(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の消音器本体内部に複数の小室が画成され、この小室同士を連通する連通管が配置され、前記連通管のうち所定の連通管の端部おいて一端側を軸支されたバルブがこの連通管をバネの付勢力によって閉塞すると共に排ガス圧によって開動作する流路制御手段を有した自動車用制御型消音器において、
前記流路制御手段は、前記バネの作用点が前記バルブに設けた摺動面であってバルブ中心寄り側を押圧することによりバルブの閉位置でバネの付勢力が最大に作用し、かつ前記バルブが開側に回動するに従ってバネ付勢力の作用点がバルブの軸支側に摺動することによりバネの付勢力が小さく作用するバネ取付け構造を有することを特徴とする自動車用制御型消音器。
【請求項２】
前記バネ取付け構造において、前記バネをねじりコイルバネとし、このねじりコイルバネは、そのフック部が前記バルブの摺動面に接地してバルブを閉側に押圧し、かつコイル軸心がバルブ支軸の軸心と異軸にして平行に配置され、さらに前記フック部が前記バルブの開動作で前記摺動面をバルブ支軸側に摺動可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の自動車用制御型消音器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用排気系においてエンジンの回転数が低速時に必要とされる低騒音化対策と高速時に必要とされる低背圧化対策を同時に満たすことができる自動車用制御型消音器の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用制御型消音器としては、例えば、下記に列挙するようなものが知られている。
(1) 特許第２８９２１６０号公報
この公報に記載の自動車用制御型消音器は、図７，図８に示すように、消音器本体内部の小室同士を任意の組み合わせで連通するように配置した連通管５０において、その連通管５０の下流端５１を開閉するバルブ５２は、連通管５０の下流端周縁に突設したステー５３に固定した支軸５４に一端側が回動自在に支持され、さらに、その支軸５４に挿入したねじりコイルバネ５５の一方のフック部５６が背面５７側に係止されている。５８は係止点である。
また、前記ねじりコイルバネ５５の他方のフック部５９は前記ステー５３に係止されており、エンジンの低速時には、その付勢力によってバルブ５２が連通管５０を閉塞して前記小室を共鳴室として騒音対策をなすように作用させ、エンジンの高速時には、排気ガス圧が前記付勢力に勝るようになった時バルブ５２を開いて前記小室を拡張室として高速時の低背圧化をなすように形成されている。
(2) 特開平９−３０３１４３号公報
この公報に記載の自動車用制御型消音器は、小室開口部に固定するケーシング内でバルブを軸止し、この軸の一端側とケーシング一端側との間にねじりコイルバネを装着してその付勢力によって開口部を閉塞させ、かつ前記軸の他端側にはリンクを固定し、このリンクとケーシング他端側との間に排気ガス圧で開きかけたバルブの回転を補助するターンオーバ機構を備えている。
(3) 実用新案登録第２５６４００２号公報
この公報に記載の自動車用制御型消音器は、小室開口部に設けたバルブシートを開閉するバルブにおいて、このバルブの支軸よりも前記バルブシートに近い部分にピンが突設され、コイルバネの一端が前記ピンに係止され他端が小室側壁面に係止されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自動車用制御型消音器にあっては、下記のような問題がある。
(1) 特許第２８９２１６０号公報に記載の自動車用制御型消音器は、フック部５６のバルブ背面５７に対する係止点５８は、そのバルブ５２の開角度が変化しても常に一定であるから、排気ガス圧によってバルブが開いた後も、バネの付勢力がバルブを閉じる方向に同じ大きさで働くため、背圧を十分に低減させることができなかった。この場合、バネ力を小さく設定するとエンジンの低速時からバルブが開き始めるようになるため、低速時の低騒音化要求を満たすことが困難となり、この低速時低騒音化対策と高速時の低背圧化対策は二律背反の関係にあることから、この構成では両方を同時に達成することは困難である。
(2) 特開平９−３０３１４３号公報に記載の自動車用制御型消音器は、ねじりコイルバネを使用し、このねじりコイルバネだけでは前記同様にバネの反力がバルブを常時閉じる方向に同じ大きさで働くため、それを補佐するターンオーバ機構を備えているが、軸支部や摺動部、それに部品点数が多く、コストアップの要因となっている。
(3) 実用新案登録第２５６４００２号公報に記載の自動車用制御型消音器は、ピンのバルブ軸に対する回転位置によってコイルバネの引張り力の変更を行なうものであるから、コイルバネの引張り方向をピンの回動面に沿って配置する必要があり、つまりコイルバネはコイルの軸心がバルブと離反する方向に向けて配置されているから制御部のコンパクト化が困難である。
