JP4759700B2 - Exhaust structure - Google Patents
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Description
本発明は、車両の排気構造に関する。 The present invention relates to an exhaust structure for a vehicle.
一般的な自動車の排気構造では、車体側からの排気が送り出されるエキゾーストパイプの車両後方端部にマフラーが結合されている(例えば、特許文献1参照)。 In a general automobile exhaust structure, a muffler is coupled to a vehicle rear end portion of an exhaust pipe through which exhaust from the vehicle body side is sent out (see, for example, Patent Document 1).
この排気構造では、一般に、エキゾーストパイプの全周にマフラーの周壁が溶接によって結合されることで、車両の路面干渉時にマフラーに車両後側への荷重が入力された際でも、エキゾーストパイプとマフラーとの結合が解除されることはない。 In this exhaust structure, the exhaust pipe and the muffler are generally connected to the entire circumference of the exhaust pipe by welding so that even when a load on the rear side of the vehicle is input to the muffler when the road surface of the vehicle interferes. Will not be released.
しかしながら、エキゾーストパイプとマフラーとは、線接合であり、疲労強度が他の部位に比べて小さく、肉厚を厚くする等の対策が必要になる。 However, the exhaust pipe and the muffler are wire joints, and it is necessary to take measures such as increasing the thickness by reducing the fatigue strength compared to other parts.
さらに、エキゾーストパイプとマフラーとの結合部分における溶接のバラツキにより、エキゾーストパイプとマフラーとの結合強度のバラツキが大きい。 Furthermore, due to variations in welding at the joint between the exhaust pipe and the muffler, the variation in the coupling strength between the exhaust pipe and the muffler is large.
また、エキゾーストパイプとマフラーとの結合部分における溶接に錆びが発生しやすく、見栄えが悪くなる。 In addition, rust is likely to occur at the welded portion of the exhaust pipe and the muffler, resulting in poor appearance.
そこで、溶接以外のエキゾーストパイプとマフラーとの結合手段が望まれるが、マフラーの路面干渉時における荷重入力にも耐える結合手段は存在しなかった。
本発明は、上記事実を考慮し、入力排気管とこれに連なり車体へ支持されている支持排気管とを圧入によって結合し、しかも入力排気管に軸方向の荷重が入力された際にも両排気管の結合を維持できる排気構造を得ることが目的である。 In consideration of the above-mentioned fact, the present invention combines the input exhaust pipe and the support exhaust pipe connected to the vehicle body by press-fitting, and when both axial loads are input to the input exhaust pipe. It is an object to obtain an exhaust structure capable of maintaining the coupling of the exhaust pipe.
請求項1に記載の排気構造は、車体側からの排気を送出し、路面と干渉して荷重が入力される入力排気管と、前記入力排気管の前記荷重入力方向に沿った端部に圧入によって結合されると共に、前記入力排気管以外の部分で車体に支持され、前記入力排気管との間で排気を通す支持排気管と、を備えている。 The exhaust structure according to claim 1 sends exhaust from the vehicle body side , interferes with the road surface, and receives an input of an input exhaust pipe, and is press-fitted into an end of the input exhaust pipe along the load input direction. And a support exhaust pipe that is supported by a vehicle body at a portion other than the input exhaust pipe and allows exhaust to pass between the input exhaust pipe and the input exhaust pipe.
請求項2に記載の排気構造は、請求項1に記載の排気構造において、前記入力排気管と前記支持排気管との間の圧入量が軸方向圧縮力で増大可能なクリアランスが設けられた、ことを特徴としている。 The exhaust structure according to claim 2 is the exhaust structure according to claim 1, wherein a clearance is provided so that a press-fitting amount between the input exhaust pipe and the support exhaust pipe can be increased by an axial compression force. It is characterized by that.
請求項3に記載の排気構造は、請求項1又は請求項2に記載の排気構造において、前記入力排気管及び支持排気管の少なくとも一方の圧入位置近傍に設けられ、軸方向圧縮力で圧入される圧入量を制限する制限部を有する、ことを特徴としている。 The exhaust structure according to claim 3 is the exhaust structure according to claim 1 or 2, wherein the exhaust structure is provided in the vicinity of a press-fitting position of at least one of the input exhaust pipe and the support exhaust pipe, and is press-fitted with an axial compressive force. It has the restriction part which restricts the amount of press-fitting to be characterized.
請求項4に記載の排気構造は、車体側からの排気を送出し、路面と干渉して荷重が入力される入力排気管と、前記入力排気管と圧入及び焼き付きによって結合されると共に、前記入力排気管以外の部分で車体に支持され、前記入力排気管との間で排気を通す支持排気管と、を備えている。
請求項5に記載の排気構造は、請求項4に記載の排気構造において、車両の運転によるエンジンの排気によって前記入力排気管と前記支持排気管とを焼き付けた、ことを特徴としている。
The exhaust structure according to claim 4 is coupled with an input exhaust pipe that sends exhaust from the vehicle body side , interferes with a road surface and receives a load, and is connected to the input exhaust pipe by press-fitting and seizure. A support exhaust pipe that is supported by the vehicle body at a portion other than the exhaust pipe and allows exhaust to pass between the input exhaust pipe and the input exhaust pipe.
