JP7219206B2 - マフラー用バルブ及びマフラー - Google Patents

Description

本発明は、自動車の排気系統のマフラーに設置され、エンジンの排気の圧力に応じて排気路を開閉するマフラー用バルブ及びマフラーに関する。

従来、自動車の排気系統のマフラーに設置され、エンジンの排気の圧力に応じて排気路を開閉するマフラー用バルブとして、マフラーの内部を仕切るセパレータに取り付けられる特許文献１のマフラー用バルブがある。特許文献１には、第１実施例に、弁座に相当する弁体支持部材と、弁体を有するマフラー用バルブが記載されている。このマフラー用バルブの弁体支持部材には、本体の中央孔の内周縁から後方に延出されたテーパ部及び筒状部が設けられ、テーパ部の内周面にワイヤメッシュが固着されており、又、筒状部は、セパレータの開口で切り起こされたフランジに嵌合されるようになっている。弁体支持部材の本体の外周縁にはテーパ部と逆方向に起立する起立部が形成され、その上部の左右両側には起立部より更に突出するようにして一対のステーが形成されている。

弁体には、中央付近に略円錐台状の凸部が設けられ、その外周面はテーパ部に固着されたワイヤメッシュと重合・一致する形状に形成されていると共に、外周縁には凸部と逆方向に起立する起立部が形成され、その上部の左右両側には起立部より更に突出するようにして一対のステーが形成されている。弁体の一対のステーは弁体支持部材のステーに重ねるように配置され、ピンを介して弁体が弁体支持部材に揺動可能に取り付けられている。このピンに外挿されるコイルバネは、一方の腕部が弁体支持部材に固着され、他方の腕部が弁体を押さえ付けている。

また、特許文献１には、第２、第３実施例に、弁体支持部材を用いずに、セパレータの一部を切り起こして一対のステーを形成し、切り起こしたステーに弁体を取り付けるマフラー用バルブが記載されている。更に、特許文献１には、第４実施例に、弁体支持部材を用いずに、弁体にバネ性を有する取付部材がリベット接合され、取付部材がセパレータにリベット接合され、取付部材のバネ性でセパレータの開口の開閉を行う構成が記載され、又、第５実施例に、弁体支持部材を用いずに、バネ性を有する材料で形成され且つ屈曲部が形成された弁体がセパレータにピン結合され、屈曲部の屈曲でセパレータの開口の開閉を行う構成が記載されている。

特開平９－１９５７４９号公報

ところで、特許文献１の第１実施例のように、弁座に相当する弁体支持部材でテーパ部及び円筒部、起立部及びステーを前後方向にそれぞれ突出させ、弁体で凸部、起立部及びステーを前後に突出させると、セパレータに取り付けられるマフラー用バルブが厚みが大きい非常に嵩張った形状になるため、取回し性、特に狭いスペースでの取扱性に劣り、マフラー内での取付作業が困難となる。更に、マフラー用バルブを取り付けるために、セパレータの開口にフランジを追加工する必要があるため、製造コストや製造効率も低下する。

また、特許文献１の第２、第３実施例のように、セパレータの一部を切り起こして一対のステーをセパレータ板厚方向に突出させると、セパレータの強度が低下してマフラーの耐久性を低下させる要因となる。また、特許文献１の第４、第５実施例のように、弁体をリベットやピンでセパレータに沿うように固定し、バネ性の取付部材や屈曲部を介して開閉させる構造では、弁体の開閉時にセパレータや弁体に繰り返して曲げ応力が負荷されるため、損傷時期が早まり、同様に、マフラー用バルブやマフラーの耐久性が低下してしまう。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、取付作業時の取扱性に優れ、製造コストを低減することができるマフラー用バルブ及びマフラーを提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、マフラーの製造コストの低減及び製造効率の向上を図ることができると共に、マフラーの高耐久性を維持することを可能にするマフラー用バルブ及びマフラーを提供することにある。

本発明のマフラー用バルブは、エンジンの排気の圧力に応じて排気路を開閉するマフラー用バルブであって、弁座に対して弁体が揺動可能に支軸を介して支持され、前記支軸に外挿されたバネ材で前記弁体が閉じる方向に付勢され、前記セパレータに沿うように配置される前記弁座の弁座基板が中央に開口を有する略平板リング形状で形成され、前記弁体の弁体基板が平縁を有する平皿形状で形成されていることを特徴とする。本発明のマフラー用バルブは、マフラーの内部を仕切るセパレータに取り付けられるマフラー用バルブとすると好適であるが、マフラーに設置される排気管の端部に取り付けることも可能である。
これによれば、マフラー用バルブの弁座の弁座基板を略平板リング形状で形成し、弁体の弁体基板を平縁を有する平皿形状で形成することにより、マフラー用バルブの嵩張りを無くして厚みを最小限に留め、コンパクト化することができる。従って、マフラー用バルブの取付作業時の取扱性を高めることができる。また、製造に使用する材料を減らし、製造コストを低減することができると共に、使用材料の減少に伴って軽量化することができ、自動車の燃費性能の向上にも寄与することができる。また、マフラー用バルブをマフラーの内部を仕切るセパレータに取り付ける場合には、平板リング形状の弁座基板をセパレータの開口の周縁近傍に配置して取り付けることができ、セパレータの開口にフランジを形成する等の追加工を不要にすることができる。かかる観点からも、マフラーの製造コストの低減及び製造効率の向上を図ることができる。更に、セパレータの一部を切り起こしてセパレータの強度を低下させたり、セパレータに繰り返し曲げ応力を負荷すること等も無いことから、マフラーの高耐久性を維持することが可能になる。

