(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気の通路に設置され、スプリング（１６）により閉じ方向に付勢された弁体（２０、２０Ｂ）が回動軸（１５）に支持されて排気圧に応じて開閉するバルブにおいて、
前記弁体の弁壁（２１、２１Ｂ）の外周にはフランジ（２２）が形成され、該フランジは突出片（３２）または幅広部（２２ａ）を備え、
前記弁体には、その弁壁の前記回動軸から最も離間した円弧部を含む外周縁の裏面において、前記フランジの内側にそって配置され前記突出片または幅広部の先端で溶接された弧状の重り（３０、３０Ａ、３０Ｂ）が固定されていることを特徴とするエンジン排気系のバルブ構造。
【請求項２】
排気の通路に設置され、スプリング（１６）により閉じ方向に付勢された弁体（２０Ｃ）が回動軸（１５）に支持されて排気圧に応じて開閉するバルブにおいて、
前記弁体の弁壁（２１Ｃ）の外周には保持片（３４）を備えるフランジ（２２）が形成されるとともに、弁壁の弁座との当たり面より内側には裏面側へ膨出する凸部（３６）が形成されて、
前記弁体には、その弁壁の前記回動軸から最も離間した円弧部を含む外周縁の裏面において、前記フランジの内側にそって当該フランジと前記凸部に挟まれて配置され、前記保持片のカシメにより弁壁に押し付けられて固定された弧状の重り（３０Ｂ、３０Ｃ）が固定されていることを特徴とするエンジン排気系のバルブ構造。
【請求項３】
前記重り（３０、３０Ａ）は、帯鋼板からのカッティングにより形成されていることを特徴とする請求項１記載のエンジン排気系のバルブ構造。
【請求項４】
前記重り（３０Ｂ、３０Ｃ）は、一定断面の鋼材を曲げて形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のエンジン排気系のバルブ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン排気系に設置されるバルブの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のバルブとして、車両のマフラ内の管通路にバルブを設置した構造が知られている。
これは、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しようとするものである。このような排気圧感応のバルブにおいては、弁体を閉方向に付勢するスプリングが付設され、そのスプリングによる付勢力に打ち勝つ大きさの排気圧が作用したときに開くようになっている。
【０００３】
ところで、高温の排気が流れる環境において、弁体を支持するヒンジ部の嵌め合わせは熱膨張による伸縮を考慮すると緻密なものとすることができず、その回動軸の精度は比較的に粗いものとせざるを得ない。このため、弁体と弁座との当たり面が例えば錐状に傾斜していると、バルブが閉じた状態と言えども両者の中心がずれて実際には隙間ができてしまうという問題を招く。
【０００４】
したがって、図８に示すように、弁体と弁座との当たり面は一般に平面とされる。
図に示したバルブ構造では、マフラパイプ１から延びる支持部材１０がフランジ１２を備えて弁座を形成している。支持部材１０の支持ブラケット１４にヒンジ軸１５で支持された弁体４０は、支持部材のフランジ１２に対向して全面平滑面とされ、その周縁にフランジ４１を備えている。スプリング１６はヒンジ軸１５に巻き回わされて弁体４０を弁座であるフランジ１２に付勢している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、弁体４０は排気圧が高まったとき開き、排気圧が低下したとき閉じる動作を繰り返すが、薄板からプレス成形等により作製された弁体の場合、その付設されたスプリング１６との組合せによる共振周波数が高くなり、エンジンの常用域の回転数である２０００〜３０００ｒｐｍにおいて弁体４０の振動が発生して、これにより、うなり音が生じて車両の品質感を低下させるという問題が出ている。
【０００６】
この弁体の振動を抑えるために、弁体４０を閉じ方向に付勢しているスプリング１６の付勢力を大きくすることが考えられるが、スプリング力を大きくすると、排気圧が相当に高くなるまでバルブが開かないことになり、本来の目的が達せられない。
一方、スプリング力を小さくして共振周波数を下げようとすれば、バルブを開く開弁圧が低くなって、弁体４０自体が軽量であることも加わりわずかな排気圧変動でも頻繁に開閉してしまうこととなる。
【０００７】
