(57)【要約】【課題】マフラシェル内に生じる腐食液に起因する腐食の発生、進行をより好適に抑制することのできる内燃機関用マフラを提供する。【解決手段】内燃機関の排気管に連結されるマフラシェル１の外周にコイル１１を巻回する。そして、この巻回したコイル１１に交流電流を供給する。この交流電流の供給は、加熱制御装置１４により、内燃機関の停止後、所定の時間だけ行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気管に連結されるマフラシェルの内部にて放射音の低減を行う内燃機関用マフラにおいて、
前記マフラシェルを加熱するための加熱装置と、内燃機関の停止後、所定の時間だけ該加熱装置を駆動する加熱制御装置とを備える
ことを特徴とする内燃機関用マフラ。
【請求項２】
前記加熱装置が、前記マフラシェルの外周に巻回されたコイルと、このコイルに交流電流を供給する手段とを備えて構成される
請求項１に記載の内燃機関用マフラ。
【請求項３】
前記加熱装置が、前記マフラシェルの底面に対応して渦巻き状に設けられたコイルと、このコイルに交流電流を供給する手段とを備えて構成される
請求項１に記載の内燃機関用マフラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用マフラにおいて、
前記マフラシェルの内部に生成される腐食液の量を推定する推定手段をさらに備え、
前記加熱制御装置は、前記推定される腐食液の量に基づいて、前記加熱装置の駆動量を可変とする
ことを特徴とする内燃機関用マフラ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用マフラにおいて、
前記マフラシェルの内部に生成される腐食液の量を推定する推定手段をさらに備え、
前記加熱制御装置は、前記推定される腐食液の量に基づいて、前記加熱装置の駆動時間を可変とする
ことを特徴とする内燃機関用マフラ。
【請求項６】
前記推定手段は、当該機関の停止以前における機関負荷および機関回転数および前記マフラシェルの温度および外気温度の１乃至複数を参照して、前記腐食液の量を推定する
請求項４または５に記載の内燃機関用マフラ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関用マフラにおいて、
前記内燃機関の停止後の経過時間が所定の時間に達したか否かを計時するタイマ手段をさらに備え、
前記加熱制御装置は、前記タイマ手段により計時される時間が前記所定の時間に達することに基づいて前記加熱装置を駆動する
ことを特徴とする内燃機関用マフラ。
【請求項８】
前記タイマ手段は、前記内燃機関の停止後の経過時間に対する前記所定の時間を内燃機関の状態に基づき可変とする
請求項７に記載の内燃機関用マフラ。
【請求項９】
前記タイマ手段は、前記内燃機関の状態として、当該機関の停止以前における機関負荷および機関回転数および前記マフラシェルの温度および外気温度の１乃至複数を参照して、前記所定の時間を可変設定する
請求項８に記載の内燃機関用マフラ。
【請求項１０】
前記マフラシェルは、その内部を軸方向に区画するセパレータを備えてなり、
前記加熱装置は、前記マフラシェルと前記セパレータとの接合部を選択的に加熱する態様にて設けられてなる
請求項１〜９のいずれか一項に記載の内燃機関用マフラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車載内燃機関等のマフラ（消音装置）に採用して好適な内燃機関用マフラに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、内燃機関の排気管に連結されて放射音の低減を行うマフラにあっては、当該マフラの上記排気管に連結されるマフラシェル（マフラ本体部）の内部においてその壁面が腐食することがある。こうした腐食は、マフラシェル自体の剛性を低下させ、さらに腐食が進行すると、いわゆる穴明きに至る。そして、マフラシェルにこのような穴明きが生じると、そのマフラは本来の消音性能を発揮することができなくなる。また、このような腐食の発生は、内燃機関を原動機として搭載する自動車等の車両に搭載されるマフラにおいて特に顕著である。
【０００３】
そこで従来は、例えば特許文献１に記載のマフラのように、
（イ）マフラシェルの素材に腐食しにくい高級鋼を採用する。
（ロ）マフラシェルを２重構造とする。
（ハ）マフラシェルとその内部を軸方向に区画するセパレータとの接合面間に亜鉛または亜鉛合金からなる層を形成する。
等々の対策を施すことで、上述のような腐食に対する耐性の強化を図っている。
【特許文献１】実開平３−２１５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の腐食の要因としては、上記特許文献１に記載されているような排気中に含まれる塩素イオンのシェル−セパレータ間への侵入に限らず、機関停止後における排気の冷却に起因して生成される凝縮水（腐食液）の存在が無視できないことが発明者によって確認されている。この腐食液は、内燃機関の燃焼行程において発生する排気がマフラシェル内で冷却されることにより生じ、同排気中の二酸化硫黄等により酸性化することで腐食力が強められる。そして、このような腐食液は主に、内燃機関の排気管に連結されるマフラのパイプ内で生成されることとなるが、この生成された腐食液がパイプからマフラシェルの内壁に滴り落ちるようなことがあれば、やはりシェル−セパレータ間等の隙間部での腐食の発生が避けられないものとなる。
