(57)【要約】【課題】外管と内管との熱膨張差を効果的に吸収できると共に、製造効率に優れ、加工コストを低減することができる消音器を提供する。【解決手段】基部２１と、基部２１の両端から外側に向かって先細となるように形成されている縮径テーパ部２２と、それぞれの縮径テーパ部２２の外端から外側に向かって形成されている縮径筒部２３とが単一金属材で一体形成されている外管２と、縮径筒部２３に対応する形状と外径を有し、周壁に複数の小孔３１が形成され、外管２に挿設される内管３を備え、内燃機関の排気系に設置される消音器１であって、基部２１の外周面よりもへこむようにして基部２１の外周に沿って凹溝２４が形成され、凹溝２４が外管２の軸方向に複数形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、前記基部の両端から外側に向かって先細となるように形成されている縮径テーパ部と、それぞれの前記縮径テーパ部の外端から外側に向かって形成されている縮径筒部とが単一金属材で一体形成されている外管と、
前記縮径筒部に対応する形状と外径を有し、周壁に複数の小孔が形成され、前記外管に挿設される内管とを備え、
内燃機関の排気系に設置される消音器であって、
前記基部の外周面よりもへこむようにして前記基部の外周に沿って凹溝が形成され、
前記凹溝が前記外管の軸方向に複数形成されている
ことを特徴とする消音器。
【請求項２】
前記外管と前記内管との間の吸音室に繊維で構成される吸音材が充填されていることを特徴とする請求項１記載の消音器。
【請求項３】
請求項２記載の消音器の製造方法であって、
管材の外周に加工ロールを押し当て、前記管材の回転若しくは前記加工ロールの公転により、前記管材の外周に沿う前記凹溝の形成と前記管材の一方の端部の前記縮径テーパ部と前記縮径筒部の形成とを連続して行う第１工程と、
前記周壁に小孔が形成されている前記内管の一方の端部を前記管材の一方の端部に形成された前記縮径筒部に挿入するように配置する第２工程と、
前記管材の他方の端部側から吹出ノズルを前記管材と前記内管との間に挿入し、前記内管の一方の端部と前記管材の前記縮径筒部との間の隙間及び前記小孔から吸引しながら、繊維で構成される前記吸音材を前記吹出ノズルから吹き出し、前記管材と前記内管との間に前記吸音材を充填する第３工程と、
前記管材の外周に加工ロールを押し当て、前記管材の回転若しくは前記加工ロールの公転により、少なくとも、前記管材の他方の端部に前記縮径テーパ部と前記縮径筒部を形成する第４工程と
を備えることを特徴とする消音器の製造方法。
【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設置される消音器に係り、特に周壁に小孔が形成される内管が外管に挿設される消音器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の内燃機関の排気系に設置され、排気騒音を低減する消音器として、周壁に小孔が形成される内管が外管に挿設され、内管と外管との間に吸音室が形成される消音器が知られている。この種の消音器は、排気系に設置した際に外管の両端部が内管に対して固定された状態となるが、内管には高温の排気が流通するため、内管と外管の熱膨張に差が生じ、耐久性の低下、内管或いは外管の破損の原因となる熱歪みが発生する。
【０００３】
特許文献１では、このような熱歪みを吸収可能な消音器が提案されている。特許文献１の消音器は、例えば基部の両端から外側に向かって先細となるように縮径テーパ部が形成され、縮径テーパ部の外端から外側に向かって縮径筒部が形成される外管について、基部の所定幅に亘ってプレス成形で形成した蛇腹部を設け、この蛇腹部で熱歪みを吸収するようにしている（特許文献１の図４、段落［００１８］、［００２６］、［００３３］〜［００３７］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３３１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の消音器では、外管の基部の外周面から外側に突出するように突条を外周に沿って形成し、この突条を外管の軸方向に複数形成して蛇腹部を設けているが、この外側に突出する突条の蛇腹部の形成には、蛇腹部を形成するために予め別途にプレス成形工程を行う必要がある。そのため、製造効率に劣り、加工コストが高価になるという不具合がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、外管と内管との熱膨張差を効果的に吸収できると共に、製造効率に優れ、加工コストを低減することができる消音器及びその製造方法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】
