(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の外殻本体の両端部を閉鎖するエンドプレートの内、少なくとも一方が外板と同外板の内壁面に消音材層を介して取り付けられた内板とからなる排気マフラーにおいて、
上記内板の周縁にフランジを延出形成し、上記外板内壁面に係合部材を一体接合し、同係合部材には上記外板内壁面に上記フランジを重ねた状態で係止可能なつめ部を延出形成し、且つ、上記係合部材の外板に接合された基部と上記つめ部との間の段部の突き出し端にオーバーシュートして屈曲する凸部を形成したことを特徴とする排気マフラー。
【請求項２】
請求項１記載の排気マフラーにおいて、
上記係合部材はその長手方向の途中部位につめ部内側に連通する貫通口を形成したことを特徴とする排気マフラー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状の外殻本体とその両端部を閉鎖するエンドプレートとで外殻部が形成された排気マフラー、特に、エンドプレートの内壁面に消音材を敷設してなる排気マフラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気系に配備される排気マフラは、排気ガス通路の断面積を変化させて排気の圧力波を低減させるため、排ガス流路断面積を拡大させる膨張室を設けたり、複数の内部パイプや複数の膨張室を設けて排ガス流路を分岐させて圧力波を相互に干渉させあるいは特定の周波数で共鳴させるといった構成を採るようにしている。
更に、排気マフラーの膨張室に流入した排ガスの圧力波が直接外殻部を通過して外部に拡散すると騒音源となること、あるいは、高温排ガスが外殻部の内壁部に直接当たると、外殻本体やエンドプレートが熱膨張と冷却による収縮を繰り返し、これら外殻部の壁面が変動し、経時劣化が促進されることより、外殻部内壁等には吸音材が敷設されることが多い。
【０００３】
たとえば、実開平０６−８７６１９号公報に開示される排気マフラーは、図８（ａ）に示すように、筒状外枠１００の後端側がエンドプレート１１０で閉鎖され、そのエンドプレートが外板１２０と消音材層１３０と外板１２０の内壁に接合される内板１４０とを重ねた構成を採っている。更に、図８（ｂ）に示すように、排気マフラーの筒状外枠の後端を閉鎖するエンドプレート１５０が外板１６０と図示しない消音材層と同消音材層を挟持した上で外板１６０の外周端近傍に外周フランジ１７１を溶着した内板１７０とでなるという構成を採るものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実開平０６−８７６１９号公報に示す排気マフラーのように、エンドプレートの内板１４０が筒状外枠１００の内壁面に直接溶接されている場合、内板１４０が高温排ガスを直接受けることで熱膨張と冷却による収縮を繰り返す際に、筒状外枠１００との溶接部（図８（ａ）に示す＊印部分）に応力集中が繰り返して加わり、溶接部近傍の経時劣化が進んでしまう。同様に、図８（ｂ）に示すように、エンドプレートの外板１６０に消音材層を挟持した外板１７０の外周フランジ１７１を溶接した場合、内板１７０が高温排ガスを直接受けることで熱膨張と冷却による収縮を繰り返す際に、膨張と収縮に伴なう反力が外板１６０との溶接部（図８（ｂ）に示すｗ部分）に加わり、同溶接部ｗに応力集中が繰り返して加わり、溶接部近傍の経時劣化が進んで、内板１７０と外板１６０間の接合部ｗのはがれが生じる場合があり、排気マフラーの耐久性を低下させる要因となっている。
【０００５】
本発明は、以上のような課題に基づき、排気マフラーの外殻部を成すエンドプレートが内板と外板とで消音材層を挟持してなるもので、そのエンドプレートの内板と外板の相対変位を許容することで、耐久性を向上させた排気マフラーを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、筒状の外殻本体の両端部を閉鎖するエンドプレートの内、少なくとも一方が外板と同外板の内壁面に消音材層を介して取り付けられた内板とからなる排気マフラーにおいて、上記内板の周縁にフランジを延出形成し、上記外板内壁面に係合部材を一体接合し、同係合部材には上記外板内壁面に上記フランジを重ねた状態で係止可能なつめ部を延出形成し、且つ、上記係合部材の外板に接合された基部と上記つめ部との間の段部の突き出し端にオーバーシュートして屈曲する凸部を形成したことを特徴とする。
このようにつめ部が外板の内壁面にフランジを重ねた状態で係止することで外板の内壁面に消音材層を介して内板を重ねて取り付けでき、この際、内板の周縁のフランジは外板側のつめ部に対して相対的に変位可能であり、内板が加振されて振動したり、加熱、冷却により熱変形するのに伴ないずれを生じても、外板と内板の溶接部が無いため、両板間の接合部のはがれ、腐食による経時的劣化を排除でき、排気マフラーの耐久性を向上できる。特に、基部とつめ部との間の段部の突き出し端に凸部を形成したので、フランジを支持するつめ部の支持力を維持できる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載の排気マフラーにおいて、上記係合部材はその長手方向の途中部位につめ部内側に連通する貫通口を形成したことを特徴とする。
