JPH0544502Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は内燃機関に付設されるマフラ（消音
器）の排気ガス切換弁装置に関し、特には複数本
のマフラを具備しているとともに、該マフラ内を
流通する排気ガスの流通状態をコントロールし
て、騒音を低減させるようにした制御型マフラの
排気ガス切換弁装置に関するものである。

従来の技術 上記に関し、例えば日産自動車株式会社が昭和
62年６月に発行したサービス周報第578号「Ｅ−
Y31，Ｅ−PY31，Ｅ−PAY31，Ｑ−UY31型車
の紹介」のＢ−76頁には第４図、第５図に示した
構成が開示されている。即ち１はマフラ本体であ
り、該マフラ本体１には入力管３を介して図外の
内燃機関から排気ガスが矢印Ａのように流入され
る。上記マフラ本体１には、大きな管長を持つ第
１の排気管４ａと、小さな管長を持つ第２の排気
管４ｂとが装着されており、夫々吐出口６ａ，６
ｂに通じているとともに、両排気管４ａ，４ｂに
は連通管４ｃが設けられている。８は上記第２の
排気管４ｂの中途部に装備された切換弁装置、１
０は前記切換弁装置８を駆動させるモータ等のア
クチユエータ、１１はワイヤ等の駆動力伝達手
段、１２はコントローラである。

このような構成によれば、図外の内燃機関から
生ずる排気脈動流が入力管３を経由してマフラ本
体１内に導かれると、該マフラ本体１の内方で減
衰され、しかる後等１の排気管４ａ及び第２の排
気管４ｂ側へ流出されるが、この時コントローラ
１２に機関側の負荷、回転速度等の信号ｓを入力
すると、該コントローラ１２が所定のプログラム
に基づく演算処理を行つて、弁開閉信号ｗを出力
する。するとこの弁開閉信号ｗがアクチユエータ
１０に入力され、該アクチユエータ１０の駆動力
が伝達手段１１により切換弁装置８に伝達され
て、該切換弁装置８の動作に基づいて第２の排気
管４ｂ内における排気ガスの流通状態が制御され
る。

即ち機関側が高負荷且つ高回転時には、切換弁
装置８の弁体を「開」側へ切換えると、第６図に
示したように第１の排気管４ａ及び第２の排気管
４ｂがともに流通状態となり、両排気管４ａ，４
ｂ内を通過した排気ガスが吐出口６ａ，６ｂから
外部に放出されて排気系の排圧損失を少なくする
ことができる一方、機関側が低負荷且つ低回転時
には、第７図に示したように切換弁装置８の弁体
を「閉」側へ切換えることにより、第２の排気管
４ｂが閉じられて、大きな管長を持つ第１の排気
管４ａのみが流通状態となり、排気ガスに起因す
る低周波騒音を低減させることができる。

尚、上記切換弁装置８には、前記第２の排気管
４ｂの内方で回動自在な弁本体が配設されてい
て、この弁本体の回転角度を適宜制御することに
より開度が決定されて、排気ガスの流通状態を制
御することができる（この弁本体の取付例に関し
ては例えば実開昭61−104830号公報を参照）。

考案が解決しようとする課題 しかしながらこのような従来の制御型マフラの
排気ガス切換弁装置にあつては、主として前記弁
本体の「開」時において、該弁本体の近傍で渦流
に起因する気流騒音が発生することがあるという
課題があつた。即ち第８図に示した如く、第２の
排気管４ｂの内方にあつて、点Ｏを中心として回
動自在に配設された弁本体１５は、該弁体１５の
閉時において排気ガスの流通方向Ｘに対して所定
の角度θ₀を保持して停止するように設定されてい
るが、この角度θ₀は45°よりも大きく、即ち通常
80〜90°の範囲内に設定されているため、第９図
に示した如く弁本体１５が僅かに開いた際に該弁
本体１５の近傍で渦流Ｒが発生し易くなり、特に
前記角度θ₀が45°付近で前記渦流Ｒに起因する気
流騒音が最大になることが実測されている。第１
０図は弁本体１５が全開の状態を示しており、こ
の場合は渦流がなくなるので、当然前記気流騒音
が発生しない。第１１図は弁本体１５の開度と騒
音レベル（db）の関係を示しており、弁本体１
５の角度が45°で騒音レベルが最大となつている。
つまり弁本体１５が90°から0°まで変化する間に
必ず前記の気流騒音が最大になる角度が存在して
おり、騒音防止上での難点となつている。

