JP2016217152A - マフラ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】排気管がマフラ本体の内部まで挿入された構成において、断熱効果を備えつつ、マフラ放射音を低減することができるマフラ構造を得る。【解決手段】マフラ構造は、外筒２４と該外筒２４の内側に配置された内筒２６とを含んで構成され、内部まで挿入された排気管１２から排ガスが導入されるマフラ本体１８と、内筒２６において、排気管１２から導入された排ガスが吹き付けられる部位に形成されると共に、外筒２４から離間する方向に凹んで外筒２４との間に空気層を形成する凹部２６Ｂと外筒２４に当接する凸部２６Ｃとが交互に形成された凹凸部２６Ａと、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、マフラ構造に関する。

特許文献１には、外筒及び内筒によってマフラ本体が構成された排気マフラが開示されている。また、外筒と内筒との間の空間に断熱・消音材が充填された構成が開示されている。

特開２００８−２４０６１１号公報

ところで、排気管とマフラ本体との接続部分に応力が集中するのを回避するため、排気管をマフラ本体の内部まで挿入して複数の箇所で排気管とマフラ本体とを接続することがある。しかしながら、上記の構成では、マフラ本体の内部に導入された排ガスがマフラ本体の内面に局所的に吹き付けられてマフラ放射音が発生することがある。このため、マフラ放射音を効果的に低減する観点から改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、排気管がマフラ本体の内部まで挿入された構成において、断熱効果を備えつつ、マフラ放射音を低減することができるマフラ構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の本発明に係るマフラ構造は、外筒と該外筒の内側に配置された内筒とを含んで構成され、内部まで挿入された排気管から排ガスが導入されるマフラ本体と、前記内筒において、前記排気管から導入された排ガスが吹き付けられる部位に形成されると共に、前記外筒から離間する方向に凹んで前記外筒との間に空気層を形成する凹部と前記外筒に当接する凸部とが交互に形成された凹凸部と、を有する。

請求項１に記載の本発明に係るマフラ構造では、外筒と内筒とを含んでマフラ本体が構成されており、このマフラ本体には、排気管が挿入されている。そして、この排気管からマフラ本体へ排ガスが導入される。また、内筒には、凹部と凸部とが交互に形成された凹凸部が設けられている。ここで、凹凸部は、マフラ本体に導入された排ガスが吹き付けられる部位に形成されている。また、凹凸部を構成する凹部は、外筒から離間する方向に凹んでおり、この凹部によって内筒と外筒との間に空気層が形成されている。これにより、凹凸部に排ガスが吹き付けられて凹凸部が高温になった場合でも、空気層によって内筒から外筒への熱伝導を抑制することができる。すなわち、排ガスが吹き付けられる部位に空気層が形成されていない構成と比較して、断熱効果を得ることができる。

また、凹凸部を構成する凸部は、外筒に当接している。これにより、マフラ本体における排ガスが吹き付けられる部位の曲げ剛性を高めることができ、この部位の振動を抑制することができる。この結果、マフラ放射音を効果的に低減することができる。

以上説明したように、本発明に係るマフラ構造によれば、排気管がマフラ本体の内部まで挿入された構成において、断熱効果を備えつつ、マフラ放射音を低減することができる。

実施形態に係るマフラ構造を示す平面図である。 図１の２−２線で切断した状態を拡大して示す拡大断面図である。 実施形態に係るマフラ構造を示す斜視図である。 実施形態に係るマフラ構造の変形例を示す、図３に対応する斜視図である。

（排気系の全体構成）
本発明の実施形態に係るマフラ構造について、図１〜図３に基づいて説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＦＲは、マフラ構造が適用された車両の車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。また、以下の説明で特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の左右を示すものとする。

図１に示されるように、マフラ構造は、排気音を低減するためのメインマフラ１０を備えている。メインマフラ１０は、平面視で車両幅方向を長手方向とする略矩形状に形成されており、このメインマフラ１０の車両幅方向中央部には、排気管１２が接続されている。

排気管１２は、メインマフラ１０の前端部に接続されており、メインマフラ１０の内部まで挿入されている（図２参照）。また、排気管１２は、メインマフラ１０から車両前方側へ延在されている。そして、排気管１２の前端部は、内燃機関である図示しないエンジンに接続されている。

