(57)【要約】【課題】内燃機関の高速回転時に圧力損失を効果的に抑えることができる排気音低減装置を得る。【解決手段】マフラシェル１２の内部の第一拡張室２４内には、インレットパイプ３０の外周部３０Ｂに形成された開口部３０Ｄにサイドバルブ３２が開閉可能に設けられている。インレットパイプ３０内の排気ガスの圧力が所定値以上の場合には、サイドバルブ３２が開弁状態とされることによって、インレットパイプ３０内の排気ガスが第一拡張室２４内のマフラシェル１２の内面１２Ａへ向けられる。これに対して、アウトレットパイプ３４の入口３４Ａは、インレットパイプ３０の開口部３０Ｄの下方側でかつマフラシェル１２の内面１２Ａに沿った方向へ向けて配設されている。【選択図】図１
2010156270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒形状とされて内部に消音室が形成されたマフラシェルと、
前記消音室内に出口が配設され、内燃機関からの排気ガスを前記消音室に導入する排気ガス導入管と、
前記消音室内において前記排気ガス導入管の外周部に形成された開口部に開閉可能に設けられ、前記排気ガス導入管内の排気ガスの圧力が所定値以上の場合にのみ開弁状態とされて前記排気ガス導入管内の排気ガスを前記消音室内の前記マフラシェルの内面へ向けるサイドバルブと、
前記消音室内において前記サイドバルブが設けられた前記開口部の下方側でかつ前記マフラシェルの内面に沿った方向へ向けて入口が配設され、前記消音室内の排気ガスを外部に導出する排気ガス導出管と、
を有する排気音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気音を低減するための排気音低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気音低減装置においては、マフラ内部で導入流路を形成する配管の外周部に開口部が形成されると共に当該開口部にサイドバルブを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。このようなサイドバルブは内燃機関の高速回転時に開弁するようになっており、これにより圧力損失を抑えている。
【特許文献１】特開２００２−４７９０９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、サイドバルブの開弁時に前記開口部からの排気ガスの流れがスムーズでないと、圧力損失が十分には抑えられず、この点で改善の余地がある。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、内燃機関の高速回転時に圧力損失を効果的に抑えることができる排気音低減装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載する本発明の排気音低減装置は、筒形状とされて内部に消音室が形成されたマフラシェルと、前記消音室内に出口が配設され、内燃機関からの排気ガスを前記消音室に導入する排気ガス導入管と、前記消音室内において前記排気ガス導入管の外周部に形成された開口部に開閉可能に設けられ、前記排気ガス導入管内の排気ガスの圧力が所定値以上の場合にのみ開弁状態とされて前記排気ガス導入管内の排気ガスを前記消音室内の前記マフラシェルの内面へ向けるサイドバルブと、前記消音室内において前記サイドバルブが設けられた前記開口部の下方側でかつ前記マフラシェルの内面に沿った方向へ向けて入口が配設され、前記消音室内の排気ガスを外部に導出する排気ガス導出管と、を有する。
【０００６】
請求項１に記載する本発明の排気音低減装置によれば、マフラシェルの内部における消音室内には、排気ガス導入管の出口が配設されると共に排気ガス導出管の入口が配設されている。内燃機関からの排気ガスは、排気ガス導入管によって消音室に導入され、消音室内の排気ガスは、排気ガス導出管によって外部に導出される。
【０００７】
ここで、マフラシェルの内部の消音室内には、排気ガス導入管の外周部に形成された開口部にサイドバルブが開閉可能に設けられており、排気ガス導入管内の排気ガスの圧力が所定値以上の場合にのみ、サイドバルブが開弁状態とされることによって、排気ガス導入管内の排気ガスが消音室内のマフラシェルの内面へ向けられる。これに対して、排気ガス導出管の入口は、消音室内においてサイドバルブが設けられた開口部の下方側でかつマフラシェルの内面に沿った方向へ向けて配設されている。
【０００８】
