(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスが導かれる排気流路に外気を導く外気導入口が形成され、外気圧と該排気流路の内部の圧力との圧力差によって、該外気導入口を開閉する外気導入装置であって、
前記圧力差によって開位置から閉位置まで弾性変形する弁体を有する弁プレートと、
前記弁プレートに積層され、前記弁体に対向する位置に形成され該弁体よりも面積の小さい開口部、および、該開口部の周囲に形成されたシート面を有し、該弁体が閉位置にあるとき該シート面に該弁体が当接して該開口部が閉じられるとともに、該弁体が開位置にあるとき該シート面から該弁体が離隔して該開口部が開くベースプレートと、
前記弁プレートに対して前記ベースプレートと反対側に積層され、前記弁体の弾性変形を前記開位置までに規制する規制プレートと、
前記ベースプレートに対して前記弁プレートと反対側から当接し、外気と共に該ベースプレートの開口部に向かう異物を留めるフィルタ部と、
前記フィルタ部に対して前記ベースプレートと反対側から当接し、該フィルタ部を該ベースプレートとともに挟持するカバー部材と、
を有し、
前記弁プレート、前記ベースプレート、前記規制プレート、前記フィルタ部、前記カバー部材を貫通する締結部材によって、該弁プレート、該ベースプレート、該規制プレート、該フィルタ部、該カバー部材が、前記排気流路を形成する壁部に固定されることを特徴とする外気導入装置。
【請求項２】
前記弁プレートには、前記弁体を挟んで両側に２つの貫通孔が設けられ、
前記ベースプレートおよび前記規制プレートには、前記弁プレートの２つの貫通孔に対向する位置に、それぞれ、対向孔が形成され、
前記締結部材は、前記２つの貫通孔それぞれに対応して２つ配され、該貫通孔および前記対向孔に挿通されることを特徴とする請求項１に記載の外気導入装置。
【請求項３】
前記壁部のうち、前記排気流路の外部に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の外気導入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス中に外気を導く外気導入口を開閉する外気導入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用のエンジンに留まらず、建設機械や農業機械等に使用される汎用エンジンなどにおいても、排気ガス規制が強化されてきている。そのため、特許文献１に記載の汎用エンジンのように、排気マフラ内に触媒を設け、排気ガス中に残留した未燃の燃料ガスの燃焼を図る構成が提案されている。この排気マフラでは、外気を導入する外気導入口が設けられており、排気ガスに外気を混入することで酸素濃度を高め、未燃の燃料ガスの燃焼を促進する構成が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８３２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排気マフラに限らず、排気ガスが導かれる排気流路に開口する外気導入口には逆止弁が設けられる構成では、逆止弁によって、外気導入口から排気流路への空気の流れが許容され、外気導入口から排気流路の外部への排気ガスの流れが抑止される。この逆止弁は、シート面が設けられたベースプレート、弁体が設けられた弁プレート、弁体の変形を規制する規制プレートといったように、３つ以上の複数部材で構成することがある。このとき、排気流路を形成する壁部への取り付け構造が複雑となり易いうえ、複数部材の相互の位置ずれが生じる場合があった。
【０００５】
