JP2004204802A

JP2004204802A - 車両用マフラー

Info

Publication number: JP2004204802A
Application number: JP2002376906A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ichikawa; 弘之市川; Sumuto Mochizuki; 澄人望月; Takumi Okano; 匠岡野
Original assignee: Apex Corp Japan
Current assignee: Apex Corp Japan
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】小型化を図りつつ、走行状態に応じた適切な排気特性を実現する。
【解決手段】サイレンサボディ３、排気導入パイプ２、フィニッシャー４、サイレンサボディ３に対して所定の間隔を有して内設される第１のインナーパイプ１５、第１のインナーパイプ１５に対して所定の間隔を有して内設される第２のインナーパイプ１６、第１の膨張室４０、第２の膨張室４３、第３の膨張室４５、第１の膨張室と前記第２の膨張室とを連通させる第１の通路４１、第２の膨張室と第３の膨張室とを連通させる第２の通路４４と、排気導入パイプに設けられ排気の圧力が所定値以上となった場合に排気導入パイプと第３の膨張室とを連通する弁機構６とによって構成される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に用いられるエンジン排気用のマフラーに関し、特に走行状態に応じて排気抵抗を変化させる構造を備えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
マフラー（消音装置）に関する従来の技術として、ケーシングと、ケーシングへのガス吸込管と、ケーシング内に組み込まれた管と、ダイアフラム、支持弾性体、ピストン棒、及び圧力接続部を備える操作機構としての過圧容器と、ピストン棒に付属している弁閉鎖要素と、ダイアフラムの過圧側にガス全圧を伝える圧力導管とを備える消音装置において、操作容器がダイアフラムによって隔離された複数の室を有し、それぞれのダイアフラムが弾性体によって支持され、それぞれの室が圧力接続部をもち、別の圧力導管がガス静圧をダイアフラムの低圧側に伝えるものがある（特許文献１参照）。これによって、外部制御装置を設けずに可変の減衰特性曲線を有する消音装置を提供することができるとされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１６６０１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の消音装置においては、特許文献１の図１に示されるように、ケーシング２の内外部、及び３つの膨張室２１，２３，３５の間でガスを流通させる複数の管３．１，３．２，３．３，３．４が並列に、又は垂直に配置されている。このため、装置全体が大きくならざるを得ないという不具合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、性能を維持したまま小型化を図りつつ、走行状態に応じた適切な排気特性を実現する車両用マフラーを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、車両に設けられるマフラーにおいて、略円筒状のサイレンサボディと、前記サイレンサボディ内に延出し周囲にエンジンからの排気が通過する孔を有する排気導入パイプと、前記排気導入パイプと対向して前記サイレンサボディから延出するフィニッシャーと、前記サイレンサボディに対して所定の間隔を有して内設される第１のインナーパイプと、前記第１のインナーパイプに対して所定の間隔を有して内設され前記排気導入パイプ及び前記フィニッシャーが両方向から挿入される第２のインナーパイプと、前記排気導入パイプと前記サイレンサボディの間に画成される第１の膨張室と、前記フィニッシャーと前記サイレンサボディの間に画成される第２の膨張室と、前記第２のインナーパイプの内部であって前記排気導入パイプと前記フィニッシャーの間に画成される第３の膨張室と、前記第１の膨張室と前記第２の膨張室とを連通させる第１の通路と、前記第２の膨張室と前記第３の膨張室とを連通させる第２の通路と、前記排気導入パイプに設けられ、排気の圧力が所定値以上となった場合に前記排気導入パイプと前記第３の膨張室とを連通させる弁機構とによって構成されるものである（請求項１）。
【０００７】
上記のように、本発明の車両用マフラーは、サイレンサボディの内部に直径の異なる第１及び第２のインナーパイプが順次内設され、これらの部材の間に画成される空間を排気通路とするものであり、これにより性能を維持したまま全体の小型化が可能となるものである。また、エンジンからの排気圧力が所定値以上になると、弁機構が開放し、排気が第１及び第２の膨張室を経由せずに第３の膨張室に送られ、これにより排気抵抗が低減されるので、エンジン出力を向上させることができる。また、排気圧力が前記所定値よりも小さい場合には、排気は第１、第２、第３の膨張室すべてを通過するので、十分な消音効果を得ることができる。
