JP3126106B2 - 自動車用排気消音装置 - Google Patents
自動車用排気消音装置Info
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- JP3126106B2 JP3126106B2 JP08054854A JP5485496A JP3126106B2 JP 3126106 B2 JP3126106 B2 JP 3126106B2 JP 08054854 A JP08054854 A JP 08054854A JP 5485496 A JP5485496 A JP 5485496A JP 3126106 B2 JP3126106 B2 JP 3126106B2
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- rotation
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
- F01N1/16—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts
- F01N1/166—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts for changing gas flow path through the silencer or for adjusting the dimensions of a chamber or a pipe
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は自動車等の排気系
から発する騒音の低減を図るための排気消音装置に関す
る。
から発する騒音の低減を図るための排気消音装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動車用排気消音装置としては、
例えば図１１、図１２（本出願人による特願平６−３２
３３３６号）に示されるものがある。
例えば図１１、図１２（本出願人による特願平６−３２
３３３６号）に示されるものがある。
【０００３】マフラ１の内部は３つのバッフル板６，
７，８により仕切られ、それぞれ第１、第２、第３拡張
室２，３，４と、共鳴室５が形成される。インレットチ
ューブ９が第１拡張室２に連通し、第２拡張室２と第３
拡張室３とはパスチューブ１０により連通し、第３拡張
室３は途中に吸音チャンバ１７を備える第１テールチュ
ーブ１１により大気へと接続する。また、第１拡張室２
と第３拡張室４とは開口部１３を介して連通すると共
に、この開口部１３を回転軸１４を中心にして開閉する
バルブ１５が設けられ、この第３拡張室４は途中に吸音
チャンバ１７を備える第２テールチューブ１２により外
部と接続する。さらに、第１拡張室２は首管１６を介し
て共鳴室５と連通している。
７，８により仕切られ、それぞれ第１、第２、第３拡張
室２，３，４と、共鳴室５が形成される。インレットチ
ューブ９が第１拡張室２に連通し、第２拡張室２と第３
拡張室３とはパスチューブ１０により連通し、第３拡張
室３は途中に吸音チャンバ１７を備える第１テールチュ
ーブ１１により大気へと接続する。また、第１拡張室２
と第３拡張室４とは開口部１３を介して連通すると共
に、この開口部１３を回転軸１４を中心にして開閉する
バルブ１５が設けられ、この第３拡張室４は途中に吸音
チャンバ１７を備える第２テールチューブ１２により外
部と接続する。さらに、第１拡張室２は首管１６を介し
て共鳴室５と連通している。
【０００４】インレットチューブ９より第１拡張室２に
導入される排気圧力の低い、エンジン低回転領域などで
は、バルブ１５が閉じており、排気ガスは第１拡張室２
から第２拡張室３、第１テールチューブ１０を介して大
気に放出されるが、この過程で排気ガスの脈動が減衰さ
れ、また首管１６を介して連通する共鳴室５における共
鳴により低周波の脈動成分が減衰される。また排気ガス
の圧力が上昇するエンジン高回転領域ではバルブ１５が
開き、すると一部の排気ガスは第３拡張室４から第２テ
ールチューブ１２を介しても大気に放出されるようにな
り、これにより排気ガスの脈動を減衰しつつ、排気ガス
の通過抵抗を減じ、高回転領域での排気損失を低減して
エンジン出力性能を高める。このようにして、エンジン
回転数の低回転から高回転まで効果的に排気騒音を低減
すると共に、高回転領域でのエンジン出力の低下を防止
している。
導入される排気圧力の低い、エンジン低回転領域などで
は、バルブ１５が閉じており、排気ガスは第１拡張室２
から第２拡張室３、第１テールチューブ１０を介して大
気に放出されるが、この過程で排気ガスの脈動が減衰さ
れ、また首管１６を介して連通する共鳴室５における共
鳴により低周波の脈動成分が減衰される。また排気ガス
の圧力が上昇するエンジン高回転領域ではバルブ１５が
開き、すると一部の排気ガスは第３拡張室４から第２テ
ールチューブ１２を介しても大気に放出されるようにな
り、これにより排気ガスの脈動を減衰しつつ、排気ガス
の通過抵抗を減じ、高回転領域での排気損失を低減して
エンジン出力性能を高める。このようにして、エンジン
回転数の低回転から高回転まで効果的に排気騒音を低減
すると共に、高回転領域でのエンジン出力の低下を防止
している。
【０００５】一方、排気圧力に応じて開閉するバルブ１
