JPH0673309U - エンジン用マフラーのバルブ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジン用マフラーに使用されるバルブの構造
を簡単とし耐久性，信頼性を向上させる。 【構成】マフラーＢに配設された管11の管口11ａと対向
させて一部に球面状の曲面１ａを有し且つ外周に所定長
さの折り返し部１ｄを有する閉塞部材１を配置する。閉
塞部材１をバネ２によって管口11ａを閉塞する方向に付
勢する。折り返し部１ｄと遊嵌する筒状部３ｂを有し且
つバネ２の一端を保持するカバー３をマフラーＢの端板
12に取り付ける。閉塞部材１は受圧面に曲面１ａを形成
することで自己調心機能を有し、折り返し部１ｄと筒状
部３ｂが遊嵌するためフローティングバルブとして構成
することが出来る。このため、齧りや焼きつきを防止す
ると共にバネ２がカバー３に収容されるため排気ガスの
熱影響を受けることがない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内部圧力に応じて排気ガスの排気量を変化させることで消音機能を 変化させるエンジン用マフラーのバルブ構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンの排気系では、エンジンが低速回転している時には排気ガスの流れを 阻害して消音効率を向上させ、またエンジンが高速回転している時には排気ガス を流れ易くして背圧を減少させることで出力を増加させるように構成するのが一 般である。このため、マフラー内の所定位置或いはアウターパイプにバルブを設 け、このバルブを排気ガス流量に応じて開閉する機構が用いられている。

【０００３】 上記バルブ機構としては種々の特徴を持ったものが数多く提案されており、夫 々実用化されている。例えば、実開昭54−1757号公報に開示された技術は、エン ジンの排気系の大気開放端部に設けた筒状体に弁体を設け、この弁体を筒状体の 開口部の面積を小とする方向にスプリングで付勢して排気流量の増大に応じて開 口部面積を増大するように構成したものである。この技術によれば、排気量の変 化に応じて開口部の面積を変化させることが可能であり、エンジン性能を低下さ せることなく、排気騒音を低減させることが出来る。

【０００４】 また実開平４-14719号公報に開示された技術は、排気管内にバタフライバルブ を設け、排気量の変化に応じて前記バタフライバルブの開度を制御するように構 成したものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前者の技術では、スプリングが排気ガスに直接曝されるため、該ガスの温度に よる影響を受けてスプリング特性が変化するという問題、及び弁体がシャフトに 沿って移動するため、弁体とシャフトの齧りや焼きつきによる固着等が発生する という問題がある。

【０００６】 後者の技術では、バルブと制御系のユニットが異なる部品として構成されるた め、機構が複雑であり生産性が悪く且つコストが高い等の問題がある。

【０００７】 本考案の目的は、構造が簡単で且つ信頼性の高いエンジン用マフラーのバルブ を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために本考案に係るエンジン用マフラーのバルブ構造は、 エンジン用マフラーに取り付けられ該マフラー内の圧力に応じて排気ガスの流量 を調整して消音機能を変化させるバルブの構造であって、マフラーに配設された 所定の管の管口と対向して配置され該管口よりも大きな面積を有し且つ一部が球 面状に形成されると共に外周に所定長さの折り返し部を有する閉塞部材と、前記 閉塞部材を管口方向に付勢する付勢部材と、前記付勢部材を保持し且つ外周に前 記閉塞部材の折り返し部と遊嵌する筒状部を有するカバー部材とを有し、前記カ バー部材をマフラーの端部に配置された端板に取り付けて構成されるものである 。

【０００９】

【作用】

上記バルブ構造によれば、構造が簡単で且つ信頼性の高いバルブを構成するこ とが出来る。

【００１０】 即ち、マフラーに配設された所定の管の管口と対向して該管口よりも大きな面 積を有し且つ付勢部材によって管口方向に付勢された閉塞部材を設け、且つマフ ラーの端板に付勢部材を保持するカバー部材を取り付けたので、閉塞部材には管 に作用する排気ガスの圧力（マフラーの内圧）に応じた力が付勢部材による付勢 力と対抗して作用する。

【００１１】 従って、エンジンの回転数が低くマフラーの内圧が低い場合には付勢部材によ って管口方向に付勢された閉塞部材が管口を閉塞し、これにより消音効率を向上 させることが出来る。またエンジンの回転数が高くマフラーの内圧が増大すると 閉塞部材は付勢部材の付勢力に抗して変位し、これにより管の管口を開放して排 気ガスの流量を増大させることで背圧を減少して出力を増大させることが出来る 。

【００１２】 また閉塞部材の受圧面の一部を球面状に形成することで自己調心機能を付与す ることが可能となり、確実に管の管口を閉塞することが出来る。また閉塞部材の 外周に折り返し部を設け、この折り返し部をカバー部材の筒状部に遊嵌させるこ とで所謂フローティングタイプのバルブ構造としたので、閉塞部材が移動する際 に他の部材との摺動部分を無くすことが可能となり、齧りや焼きつき等の発生を 防止して信頼性を向上させることが出来る。

