JP2019044592A - 消音器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス流路形成部材と外殻形成部材との間に形成した間隙部内に、消音材を、容易に略均一で、かつ、高嵩密度で充填できる消音器の製造方法を提供する。【解決手段】多数の小孔２ａを備えたガス流路形成部材２と、該ガス流路形成部材２の外周に設けた外殻形成部材３を備え、前記ガス流路形成部材２と外殻形成部材３との間に間隙部４を設けた消音器１の製造方法であって、間隙部７におけるガス流路形成部材２の軸芯方向の一端部２ｂを閉塞した状態で、前記小孔２ａを通じて、間隙部７内の空気を一端部２ｂ側から排気しながら、他端部２ｃ側から前記間隙部７内に吸音材５を充填し、その後、前記小孔２ａを通じて、間隙部７の空気を排気しながら、間隙部７における前記軸芯方向の他端側部２ｃを閉塞する。【選択図】 図６

Description

本発明は、消音器の製造方法に関する。

従来、内燃機関や燃料電池を動力源とする車両などに用いられる消音器として、図１２に示すような多数の小孔１０１ａを備えるインナパイプ１０１と、このインナパイプ１０１の外周に間隙部１０２を備えるように配置されたハウジング１０３と、間隙部１０２に充填された吸音材１０４とを備える消音器１１０が知られている。

近年、車両の静寂性の向上や、消音器の省スペース化の要望から、より高い消音性能を備えた消音器の開発が望まれている。この消音性能の向上を図る方法の一つとして、間隙部１０２内に吸音材１０４を高嵩密度に充填することが考えられる。

間隙部１０２内に吸音材１０４を高嵩密度で充填した消音器１１０の製造方法として、図１３に示すように、インナパイプ１０１の一端に図示しない吸引手段を接続して、間隙部１０２内の空気をインナパイプ１０１に穿設された小孔１０１ａを通じて、消音器外へと吸引しながら、吸音材１０４を間隙部１０２に充填し、その後に、ハウジング１０３の他端を任意の加工方法によるネッキング加工により縮径して、インナパイプ１０１の他端と接合して消音器１１０とする製造方法が知られている（特許文献１参照）。

特開２００６−９６７７号公報

上記従来技術のハウジング１０３における他端のネッキング加工は、吸音材１０４を充填する工程の後に、別の機械を用いた別工程として行われるため、ネッキング加工を行う際には、吸引手段による間隙部１０２内の空気の吸引排気は行われない。

そのため、吸音材１０４の充填後に、吸引手段による吸引を止めると、充填後の時間の経過に伴い、吸音材１０４自身の反発力により、その体積が増加し、吸音材１０４がハウジング１０３の他端部側開口から外部へとはみ出す恐れがある。

そこで、ネッキング加工を行う前に、はみ出した吸音材１０４を間隙部１０２部内へ押し込む工程が必要となり、製造工程が煩雑となる恐れがある。また、吸音材１０４を他端側から、間隙部１０２内へ押し込むことにより、間隙部１０２内での吸音材１０４の密度が不均一となり、消音性能が低下する恐れがある。

そこで、本発明は、上記問題点を解決した消音器の製造方法を提案することを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、本発明は、多数の小孔を備えたガス流路形成部材と、該ガス流路形成部材の外周に設けた外殻形成部材を備え、前記ガス流路形成部材と外殻形成部材との間に間隙部を設けた消音器の製造方法であって、
間隙部におけるガス流路形成部材の軸芯方向の一端部を閉塞した状態で、前記小孔を通じて、間隙部内の空気を一端部側から排気しながら、他端部側から前記間隙部内に吸音材を充填し、
その後、前記小孔を通じて、間隙部の空気を排気しながら、間隙部における前記軸芯方向の他端部を閉塞することを特徴とするものである。

また、前記ガス流路形成部材の他端部を閉塞して、前記ガス流路形成部材の一端部側から間隙部の空気を排気しながら、
間隙部における前記軸芯方向の他端部を閉塞してもよい。

