(57)【要約】【課題】本発明は、車の速力によって排気管の通路の面積を狭めるとか、又は拡大することができる、内燃機関の排気圧自動調節装置を提供する。【解決手段】本発明の排気圧自動調節装置では、前面及び後面に開放された開口部を具備し、圧力調節板２７が回転する範囲内で、錘翼が動く空間領域にかけて、本体１０から前記錘翼が設置される側面をカバーするように設置される案内ガイド部と、錘翼は、前記案内ガイド部を引込口１１と引出口１３の方向を連結する仮想の直線に垂直な方向で切断した断面方向の板状部材で具備される垂直板６７を含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管の中間領域に挿入設置されて、一側には、内燃機関から排出された排気ガスが引き込まれる引込口が形成され、他側には、流入された排気ガスを外部へ排出するための引出口が形成されている本体と、
棒状の部材であって、前記本体の両側面に形成された貫通孔を通じて一定の部分が外部へはみ出されるように構成される回転軸と、
前記回転軸に結合される薄板状の部材であって、前記本体の内部に前記引込口と前記引出口との間に配設されて、一定の角度の範囲内で前記回転軸を中心にして回転可能となるように構成される圧力調節板を有する圧力調節装置と、
前記本体の外部にはみ出された前記回転軸を円滑に回転するように支持する左側回転支持部及び右側回転支持部と、
前記本体の外部に取り付けられて、前記回転軸と結合され、車の移動速力によって発生する空気の抵抗が増加するにつれ、前記回転軸が増加した回転角度を有するように回転させる錘翼と、を含む排気圧自動調節装置において、
前面及び後面には開放された開口部を具備し、前記圧力調節板が回転する範囲内で、前記錘翼が動く空間領域にかけて前記本体から前記錘翼が取り付けられる側面をカバーするように設けられる案内ガイド部と、
前記錘翼は、前記案内ガイド部を前記引込口と前記引出口の方向を連結する仮想の直線に垂直な方向で切断した断面方向の板状部材で具備される垂直板を含むことを特徴とする排気圧自動調節装置。
【請求項２】
前記垂直板の面積は、前記案内ガイド部を前記引込口と前記引出口の方向を連結する前記仮想の直線に垂直な方向で切断した断面の全体に比べて、少なくとも５０％以上占めるように形成することを特徴とする請求項１に記載の排気圧自動調節装置。
【請求項３】
前記垂直板の面積は、前記案内ガイド部を前記引込口と前記引出口の方向を連結する前記仮想の直線に垂直な方向で切断した断面の全体に比べて、少なくとも７０％以上占めるように形成することを特徴とする請求項１に記載の排気圧自動調節装置。
【請求項４】
前記垂直板の下端部に、前記垂直板の垂線方向に一定の長さだけはみ出されるように設けられる角度調節用荷重印加部、及び前記角度調節用荷重印加部に挿入設置されて、複数個の部品で具備される調節用重量部をさらに具備することを特徴とする請求項１、２または３に記載の排気圧自動調節装置。
【請求項５】
前記左側回転支持部には、バネが含まれることを特徴とする請求項１、２または３に記載の排気圧自動調節装置。
【請求項６】
前記左側回転支持部は、前記回転軸の一端に挿入されるバネと、前記バネと結合されるベアリングと、中央にはベアリングガイド溝が設けられる左側固定板を含むことを特徴とする請求項１、２または３に記載の排気圧自動調節装置。
【請求項７】
前記右側回転支持部には、スラストベアリングが含まれることを特徴とする請求項１、２または３に記載の排気圧自動調節装置。
【請求項８】
前記右側回転支持部は、前記本体の右側にはみ出される前記回転軸に順に挿入される右側ワッシャと、スラストベアリングと、ベアリングキャップと、右側固定板とを含むことを特徴とする請求項１、２または３に記載の排気圧自動調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気圧自動調節装置（APPARATUS  FOR  AUTOMATIC  CONTROL  OF  EXHAUST  PRESSURE  OF  AN  INTERNAL）に関し、より具体的には、圧力調節板が一定の角度の範囲内で車の速度に対応して回転することができるように構成し、排気通路の開閉程度を自動的に調節することにより、内燃機関の出力に応じた最適の排気圧力環境を作ってくれる、内燃機関の排気圧自動調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の一般的な４行程サイクルは、吸気、圧縮、爆発、及び排気の順からなる。そのうち、排気から吸気に繋がる行程をみると、吸気時には、吸気バルブは開放され、排気バルブは閉鎖されるようになるが、排気バルブが閉鎖される前に、非常に短い時間の間に吸気・排気バルブが両方共に開放されている、バルブオーバーラップ期間が存在するようになる。これは、バルブオーバーラップを設けていないと、残りの排気ガスを速く抜き出し、新鮮な吸入空気を円滑に流入させることができないからである。
【０００３】
内燃機関は、低速回転時に排気圧力を高くすると、燃料節減及び出力増強の効果をもたらすことができる。その理由とは、前記バルブオーバーラップが生じた際に、ピストンが下方向に進行する時に燃焼ガスが急速に排出されないため、残留ガスによってピストンがある程度下方向に力を発揮してくれて回転トルクが増加し、不完全燃焼された燃料を再燃焼することができるようにして、エンジンの効率を増加することができるからである。しかし、内燃機関の高速回転時には、ピストンが非常に速い速度で往復運動を行うため、高い排気圧力は、バルブオーバーラップの最後の段階において、むしろピストンの上昇力に障害となる。従って、内燃機関は、低速回転時には排気圧力を高くし、高速回転時には排気圧力を低くしなければ、エンジン効率を高め、出力の増強を期待することができなくなる。
【０００４】
