(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）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、
前記弁体は、その弁壁（２１）の弁座（１２）との当たり面を除く部位にビード部（２４）が形成され、弁壁の裏面において該ビード部に重り（３０）が固定され、
該重りは、その重心（Ｇ）を前記弁壁の中心（Ｃ）に対してヒンジ軸（１５）の方向にそってオフセットして配置され、
前記スプリングの一端が前記弁壁の裏面におけるビード部の前記重りを避けた部位に係止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】
前記弁体（２０）の弁壁（２１）はリング状の外周部（２３）を前記当たり面とし、前記ビード部（２４）は前記外周部より内径部分を裏側へ膨出させ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３】
前記スプリング（１６）が前記回動軸（１５）の軸受部（２７）間に巻き回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３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、弁体は、その弁壁の弁座との当たり面を除く部位にビード部が形成され、弁壁の裏面において該ビード部に重りが固定され、該重りは、その重心を弁壁の中心に対してヒンジ軸の方向にそってオフセットして配置され、スプリングの一端が弁壁の裏面におけるビード部の重りを避けた部位に係止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。
【０００９】
請求項２の発明は、弁体の弁壁がリング状の外周部を前記当たり面とし、ビード部は外周部より内径部分を裏側へ膨出させているものとした。
弁壁の裏面に固定される重りは、弁座側との干渉のおそれがまったくない。
【００１０】
請求項３の発明は、スプリングが回動軸の軸受部間に巻き回されているものとした。
回動軸の軸受部間に巻き回されて位置規制された上でスプリングの一端が重りを避けた部位に係止されるので、当該一端が誤って重りの上に係止されることがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１はマフラ内部のマフラパイプに発明を適用した実施の形態を示し、（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はとくに弁体を拡大して示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ部断面図である。
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。
また、支持部材１０の弁座、すなわち当たり面となるフランジ１２にはステンレス材のメッシュシート３が貼り付けられ、管状部１１内壁まで延びている。
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２に明らかなように、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。
外周部２３の外周縁はビード部２４の膨出方向と同方向にフランジ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、３２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。
軸受部２７にはピアス加工による穴２８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。
【００１４】
弁壁２１の裏面には、周縁のフランジ２２の内側において、ビード部２４に隅肉溶接して矩形ブロック状の重り３０が固定されている。
重り３０は図２の（ａ）に示すように、その重心Ｇを弁壁２１の中心Ｃに対してヒンジ軸１５の方向と同方向にオフセットさせて取り付けられている。
図１の（ａ）に示すように、ヒンジ軸１５上のスプリング１６のコイル部１７は軸方向で重り３０と同じ側に位置し、スプリングの一端１８は弁壁２１の裏面においてビード部２４の重り３０を避けた部位に係止されている。
【００１５】
実施の形態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。
例えば、通常の乗用車用の排気系において、直径５０ｍｍのマフラパイプ用の弁体が１．２ｍｍ厚の鋼板で作製されているとき、重りとしては５０〜１００ｇ（グラム）の範囲で選択される。
【００１６】
そして、弁体２０の弁座との当たり面となる弁壁２１の外周部２３を平面とする一方、その内側を外周部２３より裏側へ膨出するビード部２４として、該ビード部２４に重り３０を溶接するものとしたので、溶接時の熱の影響が外周部２３に及んで当たり面を歪ませることがない。
さらに、重り３０はオフセットさせてあるので、片側に広いスペースが確保され、スプリング１６の一端１８を重り３０を避けて弁壁２１の裏面に直接係止させることが容易である。逆に言えば、重り３０がスプリングの一端１８の係止点を避けているから、誤って重り３０の上に係止してスプリング１６の付勢力が変動するおそれがない。
【００１７】
また、弁座としての支持部材１０のフランジ１２にはステンレス材のメッシュシート３が貼り付けられているので、弁体２０が閉じる際の衝接音の発生もない。そして、メッシュシート３は支持部材の管状部１１の内壁まで延びているので、確実な貼り付け状態が保持される。
【００１８】
なお、実施の形態では重り３０の形状を矩形ブロック状としたが、円や半円、その他任意の形状を選択できる。
また、重り３０の弁壁２１への固定も隅肉溶接のみに限定されず、ビード部２４に溶接穴を形成して栓溶接としたり、その他適宜の手段で固定してよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、スプリングで付勢された弁体が排気圧に応じて開閉するバルブにおいて、弁体の弁壁の弁座との当たり面を除く部位にビード部を形成し、このビード部に重りを固定したものとしたので、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。
【００２０】
とくに、重りは、その重心を弁壁の中心に対してヒンジ軸の方向にそってオフセットして配置され、スプリングの一端が重りが固定されたと同じ弁壁の裏面におけるビード部の重りを避けた部位に係止されるので、振動防止の効果が大きい。
【００２１】
また、弁壁のリング状外周部を当たり面とし、ビード部は外周部より内径部分を裏側へ膨出させたものとすることにより、弁壁裏面に固定される重りが弁座側と干渉するおそれが皆無となる。
また、スプリングを回動軸の軸受部間に巻き回すことにより、スプリングが誤って重りの上に係止されることが防止され、スプリングの付勢力が変動するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す図である。
【図２】弁体を拡大して示す図である。
【図３】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１        マフラパイプ
３        メッシュシート
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
１７      コイル部
２０      弁体
２１      弁壁
２２      フランジ
２３      外周部
２４      ビード部
２５      ヒンジ部
２６      ベース部
２７      軸受部
２８      穴
２９      ワッシャ
３０      重り
【図１】
0004050473.tif 000002
【図２】
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【図３】
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