特開 2022-30976 バルブ内蔵型消音器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022030976

(43)【公開日】2022-02-18

(54)【発明の名称】バルブ内蔵型消音器

(51)【国際特許分類】

   F01N 1/08 20060101AFI20220210BHJP

   F01N 13/08 20100101ALI20220210BHJP

   F01N 1/04 20060101ALI20220210BHJP

【ＦＩ】

F01N1/08 A

F01N13/08 B

F01N1/04 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020135334

(22)【出願日】2020-08-07

(71)【出願人】

【識別番号】000138521

【氏名又は名称】株式会社ユタカ技研

(74)【代理人】

【識別番号】110002192

【氏名又は名称】特許業務法人落合特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】後藤 貴迅

(72)【発明者】

【氏名】金子 靖

(72)【発明者】

【氏名】深田 翼

【テーマコード（参考）】

3G004

【Ｆターム（参考）】

3G004AA01

3G004BA01

3G004BA03

3G004CA06

3G004CA07

3G004CA14

3G004DA08

3G004DA24

3G004EA02

3G004FA01

3G004FA04

3G004GA04

(57)【要約】

【課題】バルブの設置スペースを小さく抑えつつ、エンジンの低回転域での排気音を低く抑えるとともに、エンジンの高回転域での排気抵抗を小さく抑えることができるバルブ内蔵型消音器を提供すること。
【解決手段】シェル２内をセパレータ３によって第１及び第２の消音室Ｓ１，Ｓ２に区画し、インレットパイプ４から第１の消音室Ｓ１に流入する排気ガスをインナパイプ６を経てアウトレットパイプ７へと流出させるとともに、所定値以上の排気ガス圧によって開いて第１の消音室Ｓ１の排気ガスをインナパイプ６をバイパスしてアウトレットパイプ７へと流すバルブ９をセパレータ３に設けて成るバルブ内蔵型消音器１において、バルブ９を、アウトレットパイプ７に開口するバイパス通路３ｆを開閉する弁体９Ａと、該弁体９Ａから延びてインナパイプ６の出口に対向配置される受圧部９Ｂと、弁体９Ａを閉じ側に付勢するコイルスプリング（付勢手段）１０を含んで構成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シェル内をセパレータによって少なくとも第１及び第２の消音室に区画し、インレットパイプから前記第１の消音室に流入する排気ガスをインナパイプを経てアウトレットパイプへと流出させるとともに、所定値以上の排気ガス圧によってバイパス通路を開いて前記第１の消音室の排気ガスを前記インナパイプをバイパスして前記アウトレットパイプへと流すバルブを前記セパレータに設けて成るバルブ内蔵型消音器であって、
前記バルブは、
前記アウトレットパイプに開口するバイパス通路を開閉する弁体と、
該弁体から延びて前記インナパイプの出口に対向配置される受圧部と、
前記弁体を閉じ側に付勢する付勢手段と
を含んで構成されることを特徴とするバルブ内蔵型消音器。

【請求項2】

前記インナパイプの出口は、前記セパレータに入口が開口する前記アウトレットパイプに開口し、
前記受圧部は、前記インナパイプの出口から排気ガスの流れ方向下流側に配置され、前記バルブが閉じ状態にあるときには、該受圧部と前記インナパイプの出口との間には排気ガスの流れ方向に所定の隙間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバルブ内蔵型消音器。

【請求項3】

前記弁体によって開閉される前記バイパス通路は、前記セパレータに形成され、該バイパス通路は、これの周囲を囲繞する囲繞部によって前記アウトレットパイプに開口し、該バイパス通路が前記弁体によって開閉されることによって前記第１の消音室と前記アウトレットパイプとが選択的に連通するよう構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のバルブ内蔵型消音器。

【請求項4】

前記囲繞部は、前記アウトレットパイプに一体に形成されており、該囲繞部の入口断面積は、前記アウトレットパイプの出口断面積よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項３に記載のバルブ内蔵型消音器。

【請求項5】

前記受圧部は、前記バイパス通路に対して所定角度傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載のバルブ内蔵型消音器。

【請求項6】

前記セパレータの前記バイパス通路が形成された部分は、前記弁体が選択的に着座する着座部を構成しており、該着座部は当該セパレータの一般面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載のバルブ内蔵型消音器。