本発明の消音器は、基部と、前記基部の両端から外側に向かって先細となるように形成されている縮径テーパ部と、それぞれの前記縮径テーパ部の外端から外側に向かって形成されている縮径筒部とが単一金属材で一体形成されている外管と、前記縮径筒部に対応する形状と外径を有し、周壁に複数の小孔が形成され、前記外管に挿設される内管とを備え、内燃機関の排気系に設置される消音器であって、前記基部の外周面よりもへこむようにして前記基部の外周に沿って凹溝が形成され、前記凹溝が前記外管の軸方向に複数形成されていることを特徴とする。
これによれば、外管の軸方向に複数形成される凹溝の形成領域で、外管と内管との熱膨張差を効果的に吸収することができる。更に、それぞれの凹溝が基部の外周面よりもへこむようにし、且つ基部の外周に沿うものとすることで、加工ロールを押し当てて縮径テーパ部や縮径筒部を形成する加工工程において、連続する流れの中で加工ロールにより凹溝を形成することができる。従って、消音器の製造効率を高め、加工コストを低減することができる。また、外管の両端と内管の両端を下流側排気管と上流側排気管に固定する構造にすることが可能となり、消音器或いは消音構造の強度と耐久性を高めることができる。また、外管は単一金属材で周方向の接合箇所を有しないことから、接合箇所に熱歪みが繰り返し生じて破損すること等も防止することができる。
【０００８】
本発明の消音器は、前記外管と前記内管との間の吸音室に繊維で構成される吸音材が充填されていることを特徴とする。
これによれば、吸音材でより吸音性能を高めることができる。また、凹溝の箇所の外管基部の内径がそれ以外の基部の内径よりも小さくなり、外管基部に内径の小さい箇所が断続的に形成されるので、繊維状の吸音材の移動を規制し、吸音材の密度の偏りを防止することができる。
【０００９】
本発明の消音器の製造方法は、本発明の消音器を製造する方法であって、管材の外周に加工ロールを押し当て、前記管材の回転若しくは前記加工ロールの公転により、前記管材の外周に沿う前記凹溝の形成と前記管材の一方の端部の前記縮径テーパ部と前記縮径筒部の形成とを連続して行う第１工程と、前記周壁に小孔が形成されている前記内管の一方の端部を前記管材の一方の端部に形成された前記縮径筒部に挿入するように配置する第２工程と、前記管材の他方の端部側から吹出ノズルを前記管材と前記内管との間に挿入し、前記内管の一方の端部と前記管材の前記縮径筒部との間の隙間及び前記小孔から吸引しながら、繊維で構成される前記吸音材を前記吹出ノズルから吹き出し、前記管材と前記内管との間に前記吸音材を充填する第３工程と、前記管材の外周に加工ロールを押し当て、前記管材の回転若しくは前記加工ロールの公転により、少なくとも、前記管材の他方の端部に前記縮径テーパ部と前記縮径筒部を形成する第４工程とを備えることを特徴とする。
これによれば、外管に凹溝を有し、外管と内管との間に繊維で構成される吸音材が充填される消音器を効率的に製造することができる。また、一方の端部側の内管と管材との間の隙間と小孔から吸引しながら、繊維で構成される吸音材を吹き出して充填することにより、凹溝の内周面の周囲を含め、より均等な密度で吸音材を充填することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外管と内管との熱膨張差を効果的に吸収できると共に、製造効率に優れ、加工コストを低減することができる消音器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による実施形態の消音器を示す正面図。
【図２】本発明による実施形態の消音器を示す縦断面図。
