JP3028410U - エンジンの消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置内部に流路可変機構を備えたエンジン
の消音装置に関し、高回転数域に対する背圧調整弁の動
作用アクチュエータをなくして構成を簡素化し、コスト
を低減させることを課題とする。 【解決手段】 常用回転域では共鳴形として作用する消
音装置において、複数の隔壁により仕切られた複数の空
間に分割し、前後両端に位置する空間にそれぞれ対面側
からインレットパイプとアウトレットパイプとを挿通
し、その両空間を連通させるインナパイプを設け、前記
インレットパイプには中間に位置する空間に排気させる
小穴を穿設し、前記アウトレットパイプには中間に位置
する空間から吸気させる小穴を穿設し、インナパイプの
出口には自重により閉じるとともにインナパイプ内圧に
より開く遮断弁を開閉自在に設けるように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は装置内部に流路可変機構を備えたエンジンの消音装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車では、エンジンの排気音を低減させるために排気管の出口部に消音装置 を設けている。 この消音装置の型式には種々あるが、そのうち絞りと空洞部との組合せからな る共鳴型の消音装置がある。 近年、共鳴型の消音装置では、設定した回転数を境にして常用回転域と高回転 域とに分け、その高回転域で背圧をさげることができるように切換弁を備えた型 式が開発されている。 例えば、特開平５−８６８３４号公報には、切換弁の操作用として空圧アクチ ュエータを設け、高回転域のときに切換弁を開いて流路抵抗を低減できるように し、常用回転域で車室内こもり音を低減させるとともに、高回転域では消音器流 路抵抗を低減させて背圧を低下させ、エンジン出力を向上させることができるよ うにした消音装置が記載されている。

【０００３】 この切換弁操作用の空圧アクチュエータを設けた消音装置では、図５および６ に示すように、消音装置１の内部を隔壁１ａ，１ｂによって３つの室２，３，４ に分け、１本のインレットパイプ５を前側から室４，３を貫通させて出口端を室 ２に位置させ、２本のアウトレットパイプ６，６を後側から室２，３を貫通させ て入口端を室４に位置させるように配置する。

【０００４】 室２と室３との間には通気孔７を設け、室３と室４との間には通気孔８を設け て、排気が室２から室３へ、また室３から室４へ自由に通過できるようにする。 そして、室２から室４までの間には室３を貫通するもう１本の通気管９を配設し て高回転域の動作時における通気路を拡大できるようにするとともに室２から室 ３を通らずに室４へ直接送出してアウトレットパイプ６，６から排気されるよう にする。

【０００５】 通気管９の出口にはエンジンの通常回転域の場合に閉じ、高回転域の場合に開 くように動作する切換弁１０を設ける。この切換弁１０にはインレットパイプ５ から抽気した排気の圧力と室４の室内圧との差圧によって駆動するダイヤフラム 式アクチュエータ１１を接続し、高回転域の場合にロッド１２を伸長させて切換 弁１０を開くように動作させる。

【０００６】 ダイヤフラム式アクチュエータ１１への空圧導入は、インレットパイプ５に穿 設した抽気口５ａの外周に消音装置内流路１３を巻回するように設け、その消音 装置内流路１３からダイヤフラム式アクチュエータ１１へ排気圧伝達通路１４を 配管して行う。この排気圧伝達通路１４の途中には、温度により膨張、収縮する 材料によって形成させた絞り手段１５を介装して、排気脈動を抑制してビビリ音 を抑えるようにしている。

【０００７】 このような従来の技術においては、ダイヤフラム式アクチュエータ１１を設け て装置内圧力の高まりに応じて切換弁１０を動作させるため、常用回転域と高回 転域との消音作用および背圧の切換えに必要とする構造が複雑となり、コスト高 を招くという問題点があった。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、従来の技術における前記問題点を解消するためのものであり、その ための課題は、高回転数域に対する背圧調整弁の動作用アクチュエータをなくし て構成を簡素化し、コストを低減させるエンジンの消音装置を提供することにあ る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案における請求項１に係るエンジンの消音装置は、常用回転域では共鳴形 として作用する消音装置において、複数の隔壁により仕切られた複数の空間に分 割し、前後両端に位置する空間にそれぞれ対面側からインレットパイプとアウト レットパイプとを挿通し、その両空間を連通させるインナパイプを設け、前記イ ンレットパイプには中間に位置する空間に排気させる小穴を穿設し、前記アウト レットパイプには中間に位置する空間から吸気させる小穴を穿設し、インナパイ プの出口には自重により閉じるとともにインナパイプ内圧により開く遮断弁を開 閉自在に設けたことを特徴とするものである。

