JPH08200039A

JPH08200039A - 内燃機関の排気消音装置

Info

Publication number: JPH08200039A
Application number: JP1141895A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Ozawa; 秀徳小澤; Kazuhiro Tsuda; 和宏津田; Isao Hirokawa; 功広川; Katsunori Muramatsu; 勝則村松; Ryoichi Matsushima; 良一松島
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Yutaka Giken Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Yutaka Giken Co Ltd
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1996-08-06
Anticipated expiration: 2018-08-04
Also published as: JP3432931B2

Abstract

(57)【要約】【目的】消音器のシェル内でインナーパイプの出口側に
流通量調整弁が取付けられる内燃機関の排気消音装置に
おいて、流通量調整弁の排気圧に対する流通抵抗を比較
的自由に設定可能とする。【構成】流入室４９を弁ハウジング３８との間に形成す
るとともに弁ハウジング３８の内面に外縁を近接対向さ
せた弁体４０が、流入室４９の容積を最小とする位置
と、流入室４９の容積を最大とする位置との間での作動
を可能として弁ハウジング３８内に収納され、弁ハウジ
ング３８には、インナーパイプ２８に連なって流入室４
９内に突入するとともにその内端開口部を弁体４０に対
向させる入口管５０が設けられるとともに、弁体４０の
作動範囲内に設定された連通開始点Ｐ _Cから流入室４９
の容積増大側への弁体４０の作動に応じて流入室４９に
臨む面積を次第に大とする出口窓５３が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流通抵抗を小とする側
に排気圧を受けるとともに流通抵抗を大とする側にばね
付勢された弁体が、弁ハウジング内に作動可能に収納さ
れて成る流通量調整弁が、消音器のシェル内に形成され
た複数の消音室のうち２つの消音室間を結ぶインナーパ
イプの出口側に取付けられる内燃機関の排気消音装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる装置は、たとえば特開平６
−２２１１３０号公報等により既に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ものの流通量調整弁は、パイプ状である弁ハウジング内
にバタフライ形の弁体が回動可能に収納されて成るもの
であり、弁体の作動位置すなわち回動角が定まれば流通
抵抗が一義的に定まってしまうものであり、排気圧に対
する流通量の設定自由度が比較的小さい。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、流通量調整弁の排気圧に対する流通抵抗を比
較的自由に設定し得るようにした内燃機関の排気消音装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、流通抵抗を小となる側に排気圧を受ける
とともに流通面積を大とする側にばね付勢された弁体
が、弁ハウジング内に作動可能に収納されて成る流通量
調整弁が、消音器のシェル内に形成された複数の消音室
のうち２つの消音室間を結ぶインナーパイプの出口側に
取付けられる内燃機関の排気消音装置において、流入室
を弁ハウジングとの間に形成するとともに弁ハウジング
の内面に外縁を近接対向させた弁体が、流入室の容積を
最小とする位置と、流入室の容積を最大とする位置との
間での作動を可能として弁ハウジング内に収納され、弁
ハウジングには、インナーパイプに連なって流入室内に
突入するとともにその内端開口部を弁体に対向させる入
口管が設けられるとともに、弁体の作動範囲内に設定さ
れた連通開始点から流入室の容積増大側への弁体の作動
に応じて流入室に臨む面積を大とする出口窓が設けられ
ることを特徴とする。

【０００６】

【作用】上記発明の構成によれば、弁体が流入室の容積
を最小とした位置から連通開始点まで作動する間には、
インナーパイプ内から入口管を経て流入室内に流入した
排気は弁ハウジングの内面および弁体外縁間の間隙を経
て出口窓に流通することになり、また弁体が連通開始点
から流入室の容積を最大とする位置まで移動する間に
は、排気が流入室から出口窓に直接流通することにな
る。而して弁体の作動範囲内のいずれの位置に連通開始
点を定めるかによって、また出口窓の形状をどのように
定めるかによって、弁体の作動位置に応じた流通抵抗す
なわち流通量を任意に設定可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例について
説明する。

【０００８】図１ないし図８は本発明の一実施例を示す
ものであり、図１は消音器の平面図、図２は図１の２−
２線拡大断面図、図３は図２の３−３線に沿う消音器の
縦断面図、図４は図２の４−４線に沿う消音器の縦断面
図、図５は図４の５−５線拡大断面図、図６は図２の６
−６線断面図、図７は図６の７−７線断面図、図８は図
２の８−８線断面図である。

