(57)【要約】【課題】  バルブ中間開度を精度良く行え、リターンスプリング及びその関連部品を廃止でき、アクチュエータ作動に対しほぼリニアで反応できてバルブ作動速度を高速化することができる排気可変マフラーの提供。【解決手段】  マフラー本体１に接続された第１アウトレットパイプ３と第２アウトレットパイプ４のいずれか一方（第１アウトレットパイプ３）にモータアクチュエータ６により開度制御可能な開度制御バルブ５を備えた排気可変マフラーにおいて、モータアクチュエータ６の回転トルクをユニバーサルジョイント７を介して開度制御バルブ５のバルブ軸５１に伝達するように構成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に接続された複数本のアウトレットパイプの少なくとも１本にアクチュエータにより開度制御可能な開度制御バルブを備えた排気可変マフラーにおいて、
前記アクチュエータの回転トルクをユニバーサルジョイントを介して前記開度制御バルブのバルブ軸に伝達するように構成したことを特徴とする排気可変マフラー。
【請求項２】
請求項１に記載の排気可変マフラーにおいて、
前記複数本のアウトレットパイプが１つのマフラー本体に接続され、
前記複数本のアウトレットパイプの少なくとも１本にアクチュエータにより開度制御可能な開度制御バルブを備えていることを特徴とする排気可変マフラー。
【請求項３】
請求項１に記載の排気可変マフラーにおいて、
前記内燃機関の排気系が複数の排気パイプに分岐され、
前記各排気パイプにそれぞれマフラーが介装され、
前記複数のマフラーのアウトレットパイプの少なくとも１本にアクチュエータにより開度制御可能な開度制御バルブを備えていることを特徴とする排気可変マフラー。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気可変マフラーにおいて、
前記ユニバーサルジョイントは、第１ヨークと、該第１ヨークの両端部にそれぞれコマを介して連結された第２ヨーク及び第３ヨークとを備え、
前記第２ヨークまたは第３ヨークのうちの一方のヨークの一端は前記アクチュエータの駆動軸に連結される一方、他方のヨークの一端は前記バルブ軸に連結され、
前記第２ヨーク及び第３ヨークの他端はそれぞれ対応する前記コマに対して一方向面内において回動可能に連結され、
前記各コマはそれぞれ第１ヨークの両端部に対して前記第２ヨークの一方向面と直交する直交面内において回動可能に連結されていることを特徴とする排気可変マフラー。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の排気可変マフラーにおいて、
前記ユニバーサルジョイントの外周を覆う蛇腹状のダストブーツが設けられていることを特徴とする排気可変マフラー。
【請求項６】
請求項５に記載の排気可変マフラーにおいて、
前記ダストブーツは、その両端開口部が前記第２ヨークと第３ヨークにそれぞれ固定され、中央部が前記第１ヨークに当接係止されていることを特徴とする排気可変マフラー。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の排気可変マフラーにおいて、
前記アクチュエータは、前記マフラー本体に取り付け固定されたブラケットに取り付け固定されていることを特徴とする排気可変マフラー。
【請求項８】
請求項７に記載の排気可変マフラーにおいて、
前記ブラケットは、前記マフラー本体に取り付け固定される第１ブラケットと、該第１ブラケットに固定されていて前記アクチュエータが取り付け固定される第２ブラケットとで構成されていることを特徴とする排気可変マフラー。
【請求項９】
請求項８に記載の排気可変マフラーにおいて、
前記第１ブラケットは、略コ字状断面に形成されていることを特徴とする排気可変マフラー。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の排気可変マフラーにおいて、