The exhaust structure according to claim 5 is characterized in that, in the exhaust structure according to claim 4 , the input exhaust pipe and the support exhaust pipe are baked by exhaust of the engine due to operation of the vehicle.
請求項1に記載の排気構造では、入力排気管と支持排気管とが結合されており、車体側からの排気が入力排気管及び支持排気管を経て送出される。また、入力排気管に荷重が入力される。 In the exhaust structure according to the first aspect, the input exhaust pipe and the support exhaust pipe are coupled, and the exhaust from the vehicle body side is sent out through the input exhaust pipe and the support exhaust pipe. Also, a load is input to the input exhaust pipe.
ここで、支持排気管が入力排気管以外の部分で車体に支持されると共に、入力排気管の荷重入力方向に沿った端部に支持排気管が圧入によって結合されている。 Here, the support exhaust pipe is supported by the vehicle body at a portion other than the input exhaust pipe, and the support exhaust pipe is coupled to the end of the input exhaust pipe along the load input direction by press-fitting.
このため、入力排気管に荷重が入力された際には、支持排気管が移動を阻止された状態で、入力排気管と支持排気管との圧入位置に圧入方向側への荷重が作用する。これにより、入力排気管と支持排気管との結合を確実に維持できる。 For this reason, when a load is input to the input exhaust pipe, the load in the press-fitting direction acts on the press-fitting position of the input exhaust pipe and the support exhaust pipe in a state where the support exhaust pipe is prevented from moving. Thereby, the coupling | bonding of an input exhaust pipe and a support exhaust pipe can be maintained reliably.
請求項2に記載の排気構造では、入力排気管と支持排気管との間の圧入量が軸方向圧縮力(圧入力)で増大可能なクリアランスが設けられている。このため、入力排気管に荷重が入力された際に、入力排気管と支持排気管との間の圧入量が増大して、入力排気管及び支持排気管の何れか一方に拡大変形力が作用すると共に、入力排気管及び支持排気管の何れか他方に収縮変形力が作用する。これにより、入力排気管と支持排気管との結合力が向上され、入力排気管と支持排気管との結合を一層確実に維持できる。 In the exhaust structure according to the second aspect, a clearance is provided so that the amount of press-fitting between the input exhaust pipe and the support exhaust pipe can be increased by an axial compression force (pressure input). For this reason, when a load is input to the input exhaust pipe, the amount of press-fitting between the input exhaust pipe and the support exhaust pipe increases, and an enlarged deformation force acts on either the input exhaust pipe or the support exhaust pipe. At the same time, a contraction deformation force acts on either the input exhaust pipe or the support exhaust pipe. Thereby, the coupling force between the input exhaust pipe and the support exhaust pipe is improved, and the coupling between the input exhaust pipe and the support exhaust pipe can be more reliably maintained.
請求項3に記載の排気構造では、入力排気管及び支持排気管の少なくとも一方の圧入位置近傍に設けられた制限部が、軸方向圧縮力(圧入力)で圧入される圧入量を制限する。このため、入力排気管に荷重が入力された際には、入力排気管と支持排気管との間の圧入量が制限されるため、入力排気管と支持排気管との相対位置変更を抑制できる。 In the exhaust structure according to the third aspect, the limiting portion provided in the vicinity of the press-fitting position of at least one of the input exhaust pipe and the support exhaust pipe limits the press-fitting amount that is press-fitted by the axial compression force (press input). For this reason, when a load is input to the input exhaust pipe, the amount of press-fitting between the input exhaust pipe and the support exhaust pipe is limited, so that the relative position change between the input exhaust pipe and the support exhaust pipe can be suppressed. .
請求項4に記載の排気構造では、入力排気管と支持排気管とが結合されており、車体側からの排気が入力排気管及び支持排気管を経て送出される。また、入力排気管に荷重が入力される。 In the exhaust structure according to the fourth aspect, the input exhaust pipe and the support exhaust pipe are coupled, and the exhaust from the vehicle body side is sent out through the input exhaust pipe and the support exhaust pipe. Also, a load is input to the input exhaust pipe.
ここで、支持排気管が入力排気管以外の部分で車体に支持されると共に、入力排気管と支持排気管とが圧入のみならず焼き付きによっても結合されている。 Here, the support exhaust pipe is supported by the vehicle body at a portion other than the input exhaust pipe, and the input exhaust pipe and the support exhaust pipe are coupled not only by press fitting but also by seizure.
