JP2002295225A - 自動車用マフラの制御バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マフラの制御バルブ開き時の鳴き音の発生を
防止する。 【解決手段】 マフラ内に区画された室に第２の出口パ
イプ９と制御バルブを備える連通パイプ７とが開口す
る。制御バルブの支持部材１０は弁座の傾斜面１２と、
ヒンジ軸１５を支持する支持ブラケット１４が形成され
たベース部１１とを備え、弁体２０は弁座と整合する傾
斜面２２と、ヒンジ軸に支持される軸受部２７が形成さ
れたベース部１１を備える。ベース部１１とベース部２
６は間隔をもって対向している。ベース部１１には支持
ブラケット間の外方端にベース部２６側へ延びるフラン
ジアップ部１６が形成されている。弁体が開いたとき連
通パイプからベース部１１、１２間の間隙を通って第２
の出口パイプ９方向へ流れようとする排気はフランジア
ップ部によってその方向を変えられ、第２の出口パイプ
９の開口への直接吹き付けが阻止されるので、鳴き音が
発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエンジン
排気系のマフラ内に設けられる制御バルブの構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車用マフラにおいては、エンジンの
回転数が走行状態によって毎分数百回転から数千回転ま
で幅広く変化するので、排気の流れに対する抵抗を所定
範囲に抑えながら、圧力変動を小さくしていわゆる排気
騒音の発生を防止しなければならないという要求があ
る。このため、マフラ内を複数の室に区画するととも
に、互いの室を所定のパイプで接続し、そのパイプに制
御バルブを設けている。

【０００３】図６はその一例を示し、マフラ１はそのケ
ーシング２内が、入口パイプ６が貫通する前端壁２ｂ側
から第１、第２の出口パイプ８、９が貫通する後端壁２
ｃ側へ隔壁によって第１室Ｒ１〜第４室Ｒ４の４室に区
画されている。入口パイプ６の下流端は第１〜第３隔壁
３〜５を貫通して第４室Ｒ４に開口し、第１の出口パイ
プ８の上流端は第２室Ｒ２に開口し、第２の出口パイプ
９の上流端は第１室Ｒ１に開口している。また、連通パ
イプ７がその両端を第１室Ｒ１と第４室Ｒ４に開口して
設けられ、第２隔壁４には第２室Ｒ２と第３室Ｒ３を連
通する連通穴４ａが設けられている。そして、入口パイ
プ６と連通パイプ７の各側壁にそれぞれ第３室Ｒ３に開
口する多数の小孔６ａ、７ａが形成されている。

【０００４】排気は入口パイプ６から第４室Ｒ４へ入る
ときの膨張でエネルギーを失い、また小孔６ａ、７ａや
連通穴４ａを通過するときの抵抗でエネルギーを失っ
て、排気圧の変動による騒音が低減される。連通パイプ
７の第１室Ｒ１側の開口には制御バルブ４０が付設され
て、第４室Ｒ４側の排気圧力が所定値以上になったとき
に開くようになっている。

【０００５】制御バルブ４０が閉じているとき、第１室
Ｒ１は閉じられた空間となる。このとき、入口パイプ６
からの排気は一部小孔６ａから第３室Ｒ３へ流れるとと
もに大部分は第４室Ｒ４へ、そして連通パイプ７の小孔
７ａから第３室Ｒ３へ、第３室Ｒ３からは連通穴４ａを
経て第２室Ｒ２へ流れた後、第１の出口パイプ８からマ
フラ外部へ放出される。第１室Ｒ１が閉じられているの
で、第２の出口パイプ９には排気が流れていない。