更に上記従来例の場合、弁本体１５を全開状態
にするまでの該弁本体１５の回転角度が大である
ため、急加速時のように弁本体１５を急激に開弁
しなければならない際に、弁本体１５を全閉状態
から全開状態に達するまでに加成の時間を要し
て、加速性能が劣化することがあるという惧れも
有している。

そこで本考案はこのような従来の制御型マフラ
の排気ガス切換弁装置が有している課題を解消し
て、前記の渦流に起因する気流騒音の発生がな
く、しかも弁本体を全開にするまでの時間を短縮
することができる切換弁装置の提供を目的とする
ものである。

課題を解決するための手段 本考案は上記の目的を達成するために、複数本
の排気管が装着されたマフラ本体と、前記排気管
の所定部位に装備されて、該排気管の内方で回動
する弁本体の作用に基づいて排気ガスを流通もし
くは遮断する切換弁装置と、機関側の負荷、回転
速度等に対応して前記弁本体の開度を制御するコ
ントローラとを具備して成る制御型マフラの切換
弁装置において、前記弁本体を、切換弁装置が閉
側に切換えられた際に、排気ガスの流通方向に対
して45°以下の角度を保持して停止させた排気ガ
ス切換弁装置の構成にしてある。

作 用 開弁時に弁本体の回動を開始すると、排気ガス
が該弁本体と排気管との隙間を通過して流出する
が、この時流通方向に対する弁本体の開度は、当
然45°以下となつており、そのため弁本体に沿う
排気ガスの流れが極めてスムーズとなつて、同一
の排気ガス流量を得るために必要とする弁本体の
開度が小さくすることが可能になる。そのため該
弁本体の近傍で発生する渦流を最小限に抑えるこ
とができて、この渦流に起因する気流騒音を極め
て小さくすることができる。

又、弁本体が開き始めた際には、既に該弁本体
の流通方向に対する角度が、最大の騒音レベルを
示す45°よりも小さくなつているため、弁本体の
角度により左右される騒音レベルも頭初から小さ
く抑えることができ、更に該弁本体を開側に駆動
することによつて前記渦流に起因する気流騒音が
ほとんど発生しないという作用が得られる。

更に弁本体を全開状態にするまでの該弁本体の
回転角度が小であるため、弁本体を全閉状態から
全開状態に達するまでの時間が短縮されて、車両
の加速性能が向上するという作用がもたらされ
る。

実施例 以下図面中の第１図、第２図を参照して本考案
にかかる制御型マフラの排気ガス切換弁装置の一
実施例を、前記従来の構成と同一の構成部分に同
一の符号を付して詳述する。

第１図に示した構成において、４ｂは第２の排
気管であり、１５は上記第２の排気管４ｂの内方
にあつて点Ｏを中心として回動自在に配設された
弁本体である。上記の該弁本体１５は、全閉時に
おいて排気ガスの流通方向Ｘに対して所定の角度
θ₀を保持して停止するように通常設定されている
が、本考案の場合にあつては、前記角度θ₀が45°
以下であるように予め設定されている。

尚、上記第２の排気管４ｂが装着されたマフラ
本体１及び該マフラ本体１から導出された第１の
排気管４ａ等の構成は、前記の第５図に示した構
成と同一であり、且つ基本的な動作も第６図、第
７図と同一であるから、これら構成部品及び動作
の説明の重複をさける。

かかる構成を有する本考案装置の作用は以下の
通りである。即ち第２図は弁本体１５が点Ｏを中
心に図示上時計方向に回動を開始した状態を示し
ており、矢印Ｘ方向に流れる排気ガスが弁本体１
５と第２の排気管４ｂ間の隙間を通過して流出す
る。この時弁本体１５の開度θ₁は、当然45°以下
となつており、そのため弁本体１５に沿う排気ガ
スの流れが極めてスムーズに行われて、従来例で
ある第９図に示した構成例に比して、同一の排気
ガス流量を得るために必要とする弁本体１５の開
度が小さくても良いことになる。そのため該弁本
体１５の近傍で発生する渦流R′を最小限に抑え
ることができて、この渦流R′に起因する気流騒
音を極めて小さくすることができる。