【０００９】先ず図１ないし図４において、内燃機関の
排気系の途中に介設される消音器１１のシェル１２は筒
状に形成されており、該シェル１２の一端壁１２ａには
機関本体（図示せず）からの排気を導く単一の排気導入
管１３が接続され、またシェル１２の他端壁１２ｂには
一対の排気導出管１４₁，１４₂が相互に並列にして接
続される。

【００１０】シェル１２内には、その一端壁１２ａ側か
ら他端壁１２ｂ側にかけて順に間隔をあけた位置に、第
１、第２、第３および第４隔壁１５，１６，１７，１８
が、それら１５〜１８の外縁をシェル１２の内周面に溶
接するようにして固定的に配設される。これにより一端
壁１２ａおよび第１隔壁１５間の第１消音室１９と、第
１および第２隔壁１５，１６間の第２消音室２０と、第
２および第３隔壁１６，１７間の第３消音室２１と、第
３および第４隔壁１７，１８間の第３消音室２２と、第
４隔壁１８および他端壁１２ｂ間の第５消音室２３と
が、シェル１２内に形成される。而して第１隔壁１５
は、シェル１２の一端壁１２ａに比較的近接して配置さ
れるものであり、この第１隔壁１５には、そのほぼ全面
にわたって均等に多数の小孔（図示せず）が設けられて
いる。

【００１１】排気導入管１３には第１、第２および第３
隔壁１５，１６，１７を貫通する第１インナーパイプ２
４の一端が接続されており、この第１インナーパイプ２
４の他端は第４消音室２２に開口される。しかも第１イ
ンナーパイプ２４の第３消音室２１に対応する部分の周
壁には多数の透孔２５，２５…が穿設される。第４およ
び第５消音室２２，２３間にわたっては、第４消音室２
２内で第１インナーパイプ２４の他端開口部に間隔をあ
けて一端を対向させた第２インナーパイプ２６が第４隔
壁１８を貫通するようにして配設される。

【００１２】また第４消音室２２と第２消音室２０との
間にわたっては、比較的小径である第３インナーパイプ
２７と、比較的大径である第４インナーパイプ２８とが
並列に設けられており、第２消音室２０内で第４インナ
ーパイプ２８の端部には、第４インナーパイプ２８から
第２消音室２０に至る排気流路の排気流通量を調整する
流通量調整弁３０が取付けられる。この流通量調整弁３
０は、排気圧に応じて流通抵抗を可変とするものであ
り、内燃機関が低速回転状態で排気圧が比較的低いとき
には流通抵抗を大きくして排気流通量を絞ることにより
排気騒音を低減し、内燃機関が高速回転状態で排気圧が
比較的高くなったときには流通抵抗を小さくして排気流
通量を増大し、排気抵抗の低減による出力増大を図るよ
うにするものである。

【００１３】さらに第２消音室２０に一端を開口させる
一対の第５インナーパイプ３１₁，３１₂が第２、第３
および第４隔壁１６，１７，１８を貫通して並列に配設
されており、これらのインナーパイプ３１₁，３１₂の
他端は、シェル１２の他端壁１２ｂに固着され、両排気
導出管１４₁，１４₂は第５インナーパイプ３１₁，３
１₂の他端に個別に接続される。

【００１４】しかも第５インナーパイプ３１₁，３１₂
の一端部には、図５で示すように、多数の透孔３２，３
２…を有する内管部３３と、該内管部３３を同軸に囲撓
する外管部３４との間に吸音材３５が充填されて成る吸
音部３６，３６が設けられている。

【００１５】図６、図７および図８を併せて参照して、
流通量調整弁３０は、弁ハウジング３８と、該弁ハウジ
ング３８に回動可能に支承される回動軸３９と、弁ハウ
ジング３８内に収納されて回動軸３９に固着される弁体
４０と、回動軸３９をその軸線まわりの一方側に付勢す
る回動付勢ばね４１と、回動軸３９をその軸方向一側に
付勢する軸方向付勢ばね４２とを備え、消音器１１のシ
ェル１２で固定的に支持される。

【００１６】弁ハウジング３８は、それぞれ皿状に形成
された第１および第２ハウジング半体３８₁，３８₂が
それらの開口端を相互に溶接、結合して構成されるもの
であり、中空の函状に形成される。しかも両ハウジング
半体３８₁，３８₂の相互に対応する位置には、支持孔
４３，４４が同軸上に設けられる。而して第１ハウジン
グ半体３８₁の外面には、シェル１２側に開口した皿状
に形成されたケース部材４５が溶接により固着されてお
り、このケース部材４５と第１ハウジング半体３８₁と
の間には支持孔４３に臨むメタル軸受４６が挟持され
る。一方、第２ハウジング半体３８₂の外面には、第２
ハウジング半体３８₂側に開口した皿状の支持部材４７
が溶接されており、この支持部材４７と第２ハウジング
半体３８₂との間には支持孔４４に臨むメタル軸受４８
が挟持される。