【０００５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、マフラシェル内に生じる腐食液に起因する腐食の発生、進行をより好適に抑制することのできる内燃機関用マフラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
まず、請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気管に連結されるマフラシェルの内部にて放射音の低減を行う内燃機関用マフラにおいて、前記マフラシェルを加熱するための加熱装置と、内燃機関の停止後、所定の時間だけ該加熱装置を駆動する加熱制御装置とを備えることをその要旨とする。
【０００７】
前述のように、内燃機関が停止すると、該内燃機関の運転時に行われていた燃焼が止まるため、同機関に連結されるマフラシェルは外気によって冷却される。そのため、上記燃焼に伴って発生した排気がマフラシェル内で冷却されて上述の腐食液が発生する。この点、上記構成では、加熱制御装置を用いて、内燃機関の停止後、所定の時間だけ上記加熱装置を駆動してマフラシェルの加熱を行うことで、該マフラシェル内に発生する前述の腐食液は蒸発して当該マフラの外部へ放出される。すなわち、内燃機関用マフラとしての上記構成によれば、この腐食液に起因する腐食の発生、進行をより好適に抑制することができるようになる。また、内燃機関の停止後に上記マフラシェル内の腐食液を低減しておくことで、次にこの内燃機関を始動する時まで上記マフラシェル内は腐食液が低減された状態に保たれるようになり、当該マフラの腐食に対する耐性のさらなる強化が図られることともなる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の内燃機関用マフラにおいて、前記加熱装置が、前記マフラシェルの外周に巻回されたコイルと、このコイルに交流電流を供給する手段とを備えて構成されることをその要旨とする。
【０００９】
こうした構成とすることで、コイルに交流電流を流すことによって前記マフラシェルを加熱することができ、ひいては上述の腐食液を蒸発させて当該マフラの外部へ放出することができるようになる。具体的には、上記コイルに交流電流が流れると、電磁誘導作用によって同コイルを取り巻くように磁界（磁束）が発生する。そして、こうして発生した磁束は、上記コイルに流れる交流電流に応じて変化する。そのため、この磁束の及ぶ範囲に上記マフラシェルを置くことで、該マフラシェルに上記磁束の変化に起因する渦電流が流れ、この渦電流により発生するジュール熱でマフラシェルが加熱されることとなる。また、この渦電流に起因するジュール熱はコイルに流れる交流電流の周波数が高くなるほど大きくなる。すなわち、上記交流電流として高周波電流を供給することとすれば、より速く上記マフラシェルを昇温させることができるようになる。また、上記マフラシェルの加熱に際しては、上記交流電流の大きさのみならず、該交流電流の周波数によっても、上記マフラシェルを加熱するための熱量を調整することができるようになる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、上記請求項１に記載の内燃機関用マフラにおいて、前記加熱装置が、前記マフラシェルの底面に対応して渦巻き状に設けられたコイルと、このコイルに交流電流を供給する手段とを備えて構成されることをその要旨とする。
【００１１】
一般に、上述の腐食液はマフラシェルの底面に溜まり易い。このため、上記構成によれば、このマフラシェルの底面に溜まった腐食液をより効率よく排除することができるようになる。具体的には、上記マフラシェルの底面に対応して渦巻き状のコイルを設けてこのコイルに交流電流を流すことにより、上述のように、上記マフラシェルの底面に渦電流が流れ、この渦電流によるジュール熱によって同マフラシェルの底面を加熱することができる。そしてこの加熱によって、上記腐食液を蒸発させて当該マフラの外部へ放出することができるようになる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用マフラにおいて、前記マフラシェルの内部に生成される腐食液の量を推定する推定手段をさらに備え、前記加熱制御装置は、前記推定される腐食液の量に基づいて、前記加熱装置の駆動量を可変とすることをその要旨とする。
【００１３】
前記加熱装置の駆動量を変化させることで、上述のようなマフラシェルの加熱に際しての加熱熱量を変化させることができる。すなわち、内燃機関用マフラとしてのこうした構成によれば、上記推定される腐食液の量に応じてより適切な加熱熱量をもってマフラシェルを加熱することができるようになり、ひいてはマフラシェルの内部に生じる腐食液をより確実に当該マフラの外部へ放出することができるようになる。また、無駄な加熱を避け、加熱に必要な電力量あるいはその他のエネルギーを削減することができるようにもなる。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用マフラにおいて、前記マフラシェルの内部に生成される腐食液の量を推定する推定手段をさらに備え、前記加熱制御装置は、前記推定される腐食液の量に基づいて、前記加熱装置の駆動時間を可変とすることをその要旨とする。
【００１５】