５は、軸受２１間に支持された回転軸１４を中心に回転
するが、リターンスプリング２４により開口部１３を閉
じる方向に付勢される共に、バルブ１５の開閉に伴う接
触打音を低減するため緩衝材２０が設けられる。とくに
排気圧力の比較的低い運転領域にあって、バルブ１５の
開度が小さいときは、排気ガスの脈動に応じてバルブ１
５がバタツキを起こし、バッフル板７の一部と衝突して
打音を発生するので、これを低減するため緩衝材２０を
設けている。
５は、軸受２１間に支持された回転軸１４を中心に回転
するが、リターンスプリング２４により開口部１３を閉
じる方向に付勢される共に、バルブ１５の開閉に伴う接
触打音を低減するため緩衝材２０が設けられる。とくに
排気圧力の比較的低い運転領域にあって、バルブ１５の
開度が小さいときは、排気ガスの脈動に応じてバルブ１
５がバタツキを起こし、バッフル板７の一部と衝突して
打音を発生するので、これを低減するため緩衝材２０を
設けている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにバルブ１５に所定の閉弁力を発生させるために、リ
ターンスプリング２４を設け、このバネ力によりバルブ
１５を閉弁力を付与する場合、バルブ１５の開度に応じ
てバネ力も大きくなり、それに打ち勝ってバルブ１５が
開くこととなり、このためバルブ１５が開くときの排気
圧力損失がバネ力に応じて大きくなってしまう。もし、
リターンスプリング２４のバネ力を小さくすると、バル
ブ１５をしっかりと閉じておくことができなくなり、排
気ガスの脈動で作動が不安定となり、バルブ１５のバタ
ツキ現象が生じ、バッフル板７との接触による打音も大
きくなってしまう。排気ガスの脈動によりバルブがバタ
ツキを起こすと、緩衝材２０、およびバルブ１５の回転
軸軸受２１の劣化も早まってしまう。
うにバルブ１５に所定の閉弁力を発生させるために、リ
ターンスプリング２４を設け、このバネ力によりバルブ
１５を閉弁力を付与する場合、バルブ１５の開度に応じ
てバネ力も大きくなり、それに打ち勝ってバルブ１５が
開くこととなり、このためバルブ１５が開くときの排気
圧力損失がバネ力に応じて大きくなってしまう。もし、
リターンスプリング２４のバネ力を小さくすると、バル
ブ１５をしっかりと閉じておくことができなくなり、排
気ガスの脈動で作動が不安定となり、バルブ１５のバタ
ツキ現象が生じ、バッフル板７との接触による打音も大
きくなってしまう。排気ガスの脈動によりバルブがバタ
ツキを起こすと、緩衝材２０、およびバルブ１５の回転
軸軸受２１の劣化も早まってしまう。
【０００７】また、一般的にマフラ内部は車両の運転負
荷状況により低温から高温までの排気ガスにさらされて
おり、マフラ内部に設けられたバルブ１５を閉弁させる
ためのバネも同様な状況下にあるため、高温耐久性の高
いバネ材を使用しないと、バネ特性が運転負荷状況によ
り変化してしまい、いつも設定した排気ガス圧力で正確
にバルブ１５を開閉させることが難しくなるという問題
もある。
荷状況により低温から高温までの排気ガスにさらされて
おり、マフラ内部に設けられたバルブ１５を閉弁させる
ためのバネも同様な状況下にあるため、高温耐久性の高
いバネ材を使用しないと、バネ特性が運転負荷状況によ
り変化してしまい、いつも設定した排気ガス圧力で正確
にバルブ１５を開閉させることが難しくなるという問題
もある。
【０００８】この発明は、このような従来の問題を解決
すべくなされたもので、バルブによる排気圧力損失の低
減とバタツキ防止、さらには常に安定した作動特性を確
保することを目的とする。
すべくなされたもので、バルブによる排気圧力損失の低
減とバタツキ防止、さらには常に安定した作動特性を確
保することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、マフラ内
部のバッフル板に設けられた開口部を、排気ガスの圧力
により回転軸を中心に回転して開閉するバルブを備えた
自動車用排気消音装置において、バルブの回転軸をバル
ブの中心から所定距離オフセットし、バルブ回転軸によ
り二つに分けられた一方のバルブ面の開口率はバルブの
回転角に応じて増加し、他方のバルブ面の開口率がある
回転角以上では一定となるように構成した。
部のバッフル板に設けられた開口部を、排気ガスの圧力
により回転軸を中心に回転して開閉するバルブを備えた
自動車用排気消音装置において、バルブの回転軸をバル
ブの中心から所定距離オフセットし、バルブ回転軸によ
り二つに分けられた一方のバルブ面の開口率はバルブの
回転角に応じて増加し、他方のバルブ面の開口率がある
回転角以上では一定となるように構成した。
【００１０】第２の発明は、バルブ回転軸により二つに
分けられた一方のバルブの回動軌跡に沿って所定範囲の
回動領域を外側から覆うカバープレートを開口部の外側
に位置してバッフル板に取付け、このカバープレートに
はバルブの回動位置によってバッフル板の上流側から下
流側へと排気ガスを通過させる開口を設けた。
分けられた一方のバルブの回動軌跡に沿って所定範囲の
回動領域を外側から覆うカバープレートを開口部の外側
に位置してバッフル板に取付け、このカバープレートに
はバルブの回動位置によってバッフル板の上流側から下
流側へと排気ガスを通過させる開口を設けた。
【００１１】第３の発明は、バルブ回転軸により二つに
分けられた一方のバルブの回動軌跡に沿って所定範囲の