前記アクチュエータは、少なくともその一部が前記マフラー本体のアウターシェル外面よりは外側に突出するように配置されていることを特徴とする排気可変マフラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用の排気系に接続された複数本のアウトレットパイプにアクチュエータにより開度制御可能な開度制御バルブを備えた排気可変マフラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこのような排気可変マフラーとして特許文献１に記載の技術が公知になっている。
すなわち、このような排気可変マフラーでは、モータアクチュエータを排気系の熱から保護するため、トランクルーム等にモータアクチュエータを設置していたため、従来の消音装置では、アクチュエータトルクを駆動ワイヤにより開度制御バルブに伝え、バルブ開閉を行うようにしている。
【特許文献１】特開２００６−２５００５５号公報
【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、従来例の排気可変マフラーにあっては、ワイヤで引っ張ってバルブを開けるため、以下列挙するような問題点があった。
すなわち、ワイヤではバルブ中間開度精度確保が難しい。
また、ワイヤでバルブを閉じる方向へ大きな力を伝える事はできないため、バルブにリターンスプリングを設定し、バルブを閉じる必要がある。
また、ワイヤを介しているのでアクチュエータ作動に対して応答性遅れがあり、バルブ作動速度向上要求を満たす事が難しい。
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は、バルブ中間開度を精度良く行え、リターンスプリング及びその関連部品を廃止でき、アクチュエータ作動に対しほぼリニアで反応できてバルブ作動速度を高速化することができる排気可変マフラーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、内燃機関の排気系に接続された複数本のアウトレットパイプの少なくとも１本にアクチュエータにより開度制御可能な開度制御バルブを備えた排気可変マフラーにおいて、アクチュエータの回転トルクをユニバーサルジョイントを介して開度制御バルブのバルブ軸に伝達するように構成したことを特徴とする手段とした。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明では、上述のように、アクチュエータの回転トルクをユニバーサルジョイントを介して開度制御バルブのバルブ軸に伝達するように構成した。
このように、アクチュエータの駆動軸と開度制御バルブの軸をダイレクトにつなぐことができるため、バルブ中間開度を精度良く行うことができる。
また、開度制御バルブの開方向操作及び閉方向操作をアクチュエータの駆動力で行えるため、リターンスプリング及びその関連部品を廃止することができる。
また、ユニバーサルジョイントでアクチュエータ作動に対しほぼリニアで反応できるため、バルブ作動速度を高速化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、実施例１の排気可変マフラーを図面に基づいて説明する。
図１は実施例１の排気可変マフラーを示す平面図、図２は同正面図、図３は同背面図、図４は同右側側面図、図５は図１のＳ５−Ｓ５における断面図、図６はユニバーサルジョイントを示す分解斜視図、図７はユニバーサルジョイント部を示す断面図である。
【０００９】
この排気可変マフラーは、図１〜４に示すように、マフラー本体１と、インレットパイプ２と、第１アウトレットパイプ３と、第２アウトレットパイプ４と、開度制御バルブ５と、モータアクチュエータ６と、ユニバーサルジョイント７と、ブラケット８と、ダストブーツ９と、を備えている。
【００１０】
さらに詳述すると、マフラー本体１は、楕円形円筒状のアウターシェル１１と、該アウターシェル１１の両端開口部を閉塞するインレット側アウタープレート１２及びアウトレット側のアウタープレート１３とで構成されている。