【請求項7】

前記セパレータの一部は、多数の小孔が設けられた多孔部を形成しており、該多孔部を介して前記第１の消音室とこれに隣接する前記第２消音室とが連通するとともに、前記第２の消音室に吸音材が充填されていることを特徴とする請求項１～６の何れかに記載のバルブ内蔵型消音器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気ガス流量（排気ガス圧）に応じて開閉動作する流量感応バルブを内蔵するバルブ内蔵型消音器に関する。

【背景技術】

【0002】

混合気の燃焼によって発生する熱エネルギを運動エネルギに変換する内燃エンジン（以下、単に「エンジン」と称する）においては、排気ガスが触媒コンバータや消音器（サイレンサ）を経て大気中へと排出される。ここで、消音器は、排気ガスがエンジンから排出される際に発生する音（排気音）を低減するとともに、エンジン特性を調整する機能を果たすものである。

【0003】

ところで、駆動源としてエンジンを搭載する車両においては、加速走行時や高速走行時の性能を向上させるために、エンジンの高回転域での出力を高めることが要求される。また、アイドリング時や低速走行時に高い静粛性を確保するために、排気音を極力低減することが要求される。つまり、エンジンの高回転域における出力を高めるとともに、低回転域では排気音を低く抑えることが要求される。

【0004】

ここで、エンジン出力と排気音は、エンジンの排気系を構成する排気通路の断面積によって大きく影響されることが知られている。具体的には、排気通路の断面積を大きくすれば、排気抵抗の減少によってエンジン出力を高めることができ、逆に排気通路の断面積を小さくすれば、排気抵抗の増大によって排気音を小さく抑えることができる反面、排気抵抗の増大によってエンジン出力が低下することが知られている。

【0005】

そこで、エンジン回転数に比例する排気流量（排気圧）に応じて排気通路の断面積を増減させる流量感応バルブを備えるバルブ内蔵型消音器が例えば特許文献１，２において提案されている。

【0006】

すなわち、特許文献１には、消音器に内蔵される流量感応バルブを、アウトレットパイプ（排気出力チューブ）の消音器内開口端に配置されたバルブ本体と、該バルブ本体を開閉可能に支持するバルブ軸と、該バルブ軸からバルブ本体とは反対方向に延出してインレットパイプ（排気入力チューブ）の出口端に配置された流量感知部材（受圧部材）とで構成する提案がなされている。そして、この流量感応バルブにおいては、流量感知部材の重力作用点をバルブ軸からオフセットさせるとともに、該流量感知部材の受圧面積を、バルブ全閉時に最小で、バルブ開度の増大に伴って漸増するように設定している。

【0007】

また、特許文献２には、排気ガスのバイパス通路である開口部を、排気ガス圧が所定値を超えて上昇すると開く流量感応バルブをセパレータに取り付ける構成が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第３７４８３１３号公報

【特許文献2】特許第４０２５７４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、特許文献１において提案されたバルブ内蔵型消音器においては、流量感応バルブのバルブ本体と流量感知部材が取り付けられたバルブ軸をセパレータに取り付けられた軸支持ブラケットによって支持する構成が採用されているため、流量感応バルブをセパレータから離して配置する必要があり、この流量感応バルブの消音器内での設置スペースが大きくなるという問題がある。また、流量感応バルブのバルブ本体は、排気ガスがアウトレットパイプに流入する方向に抗して開くため、排気抵抗が大きくなってエンジン性能の低下を招くという問題もある。

【0010】

特許文献２において提案されたバルブ内蔵型消音器においては、流量感応バルブがセパレータに取り付けられているが、セパレータによって区画された消音室の圧力が所定値を超えて上昇したときのみバルブが開き、このバルブを通って別の消音室へと流出して広がった排気ガスが小径のアウトレットパイプに流入して大気中へと排出される。このため、バルブが開くと、排気ガスは、バルブを通過する際とアウトレットパイプに流入する際の２度に亘って絞られるために排気抵抗が大きくなってエンジン性能が低下するという問題がある。

