JP2563930Y2 - エンジン用マフラーのバルブ構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、内部圧力に応じて排気
ガスの排気量を変化させることで消音機能を変化させる
エンジン用マフラーのバルブ構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの排気系では、エンジンが低速
回転している時には排気ガスの流れを阻害して消音効率
を向上させ、またエンジンが高速回転している時には排
気ガスを流れ易くして背圧を減少させることで出力を増
加させるように構成するのが一般である。このため、マ
フラー内の所定位置或いはアウターパイプにバルブを設
け、このバルブを排気ガス流量に応じて開閉する機構が
用いられている。

【０００３】上記バルブ機構としては種々の特徴を持っ
たものが数多く提案されており、夫々実用化されてい
る。例えば、実開昭54−1757号公報に開示された技術
は、エンジンの排気系の大気開放端部に設けた筒状体に
弁体を設け、この弁体を筒状体の開口部の面積を小とす
る方向にスプリングで付勢して排気流量の増大に応じて
開口部面積を増大するように構成したものである。この
技術によれば、排気量の変化に応じて開口部の面積を変
化させることが可能であり、エンジン性能を低下させる
ことなく、排気騒音を低減させることが出来る。

【０００４】また実開平４-14719号公報に開示された技
術は、排気管内にバタフライバルブを設け、排気量の変
化に応じて前記バタフライバルブの開度を制御するよう
に構成したものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】前者の技術では、スプ
リングが排気ガスに直接曝されるため、該ガスの温度に
よる影響を受けてスプリング特性が変化するという問
題、及び弁体がシャフトに沿って移動するため、弁体と
シャフトの齧りや焼きつきによる固着等が発生するとい
う問題がある。

【０００６】後者の技術では、バルブと制御系のユニッ
トが異なる部品として構成されるため、機構が複雑であ
り生産性が悪く且つコストが高い等の問題がある。

【０００７】本考案の目的は、構造が簡単で且つ信頼性
の高いエンジン用マフラーのバルブを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本考案に係るエンジン用マフラーのバルブ構造は、エ
ンジン用マフラーに取り付けられ該マフラー内の圧力に
応じて排気ガスの流量を調整して消音機能を変化させる
バルブの構造であって、マフラーに配設された所定の管
の管口と対向して配置され該管口よりも大きな面積を有
し且つ一部が球面状に形成されると共に外周に所定長さ
の折り返し部を有する閉塞部材と、前記閉塞部材を管口
方向に付勢する付勢部材と、前記付勢部材を保持し且つ
外周に前記閉塞部材の折り返し部と遊嵌する筒状部を有
するカバー部材とを有し、前記カバー部材をマフラーの
端部に配置された端板に取り付けて構成されるものであ
る。

【０００９】

【作用】上記バルブ構造によれば、構造が簡単で且つ信
頼性の高いバルブを構成することが出来る。

【００１０】即ち、マフラーに配設された所定の管の管
口と対向して該管口よりも大きな面積を有し且つ付勢部
材によって管口方向に付勢された閉塞部材を設け、且つ
マフラーの端板に付勢部材を保持するカバー部材を取り
付けたので、閉塞部材には管に作用する排気ガスの圧力
（マフラーの内圧）に応じた力が付勢部材による付勢力
と対抗して作用する。

【００１１】従って、エンジンの回転数が低くマフラー
の内圧が低い場合には付勢部材によって管口方向に付勢
された閉塞部材が管口を閉塞し、これにより消音効率を
向上させることが出来る。またエンジンの回転数が高く
マフラーの内圧が増大すると閉塞部材は付勢部材の付勢
力に抗して変位し、これにより管の管口を開放して排気
ガスの流量を増大させることで背圧を減少して出力を増
大させることが出来る。

【００１２】また閉塞部材の受圧面の一部を球面状に形
成することで自己調心機能を付与することが可能とな
り、確実に管の管口を閉塞することが出来る。また閉塞
部材の外周に折り返し部を設け、この折り返し部をカバ
ー部材の筒状部に遊嵌させることで所謂フローティング
タイプのバルブ構造としたので、閉塞部材が移動する際
に他の部材との摺動部分を無くすことが可能となり、齧
りや焼きつき等の発生を防止して信頼性を向上させるこ
とが出来る。

【００１３】

【実施例】以下、上記バルブ構造の一実施例について図
を用いて説明する。図１は本考案に係るバルブ構造を説
明する図であり、（ａ）は管口を閉塞した状態を示す
図，（ｂ）は管口を開放した状態を示す図、図２は本考
案に係るバルブを取り付けたマフラーの第１例を示す
図、図３は本考案に係るバルブを取り付けたマフラーの
第２例を示す図である。

