(57)【要約】【課題】エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求と、高速回転時に必要とされる低背圧化要求とを同時に達成させることができる排気制御弁の提供。【解決手段】マフラ本体内の排気パイプＰの端部に設けられる弁座１に対し支軸３を介して開閉可能に設けられた弁体２と、弁体２を弁座１のシート面１２に当接させて制御弁を閉じる方向に付勢するコイルスプリング４と、を備えた排気制御弁において、弁座１部分でシート面１２の下流側には弁体３の初期開弁時における排気受圧面を画成するシート面１２の内径φｄ１より大径の内径φｄ２を有する円筒部１３が延設され、弁体２側には弁体２がシート面１２に当接して制御弁を閉じた状態から所定の弁開度θ１位置までの間は円筒部１３内にあって円筒部１３の上端開口部を閉塞するフランジ部２３が延設されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マフラ本体内における排気流通路の途中に設けられる弁座に対し支軸を介して開閉可能に設けられた弁体と、
該弁体を前記弁座のシート面に当接させて制御弁を閉じる方向に付勢する付勢手段と、
を備えた排気制御弁において、
前記弁座部分で前記シート面の下流側には前記弁体の排気受圧面を画成する前記シート面の内径より大径の内径を有する筒部が延設され、
前記弁体側には該弁体が前記シート面に当接して制御弁を閉じた状態から所定の弁開度位置までの間は前記筒部内にあって該筒部の上端開口部を閉塞する栓体部が延設されていることを特徴とする排気制御弁。
【請求項２】
前記シート面の軸心位置に対し前記筒部の軸心位置が前記支軸から遠ざかる方向に離れた位置となるように筒部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の排気制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マフラ内に配置された排気パイプの端部や、仕切板（バッフルプレート）に形成された連通穴の部分等に設けられ、排気圧により開閉する排圧感応式の排気制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の排気制御弁は、エンジン側から流入する排気の圧力変動に対応してマフラ本体内部の小室同士を任意の組み合わせで連通するように配置した排気通路を開閉することにより、消音効果を向上させつつ、排気圧力損失によるエンジン出力の低下を防止するためにマフラ内に組み込まれるようになっている。このような排気制御弁としては、例えば、図５に示すように、マフラ本体内の排気パイプ１０１の端部に設けられた弁座１０２の環状シート面１０３に対し支軸１０４を介して開閉可能に設けられた弁体１０５と、前記支軸１０４にコイル部１０６ａが係止され前記弁体１０５を弁座１０２のシート面１０３に当接させて制御弁を閉じる方向に付勢するコイルスプリング１０６とを備えた構造となっており、エンジンの低速回転時には、このコイルスプリング１０６の付勢力によって排気パイプ１０１を閉じて前記小室を共鳴室として消音効果を優先させるように作用させ、エンジンの高速回転時には、排気圧がコイルスプリング１０６の付勢力に勝るようになった時に弁体１０５を押し開くことで排気パイプ１０１を開き、前記小室を拡張室として高速時の低背圧化によるエンジン出力の低下防止を優先させるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２３５５３６号公報  （明細書（３）頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこの種の排気制御弁は、エンジン側から流入する排気の圧力変動に対応して排気通路を開閉することにより、消音効果を向上させつつ、エンジン出力の低下を防止するためにマフラ内に組み込まれるものであるが、従来例の排気制御弁にあっては、上述のように、コイルスプリング１０６の付勢力は、弁体１０５の初期開弁時よりも、その開度が大きくなるにつれて大きくなるように作用する構造であるため、エンジンの高速回転時において十分に背圧を低下させることができないという問題点がある。
【０００５】
