排気流路制御弁
【課題】 ハウジングに形成した排気流路を開閉する弁体と、この弁体を閉じ方向に付勢する弁ばねを備え、排気流路を流れる排気ガスの圧力が所定値を超えると排気流路を開く排気流路制御弁において、弁体の開弁時の応答性を高める。
【解決手段】 排気流路制御弁のハウジング３０の弁座３０ａに着座する弁体３１は、排気ガスの流れに向かって凹形状の排気ガス受部３１ａを備える。
【解決手段】 排気流路制御弁のハウジング３０の弁座３０ａに着座する弁体３１は、排気ガスの流れに向かって凹形状の排気ガス受部３１ａを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用などのエンジンからの排気ガスが流れる排気流路に設けられる排気流路制御弁、特に、その弁体の開弁時の応答性を向上させたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンからの排気ガスが流通する排気流路が形成されたハウジング３０（６０）と、ハウジング３０（６０）に形成された弁座に着座にすることにより排気流路を閉じ、弁座から浮揚することにより排気流路を開く弁体２０（７０）と、弁体２０（７０）を弁座側に付勢するばね４０を備え、排気ガスの圧力が所定値以上になると弁体２０（７０）が弁ばね４０の付勢力に抗して弁座から浮揚し、排気流路を開くようにした排気流路制御弁は、既に知られている（後記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８８９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記特許文献１に示されるものは、弁体２０（７０）は、排気ガスの流れに向かって凸形状になっているため、排気ガスの圧力（静圧力）が上昇して弁体２０（７０）が開き始めて（浮揚を始めて）排気ガスが流れ出したときに、排気ガスの流れ（動圧力）に逆らう抵抗が小さく、排気ガスの流れによって弁体２０（７０）が受ける開弁方向（浮揚方向）への力が小さい。したがって、弁体２０（７０）が開き出しても完全に開いた状態（ストッパに当たった状態）まで一気に移行せず、開閉弁の応答性が良くないという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたもので、弁体が受ける開弁方向の排気ガスの動圧力に抵抗する力が大きくなるように弁体を改良して、その弁体の開弁時の応答性を高めるようにした、新規な排気流路制御弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本請求項１記載の発明は、エンジンからの排気ガスが流通する排気流路が形成されたハウジングと、
ハウジングに形成された弁座に着座することにより排気流路を閉じ、弁座から浮揚することにより排気流路を開く弁体と、弁体を弁座側に付勢する弁ばねと、を備え、
排気ガスの圧力が所定値以上になると弁体が弁ばねの付勢力に抗して弁座から浮揚し、排気流路を開く排気流路制御弁であって、
弁体は、排気ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本請求項１記載の発明によれば、弁体は排気ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部を備えているので、排気ガスの圧力（静圧力）が上昇して弁体が開き始めて（浮揚し始めて）排気ガスが流れ出したときに、排気ガスの流れ（動圧力）に逆らう抵抗が大きくなり、排気ガスの流れによって弁体が受ける開弁方向（浮揚方向）への力が大きくなる。したがって、弁体が開き出すと完全に開いた状態（ストッパに当たった状態）にまで一気に移行するようになり、弁体の開弁時の応答性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】排気流路制御弁をもつ消音器を備えた車両用エンジンの排気系の全体平面図
【図２】図１の２矢視の消音器の破断斜視図
【図３】図２の３矢視の断面図
【図４】図３の４−４線に沿う拡大断面図
【図５】図４の５−５線に沿う拡大断面図
【図６】図３の６−６線に沿う拡大断面図
【図７】図６の７−７線に沿う断面図
【図８】図６の８−８線に沿う断面図
【図９】図６の９−９線に沿う断面図
【図１０】排気流路制御弁の斜視図
【図１１】本発明の第２実施例にかかる排気流路制御弁の部分断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
まず、図面１〜１０を参照して本発明の第１実施例について説明する。
【００１１】
この実施例は、本発明による排気流路制御弁を、車両用Ｖ型エンジンの排気系に実施した場合であり、以下の説明において、前後、左右および上下とは、車両の前進方向を基準にしていう。
【００１２】
図１において、全体を符号Ｅで示す車両用エンジンは、Ｖ型多気筒エンジンであって、対をなす左、右バンクＢＬ，ＢＲを備え、それらのバンクＢＬ，ＢＲの排気マニホールドには、第１の排気管Ｐ１と第２の排気管Ｐ２がそれぞれ接続されている。第１および第２の排気管Ｐ１，Ｐ２は、車体Ｆの幅方向に離れてその前後方向に延長されており、それらの排気管Ｐ１，Ｐ２には、その上流側から下流側に順に、一次触媒ＣＡ１、二次触媒ＣＡ２、および補助消音器（プリチャンバ）ＰＣが直列に接続されている。そして、第１および第２の排気管Ｐ１，Ｐ２の下流端は、ジョイントＪ，Ｊを介して消音器Ｍに並列に接続されている。補助消音器ＰＣ，ＰＣ同士は相互に連結されて相互間の距離が規制され、また、第１および第２の排気管Ｐ１，Ｐ２の補助消音器ＰＣ，ＰＣよりも下流側は、弾性支持部材Ｓ１，Ｓ１を介して車体Ｆに吊下支持され、さらに消音器Ｍの左右両端は他の弾性支持部材Ｓ２，Ｓ２を介して車体Ｆに吊下支持されている。
【００１３】
そして、エンジンＥの運転により、そこから排出された排気ガスは、一次および二次触媒コンバータＣＡ１，ＣＡ２により、そこに含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害成分が浄化されたのち、補助消音器ＰＣを通って補助的に消音されたのち、消音器Ｍにより主たる消音がなされて外部に排出される。
【００１４】
つぎに、前記消音器Ｍの構成について、図１に図２〜１０を併せ参照して詳細に説明する。
【００１５】
消音器Ｍは、その縦中心軸線Ｌ−Ｌが車体Ｆの前後方向に対して横切る方向の配設されており、その主体部をなす消音器本体１と、エンジンＥからの排気ガスを消音器本体１に導く左右一対の第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒと、消音器本体１の膨張室２０，２１，２１内の排気ガスを外部に排出する左右一対の排気ガス排出管５，５とを備えている。
【００１６】
消音器本体１は、消音器Ｍのハウジングを構成しており、左右両端面を開放した円筒状のシェル１０と、このシェル１０に左側開口端に気密に固定される左端壁１１と、このシェルの右側開口端に気密に固定される右端壁１２とより密閉の円筒状に形成され、その内部に消音室が形成される。そして、この消音器本体１は、その縦中心軸線Ｌ−Ｌを左右方向に向けて車体Ｆに支持にされる。
