(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気パイプの端部に設けられた弁座に対し支軸を介して開閉可能に弁体を組み付ける排気系バルブの弁体組み付け方法において、
前記弁体に形成したシール球面と前記弁座に形成したシールテーパ面との接触によりバルブシール面を構成し、
前記弁体の第１軸支持部には支軸の径に略一致する径の軸穴を開穴し、前記弁座の第２軸支持部にはパイプ軸方向の径が支軸の径に略一致しパイプ軸直交方向の径が支軸の径よりも長い長穴を開穴し、
前記弁座に弁体を設定し、その後、支軸を長穴と軸穴に挿入し、さらに、弁体と弁座のシール面密着を保った状態で支軸の両端部を弁座の第２軸支持部の長穴に溶接固定したことを特徴とする排気系バルブの弁体組み付け方法。
【請求項２】
排気パイプの端部に設けられた弁座に対し支軸を介して開閉可能に設けられた弁体を備えた排気系バルブにおいて、
前記弁体に形成されたシール球面と、
前記弁体の第１軸支持部に開穴され、支軸の径に略一致する径に設定された軸穴と、
前記弁座に形成されたシールテーパ面と、
前記弁座の第２軸支持部に開穴され、パイプ軸方向の径が支軸の径に略一致しパイプ軸直交方向の径が支軸の径よりも長く設定された長穴と、
前記弁体と弁座のシール面密着を保った位置にて支軸の両端部と弁座の第２軸支持部の長穴とを溶接固定する溶接部とを有することを特徴とする排気系バルブ。
【請求項３】
排気パイプの端部に設けられた弁座に対し支軸を介して開閉可能に弁体を組み付ける排気系バルブの弁体組み付け方法において、
前記弁体の第１軸支持部には支軸の径に略一致する径の軸穴を開穴し、前記弁座の第２軸支持部には支軸の径より大径の大径穴を開穴し、
前記弁座に弁体を設定し、両端部に大径穴の径よりさらに大径の介在板を設けた支軸を用い、弁体と弁座のシール面密着を保った状態で支軸の両端部の介在板と弁座の第２軸支持部に開穴した大径穴とを溶接固定したことを特徴とする排気系バルブの弁体組み付け方法。
【請求項４】
排気パイプの端部に設けられた弁座に対し支軸を介して開閉可能に設けられた弁体を備えた排気系バルブにおいて、
前記弁体の第１軸支持部に開穴され、支軸の径に略一致する径に設定された軸穴と、
前記弁座の第２軸支持部に開穴され、支軸の径より大径に設定された大径穴と、
前記支軸の両端部に設けられ、前記大径穴の径よりさらに大径に設定された介在板と、
前記弁体と弁座のシール面密着を保った位置にて支軸の両端部の介在板と弁座の第２軸支持部に開穴した大径穴とを溶接固定する溶接部とを有することを特徴とする排気系バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マフラ内排気パイプの端部等に設けられる排気系バルブの弁体組み付け方法と排気系バルブの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マフラ内排気パイプの端部に設けられる排気系バルブとしては、例えば、平成７年５月１８日に国際公開された国際公開番号ＷＯ９５／１３４６０号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この公報には、バルブ閉による消音性能とバルブ開による出力向上性能を両立させるため、図５に示すように、マフラ内排気パイプの開口端部にシールテーパ面が形成された弁座が設けられ、マフラ内排気パイプに固定された支柱に対し支軸により開閉可能に弁体が支持され、該弁体にはバネによる付勢力を受けながら弁座のシールテーパ面と密着することによりバルブ全閉状態を得るシールテーパ面が形成された排気系バルブが記載されている。尚、マフラ内排気パイプを流れる排気ガスによる流体力がバネ力を上回ると、支軸を中心に弁体が回動しバルブが開く。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の排気系バルブにあっては、弁座と弁体とのシールテーパ面が互いに面接触することによりガスシール性を確保する構造としているため、支柱と弁体との各々の支軸穴の中心位置にずれがあると、シールテーパ面の面接触が確保されず、ガスシール性が悪化する。
