JPH1136844A - 自動車用バルブ内蔵排気マフラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開弁圧近傍あるいは閉弁圧近傍での運転時に
脈動圧による制御バルブの開閉打音を抑えた自動車用バ
ルブ内蔵排気マフラを提供することこと。 【解決手段】 制御バルブＡを、第２インナーパイプ１
７の端部に固定され、第２インナーパイプ１７の内径よ
り大きな内径を持つ拡大パイプ１と、第２インナーパイ
プ１７の開口端１７ａを閉じる第１弁２と、拡大パイプ
１の開口端１ａを閉じる第２弁３と、第１弁２と第２弁
３とを一体に連結する連接棒４と、第１弁２を第２イン
ナーパイプ１７の開口端１７ａに押し付けるバルブ閉方
向の付勢力を付与するスプリング５とを有する構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マフラ内に開口す
るインナーパイプの端部位置にパイプ内圧力の増減に伴
って開閉動作する制御バルブが設けられた自動車用バル
ブ内蔵排気マフラの技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用バルブ内蔵排気マフラと
しては、例えば、特開平２−１６３１７号公報や特開平
３−５１１２４号公報や特開平５−９８９３０号公報等
に記載されているものが知られている。

【０００３】図５に示す従来のバルブ内蔵排気マフラの
一例によりその構成を説明すると、インナーパイプの端
部位置に制御バルブが取り付けられていて、この制御バ
ルブは、弁体が支持ブラケットに対し回転軸を中心に回
転可能に設けられ、コイルバネによりインナーパイプの
開口端に弁体を押圧している。

【０００４】よって、パイプ内圧力と弁体との受圧面積
を掛け合わせた開弁方向の力が、コイルバネによる閉弁
方向の力より上回ると、弁体が回転軸を中心として回動
して弁が開く。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自動車用バルブ内蔵排気マフラにあっては、インナ
ーパイプ内の圧力が開弁圧近傍にて運転されると、イン
ナーパイプ内の細かく上下に変化する脈動圧により、弁
体が開閉を繰り返し打音が発生するという問題点を有す
る。

【０００６】すなわち、インナーパイプ内の圧力を受け
る受圧面積が弁の開閉にかかわらず一定である単独の弁
体による制御バルブ構造であるため、コイルバネ等によ
りわずかなヒステリシス特性を持っていても、弁が開き
始める開弁圧と開いた弁が閉じる閉弁圧は、ほぼ同圧レ
ベル（開弁圧≒閉弁圧）になることによる。

【０００７】本発明の課題とするところは、開弁圧近傍
あるいは閉弁圧近傍での運転時に脈動圧による制御バル
ブの開閉打音を抑えた自動車用バルブ内蔵排気マフラを
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

（解決手段１）上記課題を解決する請求項１記載の発明
は、マフラ内に開口するインナーパイプの端部位置にパ
イプ内圧力の増減に伴って開閉動作する制御バルブが設
けられた自動車用バルブ内蔵排気マフラにおいて、前記
制御バルブを、インナーパイプの端部に固定され、イン
ナーパイプの内径より大きな内径を持つ拡大パイプと、
インナーパイプの開口端を閉じる第１弁と、前記拡大パ
イプの開口端を閉じる第２弁と、前記第１弁と第２弁と
を一体に連結する連接棒と、前記第１弁をインナーパイ
プの開口端に押し付けるバルブ閉方向の付勢力を付与す
るスプリングとを有する構成としたことを特徴とする。

【０００９】（解決手段２）上記課題を解決する請求項
２記載の発明は、請求項１記載の自動車用バルブ内蔵排
気マフラにおいて、バルブ全閉時、第２弁と拡大パイプ
の開口端との間に若干の隙間が設定される構成としたこ
とを特徴とする。