【００１７】
消音器本体１の内面の長手方向の中央部分には、前記左右端壁１１，１２と略平行に、パンチング孔よりなる多数の小孔１５を穿設した左右一対の内側セパレータ１３，１３が固定され、一対の内側セパレータ１３，１３間には、膨張室２０が形成されている。また、消音器本体１の内面の長手方向の左、右端壁１１，１２寄りの部分には、前記左、右端壁１１，１２と略平行に、左右一対の外側セパレータ１４，１４が固定されており、内側セパレータ１３，１２と外側セパレータ１４，１４との間には膨張室２１，２１が形成され、外側セパレータ１４と左端壁１１との間、および外側セパレータ１４と右端壁１２との間には、共鳴室２１Ｒがそれぞれ形成されている。
【００１８】
消音室本体１の、長手方向の中央よりも左右端壁１１，１２寄りに偏らせて、シェル１０には、左右一対の第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒがそれぞれ貫通接続されている。第１の排気ガス導入管２Ｌの上流端および第２の排気ガス導入管２Ｒの上流端は、消音器本体１の外部において前記第１の排気管Ｐ１の下流端および第２の排気管Ｐ２の下流端にジョイントＪ，Ｊを介してそれぞれ接続されており、また、第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒは、消音器本体１の膨張室２１，２１内において、一方の分岐管３，３と、他方の分岐管４，４とに二又状にそれぞれ分岐されている。一方の分岐管３，３は、消音器本体１内の中央に向かって延びており、その下流側端部が内側セパレータ１３，１３の中央部に貫通支持されて、膨張室２０の中央部、すなわち消音器本体１の縦中心軸線Ｌ−Ｌ上に開口されている。そして、図２，３に示すように、左右一対の一方の分岐管３，３の下流側端部開口は、膨張室２１内の中央部において空間を存して相互に対向配置されている。一方、左右一対の他方の分岐管４，４は、消音器本体１内を左右端壁１１，１２に向かってそれぞれ延びており、その下流側端部が外側セパレータ１４，１４の径方向に偏った位置に形成される開口４４に貫通支持されて、後述の排気流路制御弁Ｖの入口に連通されている。
【００１９】
前記排気流路制御弁Ｖとは離隔して径方向の偏った位置において、左右一対の外側セパレータ１４，１４と、左右端壁１１，１２との間には、前記共鳴室２１Ｒを貫通する左右一対の排気ガス排出管５，５がそれぞれ消音器本体１の軸方向に沿って支持されており、それらの排気ガス排出管５，５の上流端は、末広状に拡開されて内側および外側セパレータ１３，１３，１４，１４間の膨張２１，２１内に開口され、また、その下流端には、外部に開口するテールパイプ２３，２３がそれぞれ接続される。
【００２０】
左右一対の外側セパレータ１４，１４には、各一対の連通管１６，１７が貫通支持され、これらの連通管１６，１７は、内側および外側セパレータ１３，１４間の膨張室２１，２１と、共鳴室２１Ｒとを相互に連通している。
【００２１】
左右一対の内側セパレータ１３，１３と左右一対の外側セパレータ１４，１４とは、周方向の間隔をあけてそれらの外周部に固定される複数本（３本）の連結棒１８によりそれぞれ連結されている。
【００２２】
前記共鳴室２１Ｒ内には、その共鳴室２１Ｒとは遮断される、断面楕円形状の排気通路管３３が設けられる。この排気通路管３３は、外側セパレータ１４と左端壁１１間および外側セパレータ１４と右端壁１２間とに跨がって設けられており、その上流側端部開口は、外側セパレータ１４に形成した開口４４に接続されて他方の分岐管４の下流側端部開口に連通され、またその下流側端部開口は、テールパイプ２４に連通されている。前記排気通路管３３内には、排気流路制御弁Ｖが設けられる。
【００２３】
つぎに、この排気流路制御弁Ｖの構造について、主に、図３，６〜１０を参照して説明する。
【００２４】
この排気流路制御弁Ｖは、排気通路管３３内の排気流路３５に設けられるハウジング３０と、このハウジング３０の弁座３０ａに着座する弁体３１と、この弁体３１を弁座３０ａ側に付勢するねじりコイルばねよりなる弁ばね３２と、排気流路３４の軸線ｌ−ｌに垂直な面ｖ−ｖ方向に弁体３１の位置を規制する弁体３１の位置規制機構Ａを備えている。前記ハウジング３０は、短円筒状に形成されていて、その内部に前記排気流路３５に連通する排気流路３４が形成されて、その上流側端部が、前記排気通路管３３と共に外側セパレータ１４の開口４４に支持されて、他方の分岐管４の下流側端部に連通されている。またハウジング３０の下流側端部開口は排気流路３５内に臨んでおり、その周縁に外側フランジ３０ｂが径方向外側に向けて一体に形成されていて、この外側フランジ３０ｂの外面に、環状の弁座３０ａが形成されている。この弁座３０ａには環状の金属メッシュシート３７が重ね合わされている。図８，９に示すように、この金属メッシュシート３７は、その内周側半部３７ａが、ハウジング３０内の内周面に向けて折り曲げられて、金属メッシュ３７がハウジング３０に固定されるための固定部Ｆ２を形成し、固定部Ｆ２はハウジング３０の内周面に固定されるリング状部材３６によりハウジング３０の内周面に圧着される。そして、このリング状部材３６は、固定部Ｆ２を内側から覆うため、固定部Ｆ２が、ハウジング３０内を流れる排気ガスに直接曝されることがなくなる。
【００２５】
ところで、金属メッシュシート３７の固定部Ｆ２が排気ガスのガス流に直接曝されると、シール部Ｓを含めた金属メッシュシート３７の温度が過度に上昇して、その金属メッシュシート３７に歪みを生じシール性能の低下が懸念されるが、前記固定部Ｆ２は、リング状部材３６によりハウジング３０の内周面との間に圧着され、しかも、前述のように、リング状部材３６は固定部Ｆ２を内側から覆い、固定部Ｆ２は排気ガスのガス流に直接曝されることがないので、金属メッシュシート３７の温度上昇が抑制される。
【００２６】
図６，７，１０に示すように、前記外側フランジ３０ｂの外周には、周方向に間隔をあけて複数のカシメ片３０ｃ…が一体に形成されており、これらのカシメ片３０ｃ…を金属メッシュシート３７の外周面に向けて折曲げて、そこにカシメることにより、この金属メッシュシート３７は前記弁座３０ａに圧着固定される。そして、この金属メッシュシート３７は、その外周面の径方向外側に前記カシメ片３０ｃ…によりカシメられた、圧着による他の固定部Ｆ１が、また、その径方向内側に弁体３１が着座されるシール部Ｓが形成される。
【００２７】
しかして、前述したように、金属メッシュシート３７は、ハウジング３０の内周面に固定部Ｆ２をもって圧着固定され、またハウジング３０の弁座３０ａに、前記他の固定部Ｆ１をもって圧着固定されており、この圧着による金属メッシュシート３７のハウジング３０への固定は、金属メッシュシート３７の固定に伴う成形形状の変化の周囲への拡がりが、溶接による固定に比べてきわめて小さくなり、金属メッシュシート３７をハウジング３０に固定した後もシール部Ｓの成形形状を確実に成形初期の状態に維持することができ、弁体３１閉弁時における、排気ガスのシール性能が高められる。
