(57)【要約】【課題】  コイルバネの定数を低下させ閉鎖方向の力を減らそうとすると、内燃機関の低回転時から制御弁が開いてしまうため、消音効果が低下してしまう。【解決手段】  内燃機関の運転状態に応じて排気流路を切換えて、低回転領域と高回転領域にあわせて排気の通気抵抗を変化させるようにした内燃機関用制御型消音器に用いる排気感応弁おいて、前記消音器内の開口を開閉して排気流路を切換える弁体と、前記弁体が前記開口を閉方向に付勢する付勢手段と、前記弁体を支持する回転軸と、前記回転軸を移動可能に係止する長穴を有する支持部とを有し、前記回転軸は内燃機関の運転状態に応じて前記長孔内において、回動および移動することを特徴とする内燃機関用排気圧感応弁。 【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態に応じて排気流路を切換えて、低回転領域と高回転領域にあわせて排気の通気抵抗を変化させるようにした内燃機関用制御型消音器に用いる排気感応弁おいて、前記消音器内の開口を開閉して排気流路を切換える弁体と、前記弁体が前記開口を閉方向に付勢する付勢手段と、前記弁体を支持する回転軸と、前記回転軸を移動可能に係止する長穴を有する支持部とを有し、前記回転軸は内燃機関の運転状態に応じて前記長孔内において、回動および移動することを特徴とする内燃機関用排気圧感応弁。
【請求項２】
前記回転軸は、軸押さえバネにより弁体が開口を閉鎖する方向に付勢されている請求項１記載の内燃機関用排気感応弁。
【請求項３】
前記付勢手段は、前記回転軸の移動と共に移動するように前記回転軸に係止されている請求項２記載の内燃機関用制御型消音器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系において内燃機関の回転数の変化に応じた消音特性に制御する消音器の分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の低回転時に内燃機関から排出される騒音を低減させると共に、高回転時には排気ガスの通気抵抗を低減して内燃機関の出力の低下を抑えながら騒音を低減する消音器１が提案されている。例えば、図６に示すように両エンドプレート２，３とシェル４によりなる消音器１と内燃機関から排出された排気ガスと騒音を消音器内部に導入及び導出する入り口パイプ１２、テールパイプ１５ものがある。そして、消音器1の内部を三枚の仕切板９，１０，１１で第１室〜第４室の４つの部屋に分けると共に、仕切り板９，１０を貫通して取り付けられたパスチューブ１３，１４、によって、入り口パイプ１２から消音器１内部に導入された排気ガスと騒音を順次第３室７から第２室６そして第１室５を通過させ拡大と縮小を繰り返して行うことで音波エネルギーを減衰させて最終的に第１テールパイプ１５から大気へ排出している。更に、第３仕切板１１には開口１７が設けられ、この開口１７には図７に示されるようにコイルバネ２２により開口１７を閉鎖する方向に付勢されている排気感応弁２０が設けられている。内燃機関が高回転で駆動しているときは排気ガス量が増加し圧力が高まるため、排気ガスは排気圧感応弁２０を押開けて前記の通過路の他に第３室７から直接第４室８に流入して、消音器１外へ連通しているもう一つの第２テールパイプ１６を通って大気へ排出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１９５７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、排気圧感応弁２０が排気ガス圧力により押し開けられ開度が増加するに従ってコイルバネ２２の圧縮量も増加するため、排気圧感応弁２０が開口１７を閉鎖する方向の力が強まる。そして制御弁２０が開口した途端に排気ガスが第４室８に向かって流れ出ると第３室７の圧力を低下させる。そのため開口１７を閉鎖する方向に回動してしまう。そこでコイルバネの定数を低下させ閉鎖方向の力を減らそうとすると、内燃機関の低回転時から制御弁が開いてしまうため、消音効果が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の技術的課題に鑑みてなされたもので、開弁に伴う制御弁の閉鎖力の増加を抑え、消音効果の低下を抑えつつ内燃機関の出力向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、内燃機関の運転状態に応じて排気流路を切り換えて、消音器の特性を変えるようにした内燃機関用の排気圧感応弁において、排気流路を切り換える排気圧感応弁を閉じる方向に付勢する手段と、排気圧感応弁の弁体を回動させる回転軸と、回転軸が回動及び摺動自在に支持されるように支持部で支持するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、内燃機関が比較的高回転では出力の低下を抑えつつ、消音性能を確保できるという効果を有する制御型消音器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の排気制御弁の閉鎖状態を示す断面図
【図２】本実施形態の排気制御弁の開放状態途中を示す断面図
【図３】本実施形態の排気制御弁の最大開放状態を示す断面図
【図４】本実施形態の排気圧感応弁の図１におけるＡ方向から見た図
【図５】本実施形態の制御特性を表す図
【図６】従来の消音器の構造を示す断面図
【図７】従来の排気制御弁の開閉状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態に係わる排気圧感応弁２０について図１乃至図５に基づいて説明する。
