JPH04124418A - エンジンの消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、装置内に凝着する水滴を除去する構造を持っ
たエンジンの消音装置に関する。

〔従来の技術〕

エンジンの低速域での排気騒音を低減し、かつ高速域に
おいては背圧損失の低減をはかるため、消音器内の排気
ガスの流路をエンジンの運転状態に応じて切り換え制御
することが行われている。

このような装置として、当山願人は実願平１−９６７５
９を出願している。

これは第６図に示すように、排気ガスの流路の切り換え
を、消音器１内の背圧の大小に基づいて作動するアクチ
ュエータ１５に連動した図示しない開閉弁によって１テ
なうもので、消音器１内に排気ガスを導くインレットパ
イプ７に連通する所定容積を持った容器（圧力タンク）
２１を消音器ｌ内に設け、前記アクチュエータ１５に排
気ガスを導入するため、前記容器（圧力タンク）２１と
前記アクチュエータ１５とは、連通管２３（以下、連通
管とはこの連通管２３を指す）によって連通され、前記
アクチュエータ１５は、前記容器（圧力タンク）　２１
内の背圧に基づいて作動するという構成のものである。

その構成によれば、前記容器（圧力タンク）２１が前記
インレットバイブ７からの排気圧の脈動成分をその容積
による拡張作用によって吸収し、さらに圧力タンク２１
内に残る排気圧の脈動成分を前記連通管２３がその細い
管路径によって削除してしまうため、前記アクチュエー
タ１５の作動には排気圧の脈動成分による影響がほとん
ど現れず、安定した作動が得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記連通管２３は消音器１の外部にあって大
気にさらされており、又その通路径が細いがために排気
ガス中の蒸気成分が凝着し大きな水滴となり表面張力に
よって前記連通管２３内を閉塞してしまう場合がある０
通常運転時においては消音器１内の圧力変動に応じて前
記水滴は前記連通管２３の中を移動するため何の問題も
ないが、寒冷時にこの状態のままエンジンを停止させて
おくと前記連通管２３内を閉塞したまま水滴は氷結して
しまい、エンジンを再始動させた際、アクチュエータ１
５は、しばらくの閣下作動状態となり、高出力時に背圧
を低減することができず所定の機関出力性能を得ること
ができないという問題が生じる。

本発明は、エンジン停止時に、前記連通管２３の両端に
圧力差をかけることにより前記連通管２３内に滞留した
水滴を除去し、寒冷時におけるエンジン始動後のアクチ
ュエータ１５の不作動状態をなくし、上記問題を解決す
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的に沿う本発明に係るエンジンの消音装置は、消
音器内部に排気ガスを導入するインレットバイブと、消
音器内部にて、前記インレットバイブに連通し、該イン
レットバイブを囲繞する空間を構成する容器と、消音器
内に形成された排気ガス流路を開閉し、該排気ガス流路
の切り換えをする開閉弁と、前記容器内に生じる背圧に
基づいて前記開閉弁を作動させるアクチュエータと、該
アクチュエータと前記容器とを連通し、該アクチュエー
タに前記容器内の背圧を導入する連通管とを有するとと
もに、エンジン停止信号によって起動し、前記連通管の
一端側に圧力を供給する圧力供給装置を備えたことを特
徴とする。

〔作用〕

上記の構成により、エンジンを停止させると、エンジン
停止信号によって前記圧力供給手段が働き、それに連通
している前記圧力タンクと前記アクチュエータとを結ぶ
連通管の一端部に圧力が供給される。その圧力は前記連
通管の一端側から他端側へ伝播され、このとき同時に前
記連通管内の水滴が前記連通管の前記他端側へ押しやら
れ、前記水滴が除去される。

〔実施例〕

以下に、本発明に係るエンジンの消音装置の望ましい実
施例を、図面を参照して説明する。

第１図乃至第２図（ａ）（ｂ）は、本発明の第１実施例
を示している。第１図に示すように、消音器１内は、隔
壁２．３によって３つの拡張室に区画されている。消音
器１の後端面１ｂと隔壁２との間には、第１の拡張室４
が位置しており、隔壁２と隔壁３との間には、第２の拡
張室５が位置している。消音器１の前端面１ａと隔壁３
との間には、第３の拡張室６が位置している。エンジン
側に接続されるインレットバイブ７は、前端面１ａと隔
壁２．３とを貫通し、下流端は第１の拡張室４に開口し
ている。

消音器１内には、流路断面積が大きなバイパスバイブ８
が配置されており、バイパスバイブ８は、隔壁２．３を
貫通した状態で固定されている。バイパスバイブ８の上
流端は第１の拡張室４に開口しており、下流端は第３の
拡張室６に開口している。バイパスバイブ８は、Ｌ字状
に形成されており、第３の拡張室６内でバイパスバイブ
８の一方が隔壁２．３と平行になるように屈曲されてい
る。