【００２８】
図６，８，１０に示すように、前記ハウジング３０の下流側端部開口には、この開口を開閉する円盤状の弁体３１が相対向して配置されており、この弁体３１の背面、すなわちハウジング３０内を流れる排気ガスと対面しない側の面の中央部には、ばね取付部材３８が固定されている。このばね取付部材３８には、半円筒状のばね受部３８ａが形成されており、このばね受部３８ａの凹部には金属メッシュよりなる緩衝材３９を介して捩りコイルばねよりなる弁ばね３２が収容支持されている。ハウジング３０の外側フランジ３０ｂには、その対角位置に対をなすばね取付舌片３０ｄ，３０ｄが、その軸線方向に向けて一体に起立形成されており、それらのばね係止舌片３０ｄ，３０ｄにそれぞれ開口した係止孔４０，４０に、前記弁ばね３２の両端３２ａ，３２ａが係合されている。そして、弁ばね３２の弾発力は、弁体３１を、弁座３０ａに着座するように付勢している。図１０に明瞭に示すように、ばね受部３８ａの上部および側部には、それぞれ一対の上部および側部ばね抑え３８ｂ，３８ｃが一体に形成され、これらのばね抑え３８ｂ，３８ｃは、弁ばね３２の外方および側方への遊動を抑止する。
【００２９】
図８に示すように、弁体３１の正面、すなわちハウジング３０内を流れる排気ガスと対面する面の中央部には、排気ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部３１ａが一体に成形されている。また、弁体３１の内面の排気ガス受部３１ａの外側には、ハウジング３０側に隆起する環状の隆起部３１ｂが前記排気ガス受部３１ａの同心状に一体に成形されている。
【００３０】
しかして、排気ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部３１ａは、ハウジング３０の排気流路３４を流れる排気ガスの圧力の上昇により弁体３１が開き始めて排気ガスが流れ出したときに排気ガスの動圧力に逆らう抵抗を大きくし、これにより排気ガスの流れによって弁体３１が受ける開弁方向の力を大きくし、弁体３１の開弁開始からその全開に至るまでの弁体３１の応答性を高めるように作用する。
【００３１】
前記ハウジング３０と弁体３１には、排気流路３４の軸線ｌ−ｌに垂直な面ｖ−ｖ方向の弁体３１の位置を規制する、一対の弁体３１の位置規制機構Ａが設けられる。
【００３２】
以下に、この弁体３１の位置規制機構Ａの構造を、主に、図６，９，１０を参照して説明するに、前記ハウジング３０の外側フランジ３０ｂの径方向の対角位置には、対をなす突出片３０ｆ，３０ｆが一体に突設され、各突出片３０ｆ，３０ｆには挿通孔４１が形成され、この挿通孔４１には、ブッシュ４２が嵌着される。このブッシュ４２は、そのフランジ部４２ａが、突出片３０ｆと、そこに固着される挟持プレート４３とで挟持固定される。前記ブッシュ４２には、特殊形状の嵌合孔４５が形成されている。すなわち、図９に示すように、この嵌合孔４５は、その軸線方向の中央ｃの内径ｄが最小で、かつ前記軸線方向に両端部に近づくにつれて内径が対称的に漸増する断面鼓状のくびれ孔により構成されている。そして、このくびれ孔よりなる嵌合孔４５には、後述する案内軸４７が摺動自在に貫通嵌合される。
【００３３】
一方、前記弁体３１の径方向の対角位置には、前記一対の突出片３０ｆとに対応して対をなす取付片３１ｃ，３１ｃが一体に形成されており、各取付片３１ｃにはハウジング３０の軸線方向に延びる案内軸４７の一端が固定されており、この案内軸４７は、断面円形の真直軸よりなり、くびれ孔よりなる嵌合孔４５に摺動自在に貫通嵌合されており、この案内軸４７と、嵌合孔４５とは、それらの相対位置の如何にかかわらず常に点当たり、すなわち、点接触される。案内軸４７の自由端にはストッパ４８が固定されており、このストッパ４８は、挟持プレート４３と係合することにより、弁体３１の全開状態を規制する。そして、前記弁体３１の位置規制機構Ａは、弁体３１がハウジング３０の軸線上を平行に開閉移動するように、ハウジング３０の軸線ｌ−ｌに対して垂直な面ｖ−ｖ方向の弁体３１の位置を規制している。
【００３４】
しかして、前記ブッシュ４２は、グラファイト（黒鉛）またはＳｉＣ（炭化ケイ素）により構成される外、案内軸４７が嵌合孔４５に点当り、すなわち点接触するときの、異音の発生をより確実に防止させるべく、金属メッシュにより構成してもよく、また案内軸４７が嵌合孔４５に点接触するときの、摩擦をより確実に低減すべく、案内軸４７または嵌合孔４５にＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）などの摩擦低減材をコーティングしてもよい。
【００３５】
前記排気流路制御弁Ｖは、その入口が他方の分岐管４の下流側開口に直接連通され、またその出口は、共鳴室２１Ｒ内に設けられる排気通路管３３に連通され、共鳴室２１Ｒを経ることなく、直接外部に開口される。第１および第２の排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒ内の排気ガス圧力が所定値以下のときは、弁体３１は、弁ばね３２の弾発力により他方の分岐管４の下流側開口を閉じて閉弁され、他方の分岐管４と外部とが遮断状態に維持され、また、第１および第２の排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒ内の排気ガス圧力が所定値を超えるときは、弁体３１は弁ばね３２の弾発力に抗して浮揚して開弁され、他方の分岐管４の下流側開口を排気通路管３３を介して外部に開放させる。このとき、弁体３１の位置規制機構Ａの案内軸４７は、その嵌合孔４５内を点接触しつつ弁体３１と共に摺動して弁体３１が浮揚したときの摩擦（フリクション）を低減する。そして、弁体３１の全開時には、ストッパ４８は、ハウジング３０に固着の挟持プレート４３に係合して、その全開位置を規制する。
【００３６】
前記排気ガス排出管５，５の下流端および排気通路３３の下流端は、左端板１１と右端端板１２に接続されるテールパイプ２３，２４にそれぞれ連通され、外部に開口される。またテールパイプ２３の途中にサイドブランチ（共鳴型消音器）２５が接続される（図１参照）。
【００３７】
つぎに、この第１実施例の作用について説明する。
【００３８】
いま、Ｖ型エンジンＥの運転によれば、左右バンクＢＬ，ＢＲから排出される排気ガスは、第１排気管Ｐ１および第２の排気管Ｐ２を流れ、一次および二次触媒ＣＡ１，ＣＡ２をそれぞれ流れてＮｘ、ＣＯ、ＨＣなどの有害成分を浄化したのち、プリチャンバＰＣ，ＰＣに入り、ここで一次消音されたのち、第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒを経て消音器Ｍへと導かれて、ここで後述するように主たる消音がなされた後、外部へと排出される。
【００３９】