このため、入力排気管の荷重入力方向に沿った端部に支持排気管が結合された場合には、入力排気管に荷重が入力された際に、支持排気管が移動を阻止された状態で、入力排気管と支持排気管との圧入位置に圧入方向側への荷重が作用する。これにより、入力排気管と支持排気管との結合を確実に維持できる。 For this reason, when the support exhaust pipe is coupled to the end of the input exhaust pipe along the load input direction, when the load is input to the input exhaust pipe, the support exhaust pipe is prevented from moving. A load in the press-fitting direction acts on the press-fitting position of the input exhaust pipe and the support exhaust pipe. Thereby, the coupling | bonding of an input exhaust pipe and a support exhaust pipe can be maintained reliably.
一方、入力排気管の反荷重入力方向に沿った端部に支持排気管が結合された場合には、入力排気管に荷重が入力された際に、支持排気管が移動を阻止された状態で、入力排気管と支持排気管との圧入位置に圧入方向の反対側への荷重が作用しても、入力排気管と支持排気管との結合を維持できる。 On the other hand, when the support exhaust pipe is coupled to the end of the input exhaust pipe along the counter-load input direction, the load is not moved when the load is input to the input exhaust pipe. Even if a load on the opposite side of the press-fitting direction acts on the press-fitting position of the input exhaust pipe and the support exhaust pipe, the connection between the input exhaust pipe and the support exhaust pipe can be maintained.
図1には、本発明の実施の形態に係る車両(自動車)の排気構造10が車両左側から見た側面図にて示されており、図2には、排気構造10が車両下側から見た底面図にて示されている。なお、図面では、車両前方を矢印FRで示し、車両後方を矢印REで示す。
FIG. 1 shows a side view of an
本実施の形態に係る排気構造10は、支持排気管としての円管状のフロントパイプ12を一対備えており、各フロントパイプ12の一端12Aは、車体側に設けられたエンジンの排気口(図示省略)に固定されて、車体側に支持されている。各フロントパイプ12の中間部分には、触媒コンバータ14が設けられており、エンジンの排気口から送出された排気が触媒コンバータ14によって浄化される。
The
各フロントパイプ12の他端12Bは、入力排気管としての略楕円筒形容器状のメインマフラ16(消音器)の一端16A側へ連結されており、メインマフラ16は、弾性体としてのゴム(図示省略)によって車体側に吊り下げられている。
The other end 12B of each
図3に示す如く、メインマフラ16内には、連結管としての円管状の入気パイプ17が一対設けられており、各入気パイプ17は、一端17Aがメインマフラ16の一端16Aから外部へ突出すると共に、一端17A近傍がメインマフラ16の周壁に溶接されている。各入気パイプ17の一端17Aには各フロントパイプ12の他端12Bが結合されており、各フロントパイプ12の他端12Bは、各入気パイプ17の一端17A内に大荷重(例えば2トンから4トンの荷重)で圧入されて面接合されている。
As shown in FIG. 3, a pair of
メインマフラ16内には車両前側から順に隔壁18、20、22が設けられており、これにより、メインマフラ16内が車両前側から順に隔室24、26、28、30に分割されている。隔壁18、20、22には各入気パイプ17が貫通されており、各入気パイプ17の他端17B縁は閉塞されると共に、各入気パイプ17の隔室28配置部分には複数の小孔(図示省略)が貫通形成されている。また、隔壁18、20には、所定数の貫通孔(図示省略)が貫通形成されている。
In the
メインマフラ16内には、結合管としての円管状の排出パイプ32が設けられており、排出パイプ32は、隔壁20、22を貫通して、一端32Aが隔室26に配置されている。排出パイプ32の他端32Bはメインマフラ16の他端16Bから外部へ突出しており、排出パイプ32の他端32B近傍はメインマフラ16の周壁に溶接されている。
In the
このため、各フロントパイプ12から各入気パイプ17へ送出された排気は、各入気パイプ17の複数の小孔、隔室28、隔壁20の貫通孔及び隔室26を介して、又は、各入気パイプ17の複数の小孔、隔室28、隔壁20の貫通孔、隔室26、隔壁18の貫通孔、隔室24、隔壁18の貫通孔及び隔室26を介して、排出パイプ32へ送出される。これにより、排気が膨張、共鳴、干渉等されて、エンジンの排気音が低減される。
For this reason, the exhaust gas sent from each
なお、各入気パイプ17は隔壁18、20、22に軽荷重で圧入されると共に、排出パイプ32は隔壁20、22に軽荷重で圧入されており、これにより、各入気パイプ17及び排出パイプ32と隔壁18、20、22との間の熱膨張差に基づく応力の発生が緩和される。
Each