しかし、一般的な車に設置される内燃機関の排気管は、エンジンの爆発行程による最大出力時の排気量を基準として排気管の直径が決定される。これにより、内燃機関の低速回転時には、排気量よりも排気管の大きさが必要以上に大きくなるため、排気圧力は低い状態となり、バルブオーバーラップの時、多量の燃料が不完全燃焼されて排出され、エンジンの出力が低下される。
【０００５】
即ち、従来、内燃機関の排気システムは、その大きさが固定された排気管を用いることにより、バルブオーバーラップに対応して排気圧力を内燃機関の出力に同調させることができる手段が設けられていないため、特に、低速回転時に燃料が必要以上に消耗され、エンジンの出力が低下するという問題点があった。
【０００６】
上述したような問題点を解決するために、本願出願人は、特許文献１（大韓民国登録特許第１０-０８８５９０３号明細書）を出願して、登録を受けたことがある。該特許文献１号は、内燃機関の排気圧自動調節装置に関するものであって、内燃機関の排気筒に連結されて、エンジンの出力に応じて開閉量を調節することによりガス排出量を調節する圧力調節板と、圧力調節板の回転軸に連結されて、車が移動する時に発生する空気量によって生じる空気の抵抗を用いて圧力調節板の開閉角度を調節し、２つ以上の板状部材が相互間の一側の角と接して、層構造を成す形状に構成される錘翼を具備し、圧力調節板を回転させる回転軸を本体の外部で回転固定させるために、ボールベアリング構造を有する第１のサイド部材及び第２のサイド部材を用いることを特徴とする。
【０００７】
ところが、上記特許文献１に開示された排気圧自動調節装置を車の下部に装着して未舗装道路を運行してみると、板状の錘翼にわらくず等の異物が引っ掛かって、正常な動作が行われない等の問題がよく生じていた。または、高速走行時、飛んでくる石などに錘翼がぶつかった後、潰れてしまい、設置後、正常に動作が行われなくなる問題が発生した。
【０００８】
従来、排気圧自動調節装置は、上述したように車の下部に装着するが、車によっては下部構造物の位置が少しずつ異なるため、一部の車種の場合、車の下部構造物により、車が高速運行中であっても、十分な空気の流れが錘翼に到達されなく、正常に動作することができない問題点が発生した。
【０００９】
排気圧自動調節装置を初期セットするとき、車の運転者の特性に適合するように特性化する必要がある。すなわち、運転者によっては、パワーを向上させるために排気圧自動調節装置を設置する場合もあり、或いは、燃費を向上させようとして排気圧自動調節装置を設置する場合もある。このような運転者の特性に容易に符合させるためには、圧力調節板の初期角度のセッティングを容易に調節することができるようにしなければならない。
【００１０】
ところが、従来の排気圧自動調節装置の場合は、これを専門に設置するカーセンタ職員の場合にも困難を経験する、複雑な構造となっていた。従って、圧力調節板の初期角度をより容易に調節することができる、簡単な構造の排気圧自動調節装置が必要となった。
【００１１】
最後に、従来、排気圧自動調節装置は、本体の外部にはみ出された回転軸を本体の外部で回転固定させるために、ボールベアリング構造を有する第１のサイド部材及び第２のサイド部材を用いたが、自動車から発生する排気粉塵がボールベアリングに入り込んで固着される問題が発生した。また、車の排気管の温度は３００℃まで上がるが、このような高温では、ボールベアリングに用いられるグリースが燃焼されて消尽されることにより、ボールベアリングをさらに固着させ、圧力調節板が正常に動作されなくなる問題が発生した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０-０８８５９０３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであって、車の速度によって圧力調節板の傾いた角度を調節する錘翼を、外部のわらくずまたは飛んでくる石から安全に保護し、車の速度によって発生する空気が十分に錘翼に供給され得る排気圧自動調節装置を提供することを目的としている。
【００１４】
本発明の他の目的は、圧力調節板の初期角度を車の運転者も容易に調節可能な構造を有する排気圧自動調節装置を提供しようとするものである。
【００１５】
本発明のまた他の目的は、高温においても長期間使用可能な転がり構造を有する排気圧自動調節装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の上記目的は、排気管の中間領域に挿入設置されて、一側には、内燃機関から排出された排気ガスが引き込まれる引込口が形成され、他側には、流入された排気ガスを外部へ排出するための引出口が形成されている本体と、棒状の部材であって、前記本体の両側面に形成された貫通孔を通じて一定の部分が外部へはみ出されるように構成される回転軸と、前記回転軸に結合される薄板状の部材であって、前記本体の内部に前記引込口と前記引出口との間に配設されて、一定の角度の範囲内で前記回転軸を中心にして回転可能となるように構成される圧力調節板を有する圧力調節装置と、前記本体の外部にはみ出された前記回転軸を円滑に回転するように支持する左側回転支持部及び右側回転支持部と、前記本体の外部に取り付けられて、前記回転軸と結合され、車の移動速力によって発生する空気の抵抗が増加するにつれ、前記回転軸が増加した回転角度を有するように回転させる錘翼と、を含む排気圧自動調節装置において、前面及び後面には開放された開口部を具備し、前記圧力調節板が回転する範囲内で、前記錘翼が動く空間領域にかけて前記本体から前記錘翼が取り付けられる側面をカバーするように設けられる案内ガイド部と、錘翼は、前記案内ガイド部を前記引込口と前記引出口の方向を連結する仮想の直線に垂直な方向で切断した断面方向の板状部材で具備される垂直板を含むことを特徴とする排気圧自動調節装置により達成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる内燃機関の排気圧自動調節装置は、案内ガイド部を設置することにより、車の速力増加によって吹いて来る風を、錘翼が取り付けられた領域に集中的に案内することができ、また錘翼と角度調節用荷重印加部を外部衝撃から安全に保護することができる。即ち、複雑な構造の錘翼が外部に露出されないため、錘翼にわらくず等のような異物が付着して、作動が停止してしまう問題を大部分防止することができ、車の下部構造物の形状により、車の速力が増加しても風が錘翼に到逹しない問題を解決することができるようになった。