エンジンＥのアイドリング運転、始動運転を含む低速運転域では、エンジンＥの燃焼圧力が低く、そこから排出される排気ガスの圧力も低いため、第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒより消音器本体１に流入した排気ガスの圧力は、排気流路制御弁Ｖの弁ばね３２の弾発力よりも弱いため、排気流路制御弁Ｖの弁体３２は、図８，９実線位置に示すように、ハウジング３０に形成された弁座３０ａに着座されて排気流路３４を閉じ状態を維持している。したがって、第１および第２の排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒに導入された排気ガスは、その全量が図３実線矢印ａに示すように、左右の一方の分岐管３，３内を通って膨張室２０内に流入し、その後左右の内側セパレータ１３，１３の小孔１５を通過して左右の膨張室２１，２１へと分流し、左右の排気ガス排出管５，５を通って外部に排出される。この過程で、排気ガスの排気音は膨張室２０，２１，２１内での膨張による消音効果と、共鳴室２１Ｒ，２１Ｒ内での共鳴による消音効果とにより効果的に消音される。
【００４０】
ところで、エンジンＥの低速運転域では、第１および第２の排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒに導入された排気ガスは、その全量が左右の一方の分岐管３，３内を通って膨張室２０内に流入するので、膨張室２０内に流入する排気ガスの量が増加し、その上、膨張室２０内では、左右一方の分岐管３，３の下流側端部開口が相対向しているので、干渉に関与する排気ガスの量が可及的に増え、排気ガスの干渉量も増える。その結果、排気ガスの干渉に基づく消音効果が大幅に高められる。
【００４１】
特に、図２，３に示すように、第１の排気ガス導入管２Ｌの、一方の分岐管３の下流側端部開口および第２の排気ガス導入管２Ｒの、一方の分岐管３の下流側端部開口は、消音器Ｍ本体の縦中心軸線Ｌ−Ｌ上にあって、膨張室２０の中央部で空間を存して相互に対向しているので、干渉させた後の排気ガスを膨張室２０内で均等に膨張させることができ、排気ガスの膨張による消音効果も高めることができる。
【００４２】
一方、エンジンＥの燃焼が完爆状態となって、それが高速運転域に達すると、燃焼圧力が高くなり、そこから排出される排気ガスの圧力も高くなると、第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒに流入する排気ガスの圧力も高くなり、これが所定値以上になると、ハウジング３０内に流入した排気ガスの圧力は、排気流路制御弁Ｖの弁ばね３２のばね力よりも高くなり、図８，９に鎖線で示すように、弁体３１は、弁ばね３２の付勢力に抗して浮揚し、排気流路制御弁Ｖの弁体３１は開弁される。
【００４３】
このとき、前記弁体３１の位置規制機構Ａが、弁体３１の軸線ｌ−ｌに垂直な面ｖ−ｖ方向の位置を規制する。すなわち、一対の案内軸４７，４７は、ブッシュ４２の嵌合孔４５に案内されて摺動する。その際に、案内軸４７，４７と嵌合孔４５，４５とは、前述したように、常に点当り（点接触）しているので、弁体３１が浮揚するときの摩擦が小さくなり、弁体３１の開閉が安定する。また、案内軸４７，４７と嵌合孔４５，４５との接触面積が減り、それらが接触摺動するときに発生する異音はきわめて小さい。そして、排気流路制御弁Ｖ，Ｖが開弁すると、第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒに流入した排気ガスの大部分は、膨張室２０，１２，２１を経由することなく、他方の分岐管４，４、排気流路制御弁Ｖ、排気流路管３３を通って直接外部に排出されるようになり、排気ガスの流通抵抗が大幅に低減される。
【００４４】
また、弁体３１に形成される、排気ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部３１ａは、ハウジング３０内を流れる排気ガスに対向しているので、排気ガスの圧力が上昇して弁体３１が開弁し排気ガスが流れ出したときに、排気ガスの流れ（動圧力）に逆らう抵抗を大きくして、排気ガスの流れによって弁体３１が受ける開弁方向への力を大きくするように作用している。そして、弁体３１は開き出し、ストッパ４８が挟持プレート４３に係合して完全に開いた状態となるまで一気に移行する。したがって、弁体３１は、その開弁開始から完全に開弁した状態に至るまで一気に移行するようになり、弁体３１の開弁時の応答性が高められる。
【００４５】
また、第１および第２の排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒは、左右端壁１１，１２間でシェル１０を貫通して消音器本体１に接続され、それらの排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒの、排気流路制御弁Ｖ，Ｖを設けた側の他方の分岐管４，４は、左右端壁１１，１２から直接消音器本体１の外部に開口するので、排気流路制御弁Ｖ，Ｖが開弁したときに、第１および第２の排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒ内の排気ガスが他方の分岐管４，４を経由して消音器本体１の外部開口にたどり着くまでの管長が短くなり、排気ガスの流通抵抗を低減することができ、さらに、排気流路制御弁Ｖ，Ｖが開弁したときの前記外部開口までの流通抵抗の低減により、排気流路制御弁Ｖ，Ｖが開弁したときに膨張室２０，２１，２１を経由することなく、他方の分岐管４，４を介して前記外部開口から直接外部に排出される排気ガスの量が増えて、排気流路制御弁Ｖ，Ｖを有しない一方の分岐管３，３を介して膨張室２０に流れる排気ガスの量が少なくなるので、排気ガスが膨張室２０，２１，２１経由で排出されることによる流通抵抗の増加も大幅に低減することができる。その結果、全体として、消音器本体１内を流れる排気ガスの流通抵抗を可及的に低減することができ、それにより、エンジンの出力向上効果を高めることができる。
【００４６】
つぎに、図１１を参照して本発明の第２実施例について説明するに、この第２実施例において、前記第１実施例と同じものには同じ符号が付される。
【００４７】
この第２実施例は、ハウジング３０の弁座３０ａに着座して閉弁され、また、そこから浮揚して開弁される弁体の構造が前記第１実施例のものと若干相違している。すなわち、板状に成形される弁体１３１の、排気ガスの流れ方向に向かう面の中央部には、その排ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部１３１ａが溶接により固定されている。そして、この排気ガス受部１３１ａは、前記第１実施例の排気ガス受部３１ａと同じ機能、すなわち排気流路３４を排気ガスが流れ出したときに、排気ガスの動圧力に逆らう抵抗を大きくして排気ガスの流れによって弁体３１が受ける開弁方向への力を大きくする。
【００４８】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。