また、区分部材により、前記ガス流路形成部材の内部を、その軸芯方向において区分けして、前記ガス流路形成部材の一端部側から間隙部の空気を排気しながら、
間隙部における前記軸芯方向の他端部を閉塞してもよい。

また、空気供給部により、ガス流路形成部材の他端部側から、その内部に空気を供給し、かつ、ガス流路形成部材の一端部側から間隙部の空気を排気しながら、
間隙部における前記軸芯方向の他端部を閉塞してもよい。

本発明は、ガス流路形成部材の小孔を通じて、間隙部の空気を排気しながら、間隙部における軸芯方向の他端部を閉塞するようにしたことにより、間隙部内から吸音材がはみ出ることを抑制できるとともに、間隙部内に吸音材を略均一で、かつ、高嵩密度で充填することができる。

本発明の実施例１に係る消音器の縦断面図。 本発明の実施例１に係る中間品の縦断面図。 図２の状態から、間隙部内に吸音材を充填する方法を説明する縦断面図。 図２の中間品における間隙部内に吸音材を充填した状態の縦断面図。 別の加工装置に図４の中間品を取付けた状態の縦断面図。 図５の状態から吸引ノズルを接続した状態の縦断面図。 図６の状態からネッキング加工を施した状態の縦断面図。 図７の状態から図１の消音器を取り出した状態の縦断面図。 本発明の実施例２に係る消音器の製造方法を説明するための縦断面図。 本発明の実施例３に係る消音器の製造方法を説明するための縦断面図。 本発明の実施例４に係る消音器の縦断面図。 従来技術の消音器の縦断面図。 図１２の消音器の製造方法を説明するための縦断面図。

本発明を実施するための形態を図に示す実施例に基づいて説明する。

［実施例１］
図１は、本発明の実施例１に係る消音器１の縦断面図を示す。

消音器１は、図１に示すように、多数の小孔２ａが穿設された円筒状のインナパイプを構成するガス流路形成部材２と、ガス流路形成部材２の外周部に設けられハウジングを構成する外殻形成部材３を有する。

外殻形成部材３は、ガス流路形成部材２の軸芯Ｘ−Ｘと同一の軸芯とし、ガス流路形成部材２の内径より大きな内径を有する円筒状の一般部３ａを有し、一般部３ａにおけるガス流路形成部材２の軸芯Ｘ−Ｘ方向の両端部には、軸芯Ｘ−Ｘ方向の外側に至るほど徐々に縮径された縮径部３ｂ，３ｃが形成され、各縮径部３ｂ，３ｃは、ガス流路形成部材２の軸芯Ｘ−Ｘ方向における両端部２ｂ，２ｃの外周面に、夫々嵌合している。

外殻形成部材３とガス流路形成部材２との間には間隙部４が形成され、間隙部４内には、略均一に吸音材５が、高嵩密度で充填されている。

次に、消音器１の製造方法について説明する。

先ず、図２に示すような、ガス流路形成部材２と、準外殻形成部材６と、ガス流路形成部材２と準外殻形成部材６の間に形成された間隙部７を有する中間品１０を形成する。準外殻形成部材６は、ガス流路形成部材２の外径より大きな内径を有する円筒状の一般部６ａを有し、一般部６ａにおけるガス流路形成部材２の軸芯Ｘ−Ｘ方向の一端部には、軸芯Ｘ−Ｘ方向の外側に行くほど徐々に縮径された縮径部６ｂが形成されている。間隙部７は、一端部側が閉塞され、他端部側が開口している。ガス流路形成部材２内と、間隙部７は、ガス流路形成部材２に形成した小孔２ａを介して連通している。

次に、図３に示すように、ガス流路形成部材２と準外殻形成部材６を図示しない固定手段により固定した後に、ガス流路形成部材２の内部に、区分部材である仕切体１１を、軸芯Ｘ−Ｘ方向に摺動可能に挿入する。

仕切体１１には、ガス流路形成部材２の他端部より外側に突出するロッド１２が固着され、ロッド１２に連結された図示しない軸芯Ｘ−Ｘ方向移動部により、仕切体１１がガス流路形成部材２の軸芯Ｘ−Ｘ方向に移動できるようになっている。