【００１８】
本発明にかかる内燃機関の排気圧自動調節装置は、回転軸の転がり動作において加えられる荷重の方向を軸方向に変更し、高温でグリースが燃焼されても、相当な期間転がり性を維持することができる構造で左側回転支持部と右側回転支持部を構成した。従って、本発明の場合、回転軸の回転時、スラストベアリングとベアリングキャップに加えられる力は、左側回転支持部に含まれたバネによる軸方向の力だけが加えられるため、転がり動作を従来の構造よりも容易に処理することができ、スラストベアリングに充填されたグリースが完全燃焼されても、転がり性を相当な期間維持することができる利点がある。さらに、従来の内燃機関の排気圧自動調節装置に用いられるボールベアリング構造は閉鎖構造に近かったが、それに対して、本発明の右側回転支持部に用いられたスラストベアリングとベアリングキャップはオープン構造に近い構造であるため、排気ガスに含まれた粉塵がスラストベアリングとベアリングキャップとの間に引き込まれても、容易に排出することができる長所がある。
【００１９】
従来の排気圧自動調節装置の場合、圧力調節板の初期角度を調節するためには、調節用錘に取り付けられる錘翼の位置を変更しなければならないが、これを変更するためには、調節用錘に締結されたナットを解除して錘翼の位置を変更した後、再びナットを締めなければならないという手間のかかる作業を必要とした。しかし、本発明にかかる排気圧自動調節装置の場合は、角度調節用荷重印加部に締結された調節用重量部の位置または個数だけを調節すれば良いため、容易に変更することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は本発明による実施例１の内燃機関の排気圧自動調節装置の分解斜視図である。
【図２】図２は本発明による実施例１の内燃機関の排気圧自動調節装置の結合斜視図である。
【図３】図３は本発明による実施例１の排気圧自動調節装置を組み立てる手順を説明するための図である。
【図４】図４は本発明による実施例１の排気圧自動調節装置を組み立てる手順を説明するための図である。
【図５】図５は本発明による実施例１の排気圧自動調節装置を組み立てる手順  を説明するための図である。
【図６】図６は本発明による実施例１の排気圧自動調節装置を組み立てる手順を説明するための図である。
【図７】図７は本発明による内燃機関の排気圧自動調節装置において圧力調節板の初期取り付け角度を調節する方式を説明するための斜視図である。
【図８】図８は本発明による内燃機関の排気圧自動調節装置において圧力調節板の初期取り付け角度を調節する方式を説明するための斜視図である。
【図９】図９は本発明による排気圧自動調節装置が、車の走行速度によって作動される原理を示す動作図である。
【図１０】図１０は本発明による排気圧自動調節装置が、車の走行速度によって作動される原理を示す動作図である。
【図１１】図１１は図２で案内ガイド部の前面に引き込まれる空気の流れ方向から垂直板方向に眺めた一部正面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明による実施例１の内燃機関の排気圧自動調節装置の分解斜視図であり、図２は、結合斜視図である。排気圧自動調節装置は、排気ガスが引き込まれる引込口１１と排気ガスが引き出される引出口１３とを有する本体１０と、本体１０の左右側に形成される貫通孔１５、１７を通じて本体１０の内部に挿入され、回転軸２１に沿って回転しながら排気ガス移動通路の大きさを調節する圧力調節装置２０と、本体１０の外部にはみ出される回転軸２１を安定的に回転固定する左側回転支持部及び右側回転支持部と、右側にはみ出される回転軸部分に固定されて、車の速力によって増加する空気の抵抗により回転軸２１を回転させる板状の錘翼と、錘翼の下端部に固定設置され、錘翼に加えられる重力の方向を変更する角度調節用荷重印加部６５と、車の速力増加によって吹いてくる風１００を錘翼が取り付けられた領域に案内し、錘翼と角度調節用荷重印加部６５を外部の衝撃から保護する案内ガイド部７０とで構成される。図に示されているように、案内ガイド部７０は、車の速力増加によって吹いてくる風１００を錘翼が取り付けられた領域に案内しなければならないため、前面及び後面が開放されて、断面形態が略‘コ’の形状を有する。
【００２２】
圧力調節装置２０は、回転軸２１と、回転軸２１に結合固定される圧力調節板２７とで構成される。回転軸２１は、左右側末端から内側に位置した部分に左側端２３と右側端２４を有する段差部分が形成され、左側端２３には、軸方向に沿って内部側にバネを挿入するためのバネ溝２５が設けられる。
【００２３】
左側回転支持部は、回転軸２１のバネ溝２５に挿入されるバネ３１とベアリング３３で構成されるボールバネと、左側ワッシャ３４及び中央にベアリングガイド溝３７が設けられる左側固定板３５とで構成される。左側ワッシャ３４の内部貫通孔の直径は、回転軸２１の左側端２３地点の直径よりも小さく形成して、左側ワッシャ３４によって回転軸２１の左側端２３部分が支持されるようにした。
【００２４】
本体１０の右側壁には、結合された回転軸２１と圧力調節板２７を挿入するための、マッチ棒を起立させたような形状の右側貫通溝１５が設けられる。回転軸２１と結合された圧力調節板２７を本体１０の内部に挿入した後、外部に飛び出すことができないようにする遮断板５１を具備した。
【００２５】