【００４９】
たとえば、前記実施例では、本発明消音器Ｍを車両用Ｖ型エンジンＥの排気系に実施した場合を説明したが、これを汎用など、他の用途のエンジンの排気系にも実施できることは勿論である。
【符号の説明】
【００５０】
３０・・・・ハウジング
３０ａ・・・弁座
３１・・・・弁体
１３１・・・弁体
３１ａ・・・排気ガス受部
１３１ａ・・排気ガス受部
３２・・・・弁ばね
３４・・・・排気流路
Ｅ・・・・・エンジン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用などのエンジンからの排気ガスが流れる排気流路に設けられる排気流路制御弁、特に、その弁体の開弁時の応答性を向上させたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンからの排気ガスが流通する排気流路が形成されたハウジング３０（６０）と、ハウジング３０（６０）に形成された弁座に着座にすることにより排気流路を閉じ、弁座から浮揚することにより排気流路を開く弁体２０（７０）と、弁体２０（７０）を弁座側に付勢するばね４０を備え、排気ガスの圧力が所定値以上になると弁体２０（７０）が弁ばね４０の付勢力に抗して弁座から浮揚し、排気流路を開くようにした排気流路制御弁は、既に知られている（後記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８８９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記特許文献１に示されるものは、弁体２０（７０）は、排気ガスの流れに向かって凸形状になっているため、排気ガスの圧力（静圧力）が上昇して弁体２０（７０）が開き始めて（浮揚を始めて）排気ガスが流れ出したときに、排気ガスの流れ（動圧力）に逆らう抵抗が小さく、排気ガスの流れによって弁体２０（７０）が受ける開弁方向（浮揚方向）への力が小さい。したがって、弁体２０（７０）が開き出しても完全に開いた状態（ストッパに当たった状態）まで一気に移行せず、開閉弁の応答性が良くないという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたもので、弁体が受ける開弁方向の排気ガスの動圧力に抵抗する力が大きくなるように弁体を改良して、その弁体の開弁時の応答性を高めるようにした、新規な排気流路制御弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本請求項１記載の発明は、エンジンからの排気ガスが流通する排気流路が形成されたハウジングと、
ハウジングに形成された弁座に着座することにより排気流路を閉じ、弁座から浮揚することにより排気流路を開く弁体と、弁体を弁座側に付勢する弁ばねと、を備え、
排気ガスの圧力が所定値以上になると弁体が弁ばねの付勢力に抗して弁座から浮揚し、排気流路を開く排気流路制御弁であって、
弁体は、排気ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本請求項１記載の発明によれば、弁体は排気ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部を備えているので、排気ガスの圧力（静圧力）が上昇して弁体が開き始めて（浮揚し始めて）排気ガスが流れ出したときに、排気ガスの流れ（動圧力）に逆らう抵抗が大きくなり、排気ガスの流れによって弁体が受ける開弁方向（浮揚方向）への力が大きくなる。したがって、弁体が開き出すと完全に開いた状態（ストッパに当たった状態）にまで一気に移行するようになり、弁体の開弁時の応答性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】排気流路制御弁をもつ消音器を備えた車両用エンジンの排気系の全体平面図
【図２】図１の２矢視の消音器の破断斜視図
【図３】図２の３矢視の断面図
【図４】図３の４−４線に沿う拡大断面図
【図５】図４の５−５線に沿う拡大断面図
【図６】図３の６−６線に沿う拡大断面図
【図７】図６の７−７線に沿う断面図
【図８】図６の８−８線に沿う断面図
【図９】図６の９−９線に沿う断面図
【図１０】排気流路制御弁の斜視図
【図１１】本発明の第２実施例にかかる排気流路制御弁の部分断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
まず、図面１〜１０を参照して本発明の第１実施例について説明する。
【００１１】
この実施例は、本発明による排気流路制御弁を、車両用Ｖ型エンジンの排気系に実施した場合であり、以下の説明において、前後、左右および上下とは、車両の前進方向を基準にしていう。
【００１２】
図１において、全体を符号Ｅで示す車両用エンジンは、Ｖ型多気筒エンジンであって、対をなす左、右バンクＢＬ，ＢＲを備え、それらのバンクＢＬ，ＢＲの排気マニホールドには、第１の排気管Ｐ１と第２の排気管Ｐ２がそれぞれ接続されている。第１および第２の排気管Ｐ１，Ｐ２は、車体Ｆの幅方向に離れてその前後方向に延長されており、それらの排気管Ｐ１，Ｐ２には、その上流側から下流側に順に、一次触媒ＣＡ１、二次触媒ＣＡ２、および補助消音器（プリチャンバ）ＰＣが直列に接続されている。そして、第１および第２の排気管Ｐ１，Ｐ２の下流端は、ジョイントＪ，Ｊを介して消音器Ｍに並列に接続されている。補助消音器ＰＣ，ＰＣ同士は相互に連結されて相互間の距離が規制され、また、第１および第２の排気管Ｐ１，Ｐ２の補助消音器ＰＣ，ＰＣよりも下流側は、弾性支持部材Ｓ１，Ｓ１を介して車体Ｆに吊下支持され、さらに消音器Ｍの左右両端は他の弾性支持部材Ｓ２，Ｓ２を介して車体Ｆに吊下支持されている。
【００１３】
そして、エンジンＥの運転により、そこから排出された排気ガスは、一次および二次触媒コンバータＣＡ１，ＣＡ２により、そこに含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害成分が浄化されたのち、補助消音器ＰＣを通って補助的に消音されたのち、消音器Ｍにより主たる消音がなされて外部に排出される。
【００１４】
つぎに、前記消音器Ｍの構成について、図１に図２〜１０を併せ参照して詳細に説明する。
【００１５】
消音器Ｍは、その縦中心軸線Ｌ−Ｌが車体Ｆの前後方向に対して横切る方向の配設されており、その主体部をなす消音器本体１と、エンジンＥからの排気ガスを消音器本体１に導く左右一対の第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒと、消音器本体１の膨張室２０，２１，２１内の排気ガスを外部に排出する左右一対の排気ガス排出管５，５とを備えている。
【００１６】
消音器本体１は、消音器Ｍのハウジングを構成しており、左右両端面を開放した円筒状のシェル１０と、このシェル１０に左側開口端に気密に固定される左端壁１１と、このシェルの右側開口端に気密に固定される右端壁１２とより密閉の円筒状に形成され、その内部に消音室が形成される。そして、この消音器本体１は、その縦中心軸線Ｌ−Ｌを左右方向に向けて車体Ｆに支持にされる。
