WO1998044247A1 - Silencieux et procede de fabrication - Google Patents

Description

明 細 書 消音器とその製造方法 本発明は内燃機関用の消音器とその製造方法に関する。

背景技術

従来、 内燃機関の消音器、 特にサブマフラにおいて、 図 1 1に示すように排気 ガス通路を形成する内管 1 0 0の外周に空間 1 0 1を設けて外管 1 0 2を配置す るとともにその一端部 1 0 3をワイヤメッシュ等の緩衝部材 1 0 5を介して内管 1 0 0に固着し、 他端部 1 0 4を内管 1 0 0に固着した消音器がある。

そして、 このような消音器の製造方法として、 従来、 図 1 2 Aに示すように、 先ず、 外管 1 0 2の一端部 1 0 3をプレス型 1 0 6によって鎖線のように縮管し、 その後、 図 1 2 Bに示すように、 一端部に緩衝部材 1 0 5を外嵌した内管 1 0 0 を上記外管 1 0 2内に挿入してその緩衝部材 1 0 5を上記のように縮管された一 端部 1 0 3の内周面に位置させ、 次で、 図 1 2 Cに示すように、 上記の外管 1 0 2の他端部 1 0 4をプレス型 1 0 7によってテ一パ状に縮管して内管 1 0 0に固 着するものがある。

ところで、 上記のような消音器においては、 一般に、 上記の緩衝部材 1 0 5に 対して反対側の内管 1 0 0の他端部 1 0 8を外管 1 0 2における縮管された他端 部 1 0 4より突出させて溶接代部とし、 該溶接代部 1 0 8により排気管と溶接接 続している。

しかし、 上記従来の製造方法においては、 緩衝部材 1 0 5を有する側の外管 1 0 2を先に縮径して内外管 1 0 0 , 1 0 2を連結するため、 その後に行われる緩 衝部材 1 0 5と反対の側における外管の端部 1 0 4の縮径時において、 その内管 1 0 0や外管 1 0 2が軸方向にズレるおそれがある。

すなわち、 外管 1 0 2と緩衝部材 1 0 5との摩擦接合力が弱く、 更に、 プレス 型 1 0 7により外管 1 0 2を軸方向に押圧するためである。

このように内外管のズレが発生すると、 上記排気管と溶接すべき溶接代部 1 0 8の溶接代 Lが減少して、 その溶接が困難になる問題がある。 また、 上記のように外管 1. 0 2がプレス型で縮径された消音器においては、 緩 衝部材 1 0 5が全周均一に圧縮されない問題があり、 かつ外管 1 0 2の両端を共 にプレス型で縮径したものにおいては、 外管の素材が座屈してしまうため、 縮管 率は 2 0 %程度が限界で、 内外管の間の空間部の容積を大きく した消音器ができ ない問題がある。

発明の開示

そこで本発明は上記の問題を解決する消音器とその製造方法を提供することを 目的とするものである。

上記の課題を解決するために、 請求項 1記載の第 1の発明は、 内管の外周に空 間を設けて配した外管の一端を縮径して内管に固着するとともに、 外管の他端を 縮径して内管との間に緩衝部材を狭持した消音器において、 すくなくとも緩衝部 材を有する側の端部の縮径がスピニング加工によってなされたことを特徴とする 消音器である。

本発明においては、 外管のスピニング加工によって緩衝材が全周均一に圧縮さ れる。

請求項 2記載の第 2の発明は、 保持された外管内に、 一端部に緩衝部材を外嵌 した内管を外管と所定の間隔をもって保持する第 1の工程と、 上記緩衝部材と反 対側の外管の他端部を縮径して内管の他端部に固着する第 2工程と、 次で、 上記 外管の一端部にスピニング加工を施してその一端部を緩衝部材と当接させ更には 緩衝部材を径方向へ圧縮するまで縮径する第 3の工程とを含むことを特徴とする 消音器の製造方法である。

本発明においては、 緩衝部材を有する側の縮径よりも先に、 内外管を所定位置 に保持した状態で緩衝部材を有する側と反対側を縮径して内外管を固着するので、 この固着側に設ける溶接代が正確に形成できる。 更に、 この固着後において、 緩 衝部材を有する側の外管をスピニング加工によって縮径する場合も、 内外管の相 対的なズレを防止できる。 更に、 この緩衝部材を有する側の外管の縮径が、 外管 を回転するスピニング加工であるため、 外管が全周均一に縮径され、 かつ緩衝部 材が全周均一に圧縮される。