【図３】（ａ）は実施形態の消音器を排気管に接続した状態を示す縦断面図、（ｂ）は消音器と上流側排気管の接続部分の一部を示す部分拡大図、（ｃ）は消音器と下流側排気管の接続部分の一部を示す部分拡大図。
【図４】実施形態の消音器における外管の一端側を加工する工程を説明する説明図。
【図５】一端側を加工した外管に内管を挿入して吸音材の吹出ノズルを配置した状態を説明する説明図。
【図６】内管が挿入され吸音材が充填された外管の他端側を加工する工程を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔実施形態の消音器及びその製造方法〕
本発明による実施形態の消音器１は、自動車の内燃機関の排気系に設置される消音器１であり、図１及び図２に示すように、外管２と、外管２に挿設される内管３と、外管２と内管３との間の空間である吸音室４に充填される吸音材５を備える。
【００１３】
外管２は、略円筒状の基部２１と、基部２１の両端から外側に向かって先細となるように形成されている略截頭円錐状の縮径テーパ部２２・２２と、それぞれの縮径テーパ部２２・２２の外端から外側に向かって形成されている略円筒状の縮径筒部２３・２３とから構成され、一方側の縮径筒部２３と他方側の縮径筒部２３は略同一の外径を有する。外管２、即ち基部２１と縮径テーパ部２２・２２と縮径筒部２３・２３は、単一の金属材により一体形成されており、別部材相互の接合箇所を有しないものである。
【００１４】
外管２の基部２１の所定領域には、基部２１の外周面よりも外径がへこむようにして基部２１の外周に沿って凹溝２４が形成されている。凹溝２４は外管２の軸方向に複数形成されており、凹溝２４が形成されている領域では外管２の軸方向に凹凸を繰り返す形状になっている。図示例の凹溝２４は断面視略弧状であり、断面視略弧状の凹溝２４が所定間隔毎に繰り返す形状となっている。また、図示例の凹溝２４の形成領域は、基部２１の中央部の両側になっている。
【００１５】
内管３は、外管２の縮径筒部２３に対応する形状と外径を有する略円筒状の金属管であり、その周壁の中間部分の所定領域には複数の小孔３１が形成されている。小孔３１は相互に離間して所定領域において略均等に分布するように形成されている。内管３は外管２に挿入して配置され、内管３の両端部の外周面が、外管２の縮径筒部２３・２３の内周面に近接するようにして配置されている。
【００１６】
外管２と内管３との間の吸音室４は、外管２の基部２１の内周面及び縮径テーパ部２２の内周面と、内管３の外周面との間に設けられ、この空間に吸音材５が吹き出し等により充填されている。吸音材５には適宜のものを用いることが可能であるが、繊維で構成される吸音材５を用いると好適であり、例えば繊維状のグラスウール等を用い、吹出ノズル１３から繊維状の吸音材５を吹き出して吸音室４内に充填するようにすると良好である。
【００１７】
消音器１を自動車の排気系に設置する際には、例えば図３に示すように、外管２の一方側の接続端部２５と内管３の一方側の接続端部３２と上流側排気管６の接続端部６１とを重ね合わせ、周状に形成する溶接部８で接続端部２５、３２、６１を一体的に接合すると共に、外管２の他方側の接続端部２５と内管３の他方側の接続端部３２と下流側排気管７の接続端部７１とを重ね合わせ、周状に形成する溶接部８で接続端部２５、３２、７１を一体的に接合して固定する。
【００１８】
次に、本実施形態の消音器１を製造する製造工程例について説明する。先ず、図４に示すように、外管２となる略円筒状の管材２ａをクランプ１１で把持して所定位置に設置し、管材２ａの回転若しくは加工ロール１２の公転と共に加工ロール１２を管材２ａの外周に押し当てるスピニング加工を施し、この加工により、管材２ａの外周に沿って凹溝２４を形成し、これと連続して管材２ａの一方の端部に縮径テーパ部２２と縮径筒部２３を形成する。即ち、同一工程において、凹溝２４と一方の端部の縮径テーパ部２２と縮径筒部２３を形成する。
【００１９】
その後、図５に示すように、パンチング加工で周壁に小孔３１が形成されている内管３を用い、内管３の一方の端部を、管材２ａの一方の端部に形成された縮径筒部２３に挿入するようにして配置する。次いで、管材２ａの他方の端部側から吹出ノズル１３を管材２ａと内管３との間に挿入し、管材２ａと内管３の一方の端縁近傍に吸引ポンプに接続された減圧吸引口１４を配置する。
