JP5011402B2 - 消音器用バルブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、車両用エンジンの排気系に設けられる消音器用バルブ装置に関し、一層詳細には、消音器内の排気ガスの排気圧力が所定圧力まで上昇したときに閉弁状態から開弁状態に切り換わる消音器用バルブ装置に関する。

一般的には、車両において、加速走行時や高速走行時の性能を向上させるため、エンジンの高速回転域の出力を確保することが要求され、また、アイドリング時や低速走行時の静穏性（静粛性）を確保するために排気騒音を低減することが要求される。すなわち、エンジンの高速回転域の出力を十分に確保しながら、少なくともエンジンの低速回転域では排気騒音を低減することが要求されている。

エンジンの出力及び排気騒音は、車両用エンジンの排気系を構成する排気通路の断面積によって大きく影響することが知られている。すなわち、排気通路の断面積を増大すると、排気抵抗が減少することによりエンジン出力を十分に確保することができる反面、排気抵抗の減少によって排気騒音が増大し、一方、これとは反対に排気通路の断面積を減少すると、排気抵抗が増大することにより排気騒音を減少することができる反面、排気抵抗の増大によってエンジン出力が低下する。

このため、エンジンの排気系に設けられる消音器では、排気通路に通路断面積を変更可能なバイパス通路を設けているものがある。このバイパス通路にはバルブ装置が配設され、前記バルブ装置の弁体の開閉動作によって排気通路の断面積を調整する構成が採用されている（例えば、特許文献１参照）。

また、このようなバイパス通路を設けて排気通路の断面積を調整するバルブ装置として、例えば、特許文献２には、板状弁の先端から所定範囲の両側縁部に折り曲げ部を形成して曲げ剛性を高めることにより、共振を抑制することが可能な消音器用バルブ装置が開示され、さらに、特許文献３には、基端部に対して板状弁の弁体部を屈曲させた形状で形成し、その屈曲を減じる方向に弁座部に取り付けることにより、付勢力を容易に変更することが可能な消音器用バルブ装置が開示されている。

特許３４３００１１号公報 特開２００４−１２４９０４号公報 特開２００６−６３９３５号公報

ところで、従来技術において、消音器用バルブ装置の板状弁の開弁時における弁開度を大きくして排気ガスの流通量を増大させようとすると、装置全体が大型化すると共に、製造コストが高騰するという問題がある。

すなわち、従来技術におけるバルブ装置では、平板状に形成された板状弁の弁体部を弁座部から離間させて屈曲するように構成すると、排気ガスの排気圧力と板状弁の弁開度との関係が線形特性を有し、実車排気圧力領域において大きな流通流量を確保することができないという問題がある。

換言すると、従来技術におけるバルブ装置では、板状弁と板ばねとの組み合わせによって設定される線形状のばね特性に基づいて、排気ガスの排気圧力に対する流量特性が決定される。このため、従来技術におけるバルブ装置において、排気圧力に対して排気ガスの流量をさらに増大させる高性能化を達成するためには、板状弁及び板ばねのそれぞれのばね特性を低く設定すること（ばね定数を小さく設定すること）が考えられるが、このような設定により共振を引き起こすおそれがあり、実車排気圧力領域において大きな流通流量を確保するためにバルブ装置全体を大型化せざるを得なくなり（板状弁及び板ばねのばね定数をそのままとして、弁孔、板状弁や板ばねの軸線と直交する幅方向の寸法を拡幅させることにより共振を抑制しつつ流通流量を確保）、製造コストが高騰する。

例えば、特許文献２、３に開示されたバルブ装置では、板状弁が着座部から離間して開弁方向に向かって徐々に動作する際、板ばねの板状弁に対する当接位置が板状弁の基端側に変位し、板状弁が開弁方向に向かって動作するにつれて板ばねが板状弁に作用する閉弁方向へのモーメント（押圧力）が減少する。従って、特許文献２、３に開示されたバルブ装置において、排気圧力（板ばねによる閉弁方向への付勢力）と弁孔を流通する排気ガスの流量（板状弁の弁体の弁開度）との関係は、当接位置が変位することによって厳密に言うと非線形特性となっている。