この場合、コイルスプリング１０６の付勢力を弱めに設定することにより、エンジンの高速回転時における背圧を十分に低下させて排気圧力損失を低減させることは可能であるが、その反面、エンジンの低速回転時から弁体１０５が開き始めることになるため、エンジンの低速回転時における低騒音化要求が満たされなくなるという問題がある。
【０００６】
このように、従来構造では、エンジン低速回転時の低騒音化対策と、エンジン高速回転時の低背圧化対策は二律背反の関係にあり、両要求を同時に達成することができないという問題があった。
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は、エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求と、高速回転時に必要とされる低背圧化要求とを同時に達成させることができる排気制御弁を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明では、マフラ本体内における排気流通路の途中に設けられる弁座に対し支軸を介して開閉可能に設けられた弁体と、該弁体を前記弁座のシート面に当接させて制御弁を閉じる方向に付勢する付勢手段と、を備えた排気制御弁において、前記弁座部分で前記シート面の下流側には前記弁体の排気受圧面を画成する前記シート面の内径より大径の内径を有する筒部が延設され、前記弁体側には該弁体が前記シート面に当接して制御弁を閉じた状態から所定の弁開度位置までの間は前記筒部内にあって該筒部の上端開口部を閉塞する栓体部が延設されていることを特徴とする手段とした。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記シート面の軸心位置に対し前記筒部の軸心位置が前記支軸から遠ざかる方向に離れた位置となるように筒部が配置されていることを特徴とする手段とした。
【００１０】
【作用および効果】
請求項１記載の発明では、上述のように構成されていて、弁体の初期開弁時に該弁体に作用する排気受圧面はシート面の内径で画成された範囲であるため、この開弁初期の排気受圧面の面積を基準として、エンジンの回転数が所定の低速回転数域においては開弁しない程度に付勢手段の付勢力を強めに設定しておくことにより、エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求を満足させることができる。
【００１１】
また、エンジン回転数が所定の低速回転域を越え、排気圧力が付勢手段の付勢力に勝って弁体がシート面から押し開かれた初期開弁状態になると、それから所定の弁開度位置までの間は、シート面の下流側に延設されていて該シート面の内径より大径の内径を有する筒部内にあって該筒部の上端開口部を閉塞する栓体部までが排気受圧面を構成するようになるため、初期開弁時よりも排気受圧面積が大きくなって相対的に排気圧力による開弁力が強くなるもので、これにより、シート面から弁体が一旦離れた後は、初期開弁時よりも低い排気圧力で弁体を押し開けることができるようになるため、エンジンの高速回転時における低背圧化要求を満足させることができる。
従って、エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求と、高速回転時に必要とされる低背圧化要求とを同時に達成させることができるようになる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、上述のように、前記シート面の軸心位置に対し筒部の軸心位置が支軸から遠ざかる方向に離れた位置となるように筒部が配置されることで、支軸から栓体部で構成される排気受圧面の中心までの距離が長くなるため、より低い排気圧力で弁体を押し開けることができることになり、これにより、エンジンの高速回転時における低背圧化要求をさらに満足させることができるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（発明の実施の形態１）
この発明の実施の形態１の排気制御弁は、請求項１記載の発明に対応する。
まず、この発明の実施の形態１の排気制御弁の構成を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１の排気制御弁を示す縦断面図（（イ）は閉弁状態、（ロ）は初期開弁状態、（ハ）は開弁状態）、図２は同平面図を示し、両図において、１は弁座、２は弁体、３は支軸、４はコイルスプリング（付勢部材）である。
【００１４】