本発明のマフラー用バルブは、前記弁体基板の平縁がリング状に形成され、前記平縁の前記弁座側に略平板リング状のリング緩衝材が固着されていることを特徴とする。
これによれば、弁体基板の平縁はリング緩衝材を介して平板リング形状の弁座基板に当接し、弁体の閉動作時にはリング緩衝材を介して弁座基板に当たることになるから、弁体基板と弁座基板の双方の損傷を防止することができる。また、略平板リング状のリング緩衝材を弁体基板の平縁の弁座側に配置して固着することにより、緩衝材の設置によるマフラー用バルブの開閉領域の厚さの増加を抑制し、コンパクト性を確保することができる。

本発明のマフラー用バルブは、閉状態で前記弁体基板が前記弁座基板に積層される開閉領域の厚さが、前記弁体の平縁と前記リング緩衝材と前記弁座基板の閉状態での積層厚さ以下であることを特徴とする。
これによれば、緩衝材の設置によるマフラー用バルブの開閉領域の厚さの増加を最大限抑制し、より高いコンパクト性を確保することができる。

本発明のマフラー用バルブは、前記支軸を前記弁座側から周方向に抱え込むようにして前記支軸に係合される弁座鉤部が前記弁座に設けられ、前記弁座鉤部が前記支軸に固着され、前記支軸を前記弁体側から周方向に抱え込むようにして前記支軸に係合される弁体鉤部が前記弁体に設けられていることを特徴とする。
これによれば、弁座基板から板厚方向に突出するステーや、弁体基板から板厚方向に突出するステーを形成せずに、弁座と弁体の揺動機構を構成することができ、弁座基板や弁体基板から板厚方向に突出して嵩張るステーを無くし、より高いコンパクト性を確保することができる。従って、マフラー用バルブの取付作業時の取扱性をより一層高め、例えばかなり狭いマフラー内のスペースでも容易に取り付けることが可能となる。

本発明のマフラー用バルブは、前記バネ材がコイルスプリングであり、前記コイルスプリングの一方の腕が前記弁体鉤部の根元近傍の前面側に導出して配置され、他方の腕が前記弁座鉤部の根元近傍の背面側に導出して配置され、前記コイルスプリングの一方の腕で前記弁体が閉じる方向に付勢されていることを特徴とする。
これによれば、コイルスプリングの一方の腕を弁体鉤部の根元近傍の前面側に導出して配置し、他方の腕を弁座鉤部の根元近傍の背面側に導出して配置し、一方の腕で弁体が閉じる方向に付勢することにより、バネ材、コイルスプリングによる嵩張りを最大限抑制しながら、弁体を閉じる方向に常時付勢することができる。

本発明のマフラー用バルブは、前記コイルスプリングを前記弁座側から周方向に抱え込むようにして前記コイルスプリングに係合される位置決め鉤部が前記弁座に設けられていることを特徴とする。
これによれば、位置決め鉤部をコイルスプリングを弁座側から周方向に抱え込むようにして係合することにより、コイルスプリングの位置、配置状態をより安定させ、コイルスプリングの初期閉荷重による弁体の閉動作を高い安定性で確保することができる。

本発明のマフラー用バルブは、前記支軸の一方の端部に鍔部が設けられ、前記鍔部で位置決めされた位置で前記弁座鉤部と前記弁体鉤部が前記支軸に係合されていることを特徴とする。
これによれば、支軸の鍔部で位置決めしながらマフラー用バルブを組み立てることができ、マフラー用バルブの製造作業を容易化し、製造効率を一層高めることができる。

本発明のマフラー用バルブは、前記弁座鉤部が前記支軸の両端近傍にそれぞれ設けられ、両端の一方の前記弁座鉤部、若しくは両端の双方の前記弁座鉤部が前記支軸にカシメ固定で固着されていることを特徴とする。
これによれば、弁座鉤部と支軸を作業に労力を要する溶接等で固着する必要性を無くし或いは最小限に留め、マフラー用バルブの製造作業を容易化し、製造効率を一層高めることができる。

本発明のマフラー用バルブは、前記弁体基板の前面に弁座側にへこむ位置決め凹部が設けられ、前記位置決め凹部で位置決めして錘が前記弁体基板に固着されていることを特徴とする。
これによれば、錘の設置位置を位置決め凹部で安定させ、錘の弁体基板に対する溶接等の固着の安定性を向上させることができる。

本発明のマフラー用バルブは、前記弁座基板に、前記弁体基板の外周縁より外側に突出する溶接領域が前記支軸側と前記支軸と逆側に設けられていることを特徴とする。
これによれば、例えばマフラー用バルブをマフラーの内部を仕切るセパレータに取り付ける場合に、弁座基板の弁体基板の外周縁より外側に突出する溶接領域で、弁座基板をセパレータの開口の周縁近傍に点状に溶接するだけでマフラー用バルブをセパレータに固着することができ、マフラー用バルブのセパレータへの固着作業を容易化することができる。

