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JP3153798B2 - エンジンのマフラにおける排気管用バルブ - Google Patents
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JP3153798B2 - エンジンのマフラにおける排気管用バルブ - Google Patents

エンジンのマフラにおける排気管用バルブ

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JP3153798B2 JP16787798A JP16787798A JP3153798B2 JP 3153798 B2 JP3153798 B2 JP 3153798B2 JP 16787798 A JP16787798 A JP 16787798A JP 16787798 A JP16787798 A JP 16787798A JP 3153798 B2 JP3153798 B2 JP 3153798B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンのマフラに
おける排気管の開閉に使用する排気管用バルブに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、エンジンのマフラにおいて、図9
に示すように、排気入口管101から流入した排気ガス
をマフラ内の消音室を通過させた後、2本の排気出口管
102,103から排出するようにするとともにその一
方の排気出口管103に排気ガス流量に応じて開閉する
バルブ104を設け、排気ガス流量の少ないときはバル
ブ104を閉状態として1本の排気出口管102のみか
ら排気ガスを排出することにより消音性能を向上させ、
また、排気ガス流量が多いときはバルブ104を開状態
として2本の排気出口管102,103から排気ガスを
排出することにより気流音を抑制するとともに排気損失
を小さくするものが例えば特開平7−310521号公
報に開示されている。
【0003】また、上記従来の技術におけるバルブ10
4は、バタフライ型バルブを使用し、これを一方の排気
管103内で回動可能に備えて構成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のようにバタ
フライ型のバルブ104においては、バルブ104の閉
状態時に、そのバルブ外周面と排気出口管内周面との間
の隙間が生じないように気密構造にすると、バルブ10
4が排気出口管103に食い込み状態に干渉し、作動不
良を招く。そのため、排気出口管103の内周面とバル
ブ104の外周面との間に隙間を設ける必要があるが、
このような隙間を設けると、この隙間から排気ガスが漏
洩し、排気ガスの小流量時の消音性能が十分得られない
という問題がある。また、上記の隙間を、気密性が高く
かつ干渉しないようにするためには、非常に高い部品精
度が要求され、それに伴うコストアップや生産性等に問
題を生じるおそれがある。
【0005】そこで本発明は、上記各問題点を解決する
エンジンマフラにおける排気管用バルブを提供すること
を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1記載の第1の発明は、排気管の上流側に
バルブホルダを気密に設け、該バルブホルダの前壁に流
入口を形成し、バルブホルダにバルブ体を、上記流入口
の下流側に当接したり離間するように開閉可能に付設
し、更に、該バルブ体を閉方向に付勢する付勢手段を設
、更に前記バルブ体の外周とバルブホルダまたは排気
管との距離を、バルブ体の回転中心と反対の位置におい
て最も大きく設定したことを特徴とするものである。
【0007】本発明においては、バルブ体を、その外周
がバルブホルダに非接触状態で開閉させることができ、
開閉動作不良を起こすおそれがない。そのため、簡易な
構造で閉弁状態の気密性を得ることができる。更に、バ
ルブ体が微少に開いたとき、そのバルブ体の回転中心と
反対側の開口量が最も多くなり、該部での排気流が多く
なる。この場合、該部でのバルブ体外周とこれと対向す
るバルブホルダまたは排気管との距離が近いと排気ガス
流がバルブホルダに当たって気流音を発生するが、本発
明によれば、上記の距離が長くなり、上記の現象を防止
する。
【0008】請求項2記載の第2の発明は、上記第1の
発明において、前記流入口の上流端部を、上流方向が拡
開するフレア状に形成したことを特徴とするものであ
る。本発明においては、更に、開弁時における排気管へ
の排気ガスの流入がスムースになり、気流音の発生を抑
制できる。
【0009】
【0010】
【0011】
【発明の実施の形態】図1乃至図8に示す実施例に基づ
いて本発明の実施の形態について説明する。図1乃至図
3は第1実施例を示す。
【0012】図1は本発明をエンジンのマフラにおける
第1排気出口管に適用した例を示す。このマフラにおい
ては、エンジンから排出された排気ガスは、排気入口管
1を通ってマフラ内の第2室2に流入する。排気ガスは
更に連通管3を通り第1室4内に流入する。流通パイプ
としての第1排気出口管5の上流端には本発明の排気管
用バルブ6が設けられており、エンジンの回転数が低く
排気ガス量が少ないときには、そのバルブ体7が第1室
4の内圧に抗して付勢手段であるコイルスプリング8の