回動領域を覆うカバープレートをバルブに取付け、この
カバープレートを開口部の内周にそって回動させると共
に、カバープレートにはその回動位置によってバッフル
板の上流側から下流側へと排気ガスを通過させる開口を
設けた。
分けられた一方のバルブの回動軌跡に沿って所定範囲の
回動領域を覆うカバープレートをバルブに取付け、この
カバープレートを開口部の内周にそって回動させると共
に、カバープレートにはその回動位置によってバッフル
板の上流側から下流側へと排気ガスを通過させる開口を
設けた。
【００１２】第４の発明は、前記バルブを閉弁位置に停
止させるストッパーを設け、ストッパーにはバッフル板
との当接位置に緩衝材を設けた。
止させるストッパーを設け、ストッパーにはバッフル板
との当接位置に緩衝材を設けた。
【００１３】
【作用】第１の発明において、バルブには回転軸によっ
て分けられた２つの面について、それぞれ排気ガスの圧
力が作用し、これによって生じるバルブの回転力は互い
に反対方向となる。バルブが開き始めるときの排気圧力
については、バルブ中心からの回転軸のオフセット量に
応じて自由に設定でき、このためバルブを閉弁位置に保
持するリターンスプリングのバネ定数は小さくてよい。
て分けられた２つの面について、それぞれ排気ガスの圧
力が作用し、これによって生じるバルブの回転力は互い
に反対方向となる。バルブが開き始めるときの排気圧力
については、バルブ中心からの回転軸のオフセット量に
応じて自由に設定でき、このためバルブを閉弁位置に保
持するリターンスプリングのバネ定数は小さくてよい。
【００１４】またバルブがいったん開弁すると、一方の
バルブ面からの排気の流入は一定に制限され、開度の増
加に伴う排気ガスの増加分はすべてが他方のバルブ面を
通過するので、その流体力を受け、それ以後は圧力のわ
ずかな上昇に対してバルブが大きく開く。
バルブ面からの排気の流入は一定に制限され、開度の増
加に伴う排気ガスの増加分はすべてが他方のバルブ面を
通過するので、その流体力を受け、それ以後は圧力のわ
ずかな上昇に対してバルブが大きく開く。
【００１５】これらの結果、バルブ開弁後の排気圧力損
失を大幅に低減することが可能となり、エンジンの出力
性能の向上が図れる。
失を大幅に低減することが可能となり、エンジンの出力
性能の向上が図れる。
【００１６】また、回転軸を中心にして２つのバルブ面
には、同相の排気圧力が作用し、このため排気圧力脈動
による押圧力が互いに相殺され、とくに低開度領域での
排気脈動に起因してのバルブのバタツキ現象を抑制し、
これによるバルブ打音の発生を低減できる。
には、同相の排気圧力が作用し、このため排気圧力脈動
による押圧力が互いに相殺され、とくに低開度領域での
排気脈動に起因してのバルブのバタツキ現象を抑制し、
これによるバルブ打音の発生を低減できる。
【００１７】第２の発明では、バルブが開いていき、そ
の開度がカバープレートの開口を過ぎると、一方のバル
ブ面からの開口率は一定となり、それ以後は他方のバル
ブ面を経由しての排気ガスのみが増加していき、この流
体力を受けてバルブが大きく開き、これにより排気圧力
損失を減少させる。
の開度がカバープレートの開口を過ぎると、一方のバル
ブ面からの開口率は一定となり、それ以後は他方のバル
ブ面を経由しての排気ガスのみが増加していき、この流
体力を受けてバルブが大きく開き、これにより排気圧力
損失を減少させる。
【００１８】第３の発明では、バルブと共にカバープレ
ートが回動していき、カバープレートの開口がバッフル
板を通過すると、一方のバルブ面からの開口率は一定と
なり、それ以後は他方のバルブ面を経由する排気ガスの
みが増加していく。これによりバルブが大きく開き、排
気圧力損失を減少させる。また、カバープレートがバル
ブに取付けられるため、それだけ慣性モーメントが大き
くなり、バルブのバタツキ現象の抑制に寄与する。
ートが回動していき、カバープレートの開口がバッフル
板を通過すると、一方のバルブ面からの開口率は一定と
なり、それ以後は他方のバルブ面を経由する排気ガスの
みが増加していく。これによりバルブが大きく開き、排
気圧力損失を減少させる。また、カバープレートがバル
ブに取付けられるため、それだけ慣性モーメントが大き
くなり、バルブのバタツキ現象の抑制に寄与する。
【００１９】第４の発明では、エンジン停止時などを含
めてバルブを確実に閉弁保持し、また微小開度において
バルブがバタツキ現象を起こしたときなどの打音を減衰
することができる。
めてバルブを確実に閉弁保持し、また微小開度において
バルブがバタツキ現象を起こしたときなどの打音を減衰
することができる。
【００２０】
【実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００２１】図１はこの発明の第１の実施の形態を示す
もので、マフラ１の内部にはバッフル板６、７により仕
切られた第１拡張室２、第２拡張室３、共鳴室５が形成
され、このうち第１拡張室２には、エンジン（図示せ
ず）からの排気ガスを導入するインレットチューブ９が
開口する。
もので、マフラ１の内部にはバッフル板６、７により仕
切られた第１拡張室２、第２拡張室３、共鳴室５が形成
され、このうち第１拡張室２には、エンジン（図示せ
ず）からの排気ガスを導入するインレットチューブ９が
開口する。
【００２２】さらに第１拡張室２には導入された排気ガ
スを大気に開放するため、吸音チャンバ１７が途中に設