右側回転支持部は、本体１０の右側にはみ出される回転軸２１に順に挿入される右側ワッシャ５３と、スラストベアリング５５と、ベアリングキャップ５７と、右側固定板５９とで構成される。ベアリングキャップ５７には、スラストベアリング５５と結合される部分に、ベアリングの転がりを案内するベアリング溝が設けられる。この時、右側ワッシャ５３の内部貫通溝の直径は、回転軸２１に具備された右側端２４の直径よりも小さく構成して、右側ワッシャ５３によって回転軸２１が充分に支持され、右側外部に移動することができないように制限する機能をする。
【００２６】
次いで、錘翼は、右側回転支持部を回転軸２１に挿入結合した後、右側にはみ出される回転軸２１に結合される部分であって、車の速力が増加するにつれて増加する風の抵抗を用いて、回転軸２１に回転力を伝達するための部品である。図１による本発明の実施例１において、錘翼は、回転軸２１の突出部分と固定結合される結合円筒６１と、結合円筒６１に溶接で付着される垂直板６７とで構成した。図１に示された構成の他にも、回転軸２１に軸方向に垂直に貫通する垂直貫通溝を形成し、垂直貫通溝に挿入される支持台を形成して、また、支持台に垂直板６７を付着するなどの多様な変形が可能であるのは勿論である。
【００２７】
図２に示されているように、本発明による錘翼を構成する垂直板６７は、案内ガイド部７０に沿って流入される空気１００とできるだけ大きな接触面積を有するようにするために、案内ガイド部７０の垂直板６７が占める面積が、案内ガイド部７０と遮断板５１が形成する空間を車の移動方向に垂直な方向で切断した断面の全体の面積対比５０％以上を占めるように板状で製作した。垂直板６７の占める面積が５０％よりも小さくなると、十分に風の抵抗力を回転軸２１に伝達し難いと把握された。これを図をもって説明する。図１１は、図２において案内ガイド部７０の前面に引き込まれる空気の流れ方向１００から垂直板６７の方向に眺めた一部正面図を示した図である。図１１では、説明の便宜上、角度調節用荷重印加部と調節用重量部は省略して図示した。図１１に示されているように、案内ガイド部７０と遮断板５１が形成する全体の断面に対比して垂直板６７が形成する面積（図では、斜線で表した領域）が５０％以上となるように形成することを意味し、好ましくは、７０％以上を占めるように形成した方がよい。
【００２８】
垂直板６７の下端部には、複数個の調節用重量部７１を脱付着するか、或いは位置を多様に設置することができる角度調節用荷重印加部６５が具備される。本発明の実施例１においては、角度調節用荷重印加部６５として全ねじボルトを用いており、調節用重量部７１として全ねじボルトに締め付けて結合されるナットで構成した。
【００２９】
本発明にかかる内燃機関の排気圧自動調節装置を組み立てる順について説明する。図３乃至図６は、本発明による実施例１の排気圧自動調節装置を組み立てる手順を説明するための図である。本体１０に形成されたマッチ棒を起立させたような形状の右側貫通溝１５を通じて回転軸２１と圧力調節板２７を挿入し、左側貫通溝１７に回転軸２１の左側部分を本体１０の外側に露出させる。本体１０の右側に形成された六つのねじ溝のうち、下の四つのねじ溝を用いて遮断板５１を本体１０とねじ結合させる。次いで、本体１０の右側にはみ出される回転軸２１に、右側ワッシャ５３、スラストベアリング５５、及びベアリングキャップ５７を順に挿入した後、右側固定板５９に形成された２つのねじ溝を用いてねじを締結して、右側固定板５９、遮断板５１を本体１０に締結する。図３に示されているように、本体１０の左側にはみ出される回転軸２１に形成されたバネ挿入溝にバネとベアリング３３を順に挿入し、左側ワッシャ３４をはみ出された回転軸２１に差し込んだ後、その外部に左側固定板３５を本体１０とねじ結合する。次に、結合円筒６１の回転軸挿入溝６９に、右側にはみ出された回転軸２１を挿入した後、回転軸結合貫通溝６３に締結ねじ（図４の６３-１)を差し込んで回転軸２１に結合円筒６１を締結する。最後に、図４及び図５に示されているように、錘翼を保護し、風を案内するための案内ガイド部７０を、本体１０の外側に締結ねじ７３を用いてねじ結合すると組み立てが完了されて、図２及び図６のような内燃機関の排気圧自動調節装置が構成される。
【００３０】
本発明にかかる内燃機関の排気圧自動調節装置は、回転転がり部としてスラストベアリング５５を用いる右側回転支持部を構成することにより、ボールベアリングの転がり部を用いた従来の排気圧自動調節装置と比較して、排気空気に含まれた粉塵により一層耐性を有し得るようになり、また、３００℃を越える温度であっても正常に動作することができるようになった。従来の内燃機関の排気圧自動調節装置の場合、本体１０の外部にはみ出される回転軸の転がり性のためにボールベアリングを用いているが、ボールベアリングの場合、軸に垂直な方向に力を受けて、内部に充填されるグリースが燃焼してしまう場合、転がり性が相当低下する短所があって、長期間使用すると、圧力調節板が固定されて動かなくなる問題が生じ、内部に排気ガスの粉塵が入ってくる場合、これを外部に排出することが難しいため、転がり性の低下を増大させる原因となった。
【００３１】
本発明では、このような問題点を解決するために、回転軸２１の転がり動作において荷重方向を軸方向に変更し、高温においても、グリースが燃焼されても相当な期間に転がり性を維持することができる構造であって、左側回転支持部と右側回転支持部の構成を図１のように変更した。
【００３２】
