(57)【要約】【課題】本発明は、小型化が達成されると共に、簡易な構造で消音機能を向上させる消音器を提供する。【解決手段】内燃機関の排気口と直接若しくは間接的に接続される排気管と、該排気管の延長線上の排気方向下流側に配置されるフィニッシャと、前記排気管と前記フィニッシャとの間に設けられる消音機構とを少なくとも有する消音器において、前記消音機構を、径の異なる複数の円筒状の筒体を略同心で配するとともに、所定の端面を閉塞するよう底部を設けて排気通路及び膨張空間を画成する。また、前記排気管端部に排圧調整弁を設け、フィニッシャ側から開弁圧を容易に調整できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気口と直接若しくは間接的に接続される排気管と、該排気管の延長線上の排気方向下流側に配置されるフィニッシャと、前記排気管と前記フィニッシャとの間に設けられる消音機構とを少なくとも有する排圧調整弁付消音器において、
前記排気管の下流側端部周縁に形成された複数の排気小孔と、
前記排気管に略同心に配されると共に、前記排気小孔の排気方向下流側の排気管周縁に固着される下流側閉塞底面部を有する一方開口円筒状の第１の円筒部と、
前記排気管に略同心に配されると共に、前記排気小孔の排気方向上流側の排気管周縁に固着される上流側閉塞底面部を有し、前記第１の円筒部より所定値大きい径を有する一方開口円筒状の第２の円筒部と、
前記第１の円筒部と所定の範囲で重複すると共に、下流側端部が前記フィニッシャに接続され、前記第１の円筒部よりも所定値小さい径を有する両端開口円筒状の第３の円筒部と、
該第３の円筒部より所定値小さい径を有し、前記第３の円筒部に内設されると共に、先端が前記第１の円筒部の内周面に固着される上流側拡径部と、先端が前記フィニッシャの内周面に固着される下流側拡径部と、該下流側拡径部に形成された後流側排気孔とを有する第４の円筒部と、
前記第２の円筒部に外設される消音器ケースとを少なくとも有し、
前記消音機構が、前記第１の円筒部及び第２の円筒部によって画成され、前記排気小孔と連通する第１の排気通路と、前記第２の円筒部と前記消音器ケースとの間に画成され、前記第１の排気通路が開口する第１の膨張空間と、前記第１の円筒部及び前記第３の円筒部とによって画成され、前記第１の膨張空間と連通する第２の排気通路と、前記第３の円筒部及び前記第４の円筒部とによって画成され、前記第２の排気通路と前記後流側排気孔と連通する第３の排気通路と、前記第４の円筒部内部に画成され、前記後流側排気孔が開口すると共にフィニッシャの開口部と連通する第２の膨張空間とによって構成されることを特徴とする消音器。
【請求項２】
前記排気管の排気方向下流側端部に、排気ガスの圧力が所定値以上となった場合に、前記排気管と前記フィニッシャとを短絡させる排圧調整弁を設け、前記排圧調整弁の開弁によって前記第２の膨張空間を介して前記排気管と前記フィニッシャの開口部とを連通することを特徴とする請求項１記載の消音器。
【請求項３】
前記第２の円筒部に外設され、前記第２の排気通路と前記第１の膨張室とを遮断すると共に、前記第１の排気通路と前記第２の排気通路とを接続する遮蔽底部を有し、前記第２の円筒部との間に第１の排気通路と前記第１の膨張室とを連通する第４の排気通路を画成する第５の円筒部を具備することを特徴とする請求項１又は２記載の消音器。
【請求項４】
前記排圧調整弁は、前記排気管の端部を開閉すると共に、排気方向上流側に突出した凸状形状をした弁本体と、該弁本体を前記排気管端部側に押圧するスプリングと、該スプリングによる押圧力を調整する押圧力調整機構を有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の消音器。
【請求項５】
前記押圧力調整装置は、スプリングの一端を保持する保持部と、該保持部を弁本体に対して移動させて押圧力を調整する回動部とによって構成され、該回動部が、前記延長線上に位置し、前記フィニッシャの開口部から調整可能であることを特徴とする請求項４記載の消音器。
【請求項６】
前記後流側排気孔は、前記第４の円筒部の後流側拡径部の周縁に所定の間隔で形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の排圧調整弁付消音器。
【請求項７】
前記後流側排気孔は、上流側が前記第３の排気通路側に開口する方形の孔であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の排圧調整弁付消音器。
【請求項８】
前記後流側排気孔は、上流側が前記第３の排気通路側に開口する流線形の孔であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の排圧調整弁付消音器。
【請求項９】
