(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が複数の室に区画された本体と、この本体の互いに異なる二つの室にそれぞれ連通したインレットパイプ及びアウトレットパイプと、上記二つの室を連通させるインナーパイプと、このインナーパイプを開閉する弁体とを備えた内燃機関用消音器において、
上記弁体を上記インナーパイプの内部に配置してその一端部をインナーパイプの内面に固定し、この固定された一端側部分を弾性変形させて上記弁体の他端部を上記一端固定部を中心として上記インナーパイプの軸線方向へ回動させ、それによって上記インナーパイプを開閉することができるよう、上記弁体の少なくとも一端側部分を断面波状に形成して弾性変形可能にし、上記弁体の波状をなす部分のピッチを固定端側で大きくしたことを特徴とする内燃機関用消音器。
【請求項２】
上記インナーパイプの少なくとも上記弁体が設置された箇所を断面四角形に形成するとともに、上記弁体をインナーパイプに対応して四角形に形成したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用消音器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関用消音器、特にそのインナーパイプを開閉する弁体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内燃機関用消音器は、内部が隔壁によって複数の室に区画された本体と、この本体の異なる二室にそれぞれ連通したインレットパイプおよびアウトレットパイプと、隔壁を貫通して上記異なる二室を連通させるインナーパイプと、このインナーパイプを開閉する弁体とを備えており、内燃機関の低速回転時には弁体がインナーパイプを閉じて消音効果を向上させ、高速回転時にはインナーパイプを開いて排気抵抗を減少させるようになっている。
【０００３】
ところで、従来の消音器においては、インナーパイプの一端部外周面にブラケットを設け、このブラケットに弁体の一端部を回動可能に連結する。そして、弁体とブラケットとの間にコイルばねを設け、このコイルばねで弁体をインナーパイプの開口端に突き当てることによってインナーパイプを閉じるようになっている（特開平９−１７０４２５号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関用消音器は、弁体の外にこれをインナーパイプに取り付けるためのブラケットおよび開閉のためのコイルばねを必要としており、その分だけ部品点数が増え、構造が複雑になるとともに、製造費が上昇するという問題があった。
また、インナーパイプの弁体が取り付けられる端部と逆側の端部には、フレア加工が施され、当該端部の外径がテーパ状に拡径されている。このため、弁体等をインナーパイプに予め取り付けておくと、インナーパイプを隔壁に挿通することができず、本体に取り付けることができなくなってしまう。そこで、弁体等は、インナーパイプを本体に取り付けた後に取り付けている。ところが、本体の内部空間は、インナーパイプの取付作業を行うには狭いため、弁体等をインナーパイプに非常に取り付けにくいという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の問題を解決するために、内部が複数の室に区画された本体と、この本体の互いに異なる二つの室にそれぞれ連通したインレットパイプおよびアウトレットパイプと、上記二つの室を連通させるインナーパイプと、このインナーパイプを開閉する弁体とを備えた内燃機関用消音器において、上記弁体を上記インナーパイプの内部に配置してその一端部をインナーパイプの内面に固定し、この固定された一端側部分を弾性変形させて上記弁体の他端部を上記一端固定部を中心として上記インナーパイプの軸線方向へ回動させ、それによって上記インナーパイプを開閉することができるよう、上記弁体の少なくとも一端側部分を断面波状に形成して弾性変形可能にしたことを特徴としている。
この場合、上記インナーパイプの少なくとも上記弁体が設置された箇所を断面四角形に形成するとともに、上記弁体をインナーパイプに対応して四角形に形成するのが望ましい。また、上記弁体の波状をなす部分のピッチを固定端側で大きくするのが望ましい。
【０００６】
【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１〜図９を参照して説明する。
図１〜図３はこの発明の一実施の形態を示すものであり、この実施の形態の内燃機関用消音器Ａは、円筒状ないしは楕円筒状をなす中空の本体１を備えている。本体１の内部は、二つの隔壁２Ａ，２Ｂによって三つの室３Ａ，３Ｂ，３Ｃに区画されている。本体１の内部は、１つの隔壁によって２つの室に区画してもよく、あるいは３つ以上の隔壁によって４つ以上の室に区画してもよい。
【０００７】
