JP3318496B2 - 自動車用排気マフラー - Google Patents

自動車用排気マフラー

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JP3318496B2 JP28632396A JP28632396A JP3318496B2 JP 3318496 B2 JP3318496 B2 JP 3318496B2 JP 28632396 A JP28632396 A JP 28632396A JP 28632396 A JP28632396 A JP 28632396A JP 3318496 B2 JP3318496 B2 JP 3318496B2
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和茂 前田
哲 佐々木
亮 真下
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Nissan Motor Co Ltd
Calsonic Kansei Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/16Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts
    • F01N1/166Silencing 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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Exhaust Silencers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は排気圧力感応型の自
動車用排気マフラーの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、排気圧力感応型の排気マフラーと
しては、図に示すようなものが知られている。
【0003】図において、マフラーシェル1の内部は、
消音室として、第一室2、第二室3、第三室4にバッフ
ルプレート5、6を介して区画される。排気ガスはイン
レットチューブ7を介して第二室3に導入され、この第
二室3は第1室2とチューブ8を介して、また第三室4
とはチューブ9を介して連通する。第一室2にはテール
チューブ10が連通し、第二室3、第一室2を経由して
排気ガスを外部に排出する。
【0004】これにより、エンジンの低回転域など、第
一室2、第二室3を拡張室とし、また第三室4をレゾネ
ータ室として機能させ、主として低周波の燃焼騒音を減
衰、消音する。
【0005】また、第三室4と第一室2とはパスチュー
ブ11により直接的に連通され、このパスチューブ11
の第一室2の接続部にはエンジン低回転域などで閉じる
排圧感応バルブ12が設けられ、エンジン回転の上昇に
伴い排気ガスの圧力が所定値を越えると、排圧感応バル
ブ12が開いて第三室4を経由しても排気を流す。これ
により、第三室4もレゾネータ室から拡張室として機能
するようになり、排気ガスの圧力損失を抑制しつつ、テ
ールチューブ10の内部に配置した吸音材と共に高周波
の騒音を効果的に吸収、消音する。
【0006】なお、この排気マフラーの類似技術として
特開平5−202730号公報がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
排気マフラーにあって、排圧感応バルブ12は第一室2
に突き出したパスチューブ11の先端に、コーン型のバ
ルブ座面13が溶接されると共に、このバルブ座面13
にバルブ本体14の基端を軸支するブラケット15が取
付けられ、バルブ本体14はその軸回りに配置したコイ
ルスプリング(図示せず)により閉弁付勢されている。
【0008】バルブ座面13、バルブ本体14、ブラケ
ット15等はそれぞれプレス成形されたものが、予めバ
ルブユニットとして組み立てられるため、バルブ本体1
4のバルブ座面13に対する密着性などが良好になる。
【0009】しかし、エンジンの排気量等によりパスチ
ューブ11に要求される口径が異なってくると、これに
合わせてバルブユニットの全てを新規部材として構成す
る必要があり、共用性に乏しく、また、パスチューブ1
1の先端でバルブユニットの全重量を支持するため、高
い溶接強度が要求され、いきおいパスチューブ11の全
周溶接が必要となり、かつその分だけ重量も増加すると
いう問題があった。
【0010】また、バルブ12の開弁特性については、
開き始めの排気圧力を小さくするほどエンジン出力特性
の向上につながるが、このためにはコイルスプリングの
要求バネ定数は小さくなる。しかし、バネ定数を小さく
することはコイルスプリングの大きさ(直径)を増大さ
せることにもつながり、このようなコイルスプリングを
もつバルブユニットをパスチューブ11の先端に装着す
るには、技術的にも取付スペース的にもかなりの制約を
伴う。
【0011】本発明はこのような問題を解決することを
目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】第の発明は、排気圧力
に応じて開閉する排圧感応バルブを介して排気流路を切
換えるようにした自動車用排気マフラーにおいて、排気
マフラー内部を複数の消音室に仕切るバッフルプレート
の一部に開口を設け、この開口を閉塞するように排圧感
応バルブのバルブ座面をバッフルプレートに取付け、こ