前記第１の排気通路の上流側であって、前記第１の円筒部の下流側閉塞底面部と、前記第２の円筒部の上流側閉塞側面部との間に、小膨張空間が形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の排圧調整弁付消音器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関の排気用の消音器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マフラー（消音装置）に関する従来の技術として、特許文献１は、ケーシングと、ケーシングへのガス吸込管と、ケーシング内に組み込まれた管と、ダイアフラム、支持弾性体、ピストン棒、及び圧力接続部を備える操作機構としての過圧容器と、ピストン棒に付属している弁閉鎖要素と、ダイアフラムの過圧側にガス全圧を伝える圧力導管とを備える消音装置において、操作容器がダイアフラムによって隔離された複数の室を有し、それぞれのダイアフラムが弾性体によって支持され、それぞれの室が圧力接続部をもち、別の圧力導管がガス静圧をダイアフラムの低圧側に伝えるものを開示する。したがって、この特許文献１によれば、外部制御装置を設けずに可変の減衰特性曲線を有する消音装置を提供することができるとされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１６６０１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示されるマフラーは、その図１に示されるように、ケーシング２の内外部、及び３つの膨張室２１，２３，３５の間でガスを流通させる複数の管３．１，３．２，３．３，３．４が並列に配置されていることから、装置全体が大きくなってしまうという不具合がある。また、排圧調整を外部から容易に行うことができないため、運転者の好みの状態に合致させることができず、不快なまま運転を継続しなければならないという問題点もあった。
【０００５】
そこで、本発明は、小型化が達成されると共に、簡易な構造で消音機能を向上させる消音器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
したがって、この発明は、内燃機関の排気口と直接若しくは間接的に接続される排気管と、該排気管の延長線上の排気方向下流側に配置されるフィニッシャと、前記排気管と前記フィニッシャとの間に設けられる消音機構とを少なくとも有する排圧調整弁付消音器において、前記排気管の下流側端部周縁に形成された複数の排気小孔と、前記排気管に略同心に配されると共に、前記排気小孔の排気方向下流側の排気管周縁に固着される下流側閉塞底面部を有する一方開口円筒状の第１の円筒部と、前記排気管に略同心に配されると共に、前記排気小孔の排気方向上流側の排気管周縁に固着される上流側閉塞底面部を有し、前記第１の円筒部より所定値大きい径を有する一方開口円筒状の第２の円筒部と、前記第１の円筒部と所定の範囲で重複すると共に、下流側端部が前記フィニッシャに接続され、前記第１の円筒部よりも所定値小さい径を有する両端開口円筒状の第３の円筒部と、該第３の円筒部より所定値小さい径を有し、前記第３の円筒部に内設されると共に、先端が前記第１の円筒部の内周面に固着される上流側拡径部と、先端が前記フィニッシャの内周面に固着される下流側拡径部と、該下流側拡径部に形成された後流側排気孔とを有する第４の円筒部と、前記第２の円筒部に外設される消音器ケースとを少なくとも有し、前記消音機構が、前記第１の円筒部及び第２の円筒部によって画成され、前記排気小孔と連通する第１の排気通路と、前記第２の円筒部と前記消音器ケースとの間に画成され、前記第１の排気通路が開口する第１の膨張空間と、前記第１の円筒部及び前記第３の円筒部とによって画成され、前記第１の膨張空間と連通する第２の排気通路と、前記第３の円筒部及び前記第４の円筒部とによって画成され、前記第２の排気通路と前記後流側排気孔と連通する第３の排気通路と、前記第４の円筒部内部に画成され、前記後流側排気孔が開口すると共にフィニッシャの開口部と連通する第２の膨張空間とによって構成されることにある。
【０００７】
また、前記排気管の排気方向下流側端部に、排気ガスの圧力が所定値以上となった場合に、前記排気管と前記フィニッシャとを短絡させる排圧調整弁を設け、前記排圧調整弁の開弁によって前記第２の膨張空間を介して前記排気管と前記フィニッシャの開口部とを連通することが望ましい。
【０００８】
さらに、前記第２の円筒部に外設され、前記第２の排気通路と前記第１の膨張室とを遮断すると共に、前記第１の排気通路と前記第２の排気通路とを接続する遮蔽底部を有し、前記第２の円筒部との間に第１の排気通路と前記第１の膨張室とを連通する第４の排気通路を画成する第５の円筒部を具備するが望ましい。
【０００９】
さらにまた、前記排圧調整弁は、前記排気管の端部を開閉すると共に、排気方向上流側に突出した凸状形状をした弁本体と、該弁本体を前記排気管端部側に押圧するスプリングと、該スプリングによる押圧力を調整する押圧力調整機構を有することが望ましい。
【００１０】
また、前記押圧力調整装置は、スプリングの一端を保持する保持部と、該保持部を弁本体に対して移動させて押圧力を調整する回動部とによって構成され、該回動部が、前記延長線上に位置し、前記フィニッシャの開口部から調整可能であることが望ましい。