先ず、回転軸２１が回転するとき、軸方向の力を受けるようにするために左側回転支持部の構造を変更した。左側回転支持部には、回転軸２１と左側固定板３５との間にバネ３１を介在させることにより、回転軸２１を常に右側に加圧する力が作用するようにした。また、右側回転支持部には、スラストベアリング５５とベアリングキャップ５７を取り付けて、回転軸２１の回転運動中にも軸方向の力が作用するようにし、円滑に転がり動作が可能となるようにした。さらに、本発明の場合、回転軸２１が回転するとき、スラストベアリング５５とベアリングキャップ５７に加えられる力は、左側回転支持部に含まれたバネ３１による軸方向の力のみが加えられるため、転がり動作を従来の構造よりも容易に処理することができ、スラストベアリング５５に充填されたグリースが完全燃焼しても、転がり性を相当な期間維持することができる利点がある。そして、従来の内燃機関の排気圧自動調節装置に用いられるボールベアリング構造は閉鎖構造に近かったが、それに対し、スラストベアリング５５とベアリングキャップ５７はオープン構造に近い構造であるため、排気ガスに含まれた粉塵が、スラストベアリング５５とベアリングキャップ５７の間に引き込まれても容易に排出することができる長所がある。
【００３３】
図２に示されているように結合が完成された本発明にかかる内燃機関の排気圧自動調節装置は、案内ガイド部７０を設置することにより、車の速力増加によって吹いてくる風１００を、錘翼が設けられている領域に集中的に案内することができ、また、錘翼と角度調節用荷重印加部６５を外部の衝撃から安全に保護することができるようになる。即ち、複雑な構造の錘翼が外部に露出されないため、錘翼にわらくず等のような異物が付着して、作動が停止される問題を大部分防止することができ、車の下部構造物の形状により、車の速力が増加しても風が錘翼に到逹しない問題を解決することができる。
【００３４】
次に、図７及び図８を用いて、本発明にかかる内燃機関の排気圧自動調節装置において、圧力調節板２７の初期取り付け角度を調節する方式について説明する。錘翼を構成する垂直板６７と、垂直方向に設置される角度調節用荷重印加部６５に取り付ける調節用重量部７１の個数を変化させるか、或いは設置位置を調整することにより圧力調節板２７の初期取り付け角度を調節する。上述したように、角度調節用荷重印加部６５を垂直板６７に溶接形成される全ねじボルトで構成し、調節用重量部７１をナットで構成する例について説明する。このような構成以外にも、垂直板６７に加えられる重力の方向を変更することができる構造であれば、如何なる構造であっても可能である。例えば、角度調節用荷重印加部６５を、垂直板６７に略９０度程の角度で溶接される鉄板で構成し、調節用重量部７１を当該鉄板に磁力で付けることができる磁石で構成することができるのは勿論である。
【００３５】
図８(ａ)に示されているように、調節用重量部７１としてのナットを、角度調節用荷重印加部６５としての全ねじボルトに深く締結して垂直板６７の近所に位置させると、垂直板６７は、垂直状態に近く維持され、結合円筒６１及び回転軸２１に連結された圧力調節板２７も同じく垂直状態に近く維持されるため、車の排気管の通路をほとんど遮断する形態で初期セッティングされる。図８(ａ)の状態は、燃料を節減するために有利なセッティング方式を示すものである。
【００３６】
これとは異なり、図８(ｂ)に示されているように、調節用重量部７１としてのナットを解除してから、角度調節用荷重印加部６５としての全ねじボルトの前端側に締結して、垂直板６７から遠い方に位置させると、角度調節用荷重印加部６５としての全ねじボルトの重量により、垂直板６７は垂直状態から遠くなるように維持され、結合円筒６１及び回転軸２１に連結された圧力調節板２７もまた垂直状態から遠くなった状態を維持するため、車の排気管の通路を大きく開放する形にセッティングされる。図８(ｂ)の状態は、車のパワーを向上させるのに有利なセッティング方式を示すものである。
【００３７】
従来の排気圧自動調節装置の場合、圧力調節板の初期角度を調節するためには、調節用錘に設けられる錘翼の位置を変更しなければならないが、これを変更するためには、調節用錘に締結されたナットを解除して、錘翼の位置を変更してから、再びナットを締めなければならない手間のかかる作業を必要とした。しかし、本発明にかかる排気圧自動調節装置の場合には、角度調節用荷重印加部６５に締結された調節用重量部７１の位置または個数だけを調節すればよいので、容易に変更することができる利点がある。特に、図２の構成において、圧力調節板２７が引込口１１の方向に回転するようにすると、角度調節用荷重印加部６５としての全ねじボルトが、案内ガイド部７０の前方外部に完全露出されるようになる。このような状態では、素人でも現場で、調節用重量部７１としてのナットの位置を容易に調節することができるようになる。従って、このような簡単な構成により、錘翼を保護するための案内ガイド部７０を設置した後でも、容易に圧力調節板２７の初期角度を調節することができる利点がある。
【００３８】
図７、図９及び図１０は、本発明にかかる排気圧自動調節装置が、車の走行速度によって作動する原理を示す動作図である。図７は、内燃機関が停止された状態であるとき、本発明にかかる圧力調節板２７及び垂直板６７の配列状態を示す。
【００３９】
図７に示されているように、圧力調節板２７は、本発明にかかる排気圧自動調節装置が設置される内燃機関の低速回転時、これに対応する最適の排気圧力を造成してくれるための所定の傾きを維持しながら本体１０の内部に設置固定されており、垂直板６７は、略重力方向に向かうように配置構成される。
【００４０】
その後、内燃機関が作動して低速回転時、図９に示されているように、本体１０の引込口１１に流入される排気ガスの圧力と垂直板６７に発生される空気の抵抗力とにより、圧力調節板２７は、回転軸２１を中心にして一定の角度だけ垂直回転される。
【００４１】
この時、一定の角度だけ垂直回転された圧力調節板２７の傾きは直ちに、上述した過程において検出した低速回転時の最適の排気圧力を造成してくれるための傾きに近接するようになる。
【００４２】
図１０は、車の高速走行時、すなわち、内燃機関の高速回転状態であるとき、本発明にかかる圧力調節板２７及び垂直板６７の配列状態を示す。図１０に示されているように、車の高速走行によってさらに増加した、垂直板６７に発生する空気の抵抗力により、垂直板６７は相当大きな角度を成しながら回転軸２１を基準に回転され、これにより、圧力調節板２７が排気管の通路を最大限開放することになる。