インレットバイブ７とバイパスバイブ８との間には、別
のインナバイブ９．１０がそれぞれ配置されている。一
方のインナバイブ９は隔壁２を貫通するよう設けられて
おり、その一端は第１の拡張室４に開口し、他端は第２
の拡張室５に開口している。他方のインナバイブｌＯは
、隔壁３を貫通するように設けられており、その一端は
第２の拡張室５に開口し、他端は第３の拡張室６に開口
している。

消音器１の後端面１ｂには、消音器１内の排気ガスを外
部に排出するアウトレフトバイブ１１．１２が設けられ
ている。アウトレットバイブ１１．１２は、共に隔壁２
．３を貫通し、その上流端は第３の拡張室６に開口して
いる。一方のアウトレフトバイブ１１は、バイパスバイ
ブ８とインナバイブ９．１０との間に配置されている。

他方のアウトレフトバイブ１２は、インレフトバイブ７
とインナバイブ９．１０との間に配置されている。

バイパスバイブ８の第３の拡張室６側の開口端には、開
閉弁１３が回動可能に設けられている。開閉弁１３は、
リンク１４を介してアクチュエータとしてのダイヤフラ
ムアクチュエータ１５のロッド１６に連結されている。

ダイヤフラムアクチュエータ１５は、ブラケット１８を
介して前端面１ａに固定されている。開閉弁１３は、第
２図（ｂ）に示すように、ダイヤフラムアクチュエータ
１５のダイヤフラム室１７に作用する消音器内に住しる
背圧の大小によって開閉駆動されるようになっている。

すなわち、エンジンの高速域においては、排気ガスの流
量が大きく前記消音器１内の容器２１には大きな背圧が
生じる。ここで生じた背圧は連通管２３を通り、前記ダ
イヤフラム室１７へ伝播する。ダイヤフラム室１７へ伝
播された前記背圧はダイヤフラムゴム］、５ａを押し、
このとき同時にダイヤフラムゴム１５ａに連結されてい
るロッド１６が押され、ロッド１６に連結されたリンク
機構１４が作動することにより、前記開閉弁１３が開弁
される構成となっており、開閉弁１３が開弁されること
により、消音器１内におけるガス流路の流路抵抗が減少
するようになっている。

第２図に示すように、消音器１内のインレフトバイブ７
の外周には、断面形状が略トラック（競技場）状に形成
され、一方の端面が、消音器１の前端面１ａに接合され
た容器２１が設けられている。

容器２１内に位置するインレットパイプ７の部位には、
第１図によく示されるようにインレットバイブ７内を流
れる排気ガスの一部を容器２１内に流出させる複数のガ
ス流出孔２２が穿設されている。

第２図によく示すように、インレットバイブ７は車載状
態で見て、前記容器２１の上部に位置しており、容器２
１の下部の容積が上部の容積よりも大となっている。ダ
イヤフラムアクチュエータ１５のダイヤフラム室１７は
、前記連通管２３を介して前記消音器１内の容器２１の
下部と連通している。この場合、前記容器２１の背゛圧
取り出しボー）２１ａの位置は、車載状態で見て、ダイ
ヤフラム室１７の背圧ボート１７ａの位置よりも下方に
設定されている。これにより、前記背圧ボート１７ａは
前記インレットバイブ７からの距離を大きくとれ、前記
容器２１による排気圧の脈動の除去効果を最大限利用す
ることができる。

前記連通管２３は、背圧導入ボート１７ａから背圧取り
出しボート２１ａに向かって下りとなる傾斜道路になっ
ており、前記容器２１の最下部には、容器２１内および
ダイヤフラムアクチュエータ１５に流入した凝着水を消
音器１内に排出させる水抜き孔２４が設けられている。

水抜き孔２４の孔径は、前記容器２１の排気圧除去効果
の妨げにならないように、インレフトバイブ７に設けら
れたガス流出孔２２の孔径よりも小になっている。

第３図に示すように、ダイヤフラムアクチュエータ１５
のダイヤフラム室１７の外側には、筒状の容器３０が取
りつけられ、その容器３０とダイヤフラム室１７とは、
バルブ３ａを介して連通されている。