したがって本発明は、上記従来の問題点に鑑み、薄板で形成された軽量の弁体とした場合にも弁体の共振による振動が発生しないようにしたエンジン排気系のバルブ構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の本発明は、排気の通路に設置され、スプリングにより閉じ方向に付勢された弁体が回動軸に支持されて排気圧に応じて開閉するバルブにおいて、弁体の弁壁の外周にはフランジが形成され、該フランジは突出片または幅広部を備え、弁体には、その弁壁の回動軸から最も離間した円弧部を含む外周縁の裏面において、フランジの内側にそって配置され突出片または幅広部の先端で溶接された弧状の重りが固定されているものとした。
弁壁に重りを固定することにより、スプリングを所定の特性に保持しながら弁体の共振振動数を変えることができる。そしてとくに、重りが弁体外周縁の円弧部にそって固定されているので、回動軸に対して最大のモーメント力が得られる。
そして、重りをフランジに突き当てて位置決めできる。
突出片または幅広部により溶接部位が弁壁の当たり面から離れているので、当たり面に溶接熱の影響が及ばない。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明と同じく、弁壁に重りを固定することにより、スプリングを所定の特性に保持しながら弁体の共振振動数を変えることができる。そしてとくに、重りが弁体外周縁の円弧部にそって固定されているので、回動軸に対して最大のモーメント力が得られる。
そして、重りはフランジの内側にそって当該フランジと凸部に挟まれて保持片のカシメにより確実に固定されるとともに、溶接熱の影響が一切生じない。
【００１０】
請求項３の発明は、重りが帯鋼板からのカッティングにより形成されているものである。
カッティング形状を弁体外周縁の円弧部にそう弧状とすることにより歩留まり良く形成される。
また請求項４の発明は、重りが一定断面の鋼材を曲げて形成されているものである。
鋼材を切断して曲げるだけであるから、これによっても歩留まり良く形成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１はマフラ内部のマフラパイプに発明を適用した第１の実施例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ部断面図である。また、図２は弁体の側面図である。
マフラパイプ１の端部に管状部１１を有する支持部材１０が接合され、支持部材１０の管端には弁座としてフランジ１２が形成されている。
フランジ１２の一部は図中下方に延ばしたうえマフラパイプ１と反対方向へコ字形状に折り曲げて支持ブラケット１４を形成している。
【００１２】
支持ブラケット１４には回動軸としてのヒンジ軸１５が支持され、このヒンジ軸１５に弁体２０が支持されて回動可能となっている。
弁体２０は支持部材１０のフランジ１２に対向する弁壁２１を有し、弁壁２１の周縁に後述するフランジ２２を備えている。
ヒンジ軸１５に巻きまわしたスプリング１６の一端１８が弁壁２１の裏面に係止され、他端１９が支持ブラケット１４に係止されている。
【００１３】
とくに図１の（ｂ）に明らかなように、  弁体の弁壁２１は支持部材１０のフランジ１２に直接対向して当たり面となるリング状の外周部２３が平滑平面とされ、それより内径部分は外周部２３よりも裏側、すなわち支持部材１０のフランジ１２から離れる方向に膨出するビード部２４となっている。
【００１４】
外周部２３の外周縁にはフランジ２２が形成され、フランジ２２の一部を延ばして、コ字形状の支持ブラケット１４に整合するよう、ベース部２６とその両端から立ち上がる軸受部２７からなるコ字形状のヒンジ部２５となっている。なお、２５ａは支持ブラケット１４に係止されるスプリング１６の端１９との干渉を避ける切り欠きである。
【００１５】
軸受部２７にはピアス加工による穴が設けられ、ステンレス材のメッシュで形成されヒンジ軸１５を通す内径を有するワッシャ２９が嵌め込まれている。
弁壁２１のヒンジ軸１５から離れた円弧部Ｒにおいて、フランジ２２には２個所にフランジをそのまま延ばした突出片３２が形成されている。
この突出片３２は図１の（ａ）において、弁壁２１の中心を通りヒンジ軸１５に垂直の中心線Ｓに関して左右対称に配置されている。
【００１６】
弁壁２１の裏面には、円弧部Ｒのフランジ２２の内側にそって、中心線Ｓの左右に対称に延びて弧状の重り３０が配置され、フランジの突出片３２に隅肉溶接（Ｗ）されている。
重り３０は、図３に示すように、帯鋼板Ｐからカッタにより切断して作製され、その長辺が弁壁２１のフランジ２２の内壁に整合する弧状、短辺が並行直線となっている。
【００１７】
本実施例は以上のように構成され、弁体２０と弁座（フランジ１２）相互の当たり面を傾斜面ではなく平面として、弁体２０の回動軸の精度が比較的に粗くても閉じたときに隙間の発生がないようにするとともに、弁体２０に重り３０を備えているので、スプリング１６の付勢力を変えることなく、共振振動数が低減され、エンジンの常用域回転数におけるうなり音の発生が防止される。
【００１８】