請求項 3記載の第 3の発明は、 上記第 2の発明の第 2の工程における外管の縮 径もスピニング加工で行うようにした消音器の製造方法である。

本発明においては、 外管に、 プレス型のような軸方向への荷重がかからずより 正確な溶接代を形成できる。 更にまた、 外管の両端部ともスピニング加工により 縮径されるので、 その両端部ともその素材の座屈が発生しない。

請求項 4記載の第 4の発明は、 上記第 2又は第 3の発明の第 3の工程における 外管の縮径を、 外管の一端部内に芯金を嵌揷して外管の縮径量を規制して行うよ うにした消音器の製造方法である。

本発明においては、 外管の縮径量が規制されるので、 正確な外管の縮管形状と 緩衝部材の圧縮代が容易に得られる。

そして請求項 5記載の第 5の発明は、 上記第 2又は第 3の発明の第 3の工程に おける外管の縮径を、 外管の一端部内に芯金を嵌挿して外管の縮径量を規制する とともに内管の一端部内にも内管の内径とほぼ同径の芯金を嵌揷して行うように したものである。

本発明によれば、 上記第 4の発明の作用の外に、 更に外管の縮径加工時に、 内 外管が潰れ変形をおこすことを防止できる。

図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の実施例を示すもので、 内外管を所定位置に支持する前の状態 を示す側断面図。

図 2は、 図 1の状態から外管を所定位置に支持し、 かつ内管を外管の所定位置 に保持した側断面図。

図 3は、 図 2の状態から外管の他端部を縮径した状態を示す側断面図。

図 4は、 図 3の状態から内外管を軸方向に反転した状態を示す側断面図。 図 5は、 図 4の状態から外管の一端部を縮径した状態を示す側断面図。

図 6は、 図 5の状態から内外管を抜き外した状態を示す側断面図。

図 7は、 ワイヤメッシュとグラスウールを巻設した内管の側断面図。

図 8 A， 図 8 Bは、 本発明により製造した消音器を示すもので、 図 8 Aは側断 面図、 図 8 Bは図 8 Aの縦断面図。

図 9は、 本発明における芯金の他の実施例を示す側断面図。

図 1 0は、 緩衝部材の圧縮代を示す断面図。 図 1 1は、 消音器の側断面図。

図 1 2 A〜図 1 2 Cは従来の製造方法の工程を示す図。

発明を実施するための最良の形態

図 1乃至図 1 0に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明する。 先ず、 本発明の製造方法を実施するための製造装置について図 1により説明す る。

該装置には、 消音器を構成するための外管 1を狭持するとともにその軸心を中 心として回転させる回転支持手段 3が設けられており、 該回転支持手段 3は、 周 方向に複数個に分割されて開閉するチャック部 3 aと、 該チャック部 3 aを、 そ の軸心を中心として一方向 Aに回転させる回転部 3 cとからなる。 これらの駆動 部は省略してある。

上記回転支持手段 3における軸方向の一側には、 消音器を構成するための内管 2の端部に嵌入して該部を保持する第 1の芯金 4力 上記回転支持手段 3と同心 的に配置されており、 図示しない駆動手段によって図 1の矢印 B— C方向 （水平 方向） に進退移動するようになっている。

上記回転支持手段 3における軸方向の他側には、 上記の内管 2の端部に嵌合し て該部を保持する第 2の芯金 5力 上記第 1の芯金 4と同軸上に位置して対設さ れており、 図示しない駆動手段によって図 1の矢印 B— C方向に進退移動するよ つに っている。

上記第 2の芯金 5の外側には、 外管 1の端部の位置決めを行うストツバ 6が所 定位置に備えられており、 上記第 2の芯金 5はこのストッパ 6内を摺動するよう になっている。

また、 上記第 1の芯金 4側にはスピニングロール 7が配置されており、 該スピ ニングロール 7は、 図示しない駆動手段により図 1の矢印 B— C方向 （水平方 向） と D— E方向 （鉛直方向） に移動するようになっている。

次に上記の装置を使用して消音器の製造する工程を説明する。

先ず、 図 1に示すように、 チャック部 3 aを開作動して、 所定長の外管 1を、 図示しない搬送手段により矢印 F方向へ搬送して、 その一端部 1 aを図 2に示す ようにストッパ 6に当接させて所定位置にセッ トし、 その後、 チャック部 3 aを 閉作動して外管 1を回転支持手段 3で支持する。