また、エンジンとメインマフラ１０との間には、図示しない触媒コンバータ及びサブマフラが配置されている。触媒コンバータは、エンジンから排出された排ガス中の有害成分を還元・酸化によって浄化する構造とされている。サブマフラは、メインマフラ１０で吸収しきれない排気音（高周波成分）を吸収する構造とされている。本実施形態の排気系は、以上のように構成されており、エンジンの燃焼などで発生した排ガスが排気管１２を介して図示しない触媒コンバータ及びサブマフラを通過して、メインマフラ１０へ導入される。

メインマフラ１０の車両右側には、排気パイプ１４が接続されている。排気パイプ１４は、メインマフラ１０の内部空間と連通されており、メインマフラ１０から車両右側へ延出され、さらに車両後方側へ湾曲されている。そして、メインマフラ１０へ導入された排ガスは、排気パイプ１４を通って大気中へ排出されるように構成されている。

メインマフラ１０の内部空間は、複数のセパレータ１６によって仕切られており、本実施形態では一例として、２枚のセパレータ１６によって仕切られている。２枚のセパレータ１６は、略平行に配置されてメインマフラ１０の内部に架設されており、これらのセパレータ１６によってメインマフラ１０の内部空間が車両幅方向に３つの空間に仕切られている。ここで、それぞれのセパレータ１６には、隣り合う空間と連通する図示しない連通孔が形成されている。このため、メインマフラ１０の内部に導入された排ガスは、図示しない連通孔を通ってセパレータ１６で仕切られた空間を行き来し、その過程で排気音が低減される構造となっている。なお、上記の構造は、周知であるため、詳細な構造の図示及び説明を省略する。

（メインマフラの構成）
図３に示されるように、メインマフラ１０は、マフラ本体１８を備えている。マフラ本体１８は、車両幅方向両端部が開口された略筒状の周壁部２０と、周壁部２０の車両幅方向両端部の開口を閉塞する略平板状の側壁部２２とを含んで中空構造とされている。

側壁部２２は、周壁部２０を車両幅方向から見た断面形状よりも大径に形成されており、この側壁部２２の外周端部は、周壁部２０よりも外周側へ突出されている。また、側壁部２２には、メインマフラ１０を車体に組み付けるための支持部材などが取り付けられる。

一方、周壁部２０は、図２に示されるように、外板となる外筒２４と、内板となる内筒２６とを含んで構成されており、車両幅方向から見た断面形状が、車両上下方向が短径方向となる略楕円状に形成されている。また、周壁部２０の後端部には、ヘミング加工部２０Ｂが設けられている。このヘミング加工部２０Ｂでは、周壁部２０を構成する外筒２４及び内筒２６の一端側と、外筒２４及び内筒２６の他端側とがヘミング加工によって結合されており、閉断面を構成している。さらに、後述する凹凸部２６Ａを除いて外筒２４と内筒２６とが密着している。

また、マフラ本体１８の前端部には、パイプ挿入孔２０Ａが形成されている。パイプ挿入孔２０Ａは、周壁部２０の車両幅方向中央部に形成されており、このパイプ挿入孔２０Ａに排気管１２の先端部３０が挿入されている。

さらに、パイプ挿入孔２０Ａの孔縁からマフラ本体１８の外側へ向かって外筒２４及び内筒２６が延出されており、排気管１２の先端部３０の外周面と接合されている。また、マフラ本体１８の外面に略円筒状の補強板２８が接合されており、マフラ本体１８と排気管１２との接合部分を補強している。

ここで、排気管１２の先端部３０は、マフラ本体１８の内部まで挿入されている。また、先端部３０は、マフラ本体１８の内部に架設された支持板３２に支持されている。

支持板３２は、マフラ本体１８におけるパイプ挿入孔２０Ａの近傍に配置された略平板状の部材であり、車両前後方向を板厚方向として、車両上方側よりも車両下方側が車両後方側に位置するように傾斜して配置されている。また、支持板３２の外周端部には、内筒２６の内面に沿って車両後方側へ屈曲された外フランジ部３２Ａが形成されており、この外フランジ部３２Ａと内筒２６とが接合されている。