【０００５】
これに対し、製造上、支柱と弁体にはそれぞれ別々に設計位置に支軸の径と略一致する径の軸穴が開穴されるため、支軸を挿入して組み付けた時、組み合わせによる個々のバラツキを吸収することができず、軸穴の中心位置が多少ずれてしまうのを許容せざるを得ない状況にあり、この軸穴の中心位置ずれによりバルブ閉時にシールテーパ面の面接触による安定したガスシール性が得られず、その結果、この排気系バルブが採用されるマフラの消音性能もそれに伴ってバラツキが生じるという問題があった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、弁体の支軸が挿着される軸穴の位置精度によらずバルブ閉時に高いガスシール性を安定して得ることができる排気系バルブの弁体組み付け方法と排気系バルブを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（解決手段１）
上記課題の解決手段１（請求項１）は、排気パイプの端部に設けられた弁座に対し支軸を介して開閉可能に弁体を組み付ける排気系バルブの弁体組み付け方法において、
前記弁体に形成したシール球面と前記弁座に形成したシールテーパ面との接触によりバルブシール面を構成し、
前記弁体の第１軸支持部には支軸の径に略一致する径の軸穴を開穴し、前記弁座の第２軸支持部にはパイプ軸方向の径が支軸の径に略一致しパイプ軸直交方向の径が支軸の径よりも長い長穴を開穴し、
前記弁座に弁体を設定し、その後、支軸を長穴と軸穴に挿入し、さらに、弁体と弁座のシール面密着を保った状態で支軸の両端部を弁座の第２軸支持部の長穴に溶接固定したことを特徴とする。
【０００８】
（解決手段２）
上記課題の解決手段２（請求項２）は、排気パイプの端部に設けられた弁座に対し支軸を介して開閉可能に設けられた弁体を備えた排気系バルブにおいて、
前記弁体に形成されたシール球面と、
前記弁体の第１軸支持部に開穴され、支軸の径に略一致する径に設定された軸穴と、
前記弁座に形成されたシールテーパ面と、
前記弁座の第２軸支持部に開穴され、パイプ軸方向の径が支軸の径に略一致しパイプ軸直交方向の径が支軸の径よりも長く設定された長穴と、
前記弁体と弁座のシール面密着を保った位置にて支軸の両端部と弁座の第２軸支持部の長穴とを溶接固定する溶接部とを有することを特徴とする。
【０００９】
（解決手段３）
上記課題の解決手段３（請求項３）は、排気パイプの端部に設けられた弁座に対し支軸を介して開閉可能に弁体を組み付ける排気系バルブの弁体組み付け方法において、
前記弁体の第１軸支持部には支軸の径に略一致する径の軸穴を開穴し、前記弁座の第２軸支持部には支軸の径より大径の大径穴を開穴し、
前記弁座に弁体を設定し、両端部に大径穴の径よりさらに大径の介在板を設けた支軸を用い、弁体と弁座のシール面密着を保った状態で支軸の両端部の介在板と弁座の第２軸支持部に開穴した大径穴とを溶接固定したことを特徴とする。
【００１０】
（解決手段４）
上記課題の解決手段４（請求項４）は、排気パイプの端部に設けられた弁座に対し支軸を介して開閉可能に設けられた弁体を備えた排気系バルブにおいて、
前記弁体の第１軸支持部に開穴され、支軸の径に略一致する径に設定された軸穴と、
前記弁座の第２軸支持部に開穴され、支軸の径より大径に設定された大径穴と、
前記支軸の両端部に設けられ、前記大径穴の径よりさらに大径に設定された介在板と、
前記弁体と弁座のシール面密着を保った位置にて支軸の両端部の介在板と弁座の第２軸支持部に開穴した大径穴とを溶接固定する溶接部とを有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