【００１１】
さらに、前記後流側排気孔は、前記第４の円筒部の後流側拡径部の周縁に所定の間隔で形成されることが望ましい。また、前記後流側排気孔は、上流側が前記第３の排気通路側に開口する方形の孔であっても、上流側が前記第３の排気通路側に開口する流線形の孔であってもよいものである。
【００１２】
さらにまた、前記第１の排気通路の上流側であって、前記第１の円筒部の下流側閉塞底面部と、前記第２の円筒部の上流側閉塞側面部との間に、小膨張空間が形成されることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面により説明する。
【００１４】
図１に示す消音器１は、図示しない内燃機関の排気口と直接若しくは間接的に接続される排気管２と、この排気管２の延長線上の排気方向下流側に配置されるフィニッシャ３と、前記排気管２と前記フィニッシャ３との間に設けられる消音機構４と、前記排気管２の排気方向Ａの下流側端部に設けられ、排気ガスの圧力が所定値以上となった場合に、前記排気管２と前記フィニッシャ３との間を短絡させる排圧調整弁５とによって少なくとも構成される。
【００１５】
前記消音器１は、さらに、前記排圧調整弁５の近傍の前記排気管２周縁に形成された複数の排気小孔６と、前記排気管２に略同心に配されると共に、前記排気小孔６の排気方向Ａの下流側の排気管２の周縁に固着される下流側閉塞底面部７を有する一方開口円筒状の第１の円筒部８と、前記排気管２に略同心に配されると共に、前記排気小孔６の排気方向Ａの上流側の排気管２の周縁に固着される上流側閉塞底面部９を有し、前記第１の円筒部２より所定値大きい径を有する一方開口円筒状の第２の円筒部１０と、前記第１の円筒部８と所定の範囲で重複すると共に、下流側端部１１が前記フィニッシャ３に接続され、前記第１の円筒部８よりも所定値小さい径を有する両端開口円筒状の第３の円筒部１２と、この第３の円筒部１２より所定値小さい径を有し、前記第３の円筒部１２に内設されると共に、先端１３が前記第１の円筒部８の内周面８１に固着される上流側拡径部１４と、先端１５が前記フィニッシャ３の内周面３１に固着される下流側拡径部１６と、この下流側拡径部１６に形成された後流側排気孔１７とを有する第４の円筒部１８と、前記第２の円筒部１０に外設される消音器ケース１９とを少なくとも有する。
【００１６】
また、前記フィニッシャ３の内部に位置する前記下流側拡径部１６は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、外周面の周方向に沿って所定間隔で配された前記後流側排気孔１７を有し、それぞれの後流側排気孔１７は、略方形に形成されると共に、前記第３の排気通路２３側に開口部１７ａが開口するように径方向外方へ打ち出されたように形成される。これによって、打ち出された部分がガイド部１７ｂとなってフィニッシャ３の後方へ効率よく排気できるようになるものである。
【００１７】
以上の構成により、前記消音機構４は、前記第１の円筒部８及び第２の円筒部１０によって画成され、前記排気小孔６と連通する第１の排気通路２０と、前記第２の円筒部１０と前記消音器ケース１９との間に画成され、前記第１の排気通路２０が開口する第１の膨張空間２１と、前記第１の円筒部８及び前記第３の円筒部１２とによって画成され、前記第１の膨張空間２１と連通する第２の排気通路２２と、前記第３の円筒部１２及び前記第４の円筒部１８によって画成され、前記第２の排気通路２２と前記後流側排気孔１７を連通する第３の排気通路２３と、前記第４の円筒部１８の内部に画成され、前記後流側排気孔１７が開口すると共にフィニッシャ３の開口部３２と連通し、前記排圧調整弁５の開弁によって前記排気管２と連通する第２の膨張空間２４とによって構成される。
【００１８】
これによって、前記排圧調整弁５が閉鎖されている状態では、排気管２に至った排気ガスは、前記排気小孔６から第１の排気通路２０の上流側に形成された小膨張空間２５に流れ込み、ここで第１の膨張を行う。そして、第１の排気通路２０から第１の膨張空間２１に吐出されることによって、第２の膨張が行われ、さらに、第２及び第３の排気通路２２，２３を通過して、後流側排気孔１７から第２の膨張空間２４及び外部空間へ放たれて第３の膨張を行う。このように、複数回の膨張を行うことができるので、排気ガスは効率よく消音されるものである。
【００１９】
また、前記排圧調整弁５は、前記排気管２の端部を開閉すると共に、排気方向Ａの上流側方向に突出した凸状形状をした弁本体５１と、この弁本体５１を前記排気管端部側に押圧するスプリング５２と、このスプリング５２による押圧力を調整する押圧力調整機構６０によって構成される。
【００２０】
さらに、前記押圧力調整機構６０は、スプリング５２の一端を保持する保持部６１と、この保持部６１を弁本体５１に対して移動させて押圧力を調整する回動部６２とによって構成され、この回動部６２を、消音器１の中心線の延長線上に位置するようにしたので、前記フィニッシャ３の開口部３２から回動部６２を回転させることができ、押圧力の調整を可能にするものである。これによって、前記排圧調整弁の開弁圧が調整可能となる。
