(57)【要約】【課題】消音器による高い消音効果を得ることができるとともに、エンジンの大排気量や出力向上にも対応できる排気管装置を提供すること。【解決手段】消音器１３の内部に大径の主排気管２１と小径の副排気管２２からなる二重管が形成する排気通路２３を設けるとともに、排気通路２３の通路面積を可変にする開閉装置３０を備えてなる排気管装置１０において、開閉装置３０が主排気管２１と副排気管２２を全開可能にするもの。【選択図】  図４
2005009392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消音器の内部に大径の主排気管と小径の副排気管からなる二重管が形成する排気通路を設けるとともに、排気通路の通路面積を可変にする開閉装置を備えてなる排気管装置において、
開閉装置が主排気管と副排気管を全開可能にすることを特徴とする排気管装置。
【請求項２】
前記開閉装置が、
主排気管の外周側に支持され、主排気管の管軸まわりに回動し得るリンクプレートと、
主排気管の外周側の周方向複数位置に支持され、主排気管の管外から管内に進退し得る複数のバルブプレートを有し、
リンクプレートの回動により、リンクプレートに設けた駆動部とバルブプレートに設けた従動部の係合を介して、バルブプレートを進退させ、後退端にある全バルブプレートを主排気管の管外に設定し、前進端にある全バルブプレートにより主排気管を全閉するとともに、それら全バルブプレートの前縁部により副排気管を包む請求項１に記載の排気管装置。
【請求項３】
前記開閉装置を消音器における排気流れの下流端で、主排気管の外周側に配備してなる請求項１又は２に記載の排気管装置。
【請求項４】
前記開閉装置が、車両の稼動情報により遠隔制御される請求項１〜３のいずれかに記載の排気管装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用排気管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の排気音を調整する排気管装置として、特許文献１に記載の如く、消音器の内部に大径の主排気管と小径の副排気管からなる二重管が形成する排気通路を設けるとともに、排気通路の通路面積を可変にする開閉装置を備えてなるものがある。特許文献１の排気管装置は、開閉装置を大径の主排気管の管内に設けている。そして、開閉装置は、主排気管の排気通路を覆う蓋部材と、蓋部材に重なるように配置される可変プレートとからなり、可変プレートを蓋部材に対して回転させることにより、可変プレートと蓋部材のそれぞれに設けてある貫通孔の重畳面積を変化させ、主排気管の排気通路面積を可変とするものである。
【０００３】
特許文献１の開閉装置によれば、主排気管を全閉とし、消音器による高い消音効果を得ることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１６８１１１（図１〜５、１頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の排気管装置の開閉装置では、主排気管の排気通路を蓋部材により覆うものであるし、主排気管の排気通路面積を可変プレートの回転により変化させても、その排気通路面積は可変プレートと蓋部材の貫通孔の最大重畳面積を越えることはできず、主排気管を全開することができない。従って、大排気量エンジンに必要とされる大排気流量を確保することに困難があるし、排気効率を良好にしてエンジンの出力を向上させることに困難がある。
【０００６】
本発明の課題は、消音器による高い消音効果を得ることができるとともに、エンジンの大排気量や出力向上にも対応できる排気管装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、消音器の内部に大径の主排気管と小径の副排気管からなる二重管が形成する排気通路を設けるとともに、排気通路の通路面積を可変にする開閉装置を備えてなる排気管装置において、開閉装置が主排気管と副排気管を全開可能にするようにしたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記開閉装置が、主排気管の外周側に支持され、主排気管の管軸まわりに回動し得るリンクプレートと、主排気管の外周側の周方向複数位置に支持され、主排気管の管外から管内に進退し得る複数のバルブプレートを有し、リンクプレートの回動により、リンクプレートに設けた駆動部とバルブプレートに設けた従動部の係合を介して、バルブプレートを進退させ、後退端にある全バルブプレートを主排気管の管外に設定し、前進端にある全バルブプレートにより主排気管を全閉するとともに、それら全バルブプレートの前縁部により副排気管を包むようにしたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記開閉装置を消音器における排気流れの下流端で、主排気管の外周側に配備してなるようにしたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記開閉装置が、車両の稼動情報により遠隔制御されるようにしたものである。