けられている第１テールチューブ１１が接続されると共
に、第１拡張室２と共鳴室５とが首管１６を介して互い
に接続する。
スを大気に開放するため、吸音チャンバ１７が途中に設
けられている第１テールチューブ１１が接続されると共
に、第１拡張室２と共鳴室５とが首管１６を介して互い
に接続する。
【００２３】そして、共鳴室５と第２拡張室３との間を
仕切っているバッフル板７には、開口部１３が設けら
れ、エンジン停止時あるいは排気圧力の低いときに、こ
の開口部１３を閉塞するようにバルブ１５が設置されて
いる。また、第２拡張室３は途中に吸音チャンバ１７を
備えている第２テールチューブ１２を介して大気と連通
する。
仕切っているバッフル板７には、開口部１３が設けら
れ、エンジン停止時あるいは排気圧力の低いときに、こ
の開口部１３を閉塞するようにバルブ１５が設置されて
いる。また、第２拡張室３は途中に吸音チャンバ１７を
備えている第２テールチューブ１２を介して大気と連通
する。
【００２４】したがって、排気ガス流量が少なく圧力も
低いエンジン低回転領域などでは第１拡張室２に導入さ
れた排気ガスは、第１テールチューブ１１から大気へと
放出され、この過程で圧力脈動が減衰され、また首管１
６を介して連通する共鳴室５の働きにより主として低周
波の脈動成分が減衰される一方、排気ガス流量が増大す
るエンジン高回転領域などでは、排気ガスの圧力により
バルブ１５が開き、一部が共鳴室５から開口部１３、第
２拡張室３、第２テールチューブ１２を介しても大気へ
と放出されるようになり、共鳴室５は拡張要素として作
用し、これらによりエンジン高回転領域での排気脈動を
減衰し、かつバルブ１５の開弁により排気通過抵抗を減
じる。
低いエンジン低回転領域などでは第１拡張室２に導入さ
れた排気ガスは、第１テールチューブ１１から大気へと
放出され、この過程で圧力脈動が減衰され、また首管１
６を介して連通する共鳴室５の働きにより主として低周
波の脈動成分が減衰される一方、排気ガス流量が増大す
るエンジン高回転領域などでは、排気ガスの圧力により
バルブ１５が開き、一部が共鳴室５から開口部１３、第
２拡張室３、第２テールチューブ１２を介しても大気へ
と放出されるようになり、共鳴室５は拡張要素として作
用し、これらによりエンジン高回転領域での排気脈動を
減衰し、かつバルブ１５の開弁により排気通過抵抗を減
じる。
【００２５】このようにエンジン回転数の低回転領域か
ら高回転領域まで、排気騒音を効果的に低減すると共
に、排気量の増大する高出力運転領域において、エンジ
ンに高出力性能を発揮させられる。
ら高回転領域まで、排気騒音を効果的に低減すると共
に、排気量の増大する高出力運転領域において、エンジ
ンに高出力性能を発揮させられる。
【００２６】次ぎに排気ガスの圧力に応じて開閉するバ
ルブ１５の詳細は、図２にも示すように、バルブ１５の
回転軸１４がバルブ中心より偏心した位置に取付けられ
ているもので、回転軸１４はバッフル板７に設けた矩形
の開口部１３の、ほぼ中心よりやや上方において水平方
向に横断するように設けられ、この回転軸１４には受圧
面積の異なる２つのバルブ板１５Ａと１５Ｂが取付けら
れ、これによりバルブ中心線２６と回転軸線２７がある
距離だけオフセットしたバルブ１５が構成されている。
ルブ１５の詳細は、図２にも示すように、バルブ１５の
回転軸１４がバルブ中心より偏心した位置に取付けられ
ているもので、回転軸１４はバッフル板７に設けた矩形
の開口部１３の、ほぼ中心よりやや上方において水平方
向に横断するように設けられ、この回転軸１４には受圧
面積の異なる２つのバルブ板１５Ａと１５Ｂが取付けら
れ、これによりバルブ中心線２６と回転軸線２７がある
距離だけオフセットしたバルブ１５が構成されている。
【００２７】この場合、一方のバルブ板１５Ａは回転軸
１４に対して一部を折り返した折返部２５を介して固定
され、また他方のバルブ板１５Ｂはその端部を溶接など
により回転軸１４に固定される。
１４に対して一部を折り返した折返部２５を介して固定
され、また他方のバルブ板１５Ｂはその端部を溶接など
により回転軸１４に固定される。
【００２８】バルブ１５の上方には、バルブ１５が排気
ガスの圧力により押されて回動するときに、バルブ板１
５Ｂの先端の回転軌跡に沿うように、回転角にしてほぼ
９０°の範囲にわたり庇状のカバープレート２２が形成
される。このカバープレート２２は前記回転軌跡に沿っ
ての円弧状の曲面部２２Ａと、その両側を覆う側面部２
２Ｂとから形成され、開口部１３の上部においてバッフ
ル板７に取付けられる。そして、曲面部２２Ａには回転
軸方向に延びる細長い開口２３が形成され、バルブ１５
が開弁方向に回転を開始すると、この開口２３を介して
共鳴室５から第２拡張室３へと排気ガスの一部が流れる
ようになっている。
ガスの圧力により押されて回動するときに、バルブ板１
５Ｂの先端の回転軌跡に沿うように、回転角にしてほぼ
９０°の範囲にわたり庇状のカバープレート２２が形成
される。このカバープレート２２は前記回転軌跡に沿っ
ての円弧状の曲面部２２Ａと、その両側を覆う側面部２
２Ｂとから形成され、開口部１３の上部においてバッフ
ル板７に取付けられる。そして、曲面部２２Ａには回転
軸方向に延びる細長い開口２３が形成され、バルブ１５
が開弁方向に回転を開始すると、この開口２３を介して
共鳴室５から第２拡張室３へと排気ガスの一部が流れる
ようになっている。