しかしながら、特許文献２、３に開示されたバルブ装置におけるこのようなモーメント（付勢力）の減少は微々たるものであって減少度合いが小さいことから、排気圧力がある所定圧力に到達すると板ばねによる閉弁方向へのモーメント（付勢力）が急激に減少して、板状弁が一気に開弁方向に動作する（排気圧力に対して板状弁の弁開度が非線形状に急激に増大する）というスナップアクション状態を得ることができない。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、排気ガスの排気圧力に対する板状弁の弁開度に非線形特性を持たせ、装置全体の小型化を保持したまま板状弁の開弁状態における流通流量をより一層増大させることが可能な消音器用バルブ装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、消音器内に設けられ、排気ガスが流通する弁孔を有する基台と、前記弁孔を開閉する板状弁と、前記板状弁を閉弁方向に付勢する板ばねとを備え、前記板状弁に作用する排気ガスの排気圧力が上昇したとき開弁する消音器用バルブ装置であって、前記基台は、前記弁孔の一側で前記板状弁を支持すると共に、前記弁孔の他側に前記板状弁の開弁方向に傾斜する傾斜部を有し、前記板ばねは、前記基台の前記弁孔の一側に設けた第１保持部と前記傾斜部に設けた第２保持部との間で撓曲した状態で保持されると共に、前記第１及び第２保持部の間で前記板状弁に当接し、前記板状弁が閉弁状態から開弁状態に切り換わるとき、閉弁状態において前記板ばね全体が、側面視して前記第１及び第２保持部の間で前記弁孔側に向かって凸となるように撓曲した状態から、前記第１及び第２保持部の間で略Ｓ字状に撓曲した状態に弾性変形することを特徴とする。

本発明によれば、第１及び第２保持部の間で撓曲した状態で保持される板ばねの弾性力によって、板状弁を閉じ側の方向に付勢することができる。従って、本発明では、排気圧力と板状弁の弁体の弁開度との関係を非線形特性とすることができ、板状弁の閉弁状態から開弁状態への切り換え応答性を向上させることができると共に、大型化及びコストアップすることがなく、開弁状態のときの弁体の弁開度を大きくして排気ガスの排気流量を増大させてバルブ装置の高性能化を達成することができる。

さらに、本発明によれば、板状弁が閉弁状態から開弁状態に切り換わるとき、閉弁状態において板ばね全体を側面視して第１及び第２保持部の間で弁孔側に向かって凸となるように撓曲した状態から、第１及び第２保持部の間で略Ｓ字状に撓曲した状態に弾性変形させることにより、排気圧力と板状弁の弁体の弁開度との関係を非線形特性とすることができ、板状弁の閉弁状態から開弁状態への切り換え応答性を向上させることができると共に、開弁状態のときの弁体の弁開度を大きくして排気ガスの排気流量を増大させ、大型化及びコストアップすることがなく、バルブ装置の高性能化を達成することができる。

本発明では、排気ガスの排気圧力に対応する板状弁の弁開度に非線形特性を持たせ、装置全体の小型化を保持したまま板状弁の開弁状態における流通流量をより一層増大させることが可能な消音器用バルブ装置を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係るバルブ装置が組み込まれた消音器の縦断面図である。 （ａ）は、図１に示されるバルブ装置の斜視図、（ｂ）は、前記バルブ装置の側面図である。 前記バルブ装置の分解斜視図である。 前記バルブ装置の動作を説明したものであり、（ａ）は、前記バルブ装置の板状弁の弁体が着座部に着座した閉弁状態を示す縦断面図、（ｂ）は、弁体が着座部から離間した開弁状態を示す縦断面図である。 排気圧力（板ばねによる閉じ側への付勢力）と流量（板状弁の弁開度）との関係を示した特性図である。 本発明の第２実施形態に係るバルブ装置の縦断面図であり、（ａ）は、閉弁状態を示し、（ｂ）は、開弁状態を示している。 本発明の第３実施形態に係るバルブ装置の縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係るバルブ装置の縦断面図である。 本発明の第５実施形態に係るバルブ装置の縦断面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るバルブ装置が組み込まれた消音器の縦断面図である。