【００１０】（解決手段３）上記課題を解決する請求項
３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の自動車
用バルブ内蔵排気マフラにおいて、前記拡大パイプに、
第１弁と第２弁とは平行配置でスプリングリテーナを固
定し、且つ、スプリングリテーナに、連接棒の摺動ガイ
ド部を形成したことを特徴とする。

【００１１】（解決手段４）上記課題を解決する請求項
４記載の発明は、請求項１ないし請求項３記載の自動車
用バルブ内蔵排気マフラにおいて、前記第２弁の外周部
に、拡大パイプの開口端の外周位置に回り込む折り返し
部を形成したことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）まず、構成を説明する。

【００１３】実施の形態１は請求項１，２，３記載の発
明に対応する。

【００１４】図１は実施の形態１の自動車用バルブ内蔵
排気マフラの制御バルブを示す断面図、図２は実施の形
態１の自動車用バルブ内蔵排気マフラを示す全体断面図
である。

【００１５】図２において、Ａは制御バルブ、１０はマ
フラシェル、１１はフロントエンドプレート、１２はリ
ヤエンドプレート、１３は第１バッフルプレート、１４
は第２バッフルプレート、１５は排気インレットパイ
プ、１６は第１インナーパイプ、１７は第２インナーパ
イプ、１８は排気アウトレットパイプ、１９は第１室、
２０は第２室、２１は第３室である。

【００１６】前記制御バルブＡは、パイプ内圧力の増減
に伴って開閉動作するバルブで、第１室１９と第３室２
１を連通する第２インナーパイプ１７の第１室側開口端
に配置されている。

【００１７】前記排気インレットパイプ１５は、フロン
トエンドプレート１１と第１，第２バッフルプレート１
３，１４を貫通して設けられ、エンジンからの排気ガス
を第２室２０及び第３室２１へ導入する。

【００１８】前記第１インナーパイプ１６は、第１バッ
フルプレート１３に設けられ、一端が第１室１９に開口
し、他端が第２室２０に開口している。

【００１９】前記第２インナーパイプ１７は、第１バッ
フルプレート１３と第２バッフルプレート１４とに掛け
渡して設けられ、第１室１９に開口する一端部に制御バ
ルブＡが設けられ、他端が第３室２１に開口している。

【００２０】前記排気アウトレットパイプ１８は、第１
バッフルプレート１３と第２バッフルプレート１４とリ
ヤエンドプレート１２を貫通して設けられ、一端部は第
１室１９に開口し、他端部は外気に開口している。

【００２１】前記制御バルブＡが閉状態の時は、第１室
１９及び第２室２０が拡張室で第３室２１がレゾネータ
室であり、制御バルブＡが開状態の時には、第３室２１
がレゾネータ室から拡張室へと変わる。

【００２２】図１において、Ａは制御バルブ、１は拡大
パイプ、２は第１弁、３は第２弁、４は連接棒、５はス
プリング、６は隙間、７はスプリングリテーナ、１３は
第１バッフルプレート、１７は第２インナーパイプ、１
９は第１室、２０は第２室である。

【００２３】前記拡大パイプ１は、第２インナーパイプ
１７の端部に固定され、第２インナーパイプ１７の内径
ｄより大きな内径Ｄを持つ。

【００２４】前記第１弁２は、第２インナーパイプ１７
の開口端１７ａを閉じる。

【００２５】前記第２弁３は、拡大パイプ１の開口端１
ａを閉じる。

【００２６】前記連接棒４は、第１弁２と第２弁３とを
一体に連結する。

【００２７】前記スプリング５は、第１弁２を第２イン
ナーパイプ１７の開口端１７ａに押し付けるバルブ閉方
向の付勢力を付与する。

【００２８】前記隙間６は、バルブ全閉時に第１弁２と
第２インナーパイプ１７の開口端１７ａとの密着度を高
めるため、図１に示すように、第２弁３と拡大パイプ１
の開口端１ａとの間に設定される。