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、自動車用排気系に取り付けられる制御型消音器において、制御部の小型軽量、低コスト、高感度、高耐久性を達成しながらエンジン低速時の低騒音化対策と高速時の低背圧化要求を同時に満たすことができる実用価値の高い自動車用制御型消音器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（解決手段１）
上記課題を達成するため請求項１記載の発明では、自動車の消音器本体内部に複数の小室が画成され、この小室同士を連通する連通管が配置され、前記連通管のうち所定の連通管の端部おいて一端側を軸支されたバルブがこの連通管をバネの付勢力によって閉塞すると共に排ガス圧によって開動作する流路制御手段を有した自動車用制御型消音器において、
前記流路制御手段は、前記バネの作用点が前記バルブに設けた摺動面であってバルブ中心寄り側を押圧することによりバルブの閉位置でバネの付勢力が最大に作用し、かつ前記バルブが開側に回動するに従ってバネ付勢力の作用点がバルブの軸支側に摺動することによりバネの付勢力が小さく作用するバネ取付け構造を有することを特徴とする。
【０００６】
【作用】
本発明の自動車用制御型消音器では、自動車の消音器内部に画成した小室同士を連通する連通管端部に一端を軸支したバルブの閉塞用バネは、バルブの閉弁時は中心寄り側を押圧し開弁し始めるに従って軸支側に摺動して付勢力の作用を減少させエンジン高速時の排ガス圧で開弁させて低背圧化に十分対応できるから、その分バネの付勢力を大きくしてエンジン低速時の低騒音化をも十分に達成できるようになる。
この場合、バネの取付け構造は、バルブの開閉に従って傾斜する摺動面をバネの押圧点が摺動するように設けたものであるから、部品点数が少なく構造を簡単として上記作用を行なうことができる。
またバネをねじりコイルバネとし、そのフック部がバルブの摺動面を摺動するようにしてコイル軸心をバルブ支軸の軸心と異軸にして平行に配置することにより、バネ取付け構造をコンパクトに設けながら上記作用を行なうことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず、構成を説明する。
実施の形態１は請求項１，２記載の発明に対応する。
図１は実施の形態１の自動車用制御型消音器のバネ取付け構造を示す断面図であり、（イ）は閉弁状態、（ロ）は開弁状態を示す。また、図２はバネ取付け構造を示す平面図、図３は同右側面図である。
【０００８】
図において、１は連通管、２は連通管終端の開口部、３はバルブ、４はバルブの一端側に延設したプレート部、５はプレート部４の終端両側を起立して設けた軸受け部、６は前記一方の軸受け部５側のプレート部に設定した摺動面、７は摺動面６に沿って設けた切欠部、８は連通管１の開口部周縁に固定したブラケット、９はブラケット８上端に固定したバルブ支軸、１０は前記バルブ支軸９の下方であってこのバルブ支軸９に平行配置した固定軸、１１はねじりコイルバネである。
【０００９】
前記バルブ３は、軸受け部５が前記ブラケット８のバルブ支軸９に回動自在に装着され、そのバルブ支軸９を中心として回動する時、前記摺動面６もバルブ支軸９を中心として回動する。
前記ねじりコイルバネ１１は、前記固定軸１０に挿入することによって支持され、前記バルブの切欠部７を介して立ち上がった一方側のフック部１２が前記摺動面６に接地し、このフック部１２は、付勢力をためて他方側のフック部１３を前記ブラケット８に係止させることにより、摺動面６を摺動自在に押圧した状態となっている。
【００１０】
次に、作用効果を説明する。
［ねじりコイルバネの付勢力調整作用］
図４はねじりコイルバネの作動状態を示す説明図である。本図によりねじりコイルバネ１１の付勢力調整作用を説明すると、バネ作用点（前記フック部１２）の押圧位置は、そのバネ作用点の軌跡上において閉弁状態のときバルブ中心寄りの位置（点Ａとする）にあり、開弁状態のときバルブ支軸９寄りの位置（点Ｂとする）にあってバルブ３の開閉状態により点Ａと点Ｂとの間を摺動し、次の関係が成立する。尚、Ｃｂはバルブの回転中心（支軸９の軸心位置）、Ｃｓはバネのコイル中心（固定軸１０の軸心位置）である。
ＣｂからＡ点までの距離Ｒａ＞ＣｓからＢ点までの距離Ｒｂ
つまりバネの付勢力とＲとの積がバルブを閉じる力となるため、バルブ開側でのバルブ閉じ力はＲが短縮される分、減少しバルブを大きく開くことができることになる。
従って、バルブ３が閉じている時は、開いている時より大きな付勢力でバルブ３を閉じ方向に押圧し、開き始めると徐々に付勢力を減じ、バルブ３が最大開いた時は最少の付勢力でもってバルブ３を閉じ方向に押圧する。
【００１１】
［エンジン低速時の低騒音化］
バルブ３の開弁時はバネの付勢力が減少するから、閉弁時には大きな付勢力が作用するようにねじりコイルバネ１１のバネ定数を設定しておくことができる。このため、エンジン低速時は十分な回転範囲で閉弁させておくことができるから、低騒音化を良好に達成することができる。
［エンジン高速時の低背圧化］