実施の形態１は請求項１と請求項２に記載の発明に対応する排気系バルブの弁体組み付け方法と排気系バルブである。
【００１２】
［排気系バルブの弁体組み付け方法について］
図１は実施の形態１の排気系バルブの弁体組み付け方法の説明図で、１は弁体、１ａは本体部、１ｂはシール部、１ｃは第１軸支持部、１１はシール球面、２は弁座、２ａはパイプ部、２ｂはシール部、２ｃは第２軸支持部、２１はシールテーパ面、３は支軸、４は軸穴、５は長穴、７は溶接部、Ｘ１は弁体軸心、Ｘ２は弁座軸心である。
【００１３】
実施の形態１の排気系バルブの弁体組み付け方法は、図外のマフラ内排気パイプの端部に設けられた弁座２に対し支軸３を介して開閉可能に弁体１を組み付ける方法であり、バルブ閉時のバルブシール面は、弁体１に形成したシール球面１１と弁座２に形成したシールテーパ面２１との線接触による。
【００１４】
前記弁体１は、図１(イ) に示すように、プレス成形により一体成形された本体部１ａとシール部１ｂと第１軸支持部１ｃにより構成され、シール部１ｂにはシール球面１ａが形成され、第１軸支持部１ｃには支軸３の径に略一致する径の軸穴４が開穴されている。
【００１５】
前記弁座２は、図１(ロ) に示すように、プレス成形により一体成形されたパイプ部２ａとシール部２ｂと第２軸支持部２ｃにより構成され、シール部２ｂにはシールテーパ面２１が形成され、第２軸支持部２ｃにはパイプ軸方向の径が支軸３の径に略一致しパイプ軸直交方向の径が支軸３の径よりも長い長穴５が開穴されている。
【００１６】
前記支軸３は、図１(ハ) に示すように、丸棒材を一定の長さに分断しただけの軸部材である。
【００１７】
これら部材１，２，３による弁体組み付け方法を説明すると、まず、弁座２に弁体１を設定し、その後、支軸３を長穴５と軸穴４に挿入し、さらに、図１(ニ) に示すように、長穴５による調整余裕代の範囲で弁体１の弁体軸心Ｘ１と弁座２の弁座軸心Ｘ２とが一致するように弁体１を調整移動させ、弁体１と弁座２のシール面密着を保った状態とする。そして、シール面密着を保った位置にて支軸３の両端部を弁座１の第２軸支持部２ｃの長穴５に溶接固定する。
【００１８】
［排気系バルブについて］
図２は実施の形態１の排気系バルブの軸支持部を示す断面図で、１ｂはシール部、１ｃは第１軸支持部、２ｂはシール部、２ｃは第２軸支持部、３は支軸、４は軸穴、５は長穴、６はブッシュ、７は溶接部である。
【００１９】
実施の形態１の排気系バルブは、図外のマフラ内排気パイプの端部に設けられた弁座２に対し支軸３を介して開閉可能に設けられた弁体１を備えたバルブで、図１(ニ) 及び図２に示すように、弁体１に形成されたシール球面１１と、弁体１の第１軸支持部１ｃに開穴され、支軸３の径に略一致する径に設定された軸穴４と、弁座２に形成されたシールテーパ面２１と、弁座２の第２軸支持部２ｃに開穴され、パイプ軸方向の径が支軸３の径に略一致しパイプ軸直交方向の径が支軸３の径よりも長く設定された長穴５と、弁体１と弁座２のシール面密着を保った位置にて支軸３の両端部と弁座２の第２軸支持部２ｃの長穴５とを溶接固定する溶接部７とを有する。
【００２０】
この排気系バルブでは、弁座２の第２軸支持部２ｃに固定された支軸３を中心としてブッシュ６を介した弁体１が回動することによりバルブ開閉動作が行なわれるもので、バルブ閉時には、弁体１と弁座２のシール面密着により高いガスシール性が発揮される。尚、図示していないが、従来技術のように、弁体１をバルブ閉方向に付勢するバネが支軸３の周りに設けられる。
【００２１】
［作用効果について］
バルブ閉時に高いガスシール性を安定して得るには、弁体１と弁座２のシール面密着を個体差なく常に確保する必要がある。
【００２２】