【００１３】

【実施例】

以下、上記バルブ構造の一実施例について図を用いて説明する。図１は本考案 に係るバルブ構造を説明する図であり、（ａ）は管口を閉塞した状態を示す図， （ｂ）は管口を開放した状態を示す図、図２は本考案に係るバルブを取り付けた マフラーの第１例を示す図、図３は本考案に係るバルブを取り付けたマフラーの 第２例を示す図である。

【００１４】 図１に示すように、バルブＡは、マフラーＢに配設された管11の管口11ａと対 向して配置された閉塞部材１と、閉塞部材１を管口11ａを閉塞する方向に付勢す る付勢部材となるバネ２と、マフラーＢの端板12に取り付けられバネ２を保持す るカバー３とによって構成されている。

【００１５】 閉塞部材１は、管11の管口11ａを確実に閉塞し得るように、管11の開口面積よ りも大きい面積を持って形成されている。閉塞部材１の受圧面は一部に球面状の 曲面１ａが形成されており、閉塞部材１の中心である底部には円形状の平坦面１ ｂが形成されている。また曲面１ａの外周には該曲面１ａと連続してリング状の 平面１ｃが形成され、この平面１ｃと連続して円筒状の折り返し部１ｄが形成さ れている。前記折り返し部１ｄの長さは、管11の開口面積，閉塞部材１のストロ ーク等を考慮して設定された寸法を有している。

【００１６】 上記の如く閉塞部材１の受圧面に球面状の曲面１ａを形成することによって、 管11を介して作用するマフラーＢの内圧を曲面１ａの形状に応じた方向に分散さ せることが可能である。このため、閉塞部材１は自己調心機能を発揮することと なり、特別なガイドシャフト等を必要とすることなく、管11の軸心と平行に移動 することが可能である。

【００１７】 閉塞部材１の受圧面の中心に形成された平坦面１ｂであって管11と対向する面 の反対側の面にバネ２を受け入れるバネ受け部材４が固着されており、該バネ受 け部材４にバネ２の一端が保持されている。

【００１８】 バネ２は、マフラーＢの内圧に対抗して閉塞部材１を管11の管口11ａの方向に 付勢する機能を有しており、マフラーＢの設計段階で設定された消音特性を満足 し得るバネ定数及び耐熱特性を持って構成されている。このバネ２は、一方の端 部が閉塞部材１に固着されたバネ受け部材４に保持され、他方の端部が後述する カバー３のバネ受け部３ａに保持されている。

【００１９】 カバー３は、中心にバネ２を保持するバネ受け部３ａを形成すると共に、外周 に閉塞部材１の折り返し部１ｄの内径よりも小さい外径を持った筒状部３ｂを形 成した気密性を有する円筒状の部材によって構成されている。前記筒状部３ｂの 長さは閉塞部材１の折り返し部１ｄの長さよりも大きい値を有している。

【００２０】 従って、カバー３の筒状部３ｂは閉塞部材１の折り返し部１ｄに遊嵌され、所 謂フローティングタイプのバルブを構成することが可能である。このため、閉塞 部材１に大きな傾斜が生じない限り折り返し部１ｄが筒状部３ｂと接触すること がなく、齧りや焼きつき等の発生を防止することが可能である。

【００２１】 上記カバー３はマフラーＢを構成する端板12の管11と対向する位置に取り付け られている。カバー３の端板12に対する取付方法は特に限定するものではない。 例えば、カバー３を溶接等の手段によって端板12に固着することが可能である。 また端板12に閉塞部材１の折り返し部１ｄの外径よりも大きい直径を持った孔を 形成すると共に、カバー３に前記孔よりも大きい図示しないフランジを固着し、 このフランジを端板12にボルト等によって取り付けることで、バルブＡをマフラ ーＢに対し着脱可能に取り付けても良い。このように、バルブＡをマフラーＢに 着脱可能に取り付けた場合には、該バルブＡに対するメンテナンス作業を行う際 に有利である。

【００２２】 管11の管口11ａの周囲には、閉塞部材１の受圧面の外周に形成された平面１ｃ と接触して気密を保持するシールストッパー５が嵌挿されている。またシールス トッパー５と端板12を接続して多数の孔６ａを形成したケース６が設けられてい る。

【００２３】 上記の如く構成されたバルブＡに於いて、管11を介して閉塞部材１に作用する マフラーＢの内圧が低いとき、同図（ａ）に示すように、閉塞部材１はバネ２に よって矢印ａ方向に付勢され、平面１ｃがシールストッパー５と当接して管口11 ａを閉塞する。

【００２４】 マフラーＢの内圧が上昇すると、同図（ｂ）に示すように、内圧に応じて閉塞 部材１はバネ２の付勢力に抗して矢印ｂ方向に移動し、平面１ｃのシールストッ パー５に対する当接が解除されて管11の管口11ａが開放される。そして管11内の 排気ガスは管口11ａから閉塞部材１の方向に流れ、ケース６の孔６ａを通って流 出する。このようにしてマフラーＢの内圧に応じて閉塞部材１が管11の管口11ａ を閉塞し、或いは開放することが可能である。

