JP2010169059A - 排気系バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】質量の増加やコスト高を招くことなく、排気系バルブの連続打音のような異音を確実に防止し得る低コストの排気系バルブを提供する。
【解決手段】エンジン１１の排気通路１６ｗの一部を形成する管状部材３１のバルブシート部３１ｓに着座する全閉位置とバルブシート部３１ｓから離間する全開位置とに変位するバルブ本体３２と、バルブ本体３２に固定された軸部材３３と、バルブ本体３２が全開位置および全閉位置をとり得るよう軸部材３３を回動可能に支持する支持部材３４と、バルブ本体３２を閉弁方向に付勢する付勢手段とを備え、軸部材３３が円形断面部と非円形断面部３３ｃを有し、軸部材３３と支持部材３４との間に、軸部材３３の円形断面部を回動可能に保持する軸受け部材と、軸部材３３の非円形断面部３３ｃに係合し、バルブ本体３２が全閉位置の近傍にあるときに軸部材３３に回動抵抗を付与する抵抗付与部材３７とが介装されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、排気系バルブ、特に内燃機関の排気系装置における流路切替えバルブに好適な排気系バルブに関する。

車両用の内燃機関（以下、エンジンともいう）の排気系には、排気浄化装置や排気消音装置、あるいはまた排気熱回収装置等の装置（以下、排気系装置ともいう）が装備されており、この排気系装置において、排気圧変化等に応じて排気流路を切り替えるために排気系バルブを設ける場合がある。

この種の排気系バルブとしては、排気消音器に内蔵され、一定排気圧を超えると開く開閉蓋状のバルブ本体に楕円断面の支持軸部を設けるとともに、その支持軸を保持する支持プレート側に支持軸部を回動可能に遊嵌させる非円形の軸受け穴を形成し、それら支持軸部と支持プレートの間に、バルブ本体の全閉側の回動領域では支持軸部に対し強い回動抵抗を与える一方で、バルブ本体の全開側の回動領域では支持軸部に対し弱い回動抵抗を与えるバルブスプリングを介装したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、排気圧によって開弁する開閉蓋状のバルブ本体の支持軸とその軸受け部とに互いにスラスト方向に押圧係合する摩擦力付与部を設けて、バルブ開度が所定開度以下であるときに摩擦付与部に生じる摩擦力（回動抵抗）が所定開度を超える範囲内のそれよりも大きくなるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３８１３２９０号公報 特開２００８−１９６４０５号公報

しかしながら、上述のような従来の排気系バルブにあっては、閉弁時にバルブ本体とバルブ受け部とが排気圧の変動（脈動）に応じて連続的に干渉し、いわゆる連続打音のような異音が生じ易いという問題があった。

具体的には、１排気行程毎に高くなる排気圧の脈動によりバルブ本体に生じる最大モーメントがリターンスプリングの反力モーメントを超えるとき、バルブが僅かに開き得る。ただし、排気圧の脈動によりバルブ本体に生じる最大モーメントに対しバルブ本体の回動変位の応答が追い付かない場合には、バルブは開かない。また、排気圧の脈動によりバルブ本体に生じる最小モーメントがリターンスプリングの反力モーメントを上回る場合、バルブは開いたままで、打音は発生しない。すなわち、特定の入力周波数、すなわち特定の排気圧脈動周波数で、バルブの連続打音が発生する現象が生じることになる（以下、この現象をフラッタ現象によるチャタリングという）。

これに対し、リターンスプリングのセット荷重（閉弁時の付勢力）やばね定数を大きくしたり、バルブ本体の慣性モーメントを大きくしたりするといった対策が可能であるが、質量の増加やコスト高が生じてしまうという問題がある。

また、車体の床下側に装備される排気系装置に好適な小サイズのアクチュエータを用いて排気圧以外の状態変化によってもバルブを開閉させる場合には、そのアクチュエータに対する負荷が大きくなってしまい、特に、排気系熱回収装置において配管や配線を不要とするために内燃機関の冷却水温度に感応して作動するサーモアクチュエータを用いる場合等にアクチュエータの耐久性の低下が懸念される。

