JP2006249936A - 消音器における排気制御弁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 中・高速走行時における十分な低排圧化と、高周波レベル騒音の低減化が可能な消音器における排気制御弁構造の提供。
【解決手段】 消音器本体内を複数の室１ａ、１ｂに仕切るバッフルプレート４が排気ガス流れの下流側（上流側の室１ａ）へ向けて窪むように傾斜した略錐状に形成され、該バッフルプレート４における傾斜面の一部に形成された開口部４１、４１を弁口７１、７１とし、該弁口７１、７１を排気ガス流れの下流側（上流側の室１ａ）に設けた軸７２を中心として開閉自在に回動する弁体７３、７３が設けられ、該弁体７３、７３はコイルスプリング７４、７４により弁口を閉じる方向に付勢されている構成。
【選択図】 図３

Description

本発明は、消音器における排気制御弁構造に関する。

従来、弁口を備えた弁座本体部と、弁口を排気ガス流れの下流側から所定のばね力で排気ガス圧に抗して閉じる弁体が備えられた構造の排気制御弁を、消音器本体内を複数の室に仕切るバッフルプレートに形成された開口部に取り付けた構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−３８２０号公報

しかしながら、従来例の消音器における排気制御弁構造にあっては、弁口及び弁体が排気ガスの流れ方向と直行する状態でバッフルプレートやパイプの端部に設けられたものであったため、開口面積を大きくとることができず、開弁時の通気抵抗が大きいだけでなく、開弁時に弁口を通過した排気ガスが傾斜した弁体によってシェル方向に向けてその流れ方向が大きく変化することで、これがさらに通気抵抗を大きくすると共に、流れ込んだ室内で乱流が発生し、これにより、高周波レベルの騒音を発生させるという問題があった。

また、従来例の排気制御弁は、バッフルプレートとは別体であることから、弁座本体部がかさばって、弁口自体の開口面積を十分にとることができず、このため、中・高速走行時における十分な排気圧の低減は望めないという問題があった。

本発明の解決しようとする課題は、中・高速走行時における十分な排気圧の低減と、高周波レベル騒音の低減化が可能な消音器における排気制御弁構造を提供することにある。

上記課題を解決するため請求項１記載の消音器における排気制御弁構造は、消音器本体内を複数の室に仕切るバッフルプレートが排気ガス流れの下流側へ向けて窪むように傾斜した略錐状に形成され、該バッフルプレートにおける傾斜面の一部に形成された開口部を弁口とし、該弁口を排気ガス流れの下流側に設けた軸を中心として開閉自在に回動する弁体が設けられ、該弁体は付勢手段により前記弁口を閉じる方向に付勢されていることを特徴とする手段とした。

請求項２記載の消音器における排気制御弁構造は、請求項１に記載の消音器における排気制御弁構造において、前記弁体で開閉される前記弁口が前記バッフルプレートの面積の３０％を超える割合で形成されていることを特徴とする手段とした。

請求項３記載の消音器における排気制御弁構造は、請求項１または２に記載の消音器における排気制御弁構造において、前記弁体が前記バッフルプレートの頂点を中心として互いに対向する位置に一対設けられていることを特徴とする手段とした。

請求項１記載の消音器における排気制御弁構造では、上述のように、消音器本体内を仕切るバッフルプレートが排気ガス流れの下流側へ向けて窪むように傾斜した略錐状に形成され、該バッフルプレートにおける傾斜面の一部に形成された開口部を弁口とし、該弁口を排気ガス流れの下流側からシェル側に設けた軸を中心として開閉自在に回動する弁体が設けられ、該弁体は付勢手段により前記弁口を閉じる方向に付勢されている構成としたことにより、弁体が傾斜している分だけ開弁時の通気抵抗が小さくなると共に、弁口を通過した排気ガスの流れ方向の変化が少なくなるため、流れ込んだ室内で発生する乱流が抑制され、これにより、高周波レベルの騒音を低減させることができるようになるという効果が得られる。

また、バッフルプレートの傾斜面に形成された開口部を弁口とすることで、弁口の開口面積を広くとることができると共に、弁座本体部が省略された構造であるため、弁口自体の開口面積を少なくともその分だけ広くとれるようになるため、中・高速走行時における十分な排気圧力の低減化を図ることができるようになるという効果が得られる。

請求項２記載の消音器における排気制御弁構造では、上述のように、前記弁体で開閉される弁口がバッフルプレートの面積の３０％を超える割合で形成されることにより、十分な低排圧化を図ることができるようになる。

請求項３記載の消音器における排気制御弁構造では、上述のように、前記弁体がバッフルプレートの頂点を中心として互いに対向する位置に一対設けられることにより、弁口をバッフルプレートの面積の３０％を超える割合に形成させることが可能になると共に、両弁口を通過する排気ガスの流れをシェル中央部において浅い角度で対面させることで、乱流の発生を抑制することができるようになる。そして、シェルに衝突する排気ガスの流れも斜めになるため、シェルからの放射音も低減することができる。

