(57)【要約】【課題】緩衝部材としてのカラー部材を弁体に一体に設けて弁体と共に動くようにして、コイルバネの摩耗を簡単かつ確実に防止することができる排気バルブ装置を提供する。【解決手段】消音器中の排気通路に設置され、排気ガスの排気圧力に応じて排気通路を開閉する弁体２０と、この弁体２０が閉じた際に該弁体２０が当接する弁座１１と、この弁座１１に固定され、弁体２０を揺動自在に支持する支軸１７と、この支軸１７が挿通されるカラー部材２９と、このカラー部材２９を外装し、弁体２０を閉じる方向に付勢する捩りコイルバネ３０と、を備えて成る排気バルブ装置１０において、カラー部材２９の鍔部２９ｂを弁体２０の側部２３のフランジ２６に溶接等により固定し、この弁体２０の開閉時にカラー部材２９を弁体２０と共に揺動自在にした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消音器中の排気通路に設置され、排気ガスの排気圧力に応じて前記排気通路を開閉する弁体と、
前記弁体が閉じた際に該弁体が当接する弁座と、
前記弁座に固定され、前記弁体を揺動自在に支持する支軸と、
前記支軸が挿通される緩衝部材と、
前記緩衝部材を外装し、前記弁体を閉じる方向に付勢するコイルバネと、
を備えて成る排気バルブ装置において、
前記緩衝部材は、前記コイルバネが前記弁体を付勢する部位と前記支軸との間に配置されて前記弁体に一体に設けられ、
前記弁体の開閉時に、前記緩衝部材は前記弁体と共に揺動することを特徴とする排気バルブ装置。
【請求項２】
請求項１記載の排気バルブ装置であって、
前記緩衝部材は、前記支軸との間に所定のクリアランスを有することを特徴とする排気バルブ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の排気バルブ装置であって、
前記緩衝部材は、前記弁体に溶着する溶着部を有することを特徴とする排気バルブ装置。
【請求項４】
請求項３項に記載の排気バルブ装置であって、
前記緩衝部材は、前記支軸が挿通される円筒部と、前記溶着部としての鍔部とを備えることを特徴とする排気バルブ装置。
【請求項５】
請求項３項に記載の排気バルブ装置であって、
前記緩衝部材は、前記支軸が挿通される半円筒部と、前記溶着部としての鍔部とを備えることを特徴とする排気バルブ装置。
【請求項６】
請求項１または２記載の排気バルブ装置であって、
前記緩衝部材は、前記弁体に一体成形されていることを特徴とする排気バルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンからの排気ガスの排気圧力に応じて消音器中の排気通路を開閉する排気バルブ装置（排気制御弁）に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用多気筒エンジンにおいて混合気の燃焼状態改善のため燃料室内にスワールを発生させる吸気制御弁には、特許文献１に開示された回転軸のがたつき防止装置が採用されている。この特許文献１に開示された吸気制御弁用の回転軸のがたつき防止装置は、中心軸線方向へ設けた切溝により拡開可能であって回転軸の小径部に回転可能に嵌装された緩衝部材と、この緩衝部材の外側周面に圧接して回転軸を中心軸線に直角の方向へ押すばね部材とを備え、緩衝部材に中心軸線方向へ延びる突起部を外側方へ突出させて設け、切溝を突起部に形成してある。
【０００３】
そして、ばね部材を緩衝部材に圧接させてセットするとき突起部にばね部材が当たると、突起部に作用するばね荷重の僅かな不均衡で緩衝部材が回転して切溝がばね部材と接触しない位置に移動する。また、回転軸の回転に伴って緩衝部材が回転したときは、突起部がばね部材に当たってそれ以上の回転を阻止し、切溝をばね部材に接触させない。これらにより、緩衝部材がばね部材によって拡げられ、回転軸にばね部材が直接接触して摩耗することをなくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１８０７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の制御弁では、緩衝部材が回転軸の小径部に回転可能に嵌装されているため、緩衝部材は、ばね部材に対して相対移動が発生してばね部材との間に摩擦が発生し、ばね部材の摩耗を十分に抑制することが難しかった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明は、消音器中の排気通路に設置され、排気ガスの排気圧力に応じて前記排気通路を開閉する弁体と、前記弁体が閉じた際に該弁体が当接する弁座と、前記弁座に固定され、前記弁体を揺動自在に支持する支軸と、前記支軸が挿通される緩衝部材と、前記緩衝部材を外装し、前記弁体を閉じる方