本発明は、上述のような従来の問題を解決すべくなされたもので、質量の増加やコスト高を招くことなく、排気系バルブの連続打音のような異音を確実に防止し得る低コストの排気系バルブを提供し、併せて、小サイズのアクチュエータを用いる場合でもその耐久性を損なうことなく異音を確実に防止し得る排気系バルブを提供することを目的とする。

本発明に係る排気系バルブは、上記目的達成のため、（１）内燃機関の排気通路上で開閉する排気系バルブであって、前記排気通路の一部を形成する管状部材に設けられたバルブシート部に着座する全閉位置と前記バルブシート部から離間する全開位置とに変位するバルブ本体と、前記バルブ本体に固定された軸部材と、前記バルブ本体が前記全開位置および前記全閉位置をとり得るよう前記軸部材を回動可能に支持する支持部材と、前記バルブ本体を閉弁方向に付勢する付勢手段と、を備え、前記軸部材が円形断面部と非円形断面部を有し、前記軸部材と前記支持部材との間に、前記軸部材の前記円形断面部を回動可能に保持する軸受け部材と、前記軸部材の非円形断面部に係合し、前記バルブ本体が前記全閉位置の近傍にあるときに前記軸部材に回動抵抗を付与する抵抗付与部材と、が介装されていることを特徴とするものである。

この構成により、バルブ本体が全閉位置の近傍にあるとき、抵抗付与部材により軸部材に回動抵抗が付与されることで、フラッタ現象によるチャタリングが有効に抑制され、連続打音のような異音が確実に防止される。しかも、抵抗付与部材は、軸部材と支持部材との間の軸受け程度のサイズで済み、質量の増加やコスト高を招き難い。

上記（１）に記載の排気系バルブにおいては、（２）前記軸部材の前記非円形断面部が前記軸部材の軸線に対し垂直な直交２方向のうち１方向で短径であるとともに他方向で長径であり、前記抵抗付与部材は、前記バルブ本体が前記全閉位置にあるときに前記軸部材の前記非円形断面部によって最大圧力で圧縮される状態となり、前記バルブ本体が前記全開位置に変位するときに略非圧縮状態となることが好ましい。

この構成により、バルブ開度が大きいときに排気圧に応じたバルブ開度が確実に得られる。なお、この場合、前記バルブ本体が前記全閉位置から離脱して第１の開度（フラッタによるチャタリング現象を生じるときの開度範囲）を超えて全開位置側に変位するに従って、圧縮状態の抵抗付与部材から軸部材に付与される回動抵抗が徐々に低下し、第１の開度より十分に大きく全閉位置側より全開位置側に近い第２の開度を超えると、抵抗付与部材が回動抵抗を付与し得ない程度の略非圧縮状態となるのが、より好ましい。

上記（２）に記載の排気系バルブにおいては、（３）前記抵抗付与部材が、少なくとも内周面が楕円形断面を有する金属メッシュからなるのが好ましい。

この構成により、高温の排気ガスに晒される抵抗付与部材の安定した弾性が維持されるとともに、排気系装置内蔵用の既存の軸受けやシールと同様の行程で作製できる。ここにいう金属メッシュとは、繊維状またはすじ状の金属を一定の形状に成型したもので、圧縮荷重に対して弾性変形可能でかつその荷重が除去されると初期形状に弾性回復可能なものである。

上記（１）〜（３）に記載の排気系バルブにおいては、（４）前記バルブシート部が、前記内燃機関の排気系装置内の前記排気通路の一部を形成する管状部材に設けられ、前記軸部材が貫通する前記排気系装置のケースの軸穴部に、前記軸受け部材および前記抵抗付与部材が装着され、前記排気系装置の前記軸穴部から外方に突出した前記軸部材の端部に、前記軸部材を回動操作可能なアクチュエータが連結されているのが好ましい。