【００２１】
具体的に一例を説明すると、排気管２の内部に、前記回動部６２が螺合するロッド６４を固定する枠体６３を固定し、このロッド６４に対して弁本体５１及び有底円筒状の保持部６１が摺動自在に嵌め込む。そして、前記弁本体５１と前記保持部６１との間にスプリング５２を配して、保持部６１を回動部６２としてのナットによって前記ロッド６４に固定する。
【００２２】
これによって、スプリング５２によって決定された押圧力よりも前記弁本体５１にかかる排圧が高くなると、弁本体５１が排気管２の端部から離れ、排気管２とフィニッシャ３が第２の膨張空間２４を介して短絡され、通気抵抗を低減させるものである。
【００２３】
また、前記スプリング５２による押圧力は、前記ロッド６４に螺合する回動部（ナット）６２を回転させて前記保持部６１を弁本体５１側へ移動させることによって高くなり、反対に前記保持部６１を弁本体５１から離す方向へ移動させることによって低くすることができる。このように、前記回動部（ナット）６２を回転させることによって、弁本体５１を押圧するスプリング５２の強さを変化させることができるので、弁本体５１による開弁に必要な排圧を変化させることができるものである。
【００２４】
また、第２の実施の形態に係る消音器１は、例えば図３に示すものである。この消音器１には、前記第２の円筒部１０に外設され、前記第２の排気通路２２と前記第１の膨張室２１とを遮断すると共に、前記第１の排気通路２０と前記第２の排気通路２２とを接続する遮蔽底部４０を有し、前記第２の円筒部１０との間に第１の排気通路２０と前記第１の膨張室２１とを連通する第４の排気通路４３を画成する第５の円筒部４１が設けられる。また、前記第１の排気通路２０の出口側端部には、第２の排気通路２２及び第４の排気通路４３への分岐空間４２が画成される。
【００２５】
これによって、上述した第１の実施の形態に係る消音器１が単純膨張型のものであるのに対して、上述した第２の実施の形態に係る消音器１は、前記第１の膨張空間２１を共鳴空間とする共鳴管式のものとなるものである。尚、第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同一の箇所又は同様の効果を奏する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２６】
図４（ａ），（ｂ）で示す下流側拡径部１６は、外周面の周方向に沿って所定間隔で配された前記後流側排気孔１７の形状が、流線形に形成されることを特徴とする。これによって、径方向外方へ打ち出された部分が流線型のガイド部１７ｄとなり、第３の排気通路２３側へ開口した開口部１７ｃから流入する排気ガスがフィニッシャ３の後方へ、さらに効率よく排気できるようになるものである。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、排気管及びフィニッシャの間に設けられる消音機構を、径の異なる複数の円筒状の筒体を略同心で配するとともに、所定の端面を閉塞するよう底部を設けて排気通路及び膨張空間を画成するようにしたことによって、消音器自体の小型化を達成できると共に、消音効果を向上させることができるものである。
【００２８】
また、排気管の端部であって、フィニッシャの開口部に面する位置に、排圧調整弁を設ける構造としたことから、排圧調整弁の開弁圧をフィニッシャの開口部側から容易に行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施の形態に係る消音器の断面図である。
【図２】フィニッシャ内部に設けられる第４の円筒部の下流側拡径部の説明図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその断面図である。
【図３】本願発明の第２の実施の形態に係る消音器の断面図である。
【図４】別の実施の形態に係る第４の円筒部の下流側拡径部の説明図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその断面図である。
【符号の説明】
１  消音器
２  排気管
３  フィニッシャ
４  消音機構
５  排圧調整弁
６  排気小孔
７  下流側遮蔽底部
８  第１の円筒部
９  上流側遮蔽底部
１０  第２の円筒部
１２  第３の円筒部
１４  上流側拡径部
１６  下流側拡径部
１７  後流側排気孔
１８  第４の円筒部
１９  消音器ケース
２０  第１の排気通路
２１  第１の膨張空間
２２  第２の排気通路
２３  第３の排気通路
２４  第２の膨張空間
４０  遮蔽底部
４１  第５の円筒部
４２  分岐空間
４３  第４の排気通路
５１  弁本体
５２  スプリング
６０  押圧力調整機構
６１  保持部
６２  回動部（ナット）
６３  枠体
６４  ロッド
【図１】
2004316564.tif 000003
【図２】
2004316564.tif 000004
【図３】
2004316564.tif 000005
【図４】
2004316564.tif 000006