この場合、マフラーの冷却時に排気ガスの凝縮液が係合部材のつめ部内側に流下してきても、これを貫通口を通して排除でき、フランジ及びつめ部内側の腐食を抑え、同部のずれ作動が阻害されることを防止でき、係合部材のつめ部内側の腐食が進むことを防止でき、この点で排気マフラーの耐久性を向上できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３には本発明の実施形態としての排気マフラーを示した。この排気マフラー１は図示しない車両の排気系Ｅの後端側の排気管２に流入管３を接続され、流入する排ガスの圧力波レベルを低減し、消音済み排ガスを流出管４を通して大気側Ａに放出するように構成される。
図１に示すように、排気マフラー１はその外殻内部を中空状に形成した上で、マフラー長手方向Ｘに沿って２つの隔壁５，６を配置することで３つの膨張室７，８，９を順次直列的に形成している。
【０００９】
排気マフラー１の外殻部は矩形筒状のアウタードラム１１と、そのアウタードラム１１のマフラー長手方向Ｘの両端開口を閉鎖する左右エンドプレート１２，１３とで形成され、全体は縦長の矩形箱状を成している。その外殻部の左エンドプレート１２からは排気マフラー全体を図示しない車体側基部に取り付ける主取り付け軸１４及び補助取り付け軸１５が並列状に突き出し形成される。
アウタードラム１１の内壁面ｆ１のほぼ全域にはグラスウール１６が敷設され、これは鋼鈑で形成されたパンチ板１７により内壁面ｆ１に離脱不可に取り付けられている。
【００１０】
外殻内部は左エンドプレート５と第1隔壁５間に第1膨張室７が、第1隔壁５とその右側の第２隔壁６との間に第２膨張室８が、第２隔壁６と右エンドプレート１３との間に第３膨張室９がその順で形成される。
図２（ｂ）に示すように、第1隔壁５は流入管３、流出管４、主取り付け軸１４、後述の第1、第２内部パイプ１９，２１の各貫通口ｈ１，ｈ２，ｈ３、ｈ４、ｈ５が形成され、外周縁がアウタードラム１１の内壁面ｆ１に溶接される。なお、第２隔壁６は第１隔壁とほぼ同様の構成を採り、重複説明を略す。
【００１１】
第３膨張室９には左エンドプレート１２、第1第２隔壁５，６を順次貫通した流入管３の内側開口（図1で右開口側）３０１が開口する。なお、流入管３の外側開口は排気管２にジョイント１８を介して接続され、排ガスを第３膨張室９に導く。流入管３は左エンドプレート１２と当接する環状隙間を密閉すべく溶接され、第1第２隔壁５，６に形成された環状湾曲フランジ５０１，６０１とは密に当接し、当接部の一部が溶着される。
【００１２】
流入管３は第1、第２膨張室７、８との各対向部に短絡口の形成域Ｂをそれぞれ形成され、第３膨張室９との対向部には短絡口の形成域Ｂを比較的大きく形成される。各短絡口の形成域Ｂは多数の図示しない細孔を適宜のパターンで分散して形成される。これら各短絡口の形成域Ｂは流入管３に流入した排ガスの圧力波を多段階に分けて拡散させるように機能している。
第３膨張室９は流入管３とは離れて並列配備される第1、第２内部パイプ１９，２１を介し第1膨張室７に連通する。第1、第２内部パイプ１９，２１は第1第２隔壁５、６に複数箇所で溶接される。第1、第２内部パイプ１９，２１は共に第２膨張室８との対向部に短絡口の形成域Ｂが形成され、第３膨張室９からの排ガスを第２、第1膨張室８，７に拡散させるように形成される。
【００１３】
第２膨張室８は流入管３と離れて並列配備される流出管４が対向配備される。流出管４は第２膨張室８との対向部のほぼ全域に短絡口の形成域Ｂを形成され、これにより第２膨張室８を外気側Ａの開口に連通する。流出管４は第1第２隔壁５，６に複数箇所で溶接され、左エンドプレート１２と当接する環状部が連続溶接により密閉される。なお、第1、第２内部パイプ１９，２１や流出管４における各短絡口の形成域Ｂは流入管３の場合と同様に形成され、それぞれ排ガスの圧力波を多段階に分けて拡散するように機能する。
ここで、左右のエンドプレート１２，１３はほぼ同一構成を採り、右エンドプレート１２に対して、左エンドプレート１３は、図２（ａ）に示すように、流入管３、流出管４、主取り付け軸１４の各貫通口ｈ１，ｈ２，ｈ３が形成され、補助取り付け軸１５が溶接される点で相違し、ここでは主に左エンドプレート１２を説明する。
【００１４】
左エンドプレート１２は、筒状外枠であるアウタードラム１１の左端を閉鎖するものであり、図１、図２（ａ）に示すように、矩形の外板２２とその内壁面ｆ２に重ねて敷設されるグラスウールの消音材層２３と、同消音材層２３を外板２２側に圧接するようにして外板に重合配備される内板２４と、外板２２の内壁面ｆ２に溶接され内板２４を外板に取り付ける係合部材２５とを備える。
