JPH05202729A - 内燃機関の排気系におけるバルブ構造 - Google Patents

内燃機関の排気系におけるバルブ構造

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JPH05202729A
JPH05202729A JP1506892A JP1506892A JPH05202729A JP H05202729 A JPH05202729 A JP H05202729A JP 1506892 A JP1506892 A JP 1506892A JP 1506892 A JP1506892 A JP 1506892A JP H05202729 A JPH05202729 A JP H05202729A
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JP
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exhaust pipe
valve
opening
valve plate
exhaust
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JP1506892A
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Shuichi Hase
周一 長谷
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Sango Co Ltd
Sango KK
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Sango Co Ltd
Sango KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンのアイドリング状態時又は低回転低
負荷状態時には所定の排気パイプを閉塞或いは所定量だ
け開口して消音性優先機能を発揮させ、エンジンの高回
転高負荷状態時には排気パイプの開口量を増大して背圧
低減優先機能を発揮させる。かつ、このような機能を発
揮する手段を、構造が簡単で安価に製造でき、しかも、
部品の摺動、相互干渉等をなくして、異音発生防止、作
動の信頼性の向上を図る。 【構成】 排気パイプ13の開口部に開閉バルブ17
を、その一部においてバイメタル19により連結して該
バイメタル19部を支点として開閉可能に備え、該開閉
バルブ17をバルブ板17aとその外周に設けた鍔17
bとで形成し、該鍔17bを、常温から所定の高温に至
るバルブ板17aの揺動範囲において排気パイプ13内
に位置するように設定したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気系におけ
るバルブ構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関の排気系において、分岐
排気管の一方を開閉したり、消音器内の所定のインナパ
イプを開閉する手段として、単に平板の開閉バルブをバ
イメタルで開閉制御するもの(実開昭57−53013
号公報)、開閉バルブを形状記憶合金の変態により開閉
制御するもの(実開昭61−62225号公報)、更に
は開閉バルブを、消音器外に設けたアクチュエータで開
閉制御するもの(実開昭60−110615号公報)が
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関用
消音器において、消音器内の所定の排気パイプに開閉バ
ルブを設け、該開閉バルブを、エンジンの高回転高負荷
状態時には開口して排気抵抗の減少を図り背圧低減優先
型とし、エンジンのアイドリング状態時又は低回転低負
荷状態時には閉口して消音性優先型に変化させることが
知られている。
【0004】このような消音器内の排気パイプにおける
開閉バルブの開閉制御手段として、例えば、前記の従来
バイメタル型式のもの(図10、図11)を適用する
と、次のような問題がある。
【0005】すなわち、図11のように、開閉バルブ2
を排気パイプ1の垂直状の末端開口部1aに対して常温
時に垂直姿勢をとるように組み付けると、エンジンが高
温になる高回転高負荷状態では図12に示すように開閉
バルブ2が大きく開き、その目的が達成されるものの、
エンジンのアイドル状態時又は低回転低負荷状態時では
末端開口部1aを閉口すべきであるにもかかわらず図1
3に示す如く開閉バルブ2が若干開いた状態になり、消
音性優先型にならない。
【0006】これは、開閉バルブ2の組み付けが常温下
で行われ、しかもエンジンの回転時は消音器内が常温で
あることはなく、必ず常温以上の温度になるからであ
る。また、前記のバイメタルの代りに形状記憶合金を用