この構成により、バルブの小開度域において、抵抗付与部材が軸部材の非円形断面部により径方向に圧縮されながら回転抵抗を生じる一方、付勢手段の付勢力が大きくなる大開度域において抵抗付与部材からの抵抗がなくなる。したがって、排気系装置に好適な小サイズのアクチュエータを用いる場合でも、その耐久性を損なうことがなく、小開度域において軸部の確実な保持により異音を確実に防止でき、しかも、抵抗付与部材を軸穴閉塞用の部品の１つとして利用できる。

上記（４）に記載の排気系バルブにおいては、（５）前記バルブ本体の開閉により前記排気系装置内の排気通路が切り替えられるのが好ましい。

この構成により、本発明の排気系バルブを排気通路の切替えが必要な排気系装置、例えば排気熱回収装置に適用できる。

上記（４）、（５）に記載の排気系バルブにおいては、（６）前記排気系装置が前記内燃機関の排気系に設けられる熱回収装置であり、前記アクチュエータが、前記内燃機関の冷却水温度に応じて作動するサーモアクチュエータで構成されているのがよい。

この構成により、排気圧が高くなるときにバルブ開度が大きくなるだけでなく、内燃機関の冷却水温度が低いときにもバルブ開度が大きくなり、内燃機関の冷却水と内燃機関から排出された排気ガスとの間で熱交換を行うことにより、エンジンの排気熱が回収され、エンジン始動時の暖機時水温が高められたり車室内の暖房を早期に作動させたりすることができる。しかも、冷却水温度に応じて作動するサーモアクチュエータを用いることで、負圧配管や電気配線を不要とすることができる。

本発明によれば、バルブ本体が全閉位置の近傍にあるとき、抵抗付与部材により軸部材に回動抵抗を付与することで、フラッタ現象によるチャタリングを有効に抑制し、連続打音のような異音を確実に防止することができ、しかも、抵抗付与部材を軸部材と支持部材との間の軸受け程度のサイズの部品とすることで、質量の増加やコスト高を招き難くすることができる。その結果、質量の増加やコスト高を招くことなく、排気系バルブの連続打音のような異音を確実に防止し得る低コストの排気系バルブを提供することができる。

さらに、排気系装置に好適な小サイズのアクチュエータを用いる場合でも、その耐久性を損なうことなく異音を確実に防止し得る排気系バルブを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る排気系バルブを装備する内燃機関の排気系の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る排気系バルブを示す排気系装置の要部断面図で、（ａ）は排気熱回収時のバルブ動作状態を、（ｂ）は非回収時のバルブ動作状態を、それぞれ示している。 本発明の一実施形態に係る排気系バルブの概略の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る排気系バルブとバルブ駆動用のアクチュエータとの連結部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る排気系バルブの軸部材付近の断面図である。 本発明の一実施形態に係る排気系バルブの抵抗付与部材の変形態様を示すその横断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜図５は、本発明の一実施形態に係る排気系バルブと内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。

まず、その構成について説明する。

図１において、多気筒の内燃機関であるエンジン１１には、排気マニホルド１２が装着されており、エンジン１１の運転中、エンジン１１の複数の気筒（図示せず）のうち排気行程となる気筒から排気マニホルド１２内に順次排気がなされ、公知の触媒装置１３、１４および排気熱回収装置１５を装着した上流側の排気管１６と、公知の排気マフラ１８側に溶接等により固定された下流側の排気管１７と、排気マフラ１８および最後尾の排気管部１９とを通して、排気されるようになっている。

排気熱回収装置１５は、エンジン１１の冷却水と上流側の排気管１６内を通る排気ガスとの間で熱交換する熱交換器の機能を有しており、例えば図１中の部分拡大図に示すように、上流側の排気管１６の一部の全周を取り囲むケース２１内に、排気ガスを通す第１の排気通路２２と、第１の排気通路２２を迂回する第２の排気通路２３と、第２の排気通路２３中に配置され、内部に冷却水を通すとともに排気ガスを通すことで、排気熱を冷却水に回収させる公知の熱回収部２４とを設けたものである。

