特許 7290677 制振バンド及びマフラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-05

(45)【発行日】2023-06-13

(54)【発明の名称】制振バンド及びマフラ

(51)【国際特許分類】

   F01N 13/00 20100101AFI20230606BHJP

   F16F 15/06 20060101ALI20230606BHJP

【ＦＩ】

F01N13/00 Z

F16F15/06 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021011256

(22)【出願日】2021-01-27

(65)【公開番号】P2022114815

(43)【公開日】2022-08-08

【審査請求日】2022-02-17

(73)【特許権者】

【識別番号】391002498

【氏名又は名称】フタバ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】松井 俊介

(72)【発明者】

【氏名】東野 恒志

【審査官】小川 克久

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５３－０８１７３９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－０５３７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５５－１１２０１５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０７２４５８２７（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ １３／００

Ｆ１６Ｆ １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マフラ本体の外周面に取り付ける制振バンドであって、
前記マフラ本体の外周面に配置される、伸縮性を有する制振材と、
前記制振材の外側面に配置される外板と、
を備え、
前記制振材は、前記外板の少なくとも第１の固定位置と第２の固定位置とで固定されており、前記第１の固定位置に固定される第１部分と前記第２の固定位置に固定される第２部分との間で伸縮するように構成されている、制振バンド。

【請求項2】

請求項１に記載の制振バンドであって、
前記制振材における前記第１部分から前記第２部分までの長さは、前記外板における前記第１の固定位置から前記第２の固定位置までの長さよりも短い、制振バンド。

【請求項3】

マフラ本体と、
前記マフラ本体の外周面に取り付け可能な制振バンドと、
を備え、
前記制振バンドは、
前記マフラ本体の外周面に配置される、伸縮性を有する制振材と、
前記制振材の外側面に配置される外板と、
を備え、
前記制振材は、前記外板の少なくとも第１の固定位置と第２の固定位置とで固定されており、前記第１の固定位置に固定される第１部分と前記第２の固定位置に固定される第２部分との間で伸縮するように構成されている、マフラ。

【請求項4】

請求項３に記載のマフラであって、
前記マフラ本体は、少なくとも１つのセパレータを備え、
前記制振バンドは、前記マフラ本体の外周側面における前記セパレータの外縁が当接する位置から間隔をあけた位置に設けられる、マフラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、制振バンド及びマフラに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、繊維状の断熱材で覆われたマフラが開示されている。当該マフラでは、内管及び外管における振動し易い箇所に、他の箇所よりも密度が相対的に大きくなるように断熱材が配置されている。これにより、密度が相対的に大きい箇所は剛性が相対的に高くなり、振動を抑制する防振部として機能する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－５３７９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載のマフラでは、振動が十分に減衰せず放射音の低減が不十分であるという問題があった。
本開示の一局面は、放射音を好適に抑制する制振バンド及びマフラを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、マフラ本体の外周面に取り付ける制振バンドであって、制振材と、外板と、を備える。制振材は、マフラ本体の外周面に配置され、伸縮性を有する。外板は、制振材の外側面に配置される。

【0006】

このような構成では、マフラ本体が振動して発生する放射音を好適に抑制することができる。その理由は次のように考えられる。すなわち、制振材が伸縮性を有するため、制振バンドがマフラ本体に組み付けられている状態において、マフラ本体が振動するときに、マフラ本体の表面が制振材をせん断方向に引っ張る力が発生する。制振材が引っ張られ、伸びる際に制振材内部での摩擦により、振動エネルギーが熱エネルギーに変換され、振動は減衰し、マフラ本体の放射音は低減できる。

【0007】

上述した制振バンドにおいて、制振材は、外板の少なくとも第１の固定位置と第２の固定位置とで固定されており、第１の固定位置に固定される第１部分と第２の固定位置に固定される第２部分との間で伸縮するように構成されていてもよい。