また、本発明のマフラーは、本発明のマフラー用バルブの前記弁座基板がマフラーの内部を仕切るセパレータの開口の周縁に固着されていることを特徴とする。
これによれば、本発明のマフラー用バルブの効果を有するマフラーを得ることができる。

本発明によれば、マフラー用バルブの取付作業時の取扱性を高め、製造コストを低減することができる。また、マフラー用バルブをマフラーの内部を仕切るセパレータに取り付ける場合には、マフラーの製造コストの低減及び製造効率の向上を図ることができると共に、マフラーの高耐久性を維持することができる。

本発明による第１実施形態のマフラー用バルブの閉状態を弁板側から視た斜視図。 第１実施形態のマフラー用バルブの開状態を弁座側から視た斜視図。 第１実施形態のマフラー用バルブの閉状態の縦断面図。 （ａ）は第１実施形態のマフラー用バルブの閉状態の正面斜視図、（ｂ）はそのＡ－Ａ断面図。 （ａ）は第１実施形態の第１変形例のマフラー用バルブの図４（ｂ）に相当する断面図、（ｂ）は第１実施形態の第２変形例のマフラー用バルブの図４（ｂ）に相当する断面図、（ｃ）は第１実施形態の第３変形例のマフラー用バルブの図４（ｂ）に相当する断面図、（ｄ）は第１実施形態の第４変形例のマフラー用バルブの図４（ｂ）に相当する断面図。 第１実施形態のマフラー用バルブがセパレータに取り付けられているマフラーの説明図。 第１実施形態のマフラー用バルブがセパレータに取り付けられた状態の正面図。 第１実施形態のマフラー用バルブがセパレータに取り付けられた状態の縦断面図。 本発明による第２実施形態のマフラー用バルブの閉状態を弁板側から視た斜視図。 第２実施形態のマフラー用バルブの閉状態の縦断面図。

〔第１実施形態のマフラー用バルブ〕
本発明による第１実施形態のマフラー用バルブ１は、自動車の排気系統のマフラーに設置され、エンジンの排気の圧力に応じて排気路を開閉するものであり、特に、マフラーの内部を仕切るセパレータに取り付けられるものである。マフラー用バルブ１は、図１～図４に示すように、弁座２と、開閉する弁体３と、支軸４と、バネ材であるコイルスプリング５を備える。弁体３は、弁座２に対して揺動可能に支軸４を介して支持され、支軸４に外挿されたコイルスプリング５で閉じる方向に付勢されている。

弁座２は、セパレータに沿うように配置される略平板リング形状に形成された弁座基板２１を有し、弁座基板２１の中央に開閉される排気路を構成する開口２２が設けられている。弁座２には、弁座基板２１の支軸４側から突出して鉤状に形成された弁座鉤部２３が設けられており、弁座鉤部２３は弁座基板２１の図示上方部分を屈曲して弁座基板２１と一体的に形成されている。本実施形態の弁座鉤部２３は、弁座基板２１の幅方向の両端部に対応する位置に一対の弁座鉤部２３・２３として形成され、弁座鉤部２３・２３が支軸４の両端近傍にそれぞれ設けられている。

弁座鉤部２３は、支軸４を弁座２側から或いは図示上側から周方向に抱え込むようにして支軸４に係合され、支軸４に固着されている。弁座鉤部２３の先端部の内周面の形状と大きさは、支軸４の外周面の形状と大きさに略倣うように形成されている。図１～図４の例では、支軸４の一方の端部には鍔部４１が一体的に設けられており、一対の弁座鉤部２３・２３に鍔部４１を有しない端部側から支軸４が挿入されて、一方の弁座鉤部２３の外側面に鍔部４１が当接して位置決めされ、この位置決めされた位置で弁座鉤部２３・２３が支軸４に係合されていると共に、他方の弁座鉤部２３に挿入、係合されて他方の弁座鉤部２３から外側に若干突出した支軸４が、突出箇所周囲の溶接部６で他方の弁座鉤部２３に溶接されて固着されている（図４（ｂ）参照）。

弁座鉤部２３と支軸４の固着の構成は、図４（ｂ）の例の他、図５に示す第１～第４変形例の構成としても好適である。尚、支軸を鍔部のない棒状の支軸とし、一方の弁座鉤部２３と他方の弁座鉤部２３の双方に後述する溶接部６の溶接で固着する構成とすることも可能である。

図５（ａ）の第１変形例では、弁座鉤部２３・２３に係合された支軸４ｐの一方の端部が一方の弁座鉤部２３よりも引っ込んだ位置に配置されている。そして、一方の弁座鉤部２３に入り込んで穴埋めするようにして溶接部４２ｐが形成され、溶接部４２ｐで支軸４ｐの一方の端部が一方の弁座鉤部２３に固着されている。他方の弁座鉤部２３から外側に若干突出した支軸４ｐは他方の弁座鉤部２３に溶接されておらず、溶接作業の低減が図られているが、他方の弁座鉤部２３に、上記と同様に突出箇所周囲の溶接部６で溶接して固着することも可能である。第１変形例では、支軸４の一方の端部の鍔部４１による位置決めはできないが、支軸４ｐに鍔部４１に相当する部位を加工せずに済むため、支軸４ｐの加工費を低減することが可能である。第１変形例のその他の構成は、図１～図４のマフラー用バルブ１と同様である。