インレットパイプ２は、インレット側アウタープレート１２を貫通する状態で設けられていて、内燃機関であるエンジンからの排気ガスと共に排気脈動音がこのインレットパイプ２からアウターシェル１１の消音室内に流れ込み、図示は省略したが消音室内に組み込まれたインナーパイプ、インナープレート等で構成された拡張室や共鳴室等を通過することで音響的効果により消音されるようになっている。
第１アウトレットパイプ３及び第２アウトレットパイプ４は、アウトレット側アウタープレート１３を貫通する状態で設けられていて、アウターシェル１１の消音室内で消音された排気ガス及び排気脈動音がこの第１アウトレットパイプ３及び第２アウトレットパイプ４から排出されるようになっている。
一方の第１アウトレットパイプ３は、もう一方の第２アウトレットパイプ４に比べてその口径（直径）が約２倍程度大きなパイプで構成されていて、第２アウトレットパイプ４より排気抵抗が小さくなっている。
【００１１】
開度制御バルブ５は、口径が大きく排気抵抗が小さい方の第１アウトレットパイプ３に組み込まれている。
この開度制御バルブ５は、モータアクチュエータ６の回転トルクをユニバーサルジョイント７を介して開度制御バルブ５のバルブ軸５１に伝達することにより、任意の開度に開度制御されるようになっている。
【００１２】
モータアクチュエータ６は、マフラー本体１に取り付け固定されたブラケット８に取り付け固定されている。
ブラケット８は、マフラー本体１に取り付け固定される第１ブラケット８１と、該第１ブラケット８１に溶接固定されていてモータアクチュエータ６が取り付け固定される第２ブラケット８２とで構成されている。
第１ブラケット８１は、図５の断面図に示すように、略コ字状断面に形成されていて、略コ字状断面を構成する各片８１ａの一方の端縁部間が天板８１ｃで連結された構造になっている。
そして、略コ字状断面を構成する各片８１ａの他方の端縁部からそれぞれ外向きに折曲形成された固定舌片８１ｂをアウトレット側アウタープレート１３の外周縁部寄りの位置に溶接することにより、マフラー本体１に対し第１ブラケット８１が取り付け固定されている。
第２ブラケット８２は、断面Ｌ字状に形成され、両板部８２ａ、８２ｂの両側縁部間を三角形状の板部８２ｃでそれぞれ接続した構造になっている。
この第２ブラケット８２は、一方の板部８２ａの先端縁部側を第１ブラケット８１における天板８１ｃにスポット溶接することにより、もう一方の板部８２ｂ側がマフラー本体１におけるアウターシェル１１の外面よりは外側に突出するように取り付けられている。
そして、第２ブラケット５２におけるもう一方の板部８２ｂにモータアクチュエータ６を３本のボルトｂ１で取り付け固定することにより、モータアクチュエータ６がマフラー本体１におけるアウターシェル１１の外面よりは外側に突出するように配置されている。
【００１３】
ユニバーサルジョイント７は、図６、７に示すように、第１ヨーク７１と、該第１ヨーク７１の両端部にそれぞれコマ７２、７３を介して連結された第２ヨーク７４及び第３ヨーク７５とを備えている。
第２ヨーク７４の一端はモータアクチュエータ６の駆動軸６１にピン７４ａで連結固定される一方、第３ヨーク７５の一端は開度制御バルブ５のバルブ軸５１にピン７５ａで連結固定されている。
第２ヨーク７４及び第３ヨーク７５の他端はそれぞれ対応するコマ７２、７３に対してピン７２ａ、７３ａでそれぞれ一方向面内において回動可能に連結され、各コマ７２、７３は第１ヨーク７１の両端部に対してピン７１ａ、７１ｂでそれぞれ第２ヨーク７４の一方向面と直交する直交面内において回動可能に連結されている。
ピン７１ａ、７１ｂは、それぞれ中央から２分割されていて、両ピン７１ａ、７１ｂ及びピン７２ａ、７３ａの中央部に連結軸７２ｂ、７３ｂを圧入することにより、ピン７１ａ、７１ｂとピン７２ａ、７３ａが十字状に一体化されている。
【００１４】
ダストブーツ９は、ユニバーサルジョイント７の外周を覆うことで回動部へのダストの進入を防止する役目をなすもので、図８に示すように、柔軟なゴム素材等で蛇腹状に形成されている。
このダストブーツ９は、その両端開口部９１が第２ヨーク７１と第３ヨーク７５にそれぞれ固定され、中央部９２が第１ヨーク７１の外周面に当接係止する状態で取り付けられている。