いる従来の型式を適用することも考えられるが、記憶合
金の変態温度が100℃以下である現状においては、1
00℃以上の範囲内において開閉制御しなければならな
い消音器においては、現実の使用が不可能である。
【0007】更に、前記のアクチュエータにより開閉す
る手段を図14に示すように適用すると、電気、空気圧
等の駆動源やアクチュエータ4を制御するためのコント
ローラ、消音器外から開閉バルブ5を作動させるための
作動軸6と該作動軸を高温から保護するための手段、該
作動軸貫通部からの排気漏出防止手段、更にはアクチュ
エータ等の外部部品を飛石等から保護するための手段等
が必要になり、その制御が複雑かつ高価なものとなる。
【0008】本発明は以上のような諸問題を解決して、
エンジンのアイドリング状態時又は低回転低負荷状態時
では消音性優先型とし、エンジンの高回転高負荷状態で
は背圧低減優先型となる消音器を提案することを目的と
するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するために、排気パイプ(13)の開口部に開閉バル
ブ(17)を、その一部においてバイメタル(19)に
より連結して該バイメタル(19)部を支点として開閉
可能に備え、該開閉バルブ(17)をバルブ板(17
a)とその外周に設けた鍔(17b)とで形成し、該鍔
(17b)を、常温から所定の高温に至るバルブ板(1
7a)の揺動範囲において排気パイプ(13)内に位置
するように設定したことを特徴とする。
【0010】
【作用】エンジンが停止している常温時には、鍔(17
b)が排気パイプ(13)内にあり、排気パイプ(1
3)を閉塞している。
【0011】エンジンのアイドリング状態又は低回転低
負荷状態の場合、即ち、常温以上であるがかつ所定温度
以下の場合には、バイメタル(19)の変形によりバル
ブ板(17a)が開方向へ揺動するが、鍔(17b)の
一部が排気パイプ(13)内に存在し、排気パイプ(1
3)の末端の閉塞状態が維持され、消音性優先型の消音
器の機能を発揮する。
【0012】エンジンの高回転高負荷状態により所定温
度以上になると、バイメタル(19)が更に変形して開
閉バルブ(17)が更に開方向へ移動し、鍔(17b)
が排気パイプ(13)の末端から抜け出して排気パイプ
(13)の末端を大きく開口し、流通面積を増大させ
る。そのため、この範囲では排気パイプ(13)におけ
る排気流通量を増大させ、背圧低減優先型の消音器とし
ての機能を発揮する。
【0013】
【実施例】図1乃至図3に示す本発明の第1実施例につ
いて説明する。図1において、10は内燃機関用の消音
器本体、11はインレットパイプ、12はアウトレット
パイプ、13,14は複数の部屋15a,15b,15
cを連通する排気パイプ、16a,16bは仕切壁であ
る。
【0014】前記排気パイプ13,14のうちの特定の
排気パイプ13の末端部には開閉バルブ17が付設され
ており、この排気パイプ13の下流側末端形状と開閉バ
ルブ17の形状、組付構造について、図2及び図3によ
り詳述する。
【0015】排気パイプ13は円筒形に形成され、その
下流側末端13aも円形に形成されている。その下流側
末端部には開閉バルブ17が、その底部と排気パイプ1
3の底部間に固着した金属性の可撓材料からなる連結板
18により具備されており、該開閉バルブ17が連結板
18を支点として起倒するようになっている。更に、前
記連結板18の外面には温度上昇に伴って開閉バルブ1
7を開方向へ移動させるバイメタル19が付設されてい
る。
【0016】開閉バルブ17は、バルブ板17aと、該
バルブ板17aの外周部における前記連結板18の取付
部以外の部分に設けた鍔部17bとから構成されてい
る。バルブ板17aは、その外周形状を、前記排気パイ
プ13における下流側末端部の内周面より若干小径にし
た円板で形成されている。
【0017】鍔部17bは、そのバルブ板17aを図2
に示すように所定の角度θだけ排気パイプ13の下流側
末端13aから排気パイプ13内へ傾斜させた状態にお
いて、このバルブ板17aと排気パイプの下流側末端1
3aとの間における排気パイプ内周面を覆う形状に形成
されている。
【0018】また、該鍔部17bの外周面は、バルブ板
17aが連結板18及びバイメタル19を中心として前
後に揺動した場合に、そのバルブ板17aの外周面が描
く曲面と同様の曲面に形成され、該鍔部17bが排気パ
イプ13の内周面と干渉しないようになっている。
【0019】開閉バルブ17は、常温時において、その
バルブ板17aが排気パイプ13の下流側末端13aか
ら内方へ所定の角度θだけ傾斜するように連結板18及
びバイメタル19により取付けられる。この傾斜角θ
は、排気パイプ13の下流側末端を開口すべき直前の所
定温度まで昇温した場合に、バイメタル19の変態によ
りバルブ板17が下流側末端13aに達するように、そ