【００１０】
図１は排気圧感応弁２０が消音器１内の第３仕切り板１１に取り付けられ、第３仕切り板１１に設けられた開口１７を閉鎖している状態を示している。排気圧感応弁２０は弁座２６の一方端に弁支持部２５が立ち上げられている。弁体２１が回動するときの中心となる回転軸２３に溶接固定されており、この回転軸２３が前記弁支持部２５の長穴形状の軸受け穴に回転可能および摺動に支持されている。また、前記弁体２１が開口１７を閉鎖する方向に付勢するコイルバネ２２の巻回部の空間に回転軸２３が貫通して係止されている。このコイルバネの一端が弁体２１の面上に当接すると共に、他端は前記弁座２６および仕切り板１１の穴に係合されており、弁体２１が上下運動しても他端の弁座２６および第３仕切り板１１との係合を維持するようになっている。
【００１１】
第３仕切り板１１に排気感応弁２０は溶接により固定されている。また、開口１７周囲の立ち上げ部１１-1に、排気感応弁２０の弁座２６が溶接等により固定しても良い。開口１７を回転軸２３に取り付けられた弁体２１が閉じるようにコイルバネ２２により付勢されている。コイルバネ２２は巻回された円形部分が回転軸２３により支持されている。そして、回転軸２３は支持部２５に設けられた長孔２７内を摺動可能に支持されている。回転軸２３は前記弁体２１が弁座２６に当接する方向に付勢する軸押さえバネ２８により、長孔２７の一端方向に押し付けられている。これとは逆に回転軸２３が開口１７から遠ざかる方向に移動するとき伸ばされて排気感応弁２１を引き戻すように付勢しても良い。そのために、バネの一端を回転軸に係止すると共に、他端を弁座に係止する。
【００１２】
次に、本実施形態の作用を説明する。
図示しない内燃機関が作動されると、内燃機関から排出されて排気パイプを流下してきた排気ガス及び騒音は入り口パイプ１２を通り消音器１内の第３室７に排出される。内燃機関の運転状態が低回転領域にあるときには、図１に示すように排気ガス圧力は排気圧感応弁２０をコイルバネの付勢力に打ち勝つことが出来ないため、排気ガスは第１パスチューブ１３、第２室６、第２パスチューブ１４を順に通り第１室５に入る。そして、第１テールチューブ１５を通り、消音器１の外へ排出される。
【００１３】
騒音は、入り口パイプ１２から第３室７へ入ることにより拡張され、次に、第１パスチューブ１３に入ることにより縮小される。再び第２室に排出されるときに拡張される。これを、順次拡縮を繰り返される間に減衰されて静粛になり大気に排出されることになる。
【００１４】
更に、内燃機関が高回転領域で運転されると図２に示すように第３室７内の圧力がコイルバネ２２の付勢力に打ち勝ち、弁体２１は回転軸２３の周りに回動を始めて、コイルバネ２２を絞り縮めながら仕切り板３に設けられた開口１７を開放し始める。そうすると排気ガスの一部は開口１７を通り第４室８に流入し、テールパイプ２から消音器１の外へ排出される。残りの排気ガスは、パスチューブ１、パスチューブ２、テールパイプ１を通り、騒音は減衰されながら消音器の外へと排出される。
【００１５】
排気通路が二つになるとともに、一方の通路は短距離であるため排気の通気抵抗が低下下する。よって、内燃機関への負荷が減り効率良く作動する。
【００１６】
更にその上の高回転領域で運転されると、弁体２１を押して回転軸２３は支持部２５の長孔２７内を移動して行く。軸押さえバネ２８は、圧縮される。しかし、コイルバネ２２は弁体２１と相対的に同位置を保って移動するため、閉鎖方向の付勢力は増加しない。そのため、通気抵抗を低減できると共に内燃機関の出力低下を抑えることが出来るので、効率よく作動すると共に消音作用も低回転時より減少するものの維持する事が出来る。
【００１７】
次に、最高の高回転領域で運転された場合、回転軸２３は長孔２７の一端側に押し付けられ弁体２１が再び回転軸２３を中心にして回動して、排気ガスの流通抵抗をより一層下げることが出来るので、内燃機関の出力の低下を防ぐことが出来る。
【００１８】
その後、内燃機関の運転状態が低回転領域に向かうときはこれに合わせて、弁体２１と回転軸２３は長孔２７内を逆方向に移動を始め、最終的に開口を閉鎖した状態に戻る。
【００１９】
図５は、本発明の弁体２１の動作特性を表した図である。弁体２１が開き始め、その後長孔２７内をスライドし、最後に再び回転軸２３を中心に回動する動きを示している。
このように、弁体が開口を大きく開けた場合でも所定の開口量からは閉鎖方向の付勢力が高まらないため、付勢手段のバネ定数を弱める必要が無くなるため、内燃機関の高回転領域まで開口せず、高い消音機能を維持する事が可能となる。また、排気圧力の変動に対して、開口量が急激に変化してしまうことも防ぐことが出来る。
【００２０】
弁体２３を第３仕切り板１１に取り付けた実施例を示したが、パスチューブを設けて、このパスチューブの先端に取り付けるようにしても良い。また、支持部２５を直接仕切り板に固定して、弁座２６を無くしても良い。
【００２１】
消音器内部構造で仕切り板を少なくしたり、仕切り板に小孔を設けたり、テールチューブに小孔を設けたりして、消音特性を変更する事は可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１    消音器
１７    開口
２０    制御弁
２１    弁体
２２    コイルバネ
２３    回転軸
２７    長孔
２８    軸押さえバネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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