前記加熱装置の駆動時間を変化させることで、上述のようなマフラシェルの加熱に際してその加熱時間を変化させることができる。すなわち、内燃機関用マフラとしてのこうした構成によれば、上記推定される腐食液の量に応じてより適切な加熱時間をもってマフラシェルを加熱することができるようになり、ひいてはマフラシェルの内部に生じる腐食液をより確実に当該マフラの外部へ放出することができるようになる。また、無駄な加熱を避け、加熱に必要な電力量あるいはその他のエネルギーを削減することもできるようにもなる。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、上記請求項４または５に記載の内燃機関用マフラにおいて、前記推定手段は、当該機関の停止以前における機関負荷および機関回転数および前記マフラシェルの温度および外気温度の１乃至複数を参照して、前記腐食液の量を推定することをその要旨とする。
【００１７】
前記マフラシェルの内部に生成される腐食液の量は、内燃機関の停止以前における機関負荷および機関回転数および前記マフラシェルの温度および外気温度と相関関係にあるため、これら要素の１乃至複数を参照することで、上記腐食液の量の推定をより適切に行うことができるようになる。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、上記請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関用マフラにおいて、前記内燃機関の停止後の経過時間が所定の時間に達したか否かを計時するタイマ手段をさらに備え、前記加熱制御装置は、前記タイマ手段により計時される時間が前記所定の時間に達することに基づいて前記加熱装置を駆動することをその要旨とする。
【００１９】
上記構成では、内燃機関の停止後、上記タイマ手段によって計時される所定の時間の経過後に加熱装置を駆動するようにしているため、加熱に必要な電力量あるいはその他のエネルギーを削減することができるようになる。また、内燃機関の停止後、所定の時間の経過を待つことで、より多くの腐食液がマフラシェルの底面に溜まることが考えられる。そのため、内燃機関の停止後、所定の時間の経過後に加熱装置を駆動する構成によれば、より多くの腐食液をより効率よく排除することができるようになる。
【００２０】
また、請求項８に記載の発明は、上記請求項７に記載の内燃機関用マフラにおいて、前記タイマ手段は、前記内燃機関の停止後の経過時間に対する前記所定の時間を内燃機関の状態に基づき可変とすることをその要旨とする。
【００２１】
マフラシェルの内部に生成される腐食液の量、あるいは腐食液が生成され易い時期等は、内燃機関停止後の経過時間とある程度の相関関係にあり、またこれらの量あるいは時期は、内燃機関の状態から推定することもできる。すなわち、内燃機関用マフラとしてのこうした構成によれば、内燃機関の停止後の待機時間となる上記所定の時間を、上記腐食液の量や生成され易い時期に応じてより適切な時間に設定することができるようになり、ひいてはマフラシェルの内部に生じる腐食液をより確実に当該マフラの外部へ放出することができるようになる。また、無駄な加熱を避け、加熱に必要な電力量あるいはその他のエネルギーを削減することができるようにもなる。
【００２２】
また、請求項９に記載の発明は、上記請求項８に記載の内燃機関用マフラにおいて、前記タイマ手段は、前記内燃機関の状態として、当該機関の停止以前における機関負荷および機関回転数および前記マフラシェルの温度および外気温度の１乃至複数を参照して、前記所定の時間を可変設定することをその要旨とする。
【００２３】
上述のように、前記マフラシェルの内部に生成される腐食液の量は、その生成され易い時期も含めて、内燃機関の停止以前における機関負荷および機関回転数および前記マフラシェルの温度および外気温度と相関関係にあるため、これらの１乃至複数を参照することにより上記腐食液の量の推定をより適切に行うことができるようになる。
【００２４】
また、請求項１０に記載の発明は、上記請求項１〜９のいずれか一項に記載の内燃機関用マフラにおいて、前記マフラシェルは、その内部を軸方向に区画するセパレータを備えてなり、前記加熱装置は、前記マフラシェルと前記セパレータとの接合部を選択的に加熱する態様にて設けられてなることをその要旨とする。
【００２５】
前記マフラシェルの内部を軸方向に区画するセパレータを備えるマフラにおいて、該セパレータと上記マフラシェルの内壁との接合部、より正確にいえば該接合部においてこれら両部材の隙間部分は腐食の起こり易い状態となる。そのため、この隙間部分に上述の腐食液が入り込み、該隙間部分で腐食（隙間腐食）が起こると、上記マフラシェルの内壁の腐食はその進行が助長されるようになる。このように、上記セパレータを備えるマフラでは、局所的に腐食の進行が助長されるため、上述のようなマフラシェルの穴明きが生じ易い。この点、上記構成によれば、前記加熱装置がマフラシェルとセパレータとの接合部を選択的に加熱する態様にて設けられることで、上記隙間部分に入り込んだ腐食液もより蒸発され易くなり、ひいては上述の隙間腐食も好適に抑制されるようになる。
【００２６】
なお、上記請求項２、あるいは請求項３でいうところの交流（交流電流）には、方向は一定のまま大きさのみが時間とともに変化する脈流も含まれるものとする。すなわち、交流成分を有する直流（直流電流）もここでいう交流（交流電流）に含まれるものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１に、本発明にかかる内燃機関用マフラについてその第１の実施の形態を示す。
この実施の形態にかかるマフラは、内燃機関を原動機として用いる自動車等の車両に搭載して好適なものであり、図１に示す構成を採用することで、マフラシェル内に生じる腐食液に起因する腐食の発生、進行を抑制するようにしている。
【００２８】
以下、同図１を参照して、この実施の形態にかかる内燃機関用マフラについてその構成を詳述する。なお、図１はこのマフラの概略構成を模式的に示すものである。また、このマフラは、その底面が車体から離間する側に配されて車体の床下に懸架されている。