図１に示されるように、例えば、自動車のエンジン等の内燃機関の排気系の途中に介装される消音器１は、消音器本体９を有し、前記消音器本体９は、筒状のシェル１１と、前記シェル１１の一端部と他端部とをそれぞれ閉塞する端部側壁１２、１３とによって構成される。また、前記消音器本体９は、その内部空間が第１セパレータ１４及び第２セパレータ１５によって３つに区画され、さらに、排気流入管２１、インナパイプ２２及び排気流出管２３からなる３つのパイプによって、排気ガスの通路が形成されている。

第１セパレータ１４及び第２セパレータ１５は、消音器本体９内で端部側壁１２、１３と所定間隔離間して略平行に配設されている。前記第１セパレータ１４と一方の端部側壁１２との間には、第１消音室３１が形成され、相互に対向する前記第１セパレータ１４と第２セパレータ１５との間には、第２消音室３２が形成され、また、前記第２セパレータ１５と他方の端部側壁１３との間には、第３消音室３３が形成される。

排気流入管２１は、シェル１１の軸線と略平行に延在し、一方の端部側壁１２、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１５を順次貫通して、図示しないエンジンからの排気通路と第３消音室３３とを連通するように設けられる。また、第２消音室３２に臨む前記排気流入管２１の中間部位の間には、第２消音室３２に連通する多数の透孔２１ａが形成されている。

インナパイプ２２は、消音器本体９内の一方の端部側壁１２と他方の端部側壁１３の間に延在し、第１セパレータ１４と第２セパレータ１５を貫通して、インナパイプ２２の一端部が臨む第３消音室３３とインナパイプ２２の他端部が臨む第１消音室３１とを連通するように設けられる。また、第２消音室３２に臨むインナパイプ２２の中間部位には、前記第２消音室３２に連通する多数の透孔２２ａが形成されている。この結果、インナパイプ２２は、第３消音室３３を介して排気流入管２１と連通するように設けられると共に、前記透孔２２ａを介して排気流入管２１と連通するように設けられる。

排気流出管２３は、長手方向に沿った一端部が第１消音室３１に臨み、第１セパレータ１４、第２セパレータ１５及び他方の端部側壁１３を貫通して、第１消音室３１と外部とを連通するように設けられる。

消音器１のこのような構造により、排気流入管２１に流入した排気ガスは、第３消音室３３、インナパイプ２２、第１消音室３１をそれぞれ流通して排気流出管２３から外部へ流出する第１経路Ａと、排気流入管２１の透孔２１ａ、第２消音室３２、インナパイプ２２の透孔２２ａ、インナパイプ２２、及び第１消音室３１を流通して排気流出管２３から外部へ流出する第２経路Ｂとからなる２系統によって外部へ排出される。

ところで、エンジンの高速回転に伴って多量の排気ガスが排気流入管２１内に流入すると、前記２系統からなる排気ガスの排気通路だけでは、第２消音室３２及び第３消音室３３内の排気圧力が高くなり、終局的には、エンジンの出力が低下する。

このため、第１セパレータ１４に第２消音室３２と第１消音室３１とを連通させるバイパス経路Ｃ用の開口部１４ａを設け、この開口部１４ａに対し、排気ガスの排気圧力が所定圧力に上昇したときに閉弁状態から開弁状態に切り換わるバルブ装置１０を配設している。このバルブ装置１０を設けることにより、エンジンの高速回転域では、前記した２系統の排気経路Ａ、Ｂにバイパス経路Ｃを追加した３系統の排気経路Ａ、Ｂ、Ｃによって多量の排気ガスを外部に対して円滑に排出するようにしている。

次に、本発明の第１実施形態に係るバルブ装置１０について、以下詳細に説明する。図２（ａ）は、図１に示される消音器に組み込まれたバルブ装置の斜視図、図２（ｂ）は、前記バルブ装置の側面図、図３は、前記バルブ装置の分解斜視図である。

図２及び図３に示されるように、バルブ装置１０は、第１セパレータ１４の開口部１４ａを介して、第２消音室３２から排気ガスが流入（流通）する弁孔４０を有する基台部材（基台）４２と、前記弁孔４０を開閉する板状弁４４と、薄肉のプレート状に形成され前記板状弁４４を閉弁方向（閉じ側）に付勢する板ばね４６と、撓曲した前記板ばね４６が当接することにより前記板ばね４６の変位を規制するストッパ部材４８とを備える。