【００１７】回動軸３９は、両メタル軸受４６，４８で
回動自在に支承されるものであり、弁ハウジング３８内
に収納される大径軸部３９ａと、軸方向一側に向かうに
つれて小径となるテーパ状に形成される当接面３９ｂを
介して大径軸部３９ａの一端に同軸に連なる小径軸部３
９ｃと、大径軸部３９ａの他端に同軸に連なる小径軸部
３９ｄとから成り、軸方向一側の小径軸部３９ｃが軸線
まわりの滑動を可能として軸受メタル４６に貫通され、
また軸方向他側の小径軸部３９ｄが軸線まわりの滑動を
可能として軸受メタル４８に貫通される。しかも軸受メ
タル４６には、回動軸３９の当接面３９ｂに当接して回
動軸３９の軸方向一側への移動を規制するためのテーパ
状の規制部４６ａが設けられる。

【００１８】回動軸３９における大径軸部３９ａには、
弁ハウジング３８の内面に外縁を近接対向させて弁ハウ
ジング３８内に収納される弁体４０が、弁ハウジング３
８の内面との間に流入室４９を形成するようにして固着
される。一方、弁ハウジング３８には、内端開口部を流
入室４９に突入して弁体４０に対向させるとともに外端
を外部に突出させた入口管５０が固設されており、入口
管５０の外端部には、金属製メッシュをリング状に形成
して成るスペーサ５１を相互間に介在させて第４インナ
ーパイプ２８の出口側端部が嵌合される。

【００１９】而して弁体４０は、図８の実線で示すよう
に、流入室４９の容積が最小となる流量最小位置Ｐ
₁と、図８の鎖線で示すように流入室４９の容積が最大
となる流量最大位置Ｐ₂との間での回動作動が可能なも
のであり、流量最小位置Ｐ₁は、弁体４０が入口管５０
の内端開口部に当接して該入口管５０の内端開口部を閉
鎖することにより定まり、また流量最大位置Ｐ₂は、弁
体４０に連設されたストッパ４０ａが入口管５０の内端
部側壁に当接することにより定まる。

【００２０】ところで、弁体４０には入口管５０の内端
開口部からの排気圧が、流入室４９の容積を増大させる
側に弁体４０を作動せしめる方向に作用するものであ
り、弁体４０の入口管５０側の面の中央部には、前記排
気圧を受けるべく凹部４０ｂが設けられており、該凹部
４０ｂの背面と回動軸３９の大径軸部３９ａとの間には
補強部材５２が設けられる。

【００２１】また弁ハウジング３８には、流量最小位置
Ｐ₁から流量最大位置Ｐ₂までの弁体４０の作動範囲内
に設定された連通開始点Ｐ_C（図８参照）を流量最大位
置Ｐ ₂側に弁体４０が通過したときに流入室４９に直接
連通する出口窓５３が、連通開始点Ｐ_Cから流量最大位
置Ｐ₂側に弁体４０が作動するのに応じて流入室４９に
臨む面積を次第に大きくするようにして設けられる。

【００２２】而して弁体４０の流量最小位置Ｐ₁から流
量最大位置Ｐ₂までの作動過程において、流量最小位置
Ｐ₁から連通開始点Ｐ_Cまでは入口管５０から流入室４
９に流入した排気が弁体４０の外縁および弁ハウジング
３８の内面間の間隙を経て出口窓５３に流通するのに対
し、連通開始点Ｐ_Cから流量最大位置Ｐ₂までは、流入
室４９から出口窓５３に排気が直接流れることになる。

【００２３】シェル１２側に開口した皿状に形成されて
弁ハウジング３８のハウジング半体３８₁に連設されて
いるケース部材４５の開口端には四角形状のフランジ４
５ａが一体に設けられる。一方、シェル１２には、ケー
ス部材４５に対応した孔５４が設けられており、前記フ
ランジ４５ａは孔５４の周囲でシェル１２の内面に当接
される。しかもフランジ４５ａには複数たとえば４個の
挿通孔５５…が設けられ、それらの挿通孔５５…にそれ
ぞれ連なるナット５６…がシェル１２との当接面とは反
対側の面でフランジ４５ａに固着される。

【００２４】シェル１２には、前記孔５４を覆うカバー
５７がシェル１２の外面との間にガスケット５８を介在
させて着脱可能に固着される。すなわちカバー５７は、
該カバー５７、ガスケット５８、シェル１２を貫通して
前記挿通孔５５…からナット５６…にそれぞれ螺合され
る複数のボルト５９…により、シェル１２に着脱可能に
固着される。しかもカバー５７は、外方側に膨らんだ断
面形状を有してキャップ状に形成されている。