図4に示す如く、排出パイプ32の他端32Bには、車両前側から順に、制限部としての拡径テーパ部34、及び大径部36が形成されており、排出パイプ32の他端32Bは、拡径テーパ部34で車両後側へ向かうに従い径が徐々に大きくされて、大径部36では同一外径とされている。
As shown in FIG. 4, the
排出パイプ32の他端32Bには、大径部36において、支持排気管としての円管状のリヤパイプ38の一端38Aが結合されており、リヤパイプ38の一端38Aは、大径部36内に大荷重(例えば2トンから4トンの荷重)で圧入されて面接合されている。これにより、排出パイプ32から送出された排気がリヤパイプ38へ送出される。また、リヤパイプ38の一端38Aは大径部36内の一部に圧入されており、リヤパイプ38の一端38Aと拡径テーパ部34との間にはクリアランス39が設けられている。
One
図1及び図2に示す如く、リヤパイプ38の他端38Bには、入力排気管としての略円筒形容器状のサブマフラ40(消音器)の一端40Aが結合されており、リヤパイプ38の他端38Bは、サブマフラ40の一端40A内に大荷重(例えば2トンから4トンの荷重)で圧入されて面接合されている。サブマフラ40中央部分の径はリヤパイプ38の径よりも大きくされており、これにより、リヤパイプ38から送出された排気がサブマフラ40で膨張、共鳴、干渉等されて、エンジンの排気音が一層低減される。サブマフラ40の他端40Bには、車両前側から順に、制限部としての縮径テーパ部42、及び小径部44が形成されており、サブマフラ40の他端40Bは、縮径テーパ部42で車両後側へ向かうに従い径が徐々に小さくされて、小径部44で外径が小さくされている。
As shown in FIGS. 1 and 2, one
サブマフラ40の小径部44には、支持排気管としての円管状のテールパイプ46の一端46Aが結合されており、サブマフラ40の小径部44全体は、テールパイプ46の一端46A内に大荷重(例えば2トンから4トンの荷重)で圧入されて面接合されている。これにより、サブマフラ40から送出された排気がテールパイプ46を介してテールパイプ46の他端46Bから車両外へ送出される。テールパイプ46は車体側に支持部材48によって支持(固定)されており、これにより、リヤパイプ38及びサブマフラ40がテールパイプ46を介して車体側に支持されている。
One
また、車両の運転によるエンジンの排気によって、各入気パイプ17の一端17Aと各フロントパイプ12の他端12Bとの圧入部分、排出パイプ32の他端32Bとリヤパイプ38の一端38Aとの圧入部分、サブマフラ40の一端40Aとリヤパイプ38の他端38Bとの圧入部分、及び、サブマフラ40の他端40Bとテールパイプ46の一端46Aとの圧入部分が、所定温度(例えば400℃)以上に加熱されて焼き付けられている(溶融されることなく原子レベルで互いに接触している部分が加熱によって接合されている)。
Further, due to exhaust of the engine due to driving of the vehicle, a press-fit portion between one
さらに、上記メインマフラ16の下面及び上記サブマフラ40の下面は車両底部の最下部を構成しており、車両の前進中に車両の底部が路面に干渉する際には、メインマフラ16やサブマフラ40が路面に干渉して、メインマフラ16やサブマフラ40に荷重が車両後側へ入力される構成である。
Further, the lower surface of the
次に、本実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
以上の構成の排気構造10では、エンジンの排気口に一端12Aが接続された各フロントパイプ12の他端12Bにメインマフラ16の各入気パイプ17が結合されると共に、メインマフラ16の排出パイプ32にリヤパイプ38の一端38Aが結合されている。さらに、リヤパイプ38の他端38Bにサブマフラ40の一端40Aが結合されると共に、サブマフラ40の他端40Bにテールパイプ46の一端46Aが結合されている。これにより、エンジンの排気口からの排気は、各フロントパイプ12、メインマフラ16、リヤパイプ38、サブマフラ40及びテールパイプ46を経て、各フロントパイプ12の触媒コンバータ14によって浄化されると共に排気音がメインマフラ16及びサブマフラ40によって低減されつつ、車両外へ送出される。
In the
車両の前進中に車両の底部が路面に干渉する際には、メインマフラ16やサブマフラ40が路面に干渉して、メインマフラ16やサブマフラ40に荷重が車両後側へ入力される。
When the bottom of the vehicle interferes with the road surface while the vehicle is moving forward, the
ここで、メインマフラ16の各入気パイプ17一端17Aと、車体側に一端12A(入気パイプ17との結合面以外の部分)が支持された各フロントパイプ12の他端12Bとが、メインマフラ16よりも車両前側(反荷重入力方向側)において圧入によって結合されている。一方、メインマフラ16の排出パイプ32他端32Bと、車体側に支持部材48によってテールパイプ46及びサブマフラ40を介して他端38B(排出パイプ32との結合面以外の部分)が支持されたリヤパイプ38の一端38Aとが、メインマフラ16よりも車両後側(荷重入力方向側)において圧入によって結合されている。
Here, one
また、サブマフラ40の一端40Aと、車体側に各フロントパイプ12及びメインマフラ16を介して一端38A(サブマフラ40との結合面以外の部分)が支持されたリヤパイプ38の他端38Bとが、サブマフラ40よりも車両前側(反荷重入力方向側)において圧入によって結合されている。一方、サブマフラ40の他端40Aと、車体側に支持部材48によって一端46A(サブマフラ40との結合面以外の部分)が支持されたテールパイプ46の一端46Aとが、サブマフラ40よりも車両後側(荷重入力方向側)において圧入によって結合されている。
Further, one