のバルブ座面にスプリングで付勢されて着座するバルブ
本体の支持部材をバルブ座面の一部に取付ける一方、バ
ルブ本体にスプリングに対抗して排圧が作用するように
排気ガスを導くチューブをバルブ座面内部に開口接続す
る。
【0013】第の発明は、第1の発明において、前記
チューブの端部にフレアー部を設け、バルブ座面とフレ
アー部を介して気密的に嵌合する。
【0014】
【作用】第1の発明において、バッフルプレートに固定
してバルブ座面が形成され、このバルブ座面に着座する
バルブ本体を支持する支持部材をバルブ座面の一部に取
付けるようにしたので、排圧感応バルブを構成するユニ
ットの取付強度や支持剛性が高まり、振動や高温に対す
る耐久性が向上する。
【0015】また、バルブ本体を閉弁付勢するスプリン
グの取付スペースなどにもゆとりが生じ、設計の自由度
が高まる。
【0016】さらに、バルブ座面に接続するチューブの
口径が変化しても、接続口径のみを調整するだけのた
め、ユニットとしての多くを共用化することができる。
【0017】加えて、の発明では、バッフルプレー
トに対して、バルブ座面を別体に形成するので、バルブ
座面を含めて予めバルブユニットとして組み立てること
ができ、生産性が改善される。
【0018】第の発明では、パスチューブとバルブ座
面との接続シール性を高め、また排気の気流の流れをス
ムーズにすることができ、異音の発生などを防止する。
【0019】
【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。
【0020】図1、図2に示す比較例において、マフラ
ーシェル1の内部は、消音室としての第一室2、第二室
3、第三室4に、バッフルプレート5、6を介して区画
される(ただし、図1はマフラーシェル1の要部を示す
もので、全体は記載されていない)。
【0021】排気ガスは、図を参照すると明らかなよ
うに、インレットチューブ7を介して第二室3に導入さ
れ、この第二室3は第1室2とチューブ8を介して、ま
た第三室4とはチューブ9を介して連通する。第一室2
にはテールチューブ10が連通し、第二室3、第一室2
を経由して排気ガスを外部に排出する。
【0022】図1に戻り、第三室4と第一室2とはパス
チューブ11により直接的に連通され、このパスチュー
ブ11の第一室2の接続部にはエンジン低回転域などで
閉じる排圧感応バルブ22が設けられ、エンジン回転の
上昇に伴い排気ガスの圧力が所定値を越えると、排圧感
応バルブ22が開いて第三室4を経由しても排気を流
す。これにより、第三室4もレゾネータ室から拡張室と
して機能し、排気ガスの圧力損失を抑制しつつ、テール
チューブ10(図参照)の内部に配置した吸音材と共
に高周波の騒音を効果的に吸収、消音する。
【0023】このような排気マフラーにおいて、バッフ
ルプレート5の中央部には、排圧感応バルブ22の円錐
型のバルブ座面23が一体に形成され、このバルブ座面
23の中央にはバーリング穴加工により接続口24が形
成され、この接続口24に前記パスチューブ11の一端
が挿入され、スポット溶接等により固着される。
【0024】バルブ座面23に開閉自在に着座するバル
ブ本体25は、アーム部26を介してブラケット27に
支持した回転軸28と結合すると共に、一対のコイルス
プリング29によって閉弁方向に付勢され、パスチュー
ブ11から導入される排気圧力が所定値以下のときは、
バルブ座面23に密着して閉弁する。
【0025】ブラケット27はバルブ座面23を形成す
るバッフルプレート5の一部に溶接等により固定され
る。
【0026】バルブ本体25は皿型に形成され、バルブ
座面23との接触面には緩衝シール材30が介在され
る。
【0027】以上のように構成され、したがって排圧感
応バルブ22は、パスチューブ11からの排気圧力が所
定値以上、つまりコイルスプリング29の付勢力よりも
大きくなると、バルブ本体25が回転軸28を中心にし
て回動し、第三室4から第一室2へと直接的に排気が導
入され、排圧の上昇を抑制し、エンジンの排気損失の増
大を抑える。なお、排気圧力が低い低回転域では排圧感
応バルブ22が閉弁保持され、図示しないレゾネータ室
の働きにより低周波数のエンジン騒音を低減する。
【0028】ところで、排圧感応バルブ22を構成する
バルブ座面23はバッフルプレート5の一部として形成
され、またバルブ本体25を支持するブラケット27も
バッフルプレート5に直接的に取付けられており、この
ため、排圧感応バルブ22を構成するユニットとしての
取付強度や剛性が高まり、バルブ開閉に伴う衝撃振動、
あるいは排気マフラー自体の振動等に対する耐久性が向
上する。また、バルブ座面23はバッフルプレート5の
一部を兼用しているので、従来のようにパスチューブ先
端に別に取付ける場合に比べ、重量の軽減が図れる。
【0029】さらに、排圧感応バルブ22としての開弁
特性は、コイルスプリング29の初期荷重やバネ定数に
よって変化し、バネ定数を小さくするほどコイルスプリ
ング29の外径が大きくなるが、これらを支持するブラ
ケット27等はバッフルプレート5に直接的に支持され
るので、十分な支持剛性が確保され、かつスペース的に
もゆとりをもった支持が行える。
【0030】一方、パスチューブ11の内径は排気マフ
ラーの消音特性との関係から決定され、例えば6気筒エ
ンジンと4気筒エンジンではチューブ口径が異なり、ま
た同一排気量エンジンであっても自然給気エンジンと過
給エンジンとでは最適なチューブ径が相違する。これら