【0011】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、バルブの設置スペースを小さく抑えつつ、バルブが閉じるエンジンの低回転域での排気音を低く抑えるとともに、バルブが開くエンジンの高回転域での排気抵抗を小さく抑えてエンジン性能の向上を図ることができるバルブ内蔵型消音器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、シェル内をセパレータによって少なくとも第１及び第２の消音室に区画し、インレットパイプから前記第１の消音室に流入する排気ガスをインナパイプを経てアウトレットパイプへと流出させるとともに、所定値以上の排気ガス圧によってバイパス通路を開いて前記第１の消音室の排気ガスを前記インナパイプをバイパスして前記アウトレットパイプへと流すバルブを前記セパレータに設けて成るバルブ内蔵型消音器であって、前記バルブは、前記アウトレットパイプに開口するバイパス通路を開閉する弁体と、該弁体から延びて前記インナパイプの出口に対向配置される受圧部と、前記弁体を閉じ側に付勢する付勢手段とを含んで構成されることを第１の特徴とする。

【0013】

請求項２に記載の発明は、前記第１の特徴に加えて、前記インナパイプの出口は、前記セパレータに入口が開口する前記アウトレットパイプに開口し、前記受圧部は、前記インナパイプの出口から排気ガスの流れ方向下流側に配置され、前記バルブが閉じ状態にあるときには、該受圧部と前記インナパイプの出口との間には排気ガスの流れ方向に所定の隙間が形成されていることを第２の特徴とする。

【0014】

請求項３に記載の発明は、前記第１または第２の特徴に加えて、前記弁体によって開閉される前記バイパス通路は、前記セパレータに形成され、該バイパス通路は、これの周囲を囲繞する囲繞部によって前記アウトレットパイプに開口し、該バイパス通路が前記弁体によって開閉されることによって前記第１の消音室と前記アウトレットパイプとが選択的に連通するよう構成されていることを第３の特徴とする。

【0015】

請求項４に記載の発明は、前記第３の特徴に加えて、前記囲繞部は、前記アウトレットパイプに一体に形成されており、該囲繞部の入口断面積は、前記アウトレットパイプの出口断面積よりも大きく設定されていることを第４の特徴とする。

【0016】

請求項５に記載の発明は、前記第１～第４の何れかの特徴に加えて、前記受圧部は、前記バイパス通路に対して所定角度傾斜して配置されていることを第５の特徴とする。

【0017】

請求項６に記載の発明は、前記第１～第５の何れかの特徴に加えて、前記セパレータの前記バイパス通路が形成された部分は、前記弁体が選択的に着座する着座部を構成しており、該着座部は当該セパレータの一般面に対して傾斜していることを第６の特徴とする。

【0018】

請求項７に記載の発明は、前記第１～第６の何れかの特徴に加えて、前記セパレータの一部は、多数の小孔が設けられた多孔部を形成しており、該多孔部を介して前記第１の消音室とこれに隣接する前記第２消音室とが連通するとともに、前記第２の消音室に吸音材が充填されていることを第７の特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

請求項１に記載の発明によれば、バルブがセパレータに設けられているため、該バルブの消音器内での設置スペースが小さく抑えられる。また、バルブの弁体は、第１の消音室内の排気ガス圧と受圧部に作用する排気ガス圧によってバイパス通路を開閉するため、バルブの開閉タイミングを高精度に調整することができ、該バルブの性能（流量感応性能）を効率良く引き出すことができる。そして、バルブの開度は、コイルバネなどの付勢手段によって排気ガス圧の増減に対してリニアに変化するため、エンジンの低回転域での排気音を低く抑えて高い静粛性を確保するとともに、エンジンの高回転域での排気抵抗を低く抑えて高いエンジン出力を確保することができる。

【0020】

ここで、バルブの弁体は、排気ガスのアウトレットパイプへの流入方向に開いて該排気ガスのアウトレットパイプへの流入を阻害しないため、この排気ガスの流動抵抗が低く抑えられる。また、エンジンの高回転域においてバルブが開くと、第１の消音室の排気ガスは、バイパス通路において１度だけ絞られるため、排気抵抗が小さく抑えられてエンジン出力の低下も低く抑えられる。

【0021】

請求項２に記載の発明によれば、バルブが閉じ状態にあるときには、該バルブの受圧部とインナパイプの出口との間には排気ガスの流れ方向に所定の隙間が形成されているため、エンジンの低回転域においてインナパイプの出口から流出する排気ガスは、受圧部とインナパイプの出口との間の隙間を通過してアウトレットパイプへと流入し、バルブの閉状態が維持されて排気音が低く抑えられる。そして、エンジンの高回転域においてバルブの受圧部が高い排気圧を受けると、弁体がバイパス通路を開いて多量の排気ガスをインナパイプをバイパスしてアウトレットパイプへと直接流すため、排気抵抗が低く抑えられてエンジン出力が高められる。