そして、とくに、重り３０が弁体外周縁のフランジ２２の円弧部Ｒにそって固定されているので、ヒンジ軸１５に対して最大のモーメント力が得られる。このため、重り３０の重量を比較的に軽く設定しながら、有効に共振振動数を低減することができる。例えば、弁壁２１の中央に９０ｇの重りを固定する場合と比較すれば、６０ｇ弱の重り３０で同じモーメントを得ることができる。
重り３０は帯鋼板Ｐから端材を生じず歩留まり良く連続的に製作できるので、重りの製作コストも低減する。そして、必要に応じて重量を変更したい場合には帯鋼板Ｐ板厚を変えるだけで任意の重量とすることができる。
【００１９】
また、重り３０はフランジ２２から延びる突出片３２に溶接するものとしたので、溶接時の熱の影響が抑えられ、弁壁２１の当たり面（外周部２３）を歪ませることがない。
さらに、弁壁にはビードを形成したので、剛性がいっそう向上し、弁座との当たり面の平滑度が保持される。
【００２０】
なお、上記実施例では、重り３０のカッティング形状を単純円弧状としたが、図４に示すように、長辺の両端に、短辺の直線に対して直角の段部３０ａを形成した重り３０Ａとすることにより、端部の鋭角がなくなるので、製作時の取り扱いが容易になる。
【００２１】
つぎに第２の実施例について説明する。これは重りを丸棒鋼材で形成したものである。
図５は、第２の実施例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ部断面図、（ｃ）は弁体の側面図である。
弁体２０Ｂの弁壁２１Ｂは支持部材１０のフランジ１２との当たり面となるリング状の外周部２３が平滑平面とされ、それより内径部分は外周部２３よりも裏側に膨出するビード部２４となっている。
【００２２】
外周部２３の外周縁にはフランジ２２が形成され、前実施例と同様に、フランジ２２の一部を延ばして、コ字形状の支持ブラケット１４に整合するよう、ベース部２６とその両端から立ち上がる軸受部２７からなるコ字形状のヒンジ部２５となっている。
フランジ２２は外周部２３にそう円弧部Ｒのうち、ヒンジ軸１５から最も離れた所定範囲で短い幅となっているが、それよりヒンジ軸１５側へ向かっては幅広部２２ａとなって軸受部２７へ連なっている。
【００２３】
弁壁２１Ｂの裏面には、円弧部Ｒのフランジ２２の内側にそって、弧状に曲げられた丸棒鋼材からなる重り３０Ｂが配置され、フランジの幅広部２２ａに隅肉溶接（Ｗ）されている。重り３０Ｂは、図５の（ａ）において弁壁２１Ｂの中心線Ｓに対して左右対称で、溶接部（Ｗ）も左右対称となっている。
その他の構成は、マフラパイプ側を含めて前実施例と同じである。
【００２４】
本実施例は以上のように構成され、重り３０Ｂが弁体外周縁のフランジ２２の円弧部Ｒにそって固定されているので、前実施例と同じく、重りの重量を比較的に軽く設定して、有効に共振振動数を低減することができる。
また、重り３０Ｂは丸棒鋼材を必要長さだけ切断して曲げるだけであるから、歩留まり良く連続的に製作できるので、重りの製作コストも低減する。そして、必要に応じて重量を変更したい場合には鋼材の径、あるいは切断する長さを変えるだけで任意の重量とすることができる。
【００２５】
そしてまた、重り３０Ｂの溶接部はフランジの幅広部２２ａであるから、溶接時の熱の影響が弁壁２１Ｂの当たり面に及んでこれを歪ませることがない。
また、前実施例と同じく、弁壁２１Ｂにはビードを形成したので、剛性がいっそう向上し、弁座との当たり面の平滑度が保持される。
【００２６】
つぎに、第３の実施例について説明する。これは前実施例と同じく丸棒鋼材の重りを用いたものである。
図６は第３の実施例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ部断面図、（ｃ）は弁体の側面図である。
弁体２０Ｃの弁壁２１Ｃは、全面が平滑平面とされてその外周領域が支持部材１０のフランジ１２との当たり面となっている。
弁壁２１Ｃの外周縁にはフランジ２２が形成され、フランジ２２は所定幅のまま軸受部２７に連なっている。
【００２７】
弁壁２１Ｃのヒンジ軸１５から離れた円弧部Ｒにおいて、フランジ２２には２個所にフランジをそのまま延ばした保持片３４が、図の（ａ）において、中心線Ｓに関して左右対称の配置で形成されている。
弁壁２１Ｃの裏面には、円弧部Ｒのフランジ２２の内側にそって、弧状に曲げられた丸棒鋼材からなる重り３０Ｂが配置され、フランジ２２の保持片３４がカシメにより重り３０Ｂ上に延びて該重り３０Ｂを弁壁２１Ｃの裏面に押し付けている。
【００２８】
さらに、弁壁２１Ｃには中心線Ｓ上で、保持片３４、３４の間に裏面側へ膨出する凸部３６が形成され、重り３０Ｂの弧の内側面に接するようになっている。
これにより、重り３０Ｂは、弁壁２１Ｃの裏面にそう方向ではフランジ２２と凸部３６に挟まれ、裏面に垂直な方向では当該裏面と保持片３４の間に挟まれて、確実に弁壁２１Ｃに固定されている。