【００４３】
図７、図９及び図１０に示されているように、圧力調節板２７が回転する間に、垂直板６７を含む錘翼も一緒に回転することが分かる。従って、案内ガイド部７０は、錘翼が移動する空間を全体的に含む範囲まで設置することが好ましい。
【００４４】
これにより、高速走行時には、自動的に排気圧力を再び低くすることができ(正確には、車に既に設置されている本来の排気管の排気圧に戻してくれる結果)、車の最大出力に適正な排気圧環境を造成することができるようになる。
【００４５】
自動車に設置される、本発明にかかる排気圧自動調節装置の設置位置は、以下のようである。自動車は、一般的に、エンジン排気のための排気マニホールドから出発して、自動車触媒装置、中間マフラー、エンドマフラーの順で組み立てられ、連結されている。本発明にかかる排気圧自動調節装置は、前記排気管の構成の順において、自動車触媒装置と中間マフラーとの間の領域、または中間マフラーとエンドマフラーとの間の領域に設置されて、排気通路の開閉程度を自動的に調節することにより、内燃機関の出力による最適の排気圧力環境を造成してくれる。
【００４６】
以上で本発明の好ましい実施例１が特定の用語を使って説明及び図示されているが、そのような用語は、単に本発明を明確に説明をするためのものであり、本発明の実施例１及び記述された用語は、請求の範囲の技術的思想及び範囲から逸脱することなく、様々な変更や変化が加えられ得ることは自明である。このように変形された実施例は、本発明の思想及び範囲に基づいて個別的に理解されてはいけないし、本発明に添付された請求の範囲内に属するものと理解すべきである。
【００４７】
例えば、錘翼は、本発明において示されたように右側回転支持部側に設置せずに、左側回転支持部側に設置してもよく、これにより、案内ガイド部７０の設置位置もまた変更可能であるのは勿論である。
【符号の説明】
【００４８】
１０：本体
１１：引込口
１３：引出口
１５：右側貫通溝
１７：左側貫通溝
２０：圧力調節装置
２１：回転軸
２３：左側端
２４：右側端
２５：バネ溝
２７：圧力調節板
３１：バネ
３３：ベアリング
３４：左側ワッシャ
３５：左側固定板 
３７：ベアリングガイドホール
５１：遮断板
５３：右側ワッシャ
５５：スラストベアリング
５７：ベアリングキャップ
５９：右側固定板
６１：結合円筒
６３：回転軸結合貫通溝
６５：角度調節用荷重印加部
６７：垂直板
６９：回転軸挿入溝
７０：案内ガイド部
７１：調節用重量部
【図１】
2012149630.tif 000003
【図２】
2012149630.tif 000004
【図３】
2012149630.tif 000005
【図４】
2012149630.tif 000006
【図５】
2012149630.tif 000007
【図６】
2012149630.tif 000008
【図７】
2012149630.tif 000009
【図８】
2012149630.tif 000010
【図９】
2012149630.tif 000011
【図１０】
2012149630.tif 000012
【図１１】
2012149630.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月23日(2012.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述したような問題点を解決するために、本願出願人は、特許文献１（大韓民国登録特許第１０-０８８５９０３号明細書）を出願して、登録を受けたことがある。該特許文献１は、内燃機関の排気圧自動調節装置に関するものであって、内燃機関の排気筒に連結されて、エンジンの出力に応じて開閉量を調節することによりガス排出量を調節する圧力調節板と、圧力調節板の回転軸に連結されて、車が移動する時に発生する空気量によって生じる空気の抵抗を用いて圧力調節板の開閉角度を調節し、２つ以上の板状部材が相互間の一側の角と接して、層構造を成す形状に構成される錘翼を具備し、圧力調節板を回転させる回転軸を本体の外部で回転固定させるために、ボールベアリング構造を有する第１のサイド部材及び第２のサイド部材を用いることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の上記目的は、排気管の中間領域に挿入設置されて、一側には、内燃機関から排出された排気ガスが引き込まれる引込口が形成され、前記一側に対向する他側には、流入された前記排気ガスを内部の中空の排気ガス移動通路を介して外部へ排出するための引出口が形成され、更に、前記引込口から前記引出口の方向を見たときの両側面における一方の第１側面と他方の第２側面とに貫通孔がそれぞれ形成されている本体と、棒状の部材であって、前記第１側面及び前記第２側面にそれぞれ形成された前記貫通孔を通じて一端部及び他端部が外部へはみ出されるように構成される回転軸と、前記回転軸に結合される薄板状の部材であって、前記本体の前記内部における前記排気ガス移動通路に配設されて、前記排気ガス移動通路を閉じる位置から開く位置までの一定の角度の範囲内で前記回転軸を中心にして回転可能となるように構成される圧力調節板と、前記本体の外部にはみ出された前記回転軸の前記一端部及び前記他端部を円滑に回転するように支持する前記第１側面側の第１回転支持部及び前記第２側面側の第２回転支持部と、前記本体の外部に取り付けられて、前記回転軸の前記他端部と結合され、車の移動速力によって発生する空気の抵抗が増加するにつれ、前記回転軸が増加した回転角度を有するように回転させる錘翼と、を含む排気圧自動調節装置において、前記引込口側の前面及び前記前面に対向する前記引出口側の後面には開放された開口部を有し、前記圧力調節板が回転する前記一定の角度の範囲内で回転する前記錘翼の回転空間領域にかけて前記本体から前記錘翼が取り付けられる前記第２側面をカバーするように設けられる案内ガイド部を備え、前記錘翼は、前記案内ガイド部内において前記空気の抵抗を受けて回転する垂直板を有することを特徴とする排気圧自動調節装置により達成することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明にかかる内燃機関の排気圧自動調節装置は、案内ガイド部を設置することにより、車の速力増加によって吹いて来る風を、錘翼が取り付けられた案内ガイド部内の領域に集中的に案内することができ、また錘翼と角度調節用荷重印加部を外部衝撃から安全に保護することができる。