【0008】

このような構成によれば、制振材が外板における間隔を空けた２箇所で固定されていることから、その２箇所の間において制振材が伸びた状態、すなわち制振材にテンションがかかった状態を構成しやすくなる。そのため、制振バンドをマフラ本体に組み付けられた状態において、マフラ本体と制振材とが密着しやすく、マフラ本体が振動するときに、マフラ本体と制振材との間にせん断応力が発生しやすくなる。よって、放射音を好適に抑制することができる。

【0009】

上述した制振バンドにおいて、制振材における第１部分から第２部分までの長さは、外板における第１の固定位置から第２の固定位置までの長さよりも短くてもよい。
このような構成によれば、外板をマフラ本体の外周面に沿って固定したとき、制振材はマフラ本体の外周面と当接する。そして、制振材における第１部分から第２部分までの部分は、外板における第１の固定位置から第２の固定位置までの長さに近づくように延びる。制振材は、テンションがかかった、制振効果の高い状態でマフラ本体に接する。よって、放射音を好適に抑制することができる。

【0010】

本開示の一態様は、マフラであって、マフラ本体と、制振バンドと、を備える。制振バンドは、マフラ本体の外周面に取り付け可能である。また、制振バンドは、制振材と、外板と、を備える。制振材は、マフラ本体の外周面に配置され、伸縮性を有する。外板は、制振材の外側面に配置される。

【0011】

このような構成によれば、制振材がマフラ本体の外周面と外板とに挟み込むように組み付けられることで、伸縮性を有する制振材にテンションがかかる。よって、放射音を好適に抑制することができる。

【0012】

上述したマフラにおいて、マフラ本体は、少なくとも１つのセパレータを備えてもよい。制振バンドは、マフラ本体の外周側面におけるセパレータの外縁が当接する位置から間隔をあけた位置に設けられてもよい。

【0013】

このような構成によれば、マフラ本体における振動しやすい箇所に制振バンドが配置されることになる。よって、放射音をより好適に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】マフラの概略図である。

【図2】制振バンドの概略側面図である。

【図3】制振バンドをマフラ本体に組み付けた状態における概略斜視図である。

【図4】図４Ａは、制振バンドをマフラ本体に組み付けた状態における概略断面図、図４Ｂは、制振バンドをマフラ本体に組み付けた状態において上面視した概略図である。

【図5】図５Ａは、かしめ部品を用いて外板と制振材とをかしめることを説明するための図、図５Ｂは、かしめ部品を用いて制振バンドをかしめた状態において制振バンドを上面視した概略図、図５Ｃは、図５ＡのＶＣ－ＶＣ断面図である。

【図6】ボルト及びナットを用いて外板と制振材とを固定することを説明するための図である。

【図7】上側部と下側部とを備える制振バンドの概略側面図である。

【図8】上側部のみを備える制振バンドの概略側面図である。

【図9】第２固定位置で固定されない構成の制振バンドの概略側面図である。

【図10】２つの制振バンドが交差するようにマフラ本体に組み付けられたときの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．実施形態］
［１－１．構成］
図１に示すマフラ１は、車両に搭載され、車両の内燃機関から排出される排ガスの排気流路の一部を構成する。マフラ１は、マフラ本体１０と、制振バンド２０と、を備える。なお、図１は、マフラ本体１０の断面図に、制振バンド２０の側面図を重ね合わせたものである。

【0016】

マフラ本体１０は、ケーシング１１と、セパレータ１２，１３と、インレットパイプ１４と、アウトレットパイプ１５，１６と、を備える。
＜ケーシング＞
ケーシング１１は、排気音を低減するための排気流路を内部に有する。ケーシング１１は、シェル部材１０１と、前蓋部材１０２及び後蓋部材１０３と、を備える。シェル部材１０１は、あらかじめ定められた伸張方向に伸びる筒状の部材である。前蓋部材１０２及び後蓋部材１０３は、シェル部材１０１の伸張方向の両端開口部を閉塞する。シェル部材１０１の伸張方向が、ケーシング１１の伸張方向である。ただし、伸張方向は方向を示すために便宜的に用いているため、ケーシング１１の伸張方向の長さが、伸張方向に直交する断面において中心軸を通る壁面間の長さよりも短くてもよい。