【００１０】 請求項２に係るエンジンの消音装置は、前記インナパイプの出口には下側が排 気方向へ突出する所定角度で斜めにカットされた傾斜出口を形成し、前記遮断弁 は上端部をインナパイプの出口部上方でパイプ軸と直交する水平軸周りに回動自 在に軸支させるとともにパイプ側当接面を垂直線より排気方向へ所定角度傾斜し た位置でインナパイプの傾斜出口に当接させて、通常時には遮断弁の自重により インナパイプ出口を閉じ、高速時にはインナパイプ内圧によりインナパイプ出口 を開くことを特徴とする。

【００１１】 請求項３に係るエンジンの消音装置は、前記遮断弁の接点における音の発生を 防止する防音手段を設けたことを特徴とする。

【００１２】

【考案の実施の形態】

本考案における以下の実施の形態では、装置内部を三室（空間）に分けた場合 について説明する。ただし、この実施の形態は特に指定のない限り本考案を制限 するものではない。

【００１３】 〔構成〕 図１は消音装置の構成を示す平面断面図である。 消音装置２０はアウタケース２１とエンドプレート２２，２３とによって正面 断面が略楕円形の中空柱状体に形成され、その中は前後方向に略垂直な２枚の隔 壁としてのバッフルプレート（隔壁）２４，２５によって、それぞれ目的に応じ た適当な大きさの３つの空間（後端から順に第１室２７，第２室２８，第３室２ ９）を形成する。

【００１４】 インレットパイプ３１は前側のエンドプレード２２から後側端部の空間（第１ 室２７）まで貫通させて配管する。このインレットパイプ３１には、第２室２８ に位置する箇所に例えば６ｍｍ程度の小孔を多数個穿設して排気流出孔３１ａを 設け、そして、第１室２７に挿入した端部を、排気流出孔３１ａよりも断面積の 大きい範囲で若干縮径させて先端部を細くするとともに、その先端は開口させて 流出口３１ｂとする。

【００１５】 アウトレットパイプ３２は後側のエンドプレート２３から前側端部の空間（第 ３室２９）まで貫通させて配管する。このアウトレットパイプ３２には、第３室 に挿入された端部の先端を開口させて流入口３２ａとし、第２室２８に位置する 箇所に例えば４ｍｍ程度の小孔を多数個穿設して排気流入孔３２ｂを設ける。ま た、アウトレットパイプ３２の第１室近傍の配管位置には、インレットパイプ３ １から流出する排気の熱による影響をなくすために、二重管とし、その二重の管 の間にインシュレータ３３を入れて断熱する。

【００１６】 インナパイプ３４は第２室２８を貫通させて第１室２７と第３室２９とを連通 させるように配管する。このインナパイプ３４の第３室２９側の先端（出口部） には遮断弁３５を取り付ける。 インナパイプ３４の出口部に取り付ける遮断弁３５は、図２に示すように、側 面から見て上端には回動自在に軸支する軸４１を回動支点として、下端側をイン ナパイプ出口に近接・離間する方向に回動させるように取り付ける。

【００１７】 インナパイプ３４の出口部には、下端が上端よりも排出側に突出するように（ 傾斜角α₁ ＝約２０度で）カットして斜め切り口状に成形した出口と、バッフル プレート２４に溶接させるための入口側の先端に形成させたフランジとを有する 短いパイプ材４２を、傾斜出口を斜め上方へ向けて、インナパイプ３４の出口端 部に外嵌し、その嵌合部を気密にする。 そのパイプ材４２の上部には溝型材の一端をパイプ外形に合わせてカットした 遮断弁取付ブラケット４３を立設して溶接する。

【００１８】 遮断弁３５は弁体を円盤状に形成し、その一部を切り取り、切り取られた端面 の両端から外方へ突出するアーム３５ａを立設させて溶接し、パイプ当接面側に は、図３に示すように、グラスウールあるいはワイヤーメッシュ等を積層した耐 熱性のある緩衝材を所定形状に成形したパッド４４を当接箇所に貼着し、消音と 密閉とを兼ねた当接面を形成する。 遮断弁３５の上端に設けたアーム３５ａ，３５ａの上端部を、遮断弁取付ブラ ケット４３の両側部に形成させた突出し部４３ａに、軸４１により回動自在に軸 支する。 遮断弁３５を軸支する軸４１の向きは、インナパイプ３４の軸に直交する面に 平行な水平軸と同じ向きにし、その軸周りに遮断弁３５を回動させることにより 、遮断弁３５の動作方向を、パイプ材４２の斜め切り口に形成された出口の軸方 向に近接・離間するように取り付ける。