の要求に対し、パスチューブ11の口径が変化しても、
パスチューブ11とは別体に排圧感応バルブ22のユニ
ットを構成しているため、パスチューブ11の接続口2
4の口径を変化させるだけで簡単に対応することができ
る。
【0031】次に図4の第1の実施形態を説明すると、
これはバッフルプレート5とバルブ座面23とを別体に
した点においてのみ、図1および図2に示した比較例と
相違する。
【0032】つまり、バッフルプレート5の中央に開口
32を形成し、この開口32の外周部位に対してバルブ
座面23の周囲のフランジ部33を接合し、スポット溶
接等 により固定したものである。
【0033】本実施例では、このように構成すること
で、バッフルプレート5には単に開口32を形成するだ
けのため、先に説明した比較例に対して、バッフルプレ
ート5の加工が容易となり、また排圧感応バルブ22は
予めユニットとして組み立てられるので、加工精度や生
産性が良好となる。
【0034】さらに図3により本発明の第2の実施形態
を説明する。図3はパスチューブ11とバルブ座面23
との接続構造において、図1と相違する。第2の実施形
態は、図4の第1の実施形態に対して、この点を異なら
せたものである。
【0035】すなわち、第2の実施形態は、パスチュー
ブ11の先端にはラッパ状に拡径するフレアー部31を
形成し、併せてバルブ座面23の接続口24の穴加工時
に、このフレアー曲面と沿うようにバルブ座面23側に
曲面を形成することにより、パスチューブ11と接続口
24との接続シール性を高め、また排気の気流の流れを
スムーズにしたものである。
【0036】
【発明の効果】第1の発明によれば、バッフルプレート
に固定してバルブ座面が形成され、このバルブ座面に着
座するバルブ本体を支持する支持部材をバルブ座面の一
に取付けるので、排圧感応バルブを構成するユニット
の取付強度や支持剛性が高まり、振動や高温に対する耐
久性が向上し、また、バルブ本体を閉弁付勢するスプリ
ングの取付スペースなどにもゆとりが生じ、バルブ開弁
圧の変更などに対する設計の自由度が高まり、さらに、
バルブ座面に接続するチューブの口径が変化しても、接
続口径のみを調整するだけのため、バルブユニットとし
ての多くを共用化することができる。
【0037】加えて、の発明によれば、バッフルプ
レートに対して、バルブ座面を別体に形成するので、バ
ルブ座面を含めて予めバルブユニットとして組み立てる
ことができ、生産性や精度が改善され、またこれらユニ
ットはバッフルプレートに取付けるので、取付支持強度
が高まり、耐久性が向上する。
【0038】第の発明によれば、パスチューブとバル
ブ座面との接続シール性を高め、また排気の気流の流れ
をスムーズにすることができ、排気損失の低減や異音の
発生防止等が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】比較例を示す要部断面図である。
【図2】同じく排圧感応バルブの正面図である。
【図3】第2の実施形態を示す要部断面図である。
【図4】第1の実施形態を示す要部断面図である。
【図5】従来例の断面図である。
【符号の説明】
1 マフラーシェル 5 バッフルプレート 11 パスチューブ 22 排圧感応バルブ 23 バルブ座面 24 接続口 25 バルブ本体 27 ブラケット 28 回転軸 29 コイルスプリング
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 哲 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 真下 亮 神奈川県横須賀市夏島町18番地 カルソ ニック株式会社内 (72)発明者 田部 行治 神奈川県横須賀市夏島町18番地 カルソ ニック株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−177457(JP,A) 特開 平5−202730(JP,A) 実開 昭59−196513(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 1/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気圧力に応じて開閉する排圧感応バル
    ブを介して排気流路を切換えるようにした自動車用排気
    マフラーにおいて、 排気マフラー内部を複数の消音室に仕切るバッフルプレ
    ートの一部に開口を設け、この開口を閉塞するように排
    圧感応バルブのバルブ座面をバッフルプレートに取付
    け、このバルブ座面にスプリングで付勢されて着座する
    バルブ本体の支持部材をバルブ座面の一部に取付ける一
    方、 バルブ本体にスプリングに対抗して排圧が作用するよう
    に排気ガスを導くチューブをバルブ座面内部に開口接続
    したことを特徴とする自動車用排気マフラー。
  2. 【請求項2】 前記チューブの端部にフレアー部を設
    け、バルブ座面とフレアー部を介して気密的に嵌合した
    請求項に記載の自動車用排気マフラー。
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KR100309010B1 (ko) * 1999-06-10 2001-09-26 이계안 내연기관용 반능동 소음기
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