本体１には、インレットパイプ４とアウトレットパイプ５とが設けられている。インレットパイプ４の一端は、エンジン（図示せず）の排気側に接続されている。インレットパイプ４の他端は、本体１の一側壁（図１において左側壁）、室３Ｃ，３Ｂおよび隔壁２Ｂ，２Ａを貫通して室３Ａに開口している。インレットパイプ４の室３Ｂに臨む部分には、多数の小孔４ａが形成されている。したがって、エンジンの排気ガスは、室３Ａ，３Ｂに導入される。アウトレットパイプ５の一端は、室３Ｃに開口している。アウトレットパイプ５の他端は、隔壁２Ｂ，２Ａ、室３Ｂ，３Ａおよび本体１の他側壁（図１において右側壁）を貫通して本体１の外部に突出している。
【０００８】
本体１の内部には、二つのインナーパイプ６，７が設けられている。一方のインナーパイプ６は、隔壁２Ｂを貫通するようにしてこれに固定されており、一端が室３Ｂに開口し、他端が室３Ｃに開口している。インナーパイプ６の室３Ｂに臨む端部には、フレア加工が施されることによって、テーパ状の拡径部６ａが形成されている。他方のインナーパイプ７は、隔壁２Ａ，２Ｂおよび室３Ｂを貫通しており、一端が室３Ａに開口し、他端が室３Ｃに開口している。インナーパイプ７の室３Ａ側に臨む端部には、フレア加工が施されることによって、テーパ状の拡径部７ａが形成されている。
【０００９】
インナーパイプ７の室３Ｃ側の内部には、弁体８がその中心をインナーパイプ７の軸線上とほぼ一致させて設けられている。この弁体８は、アイドリング時のように排気ガスの圧力が低い間はインナーパイプ７を閉じている。したがって、そのときにはエンジンの排気ガスが小孔４ａから室３Ｂに流入し、インナーパイプ６、室３Ｃおよびアウトレットパイプ５を通って外部に排出される。これによって、消音効果を向上させるようにしている。一方、高速回転時のように排気ガスの圧力が高いときには、弁体８がインナーパイプ７を開く。したがって、一部の排気ガスはアイドリング時と同様にインナーパイプ６を通って室３Ｃに流入するが、他の多くの排気ガスはインレットパイプ４から室３Ａに流入し、インナーパイプ７を通って室３Ｃに流入する。これにより、排気ガスの排気抵抗を減少させ、その圧力が高くなるのを防止している。室３Ｃに流入した排気ガスは、アウトレットパイプ５を介して外部に排出される。
【００１０】
弁体８は、金属の板材、例えばステンレス鋼の板材からなるものであり、インナーパイプ７に対応して円形状に形成されている。弁体８の外周側の一部には、そこをほぼ直角に折り曲げることによって平坦な固定部８１が形成されている。一方、インナーパイプ７の内周面には、一側部を押し潰すことによって固定部８１に対応した平坦部７１が形成されている。そして、平坦部７１に固定部８１がスポット溶接、アーク溶接、その他の固定手段によって固定されており、それによって弁体８がインナーパイプ７の内周面に固定されている。なお、平坦部７１は、インナーパイプ７の内周面の上下左右のいずれの側部に形成してもよいが、この実施の形態のように上側部に形成し、それによって弁体８をその上端部を中心として回動させるようにするのが望ましい。
【００１１】
弁体８は、固定部８１側の半分が波状部８２になっており、逆側の半分が平板部８３になっている。波状部８２は、固定部８１と弁体８のほぼ中央部との間の部分を所定のピッチで折り曲げて、固定部８１と平行に延びる断面略Ｕ字の多数の凹凸を形成することによって構成されている。したがって、波状部８２は、図２において想像線で示すように、平板部８３が固定部８１を中心としてインナーパイプ７の軸線方向へ回動変位することができるように弾性変形可能であり、波状部８２が弾性変形した状態では弁体８がインナーパイプ７を開き、波状部８２が元の形状に戻ると弁体８がインナーパイプ７を閉じるようになっている。弁体８の回動時にその外周面がインナーパイプ７の内周面に突き当たることがないよう、弁体８の外径はインナーパイプ７の内径より若干小径になっている。
【００１２】
上記構成の消音器Ａにおいて、アイドリング時のように室３Ａに供給される排気ガスの圧力が低いときには、弁体８がインナーパイプ７を閉じている。したがって、排気音を小さくすることができる。一方、室３Ａに供給される排気ガスの圧力が高くなると、図２において想像線で示すように、弁体８の波状部８２が排気ガスの圧力によって弾性変形させられてインナーパイプ７を開く。したがって、排気ガスの排気抵抗を小さくし、その圧力が過剰に高くなるのを防止することができる。
【００１３】
このように、消音器Ａにおいては、弁体８自体が弾性変形可能であるから、ブラケットおよびコイルばねを用いる必要がない。したがって、その分だけ部品点数を減らすことができ、それによって構造を簡単にすることができるとともに、製造費を低減することができる。
【００１４】
なお、波状部８２を形成する代わりに弁体８の厚さを薄くしても弁体８を弾性変形可能にすることができる。しかし、弁体８の厚さを薄くして弾性変形可能にした場合には、弁体８の厚さが僅かに変化しただけで、排気ガスの圧力と弁体８によるインナーパイプ７の開度との関係が大きく変化してしまう。このため、弁体８の厚さを高精度に維持する必要があり、その結果弁体８の製造費が高騰してしまう。この点、波状部８２を形成した場合には、弁体８の厚さのバラツキを波状部８２を構成する凹凸のピッチ、曲率半径等によって吸収することができ、それら自体もそれほど高精度にする必要がない。したがって、弁体８の製造費を低減することができる。