【0022】

請求項３に記載の発明によれば、セパレータに形成されたバイパス通路は、これの周囲を囲繞する囲繞部によってアウトレットパイプに開口しているため、バルブが開いた際に第１の消音室からアウトレットパイプへと流入する排気ガスが周囲に広がらず、その全てがアウトレットパイプへと効率良く流入するため、エンジンの高回転域での排気抵抗が一層小さく抑えられてエンジン出力が高められる。

【0023】

請求項４に記載の発明によれば、アウトレットパイプに一体に形成された囲繞部の入口断面積がアウトレットパイプの出口断面積よりも大きく設定されているため、アウトレットパイプとセパレータとの密着性が高められるとともに、部品点数を削減することができる。

【0024】

請求項５に記載の発明によれば、バルブの受圧部が開口部に対して所定角度傾斜して配置されているため、バルブの閉状態の設定と閉状態から開状態への切り替えを容易に設定することができる。

【0025】

請求項６に記載の発明によれば、セパレータのバイパス通路が形成された着座部が当該セパレータの一般面に対して傾斜しているため、バルブが開いたときに排気ガスをアウトレットパイプへと真っ直ぐ流すことができ、排気効率が高められるとともに、排気抵抗が低く抑えられてエンジン出力が高められる。

【0026】

請求項７に記載の発明によれば、第１の消音室からセパレータの多孔部を通過して第２の消音室へと流れ込んだ一部の排気ガスは、該第２の消音室に充填された吸音材を通過することによって吸音された後、セパレータの多孔部を通過して第１の消音室へと流れてインナパイプへと流入する。このように第２の消音室に流れ込んだ排気ガスが吸音材を通過することによって吸音されるため、排気音が効果的に低く抑えられて静粛性が一層高められる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明に係るバルブ内蔵型消音器の基本構成を示す縦断面図である。

【図2】本発明に係るバルブ内蔵型消音器の内部構造を示す斜視図である。

【図3】本発明に係るバルブ内蔵型消音器のセパレータ、バルブ、インナパイプ及びアウトレットパイプの配置関係を示す斜視図である。

【図4】本発明に係るバルブ内蔵型消音器のバルブの閉状態を示す部分斜視図である。

【図5】本発明に係るバルブ内蔵型消音器のバルブの開状態を示す部分斜視図である。

【図6】本発明に係るバルブ内蔵型消音器のバルブ部分の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0029】

図１は本発明に係るバルブ内蔵型消音器の基本構成を示す縦断面図、図２は同バルブ内蔵型消音器の内部構造を示す斜視図、図３は同バルブ内蔵型消音器のセパレータ、バルブ、インナパイプ及びアウトレットパイプの配置関係を示す斜視図、図４は同バルブ内蔵型消音器のバルブの閉状態を示す部分斜視図、図５は同バルブ内蔵型消音器のバルブの開状態を示す部分斜視図、図６は同バルブ内蔵型消音器のバルブ部分の分解斜視図である。

【0030】

本実施の形態に係るバルブ内蔵型消音器（以下、単に「消音器」と称する）１は、例えば車両の駆動源であるエンジンから排出される排気ガスの音（排気音）を低減するとともに、エンジン特性を調整する機能を果たすものであって、図１に示すように、中空容器状のシェル２を備えており、このシェル２内は、垂直に起立するセパレータ３によって第１の消音室Ｓ１と第２の消音室Ｓ２とに区画されている。

【0031】

上記シェル２は左右に２分割された有底カップ状のシェル半体２Ａ，２Ｂの各開口部周縁を互いに嵌合し、その嵌合部を溶接することによってモナカ状の中空容器として構成されている。なお、本実施の形態では、シェル２を左右２分割構造としたが、上下２分割構造としても良い。また、各シェル半体２Ａ，２Ｂは、耐熱性と耐食性の高い例えばＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６Ｌなどの金属プレートをプレス成形することによって得られる。ここで、消音器１においては、図１及び図２に矢印にて示す方向をそれぞれ「前後」、「左右」及び「上下」方向とする。