【００２９】前記バルブ１５の回転軸１４は左右の軸受
２１により回転自在に支持されると共に、回転軸１４の
一部にはバルブ１５を開口部１３を閉じる方向に付勢す
るリターンスプリング２４が設けられる。また、バルブ
１５を閉弁位置で停止させるためのストッパー２８が回
転軸１４の一部に取付けられ、バッフル板７との当接位
置には緩衝材、例えば緩衝スプリング２９が設けられ
る。
２１により回転自在に支持されると共に、回転軸１４の
一部にはバルブ１５を開口部１３を閉じる方向に付勢す
るリターンスプリング２４が設けられる。また、バルブ
１５を閉弁位置で停止させるためのストッパー２８が回
転軸１４の一部に取付けられ、バッフル板７との当接位
置には緩衝材、例えば緩衝スプリング２９が設けられ
る。
【００３０】次に、作用について説明する。
【００３１】バルブ１５が開くときの作動状態を図３に
示す。
示す。
【００３２】図３の（Ａ）はバルブ閉塞時を示してお
り、バルブ１５のバルブ板１５Ａと１５Ｂには、それぞ
れ共鳴室５の排気圧力Ｐが作用する。このとき、バルブ
板１５Ａと１５Ｂに作用する押圧力は、回転軸１４を中
心にして、互いに相殺し合う方向に作用する。したがっ
て回転軸１４がバルブ１５の中心に対してオフセットさ
れていなければ、共鳴室１５の圧力がいくら大きくなっ
てもバルブ１５は開こうとしないが、バルブ１５は所定
量だけオフセットされ、バルブ板１５Ａの方が回転軸１
４からの距離が長いため（Ｌ１＞Ｌ２）、圧力が所定値
以上になるとバルブ１５が図中時計回り方向に開き始め
る。
り、バルブ１５のバルブ板１５Ａと１５Ｂには、それぞ
れ共鳴室５の排気圧力Ｐが作用する。このとき、バルブ
板１５Ａと１５Ｂに作用する押圧力は、回転軸１４を中
心にして、互いに相殺し合う方向に作用する。したがっ
て回転軸１４がバルブ１５の中心に対してオフセットさ
れていなければ、共鳴室１５の圧力がいくら大きくなっ
てもバルブ１５は開こうとしないが、バルブ１５は所定
量だけオフセットされ、バルブ板１５Ａの方が回転軸１
４からの距離が長いため（Ｌ１＞Ｌ２）、圧力が所定値
以上になるとバルブ１５が図中時計回り方向に開き始め
る。
【００３３】なお、このオフセット量を適宜調整するこ
とで、バルブ１５が開き始める共鳴室内圧力Ｐを自由に
設定することができる。この場合、バルブ１５を閉弁位
置に保持するリターンスプリング２４は、そのばね定数
を小さくし、閉弁力を小さくしても、オフセット量の調
整によりバルブ１５を任意の設定圧力で開閉させること
が可能となるため、バルブ１５が開くときの排気圧力損
失を小さくできる。
とで、バルブ１５が開き始める共鳴室内圧力Ｐを自由に
設定することができる。この場合、バルブ１５を閉弁位
置に保持するリターンスプリング２４は、そのばね定数
を小さくし、閉弁力を小さくしても、オフセット量の調
整によりバルブ１５を任意の設定圧力で開閉させること
が可能となるため、バルブ１５が開くときの排気圧力損
失を小さくできる。
【００３４】図３の（Ｂ）は、バルブ１５の開度が小さ
く、バルブ板１５Ｂがカバープレート２２の開口２３の
途中にあるときの状態を示す。
く、バルブ板１５Ｂがカバープレート２２の開口２３の
途中にあるときの状態を示す。
【００３５】このようなバルブ１５の開き始めの開度状
態では、従来、排気ガスの圧力脈動バルブ１５がバタツ
キ、バッフル板７と接触して打音を発生させていたので
あるが、本発明では、開口２３の連通により、バルブ板
１５Ａ、１５Ｂには同相の排気ガス脈動が作用し、これ
らが回転軸１４に対しては互いに相殺し合うことになる
ため、バルブ１５のバタツキ現象が大幅に低減されるこ
とになる。
態では、従来、排気ガスの圧力脈動バルブ１５がバタツ
キ、バッフル板７と接触して打音を発生させていたので
あるが、本発明では、開口２３の連通により、バルブ板
１５Ａ、１５Ｂには同相の排気ガス脈動が作用し、これ
らが回転軸１４に対しては互いに相殺し合うことになる
ため、バルブ１５のバタツキ現象が大幅に低減されるこ
とになる。
【００３６】図４はこの状態を示すもので、バルブ板１
５Ａと１５Ｂに作用する排気ガス圧力に基づいての角加
速度αは、排気脈動に応じて同一的に変化するが、回転
軸１４を中心にして互いに反対方向のモーメントを発生
させるため、バルブ１５に働くトータルの角加速度は非
常に小さくなる。
５Ａと１５Ｂに作用する排気ガス圧力に基づいての角加
速度αは、排気脈動に応じて同一的に変化するが、回転
軸１４を中心にして互いに反対方向のモーメントを発生
させるため、バルブ１５に働くトータルの角加速度は非
常に小さくなる。
【００３７】このため、バルブ１５の開き始め時にバル
ブ１５がバッフル板７に接触して発生していた打音を大
幅に低減することが可能となる。なお、回転軸１４には
緩衝スプリング２９をもつストッパー２８が設けられ、
バルブ１５が仮に多少バタツキを起こしたとしても、バ
ッフル板７とは直接に接触しないようにして衝撃を緩和
する。
ブ１５がバッフル板７に接触して発生していた打音を大
幅に低減することが可能となる。なお、回転軸１４には
緩衝スプリング２９をもつストッパー２８が設けられ、
バルブ１５が仮に多少バタツキを起こしたとしても、バ
ッフル板７とは直接に接触しないようにして衝撃を緩和
する。
【００３８】次ぎに図３の（Ｃ）は、バルブ１５がカバ
ープレート２２の開口２３の位置を越えたある開度のと
きの状態を示す。
ープレート２２の開口２３の位置を越えたある開度のと