【0017】

＜セパレータ＞
セパレータ１２，１３（第１セパレータ１２及び第２セパレータ１３）は、ケーシング１１の内壁面に囲まれた内部空間を複数の空間に仕切る部材である。セパレータ１２，１３により、上記内部空間は、複数の室に区画される。本実施形態では、上記内部空間は、後蓋部材１０３側から第１室３１、第２室３２及び第３室３３の３つの室に区画される。なお、第１セパレータ１２及び第２セパレータ１３は、各室を連通する複数の孔部を有しており、排ガスは、これらの孔部を通過して他の室に流入可能となっている。

【0018】

＜インレットパイプ＞
インレットパイプ１４は、内燃機関からの排ガスをケーシング１１内に導入するためのパイプである。インレットパイプ１４は、シェル部材１０１における第２室３２を形成する部分を貫通して設けられている。インレットパイプ１４の下流端は、第２室３２に開口している。

【0019】

＜アウトレットパイプ＞
アウトレットパイプ１５，１６（第１アウトレットパイプ１５及び第２アウトレットパイプ１６）は、図示しないマフラ本体１０の下流にあるパイプに接続されて排ガスをケーシング１１から排出するためのパイプである。第１アウトレットパイプ１５は、後蓋部材１０３、第２セパレータ１３及び第１セパレータ１２を貫通して設けられている。第１アウトレットパイプ１５の上流端は、第３室３３に開口している。第２アウトレットパイプ１６は、前蓋部材１０２、第１セパレータ１２及び第２セパレータ１３を貫通して設けられている。第２アウトレットパイプ１６の上流端は、第１室３１に開口している。

【0020】

＜制振バンド＞
図２～４に示すように、制振バンド２０は、外板２１と、制振材２２と、を備える。
外板２１は、金属で形成される帯状の部材である。外板２１は、湾曲したマフラ本体１０の外周側面を囲むように、マフラ本体１０の外周側面の形状に沿った形状である。外板１は、制振材２２の外側に配置される。外板２１の断面は、略Ｃ字状である。外板２１の一方の端部である第１端部２１１と、もう一方の端部である第２端部２１２とは、近接した状態及び離隔した状態に遷移可能である。

【0021】

外板２１は、外板２１の第１端部２１１及び第２端部２１２からそれぞれ外側に延び出す板状の接続片２３，２４を備える。接続片２３，２４は、対向した状態でボルト及びナットにて固定される。

【0022】

制振材２２は、マフラ本体１０の外周面に配置され、伸縮性を有する部材である。すなわち、制振材２２は、引っ張る方向に荷重が加えられると伸びる部材であり、伸縮方向に弾性変形する。伸縮方向とは、制振材２２の長さ方向のことである。なお、制振材２２は、少なくとも図３のようにマフラ本体１０に取付けられて伸びた状態で弾性限界に達しないように構成されている。制振材２２は、例えば長繊維を編みこむことで形成されたものであってもよい。長繊維とはグラスファイバー、セラミックファイバー、シリカファイバー、ステンレス材などが例示される。

【0023】

制振材２２は、外板２１の内周面における、第１の固定位置２５、第２の固定位置２６及び第３の固定位置２７にて固定されている。第１の固定位置２５及び第３の固定位置２７は、接続片２３，２４の近傍に設けられる。第２の固定位置２６は、第１の固定位置２５及び第３の固定位置２７が設けられる箇所と対向する箇所に設けられる。第１の固定位置２５、第２の固定位置２６及び第３の固定位置２７において固定された制振材２２の部分を、それぞれ第１部分２５１、第２部分２６１及び第３部分２７１とする。具体的には、制振材２２は、圧着等によりかしめられて固定される。例えば、図５に示すように、かしめ部品２８で外板２１と制振材２２とを折り込み、かしめることにより制振材２２が固定される。なお、図５以外の図においては、かしめ部品２８等の固定のための構成についての図示は省略している。