また、図５（ｂ）の第２変形例では、弁座鉤部２３・２３に係合された支軸４ｑの一方の端部が一方の弁座鉤部２３よりも若干長めに外側に突出した位置に配置されている。そして、一方の弁座鉤部２３と支軸４ｑの一方の弁座鉤部２３から突出した部分が隅肉溶接の溶接部４２ｑで固着され、溶接部４２ｑで支軸４ｑの一方の端部が一方の弁座鉤部２３に固着されている。他方の弁座鉤部２３から外側に若干突出した支軸４ｑは他方の弁座鉤部２３に溶接されておらず、溶接作業の低減が図られているが、他方の弁座鉤部２３に、上記と同様に突出箇所周囲の溶接部６で溶接して固着することも可能である。第２変形例では、支軸４の一方の端部の鍔部４１による位置決めはできないが、支軸４ｑに鍔部４１に相当する部位を加工せずに済むため、支軸４ｑの加工費を低減することが可能である。第２変形例のその他の構成は、図１～図４のマフラー用バルブ１と同様である。

また、図５（ｃ）の第３変形例では、鍔部のない棒状の支軸４ｒが設けられ、一対の弁座鉤部２３ｒ・２３に支軸４ｒが挿入されて、弁座鉤部２３ｒ・２３が支軸４ｒに係合されている。そして、両端の一方の弁座鉤部２３ｒが支軸４ｒにカシメ固定で固着されており、換言すれば支軸４ｒがカシメ固定で一方の弁座鉤部２３ｒに固着されている。両端の他方の弁座鉤部２３に挿入、係合されて他方の弁座鉤部２３から外側に若干突出した支軸４ｒは、突出箇所周囲の溶接部６で他方の弁座鉤部２３に溶接されて固着されている。第３変形例のその他の構成は、図１～図４のマフラー用バルブ１と同様である。

また、図５（ｄ）の第４変形例では、鍔部のない棒状の支軸４ｓが設けられ、一対の弁座鉤部２３ｓ・２３ｓに支軸４ｓが挿入されて、弁座鉤部２３ｓ・２３ｓが支軸４ｓに係合されている。そして、両端の一方の弁座鉤部２３ｓが支軸４ｓにカシメ固定で固着されており、換言すれば支軸４ｓがカシメ固定で一方の弁座鉤部２３ｓに固着されている。また、両端の他方の弁座鉤部２３ｓも支軸４ｓにカシメ固定で固着されており、換言すれば支軸４ｓがカシメ固定で他方の弁座鉤部２３ｓに固着されている。即ち、第４変形例では、両端の双方の弁座鉤部２３ｓ・２３ｓが支軸４ｓにカシメ固定で固着されている。第４変形例のその他の構成は、図１～図４のマフラー用バルブ１と同様である。

弁体３は、弁体基板３１を有し、弁体基板３１は平縁３２を有する平皿形状で形成されている。平縁３２はリング状に形成されており、平縁３２の弁座２側に略平板リング状のリング緩衝材７が固着されている。リング緩衝材７には、弾性等で緩衝機能を有し且つ耐熱性を有する適宜の緩衝材を用いることが可能であり、例えば金属メッシュ材とすると良好である。

弁体基板３１の前面には、弁座２側にへこむ平面視略円形の凹部３３が設けられ、凹部３３と平縁３２で弁体基板３１の平皿形状が形成されている。更に、凹部３３の略中央には弁座２側にへこむ平面視略矩形の位置決め凹部３４が形成され、弁体基板３１には、凹部３３、位置決め凹部３４で多段凹部が形成されている。弁体基板３１には、位置決め凹部３４で位置決めされて錘８が弁体基板３１に溶接等で固着されている。第１実施形態の錘８は、高さが低い略直方体形状になっており、平面視略矩形の位置決め凹部３４に略直方体形状の錘８が係合されて位置決めされ、位置決め凹部３４の縁部での溶接等で錘８が弁体基板３１に固着されている。

凹部３３と位置決め凹部３４の弁体基板３１の背面側への突出高さを、リング緩衝材７と弁座基板２１を積層した厚さ以下とし、弁体基板３１に固着された錘８の上面の高さが弁体基板３１の平縁３２の上面の高さ以下とすると、閉状態で弁体基板３１が弁座基板２１に積層される開閉領域の厚さを、弁体３の平縁３２とリング緩衝材７と弁座基板２１の閉状態での積層厚さ以下とすることが可能となって好適であり、これにより、リング緩衝材７の設置によるマフラー用バルブ１の開閉領域の厚さの増加を最大限抑制することができる。尚、閉状態で弁体基板３１が弁座基板２１に積層される開閉領域の厚さを、弁体３の平縁３２とリング緩衝材７と弁座基板２１の閉状態での積層厚さ以下とする場合、例えば弁体３の平縁３２の板厚１．０～１．５ｍｍ、弁座基板２１の板厚１．０～１．５ｍｍ、リング緩衝材７の厚さ２．０～３．０ｍｍでは、その積層厚さを４．０～６．０ｍｍとするとより好適である。

