(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
消音器の連通管の出口に取付けられ、排気ガス圧の増大に伴って開度を増大することにより排気ガス圧の制御をする制御装置を備えている内燃機関用消音装置において、
前記制御装置は第１の可動弁と第２の可動弁と取付ブラケットとを備え、前記第２の可動弁は前記第１の可動弁により押し開かれることを特徴とする内燃機関用消音装置。
【請求項２】
前記第１の可動弁は、一端を取付ブラケットに回動自在に取り付けられ、他端にはコロが取付けられ、前記コロは第２の可動弁の内面に当接していることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用消音装置。
【請求項３】
前記第２の可動弁は、凹面を持つ板で形成され、一端を前記取付ブラケットに回動自在に取付けられていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用消音装置。
【請求項４】
前記第２の可動弁と前記取付ブラケットには複数の孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用消音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の内燃機関に用いられる消音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に自動車等に使用される内燃機関であるガソリンエンジン（以下エンジンという）においては、アイドル回転の７５０回転／分から２５００〜３０００回転／分の常用使用回転域においては騒音が少ない静粛さが求められ、３０００回転／分以上の高回転域においては静粛さよりも高出力が求められている。このエンジンの騒音のほとんどは、エンジンから排出される排気音であり、この排気音を抑え、しかも高出力を発揮するため、消音装置に様々な工夫が加えられていた。
【０００３】
この要求を満たす消音装置として、従来は、図８に示すように、消音器内に排気ガス圧を抑制する可動弁を備えている消音装置のものがあった。
この消音装置においては、消音器３０内の連通管３１の排気ガスの出口３１ａに、可動弁３２をコイルばね３３で付勢するように取り付けてある。
この、可動弁３２は、常用使用回転域においては排気ガス圧が弱いので、コイルばね３３の付勢力が勝り、可動弁３２を連通管３１側に押し付けて通路Ｒを閉じている状態となり、消音器３０から外に排出される排気ガスは、排気抵抗の大きい通路Ｑを経由して排出されるので、排気音も静かになる。
一方、エンジンが３０００回転／分以上の高回転域になると、排気ガス圧が増すので、コイルばね３３の付勢力より排気ガス圧が強くなり、徐々に可動弁３２が開く。これにより排気通路が通路Ｑと通路Ｒに並列化され、排気ガスの流速の低下に伴い気流音が低減される。また、排気抵抗も小さくなるためエンジンの出力が最大限に発揮されるようになる。
【０００４】
このエンジンの回転数と排気音との関係を示したものが図９である。
図９において、横軸はエンジンの回転数（単位：ｒｐｍ）示し、縦軸は排気音の大きさ（単位：ｄＢ）を示している。
また、直線ｑは排気ガスが前記通路Ｑを通過した場合の排気音の特性を示し、直線ｒは排気ガスが前記通路Ｒと前記通路Ｑを通過した場合の排気音の特性を示したものである。
この２つの直線ｑと直線ｒは、エンジンの回転数が常用使用回転域から高回転域へ移り変わる点Ｐで交差している。つまり直線ｑは、エンジンの回転数が常用使用回転域においては、直線ｒより排気音が小さく静粛性を示すが、エンジンの回転数が高回転域では、直線ｒより排気音が大きくなり、耳障りになってしまうものである。
従って、消音装置においては、エンジンの回転数が常用使用回転域では直線ｑの特性となり、エンジンの回転数が高回転域では直線ｒの特性となるように、可動弁を備えて排気ガスをコントロールする必要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の消音装置においては、可動弁３２が開く時は、コイルばね３３に反発して開いて行くが、高回転域における可動弁３２の開度が十分でなく、可動弁３２が開けば開くほど、図７の点線で示すように、バネの特性上、ばね３３の反発力が強まるので、高回転域になればなるほど、可動弁３２にかかる荷重が大きくなって、可動弁３２を開くのが困難となり、特に可動弁３２を完全に開いた状態（図８において水平方向）にすることは、非常に困難であった。そのため、消音装置の排気抵抗が大きくなり、高回転域においては、エンジンの出力を最大限に発揮させることができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みなされたもので、エンジンの常用使用回転域においては騒音が小さく静粛になり、エンジンの高回転域においては可動弁を完全に開いて排気抵抗が小さく高出力を発揮する、内燃機関用消音装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、消音器の連通管の出口に取付けられ、排気ガス圧の増大に伴って開度を増大することにより排気ガス圧の制御をする制御装置を備えている内燃機関用消音装置において、前記制御装置は第１の可動弁と第２の可動弁と取付ブラケットとを備え、前記第２の可動弁は前記第１の可動弁により押し開かれることを特徴とするものである。