エンジンの排気ガス圧の上昇に伴いバルブ３が開き始めるが、バルブ３は開いていく程閉じ力が減少していくから、エンジン高速時にはバルブ３が安定して最大開度を保持し、このため排ガスの排気が乱れなく行なわれ低背圧化を良好に達成することができる。
また、本実施の形態１におけるバネの取付け構造は、バルブ３の開閉に従って傾斜する摺動面６をねじりコイルバネ１１のフック部１２が摺動するように設けたものであるから、部品点数が少なく構造が簡単であり、低コストで設けることができる。
またねじりコイルバネ１１の一方のフック部１２がバルブ３の摺動面６を摺動するようにしてコイル挿入用の固定軸１０をバルブ支軸９の軸心と異軸にして平行に配置することにより、コンパクトで軽量なバネ取付け構造とすることができる。
【００１２】
（実施の形態２）
尚、本実施の形態２において、前記実施の形態１と同一の構成部分には実施の形態１と同一の符合を付してその具体的な説明は省略する。
まず、構成を説明する。
図５は実施の形態２の自動車用制御型消音器におけるバネ取付け構造の要部を示す右側面図、図６は同要部を示す平面図である。
この実施の形態２のバネ取付け構造では、前記実施の形態１のバネ取付け構造がフック部１２を直接摺動面６に接地したのに対し、フック部１２に回転支持用のコロ１４（金属またはセラミックス等）を回転自在に装着した点で実施の形態１と異なる。
【００１３】
次に作用効果を説明する。
前記フック部１２にコロ１４を装着したのに伴い、バルブの開閉時にはコロ１４が摺動面を転動するから、小さな抵抗で変位できバルブの開閉運動の邪魔とならず、感度のよい制御を行なわせることができる。
【００１４】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、ねじりコイルバネ１１はコイル中央部にブラケット８への係止部を設けると共にその両側のコイルを逆巻きにして両端のフック部を同一方向に設け、またバルブの両側に摺動面を設けることにより、バルブを両側から均等に押圧するようにしてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１記載の自動車用制御型消音器にあっては、自動車の消音器本体内部に複数の小室が画成され、この小室同士を連通する連通管が配置され、前記連通管のうち所定の連通管の端部おいて一端側を軸支されたバルブがこの連通管をバネの付勢力によって閉塞すると共に排ガス圧によって開動作する流路制御手段を有した自動車用制御型消音器において、前記流路制御手段は、前記バネの作用点が前記バルブに設けた摺動面であってバルブ中心寄り側を押圧することによりバルブの閉位置でバネの付勢力が最大に作用し、かつ前記バルブが開側に回動するに従ってバネ付勢力の作用点がバルブの軸支側に摺動することによりバネの付勢力が小さく作用するバネ取付け構造を有する構成としたため、部品点数を少なくして構造を簡単とし、およびそれに伴う組み立ての容易化と低コスト化を達成しながらも、二律背反するエンジン低速時の低騒音化対策と高速時の低背圧化対策を同時に達成することができるという効果が得られる。
【００１６】
請求項２記載の発明にあっては、前記請求項１記載の自動車用制御型消音器において、前記バネ取付け構造のバネをねじりコイルバネとし、このねじりコイルバネは、そのフック部が前記バルブの摺動面に接地してバルブを閉側に押圧し、かつコイル軸心がバルブ支軸の軸心と異軸にして平行に配置され、さらに前記フック部が前記バルブの開動作で前記摺動面をバルブ支軸側に摺動可能に設けられている構成としたため、請求項１記載の効果に加え、バネ取付け構造をコンパクトに設けることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の自動車用制御型消音器のバネ取付け構造を示す断面図であり、（イ）は閉弁状態、（ロ）は開弁状態を示す。
【図２】実施の形態１の自動車用制御型消音器のバネ取付け構造を示す平面図である。
【図３】実施の形態１の自動車用制御型消音器のバネ取付け構造を示す右側面図である。
【図４】実施の形態１の自動車用制御型消音器におけるバネ取付け構造のねじりコイルバネの作動状態を示す説明図である。
【図５】実施の形態２の自動車用制御型消音器のバネ取付け構造の要部を示す右側面図である。
【図６】実施の形態２の自動車用制御型消音器のバネ取付け構造の要部を示す平面図である。
【図７】従来例の自動車用制御型消音器のバネ取付け構造を示す正面図である。
【図８】従来例の自動車用制御型消音器のバネ取付け構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  連通管
２  連通管終端の開口部
３  バルブ
５  バルブの軸受け部
６  摺動面
９  バルブ支軸
１０  バネの固定軸
１１  ねじりコイルバネ
１２  ねじりコイルバネの一方のフック部
Ａ  バネのバルブ中心よりの作用点（閉弁状態）
Ｂ  バネのバルブ支軸寄りの作用点（開弁状態）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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