また、 第 2の芯金 5を図〖の矢印 C方向へ進出させて、 供給された内管 2の両 端部に図 1に示すように両芯金 4， 5を嵌入して内管 2を支持し、 その後、 両芯 金 4， 5を矢印 B方向に移動して図 2に示すように内管 2を、 外管 1内において、 外管 1との間に所定の間隔 を有し、 かつ軸方向に対して所定の位置におかれ るように保持する。 なお、 内管 2の一端部 2 aには予めワイヤメッシュ等の緩衝 部材 8が外嵌めされている。

その後、 上記緩衝部材 8が存在する側に対して反対の側の外管 1における他端 部 1 bを図 3に示すように先細テーパ状でかつ先端部 1 cが内管 2に平行して圧 接する状態に縮径し、 内外管 1， 2を固着する。 この縮径は、 前記従来のような テーパ型面を有するプレス型で行ってもよいが、 図の実施例では、 図 3に示すよ うに、 回転支持手段 3を一方向 Aに回転して外管 1を回転しつつスピニングロ一 ル 7を図 3の鎖線位置から実線位置に移動して外管 2をスピニング加工により絞 り縮径している。

この外管 1の縮径は、 その外管 1の先端部 1 cが内管 2の他端部 2 bに溶接代 Lが形成されるようにする。 また、 この外管の縮径加工時は、 内外管し 2が所 定位置に保持されているので、 溶接代 Lが正確に形成できる。

その後、 回転支持手段 3のチャック部 3 aを開作動し、 両芯金 4 , 5を矢印 C 方向へ移動して内外管 1， 2を回転支持手段 3から抜き外すとともに両芯金 4， 5を外して、 その内外管 1， 2を左右逆向きに反転し、 再度、 内管 2に両芯金 4， 5を嵌入して、 図 4に示すように内外管 1， 2を回転支持手段 3へ挿入し、 チヤ ック 3 aを閉作動して内管 2を支持して内外管 1， 2を図 4に示すように所定位 置にセッ 卜する。

その後、 図 5に示すように、 回転支持手段 3を一方向 Aに回転して外管 1を回 転しつつスピニングロ一ル 7を図 5の鎖線位置から実線位置に移動して外管 1の 一端部 1 aをスピニング加工により先細テ一パ状でかつ先端部 1 dが内管 2に平 行して圧接する状態に絞り縮径する。 この縮径は、 一端部 1 aの先端部 1 dの内 面が緩衝部材 8の外面に当接し、 更には緩衝部材 8を径方向へ圧縮するまで縮径 する。 この縮径加工はスピニング加工によるため、 プレス型のような軸方向への 荷重がかからずに縮径でき、 緩衝部材 8が軸方向に変形することがない。 更に、 外管 1の回転によるスピニング加工のため、 外管 1の縮径量の制約が容易でかつ 正確に縮径でき、 かつ全周均一に縮径できる。 このことは、 緩衝部材 8に所望の 圧縮荷重を全周均一に付与でき、 その消音器の使用時において内外管 1， 2の熱 膨張差の吸収作用を行うスライ ド荷重を良好に設定することができる。

そして、 上記の縮径加工後、 チャック 3 aを開き、 両芯金 4， 5を図 6に示す ように矢印 C方向へ移動して内外管 1 , 2を回転支持手段 3から抜き外す。

なお、 上記図 1乃至図 6においては図面の煩雑を省けるために内外管 1， 2間 に介在される消音部材を省略したが、 実際にはこの消音部材が介在されるもので、 本発明においては、 上記図 1の工程前において、 予め図 7に示すように、 内管 2 の外周にステンレスウール 9を巻設し、 かつその外周にグラスウール 1 0を巻設 してある。 また、 内管 2には図 7に示すように多数の穴 1 1が形成されている。 そして、 このようにステンレスウール 9及びグラスウール 1 0を卷設した内管 2 を使用して上記の工程により製造された消音器を図 8 A, 図 8 Bに示す。

図 9は上記図 5に示す工程において使用する第 1の芯金 4の他の例を示す。 この第 1の芯金 4 aの先部には、 その先端部に上記内管 2の内径より小径の端 面から奥部に向かって縮径するテーパ面 4 bが形成され、 該テープ面 4 bの奥部 には上記内管 2の内径と同径の内管嵌着面 4 cが形成され、 該内管嵌着面 4 じの 奥部には上記外管 1の内径と同径の外管嵌着面 4 dが形成されている。 また、 内 管嵌着面 4 cと外管嵌着面 4 dとの段差 d ₂ は、 図 1 0に示すように、 緩衝部材 8を鎖線のような加工前の状態から実線の所定厚まで加圧縮小させる締め代 d：· に適合する長さに設定されている。