【００２０】
そして、減圧吸引口１４から減圧吸引を行い、内管３の一方の端部と管材２ａの縮径筒部２３との間の隙間の流路、及び小孔３１から内管３を経る流路により、減圧吸引口１４へと管材２ａと内管３との間の空気を吸引し、これに併せてグラスウール等の繊維で構成される吸音材５を吹出ノズル１３から吹き出し、管材２ａと内管３との間に吸音材５を充填する。
【００２１】
その後、管材２ａをクランプ１１で把持して所定位置に設置し、管材２ａの回転若しくは加工ロール１２の公転と共に加工ロール１２を管材２ａの外周に押し当てるスピニング加工を施し、この加工により、管材２ａの外周に沿って基部２１の他方の端部側の領域に凹溝２４を形成し、これと連続して管材２ａの他方の端部に縮径テーパ部２２と縮径筒部２３を形成する。これにより、消音器１が形成される。
【００２２】
尚、上記製造工程例において、一方の端部側の領域の凹溝２４と、一方の端部の縮径テーパ部２２と縮径筒部２３の形成順序は適宜であり、一方の端部側の領域の凹溝２４の形成→一方の端部の縮径テーパ部２２と縮径筒部２３の形成の順で連続形成しても、一方の端部の縮径テーパ部２２と縮径筒部２３の形成→一方の端部側の領域の凹溝２４の形成の順で連続形成してもよい。また、一方の端部側の領域の凹溝２４を形成する工程と、一方の端部の縮径テーパ部２２と縮径筒部２３を形成する工程を連続しない別工程として、いずれか一方を先に、他方を後に行うことも可能である。
【００２３】
また、上記製造工程例において、他方の端部側の領域の凹溝２４と、他方の端部の縮径テーパ部２２と縮径筒部２３の形成順序も適宜であり、他方の端部側の領域の凹溝２４の形成→他方の端部の縮径テーパ部２２と縮径筒部２３の形成の順で連続形成しても、他方の端部の縮径テーパ部２２と縮径筒部２３の形成→他方の端部側の領域の凹溝２４の形成の順で連続形成してもよい。また、他方の端部側の領域の凹溝２４を形成する工程と、一方の端部の縮径テーパ部２２と縮径筒部２３を形成する工程を連続しない別工程として、いずれか一方を先に、他方を後に行うことも可能である。
【００２４】
また、別の製造工程例として、上記製造工程例で、同一工程において凹溝２４と一方の端部の縮径テーパ部２２と縮径筒部２３を形成する際に、例えば一方の端部側と他方の端部側の全ての凹溝２４など、必要な凹溝２４を一方の端部の縮径テーパ部２２と縮径筒部２３を形成する工程に連続する工程で全て形成し、吸音材５の充填後には凹溝２４の形成は行わずに、管材２ａの他方の端部に縮径テーパ部２２と縮径筒部２３を形成する工程のみを行ってもよい。尚、この際に、一方の端部の縮径テーパ部２２と縮径筒部２３を形成する工程を行い、その後に連続しない別工程として全ての凹溝２４を形成することも可能である。
【００２５】
本実施形態によれば、外管２の軸方向に複数形成される凹溝２４の形成領域で、外管２と内管３との熱膨張差を効果的に吸収することができる。更に、それぞれの凹溝２４が基部２１の外周面よりもへこむようにし、且つ基部２１の外周に沿うものとすることで、加工ロール１２を押し当てて縮径テーパ部２２や縮径筒部２３を形成する加工工程において、連続する流れの中で加工ロール１２により凹溝２４を形成することができる。従って、消音器１の製造効率を高め、加工コストを低減することができる。また、外管２の両端と内管３の両端を下流側排気管６と上流側排気管７に固定する構造にすることが可能となり、消音器１或いは消音構造の強度と耐久性を高めることができる。また、外管２は単一金属材で周方向の接合箇所を有しないことから、接合箇所に熱歪みが繰り返し生じて破損すること等も防止することができる。
【００２６】
また、外管２と内管３との間の吸音室４に吸音材５を充填することにより、吸音性能を高めることができる。また、凹溝２４の箇所の外管基部２１の内径がそれ以外の基部２１の内径よりも小さくなり、外管基部２１に内径の小さい箇所が断続的に形成されるので、繊維状の吸音材５の移動を規制し、吸音材５の密度の偏りを防止することができる。
【００２７】