【００１４】図１に示すように、バルブＡは、マフラー
Ｂに配設された管11の管口11ａと対向して配置された閉
塞部材１と、閉塞部材１を管口11ａを閉塞する方向に付
勢する付勢部材となるバネ２と、マフラーＢの端板12に
取り付けられバネ２を保持するカバー３とによって構成
されている。

【００１５】閉塞部材１は、管11の管口11ａを確実に閉
塞し得るように、管11の開口面積よりも大きい面積を持
って形成されている。閉塞部材１の受圧面は一部に球面
状の曲面１ａが形成されており、閉塞部材１の中心であ
る底部には円形状の平坦面１ｂが形成されている。また
曲面１ａの外周には該曲面１ａと連続してリング状の平
面１ｃが形成され、この平面１ｃと連続して円筒状の折
り返し部１ｄが形成されている。前記折り返し部１ｄの
長さは、管11の開口面積，閉塞部材１のストローク等を
考慮して設定された寸法を有している。

【００１６】上記の如く閉塞部材１の受圧面に球面状の
曲面１ａを形成することによって、管11を介して作用す
るマフラーＢの内圧を曲面１ａの形状に応じた方向に分
散させることが可能である。このため、閉塞部材１は自
己調心機能を発揮することとなり、特別なガイドシャフ
ト等を必要とすることなく、管11の軸心と平行に移動す
ることが可能である。

【００１７】閉塞部材１の受圧面の中心に形成された平
坦面１ｂであって管11と対向する面の反対側の面にバネ
２を受け入れるバネ受け部材４が固着されており、該バ
ネ受け部材４にバネ２の一端が保持されている。

【００１８】バネ２は、マフラーＢの内圧に対抗して閉
塞部材１を管11の管口11ａの方向に付勢する機能を有し
ており、マフラーＢの設計段階で設定された消音特性を
満足し得るバネ定数及び耐熱特性を持って構成されてい
る。このバネ２は、一方の端部が閉塞部材１に固着され
たバネ受け部材４に保持され、他方の端部が後述するカ
バー３のバネ受け部３ａに保持されている。

【００１９】カバー３は、中心にバネ２を保持するバネ
受け部３ａを形成すると共に、外周に閉塞部材１の折り
返し部１ｄの内径よりも小さい外径を持った筒状部３ｂ
を形成した気密性を有する円筒状の部材によって構成さ
れている。前記筒状部３ｂの長さは閉塞部材１の折り返
し部１ｄの長さよりも大きい値を有している。

【００２０】従って、カバー３の筒状部３ｂは閉塞部材
１の折り返し部１ｄに遊嵌され、所謂フローティングタ
イプのバルブを構成することが可能である。このため、
閉塞部材１に大きな傾斜が生じない限り折り返し部１ｄ
が筒状部３ｂと接触することがなく、齧りや焼きつき等
の発生を防止することが可能である。

【００２１】上記カバー３はマフラーＢを構成する端板
12の管11と対向する位置に取り付けられている。カバー
３の端板12に対する取付方法は特に限定するものではな
い。例えば、カバー３を溶接等の手段によって端板12に
固着することが可能である。また端板12に閉塞部材１の
折り返し部１ｄの外径よりも大きい直径を持った孔を形
成すると共に、カバー３に前記孔よりも大きい図示しな
いフランジを固着し、このフランジを端板12にボルト等
によって取り付けることで、バルブＡをマフラーＢに対
し着脱可能に取り付けても良い。このように、バルブＡ
をマフラーＢに着脱可能に取り付けた場合には、該バル
ブＡに対するメンテナンス作業を行う際に有利である。

【００２２】管11の管口11ａの周囲には、閉塞部材１の
受圧面の外周に形成された平面１ｃと接触して気密を保
持するシールストッパー５が嵌挿されている。またシー
ルストッパー５と端板12を接続して多数の孔６ａを形成
したケース６が設けられている。

【００２３】上記の如く構成されたバルブＡに於いて、
管11を介して閉塞部材１に作用するマフラーＢの内圧が
低いとき、同図（ａ）に示すように、閉塞部材１はバネ
２によって矢印ａ方向に付勢され、平面１ｃがシールス
トッパー５と当接して管口11ａを閉塞する。

【００２４】マフラーＢの内圧が上昇すると、同図
（ｂ）に示すように、内圧に応じて閉塞部材１はバネ２
の付勢力に抗して矢印ｂ方向に移動し、平面１ｃのシー
ルストッパー５に対する当接が解除されて管11の管口11
ａが開放される。そして管11内の排気ガスは管口11ａか
ら閉塞部材１の方向に流れ、ケース６の孔６ａを通って
流出する。このようにしてマフラーＢの内圧に応じて閉
塞部材１が管11の管口11ａを閉塞し、或いは開放するこ
とが可能である。