きの状態を示す。
【００３９】このようにしてバルブ板１５Ｂが開口２３
を越えてしまうと、それ以後は、カバープレート２２の
開口２４から流入する排気ガスはバルブ開度が大きくな
ってもそれほど増加せず、主としてバルブ板１５Ａの開
弁隙間を経由して排気ガスが第２拡張室３へと流入す
る。
を越えてしまうと、それ以後は、カバープレート２２の
開口２４から流入する排気ガスはバルブ開度が大きくな
ってもそれほど増加せず、主としてバルブ板１５Ａの開
弁隙間を経由して排気ガスが第２拡張室３へと流入す
る。
【００４０】したがって、排気ガス流れによる抵抗を受
けるのは主としてバルブ板１５Ａの部分となるため、必
然的にバルブ板１５Ａの受ける流体力による開弁力がバ
ルブ板１５Ｂの受ける閉弁力（方向が逆なため）よりも
大きく勝り、バルブ１５はカバープレート２２を設けな
いときに比べると、同流量でも開度が大きくなり、排気
圧力損失を大幅に小さくすることが可能となり、これに
伴いエンジンの出力向上が図れる。
けるのは主としてバルブ板１５Ａの部分となるため、必
然的にバルブ板１５Ａの受ける流体力による開弁力がバ
ルブ板１５Ｂの受ける閉弁力（方向が逆なため）よりも
大きく勝り、バルブ１５はカバープレート２２を設けな
いときに比べると、同流量でも開度が大きくなり、排気
圧力損失を大幅に小さくすることが可能となり、これに
伴いエンジンの出力向上が図れる。
【００４１】次ぎに図５、図６に第２の実施形態を示
す。
す。
【００４２】これは、カバープレート２２に設ける開口
２４を曲面部２２Ａではなく、両側の側面部２２Ｂに配
置したものである。
２４を曲面部２２Ａではなく、両側の側面部２２Ｂに配
置したものである。
【００４３】この場合にもバルブ１５の開度が一定値を
越えると、開口２４からの流入排気量は略一定となり、
前記第１の実施の形態と同じ作用効果を生じる。
越えると、開口２４からの流入排気量は略一定となり、
前記第１の実施の形態と同じ作用効果を生じる。
【００４４】図７、図８には第３の実施形態を示す。
【００４５】これは、バルブ１５に沿って形成するカバ
ープレート２２を、バッフル板７の一部に取付けるので
はなく、バルブ１５に直接的に取付け、バルブ１５の開
度が大きくなっても、バルブ板１５Ａの開弁間隙が略一
定で、排気ガスの流入を一定に制限するようにしたもの
である。
ープレート２２を、バッフル板７の一部に取付けるので
はなく、バルブ１５に直接的に取付け、バルブ１５の開
度が大きくなっても、バルブ板１５Ａの開弁間隙が略一
定で、排気ガスの流入を一定に制限するようにしたもの
である。
【００４６】つまり、バルブ板１５Ａの第２拡張室３側
には、バルブ板１５Ａの回転軌跡に沿っての庇状の曲面
部２２Ａと、その両側を閉塞する側面部２２Ｂとからな
るカバープレート２２を取付ける。なお、曲面部２２Ａ
には回転軸１４と平行な細長い開口２４が形成される。
には、バルブ板１５Ａの回転軌跡に沿っての庇状の曲面
部２２Ａと、その両側を閉塞する側面部２２Ｂとからな
るカバープレート２２を取付ける。なお、曲面部２２Ａ
には回転軸１４と平行な細長い開口２４が形成される。
【００４７】このようにすると、バルブ１５が回転した
ときに、バッフル板７に設けた開口部１３の内周に沿っ
てカバープレート２２が摺接していき、バルブ板１５Ａ
と開口部１３との隙間を閉じるため、排気ガスは曲面部
２２Ａの開口２３を介してのみ流れ込む。
ときに、バッフル板７に設けた開口部１３の内周に沿っ
てカバープレート２２が摺接していき、バルブ板１５Ａ
と開口部１３との隙間を閉じるため、排気ガスは曲面部
２２Ａの開口２３を介してのみ流れ込む。
【００４８】したがってこの場合にも、前記した第１の
実施の形態と同じ作用を生じることになる。また、カバ
ープレート２２をバルブ１５に取付けたことにより、バ
ルブ１５の慣性モーメントが大きくなり、低開度領域に
おけるバルブ１５のバタツキ現象を抑制することができ
る。
実施の形態と同じ作用を生じることになる。また、カバ
ープレート２２をバルブ１５に取付けたことにより、バ
ルブ１５の慣性モーメントが大きくなり、低開度領域に
おけるバルブ１５のバタツキ現象を抑制することができ
る。
【００４９】図９、図１０には第４の実施の形態を示す
が、これは前記第３の実施の形態において、カバープレ
ート２２の曲面部２２Ａに形成した開口２３を、側面部
２２Ｂに形成したもので、この点においてのみ相違す
る。
が、これは前記第３の実施の形態において、カバープレ
ート２２の曲面部２２Ａに形成した開口２３を、側面部
２２Ｂに形成したもので、この点においてのみ相違す
る。
【００５０】
【発明の効果】第１の発明によれば、バルブが開き始め
るときの排気圧力については、バルブ中心からの回転軸
のオフセット量に応じて自由に設定でき、このためバル
ブを閉弁位置に保持するリターンスプリングのバネ定数
は小さくてすみ、またバルブがいったん開弁すると、そ
れ以後は圧力のわずかな上昇に対してバルブが大きく開
き、これらによりバルブ開弁後の排気圧力損失を大幅に
低減することが可能となり、エンジンの出力性能の向上
が図れ、さらに回転軸を中心にして２つのバルブ面に
は、同相の排気圧力が作用し、排気圧力脈動による押圧
力が互いに相殺されので、排気脈動に起因してのバルブ
のバタツキ現象を抑制し、バルブ打音の発生を低減でき
る。
るときの排気圧力については、バルブ中心からの回転軸