また、支持板３２には、パイプ挿入孔２０Ａと対向する位置に貫通孔３２Ｂが形成されている。貫通孔３２Ｂは、パイプ挿入孔２０Ａと略同一の大きさに形成されており、この貫通孔３２Ｂに先端部３０が挿入されている。さらに、貫通孔３２Ｂの孔縁から車両後方側へ内フランジ部３２Ｃが延出されており、この内フランジ部３２Ｃが先端部３０の外周面と接合されている。一方、先端部３０の外周面には、軸方向に間隔をあけて２つの環状突起部３０Ａ、３０Ｂが形成されている。そして、この環状突起部３０Ａ、３０Ｂの間に支持板３２の内フランジ部３２Ｃが挟み込まれており、環状突起部３０Ａ、３０Ｂによって先端部３０の抜出が防止されている。このようにして、排気管１２をマフラ本体１８に対して複数箇所（本実施形態では２箇所）で接続することにより、この接続部分に作用する応力を分散させることができ、接続状態を良好に維持することができる。

ここで、マフラ本体１８の周壁部２０を構成する内筒２６には、複数の凹部２６Ｂ及び複数の凸部２６Ｃによって車両幅方向から見た断面形状が略波形状とされた凹凸部２６Ａが形成されている。

凹凸部２６Ａは、マフラ本体１８の内部へ導入された排ガスが吹き付けられる部位に形成されている。具体的には、周壁部２０の上部における車両前後方向中央部よりも車両前方側にオフセットした位置から、周壁部２０の後端部に亘って形成されている。

また、凹凸部２６Ａを構成する複数の凹部２６Ｂと複数の凸部２６Ｃは、車両前後方向に沿って交互に形成されている。ここで、それぞれの凹部２６Ｂは、内筒２６を外筒２４から離間する方向（マフラ本体１８の内側）へ凹ませることによって形成されている。また、それぞれの凹部２６Ｂは、一対の側壁部２２間を車両幅方向に延在されて溝状に形成されている（図３参照）。このため、凹部２６Ｂが形成された部位では、内筒２６と外筒２４との間に隙間（空気層）が形成されている。

一方、凸部２６Ｃは、車両前後方向に隣り合う凹部２６Ｂの間に、凹部２６Ｂが形成されていないことによって設けられており、車両幅方向に延在された凸状のリブのようになっている。また、凸部２６Ｃの頂部は、外筒２４の内面に当接されている。このため、内筒２６と外筒２４との間の空気層は、凸部２６Ｃによって車両前後方向に分断されている。

（作用並びに効果）
次に、本実施形態に係るマフラ構造の作用並びに効果について説明する。

本実施形態のマフラ構造では、内筒２６における排ガスが吹き付けられる部位には、断面が波形状の凹凸部２６Ａが形成されており、この凹凸部２６Ａを構成する凹部２６Ｂによって外筒２４と内筒２６との間に複数の空気層が設けられている。このようにして、マフラ本体１８の外側と内部空間との間に空気層を介在させることで、断熱効果を得ることができる。

具体的に説明すると、エンジンから排気管１２へ排出された排ガスは、図示しない触媒コンバータやサブマフラを通過して、パイプ挿入孔２０Ａからマフラ本体１８の内部まで挿入された先端部３０を通ってマフラ本体１８へ導入される。そして、マフラ本体１８の内部へ導入された排ガスは、凹凸部２６Ａに吹き付けられる。

ここで、凹凸部２６Ａにおける外筒２４と内筒２６との間には、空気層が設けられており、この空気層によって断熱されている。このため、排ガスが吹き付けられる部位に凹凸部２６Ａが設けられていない構成（外筒２４と内筒２６とが密着している構成）と比較して、断熱効果を得ることができる。

特に、本実施系形態では、排気管１２とマフラ本体１８との接続強度を確保するために、排気管１２の先端部３０をマフラ本体１８の内部まで挿入している。このため、マフラ本体１８の内部に導入された排ガスは、先端部３０に案内されて凹凸部２６Ａに吹き付けられ、凹凸部２６Ａの温度が上がりやすくなっている。このような場合でも、空気層によって内筒２６から外筒２４への熱伝導を抑制することができる。また、周壁部２０の外面に断熱材を巻き付けた構成や、外筒２４と内筒２６との間に断熱材を充填した構造と比較して、部品点数を削減すると共に、材料コストの増加を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、凹凸部２６Ａに凸部２６Ｃを設け、この凸部２６Ｃの頂部を外筒２４に当接させている。これにより、外筒２４と内筒２６との間に連続して隙間が形成された構成と比較して、この部位の曲げ剛性を高めることができる。ところで、マフラ放射音は、マフラ本体１８の内部に排ガスが吹き付けられて、内筒２６が振動することによって発生するため、この部位の曲げ剛性を高くして振動を低減することにより、マフラ放射音を効果的に低減することができる。