そのバルブ３ａはソレノイド装置３３によって作動し、
前記容器３０とダイヤフラム室１７との連通を開閉制御
する。ソレノイド装置３３は、前記容器３０内に収納さ
れており、機関運転時は、常時ソレノイド装置３３に通
電され、バルブ３ａは閉じているが、エンジンを停止さ
せた時、ソレノイド装置の通電がＯＦＦとなり、スプリ
ング３２によって開くように付勢されているバルブ３ａ
が開くことにより、前記容器３０とダイヤフラム室１７
は連通される。前記容器３０の壁面からは外部に向けて
管３１が出でおリ、その管３１はアクチュエータ１５の
上部に設置された蓄圧タンク４０に連通されている。蓄
圧タンク４０は、アクチュエータ１５と同様、ブラケッ
ト１９によって消音器１の前端面１ａに固定されており
、チエツクバルブ４０ａを介し圧力通路４１によってイ
ンレフトバイブ７に連通されている。そのチエツクバル
ブ４０ａは、蓄圧タンク４０内へ流入する方向へのみ開
く一方向弁である。

なお、第１図に示すように、消音器には水抜き手段２５
が設けられている。水抜き手段２５は、消音器ｌ内に溜
まった水を外部に排出させる機能を有しており、その構
造は、たとえば、実開昭５９−１５２１２４号公報、発
明協会公開技報８０−５００号、８８−３７６号に開示
されている。したがって本実施例では水抜き手段２５の
説明は省略する。

つぎに、上記第１実施例の構成による作用について説明
する。

エンジン低速域では、インレフトバイブ７内の圧力が高
くないので、ダイヤフラムアクチュエータ１５のダイヤ
フラムゴム１５ａは移動されず、バイパスバイブ８に設
けられた開閉弁１３は開弁されない。従って、インレッ
トバイブ７から第１の拡張室４に流出した排気ガスは、
第２図の破線の矢印Ａに示すように、インナバイブ１０
を介して第２の拡張室５に流入される。第２の拡張室５
に流入した排気ガスは、別のインナバイブ９を介して第
３の拡張室６に流出され、さらに排気ガスはアウトレフ
トバイブ１１．１２を介して外部に排出される。

このように、エンジンの低速域においては、排気ガスの
流路の断面が多様に変化し、膨張収縮が行われるので、
排気騒音が低減される。

エンジン高速域には、インレフトバイブ７内の背圧しい
ては容器２１内の背圧が上昇し、その背圧が連通管２３
を伝いダイ七フラムアクチュエータ１５のダイヤフラム
室１７内の圧力を上昇させる。それにより、ダイヤフラ
ムゴム１５ａに作用する力が大となるので、ロッド１６
が押され、ロフト１６に連通されたリンク機構１４が作
動し、バイパスバイブ８に設けられた開閉弁１３が開弁
される。従って、インレフトバイブ７から第１の拡張室
４に流出した排気ガスの大部分は、第２図の実線の矢印
Ｂに示すように、流路抵抗の小さなバイパスバイブ８を
介して第３の拡張室６に流出される。第３の拡張室６に
流出した排気ガスは、アウトレフトバイブ１１．１２を
介して外部に排出される。

このように、エンジン高速域においては、排気ガスの流
路抵抗が小さくなるので、背圧損失が低減され、エンジ
ンの出力向上がはかれる。

ここで、ダイヤフラムアクチュエータ１５のダイヤフラ
ム室エフは、前記連通管２３を介して前記消音器１内の
容器２１と連通しているので、排気ガスによってインレ
フトバイブ７内に生じる背圧は容器２１を介してダイヤ
フラム室１７に作用することになる。そのとき、排気圧
の脈動は前記容器２１の容積、さらに前記連通管２３の
細い管径により吸収、削除され、安定したダイヤフラム
アクチュエータ１５の作動が確保される。

又、一方でインレットバイブ７と連通された蓄圧タンク
４０には、運転時における排気ガスによるインレフトバ
イブ７内の背圧が蓄えられる。

ところで、排気通路においては、排気ガス中の水分によ
って凝縮水が生成される。

排気ガスの一部は、前記連通管２３を介してダイヤフラ
ムアクチュエータ１５のダイヤフラム室１７に流入し凝
縮水を生成するが、この連通管２３は前記容器２１の背
圧取り出しポート２１ａに向かって下りとなる傾斜通路
となっているので、ダイヤフラム室１７に流入した凝縮
水は前記連通管２３を逆戻りし、前記容器２１に戻され
る。そして戻された凝縮水は、上述と同様に水抜き孔２
４を介して消音器１内に排出される。ところが、凝縮水
の水滴は全てが戻るわけでなく表面張力により前記連通
管２３内に滞留するものがある。