しかも、車両の運転によるエンジンの排気によって、各入気パイプ17の一端17Aと各フロントパイプ12の他端12Bとの圧入部分、排出パイプ32の他端32Bとリヤパイプ38の一端38Aとの圧入部分、サブマフラ40の一端40Aとリヤパイプ38の他端38Bとの圧入部分、及び、サブマフラ40の他端40Bとテールパイプ46の一端46Aとの圧入部分が、所定温度以上に加熱されて焼き付けられることで、強固に結合されている。
In addition, by exhausting the engine due to the operation of the vehicle, a press-fit portion between one
このため、メインマフラ16が路面に干渉してメインマフラ16に荷重が車両後側へ入力された際には、各フロントパイプ12が車両後側への移動を阻止された状態でメインマフラ16(各入気パイプ17)と各フロントパイプ12との圧入位置に圧入方向の反対側への荷重が作用しても、メインマフラ16(各入気パイプ17)と各フロントパイプ12との結合を維持できる。
For this reason, when the
また、メインマフラ16が路面に干渉してメインマフラ16に荷重が車両後側へ入力された際には、リヤパイプ38が車両後側への移動を阻止された状態で、メインマフラ16(排出パイプ32)とリヤパイプ38との圧入位置に圧入方向側への荷重(圧入力)が作用する。これにより、メインマフラ16(排出パイプ32)とリヤパイプ38との結合を確実に維持できる。
Further, when the
さらに、排出パイプ32他端32B(大径部36)へのリヤパイプ38一端38Aの圧入量が上記圧入方向側への荷重で増大可能なクリアランス39が設けられている。このため、当該圧入量が増大して、排出パイプ32の他端32B(大径部36)に拡大変形力が作用すると共に、リヤパイプ38の一端38Aに収縮変形力が作用する。これにより、排出パイプ32の他端32Bとリヤパイプ38の一端38Aとの結合力が向上され、メインマフラ16(排出パイプ32)とリヤパイプ38との結合を一層確実に維持できる。
Further, a
しかも、排出パイプ32の圧入位置(大径部36)近傍に設けられた拡径テーパ部34が、リヤパイプ38の一端38A縁に当接することで、上記圧入方向側への荷重による上記圧入量の増大を制限できる。これにより、メインマフラ16とリヤパイプ38との相対位置変更を抑制できる。
In addition, the diameter-increasing
一方、サブマフラ40が路面に干渉してサブマフラ40に荷重が車両後側へ入力された際には、リヤパイプ38が車両後側への移動を阻止された状態でサブマフラ40とリヤパイプ38との圧入位置に圧入方向の反対側への荷重が作用しても、サブマフラ40とリヤパイプ38との結合を維持できる。
On the other hand, when the
また、サブマフラ40が路面に干渉してサブマフラ40に荷重が車両後側へ入力された際には、テールパイプ46が車両後側への移動を阻止された状態で、サブマフラ40とテールパイプ46との圧入位置に圧入方向側への荷重(圧入力)が作用する。これにより、サブマフラ40とテールパイプ46との結合を確実に維持できる。
Further, when the
さらに、サブマフラ40の圧入位置(小径部44)近傍に設けられた縮径テーパ部42が、テールパイプ46の一端46A縁に当接することで、上記圧入方向側への荷重によるテールパイプ46一端46Aへのサブマフラ40他端40Bの圧入量の増大を制限できる。これにより、サブマフラ40とテールパイプ46との相対位置変更を抑制できる。
Further, the diameter-reduced
また、上述の如く、各入気パイプ17と各フロントパイプ12とが従来の溶接に代えて圧入によって結合されると共に、排出パイプ32とリヤパイプ38とが従来の溶接に代えて圧入によって結合されている。さらに、サブマフラ40とリヤパイプ38とが従来の溶接に代えて圧入によって結合されると共に、サブマフラ40とテールパイプ46とが従来の溶接に代えて圧入によって結合されている。
Further, as described above, each
このため、従来と異なり、各入気パイプ17と各フロントパイプ12との結合部分、排出パイプ32とリヤパイプ38との結合部分、サブマフラ40とリヤパイプ38との結合部分、及びサブマフラ40とテールパイプ46との結合部分の疲労強度を高くできる(例えば従来の1.8倍にできる)と共に、当該各結合部分の結合強度にバラツキが発生することを抑制でき、かつ、当該各結合部分に錆びが発生することを抑制できる。
For this reason, unlike the conventional case, the connection portion between each
さらに、上述の如く、車両の運転によるエンジンの排気によって、各入気パイプ17と各フロントパイプ12との圧入部分、排出パイプ32とリヤパイプ38との圧入部分、サブマフラ40とリヤパイプ38との圧入部分、及び、サブマフラ40とテールパイプ46との圧入部分が、所定温度以上に加熱されて焼き付けられている。このため、当該各圧入部分が良好に密着するため、当該各圧入部分からの排気の漏れを抑制又は防止することができる。
Further, as described above, by exhausting the engine by driving the vehicle, a press-fitting portion between each
なお、本実施の形態では、車両の運転によるエンジンの排気によって、各入気パイプ17と各フロントパイプ12との圧入部分、排出パイプ32とリヤパイプ38との圧入部分、サブマフラ40とリヤパイプ38との圧入部分、及びサブマフラ40とテールパイプ46との圧入部分を所定温度以上に加熱して焼き付けた構成としたが、車両の初運転の前(例えば当該各圧入部分の圧入作業直後)に当該各圧入部分を所定温度以上(特に400℃)に加熱して焼き付けた構成としてもよい。これにより、車両の初運転の前でも、当該各圧入部分を強固に結合することができる。