更に第２図に示した状態、即ち弁本体１５が開
き始めた際には、既に該弁本体１５の角度θ₁が、
従来例で説明した最大の騒音レベルを示す45°よ
りも小さくなつているため、弁本体１５の角度に
より左右される騒音レベルも頭初から小さく抑え
られており、又該弁本体１５を開側に駆動するこ
とによつて前記渦流に起因する気流騒音がほとん
ど発生しないという作用が得られる。

更に本実施例の場合、弁本体１５を全開状態に
するまでの該弁本体１５の回転角度が小であるた
め、急加速時のように弁本体１５を急激に開弁し
なければならない際にあつても、弁本体１５を全
閉状態から全開状態に達するまでの時間が短縮さ
れて、加速性能が向上するという作用がもたらさ
れる。

第３図は弁本体１５の開度と、実測された騒音
レベル（db）との相関図であり、実線は従来
装置例、破線は本考案装置の例を夫々示してい
る。即ち本考案の場合にあつては、頭初から弁本
体１５の開度が45°以下になつているので、開弁
時における騒音レベルが従来例に比較して極めて
小さく、且つ開弁動作に伴う騒音レベルの増加割
合を抑えることができて、全体的な騒音レベルの
低減化がはかれることが明らかである。

考案の効果 以上詳細に説明した如く、本考案にかかる制御
型マフラの排気ガス切換弁装置によれば、複数本
の排気管が装着されたマフラ本体と、前記排気管
の所定部位に装備されて、該排気管の内方で回動
する弁本体の作用に基づいて排気ガスを流通もし
くは遮断する切換弁装置と、機関側の負荷、回転
速度等に対応して前記弁本体の開度を制御するコ
ントローラとを具備して成る制御型マフラの切換
弁装置において、前記弁本体を、切換弁装置が閉
側に切換えられた際に、排気ガスの流通方向に対
して45°以下の角度を保持して停止させた排気ガ
ス切換弁装置の構成にしたので、以下に記す作用
効果がもたらされる。即ち開弁時における排気ガ
スの流通方向に対する弁本体の開度が45°以下と
なつているので、弁本体に沿う排気ガスの流れが
極めてスムーズとなり、同一の排気ガス流量を得
るために必要とする弁本体の開度を小さくするこ
とができる。従つて弁本体の近傍で発生する渦流
を最小限に抑えることができて、この渦流に起因
する気流騒音を極めて小さくすることが可能とな
る。又、弁本体が開き始めた際には、既に該弁本
位単の流通方向に対する角度が、最大の騒音レベ
ルを示す45°よりも小さくなつているため、弁本
体の角度により左右される騒音レベルも頭初から
小さく抑えることができる上、更に弁本体を開側
に駆動することによつて前記渦流に起因する気流
騒音がほとんど発生しないという作用効果がもた
らされる。

更に本考案の場合にあつては、弁本体を全開状
態にするまでの弁本体の回転角度が小であるた
め、弁本体を全閉状態から全開状態にするまでの
時間を短縮することが出来て、車両の加速性能が
向上するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる制御型マフラの排気ガ
ス切換弁装置の一実施例を示す要部断面図、第２
図は同作動の状態を示す要部断面図、第３図は本
考案と従来例との騒音レベルの相違を示すグラ
フ、第４図は従来の制御型マフラの一例を示す要
部斜視図、第５図は同概要図、第６図、第７図は
上記制御型マフラの動作を示す概念図、第８図は
従来の弁本体の配設例を示す要部断面図、第９
図、第１０図は上記従来例の作動の状態を示す要
部断面図、第１１図は従来例における騒音レベル
の大きさを示すグラフである。 １……マフラ本体、３……入力管、４ａ……第
１の排気管、４ｂ……第２の排気管、６ａ，６ｂ
……吐出口、８……切換弁装置、１０……アクチ
ユエータ、１２……コントローラ、１５……弁本
体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数本の排気管が装着されたマフラ本体と、前
   記排気管の所定部位に装備されて、該排気管の内
   方で回動する弁本体の作用に基づいて排気ガスを
   流通もしくは遮断する切換弁装置と、機関側の負
   荷、回転速度等に対応して前記弁本体の開度を制
   御するコントローラとを具備して成る制御型マフ
   ラの切換弁装置において、 前記弁本体を、切換弁装置が閉側に切換えられ
   た際に、排気ガスの流通方向に対して45°以下の
   角度を保持して停止させたことを特徴とする制御
   型マフラの排気ガス切換弁装置。