そこで、エンジンを停止させると、イグニションｏｆｆ
信号が前記ソレノイド装置３３に送られ、バルブ３ａが
開かれ、前記蓄圧タンク４０に蓄えられていた圧力が蓄
圧タンク４０から前記ダイヤフラム室１７を経て前記連
通管２３へ伝わり、その連通管２３内に滞留した凝縮水
はその圧力により前記消音器１内の容器２１へ押しやら
れ、さらには前記水抜き孔２４から消音器１内へ放出さ
れる。

従って、上記作用によりエンジン停止と同時に前記凝縮
水は前記連通管２３内から除去されるため凝縮水の氷結
等による不具合が解消できる。

尚、本第１実施例では、蓄圧タンク４０をインレフトバ
イブ７に連通するように設けているが、インレフトバイ
ブ７から離れた位置であっても排気道路中において排気
ガスによる背圧の存在する位置に連通させてあれば、同
様の効果が得られる。

第４図は第２実施例を示す。

本第２実施例も消音器の内部の構成、及びその消音作用
は第１実施例と同様であるため説明を省略する。

本実施例では、アクチュエータ１５のロッド１６がリン
ク１４に連結された部分を越えて延設されており、その
延設部分１６゛　にソレノイド４２を設け、機関を停止
させた時、そのソレノイド４２に通電励磁させロッド１
６の延設部分１６’を急激にアクチュエータ１５側へ押
すことを特徴としている。

急激にロッド１６が押されるため、アクチュエータ１５
のダイヤフラム室１７内の圧力が一瞬大となりその圧力
が連通管２３、消音器１内の容器２１を通り消音器１内
へ伝播される。この時前記連通管２３内に滞留した凝縮
水が消音器１内へ同時に押し出される。

第５図に第３実施例を示す。

本第３実施例もその消音器内部の構成、及びその構成に
よる消音作用は第１実施例と同様であるため説明は省略
する。

本実施例では、アクチュエータ１５のダイヤフラム室１
７に連通する筒状の容器４０を有し、その容器４０の内
部にはソレノイド４２によって作動するピストン４３が
、前記容器４０の、アクチュエータ１５のダイヤフラム
室１７に連通する容積が大きくなる方向にスプリング４
４によって付勢され収納されている。

機関が停止すると前記ソレノイド４２に通電され、ピス
トン４３は前記のダイヤフラム室１７に連通ずる容積を
急激に小さくするように押し動かされる。

従ってこのとき前記ダイヤフラム室１７内の圧力は一瞬
大となり、その圧力が連通管２３、消音器１内の容器２
１を遺り、消音器１内へ伝播される。このとき同時に排
気ガス導入通路２３内に滞留していた凝縮水が消音器１
内へ押し出される。

尚、第２、第３実施例においては、機関停止時の圧力供
給手段への通電は一瞬でよいため、運転中にコンデンサ
へ蓄電しておき、機関体止時にその蓄電された電圧を使
用すればよい。

以上、３つの実施例について説明したが、本発明はこれ
ら３つの実施例のみに限定されるものでなく、本゛発明
の範囲内で、種々の実施例が可能なものである。

〔発明の効果〕

本発明により、エンジンを停止させる度に消音器内の容
器とアクチュエータとを連通ずる前記連通管内の水滴を
除去できるので、寒冷時においてエンジン停止中に氷結
した凝縮水が前記連通管内を閉塞してしまい、再始動時
にアクチュエータが働かない等の不具合が解消される。

また、運転中には前記圧力供給手段は作動しないので、
運転中に消音器の消音作用の妨げになるようなことがな
い。

【図面の簡単な説明】

第１回は本発明に係るエンジンの消音装置の第１実施例
の全体構成の底面図を示し、 第２図は第１図の正面図を示す。 第３図は第１図の装置の部分拡大図を示す。 第４図は本発明に係る第２実施例の正面図を示す。 第５図は本発明に係る第３実施例のアクチュエータ及び
圧力供給手段の断面図を示す。 第６図は従来のエンジン消音装置の正面図である。 消音器 インレフトバイブ 開閉弁 アクチュエータ 容器 連通管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンの排気系に設けられた容積型消音器と、該消音
   器内部に排気ガスを導入するインレットパイプと、 該消音器内部にて、前記インレットパイプに連通し、該
   インレットパイプを囲繞する空間を構成する容器と、 前記消音器内に形成された排気ガス流路を開閉し、該排
   気ガス流路の切り換えをする開閉弁と、前記容器内に生
   じる背圧に基づいて前記開閉弁を作動させるアクチュエ
   ータと、 該アクチュエータと前記容器とを連通し、該アクチュエ
   ータに前記容器内の背圧を導入する連通管とを有すると
   ともに、 エンジン停止信号によって起動し、前記連通管の一端側
   に圧力を供給する圧力供給装置を備えたことを特徴とす
   るエンジンの消音装置。