジンの排気系に備えられたマフラに本発明を適用した場合について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るマフラ１の断面図である。図２は、図１のII−II線に対応した位置におけるマフラ１の断面図である。本実施形態に係るマフラ１は、マフラケース（筒部）２の軸線（図１における一点鎖線Ｏ）が車幅方向に沿うように配置されたいわゆる横置き型となっている。図１では、右側が車両の前方であり、左側が車両の後方である。
【００１３】
図１および図２に示すように、本実施形態に係るマフラ１は、マフラケース２、第１〜第３のセパレータ３〜５、インレットパイプ６、および、アウトレットパイプ７を備えている。そして、図示しないエンジンから排出されてインレットパイプ６からマフラケース２の内部に流入した排気ガスは、このマフラケース２の内部において消音された後、アウトレットパイプ７から排出されるようになっている。以下、マフラ１の各構成部材について具体的に説明する。
【００１４】
マフラケース２は、断面が楕円形状に形成された筒体で成る。このマフラケース２は、筒状のシェル２１の軸線方向の両側それぞれがエンドプレート２２，２３によって閉塞されて構成されている。以下では、車幅方向の右側（図１における下側）に位置するエンドプレート２２を右側エンドプレート２２と呼び、車幅方向の左側（図１における上側）に位置するエンドプレート２３を左側エンドプレート２３と呼ぶ。また、図示しないがシェル２１はインナシェルとアウタシェルとの２層構造となっている。
【００１５】
第１〜第３のセパレータ３〜５は、マフラケース２の内部空間を、その軸線Ｏに沿う方向に亘る複数の消音室（拡張室）Ａ〜Ｄに区画している。具体的には、右側エンドプレート２２と第１セパレータ３とによって第１消音室Ａが、第１セパレータ３と第２セパレータ４とによって第２消音室Ｂが、第２セパレータ４と第３セパレータ５とによって第３消音室Ｃが、第３セパレータ５と左側エンドプレート２３とによって第４消音室Ｄがそれぞれ区画形成されている。各セパレータ３〜５の外縁がマフラケース２の内面に溶接等の手段によって接合されている。なお、第１セパレータ３および第３セパレータ５には、それぞれ多数の貫通孔（図示省略）が形成されている。また、第２セパレータ４には、マフラケース２の軸線Ｏに沿って延びるインナパイプ４１が挿通されている。これらにより、互いに隣り合う消音室Ａ〜Ｄ同士が連通し、各消音室Ａ〜Ｄが拡張室として機能することにより排気音の消音が行われるようになっている。
【００１６】
アウトレットパイプ７は、各消音室Ａ〜Ｄに亘って配設されている。具体的には、アウトレットパイプ７における排気流れ方向の上流端が前記第３消音室Ｃに開口している。また、このアウトレットパイプ７は、排気流れ方向の下流側に向かって第４消音室Ｄ、第３消音室Ｃ、第２消音室Ｂ、第１消音室Ａを順に通過し、右側エンドプレート２２を貫通してマフラケース２の外部に延びている。そして、このアウトレットパイプ７は、マフラケース２の外部において車両後方に向かって延長されている。このアウトレットパイプ７は、各セパレータ３〜５および右側エンドプレート２２それぞれに対する貫通位置において、各セパレータ３〜５および右側エンドプレート２２に溶接等の手段によって接合されている。
【００１７】
−インレットパイプの保持構造−
次に、本実施形態の特徴であるインレットパイプ６の保持構造について説明する。
【００１８】
インレットパイプ６は、マフラケース２の軸線Ｏ（車幅方向に沿う軸線）に対して略直交する方向（交差する方向）の車体前方側からマフラケース２内に挿入されている。
【００１９】
そして、このインレットパイプ６においてマフラケース２に挿入されている部分（以下、挿入部分６１という）は、前記第１セパレータ３と、この第１セパレータ３に一体的に接合されたステー８とによって挟み込まれて保持されている。以下、このインレットパイプ６の保持構造について具体的に説明する。
【００２０】
図１に示すように、第１セパレータ３には湾曲部３１が形成されている。この湾曲部３１は、第１セパレータ３において前記インレットパイプ６が挿入される側（図１における右側）の領域に形成されている。また、この湾曲部３１は、第１セパレータ３の一部分が第２消音室Ｂ側に向けて湾曲されて形成されており、その断面形状（前記挿入部分６１を保持した状態でその挿入部分６１の軸線に対して直交する方向での断面形状）は略半円弧形状となっている。この断面における湾曲部３１の内面（第１消音室Ａ側を向く面）の曲率半径は、挿入部分６１の外面の曲率半径に略一致している。
【００２１】
一方、ステー８は、湾曲部８１と、この湾曲部８１の外側（図２に示すように、挿入部分６１が挿入される箇所以外の外側）に連続して形成された接合部８２とを備えている。このステー８の湾曲部８１は、ステー８の中央部分が第１消音室Ａ側に向けて湾曲されて形成されており、その断面形状（前記挿入部分６１を保持した状態でその挿入部分６１の軸線に対して直交する方向での断面形状）は略半円弧形状となっている。この断面における湾曲部８１の内面（第２消音室Ｂ側を向く面）の曲率半径も、挿入部分６１の外面の曲率半径に略一致している。また、このステー８の湾曲部８１には、第１消音室Ａ側に向けて開口された出口開口部８３が形成されている。