このため、内燃機関が高速回転して排気ガス導入管内の排気ガスの圧力が所定値以上になると、サイドバルブが開弁状態になり、排気ガス導入管内からマフラシェルの内面へ向けられた排気ガスは、サイドバルブが設けられた開口部の下方側で消音室内のマフラシェルの内面に沿った方向へ流れてスムーズに排気ガス導出管の入口へ流れ込み、外部に導出される。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の排気音低減装置によれば、内燃機関の高速回転時に圧力損失を効果的に抑えることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
(実施形態の構成）
本発明の一実施形態に係る排気音低減装置について図１及び図２を用いて説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示している。
【００１１】
図１には、本実施形態に係る排気音低減装置としてのマフラ１０の軸直角方向に沿った縦断面図が示されている。また、図２には、マフラ１０の軸方向に沿った縦断面図が示されている。なお、マフラ１０は、自動車用消音器構造を備えた排気音低減装置である。図１及び図２に示されるように、マフラ１０は、略円筒形状のマフラシェル１２を備えており、このマフラシェル１２はマフラ１０の最外周部に配置された外筒部とされている。
【００１２】
図２に示されるマフラシェル１２の軸方向の一端部（図中左側の端部）には略円板形状の入口側閉止壁１４が配置されている。この入口側閉止壁１４には円形状のインレットパイプ挿通孔１４Ａが貫通形成されており、当該インレットパイプ挿通孔１４Ａを介して排気ガス導入管としてのインレットパイプ３０の端部が貫通されている。インレットパイプ挿通孔１４Ａの形成位置は、マフラ１０の上部寄りとされ、図２の矢印Ｂ方向から見た状態で右寄りに設定されている。
【００１３】
また、マフラシェル１２の軸方向の他端部(図中右側の端部）には、略円板形状の出口側閉止壁２０が配置されている。この出口側閉止壁２０には円形状のアウトレットパイプ挿通孔２０Ａが貫通形成されており、当該アウトレットパイプ挿通孔２０Ａを介して排気ガス導出管としてのアウトレットパイプ３４の端部が貫通されている。アウトレットパイプ挿通孔２０Ａの形成位置は、マフラ１０の下部寄りとされ、図２の矢印Ｂ方向から見た状態で左寄りに設定されている。なお、図２では、出口側閉止壁２０においてアウトレットパイプ挿通孔２０Ａ及びその周囲部を、出口側閉止壁２０の他部位よりも図中奥側の断面形状により示している。
【００１４】
上述したマフラシェル１２の軸方向の中間部には、やや入口側閉止壁１４寄りに第一セパレータ１６が配設されている。第一セパレータ１６は、略円板形状に形成されてその外周面がマフラシェル１２の内周面に密着されており、マフラシェル１２に圧入された状態で固定されている。すなわち、第一セパレータ１６は、マフラシェル１２、入口側閉止壁１４及び出口側閉止壁２０で形成される内部空間の一部を仕切っている。マフラシェル１２の内部には、マフラシェル１２、入口側閉止壁１４及び第一セパレータ１６によって、消音室としての第一拡張室２４が形成されている。
【００１５】
この第一セパレータ１６には、インレットパイプ３０を貫通させるための円形状のインレットパイプ挿通孔１６Ａが貫通形成されている。このインレットパイプ挿通孔１６Ａの形成位置は、入口側閉止壁１４のインレットパイプ挿通孔１４Ａの対向位置に設定されている。また、第一セパレータ１６には、アウトレットパイプ３４を貫通させるための円形状のアウトレットパイプ挿通孔１６Ｂが貫通形成されている。アウトレットパイプ挿通孔１６Ｂの形成位置は、出口側閉止壁２０のアウトレットパイプ挿通孔２０Ａの対向位置に設定されている。なお、図２では、第一セパレータ１６においてアウトレットパイプ挿通孔１６Ｂ及びその周囲部を、第一セパレータ１６の他部位よりも図中奥側の断面形状により示している。
【００１６】
この第一セパレータ１６には、所定箇所に貫通孔１６Ｃが複数（図２の断面では一箇所のみ図示）貫通形成されている。この貫通孔１６Ｃは、第一セパレータ１６を挟んだ両側の空間（すなわち、第一拡張室２４及び後述する第二拡張室２６）を連通しており、排気ガスの流通用とされている。
【００１７】
また、マフラシェル１２の軸方向の中間部において、第一セパレータ１６よりも出口側閉止壁２０寄りには第二セパレータ１８が配設されている。この第二セパレータ１８と第一セパレータ１６との間には所定の間隔が設けられている。第二セパレータ１８は、略円板形状に形成されてその外周面がマフラシェル１２の内周面に密着されており、マフラシェル１２に圧入された状態で固定されている。すなわち、第二セパレータ１８は、マフラシェル１２、入口側閉止壁１４及び出口側閉止壁２０で形成される内部空間の一部を仕切っている。これにより、マフラシェル１２の内部には、マフラシェル１２、第一セパレータ１６及び第二セパレータ１８によって、消音室としての第二拡張室２６が形成されると共に、マフラシェル１２、第二セパレータ１８及び出口側閉止壁２０によって、消音室としての共鳴室２８が形成されている。