このような芯金 4 aを使用して上記図 5に示す縮径加工を行うことにより、 外 管の一端部 1 aにおける先端部 1 dを、 その縮径量が外管嵌着面 4 dにより規制 されて正確に縮径できるとともに段差 d ₂ によって緩衝部材 8の圧縮比も正確に なる。 更に、 スピニングロ一ル 7の過圧によって内外管が潰れることも防止でき る。

なお、 上記実施例は、 外管 1の両端部をスピニング加工により縮径した例であ る力 外管 1の少なくとも緩衝部 8を有する側の端部をスピニング加工し、 他端 をプレス型等の手段で縮径してもよい。 このように、 緩衝部材 8側の端部のみを スピニング加工により縮径するのみでも緩衝部材 8に所望の圧縮荷重を全周均一 に付与できる効果を発揮できる。

また、 外管 1の両端部を共にスピニング加工で縮径する場合には、 その両端部 の素材の座屈が発生しないことから、 その縮径率を従来の 2 0 %よりも大きなも のにすることができ、 外管 1と内管 2との間の空間部の容積を大きくすることが できる。 そのため設計の自由度が増大する。

更に、 上記実施例においては、 外管の両端部の縮管を、 スピニング加工のみで 行うようにしたが、 縮管初期をプレス型等で行い、 次でスピニング加工で完縮し てもよい。

産業上の利用可能性

以上のようであるから、 請求項 1記載の発明によれば、 緩衝部材に所望の圧縮 荷重を全周均一に付与でき、 その消音器の使用時において内外管の熱膨張差の吸 収作用を行うスライド荷重を良好に設定された消音器を提供できる。

請求項 2記載の発明によれば、 緩衝部材を有する側に対し反対側に形成する溶 接代が正確に形成でき、 しかも内外管の相対的なズレを防止して正確な縮管形状 が得られる。 更に、 緩衝部材を有する側の外管の縮径が所望量にかつ全周均一に 行える。 そのため、 緩衝部材に所望の圧縮荷重を全周均一に付与でき、 その消音 器の使用時において内外管の熱膨張差の吸収作用を行うスライド荷重を良好に設 定することができる。

請求項 3記載の発明によれば、 更に、 より一層正確な溶接代を形成できる上に、 縮径される両端部ともその素材の座屈が発生しないので、 その縮径率を従来の 2 0 %よりも大きなものにすることができ、 外管 1と内管 2との間の空間部の容積 を大きくすることができる。 そのため設計の自由度が増大する。

請求項 4記載の発明によれば、 更に、 正確な外管の縮管形状と緩衝部材の圧縮 代が容易に得られる。

そして請求項 5記載の発明によれば、 更に、 外管の縮径加工時に、 内外管の潰 れ変形をおこすことを防止できる。

Claims

請求の範囲

1. 内管の外周に空間を設けて配した外管の一端を縮径して内管に固着すると ともに、 外管の他端を縮径して内管との間に緩衝部材を狭持した消音器において、 すくなくとも緩衝部材を有する側の端部の縮径がスピニング加工によってなされ たことを特徴とする消音器。

2. 保持された外管内に、 一端部に緩衝部材を外嵌した内管を外管と所定の間 隔をもって保持する第 1の工程と、 上記緩衝部材と反対側の外管の他端部を縮径 して内管の他端部に固着する第 2工程と、 次で、 上記外管の一端部にスピニング 加工を施してその一端部を緩衝部材と当接させ更には緩衝部材を径方向へ圧縮す るまで縮径する第 3の工程とを含むことを特徴とする消音器の製造方法。

3. 第 2の工程における外管の縮径もスピニング加工による請求項 2記載の消 音器の製造方法。

4. 第 3の工程における外管の縮径を、 外管の一端部内に芯金を嵌挿して外管 の縮径量を規制して行うようにした請求項 2又は 3記載の消音器の製造方法。

5. 第 3の工程における外管の縮径を、 外管の一端部内に芯金を嵌挿して外管 の縮径量を規制するとともに内管の一端部内にも内管の内径とほぼ同径の芯金を 嵌揷して行うようにした請求項 2又は 3記載の消音器の製造方法。