【００２２】
そして、第１セパレータ３の湾曲部３１とステー８の湾曲部８１とが対向するように、ステー８の接合部８２が第１セパレータ３に溶接等の手段によって接合されている。これにより、各湾曲部３１，８１によって形成されている管路Ｅの内面形状は、インレットパイプ６の挿入部分６１の外面形状に略合致することになる。また、この管路Ｅの車体後方側は、ステー８の接合部８２が第１セパレータ３に接合されていることによって閉塞されており、この管路Ｅは、前記出口開口部８３のみによってマフラケース２の内部（第１消音室Ａ）に連通している。
【００２３】
そして、インレットパイプ６の挿入部分６１は、マフラケース２のシェル２１を貫通し、前記第１セパレータ３の湾曲部３１とステー８の湾曲部８１との間で形成されている管路Ｅに挿入されている。また、このインレットパイプ６の挿入部分６１は、第１セパレータ３の湾曲部３１およびステー８の湾曲部８１それぞれの内面に溶接等の手段によって接合されており、これによってインレットパイプ６の挿入部分６１は、第１セパレータ３およびステー８によって挟み込まれた状態で保持されている。これにより、インレットパイプ６の内部空間、第１セパレータ３の湾曲部３１とステー８の湾曲部８１との間で形成された管路Ｅ、ステー８の湾曲部８１に形成された出口開口部８３が互いに連通している。つまり、インレットパイプ６の内部空間および管路Ｅそれぞれの軸線方向は、マフラケース２の軸線Ｏに対して略直交する車体前後方向であるのに対し、ステー８の湾曲部８１に形成された出口開口部８３が開口する方向はマフラケース２の軸線Ｏに沿う車幅方向となっており、これら軸線方向の異なる通路同士が互いに連通した構成となっている。
【００２４】
このため、図１に破線の矢印で示すように、エンジンから排出されてインレットパイプ６を流れてきた排気ガスは、このインレットパイプ６の挿入部分６１の内部空間から、第１セパレータ３の湾曲部３１とステー８の湾曲部８１との間で形成されている管路Ｅに流れ込み、その後、ステー８の湾曲部８１に形成された出口開口部８３を経て第１消音室Ａに流入する。つまり、排気ガスは、マフラケース２の軸線Ｏに対して略直交する車体前後方向から、マフラケース２の軸線Ｏに沿う車幅方向に向けて流れ方向が変更されることになる。
【００２５】
従来の技術にあっては、排気ガスの流れ方向を変更するためのインナパイプが必要であり、マフラの製造コストの高騰および重量の増大を招く可能性があった。これに対し、本実施形態では、既存の部材であるセパレータ（第１セパレータ３）およびステー８の形状を改良することで、インレットパイプ６を保持すると共に、これら第１セパレータ３およびステー８によって排気ガスの流れ方向を変更できるようにしている。このため、排気ガスの流れ方向を変更するためのインナパイプが不要になり、マフラの製造コストの低廉化および重量の軽量化を図ることができる。
【００２６】
また、比較的大型の部材である第１セパレータ３によってインレットパイプ６を保持することができるため、マフラケースによってインレットパイプを保持する場合に比べて、インレットパイプ６の保持強度を十分に確保することができる。
【００２７】
また、前記出口開口部８３の形成位置および開口方向は任意に設定することが可能である。このため、第１消音室Ａに流入される排気ガスの流線の方向を右側エンドプレート２２に向かう方向に設定することで、排気ガスがマフラケース２の曲面部分（シェル２１の内面）に吹き付けられることがなくなる。排気ガスがマフラケース２の曲面部分に吹き付けられた場合、この曲面部分の剛性が比較的低いことに起因して、この部分が排気ガスの圧力によって加振され、異音が発生する可能性があるが、排気ガスの流線の方向を右側エンドプレート２２に向かう方向に設定することで、曲面部分の加振に起因する異音の発生を防止することができる。
【００２８】
また、横置き型のマフラ１にあっては、車両の駆動系に備えられたディファレンシャル装置や、懸架系に備えられたサスペンションメンバに干渉しないようにインレットパイプ６を配置する必要がある。このため、マフラケース２に対するインレットパイプ６の挿入位置が、マフラケース２の軸線Ｏに沿う方向の一方側に偏ってしまう可能性がある。例えば、前記右側エンドプレート２２に近付く方向に偏ってしまう可能性がある。この場合、インナパイプを利用して排気ガスの流れ方向を変更する従来技術の構成では、インナパイプの軸線方向の長さ分だけインナパイプが右側エンドプレートに近付くことになり、このインナパイプと右側エンドプレートとの距離が十分に得られないことになる。そのため、インナパイプを通過した排気ガスが右側エンドプレートに吹き付けられることに起因する異音が発生する可能性があった。また、インナパイプからの排気ガスの抜けが悪く、背圧が上昇して、排気性能が悪化してしまう可能性もあった。これに対し、本実施形態では、インナパイプを必要とせず、比較的小さいスペースで排気ガスの流れ方向を変更することが可能である。つまり、前記出口開口部８３と右側エンドプレート２２との距離を十分に確保することができる。このため、出口開口部８３から流出した排気ガスが右側エンドプレート２２に吹き付けられることに起因する異音の発生を抑制できる。また、背圧の上昇が抑えられ排気性能が良好である。