【００２９】
図１に示すように、このマフラは、大きくは、例えばＳＵＳ４３０（ステンレス鋼）からなるマフラシェル１と、内燃機関から排出される排気をマフラシェル１の内部に取り込むインレットパイプ１ａと、上記排気をマフラシェル１の内部を介して外部へ放出するアウトレットパイプ１ｂとを備えて構成されている。
【００３０】
このうち、上記マフラシェル１は２重構造を有し、上記インレットパイプ１ａとの連結部から上記アウトレットパイプ１ｂとの連結部にかけて、その外周にコイル１１が巻回されている。そして、該コイル１１の端子１１ａ及び１１ｂには直列に、例えば車載バッテリからなる直流電源装置１２と、該直流電源装置１２からの直流電圧を所要の周波数の交流電圧に変換するインバータ１３とを有して構成される交流電源装置が導線を介して接続されている。そして、これら各要素によって加熱装置１０を構成している。またここで、上記インバータ１３には、内燃機関の停止後、所定の時間だけ加熱装置１０（正確にはインバータ１３）を駆動するための加熱制御装置１４が、また、該加熱制御装置１４には、上記マフラシェル１の内部に生成される腐食液の量を推定する推定手段１５がそれぞれ電気的に接続されている。
【００３１】
なお、上記コイル１１は、上述の態様で巻回されることにより自ずとマフラシェル１に固定されている。そのため、同コイル１１を配設するにあたって、特別な固定手段を割愛したり、あるいは該固定手段を簡易なものにしたりすることができ、ひいてはその配設をより容易に行うことができるようになる。また、この巻回したコイル１１によって、上記２重構造としたマフラシェル１自体の強化を図ることもできる。
【００３２】
このような構成を有するマフラでは、内燃機関から排出された排気は触媒コンバータ（図示略）を介して上記インレットパイプ１ａに送られ、該インレットパイプ１ａを通じてマフラシェル１に送られる。そして、同マフラシェル１の内部にて放射音の低減が行われた後、アウトレットパイプ１ｂを通じて外部に排出される。
【００３３】
一方、内燃機関の運転が一旦始まると、同機関が停止するまで、その排気によって上記マフラシェル１も加熱される。そして、上記内燃機関が停止すると、熱源であった内燃機関からの排気も停止されるため、上記マフラシェル１は外気によって冷却されることとなる。そのため、上記内燃機関の運転に伴って発生した排気がマフラシェル１内で冷却されて凝縮水（腐食液）が生成されるようになる。
【００３４】
そこで、この実施の形態にかかる内燃機関用マフラでは、上記加熱装置１０および加熱制御装置１４によって、内燃機関の停止後、上記マフラシェル１の加熱を行うことで、上記腐食液の蒸発、低減を図っている。
【００３５】
具体的には、内燃機関が停止すると、例えば同機関の出力軸であるクランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ等、内燃機関の停止を検出する手段から上記加熱制御装置１４に機関停止信号が送られる。
【００３６】
次いで、この機関停止信号を受け取った上記加熱制御装置１４は、上記インバータ１３に加熱信号（インバータ１３を構成するトランジスタに対するスイッチング信号）を送る。そして、この加熱信号を受け取ったインバータ１３は、上記直流電源装置１２が発生する直流電圧を交流電圧に変換してコイル１１に交流電圧を印加する。こうして印加された交流電圧によって上記コイル１１には交流電流が供給され、電磁誘導作用によって該コイル１１の内部に磁界（磁束）が発生する。また、こうして発生した磁束は上記コイル１１に供給される交流電流に応じて変化するため、この磁束の変化に伴って上記マフラシェル１に渦電流が流れるようになり、この渦電流に起因するジュール熱により同マフラシェル１は加熱される。本実施の形態ではこのように、電磁誘導作用を利用して加熱を行うため、上記コイル１１自体は接触していない場所、例えば上記マフラシェル１の内部に配設されたパイプ等についても加熱することができる。
【００３７】
なお、上述の渦電流に起因するジュール熱は、コイル１１に供給される交流電流の周波数が高くなるほど大きくなる。そのため、コイル１１により高い周波数の交流電圧を印加することにより、上記マフラシェル１において加熱される部位の温度をより高くすることができる。すなわち、上記インバータ１３によってコイル１１に印加する交流電圧の周波数を変化させることで、上記加熱される部位についてはこれを所要の温度に加熱することができる。また、上記交流電流として高周波電流を供給することとすれば、より速く上記マフラシェル１を昇温させることができる。
【００３８】
またこの際、上記加熱制御装置１４は、推定手段１５によって推定される腐食液の量に基づいて加熱装置１０の駆動量を変化させ、上記マフラシェル１の加熱に際しての加熱熱量を変化させるようにしている。このため、上記推定される腐食液の量に応じてより適切な加熱熱量をもって上記マフラシェル１を加熱することができるようになり、ひいてはマフラシェル１の内部に生じる腐食液をより確実に蒸発させてこれを当該マフラの外部へ放出することができるようになる。また、無駄な加熱を避け、加熱に必要な電力量を削減することもできるようにもなる。またここで、上記推定手段１５は、排気量に相当する当該機関の停止以前の機関負荷および排気圧力に相当する当該機関の停止以前の機関回転数およびマフラシェル１の温度および外気温度の１乃至複数を参照して腐食液の量を推定する。これら各要素は上記腐食液の量と相関関係にあるため、これら要素の１乃至複数を参照することで、上記腐食液の量の推定をより適切に行うことができるようになる。  