のオフセット量に応じて自由に設定でき、このためバル
ブを閉弁位置に保持するリターンスプリングのバネ定数
は小さくてすみ、またバルブがいったん開弁すると、そ
れ以後は圧力のわずかな上昇に対してバルブが大きく開
き、これらによりバルブ開弁後の排気圧力損失を大幅に
低減することが可能となり、エンジンの出力性能の向上
が図れ、さらに回転軸を中心にして２つのバルブ面に
は、同相の排気圧力が作用し、排気圧力脈動による押圧
力が互いに相殺されので、排気脈動に起因してのバルブ
のバタツキ現象を抑制し、バルブ打音の発生を低減でき
る。
【００５１】第２の発明によれば、バルブ開度がカバー
プレートの開口を過ぎて大きくなると、一方のバルブ面
からの開口率は一定となり、それ以後は他方のバルブ面
を経由しての排気ガスのみが増加していき、この流体力
を受けてバルブが大きく開き、これにより排気圧力損失
を減少させる。
プレートの開口を過ぎて大きくなると、一方のバルブ面
からの開口率は一定となり、それ以後は他方のバルブ面
を経由しての排気ガスのみが増加していき、この流体力
を受けてバルブが大きく開き、これにより排気圧力損失
を減少させる。
【００５２】第３の発明によれば、バルブと共にカバー
プレートが回動していき、カバープレートの開口がバッ
フル板を通過すると、一方のバルブ面からの開口率は一
定となり、それ以後は他方のバルブ面を経由する排気ガ
スのみが増加し、これによりバルブが大きく開き、排気
圧力損失を減少させられ、また、カバープレートがバル
ブに取付けられるため、それだけ慣性モーメントが大き
くなり、バルブのバタツキ現象の抑制にも寄与する。
プレートが回動していき、カバープレートの開口がバッ
フル板を通過すると、一方のバルブ面からの開口率は一
定となり、それ以後は他方のバルブ面を経由する排気ガ
スのみが増加し、これによりバルブが大きく開き、排気
圧力損失を減少させられ、また、カバープレートがバル
ブに取付けられるため、それだけ慣性モーメントが大き
くなり、バルブのバタツキ現象の抑制にも寄与する。
【００５３】第４の発明によれば、エンジン停止時など
を含めてバルブを確実に閉弁保持し、また微小開度にお
いてバルブがバタツキ現象を起こしたときなどの打音を
減衰することができる。
を含めてバルブを確実に閉弁保持し、また微小開度にお
いてバルブがバタツキ現象を起こしたときなどの打音を
減衰することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面図であ
る。
る。
【図２】同じくそのバルブの詳細図で、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）はＡ−Ａ断面図、（Ｃ）はＹ矢視図である。
図、（Ｂ）はＡ−Ａ断面図、（Ｃ）はＹ矢視図である。
【図３】同じくバルブの作動状態を示す説明図で、
（Ａ）は閉じた状態、（Ｂ）は少し開いた状態、（Ｃ）
は大きく開いた状態を示す。
（Ａ）は閉じた状態、（Ｂ）は少し開いた状態、（Ｃ）
は大きく開いた状態を示す。
【図４】同じくバルブに作用する排気圧力に基づいて生
じるバルブ角加速度特性を示す特性図である。
じるバルブ角加速度特性を示す特性図である。
【図５】第２の実施の形態を示す断面図である。
【図６】同じくそのバルブの詳細図で、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）はＹ矢視図である。
図、（Ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）はＹ矢視図である。
【図７】第３の実施の形態を示す断面図である。
【図８】同じくそのバルブの詳細図で、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）はＣ−Ｃ断面図、（Ｃ）はＹ矢視図である。
図、（Ｂ）はＣ−Ｃ断面図、（Ｃ）はＹ矢視図である。
【図９】第４の実施の形態を示す断面図である。
【図１０】同じくそのバルブの詳細図で、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）はＤ−Ｄ断面図、（Ｃ）はＹ矢視図である。
図、（Ｂ）はＤ−Ｄ断面図、（Ｃ）はＹ矢視図である。
【図１１】従来例を示す断面図である。
【図１２】同じくそのバルブの詳細図で、（Ａ）は正面
図、（Ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
図、（Ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
１ マフラ ２ 第１拡張室 ３ 第２拡張室 ５ 共鳴室 ７ バッフル板 ９ インレットチューブ １０ パスチューブ １１ 第１テールチューブ １２ 第２テールチューブ １３ 開口部 １４ 回転軸 １５ バルブ １５Ａ バルブ板 １５Ｂ バルブ板 ２２ カバープレート ２２Ａ 曲面部 ２２Ｂ 側面部 ２３ 開口 ２８ ストッパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 安弘 東京都中野区南台５丁目24番15号 カル ソニック株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−217714（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 1/08 F01N 1/16 F02D 9/04