そこで、本発明は、排気流路の壁部に、簡易、かつ、精度良く取り付けることが可能な外気導入装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の、排気ガスが導かれる排気流路に外気を導く外気導入口が形成され、外気圧と排気流路の内部の圧力との圧力差によって、外気導入口を開閉する外気導入装置は、圧力差によって開位置から閉位置まで弾性変形する弁体を有する弁プレートと、弁プレートに積層され、弁体に対向する位置に形成され弁体よりも面積の小さい開口部、および、開口部の周囲に形成されたシート面を有し、弁体が閉位置にあるときシート面に弁体が当接して開口部が閉じられるとともに、弁体が開位置にあるときシート面から弁体が離隔して開口部が開くベースプレートと、弁プレートに対してベースプレートと反対側に積層され、弁体の弾性変形を開位置までに規制する規制プレートと、ベースプレートに対して弁プレートと反対側から当接し、外気と共にベースプレートの開口部に向かう異物を留めるフィルタ部と、フィルタ部に対してベースプレートと反対側から当接し、フィルタ部をベースプレートとともに挟持するカバー部材と、を有し、弁プレート、ベースプレート、規制プレート、フィルタ部、カバー部材を貫通する締結部材によって、弁プレート、ベースプレート、規制プレート、フィルタ部、カバー部材が、排気流路を形成する壁部に固定されることを特徴とする。
【０００７】
弁プレートには、弁体を挟んで両側に２つの貫通孔が設けられ、ベースプレートおよび規制プレートには、弁プレートの２つの貫通孔に対向する位置に、それぞれ、対向孔が形成され、締結部材は、２つの貫通孔それぞれに対応して２つ配され、貫通孔および対向孔に挿通されてもよい。
【０００９】
壁部のうち、排気流路の外部に設けられてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の外気導入装置によれば、排気流路の壁部に、簡易、かつ、精度良く取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】エンジンの外観斜視図である。
【図２】図１におけるマフラカバーの一部を破断して示した斜視図である。
【図３】排気マフラの分解斜視図である。
【図４】図３における外気導入装置近傍の抽出図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１３】
図１は、エンジン１の外観斜視図である。エンジン１は、例えば、建設機械であるランマーに搭載される汎用エンジンである。エンジン本体２には、ファンカバー３に覆われて冷却ファン４が取り付けられている。エンジン本体２の内部には、クランクシャフト（不図示）が、図１中、矢印方向を回転軸方向にして配置されており、冷却ファン４はクランクシャフトの一端に固定されている。クランクシャフトの回転に伴って冷却ファン４が回転することで、エンジン１が冷却される。
【００１４】
クランクシャフトの他端は、図１中、背面側（エンジン本体２のうち、冷却ファン４と反対側）に突出している。ここでは、詳細な説明および図示は省略するが、クランクシャフトの他端側が、ランマー本体側のランマークランクケース内に突出しており、ランマークランクケースに収容された偏心クランクシャフトにクラッチを介して連結される。クランクシャフトが回転すると、偏心クランクシャフトなどを介して動力が伝達された輾圧板が往復移動し、地面などを締固め可能となる。
【００１５】
また、エンジン本体２には、吸気中の粉塵などを除去するエアクリーナ５が取り付けられており、エンジン本体２のうち、エンジン本体２を挟んでエアクリーナ５と反対側には、マフラカバー６が取り付けられている。
【００１６】
図２は、図１におけるマフラカバー６の一部を破断して示した斜視図である。図２に示すように、エンジン本体２のうち、マフラカバー６で覆われた部分には、排気マフラ７が取り付けられている。エアクリーナ５を介して吸気がエンジン本体２内の燃焼室（不図示）に導かれ、燃焼室において燃料が燃焼すると、燃焼によって発生した排気ガスが燃焼室から排気マフラ７に排出される。
【００１７】
排気マフラ７は、排気ガスの圧力および温度を低下させて排気音を低減する。また、本実施形態の排気マフラ７は、触媒によって排気ガスの浄化を行う。以下、排気マフラ７の構成について詳述する。
【００１８】