次に、ガス流路形成部材２の一端部２ｂに、ファンのような吸引部(図示せず)を接続する。この吸引部を駆動すると、仕切体１１により区分された、仕切体１１と吸引部との間に存在する小孔２ａを通じて間隙部７内の空気が、矢印のように一端部２ｂから外部へ吸引排気される。

次に、間隙７の他端部側開口７ａから、図示しない圧縮空気供給部から供給された圧縮空気と共に、ガラスの長繊維をバインダーで集束した吸音材５を、吹込みノズル１３に供給し、図３に示すように、吹込みノズル１３から吸音材５を圧縮空気とともに、間隙部７の他端部側開口７ａから、間隙部７内へ供給する。この供給時に圧縮空気により吸音材５は解繊されて、間隙部７内に、一端部側から徐々に充填される。

なお、吸音材５としては、ガラスの長繊維の他に、セラミックス、金属、樹脂など任意の材質からなる吸音材を用いることができる。なお、その繊維の長さ、太さは任意に設定する。

次に、不図示の軸方向移動手段により仕切体１１を、ガス流路形成部材２の内壁面に沿って、一端部側から他端部側に向かって徐々に移動させながら、吹込みノズル１３より吸音材５を間隙部７内に供給し、図４に示すように、間隙部７内に吸音材５を所定量充填する。

上記の吸音材５の充填方法により、間隙部７内に吸音材５を高嵩密度で充填できる。なお、仕切体１１を移動させながら吸音材５を充填することが好ましいが、仕切体１１を移動させず、又は、仕切体１１を用いずに吸音材５を間隙部７内に充填するようにしてもよい。

次に、吸音材５が充填された図４に示すような中間品２０を、図示しない固定手段より取外し、これを、図５に示すように、別の加工装置２１におけるクランプ治具２２に固定する。

加工装置２１は、吸引部２４とネッキング加工部２５を有する。吸引部２４は、吸引ノズル２４ａを有し、中間品２０の一端部側近傍に設けられている。吸引ノズル２４ａは、エアシリンダ等の移動部２６により、中間品２０におけるガス流路形成部材２の一端部２ｂ側に対して、その軸芯Ｘ−Ｘ方向 (図５の上下方向)に移動できるようになっている。

また、ネッキング加工部２５は、芯金２８とスピニング加工用ローラ２９を有し、中間品２０の他端部側近傍に設けられている。芯金２８は、図示しないエアシリンダ等の移動部により、中間品２０におけるガス流路形成部材２の他端部２ｃ側に対して、その軸芯Ｘ−Ｘ方向に (図５の上下方向)移動できるようになっている。また、スピニング加工用ローラ２９は、図示しないエアシリンダ等の移動部により、中間品２０におけるガス流路形成部材２の他端部２ｃ側に対して、その軸芯Ｘ−Ｘ方向、及び、それを中心とする径方向に移動できるようになっている。

次に、図６に示すように、移動部２６により吸引ノズル２４ａを、ガス流路形成部材２の一端部２ｂ側に移動させ、吸引ノズル２４ａの先端部を、ガス流路形成部材２の一端部２ｂ内に挿入、嵌合し、気密的に相互を接続する。

次に、吸引部２４を駆動させて、間隙部７内の空気を、小孔２ａを通じて、中間品２０の外部へ吸引排気する。これにより、間隙部７内の吸音材５は一端部側（図の下側）に引き寄せられ、吸音材５が、間隙部７内から外側にはみ出すことを抑制でき、吸音材５を間隙部７内に押し込む必要がない。

次に、図７に示すように、吸引部２４を駆動させて、間隙部７内の空気を吸引排気した状態で、ネッキング加工部２５の芯金２８を、図示しない移動部によりガス流路形成部材２の他端部２ｃ側に移動させて、ガス流路形成部材２の他端部２ｃ内に挿入し、この他端部２ｃを閉塞するとともに、スピニング加工用ローラ２９によりスピニング加工を行い、準外殻形成部材６の他端部６ｃを、軸芯Ｘ−Ｘ方向の外側に向かうほど縮径するとともに、その外側端部の内面がガス流路形成部材２の他端部２ｃの外面に接合するように縮径して縮径部６ｄを形成し、間隙部７の他端部側を閉塞する。