【0032】

また、図１に示すように、シェル２のシェル半体２Ｂの前端下部には、インレットパイプ４が貫通して第１の消音室Ｓ１に導入されている。詳細には、図２に示すように、左側のシェル半体２Ｂの前端下部には、円孔２ａが形成されており、インレットパイプ４は、円孔２ａを貫通して第１の消音室Ｓ１に導入されている。

【0033】

ここで、図２に示すように、セパレータ３の右端部と左端部には２つの円孔３ａ，３ｂと３ｃ，３ｄがそれぞれ形成されており、同セパレータ３の円孔３ａの左方には、後述のバルブ９の弁体９Ａ（図４～図６参照）が選択的に着座する着座部３Ａが形成されている。そして、このセパレータ３の左右の各２つの円孔３ａ，３ｂと３ｃ，３ｄと着座部３Ａの周囲を除く部分は、多数の円形の小孔３ｅが形成された多孔部（パンチングメタル）として構成されている。したがって、シェル２内の第１の消音室Ｓ１と第２の消音室Ｓ２とは、セパレータ３の多孔部に形成された多数の小孔３ｅを介して互いに連通しており、本実施の形態では、図１に示すように、第２の消音室Ｓ２には、グラスファイバなどの吸音材（ロービング材）５が充填されている。

【0034】

ところで、前記インレットパイプ４のシェル２内の第１の消音室Ｓ１に導入された部分の後端は、セパレータ３の左端部に形成された円孔３ｄに差し込まれて固着されており、第２の消音室Ｓ２に出口として開口している。ここで、このインレットパイプ４のセパレータ３に近い後端部には、多数の円形の円孔４ａが形成された多孔管４Ａが取り付けられている。なお、本実施の形態では、多孔管４Ａをインレットパイプ４とは別体に構成し、これをインレットパイプ４の後端に接続する構成を採用したが、インレットパイプ４の後端部に多数の小孔４ａを直接形成しても良い。

【0035】

また、図１～図３に示すように、シェル２内には、側面視コの字状に２度に亘って折り曲げられて側面視四角リング状を成すインナパイプ６が収容されているが、このインナパイプ６は、セパレータ３に形成された円孔３ａ，３ｂ，３ｃに挿通固着されている。具体的には、インナパイプ６の右端部の第１水平部６Ａは、セパレータ３の右端部に形成された円孔３ｂを貫通しており、その一端は、シェル２内の第１の消音室Ｓ１に入口として開口している。なお、このインナパイプ６の入口端には、拡径部６ａが形成されている。

【0036】

そして、インナパイプ６には、第１水平部６Ａの後端部が第２の消音室Ｓ２において略直角に折り曲げられて左方へと延びる第１垂直部６Ｂと、この第１垂直部６Ｂの左端が前方に向かって折り曲げられてシェル２内の左端部を水平に延びる第２水平部６Ｃと、この第２水平部６Ｃの前端部が略直角に折り曲げられて第１の消音室Ｓ１を右方に向かって延びる第２垂直部６Ｄと、この第２垂直部６Ｄの右端が略直角に折り曲げられて後方に向かって水平に延びる第３水平部６Ｅがそれぞれ形成されている。

【0037】

ここで、図２及び図３に示すように、インナパイプ６の第２水平部６Ｃは、シェル２内の第２消音室Ｓ２からセパレータ３の左端部に形成された円孔３ｃを貫通して第１の消音室Ｓ１へと導入されており、第３水平部６Ｅは、セパレータ３の右端部に形成された円孔３ａに挿通固着されており、後述のように、その端部は出口としてアウトレットパイプ７に開口している。

【0038】

また、セパレータ３の右端部後面には、図１及び図３に示すように、アウトレットパイプ７がテーパ円筒状の囲繞部８を介して取り付けられており、囲繞部８は、その入口がセパレータ３に開口している。ここで、アウトレットパイプ７は、インナパイプ３の第３水平部３Ｅと同軸に配置されており、シェル２の外部へと後方に向かって水平に延びて大気中に開口している。したがって、インナパイプ６の第３水平部６Ｅの出口は、囲繞部８に開口しており、この囲繞部８を介してアウトレットパイプ７に接続されている。

【0039】

上記囲繞部８は、アウトレットパイプ７と一体に形成されており、セパレータ３からアウトレットパイプ７に向かって縮径し、その後端部がアウトレットパイプ７に接続されている。したがって、この囲繞部８の入口断面積は、アウトレットパイプ７の出口断面積よりも大きく設定されている。