これに対し、実施の形態１での弁体１と弁座２のシール面は、従来技術のように面接触（テーパ面とテーパ面）ではなく、線接触（球面とテーパ面）によるものであるため、二次元（平面）の位置関係で弁体１の弁体軸心Ｘ１と弁座２の弁座軸心Ｘ２とが一致すれば、線接触が確保される。つまり、弁体１に対し二次元の位置設定自由度を持たせれば良いということになる。
【００２３】
この弁体１の位置設定自由度に対しては、弁座２の第２軸支持部２ｃに長穴５を形成しているため、支軸３と長穴５との隙間余裕により、図１(ニ) の矢印に示すように、弁体１の調整移動代ができるし、また、左右の二箇所に設けられた長穴５の位置において、支軸３とに位置関係をずらすことで、支軸３を斜めに設定することもできる。つまり、弁体１に対しては二次元の位置設定自由度が与えられる。
【００２４】
よって、実施の形態１の排気系バルブの弁体組み付け方法と排気系バルブのように、弁体１と弁座２のシール面密着を保った状態にて支軸３の両端部を弁座１の第２軸支持部２ｃの長穴５に溶接固定することで、弁体１の支軸３が挿着される軸穴４の位置精度によらずバルブ閉時に高いガスシール性を安定して得ることができる。
【００２５】
（実施の形態２）
実施の形態２は請求項３と請求項４に記載の発明に対応する排気系バルブの弁体組み付け方法と排気系バルブである。
【００２６】
［排気系バルブの弁体組み付け方法について］
図３は実施の形態２の排気系バルブの弁体組み付け方法の説明図で、１は弁体、１ａは本体部、１ｂはシール部、１ｃは第１軸支持部、１１はシール球面、２は弁座、２ａはパイプ部、２ｂはシール部、２ｃは第２軸支持部、２１はシールテーパ面、３は支軸、４は軸穴、６はブッシュ、７は溶接部、８は大径穴、９は介在板である。
【００２７】
実施の形態２の排気系バルブの弁体組み付け方法は、実施の形態１と同様に、図外のマフラ内排気パイプの端部に設けられた弁座２に対し支軸３を介して開閉可能に弁体１を組み付ける方法であり、バルブ閉時のバルブシール面は、弁体１に形成したシール球面１１と弁座２に形成したシールテーパ面２１との線接触による。
【００２８】
前記弁体１は、図３(イ) に示すように、実施の形態１の弁体１と同様の構成であり、プレス成形により一体成形された本体部１ａとシール部１ｂと第１軸支持部１ｃにより構成され、シール部１ｂにはシール球面１ａが形成され、第１軸支持部１ｃには支軸３の径に略一致する径の軸穴４が開穴されている。
【００２９】
前記弁座２は、図３(ロ) に示すように、プレス成形により一体成形されたパイプ部２ａとシール部２ｂと第２軸支持部２ｃにより構成され、シール部２ｂにはシールテーパ面２１が形成され、第２軸支持部２ｃには支軸３の径より大径の大径穴８が開穴されている。
【００３０】
前記支軸３は、図３(ハ) に示すように、丸棒材を一定の長さに分断した軸部材の両端部に大径穴８の径φｄよりさらに大径φＤの介在板９，９がカシメ等により設けられている。
【００３１】
これら部材１，２，３による弁体組み付け方法を説明すると、まず、弁体１に介在板９，９を両端部に有する支軸３を挿着しておく。そして、弁座２に支軸３及び介在板９，９を有する弁体１を設定し、支軸３と大径穴８の径差による調整余裕代の範囲で弁体１の弁体軸心Ｘ１と弁座２の弁座軸心Ｘ２とが一致するように弁体１を調整移動させ、弁体１と弁座２のシール面密着を保った状態とする。そして、シール面密着を保った位置にて介在板９，９を弁座１の第２軸支持部２ｃの大径穴８に溶接固定する。
【００３２】
［排気系バルブについて］
図３(ニ) は実施の形態２の排気系バルブの支軸部を示す断面図で、１ｃは第１軸支持部、２ｃは第２軸支持部、３は支軸、４は軸穴、６はブッシュ、７は溶接部、８は大径穴、９は介在板である。
【００３３】
