JP2007291946A - 排気制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 排気管の排気ガス流出口に設けたフィニッシャーの内部に配置された排気制御弁の構造を簡素化する。
【解決手段】 排気管１５のフィニッシャー５１の内部に配置した制御弁３６の弁体４１を弁座１５ａに着座する方向に付勢するコイルスプリング４３を弁体４１とフィニッシャー５１のスプリングホルダ５５との間に配置したので、制御弁３６側に特別のスプリング支持部材を設けることなく、フィニッシャー５１のスプリングホルダ５５を利用してコイルスプリング４３を支持することができ、制御弁３６の構造が簡素化される。スプリングホルダ５５は、弁体４１のリフト量の上限値を規制するストッパとしても機能する。弁体４１の前面にコーン状のガイド面４１ｂを形成したので、弁体４１が弁座１５ａから離間した状態から弁座１５ａに着座する状態に移動するときに、ガイド面４１ｂで弁体４１をセンタリングして弁座１５ａに確実に着座させることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、排気管の排気ガス流出口に設けたフィニッシャーの内部に配置され、排気管を流れる排気ガスの圧力に応じて開度が変化する排気制御弁に関する。

エンジンの消音器本体内に設けた連通管の開口端や、消音器本体から外部に延びる排気ガス排出管の開口端に、排気ガスの流量を制御する制御弁を設けた排気消音装置が、下記特許文献１により公知である。

この排気消音装置の制御弁は、消音器本体内の連通菅（あるいは排気ガス排出管）の開口端に形成した弁座に有底円筒状の弁体を摺動自在に嵌合させ、連通菅の開口端のフランジと弁体の開口端のフランジとの間に配置した圧縮コイルスプリングで、弁体を弁座に着座する方向に付勢している。排気ガスの圧力増加により弁体がコイルスプリングを圧縮しながら移動して弁座から離間すると、連通菅から出た排気ガスが弁体の外周面に形成した連通口を通過して消音器本体内に排出される。
特許第３３４２４６１号公報

ところで、かかる排気制御弁は排気消音装置の内部以外の排気通路の任意の場所に配置することが可能であり、例えば排気管の排気ガス流出口に設けたフィニッシャーの内部に配置することが可能である。この場合、排気管の排気ガス流出口に既存の排気制御弁を取り付け、その外側を既存のフィニッシャーで覆うと、せっかく制御弁およびフィニッシャーが相互に接近して配置されているにも関わらずに、部品の合理的な共用が行われないために構造が複雑化して部品点数が増加する可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、排気管の排気ガス流出口に設けたフィニッシャーの内部に配置された排気制御弁の構造を簡素化することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、排気管の排気ガス流出口に設けたフィニッシャーの内部に配置され、排気管を流れる排気ガスの圧力に応じて開度が変化する排気制御弁であって、排気管の排気ガス流出口に形成した弁座に着座する方向に弁体を付勢するスプリングを、弁体とフィニッシャーのスプリングホルダとの間に配置したことを特徴とする排気制御弁が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、弁体が弁座から離間した状態から弁座に着座する状態に移動するときに、弁体を弁座に対してセンタリングするガイド面を弁体に設けたことを特徴とする排気制御弁が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、弁体の弁座からのリフト量が上限値に達すると、弁体がスプリングホルダに当接してリフト量の増加が規制されることを特徴とする排気制御弁が提案される。

尚、実施の形態の第１後部排気管１５は本発明の排気管に対応し、実施の形態のコイルスプリング４３は本発明のスプリングに対応する。

請求項１の構成によれば、排気管のフィニッシャーの内部に配置した排気制御弁の弁体を弁座に着座する方向に付勢するスプリングを弁体とフィニッシャーのスプリングホルダとの間に配置したので、排気制御弁側に特別のスプリング支持部材を設けることなく、フィニッシャーのスプリングホルダを利用してスプリングを支持することができ、排気制御弁の構造が簡素化される。

また請求項２の構成によれば、弁体が弁座から離間した状態から弁座に着座する状態に移動するときに、ガイド面で弁体をセンタリングして弁座に確実に着座させることができる。

また請求項３の構成によれば、弁体のリフト量が上限値に達すると弁体がスプリングホルダに当接してリフト量の増加が規制されるので、特別のストッパを設けることなく、スプリングホルダをストッパとして利用して弁体のリフト量の上限値を規制することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の実施の形態を示すもので、図１は排気消音装置の斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の３部拡大図、図４は図３の４−４線断面図、図５は図３の５−５線断面図である。