の角度θが設定されている。
【0020】そして、前記所定温度以上に昇温すると、
バイメタル19の変態により開閉バルブ17が更に前方
へ揺動し、排気パイプ13の下流側末端を開口するよう
になっている。
【0021】本実施例の作用について説明する。エンジ
ンが停止している常温下においては、開閉バルブ17は
図2の実線で示すように、そのバルブ板17aが内方へ
傾斜した状態にある。
【0022】エンジンのアイドリング状態時又は低回転
低負荷状態時のような常温以上で所定温度以下の温度範
囲内においては、その温度の昇降によるバイメタル19
の変態により、開閉バルブ17は、図2のAからBの範
囲内、すなわち図2の角度θ内で揺動する。そのため、
排気パイプ13の末端は開閉バルブ17のバルブ板17
a及び鍔部17bによって閉塞された状態に維持され
る。したがって、図1のような消音器においては、消音
効果が増大する消音性優先型の消音器としての機能が発
揮される。
【0023】次で、エンジンの高回転高負荷状態により
消音器内が前記の所定温度以上の高温になると、バイメ
タル19の変態により、開閉バルブ17は図2のBから
Cの位置まで回動する。そのため、高回転高負荷状態に
おいては排気パイプ13の下流側末端が大きく開口さ
れ、図1のような消音器においては排気抵抗を低減する
背圧低減優先型の消音器としての機能を発揮する。
【0024】図4は本発明の第2実施例を示すもので、
開閉バルブ17におけるバルブ板17aと鍔17bを、
その外周面と排気パイプ13の下流側末端部の内周面と
の間に幾分大きな流通面積20が生じるように、排気パ
イプ3の内径よりかなり小径に形成したものである。
【0025】この実施例においては、エンジンのアイド
リング状態時又は低回転低負荷状態時においては若干量
の排気を排気パイプ13を通じて排出し、高回転高負荷
状態時においては開閉バルブ17を全開して多量の排気
を排気パイプ13を通じて排出させたい場合に適用でき
る。
【0026】図5は本発明の第3実施例を示すもので、
前記第1実施例(図2)のものにおいて、バルブ板17
aが排気パイプ13の内方へ傾斜した状態において、鍔
17bを排気パイプ13の軸芯と平行になるように形成
したものである。
【0027】本実施例によれば、エンジンのアイドリン
グ状態時又は低回転低負荷状態時における初期温度時
(図2の実線状態)には若干量の排気を流通し、温度の
上昇に伴いバルブ板17a部の外周端が排気パイプの内
周面に近ずくことにより排気パイプ13を通じて排出さ
れる排気量を漸減させ、高回転高負荷状態時に開閉バル
ブ17を全開して多量の排気を排気パイプ13を通じて
排出したい場合に適用できる。
【0028】図6は本発明の第4実施例を示すもので、
前記第1実施例における排気パイプ13と開閉バルブ1
7を、開閉バルブ17の揺動支点となる側の辺を直線と
したカマボコ型にしたものである。尚、このカマボコ型
以外に方形等の形状としてもよい。
【0029】図7は本発明の第5実施例を示すもので、
開閉バルブ17を揺動可能に支持する連結板18の他端
を仕切壁16aに固着したものである。図8は本発明の
第6実施例を示すもので、前記各実施例における開閉バ
ルブ17の鍔17bを、排気パイプ13の上流側(内
側)に形成したものである。
【0030】図9は本発明の第7実施例を示すもので前
記の開閉バルブ17のバルブ板17aと17bとを別部
品で形成し、鍔17bをバルブ板17aに後から固着す
るようにしたものである。
【0031】尚、前記各実施例は、開閉バルブ17を、
排気パイプ13の下流側末端部に設置したが、開閉バル
ブ17を排気パイプ13の上流側末端部に設置してもよ
い。更にまた、排気パイプ13の途中に排気孔を開口
し、該開口部に前記の開閉バルブ17を設置してもよ
い。尚、前記各実施例は消音器内の排気パイプに本発明
を適用した例を示したが、その他、消音器に主副2本の
アウトレットパイプを設け、その副アウトレットパイプ
に本発明のバルブ構造を適用する等、その他の排気系パ
イプに適用してもよい。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、開閉バル
ブの取付時の常温よりも高温になるエンジンのアイドリ
ング状態時又は低回転低負荷状態時にも排気パイプを閉
塞するか或いは排気パイプ流通面積を所定量に確実に制
御して消音性優先の機能を発揮させることができ、また
エンジンの高回転高負荷状態時には排気パイプの流通面
積を大きくして背圧低減優先の機能を発揮させることが
できる。
【0033】しかも、その排気パイプの開閉制御構造
は、開閉バルブに鍔を設けると共に排気バルブをバイメ
タルで連結支持するのみの構造であるから、前記従来の
アクチュエータによる制御に比べて、構造が極めて簡単