【０００８】
また、前記第２の通路（第２及び第３の膨張室を連通させる通路）は、前記第２のインナーパイプと前記フィニッシャーとの間に形成される空間であることが好適である（請求項２）。
【０００９】
また、前記第１の通路（第１及び第２の膨張室を連通させる通路）としては、前記第１のインナーパイプと前記サイレンサボディの間に画成される第１の空間、及び第１のインナーパイプと第２のインナーパイプで画成される第２の空間により構成することができ（請求項３）、この場合には、前記第２の空間の排気導入パイプ側に吸音材が配されることが望ましい（請求項４）。
【００１０】
また、前記第１の通路を、前記第１のインナーパイプと前記第２のインナーパイプによって画成される空間により構成することもでき（請求項５）、この場合には、前記第１のインナーパイプと前記サイレンサボディの間に画成される空間に吸音材が配されることが望ましい（請求項６）。
【００１１】
また、前記第１の通路を、前記第１のインナーパイプと前記サイレンサボディの間に画成される空間により構成することもでき（請求項７）、この場合には、前記第１のインナーパイプと前記第２のインナーパイプとの間に吸音材が配されることが望ましい（請求項８）。
【００１２】
また、前記弁機構は、前記排気導入パイプを開閉可能に変位する弁体と、前記弁体を所定の圧力をもって閉鎖方向へ付勢する弾性部材とを有して構成されることが望ましく（請求項９）、更に、前記弾性部材の固定状態を前記フィニッシャーを通して外部から変更する付勢力調節手段を備えることが望ましい（請求項１０）。これにより、開弁圧の変更等のメンテナンスを簡便にすることができる。
【００１３】
また、前記弁体は、排気の流通方向の下流側に向かって広がる略円錐形であると共に、その頂部がなだらかな丸みを帯びた形状であるとよい（請求項１１）。
【００１４】
これによれば、特に弁体開放時における排気抵抗の低減を図ることができる。尚、前記弁体の頂部を平坦状にしてもよく、この場合には、前記弾性部材の組付けが容易になるという利点がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参考にして本発明の実施の形態を説明する。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す第１の実施の形態に係る車両用マフラー１は、排気導入パイプ２、サイレンサボディ３、フィニッシャー４、吸音材５、排気経路変更手段６を備えて構成されている。
【００１６】
排気導入パイプ２は、エンジンから排出される排気ガスをサイレンサボディ３内に導くものであり、前方側カバー１０を介してサイレンサボディ３の前方側の端部に固定され、複数の孔１２が穿設されている。サイレンサボディ３は、円筒形状の部材であり、排気導入パイプ２により導入された排気ガスの脈動を低減させ消音作用を施す部分であり、その内部に第１のインナーパイプ１５、第２のインナーパイプ１６、及びグラスウール等の吸音材５が配置されている。フィニッシャー４は、サイレンサボディ３内を通過した排気ガスを大気中に放出するパイプ状の部材であり、サイレンサボディ３の後方側の端部に後方側カバー１１を介して固定されている。
【００１７】
第１のインナーパイプ１５は、円筒形状の部材であり、その前方端が前記排気導入パイプ２に固定された前方側固定具１９に固定されていると共に、その後方端が前記後方側カバー１１のフランジ部１３に固定されている。第２のインナーパイプ１６は、前記第１のインナーパイプ１５より小径の円筒形状の部材であり、該第１のインナーパイプ１５の内側に配置され、その前方端側が前記前方側固定具１９に固定されていると共に、その後方端が前記フィニッシャー４に固定された後方側固定具２０に固定されている。これら第１及び第２のインナーパイプ１５，１６の隙間で前方側半分程度の部分には、前記吸音材５が充填されている。また、前記排気導入パイプ２の後端部及び前記フィニッシャー４の前端部は、前記第２のインナーパイプ１６の内部に位置している。
【００１８】
排気経路変更手段６は、エンジンからの排気ガスの圧力に応じて、排気ガスが前記サイレンサボディ３内を通過する経路を変更させるものであり、前記排気導入パイプ２の後端部に設けられ、固定部材３０、ロッド部材３１、弁体３２、弁座３３、バネ３４、バネ受け３５、付勢力調節手段３６を有して構成されている。
【００１９】
固定部材３０は、前記排気導入パイプ２の内壁面に固定され、排気ガスの通過が可能な形状を有しており、ロッド部材３１の前方端が固定されている。このロッド部材３１の後端近傍部には、バネ受け３５が固定されている。弁体３２は、前記ロッド部材３１の中程にスライド可能に固定されており、その頂部３７が平坦状に形成された略円錐形状の部材である。弁座３３は、前記排気導入パイプ２の後端部に形成され、前記弁体３２の傾斜面と気密的に当接する形状を有している。バネ３４は、その前方端が前記弁体３２の頂部３７の後方側の面に固定されていると共に、その後方端が前記バネ受け３５に固定されている。
【００２０】