図３は、排気マフラ７の分解斜視図である。図３に示すように、排気マフラ７は、内部に排気流路７ａを形成するマフラ本体８（壁部）を有している。マフラ本体８は、表側部材９と裏側部材１０で構成される。表側部材９は、上述したエンジン本体２と反対側に配置されており、裏側部材１０は、エンジン本体２に臨む側に配置されている。表側部材９と裏側部材１０は、互いに対向する対向面９ａ、１０ａを当接させてマフラ本体８として組み付けられる。
【００１９】
これら表側部材９と裏側部材１０が組み付けられたとき（以下、単に組付時と称す）、対向面９ａ、１０ａ同士が当接しつつ、表側部材９は、裏側部材１０との間に空隙Ｓを維持して裏側部材１０に対向する。
【００２０】
排気導入口１１は、裏側部材１０のうち、マフラ本体８の一端８ａ側に形成された開口であって、組付時、マフラ本体８の内外を連通する。排気導入口１１には、エンジン本体２内の燃焼室と連通する排気管１２が連結されており、排気管１２の先端側が空隙Ｓ内に突出している。ここでは、排気管１２は、裏側部材１０と一体形成されている。
【００２１】
そして、排気管１２の先端部１２ａは閉塞されており、排気管１２のうち組付時に空隙Ｓ内に位置する部位には、排気管１２の内外を連通する複数の連通孔１２ｂが形成されている。燃焼室から排出された排気ガスは、排気管１２の連通孔１２ｂを介してマフラ本体８の空隙Ｓに導かれる。すなわち、排気導入口１１は、エンジン本体２からマフラ本体８内の空隙Ｓに排気ガスを導く役割を果たしている。
【００２２】
導出管１３は、マフラ本体８のうち、排気導入口１１が形成された一端８ａ側と反対側の他端８ｂに配置された管部材である。組付時、導出管１３の開口である排気口１３ａがマフラ本体８のうち、排気流路７ａの外部（以下、単に、マフラ本体８の外部と称す）に突出し、排気口１３ａと反対側の開口がマフラ本体８内の空隙Ｓに突出しており、マフラ本体８の空隙Ｓと外部とを連通する。
【００２３】
排気導入口１１から空隙Ｓに導かれた排気ガスは、空隙Ｓを通って排気口１３ａから排出される。このように、マフラ本体８においては、エンジン本体２から排出される排気ガスが、空隙Ｓによって形成される流路を流通する。
【００２４】
ガイド部材１４は、組付時、裏側部材１０から表側部材９まで延在する円筒状部材であって、マフラ本体８内には一対のガイド部材１４が配置される。触媒保持部材１５は、触媒１６を保持するとともに、ガイド部材１４に支持されてマフラ本体８の空隙Ｓに収容される。すなわち、触媒１６はマフラ本体８の内部に収容される。
【００２５】
外気導入口１７は、表側部材９のうち、排気導入口１１と対向する位置に形成されている。すなわち、外気導入口１７は、排気口１３ａおよび触媒１６よりも排気ガスの流通方向の上流側に位置している。マフラ本体８の外部には外気導入装置１８が設けられており、外気圧とマフラ本体８の内部（排気流路７ａ）の圧力との圧力差によって外気導入口１７を開閉する。外気導入装置１８が開くと、外気導入口１７からマフラ本体８の内部（排気流路７ａ）に外気が導かれる。
【００２６】
具体的に、マフラ本体８内の空隙Ｓの圧力が外気圧よりも一定以上小さくなると、外気導入装置１８が開弁する。外気導入装置１８が開弁すると、外気導入口１７から空隙Ｓに外気が導かれる。そして、マフラ本体８内の空隙Ｓに配置された触媒１６が、空隙Ｓに導かれた排気ガスおよび外気（空気）との反応を促進する。その結果、排気ガス中に含まれる炭化水素、一酸化炭素、および、窒素酸化物などが低減される（浄化される）。
【００２７】
図４は、図３における外気導入装置１８近傍の抽出図である。図４に示すように、表側部材９には、外気導入口１７を挟んで両側に締結孔９ｂが設けられている。締結孔９ｂは、表側部材９を、マフラ本体８の外側から内側まで貫通する。
【００２８】
外気導入装置１８は、規制プレート１９、弁プレート２０、ベースプレート２１、フィルタ部２２、カバー部材２３で構成され、表側部材９のうち、外気導入口１７および締結孔９ｂが形成された部位にこの順に積層される。図４に、積層方向を白抜き矢印で示す。
【００２９】
規制プレート１９は、大凡平板状の本体部１９ａを有し、本体部１９ａには、本体部１９ａを積層方向に貫通する規制孔１９ｂが形成されている。突出部１９ｃは、本体部１９ａから規制孔１９ｂに突出する部位である。また、本体部１９ａには、規制孔１９ｂを挟んで両側に、積層方向に貫通するとともに、締結孔９ｂに対向する対向孔１９ｄが設けられている。規制プレート１９は、弁プレート２０に対してベースプレート２１と反対側に積層される。