【００２９】前記スプリングリテーナ７は、スプリング
５の端部を支持するべく、拡大パイプ１の内部に、第１
弁２と第２弁３とは平行配置で固定されたもので、この
スプリングリテーナ７には、バルブ開閉時に連接棒４の
軸方向摺動を案内する摺動ガイド部７ａと、差圧を作ら
ず排気ガスを通す通孔７ｂが形成されている。

【００３０】次に、作用を説明する。

【００３１】エンジン低回転時や低負荷時であって、第
２インナーパイプ１７の排気ガス圧（以下、インナーパ
イプ内圧力）が低圧で、インナーパイプ内圧力と第１弁
２の排気ガス受圧面積とを掛け合わせた力が、スプリン
グ５によるバネ力よりも小さい時には、第２インナーパ
イプ１７の開口部１７ａを第１弁２により塞ぐバルブ閉
状態が維持される（図１）。この時、第２弁３と拡大パ
イプ１の開口端１ａとの間に設定される隙間６により、
第１弁２と第２インナーパイプ１７の開口端１７ａとの
密着度が高められる。

【００３２】アクセル踏み込み操作等によりエンジン回
転数を上げてゆくことで、インナーパイプ内圧力が上昇
し、インナーパイプ内圧力と第１弁２の排気ガス受圧面
積とを掛け合わせた力が、スプリング５によるバネ力よ
りもわずかでも上回ると、スプリング５を押し縮めて第
１弁２を開く（この時のインナーパイプ内圧力が開弁
圧）。

【００３３】この第１弁２が少しでも開くと、拡大パイ
プ１の内部がインナーパイプ内圧力となることで、第１
弁２より受圧面積の広い第２弁３に作用し、連接棒４に
て連接されている第１弁２と第２弁３とが一気に開き始
め、開弁圧と第２弁３の排気ガス受圧面積とを掛け合わ
せた力が、スプリング５によるバネ力とバランスする開
弁量まで開く。その後、さらにインナーパイプ内圧力が
高まると第２弁３の開弁特性に従って開弁量を増し、ス
トローク限界で大きな開口面積によるバルブ全開とな
る。

【００３４】バルブ全開状態でアクセル戻し操作等によ
りインナーパイプ内圧力が低下すると、インナーパイプ
内圧力により第２弁３を開こうとする力が低下し、スプ
リング５が次第に伸び、第２弁３が拡大パイプ１の開口
端１ａに近づき、インナーパイプ内圧力がさらに低下し
て第２弁３と拡大パイプ１の開口端１ａとが予め設定さ
れた隙間６となると（この時のインナーパイプ内圧力が
閉弁圧）、第１弁２が第２インナーパイプ１７の開口端
１７ａを塞いでバルブ全閉となる。

【００３５】このように、制御バルブＡのインナーパイ
プ内圧力に対する開弁量特性は、図３に示すように、開
弁圧は受圧面積が狭い第１弁２により規定されることで
高い圧力レベルとなり、閉弁圧は受圧面積が広い第２弁
３により規定されることで低い圧力レベルとなり、開弁
圧と閉弁圧との間には広いヒステリシス幅が持たされる
ことになる。

【００３６】よって、開弁圧近傍のインナーパイプ内圧
力となる運転時や閉弁圧近傍のインナーパイプ内圧力と
なる運転時に、脈動圧によりインナーパイプ内圧力が変
動してもバルブ開であればヒステリシス幅以上の圧力変
化がない限りそのままバルブ開が保たれ、バルブ閉であ
ればヒステリシス幅以上の圧力変化がない限りそのまま
バルブ閉が保たれることになり、第１弁２が開口端１７
ａに当たる開閉打音が抑えられる。