以下にこの発明の実施例１を図面に基づいて説明する。

この実施例１の消音器における排気制御弁構造は、請求項１〜３に記載の発明に対応する。
まず、この実施例１の消音器における排気制御弁構造を図面に基づいて説明する。
なお、この実施例１では、シェルが円筒状に形成された消音器に適用された例を示す。

図１はこの実施例１の消音器における排気制御弁構造を示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線における縦断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線における横断面図である。
この消音器における排気制御弁構造が適用された消音器は、シェル１と、エンドプレート２、３と、バッフルプレート４と、インレットパイプ５と、アウトレットパイプ６と、排気制御弁７とを備えている。

さらに詳述すると、上記バッフルプレート４は、その頂点部が排気ガスの下流側へ向けて窪むように傾斜した略円錐状に形成された基本形状から、対向する２面が略扇状に切欠されたような開口部４１、４１が形成された構造になっている。

上記インレットパイプ５は、上流側のエンドプレート２及びバッフルプレート４の下部を貫通する状態で設けられ、下流側のアウトレットパイプ６は下流側のエンドプレート３及びバッフルプレート４の上部を貫通する状態で設けられている。

上記排気制御弁７は、バッフルプレート４における傾斜面の一部に形成された両開口部４１、４１をそれぞれ弁口７１、７１とし、該弁口を排気ガス流れの下流側となるエンドプレート２側の室１ａからシェル側に設けられた軸７２を回動の中心として開閉自在に回動する弁体７３、７３と、弁口７１、７１を閉じる方向に弁体７３、７３を付勢するコイルスプリング（付勢手段）７４、７４とで構成されている。

なお、上記弁体７３、７３は、弁口７１、７１の開口面積より僅かに狭く形成されることにより、両室１ａ、１ｂ間を常時連通する連通孔７５、７５として機能するようになっている。
また、上記弁体７３、７３で開閉される弁口７１、７１の広さが、開口部４１、４１を含めたバッフルプレート４の面積の少なくとも３０％を超える割合で形成されている。

そして、閉弁時には、両弁体７３、７３の回動側先端部がバッフルプレート４の中央部の円形部分４ａにそれぞれ当接するようになっている。また、弁体７３、７３の回動側先端部が当接する円形部分４ａには図示を省略したステンレスを編んだメッシュを圧縮したものが取り付けられていて、閉弁時に弁体７３がバッフルプレート４に衝突した場合の音の発生を抑制するようになっている。

次に、この実施例１の作用・効果を説明する。
この実施例１の消音器における排気制御弁構造では、上述のように構成されるため、エンジンの回転数が所定の低速回転数域の排気ガスの圧力が低い時には開弁しないようにコイルスプリング７４、７４の付勢力を設定しておくことにより、エンジンの低回転時においては、コイルスプリング７４、７４の付勢力の方が上回って制御弁が閉じた状態に維持される。

従って、エンジンの低速回転時には、排気ガスはインレットパイプ５からエンドプレート３側の室１ｂに流入した後、連通孔７５、７５から上流側の室１ａに流入し、アウトレットパイプ６を通って消音器外に排気される。

そして、排気ガスがインレットパイプ５から広い室１ｂに流入する際、及び、連通孔７５、７５から広い室１ｂ内に流入する際に、拡張による消音効果が、そして、広い室１ａからアウトレットパイプ６に流入する際に、縮小による消音効果が得られるもので、これにより、車両の低速走行時に必要とされる低騒音化要求を満足させることができる。

また、エンジン回転数が所定の低速回転域を越えた、中・高回転時においては、消音器内を流れる排気圧力が大きくなるため、排気ガスの圧力がコイルスプリング７４、７４の付勢力に勝って弁体７３、７３が室１ａ方向へ回動して弁口７１、７１が開かれた状態となり、排気ガスが室１ｂから室１ａに流入する際の流体抵抗が減少するため、車両の中・高速走行時に必要とされる排気圧力の低減化要求を満足させることができる。

この実施例１の消音器における排気制御弁構造では、上述のように、消音器本体内を仕切るバッフルプレート４の中心部が排気ガス流れの下流側（室１ａ）へ向けて窪むように傾斜した略円錐状に形成され、該バッフルプレート４における傾斜面の一部に形成された開口部４１、４１を弁口７１、７１とし、該弁口７１、７１を排気ガス流れの下流側（室１ａ）からシェル１側の軸７２を中心として開閉自在に回動する弁体７３、７３が設けられ、該弁体７３、７３はコイルスプリング７４、７４により弁口を閉じる方向に付勢されている構成としたことにより、弁体７３、７３が傾斜している分だけ排気ガス流れの曲がりが少ないため開弁時の通気抵抗が小さくなると共に、弁口７１、７１を通過した排気ガスの流れ方向の変化が少なくなるため、流れ込んだ室（上流側の室１ａ）内で発生する乱流が抑制され、これにより、高周波レベルの騒音を低減させることができるようになるという効果が得られる。