付勢力により第1排気出口管5の上流端口を閉塞する。
そのため、排気ガスは小径の第2排気出口管9に入り、
上記排気管用バルブ6より下流に連通した第1排気出口
管5を通じてマフラ外へ導出される。このとき、第2排
気出口管9は小径かつ長尺に形成されているため、十分
な消音効果を得ることができる。
【0013】エンジン回転数が高く排気ガス量が多くな
ると、第1室4の内圧が上昇して排気管用バルブ6のバ
ルブ体7がコイルスプリング8の付勢力に抗して開き、
第1排気出口管5のみを通ってマフラ外に導出される。
したがって、背圧が低減され、エンジン出力の向上が得
られる。
【0014】上記の排気管用バルブ6の構造を図2及び
図3により詳述する。上記排気入口管を形成する流通パ
イプ5は断面円形で、その上流部に拡径部5aを形成
し、その上流端部5bは開口されている。
【0015】上記上流端部5bにはバルブホルダ10が
嵌合的に固設されている。該バルブホルダ10は、上記
上流端部5bの内周面に嵌合する径の円形の周壁11
と、該周壁11の上部両側を径方向へ突出させた取付壁
12,13と、これら両取付壁12,13の上端間を連
結する上壁14と、該上壁14の後部において、下端面
を流通パイプ5の外面に沿った円弧面にして垂設した後
壁15と、略中央に流入口16を穿設し、略環状で一部
に突壁17aを有する前壁17とを、金属製板材をプレ
ス成形して一体に形成されている。これにより、バルブ
ホルダ10の体内に、バルブ体収納室18とバルブ軸挿
通室19が形成されている。
【0016】そして、上記バルブホルダ10の周壁11
を流通パイプ5の端部内周面に嵌合し、後壁15の下端
面を流通パイプ5の外周面に接合させ、これらを溶接等
により気密的に結合して、バルブホルダ10を流通パイ
プ5に固設している。
【0017】更に、上記バルブホルダ10における流入
口16を形成する入口壁20は、前壁17を下流側、す
なわち、バルブホルダ10の内側へ折曲して筒状に延設
されているとともに、その入口部20aは、上流側が拡
開するフレア状に形成されている。このように入口壁2
0を折曲形成することにより、弁座面20bを前壁17
から間隔D1 を有して離間させている。このように、入
口壁20を内側へ折曲することにより、バルブ7の回転
部の取り付けを容易にしている。
【0018】更に、該円筒状の流入口16は、その中心
軸Xが流通パイプ5の中心軸Yに対して、上記突壁17
a側、すなわち、後述するバルブ体7の回転中心側へ偏
心して形成されている。このように偏心させることによ
り、後述するバルブ体7が微少に開いた場合に最大に開
く図の下部における周壁11と入口壁20との距離D 2
を長くしている。
【0019】上記取付壁12,13間には弁軸21が回
転可能に貫通設置され、そのバルブ軸挿通室19部の弁
軸に板状のバルブ体7の基部7aが固着されている。該
弁軸21は上記取付壁12,13に固着された軸受2
3,24により回転可能に支承されている。更に、該弁
軸21の一端はバルブホルダ10から長く突出され、そ
の先端部にバネストッパ25が固着されている。
【0020】上記弁軸21にはこれと同軸に付勢手段で
あるコイルスプリング8が巻装され、その一端をバルブ
ホルダ10に係止し、他端を上記バネストッパ25に係
止して、該コイルスプリング8の付勢力によりバルブ体
7を常時閉方向へ付勢している。
【0021】上記バルブ体7は、上記流入口16と同心
円で、かつ流入口16より若干大径に形成されている。
これにより、バルブ体7の外周とバルブホルダ10の周
壁11との距離D3は、バルブ体7の回転中心と反対の
位置において最も大きくなる。
【0022】以上のようであるから、バルブ本体7の閉
塞時には、該バルブ体7がコイルスプリング8の付勢力
により、前壁17から内側へ折曲した入口壁20の弁座
面20bに当接し、流入口16を密閉する。このとき、
バルブ体7は、その外周端面がバルブホルダ10の周壁
11と非接触状態で閉作動するため、密閉状態に至るま
での回動が阻害されず、その密閉動作不良を起こすおそ
れがない。
【0023】また、上記閉弁状態からの開弁動作も、上
記のようにバルブ体7の外周端面とバルブホルダ10と
が非接触状態であるため、開動作不良を起こすおそれも
ない。
【0024】更に、流入口16の周面が、上流側が拡開
するフレア状に形成されているため、排気ガスの流入が
スムースになり、気流音の発生が抑制される。また、バ
ルブ体7が微少に開いたとき、そのバルブ体7の回転中
心と反対側の開口量が最も多くなり、該部での排気流が
多くなる。この場合、該部でのバルブ体外周端面とこれ
と対向するバルブホルダの外周壁との距離が近いと排気
ガス流がバルブホルダの周壁に当たって気流音を発生す
るが、上記のように流入口16を偏心させてバルブ体7
とバルブホルダ10の周壁11との距離D3を長くした
ことにより、上記の気流音の発生が防止される。
【0025】図4及び図5は第2実施例を示す。本第2
実施例は上記第1実施例のコイルスプリング8をバルブ
ホルダ10内に装着したものである。すなわち、上記バ
ルブ軸挿通室19内の弁軸21にコイルスプリング8を
巻装し、その一端をバルブ体7に係止し、他端をバルブ
ホルダ10の内面に係止して、バルブ体7を閉方向に付
勢したものである。
【0026】その他の構造は上記第1実施例と同様であ
るため、上記と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略する。本第2実施例においても、上記第1実施例