【００１１】
【作用】
請求項１の発明よれば下記（１）の作用がある。
（１）排気管装置の開閉装置は、主排気管と副排気管を完全に全開する。従って、大排気量エンジンに必要とされる大排気流量を確保することができるし、排気効率を良好にしてエンジンの出力を向上させることができる。
【００１２】
尚、主排気管を全閉にすることにより、消音器による高い消音効果を得ることもでき、通常走行時（低排出ガス流量時）には必要十分な排気通路を確保しつつ消音効果を高めることができる。また、高出力が必要となる走行時には主排気管を開いて主・副排気管より排出することで、高流量の排出ガスにも対応させることができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば下記（２）の作用がある。
開閉装置がリンクプレートとバルブプレートを有するものとし、全バルブプレートを後退端に位置付けて主排気管の管外に設定することにより、主排気管と副排気管を完全に全開できるし、全バルブプレートを前進端に位置付けて主排気管を全閉できる。
【００１４】
請求項３の発明によれば下記（３）の作用がある。
（３）開閉装置を消音器における排気流れの下流端で、主排気管の外周側に配備することにより、開閉装置を主排気管の外周まわりで簡易に組付け、取外しできる。従って、開閉装置の組付性、整備性を向上できる。
【００１５】
請求項４の発明によれば下記（４）の作用がある。
（４）開閉装置が、車両の稼動情報により遠隔制御される。従って、車両走行中に、車両走行状況に応じた排気特性、消音特性を得ることができる。また、遠隔操作するものであり、使用者に火傷等を生ずるおそれもない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は排気管装置を示す模式図、図２は排気管装置を示す断面図、図３は排気管装置を示す正面図、図４は開閉装置の全開状態を示す正面図、図５は開閉装置の全閉状態を示す正面図、図６は開閉装置の断面図、図７は開閉装置の斜視図、図８は排気管装置の基端側の分解図、図９は排気管装置の中間部の分解図、図１０は排気管装置の先端側の分解図である。
【００１７】
自動車用排気管装置１０は、図１に示す如く、エンジン１１に接続される排気管１２に、消音器１３、テールパイプ１４を設けて構成される。
【００１８】
排気管装置１０は、図２、図３に示す如く、消音器１３の内部に大径のストレート状多孔主排気管２１と小径のストレート状副排気管２２からなる二重管が形成する排気通路２３を設ける。
【００１９】
消音器１３は、主排気管２１との間にグラスウール等の吸音材１５を収容する外筒１３Ａを備え、外筒１３Ａの一端を外壁１３Ｂにて閉塞し、外筒１３Ａの他端にアウタプレート１３Ｃを設けて構成される。外筒１３Ａの他端とアウタプレート１３Ｃの間にはガスケット１６が介装される。
【００２０】
排気管１２の端部は消音器１３の内部に挿入されてアダプタ１２Ａを備え、アダプタ１２Ａには外壁１３Ｂが封着されるとともに、主排気管２１が接続される。主排気管２１は消音器１３の内部に延在される。テールパイプ１４はアウタプレート１３Ｃに接続される。
【００２１】
テールパイプ１４の内周の周方向３位置には支持板１７の外側端が固定され、３枚の支持板１７の内側端により、副排気管２２が支持される。副排気管２２は消音器１３の内部の主排気管２１の中間部対応位置から、テールパイプ１４の内部に渡り、主排気管２１に同軸配置される。
【００２２】
消音器１３におけるアウタプレート１３Ｃ側の内部で、外筒１３Ａの内周と主排気管２１の外周の間にはインナプレート１８が固定される。消音器１３は、外壁１３Ｂとインナプレート１８の間を吸音材１５が収容される消音室１３Ｄとし、アウタプレート１３Ｃとインナプレート１８の間に開閉装置３０を設ける。開閉装置３０は、消音器１３における排気流れの下流端で、主排気管２１の外周側に配備されるものになる。
【００２３】
開閉装置３０は、主排気管２１及び副排気管２２を全開にする開き位置（図４）と、主排気管２１を全閉にする閉じ位置（図５）との間で開閉動作し、排気通路２３の通路面積を可変にする。
【００２４】
開閉装置３０は、図４〜図１０に示す如く、電動モータ３１、ベースプレート３２、操作ロッド３３、ピニオン３４、スリーブ３５、リングギヤ３６、リンクプレート３７、バルブプレート３８、エンドプレート３９を有し、以下の如くに構成される。
【００２５】
電動モータ３１は、マウントプレート４１にねじ４２で固定される。電動モータ３１のマウントプレート４１は、マウントカラー４３が装着された取付ねじ４４を消音器１３の外壁１３Ｂに溶接してあるナット４５に締結することにて、外壁１３Ｂに取付けられる。