また、本実施形態では、排ガスが吹き付けられる部位に凹凸部２６Ａを形成しており、その他の部位には凹凸部２６Ａを形成していない。これにより、周壁部２０の全体を断面波形状に形成した構成と比較して、成形性を高めることができる。

以上、本発明の実施形態に係るマフラ構造について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、本実施形態では、図２に示されるように、排気管１２の先端部３０を支持板３２よりも車両後方側まで延出させたが、これに限定されない。すなわち、支持板３２の位置で先端部３０が終端するように構成してもよい。

また、本実施形態の凹凸部２６Ａは、車両幅方向から見た断面形状が略波形状となるように複数の凹部２６Ｂ及び複数の凸部２６Ｃが形成されているが、これに限定されない。例えば、車両前後方向から見た断面形状が略波形状となるように複数の凹部２６Ｂ及び複数の凸部２６Ｃを形成してもよい。この場合でも、外筒２４と内筒２６との間に空気層が形成されるため、断熱効果を備える。また、凸部２６Ｃの頂部を外筒２４に当接させることで、この部位の曲げ剛性を高めることができ、マフラ放射音を低減する効果を有する。

さらに、本実施形態では、図３に示されるように、マフラ本体１８を構成する一対の側壁部２２間に凹凸部２６Ａを形成し、この凹凸部２６Ａの全域に亘って排ガスが吹き付けられる構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図４に示される変形例のように、マフラ本体５２の車両幅方向の一部のみに凹凸部６０Ａを形成してもよい。

図４に示されるように、本変形例に係るマフラ構造が適用されたメインマフラ５０は、マフラ本体５２を備えており、このマフラ本体５２は、周壁部５４と側壁部５６とを含んで構成されている。なお、本変形例に係る周壁部５４及び側壁部５６は、図３の周壁部２０及び側壁部２２と同様の構成とされている。また、本変形例に係る周壁部５４は、図３の周壁部２０よりも車両幅方向に長く形成されているが、これに限定されず、図３の周壁部２０と略同一の寸法に形成してもよい。

周壁部５４は、外板となる外筒５８と、内板となる内筒６０とを含んで構成されており、車両幅方向から見た断面形状が、車両上下方向が短径方向となる略楕円状に形成されている。

ここで、マフラ本体５２の周壁部５４を構成する内筒６０には、複数の凹部６０Ｂ及び複数の凸部６０Ｃによって断面が波形状とされた凹凸部６０Ａが形成されている。凹凸部６０Ａは、図３の凹凸部２６Ａと同様の構成とされており、マフラ本体５２の内部へ導入された排ガスが吹き付けられる部位に形成されている。また、本変形例では、周壁部５４における車両幅方向の中央部分のみに凹凸部６０Ａが形成されている。

以上のように構成された変形例に係るマフラ構造では、マフラ放射音が発生する原因となりやすい部位の剛性を高めることで、マフラ放射音を効果的に低減することができる。また、高温となりやすい部位に空気層を形成することにより、効果的に断熱することができる。さらに、図３に示された実施例と比較して、成形する領域が狭くなるため、成形性を高めることができる。

１２ 排気管
１８ マフラ本体
２４ 外筒
２６ 内筒
２６Ａ 凹凸部
２６Ｂ 凹部
２６Ｃ 凸部
５２ マフラ本体
５８ 外筒
６０ 内筒
６０Ａ 凹凸部
６０Ｂ 凹部
６０Ｃ 凸部

Claims (1)

1. 外筒と該外筒の内側に配置された内筒とを含んで構成され、内部まで挿入された排気管から排ガスが導入されるマフラ本体と、
   前記内筒において、前記排気管から導入された排ガスが吹き付けられる部位に形成されると共に、前記外筒から離間する方向に凹んで前記外筒との間に空気層を形成する凹部と前記外筒に当接する凸部とが交互に形成された凹凸部と、
   を有するマフラ構造。

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