基台部材４２は、板状弁４４と比較して肉厚に形成された矩形状板材からなり、図示しない固定手段を介して第１セパレータ１４に固定される固定部４２ａと、前記固定部４２ａに連続し前記固定部４２ａに対して鋭角状に所定角度傾斜（折曲）する傾斜部４２ｂとから構成される。

固定部４２ａの中心部には、第１セパレータ１４の開口部１４ａと連通可能な矩形状の弁孔４０が形成され、前記弁孔４０の周囲には、板状弁４４の弁体４４ａが着座又は離間可能な着座部４２ｃが設けられる。また、傾斜部４２ｂの中心部には、前記弁孔４０から流入した排気ガスを流出させる矩形状の流出用孔部５０が形成される。なお、傾斜部４２ｂに流出用孔部５０を形成することがなく、弁孔４０から流入した排気ガスを傾斜部４２ｂと板ばね４６との間から傾斜部４２ｂの左右両側に向って流出させるようにしてもよい。

基台部材４２の弁孔４０の一側には、板状弁４４の一端部４４ｂを支持する支持部４２ｄが設けられると共に、前記弁孔４０の他側には、前記板状弁４４の開弁方向に傾斜する傾斜部４２ｂが設けられる。

板状弁４４は、弾性変形可能な薄肉矩形状の板材（例えば、矩形状のばね鋼）で形成される。平板状に形成された板状弁４４の一端部４４ｂは、基台部材４２の支持部４２ｄに固定されるように設けられる。また、板状弁４４の他端部には、断面円弧状に湾曲して板ばね４６に当接する湾曲部４４ｃが設けられる。前記板状弁４４が板ばね４６に当接する部位を湾曲部４４ｃとすることにより、板状弁４４が撓曲したときに板ばね４６に沿って円滑に摺動変位することができる。前記板状弁４４の一端部４４ｂと湾曲部４４ｃとの間には、弁孔４０の周囲の着座部４２ｃに着座し又は着座部４２ｃから離間して弁孔４０を開閉可能な弁体４４ａが設けられる。

基台部材４２の弁孔４０の一側には、前記基台部材４２の軸線と直交する方向（幅方向）に延在する第１保持部５２ａが固定され、前記基台部材４２の弁孔４０の他側には、基台部材４２の軸線と直交する方向に延在する第２保持部５２ｂが固定される。第１保持部５２ａ及び第２保持部５２ｂは、側面視して略Ｖ字状の溝部からなるばね受け部５４ａ、５４ｂをそれぞれ有する。板ばね４６の長手方向に沿った一端部は、第１保持部５２ａのばね受け部５４ａの溝内で多少の遊びを有する状態で保持されると共に、板ばね４６の長手方向に沿った他端部は、第２保持部５２ｂのばね受け部５４ｂの溝内で多少の遊びを有する状態で保持される。

また、第１保持部５２ａは、例えば、溶接等によって板状弁４４の一端部４４ｂと共に基台部材４２の支持部４２ｄに積層して固着され、第２保持部５２ｂは、例えば、溶接等によって基台部材４２の傾斜部４２ｂに固着される。なお、図３中における太線の破線は、溶接部位を示したものであり、その溶接方法としては、例えば、アーク溶接、レーザ溶接、スポット溶接やシーム溶接等のいずれかが用いられるとよい。

この場合、弁孔４０の一側に設けられた第１保持部５２ａのばね受け部５４ａの開口角度αと、弁孔４０の他側に設けられた第２保持部５２ｂのばね受け部５４ｂの開口角度βは、それぞれ、鋭角に設定されると共に、開口角度αは、開口角度βよりも大きく設定されるとよい（α＞β）。すなわち、第２保持部５２ｂ側の開口角度βを、第１保持部５２ａ側の開口角度αよりも小さく設定することにより、第１保持部５２ａ側と比較して第２保持部５２ｂ側における板状弁４４の弁体４４ａに対する閉じ側への付勢力を大きくすることができ、板状弁４４が開弁状態となったとき、板ばね４６を側面視して略Ｓ字状に好適に撓曲変形させることができる。