【0024】

図２に戻り、制振材２２は、伸縮方向にテンションをかけられた状態で、外板２１における弦の位置に固定される。制振材２２が伸縮方向にテンションをかけられた状態の制振材２２は、自然長よりも伸びている。このとき、制振材２２における第１部分２５１から第２部分２６１までの長さは、外板２１における第１の固定位置２５から第２の固定位置２６までの長さよりも短い。また、制振材２２における第２部分２６１から第３部分２７１までの長さは、外板２１における第２の固定位置２６から第３の固定位置２７までの長さよりも短い。制振材２２と外板２１との間には、隙間が形成される。

【0025】

［１－２．制振バンドのマフラ本体への組み付け］
制振バンド２０は、マフラ本体１０に組み付けられ、マフラ本体１０の外周面に沿って配置される。言い換えると、制振バンド２０は、制振材２２を介してマフラ本体１０の外周面に隣接した状態となる。

【0026】

まず、外板２１の接続片２３，２４同士が離れる向きに、外板２１を開く。
続いて、マフラ本体１０が制振材２２に密着するように、制振バンド２０にマフラ本体１０を挿入する。このとき、マフラ本体１０の外周側面におけるセパレータの外縁が当接する位置から間隔をあけた位置に、制振バンド２０を組み付ける。

【0027】

続いて、接続片を対向した状態でボルトにて固定する。本実施形態では、制振材２２には、組み付け前からテンションがかかっているが、マフラ本体１０に組み付けることにより更に制振材２２が伸びるため、組み付け前よりも強くテンションがかかった状態となる。このとき、制振材２２は、マフラ本体１０の外周に当接するように配置され、マフラ本体１０と外板２１とに挟み込まれた状態となっている。すなわち、制振材２２は、マフラ本体１０に密着した状態になりやすい。

【0028】

本実施形態では、図１に示すように、３つの制振バンド２０が組み付けられる。１つの制振バンド２０は、前蓋部材１０２とセパレータ１２との間に組み付けられる。また他の１つの制振バンド２０は、セパレータ１２とセパレータ１３との間に組み付けられる。さらに他の１つの制振バンド２０は、セパレータ１３と後蓋部材１０３との間に組み付けられる。制振バンド２０が組み付けられるそれぞれの位置は、マフラ本体１０の振動している場合において、マフラ本体１０の振動による振り幅が最も大きくなる、腹の部分に対応する。

【0029】

［１－３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）本実施形態のマフラ１では、第１部分２５１及び第２部分２６１の間、並びに、第２部分２６１及び第３部分２７１の間においてテンションがかかった状態の制振材２２が、マフラ本体１０の外周面と外板２１の間に挟まれて配置される。このような構成であれば、マフラ本体１０が振動して発生する放射音を好適に抑制できる。その理由を以下に説明する。すなわち、制振材２２にテンションがかかっているため、マフラ本体１０が振動するときに、マフラ本体１０の表面が制振材２２をせん断方向に引っ張る力が発生する。制振材２２が引っ張られ、伸びる際に制振材２２内部での摩擦により、振動エネルギーが熱エネルギーに変換され、振動は減衰し、マフラ本体１０の放射音は低減できる。
制振材２２の伸縮方向は、マフラ本体１０の周方向に一致する。よって、本実施形態では、制振材２２がマフラ本体１０の周方向への振動を減衰させやすい。