In the present embodiment, the exhaust of the engine due to the operation of the vehicle causes the press-fitted portion between each
また、本実施の形態では、排出パイプ32のリヤパイプ38との圧入位置近傍又はサブマフラ40のテールパイプ46との圧入位置近傍に拡径テーパ部34又は縮径テーパ部42を設けた構成としたが、これと共に又はこれに代えて、リヤパイプ38(支持排気管)の排出パイプ32(入力排気管)との圧入位置近傍又はテールパイプ46(支持排気管)のサブマフラ40(入力排気管)との圧入位置近傍に拡径テーパ部34又は縮径テーパ部42(制限部)を設けた構成としてもよい。しかも、制限部は、拡径テーパ部34や縮径テーパ部42に限らず、突出部や屈曲部等であってもよい。
In the present embodiment, the enlarged diameter tapered
さらに、本実施の形態では、テールパイプ46をサブマフラ40以外に支持部材48によって車体側に支持した構成としたが、テールパイプ46(支持排気管)をサブマフラ40(入力排気管)のみが支持して車体側が支持しない構成としてもよい。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態における、各入気パイプ17と各フロントパイプ12との結合部分、排出パイプ32とリヤパイプ38との結合部分、サブマフラ40とリヤパイプ38との結合部分、及び、サブマフラ40とテールパイプ46との結合部分の少なくとも1つに、図5に示す排気構造60を適用してもよい。
Further, in the present embodiment, a connection portion between each
排気構造60では、本実施の形態と同様に、排出パイプ32における拡径テーパ部34及び大径部36が円管状の第1パイプ62(入力排気管又は支持排気管)に形成されて、第1パイプ62内に円管状の第2パイプ64(支持排気管又は入力排気管)が圧入されており、第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分(圧入部分)に周方向に沿った係合部としての凹状のリブ66が形成されている。さらに、リブ66は、例えば、図5(A)に示す如く第1パイプ62と第2パイプ64との圧入部分の圧入方向中央に配置され、かつ、図5(B)に示す如く第1パイプ62及び第2パイプ64の軸方向に沿った断面周囲が円弧状にされると共に、図5(C)に示す如く第1パイプ62及び第2パイプ64の周方向に等間隔に一対配置されている。
In the
また、本実施の形態における、各入気パイプ17と各フロントパイプ12との結合部分、排出パイプ32とリヤパイプ38との結合部分、サブマフラ40とリヤパイプ38との結合部分、及び、サブマフラ40とテールパイプ46との結合部分の少なくとも1つに、図6に示す排気構造70を適用してもよい。
Further, in the present embodiment, a connection portion between each
排気構造70では、図5に示す排気構造60と同様の第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分(圧入部分)に、リブ66に代えて、軸方向に沿った係合部としての凹部72が形成されている。さらに、凹部72は、例えば、図6(A)に示す如く第1パイプ62と第2パイプ64との圧入部分の圧入方向中央に配置され、図6(B)に示す如く第1パイプ62及び第2パイプ64の軸方向に沿った断面が略矩形状にされ、図6(C)に示す如く第1パイプ62及び第2パイプ64の周方向に沿った断面周囲が略円弧状にされ、かつ、第1パイプ62及び第2パイプ64の周方向に沿って等間隔に一対配置されている。
In the
(実験例)
図7(A)には、本実験例で使用する本発明が適用された排気構造80における第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分が断面図にて示されている。
(Experimental example)
FIG. 7A is a cross-sectional view showing a coupling portion between the
排気構造80では、上記排気構造60及び排気構造70と同様の第1パイプ62及び第2パイプ64を有しており(リブ66及び凹部72は形成されていない)、第1パイプ62の大径部36内に第2パイプ64が27.5KNの荷重で圧入されて、第1パイプ62の大径部36と第2パイプ64とが面接合されている。さらに、第1パイプ62の拡径テーパ部34及び大径部36以外の外周径Aが48.6mm、第1パイプ62の周壁肉厚Bが1.2mm、第1パイプ62の拡径テーパ部34の長さCが15mm、第1パイプ62の大径部36の長さDが45mm、第1パイプ62の大径部36の内周径Eが47.4mmにされている。一方、第2パイプ64の外周径Fが48.6mm、第2パイプ64の周壁肉厚Gが1.2mm、第2パイプ64の圧入部分の長さHが40mm、第2パイプ64の外周径Fと第1パイプ62大径部36の内周径Eとの差(圧入代)が1.2mmにされている。
The
本実験例では、上記排気構造60及び排気構造70をも使用するが、排気構造60及び排気構造70の第1パイプ62及び第2パイプ64の圧入荷重及びサイズは、排気構造80と同様にされている。
In this experimental example, the
さらに、排気構造60におけるリブ66は、図5(B)に示す如く、第1パイプ62の外周面において、第1パイプ62の軸方向に沿った幅Iが4.5mm、最大深さJが1.5mm、第1パイプ62の軸方向に沿った断面周囲の曲率半径Kが3mmにされている。さらに、リブ66は、図5(C)に示す如く、第1パイプ62の外周面において、第1パイプ62の中心角120°の範囲Lに形成されている。
Further, as shown in FIG. 5B, the