【００３９】
このように、加熱装置１０を駆動してマフラシェル１を加熱することで、該マフラシェル１内に発生した腐食液は蒸発して当該マフラの外部へ放出される。このため、この腐食液に起因する腐食の発生、進行をより好適に抑制することができるようになる。また、内燃機関の停止後に上記マフラシェル１内の腐食液を低減しておくことで、次にこの内燃機関を始動する時まで上記マフラシェル１内は腐食液が低減された状態に保たれる。すなわち、当該マフラの腐食に対する耐性のさらなる強化を図ることができる。
【００４０】
そして、上記マフラシェル１の加熱が開始されてから所定の時間が経過すると、上記加熱制御装置１４からインバータ１３に送られていた加熱信号が停止され、上記加熱装置１０によるマフラシェル１の加熱も停止される。その後、上記マフラシェル１は外気により冷却されるが、上述の腐食液はすでに当該マフラの外部へ放出されているため、この腐食液に起因する腐食の発生、進行も抑制される。
【００４１】
以上説明したように、この実施の形態にかかる内燃機関用マフラによれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
（１）マフラシェル１を加熱するための加熱装置１０と、内燃機関の停止後、所定の時間だけ上記加熱装置１０を駆動する加熱制御装置１４とを備える構成とした。内燃機関用マフラとしてのこうした構成によれば、腐食液に起因する腐食の発生、進行をより好適に抑制することができるようになる。また、内燃機関の停止後に上記マフラシェル１内の腐食液を低減しておくことで、次にこの内燃機関を始動する時まで上記マフラシェル１内は腐食液が低減された状態に保たれ、当該マフラの腐食に対する耐性のさらなる強化を図ることができる。
【００４２】
（２）マフラ自体の形状を伴わずに腐食液の低減を図ることができ、消音性能の低下やそれに伴うマフラ設計の自由度の低下等を招くこともない。
（３）また上記構成によれば、マフラシェル１の素材や肉厚の変更に伴うコスト上昇を生じさせることなく、該マフラシェル１の内部壁面腐食を好適に抑制することができ、ひいてはコストの低減を図ることができるようになる。
【００４３】
（４）加熱装置１０を、上記マフラシェル１の外周に巻回されたコイルと、このコイルに交流電流を供給する手段（交流電源装置）とを備える構成とした。こうした構成とすることで、コイルに交流電流を流すことによって前記マフラシェルを加熱することができ、ひいては腐食液を蒸発させて当該マフラの外部へ放出することができるようになる。また、上記交流電流として高周波電流を供給することとすれば、より速く上記マフラシェル１を昇温させることができるようになる。
【００４４】
（５）上記コイル１１は、巻回されることで自ずとマフラシェル１に固定されるため、同コイル１１を配設するにあたって、特別な固定手段を割愛したり、あるいは該固定手段を簡易なものにしたりすることができ、ひいてはその配設をより容易に行うことができるようになる。また、マフラシェル１として２重構造のものを採用した場合、上記コイル１１の巻回によって、該マフラシェル１自体の強化を図ることもできる。
【００４５】
（６）また、上記加熱装置１０は、電磁誘導作用を利用して加熱を行うため、上記コイル１１自体は接触していない場所であっても加熱することができる。このため、上記マフラシェル１の内部に配設されるパイプ等についてもこれを加熱することもできるようになる。すなわち、こうしたパイプ等の壁面にて冷却されて発生した腐食液についてもこれを蒸発させて当該マフラの外部へ放出することができるようになる。
【００４６】
（７）直流電源装置１２として車載バッテリを採用した。こうした構成によれば、新たな電源の設置を割愛することができるため、車両スペースやコスト等の節約の面で望ましい。
【００４７】
（８）上記マフラシェル１の内部に生成される腐食液の量を推定する推定手段をさらに設け、加熱制御装置１４によって、この推定される腐食液の量に基づき上記加熱装置１０の駆動量を可変とした。こうした構成により、上記推定される腐食液の量に応じたより適切な加熱熱量をもって上記マフラシェル１を加熱することができるようになる。また、無駄な加熱を避け、加熱に必要な電力量を削減することもできるようになる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
図２に、本発明にかかる内燃機関用マフラについてその第２の実施の形態を示す。
この実施の形態にかかる内燃機関用マフラも、先の図１に示したマフラと同様、内燃機関を原動機として用いる自動車等の車両に搭載して好適なものである。ただし、この実施の形態にかかるマフラでは、図２（ａ）〜（ｃ）に示す構成を採用することで、マフラシェル内の底面に溜まる腐食液の排除をより効率的に行うようにしている。
【００４９】
以下、同図２を参照して、この実施の形態にかかる内燃機関用マフラについてその構成を詳述する。なお、同図２において、図２（ａ）はこのマフラが備えるマフラシェルおよび加熱装置についてその内部構造を模式的に示す内部側面図、図２（ｂ）は主に上記加熱装置の内部の正面構造を示す部分断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。また、この図２において、先の図１に示した要素と同一の要素には各々同一の符号を付して示しており、それら要素についての重複する説明は割愛する。
