JPH0968029A - エンジンの排気消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの全回転域において消音性能を確保
しながら出力の低下を抑制するとともに、製造コストの
増大を抑制可能なエンジンの排気消音装置を提供する。 【解決手段】 マフラ１に、二つの室４，３を画成する
バッフルプレート８に開口した貫通穴１７と、貫通穴１
７に間隙２５をもって挿通するパスチューブ１０と、パ
スチューブ１０の外周面１９に摺動可能に嵌められるバ
ルブ１６と、バルブ１６をバッフルプレート８側に押し
付けて貫通穴１７を閉塞するリターンスプリング２９と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の排気管
から発生する騒音を低減するエンジンの排気消音装置の
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車用排気消音装置としては、
エンジンの低回転域の排気騒音を低減するとともに、同
じく中・高回転域の排気損失を低減しながら排気騒音の
低減を行うものが提案されており、例えば特開昭６４−
６０７０９号公報に開示されるようなものが知られてい
る。

【０００３】これは、エンジンの低回転域における排気
騒音の低減を重視する第一の排気通路と、エンジンの
中、高回転域における排気騒音の低減を重視する第二の
排気通路とを備えたマフラにおいて、第二の排気通路に
介装した制御弁をエンジンの低回転域で閉弁する一方、
中・高回転域で開弁するもので、低回転域では第一の排
気通路のみで排気を行う一方、高回転域では第一及び第
二の排気通路により排気を行うことで排気損失（排圧の
増大）を抑制しながら騒音を低減するものである。

【０００４】また、実開昭５７−１３８３２号公報に開
示されるように、２サイクルエンジンの排気チャンバ内
をバッフルプレートによって２つの室に画成し、このバ
ッフルプレートに設けた２本のチューブでそれぞれの室
を連通させ、一方のチューブに排気の圧力に応じて開閉
するリードバルブを設けることにより低速時の出力を確
保しながら、中・高回転域の出力を向上させるものが知
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者のような装置においては、制御弁をエンジンの回転数
に応じてモータ等で駆動するため、制御手段が必要とな
って装置全体が複雑になるとともに、製造コストを増大
させてしまうという問題がある。

【０００６】また、上記後者の装置においては、リード
バルブの開閉にかかわらず排気通路の断面積が一定であ
るため、室との拡張比を大きく設定することができず、
排気騒音を低減するためには室の容積を増大する必要が
あり、装置の大型化を招くだけでなく、拡張比を大きく
設定することができないためにリードバルブから発生す
る気流音を充分消音することができず、排気騒音の低減
が確実に行えない場合があるという問題点があった。

【０００７】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、エンジンの全回転域において消音性能を確
保しながら出力の低下を抑制するとともに、製造コスト
の増大を抑制可能なエンジンの排気消音装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のエンジ
ンの排気消音装置は、エンジンの排気騒音を低減するマ
フラと、エンジンからマフラに導かれる排気を外部に排
出する第一の排気通路及び第二の排気通路と、マフラの
内部に生じるエンジンの排気圧力に応動して第二の排気
通路を開通させる弁手段と、を備えるエンジンの排気消
音装置において、前記弁手段として、二つの室を画成す
るバッフルプレートに開口した貫通穴と、貫通穴に間隙
をもって挿通して前記第二の排気通路を画成するパスチ
ューブと、パスチューブに摺動可能に嵌められるバルブ
と、バルブをバッフルプレート側に押し付けて貫通穴を
閉塞するリターンスプリングと、を備える。

【０００９】請求項２に記載のエンジンの排気消音装置
は、請求項１に記載の発明において、前記バルブにパス
チューブの外周面に隙間をもって嵌合する挿通穴を形成
し、バルブにパスチューブの外周面に摺接する複数のガ
イド爪を形成する。