板ばね４６は、基台部材４２の弁孔４０の一側に設けられた第１保持部５２ａ（ばね受け部５４ａ）と傾斜部４２ｂに設けられた第２保持部５２ｂ（ばね受け部５４ｂ）との間で撓曲可能に保持されると共に、前記第１保持部５２ａ及び第２保持部５２ｂ間で板状弁４４の湾曲部４４ｃに当接するように設けられる。なお、第１実施形態では、板ばね４６に対する板状弁４４（湾曲部４４ｃ）の当接部位が、板ばね４６の長手方向に沿った中央部よりも第１保持部５２ａ側に近接する部位に設定されているが（図２（ｂ）参照）、後記するように、板ばね４６の長手方向に沿った中央部４６ａに当接するようにしてもよい（図６（ａ）参照）。

ストッパ部材４８の長手方向に沿った両端部は、例えば、溶接等によって前記第１保持部５２ａ及び前記第２保持部５２ｂにそれぞれ固着され、閉弁状態で板ばね４６との間に所定の離間間隔が設けられる。このストッパ部材４８は、撓曲変形した板ばね４６の変位を規制するように設けられ、板ばね４６が弁孔４０から離間する方向に向かって凸形状に湾曲して原形状に弾性復帰することが困難となることを防止するものである。

この場合、板ばね４６と対向するストッパ部材４８の内面は、平坦面４８ａに形成されているが、例えば、後記する図７に示されるように、ストッパ部材４８の長手方向に沿った中央部よりも第２保持部５２ｂに近接する部位に、板ばね４６側に向って突出し前記板ばね４６に当接することにより閉弁方向に向かって押圧する突条部４８ｂを形成するようにしてもよい。

消音器１に組み付けられた第１実施形態に係るバルブ装置１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。図４は、バルブ装置の動作を説明したものであり、図４（ａ）は、前記バルブ装置の板状弁の弁体が着座部に着座した閉弁状態を示す縦断面図、図４（ｂ）は、弁体が着座部から離間した開弁状態を示す縦断面図である。

図示しないエンジンが低い回転速度で駆動されているとき、消音器１の第２消音室３２内の排気ガスの排気圧力は低くなっているため、バルブ装置１０の板状弁４４は、撓曲した板ばね４６のばね力によって閉じ側（閉弁方向）へ押圧され、図４（ａ）に示されるように、弁体４４ａが着座部４２ｃに着座した閉弁状態となっている。従って、基台部材４２の弁孔４０が板状弁４４によって閉塞された状態にあり、板ばね４６は、側面視して第１保持部５２ａ及び第２保持部５２ｂの間で弁孔４０側に向かって凸となるように撓曲した初期状態にある。

次に、図示しないエンジンの回転速度が上昇して、第２消音室３２内の排気圧力が所定圧力に上昇すると、弁孔４０を介して板状弁４４の弁体４４ａに付与される排気圧力（板状弁４４の弁体４４ａを上方に向って押圧する押圧力）が高くなり、板ばね４６による閉じ側への付勢力及び板状弁４４自体の付勢力を合計した力を超えると、前記板状弁４４が板ばね４６の閉じ側への付勢力に抗して撓曲し始める（図４（ｂ）中の一点鎖線参照）。

続いて、排気圧力がある所定圧力に到達したとき、図４（ｂ）の実線で示されるように、板ばね４６が側面視して略Ｓ字状に撓曲することによって、板ばね４６による閉弁方向への付勢力（モーメント）が急激に減少して板状弁４４が一気に開弁方向に動作する（排気圧力に対して板状弁４４の弁開度が非線形状に急激に増大する）というスナップアクション状態を得ることができる。

板ばね４６の略Ｓ字状の撓曲は、図４（ｂ）に示されるように、第１保持部５２ａに近接する板ばね４６の一部が弁孔４０から離間する方向に向かって凸となる湾曲状態に設定され、第２保持部５２ｂに近接する板ばね４６の他部が傾斜部４２ｂ側に向かって凸となる湾曲状態に設定される。なお、板状弁４４の弁体４４ａの弁開度は、板ばね４６がストッパ部材４８の平坦面４８ａに当接することによって規制され、前記板ばね４６及び板状弁４４が過度に撓むことが防止される。また、板ばね４６が略Ｓ字状に撓曲したときにストッパ部材４８の平坦面４８ａに当接してその変位が規制されるが、略Ｓ字状に撓曲した板ばね４６は、原形状に復帰しようとする弾性力（復元力）によって弁体４４ａの閉じ側に向かって付勢された状態にある。