【０００６】一方、流入する排気の圧力が高く、第４室
Ｒ４の圧力が所定値以上になったときには、制御バルブ
４０が開くので、第４室Ｒ４の排気の相当量は連通パイ
プ７を通って第１室Ｒ１へ流れたあと、第２の出口パイ
プ９からマフラ外部へ放出される。このようにして、排
気圧力が高くなったときは第１の出口パイプ８に加えて
第２の出口パイプ９からも放出し、排気抵抗を減じエン
ジンの効率を低下させないようにする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような制御バルブ４０を備えるマフラにおいては、笛吹
きに類似の鳴き音が発生して、乗員の耳障りとなる問題
があった。この鳴き音は、図７に示すように、連通パイ
プ７の制御バルブ４０が開いたとき、連通パイプ７から
第１室Ｒ１に流れ込む排気の一部がヒンジ部における弁
体４１と弁座４２の間隙から第１隔壁３にそう方向へ誘
導され、第１室Ｒ１で隣接している第２の出口パイプ９
の開口に吹き付けられることに原因があると考えられ
る。

【０００８】この対策としては、連通パイプ７の開口端
と第２の出口パイプ９の開口端のそれぞれの第１隔壁３
からの高さ（飛び出し量）を異ならせて、弁体４１と弁
座４２の間隙で誘導される流れが第２の出口パイプ９の
開口に当たらないようにすることが考えられる。しか
し、連通パイプ７と第２の出口パイプ９とが開口する第
１室Ｒ１は、制御バルブ４０が開いていない間は閉じら
れていて消音に寄与しないため、通常は最小限の容積に
設定されている。したがって、連通パイプ７と第２の出
口パイプ９の第１隔壁３からの飛び出し量はわずかなう
え、ケーシング２の前端壁２ｂと第１隔壁３間の間隔も
制御バルブ４０の設置スペースが確保される程度しかな
い。このため、効果が得られるほどに両パイプ７、９の
開口端の高さをずらせることができない。

【０００９】他の対策として、原因を構成している制御
バルブ４０のヒンジ部を第２の出口パイプ９から離れた
側、すなわちマフラのケーシングの側壁２ａ側に配置す
れば、弁体４１と弁座４２の間隙で誘導される流れが第
２の出口パイプ９とは反対方向へ向くので問題が解消さ
れると期待される。しかし、ケーシング２の制限された
断面の中に複数本のパイプを設ける場合には、連通パイ
プ７を含めていずれもケーシングの側壁２ａに近接して
配置せざるを得ないので、制御バルブ４０のヒンジ部を
側壁２ａ側に配置することは実際には困難である。

【００１０】したがって本発明は、上記の問題点に鑑
み、マフラ内のパイプ端に制御バルブが設けられた室の
容積を拡大することなく、鳴き音の発生を防止した自動
車用マフラの制御バルブを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため請求項１の発明
は、ケーシング内に隔壁で区画された室にその隔壁を貫
通して第１パイプと第２パイプが開口するマフラにおい
て、第１パイプの開口端に設けられる制御バルブであっ
て、第１パイプに接合され、弁座と第１のベース部とを
備えて、該第１のベース部の両端に回動軸を第１のベー
ス部と平行に支持する支持ブラケットが形成された支持
部材と、弁座に整合する当たり面と第１のベースに対向
する第２のベース部とを備えて、該第２のベース部の両
端に回動軸に支持される軸受部が形成された弁体を有
し、回動軸が第１パイプと第２パイプの間に位置し、回
動軸を介して支持部材と弁体が連結されるヒンジ部に、
第１のベース部と第２のベース部間を流れる排気を第２
パイプの開口からそれる方向へ誘導する誘導手段が設け
られているものとした。

【００１２】ヒンジ部を第１パイプと第２パイプの間に
位置させたので、第１パイプをマフラのケーシング側壁
に近く配置できて第１パイプと第２パイプの間隔に余裕
を持たせることができる。そして、第１のベース部と第
２のベース部間の間隙を第２パイプ方向へ流れようとす
る排気は誘導手段によってその方向を変えられて、第２
パイプの開口に直接吹き付けられない。