【００５０】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、このマフラも、大きくは、例えばＳＵＳ４３０（ステンレス鋼）からなるマフラシェル１と、内燃機関から排出される排気をマフラシェル１の内部に取り込むインレットパイプ１ａと、上記排気をマフラシェル１の内部を介して外部へ放出するアウトレットパイプ１ｂとを備えて構成されている。そして、その底面が車体から離間する側に配されて車体の床下に懸架されている。
【００５１】
ここで、上記マフラシェル１は、その内部を軸方向に区画するセパレータ１ｃを備えている。そして、このマフラシェル１の底面には、上記マフラシェル１とセパレータ１ｃとの接合部を選択的に加熱する態様にて加熱装置２０が設けられている。
【００５２】
この加熱装置２０についてもその基本構成は、先の図１に示した加熱装置１０と略同様の構成をもって形成されている。ただし、この加熱装置２０においては、先の図１に示したコイル１１に代えて、図２（ａ）〜（ｃ）に示されるような上記マフラシェル１の底面に対応して渦巻き状に形成されたコイル２１を採用している。すなわち、図示は割愛しているが、このコイル２１の端子２１ａ及び２１ｂにも直列に、例えば車載バッテリからなる直流電源装置１２（図１）と、該直流電源装置１２からの直流電圧を所要の周波数の交流電圧に変換するインバータ１３（図１）とから構成される交流電源装置が導線を介して接続されている。そして、これら各要素によって上記加熱装置２０を構成している。またここで、上記インバータ１３には、内燃機関の停止後、所定の時間だけ加熱装置２０を駆動する加熱制御装置１４（図１）が、また、該加熱制御装置１４には、上記マフラシェル１の内部に生成される腐食液の量を推定する推定手段１５（図１）がそれぞれ電気的に接続されている。
【００５３】
そして、この実施の形態にかかる内燃機関用マフラでも、上記加熱装置２０および加熱制御装置１４によって、内燃機関の停止後、上記マフラシェル１の加熱を行うことで、上記腐食液の蒸発、低減を図っている。
【００５４】
具体的には、先の第１の実施の形態と同様、内燃機関の停止後、加熱信号を受け取ったインバータ１３は、上記直流電源装置１２が発生する直流電圧を交流電圧に変換してコイル２１に交流電圧を印加する。こうして印加された交流電圧によって上記コイル２１には交流電流が供給される。そして、電磁誘導作用によって渦電流が流れることで、上記マフラシェル１は加熱されることとなる。この際、電磁誘導作用を利用して加熱を行っているため、上記コイル２１自体は接触していない場所も加熱することができる。また、上述の腐食液はマフラシェル１の底面に溜まり易い。この実施の形態にかかるマフラにおいては、上記加熱装置２０がマフラシェル１の底面に設けられていることで、こうした底面に溜まった腐食液をより効率よく蒸発させて当該マフラの外部へ放出することができるようになる。すなわち、上記マフラシェル１の内部に生じる腐食液の排除をより効率的に行うことができる。また、当該加熱装置２０は、マフラシェル１とセパレータ１ｃとの接合部を選択的に加熱する態様にて設けられているため、この接合部における上記両部材の隙間部分に入り込んだ腐食液についてもこれを蒸発させて当該マフラの外部へ放出することができる。すなわち、この隙間部分で局所的に進行が助長される腐食（隙間腐食）も好適に抑制することができる。
【００５５】
なお、この加熱装置２０によっても、上記インバータ１３によってコイル２１に印加する交流電圧の周波数を変化させることで、上記加熱される部位を所要の温度に加熱することができる。また、上記交流電流として高周波電流を供給することとすれば、より速く上記マフラシェル１を昇温させることができる。
【００５６】
またこの際、先の第１の実施の形態と同様、加熱制御装置１４が推定手段１５によって推定される腐食液の量に基づいて加熱装置２０の駆動量を変化させ、上記マフラシェル１の加熱に際しての加熱熱量を変化させるようにしている。このため、上記推定される腐食液の量に応じてより適切な加熱熱量をもって上記マフラシェル１を加熱することができるようになり、ひいてはマフラシェル１の内部に生じる腐食液をより確実に当該マフラの外部へ放出することができるようになる。また、無駄な加熱を避け、加熱に必要な電力量を削減することもできるようにもなる。またここで、上記推定手段１５は、排気量に相当する当該機関の停止以前の機関負荷および排気圧力に相当する当該機関の停止以前の機関回転数およびマフラシェル１の温度および外気温度の１乃至複数を参照して腐食液の量を推定する。これら各要素は上記腐食液の量と相関関係にあるため、これら要素の１乃至複数を参照することで、上記腐食液の量の推定をより適切に行うことができる。
【００５７】
以下、具体的な例を挙げ、上記加熱によって蒸発させることのできる腐食液（凝縮水）の量を求める計算式の一例を示す。
例えば、上記加熱装置２０によりマフラシェル１の１００ｍｍ２の部位（加熱部位）を２００℃に加熱した場合、該加熱装置２０が腐食液を蒸発させることで失う熱量、すなわち腐食液を蒸発させるために使用される熱量Ｊ１（Ｊ）は、
Ｊ１＝（４７３−３７３）×ａ×（σ・ｔ）／１００＝ａ・σ・ｔ
のように表せる。なおここで、ａは加熱部位におけるマフラシェル１の比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、σは加熱部位におけるマフラシェル１の密度（ｇ／ｃｍ３）である。例えばＳＵＳ４３０の場合、比熱ａは０．４６（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、密度σは７．７５（ｇ／ｃｍ３）となる。また、ｔは加熱部位におけるマフラシェル１の板厚（ｍｍ）である。
【００５８】
また、上記マフラシェル１内に生じた腐食液について、その量がｂ（ｃｃ）、温度が２０℃であったとすると、この腐食液を蒸発させるために必要な熱量Ｊ２（Ｊ）は、