【００１８】
この第二セパレータ１８には、インレットパイプ３０を貫通させるための円形状のインレットパイプ挿通孔１８Ａが貫通形成されている。このインレットパイプ挿通孔１８Ａの形成位置は、入口側閉止壁１４のインレットパイプ挿通孔１４Ａの対向位置（換言すれば、第一セパレータ１６のインレットパイプ挿通孔１６Ａの対向位置）に設定されている。また、第二セパレータ１８には、アウトレットパイプ３４を貫通させるための円形状のアウトレットパイプ挿通孔１８Ｂが貫通形成されている。アウトレットパイプ挿通孔１８Ｂの形成位置は、出口側閉止壁２０のアウトレットパイプ挿通孔２０Ａの対向位置（換言すれば、第一セパレータ１６のアウトレットパイプ挿通孔１６Ｂの対向位置）に設定されている。なお、図２では、第二セパレータ１８においてアウトレットパイプ挿通孔１８Ｂ及びその周囲部を、第二セパレータ１８の他部位よりも図中奥側の断面形状により示している。
【００１９】
インレットパイプ３０は、その端部が入口側閉止壁１４のインレットパイプ挿通孔１４Ａ、第一セパレータ１６のインレットパイプ挿通孔１６Ａ、及び第二セパレータ１８のインレットパイプ挿通孔１８Ａを通っており、先端側の出口３０Ａが共鳴室２８内に配設されている。また、インレットパイプ３０の端部の外周部３０Ｂにおいて、第二拡張室２６内に配設される部位には、インレットパイプ３０の内外を連通させる出口としての多数の噴出口３０Ｃが形成されている。すなわち、インレットパイプ３０は、噴出口３０Ｃにより内燃機関（図示省略、「エンジン」ともいう。）からの排気ガスを第二拡張室２６に導入すると共に、出口３０Ａにより内燃機関からの排気ガスを共鳴室２８に導入するようになっている。
【００２０】
また、マフラシェル１２の内部の第一拡張室２４内においてインレットパイプ３０の外周部３０Ｂには、インレットパイプ３０の内外を連通させる開口部３０Ｄが形成されている。図１に示されるように、開口部３０Ｄは、インレットパイプ３０の外周部３０Ｂにおいてマフラ幅方向（矢印１０Ｗ方向）の内向き側から下方側にかけての部位を切り欠くことによって形成されており、図２に示されるように、本実施形態では、全体として略矩形状とされている。
【００２１】
図１及び図２に示されるように、この開口部３０Ｄには、サイドバルブ３２が開閉可能に設けられている（サイドバルブ付消音器）。サイドバルブ３２は、インレットパイプ３０側に両端側が固定された軸部３２Ａを備えている。軸部３２Ａは、インレットパイプ３０の開口部３０Ｄの近傍位置に配設され、インレットパイプ３０の軸方向に沿って配設されている（図２参照）。この軸部３２Ａには、サイドバルブ３２を構成する弁体３２Ｂの一端側が軸部３２Ａの軸線周り回動可能に支持されている。弁体３２Ｂは、全体として円弧状に湾曲された板状体とされ、湾曲内面の径寸法がインレットパイプ３０の外径と略等しく設定されると共に、開口部３０Ｄを閉塞可能な大きさに設定されている。また、軸部３２Ａ周りには、サイドバルブ３２を構成するコイルバネ３２Ｃが配設されている。このコイルバネ３２Ｃは、弁体３２Ｂを閉弁状態（弁体３２Ｂが開口部３０Ｄを閉塞する状態）となる方向へ付勢するようになっている。
【００２２】
このような構成により、サイドバルブ３２は、インレットパイプ３０内の排気ガスの圧力が所定値未満の場合には閉弁状態（図１の二点鎖線で示す状態）とされ、インレットパイプ３０内の排気ガスの圧力が所定値以上の場合にのみ開弁状態（図１の実線で示す状態）とされてかつインレットパイプ３０内の排気ガスを第一拡張室２４内のマフラシェル１２の内面１２Ａ（内壁面）へ向けるようになっている（図１参照）。
【００２３】
一方、図２に示されるように、アウトレットパイプ３４は、その端部が出口側閉止壁２０のアウトレットパイプ挿通孔２０Ａ、第二セパレータ１８のアウトレットパイプ挿通孔１８Ｂ、及び第一セパレータ１６のアウトレットパイプ挿通孔１６Ｂを通っており、先端側（ＩＮ側）の入口３４Ａ（パイプ入口）が第一拡張室２４内に配設されている。すなわち、アウトレットパイプ３４は、第一拡張室２４内の排気ガスを外部に導出するようになっている。
【００２４】
また、図１及び図２に示されるように、アウトレットパイプ３４の端部において、第一拡張室２４内に配設される部位は、斜め下方側へ（図１では図中右側へ向けて車両下方側に傾斜するように、図２では車両前方へ向けて車両下方側に傾斜するように、）曲げられている。これにより、図１に示されるように、アウトレットパイプ３４の入口３４Ａは、マフラシェル１２の内部の第一拡張室２４内においてサイドバルブ３２が設けられた開口部３０Ｄの下方側でかつマフラシェル１２の内面１２Ａ（内壁面）に沿った方向へ向けて配設されている。