【００１３】請求項２の発明は、誘導手段が、支持部材
の第１のベース部における支持ブラケット間の外方端に
形成され、第２のベース側へ延びるフランジアップ部で
あるものとした。また、請求項３の発明は、誘導手段
が、弁体の第２のベース部における軸受部間の外方端に
形成され、第１のベース側へ延びるフランジアップ部で
あるものとした。いずれのフランジアップ部も第１のベ
ース部または第２のベース部を曲げるだけで形成でき、
製作容易で低コストで実現する。

【００１４】請求項４の発明は、とくに第２パイプが、
他端がケーシング外部に開口する出口パイプであるもの
とした。鳴き音が外部に強く放出されるおそれのある出
口パイプへの排気の吹き付けが阻止される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例により説明する。まず、第１の実施例について説明す
る。 図１は第１の実施例における制御バルブまわりを
示す断面図である。なお、マフラの全体構成は図６に示
したものと同じである。連通パイプ７が第１隔壁３から
突出し、この連通パイプ７の近傍に第２の出口パイプ９
が同様に突出し、開口している。

【００１６】連通パイプ７の端部には、弁座としてテー
パ状の傾斜面１２を有する支持部材１０が接合されてい
る。支持部材１０は、傾斜面１２よりさらに外方へ延び
たベース部１１を有し、ベース部１１を連通パイプ７と
反対方向へコ字形状に折り曲げて支持ブラケット１４を
形成している。支持ブラケット１４には回動軸としての
ヒンジ軸１５が支持され、このヒンジ軸１５に弁体２０
が支持されて回動可能となっている。弁体２０と支持部
材１０で制御バルブ１００が構成される。

【００１７】弁体２０は支持部材１０の傾斜面１２に対
向して整合する当たり面としての傾斜面２２を備えてい
る。弁体２０は傾斜面２２の外周にフランジ２４が形成
され、フランジ２４の一部を延ばして、コ字形状の支持
ブラケット１４に整合するよう、ベース部２６とその両
端から立ち上がる軸受部２７を有している。上記支持ブ
ラケット１４、ヒンジ軸１５、そして軸受部２７とでヒ
ンジ部が構成される。ヒンジ軸１５に巻きまわしたスプ
リング３０の一端３２が弁体２０の裏面に係止され、他
端３４がベース部１１に係止されている。支持部材１０
のベース部１１と弁体２０のベース部２６の間には間隙
が設けられ、弁体がヒンジ軸１５まわりに回動したとき
互いに干渉しないようになっている。

【００１８】パイプ端方向から見た正面図である図２に
示すように、支持部材１０の支持ブラケット１４は、連
通パイプ７と第２の出口パイプ９の各軸心を結ぶ線上
の、第２の出口パイプ９側に位置させてある。支持部材
１０のベース部１１の外方端、すなわち支持ブラケット
１４を挟んで連通パイプ７から離れた側縁には、当該ベ
ース部１１をベース部２６側へ、すなわち支持ブラケッ
ト１４と同方向に折り曲げて、ヒンジ軸１５を支持する
２つの支持ブラケット１４間にわたるフランジアップ部
１６が形成されている。

【００１９】これにより、図１に示されるように、ベー
ス部１１とベース部２６間の間隙の連通パイプ７から外
方への出口に対して、フランジアップ部１６は衝立状に
立上がっている。図３は、連通パイプ７内の排気圧が高
くなって弁体２０が開いた状態を示す。連通パイプ７か
ら第１室Ｒ１に流入する排気の一部はベース部１１とベ
ース部２６間の間隙を通って第１隔壁３にそう方向へ向
かうが、フランジアップ部１６が間隙の出口に立上がっ
ているので、矢示のように上方へ誘導される。この結
果、排気は近傍に隣接の第２の出口パイプ９の開口へ直
接向かうのを阻止される。