【００１０】請求項３に記載のエンジンの排気消音装置
は、請求項１または２に記載の発明において、前記バッ
フルプレートとバルブの間に緩衝材を介装する。

【００１１】請求項４に記載のエンジンの排気消音装置
は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明におい
て、前記リターンスプリングをパスチューブに挿通する
コイル状に形成する。

【００１２】請求項５に記載のエンジンの排気消音装置
は、請求項１から４のいずれか一つに記載の発明におい
て、前記バルブが貫通穴を閉塞した状態でバルブ及びバ
ッフルプレートによって仕切られる室がパスチューブを
介して第二の排気通路と連通する共鳴室を構成する。

【００１３】

【作用】請求項１に記載のエンジンの排気消音装置にお
いて、エンジンから排出される排気は、低回転域で第一
の排気通路を通って排出され、低回転域の排気騒音を低
減する一方、バルブが開弁する高回転域で第一の排気通
路及び第二の排気通路を通って排出され、中・高回転域
の排気損失を抑えながら排気騒音を低減する。

【００１４】バルブはリターンスプリングに抗してパス
チューブを摺動して、第二の排気通路を開閉する構造に
より、モータ等を不要として構造の簡素化がはかれ、製
造コストを低減することができる。

【００１５】バルブはパスチューブを摺動してバッフル
プレートの貫通穴から離れる構造により、従来のリード
バルブ等に比べてリターンスプリングの伸縮量に対する
開口面積の変化率が大きく、バルブから発生する気流音
を充分消音するとともに、高回転域における排気損失
（排圧の増大）を低減してエンジン出力の低下を抑制す
る。

【００１６】バルブがパスチューブに嵌合する構造によ
り、経時劣化によるバルブがマフラから脱落することを
防止できる。

【００１７】請求項２に記載のエンジンの排気消音装置
において、バルブが複数のガイド爪を介してパスチュー
ブの外周面に摺動することにより、バルブのフリクショ
ンを低減するとともに、バルブが摺動する際に騒音が発
生することを防止できる。

【００１８】請求項３に記載のエンジンの排気消音装置
において、バッフルプレートとバルブの間に緩衝材を介
装する構造により、バルブがバッフルプレート側に着座
する際に騒音が発生することを防止できる。

【００１９】請求項４に記載のエンジンの排気消音装置
において、リターンスプリングをパスチューブに挿通す
るコイル状に形成することにより、構造の簡素化がはか
れるとともに、経時劣化によるリターンスプリングがマ
フラから脱落することを防止できる。

【００２０】また、バルブが開弁した運転時に、コイル
状をしたリターンスプリングは排気の流れに対してバル
ブの背後に位置するため、高速の排気ガス流にさらされ
ることが防止され、リターンスプリングの劣化を抑えら
れる。

【００２１】請求項５に記載のエンジンの排気消音装置
において、バルブが貫通穴を閉塞した状態でバルブ及び
バッフルプレートによって仕切られる室とパスチューブ
から構成された共鳴器によってエンジンの低回転域にお
ける低周波騒音を効果的に低減する一方、バルブが開弁
するエンジンの高回転域ではパスチューブを通って排気
が排出され、中・高回転域の排気損失を抑えながら排気
騒音を低減することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２３】図１に示すように、略長円形状の断面を備
えた自動車用のマフラ１の内周にはバッフルプレート
６、８が前記長円の径方向に配設される。これらバッフ
ルプレート６、８によって図１における左側より室２，
３，４が順次隣合う位置でそれぞれ画成される。

【００２４】図示しないエンジンからの排気をマフラ１
へ導く排気導入管路が室２に連通し、エンジンからの排
気を室２へ導かれる。

【００２５】室２には外部と連通する第一の排気通路と
してのテールチューブ１２が連通する。テールチューブ
１２はエンジンの低回転域における排気騒音の低減を重
視する所定の径及び長さを備える。

【００２６】室２と室４はバッフルプレート６を貫通し
たパスチューブ１０を介して連通しており、同様に室３
と室４はバッフルプレート７を貫通したパスチューブ１
１を介して連通する。