【００２５】上記構成を有するバルブＡでは、バネ２が
閉塞部材１の裏面側で且つカバー３の筒状部３ｂの内部
に配置されるため直接排気ガスに曝されることがない。
このため、バネ２に対する熱の影響を軽減することが可
能となり、バネ特性の変化を軽減させると共に信頼性の
向上をはかることが可能である。また閉塞部材１及びカ
バー３をプレス加工によって製作することが可能であ
り、製造コストの軽減をはかることが可能である。

【００２６】次に、上記構成を有するバルブＡを取り付
けたマフラーＢの第１例について図２により説明する。
図２は端板12，13によって閉塞されたマフラーＢを３枚
の仕切板14ａ〜14ｃによって４つの室15ａ〜15ｄを形成
し、エンジンからの排気ガスを管16によって室15ａに導
いて膨張させ後、所定の経路を通って室15ｃから管17に
よって大気中に放出し得るように構成したものである。

【００２７】本実施例では、管11は室15ｂと室15ｃを接
続して配置されており、管11と平行に該管11よりも細い
管18が配置されている。同図（ａ）に示すように、マフ
ラーＢの内圧が低く管11がバルブＡによって閉塞されて
いる場合、排気ガスは管18を通って室15ｂから室15ｃに
導かれた後、管17から大気中に放出される。そして同図
（ｂ）に示すように、マフラーＢの内圧が上昇して管11
が開放されたとき、排気ガスは管11及び管18を通って室
15ｂから室15ｃに導かれ、その後、管17から大気中に放
出される。

【００２８】図３はマフラーＢの第２例を説明する図で
ある。本実施例に於いて、管11の室15ｃと対応する部分
には複数の孔11ｂが形成されている。このため、同図
（ａ）に示すように、マフラーＢの内圧が低く管11がバ
ルブＡによって閉塞されている場合、排気ガスは室15ｂ
から管11の孔11ｂを通って室15ｃに流入し、該室15ｃか
ら管17に導かれて大気中に放出される。また同図（ｂ）
に示すようにマフラーＢの内圧が上昇し管11が開放され
たとき、排気ガスは管11の孔11ｂ及び管口11ａを通って
室15ｂから室15ｃに導かれ、その後、管17から大気中に
放出される。

【００２９】

【考案の効果】以上詳細に説明したように本考案に係る
エンジン用マフラーのバルブ構造では、閉塞部材の受圧
面の一部を球面状に構成することによって自己調心機能
を付与することが出来、且つマフラーの内圧が受圧面全
体に作用して作動するため高い効率を得ることが出来
る。

【００３０】また閉塞部材の外周に設けた折り返し部と
カバー部材の筒状部とを遊嵌させたので、摺動部分のな
いフローティングタイプのバルブ構造とすることが可能
となり、齧りや焼きつきを防止することが出来、高い耐
久性と開閉特性に対する高い信頼性を得ることが出来
る。

【００３１】またバルブが閉塞部材と付勢部材及びカバ
ー部材によって構成されるため構造が簡単となり、且つ
閉塞部材及びカバー部材をプレス加工によって製作する
ことが出来るためコスト的に有利となる。

【００３２】また付勢部材が閉塞部材の裏面側で且つカ
バー部材の内部に収容されるため、排気ガスによる熱影
響を軽減することが可能となり、特性の変化を軽減させ
て耐久性を向上させると共に信頼性を向上させることが
出来る等の特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るバルブ構造を説明する図であり、
（ａ）は管口を閉塞した状態を示す図，（ｂ）は管口を
開放した状態を示す図である。

【図２】本考案に係るバルブを取り付けたマフラーの第
１例を示す図である。

【図３】本考案に係るバルブを取り付けたマフラーの第
２例を示す図である。

【符号の説明】

Ａ バルブ Ｂ マフラー １ 閉塞部材 １ａ 曲面 １ｂ 平坦面 １ｃ 平面 １ｄ 折り返し部 ２ バネ ３ カバー ３ａ バネ受部 ３ｂ 筒状部 ４ バネ受け部材 ５ シールストッパー ６ ケース 11 管 11ａ 管口 11ｂ 孔 12 端板

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン用マフラーに取り付けられ該マ
   フラー内の圧力に応じて排気ガスの流量を調整して消音
   機能を変化させるバルブの構造であって、マフラーに配
   設された所定の管の管口と対向して配置され該管口より
   も大きな面積を有し且つ一部が球面状に形成されると共
   に外周に所定長さの折り返し部を有する閉塞部材と、前
   記閉塞部材を管口方向に付勢する付勢部材と、前記付勢
   部材を保持し且つ外周に前記閉塞部材の折り返し部と遊
   嵌する筒状部を有するカバー部材とを有し、前記カバー
   部材をマフラーの端部に配置された端板に取り付けたこ
   とを特徴としたエンジン用マフラーのバルブ構造。