この熱回収部２４は、詳細を図示しないが、ケース２１を貫通する冷却水導入用および冷却水排出用の一対の冷却水管部と、これら冷却水管部に接続された熱回収器本体とによって構成されており、熱回収器本体の内部に複数の冷却水通路が形成されるとともに、ケース２１内の排気ガスに広面積で接触する排気接触面が形成されている。熱回収部２４のこのような熱交換器としての構成自体は、公知の各種の熱交換器の構成と同様であるが、例えば、熱回収部２４の冷却水管部は、エンジン１１に装備された図示しないウォーターポンプに配管接続され、エンジン１１内のウォータージャケットおよびその前方に配置されたラジエータ内を通る冷却水の循環回路の一部を構成するようになっており、例えばエンジン１１を冷却した後の冷却水を導入し、エンジン１１側（ラジエータからエンジンへの冷却水供給通路）に排気熱回収後の冷却水を還流させるようになっている。すなわち、熱回収部２４は、排気ガスからの回収熱により温度上昇した冷却水をエンジン１１側に還流させることができるようになっている。

排気熱回収装置１５の第１の排気通路２２の入口には、排気系バルブである流路切替えバルブ３０が設けられており、エンジン１１からの排気ガスは流路切替えバルブ３０の開閉状態に応じて第１の排気通路２２および第２の排気通路２３のうちいずれか一方または双方を通過するようになっている。

具体的には、流路切替えバルブ３０は、図２に示すように、上流側の排気管１６内の排気通路１６ｗ上で開閉するバルブであって、排気通路１６ｗの一部を形成する管状部材３１（上流側の排気管１６の一部）に設けられたバルブシート部３１ｓと、このバルブシート部３１ｓに着座する全閉位置とバルブシート部３１ｓから離間する全開位置とに変位するヒンジ付の開閉蓋状のバルブ本体３２と、バルブ本体３２にヒンジを構成するよう固定された軸部材３３と、バルブ本体３２が全開位置および全閉位置をとり得るよう軸部材３３をその軸線回りに回動可能に支持する支持部材３４と、を備えている。なお、管状部材３１には、排気通路１６ｗを第２の排気通路２３に連通させる開口部３１ｈが形成されている。

軸部材３３は、少なくとも軸方向に離間する２箇所に軸受け用の円形断面部３３ａ、３３ｂを有するとともに、後述する回動抵抗付与のために非円形断面部３３ｃを有している。この軸部材３３の非円形断面部３３ｃは、軸部材３３の一端側の円形断面部３３ａとの間に円形断面部３３ｂを挟んで、軸部材３３の他端側に配置されている。また、軸部材３３の非円形断面部３３ｃは、軸部材３３の軸線に対し垂直な直交２方向のうち１方向で短径であるとともに他方向で長径であるように形成され、例えば楕円形の断面を有している。

軸部材３３と支持部材３４との間には、軸部材３３の円形断面部３３ａ、３３ｂを回動可能に保持する軸受け部材３６ａ、３６ｂと、軸部材３３の非円形断面部３３ｃに係合し、バルブ本体３２が全閉位置の近傍にあるときに軸部材３３に回動抵抗を付与する抵抗付与部材３７と、が介装されている。

抵抗付与部材３７は、バルブ本体３２が図２（ａ）に示すように全閉位置にあるとき、軸部材３３の非円形断面部３３ｃによって最大圧力で圧縮される状態になるとともに、軸部材３３に回動抵抗および側圧（軸受け面への押圧力）を付与することで、前記フラッタ現象によるチャタリング、すなわち、ヒンジ付の開閉蓋状のバルブ本体３２が特定の排気圧脈動周波数で連続打音を発生する現象を抑制する機能を有している。