本実施形態では、排気圧力が上昇して所定圧力に到達すると、板ばね４６が図４（ｂ）の一点鎖線で示した中間状態において、板状弁４４の湾曲部４４ｃに当接する板ばね４６の部位が弁孔４０と反対側に向かって反り返ようとする反力が作用することにより、板状弁４４の弁体４４ａを閉じ側へ押圧する付勢力が急激に減少する。この結果、板ばね４６が図４（ｂ）の一点鎖線で示した中間状態から略Ｓ字状に撓曲した状態に瞬間的に変移し、前記板ばね４６の撓曲状態に追従して板状弁４４の弁体４４ａの弁開度が瞬時に増大する。

図５は、排気圧力（板ばねによる閉じ側への付勢力）と流量（板状弁の弁開度）との関係を示した特性図である。
図５中の実線で示される本実施形態に係る特性曲線では、排気圧力が所定圧力となることにより弁孔４０を流通する排気ガスの流量が非線形状（曲線状）で急激に増大し、実車排気圧力領域における最大流通流量として流量Ｑ２を得ることができる。

これに対して、図５中の破線で示される従来技術のバルブ装置（図示せず）を用いた比較例１に係る特性曲線では、排気圧力の増大に対応して流量が線形状（直線状）に比較的緩やかに上昇するため、実車排気圧力領域における最大流通流量として、前記流量Ｑ２の約半分である流量Ｑ１を得ることができるだけである。

換言すると、本実施形態では、バルブ装置１０の排気圧力−流量特性として非線形特性を持たせることにより、従来技術に係るバルブ装置に対して同等の排気圧力で流量Ｑ１から流量Ｑ２まで増大した流通流量を得ることができる。

なお、図５中の破線で示される比較例２に係る特性曲線は、比較例１の従来技術に係るバルブ装置の板ばねのばね力を弱くした場合であり、排気圧力の増大に対応して流量が線形状に比較的急激に上昇するため、実車排気圧力領域における最大流通流量として、本実施形態と同様に大きな流量Ｑ２を得ることができるが、共振が発生するという問題があり、前記共振によって弁体の開閉動作が不安定となるおそれがある。

続いて、本実施形態では、再度、図示しないエンジンの回転速度が低下したとき、板状弁４４の撓曲量が小さくなって、所定撓曲量以下となることにより、板ばね４６による板状弁４４の閉じ側への付勢力が大きくなり、板状弁４４の弁体４４ａが一気に着座部４２ｃに着座して閉弁状態となり、初期状態に復帰する。

このように、本実施形態では、排気圧力によって板状弁４４の弁体４４ａが僅かに開きだし（弁体４４ａが着座部４２ｃからの離間動作を開始し）、さらに排気圧力が所定圧力まで上昇すると排気圧力の上昇に対する板ばね４６の閉じ側への付勢力の増加割合が急激に減少するため、その時点から板状弁４４の弁開度が一気に大きくなる。

この結果、本実施形態では、従来技術に係るバルブ装置と比較して、板状弁４４の閉弁状態から開弁状態への切り換えが瞬時になされてレスポンスを向上させることができると共に、排気圧力が所定圧力に到達した後の板状弁４４の弁開度を大きくして、バルブ装置１０を大型化させることがなく小型化を保持したまま、しかも、コストアップすることがなく、バルブ装置１０の高性能化（排気圧力に対する排気ガスの排気流量増大）を達成することができる。

次に、本発明の他の実施形態に係るバルブ装置を以下説明する。なお、前記第１実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略すると共に、前記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係るバルブ装置の縦断面図であり、（ａ）は、閉弁状態を示し、（ｂ）は、開弁状態を示している。

この第２実施形態に係るバルブ装置１０ａでは、図６（ａ）に示される閉弁状態において、弁孔４０側に向かって凸となるように撓曲した板ばね４６の長手方向に沿った中央部４６ａに対して板状弁４４の湾曲部４４ｃを当接させ、さらに、第１保持部５２ａのばね受け部５４ａにおける受け面５６ａの延長線Ｄ１と、第２保持部５２ｂのばね受け部５４ｂにおける受け面５６ｂの延長線Ｄ２とが同軸状（直線状）ではなく、略Ｖ字状に交差するように設定されている点で前記第１実施形態と相違している。