【００１７】
消音器本体１の内面の長手方向の中央部分には、前記左右端壁１１，１２と略平行に、パンチング孔よりなる多数の小孔１５を穿設した左右一対の内側セパレータ１３，１３が固定され、一対の内側セパレータ１３，１３間には、膨張室２０が形成されている。また、消音器本体１の内面の長手方向の左、右端壁１１，１２寄りの部分には、前記左、右端壁１１，１２と略平行に、左右一対の外側セパレータ１４，１４が固定されており、内側セパレータ１３，１２と外側セパレータ１４，１４との間には膨張室２１，２１が形成され、外側セパレータ１４と左端壁１１との間、および外側セパレータ１４と右端壁１２との間には、共鳴室２１Ｒがそれぞれ形成されている。
【００１８】
消音室本体１の、長手方向の中央よりも左右端壁１１，１２寄りに偏らせて、シェル１０には、左右一対の第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒがそれぞれ貫通接続されている。第１の排気ガス導入管２Ｌの上流端および第２の排気ガス導入管２Ｒの上流端は、消音器本体１の外部において前記第１の排気管Ｐ１の下流端および第２の排気管Ｐ２の下流端にジョイントＪ，Ｊを介してそれぞれ接続されており、また、第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒは、消音器本体１の膨張室２１，２１内において、一方の分岐管３，３と、他方の分岐管４，４とに二又状にそれぞれ分岐されている。一方の分岐管３，３は、消音器本体１内の中央に向かって延びており、その下流側端部が内側セパレータ１３，１３の中央部に貫通支持されて、膨張室２０の中央部、すなわち消音器本体１の縦中心軸線Ｌ−Ｌ上に開口されている。そして、図２，３に示すように、左右一対の一方の分岐管３，３の下流側端部開口は、膨張室２１内の中央部において空間を存して相互に対向配置されている。一方、左右一対の他方の分岐管４，４は、消音器本体１内を左右端壁１１，１２に向かってそれぞれ延びており、その下流側端部が外側セパレータ１４，１４の径方向に偏った位置に形成される開口４４に貫通支持されて、後述の排気流路制御弁Ｖの入口に連通されている。
【００１９】
前記排気流路制御弁Ｖとは離隔して径方向の偏った位置において、左右一対の外側セパレータ１４，１４と、左右端壁１１，１２との間には、前記共鳴室２１Ｒを貫通する左右一対の排気ガス排出管５，５がそれぞれ消音器本体１の軸方向に沿って支持されており、それらの排気ガス排出管５，５の上流端は、末広状に拡開されて内側および外側セパレータ１３，１３，１４，１４間の膨張２１，２１内に開口され、また、その下流端には、外部に開口するテールパイプ２３，２３がそれぞれ接続される。
【００２０】
左右一対の外側セパレータ１４，１４には、各一対の連通管１６，１７が貫通支持され、これらの連通管１６，１７は、内側および外側セパレータ１３，１４間の膨張室２１，２１と、共鳴室２１Ｒとを相互に連通している。
【００２１】
左右一対の内側セパレータ１３，１３と左右一対の外側セパレータ１４，１４とは、周方向の間隔をあけてそれらの外周部に固定される複数本（３本）の連結棒１８によりそれぞれ連結されている。
【００２２】
前記共鳴室２１Ｒ内には、その共鳴室２１Ｒとは遮断される、断面楕円形状の排気通路管３３が設けられる。この排気通路管３３は、外側セパレータ１４と左端壁１１間および外側セパレータ１４と右端壁１２間とに跨がって設けられており、その上流側端部開口は、外側セパレータ１４に形成した開口４４に接続されて他方の分岐管４の下流側端部開口に連通され、またその下流側端部開口は、テールパイプ２４に連通されている。前記排気通路管３３内には、排気流路制御弁Ｖが設けられる。
【００２３】
つぎに、この排気流路制御弁Ｖの構造について、主に、図３，６〜１０を参照して説明する。
【００２４】
この排気流路制御弁Ｖは、排気通路管３３内の排気流路３５に設けられるハウジング３０と、このハウジング３０の弁座３０ａに着座する弁体３１と、この弁体３１を弁座３０ａ側に付勢するねじりコイルばねよりなる弁ばね３２と、排気流路３４の軸線ｌ−ｌに垂直な面ｖ−ｖ方向に弁体３１の位置を規制する弁体３１の位置規制機構Ａを備えている。前記ハウジング３０は、短円筒状に形成されていて、その内部に前記排気流路３５に連通する排気流路３４が形成されて、その上流側端部が、前記排気通路管３３と共に外側セパレータ１４の開口４４に支持されて、他方の分岐管４の下流側端部に連通されている。またハウジング３０の下流側端部開口は排気流路３５内に臨んでおり、その周縁に外側フランジ３０ｂが径方向外側に向けて一体に形成されていて、この外側フランジ３０ｂの外面に、環状の弁座３０ａが形成されている。この弁座３０ａには環状の金属メッシュシート３７が重ね合わされている。図８，９に示すように、この金属メッシュシート３７は、その内周側半部３７ａが、ハウジング３０内の内周面に向けて折り曲げられて、金属メッシュ３７がハウジング３０に固定されるための固定部Ｆ２を形成し、固定部Ｆ２はハウジング３０の内周面に固定されるリング状部材３６によりハウジング３０の内周面に圧着される。そして、このリング状部材３６は、固定部Ｆ２を内側から覆うため、固定部Ｆ２が、ハウジング３０内を流れる排気ガスに直接曝されることがなくなる。
【００２５】
ところで、金属メッシュシート３７の固定部Ｆ２が排気ガスのガス流に直接曝されると、シール部Ｓを含めた金属メッシュシート３７の温度が過度に上昇して、その金属メッシュシート３７に歪みを生じシール性能の低下が懸念されるが、前記固定部Ｆ２は、リング状部材３６によりハウジング３０の内周面との間に圧着され、しかも、前述のように、リング状部材３６は固定部Ｆ２を内側から覆い、固定部Ｆ２は排気ガスのガス流に直接曝されることがないので、金属メッシュシート３７の温度上昇が抑制される。
【００２６】
図６，７，１０に示すように、前記外側フランジ３０ｂの外周には、周方向に間隔をあけて複数のカシメ片３０ｃ…が一体に形成されており、これらのカシメ片３０ｃ…を金属メッシュシート３７の外周面に向けて折曲げて、そこにカシメることにより、この金属メッシュシート３７は前記弁座３０ａに圧着固定される。そして、この金属メッシュシート３７は、その外周面の径方向外側に前記カシメ片３０ｃ…によりカシメられた、圧着による他の固定部Ｆ１が、また、その径方向内側に弁体３１が着座されるシール部Ｓが形成される。
【００２７】
しかして、前述したように、金属メッシュシート３７は、ハウジング３０の内周面に固定部Ｆ２をもって圧着固定され、またハウジング３０の弁座３０ａに、前記他の固定部Ｆ１をもって圧着固定されており、この圧着による金属メッシュシート３７のハウジング３０への固定は、金属メッシュシート３７の固定に伴う成形形状の変化の周囲への拡がりが、溶接による固定に比べてきわめて小さくなり、金属メッシュシート３７をハウジング３０に固定した後もシール部Ｓの成形形状を確実に成形初期の状態に維持することができ、弁体３１閉弁時における、排気ガスのシール性能が高められる。