でかつ安価に製作でき、更に消音器外に制御部品を設け
ないから、飛石等の外部環境による開閉バルブの制御部
品の破損の危険がなく、その保護手段も不必要であり、
かつ車両スペースに対し最大限に消音器容量を確保でき
る。
【0034】更に、開閉バルブの制御用作動軸、摺動
部、部品相互の接触干渉を廃止できるため、開閉バルブ
の信頼性を向上させると共に振動による干渉異音の発生
も防止できる。
【0035】更に、開閉制御としてバイメタルを使用し
ているため、従来の形状記憶合金に比べ高温下における
現実の使用が可能である。更に、排気パイプは特異な形
状を必要としないので、既成のパイプを使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す側断面図。
【図2】同排気パイプの末端と開閉バルブを示す側断面
図。
【図3】同斜視図。
【図4】本発明の第2実施例を示す要部の側断面図。
【図5】本発明の第3実施例を示す要部の側断面図。
【図6】本発明の第4実施例を示す要部の側断面図。
【図7】本発明の第5実施例を示す要部の側断面図。
【図8】本発明の第6実施例を示す要部の側断面図。
【図9】本発明の第7実施例を示す斜視図。
【図10】従来構造を示す側断面図。
【図11】同従来構造における常温時状態を示す側断面
図。
【図12】同高温時の状態を示す側断面図。
【図13】同アイドリング状態時を示す側断面図。
【図14】他の従来構造を示す側断面図。
【符号の説明】
13 排気パイプ 17 開閉バルブ 17a バルブ板 17b 鍔 19 バイメタル

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気パイプ(13)の開口部に開閉バル
    ブ(17)を、その一部においてバイメタル(19)に
    より連結して該バイメタル(19)部を支点として開閉
    可能に備え、該開閉バルブ(17)をバルブ板(17
    a)とその外周に設けた鍔(17b)とで形成し、該鍔
    (17b)を、常温から所定の高温に至るバルブ板(1
    7a)の揺動範囲において排気パイプ(13)内に位置
    するように設定したことを特徴とする内燃機関の排気系
    におけるバルブ構造。
  2. 【請求項2】 前記開閉バルブ(17)を、常温時にお
    いて、そのバルブ板(17a)が排気パイプ(13)の
    内側へ所定の角度傾斜するように取付け、鍔(17b)
    を、この傾斜状態のバルブ板(13a)の外周部から排
    気パイプ(13)の末端部に至る範囲に存在するように
    形成した請求項1記載の内燃機関の排気系におけるバル
    ブ構造。
  3. 【請求項3】 前記開閉バルブ(17)を、常温時にお
    いて、そのバルブ板(17a)が排気パイプ(13)に
    対して垂直状態になるように取付け、鍔(17b)を、
    その垂直姿勢のバルブ板(17a)の外周部から排気パ
    イプ(13)の内方へ所定長突出するように形成した内
    燃機関の排気系におけるバルブ構造。
  4. 【請求項4】 前記鍔(17b)を、バルブ板(17
    a)の揺動支点を中心とする円弧状に形成した請求項1
    又は請求項2又は請求項3記載の内燃機関の排気系にお
    けるバルブ構造。
  5. 【請求項5】 前記鍔(17b)を、常温時において、
    排気パイプ(13)の軸芯と平行するように形成した請
    求項1又は請求項2又は請求項3記載の内燃機関の排気
    系におけるバルブ構造。
  6. 【請求項6】 前記バルブ板(17a)と鍔(17b)
    とが別部品で形成されて相互に固着されている請求項1
    又は請求項2又は請求項3又は請求項4又は請求項5記
    載の内燃機関の排気系におけるバルブ構造。
JP1506892A 1992-01-30 1992-01-30 内燃機関の排気系におけるバルブ構造 Withdrawn JPH05202729A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000240425A (ja) * 1999-02-18 2000-09-05 Hyundai Motor Co Ltd 内燃機関用半能動消音器
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US9784154B2 (en) 2015-05-06 2017-10-10 Hyundai Motor Company Variable valve
CN111365093A (zh) * 2020-02-21 2020-07-03 常熟理工学院 工作参数柔性可调的内燃机排气颗粒物净化装置

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