(57)【要約】【課題】曲板バネを用い弁体の開度と曲板バネによる付勢力とを非線形にした排気バルブにおいて、弁体の開度を十分に大きくすることを可能にし、一層の低背圧化を達成可能な排気バルブを提供する。【解決手段】揺動軸７を中心として揺動可能な弁体８と、弁体８を閉塞方向に付勢する曲板バネ１２とを備え、内燃機関の排気圧力に応じて排気経路を開閉する排気バルブ１において、弁体８と共に揺動する摺動部１０を曲板バネ１２の凹面側と摺動するように設けると共に、弁体８の閉状態から開状態にかけて揺動軸７の中心からの距離が増加するように摺動部１０を形成した。【選択図】図１
2010223208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は車両に搭載された内燃機関の排気経路に設けられ排気経路を排気圧力に応じて開閉する排気バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、例えば内燃機関が搭載された車両の低回転時の静粛性と高回転時の運動性を両立するため、内燃機関の排気経路、例えば消音器内に設けられたインナパイプの下流端などに排気圧力に応じて開閉する排気バルブを設けることがあった。このような排気バルブの一例として、特許文献１に示されたような曲板バネを用い弁体の開度とバネによる閉塞力とを非線形にすることで、内燃機関が低回転時に発生するチャタリングを抑制すると共に、高回転時の低背圧化を企図した排気バルブが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【特許文献１】特開２００１−６５３４２
【０００３】  しかし、上記従来技術に開示された排気バルブにおいては、弁体の揺動中心から等距離にある弁体の端面を曲板バネに摺動させる構成になっている。このため、弁体がある開度以上に開くと摺動部と曲板バネとが係合しなくなる、または、曲板バネの付勢力が弁体を開く方向に働き弁体が閉じなくなる恐れがあった。したがって、弁体の開度を大きくできず低背圧化が困難であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、曲板バネを用い弁体の開度と曲板バネによる付勢力とを非線形にした排気バルブにおいて、弁体の開度を十分に大きくすることを可能にし、一層の低背圧化を達成可能な排気バルブを提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、揺動軸を中心として揺動可能な弁体と、前記弁体を閉塞方向に付勢する曲板バネとを備え、内燃機関の排気圧力に応じて排気経路を開閉する排気バルブにおいて、前記弁体と共に揺動する摺動部を前記曲板バネの凹面側と摺動するように設けると共に、前記弁体の閉状態から開状態にかけて前記揺動軸の中心からの距離が増加するように前記摺動部を形成したことを特徴とする排気バルブである。【０００６】  請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記弁体が閉状態から開状態になるに従い前記摺動部の曲率が小から大へ徐変する曲線状に形成されていることを特徴とする排気バルブである。【０００７】  請求項３記載の発明は、揺動軸を中心として揺動可能な弁体と、前記弁体を閉塞方向に付勢する第１付勢手段と、前記弁体を閉塞方向に付勢する曲板バネからなる第２付勢手段とを備え、内燃機関の排気圧力に応じて排気経路を開閉する排気バルブにおいて、前記曲板バネの凹面側と摺動するように前記弁体と共に揺動する摺動部を設けると共に、前記揺動の中心からの距離が一定になるように前記摺動部を延在させて形成したことを特徴とする排気バルブである。【０００８】  請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載の発明において、前記弁体と同期に揺動するアーム部材を前記弁体と並列するように前記揺動軸に設けると共に、該アーム部材に前記摺動部を形成したことを特徴とする排気バルブである。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によれば、曲板バネを用い弁体の開度と曲板バネによる付勢力とを非線形にした排気バルブにおいて、弁体の開度を十分に大きくすることを可能にし、一層の低背圧化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る排気バルブの一例を示す図。
【図２】本発明に係る排気バルブの一例を示す斜視図。
【図３】本発明に係る摺動部の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  本発明を実施するための形態を図１乃至図３に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１１】  図１は、本発明の実施例１に係る排気バルブの閉状態を示す（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。排気バルブ１は図示しない消音器のインナパイプ（排気経路）の下流端に接合されて設けられている。ハウジング２は金属の板材をプレス加工して形成された第１ハウジング部材３と第２ハウジング部材４とを一体に接合して形成されている。ハウジング部材にはそれぞれバーリング孔３ａ，４ａが設けられ、金属細線を錯綜させて形成した軸受部材５，６を介在させて、鍔部７ａ，７ｂが形成された揺動軸７が挿通されている。揺動軸７には、ハウジング２の開口部を閉塞するように弁体８とハウジング２の外側にアーム部材９とが、弁体８とアーム部材９が揺動軸７を中心として同期に揺動可能に固設されている。弁体８には金属細線を錯綜して形成した緩衝部材１１が、ハウジング２との打音を抑制するために設けられている。