Ｊ２＝４．１８１６×（３７３−２９３）×ｂ＋２２５０×ｂ≒２５８５ｂ
のように表せる。なおここで、ｃは上記腐食液の気化熱（Ｊ）である。
【００５９】
すなわち、Ｊ１＝Ｊ２とすることで、上記加熱装置２０によって上記加熱部位を２００℃に加熱した場合に蒸発させることのできる上記腐食液の量ｂ（ｃｃ）は、
ｂ＝ａ・σ・ｔ／２５８５ｂ
のように表せる。
【００６０】
このように、上記加熱装置２０によって上記加熱部位を２００℃に加熱した場合に蒸発させることのできる腐食液の量ｂは、加熱部位におけるマフラシェル１の比熱ａ及び密度σ及び板厚ｔによって一義的に決まる。ただし、これら各パラメータは上記マフラシェル１の設計時に一定の値に設定されるものであり、上記マフラシェル１内に生じる腐食液の量に応じて随時変更することは困難である。すなわち、実際には、上記腐食液の量ｂは、上記加熱部位の加熱温度によって一義的に決まることとなる。また逆に、上記マフラシェル１の内部に生じる腐食液の量から、この腐食液を蒸発させるために必要な熱量に相当する上記加熱部位の加熱温度を算出することができる。なお実際には、空気中への放熱やその他の熱損失等も影響するため、上記加熱温度は、上記各計算式と併せてこれら熱損失等も考慮し、また電気量の削減やマフラシェル１の耐熱性等も併せ考慮して適正な温度に設定することが望ましい。
【００６１】
なお、上記推定手段１５によって推定される腐食液の量を上記ｂに代入し、上記計算式に基づき加熱温度を設定した場合、上記加熱装置２０を駆動して上記加熱部位をこの温度に加熱した後、そこで加熱を停止しても、上記ｂに相当する量の腐食液は蒸発させることができる。通常、上記腐食液は瞬間的に蒸発する。
【００６２】
このように、加熱装置２０を駆動してマフラシェル１を加熱することで、該マフラシェル１内に発生した腐食液は蒸発して当該マフラの外部へ放出される。このため、この腐食液に起因する腐食の発生、進行をより好適に抑制することができるようになる。また、内燃機関の停止後に上記マフラシェル１内の腐食液を低減しておくことで、次にこの内燃機関を始動する時まで上記マフラシェル１内は腐食液が低減された状態に保たれる。すなわち、当該マフラの腐食に対する耐性のさらなる強化を図ることができる。
【００６３】
そして、上記マフラシェル１の加熱が開始されてから所定の時間が経過すると、上記加熱制御装置１４からインバータ１３に送られていた加熱信号が停止され、上記加熱装置２０によるマフラシェル１の加熱も停止される。その後、上記マフラシェル１は外気により冷却されるが、上述の腐食液はすでに当該マフラの外部へ放出されているため、この腐食液に起因する腐食の発生、進行も抑制される。
【００６４】
以上説明したように、この第２の実施の形態にかかる内燃機関用マフラによっても、先の第１の実施の形態による前記（１）〜（４）の効果及び前記（６）〜（８）の効果と同様の効果もしくはそれに準ずる効果を得ることができるとともに、新たに次のような効果を得ることもできる。
【００６５】
（９）上記加熱装置２０を、上記マフラシェル１の底面に対応して渦巻き状に設けられたコイル２１と、このコイル２１に交流電流を供給する手段とを備える構造とした。こうした構成によれば、上記マフラシェル１の底面に溜まる腐食液の排除をより効率的に行うことができるようになる。また、その構成自体を簡素なものとすることができ、ひいては加熱に必要な電力量等も削減することができるようになる。
【００６６】
（１０）また、上記加熱装置２０を、セパレータ１ｃとマフラシェル１との接合部を選択的に加熱する態様にて設けた。これにより、この接合部における隙間腐食を好適に抑制することができるようになる。
【００６７】
（他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は、以下の形態をもって実施することもできる。
・上記各実施の形態のマフラにおいて、内燃機関の停止後の経過時間が所定の時間に達したか否かを計時するタイマ手段をさらに設け、上記加熱制御装置１４は、上記タイマ手段により計時される時間が上記所定の時間に達することに基づいて加熱装置１０あるいは加熱装置２０を駆動するようにしてもよい。そして、こうした構成によれば、上記タイマ手段によって計時される所定の時間の経過後に加熱装置を駆動するようにしているため、加熱に必要な電力量あるいはその他のエネルギーを削減することができるようになる。また、内燃機関の停止後、所定の時間の経過を待つことで、より多くの腐食液がマフラシェルの底面に溜まることが考えられる。そのため、内燃機関の停止後、所定の時間の経過後に加熱装置１０あるいは加熱装置２０を駆動する同構成によれば、より多くの腐食液をより効率よく排除することができるようになる。
【００６８】
・またこの際、上記タイマ手段によって計時される所定の時間を、内燃機関の状態に基づき可変とすることで、上記所定の時間を腐食液の量、あるいは腐食液が生成され易い時期等に応じたより適切な時間に設定することができるようになる。このため、マフラシェル１の内部に生じる腐食液をより確実に当該マフラの外部へ放出することができるようになる。また、無駄な加熱を避け、加熱に必要な電力量あるいはその他のエネルギーを削減することができるようにもなる。なお、上記タイマ手段が上記計時する所定の時間を可変とするために参照する上で望ましい内燃機関の状態としては、当該機関の停止以前における機関負荷および機関回転数およびマフラシェル１の温度および外気温度の１乃至複数がある。
【００６９】