弁体３には、弁体基板３１の支軸４側から突出して鉤状に形成された弁体鉤部３５が設けられており、弁体鉤部３５は弁体基板３１の図示上方部分を屈曲して弁体基板３１と一体的に形成されている。本実施形態の弁体鉤部３５は、一対の弁座鉤部２３・２３より内側の位置に一対の弁体鉤部３５・３５として間隔を開けて形成され、一方の弁座鉤部２３と一方の弁体鉤部３５、他方の弁座鉤部２３と他方の弁体鉤部３５はそれぞれ近接して配置されている。

弁体鉤部３５は、支軸４を弁体３側から或いは図示上側から周方向に抱え込むようにして支軸４に係合されて設けられている。本実施形態では、支軸４の一対の弁体鉤部３５・３５に対応する位置に筒緩衝材９・９がそれぞれ外嵌して固定され、弁体鉤部３５・３５は筒緩衝材９・９を介して支軸４に係合されている。弁座鉤部３５の先端部の内周面の形状と大きさは、筒緩衝材９の外周面の形状と大きさに略倣うように形成されている。筒緩衝材９には、弾性等で緩衝機能を有し且つ耐熱性を有する適宜の緩衝材を用いることが可能であり、例えば金属メッシュ材とすると良好である。弁体鉤部３５・３５は、弁座鉤部２３・２３と同様に、支軸４が鍔部４１で位置決めされた位置で、支軸４に係合されている。

コイルスプリング５の巻回された本体５１は、一対の弁体鉤部３５・３５の間に配置されて支軸４に外挿されている。コイルスプリング５の一方の腕５２は、一方の弁体鉤部３５の根元近傍の前面側に導出して配置され、コイルスプリング５の他方の腕５３は、他方の弁座鉤部２３の根元近傍の背面側に導出して配置されており、コイルスプリング５の一方の腕５２で弁体３が閉じる方向に付勢されている。

弁座２には、弁座基板２１の支軸４側から突出して鉤状に形成された位置決め鉤部２４が設けられており、位置決め鉤部２４は弁座基板２１の図示上方部分を屈曲して弁座基板２１と一体的に形成されている。位置決め鉤部２４は、一方の弁座鉤部２３と他方の弁座鉤部２３から離間した略中央位置に設けられていると共に、弁体３の一対の弁体鉤部３５と他方の弁体鉤部３５の間の位置に設けられ、コイルスプリング５の本体５１に対応する位置に配置されている。

位置決め鉤部２４は、コイルスプリング５を弁座２側から周方向に抱え込むようにしてコイルスプリング５に係合されている。位置決め鉤部２４の内周面の形状と大きさは、コイルスプリング５の本体５１の外周面の形状と大きさに略倣うように形成されており、位置決め鉤部２４がコイルスプリング５の本体５１を周方向に抱え込むようにして係合されている。

弁座２の弁座基板２１には、閉状態の弁体３の弁体基板３１の外周縁より外側に突出する溶接領域９１、９２が支軸４側と支軸４と逆側に設けられている。本実施形態では、支軸４側の溶接領域９１、９１の２カ所と、支軸４と逆側の溶接領域９２、９２の２カ所の計４カ所の溶接領域９１、９２が設けられており、支軸４と逆側の溶接領域９２、９２はそれぞれ舌片状で形成されている。

第１実施形態のマフラー用バルブ１は、例えば図６～図８に示すマフラー１００のセパレータ１０２に取り付けられる。マフラー１００は、筐体１０１の内部がそれぞれ平板状の第１のセパレータ１０２と第２のセパレータ１０３で仕切られて、膨張室１０４、共鳴室１０５、膨張室１０６が設けられている。膨張室１０４と共鳴室１０５を仕切る第２のセパレータ１０３には図示省略する多数の小孔が全面に亘って形成されている。

マフラー１００は、エンジンの排気管と連通して筐体１０１に排気を導入する排気導入管１０７と、筐体１０１から排気を導出する排気導出管１０８を備える。排気導入管１０７は、膨張室１０６側の外壁から膨張室１０６を横切るようにして第１のセパレータ１０２を貫通するように設けられ、膨張室１０４が排気導入管１０７の排出口になっている。排気導出管１０８は、共鳴室１０５側の外壁を排出口とし、共鳴室１０５、膨張室１０４を横切るようにして第２のセパレータ１０３、第１のセパレータ１０２を貫通するように設けられ、膨張室１０６が排気導出管１０８の取入口になっている。

筐体１０１内には、略σ字状に屈曲する排気流通管１０９が設けられており、排気流通管１０９は、排気導入管１０７、排気導出管１０８よりも小径で形成されている。排気流通管１０９は取入口を膨張室１０４で開口し、第２のセパレータ１０３を導入側と導出側の２カ所で貫通して共鳴室１０５を略弧状に横切るように配置され、更に、膨張室１０４を横切って第１のセパレータ１０２を貫通して配置され、膨張室１０６内で折り返すように湾曲して排出口が排気導出管１０８の入口近傍に配置されている。