Claims (4)
- 【請求項１】 マフラ内部のバッフル板に設けられた開
口部を、排気ガスの圧力により回転軸を中心に回転して
開閉するバルブを備えた自動車用排気消音装置におい
て、バルブの回転軸をバルブの中心から所定距離オフセ
ットし、バルブ回転軸により二つに分けられた一方のバ
ルブ面の開口率はバルブの回転角に応じて増加し、他方
のバルブ面の開口率がある回転角以上では一定となるよ
うに構成したことを特徴とする自動車用排気消音装置。 - 【請求項２】 バルブ回転軸により二つに分けられた一
方のバルブの回動軌跡に沿って所定範囲の回動領域を外
側から覆うカバープレートを開口部の外側に位置してバ
ッフル板に取付け、このカバープレートにはバルブの回
動位置によってバッフル板の上流側から下流側へと排気
ガスを通過させる開口を設けた請求項１に記載の自動車
用排気消音装置。 - 【請求項３】 バルブ回転軸により二つに分けられた一
方のバルブの回動軌跡に沿って所定範囲の回動領域を覆
うカバープレートをバルブに取付け、このカバープレー
トを開口部の内周にそって回動させると共に、カバープ
レートにはその回動位置によってバッフル板の上流側か
ら下流側へと排気ガスを通過させる開口を設けた請求項
１に記載の自動車用排気消音装置。 - 【請求項４】 前記バルブを閉弁位置に停止させるスト
ッパーを設け、ストッパーにはバッフル板との当接位置
に緩衝材を設けた請求項１〜３のいずれか一つに記載の
自動車用排気消音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08054854A JP3126106B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 自動車用排気消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08054854A JP3126106B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 自動車用排気消音装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09250329A JPH09250329A (ja) | 1997-09-22 |
| JP3126106B2 true JP3126106B2 (ja) | 2001-01-22 |
Family
ID=12982189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08054854A Expired - Fee Related JP3126106B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 自動車用排気消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3126106B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11549415B2 (en) * | 2018-07-06 | 2023-01-10 | Faurecia Korea Ltd. | Valve assembly for vehicle exhaust system |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010001508A (ko) * | 1999-06-04 | 2001-01-05 | 박이식 | 차량용 배기계통의 소음 저감장치 |
| KR100457297B1 (ko) * | 2002-02-28 | 2004-11-16 | 현대자동차주식회사 | 머플러의 열림량 제어 밸브 |
| JP2010168916A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Otics Corp | 過給機用コンプレッサ |
| US8657065B1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-02-25 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Exhaust valve with resilient spring pad |
-
1996
- 1996-03-12 JP JP08054854A patent/JP3126106B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11549415B2 (en) * | 2018-07-06 | 2023-01-10 | Faurecia Korea Ltd. | Valve assembly for vehicle exhaust system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09250329A (ja) | 1997-09-22 |
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Legal Events
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