また、抵抗付与部材３７は、バルブ本体３２が図２（ｂ）に示すように全開位置に変位するとき、軸部材３３の回動抵抗および側圧が最小になる程度に略非圧縮状態となるようになっている。

さらに、抵抗付与部材３７は、略楕円形断面の環状に形成された金属メッシュからなり、その内周面３７ａは、軸部材３３の非円形断面部３３ｃの長径より小さい短径と非円形断面部３３ｃの長径より大きい長径とを有している。また、一対の軸受け部材３６ａ、３６ｂも、抵抗付与部材３７と同様な素材から円環状に形成された金属メッシュによって構成されている。

これにより、バルブ本体３２が全閉位置から離脱して第１の開度（フラッタによるチャタリング現象を生じるときの開度範囲）を超えて全開位置側に変位するとき、その変位量に応じて圧縮状態の抵抗付与部材３７から軸部材３３の非円形断面部３３ｃに付与される回動抵抗が徐々に低下し、バルブ本体３２の開度が第１の開度より十分に大きく全閉位置側より全開位置側に近い第２の開度を超えると、抵抗付与部材３７が軸部材３３の非円形断面部３３ｃにほとんど回動抵抗を付与し得ない程度の略非圧縮状態となるようになっている。

図２〜図４に示すように、バルブシート部３１ｓが設けられる管状部材３１は、上流側の排気管１６の下流短部を構成するとともに、排気熱回収装置１５内で排気通路１６ｗの一部を形成するように、排気熱回収装置１５のケース１５Ｃに固着されている。

また、支持部材３４は、軸穴部１５ｈを形成するよう排気熱回収装置１５のケース１５Ｃに溶接等により固着された一方の円筒部材４１と、この一方の円筒部材４１に対し同軸に配置された他方の円筒部材４２と、排気熱回収装置１５のケース１５Ｃに一体形成された一対の略コの字形の支持板部４３ａ、４３ｂとによって構成されている。そして、一方および他方の円筒部材４１、４２と軸部材３３の軸受け用の円形断面部３３ａ、３３ｂとの間に、軸受け部材３６ａ、３６ｂが介装され、一方の円筒部材４１と軸部材３３の非円形断面部３３ｃとの間に抵抗付与部材３７が介装されている。

さらに、排気熱回収装置１５の軸穴部１５ｈから外方に突出した軸部材３３の端部３３ｄには、円板状のレバー部材４５が装着されており、そのレバー部材４５には、軸部材３３に対し平行に離間するよう係合ピン４６が固定されている。この係合ピン４６には、軸部材３３を回動操作可能なアクチュエータとして、サーモアクチュエータ５０、例えば公知のワックス型サーモスタット内蔵アクチュエータ（以下、単にサーモアクチュエータという）のピストン５２が係合している。

サーモアクチュエータ５０は、詳細な内部構成を図示しないが、温度上昇に伴い溶融して体積膨張するワックス５４（図１中の部分拡大図参照）が内部に充填されたアクチュエータケース５１と、そのワックス５４の体積膨張に応じて伸長および収縮するようアクチュエータケース５１に摺動可能に支持されたピストン５２と、ピストン５２を収縮方向に付勢するようアクチュエータケース５１とピストン５２の間に縮設された圧縮コイルばね５３（付勢手段）と、アクチュエータケース５１内に摺動可能に設けられワックス５４の充填空間を膨張および収縮可能にするフリーピストン５５と、を備えている。

一方、ピストン５２の先端部には、レバー部材４５の回動に伴う係合ピン４６の変位を許容し、かつ、係合ピン４６を介して軸部材３３を回動操作するための小判穴状の係合部５２ａが設けられている。

また、サーモアクチュエータ５０のアクチュエータケース５１に対し、熱回収部２４を通ったエンジン１１の冷却水からアクチュエータケース５１に熱が伝わるように、排気熱回収装置１５のケース１５Ｃには、図示しない冷却水通路が形成されている。