【００２７】第一の消音手段として、共鳴室２は拡張要
素として働き、室４はパスチューブ１０を介して共鳴器
の共鳴室として働き、これによってエンジンの低回転域
における排気騒音の低減をする。

【００２８】室２と室４の間にバッフルプレート６，８
を介して画成された室３は、エンジンの中・高回転域に
おける排気騒音の低減を重視する所定の容量を備えて第
二の消音手段を構成している。

【００２９】室３には外部と連通する第二の排気通路と
してのテールチューブ１３が開口する。テールチューブ
１３は上記テールチューブ１２と平行してマフラ１の外
部へ突出する。

【００３０】室４と室３とを画成するバッフルプレート
８には第一及び第二の消音手段を連通する排気通路とし
ての貫通穴１４が円形に開口される。

【００３１】貫通穴１４に対してパスチューブ１０は間
隙をもって貫通している。パスチューブ１０の一端はス
テー１７を介してバッフルプレート８に支持されてい
る。

【００３２】貫通穴１４を開閉するバルブ１６がバッフ
ルプレート８の室３側に設けられる。

【００３３】図２にも示すように、円盤状をしたバルブ
１６にはパスチューブ１０に挿通する挿通穴１７が同心
的に形成される。

【００３４】バルブ１６には環状の段部２３が同心的に
形成され、その剛性が確保される。

【００３５】バッフルプレート８の貫通穴１４が開口し
た内周縁部２１から３つ以上複数のガイド爪２２が延設
される。各ガイド爪２２はバルブ１６をパスチューブ１
０に対して摺動可能に支持する機能を果たす。

【００３６】各ガイド爪２２はパスチューブ１０の外周
面１９に対して点接触するように、円弧状に湾曲して形
成される。

【００３７】バルブ１６の内周縁部２１はパスチューブ
１０の外周面１９に対して所定の隙間２５を持つように
スキマバメの寸法関係で形成される。隙間２１の寸法
は、製造誤差を考慮してバルブ１６の内周縁部２１がパ
スチューブ１０の外周面１９に接しない範囲で、できる
だけ小さく形成される。これにより、間隙２５が後述す
るマフラ１の消音作用を悪化させることが防止される。

【００３８】バッフルプレート８には挿通穴１７を画成
する内周縁部３１が筒状に折り曲げられる。内周縁部３
１の外側には環状をした緩衝材３０がバルブ１６に対峙
するように嵌められる。緩衝材３０は、ワイヤーメッシ
ュ等を材質として形成され、バルブ１６が着座する際の
衝撃を緩和する。

【００３９】バルブ１６を緩衝材３０に押し付けるリタ
ーンスプリング２９が設けられる。コイル状をしたリタ
ーンスプリング２９は、パスチューブ１０に同心的に設
けられる。

【００４０】パスチューブ１０の途中には円盤状をした
リテーナ２８が固着される。リテーナ２８とバルブ１６
の間にリターンスプリング２９が圧縮した状態で介装さ
れ、バルブ１６を緩衝材３０に押し付ける。

【００４１】リターンスプリング２９の一端は、バルブ
１６の環状段部２３に係合することにより、パスチュー
ブ１０に同心的に保持される。

【００４２】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００４３】エンジンからの排気は排気導入管路を介し
てまず室２へ流入する。エンジンの低回転域においては
排気圧力が低いためリターンスプリング２８で付勢され
たバルブ１６は開弁せず、室２の排気はテールチューブ
１２より外部へ排出される。

【００４４】第一消音手段としての室２が拡張要素とし
て低回転域に応じた所定の容量を備えているため、エン
ジンの回転数に同期する排気の脈動成分が室２を通過す
る際に減衰されることで排気騒音を低減することができ
る。