このバルブ装置１０ａでは、受け面５６ａの延長線Ｄ１と受け面５６ｂの延長線Ｄ２とを略Ｖ字状に交差するように設定することにより、板状弁４４が開弁状態となったとき、板ばね６６を側面視して略Ｓ字状に好適に撓曲変形させることができる。

図７は、本発明の第３実施形態に係るバルブ装置の縦断面図である。
この第３実施形態に係るバルブ装置１０ｂでは、開弁状態のときに撓曲した板ばね４６が当接するストッパ部材４８の内面を平坦面４８ａとすることがなく、ストッパ部材４８の長手方向に沿った中央部から第２保持部５２ｂ側に向かって偏位した内壁に断面半円状に膨出した突条部４８ｂを形成している点で前記第１実施形態と相違している。

この突条部４８ｂは、ストッパ部材４８の長手方向と略直交する方向（幅方向）に沿って延在するように設けられ、板状弁４４の弁体４４ａが開弁状態となったとき、板ばね４６が前記突条部４８ｂに当接して前記板ばね４６を閉じ側の方向に向かって付勢することにより、板ばね４６を側面視して略Ｓ字状に撓曲変形させることができる。

図８は、本発明の第４実施形態に係るバルブ装置の縦断面図である。
この第４実施形態に係るバルブ装置１０ｃでは、第２保持部５２ｂのばね受け部５４ｂの一片５８ａを他片と比較して弁孔４０側に向かって所定長だけ突出させている点で前記実施形態と相違している。この場合、第１保持部５２ａ側の両片は、それぞれ同じ長さに設定されている。

バルブ装置１０ｃでは、第２保持部５２ｂ側のばね受け部５４ｂの一片５８ａを他片５８ｂと比較して伸張させることにより、第１保持部５２ａ側と比較して板ばね４６を閉じ側へ向かって付勢（押圧）する力が大きく作用し、板ばね４６を側面視して略Ｓ字状に撓曲変形させることができる。

図９は、本発明の第５実施形態に係るバルブ装置の縦断面図である。
この第５実施形態に係るバルブ装置１０ｄでは、板ばね４６の両端部を保持する第１保持部５２ａ及び第２保持部５２ｂと、前記板ばね４６の変位を規制するストッパ部材４８とを一体的に形成した部材６０を備える点で前記第１実施形態と相違している。

第５実施形態では、第１実施形態におけるストッパ部材４８、第１及び第２保持部材５２ａ、５２ｂを一体的に結合して１つの部材６０で構成することにより、部品点数及び組付工数を削減して、より一層製造コストを低減することができる利点がある。

次に、上記した第１〜第５実施形態を勘案して、開弁状態における板ばね４６を閉じ側への付勢力を保持しながら略Ｓ字状に撓曲変形させるための条件について、以下考察する。

なお、板ばね４６における略Ｓ字状の撓曲変形とは、第１保持部５２ａに近接する板ばね４６の一部が弁孔４０から離間する方向に向かって凸状に湾曲変形すると共に、第２保持部５２ｂに近接する板ばね４６の他部が傾斜部４２ｂ側に向かって凸状に湾曲変形することをいう。

板ばね４６を略Ｓ字状に撓曲変形させるための条件としては、以下のものが挙げられる。
Ｉ） 板状弁４４の閉弁状態において、板状弁４４の湾曲部４４ｃと板ばね４６との当接部位が、板ばね４６の長手方向に沿った中央部４６ａ（図６参照）に設けられ、又は前記中央部４６ａから第１保持部５２ａ側に近接した部位に設けられること（図２参照）。
ＩＩ） 弁孔４０の一側に設けられた第１保持部５２ａのばね受け部５４ａの開口角度αと、弁孔４０の他側に設けられた第２保持部５２ｂのばね受け部５４ｂの開口角度βは、それぞれ、鋭角に設定されると共に、第２保持部５２ｂ側の開口角度βは、第１保持部５２ａ側の開口角度αよりも小さく設定されること（α＞β）（図２（ｂ）参照）。
ＩＩＩ） 第１保持部５２ａのばね受け部５４ａにおける受け面５６ａの延長線Ｄ１と、第２保持部５２ｂのばね受け部５４ｂにおける受け面５６ｂの延長線Ｄ２とが同軸状（直線状）ではなく、略Ｖ字状に交差するように設定されること（図６（ａ）参照）。
ＩＶ） 板ばね４６の変位を規制するストッパ部材４８に、前記板ばね４６を閉じ側の方向に向かって付勢する突条部４８ｂを設けること（図７参照）。
Ｖ）第２保持部５２ｂのばね受け部５４ｂの一片５８ａを他片５８ｂと比較して弁孔４０側に向かって所定長だけ突出させること（図８参照）。