向に付勢するコイルバネと、を備えて成る排気バルブ装置において、前記緩衝部材は、前記コイルバネが前記弁体を付勢する部位と前記支軸との間に配置されて前記弁体に一体に設けられ、前記弁体の開閉時に、前記緩衝部材は前記弁体と共に揺動するようにしたことを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本願発明によれば、支軸とコイルバネ間に配置された緩衝部材を弁体に一体に設けて弁体と共に動くようにしたことにより、コイルバネの摩耗をより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態の排気バルブ装置を内蔵した消音器の概略構成図である。
【図２】上記第１実施形態の排気バルブ装置を弁体側から見た斜視図である。
【図３】上記第１実施形態の排気バルブ装置の分解斜視図である。
【図４】上記第１実施形態の排気バルブ装置の背面図である。
【図５】（ａ）は図４中Ａ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は上記弁体を揺動させる支軸とコイルバネとカラー部材の関係を示す説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態の排気バルブ装置を弁体側から見た斜視図である。
【図７】上記第２実施形態の排気バルブ装置の背面図である。
【図８】（ａ）は上記第２実施形態の排気バルブ装置のカラー部材の斜視図、（ｂ）は同排気バルブ装置の弁体を揺動させる支軸とコイルバネとカラー部材の関係を示す説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態の排気バルブ装置を弁体側から見た斜視図である。
【図１０】（ａ）は第３実施形態の排気バルブ装置の弁体の斜視図、（ｂ）は第３実施形態の弁体を支軸に装着した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１実施形態の排気バルブ装置を内蔵した消音器の概略構成図、図２は排気バルブ装置を弁体側から見た斜視図、図３は同排気バルブ装置の分解斜視図、図４は排気バルブ装置の背面図、図５（ａ）は図４中Ａ−Ａ線に沿う断面図、図５（ｂ）は弁体を揺動させる支軸とコイルバネとカラー部材の関係を示す説明図である。
【００１２】
図１に示すように、排気バルブ装置１０は、消音器（マフラ）１内を仕切るバッフルプレート（仕切板）９に形成された一対の貫通孔９ａ，９ｂのうちの片方の貫通孔９ｂに取り付けられており、図示しないエンジンからの排気ガスＧの排気圧力に応じて消音器１中の排気通路となる貫通孔９ｂを開閉するものである。
【００１３】
図１に示すように、消音器１は、略円筒状のアウタシェル２と、このアウタシェル２の前後両端開口部を閉塞するアウタプレート３，４とで消音器本体（マフラ本体）が構成されており、図示しないエンジンから発生する排気吐出音と高温の排気ガスＧを、内部に設けられたインレットパイプ（排気管）５とアウトレットパイプ６とインナパイプ７及び板状で一対のバッフルプレート（仕切板）８，９とによって消音、冷却するものである。
【００１４】
図１〜図３に示すように、排気バルブ装置１０は、バッフルプレート９の貫通孔９ｂにスポット溶接等により固着される金属製の弁座１１と、この弁座１１の排気通路となる円筒部（入口管）１３を開閉する金属製の弁体２０と、この弁体２０を閉じる方向に付勢する金属製の捩りコイルバネ（コイルバネ）３０と、弁座１１の排気ガスＧの流れ方向の下流側の端部１４にスポット溶接等により固着された金属製の外筒４０とで構成されている。
【００１５】
図２、図３に示すように、弁座１１は、両上角側が円弧状で略矩形の平板部１２と、この平板部１２の前面中央に円筒状に一体突出形成された円筒部１３と、平板部１２の上端縁及び両側端縁より後方に一体に折り曲げ形成された上端部１４ａと両側端部１４ｂ，１４ｂとを有した端部１４とを備えている。
【００１６】
弁座１１の平板部１２の下端縁には、弁体２０の揺動を規制するストッパ受部１５を後方に一体に折り曲げ形成してある。このストッパ受部１５の一側端部１４ｂ寄りには切欠き部１５ａを形成してある。また、弁座１１の両側端部１４ｂ，１４ｂの下側には、中央に軸貫通孔１６ａを有した一対のフランジ１６，１６を一体形成してある。この一対のフランジ１６，１６の各軸貫通孔１６ａ間には支軸１７が貫通している。この一対のフランジ１６，１６の各軸貫通孔１６ａを貫通した支軸１７の両端側は、一対のフランジ１６，１６に溶接等により固定されている。
【００１７】
図２、図３に示すように、弁体２０は、両上角側が円弧状で略矩形の平板部２１と、この平板部２１の上端縁及び両側端縁より後方に一体に折り曲げ形成された上部２２と両側部２３，２３とを備えている。