【0030】

（１ｂ）制振材２２における第１部分２５１から第２部分２６１までの長さは、外板２１における第１の固定位置２５から第２の固定位置２６までの長さよりも短い。このような構成によれば、外板２１をマフラ本体１０の外周面に沿って固定したとき、制振材２２はマフラ本体１０の外周面と当接する。そして、制振材２２における第１部分２５１から第２部分２６１までの部分は、外板２１における第１の固定位置２５から第２の固定位置２６までの長さに近づくように延びる。そのため、制振材２２は、テンションがかかった、制振効果の高い状態でマフラ本体１０に接する。よって、放射音を好適に抑制することができる。また、制振材２２における第２部分２６１と第３部分２７１との間の部分も、上述した第１部分と第２部分との間の部分と同様の効果を奏する。

【0031】

（１ｃ）制振材２２は、第１部分２５１と第２部分２６１との間でテンションをかけられた状態で外板２１に固定される。また、制振材２２は、第２部分２６１と第３部分２７１との間でテンションをかけられた状態で外板２１に固定される。このような構成によれば、制振バンド２０がマフラ本体１０に組み付けられる前から制振材２２にはテンションがかかっている。つまり、制振バンド２０をマフラ本体１０に組み付けた際には、制振材２２により大きなテンションがかかる。よって、放射音を好適に抑制することができる。

【0032】

（１ｄ）外板２１は、湾曲であるマフラ本体１０の外周面に沿った形状であり、制振材２２は、外板２１の弦の位置になるように固定される。このような構成によれば、外板２１は広範囲にわたり適切な力で制振材２２を挟み込める。また、制振材２２にテンションがかかりやすいため、放射音を好適に抑制することができる。なお、ここでいう外板２１の弦の位置とは、外板２１を円弧と仮定した場合における弦の位置である。

【0033】

（１ｅ）制振バンド２０は、マフラ本体１０の外周側面におけるセパレータ１２，１３の外縁が当接する位置から間隔をあけた位置に設けられる。このような構成によれば、マフラ本体１０における振動しやすい箇所に制振バンド２０が配置されることになる。よって、放射音をより好適に抑制することができる。

【0034】

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

【0035】

（２ａ）上記実施形態では、制振材２２は、制振バンド２０をマフラ本体１０に組み付ける前からテンションがかけられた状態で外板２１に配置されていた。しかし例えば、制振材２２は、テンションがかけられていない状態で外板２１に配置されていてもよい。この場合でも、例えば、制振材２２における第１部分２５１から第２部分２６１までの長さを、外板２１における第１の固定位置２５から第２の固定位置２６までの長さよりも短くしておけば、制振バンド２０がマフラ本体１０に組みつけられた際には制振材２２が伸びてテンションがかかり、高い制振効果が得られる。つまり、外板２１が制振材２２を介してマフラ本体１０に配置されている状態において、制振材２２は、第１部分２５１と第２部分２６１との間でテンションがかかり、高い制振効果が得られる。

【0036】

（２ｂ）上記実施形態では、制振材２２は、かしめ部品２８でかしめることにより外板２１に固定されていたが、制振材２２を外板２１に固定する方法はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、ボルト２９及びナット２９１で外板２１と制振材２２とマフラ本体１０とを締め付けて固定してもよい。

【0037】

（２ｃ）上記実施形態では、制振バンド２０は、マフラ本体１０の外周面を一周囲むような形状であったが、制振バンド２０の形状はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、制振バンド２０は、上側部４１と下側部４２とを備えていてもよい。上側部４１及び下側部４２の断面は、楕円の円周を長軸で分割した形状である。上側部４１及び下側部４２は、端部からそれぞれ外側に延び出す板状の接続片４３，４４を備える。この場合、上側部４１の接続片４３と下側部４２の接続片４４とをそれぞれボルト及びナットで固定することで、制振バンド２０をマフラ本体１０に組み付ける。

【0038】

また、図８に示すように、制振バンド２０は、下側部４２を備えず、上側部４１のみを備えていてもよい。この場合、マフラ本体１０は、マフラ本体１０から外側に延び出す板状の接続片４５を備える。上側部４１の接続片４３とマフラ本体１０の接続片４５とがボルト及びナットで固定されることで、制振バンド２０がマフラ本体１０に組み付けられる。
また、図示しないが、マフラ本体１０の伸張方向に沿うように、制振バンド２０が組み付けられてもよい。