【００１９】 遮断弁３５を斜めの切り口を有するパイプ出口に近接・離間するように取り付 けることにより、遮断弁３５は斜めにカットされているパイプ材４２の出口に当 接し、その角度で出口端にその自重の傾斜に対するパイプ材方向の分力だけ閉じ る力を作用させ、そして、エンジン回転数が高回転数領域で運転されると、イン ナパイプ３４の内圧が高くなり、自重による閉じる力に抗して開く方向の力が大 きくなって、遮断弁３５は軸４１を支点として排気方向へ最大４５度程度まで回 動させる。このために、遮断弁３５には特別な操作用の制御手段を設けることな く開閉機能を有する。

【００２０】 〔作用効果〕 このように構成した実施例においては、常用回転域で、エンジンから排出され た排気ガスは、インレットパイプ３１を通り、排気流出孔３１ａから第２室２８ 側へ流出させ、一部は流出口３１ｂを介して第１室２７へ流出させる。そして、 第２室２８へ流入した排気ガスは、アウトレットパイプ３２に設けられた排気流 入口３２ｂを介してアウトレットパイプ３２内に流入し、それからアウトレット パイプ３２の出口から外部へ流出する。

【００２１】 このとき、インレットパイプ３１の流出口３１ｂを介して第１室２７へ流入し た排気ガスは、第１室２７を共鳴室として作用させて圧力波を流出口３１ｂから インレットパイプ３１内へ逆送し、インレットパイプ３１内の音響振動を減衰さ せて、第２室２８を介してアウトレットパイプ３２に流入する排気ガスの脈動を 平滑化させて、外部への流出音を低減させる。

【００２２】 これに対して高回転域では、エンジンから排出された排気ガスが、インレット パイプ３１を通り、排気流出孔３１ａから第２室２８側へ流出させるとともに流 出口３１ｂを介して第１室２７へ流出させる。そして、第１室２７へ流入した排 気ガスはインナパイプ３４に流入し、遮断弁３５の重量に抗して遮断弁３５を押 し上げ、軸４１を支点として（傾斜角α₂ ＝約４５度の位置まで）回動させ、イ ンナパイプ３４の出口を開く。遮断弁３５が開状態になると、第１室２７へ流入 した排気ガスはアウトレットパイプ３２の流入口３２ａからアウトレットパイプ ３２に流入し、第２室２８から排気流入口３２ｂを介してアウトレットパイプ３ ２内に流入する排気ガスと干渉しつつ出口から外部へ流出する。

【００２３】 こうして遮断弁３５を開状態にすると、第１室２７は共鳴室から転じて拡張室 として作用し、排気ガスの流出を妨げる背圧を下げて流路抵抗を減少させ、排気 効率を高めてエンジン動力性能を向上させるとともに、第１室２７および第３室 ２９を空洞とする空洞形消音装置としての作用を加味し、さらに第２室２８を介 して減衰させてから排気流入口３２ｂを介してアウトレットパイプ３２に流入す る排気ガスとの干渉作用とともに排気音低減作用を高める。

【００２４】 これにより、この実施の形態では、常用回転域で運転している場合には遮断弁 ３５によってインナパイプ３４の出口が閉鎖され、高回転域では排気ガスの圧力 によって遮断弁３５の重量に抗してインナパイプ３４の出口が開放されるため、 その回転域が変化することによって消音効果が変化して、速度条件に応じた消音 効果を発揮させることができるとともに動力性能を効果的に引き出すことができ る構造が簡単で安価な消音装置を実現できる。 遮断弁３５の開閉によって、共鳴形と空洞形とを利用できる消音装置を形成で きるため、その特性に合わせた消音効果を発揮させることができ、運転状況の変 化に応じた消音装置を提供することができる。

【００２５】 〔別態様〕 この実施例は、本考案をより良く理解させるために具体的に説明したものであ って、別態様を制限するものではない。したがって、考案の主旨を変更しない範 囲で変更可能である。例えば、弁本体の形状は円板状としたが、他の形状であっ ても差し支えなく、また、弁本体に重り等の付加物を取り付けて重量調節したも のあるいは設計変更し易くしたものを使用しても良い。