さらに、アクチュエータケース５１内のワックス５４は、エンジン１１の冷却水温が熱回収を要する比較的低温度の間（以下、低温度域という）は、溶けず、エンジン１１の冷却水温が熱回収を要しなくなる特定温度（いわゆるメルティングポイントに相当する温度）に近付いてくると、溶け始めるようになっており、ワックス５４が溶け始めるとき、そのワックス５４の体積膨張に応じてピストン５２が軸方向にゆっくりと伸長する。また、エンジン１１の冷却水温が特定温度以上になるとワックス５４が急に溶けるようになり、軸部材３３がバルブ本体３２の全開位置に対応する最大回動位置に近付くまで、ピストン５２が軸方向に急速に伸長するようになっている。

したがって、エンジン１１の冷却水温が高温となる連続運転時等には、流路切替えバルブ３０はサーモアクチュエータ５０によって全開状態に保持され、エンジン１１からの排気ガスは、第１の排気通路２２から排気マフラ１８を通して排気される。一方、エンジン１１の冷却水温が低温度域内にある冷間始動直後には、流路切替えバルブ３０はサーモアクチュエータ５０によって全閉状態に保持され、エンジン１１からの排気ガスは、第２の排気通路２３を通して排気マフラ１８に至る排気経路をとり、排気ガスが熱回収部２４を通る際にエンジン１１の冷却水との間で熱交換がなされるようになっている。本実施形態では、このように、バルブ本体３２の開閉により排気熱回収装置１５内の排気通路２２、２３が切り替えられるようになっている。

なお、図１に示すように、排気熱回収装置１５は、上流側の排気管１６に装着された排気ガス浄化用の触媒装置１３、１４よりも下流側に位置しており、触媒装置１３、１４を通過した後の排気ガスが排気熱回収装置１５のケース２１内を通るようになっている。

次に、作用について説明する。

以上のように構成された本実施形態においては、エンジン１１からの排気圧が高くなると、流路切替えバルブ３０の開度が大きくなるだけでなく、エンジン１１の冷却水温度が低いときにも流路切替えバルブ３０のバルブ開度が大きくなり、エンジン１１の冷却水とエンジン１１から排出された排気ガスとの間で熱交換を行うことにより、エンジンの排気熱が回収され、エンジン始動時の暖機時水温が高められたり車室内の暖房を早期に作動させたりすることができる。しかも、冷却水温度に応じて作動するサーモアクチュエータ５０を用いることで、負圧配管や電気配線を不要とすることができる。

また、流路切替えバルブ３０のバルブ本体３２が図２（ａ）に示すように全閉位置の近傍にあるときには、抵抗付与部材３７により軸部材に回動抵抗が付与されることで、フラッタ現象によるチャタリングが有効に抑制され、連続打音のような異音が確実に防止される。しかも、抵抗付与部材３７は、軸部材３３と支持部材３４との間の軸受け部材３６ａ、３６ｂ程度のサイズで済み、質量の増加やコスト高を招き難いものとなる。

さらに、流路切替えバルブ３０のバルブ開度が大きいときは、軸部材３３の非円形断面部３３ｃが抵抗付与部材３７をほとんど圧縮しない状態となり、排気圧に応じたバルブ開度が確実に得られることになる。

しかも、本実施形態では、バルブ本体３２が全閉位置から離脱して第１の開度を超えて全開位置側に変位するに従って、圧縮状態の抵抗付与部材３７から軸部材３３に付与される回動抵抗が徐々に低下し、第１の開度より十分に大きい第２の開度を超えると、抵抗付与部材３７が軸部材３３に回動抵抗を付与し得ない程度の略非圧縮状態となることから、流路切替えバルブ３０の円滑な開閉動作が可能になる。