図１および図２に示すように、自動車用の排気消音装置Ｍは、断面が概略楕円状のシェル２１と、このシェル２１の左右両端の開口部を閉塞すべく外周のカシメ部２２，２３により固定された一対のエンドプレート２４，２５とから構成された消音器本体２６を備える。消音器本体２６の内部は、外周部を折り曲げたフランジ２７ａ，２８ａをシェル２１の内面に圧入により固定した第１隔壁板２７および第２隔壁板２８により、第１消音室２９、第２消音室３０および第３消音室３１に区画される。

消音器本体２６の内部に挿入された前部排気管１４の下流端部は排気ガス導入管３２を構成し、その排気ガス導入管３２は第２隔壁板２８および第１隔壁板２７を貫通して第１消音室２９に開口する。消音器本体２６の内部に挿入された第１後部排気管１５の上流端部は第１排気ガス排出管３３を構成し、その第１排気ガス排出管３３は第１隔壁板２７および第２隔壁板２８を貫通して第３消音室３１に開口する。消音器本体２６の内部に挿入された第２後部排気管１６の上流端部は第２排気ガス排出管３４を構成し、その第２排気ガス排出管３４は第１隔壁板２７を貫通して第２消音室３０に開口する。第１隔壁板２７および第２隔壁板２８を貫通する連通管３５は、その両端が第１消音室２９および第３消音室３１に開口する。第２消音室３０に臨む連通管３５には、その内外を連通する多数のパンチング孔３５ａ…が形成される。後側のエンドプレート２５を貫通して後方に延びる第１、第２後部排気管１５，１６の後端に美観を向上させるためのフィニッシャー５１，５２がそれぞれ設けられており、両フィニッシャー５１，５２のうち、第１後部排気管１５のフィニッシャー５１の内部に本実施の形態の制御弁３６が設けられる。

次に、図３〜図５に基づいてフィニッシャー５１，５２および制御弁３６の構造を説明する。

第１後部排気管１５に対して軸平行に配置されたフィニッシャー５１は、第１後部排気管１５の外周に溶接された漏斗状の連結部５３と、連結部５３の後端に溶接されて第１後部排気管１５の外周を覆う円筒部５４と、円筒部５４の後端の内周面に溶接されたスプリングホルダ５５とで構成されており、第１後部排気管１５の出口開口部に設けられた制御弁３６がフィニッシャー５１により覆われる。スプリングホルダ５５は、中央部が前方に突出する円形のスプリングシート部５５ａと、スプリングシート部５５ａの外周から１２０°間隔で放射状に延び、円筒部５４の内周面に溶接される３本の支持腕部５５ｂ…とを備える。また第２後部排気管１６のフィニッシャー５２は、図２に示されるように前後一対の連結部５３，５３で円筒部５４を支持して構成される。

制御弁３６は、後方に向かって開放するキャップ状に形成され、第１後部排気管１５の出口開口部に形成された円形の弁座１５ａに着座可能な弁体４１と、前端が弁体４１の後面の凹部内周に嵌合し、後端がスプリングホルダ５５のスプリングシート部５５ａの前面の凸部外周に嵌合するコイルスプリング４３とを備える。弁体４１の第１後部排気管１５に対向する面は、排気ガスの圧力を受ける受圧面４１ａとされ、その受圧面４１ａの外周部は第１後部排気管１５に向けてコーン状に突出するガイド面４１ｂを構成している。弁体４１が弁座１５ａに着座しているとき、弁体４１とスプリングホルダ５５との間に所定の隙間（例えば、６ｍｍ）が形成される。

次に、上記構成を備えた実施の形態の作用を説明する。

図２において、排気ガスの圧力が低いエンジンの低負荷運転時には、第１後部排気管１５を介して制御弁３６の弁体４１の受圧面４１ａに加わる圧力が小さいため、弁体４１はコイルスプリング４３の圧縮力で図３に実線で示す閉弁位置に保持され、第１後部排気管１５と大気との連通が阻止される。その結果、前部排気管１４からの排気ガスは排気ガス導入管３２、第１消音室２９、連通管３５のパンチング孔３５ａ…、第２消音室３０、第２排気ガス排出管３４および第２後部排気管１６を経て大気に排出される。このようにエンジンの低負荷運転時に制御弁３６の弁体４１が閉弁位置に保持されるので、排気消音装置Ｍ内の排気ガスの流通抵抗が増加することにより、排気消音効果が高められてエンジンの排気騒音が低減する。