【0040】

ところで、セパレータ３に形成された前記着座部３Ａは、図１及び図２に示すように、セパレータ３の垂直な一般面に対して所定角度だけ傾斜（具体的には、セパレータ３の一般面から前方に向かって斜め下方に傾斜）しており、この着座部３Ａには、図５に示すように、囲繞部８（アウトレットパイプ７）に開口する矩形孔状のバイパス通路３ｆが形成されている。

【0041】

而して、セパレータ３の着座部３Ａが形成された部位には、着座部３Ａに形成された前記バイパス通路３ｆを開閉するバルブ９が設けられている。このバルブ９は、流量感応バルブであって、排気ガス圧（排気ガス流量）、つまりはエンジン回転数に応じてバイパス通路３ｆを開閉する弁体９Ａと、該弁体９Ａから一体に延びてインナパイプ６の第３水平部６Ｅの出口に対向配置される受圧部９Ｂと、弁体９Ａを閉じ側に付勢する付勢手段としてのコイルスプリング１０を含んで構成されている。

【0042】

ここで、上記弁体９Ａは、図４～図６に示すように、周囲に平坦な着座面９ａが形成された矩形プレート状の部材であって、その前端部に起立する支点ブラケット９ｂがセパレータ３の着座部３Ａに突設された凸部３ｇ（図６参照）の内側に係合することによって、支点ブラケット９ｂの係合点を中心として上下に回動可能に支持されている。また、弁体９Ａの中央部（周囲の着座面９ａ以外の部位）は、山形を成して突出する受圧面９ｃを構成しており、この受圧面９ｃには矩形の貫通孔９ｄが形成されている。

【0043】

前記コイルスプリング１０は、図６に示すように、左右２連のコイル１０Ａを連結一体化して構成されており、左右のコイル１０Ａの中央から延びる矩形の係止リング１０ａは、図４及び図５に示すように、セパレータ３の着座部３Ａに立設されたスプリングリテーナ１１の係止溝１１ａに係止されている。また、コイルスプリング１０の左右のコイル１０Ａからは直線状の係合バー１０ｂがそれぞれ延びており、これらの係合バー１０ｂは、弁体９Ａの左右両端の下面にそれぞれ係合している。したがって、弁体９Ａは、コイルスプリング１０によってバイパス通路３ｆを閉じる方向(バルブ９の閉じ方向）に常時付勢されている。

【0044】

また、図３、図４～図６に示すように、バルブ９の弁体９Ａの幅方向中央部からはステー状の受圧部９Ｂが後方に向かって一体に延出しており、この受圧部９Ｂは、図１に実線にて示すように、インナパイプ６の第３水平部３Ｅの出口から排気ガスの流れ方向下流側（図１の右側）に配置され、バルブ９が閉じ状態にあるときには、該受圧部９Ｂとインナパイプ６の第３水平部３Ｅの出口との間には、排気ガスの流れ方向に所定の隙間δが形成されている。ここで、受圧部９Ｂは、セパレータ３の着座部３Ａに形成されたバイパス通路３ｆに対して所定角度だけ傾斜して配置されている。

【0045】

而して、セパレータ３の着座部３Ａに形成されたバイパス通路３ｆとセパレータ３に設けられたバルブ９は、前記囲繞部８によってその周囲が囲繞されている。つまり、バイパス通路３ｆは、囲繞部８内（つまりは、アウトレットパイプ７）に開口しており、バルブ９は、囲繞部８の内部に収容されている。

【0046】

次に、以上のように構成された消音器１の作用について説明する。

【0047】

不図示のエンジンから排出される排気ガスは、図１に矢印にて示すように、インレットパイプ４から消音器１へと導入される。すなわち、インレットパイプ４に導入される排気ガスの一部は、多孔管４Ａに形成された多数の小孔４ａから第１の消音室Ｓ１へと流れ込み、この第１の消音室Ｓ１からインナパイプ６へと流入する。そして、インナパイプ６へと流れ込んだ排気ガスは、該インナパイプ６の第１水平部６Ａ、第１垂直部６Ｂ、第２水平部６Ｃ、第２垂直部６Ｄ及び第３水平部６Ｅを方向を変えながら順次流れ、第３水平部６Ｅの出口から囲繞部８を経てアウトレットパイプ７へと流れて最終的に大気中に排出される。