また、前記第１の可動弁は、一端を取付ブラケットに回動自在に取り付けられ、他端にはコロが取付けられ、前記コロは第２の可動弁の内面に当接していることを特徴とするものである。
また、前記第２の可動弁は、凹面を持つ板で形成され、一端を前記取付ブラケットに回動自在に取付けられていることを特徴とするものである。
また、前記第２の可動弁と前記取付ブラケットには複数の孔が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の内燃機関用消音装置を示す断面図、図２は、図１の内燃機関用消音装置の制御装置を示す斜視図、図３は、図２の制御装置の閉じた状態を示す一部破断の側面図、図４は、図２の制御装置の一部破断の正面図、図５は、図２の制御装置の第２の可動弁を示す正面図、図６は、図２の制御装置の開いた状態を示す断面図、図７は、図２の制御装置の可動弁の開き角度と可動弁にかかる排気ガス圧の関係を示す相関図である。
【０００９】
まず、図１において、本発明の内燃機関用消音装置は、筒状の消音器１の一方の端面に接続されている入口管２、他方の端面に接続されている２つの出口管３，４、および隔壁５，６により区画されている膨張室７，８，９を有している。
また、入口管２が開口する膨張室７と出口管３が開口する膨張室８を連通する連通管１０、そして出口管４が開口する膨張室９と膨張室７を連通する連通管１１を有している。
この連通管１０はエンジンの低回転域側の排気ガスの通路Ｓとされ、他方の連通管１１はエンジンの高回転域側の排気ガスの通路Ｔとされて、このときには連通管１０と並列に排気ガスが流れるようになっている。この連通管１１の出口１１ａには制御装置１２が取り付けられている。
【００１０】
連通管１１に取り付けられている制御装置１２は、図２に示すように、連通管１１を開閉する第１の可動弁１３と、この第１の可動弁１３が内面に当接している第２の可動弁１４と、この第１の可動弁１３と第２の可動弁１４を前記連通管１１に取り付けるための取付ブラケット２０から構成されている。
第１の可動弁１３は、図３、図４に示すように、中央部が皿状に形成された底部１３ａの径が、ほぼ連通管１１の内径と同一に形成され、第１の可動弁１３を閉じた状態では、連通管１１を通る排気ガスをシャットするように構成されている。
【００１１】
また、第１の可動弁１３の下側の端部１３ｂには、ピン１５が貫通され、取付ブラケット２０の両側のガイド壁２１，２２に回動自在に軸支されている。
また、ピン１５には、バネ１６が巻回され、このバネ１６の一端１６ａが延長されて第１の可動弁１３を付勢しており、バネ１６の他端は取付ブラケット２０に形成された切欠２３に嵌入されてバネ１６を固定する。このバネ１６の強さは、エンジンが高回転になった時に第１の可動弁１３が完全に開くように従来の半分程度の荷重にバネを選定してある。
さらに、第１の可動弁１３の上側の端部１３ｃにはコロ１７が取り付けられ、このコロ１７が第２の可動弁１４の内面１４ｂに当接している。
【００１２】
第２の可動弁１４は、図２、図３、および図５に示すように、全体が凹面状の板に形成され、全面に排気ガスを整流するため複数の小孔が開けられている。
この第２の可動弁１４の上部１４ａは、ピン１８で取付ブラケット２０の両側の壁２１，２２に回動自在に取り付けられている。
また、このピン１８にはバネ１９が巻回されており、このバネ１９の一端１９ａが延長されて第２の可動弁１４を付勢しており、バネ１９の他端１９ｂが延長されて、取付ブラケット２０に形成された切欠２４に嵌入されバネ１９を固定している。このバネ１９の強さはエンジンが常用回転域においては、第１の可動弁１３と第２の可動弁１４が閉じるように、前記バネ１６より強いバネを選定している。
さらに、第２の可動弁１４の内面１４ｂには、前記第１の可動弁１３のコロ１７が当接しており、図６に示すように、このコロ１７が内面１４ｂを滑動することにより第２の可動弁１４は第１の可動弁１３により押し開かれる。
【００１３】
第１の可動弁１３と第２の可動弁１４を連通管１１に取り付けている取付ブラケット２０は、図２、図３に示すように、第１の可動弁１３と第２の可動弁１４の動作をガイドするガイド壁２１，２２と、連通管１１との取付け部２５が一体に形成されている。
ガイド壁２１，２２は、扇形板状に形成され、全面に排気ガスを整流するための複数の小孔が開けられている。
このガイド壁２１，２２の下部にはピン１５を挿入するための孔２１ａ，２２ａが形成され、第１の可動弁１３を軸支するピン１５が挿入されている。
また、ガイド壁２１，２２の上部にはピン１８を挿入するための孔２１ｂ，２２ｂが形成され、第２の可動弁１４を軸支するピン１８が挿入されている。
【００１４】
取付ブラケット２０の取付け部２５は、連通管１１に取り付けるために、円筒形に形成され、連通管１１に溶接等で取り付けられる。
この取付け部２５は、前記ガイド壁２１，２２の方向にじょうご形に開いた傾斜部２５ａが形成されており、この傾斜部２５ａに前記第１の可動弁１３の底部１３ａが収まるようになっている。これにより、第１の可動弁１３を閉じたときに連通管からの排気ガスの漏れを防いでいる。
【００１５】