また、排気構造70における凹部72は、図6(B)に示す如く、第1パイプ62の外周面において、第1パイプ62の軸方向に沿った最深部の長さMが4mm、第1パイプ62の軸方向に沿った断面周囲における当該最深部の第1パイプ62軸方向両側の曲率半径Nが1.8mmにされている。さらに、凹部72は、図6(C)に示す如く、第1パイプ62の外周面において、最大深さPが2mm、第1パイプ62の周方向に沿った断面周囲の曲率半径Qが1.8mmにされている。
Further, as shown in FIG. 6B, the
図8に示す如く、本実験例では、第2パイプ64の反第1パイプ62側端を治具82に固定すると共に、第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分を電気炉84内に挿入して加熱可能にした状態で、第1パイプ62の反第2パイプ64側端を反第2パイプ64側へ油圧シリンダ(図示省略)によって10mm/分の速度で引っ張ることで、第1パイプ62と第2パイプ64との抜け荷重(第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分から第1パイプ62が抜ける際の第1パイプ62の引張荷重)を測定した。
As shown in FIG. 8, in this experimental example, the opposite end of the
第1パイプ62と第2パイプ64との抜け荷重の測定は、電気炉84を制御して第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分の雰囲気の温度を目標温度に維持することで当該結合部分の温度を当該目標温度に維持し、かつ、当該結合部分が膨張又は収縮をしなくなった際に、行った。
The measurement of the unloading load between the
図9には、本実験例における実験結果が示されている。図9の印Aは、排気構造80において加熱によって焼き付けられていない第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分を各温度にした際の第1パイプ62と第2パイプ64との抜け荷重を示している。図9の印Bは、排気構造60において加熱によって焼き付けられていない第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分を各温度にした際の第1パイプ62と第2パイプ64との抜け荷重を示している。図9の印Cは、排気構造70において加熱によって焼き付けられていない第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分を各温度にした際の第1パイプ62と第2パイプ64との抜け荷重を示している。図9の印Dは、排気構造80において第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分を400℃に加熱した後に常温に戻した際の第1パイプ62と第2パイプ64との抜け荷重を示している。図9の印Eは、排気構造80において第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分を500℃に加熱した後に常温に戻した際の第1パイプ62と第2パイプ64との抜け荷重を示している。
FIG. 9 shows the experimental results in this experimental example. The mark A in FIG. 9 indicates the unloading load between the
図9に示す如く、排気構造80、排気構造60及び排気構造70の何れの場合でも、加熱によって焼き付けられていない第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分を400℃以上に加熱して焼き付けると、第1パイプ62と第2パイプ64との抜け荷重が相当大きくなった。
As shown in FIG. 9, in any case of the
また、排気構造80において加熱されずに常温の状態における第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分から第1パイプ62を抜いた際には、図10(A)に示す如く、第1パイプ62によって第2パイプ64が殆ど損傷86を受けなかった。一方、排気構造80において400℃に加熱された状態における第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分から第1パイプ62を抜いた際には、図10(B)に示す如く、第1パイプ62によって第2パイプ64が筋状に損傷86を受けた。
Further, when the
以上のことは、第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分が、圧入による加圧によって原子レベルでの接触面積を大きくされると共に各金属の再結晶温度を下げられた状態で、加熱されることで、原子の転位(移動)を補助されて変形を増大されると共に原子拡散を促進され、再結晶や変態(変形)によって接合される(焼き付けられる)ことによると解される。
As described above, the bonding portion between the
ここで、第1パイプ62と第2パイプ64との抜け荷重は、第1パイプ62と第2パイプ64との接合状態の他、第1パイプ62及び第2パイプ64の母材強度にも依存すると解される。
Here, the unloading load between the
図11には、第1パイプ62及び第2パイプ64の母材であるステンレス(一般に車両の排気管に使用されるSUS409LT)の引張強度と温度との関係が示されている。図11に示す如く、ステンレスの引張強度は温度が高くなる程小さくなる。なお、ステンレスの引張強度は、特に温度が500℃を越えてから急激に低下する。