と同様の作用、効果を発揮する。
【0027】図6及び図7は第3実施例を示す。本実施
例は、上記図1乃至図3に示す実施例において、バルブ
ホルダ10の周壁11をなくし、更に、上記流入口16
及びこれを形成する入口壁20の形状を、上記バルブ体
7の回転中心の反対側を切り欠いた略一部切り欠き円状
に形成し、更にバルブ体7の外形を、上記入口壁20に
対し若干大きい相似形、すなわちバルブ体7の回転中心
の反対側を切り欠いた略一部切り欠き円状に形成されて
いる。そして、バルブホルダ10の前壁17が排気管5
の上流端部5bに直接気密的に固着されている。
【0028】また、排気管5と、入口壁20の略半円部
と、バルブ体7の略半円部は同心的に形成されている。
上記の構造により、バルブ体7の回転中心の反対側の入
口壁20cとバルブ体7の外周端面7bは略直線に形成
され、該入口壁20cと排気管5との間の距離D4は前
記実施例のD2よりも長く、更にバルブ体7の外周端面
7bと排気管5との間の距離D5は前記実施例のD3より
も長くなっている。
【0029】更に、バルブ体7における上記入口壁20
と対向する側の面には、打音防止用の緩衝材30、例え
ばワイヤメッシュが固着されている。その他の構造は上
記図1乃至図3に示す実施例と同様であるため、同一部
分には前記と同一の符号を付してその説明を省略する。
【0030】本第3実施例によれば、上記第1実施例と
同様の効果が得られる上に、バルブ体7の回転中心の反
対側の上記距離D4,D5を上記第1実施例のD2,D3
りも大きくすることができ、上記の気流音の発生防止効
果が一層高まる。更に、緩衝材30の存在により、バル
ブ体7の閉塞時にこれが緩衝材30に当たって打音の発
生を防止する。したがって、本実施例においては、気流
音とバルブの打音の双方の発生を防止して、消音器とし
ての消音性能を高めることができる。
【0031】図8は第4実施例を示す。本第4実施例
は、上記第1及び第2実施例における流入口16にパイ
プ40を挿嵌したものである。
【0032】すなわち、流入口16を形成する入口壁2
0の内面に排気管を形成するパイプ40の端部41を気
密的に嵌合して溶接或いはロー付けにて固着したもので
ある。その他の構造は上記第1実施例と同様であるた
め、同一部分には同一符号を付してその説明は省略す
る。
【0033】本実施例においては、上記第1実施例と同
様の効果を発揮する上に、インナパイプやアウトレット
等の排気管の途中にバルブを設ける場合に、バルブホル
ダ10の流入口16に別のパイプ40を挿嵌し、固着す
るだけでよいため、その製造が容易になる。この場合、
特に入口壁20を内側へ折曲して延設されているので、
パイプ40の固着が容易でかつ強固になる。
【0034】なお、本発明の排気管用バルブは、上記第
1実施例では、排気出口管を2本設けてその一方の排気
出口管の上流端に設けたが、これに限るものではなく、
その他、1本の排気出口管を有し、マフラ内に複数のイ
ンナパイプを有するマフラにおいて、その一部のインナ
パイプに本発明の排気管用バルブを付設するようにして
もよい。
【0035】
【発明の効果】以上のようであるから、請求項1記載の
発明によれば、簡易な構造でかつ低コストにより流入口
を密閉でき、かつそのバルブ体の開閉動作不良を起こす
おそれがない。したがって、本発明を図1に示すような
マフラに適用すれば、低排気ガス流量時の消音性能を十
分得ることができる。更にバルブの微少開口時の気流音
の発生を防止することができる。
【0036】請求項2記載の発明によれば、更に排気管
への排気ガスの流入がスムースになり、気流音の発生を
抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排気管用バルブを適用したマフラの縦
断面図。
【図2】本発明の第1実施例を示す排気管用バルブの正
面図。
【図3】図2におけるA−A線断面図。
【図4】本発明の第2実施例を示す排気管用バルブの縦
断面図。
【図5】図4におけるB−B線断面図。
【図6】本発明の第3実施例を示す排気管用バルブの正
面図。
【図7】図6におけるC−C線断面図。
【図8】本発明の第4実施例を示す排気管用バルブの縦
断面図。
【図9】従来の排気用バルブを示すマフラの縦断面図。
【符号の説明】
5…排気管 6…排気管用バルブ 7…バルブ体 8…付勢手段 10…バルブホルダ 16…流入口 17…前壁 20…入口壁 20a…フレア部の入口部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気管の上流側にバルブホルダを気密に
    設け、該バルブホルダの前壁に流入口を形成し、バルブ
    ホルダにバルブ体を、上記流入口の下流側に当接したり
    離間するように開閉可能に付設し、更に、該バルブ体を
    閉方向に付勢する付勢手段を設け、更に前記バルブ体の
    外周とバルブホルダまたは排気管との距離を、バルブ体
    の回転中心と反対の位置において最も大きく設定したこ
    とを特徴とするエンジンのマフラにおける排気管用バル
    ブ。
  2. 【請求項2】 前記流入口の上流端部を、上流方向が拡
    開するフレア状に形成したことを特徴とする請求項1記
    載のエンジンのマフラにおける排気管用バルブ。
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