【００２６】

【考案の効果】

以上のように本考案における請求項１に係るエンジンの消音装置では、常用回 転域では共鳴形として作用する消音装置において、インナパイプの出口に自重に より閉じるとともにインナパイプ内圧により開く遮断弁を開閉自在に設けたこと により、通常回転域における運転状態では遮断弁の自重によってインナパイプの 出口を閉じ、後端部の空間を共鳴室として利用することで消音させることができ 、高回転域における運転状態では排気圧力によって遮断弁をインナパイプ出口よ り離間させてインナパイプの出口を開き、後端部の空間を共鳴室から拡張室に代 えて背圧および排気音を低減させることができ、通常回転域と高回転域との両方 の領域で効果的に消音させることができるとともに動力性能を効果的に引き出す ことができる。自重で開閉できるため構成が簡素化され、製造が容易となり、コ ストが低減できる。

【００２７】 また、請求項２に係るエンジンの消音装置では、前記遮断弁の上端部をインナ パイプの出口部上方でパイプ軸と直交する水平軸周りに回動自在に軸支させると ともに前記遮断弁のパイプ側当接面を垂直線より排気方向へ所定角度傾斜した位 置で前記インナパイプの傾斜出口に当接させて、通常回転域における運転時には 遮断弁の自重によりインナパイプ出口を閉じることにより、特別な開閉制御手段 を付加することなく、通常回転域と高回転域とで排気の流路を切り換えることが できて、通常回転域と高回転域との両回転域における動力性能を効果的に発揮さ せることができるとともに消音効果を適切に高めることができる構成を簡単化で き、安価な消音装置とすることができる。

【００２８】 また、請求項３に係るエンジンの消音装置では、遮断弁の接点における音の発 生を防止する防音手段を設けたことにより、遮断弁の当接箇所を保護し、摩耗を 防止して消音効果を維持させることができるとともに、車体の振動による遮断弁 の振れを防止して無用な雑音の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による消音装置の実施の形態を示す平面
断面図である。

【図２】実施の形態におけるインナパイプ出口部を示す
縦断面説明図である。

【図３】図３のＡ部拡大図である。

【図４】実施の形態におけるインナパイプ出口部を示す
正面図である。

【図５】従来における消音装置を示す平面断面説明図で
ある。

【図６】従来の消音装置における切換弁のアクチュエー
タを示す正面説明図である。

【符号の説明】

２１ アウタケース ２２，２３ エンドプレート ２４，２５ バッフルプレート（隔壁） ２７ 第１室（空間） ２８ 第２室（空間） ２９ 第３室（空間） ３１ インレットパイプ ３１ａ 排気流出孔（小孔） ３１ｂ 流出孔 ３２ アウトレットパイプ ３２ａ 流入口 ３２ｂ 排気流入孔（小孔） ３４ インナパイプ ３５ 遮断弁 ３５ａ アーム ４１ 軸 ４２ 短いパイプ材 ４３ 遮断弁取付ブラケット ４４ パッド

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】常用回転域では共鳴形として作用する消音
   装置において、複数の隔壁により仕切られた複数の空間
   に分割し、前後両端に位置する空間にそれぞれ対面側か
   らインレットパイプとアウトレットパイプとを挿通し、
   その両空間を連通させるインナパイプを設け、前記イン
   レットパイプには中間に位置する空間に排気させる小穴
   を穿設し、前記アウトレットパイプには中間に位置する
   空間から吸気させる小穴を穿設し、インナパイプの出口
   には自重により閉じるとともにインナパイプ内圧により
   開く遮断弁を開閉自在に設けたことを特徴とするエンジ
   ンの消音装置。
2. 【請求項２】前記インナパイプの出口には下側が排気方
   向へ突出する所定角度で斜めにカットされた傾斜出口を
   形成し、前記遮断弁は上端部をインナパイプの出口部上
   方でパイプ軸と直交する水平軸周りに回動自在に軸支さ
   せるとともにパイプ側当接面を垂直線より排気方向へ所
   定角度傾斜した位置でインナパイプの傾斜出口に当接さ
   せて、通常時には遮断弁の自重によりインナパイプ出口
   を閉じ、高速時にはインナパイプ内圧によりインナパイ
   プ出口を開くことを特徴とする請求項１記載のエンジン
   の消音装置。
3. 【請求項３】前記遮断弁の接点における音の発生を防止
   する防音手段を設けたことを特徴とする請求項１または
   ２記載のエンジンの消音装置。