【００１２】  アーム部材９には、摺動部１０が一体的に形成されている。摺動部１０は、一端１０ａが揺動軸７の中心からの距離が一定の直線状に形成されると共に、他端１０ｂにかけて曲線状に延在するように形成されている。より詳細には、摺動部１０は他端１０ｂにかけて、曲率が徐々に大きくなるインボリュート曲線状に形成されて、揺動軸７の中心からの距離が増加するようになっている。閉状態において摺動部１０の一端１０ａに凹側が当接するように、テープ状の金属薄板材を横断面が円弧状に湾曲するように形成した曲板バネ１２がハウジング２にブラケット１３を介して設けられている。曲板バネ１１はアーム部材９を付勢することで、揺動軸７を介して弁体８を閉方向へ付勢している。曲板バネ１１は適当な弾性を備えた任意の金属材料の薄板状のものを円弧状やくの字状に湾曲、屈曲させたものであり、使用温度が低い場合には樹脂材料なども利用できる。また、それらを複数枚重ね合わせて用いてもよい。【００１３】  実施例１に係る排気バルブ１の作用効果について説明する。図２は本発明の実施例１に係る排気バルブの（ａ）閉状態、（ｂ）開状態を示す斜視図である。内燃機関が所定の回転数までは、排気ガスが弁体８に及ぼす排気圧力より曲板バネ１２の付勢力の方が大きく設定されているため、弁体８の閉状態が維持される。曲板バネ１２は横断面が円弧状に形成されて剛性が高く設定されているためより大きな排気圧力に抗して弁体８を閉状態に維持することができる。その後、内燃機関の所定の回転数を越えると、曲板バネ１２の付勢力より排気圧力が大きくなり、ブラケット１３近傍で曲板バネ１２が凸側に屈曲し弁体８が開状態になる。このとき、曲板バネ１２は屈曲部において平板状になるため剛性が低下し曲板バネ１１の付勢力が小さくなる。したがって、低回転において弁体８のチャタリングを抑制することができると共に、高回転において背圧を低減することができる。【００１４】  さらに、弁体８の開度が大きくなるのに伴って曲線状に延在する摺動部１０と曲板バネ１２とが摺動するように構成されているため、より大きな弁体開度まで摺動部１０と曲板バネ１２とを係合させることができる。また、弁体８の開度に伴って揺動軸７の中心かちの距離が大きくなるように摺動部１０が形成されているため、曲板バネ１２の付���力を常に弁体８を閉じる方向に働くようにすることができる。したがって、より大きな弁体開度まで弁体８が開くように設定できるため、高回転において一層背圧を低減することができる。また、弁体８を閉動作させるために別途付勢体を設ける必要がないため、コストおよび質量の低減に効果を発揮する。さらに、本実施例のようにアーム部材９に摺動部１０を設けることで、弁体８に摺動部１０を設けた場合に比べ、弁体８へのガス当たりなどを考慮する必要がなく摺動部１０の形状を任意に設定することができる。【００１５】  図３は摺動部の変形例を示す図である。（ａ）は、一端２０ａが揺動軸７の中心からの距離が一定の直線状に形成すると共に、他端２０ｂにかけて揺動軸７の中心からの距離が増加するような円弧状に形成した例である。（ｂ）は、一端３０ａが揺動軸７の中心からの距離が一定の直線状に形成すると共に、屈曲部３０ｃを介して他端３０ｂにかけて揺動軸７の中心からの距離が増加するような直線状に形成した例である。（ｃ）は、一端４０ａが揺動軸７の中心からの距離が一定の直線状に形成すると共に、他端４０ｂにかけて揺動軸７の中心からの距離が一定の円弧状に延在させて形成した例である。なお本変形例の場合には、弁体を閉動作させるために別途付勢体を設ける必要がある。【００１６】  以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に包含される。例えば、上記実施例においては、排気経路として消音器内のインナパイプの例を示したが、任意の排気装置内に設けられたパイプや排気管端部または途中に設けてもよい。
【符号の説明】
【００１７】  １  排気バルブ
２  ハウジング
５，６  軸受部材
７  揺動軸
８  弁体
９  アーム部材
１０，２０，３０，４０  摺動部
１２  曲板バネ
【図１】
2010223208.tif 000003
【図２】
2010223208.tif 000004
【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年6月9日(2009.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動軸を中心として揺動可能な弁体と、前記弁体を閉塞方向に付勢する曲板バネとを備え、内燃機関の排気圧力に応じて排気経路を開閉する排気バルブにおいて、前記弁体と共に揺動する摺動部を前記曲板バネの凹面側と摺動するように設けると共に、前記弁体の閉状態から開状態にかけて前記揺動軸の中心からの距離が増加するように前記摺動部を形成したことを特徴とする排気バルブ。
【請求項２】
前記弁体が閉状態から開状態になるに従い前記摺動部の曲率が小から大へ徐変する曲線状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の排気バルブ。
【請求項３】
揺動軸を中心として揺動可能な弁体と、前記弁体を閉塞方向に付勢する第１付勢手段と、前記弁体を閉塞方向に付勢する曲板バネからなる第２付勢手段とを備え、内燃機関の排気圧力に応じて排気経路を開閉する排気バルブにおいて、前記曲板バネの凹面側と摺動するように前記弁体と共に揺動する摺動部を設けると共に、前記揺動の中心からの距離が一定になるように前記摺動部を延在させて形成したことを特徴とする排気バルブ。
【請求項４】
前記弁体と同期に揺動するアーム部材を前記弁体と並列するように前記揺動軸に設けると共に、該アーム部材に前記摺動部を形成したことを特徴とする請求項１乃至３記載の排気バルブ。