・上記第１の実施の形態では、上記マフラシェル１のインレットパイプ１ａとの連結部からアウトレットパイプ１ｂとの連結部にかけてその外周に上記コイル１１を巻回し、当該マフラシェル１の略全体を加熱するようにした。しかし、必ずしもマフラシェル１の略全体にわたってコイル１１を巻回する必要はなく、上記マフラシェル１の一部分においてその外周にコイル１１を巻回するようにしても、前記（４）および（５）の効果と同様の効果もしくはそれに準ずる効果を得ることができる。
【００７０】
・上記第２の実施の形態では、上記加熱装置２０を、上記マフラシェル１の底面に、マフラシェル１とセパレータ１ｃとの接合部を選択的に加熱する態様にて配設した。しかし、少なくとも上記加熱装置２０がマフラシェル１の底面に設けられていれば、前記（９）の効果と同様の効果もしくはそれに準ずる効果を得ることができる。また、少なくとも上記加熱装置２０がマフラシェル１とセパレータ１ｃとの接合部を選択的に加熱する態様にて配設されていれば、前記（１０）の効果と同様の効果もしくはそれに準ずる効果を得ることができる。
【００７１】
・上記第２の実施の形態では、一例として上記マフラシェル１の内部を軸方向に区画するセパレータ１ｃを備える内燃機関用マフラを例示したが、本発明は、セパレータを有していないマフラについても同様に適用することができる。
【００７２】
・上記各実施の形態では、上記推定手段１５が、内燃機関の停止以前の機関負荷および機関回転数およびマフラシェル１の温度および外気温度の１乃至複数を参照して腐食液の量を推定した。しかし、必ずしもこれら各要素を参照して腐食液の量を推定する必要はない。例えば、上記マフラシェル１の内部にレーザ光を利用して腐食液の量を検出するセンサ等を設け、このセンサの出力値を参照して腐食液の量の推定を行うようにしてもよい。
【００７３】
・上記各実施の形態では、上記加熱制御装置１４が推定手段１５によって推定される腐食液の量に基づいて加熱装置１０あるいは加熱装置２０の駆動量を変化させ、上記マフラシェル１の加熱に際しての加熱熱量を変化させるようにした。しかし、上記推定される腐食液の量に基づいて加熱装置の駆動時間を変化させ、上記マフラシェル１の加熱に際してその加熱時間を変化させるようにしてもよい。そしてこのような構成によれば、上記推定される腐食液の量に応じてより適切な加熱時間をもってマフラシェル１を加熱することができるようになり、ひいてはマフラシェル１の内部に生じる腐食液をより確実に当該マフラの外部へ放出することができるようになる。また、無駄な加熱を避け、加熱に必要な電力量あるいはその他のエネルギーを削減することもできるようにもなる。さらに、上記推定される腐食液の量に基づいて加熱装置の駆動量および駆動時間の両方を変化させるようにしてもよい。
【００７４】
・上記各実施の形態では、マフラシェル１の内部に生成される腐食液の量を推定する推定手段１５を設けたが、この推定手段１５を割愛した場合であれ、前記（１）〜（７）の効果と同様の効果もしくはそれに準ずる効果を得ることができる。
【００７５】
・上記各実施の形態では、直流電源装置１２として車載バッテリを用いたが、該直流電源装置１２は直流電圧を印加することができるものであれば任意である。例えば、内燃機関に連結される排気配管の中途にタービンを設け、当該内燃機関から排出される排気ガスの圧力により上記タービンを回して発電したものをキャパシタあるいはその他の２次電池に充電したものも用いることができる。
【００７６】
・また、上記各実施の形態では、上記交流電源装置を、直流電源装置１２とインバータ１３とから構成したが、該交流電源装置の構成は上記コイル１１あるいはコイル２１に交流電流を供給することができるものであれば任意である。例えば、はじめから交流として発電された交流電源によって上記交流電源装置を構成することもできる。
【００７７】
・また、上記各実施の形態において用いられた加熱装置の構成についても、マフラシェル１を加熱することができて加熱制御装置１４により駆動可能なものであれば任意である。例えば、ニクロム線等を用いた電熱ヒータ等を用いることもできる。
【００７８】
・上記各実施の形態では、機関の停止を検出する手段としてクランク角センサを用いる場合について例示したが、他に例えば、車両のキースイッチの状態を監視するなどによって内燃機関の停止を検出するようにしてもよい。要は、内燃機関の停止を検出することができるものであれば、その手段自体、任意である。また、内燃機関の停止を自動検出するものに限らず、内燃機関の停止後、運転者等の手動操作に基づいて上記加熱装置を駆動する構成等も適宜採用可能である。
【００７９】
・上記第１の実施の形態では、上記マフラシェル１に２重構造のものを採用したが、第２の実施の形態も含めて、該マフラシェル１の構造は任意である。また、その材質についてもＳＵＳ４３０に限られるものではなく、例えばＳＵＳ４３０以外のステンレス鋼等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明にかかる内燃機関用マフラの第１の実施の形態について、その概略構成を示す斜視図及びブロック図。
【図２】この発明にかかる内燃機関用マフラの第２の実施の形態の内部構造について、（ａ）はその側面構造を示す内部側面図、（ｂ）はその正面構造を示す部分断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図。
【符号の説明】
【００８１】
１…マフラシェル、１ａ…インレットパイプ、１ｂ…アウトレットパイプ、１ｃ…セパレータ、１０、２０…加熱装置、１１、２１…コイル、１２…直流電源装置、１３…インバータ、１４…加熱制御装置、１５…推定手段。
【図１】
2005090252.tif 000003
【図２】
2005090252.tif 000004