【００３７】次に、効果を説明する。

【００３８】（１）制御バルブＡを、第２インナーパイ
プ１７の端部に固定され、第２インナーパイプ１７の内
径より大きな内径を持つ拡大パイプ１と、第２インナー
パイプ１７の開口端１７ａを閉じる第１弁２と、拡大パ
イプ１の開口端１ａを閉じる第２弁３と、第１弁２と第
２弁３とを一体に連結する連接棒４と、第１弁２を第２
インナーパイプ１７の開口端１７ａに押し付けるバルブ
閉方向の付勢力を付与するスプリング５とを有する構成
としたため、開弁圧と閉弁圧とに大きなヒステリシスが
持たせられ、開弁圧近傍あるいは閉弁圧近傍での運転時
に脈動圧による制御バルブＡの開閉打音を抑えた自動車
用バルブ内蔵排気マフラを提供することができる。

【００３９】（２）バルブ全閉時、第２弁３と拡大パイ
プ１の開口端１ａとの間に若干の隙間６が設定される構
成としたため、バルブ全閉時に第１弁２と第２インナー
パイプ１７の開口端１７ａとの高い密着力を確保するこ
とができる。

【００４０】（３）拡大パイプ１に、第１弁２と第２弁
３とは平行配置でスプリングリテーナ７を固定し、且
つ、スプリングリテーナ７に、連接棒４の摺動ガイド部
７ａを形成したため、バルブ開閉時に第１弁２と第２弁
３とに傾きを生じない安定したバルブ開閉動作を確保す
ることができる。

【００４１】（実施の形態２）まず、構成を説明する。

【００４２】実施の形態２は請求項１，２，３，４記載
の発明に対応する。

【００４３】図４は実施の形態２の自動車用バルブ内蔵
排気マフラの制御バルブを示す断面図である。

【００４４】図４において、Ａ’は制御バルブ、１は拡
大パイプ、２は第１弁、３は第２弁、４は連接棒、５は
スプリング、６は隙間、７はスプリングリテーナ、１３
は第１バッフルプレート、１７は第２インナーパイプ、
１９は第１室、２０は第２室である。

【００４５】実施の形態１と異なる点は、第２弁３の外
周部に、拡大パイプ１の開口端１ａの外周位置に回り込
む折り返し部３ａを形成した点である。

【００４６】尚、他の構成は、実施の形態１と同様であ
る。

【００４７】作用的には、第２弁３の受圧面積が実施の
形態１より拡大されることで、図３の開弁量特性図の１
点鎖線特性に示すように、開弁圧から少しインナーパイ
プ圧力が上昇するだけでバルブ全開となり、バルブ全開
応答性がより高くなる。

【００４８】（他の実施の形態）実施の形態１では、図
２に示す自動車用バルブ内蔵排気マフラへの適用例を示
したが、マフラ内に開口するインナーパイプを有する排
気マフラであれば図２以外の構造の排気マフラに適用で
きるのは勿論である。

【００４９】

【発明の効果】請求項１記載の発明にあっては、マフラ
内に開口するインナーパイプの端部位置にパイプ内圧力
の増減に伴って開閉動作する制御バルブが設けられた自
動車用バルブ内蔵排気マフラにおいて、制御バルブを、
インナーパイプの端部に固定され、インナーパイプの内
径より大きな内径を持つ拡大パイプと、インナーパイプ
の開口端を閉じる第１弁と、拡大パイプの開口端を閉じ
る第２弁と、第１弁と第２弁とを一体に連結する連接棒
と、第１弁をインナーパイプの開口端に押し付けるバル
ブ閉方向の付勢力を付与するスプリングとを有する構成
としたため、開弁圧近傍あるいは閉弁圧近傍での運転時
に脈動圧による制御バルブの開閉打音を抑えた自動車用
バルブ内蔵排気マフラを提供することができる。

【００５０】請求項２記載の発明にあっては、請求項１
記載の自動車用バルブ内蔵排気マフラにおいて、バルブ
全閉時、第２弁と拡大パイプの開口端との間に若干の隙
間が設定される構成としたため、請求項１記載の発明の
効果に加え、バルブ全閉時に第１弁とインナーパイプの
開口端との高い密着力を確保することができる。