【００１５】
また、ブラケット、コイルばね等が不要であるから、弁体８をインナーパイプ７の内部に配置することができる。弁体８をインナーパイプ７の内部に配置した場合には、弁体８が取り付けられたインナーパイプ７をその弁体８側の端部から隔壁２Ａ，２Ｂに挿通することができる。したがって、弁体８はインナーパイプ７に予め取り付けておくことができる。よって、弁体８をインナーパイプ７に容易に取り付けることができる。
【００１６】
さらに、弁体８をインナーパイプ７の内部に配置すると、弁体８の開回動時におけるインナーパイプ７からの突出量を、弁体８をインナーパイプ７の外部に配置した場合に比して小さくすることができる。勿論、弁体８をインナーパイプ７の開口部からより遠ざけて配置すれば、弁体８がインナーパイプ７から全く突出しないようにすることも可能である。したがって、インナーパイプ７の図１における左側の端部とこれに対向する本体１の側壁との間隔が狭いような場合であっても、問題なくインナーパイプ７を本体１に配置することができる。換言すれば、インナーパイプ７の左側の端部と本体１の側壁との間隔を小さくすることができ、それによって消音器Ａを小型化することができるのである。
【００１７】
次に、この発明の他の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態では、上記実施の形態と異なる構成部分についてのみ説明し、同様な構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
図４および図５はこの発明の第２の実施の形態を示すものであり、この実施の形態においては、固定部８１除き、弁体８全体が波状部８２になっている。
【００１９】
図６および図７は、図４および図５に示す実施の形態をさらに変形したこの発明の第３の実施の形態を示すものであり、インナーパイプ７の内周面には、ブラケット９が固定されている。このブラケット９は、上記実施の形態の平坦部７１に代わるものであり、ブラケット９に弁体８の固定部８１が固定されている。
【００２０】
図８に示す実施の形態は、インナーパイプ７を断面長方形ないしは正方形にしたものであり、それに対応して弁体８が長方形または正方形に形成されている。このようにすると、弁体８の大きさをインナーパイプ７の内部の大きさと同一にしたとしても、弁体８が開回動したときにその外周面（左右の両側面）がインナーパイプ７の内周面に突き当たることがない。したがって、閉時における弁体８とインナーパイプ７との間の隙間を必要最小限の大きさに抑えることができる。また、弁体８を四角形にすることにより、その加工を容易に行うことができる。
【００２１】
図９に示す実施の形態は、波状部８２を構成する凹凸のピッチおよび曲率半径を固定部８１側で大きくしたものである。このようにすると、波状部８２に作用する内部応力を固定部８１側で小さくすることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、内燃機関用消音器の部品点数を減らすことができ、それによって構造を簡単にすることができるとともに、製造費を低減することができる。また、弁体を予め取り付けた状態でインナーパイプを本体に容易に取り付けることができる。さらに、インナーパイプと本体との互いに対向する部分の間隔を狭くすることができ、それによって消音器を小型化す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】この発明の第１の実施の形態の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のＸ円部の拡大図である。
【図３】図２のＹ矢視図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態を示す図２と同様の断面図である。
【図５】図４のＸ矢視図である。
【図６】この発明の第３の実施の形態を示す図２と同様の断面図である。
【図７】図６のＸ矢視図である。
【図８】この発明の第４の実施の形態を示す図３と同様の図である。
【図９】この発明の第５の実施の形態を示す図２と同様の断面図である。
【符号の説明】
Ａ  内燃機関用消音器
１  本体
３Ａ  室
３Ｂ  室
３Ｃ  室
４  インレットパイプ
５  アウトレットパイプ
７  インナーパイプ
８  弁体
８２  波状部
【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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【図９】
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