【００４５】同じく第一消音手段としての室４が低回転
域に応じた所定の容量を備えるとともに、パスチューブ
１０の断面積及び長さを備えているため、バルブ１６を
介して略密閉された室４の空間が共鳴器の共鳴室として
働き、エンジンの回転数に同期する排気の脈動成分が減
衰されることで排気騒音を低減し、排気流量の低いエン
ジンの低回転域における消音性能を向上させることがで
きる。

【００４６】一方、エンジンの中・高回転域になると排
気導入管路から流入する排気圧力が増大し、室４の内圧
が所定値を越えるとリターンスプリング２８に抗してバ
ルブ１６が開弁する。

【００４７】マフラ１へ流入した排気は上記低回転域と
同様にして室２を介してテールチューブ１２から外部へ
排出されるとともに、図１に矢印で示すようにパスチュ
ーブ１０から第二消音手段としての室４，３を介してテ
ールチューブ１３からも排出される。こうして、マフラ
１から排出される排気の管路面積はテールチューブ１２
の断面積にテールチューブ１３の断面積が加わるため、
排気通路の径を拡大することと等価となって排気流量の
増大する中・高回転域における排気損失（排圧の増大）
を低減してエンジン出力の低下を抑制するとともに、排
気の気流騒音を低減することができる。

【００４８】そして、室４，３は拡張要素として中・高
回転域に応じた所定の容積を備えているため、室２から
パスチューブ１０を介して流入した排気に含まれる高周
波成分の騒音を減衰することができ、中・高回転域にお
いても排気騒音の低減を確実に行うことができるのであ
る。

【００４９】このようにして、エンジンの回転域に応じ
て開閉するバルブ１６を室４と室３を連通する貫通穴１
４に設け、排気の圧力に応じて中・高回転域での消音を
行う室５及びテールチューブ１３を室２と選択的に連通
するようにしたため、エンジンの低回転域では室２にお
ける拡張作用とパスチューブ１０を介して室４における
共鳴作用とによって排気の低周波成分の消音を効率良く
行う。一方、排気圧力及び流量の増大する中・高回転域
では室５及びテールチューブ１３からも排気を排出する
ことで、排気損失を低減しながら高周波成分の消音を行
うことができ、エンジンの全回転域において出力の低下
を抑制しながら確実に排気騒音を低減することが可能と
なり、モータおよびその制御手段を必要とすることなく
装置の構成を簡素にして製造コストの増大を抑制するこ
とができる。

【００５０】バルブ１６はパスチューブ１０を摺動して
バッフルプレート８の貫通穴１７から離れる構造によ
り、従来のリードバルブ１６等に比べてリターンスプリ
ング２９の伸縮量に対する開口面積の変化率が大きく、
バルブ１６から発生する気流音を充分消音するととも
に、高回転域における排気損失（排圧の増大）を低減し
てエンジン出力の低下を抑制する。

【００５１】円盤状をしたバルブ１６がパスチューブ１
０に嵌合する構造により、経時劣化によるバルブ１６が
マフラ１から脱落することを防止できる。

【００５２】バルブ１６が複数のガイド爪２２を介して
パスチューブ１０の外周面１９に摺動することにより、
バルブ１６のフリクションを低減するとともに、バルブ
１６が摺動する際に騒音が発生することを防止できる。

【００５３】バッフルプレート８とバルブ１６の間に緩
衝材３０を介装する構造により、バルブ１６がバッフル
プレート８側に着座する際に騒音が発生することを防止
できる。

【００５４】リターンスプリング２９をパスチューブ１
０に挿通するコイル状に形成することにより、構造の簡
素化がはかれるとともに、経時劣化によるリターンスプ
リング２９がマフラ１から脱落することを防止できる。