また、抵抗付与部材３７が楕円形断面の内周面を有する金属メッシュからなるので、高温の排気ガスに晒される抵抗付与部材３７の安定した弾性（非円形断面部３３ｃの回動に応じた弾性圧縮と弾性回復の特性）が維持されるとともに、既存の排気系装置内蔵用の軸受けやシールと同様の行程で容易に作製できる。

さらに、流路切替えバルブ３０の小開度域において、抵抗付与部材３７が軸部材３３の非円形断面部３３ｃにより径方向に圧縮されながら回転抵抗を生じる一方、圧縮コイルばね５３の圧縮量（付勢手段の付勢力）が大きくなる大開度域において抵抗付与部材３７からの回動抵抗がなくなり、排気熱回収装置１５に好適な小サイズのサーモアクチュエータ５０を用いながらも、その過負荷を回避して耐久性を確保するとともに、小開度域において軸部材３３の確実な保持により異音を確実に防止することができる。しかも、抵抗付与部材３７を軸穴閉塞用の部品の１つとして利用できる。

このように、本実施形態においては、流路切替えバルブ３０のバルブ本体３２が全閉位置の近傍にあるとき、抵抗付与部材３７により軸部材３３に回動抵抗を付与することで、フラッタ現象によるチャタリングを有効に抑制し、連続打音のような異音を確実に防止することができ、しかも、抵抗付与部材３７を軸部材３３と支持部材３４との間の軸受け程度のサイズの部品とすることで、質量の増加やコスト高を招き難くすることができる。その結果、排気熱回収装置１５に好適な小サイズのサーモアクチュエータ５０を用いながらも、質量の増加やコスト高を招くことなく、連続打音のような異音を確実に防止し得る低コストの流路切替えバルブ３０を提供することができる。

なお、本実施形態に係る排気系バルブおいては、非円形断面部３３ｃの断面形状を楕円形としたが、非円形断面部３３ｃの断面形状は、楕円形に近い小判形や多角形の断面であってもよいし、一定半径の外周面と少なくとも１つの平坦なカット面とを含む他の形状であってもよい。また、抵抗付与部材３７を楕円形断面の内周面を有するように成型された金属メッシュとしたが、非円形断面部３３ｃに付与される回動抵抗が軸部材３３の回動位置によって相違するように、軸部材３３の軸線方向における抵抗付与部材３７の接触幅を周方向の２箇所で大きくし、他の２箇所で小さくすることができるし、複数の円環状の金属メッシュを軸部材３３の軸直角方向に相互に離隔する方向に偏心させてもよい。

また、抵抗付与部材３７は、図６に示すように、円筒部材４１と軸部材３３の非円形断面部３３ｃとの間で略楕円形状につぶれる程度に圧縮された状態となる自由形状が略円形の金属メッシュ製の内環部３７ｂと、この内環部３７ｂの上下に一体的に装着されて内環部３７ｂと共に円筒部材４１内に挿入され、内環部３７ｂを略楕円形に変形させる一対の三日月形の外突部３７ｃ、３７ｄと、によって構成されてもよく、その場合には、内環部３７ｂと外突部３７ｃ、３７ｄとが異なる素材からなるものであってもよい。

さらに、上述の実施形態では、排気系装置を排気熱回収装置１５としたが、流路切替えバルブを有するその他の排気装置、例えば排気マフラや触媒装置（排気浄化装置）に適用
することも考えられる。また、排気系バルブは、流路切替えバルブに限らず、ヒンジ付の他の開閉バルブ、例えば逆止弁機能を有するヒンジバルブ（半円形のバルブをそれぞれ軸部材で支持するデュアルタイプを含む）にも適用できる。

以上説明したように、本発明に係る排気系バルブは、バルブ本体が全閉位置の近傍にあるとき、抵抗付与部材により軸部材に回動抵抗を付与することで、フラッタ現象によるチャタリングを有効に抑制し、連続打音のような異音を確実に防止することができ、しかも、抵抗付与部材を軸部材と支持部材との間の軸受け程度のサイズの部品とすることで、質量の増加やコスト高を招き難くすることができ、その結果、質量の増加やコスト高を招くことなく、排気系バルブの連続打音のような異音を確実に防止し得る低コストの排気系バルブを提供することができるという効果を奏するものであり、排気系バルブ、特に内燃機関の排気系装置における流路切替えバルブに好適な排気系バルブ全般に有用である。