【００２０】本実施例は以上のように構成され、支持部
材１０にフランジアップ部１６を形成して、ベース部１
１とベース部２６間の間隙を通る排気を上方へ誘導する
ことにより、排気が近傍に隣接の第２の出口パイプ９の
開口へ直接向かうのを阻止するようにしたので、鳴き音
が発生しない。この際、制御バルブの向きや隔壁からの
高さなど取り付け態様は従来と変わらず、制御バルブが
位置する第１室Ｒ１の隔壁３と前端壁２ｂ間の間隔も増
大しない。

【００２１】つぎに図４は、第２の実施例を示す。連通
パイプ７の端部に接合される支持部材１０Ａは、弁座と
してテーパ状の傾斜面１２を有する。支持部材１０Ａ
は、傾斜面１２よりさらに外方へ延びたベース部１１Ａ
を有し、前実施例と同様に支持ブラケット１４を形成し
ている。支持ブラケット１４にはヒンジ軸１５を介して
弁体２０Ａが支持されて回動可能となっている。

【００２２】弁体２０Ａは支持部材１０Ａの傾斜面１２
に対向して整合する傾斜面２２を備え、傾斜面２２の外
周にフランジ２４が形成されている。そして、フランジ
２４の一部を延ばして、支持ブラケット１４に整合する
よう、ベース部２６Ａとその両端から立ち上がる軸受部
２７を有する。弁体２０Ａのベース部２６Ａの外方端、
すなわち軸受部２７を挟んで傾斜面２２部分から離れた
側縁には、当該ベース部２６Ａを軸受部２７と逆方向に
折り曲げて、ヒンジ軸１５に支持された２つの軸受部２
７間にわたるフランジアップ部２９が形成されている。

【００２３】フランジアップ部２９は、ベース部１１Ａ
とベース部２６Ａ間の間隙の連通パイプ７から外方への
出口に対して、衝立状に立下がっている。弁体２０Ａが
傾斜面１２に着座した状態で、フランジアップ部２９は
その先端が若干連通パイプ７から離れる方向に斜めにな
っている。図５は、連通パイプ７内の排気圧が高くなっ
て弁体２０Ａが開いた状態を示す。連通パイプ７から第
１室Ｒ１に流入する排気の一部はベース部１１Ａとベー
ス部２６Ａ間の間隙を通って隔壁３にそう方向へ向かう
が、フランジアップ部２９が間隙の出口に立上がってい
るので、矢示のように下方へ誘導される。この結果、排
気は近傍に隣接の第２の出口パイプ９の開口へ直接向か
うのを阻止される。

【００２４】本実施例は以上のように構成され、弁体２
０Ａにフランジアップ部２９を形成して、ベース部１１
Ａとベース部２６Ａ間の間隙を通る排気を下方へ誘導す
ることにより、排気が近傍に隣接の第２の出口パイプ９
の開口へ直接向かうのを阻止するようにした。これによ
り、前実施例と同じく、制御バルブが位置する第1室の
隔壁３と前端壁２ｂ間の間隔も増大させることなく、鳴
き音の発生が防止される。

【００２５】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は、隔壁で区画さ
れた室にその隔壁を貫通して第１パイプと第２パイプが
開口するマフラにおいて、第１パイプに接合され、弁座
と第１のベース部とを備えて第１のベース部に回動軸を
支持する支持ブラケットが形成された支持部材と、当た
り面と第１のベースに対向する第２のベース部とを備え
て第２のベース部に形成された軸受部が回動軸に支持さ
れる弁体とからなり、回動軸が第１パイプと第２パイプ
の間に位置し、かつヒンジ部に、第１のベース部と第２
のベース部間を流れる排気を第２パイプの開口からそれ
る方向へ誘導する誘導手段を設けられているものとした
ので、第１パイプから流入する排気は誘導手段によって
その方向を変えられ、第２パイプの開口からそらされる
ので、鳴き音の発生が防止される。