マフラー用バルブ１は、第１のセパレータ１０２の膨張室１０６側に設けられ、第１のセパレータ１０２の排気路となる開口１０２１に対応する位置に開口１０２１を閉塞するようにして配置されている。マフラー用バルブ１は、略平板リング形状の弁座基板２１を第１のセパレータ１０２の開口１０２１の周縁に対応させて配置され、溶接領域９１、９２においてスポット溶接等の溶接部１１０で溶接され、弁座基板９１が第１のセパレータ１０２の開口１０２１の周縁に固着されている。

マフラー１００では、エンジンの排気の圧力が所定圧未満である場合には、図６の太線実線矢印で示すように排気が流れ、排気導入管１０７から膨張室１０４、膨張室１０４内の排気流通管１０９、共鳴室１０５内の排気流通管１０９、膨張室１０４内の排気流通管１０９、膨張室１０６内の排気流通管１０９、排気導出管１０８の順に排気が流れる。この際、マフラー用バルブ１の弁体３は、コイルスプリング５で閉じる方向に持続的に付勢され、弁体３が閉じた状態が維持され、高い消音効果を発揮する。

マフラー１００でエンジンの排気の圧力が所定圧以上になった場合には、マフラー用バルブ１の弁体３は、コイルスプリング５の閉じる方向への付勢に抗して排気の圧力で開放され、図６の太線実線矢印の排気の流れに加えて太線二点鎖線矢印の排気の流れが生ずる。即ち、排気導入管１０７から膨張室１０４、開状態のマフラー用バルブ１の排気路、膨張室１０６、排気流通管１０９と排気導出管１０８の間の空隙、排気導出管１０８の順に流れる排気の流れが付加され、エンジンの排気の背圧が低減される。その後、エンジンの排気の圧力が所定圧未満に下降した際には、弁体３がリング緩衝材７で緩衝されながら閉じ、弁体基板３１がリング緩衝材７を介して弁座基板２１に当接する。

第１実施形態のマフラー用バルブ１によれば、弁座２の弁座基板２１を略平板リング形状で形成し、弁体３の弁体基板３１を平縁３２を有する平皿形状で形成することにより、マフラー用バルブ１の嵩張りを無くして厚みを最小限に留め、コンパクト化することができる。従って、マフラー用バルブ１の取付作業時の取扱性を高めることができる。また、製造に使用する材料を減らし、製造コストを低減することができると共に、使用材料の減少に伴って軽量化することができ、自動車の燃費性能の向上にも寄与することができる。また、平板リング形状の弁座基板２１をマフラー１００のセパレータ１０２の開口１０２１の周縁近傍に配置して取り付けることができ、セパレータ１０２の開口にフランジを形成する等の追加工を不要にすることができる。かかる観点からも、マフラー１００の製造コストの低減及び製造効率の向上を図ることができる。また、セパレータの一部を切り起こしてセパレータの強度を低下させたり、セパレータに繰り返し曲げ応力を負荷すること等も無いことから、マフラー１００の高耐久性を維持することが可能になる。

また、弁体基板３１の平縁３２をリング状に形成し、平縁３２の弁座２側に配置して略平板リング状のリング緩衝材７を固着することにより、弁体基板３１の平縁３２をリング緩衝材７を介して平板リング形状の弁座基板２１に当接させ、弁体３の閉動作時にリング緩衝材７を介して弁座基板２１に当てることができる。従って、弁体基板３１と弁座基板２１の双方の損傷を防止することができる。また、略平板リング状のリング緩衝材７により、緩衝材の設置によるマフラー用バルブ１の開閉領域の厚さの増加を抑制し、コンパクト性を確保することができる。

また、閉状態で弁体基板３１が弁座基板２１に積層される開閉領域の厚さを、弁体３の平縁３２とリング緩衝材７と弁座基板２１の閉状態での積層厚さ以下とすることにより、緩衝材の設置によるマフラー用バルブ１の開閉領域の厚さの増加を最大限抑制し、より高いコンパクト性を確保することができる。

また、支軸４を弁座２側から周方向に抱え込むようにして支軸４に係合される弁座鉤部２３が弁座２に設け、弁座鉤部２３を支軸４に固着し、支軸４を弁体３側から周方向に抱え込むようにして支軸４に係合される弁体鉤部３５を弁体３に設けることにより、弁座基板から板厚方向に突出するステーや、弁体基板から板厚方向に突出するステーを形成せずに、弁座２と弁体３の揺動機構を構成することができ、弁座基板や弁体基板から板厚方向に突出して嵩張るステーを無くし、より高いコンパクト性を確保することができる。従って、マフラー用バルブ１の取付作業時の取扱性をより一層高め、例えばかなり狭いマフラー内のスペースでも容易に取り付けることが可能となる。

また、バネ材をコイルスプリング５とし、コイルスプリング５の一方の腕５２を弁体鉤部３５の根元近傍の前面側に導出して配置し、他方の腕５３を他方の弁座鉤部２３の根元近傍の背面側に導出して配置し、コイルスプリング５の一方の腕５２で弁体３を閉じる方向に付勢することにより、バネ材のコイルスプリング５による嵩張りを最大限抑制しながら、弁体３を閉じる方向に常時付勢することができる。

また、弁座２の位置決め鉤部２４をコイルスプリング５或いはその本体５１を弁座３側から周方向に抱え込むようにして係合することにより、コイルスプリング５の位置、配置状態をより安定させ、コイルスプリング５の初期閉荷重による弁体３の閉動作を高い安定性で確保することができる。