１１ エンジン（内燃機関）
１２ 排気マニホルド
１３、１４ 触媒装置（他の排気系装置）
１５ 排気熱回収装置（流路切替えバルブを有する排気系装置）
１５Ｃ ケース
１５ｈ 軸穴部
１６、１７ 排気管
１６ｗ 排気通路
１８ 排気マフラ（他の排気系装置）
２１ ケース
２２ 第１の排気通路
２３ 第２の排気通路
２４ 熱回収部
３０ 流路切替えバルブ（排気系バルブ）
３１ 管状部材（上流側の排気管の一部）
３１ｓ バルブシート部
３２ バルブ本体
３３ 軸部材
３３ａ、３３ｂ 円形断面部
３３ｃ 非円形断面部
３４ 支持部材
３６ａ、３６ｂ 軸受け部材
３７ 抵抗付与部材
３７ａ 内周面
３７ｂ 内環部
３７ｃ、３７ｄ 外突部
４１ 一方の円筒部材
４２ 他方の円筒部材
４５ レバー部材
４６ 係合ピン
５０ サーモアクチュエータ
５１ アクチュエータケース
５２ ピストン
５３ 圧縮コイルばね（付勢手段）

Claims (6)

1. 内燃機関の排気通路上で開閉する排気系バルブであって、
   前記排気通路の一部を形成する管状部材に設けられたバルブシート部に着座する全閉位置と前記バルブシート部から離間する全開位置とに変位するバルブ本体と、前記バルブ本体に固定された軸部材と、前記バルブ本体が前記全開位置および前記全閉位置をとり得るよう前記軸部材を回動可能に支持する支持部材と、前記バルブ本体を閉弁方向に付勢する付勢手段と、を備え、
   前記軸部材が円形断面部と非円形断面部を有し、
   前記軸部材と前記支持部材との間に、前記軸部材の前記円形断面部を回動可能に保持する軸受け部材と、前記軸部材の非円形断面部に係合し、前記バルブ本体が前記全閉位置の近傍にあるときに前記軸部材に回動抵抗を付与する抵抗付与部材と、が介装されていることを特徴とする排気系バルブ。
2. 前記軸部材の前記非円形断面部が前記軸部材の軸線に対し垂直な直交２方向のうち１方向で短径であるとともに他方向で長径であり、
   前記抵抗付与部材は、前記バルブ本体が前記全閉位置にあるときに前記軸部材の前記非円形断面部によって最大圧力で圧縮される状態となり、前記バルブ本体が前記全開位置に変位するときに略非圧縮状態となることを特徴とする請求項１に記載の排気系バルブ。
3. 前記抵抗付与部材が、少なくとも内周面が楕円形断面を有する金属メッシュからなることを特徴とする請求項２に記載の排気系バルブ。
4. 前記バルブシート部が、前記内燃機関の排気系装置内の前記排気通路の一部を形成する管状部材に設けられ、
   前記軸部材が貫通する前記排気系装置のケースの軸穴部に、前記軸受け部材および前記抵抗付与部材が装着され、
   前記排気系装置の前記軸穴部から外方に突出した前記軸部材の端部に、前記軸部材を回動操作可能なアクチュエータが連結されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか１の請求項に記載の排気系バルブ。
5. 前記バルブ本体の開閉により前記排気系装置内の排気通路が切り替えられることを特徴とする請求項４に記載の排気系バルブ。
6. 前記排気系装置が前記内燃機関の排気系に設けられる熱回収装置であり、
   前記アクチュエータが、前記内燃機関の冷却水温度に応じて作動するサーモアクチュエータで構成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の排気系バルブ。
   

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