【００１５】
次に、この実施例１の作用を説明する。
<開度制御バルブの制御作用について>
内燃機関の低速回転時には、第１アウトレットパイプ３に設けられた開度制御バルブ５を閉じることにより、内燃機関であるエンジンからマフラー本体１内に流れ込んだ排出ガスは、第２アウトレットパイプ４のみを経由してマフラー本体１内から排出される。
これにより、排気抵抗の増加による消音効果が高くなり、内燃機関の低速回転時における低騒音化要求を満足することができる。
内燃機関の高速回転時には、第１アウトレットパイプ３に設けられた開度制御バルブ５を開くことにより、内燃機関であるエンジンからマフラー本体１内に流れ込んだ排出ガスは、第１アウトレットパイプ３及び第２アウトレットパイプ４の両方のパイプを経由してマフラー本体１内から排出される。
これにより、排気抵抗が低下し、内燃機関の高速回転時に必要とされる低背圧化要求を満足することができる。
また、内燃機関の中速回転時には、第１アウトレットパイプ３に設けられた開度制御バルブ５の開度を内燃機関の回転速度に応じて任意の開度に制御することにより、低騒音化要求と低排圧化要求を任意の最適バランスに調整することができる。
【００１６】
<モータアクチュエータと開度制御バルブの組付誤差許容作用について>
モータアクチュエータ６と開度制御バルブ５は、部品単体製造制度の誤差を有しており、マフラー本体１に対してもそれぞれ組付誤差が生じている。これにより、モータアクチュエータ６の駆動軸６１と開度制御バルブ５のバルブ軸５１を完全に同軸上に配置することは実際上困難である。
これに対し、実施例１では、両軸６１、５１をユニバーサルジョイント７を介して連結しているため、両軸６１、５１の軸ズレを許容でき両者を容易に組み付けすることができる。
【００１７】
<開度制御バルブの中間開度の精度向上作用について>
モータアクチュエータ６の駆動軸６１と開度制御バルブ５のバルブ軸５１をユニバーサルジョイント７を介して同軸上に配置して連結できるため、開度制御バルブ５の中間開度を精度良く行うことができる。
【００１８】
<開度制御ルブの作動速度の高速化作用について>
ユニバーサルジョイント７でモータアクチュエータ６の作動に対しほぼリニアで反応できるため、開度制御ルブ５の作動速度を高速化することができる。
【００１９】
<部品点数の削減作用について>
開度制御バルブ５の開方向操作及び閉方向操作をモータアクチュエータ６の駆動力で行えるため、駆動ワイヤやリターンスプリング及びその関連部品を廃止することができる。
【００２０】
<モータアクチュエータへの熱伝達抑制作用について>
ユニバーサルジョイント７は複数個の部品で構成されていて、各部品相互間の接触面積が小さいため、第１アウトレットパイプからモータアクチュエータ６への熱伝達を抑制することができる。
また、モータアクチュエータ６は、マフラー本体１に取り付け固定されたブラケット５に取り付け固定されているため、このブラケット５がマフラー本体１からモータアクチュエータ６への熱伝導を抑制する役目をなす。
また、ブラケット５は、二分割構成とすることにより、マフラー本体１からの伝熱を抑えることができる。また、モータアクチュエータ６を取り付けた第２ブラケットにより、第１アウトレットパイプ３からモータアクチュエータ６への複写熱をも遮ることができる。
また、第１ブラケット８１は、略コ字状断面に形成されているため、略コ字状断面の広い表面積に走行風が当たることで、冷却フィンの役目を果たし、モータアクチュエータ６への熱伝達量を低減することができる。
また、モータアクチュエータ６は、少なくともその一部がマフラー本体１のアウターシェル１１の外面よりは外側に突出するように配置されているため、走行風でモータアクチュエータ６を冷却することができる。
さらに、両軸６１、５１を中空状にすると、熱伝達量をさらに低減することができる。
<ユニバーサルジョイントへのダスト進入防止作用について>