芯金２８を、ガス流路形成部材２の他端部２ｃに挿入することにより、ネッキング加工精度が向上するとともに、芯金２８により、ガス流路形成部材２の他端部２ｃが閉塞されることで、外部から間隙部７内への空気の供給面積が減少し、吸引部２４の吸引力も向上する。

次に、吸引部２４による吸引を停止し、移動部２６により吸引ノズル２４ａを、ガス流路形成部材２の一端部２ｂ側から離間させるとともに、ネッキング加工部２５を、図示しない移動部によりガス流路形成部材２の他端部２ｃ側から離間させ、クランプ治具２２より取外して、本発明の消音器１を得る。吸引部２４による吸引終了後は、吸音材５は自然に自己復元し、間隙部４内全体に略均一で、かつ、高嵩密度となる。

このように、本実施例の消音器１は、上記構成、作用により、ネッキング加工時において、吸音材のはみ出しを抑制できることにより、上記従来技術のように、押し込む工程が不要となり、製造工程を簡略化できる。また、吸音材５は、吸引終了後に自然に自己復元するため、吸音材５を、間隙部４内全体に略均一で、かつ、高嵩密度に充填でき、消音器１の消音性能が向上する。

なお、上記実施例では、吸引部２４により間隙部７内の空気を吸引排気した状態で、芯金２８をガス流路形成部材２の他端部２ｃ内に挿入したが、芯金２８をガス流路形成部材２の他端部２ｃ内に挿入した後に、吸引部２４よる吸引を開始してもよい。

また、上記実施例では、スピニング加工により、準外殻形成部材６の他端部６ｃを縮径したが、スピニング加工以外にもプレス加工など任意のネッキング加工により準外殻形成部材６の他端部６ｃを縮径することができる。

また、吸引部２４により吸引しながら、ネッキング加工により、準外殻形成部材６の他端部６ｃを縮径する際に、芯金２８により、ガス流路形成部材２の他端部２ｃを閉塞することが好ましいが、閉塞しなくてもよい。

また、上記実施例では、吸音材５を間隙部７内に充填する工程と、準外殻形成部材６の他端部６ｃをネッキング加工により縮径する工程とを、異なる加工機械を用いて行ったが、一つの加工機械を用いて行うようにしてもよい。

［実施例２］
上記実施例１においては、吸引部２４により吸引しながら、ネッキング加工により、準外殻形成部材６の他端部６ｃを縮径する際に、芯金２８を用いて、ガス流路形成部材２の他端部２ｃを閉塞し、外部から間隙部７内への空気の供給面積を減少させたが、図９に示すように、ガス流路形成部材２内に区分部材である仕切体３１を挿入することで、外部から間隙部７内への空気の供給面積を減少させるようにしてもよい。

仕切体３１は、ガス流路形成部材２内を閉塞するとともに、軸芯Ｘ−Ｘ方向においてガス流路形成部材２を２つに区分けできる大きさ、形状に形成されている。また、仕切体３１は、ガス流路形成部材２内の軸芯Ｘ−Ｘ方向に摺動可能に設けられているとともに、仕切体３１には、図９に示すように、ロッド３２が固設されている。ロッド３２は、芯金２８Ａの中心部を、軸芯Ｘ−Ｘ方向において貫通挿通されている。ロッド３２は、芯金２８Ａに対して固定してもよいし、図示しない軸方向移動部により、ロッド３２及び仕切体３１を、芯金２８Ａに対して、ガス流路形成部材２の軸芯Ｘ−Ｘ方向に移動できるようにしてもよい。

それ以外の構造は、前記実施例１と同様であるのでその説明を省略する。

本実施例２においても前記実施例１と同様の効果を奏する。

本実施例２においては、更に、吸引部２４により吸引すると、図９に示すように、間隙部７内の空気は、ガス流路形成部材２において、仕切体３１より一端部２ｂ側に位置する小孔２ａを通じて、吸引排気され、吸音材５を一端部２ｂ側に確実に引き寄せることができる。