この場合、上記条件Ｉ〜Ｖのうちのいずれか１つ又は２以上を適宜組み合わせることより、板ばね４６を略Ｓ字状に好適に撓曲変形させることができる。

１ 消音器
１０、１０ａ〜１０ｄ バルブ装置
４０ 弁孔
４２ 基台部材（基台）
４２ｂ 傾斜部
４４ 板状弁
４６ 板ばね
５２ａ、５２ｂ 保持部

Claims (7)

1. 消音器内に設けられ、排気ガスが流通する弁孔を有する基台と、
   前記弁孔を開閉する板状弁と、
   前記板状弁を閉弁方向に付勢する板ばねとを備え、前記板状弁に作用する排気ガスの排気圧力が上昇したとき開弁する消音器用バルブ装置であって、
   前記基台は、前記弁孔の一側で前記板状弁を支持すると共に、前記弁孔の他側に前記板状弁の開弁方向に傾斜する傾斜部を有し、
   前記板ばねは、前記基台の前記弁孔の一側に設けた第１保持部と前記傾斜部に設けた第２保持部との間で撓曲した状態で保持されると共に、前記第１及び第２保持部の間で前記板状弁に当接し、
   前記板状弁が閉弁状態から開弁状態に切り換わるとき、閉弁状態において前記板ばね全体が、側面視して前記第１及び第２保持部の間で前記弁孔側に向かって凸となるように撓曲した状態から、前記第１及び第２保持部の間で略Ｓ字状に撓曲した状態に弾性変形することを特徴とする消音器用バルブ装置。
2. 請求項１記載の消音器用バルブ装置において、
   前記板状弁が閉弁状態のとき、前記板状弁と前記板ばねとの当接部位は、前記板ばねの長手方向に沿った中央部に設けられ、又は、前記中央部から前記第１保持部側に近接した部位に設けられることを特徴とする消音器用バルブ装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の消音器用バルブ装置において、
   前記第１保持部と前記第２保持部とは、側面視して略Ｖ字状の溝部からなるばね受け部をそれぞれ有し、
   前記板ばねの長手方向に沿った一端部は、前記第１保持部の前記ばね受け部の溝部内で遊びを有する状態で保持されると共に、前記板ばねの長手方向に沿った他端部は、前記第２保持部の前記ばね受け部の溝部内で遊びを有する状態で保持されることを特徴とする消音器用バルブ装置。
4. 請求項３記載の消音器用バルブ装置において、
   前記第１保持部の前記ばね受け部の開口角度αと、前記第２保持部の前記ばね受け部の開口角度βとは、それぞれ、鋭角に設定されると共に、前記第２保持部の前記ばね受け部の開口角度βは、前記第１保持部の前記ばね受け部の開口角度αよりも小さく設定される（α＞β）ことを特徴とする消音器用バルブ装置。
5. 請求項３記載の消音器用バルブ装置において、
   前記第１保持部の前記ばね受け部における受け面の延長線Ｄ１と、前記第２保持部の前記ばね受け部における受け面の延長線Ｄ２とは、前記弁孔側に向かって略Ｖ字状に交差するように設定されることを特徴とする消音器用バルブ装置。
6. 請求項３記載の消音器用バルブ装置において、
   前記第２保持部の前記ばね受け部の前記傾斜部から開弁方向に離間する側の一片は、他片と比較して前記弁孔側に向かって所定長だけ突出して設けられることを特徴とする消音器用バルブ装置。
7. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の消音器用バルブ装置において、
   前記板ばねの変位を規制するストッパ部材が設けられ、
   前記ストッパ部材の長手方向に沿った中央部から前記第２保持部側に向かって偏位した内壁には、断面半円状に膨出した突条部が設けられることを特徴とする消音器用バルブ装置。

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