エンジンの運転状態が低負荷運転から高負荷運転に移行すると、制御弁３６の弁体４１の受圧面４１ａに加わる排気ガスの圧力が増加するため、弁体４１はコイルスプリング４３の圧縮力に抗して図３に鎖線で示す位置に移動し、第１後部排気管１５の弁座１５ａとの間に隙間が発生して制御弁３６が開弁する。その結果、前部排気管１４からの排気ガスの大部分は排気ガス導入管３２、第１消音室２９、連通管３５、第３消音室３１、第１排気ガス排出管３３、第１後部排気管１５および制御弁３６を経て大気に排出され、前部排気管１４からの排気ガスの一部は排気ガス導入管３２、第１消音室２９、連通管３５のパンチング孔３５ａ…、第２消音室３０、第２排気ガス排出管３４および第２後部排気管１６を経て大気に排出される。そして弁体４１の移動量、つまり制御弁３６の開口面積は排気ガスの圧力の増加に応じて増加するため、エンジンの高負荷運転時に排気消音装置Ｍ内の排気ガスの流通抵抗を低減してエンジン出力の低減量を最小限に抑えることができる。

以上のように、エンジンの負荷が増加すると制御弁３６を通過する排気ガスの流量が増加するため、エンジンの負荷変化に応じて排気音の消音効果およびエンジン出力低下の抑制効果の目的割合を自動的に変更することができ、排気消音装置Ｍにエンジンの負荷変化に応じた最適の性能を発揮させることができる。

また制御弁３６のコイルスプリング４３を支持するスプリングホルダ５５を、制御弁３６の一部ではなくフィニッシャー５１の一部として設け、そのスプリングホルダ５５に第１後部排気管１５への異物の侵入を防止する機能やフィニッシャー５１の美観を高める機能を併せ持たせたので、制御弁３６およびフィニッシャー５１のトータルの部品点数を削減して構造を簡素し、軽量化および低コスト化を図ることができる。

ところで、排気ガスの圧力が急激に高まったような場合に、制御弁３６の弁体４１のリフト量が極端に増加すると、コイルスプリング４３が傾いて弁体４１が弁座１５ａに正しく着座しなくなる可能性がある。しかしながら、本実施の形態では、フィニッシャー５１に設けたスプリングホルダ５５が弁体４１のストッパとして機能することで、図３に鎖線で示すように弁体４１のリフト量の上限値を規制し、コイルスプリング４３の傾きや弁体４１の位置ずれによる着座不良を未然に防止することができる。しかもスプリングホルダ５５を弁体４１のストッパとして機能させることで、弁体４１のリフト量の上限値を規制するために材料強度の高い高価なコイルスプリング４３を用いる必要がなくなり、材料強度の低い安価なコイルスプリング４３を用いても弁体４１のリフト量の上限値を規制することができる。

更に、コイルスプリング４３の弾発力で弁体４１が弁座１５ａに着座するときに、コーン状のガイド面４１ｂがガイドになって弁体４１を弁座１５ａに対してセンタリングすることができ、弁体４１を弁座１５ａに一層確実に着座させて排気ガスの漏れを阻止することができる。

以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、弁体４１の形状やスプリングホルダ５５の形状は実施の形態に限定されず、適宜変更することが可能である。

排気消音装置の斜視図 図１の２−２線拡大断面図 図２の３部拡大図 図３の４−４線断面図 図３の５−５線断面図

符号の説明

１５ 第１後部排気管（排気管）
１５ａ 弁座
４１ 弁体
４１ｂ ガイド面
４３ コイルスプリング（スプリング）
５１ フィニッシャー
５５ スプリングホルダ

Claims (3)

1. 排気管（１５）の排気ガス流出口に設けたフィニッシャー（５１）の内部に配置され、排気管（１５）を流れる排気ガスの圧力に応じて開度が変化する排気制御弁であって、
   排気管（１５）の排気ガス流出口に形成した弁座（１５ａ）に着座する方向に弁体（４１）を付勢するスプリング（４３）を、弁体（４１）とフィニッシャー（５１）のスプリングホルダ（５５）との間に配置したことを特徴とする排気制御弁。
2. 弁体（４１）が弁座（１５ａ）から離間した状態から弁座（１５ａ）に着座する状態に移動するときに、弁体（４１）を弁座（１５ａ）に対してセンタリングするガイド面（４１ｂ）を弁体（４１）に設けたことを特徴とする、請求項１に記載の排気制御弁。
3. 弁体（４１）の弁座（１５ａ）からのリフト量が上限値に達すると、弁体（４１）がスプリングホルダ（５５）に当接してリフト量の増加が規制されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の排気制御弁。
   

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