【００５５】また、バルブ１６が開弁した運転時に、コ
イル状をしたリターンスプリング２９は排気の流れに対
してバルブ１６の背後に位置するため、高速の排気ガス
流にさらされることが防止され、リターンスプリング２
９の劣化を抑えられる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載のエ
ンジンの排気消音装置は、バルブがリターンスプリング
に抗してパスチューブを摺動して、第二の排気通路を開
閉する構造により、モータ等を不要として構造の簡素化
がはかれ、製造コストを低減することができる。また、
バルブがパスチューブを摺動してバッフルプレートの貫
通穴から離れる構造により、従来のリードバルブ等に比
べてリターンスプリングの伸縮量に対する開口面積の変
化率が大きく、バルブから発生する気流音を充分消音す
るとともに、高回転域における排気損失（排圧の増大）
を低減してエンジン出力の低下を抑制することができ
る。

【００５７】請求項２に記載のエンジンの排気消音装置
は、バルブが複数のガイド爪を介してパスチューブの外
周面に摺動することにより、バルブのフリクションを低
減するとともに、バルブが摺動する際に騒音が発生する
ことを防止できる。

【００５８】請求項３に記載のエンジンの排気消音装置
は、バッフルプレートとバルブの間に緩衝材を介装する
構造により、バルブがバッフルプレート側に着座する際
に騒音が発生することを防止できる。

【００５９】請求項４に記載のエンジンの排気消音装置
は、リターンスプリングをパスチューブに挿通するコイ
ル状に形成することにより、構造の簡素化がはかれると
ともに、経時劣化によるリターンスプリングがマフラか
ら脱落することを防止できる。また、バルブが高速の排
気ガス流にさらされることが防止され、リターンスプリ
ングの劣化を抑えられる。

【００６０】請求項５に記載のエンジンの排気消音装置
は、バルブが貫通穴を閉塞した状態でバルブ及びバッフ
ルプレートによって仕切られる室とパスチューブから構
成された共鳴器によってエンジンの低回転域における低
周波騒音を効果的に低減する一方、バルブが開弁するエ
ンジンの高回転域ではパスチューブを通って排気が排出
され、中・高回転域の排気損失を抑えながら排気騒音を
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すマフラの断面図。

【図２】同じくバルブ等の斜視図。

【符号の説明】

１ マフラ ２ 室 ３ 室 ４ 室 ６ バッフルプレート ８ バッフルプレート １２ テールチューブ １３ テールチューブ １４ 挿通穴 １６ バルブ １７ 貫通穴 １９ パスチューブ外周面 ２１ バルブ内周縁部 ２２ ガイド爪 ２９ リターンスプリング ３０ 緩衝材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの排気騒音を低減するマフラと、 エンジンからマフラに導かれる排気を外部に排出する第
   一の排気通路及び第二の排気通路と、 マフラの内部に生じるエンジンの排気圧力に応動して第
   二の排気通路を開通させる弁手段と、 を備えるエンジンの排気消音装置において、 前記弁手段として、 二つの室を画成するバッフルプレートに開口した貫通穴
   と、 貫通穴に間隙をもって挿通して前記第二の排気通路を画
   成するパスチューブと、 パスチューブの外周面に摺動可能に嵌められるバルブ
   と、 バルブをバッフルプレート側に押し付けて貫通穴を閉塞
   するリターンスプリングと、 を備えたことを特徴とするエンジンの排気消音装置。
2. 【請求項２】前記バルブにパスチューブの外周面に隙間
   をもって嵌合する挿通穴を形成し、 バルブにパスチューブの外周面に摺接する複数のガイド
   爪を形成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジ
   ンの排気消音装置。
3. 【請求項３】前記バッフルプレートとバルブの間に緩衝
   材を介装したことを特徴とする請求項１または２に記載
   のエンジンの排気消音装置。
4. 【請求項４】前記リターンスプリングをパスチューブに
   挿通するコイル状に形成したことを特徴とする請求項１
   から３のいずれか一つに記載のエンジンの排気消音装
   置。
5. 【請求項５】前記バルブが貫通穴を閉塞した状態でバル
   ブ及びバッフルプレートによって仕切られる室がパスチ
   ューブを介して第二の排気通路と連通する共鳴室を構成
   したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに
   記載のエンジンの排気消音装置。