図４に示すように、外板２２は矩形の主部２２１と同主部の外周縁全域より屈曲して延出する屈曲フランジ２２２とで形成される。主部２２１は略平板状を成し、中央部には流入管３、流出管４、主取り付け軸１４の各貫通口ｈ１，ｈ２，ｈ３が形成されている。屈曲フランジ２２２はアウタードラム１１の左端縁の内周面に当接し、互いに連続溶接される。この溶接にはガス溶接やアーク溶接が用いられ、気密性を保持するように溶接される。
【００１５】
グラスウールの消音材層２３は外板２２の内壁面ｆ２のほぼ全域に亘って重ねて敷設されるように形成され、特に、消音機能を発揮できるものが採用される。
内板２４は外板２２の内壁面にグラスウールの消音材層２３をずれなく圧接するものであり、主部２２１の内壁面ｆ２のほぼ全域を覆う矩形の平板部２４１とその外周縁全域より屈曲して延出する段状部２４２と、段状部２４２より更に屈曲して主部２２１の内壁面ｆ２の外周端部に沿うように延出するフランジ２４３とで形成される。この内板の段状部２４２の段幅ｄ（図４参照）はグラスウールの自由状態での嵩高さより多少小さな幅に形成され、グラスウールの加圧を可能としている。
【００１６】
内板２４のフランジ２４３の延出部は、左右それぞれが外板の主部２２１の内壁面ｆ２の周縁部に溶接された上下２つの係合部材２５により係止されている。各係合部材２５は外板の主部２２１にスポット溶接された基部２５１と基部より延出し、内板のフランジの厚さ相当浮いた状態で内壁面ｆ２に沿って延出するつめ部２５２とで形成される。
ここで、つめ部２５２の延出幅ｇは内板取り付け時における当接幅ｉの約倍の幅で形成され、これにより、フランジ２４３の係合時における内板２４側のずれを許容するように形成されている。
なお、内板２４のフランジ２４３の延出幅ｇは挟持幅ｉより十分に大きく設定され、これによって、つめ部２５２にフランジ２４３を係合する際における弾性変位を容易化している。
【００１７】
ここで、係合部材２５は直状に形成され、上下２つが分離して使用されているが、場合により両者を単体として長く形成してもよく、３分割してもよい。
図１の排気マフラー１は高温の排ガスの流入時に消音作動して排ガスを排出し、その際に外殻部は膨張変位し、排ガス流入停止時に外殻部は外気に冷却されて収縮変位する。
【００１８】
この際、外殻部の一部の左右エンドプレート１２、１３の各外板２２に対し、内板２４は排ガスを直接受けて、膨張、収縮変位し、両者の膨張、収縮変位が異なり、相対変形することとなる。特に、第３膨張室９には流入管３から直接高温高圧の排ガスが流入し、右エンドプレート１３の内板２４はその熱膨張が大きい。しかし、左右エンドプレート１２、１３の各内板２４が各外板２２に対し大きく変位しても、ここでの外板と内板とは両者を接合する溶接部を持たない。ここでは外板側の係合部材２５のつめ部２５２に対し、内板２４のフランジ２４３が相対的にずれ変位して熱変形を吸収でき、内板と外板溶着されているような場合の接合部のはがれ、腐食による経時的劣化が排除され、排気マフラーの耐久性を向上できる。
上述のところに於いて、内板２４はそのフランジ２４３の縦向きに長い左右の部位が直状に形成されていたが、これに代えて、図５に示すように、内板２４ａを構成しても良い。
【００１９】
この内板２４ａはそのフランジ２４３の縦向きに長い左右の部位が中間部においてくびれ部Jを形成している。この場合、くびれ部Jはそのフランジ幅ｋが他部ｋ１より小さな幅に形成される。このため、内板２４ａのフランジ２４３全体を外板の主部２２１の内壁面ｆ２に当接し、スライドさせて組み込みを行う際に、上下一方の係合部材２５のつめ部２５２にくびれ部Jが対向するように保持した上で当接させるようにすれば、係合部材２５のつめ部２５２に上下一方側のフランジ２４３部分が干渉せず当接でき、組み込み作業を容易化できる。
【００２０】
上述のところに係合部材２５は図４に示すように鉤型断面で形成されていたが、これに代えて、図６（ｂ）に示す様に、基部２５１ａとつめ部２５２ａ間の段部の突き出し端に突き出し方向にオーバーシュートして屈曲する凸部ｒを形成し、つめ部２５２ａの弾性変位の安定化を図り、フランジ２４３を支持する支持力を安定して維持できるように構成してもよい。
上述のところにおいて、係合部材２５は縦向きに配設されているが、図５に２点鎖線で示すように横向きに配設されてもよい。