【００２５】 上記構成を有するバルブＡでは、バネ２が閉塞部材１の裏面側で且つカバー３ の筒状部３ｂの内部に配置されるため直接排気ガスに曝されることがない。この ため、バネ２に対する熱の影響を軽減することが可能となり、バネ特性の変化を 軽減させると共に信頼性の向上をはかることが可能である。また閉塞部材１及び カバー３をプレス加工によって製作することが可能であり、製造コストの軽減を はかることが可能である。

【００２６】 次に、上記構成を有するバルブＡを取り付けたマフラーＢの第１例について図 ２により説明する。図２は端板12，13によって閉塞されたマフラーＢを３枚の仕 切板14ａ〜14ｃによって４つの室15ａ〜15ｄを形成し、エンジンからの排気ガス を管16によって室15ａに導いて膨張させ後、所定の経路を通って室15ｃから管17 によって大気中に放出し得るように構成したものである。

【００２７】 本実施例では、管11は室15ｂと室15ｃを接続して配置されており、管11と平行 に該管11よりも細い管18が配置されている。同図（ａ）に示すように、マフラー Ｂの内圧が低く管11がバルブＡによって閉塞されている場合、排気ガスは管18を 通って室15ｂから室15ｃに導かれた後、管17から大気中に放出される。そして同 図（ｂ）に示すように、マフラーＢの内圧が上昇して管11が開放されたとき、排 気ガスは管11及び管18を通って室15ｂから室15ｃに導かれ、その後、管17から大 気中に放出される。

【００２８】 図３はマフラーＢの第２例を説明する図である。本実施例に於いて、管11の室 15ｃと対応する部分には複数の孔11ｂが形成されている。このため、同図（ａ） に示すように、マフラーＢの内圧が低く管11がバルブＡによって閉塞されている 場合、排気ガスは室15ｂから管11の孔11ｂを通って室15ｃに流入し、該室15ｃか ら管17に導かれて大気中に放出される。また同図（ｂ）に示すようにマフラーＢ の内圧が上昇し管11が開放されたとき、排気ガスは管11の孔11ｂ及び管口11ａを 通って室15ｂから室15ｃに導かれ、その後、管17から大気中に放出される。

【００２９】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように本考案に係るエンジン用マフラーのバルブ構造では 、閉塞部材の受圧面の一部を球面状に構成することによって自己調心機能を付与 することが出来、且つマフラーの内圧が受圧面全体に作用して作動するため高い 効率を得ることが出来る。

【００３０】 また閉塞部材の外周に設けた折り返し部とカバー部材の筒状部とを遊嵌させた ので、摺動部分のないフローティングタイプのバルブ構造とすることが可能とな り、齧りや焼きつきを防止することが出来、高い耐久性と開閉特性に対する高い 信頼性を得ることが出来る。

【００３１】 またバルブが閉塞部材と付勢部材及びカバー部材によって構成されるため構造 が簡単となり、且つ閉塞部材及びカバー部材をプレス加工によって製作すること が出来るためコスト的に有利となる。

【００３２】 また付勢部材が閉塞部材の裏面側で且つカバー部材の内部に収容されるため、 排気ガスによる熱影響を軽減することが可能となり、特性の変化を軽減させて耐 久性を向上させると共に信頼性を向上させることが出来る等の特徴を有するもの である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るバルブ構造を説明する図であり、
（ａ）は管口を閉塞した状態を示す図，（ｂ）は管口を
開放した状態を示す図である。

【図２】本考案に係るバルブを取り付けたマフラーの第
１例を示す図である。

【図３】本考案に係るバルブを取り付けたマフラーの第
２例を示す図である。

【符号の説明】

Ａ バルブ Ｂ マフラー １ 閉塞部材 １ａ 曲面 １ｂ 平坦面 １ｃ 平面 １ｄ 折り返し部 ２ バネ ３ カバー ３ａ バネ受部 ３ｂ 筒状部 ４ バネ受け部材 ５ シールストッパー ６ ケース 11 管 11ａ 管口 11ｂ 孔 12 端板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン用マフラーに取り付けられ該マ
   フラー内の圧力に応じて排気ガスの流量を調整して消音
   機能を変化させるバルブの構造であって、マフラーに配
   設された所定の管の管口と対向して配置され該管口より
   も大きな面積を有し且つ一部が球面状に形成されると共
   に外周に所定長さの折り返し部を有する閉塞部材と、前
   記閉塞部材を管口方向に付勢する付勢部材と、前記付勢
   部材を保持し且つ外周に前記閉塞部材の折り返し部と遊
   嵌する筒状部を有するカバー部材とを有し、前記カバー
   部材をマフラーの端部に配置された端板に取り付けたこ
   とを特徴としたエンジン用マフラーのバルブ構造。