【００２５】カバー５７およびケース部材４５間には、
シェル１２内および弁ハウジング３８内とは隔絶される
とともにシェル１２の外部とも遮断されたばね室６０が
形成されることになり、このばね室６０内に、回動付勢
ばね４１および軸方向付勢ばね４２がともに収納され
る。

【００２６】すなわち回動軸３９の一端側である小径軸
部３９ｃはばね室６０内に突入されており、この小径軸
部３９ｃの端部に固着されたばね受け部材６１と、ばね
室６０内でケース部材４５の内端側に溶接された皿状の
係止部材６２との間に、回動付勢ばね４１および軸方向
付勢ばね４２が配置される。而して回動付勢ばね４２は
小径軸部３９ｃの周囲で螺旋状に巻かれたねじりばねで
あり、弁体４０を流量最小位置Ｐ₁側に向けて回動付勢
するばね力を発揮すべく回動付勢ばね４１の両端がばね
受け部材６１および係止部材６２にそれぞれ係合され
る。また軸方向付勢ばね４２は、小径軸部３９ｃを囲撓
するコイルばねであり、回動軸３９を軸方向一側に付勢
するばね力を発揮すべくばね受け部材６１および係止部
材６２間に縮設される。しかも回動付勢ばね４１は、軸
方向付勢ばね４２を囲撓するようにして配置される。

【００２７】次にこの実施例の作用について説明する
と、消音器１１内に配設された流通量調整弁３０の弁ハ
ウジング３８には、弁体４０の作動範囲内に設定された
連通開始点Ｐ_Cから流量最大位置Ｐ₂側への弁体４０の
作動に応じて流入室４９に臨む面積を次第に大とする出
口窓５３が設けられている。このため、流量最小位置Ｐ
₁から連通開始点Ｐ_Cまでの弁体４０の作動時には、流
入室４９および出口窓５３間で弁体４０の外縁および弁
ハウジング３８の内面間に形成された間隙によって流通
抵抗が定まり、連通開始点Ｐ_Cから流量最大位置Ｐ₂ま
での弁体４０の作動時には流入室４９が出口窓５３に直
接通じることになり、流量最大位置Ｐ₂に近づくにつれ
て出口窓５３の流入室４９に臨む面積が大きくなる。し
たがって弁体４０が流量最小位置Ｐ₁から流量最大位置
Ｐ₂まで作動する間に、第４インナーパイプ２８と第２
消音室２０間の排気流路の流通抵抗が小さくなることに
なる。

【００２８】而して回動軸３９の回動位置すなわち弁体
４０の作動位置に応じた流通抵抗は、出口窓５３が流入
室４９に直接連通し始める連通開始点Ｐ_Cの位置、なら
びに出口窓５３が流入室４９に直接連通している状態で
の出口窓５３の流入室４９に臨む面積により定まること
になるが、連通開始点Ｐ_Cを弁体４０の作動範囲のいず
れの位置に定めるか、また出口窓５３の流入室４９に臨
む面積すなわち出口窓５３の形状をどのように定めるか
は任意に設定可能であり、回動軸３９の回動位置すなわ
ち弁体４０の作動位置に応じた流通抵抗すなわち流通量
を任意に設定することが可能となる。

【００２９】このような流通量調整弁３０において、回
動軸３９は、回動付勢ばね４１により流通抵抗を大きく
する側に付勢されているが、軸方向付勢ばね４２により
軸方向一側にも付勢されている。このため、回動軸３９
に設けられた当接面３９ｂが弁ハウジング３８側に設け
られている規制部４６ａに押付けられることになり、回
動軸３９がその軸方向に沿ってがたつくことが回避さ
れ、がたつきによる異音の発生が防止される。