【００２６】誘導手段は、支持部材の第１のベース部に
おける支持ブラケット間の外方端に形成され、第２のベ
ース側へ延びるフランジアップ部とすることができ、あ
るいは、弁体の第２のベース部における軸受部間の外方
端に形成され、第１のベース側へ延びるフランジアップ
部とすることもできる。いずれのフランジアップ部も第
１のベース部または第２のベース部を曲げるだけで形成
でき、製作容易で低コストで実現する。

【００２７】また、とくに第２パイプを出口パイプとす
ることにより、発生すれば外部に強く放出されるおそれ
のある鳴き音が有効に防止され、マフラの品質感が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。

【図２】制御バルブまわりの正面図である。

【図３】弁体が開いた状態を示す図である。

【図４】第２の実施例の構成を示す図である。

【図５】弁体が開いた状態を示す図である。

【図６】本発明のベースとなるマフラの全体構造を示す
図である。

【図７】従来の問題点を示す説明図である。

【符号の説明】

１ マフラ ２ ケーシング ２ｂ 前端壁 ２ｃ 後端壁 ３ 第１隔壁（隔壁） ４ 第２隔壁 ４ａ 連通穴 ５ 第３隔壁 ６ 入口パイプ ６ａ、７ａ 小孔 ７ 連通パイプ（第１パイプ） ８ 第１の出口パイプ ９ 第２の出口パイプ（第２パイプ） １０、１０Ａ 支持部材 １１、１１Ａ ベース部（第１のベース部） １２ 傾斜面（弁座） １４ 支持ブラケット １５ ヒンジ軸（回動軸） １６ フランジアップ部（誘導手段） ２０、２０Ａ 弁体 ２２ 傾斜面（当たり面） ２４ フランジ ２６、２６Ａ ベース部（第２のベース部） ２７ 軸受部 ２９ フランジアップ部（誘導手段） ３０ スプリング １００ 制御バルブ Ｒ１ 第１室（室） Ｒ２ 第２室 Ｒ３ 第３室 Ｒ４ 第４室

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング（２）内に隔壁（３）で区画
   された室（Ｒ１）に前記隔壁を貫通して第１パイプ
   （７）と第２パイプ（９）が開口するマフラ（１）にお
   いて、第１パイプの開口端に設けられる制御バルブ（１
   ００）であって、第１パイプに接合され、弁座（１２）
   と第１のベース部（１１、１１Ａ）とを備えて、該第１
   のベース部の両端に回動軸（１５）を第１のベース部と
   平行に支持する支持ブラケット（１４）が形成された支
   持部材（１０、１０Ａ）と、前記弁座に整合する当たり
   面（２２）と前記第１のベースに対向する第２のベース
   部（２６、２６Ａ）とを備えて、該第２のベース部の両
   端に前記回動軸に支持される軸受部（２７）が形成され
   た弁体（２０、２０Ａ）を有し、前記回動軸が前記第１
   パイプと第２パイプの間に位置し、前記回動軸を介して
   前記支持部材と弁体が連結されるヒンジ部に、前記第１
   のベース部と第２のベース部間を流れる排気を第２パイ
   プの開口からそれる方向へ誘導する誘導手段（１６、２
   ９）が設けられていることを特徴とする自動車用マフラ
   の制御バルブ。
2. 【請求項２】 前記誘導手段は、前記支持部材（１０）
   の第１のベース部（１１）における前記支持ブラケット
   （１４）間の外方端に形成され、第２のベース（２６）
   側へ延びるフランジアップ部（１６）であることを特徴
   とする請求項１記載の自動車用マフラの制御バルブ。
3. 【請求項３】 前記誘導手段は、前記弁体（２０Ａ）の
   第２のベース部（２６Ａ）における前記軸受部（２７）
   間の外方端に形成され、第１のベース（１１Ａ）側へ延
   びるフランジアップ部（２９）であることを特徴とする
   請求項１記載の自動車用マフラの制御バルブ。
4. 【請求項４】 前記第２パイプは、他端がケーシング外
   部に開口する出口パイプ（９）であることを特徴とする
   請求項１、２または３記載の自動車用マフラの制御バル
   ブ。