【００２９】
（変形例）
次に、変形例について説明する。本変形例は、ステー８の形状およびアウトレットパイプ７の配設位置が前記実施形態のものと異なっている。従って、ここでは、ステー８の形状およびアウトレットパイプ７の配設位置についてのみ説明する。
【００３０】
図３は、本変形例に係るマフラ１の断面図である。図４は、図３のIV−IV線に対応した位置におけるマフラ１の断面図である。これら図３および図４では、前記実施形態のものと同一の部材については図１および図２と同一の符号を付している。
【００３１】
図３および図４に示すように、本変形例では、第１セパレータ３におけるアウトレットパイプ７の貫通位置が、ステー８に形成されている出口開口部８３の下側に設定されている。また、本変形例におけるステー８は、接合部８２（第１セパレータ３に接合される部分）が、アウトレットパイプ７の配設位置まで下側に拡大されている。これにより、アウトレットパイプ７は、第１セパレータ３、および、この第１セパレータ３に重ね合わされて接合されているステー８の接合部８２それぞれを貫通している。
【００３２】
また、ステー８の湾曲部８１は、アウトレットパイプ７に干渉しないよう、マフラケース２の軸線Ｏに沿う方向から見た場合の軸線（図４における一点鎖線Ｏ１で示す湾曲部８１の軸線）が曲線となっている。具体的には、出口開口部８３から略水平方向（車体前方）に延びた後、車体前方に向かって下側に曲がる曲線となる軸線Ｏ１を有するようにステー８の湾曲部８１は形成されている。
【００３３】
このようにステー８の湾曲部８１の軸線Ｏ１を曲線とし、湾曲部８１がアウトレットパイプ７に干渉しないようにしたことにより、アウトレットパイプ７の配置の自由度の向上を図ることができる。例えば、湾曲部８１の軸線Ｏ１を車体前方に向かって下側に延びる直線とした場合に比べて、接合部８２に対するがアウトレットパイプ７の貫通位置を図４の右寄りに設定することができる。このため、マフラケース２内でのアウトレットパイプ７の長さ寸法を長く設定することが可能になる。その結果、いわゆるロングテール効果によって低周波数域の排気音を効果的に消音することが可能になる。
【００３４】
また、本変形例では、第１セパレータ３におけるアウトレットパイプ７の貫通位置を、出口開口部８３の下側に設定していると共に、アウトレットパイプ７全体をマフラケース２内部の下部領域に配設している。これにより、マフラケース２の内部で発生した結露水（マフラケース２の底部に溜まった結露水）をアウトレットパイプ７によって効果的に排出することが可能である。
【００３５】
−他の実施形態−
以上説明した実施形態および変形例は、自動車に搭載されるエンジンの排気系に備えられたマフラ１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、その他の用途に使用されるエンジンのマフラに対しても適用が可能である。
【００３６】
また、前記実施形態および変形例では、ステー８を第１消音室Ａ側に、第１セパレータ３を第２消音室Ｂ側にそれぞれ配設し、出口開口部８３をステー８に設けていた。本発明はこれに限らず、第１セパレータ３を第１消音室Ａ側に、ステー８を第２消音室Ｂ側にそれぞれ配設し、出口開口部８３を第１セパレータ３に設けるようにしてもよい。
【００３７】
また、前記実施形態および変形例では、横置き型のマフラ１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、縦置き型のマフラ（マフラケースの軸線が車体前後方向に沿うように配置されたもの）に対しても適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、エンジンの排気系に備えられる横置き型のマフラに適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１        マフラ
２        マフラケース（筒部）
３        第１セパレータ
３１      湾曲部
６        インレットパイプ
６１      挿入部分
８        ステー
８１      湾曲部
８３      出口開口部
【図１】
2016061284.tif 000003
【図２】
2016061284.tif 000004
【図３】
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【図４】
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