【００２８】
図６，８，１０に示すように、前記ハウジング３０の下流側端部開口には、この開口を開閉する円盤状の弁体３１が相対向して配置されており、この弁体３１の背面、すなわちハウジング３０内を流れる排気ガスと対面しない側の面の中央部には、ばね取付部材３８が固定されている。このばね取付部材３８には、半円筒状のばね受部３８ａが形成されており、このばね受部３８ａの凹部には金属メッシュよりなる緩衝材３９を介して捩りコイルばねよりなる弁ばね３２が収容支持されている。ハウジング３０の外側フランジ３０ｂには、その対角位置に対をなすばね取付舌片３０ｄ，３０ｄが、その軸線方向に向けて一体に起立形成されており、それらのばね係止舌片３０ｄ，３０ｄにそれぞれ開口した係止孔４０，４０に、前記弁ばね３２の両端３２ａ，３２ａが係合されている。そして、弁ばね３２の弾発力は、弁体３１を、弁座３０ａに着座するように付勢している。図１０に明瞭に示すように、ばね受部３８ａの上部および側部には、それぞれ一対の上部および側部ばね抑え３８ｂ，３８ｃが一体に形成され、これらのばね抑え３８ｂ，３８ｃは、弁ばね３２の外方および側方への遊動を抑止する。
【００２９】
図８に示すように、弁体３１の正面、すなわちハウジング３０内を流れる排気ガスと対面する面の中央部には、排気ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部３１ａが一体に成形されている。また、弁体３１の内面の排気ガス受部３１ａの外側には、ハウジング３０側に隆起する環状の隆起部３１ｂが前記排気ガス受部３１ａの同心状に一体に成形されている。
【００３０】
しかして、排気ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部３１ａは、ハウジング３０の排気流路３４を流れる排気ガスの圧力の上昇により弁体３１が開き始めて排気ガスが流れ出したときに排気ガスの動圧力に逆らう抵抗を大きくし、これにより排気ガスの流れによって弁体３１が受ける開弁方向の力を大きくし、弁体３１の開弁開始からその全開に至るまでの弁体３１の応答性を高めるように作用する。
【００３１】
前記ハウジング３０と弁体３１には、排気流路３４の軸線ｌ−ｌに垂直な面ｖ−ｖ方向の弁体３１の位置を規制する、一対の弁体３１の位置規制機構Ａが設けられる。
【００３２】
以下に、この弁体３１の位置規制機構Ａの構造を、主に、図６，９，１０を参照して説明するに、前記ハウジング３０の外側フランジ３０ｂの径方向の対角位置には、対をなす突出片３０ｆ，３０ｆが一体に突設され、各突出片３０ｆ，３０ｆには挿通孔４１が形成され、この挿通孔４１には、ブッシュ４２が嵌着される。このブッシュ４２は、そのフランジ部４２ａが、突出片３０ｆと、そこに固着される挟持プレート４３とで挟持固定される。前記ブッシュ４２には、特殊形状の嵌合孔４５が形成されている。すなわち、図９に示すように、この嵌合孔４５は、その軸線方向の中央ｃの内径ｄが最小で、かつ前記軸線方向に両端部に近づくにつれて内径が対称的に漸増する断面鼓状のくびれ孔により構成されている。そして、このくびれ孔よりなる嵌合孔４５には、後述する案内軸４７が摺動自在に貫通嵌合される。
【００３３】
一方、前記弁体３１の径方向の対角位置には、前記一対の突出片３０ｆとに対応して対をなす取付片３１ｃ，３１ｃが一体に形成されており、各取付片３１ｃにはハウジング３０の軸線方向に延びる案内軸４７の一端が固定されており、この案内軸４７は、断面円形の真直軸よりなり、くびれ孔よりなる嵌合孔４５に摺動自在に貫通嵌合されており、この案内軸４７と、嵌合孔４５とは、それらの相対位置の如何にかかわらず常に点当たり、すなわち、点接触される。案内軸４７の自由端にはストッパ４８が固定されており、このストッパ４８は、挟持プレート４３と係合することにより、弁体３１の全開状態を規制する。そして、前記弁体３１の位置規制機構Ａは、弁体３１がハウジング３０の軸線上を平行に開閉移動するように、ハウジング３０の軸線ｌ−ｌに対して垂直な面ｖ−ｖ方向の弁体３１の位置を規制している。
【００３４】
しかして、前記ブッシュ４２は、グラファイト（黒鉛）またはＳｉＣ（炭化ケイ素）により構成される外、案内軸４７が嵌合孔４５に点当り、すなわち点接触するときの、異音の発生をより確実に防止させるべく、金属メッシュにより構成してもよく、また案内軸４７が嵌合孔４５に点接触するときの、摩擦をより確実に低減すべく、案内軸４７または嵌合孔４５にＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）などの摩擦低減材をコーティングしてもよい。
【００３５】
前記排気流路制御弁Ｖは、その入口が他方の分岐管４の下流側開口に直接連通され、またその出口は、共鳴室２１Ｒ内に設けられる排気通路管３３に連通され、共鳴室２１Ｒを経ることなく、直接外部に開口される。第１および第２の排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒ内の排気ガス圧力が所定値以下のときは、弁体３１は、弁ばね３２の弾発力により他方の分岐管４の下流側開口を閉じて閉弁され、他方の分岐管４と外部とが遮断状態に維持され、また、第１および第２の排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒ内の排気ガス圧力が所定値を超えるときは、弁体３１は弁ばね３２の弾発力に抗して浮揚して開弁され、他方の分岐管４の下流側開口を排気通路管３３を介して外部に開放させる。このとき、弁体３１の位置規制機構Ａの案内軸４７は、その嵌合孔４５内を点接触しつつ弁体３１と共に摺動して弁体３１が浮揚したときの摩擦（フリクション）を低減する。そして、弁体３１の全開時には、ストッパ４８は、ハウジング３０に固着の挟持プレート４３に係合して、その全開位置を規制する。
【００３６】
前記排気ガス排出管５，５の下流端および排気通路３３の下流端は、左端板１１と右端端板１２に接続されるテールパイプ２３，２４にそれぞれ連通され、外部に開口される。またテールパイプ２３の途中にサイドブランチ（共鳴型消音器）２５が接続される（図１参照）。
【００３７】
つぎに、この第１実施例の作用について説明する。
【００３８】
いま、Ｖ型エンジンＥの運転によれば、左右バンクＢＬ，ＢＲから排出される排気ガスは、第１排気管Ｐ１および第２の排気管Ｐ２を流れ、一次および二次触媒ＣＡ１，ＣＡ２をそれぞれ流れてＮｘ、ＣＯ、ＨＣなどの有害成分を浄化したのち、プリチャンバＰＣ，ＰＣに入り、ここで一次消音されたのち、第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒを経て消音器Ｍへと導かれて、ここで後述するように主たる消音がなされた後、外部へと排出される。
【００３９】