また、支軸４の一方の端部に鍔部４１を設け、鍔部４１で位置決めされた位置で弁座鉤部２３と弁体鉤部３５を支軸４に係合することにより、支軸４の鍔部４１で位置決めしながらマフラー用バルブ１を組み立てることができ、マフラー用バルブ１の製造作業を容易化し、製造効率を一層高めることができる。

また、弁座鉤部２３、２３ｒ、２３ｓを支軸４ｒ、４ｓの両端近傍にそれぞれ設け、両端の一方の弁座鉤部２３ｒ、若しくは両端の双方の弁座鉤部２３ｓ・２３ｓが支軸４ｒ、４ｓにカシメ固定で固着することにより、弁座鉤部２３ｒ、２３ｓと支軸４ｒ、４ｓを作業に労力を要する溶接等で固着する必要性を無くし或いは最小限に留め、マフラー用バルブ１の製造作業を容易化し、製造効率を一層高めることができる。

また、弁体基板３１の前面に弁座２側にへこむ位置決め凹部３４を設け、位置決め凹部３４で位置決めして錘８を弁体基板３１に固着することにより、錘８の設置位置を位置決め凹部３４で安定させ、錘８の弁体基板３１に対する溶接等の固着の安定性を向上させることができる。

また、弁座基板２１に、弁体基板３１の外周縁より外側に突出する溶接領域９１、９２を支軸４側と支軸４と逆側に設けることにより、溶接領域９１、９２で、弁座基板２１をセパレータ１０２の開口１０２１の周縁近傍の平面部に点状に溶接するだけでマフラー用バルブ１をセパレータ１０２に固着することができ、マフラー用バルブ１のセパレータ１０２への固着作業を容易化することができる。

〔第２実施形態のマフラー用バルブ〕
本発明による第２実施形態のマフラー用バルブ１ａでは、図９及び図１０に示すように、弁体３ａの弁体基板３１ａの前面に弁座２側にへこむ平面視略円形の凹部３３ａが設けられ、凹部３３ａと平縁３２ａで弁体基板３１ａの平皿形状が形成されている。そして、凹部３３ａの支軸４と逆側の端部には、弁座２側にへこむ平面視略弧状の位置決め凹部３４ａが形成され、位置決め凹部３４ａは凹部３３ａの周縁に略倣うように形成されている。この位置決め凹部３４ａと凹部３３ａで弁体基板３１ａの支軸４と逆側の端部には多段凹部が形成されている。弁体基板３１ａには、略弧状円柱形の錘８ａが位置決め凹部３４ａで位置決めされ、錘８ａが弁体基板３１ａに位置決め凹部３４ａの縁部での溶接等で固着されている。弁体３ａには、弁体鉤部３５と同一構成の弁体鉤部３５ａ・３５ａが設けられている。

第２実施形態のマフラー用バルブ１ａのその他の構成は第１実施形態のマフラー用バルブ１と同様である。また、第２実施形態のマフラー用バルブ１ａも、弁座基板２１をセパレータ１０２の開口１０２１の周縁に固着してマフラー１００等に設置して使用される。

第２実施形態によれば、第１実施形態と対応する構成から対応する効果を得ることができる。

〔本明細書開示発明の包含範囲〕
本明細書開示の発明は、発明として列記した各発明、各実施形態の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な内容を本明細書開示の他の内容に変更して特定したもの、或いはこれらの内容に本明細書開示の他の内容を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な内容を部分的な作用効果が得られる限度で削除して上位概念化して特定したものを包含する。そして、本明細書開示の発明には下記変形例や追記した内容も含まれる。

例えば上記実施形態では、弁体基板３１、３１ａの平縁３２の弁座２側に略平板リング状のリング緩衝材７を固着する構成としたが、リング緩衝材７を弁座基板２１に固着し、平縁３２の弁座２側にはリング緩衝材７を固着しない構成としても良好である。この場合にも、閉状態で弁体基板３１が弁座基板２１に積層される開閉領域の厚さを、弁体３の平縁３２とリング緩衝材７と弁座基板２１の閉状態での積層厚さ以下とすると好適である。また、リング緩衝材７は、略平板リング状ではなく、断面視略円形又は断面視略楕円形等のリング緩衝材とすることも可能であり、特に断面視略楕円形又は断面視略レーストラック形のリング緩衝材とする場合には、弁体３の平縁３２とリング緩衝材７と弁座基板２１の閉状態での積層厚さを低減することができて良好である。

また、本発明のマフラー用バルブには、セパレータに沿うように配置される弁座の弁座基板が中央に開口を有する略平板リング形状で形成され、弁体の弁体基板が平縁を有する平皿形状で形成されている適宜の構成のマフラー用バルブが包含され、弁座鉤部２３、弁体鉤部３５が設けられるものに限定されない。また、本発明のマフラー用バルブにおけるバネ材には、コイルスプリング５以外にも、本発明の趣旨の範囲内で適宜のものを用いることが可能である。また、本発明のマフラー用バルブには、弁体基板に錘が設けられないマフラー用バルブも含まれる。また、本発明のマフラー用バルブの弁座基板をマフラーのセパレータの開口の周縁に固着する固着の構成は、上記溶接領域９１、９２の溶接部１１０での溶接以外にも、本発明の趣旨の範囲内で適宜の固着構成を用いることが可能である。また、本発明のマフラー用バルブは、マフラーの内部を仕切るセパレータに取り付けられるマフラー用バルブとすると好適であるが、マフラーに設置される排気管の端部に取り付けることも可能である。