【００２６】
ベースプレート３２は、インナプレート１８にボルト４６、ナット４６Ａで固定される。
【００２７】
操作ロッド３３は、電動モータ３１の出力軸にカップリング４７を介して連結され、消音器１３の外壁１３Ｂと、インナプレート１８及びベースプレート３２に嵌合されて固定化されている軸受４８Ａ、４８Ｂに両端支持され、消音器１３の消音室１３Ｄ内に延在される。操作ロッド３３は、消音室１３Ｄ内で、軸受４８Ａと軸受４８Ｂに両端結合されたパイプ４９に挿通される。
【００２８】
ピニオン３４は、ベースプレート３２の軸受４８Ｂから突き出る操作ロッド３３の端部に固定される。
【００２９】
スリーブ３５は、主排気管２１の管端面寄りの外周まわりで、ベースプレート３２の中心孔に一端を嵌合して溶接される。
【００３０】
リングギヤ３６とリンクプレート３７は同軸的に積層され、皿ねじ５１により一体固定化され、スリーブ３５の外周に回転自在に嵌挿され、スリーブ３５の他端外周溝に係着したストッパリング５２で抜け止め支持される。
【００３１】
リングギヤ３６は、ベースプレート３２におけるスリーブ３５の周囲の複数位置に固定的に立設したピン５３に枢着されたガイドローラ５４の段差面に軸方向でスラスト支持されるとともに、ガイドローラ５４の小径ローラ面とスリーブ３５の外周との間に挟持されて回転自由に支持される。リングギヤ３６の外周の一部には歯面３６Ａが設けられ、この歯面３６Ａにピニオン３４を噛合いさせる。
【００３２】
リンクプレート３７は、周方向複数位置（本実施形態では４位置）に溝状の駆動部３７Ａを備える。駆動部３７Ａは、周方向、換言すればリンクプレート３７がリングギヤ３６と一体で回転する、主排気管２１の管軸まわりの回転方向において半径距離を滑らかに増減する曲がり状ガイド溝からなる。尚、駆動部３７Ａは、ストレート状ガイド溝からなるものでも良い。
【００３３】
バルブプレート３８は、リンクプレート３７の溝数に対応する複数個（本実施形態では４個）からなり、各バルブプレート３８の基端部に嵌合固定したバルブブッシュ５６が、ベースプレート３２の周方向複数位置（本実施形態では４位置）に挿通された基端ねじ部にナット５８Ａが螺着されて固定的に立設されたバルブシャフト５７の支軸５７Ａに支承される。バルブプレート３８はリンクプレート３７から離隔して回動可能に支持されるものとなる。バルブプレート３８のバルブブッシュ５６から回転半径方向に離隔する中間部に固定的に突設したピン状の従動部３８Ａを、リンクプレート３７の駆動部３７Ａのガイド溝内に係入する。バルブプレート３８の先端部は、スリーブ３５の自由端面の軸方向外方から主排気管２１の管端面の側傍に臨む位置に配置されている。従って、リンクプレート３７の回転により、駆動部３７Ａと従動部３８Ａの係合を介して、バルブプレート３８の先端部はバルブシャフト５７を回動支点として主排気管２１の管外から管内に進退するものになる。後退端にある全バルブプレート３８は、図４に示す如く、主排気管２１の管外に設定される。前進端にある全バルブプレート３８は、図５に示す如く、主排気管２１を全閉するとともに、それら全バルブプレート３８の先端側の前縁部３８Ｂは、互いに副排気管２２の外径と同一径をなす円形を形成し、副排気管２２の外周を隙間なく包む。
【００３４】
エンドプレート３９は、ベースプレート３２に立設された前述のバルブシャフト５７の、バルブプレート３８に設けたバルブブッシュ５６からの突出端の先端ねじ部まわりに取着されるとともに、その支軸５７Ａの段差面に支持される。エンドプレート３９から突出するバルブシャフト５７の先端ねじ部には消音器１３のアウタプレート１３Ｃが挿着され、アウタプレート１３Ｃはナット５８Ｂでエンドプレート３９とともにバルブシャフト５７の支軸５７Ａの段差面に固定化される。
【００３５】
開閉装置３０の電動モータ３１は、消音器１３の外壁１３Ｂに対向する側傍に固定配置され、コントローラ６１により駆動せしめられる。コントローラ６１は車両のＥＣＵ６２に接続される。コントローラ６１は、ＥＣＵ６２を介して、エンジン１１等の車両の各種稼動情報（エンジン回転数、スロットバルブ開度、過給圧、車速等）を取入れ、電動モータ３１を駆動制御する。
【００３６】
従って、開閉装置３０は以下の如く開閉動作する。
（閉じ動作−副排気管２２のみによる排気）
電動モータ３１の正転により、操作ロッド３３が回転されると、この操作ロッド３３の端部に設けられているピニオン３４も回転する。ピニオン３４の回転に併せて、このピニオン３４に噛合うリングギヤ３６も回転する。リングギヤ３６及びリンクプレート３７の回転に伴ない、リンクプレート３７の駆動部３７Ａの位置も変わる。このとき、バルブプレート３８はバルブシャフト５７に枢支されており、従動部３８Ａがリンクプレート３７の回転により変位する駆動部３７Ａに沿ってリンクプレート３７の内側へ動かされ、バルブプレート３８の先端側の前縁部３８Ｂは主排気管２１の管内へと前進し、その前進端で主排気管２１を全閉し、副排気管２２の管径に対応する排気出口が形成される（図５）。