このように構成された制御装置１２は、エンジンが低速回転の場合は、バネ１６の付勢力と、バネ１９の付勢力により第２の可動弁１４が第１の可動弁１３を取付け部２５に押しつけている荷重が排気ガス圧より強いので、図３に示すように、第１の可動弁１３は閉じた状態となっている。
一方、エンジンが高回転域になると、排気ガス圧が強くなるので、第１の可動弁１３のバネ１６の付勢力と、第２の可動弁１４を介して第１の可動弁１３を押さえつけているバネ１９の付勢力より大きくなり、第１の可動弁１３が開く。
そして、排気ガス圧が最大になると、図６に示すように、第１の可動弁１３が水平状態になるまで開き、エンジンの出力が最大限に発揮されるようになる。
また、このときの排気音は、排気ガスが第２の可動弁１４の整流用の小孔と取付ブラケットの整流用の小孔を通過するので、排気ガスが整流されて耳障りな騒音の成分が低減することができる。
【００１６】
また、第１の可動弁１３と第２の可動弁１４が排気ガス圧により開く場合に、第１の可動弁１３の開き角度と、２つの可動弁にかかる排気ガス圧の関係を示すと図７のようになる。
図７において、グラフの横軸は可動弁の開き角度（°）とエンジンの回転数（ｒｐｍ）を示し、縦軸は可動弁にかかる排気ガス圧の荷重（Ｋｇｆ）を示してい。また、実線は本発明の可動弁の特性を示し、点線は従来の可動弁の特性を示している。
図７によれば、第１の可動弁１３の開き始めは、図３に示すように、第１の可動弁１３はコロ１７を介して第２の可動弁１４の付け根の部分により押さえつけられているため、従来の可動弁よりは開きにくくなっている。
ところが、第１の可動弁１３は、一旦開き始めると、第１の可動弁１３のコロ１７が第２の可動弁１４の付け根の部分より遠ざかるため、図６に示すように、第２の可動弁１４が開けば開く程、てこの作用で、第２の可動弁１４を開くための荷重はそれほど必要とせず、荷重の大部分は第１の可動弁１３のバネ１６に抗して開くためにだけ必要となるもので、しかもバネ１６は柔らかいバネを使用しているため、従来に比べはるかに小さい荷重で全開するようになっている。
従って、上述した消音装置は、排気ガス圧が低い常用回転域の２５００回転／分以下においては、可動弁の開かずに閉じたままなので排気音が静粛となり、排気ガス圧が高い高回転域では可動弁が完全に開いてエンジンの出力が最大限に発揮されるようになっている。
【００１７】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明は、消音器の連通管に取り付けられ、排気ガス圧の増大に伴って開度を増大することにより排気ガス圧の抑制をする可動弁を備えている内燃機関用消音装置において、前記制御弁は第１の可動弁と第２の可動弁を備え、前記第２の可動弁は前記第１の可動弁により押し開かれることにより、、エンジンの常用使用回転域においては騒音が小さく静粛になり、エンジンの高回転域においては可動弁を完全に開いて排気抵抗が小さくエンジンの出力が最大限に発揮することができるという効果を奏するものである。
また、前記第２の可動弁と前記取付ブラケットには複数の孔が設けられていることにより、エンジンの高回転域において排気ガスが整流され、排気音の騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関用消音装置を示す断面図である。
【図２】図１の内燃機関用消音装置の制御装置を示す斜視図である。
【図３】図２の制御装置の可動弁の閉じた状態を示す側面図である。
【図４】図２の制御装置の可動弁の閉じた状態を示す一部破断の正面図である。
【図５】図２の制御装置の第２の可動弁を示す正面図である。
【図６】図２の制御装置の開いた状態を示す断面図である。
【図７】図２の制御装置の可動弁の開き角度と可動弁にかかる排気ガス圧の関係を示す相関図である。
【図８】従来の内燃機関用消音装置を示す断面図である。
【図９】従来の内燃機関用消音装置のエンジンの回転数と排気音の関係を示す相関図である。
【符号の説明】
１          消音器
２          入口管
３          出口管
４          出口管
５          隔壁
６          隔壁
７          膨張室
８          膨張室
９          膨張室
１０          連通管
１１          連通管
１２          制御装置
１３          第１の可動弁
１４          第２の可動弁
１５          ピン
１６          バネ
１７          コロ
１８          ピン
１９          バネ
２０          取付ブラケット
２１          ガイド壁
２２          ガイド壁
２３          切欠
２４          切欠
２５          取付け部
【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】
0003739871.tif 000008
【図８】
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【図９】
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