【００３０】しかもばね室６０内の回動軸３９の周囲
で、回動付勢ばね４１は軸方向付勢ばね４２を囲むよう
に配置されるものであり、２つのばね４１，４２を用い
ているにもかかわらず両ばね４１，４２の配置スペース
を最小限とすることができる。またばね室６０は、シェ
ル１２内および弁ハウジング３８内とは隔絶されるとと
もにシェル１２の外部とも遮断されるものであり、この
ばね室６０内に両ばね４１，４２が収納されることによ
り、両ばね４１，４２がシェル１２の外部に剥き出しと
なることがないので、両ばね４１，４２に錆が発生する
ことや、撥ね飛ばされた小石等で両ばね４１，４２が損
傷することもない。しかも回動軸３９の当接面３９ｂが
メタル軸受４６の規制部４６ａに押付けられていること
により、弁ハウジング３８内からばね室６０内にガスが
リークすることは極力避けられるが、ばね室６０内への
ガスリークがたとえあったとしても、ばね室６０が外部
と遮断されていることによりシェル１２の外部にガスが
漏れることはなく、カバー５７が外気で冷やされること
によりばね室６０内が過熱されることを極力回避し、両
ばね４１，４２が熱害を被ることも極力防止される。特
にカバー５７が外方に膨らんだ断面形状を有することに
より、外気による冷却面積を比較的大きくして冷却効果
をより向上することが可能である。

【００３１】さらにカバー５７は、シェル１２に設けら
れた孔５４を塞ぐようにしてシェル１２に着脱可能に固
着されるものであり、カバー５７をシェル１２から取り
外してばね４１，４２の保守、点検を行うことが可能で
ある。

【００３２】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行うことが可能である。

【００３３】たとえば、入口管に対向するとともに該入
口管に近接する方向にばね付勢された弁体が入口管の軸
線に沿う方向に直線的に移動するように弁ハウジング内
に収納されるようにして流通量調整弁が構成されるよう
にしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、流入室を
弁ハウジングとの間に形成するとともに弁ハウジングの
内面に外縁を近接対向させた弁体が、流入室の容積を最
小とする位置と、流入室の容積を最大とする位置との間
での作動を可能として弁ハウジング内に収納され、弁ハ
ウジングには、インナーパイプに連なって流入室内に突
入するとともにその内端開口部を弁体に対向させる入口
管が設けられるとともに、弁体の作動範囲内に設定され
た連通開始点から流入室の容積増大側への弁体の作動に
応じて流入室に臨む面積を大とする出口窓が設けられる
ので、連通開始点をいずれの位置に定めるか、また出口
窓の形状をどのように定めるかによって、弁体の作動位
置に応じた流通抵抗すなわち流通量を任意に設定可能で
あり、排気圧に対する流通抵抗を比較的自由に設定する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】消音器の平面図である。

【図２】図１の２−２線拡大断面図である。

【図３】図２の３−３線に沿う消音器の縦断面図であ
る。

【図４】図２の４−４線に沿う消音器の縦断面図であ
る。

【図５】図４の５−５線拡大断面図である。

【図６】図２の６−６線断面図である。

【図７】図６の７−７線断面図である。

【図８】図２の８−８線断面図である。

【符号の説明】

１１・・・消音器１２・・・シェル１９，２０，２１，２２，２３・・・消音室２８・・・インナーパイプ３０・・・流通量調整弁３８・・・弁ハウジング４０・・・弁体４９・・・流入室５０・・・入口管５３・・・出口窓Ｐ_C・・・連通開始点

フロントページの続き (72)発明者広川功栃木県塩谷郡喜連川町鷲宿4480−17 株式会社ユタカ技研栃木技術センター内 (72)発明者村松勝則栃木県塩谷郡喜連川町鷲宿4480−17 株式会社ユタカ技研栃木技術センター内 (72)発明者松島良一栃木県塩谷郡喜連川町鷲宿4480−17 株式会社ユタカ技研栃木技術センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流通抵抗を小とする側に排気圧を受ける
とともに流通抵抗を大とする側にばね付勢された弁体
（４０）が、弁ハウジング（３８）内に作動可能に収納
されて成る流通量調整弁（３０）が、消音器（１１）の
シェル（１２）内に形成された複数の消音室（１９，２
０，２１，２２，２３）のうち２つの消音室（２０，２
２）間を結ぶインナーパイプ（２８）の出口側に取付け
られる内燃機関の排気消音装置において、流入室（４
９）を弁ハウジング（３８）との間に形成するとともに
弁ハウジング（３８）の内面に外縁を近接対向させた弁
体（４０）が、流入室（４９）の容積を最小とする位置
と、流入室（４９）の容積を最大とする位置との間での
作動を可能として弁ハウジング（３８）内に収納され、
弁ハウジング（３８）には、インナーパイプ（２８）に
連なって流入室（４９）内に突入するとともにその内端
開口部を弁体（４０）に対向させる入口管（５０）が設
けられるとともに、弁体（４０）の作動範囲内に設定さ
れた連通開始点（Ｐ_C）から流入室（４９）の容積増大
側への弁体（４０）の作動に応じて流入室（４９）に臨
む面積を次第に大とする出口窓（５３）が設けられるこ
とを特徴とする内燃機関の排気消音装置。