【００３０】
弁プレート２０は、大凡平板状の本体部２０ａを有し、本体部２０ａには、本体部２０ａを積層方向に貫通する弁孔２０ｂが形成されている。弁体２０ｃは、本体部２０ａから弁孔２０ｂに突出する部位であり、外気圧とマフラ本体８の内部（排気流路７ａ）の圧力との圧力差によって積層方向に弾性変形する。
【００３１】
規制プレート１９の本体部１９ａのうち、弁プレート２０の本体部２０ａとの当接面１９ｅに対し、規制プレート１９の突出部１９ｃは、僅かに外気導入口１７側に向かって変形しており、外気圧によって弁体２０ｃが外気導入口１７側に押圧されると、弁体２０ｃは、突出部１９ｃに当接する開位置まで変形する。このように、規制プレート１９は、弁体２０ｃの弾性変形を開位置までに規制する。
【００３２】
また、弁プレート２０の本体部２０ａには、弁孔２０ｂおよび弁体２０ｃを挟んで両側に、積層方向に貫通する貫通孔２０ｄが設けられている。
【００３３】
ベースプレート２１は、大凡平板状の本体部２１ａを有し、弁プレート２０に積層される。また、本体部２１ａには、本体部２１ａを積層方向に貫通する開口部２１ｂが形成される。ベースプレート２１が弁プレート２０に積層されたとき、開口部２１ｂは、弁体２０ｃに対向する位置に形成される。
【００３４】
本体部２１ａのうち、開口部２１ｂの周囲はシート面２１ｃとなっている。開口部２１ｂは、弁体２０ｃよりも面積が小さく、弁体２０ｃが閉位置にあるとき、弁体２０ｃがシート面２１ｃに当接して開口部２１ｂが閉じられ、弁体２０ｃが開位置にあるとき、シート面２１ｃから弁体２０ｃが離隔して開口部２１ｂが開く。
【００３５】
また、ベースプレート２１の本体部２１ａには、開口部２１ｂを挟んで両側に、積層方向に貫通するとともに、弁プレート２０の貫通孔２０ｄに対向する対向孔２１ｄが設けられている。
【００３６】
フィルタ部２２は、例えば、メッシュ部材で構成され、ベースプレート２１に対して弁プレート２０と反対側から当接する。そして、フィルタ部２２は、外気を通気するとともに、外気と共にベースプレート２１の開口部２１ｂに向かう、メッシュの孔よりも大きな異物を留める。
【００３７】
フィルタ部２２は、ベースプレート２１の開口部２１ｂの面積よりも大きく、開口部２１ｂを覆う。一方、フィルタ部２２の外形は、２つの対向孔２１ｄの対向方向の幅が、２つの対向孔２１ｄの対向間隔よりも小さく、ベースプレート２１にフィルタ部２２を積層したとき、フィルタ部２２は、２つの対向孔２１ｄと非対向となる。
【００３８】
カバー部材２３は、大凡平板状の本体部２３ａを有し、カバー部材２３が、フィルタ部２２に対してベースプレート２１と反対側から当接し、フィルタ部２２をベースプレート２１とともに挟持する。
【００３９】
カバー部材２３の本体部２３ａには、本体部２３ａを積層方向に貫通するカバー孔２３ｂが設けられており、カバー孔２３ｂの面積は、フィルタ部２２よりも小さく、フィルタ部２２によってカバー孔２３ｂが覆われる。
【００４０】
また、カバー部材２３の本体部２３ａの外縁には、ベースプレート２１側に屈曲する屈曲部２３ｃが設けられており、屈曲部２３ｃによって、ベースプレート２１とカバー部材２３との間からのフィルタ部２２の落下が抑止される。
【００４１】
カバー部材２３の本体部２３ａには、カバー孔２３ｂを挟んで両側に、積層方向に貫通するとともに、ベースプレート２１の対向孔２１ｄに対向する対向孔２３ｄが設けられている。
【００４２】
そして、規制プレート１９、弁プレート２０、ベースプレート２１、フィルタ部２２、カバー部材２３を積層したとき、対向孔１９ｄ、貫通孔２０ｄ、対向孔２１ｄ、対向孔２３ｄそれぞれを、締結孔９ｂに対向する位置に合せることが可能となっている。
【００４３】
