JPH10141040A

JPH10141040A - 内燃機関用消音装置

Info

Publication number: JPH10141040A
Application number: JP30279496A
Authority: JP
Inventors: Koji Tanabe; 浩司田部; Seiju Tajiri; 清樹田尻; Yasumitsu Soan; 康光宗安; Kazuya Tominaga; 和也富永
Original assignee: UMEX KK
Current assignee: UMEX KK
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンの常用使用回転域においては排気音か
小さくて静粛になり、エンジンの高回転域においては制
御弁を完全に開いて排気抵抗が小さく、出力を最大限に
発揮する内燃機関用消音装置を提供する。【解決手段】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
の抑制をする制御弁を備えている内燃機関用消音装置に
おいて、前記制御弁はリンク機構により開閉動作を行う
構成とした。

Description

【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２５００〜３０
００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７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８である。図８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、制御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６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を開くのが困難になり、特に可動弁３２
を完全に開いた状態（図７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排
気音が小さくて静粛になり、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
圧の抑制をする制御弁を備えている内燃機関用消音装置
において、前記制御弁はリンク機構により開閉動作を行
うことを特徴とするものである。また、前記リンク機構
は、第１の接続部材と第２の接続部材と、前記、第１の
接続部材と第２の接続部材とを回動自在に連結する４本
のピンと、第２の接続部材を付勢するバネと、からなる
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
制御弁の閉じた状態を示す断面図、図３は、図２の正面
図、図４は、図２の制御弁の開いた状態を示す断面図、
図５は、図２の制御弁が完全に開いた状態を示す説明
図、図６は、制御弁の開き角度と制御弁にかかる排気ガ
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１１
ａには制御弁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弁１
２は、図２，図３，図４に示すように、皿状の可動弁１
３と、この可動弁１３を前記連通管１１に取付けるため
の取付ブラケット１４と、可動弁１３を動作させるため
のリンク機構２０を備えている。可動弁１３は、平らな
底部１３ａの径が、ほぼ連通管１１の内径と同一に形成
され、図３に示すように、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、可動弁１３の斜面部１３ｂは取付ブ
ラケット１４の斜面部１４ｂに嵌合するような形状にし
てあり、連通管１１からの排気ガスの漏れを防ぐように
してある。さらに、可動弁１３は下方に２ヵ所延長さ
れ、可動弁１３を取付ブラケット１４に取り付けるため
の取付部１５を形成している。

【００１２】取付ブラケット１４は、図２、図３、図４
に示すように、底面をくり抜いた皿状に形成され、接合
部１４ａは連通管１１の出口１１ａに溶接等で固着され
る。また、取付ブラケット１４の斜面部１４ｂは、可動
弁１３の斜面部１３ｂが嵌合できる形状に形成してあ
る。さらに、取付ブラケット１４の下方には、可動弁１
３をリンク機構２０を介して取り付けるための取付部１
６が形成されている。

【００１３】可動弁１３を開閉させるリンク機構２０
は、図２、図３、図４に示すように、２個の接続部材２
１，２２と、４本のピン２３，２４，２５，２６と、バ
ネ２７とから構成されている。第１の接続部材２１は、
一方の端部を可動弁１３の取付部１５にピン２３で回動
可能に軸支され、他方の端部を第２の接続部材２２にピ
ン２４で回動可能に軸支されている。また、第２の接続
部材２２は一方の端部を第１の接続部材２１にピン２４
で回動可能に軸支され、他方の端部を取付ブラケット１
４の取付部１６にピン２５で回動可能に軸支されてい
る。

【００１４】可動弁１３を付勢するバネ２７は、ピン２
５に巻回され、一方の端部２７ａはピン２４を介して、
図３に示すように、可動弁１３を閉じる方向に第２の接
続部材２２を付勢しており、他方の端部２７ｂは取付ブ
ラケット１４の取付部１６の切欠溝１６ａに引っかけら
れて固定されている。このバネ２７の付勢力は、排気ガ
ス圧の強さによって、適切に選定されるものである。

【００１５】このように構成された制御弁１２は、エン
ジンが常用使用回転域の場合は、バネ２７の付勢力が排
気ガス圧より強いので、図２に示すように、可動弁１３
が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、排気ガス圧がバネ２７の付勢力より強くなる
ので、まず、図４に示すように、可動弁１３が急激に開
き、さらにエンジンの回転数が最大になると、図５に示
すようにリンク機構２０が動作して完全に可動弁１３が
開いた状態となる。従って消音器１の排気抵抗が減少
し、エンジンの出力が最大限に発揮されるようになる。

【００１６】この排気ガス圧と可動弁の開き角度の関係
を、実験値より求めたものが、図６である。図６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）を示している。また、実線は本
発明の可動弁の開き角度と排気ガス圧の関係を示し、点
線は従来の可動弁の開き角度と排気ガス圧の関係を示し
ている。このグラフによれば、従来の可動弁３２を開く
ために必要な荷重は、バネの特性から、７５°付近で急
激に上昇するため、全開の９０°まで可動弁を開くこと
は、事実上不可能であるが、本発明の可動弁１３では、
３Ｋｇｆ程度の排気ガス圧の荷重で全開の９０°まで充
分開くことを示している。

【００１７】また、同時に図６は、可動弁の開き始め
（開き角度０°、回転数２５００ｒｐｍ）では、本発明
の可動弁１３が従来の可動弁３２よりも排気ガス圧の荷
重が大きいので、開きにくいことを示している。その代
わり、一旦、本発明の可動弁１３は開いてしまえば、開
き始めの荷重より少ない荷重で開くので、非常にスムー
ズに可動弁１３が開くことを示している。即ち、このこ
とは、本発明の消音器１は、静粛さを求める常用使用回
転域の２５００回転／分以下では可動弁１３を完全に閉
じて静粛性を示し、最大限の出力を求める３０００回転
／分以上では、可動弁１３が完全に開いて最大限の出力
を発揮する理想的な特性を持つことを示している。

【００１８】

【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制御弁を
備えている内燃機関用消音装置において、前記制御弁は
リンク機構により開閉動作を行うことにより、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制御弁を完全に開いて排
気抵抗が小さくなり高出力を発揮することができるとい
う優れた効果を奏するものである。

【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弁の閉じた状
態を示す断面図である。

【図３】図２の正面図である。

【図４】図１の内燃機関用消音装置の制御弁の開いた状
態を示す断面図である。

【図５】図２の制御弁が完全に開いた状態を示す説明図
である。

【図６】図２の制御弁の開き角度と制御弁にかかる排気
ガス圧の関係を示す相関図である。

【図７】従来の内燃機関用消音装置を示す断面図であ
る。

【図８】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制御弁１３可動弁１４取付ブラケット１５取付部１６取付部２０リンク機構２１第１の接続部材２２第２の接続部材２３ピン２４ピン２５ピン２６ピン２７バネ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者富永和也広島県広島市安佐北区安佐町久地2029−５株式会社ユーメックス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】消音器の連通管の出口に取り付けられ、
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制御弁を備えている内燃機関用消
音装置において、前記制御弁はリンク機構により開閉動作を行うことを特
徴とする内燃機関用消音装置。
【請求項２】前記リンク機構は、第１の接続部材と第
２の接続部材と、前記、第１の接続部材と第２の接続部
材とを回動自在に連結する４本のピンと、第２の接続部
材を付勢するバネと、からな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。