また、上記製造工程例によれば、外管２に凹溝２４を有し、外管２と内管３との間に繊維で構成される吸音材５が充填される消音器１を効率的に製造することができる。また、一方の端部側の内管３と管材２ａとの間の隙間と小孔３１から吸引しながら、繊維で構成される吸音材５を吹き出して充填することにより、凹溝２４の内周面の周囲を含め、より均等な密度で吸音材５を充填することができる。
【００２８】
〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明や実施形態の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含むものである。そして、下記変形例も包含する。
【００２９】
例えば上記実施形態では、外管基部２１の中央部の両側にそれぞれ複数の凹溝２４の形成領域を設けたが、外管基部２１の中央部の何れか一方側だけに複数の凹溝２４の形成領域を設ける構成とすることも可能であり、基部２１の領域であれば凹溝２４の形成位置は限定されない。例えば外管基部２１の中央部の一方の端部側だけに凹溝２４の形成領域を設ける場合には、上記製造工程例において、他方の端部側を加工する際に、管材２ａの回転若しくは加工ロール１２の公転と共に加工ロール１２を管材２ａの外周に押し当てるスピニング加工を施し、この加工により、凹溝２４を形成せずに管材２ａの他方の端部に縮径テーパ部２２と縮径筒部２３を形成するようにすると好適である。
【００３０】
また、凹溝２４の幅及び内管３と離間している凹溝２４の深さ、凹溝２４の形状は本発明の趣旨の範囲内で適宜であるが、例えば幅５〜３０ｍｍ、中央深さ１〜５ｍｍの断面視略弧状の凹溝２４とするとスピニング加工し易く且つ熱歪み解消の十分な効果が得られて好適である。
【００３１】
また、消音器１の外管２、内管３は横断面視円形のものに限定されず、外管２、又は内管３又はその双方を横断面視楕円形のものとすることも可能であり、加圧ロール１２を押し当ててスピニング加工で加工できる形状であれば適宜である。
【００３２】
また、上記実施形態では、外管２の接続端部２５と内管３の接続端部３２と上流側排気管６の接続端部６１或いは下流側排気管７の接続端部７１とを重ね合わせ、この３つを一体的に接合する構成としたが、例えば両端側で外管２の接続端部２５を内管３の外周面に溶接して接合固定し、内管３の接続端部３２を上流側排気管６の接続端部６１、下流側排気管７の接続端部７１にそれぞれ溶接して接合固定する構成等も本発明に含まれる。
【００３３】
また、上記実施形態では、外管２と内管３との間の吸音室４に吸音材５が充填される構成としたが、外管と内管との間の吸音材が充填されずに充填物のない空洞で吸音室が形成される消音器も本発明に含まれる。この消音器は、例えば管材の外周に加工ロールを押し当て、管材の回転若しくは加工ロールの公転により、管材の外周に沿って凹溝を形成し、これと連続して前記管材の一方の端部に縮径テーパ部と縮径筒部を形成する第１工程と、周壁に小孔が形成されている内管の一方の端部を管材の一方の端部に形成された縮径筒部に挿入するように配置する第２工程若しくは第３工程と、管材の外周に加工ロールを押し当て、管材の回転若しくは加工ロールの公転により、管材の他方の端部に縮径テーパ部と縮径筒部を形成する第３工程若しくは第２工程を用いて製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、例えば自動車のエンジンの排気系に設置する消音器として利用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…消音器  ２…外管  ２１…基部  ２２…縮径テーパ部  ２３…縮径筒部  ２４…凹溝  ２５…接続端部  ２ａ…管材  ３…内管  ３１…小孔  ３２…接続端部  ４…吸音室  ５…吸音材  ６…上流側排気管  ６１…接続端部  ７…下流側排気管  ７１…接続端部  ８…溶接部  １１…クランプ  １２…加工ロール  １３…吹出ノズル  １４…減圧吸引口
【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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