JPH0598930A - 内燃機関の排気系におけるバルブ構造 - Google Patents

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
負荷状態時は排気パイプを閉塞して消音性優先機能を発
揮し、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し、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】 開閉すべき排気パイプ１３の末端に開閉バル
ブ１７を、その一部を支点として排気パイプ１３の軸芯
方向へ揺動可能に備え、かつ該支点部をバイメタル１９
で構成して温度の昇降により開閉バルブ１７が開閉作動
するようにし、排気パイプ１３の末端部には、開閉バル
ブ１７が排気パイプ１３の軸芯に対する垂直姿勢から排
気パイプの外方へ所定角度だけ傾斜する範囲に亘って開
閉バルブ１７の外周を覆う延長部１３ａを突出形成し
た。

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

【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、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を適用すると、次のような問題が
ある。

【０００５】すなわち、図９に示す如く、排気パイプ１
の垂直状の末端開口部１ａに開閉バルブ２を、バイメタ
ル３を介して、その組み付け時に末端開口部１ａを閉塞
するように設置すると、エンジンが高温になる高回転高
負荷状態では図１０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１１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１２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、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、開閉すべき排気パイプ（１３）の末端に
開閉バルブ（１７）を、その一部を支点として排気パイ
プ（１３）の軸芯方向へ揺動可能に備え、かつ該支点部
をバイメタル（１９）で構成して温度の昇降により開閉
バルブ（１７）が開閉作動するようにし、排気パイプ
（１３）の末端部には、開閉バルブ（１７）が排気パイ
プ（１３）の軸芯に対する垂直姿勢から排気パイプ（１
３）の外方へ所定角度だけ傾斜する範囲に亘って開閉バ
ルブ（１７）の外周を覆う延長部（１３ａ）を突出形成
したことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】エンジンが停止している常温時には、開閉バル
ブ（１７）が図２のＡで示す垂直姿勢にあり、排気パイ
プ（１３）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
負荷状態の常温以上でかつ所定温度以下の範囲内におい
ては、バイメタル（１９）が変形して開閉バルブ（１
７）が延長部（１３ａ）内において揺動する。そのた
め、この範囲内では排気パイプ（１３）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）が延長部（１３ａ）よりも外部へ移動
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。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，１５ｃ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の末端には開閉バルブ１７が付設されて
おり、この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
下流側末端部には円板状の開閉バルブ１７が、その底部
と排気パイプ１３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の外面にはバイメタル１９
が付設されており、常温下における開閉バルブ１７の組
付けの際には、該開閉バルブ１７が排気パイプ１３の軸
線に対して垂直になるようにバイメタル１９の温度設定
がされている。

【００１６】開閉バルブ１７の外周形状は、その開閉バ
ルブ１７と排気パイプ１３との間に開閉バルブ１７がそ
のバイメタル１９部を中心として前後方向に揺動できる
に十分なわずかな隙間ができるように形成されている。

【００１７】排気パイプ１３の末端には、開閉バルブ１
７がバイメタル１９部を支点として、垂直状態から排気
パイプ１３の外方へ所定角度分傾斜する範囲における開
閉バルブ１７の外周面移動軌跡に沿った壁面を有する延
長部１３ａが形成されている。すなわち、その延長部１
３ａの端面１３ｂが、バイメタル１９部を中心として鉛
直線から所定角度θだけ前方へ突出し、かつ延長部１３
ａの上部が前方へ亘るにつれて若干下方へわん曲してい
る。

【００１８】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Ａのように垂直形態にある。

【００１９】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において
は、その温度に比例してバイメタル１９が所定量変形
し、開閉バルブ１７は、図２のＡからＢの範囲内、すな
わち延長部１３ａ内において揺動する。そのため、排気
パイプ１３の末端は開閉バルブ１７によって閉塞された
状態に維持される。したがって、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。

【００２０】次で、エンジンの高回転高負荷状態により
消音器内が所定以上の高温になると、バイメタル１９は
その温度に比例して更に変形し、開閉バルブ１７は図２
のＢからＣの範囲内において温度に比例して揺動する。
そのため、高回転高負荷状態においては排気パイプ１３
の末端が大きく開口して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。

【００２１】図４は本発明の第２実施例を示すもので、
開閉バルブ１７の外周形状を、その開閉バルブ１７と延
長部１３ａとの間に、所定量の排気流通面積２０が生じ
るように、延長部１３ａの内径よりかなり小径にしたも
のである。

【００２２】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も排気パ
イプ１３を通じて所定量の排気を排出し、高回転高負荷
状態時において開閉バルブ１７を全開させたい場合に適
用できる。

【００２３】図５は本発明の第３実施例を示すもので、
前記第２実施例（図４）のものにおいて、延長部１３ａ
の形状を、前方に至る程小径に絞り、その端面１３ｂの
内径を開閉バルブ１５の外周に近接した径にしたもので
ある。

【００２４】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の範囲において、温度
の上昇に伴い前記の排気流通面積２０を漸減させ、高回
転高負荷状態時に開閉バルブ１７を全開したい場合に適
用できる。

【００２５】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、その延長部１
３ａ、開閉バルブ１７を、開閉バルブ１７の移動支点と
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。

【００２６】図７は本発明の第５実施例を示すもので、
前記実施例における延長部１３ａを排気パイプ１３とは
別部品１３ｃとして形成し、これを排気パイプ１３の末
端に連結固着したものである。

【００２７】図８は本発明の第６実施例を示すもので前
記の延長部１３ａを、排気パイプ１３とは別部品１３ｄ
として形成し、該延長部品１３ｄを、排気パイプ１３を
取付けるための仕切壁１６ａに固着したものである。ま
た、開閉バルブ１７を保持する連結板１８の他端も仕切
壁１６ａに固着されている。

【００２８】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してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明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は排気パ
イプの末端を閉塞するか所定量の流通面積に確実に制御
して消音性優先の機能を発揮させ、またエンジンの高回
転高負荷状態時には排気パイプの末端を大きく開口して
背圧低減優先の機能を発揮できる。

【００３０】このような機能を有し、かつ、その開閉バ
ルブの開閉制御構造は、バイメタルによる連結と排気パ
イプの末端に延長部を設け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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【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】従来構造を示す常温時の側断面図。

【図１０】同高温時の側断面図。

【図１１】同アイドリング状態時の側断面図。

【図１２】他の従来構造を示す側断面図。

【符号の説明】

１３ 排気パイプ １３ａ 延長部 １７ 開閉バルブ １９ バイメタル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉すべき排気パイプ（１３）の末端に
   開閉バルブ（１７）を、その一部を支点として排気パイ
   プ（１３）の軸芯方向へ揺動可能に備え、かつ該支点部
   をバイメタル（１９）で構成して温度の昇降により開閉
   バルブ（１７）が開閉作動するようにし、排気パイプ
   （１３）の末端部には、開閉バルブ（１７）が排気パイ
   プ（１３）の軸芯に対する垂直姿勢から排気パイプ（１
   ３）の外方へ所定角度だけ傾斜する範囲に亘って開閉バ
   ルブ（１７）の外周を覆う延長部（１３ａ）を突出形成
   したことを特徴とする内燃機関におけるバルブ構造。