【００２１】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、係合部材２５ａが横向きに配設された場合、係合部材２５ａのつめ部２５２ａと基部２５１ａの内側に排気マフラーの凝縮液が溜まり易くなることより、その長手方向の途中部位につめ部２５２ａ内側に連通する貫通口ｎを複数形成してもよい。この貫通口ｎを形成すると、つめ部２５２ａ内側に流入した凝縮液を容易に矢視のように流下させることができ、フランジ２４３及び係合部材２５ａの腐食を抑え、同部のずれ作動が阻害されることを防止でき、耐久性を向上させることができる。なお、場合により、図２（ａ）、図５の各縦向きの係合部材２５であっても同様に貫通口を形成し、同様の効果を得ることができる。
【００２２】
上述のところに於いて、排気マフラーの外殻は矩形箱型であったが、これに代えて、円筒状の排気マフラー（全体は図示せず）であってもよい。この場合、円筒状の排気マフラーは円形エンドプレート１２ｂを備えることとなる。図７に示す様に、円形エンドプレート１２ｂは円板状の内板２４ｂの周縁部に段部２４２ｂを屈曲して延出形成し、更にその突出端より屈曲して環状フランジ２４３ｂを延出形成することとなる。ここで、環状フランジ２４３ｂは、たとえば、周方向３個所を３つの湾曲係合部材２５ｂを介し円板状の外板２２ｂ側に係止される。この場合、組み込み時における湾曲係合部材２５ｂのつめ部２５２ｂと環状フランジ２４３ｂの干渉を避けるため、なお、環状フランジ２４３ｂには３つの湾曲くびれ部Ｊｂが形成され、組み込みの容易化が図られる。その他の構成は図１の排気マフラー１とほぼ同様な構成を採ることとなり、図１の排気マフラー１と同様の作用効果が得られる。
【００２３】
上述のところに排気マフラー１は筒状の外殻本体の両端部を閉鎖する左右のエンドプレート１２，１３を備えていたが、場合により左右一方側のみに本発明のエンドプレートを配備して構成の簡略化を図っても良い。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、つめ部が外板の内壁面にフランジを重ねた状態で係止することで外板の内壁面に消音材層を介して内板を重ねて取り付けでき、この際、内板の周縁のフランジは外板側のつめ部に対して相対的に変位可能であり、内板が加振されて振動したり、加熱、冷却により熱変形するのに伴ないずれを生じても、外板と内板の溶接部が無いため、両板間の接合部廻りの亀裂、腐食による経時的劣化を排除でき、排気マフラーの耐久性を向上できる。特に、基部とつめ部との間の段部の突き出し端に凸部を形成したので、フランジを支持するつめ部の支持力を維持できる。
更に、係合部材の長手方向の途中部位に貫通口を形成すると、マフラーの冷却時に排気ガスの凝縮液が係合部材のつめ部内側に流下してきても、これを貫通口を通して排除でき、フランジ及びつめ部内側の腐食を抑え、同部のずれ作動が阻害されることを防止でき、係合部材のつめ部内側の腐食が進むことを防止でき、この点でも排気マフラーの耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての排気マフラーの全体構成図である。
【図２】図１の排気マフラーの構成部材を示し、（ａ）はエンドプレート、（ｂ）は第１隔壁である。
【図３】図１の排気マフラーのエンドプレートの斜視図である。
【図４】図１中のエンドプレートの要部切欠断面図で、図５のＹ−Ｙ線断面図である。
【図５】図１中のエンドプレートの拡大正面図である。
【図６】図１中の係合部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は要部断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態の排気マフラーで用いる円形エンドプレートの正面図である。
【図８】従来の排気マフラーで用いるエンドプレートを示し、（ａ）は一のエンドプレート廻りの要部断面図、（ｂ）は他のエンドプレートの斜視図である。
【符号の説明】
１            排気マフラー
１１          外殻本体
１２，１３    エンドプレート
１２ｂ        円形エンドプレート
２２          外板
２３          消音材層
２４          内板
２４３        フランジ
２５          係合部材
２５１        基部
２５２        つめ部
ｎ            貫通口
ｒ            凸部
ｆ２          外板の内壁面
【図１】
0003758521.tif 000002
【図２】
0003758521.tif 000003
【図３】
0003758521.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003758521.tif 000006
【図６】
0003758521.tif 000007
【図７】
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【図８】
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