前記弁座１は、マフラ本体内の排気パイプ（排気流通路）Ｐの端部に接続固定されるパイプ部１１と、該パイプ部１１の端部から外方に向けて略水平に延設された環状のシート面１２と、該シート面１２をさらに外方へ延長した外周縁部から上方に向けて延設された円筒部（筒部）１３と、該円筒部１３の上端開口縁部の一端から外方に向けて水平方向に延設された基板部１４およびその両側面部を上向きに折曲して垂直に立ち上げた一対の軸支持部１５、１５とを備えている。即ち、シート面１２の内径φｄ１よりも、円筒部１３の内径φｄ２が大径に形成されている。
【００１５】
前記弁体２は、前記シート面１２に当接する範囲の広さを有する本体部２１と、該本体部２１の外周縁部から上方に向けて略垂直に延設された円筒部２２と、該円筒部２２の外周縁部から外方に向けて略水平に延設されたフランジ部（栓体）２３と、該フランジ部２３の外周縁部から前記円筒部１３の内周面に沿って上方に向けて略垂直に延設された円筒部２４と、該円筒部２４の上端開口縁部の一端から外方に向けて水平に延設された基板部２５およびその両側面部を上向きに折曲して垂直に立ち上げた軸支持部２６、２６とを備えている。
【００１６】
前記両軸支持部２６、２６は、前記弁座１の両軸支持部１５、１５の内側に位置していて、前記弁座１の両軸支持部１５、１５間に横架された前記支軸３に対し回動自在に軸支されることにより、該支軸３を中心として弁座１に対し弁体２が開閉自在な状態に組み付けられている。
なお、上述のように、シート面１２の内径φｄ１よりも、円筒部１３の内径φｄ２が大径に形成されているため、シート面１２の内径φｄ１よりも、栓体を構成するフランジ部２３の外径φｄ３が大径となっている。
【００１７】
前記コイルスプリング４は、前記支軸３の回りにそのコイル部４１が装着されていて、その両端を弁体２の本体部２１の略中央部と弁座１の基板部１４にそれぞれ当接係止させることにより、弁体２の本体部２１を弁座１のシート面１２に当接させて制御弁を閉じる方向に付勢力を作用させている。
【００１８】
前記弁体２の本体部２１がシート面１２に当接して制御弁を閉じた状態から所定の弁開度θ１位置までの間は、前記フランジ部２３が弁座１の円筒部１３内にあって該円筒部１３の上端開口部を閉塞した状態に維持され、弁開度がθ１を越えた時点で円筒部１３の上端開口部が開いて制御弁が開弁状態となるように構成されている。
【００１９】
次に、本発明の実施の形態１の作用・効果を説明する。
この発明の実施の形態１の排気制御弁では、上述のように構成されるため、弁体２の初期開弁時、即ち、シート面１２から弁体２の本体部２１が離れて開弁する時に該弁体２に作用する排気受圧面は、図１（イ）に示すように、シート面１２の内径φｄ１で画成された範囲の面積となる。このため、この開弁初期の排気受圧面の面積を基準として、エンジンの回転数が所定の低速回転数域においては開弁しない程度にコイルスプリング４の付勢力を強めに設定しておくことにより、エンジンの低回転時においては、マフラ内を流れる排気圧力が小さいため、コイルスプリング４の付勢力の方が上回って制御弁が閉じた状態に維持される。
従って、エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求を満足させることができる。
【００２０】
また、エンジン回転数が所定の低速回転域を越えた、中・高回転時においては、マフラ内を流れる排気圧力が大きくなるため、流体力がコイルスプリング４の付勢力に勝って弁体２の本体部２１がシート面１２から押し開かれた初期開弁状態になると、それから所定の弁開度θ２位置までの間は、図１（ロ）に示すように、シート面１２の内径φｄ１より大径の内径φｄ２を有する円筒部１３内にあって該円筒部１３の上端開口部を閉塞するフランジ部２３の外径φｄ３までを含む面積が排気受圧面を構成するようになるため、初期開弁時よりも排気受圧面積が大きくなって相対的に排気圧力による開弁力が強くなるもので、これにより、シート面１２から弁体２の本体部２１が一旦離れた後は、図１（ロ）、（ハ）に示すように、初期開弁時よりも低い排気圧力で弁体２を押し開けることができるようになるため、エンジンの高速回転時における低背圧化要求を満足させることができる。
従って、エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求と、高速回転時に必要とされる低背圧化要求とを同時に達成させることができるようになるという効果が得られる。