即ち、複雑な構造の錘翼が外部に露出されないため、錘翼にわらくず等のような異物が付着して、作動が停止してしまう問題を大部分防止することができ、車の下部構造物の形状により、車の速力が増加しても風が錘翼に到逹しない問題を解決することができるようになった。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明にかかる内燃機関の排気圧自動調節装置は、回転軸の転がり動作において加えられる荷重の方向を軸方向に変更し、高温でグリースが燃焼されても、相当な期間転がり性を維持することができる構造で第１回転支持部と第２回転支持部を構成した。従って、本発明の場合、回転軸の回転時、スラストベアリングとベアリングキャップに加えられる力は、第１回転支持部に含まれたバネによる軸方向の力だけが加えられるため、転がり動作を従来の構造よりも容易に処理することができ、スラストベアリングに充填されたグリースが完全燃焼されても、転がり性を相当な期間維持することができる利点がある。更に、従来の内燃機関の排気圧自動調節装置に用いられるボールベアリング構造は閉鎖構造に近かったが、それに対して、本発明の第２回転支持部に用いられたスラストベアリングとベアリングキャップはオープン構造に近い構造であるため、排気ガスに含まれた粉塵がスラストベアリングとベアリングキャップとの間に引き込まれても、容易に排出することができる長所がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図１は、本発明による実施例１の内燃機関の排気圧自動調節装置の分解斜視図であり、図２は、結合斜視図である。排気圧自動調節装置は、排気ガスが引き込まれる引込口１１と排気ガスが引き出される引出口１３とを有する本体１０と、引込口１１から引出口１３の方向を見たときの両側面における一方の第１側面（例えば、左側面）の壁に形成される貫通孔からなる左側貫通溝１７及び他方の第２側面（例えば、右側面）の壁に形成される右側貫通溝１５を通じて本体１０の内部の中空の排気ガス移動通路に挿入され、回転軸２１に沿って回転しながらその排気ガス移動通路の大きさを調節する圧力調節装置２０と、本体１０の外部にはみ出される回転軸２１の一端部及び他端部を安定的に回転固定する第１側面側の第１回転支持部（例えば、左側回転支持部）及び第２側面側の第２回転支持部（例えば、右側回転支持）と、右側にはみ出される回転軸２１の他端部に固定されて、車の速力によって増加する空気の抵抗により回転軸２１を回転させる板状の錘翼と、錘翼の下部に固定設置され、錘翼に加えられる重力の方向を変更する角度調節用荷重印加部６５と、車の速力増加によって吹いてくる風１００を錘翼が取り付けられた領域に案内し、錘翼と角度調節用荷重印加部６５を外部の衝撃から保護する案内ガイド部７０とで構成される。図に示されているように、案内ガイド部７０は、車の速力増加によって吹いてくる風１００を錘翼が取り付けられた領域に案内しなければならないため、引込口１１側の前面及びこの前面に対向する引出口１３側の後面が開放されて、断面形態が略‘コ’の形状を有する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
左側回転支持部は、回転軸２１の一端部のバネ溝２５に挿入されるバネ３１とベアリング３３で構成されるボールバネと、左側ワッシャ３４及び中央にベアリングガイド溝３７が設けられる左側固定板３５とで構成される。左側ワッシャ３４の内部貫通孔の直径は、回転軸２１の左側端２３地点の直径よりも小さく形成して、左側ワッシャ３４によって回転軸２１の左側端２３部分が支持されるようにした。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本体１０の右側壁には、結合された回転軸２１と圧力調節板２７を挿入するための、マッチ棒を起立させたような形状の貫通孔を有する右側貫通溝１５が設けられる。回転軸２１と結合された圧力調節板２７を本体１０の内部に挿入した後、外部に飛び出すことができないようにする遮断板５１を具備した。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
右側回転支持部は、本体１０の右側にはみ出される回転軸２１の他端部に順に挿入される右側ワッシャ５３と、スラストベアリング５５と、ベアリングキャップ５７と、右側固定板５９とで構成される。ベアリングキャップ５７には、スラストベアリング５５と結合される部分に、ベアリングの転がりを案内するベアリング溝が設けられる。この時、右側ワッシャ５３の内部貫通溝の直径は、回転軸２１に具備された右側端２４の直径よりも小さく構成して、右側ワッシャ５３によって回転軸２１が充分に支持され、右側外部に移動することができないように制限する機能をする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