付勢力調節手段３６は、前記バネ受け３５の固定位置を前記ロッド部材３１に沿ってスライドさせ、これによって前記バネ３４の付勢力を調節するものであり、六角レンチ等を利用して構成される。また、この付勢力調節手段３６は、前記フィニッシャー４の開口部から所定の工具を挿入して操作することにより、任意に前記バネ受け３５の固定位置を決定することができるようになされている。
【００２１】
上記構成の車両用マフラー１によれば、エンジンからの排気ガスによる圧力がバネ３４の付勢圧力（及び大気圧）よりも小さい場合（通常走行時）には、図１（ａ）に示すように、弁体３２は閉じたままとなり、排気ガスは、同図の矢印に示すように、先ず第１の膨張室４０を通過してサイレンサボディ３と第１のインナーパイプ１５との空間４１を通り、次いで第１のインナーパイプ１５に穿設された孔２２を介して、第１のインナーパイプ１５と第２のインナーパイプ１６との空間４２に進入し、第２の膨張室４３を通り、第２のインナーパイプ１６とフィニッシャー４との空間４４を通り、第２のインナーパイプ１６の内部の第３の膨張室４５に入る。この通常走行時の排気経路においては、排気ガスが３つの膨張室４０，４３，４５を通ることにより、十分な消音効果を得ることができる。
【００２２】
一方、エンジンからの排気ガスによる圧力がバネ３４の付勢圧力（及び大気圧）よりも大きい場合（高出力走行時）には、図１（ｂ）に示すように、弁体３２が開放位置に移動し、排気ガスは、同図の矢印に示すように、排気導入パイプ２から直接前記第３の膨張室４５に入る。この高出力時の排気経路においては、排気抵抗が低減されるため、エンジン出力の向上が実現される。
【００２３】
以上のように、第１の実施の形態によれば、通常範囲のエンジン出力、又は低出力しか必要としない通常走行時には、前記排気経路変更手段６の弁体３２が閉鎖位置にあることにより、排気ガスが第１，第２，第３の膨張室４０，４３，４５を通るので、十分な消音効果を得ることができる。一方、高速走行、加速時等の高出力走行時には、前記弁体３２が開放位置に移動することにより、排気ガスが排気導入パイプ２から直接第３の膨張室４５に入り、排気抵抗が低減されるので、エンジン出力の向上を実現することができる。これにより、走行状態に応じたマフラー特性を得ることができる。また、サイレンサボディ３内に第１及び第２のインナーパイプ１５，１６を順次内設し、これらの部材に画成される空間を排気ガスの流通路としたことにより、従来のようにパイプを並列に配した構造よりも、小型化を実現することができる。
【００２４】
以下に、本発明の他の実施の形態について図面を参考にして説明するが、上記第１の実施の形態と同一又は同様の箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２５】
図２（ａ），（ｂ）に示す第２の実施の形態に係る車両用マフラー５０は、第１の膨張室４０と第２の膨張室４３とを連通させる通路として、第１のインナーパイプ１５と第２のインナーパイプ１６との空間４２を利用し、サイレンサボディ３と第１のインナーパイプ１５との空間４１に、略全面に渡って吸音材５を配したものである。
【００２６】
本実施の形態における排気ガスの流通経路は、通常走行時においては、図２（ａ）に示すように、第１の膨張室４０、第１のインナーパイプ１５と第２のインナーパイプ１６との空間４２、第２の膨張室４３、第２のインナーパイプ１６とフィニッシャーパイプ４との空間４４、第３の膨張室４５の順に構成される。この構成によれば、排気ガスが吸音材５に接する部分が大きくなるため、消音効果の更なる向上を望むことができる。また、高出力走行時においては、図２（ｂ）に示すように、排気ガスが排気導入パイプ２から直接前記第３の膨張室４５に入るので、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
図３（ａ），（ｂ）に示す第３の実施の形態に係る車両用マフラー６０は、第１の膨張室４０と第２の膨張室４３とを連通させる通路として、サイレンサボディ３と第１のインナーパイプ１５との空間４１を利用し、第１のインナーパイプ１５と第２のインナーパイプ１６との空間４２に、略全面に渡って吸音材５を配したものであり、また排気経路変更手段６の弁体３２の頂部６１がなだらかな丸みを帯びた形状となっており、この頂部６１の後方側の面には、バネ３４の端部を固定するための固定部材６２が設けられているものである。
【００２８】
本実施の形態における排気ガスの流通経路は、通常走行時においては、図３（ａ）に示すように、第１の膨張室４０、サイレンサボディ３と第１のインナーパイプ１５との空間４１、第２の膨張室４３、第２のインナーパイプ１６とフィニッシャーパイプ４との空間４４、第３の膨張室４５の順に構成される。この構成によっても、排気ガスが吸音材５と接する部分が上記第２の実施の形態と同様に大きくなるので、消音効果の向上を望むことができる。また、高出力走行時においては、図３（ｂ）に示すように、排気ガスが排気導入パイプ２から直接前記第３の膨張室４５に入るので、上記第１及び２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、前記弁体３２の頂部６１の形状により、特に弁体３２の開放時における排気ガスの流通抵抗が低減されるので、上記第１及び２の実施の形態よりも排気抵抗の低減が実現される。