実施の形態２の排気系バルブは、図外のマフラ内排気パイプの端部に設けられた弁座２に対し支軸３を介して開閉可能に設けられた弁体１を備えたバルブで、図３(ニ) 及び図３(ホ) に示すように、弁体１に形成されたシール球面１１と、弁体１の第１軸支持部１ｃに開穴され、支軸３の径に略一致する径に設定された軸穴４と、弁座２に形成されたシールテーパ面２１と、弁座２の第２軸支持部２ｃに開穴され、支軸３の径より大径の大径穴８と、支軸３の両端部に設けられ、大径穴８の径φｄよりさらに大径φＤに設定された介在板９，９と、弁体１と弁座２のシール面密着を保った位置にて支軸３の両端部の介在板９，９と弁座２の第２軸支持部２ｃに開穴した大径穴８とを溶接固定する溶接部７とを有する。
【００３４】
この排気系バルブでは、弁座２の第２軸支持部２ｃに固定された支軸３を中心としてブッシュ６を介した弁体１が回動することによりバルブ開閉動作が行なわれるもので、バルブ閉時には、弁体１と弁座２のシール面密着により高いガスシール性が発揮される。尚、図示していないが、従来技術のように、弁体１をバルブ閉方向に付勢するバネが支軸３の周りに設けられる。
【００３５】
［作用効果について］
バルブ閉時に高いガスシール性を安定して得るには、弁体１と弁座２のシール面密着を個体差なく常に確保する必要がある。
【００３６】
これに対し、実施の形態２での弁体１と弁座２のシール面は、従来技術のように面接触（テーパ面とテーパ面）ではなく、線接触（球面とテーパ面）によるものであるため、二次元（平面）の位置関係で弁体１の弁体軸心Ｘ１と弁座２の弁座軸心Ｘ２とが一致すれば、線接触が確保される。つまり、弁体１に対し少なくとも二次元の位置設定自由度を持たせれば良いということになる。
【００３７】
この弁体１の位置設定自由度に対しては、弁座２の第２軸支持部２ｃに大径穴８を形成し、この大径穴８と第２軸支持部２ｃとを溶接固定するために介在板９，９を設定しているため、支軸３と大径穴８との隙間余裕により、図３(ニ) の矢印に示すように、上下及び左右さらに斜めをも含む弁体１の調整移動代ができ、支軸３とに位置関係を調整することで、支軸３を傾斜配置等により自由に設定することができる。つまり、弁体１に対しては三次元の位置設定自由度が与えられる。
【００３８】
よって、実施の形態２の排気系バルブの弁体組み付け方法と排気系バルブのように、弁体１と弁座２のシール面密着を保った状態にて支軸３の両端部の介在板９，９を弁座１の第２軸支持部２ｃの大径穴８に溶接固定することで、弁体１の支軸３が挿着される軸穴４の位置精度によらずバルブ閉時に高いガスシール性を安定して得ることができる。
【００３９】
［面接触シール面への対応について］
図４は実施の形態２の排気系バルブの他例を示す断面図で、この例では、弁体１のシール部１ｂにシール球面１１に代えてシールテーパ面１１’が形成されていて、弁体１と弁座２のシール面は、従来技術と同様に、面接触（テーパ面とテーパ面）である。
【００４０】
この場合にも、上記のように弁体１に対し三次元の位置設定自由度が与えられるため、弁体１と弁座２の面接触によるシール面密着を保った状態にて支軸３の両端部の介在板９，９を弁座１の第２軸支持部２ｃの大径穴８に溶接固定することで、弁体１の支軸３が挿着される軸穴４の位置精度によらずバルブ閉時に高いガスシール性を安定して得ることができる。
【００４１】
（その他の実施の形態）
実施の形態２では、介在板９，９を大径穴８の内側に設定する例を示したが、介在板を大径穴の外側から設けるようにしても良い。この場合、弁体の組み付け工程では、実施の形態１と同様に支軸を挿入し、その後、介在板を設定するという作業の流れとなる。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明にあっては、排気パイプの端部に設けられた弁座に対し支軸を介して開閉可能に弁体を組み付ける排気系バルブの弁体組み付け方法において、弁体に形成したシール球面と弁座に形成したシールテーパ面との接触によりバルブシール面を構成し、弁体の第１軸支持部には支軸の径に略一致する径の軸穴を開穴し、弁座の第２軸支持部にはパイプ軸方向の径が支軸の径に略一致しパイプ軸直交方向の径が支軸の径よりも長い長穴を開穴し、弁座に弁体を設定し、その後、支軸を長穴と軸穴に挿入し、さらに、弁体と弁座のシール面密着を保った状態で支軸の両端部を弁座の第２軸支持部の長穴に溶接固定したため、弁体の支軸が挿着される軸穴の位置精度によらずバルブ閉時に線接触シール面の密着を保つ高いガスシール性を安定して得る排気系バルブの弁体組み付け方法を提供することができる。