【００３７】
（開き動作−主排気管２１と副排気管２２による排気）
電動モータ３１の逆転により、操作ロッド３３が回転されると、この操作ロッド３３の端部に設けられているピニオン３４も回転する。ピニオン３４の回転に併せてこのピニオン３４に噛合うリングギヤ３６も回転し、リングギヤ３６及びリンクプレート３７の回転に伴ない、リンクプレート３７の駆動部３７Ａの位置も変わる。このとき、バルブプレート３８はバルブシャフト５７に枢支されており、従動部３８Ａがリンクプレート３７の回転により変位する駆動部３７Ａに沿ってリンクプレート３７の外側へ動かされ、バルブプレート３８の先端側の前縁部３８Ｂは主排気管２１の管外へ抜けて後退し、その後退端で主排気管２１を全開する（図４）。
【００３８】
本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
（１）排気管装置１０の開閉装置３０は、主排気管２１と副排気管２２を完全に全開する。従って、大排気量エンジンに必要とされる大排気流量を確保することができるし、排気効率を良好にしてエンジンの出力を向上させることができる。
【００３９】
尚、主排気管２１を全閉にすることにより、消音器１３による高い消音効果を得ることもでき、通常走行時（低排出ガス流量時）には必要十分な排気通路を確保しつつ消音効果を高めることができる。また、高出力が必要となる走行時には主排気管２１を開いて主・副排気管２１、２２より排出することで、高流量の排出ガスにも対応させることができる。
【００４０】
開閉装置３０がリンクプレート３７とバルブプレート３８を有するものとし、全バルブプレート３８を後退端に位置付けて主排気管２１の管外に設定することにより、主排気管２１と副排気管２２を完全に全開できるし、全バルブプレート３８を前進端に位置付けて主排気管２１を全閉できる。
【００４１】
（３）開閉装置３０を消音器１３における排気流れの下流端で、主排気管２１の外周側に配備することにより、開閉装置３０を主排気管２１の外周まわりで簡易に組付け、取外しできる。従って、開閉装置３０の組付性、整備性を向上できる。
【００４２】
（４）開閉装置３０が、車両の稼動情報により遠隔制御される。従って、車両走行中に、車両走行状況に応じた排気特性、消音特性を得ることができる。また、遠隔操作するものであり、使用者に火傷等を生ずるおそれもない。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態を図面により記述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態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の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明の排気管装置の開閉装置は、使用者の手動により遠隔されるものでも良い。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、消音器による高い消音効果を得ることができるとともに、エンジンの大排気量や出力向上にも対応できる排気管装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は排気管装置を示す模式図である。
【図２】図２は排気管装置を示す断面図である。
【図３】図３は排気管装置を示す正面図である。
【図４】図４は開閉装置の全開状態を示す正面図である、。
【図５】図５は開閉装置の全閉状態を示す正面図である。
【図６】図６は開閉装置の断面図である。
【図７】図７は開閉装置の斜視図である。
【図８】図８は排気管装置の基端側の分解図である。
【図９】図９は排気管装置の中間部の分解図である。
【図１０】図１０は排気管装置の先端側の分解図である。
【符号の説明】
１０  排気管装置
１３  消音器
２１  主排気管
２２  副排気管
２３  排気通路
３０  開閉装置
３７  リンクプレート
３７Ａ  駆動部
３８  バルブプレート
３８Ａ  従動部
【図１】
2005009392.tif 000003
【図２】
2005009392.tif 000004
【図３】
2005009392.tif 000005
【図４】
2005009392.tif 000006
【図５】
2005009392.tif 000007
【図６】
2005009392.tif 000008
【図７】
2005009392.tif 000009
【図８】
2005009392.tif 000010
【図９】
2005009392.tif 000011
【図１０】
2005009392.tif 000012