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、サイレンサボディ内に第１及び第２のインナーパイプを順次内設し、これらの間に画成される空間を排気ガスの流通路としたことにより、性能を維持したまま小型化を実現することができる。また、エンジンの排気圧に応じて開閉する弁構造を有することにより、走行状態に応じたマフラー特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用マフラーの構造及び通常走行時における状態を示す断面図である。図１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用マフラーの構造及び高出力走行時における状態を示す断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ´断面を示す断面図である。
【図２】図２は、図２（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用マフラーの構造及び通常走行時における状態を示す断面図である。図２（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用マフラーの構造及び高出力走行時における状態を示す断面図である。
【図３】図３は、図３（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る車両用マフラーの構造及び通常走行時における状態を示す断面図である。図３（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用マフラーの構造及び高出力走行時における状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１，５０，６０車両用マフラー
２排気導入パイプ
３サイレンサボディ
４フィニッシャー
５吸音材
６排気経路変更手段
１５第１のインナーパイプ
１６第２のインナーパイプ
３２弁体
３３弁座
３４バネ
３６付勢力調節手段

Claims

車両に設けられるマフラーにおいて、
略円筒状のサイレンサボディと、
前記サイレンサボディ内に延出し、周囲にエンジンからの排気が通過する孔を有する排気導入パイプと、
前記排気導入パイプと対向して前記サイレンサボディから延出するフィニッシャーと、
前記サイレンサボディに対して所定の間隔を有して内設される第１のインナーパイプと、
前記第１のインナーパイプに対して所定の間隔を有して内設され、前記排気導入パイプ及び前記フィニッシャーが両方向から挿入される第２のインナーパイプと、
前記排気導入パイプと前記サイレンサボディの間に画成される第１の膨張室と、
前記フィニッシャーと前記サイレンサボディの間に画成される第２の膨張室と、
前記第２のインナーパイプの内部であって、前記排気導入パイプと前記フィニッシャーの間に画成される第３の膨張室と、
前記第１の膨張室と前記第２の膨張室とを連通させる第１の通路と、
前記第２の膨張室と前記第３の膨張室とを連通させる第２の通路と、
前記排気導入パイプに設けられ、排気の圧力が所定値以上となった場合に前記排気導入パイプと前記第３の膨張室とを連通させる弁機構とによって構成される車両用マフラー。
前記第２の通路は、前記第２のインナーパイプと前記フィニッシャーとの間に形成される空間であることを特徴とする請求項１記載の車両用マフラー。
前記第１の通路は、前記第１のインナーパイプと前記サイレンサボディの間に画成される第１の空間、及び第１のインナーパイプと第２のインナーパイプで画成される第２の空間であることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用マフラー。
前記第２の空間の排気導入パイプ側に吸音材が配されることを特徴とする請求項３記載の車両用マフラー。
前記第１の通路は、前記第１のインナーパイプと前記第２のインナーパイプによって画成される空間であることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用マフラー。
前記第１のインナーパイプと前記サイレンサボディの間に画成される空間に、吸音材が配されることを特徴とする請求項５記載の車両用マフラー。
前記第１の通路は、前記第１のインナーパイプと前記サイレンサボディの間に画成される空間であることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用マフラー。
前記第１のインナーパイプと前記第２のインナーパイプとの間に吸音材が配されることを特徴とする請求項７記載の車両用マフラー。
前記弁機構は、前記排気導入パイプを開閉可能に変位する弁体と、前記弁体を所定の圧力をもって閉鎖方向へ付勢する弾性部材とを有して構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の車両用マフラー。
前記弾性部材の固定状態を、前記フィニッシャーを通して外部から変更する付勢力調節手段を備えることを特徴とする請求項９記載の車両用マフラー。
前記弁体は、排気の流通方向の下流側に向かって広がる略円錐形であると共に、その頂部がなだらかな丸みを帯びた形状であることを特徴とする請求項９記載の車両用マフラー。