また、バッフルプレート４の傾斜面に形成された開口部４１、４１を弁口７１、７１とすることで、弁口７１、７１の開口面積を広くとることができると共に、弁座本体部が省略された構造であるため、弁口７１、７１自体の開口面積を少なくともその分だけ広くとれるようになるため、エンジンの中・高速回転時における十分な排気ガスの抵抗の低減化を図ることができるという効果が得られる。

また、弁体７３、７３で開閉される弁口７１、７１がバッフルプレート４の面積の少なくとも３０％を超える割合で形成されることにより、十分な排気ガスの低減化を図ることができるようになる。

また、弁体７３、７３がバッフルプレート４の頂点を中心として互いに対向する位置に一対設けられることにより、弁口７１、７１をバッフルプレート４の面積の３０％を超える割合に形成させることが可能になると共に、両弁口７１、７１を通過する排気ガスの流れをシェル中央部において浅い角度で衝突させることができるので、乱流の発生を抑制することができるようになる。
さらに、弁口７１から弁体７３に沿って流出した排気ガスはシェル１及びエンドプレート２に斜めに当たるため、壁面を振動させる力が減少しいわゆる放射音を低減することができる。

また、閉弁時には、両弁体７３、７３の回動側先端部のみがバッフルプレート４の中央部の円形部分４ａにそれぞれ当接する構造とすることで、閉弁時の弁体７３、７３がバッフルプレート４に衝突した場合でも衝突音を抑制するために円形部分４ａに取り付けられるメッシュを最小限に小さくすることができ、これにより、コストの低減化が可能になる。

次に、他の実施例について説明する。この他の実施例の説明にあたっては、前記実施例１と同様の構成部分については図示を省略し、若しくは同様の構成部分の符号にザッシュを付してその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

図４は、実施例２の消音器における排気制御弁構造を示す縦断面ずである。
この実施例２は、実施例１における装置の変形例を示すものであり、実施例１ではシェル１が円筒状に形成された消音器に適用された例を示したが、この実施例２では、図４の縦断面図に示すように、シェル１' が略四角形状に形成された消音器に適用されている点が実施例１とは相違したものである。
即ち、この実施例２では、バッフルプレート４' が四角錐状になっていて、インレットパイプ５' 及びアウトレットパイプ６' を支持している面と別の面７１' 、７１' が設けられている。
また、弁口７１' 、７１' に対して、弁体７３' 、７３' の面積を大きくした構成と成っている。インレットパイプ５' 及びアウトレットパイプ６' を支持している面に連通孔７５' 、７５' が設けられている。なお、実施例１におけるように面積を小さくしてもよいことはもちろんである。
従って、この実施例２では、実施例１とほぼ同様の効果が得られる。

以上本実施例１を説明してきたが、本発明は上述の実施例１に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例１では、弁体７３、７３をバッフルプレート４の頂点を中心として互いに対向する位置に一対設けたが、何れか一方のみでもよい。その場合、弁口７１から弁体７３に沿って流出した排気ガスは、シェル１及びエンドプレート２に斜めに当たるため、壁面を振動させる力が減少していわゆる放射音を低減できる。
また、断面形状が、円形、四角形の他、楕円形、三角形状の消音器にも適用することができる。
また、室１ａ、１ｂに小孔を設けたバッフルプレートを設けて、共鳴室を設けるように構成してもよい。

実施例１の消音器における排気制御弁構造を示す縦断面図である。 図１のＡ−Ａ線における縦断面図である。 図１のＢ−Ｂ線における横断面図である。 実施例２の消音器における排気制御弁構造を示す縦断面図である。

符号の説明

１ シェル
１ａ 室
１ｂ 室
２ エンドプレート
３ エンドプレート
４ バッフルプレート
４ａ 円形部分
４１ 開口部
５ インレットパイプ
６ アウトレットパイプ
７ 排気制御弁
７１ 弁口
７２ 軸
７３ 弁体
７４ コイルスプリング（付勢手段）
７５ 連通孔
７６ 連通孔

Claims (3)

1. 消音器本体内を複数の室に仕切るバッフルプレートが排気ガス流れの下流側へ向けて窪むように傾斜した略錐状に形成され、
   該バッフルプレートにおける傾斜面の一部に形成された開口部を弁口とし、該弁口を排気ガス流れの下流側からシェル側に設けた軸を中心として開閉自在に回動する弁体が設けられ、
   該弁体は付勢手段により前記弁口を閉じる方向に付勢されていることを特徴とする消音器における排気制御弁構造。
2. 請求項１に記載の消音器における排気制御弁構造において、前記弁体で開閉される前記弁口が前記バッフルプレートの面積の３０％を超える割合で形成されていることを特徴とする消音器における排気制御弁構造。
3. 請求項１または２に記載の消音器における排気制御弁構造において、前記弁体が前記バッフルプレートの頂点を中心として互いに対向する位置に一対設けられていることを特徴とする消音器における排気制御弁構造。

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