ユニバーサルジョイント７の外周を覆う蛇腹状のダストブーツ９が設けられているため、ユニバーサルジョイント７の回動部分へのダストの進入を防止することができる。
<ユニバーサルジョイントの振動防止作用について>
ダストブーツ９は、その両端開口部９１が第２ヨーク７４と第３ヨーク７５にそれぞれ固定され、中央部９２が第１ヨーク７１に当接係止されているため、ユニバーサルジョイント７の回動時に発生する振動をダストブーツ９の弾力性で吸収することができる。
【００２１】
次に、実施例１の効果を請求項１、２、４〜１０に対応する（１）、（２）、（４）〜（１０）と共に列記する説明する。
（１）この実施例１の排気可変マフラーでは、上述のように、内燃機関の排気系に接続された複数本のアウトレットパイプの少なくとも１本にアクチュエータにより開度制御可能な開度制御バルブを備えた排気可変マフラーにおいて、
前記アクチュエータの回転トルクをユニバーサルジョイントを介して前記開度制御バルブのバルブ軸に伝達するように構成した。
このように、モータアクチュエータ６の駆動軸６１と開度制御バルブ５のバルブ軸５１をダイレクトにつなぐことができるため、開度制御バルブ５の中間開度を精度良く行うことができる。
また、開度制御バルブ５の開方向操作及び閉方向操作をモータアクチュエータ６の駆動力で行えるため、駆動ワイヤやリターンスプリング及びその関連部品を廃止することができる。
また、ユニバーサルジョイント７でモータアクチュエータ６の作動に対しほぼリニアで反応できるため、開度制御バルブ５の作動速度を高速化することができる。
【００２２】
（２）この実施例１の排気可変マフラーでは、複数本のアウトレットパイプが１つのマフラー本体に接続され、複数本のアウトレットパイプの少なくとも１本にアクチュエータにより開度制御可能な開度制御バルブを備えている。
このように複数本のアウトレットパイプが１つのマフラー本体に接続されている排気系においても、上記効果をうることができる。
【００２３】
（４）この実施例１の排気可変マフラーでは、上述のように、第１ヨーク７１と、該第１ヨーク７１の両端部にそれぞれコマ７２、７３を介して連結された第２ヨーク７４及び第３ヨーク７５とを備え、第２ヨーク７４の一端はモータアクチュエータ６の駆動軸６１にピン７４ａで連結固定される一方、第３ヨーク７５の一端は開度制御バルブ５のバルブ軸５１にピン７５ａで連結固定され、第２ヨーク７４及び第３ヨーク７５の他端はそれぞれ対応するコマ７２、７３に対してピン７２ａ、７３ａでそれぞれ一方向面内において回動可能に連結され、各コマ７２、７３は第１ヨーク７１の両端部に対してピン７１ａ、７１ｂでそれぞれ第２ヨーク７４の一方向面と直交する直交面内において回動可能に連結されている。
これにより、モータアクチュエータ６の駆動軸６１と開度制御バルブ５のバルブ軸５１の軸が大きくずれた取り付け状態にしても、モータアクチュエータ６の回転をバルブ軸５１にスムーズに伝達することができる。
【００２４】
（５）この実施例１の排気可変マフラーでは、上述のように、ユニバーサルジョイント７の外周を覆う蛇腹状のダストブーツ９が設けられている。
これにより、ユニバーサルジョイント７の回動部分へのダストの進入を防止することができる。
（６）この実施例１の排気可変マフラーでは、上述のように、ダストブーツ９は、その両端開口部９１が第２ヨーク７４と第３ヨーク７５にそれぞれ固定され、中央部９２が第１ヨーク７１に当接係止されている。
これにより、ユニバーサルジョイント７の回動時に発生する振動をダストブーツ９の弾力性で吸収することができる。
【００２５】
（７）この実施例１の排気可変マフラーでは、上述のように、モータアクチュエータ６は、マフラー本体１に取り付け固定されたブラケット５に取り付け固定されている。
これにより、ブラケット５がマフラー本体１からモータアクチュエータ６への熱伝導を抑制する役目をなす。
【００２６】
（８）この実施例１の排気可変マフラーでは、上述のように、ブラケット５は、マフラー本体１に取り付け固定される第１ブラケット５１と、該第１ブラケット５１に固定されていてモータアクチュエータ６が取り付け固定される第２ブラケット５２とで構成されている。