【0048】

ここで、エンジン回転数が設定値以下の低回転域にあって、バルブ９の受圧面９ｃと受圧部９Ｂにそれぞれ作用する排気ガス圧による各押圧力の合計がコイルスプリング１０の付勢力よりも小さい場合には、図１の実線及び図４に示すように、バルブ９は閉じ状態にあり、該バルブ９の弁体９Ａは、セパレータ３の着座部３Ａに形成されたバイパス通路３ｆを閉じている。したがって、第１の消音室Ｓ１の排気ガスがバイパス通路３ｆを通ってアウトレットパイプへと流れることがなく、インナパイプ６の第３水平部６Ｅの出口から流出する排気ガスは、該第３水平部６Ｅの出口とバルブ９の受圧部９Ｂとの間に形成された隙間δを通って囲繞部８へと流れ込み、アウトレットパイプ７を通って大気中に排出される。

【0049】

また、インレットパイプ４を流れる排気ガスの他の一部と多孔管４Ａの小孔４ａから第１の消音室Ｓ１へと流れ込んだ排気ガスの一部は、インレットパイプ４の出口とセパレータ３の多孔部に形成された多数の小孔３ｅから第２の消音室Ｓ２へと流れ込み、該第２の消音室Ｓ２に充填された消音材５を通過することによって吸音される。そして、消音材５によって吸音された排気ガスは、セパレータ３の多孔部に形成された小孔３ｅを通過して第１の消音室Ｓ１へと流れ込み、第１の消音室Ｓ１からインナパイプ６に流入して前記と同様の経路を経て最終的には大気中に排出される。

【0050】

以上のように、エンジン回転数が低回転域にあって、排気ガス圧が比較的低くて排気ガス流量が少ない場合には、排気ガスは、消音器１のシェル２内で膨張と収縮を繰り返して騒音エネルギが減衰されるとともに、吸音材５によって吸音されるため、排気音が低く抑えられて静音化が図られる。

【0051】

他方、エンジン回転数が所定値を超える高回転域にある場合には、エンジンから排出される排気ガスの圧力と流量が共に大きく、バルブ９の受圧面９ｃと受圧部９Ｂにそれぞれ作用する排気ガス圧による各押圧力の合計がコイルスプリング１０の付勢力を超えると、バルブ９がセパレータ３の着座部３Ａに形成されたバイパス通路３ｆを開く。具体的には、図１の鎖線及び図５に示すように、バルブ９の弁体９Ａがコイルスプリング１０の付勢力に抗して支点ブラケット９ｂの係合点を中心として時計方向に回動してバイパス通路３ｆを開く。

【0052】

上述のようにバイパス通路３ｆが開くと、第１の消音室Ｓ１とアウトレットパイプ７とが囲繞部８を介して連通するため、第１の消音室Ｓ１へと流れ込んだ排気ガスの一部は、図１に破線矢印にて示すように、インナパイプ６をバイパスしてバイパス通路３ｆから囲繞部８を経てアウトレットパイプ７へと流れる。すなわち、エンジン回転数が高回転域にあって、エンジンから排出される排気ガスの流量（圧力）が大きい場合には、インレットパイプ４から第１の消音室Ｓ１へと流れ込んだ排気ガスは、インナパイプ６を経てアウトレットパイプ７に至る経路と、インナパイプ６をバイパスして直接アウトレットパイプ７に至る経路とを経て大気中に排出される。このため、エンジン回転数が高回転域にある場合には、多量の排気ガスが消音器１のシェル２内をスムーズに流れるため、排気ガスの流動抵抗が低く抑えられてエンジン出力が高められる。

【0053】

以上のように、本実施の形態に係る消音器１においては、バルブ９がセパレータ３に設けられているため、該バルブ９の消音器１内での設置スペースが小さく抑えられる。また、バルブ９の弁体９Ａは、第１の消音室Ｓ１内の排気ガス圧と受圧部９Ｂに作用する排気ガス圧によってバイパス通路３ｆを開閉するため、バルブ９の開閉タイミングを高精度に調整することができ、該バルブ９の性能（流量感応性能）を効率良く引き出すことができる。ここで、バルブ９の開度は、付勢手段であるコイルスプリング１０によって排気ガス圧の増減に対してリニアに変化するため、エンジンの低回転域での排気音を低く抑えて高い静粛性を確保するとともに、エンジンの高回転域での排気抵抗を低く抑えて高いエンジン出力を確保することができる。