【００４３】
請求項２記載の発明にあっては、排気パイプの端部に設けられた弁座に対し支軸を介して開閉可能に設けられた弁体を備えた排気系バルブにおいて、弁体に形成されたシール球面と、弁体の第１軸支持部に開穴され、支軸の径に略一致する径に設定された軸穴と、弁座に形成されたシールテーパ面と、弁座の第２軸支持部に開穴され、パイプ軸方向の径が支軸の径に略一致しパイプ軸直交方向の径が支軸の径よりも長く設定された長穴と、弁体と弁座のシール面密着を保った位置にて支軸の両端部と弁座の第２軸支持部の長穴とを溶接固定する溶接部とを有するため、弁体の支軸が挿着される軸穴の位置精度によらずバルブ閉時に線接触シール面の密着を保つ高いガスシール性を安定して得る排気系バルブを提供することができる。
【００４４】
請求項３記載の発明にあっては、排気パイプの端部に設けられた弁座に対し支軸を介して開閉可能に弁体を組み付ける排気系バルブの弁体組み付け方法において、弁体の第１軸支持部には支軸の径に略一致する径の軸穴を開穴し、前記弁座の第２軸支持部には支軸の径より大径の大径穴を開穴し、弁座に弁体を設定し、両端部に大径穴の径よりさらに大径の介在板を設けた支軸を用い、弁体と弁座のシール面密着を保った状態で支軸の両端部の介在板と弁座の第２軸支持部に開穴した大径穴とを溶接固定したため、弁体の支軸が挿着される軸穴の位置精度によらず、また、弁体と弁座のシール面が線接触か面接触かに関わりなく、バルブ閉時にシール面の密着を保つ高いガスシール性を安定して得る排気系バルブの弁体組み付け方法を提供することができる。
【００４５】
請求項４記載の発明にあっては、排気パイプの端部に設けられた弁座に対し支軸を介して開閉可能に設けられた弁体を備えた排気系バルブにおいて、弁体の第１軸支持部に開穴され、支軸の径に略一致する径に設定された軸穴と、弁座の第２軸支持部に開穴され、支軸の径より大径に設定された大径穴と、支軸の両端部に設けられ、大径穴の径よりさらに大径に設定された介在板と、弁体と弁座のシール面密着を保った位置にて支軸の両端部の介在板と弁座の第２軸支持部に開穴した大径穴とを溶接固定する溶接部とを有するため、弁体の支軸が挿着される軸穴の位置精度によらず、また、弁体と弁座のシール面が線接触か面接触かに関わりなく、バルブ閉時にシール面の密着を保つ高いガスシール性を安定して得る排気系バルブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の排気系バルブの弁体組み付け方法の説明図である。
【図２】実施の形態１の排気系バルブの支軸部を示す断面図である。
【図３】実施の形態２の排気系バルブの弁体組み付け方法と排気系バルブを示す図である。
【図４】実施の形態２の排気系バルブの他例を示す断面図である。
【図５】従来の排気系バルブを示す図である。
【符号の説明】
１  弁体
１ａ  本体部
１ｂ  シール部
１ｃ  第１軸支持部
１１  シール球面
１１’  シールテーパ面
２  弁座
２ａ  パイプ部
２ｂ  シール部
２ｃ  第２軸支持部
２１  シールテーパ面
３  支軸
４  軸穴
５  長穴
６  ブッシュ
７  溶接部
８  大径穴
９  介在板
Ｘ１  弁体軸心
Ｘ２  弁座軸心
【図１】
0004008101.tif 000002
【図２】
0004008101.tif 000003
【図３】
0004008101.tif 000004
【図４】
0004008101.tif 000005
【図５】
0004008101.tif 000006