【００２５】
（実施形態の作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。
【００２６】
図２に示されるインレットパイプ３０と接続された内燃機関（図示省略）が非高速で回転した場合、内燃機関からインレットパイプ３０への排気ガスの流量は、内燃機関が高速回転した場合に比べて少ない。このようなときにインレットパイプ３０内の排気ガスの圧力が所定値未満であると、サイドバルブ３２は、閉弁状態となり、第一拡張室２４内に設けられたインレットパイプ３０の開口部３０Ｄは、サイドバルブ３２によって閉塞される。
【００２７】
このため、内燃機関からの排気ガスは、インレットパイプ３０の端部の噴出口３０Ｃから第二拡張室２６内へ排出されると共に、インレットパイプ３０の出口３０Ａから共鳴室２８内へ排出される。その後、第二拡張室２６内の排気ガスは、貫通孔１６Ｃを通って第一拡張室２４内へ流れた後、アウトレットパイプ３４の入口３４Ａへ流れ込み、アウトレットパイプ３４によってマフラ１０の外部に導出される。これらの過程では、第二拡張室２６、第一拡張室２４による拡張作用によって、排気ガスの圧力が低下して排気音が低減されると共に、共鳴室２８による共鳴作用によって、所定の周波数帯域の音波が消音される。
【００２８】
一方、インレットパイプ３０と接続された内燃機関が高速回転した場合、内燃機関からインレットパイプ３０への排気ガスの流量が多くなる。このようなときにインレットパイプ３０内の排気ガスの圧力が所定値以上であると、サイドバルブ３２は、弁体３２Ｂがこの圧力によってコイルバネ３２Ｃの付勢力に抗して回動させられ、開弁状態になる。
【００２９】
この場合、インレットパイプ３０に導入された排気ガスの一部は、サイドバルブ３２が閉弁状態である場合と同様の流路でマフラ１０の外部に導出され、排気ガスの残りの一部は、開口部３０Ｄから第一拡張室２４内のマフラシェル１２の内面１２Ａへ向けられ、アウトレットパイプ３４によってマフラ１０の外部に導出される（開口部３０Ｄからの排気ガスの流れを示す矢印Ａ方向参照）。すなわち、内燃機関が高速回転して排気ガスの流量が多くなった場合には、新たな流路が加わり、マフラシェル１２内での圧力損失の増大が抑えられる。
【００３０】
ここで、図１に示されるように、マフラシェル１２内の第一拡張室２４内において、アウトレットパイプ３４の入口３４Ａは、サイドバルブ３２が設けられたインレットパイプ３０の開口部３０Ｄの下方側でかつマフラシェル１２の内面１２Ａに沿った方向へ向けて配設されている。このため、インレットパイプ３０内からマフラシェル１２の内面１２Ａへ向けられた排気ガスは、インレットパイプ３０の開口部３０Ｄの下方側で第一拡張室２４内のマフラシェル１２の内面１２Ａに沿った方向へ流れてスムーズにアウトレットパイプ３４の入口３４Ａへ流れ込み、アウトレットパイプ３４によってマフラ１０の外部に導出される。すなわち、内燃機関が高速回転して排気ガスの流量が多くなった場合、インレットパイプ３０の開口部３０Ｄからアウトレットパイプ３４の入口３４Ａへ流れる排気ガスの圧力損失が効果的に抑えられる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態に係る排気音低減装置としてのマフラ１０によれば、内燃機関の高速回転時に圧力損失を効果的に抑えることができる。その結果として、内燃機関の高速回転時における出力を上げることができ、排気効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係るマフラの軸直角方向に沿った縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るマフラの軸方向に沿った縦断面図である（アウトレットパイプ挿通孔及びその周囲部を除き、図１の２−２線に沿った断面に相当する。）。
【符号の説明】
【００３３】
１０    マフラ（排気音低減装置）
１２    マフラシェル
１２Ａ  マフラシェルの内面
２４    第一拡張室（消音室）
２６    第二拡張室（消音室）
２８    共鳴室（消音室）
３０    インレットパイプ（排気ガス導入管）
３０Ａ  出口
３０Ｂ  外周部
３０Ｃ  噴出口（出口）
３０Ｄ  開口部
３２    サイドバルブ
３４    アウトレットパイプ（排気ガス導出管）
３４Ａ  入口
【図１】
2010156270.tif 000003
【図２】
2010156270.tif 000004