［実施例３］
実施例３は、上記実施例１，２の変形例で、図１０に示すように、吸引部２４により吸引しながら、ネッキング加工により、準外殻形成部材６の他端部６ｃを縮径する際に、図示しない空気供給部により、ガス流路形成部材２の他端部２ｃよりガス流路形成部材２内に空気を矢印に示すように強制的に供給するようにしてもよい。

芯金２８Ｂの中心部には、空気流通路４０が、軸芯Ｘ−Ｘ方向において貫通挿通され、空気流通路４０を通って、ガス流路形成部材２内に供給されるようになっている。

それ以外の構造は、前記実施例１，２と同様であるのでその説明を省略する。

本実施例３においても前記実施例１，２と同様の効果を奏する。

本実施例３においては、更に、空気供給部により、ガス流路形成部材２の他端部２ｃよりガス流路形成部材２内に空気を強制的に供給するようにしたことにより、間隙部７内の空気が、ガス流路形成部材２に流入する位置を、ガス流路形成部材２の一端部２ｂ側に寄せることができ、吸音材５を一端部２ｂ側に確実に引き寄せることができる。

［実施例４］
上記実施例１〜３における消音器１では、外殻形成部材３の軸芯Ｘ−Ｘ方向両端部に縮径部３ｂ，３ｃを形成し、この縮径部３ｂ，３ｃにより、間隙部４の軸芯Ｘ−Ｘ方向の両側部を閉塞するようにしたが、図１１に示すように、外殻形成部材５０を、両端が開口する円筒状に形成し、この両端部の開口を、エンドプレート５２，５３により閉塞することで、消音器５１における間隙部４の軸芯Ｘ−Ｘ方向の両側部を閉塞するようにしてもよい。

上記実施例１〜３における準外殻形成部材６、中間品１０、２０に相当する部品は、縮径部３ｂの代わりにエンドプレート５２を用いて、間隙部７の一端部側を閉塞して構成する。

また、吸引部２４により間隙部７内の空気を吸引排気しながら、エンドプレート５２を、間隙部７の他端部側開口７ａに接続固定して、間隙部７の他端部を閉塞する。

それ以外の構造は、前記実施例１〜３と同様であるのでその説明を省略する。

本実施例４においても前記実施例１〜３と同様の効果を奏する。

１ 消音器
２ ガス流路形成部材
２ａ 小孔
３，５０ 外殻形成部材
４，７ 間隙部
３１ 区分部材

Claims (4)

1. 多数の小孔を備えたガス流路形成部材と、該ガス流路形成部材の外周に設けた外殻形成部材を備え、前記ガス流路形成部材と外殻形成部材との間に間隙部を設けた消音器の製造方法であって、
   間隙部におけるガス流路形成部材の軸芯方向の一端部を閉塞した状態で、前記小孔を通じて、間隙部内の空気を一端部側から排気しながら、他端部側から前記間隙部内に吸音材を充填し、
   その後、前記小孔を通じて、間隙部の空気を排気しながら、間隙部における前記軸芯方向の他端部を閉塞することを特徴とする消音器の製造方法。
2. 前記ガス流路形成部材の他端部を閉塞して、前記ガス流路形成部材の一端部側から間隙部の空気を排気しながら、
   間隙部における前記軸芯方向の他端部を閉塞することを特徴とする請求項１記載の消音器の製造方法。
3. 区分部材により、前記ガス流路形成部材の内部を、その軸芯方向において区分けして、前記ガス流路形成部材の一端部側から間隙部の空気を排気しながら、
   間隙部における前記軸芯方向の他端部を閉塞することを特徴とする請求項１記載の消音器の製造方法。
4. 空気供給部により、ガス流路形成部材の他端部側から、その内部に空気を供給し、かつ、ガス流路形成部材の一端部側から間隙部の空気を排気しながら、
   間隙部における前記軸芯方向の他端部を閉塞することを特徴とする請求項１記載の消音器の製造方法。
   
   

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