【0039】

（２ｄ）上記実施形態では、制振材２２は、外板２１の弦の位置になるように固定されていたが、制振材２２が外板２１に固定される位置はこれに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、制振バンド２０は、第１の固定位置２５と第３の固定位置２７とで固定される一方、第２の固定位置２６で固定されなくてもよい。この場合、制振材２２の帯の内部にマフラ本体１０をはめ込むことで、制振バンド２０がマフラ本体１０に組み付けられた状態において、制振材２２にテンションがかかる。

【0040】

（２ｅ）上記実施形態では、３つの制振バンド２０がマフラ本体１０に組みつけられていたが、組みつけられる制振バンド２０の個数はこれに限定されるものではない。例えば、制振バンド２０の個数は、２つ以下でもあってもよいし、４つ以上であってもよい。

【0041】

（２ｆ）上記実施形態では、各室３１～３３に対して、それぞれ１つの制振バンド２０が組み付けられていたが、制振バンド２０をマフラ本体１０に組み付ける構成はこれに限定されるものではない。例えば、複数の制振バンド２０を交差させ、マフラ本体１０に組み付けてもよい。例えば、図１０に示すように、２つの制振バンド２０を交差させ、マフラ本体１０に組み付けてもよい。１つの制振バンド２０は、第１室３１の上端部、第２室３２の中腹部及び第３室３３の下端部を通るように組み付けられる。他方の制振バンド２０は、第３室３３の上端部、第２室３２の中腹部及び第１室３１の下端部を通るように組み付けられる。これにより、少ない数の制振バンド２０で、より広い範囲について制振の効果をもたらすことができる。

【0042】

（２ｇ）上記実施形態では、外板２１は、マフラ本体１０の外周面に沿って配置されていた。しかし、外板２１は、その全体がマフラ本体１０の外周面に沿っていなくてもよい。少なくとも、外板２１がマフラ本体１０の外周面に取付けられた状態で、少なくとも制振材２２の一部をマフラ本体１０の外周面との間で挟むように構成されていればよい。

【0043】

（２ｈ）上記実施形態では、外板２１は、ボルト及びナットにより固定されていたが、外板２１が固定される構成はこれに限定されるものではない。例えば、外板２１は、溶接により固定されてもよい。

【0044】

（２ｉ）上記実施形態では、制振材２２は、マフラ本体１０の外周面と外板２１の間に挟まれて配置され、テンションがかけられていた。しかし、制振材２２は、マフラ本体１０の外周面と外板２１の間に挟まれて配置されたときに、伸縮方向に伸びることによるテンションがかけられていなくてもよい。この場合でも、制振材２２が伸縮性を有していれば、制振効果が得られる。その理由は次のように考えられる。すなわち、マフラ本体１０の外周面と外板２１の間に挟まれることで、制振材２２が伸び、テンションがかかった状態となる。そのため、マフラ本体１０の表面が制振材２２をせん断方向に引っ張る力が発生する。その結果、振動エネルギーが熱エネルギーに変換され、振動は減衰し、マフラ本体１０の放射音は低減できる。

【0045】

（２ｊ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

【符号の説明】

【0046】

１…マフラ、１０…マフラ本体、１１…ケーシング、１２…第１セパレータ、１３…第２セパレータ、１４…インレットパイプ、１５…第１アウトレットパイプ、１６…第２アウトレットパイプ、２０…制振バンド、２１…外板、２２…制振材、２３，２４，４３，４４，４５…接続片、２８…かしめ部品、２９…ボルト、３１…第１室、３２…第２室、３３…第３室、４１…上側部、４２…下側部、１０１…シェル部材、１０２…前蓋部材、１０３…後蓋部材、２１１…第１端部、２１２…第２端部、２９１…ナット。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】