また、本明細書開示の発明には、弁座の弁座基板が略平板リング形状以外の形状で形成され、又は、弁体の弁体基板が平縁を有する平皿形状以外の形状で形成され、又は、弁座の弁座基板が略平板リング形状以外の形状で形成され、弁体の弁体基板が平縁を有する平皿形状以外の形状で形成されていると共に、支軸を弁座側から周方向に抱え込むようにして支軸に係合される弁座鉤部が弁座に設けられ、弁座鉤部が支軸に固着され、且つ支軸を弁体側から周方向に抱え込むようにして支軸に係合される弁体鉤部が弁体に設けられているマフラー用バルブも含まれる。

本発明は、自動車の排気系統のマフラーの内部を仕切るセパレータに取り付けられるマフラー用バルブとして利用することができる。

１、１ａ…マフラー用バルブ ２…弁座 ２１…弁座基板 ２２…開口 ２３、２３ｒ、２３ｓ…弁座鉤部 ２４…位置決め鉤部 ３、３ａ…弁体 ３１、３１ａ…弁体基板 ３２、３２ａ…平縁 ３３、３３ａ…凹部 ３４、３４ａ…位置決め凹部 ３５、３５ａ…弁体鉤部 ４、４ｐ、４ｑ、４ｒ、４ｓ…支軸 ４１…鍔部 ４２ｐ、４２ｑ…溶接部 ５…コイルスプリング ５１…本体 ５２…一方の腕 ５３…他方の腕 ６…溶接部 ７…リング緩衝材 ８、８ａ…錘 ９…筒緩衝材 ９１、９２…溶接領域 １００…マフラー １０１…筐体 １０２…第１のセパレータ １０２１…開口 １０３…第２のセパレータ １０４…膨張室 １０５…共鳴室 １０６…膨張室 １０７…排気導入管 １０８…排気導出管 １０９…排気流通管 １１０…溶接部

Claims (10)

1. エンジンの排気の圧力に応じて排気路を開閉するマフラー用バルブであって、
   弁座に対して弁体が揺動可能に支軸を介して支持され、
   前記支軸に外挿されたバネ材で前記弁体が閉じる方向に付勢され、
   前記セパレータに沿うように配置される前記弁座の弁座基板が中央に開口を有する略平板リング形状で形成され、
   前記弁体の弁体基板が平縁を有する平皿形状で形成され、
   前記支軸を前記弁座側から周方向に抱え込むようにして前記支軸に係合される弁座鉤部が前記弁座に設けられ、
   前記弁座鉤部が前記支軸に固着され、
   前記支軸を前記弁体側から周方向に抱え込むようにして前記支軸に係合される弁体鉤部が前記弁体に設けられていることを特徴とするマフラー用バルブ。
2. 前記弁体基板の平縁がリング状に形成され、
   前記平縁の前記弁座側に略平板リング状のリング緩衝材が固着されていることを特徴とする請求項１記載のマフラー用バルブ。
3. 閉状態で前記弁体基板が前記弁座基板に積層される開閉領域の厚さが、前記弁体の平縁と前記リング緩衝材と前記弁座基板の閉状態での積層厚さ以下であることを特徴とする請求項２記載のマフラー用バルブ。
4. 前記バネ材がコイルスプリングであり、
   前記コイルスプリングの一方の腕が前記弁体鉤部の根元近傍の前面側に導出して配置され、他方の腕が前記弁座鉤部の根元近傍の背面側に導出して配置され、
   前記コイルスプリングの一方の腕で前記弁体が閉じる方向に付勢されていることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載のマフラー用バルブ。
5. 前記コイルスプリングを前記弁座側から周方向に抱え込むようにして前記コイルスプリングに係合される位置決め鉤部が前記弁座に設けられていることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載のマフラー用バルブ。
6. 前記支軸の一方の端部に鍔部が設けられ、
   前記鍔部で位置決めされた位置で前記弁座鉤部と前記弁体鉤部が前記支軸に係合されていることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載のマフラー用バルブ。
7. 前記弁座鉤部が前記支軸の両端近傍にそれぞれ設けられ、
   両端の一方の前記弁座鉤部、若しくは両端の双方の前記弁座鉤部が前記支軸にカシメ固定で固着されていることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載のマフラー用バルブ。
8. 前記弁体基板の前面に弁座側にへこむ位置決め凹部が設けられ、
   前記位置決め凹部で位置決めして錘が前記弁体基板に固着されていることを特徴とする請求項１～７の何れかに記載のマフラー用バルブ。
9. 前記弁座基板に、前記弁体基板の外周縁より外側に突出する溶接領域が前記支軸側と前記支軸と逆側に設けられていることを特徴とする請求項１～８の何れかに記載のマフラー用バルブ。
10. 請求項１～９の何れかに記載のマフラー用バルブの前記弁座基板がマフラーの内部を仕切るセパレータの開口の周縁に固着されていることを特徴とするマフラー。
    

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