その他の構成は、前実施例と同じである。
【００２９】
本実施例は以上のように構成され、丸棒鋼材を曲げた重り３０Ｂが弁体外周縁のフランジ２２の円弧部Ｒにそって固定されているので、前実施例と同じく、重りの重量を比較的に軽く設定して、低コストで、有効に共振振動数を低減することができ、また重量の変更も容易である。
また、重り３０Ｂが弁壁に形成した凸部３６と保持片３４によるカシメとで固定されているので、溶接が不要であるから、溶接熱による影響が一切なく、弁壁２１Ｃの当たり面を歪ませることもない。
【００３０】
なお、本実施例においては前実施例と同じ丸棒鋼材の重り３０Ｂを用いたが、図７に示すように、矩形断面の重り３０Ｃとすることもできる。これによっても、弁壁２１Ｃの裏面にそう方向ではフランジ２２と凸部３６に挟まれ、裏面に垂直な方向では当該裏面と保持片３４の間に挟まれて、溶接なしに確実に弁壁２１Ｃに固定される。もちろん、その他の多角形断面の鋼材でも断面が一定であれば、同様に用いることができる。
【００３１】
また、上記各実施例においては、弁体は弁座である支持部材１０のフランジ１２に直接当接するものとしたが、フランジ１２から管状部１１内壁にかけてステンレス材のメッシュシートを貼り付け、弁体が閉じるときの当接音の発生をさらに確実に阻止するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、スプリングにより閉じ方向に付勢された弁体が回動軸に支持されて排気圧に応じて開閉するバルブにおいて、弁体には、その弁壁の回動軸から最も離間した円弧部を含む外周縁にそった裏面に、弧状の重りが固定されているものとしたので、スプリングを所定の特性に保持しながら弁体の共振振動数を変えることができ、エンジンの常用回転域において弁体の振動によるうなり音の発生が防止され、車両の品質感が向上する。
そして、重りが弁体外周縁の円弧部にそって固定されているので、回動軸に対して最大のモーメント力が得られるから、重りの重量を軽くしながら、上記の共振振動数を制御できる。
【００３３】
また、弁壁の外周にフランジを形成しているので、重りはフランジの内側に突き当てて位置決めでき、フランジに溶接することで強固に固定される。
そして、フランジにさらに突出片や幅広部を設けて、重りをその先端で溶接した場合には、溶接部位が弁座との当たり面から遠く離れ、当たり面への溶接熱の影響が抑えられる。
また、突出片での溶接などの代わりに、弁壁の外周のフランジに保持片を備えて、保持片のカシメにより固定した場合には、溶接熱の影響が一切生じない。
【００３４】
また、弁壁の弁座との当たり面より内側には裏面側へ膨出する凸部を形成して、重りをフランジと凸部の間に挟むことにより、確実に固定される。
【００３５】
重りは、帯鋼板からのカッティングにより形成し、あるいは一定断面の鋼材を曲げて形成することにより、歩留まり良く製作できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】第１の実施例の側面図である。
【図３】重りの作製要領を示す説明図である。
【図４】重りの変形例を示す図である。
【図５】第２の実施例を示す図である。
【図６】第３の実施例を示す図である。
【図７】変形例を示す図である。
【図８】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１        マフラパイプ
１０      支持部材
１１      管状部
１２      フランジ
１４      支持ブラケット
１５      ヒンジ軸
１６      スプリング
２０、２０Ｂ、２０Ｃ    弁体
２１、２１Ｂ、２１Ｃ    弁壁
２２      フランジ
２２ａ    幅広部
２３      外周部
２４      ビード部
２５      ヒンジ部
２５ａ    切り欠き
２６      ベース部
２７      軸受部
２９      ワッシャ
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ    重り
３０ａ    段部
３２      突出片
３４      保持片
３６      凸部
Ｒ        円弧部
Ｓ        中心線
Ｐ        帯鋼板
【図１】
0004056227.tif 000002
【図２】
0004056227.tif 000003
【図３】
0004056227.tif 000004
【図４】
0004056227.tif 000005
【図５】
0004056227.tif 000006
【図６】
0004056227.tif 000007
【図７】
0004056227.tif 000008
【図８】
0004056227.tif 000009