垂直板６７の下部には、複数個の調節用重量部７１を脱付着するか、或いは位置を多様に設置することができる角度調節用荷重印加部６５が具備される。本発明の実施例１においては、角度調節用荷重印加部６５として全ねじボルトを用いており、調節用重量部７１として全ねじボルトに締め付けて結合されるナットで構成した。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明にかかる内燃機関の排気圧自動調節装置を組み立てる順について説明する。図３乃至図６は、本発明による実施例１の排気圧自動調節装置を組み立てる手順を説明するための図である。本体１０に形成されたマッチ棒を起立させたような形状の貫通孔を有する右側貫通溝１５を通じて回転軸２１と圧力調節板２７を挿入し、貫通孔からなる左側貫通溝１７に回転軸２１の左側部分を本体１０の外側に露出させる。本体１０の右側に形成された六つのねじ溝のうち、下の四つのねじ溝を用いて遮断板５１を本体１０とねじ結合させる。次いで、本体１０の右側にはみ出される回転軸２１に、右側ワッシャ５３、スラストベアリング５５、及びベアリングキャップ５７を順に挿入した後、右側固定板５９に形成された２つのねじ溝を用いてねじを締結して、右側固定板５９、遮断板５１を本体１０に締結する。図３に示されているように、本体１０の左側にはみ出される回転軸２１に形成されたバネ挿入溝にバネ３１とベアリング３３を順に挿入し、左側ワッシャ３４をはみ出された回転軸２１に差し込んだ後、その外部に左側固定板３５を本体１０とねじ結合する。次に、結合円筒６１の回転軸挿入溝６９に、右側にはみ出された回転軸２１を挿入した後、回転軸結合貫通溝６３に締結ねじ（図４の６３-１)を差し込んで回転軸２１に結合円筒６１を締結する。最後に、図４及び図５に示されているように、錘翼を保護し、風を案内するための案内ガイド部７０を、本体１０の外側に締結ねじ７３を用いてねじ結合すると組み立てが完了されて、図２及び図６のような内燃機関の排気圧自動調節装置が構成される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図７、図９及び図１０に示されているように、圧力調節板２７が回転する間に、垂直板６７を含む錘翼も一緒に回転することが分かる。従って、案内ガイド部７０は、錘翼が回転する空間を全体的に含む範囲まで設置することが好ましい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
例えば、錘翼は、本発明において示されたように第２回転支持部側である右側回転支持部側に設置せずに、第１回転支持部側である左側回転支持部側に設置してもよく、これにより、案内ガイド部７０の設置位置もまた変更可能であるのは勿論である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管の中間領域に挿入設置されて、一側には、内燃機関から排出された排気ガスが引き込まれる引込口が形成され、前記一側に対向する他側には、流入された前記排気ガスを内部の中空の排気ガス移動通路を介して外部へ排出するための引出口が形成され、更に、前記引込口から前記引出口の方向を見たときの両側面における一方の第１側面と他方の第２側面とに貫通孔がそれぞれ形成されている本体と、
棒状の部材であって、前記第１側面及び前記第２側面にそれぞれ形成された前記貫通孔を通じて一端部及び他端部が外部へはみ出されるように構成される回転軸と、
前記回転軸に結合される薄板状の部材であって、前記本体の前記内部における前記排気ガス移動通路に配設されて、前記排気ガス移動通路を閉じる位置から開く位置までの一定の角度の範囲内で前記回転軸を中心にして回転可能となるように構成される圧力調節板と、
前記本体の外部にはみ出された前記回転軸の前記一端部及び前記他端部を円滑に回転するように支持する前記第１側面側の第１回転支持部及び前記第２側面側の第２回転支持部と、
前記本体の外部に取り付けられて、前記回転軸の前記他端部と結合され、車の移動速力によって発生する空気の抵抗が増加するにつれ、前記回転軸が増加した回転角度を有するように回転させる錘翼と、
を含む排気圧自動調節装置において、
前記引込口側の前面及び前記前面に対向する前記引出口側の後面には開放された開口部を有し、前記圧力調節板が回転する前記一定の角度の範囲内で回転する前記錘翼の回転空間領域にかけて前記本体から前記錘翼が取り付けられる前記第２側面をカバーするように設けられる案内ガイド部を備え、
前記錘翼は、前記案内ガイド部内において前記空気の抵抗を受けて回転する垂直板を有することを特徴とする排気圧自動調節装置。
【請求項２】
前記垂直板の面積は、前記案内ガイド部を前記引込口と前記引出口の方向を連結する仮想の直線に垂直な方向で切断した断面の全体に比べて、少なくとも５０％以上占めるように形成することを特徴とする請求項１に記載の排気圧自動調節装置。
【請求項３】
前記垂直板の面積は、前記案内ガイド部を前記引込口と前記引出口の方向を連結する仮想の直線に垂直な方向で切断した断面の全体に比べて、少なくとも７０％以上占めるように形成することを特徴とする請求項１に記載の排気圧自動調節装置。
【請求項４】
前記垂直板の下部には、前記垂直板の垂線方向に一定の長さだけはみ出されるように設けられる角度調節用荷重印加部と、前記角度調節用荷重印加部に挿入設置されて、複数個の部品で構成される調節用重量部と、が設けられていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の排気圧自動調節装置。
【請求項５】
前記第１回転支持部には、前記回転軸の前記一端部に挿入されるバネが含まれることを特徴とする請求項１、２または３に記載の排気圧自動調節装置。
【請求項６】
前記第１回転支持部は、前記回転軸の前記一端部に挿入されるバネと、前記バネと結合されるベアリングと、中央にはベアリングガイド溝が設けられる固定板と、を含むことを特徴とする請求項１、２または３に記載の排気圧自動調節装置。
【請求項７】
前記第２回転支持部には、前記回転軸の前記他端部に挿入されるスラストベアリングが含まれることを特徴とする請求項１、２または３に記載の排気圧自動調節装置。
【請求項８】
前記第２回転支持部は、前記回転軸の前記他端部に順に挿入されるワッシャと、スラストベアリングと、ベアリングキャップと、固定板と、を含むことを特徴とする請求項１、２または３に記載の排気圧自動調節装置。