【００１８】
弁体２０の平板部２１の下端縁には、傾斜片部２４を後方に傾斜させて折り曲げ形成してある。この傾斜片部２４の中央には、弁座１１のストッパ受部１５に当接するストッパ２５を一体突出形成してある。この弁体２０のストッパ２５が弁座１１のストッパ受部１５に当接して弁体２０の揺動する角度が規制されるまでの角度が弁体２０の所定開度となっている。
【００１９】
また、傾斜片部２４の一側部２３寄りには、切欠き部２４ａを形成してある。さらに、弁体２０の両側部２３，２３の下側には、中央に軸貫通孔２６ａを有した一対のフランジ２６，２６を一体形成してある。この一対のフランジ２６，２６の各軸貫通孔２６ａ内に弁座１１に対して弁体２０を揺動自在に支持する支軸１７が貫通されている。
【００２０】
さらに、弁体２０の平板部２１の中央には、円形状の凸部２１ａを前面側に一体突出形成してあり、この平板部２１の前面の円形状の凸部２１ａの周りには、耐熱性で円環板状の緩衝マット２７をスポット溶接等により固着してある。弁体２０が閉じた際に、弁体２０の平板部２１が緩衝マット２７を介して弁座１１の平板部１２に隙間なく当接するようになっている。また、弁座１１の一対のフランジ１６，１６と弁体２０の一対のフランジ２６，２６の各間の支軸１７には円環状のブッシュ２８をそれぞれ貫通させている。この一対のブッシュ２８，２８を介して支軸１７に弁体２０を揺動自在に軸支してある。
【００２１】
また、図２及び図４に示すように、弁体２０の一方のフランジ２６（切欠き部２４ａが形成されている側のフランジ２６ではない方）の内面側には、金属製のカラー部材（緩衝部材）２９の板状の鍔部（溶着部）２９ｂを溶接等により溶着（固定）してある。即ち、カラー部材２９は、支軸１７が挿通される円筒形状の円筒部２９ａと、この円筒部２９ａの一端側に軸方向に対して垂直に一体形成され、弁体２０の一方のフランジ２６に溶着される板状の鍔部２９ｂとを備えていて、捩りコイルバネ３０の一端３１が弁体２０を付勢する部位と支軸１７との間に配設されている。また、カラー部材２９の円筒部２９ａは、捩りコイルバネ３０を外装していて、支軸１７との間に所定のクリアランスＫを有している。そして、弁体２０の開閉時に、カラー部材２９は弁体２０と共に一緒に揺動するようになっている。
【００２２】
図２及び図４に示すように、捩りコイルバネ３０は、支軸１７の回りに装着されていて、その一端３１側を弁体２０の平板部２１の裏面に当接係止させ、他端３２を弁座１１のストッパ受部１５の切欠き部１５ａに係止させている。これにより、弁座１１に対して弁体２０を閉じる方向に付勢している。
【００２３】
図２、図３に示すように、外筒４０は、弁座１１の端部１４の上端部１４ａを覆う上壁（天井壁）４１と、中央部４２ａが円弧状に突出した弁座１１の端部１４の両側端部１４ｂ，１４ｂを覆う両側壁４２，４２とを備えて略逆Ｕ字板状に形成されていて、弁座１１の端部１４に点付け溶接等により固着されている。
【００２４】
弁体２０が所定開度である場合に、外筒４０の上壁４１と両側壁４２，４２の各円弧状の中央部４２ａが、捩りコイルバネ３０の付勢力に抗した開いた弁体２０の上部２２と両側部２３，２３をそれぞれ覆うようになっている。尚、弁体２０の所定開度は、排気ガスＧの排気圧力が最大であるときに弁体２０が揺動する角度であり、例えば、最大４５°に設定されている。これにより、弁体２０が開いたときに、弁体２０の周囲を外筒４０で覆うことで、弁体２０の開度を増加させ、低背圧化の効果が得られるようになっている。
【００２５】
以上実施形態の排気バルブ装置１０によれば、エンジンの低回転時において、消音器１内を流れる排気ガスＧの排気圧力が小さいため、排気バルブ装置１０の弁体２０は閉じている。この弁体２０が閉じている場合、排気ガスＧは、消音器１内を図１の矢印Ｒ１で示すように流れ、インレットパイプ５の端部５ａからインナパイプ７の中間ルートでは、バッフルプレート９の貫通孔９ａを通過し、この貫通孔９ａの孔径（通気抵抗）により音レベルの低減が図られる。
【００２６】
また、エンジンの回転数が所定の低速回転域を超え、排気ガスＧの排気圧力が捩りコイルバネ３０の弾性による付勢力を超える中・高回転時においては、排気バルブ装置１０の弁体２０が捩りコイルバネ３０の弾性付勢力に抗して開く。この場合、インレットパイプ５の端部５ａからインナパイプ７の中間ルートでは、バッフルプレート９の貫通孔９ａを通過する図１の矢印Ｒ１で示す流れと、排気バルブ装置１０の弁座１１の円筒部１３（バッフルプレート９の貫通孔９ｂ）を通過する図１の矢印Ｒ２で示す流れの２つの流れとなり、排気ガスＧが流れる断面積が増え、通気抵抗が低減する。
【００２７】