このように、ブラケット５を二分割構成とすることにより、マフラー本体１からの伝熱を抑えることができる。また、モータアクチュエータ６を取り付けた第２ブラケットにより、第１アウトレットパイプ３からモータアクチュエータ６への複写熱をも遮ることができる。
【００２７】
（９）この実施例１の排気可変マフラーでは、上述のように、第１ブラケット５１は、略コ字状断面に形成されている。
これにより、略コ字状断面の広い表面積に走行風が当たることで、冷却フィンの役目を果たし、モータアクチュエータ６への熱伝達量を低減することができる。
【００２８】
（１０）この実施例１の排気可変マフラーでは、上述のように、モータアクチュエータ６は、少なくともその一部がマフラー本体１のアウターシェル１１の外面よりは外側に突出するように配置されている。
これにより、走行風でモータアクチュエータ６を冷却することができる。
【００２９】
以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例では、２箇所で曲がるユニバーサルジョイントを用いる場合を例示したが、１箇所のみで曲がる構造のユニバーサルジョイントであってもよい。
【００３０】
また、実施例では、一方の第１アウトレットパイプ３は、もう一方の第２アウトレットパイプ４に比べてその口径（直径）が約２倍程度大きなパイプで構成されている例を示したが、同一口径であってもよい。
また、第１アウトレットパイプ３側に開度制御バルブ５を設けたが、第２アウトレットパイプ４側に設けてもよい。また、両方に設けてもよい。
【００３１】
また、実施例では、ブラケット５を介してマフラー本体１に取り付け固定したが、その他の部材にブラケットを介して取り付け固定するようにしてもよい。
また、実施例では、複数本のアウトレットパイプが１つのマフラー本体に接続され、複数本のアウトレットパイプの少なくとも１本にアクチュエータにより開度制御可能な開度制御バルブを備える場合（請求項２に対応）について説明したが、内燃機関の排気系が複数の排気パイプに分岐され、各排気パイプにそれぞれマフラーが介装され、複数のマフラーのアウトレットパイプの少なくとも１本にアクチュエータにより開度制御可能な開度制御バルブを備えるようにしてもよい（請求項３に対応）。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１の排気可変マフラーを示す平面図である。
【図２】実施例１の排気可変マフラーを示す正面図である。
【図３】実施例１の排気可変マフラーを示す背面図である。
【図４】実施例１の排気可変マフラーを示す右側面図である。
【図５】図１のＳ５−Ｓ５における断面図である。
【図６】ユニバーサルジョイントを示す分解斜視図である。
【図７】ユニバーサルジョイント部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  マフラー本体
１１  アウターシェル
１２  インレット側アウタープレート
１３  アウトレット側アウタープレート
２  インレットパイプ
３  第１アウトレットパイプ
４  第２アウトレットパイプ
５  開度制御バルブ
５１  バルブ軸
６  モータアクチュエータ
６１  駆動軸
７  ユニバーサルジョイント
７１  第１ヨーク
７１ａ  ピン
７１ｂ  ピン
７２  コマ
７２ａ  ピン
７２ｂ  連結軸
７３  コマ
７３ａ  ピン
７３ｂ  連結軸
７４  第２ヨーク
７４ａ  ピン
７５  第３ヨーク
７５ａ  ピン
８  ブラケット
８１  第１ブラケット
８１ａ  各片
８１ｂ  固定舌片
８１ｃ  天板
８２  第２ブラケット
８２ａ  Ｌ字状の板部
８２ｂ  Ｌ字状の板部
８２ｃ  三角形状の板部
９  ダストブーツ
９１  両端開口部
９２  中央部
ｂ１  ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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