FIG. 11 shows the relationship between the tensile strength and the temperature of stainless steel (usually SUS409LT used for an exhaust pipe of a vehicle) that is a base material of the
図9に示す如く、排気構造80、排気構造60及び排気構造70においては、第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分の温度が400℃を越えてから、第1パイプ62と第2パイプ64との抜け荷重が小さくなった。これは、第1パイプ62及び第2パイプ64において温度が高くなると母材強度が小さくなるためと解される。
As shown in FIG. 9, in the
また、排気構造80における第1パイプ62と第2パイプ64との抜け荷重は、第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分を400℃又は500℃に加熱した後に常温に戻した際の方が、当該結合部分を400℃又は500℃に加熱した際よりも、大きくなった。なお、当該結合部分を400℃又は500℃に加熱した後に常温に戻した際の当該抜け荷重は、当該結合部分を加熱しないで常温にした際の当該抜け荷重の約4倍になった。
In addition, the detachment load between the
さらに、排気構造80において400℃に加熱した後に常温に戻した状態における第1パイプ62と第2パイプ64との結合部分から第1パイプ62を抜いた際には、図10(C)に示す如く、第1パイプ62によって第2パイプ64が図10(B)の場合(400℃に加熱された状態)よりも太く筋状に損傷86を受けた。
Further, when the
以上のことは、当該結合部分が、400℃又は500℃に加熱された後に常温に戻された際及び400℃又は500℃に加熱された際の何れの際でも、同様に焼き付けられているが、第1パイプ62及び第2パイプ64の母材強度は常温の際の方が400℃又は500℃の際よりも大きいためと解される。
As for the above, although the said coupling | bond part is similarly baked in any case when it returned to normal temperature after heating to 400 degreeC or 500 degreeC, and when heated to 400 degreeC or 500 degreeC. It is understood that the base material strength of the
10 排気構造
12 フロントパイプ(支持排気管)
16 メインマフラ(入力排気管)
34 拡径テーパ部(制限部)
38 リヤパイプ(支持排気管)
39 クリアランス
40 サブマフラ(入力排気管)
42 縮径テーパ部(制限部)
46 テールパイプ(支持排気管)
60 排気構造
62 第1パイプ(入力排気管又は支持排気管)
64 第2パイプ(支持排気管又は入力排気管)
70 排気構造
80 排気構造
10
16 Main muffler (input exhaust pipe)
34 Expanded taper (restricted part)
38 Rear pipe (support exhaust pipe)
39
42 Reduced diameter taper part (restriction part)
46 Tail pipe (support exhaust pipe)
60
64 Second pipe (support exhaust pipe or input exhaust pipe)
70
Claims (5)
前記入力排気管の前記荷重入力方向に沿った端部に圧入によって結合されると共に、前記入力排気管以外の部分で車体に支持され、前記入力排気管との間で排気を通す支持排気管と、
を備えた排気構造。 An input exhaust pipe that sends exhaust from the vehicle body side and receives load by interfering with the road surface ;
A support exhaust pipe that is coupled to an end portion of the input exhaust pipe along the load input direction by press-fitting, is supported by a vehicle body at a portion other than the input exhaust pipe, and allows exhaust to pass between the input exhaust pipe and the input exhaust pipe; ,
Exhaust structure with
前記入力排気管と圧入及び焼き付きによって結合されると共に、前記入力排気管以外の部分で車体に支持され、前記入力排気管との間で排気を通す支持排気管と、
を備えた排気構造。 An input exhaust pipe that sends exhaust from the vehicle body side and receives load by interfering with the road surface ;
A support exhaust pipe that is coupled to the input exhaust pipe by press-fitting and seizure, is supported by a vehicle body at a portion other than the input exhaust pipe, and allows exhaust to pass between the input exhaust pipe;
Exhaust structure with
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