リベット２４（締結部材）は、２つの締結孔９ｂに合わせて２つ配され、対向孔２３ｄから順に、対向孔２１ｄ、貫通孔２０ｄ、対向孔１９ｄ、締結孔９ｂに挿通される。その後、リベット２４のうち、締結孔９ｂからマフラ本体８の内部に突出した先端をかしめることで、規制プレート１９、弁プレート２０、ベースプレート２１、フィルタ部２２、カバー部材２３がマフラ本体８に固定される。
【００４４】
このように、規制プレート１９、弁プレート２０、ベースプレート２１を貫通するリベット２４によって、規制プレート１９、弁プレート２０、ベースプレート２１が、マフラ本体８に固定される構成となっている。そのため、２つのリベット２４のみで簡易に取り付けができる上、各部材相互の位置ずれが生じ難く、取り付けの位置精度を向上することが可能となる。さらに、リベット２４の他に締結部材を用いる場合に比べ、部品点数を削減できる。
【００４５】
また、外気導入装置１８を排気マフラ７のマフラ本体８に強固に取り付けることができることから、例えば、振動等にさらされるエンジンの排気マフラに好適であり、エンジンの中でも、特に、建設機械用の汎用エンジンの排気マフラに有効となる。
【００４６】
なお、上述した実施形態では、規制プレート１９、弁プレート２０、ベースプレート２１に加え、フィルタ部２２とカバー部材２３も、同じリベット２４でマフラ本体８に固定する場合について説明した。しかし、フィルタ部２２とカバー部材２３は、別の締結部材でマフラ本体８に固定してもよい。ただし、フィルタ部２２およびカバー部材２３を、規制プレート１９、弁プレート２０、ベースプレート２１と共にリベット２４で一括して固定することで、作業効率の向上、フィルタ部２２、カバー部材２３の位置ずれの抑止、部品点数の削減が可能となる。
【００４７】
また、上述した実施形態では、弁プレート２０には、弁体２０ｃを挟んで両側に貫通孔２０ｄが設けられる場合について説明したが、貫通孔２０ｄの配置は任意の位置でよいし、貫通孔２０ｄは１つであってもよい。ただし、弁体２０ｃを挟んで２つの貫通孔２０ｄを設けることで、弁プレート２０とベースプレート２１の間に隙間が生じて、弁体２０ｃの開閉精度が低下するといった事態の発生を抑止することが可能となる。
【００４８】
また、上述した実施形態では、外気導入装置１８は、マフラ本体８の外部に設けられる場合について説明したが、外気導入装置１８をマフラ本体８の内部に設けてもよい。ただし、外気導入装置１８をマフラ本体８の外部に設けることで、マフラ本体８の内部の流れを外気導入装置１８が阻害するといった事態を回避することが可能となる。
【００４９】
以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、排気ガス中に外気を導く外気導入口を開閉する外気導入装置に利用できる。
【符号の説明】
【００５１】
７ａ  排気流路
８  マフラ本体（壁部）
１６  触媒
１７  外気導入口
１８  外気導入装置
１９  規制プレート
１９ｄ  対向孔
２０  弁プレート
２０ｃ  弁体
２０ｄ  貫通孔
２１  ベースプレート
２１ｂ  開口部
２１ｃ  シート面
２１ｄ  対向孔
２２  フィルタ部
２３  カバー部材
２４  リベット（締結部材）
【要約】
【課題】排気流路の壁部に、簡易、かつ、精度良く取り付ける。
【解決手段】外気導入装置１８は、圧力差によって開位置から閉位置まで弾性変形する弁体２０ｃを有する弁プレート２０と、弁プレートに積層され、弁体に対向する位置に形成され弁体よりも面積の小さい開口部２１ｂ、弁体が閉位置にあるときシート面２１ｃに弁体が当接して開口部が閉じられるとともに、弁体が開位置にあるときシート面から弁体が離隔して開口部が開くベースプレート２１と、弁プレートに対してベースプレートと反対側に積層され、弁体の弾性変形を開位置までに規制する規制プレート１９と、を有し、弁プレート、ベースプレート、規制プレートを貫通する締結部材（リベット２４）によって、弁プレート、ベースプレート、規制プレートが、排気流路を形成する壁部（マフラ本体）に固定される。
【選択図】図４【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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