さらに、弁座１１の一対のフランジ１６，１６の間の同一の支軸１７に、ブッシュ２８を介して弁体２０の一対のフランジ２６，２６を揺動自在に支持すると共に、弁体２０を閉じる方向に付勢する捩りコイルバネ３０を外装してあるため、その分、部品点数を減らすことができ、全体の構造を簡素化することができる。
【００２８】
また、図２及び図５（ａ），（ｂ）に示すように、円筒部２９ａが支軸１７と捩りコイルバネ３０との間に介在されたカラー部材２９の板状の鍔部２９ｂを、弁体２０の両側部２３，２３の下側の一方のフランジ２６の内面側に溶接等により固定して、支軸１７の径よりも大径の円筒部２９ａが捩りコイルバネ３０と接触するカラー部材２９を弁体２０と共に一緒に揺動するようにしたことにより、捩りコイルバネ３０の摩耗、特に、捩りコイルバネ３０の一端３１側の摩耗を簡単かつ確実に低コストで防止することができる。
【００２９】
さらに、弁体２０の揺動を規制するストッパ受部１５を弁座１１に設けたことにより、弁体２０のストッパ２５が弁座１１のストッパ受部１５に当たって規制される開度（揺動角度）を最大角度とすることができる。
【００３０】
図６は本発明の第２実施形態の排気バルブ装置を弁体側から見た斜視図、図７は同排気バルブ装置の背面図、図８（ａ）は同排気バルブ装置のカラー部材の斜視図、図８（ｂ）は同排気バルブ装置の弁体を揺動させる支軸とコイルバネとカラー部材の関係を示す説明図である。
【００３１】
図６〜図８に示すように、カラー部材（緩衝部材）２９Ａが、支軸１７が挿通される半円筒部２９ａ′と、溶着部としての鍔部２９ｂとを備えている点が、前記第１実施形態と異なる。尚、他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、前記第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３２】
以上第２実施形態の排気バルブ装置１０′によれば、図６及び図８（ｂ）に示すように、半円筒部２９ａ′が支軸１７と捩りコイルバネ３０との間に介在されたカラー部材２９Ａの板状の鍔部２９ｂを、弁体２０の両側部２３，２３の下側の一方のフランジ２６の内面側に溶接等により固定して、支軸１７の径よりも大径の半円筒部２９ａ′が捩りコイルバネ３０と接触するカラー部材２９Ａを弁体２０と共に一緒に揺動するようにしたことにより、捩りコイルバネ３０の摩耗、特に、捩りコイルバネ３０の一端３１側の摩耗を簡単かつ確実に低コストで防止することができる。
【００３３】
図９は本発明の第３実施形態の排気バルブ装置を弁体側から見た斜視図、図１０（ａ）は同排気バルブ装置の弁体の斜視図、図１０（ｂ）は同弁体を支軸に装着した状態を示す斜視図である。
【００３４】
図９及び図１０に示すように、カラー部材（緩衝部材）２９Ｂを弁体２０の一方のフランジ２６（切欠き部２４ａが形成されている側のフランジ２６ではない方）に一体突出成形してある点が、前記第１実施形態と異なる。尚、他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、前記第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３５】
以上第３実施形態の排気バルブ装置１０″によれば、図９及び図１０（ａ），（ｂ）に示すように、支軸１７と捩りコイルバネ３０との間に介在されたカラー部材２９Ｂの円筒部２９ａを、弁体２０の両側部２３，２３の下側の一方のフランジ２６の内面側に一体突出形成して、支軸１７の径よりも大径の円筒部２９ａが捩りコイルバネ３０と接触するカラー部材２９Ｂを弁体２０と共に一緒に揺動するようにしたことにより、捩りコイルバネ３０の摩耗、特に、捩りコイルバネ３０の一端３１側の摩耗を簡単かつ確実に低コストで防止することができる。
【００３６】
尚、前記各実施形態によれば、消音器内を仕切るバッフルプレート（仕切板）に形成した貫通孔に排気バルブ装置を取り付けたが、消音器中にあるインレットパイプ（排気管）の端部に排気バルブ装置を取り付けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１  消音器
９  バッフルプレート（仕切板）
９ｂ  貫通孔（排気通路）
１０，１０′，１０″  排気バルブ装置
１１  弁座
１７  支軸
２０  弁体
２３，２３  両側部
２６  一方のフランジ
２９，２９Ａ，２９Ｂ  カラー部材（緩衝部材）
２９ａ  円筒部
２９ａ′半円筒部
２９ｂ  鍔部（溶着部）
３０  捩りコイルバネ（コイルバネ）
３１  一端
Ｇ  排気ガス
Ｋ  クリアランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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