【0054】

また、バルブ９の弁体９Ａは、排気ガスのアウトレットパイプ７への流入方向に開いて該排気ガスのアウトレットパイプ７への流入を阻害しないため、この排気ガスの流動抵抗が低く抑えられる。そして、エンジンの高回転域においてバルブ９が開くと、第１の消音室Ｓ１の排気ガスは、バイパス通路３ｆにおいて１度だけ絞られるため、排気抵抗が小さく抑えられてエンジン出力の低下も低く抑えられる。

【0055】

さらに、本実施の形態においては、バルブ９が閉じ状態にあるときには、該バルブ９の受圧部９Ｂとインナパイプ６の出口との間には排気ガスの流れ方向に所定の隙間δ（図１参照）が形成されているため、エンジンの低回転域においてインナパイプ６の出口から流出する排気ガスは、バルブ９の受圧部９Ｂとインナパイプ６の出口との間の隙間δを通過してアウトレットパイプ７へと流入し、バルブ９の閉状態が維持されて排気音が低く抑えられる。そして、エンジンの高回転域においてバルブ９の受圧部９Ｂが高い排気圧を受けると、弁体９Ａがバイパス通路３ｆを開き、多量の排気ガスがインナパイプ６をバイパスしてアウトレットパイプ７へと直接流れるため、排気抵抗が低く抑えられてエンジン出力が高められる。

【0056】

また、本実施の形態においては、セパレータ３の着座部３Ａに形成されたバイパス通路３ｆは、これの周囲を囲繞する囲繞部８によってアウトレットパイプ７に開口しているため、バルブ９が開いた際に第１の消音室Ｓ１からアウトレットパイプ７へと流入する排気ガスが周囲に広がらず、その全てがアウトレットパイプ７へと効率良く流入する。このため、エンジンの高回転域での排気抵抗が一層小さく抑えられてエンジン出力が高められる。

【0057】

そして、本実施の形態においては、アウトレットパイプ７に一体に形成された囲繞部８の入口断面積がアウトレットパイプ７の出口断面積よりも大きく設定されているため、アウトレットパイプ７とセパレータ３との密着性が高められるとともに、部品点数を削減することができる。

【0058】

さらに、バルブ９の受圧部９Ｂがバイパス通路３ｆに対して所定角度だけ傾斜して配置されているため、バルブ９の閉状態の設定と閉状態から開状態への切り替えを容易に設定することができる。また、セパレータ３のバイパス通路３ｆが形成された着座部３Ａが当該セパレータ３の一般面に対して傾斜しているため、バルブ９が開いたときに排気ガスをアウトレットパイプ７へと真っ直ぐ流すことができる。このため、排気効率が高められるとともに、排気抵抗が低く抑えられてエンジン出力が高められる。

【0059】

なお、以上はシェル２の内部が１つのセパレータ３によって２つの消音室Ｓ１，Ｓ２に区画されているバルブ内蔵型消音器１に対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、シェル内を２つ以上のセパレータによって３つ以上の消音室に区画したバルブ内蔵型消音器に対しても同様に適用可能である。

【0060】

また、本発明は、以上の実施の形態におけるバルブ内蔵型消音器の内部構造とは異なる内部構造を有する他の任意のバルブ内蔵型消音器に対しても同様に適用可能である。

【0061】

さらに、以上は本発明を車両のエンジンから排出される排気ガスの音（排気音）を低減するためのバルブ内蔵型消音器に適用した形態について説明したが、本発明は、エンジン以外の他の任意の機器から排出される排気ガスの音（排気音）を低減するためのバルブ内蔵型消音器に対しても同様に適用可能である。

【0062】

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0063】

１ バルブ内蔵型消音器
２ シェル
３ セパレータ
３Ａ セパレータの着座部
３ｆ セパレータのバイパス通路
４ インレットパイプ
５ 吸音材
６ インナパイプ
７ アウトレットパイプ
８ 囲繞部
９ バルブ
９Ａ バルブの弁体
９Ｂ バルブの受圧部
１０ コイルスプリング（付勢手段）
Ｓ１ 第１の消音室
Ｓ２ 第２の消音室
δ インナパイプ出口とバルブの受圧部との隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】