【００５１】請求項３記載の発明にあっては、請求項１
または請求項２記載の自動車用バルブ内蔵排気マフラに
おいて、拡大パイプに、第１弁と第２弁とは平行配置で
スプリングリテーナを固定し、且つ、スプリングリテー
ナに、連接棒の摺動ガイド部を形成したため、請求項１
または請求項２記載の発明の効果に加え、バルブ開閉時
に第１弁と第２弁とに傾きを生じない安定したバルブ開
閉動作を確保することができる。

【００５２】請求項４記載の発明にあっては、請求項１
ないし請求項３記載の自動車用バルブ内蔵排気マフラに
おいて、第２弁の外周部に、拡大パイプの開口端の外周
位置に回り込む折り返し部を形成したため、請求項１な
いし請求項３記載の発明の効果に加え、バルブ全開応答
性をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の自動車用バルブ内蔵排気マフラ
の制御バルブを示す断面図である。

【図２】実施の形態１の自動車用バルブ内蔵排気マフラ
の制御バルブを示す全体断面図である。

【図３】実施の形態１の制御バルブでのインナーパイプ
圧力に対する開弁量特性図である。

【図４】実施の形態２の自動車用バルブ内蔵排気マフラ
の制御バルブを示す断面図である。

【図５】従来の自動車用バルブ内蔵排気マフラを示す全
体断面図である。

【符号の説明】

Ａ 制御バルブ １ 拡大パイプ １ａ 開口端 ２ 第１弁 ３ 第２弁 ３ａ 折り返し部 ４ 連接棒 ５ スプリング ６ 隙間 ７ スプリングリテーナ ７ａ 摺動ガイド部 １３ 第１バッフルプレート １７ 第２インナーパイプ １７ａ 開口端

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マフラ内に開口するインナーパイプ（１
   ７）の端部位置にパイプ内圧力の増減に伴って開閉動作
   する制御バルブ（Ａ）が設けられた自動車用バルブ内蔵
   排気マフラにおいて、 前記制御バルブ（Ａ）を、 インナーパイプ（１７）の端部に固定され、インナーパ
   イプ（１７）の内径（ｄ）より大きな内径（Ｄ）を持つ
   拡大パイプ（１）と、 インナーパイプ（１７）の開口端を閉じる第１弁（２）
   と、 前記拡大パイプ（１）の開口端（１ａ）を閉じる第２弁
   （３）と、 前記第１弁（２）と第２弁（３）とを一体に連結する連
   接棒（４）と、 前記第１弁（２）をインナーパイプ（１７）の開口端
   （１７ａ）に押し付けるバルブ閉方向の付勢力を付与す
   るスプリング（５）とを有する構成としたことを特徴と
   する自動車用バルブ内蔵排気マフラ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動車用バルブ内蔵排気
   マフラにおいて、 バルブ全閉時、第２弁（３）と拡大パイプ（１）の開口
   端（１ａ）との間に若干の隙間（６）が設定される構成
   としたことを特徴とする自動車用バルブ内蔵排気マフ
   ラ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の自動車用
   バルブ内蔵排気マフラにおいて、 前記拡大パイプ（１）に、第１弁（２）と第２弁（３）
   とは平行配置でスプリングリテーナ（７）を固定し、 且つ、スプリングリテーナ（７）に、連接棒（４）の摺
   動ガイド部（７ａ）を形成したことを特徴とする自動車
   用バルブ内蔵排気マフラ。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３記載の自動車用
   バルブ内蔵排気マフラにおいて、 前記第２弁（３）の外周部に、拡大パイプ（１）の開口
   端（１ａ）の外周位置に回り込む折り返し部（３ａ）を
   形成したことを特徴とする自動車用バルブ内蔵排気マフ
   ラ。