【００２１】
次に、本発明の他の実施例について説明する。なお、この他の発明の実施の形態の説明にあたっては、前記発明の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
（発明の実施の形態２）
この発明の実施の形態２の排気制御弁は、請求項２に記載の発明に対応する。
まず、この発明の実施の形態２の排気制御弁の構成を図面に基づいて説明する。
図３はこの発明の実施の形態２の排気制御弁を示す縦断面図（同図（イ）は閉弁状態、（ロ）は初期開弁状態、（ハ）は開弁状態）、図４は同平面図を示す。
【００２２】
即ち、この発明の実施の形態２の排気制御弁は、両図に示すように、前記シート面１２の内径φｄ１と同心である排気パイプＰの軸心Ｑ１位置に対し、円筒部１３およびフランジ部２３の軸心Ｑ２位置が支軸３から遠ざかる方向に離れた位置となるように円筒部１３およびフランジ部２３が配置されている点が前記発明の実施の形態１とは相違したものである。
【００２３】
この発明の実施の形態２では、上述のように構成されることで、支軸３から栓体部を構成するフランジ部２３の外径φｄ３までを含む広い面積の排気受圧面の中心までの距離Ｌが、発明の実施の形態１に比べて長くなるため、シート面１２から弁体２の本体部２１が一旦離れた初期開弁後は、より低い排気圧力で弁体２を押し開けることができることになる。
従って、この発明の実施の形態２によれば、エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求を満足させることできることはもちろん、エンジンの高速回転時に必要とされる低背圧化要求をさらに満足させることができるようになるという効果が得られる。
【００２４】
以上本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は上述の発明の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００２５】
例えば、発明の実施の形態では、弁座１のシート面１２および弁体２の本体部２１が平面状に形成されたものを例にとったが、テーパ状に形成されたものにも本発明を適用することができる。
また、発明の実施の形態では、コイルスプリング４のコイル部を弁体２が軸支された支軸３に装着したが、支軸３とは別体の支軸に装着させるようにしてもよい。
【００２６】
また、発明の実施の形態では、マフラ本体内の排気パイプＰの端部に弁座を設けたが、マフラ内部構造に応じマフラ内の仕切り板（バッフルプレート）に設けるようにしてもよく、この場合においても同様の効果が得られる。
また、支軸３の位置は、シート面１２に対して図面において下方に接近して設けることにより、円筒部１３とフランジ部２３との隙間が開弁移行時においてより小さくなるように設定することができ、これにより、拡大された排気受圧面積が受ける開弁力が強くなって、より低圧で開弁できるようになる。
【００２７】
また、発明の実施の形態では、付勢手段として、コイルスプリング４を用いたが、その他に、板スプリング等公知の付勢手段を用いることができる。
また、発明の実施の形態では、筒部１３を円筒状に形成したが、楕円、卵形、長円その他の断面形状の筒状に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１の排気制御弁を示す縦断面図（（イ）は閉弁状態、（ロ）は初期開弁状態、（ハ）は開弁状態）である。
【図２】発明の実施の形態１の排気制御弁を示す平面図
【図３】発明の実施の形態２の排気制御弁を示す縦断面図（（イ）は閉弁状態、（ロ）は初期開弁状態、（ハ）は開弁状態）である。
【図４】発明の実施の形態２の排気制御弁を示す平面図
【図５】従来例の排気制御弁を示す縦断面図である。
【符号の説明】
Ｐ  排気パイプ（排気流通路）
１  弁座
１１  パイプ部
１２  シート面
１３  円筒部（筒部）
１４  基板部
１５  軸支持部
２  弁体
２１  本体部
２２  円筒部
２３  フランジ部（栓体）
２４  円筒部
２５  基板部
２６  軸支持部
３  支軸
４  コイルスプリング（付勢部材）
４１  コイル部
【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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