エンジンＥのアイドリング運転、始動運転を含む低速運転域では、エンジンＥの燃焼圧力が低く、そこから排出される排気ガスの圧力も低いため、第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒより消音器本体１に流入した排気ガスの圧力は、排気流路制御弁Ｖの弁ばね３２の弾発力よりも弱いため、排気流路制御弁Ｖの弁体３２は、図８，９実線位置に示すように、ハウジング３０に形成された弁座３０ａに着座されて排気流路３４を閉じ状態を維持している。したがって、第１および第２の排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒに導入された排気ガスは、その全量が図３実線矢印ａに示すように、左右の一方の分岐管３，３内を通って膨張室２０内に流入し、その後左右の内側セパレータ１３，１３の小孔１５を通過して左右の膨張室２１，２１へと分流し、左右の排気ガス排出管５，５を通って外部に排出される。この過程で、排気ガスの排気音は膨張室２０，２１，２１内での膨張による消音効果と、共鳴室２１Ｒ，２１Ｒ内での共鳴による消音効果とにより効果的に消音される。
【００４０】
ところで、エンジンＥの低速運転域では、第１および第２の排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒに導入された排気ガスは、その全量が左右の一方の分岐管３，３内を通って膨張室２０内に流入するので、膨張室２０内に流入する排気ガスの量が増加し、その上、膨張室２０内では、左右一方の分岐管３，３の下流側端部開口が相対向しているので、干渉に関与する排気ガスの量が可及的に増え、排気ガスの干渉量も増える。その結果、排気ガスの干渉に基づく消音効果が大幅に高められる。
【００４１】
特に、図２，３に示すように、第１の排気ガス導入管２Ｌの、一方の分岐管３の下流側端部開口および第２の排気ガス導入管２Ｒの、一方の分岐管３の下流側端部開口は、消音器Ｍ本体の縦中心軸線Ｌ−Ｌ上にあって、膨張室２０の中央部で空間を存して相互に対向しているので、干渉させた後の排気ガスを膨張室２０内で均等に膨張させることができ、排気ガスの膨張による消音効果も高めることができる。
【００４２】
一方、エンジンＥの燃焼が完爆状態となって、それが高速運転域に達すると、燃焼圧力が高くなり、そこから排出される排気ガスの圧力も高くなると、第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒに流入する排気ガスの圧力も高くなり、これが所定値以上になると、ハウジング３０内に流入した排気ガスの圧力は、排気流路制御弁Ｖの弁ばね３２のばね力よりも高くなり、図８，９に鎖線で示すように、弁体３１は、弁ばね３２の付勢力に抗して浮揚し、排気流路制御弁Ｖの弁体３１は開弁される。
【００４３】
このとき、前記弁体３１の位置規制機構Ａが、弁体３１の軸線ｌ−ｌに垂直な面ｖ−ｖ方向の位置を規制する。すなわち、一対の案内軸４７，４７は、ブッシュ４２の嵌合孔４５に案内されて摺動する。その際に、案内軸４７，４７と嵌合孔４５，４５とは、前述したように、常に点当り（点接触）しているので、弁体３１が浮揚するときの摩擦が小さくなり、弁体３１の開閉が安定する。また、案内軸４７，４７と嵌合孔４５，４５との接触面積が減り、それらが接触摺動するときに発生する異音はきわめて小さい。そして、排気流路制御弁Ｖ，Ｖが開弁すると、第１の排気ガス導入管２Ｌおよび第２の排気ガス導入管２Ｒに流入した排気ガスの大部分は、膨張室２０，１２，２１を経由することなく、他方の分岐管４，４、排気流路制御弁Ｖ、排気流路管３３を通って直接外部に排出されるようになり、排気ガスの流通抵抗が大幅に低減される。
【００４４】
また、弁体３１に形成される、排気ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部３１ａは、ハウジング３０内を流れる排気ガスに対向しているので、排気ガスの圧力が上昇して弁体３１が開弁し排気ガスが流れ出したときに、排気ガスの流れ（動圧力）に逆らう抵抗を大きくして、排気ガスの流れによって弁体３１が受ける開弁方向への力を大きくするように作用している。そして、弁体３１は開き出し、ストッパ４８が挟持プレート４３に係合して完全に開いた状態となるまで一気に移行する。したがって、弁体３１は、その開弁開始から完全に開弁した状態に至るまで一気に移行するようになり、弁体３１の開弁時の応答性が高められる。
【００４５】
また、第１および第２の排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒは、左右端壁１１，１２間でシェル１０を貫通して消音器本体１に接続され、それらの排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒの、排気流路制御弁Ｖ，Ｖを設けた側の他方の分岐管４，４は、左右端壁１１，１２から直接消音器本体１の外部に開口するので、排気流路制御弁Ｖ，Ｖが開弁したときに、第１および第２の排気ガス導入管２Ｌ，２Ｒ内の排気ガスが他方の分岐管４，４を経由して消音器本体１の外部開口にたどり着くまでの管長が短くなり、排気ガスの流通抵抗を低減することができ、さらに、排気流路制御弁Ｖ，Ｖが開弁したときの前記外部開口までの流通抵抗の低減により、排気流路制御弁Ｖ，Ｖが開弁したときに膨張室２０，２１，２１を経由することなく、他方の分岐管４，４を介して前記外部開口から直接外部に排出される排気ガスの量が増えて、排気流路制御弁Ｖ，Ｖを有しない一方の分岐管３，３を介して膨張室２０に流れる排気ガスの量が少なくなるので、排気ガスが膨張室２０，２１，２１経由で排出されることによる流通抵抗の増加も大幅に低減することができる。その結果、全体として、消音器本体１内を流れる排気ガスの流通抵抗を可及的に低減することができ、それにより、エンジンの出力向上効果を高めることができる。
【００４６】
つぎに、図１１を参照して本発明の第２実施例について説明するに、この第２実施例において、前記第１実施例と同じものには同じ符号が付される。
【００４７】
この第２実施例は、ハウジング３０の弁座３０ａに着座して閉弁され、また、そこから浮揚して開弁される弁体の構造が前記第１実施例のものと若干相違している。すなわち、板状に成形される弁体１３１の、排気ガスの流れ方向に向かう面の中央部には、その排ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部１３１ａが溶接により固定されている。そして、この排気ガス受部１３１ａは、前記第１実施例の排気ガス受部３１ａと同じ機能、すなわち排気流路３４を排気ガスが流れ出したときに、排気ガスの動圧力に逆らう抵抗を大きくして排気ガスの流れによって弁体３１が受ける開弁方向への力を大きくする。
【００４８】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。
【００４９】
たとえば、前記実施例では、本発明消音器Ｍを車両用Ｖ型エンジンＥの排気系に実施した場合を説明したが、これを汎用など、他の用途のエンジンの排気系にも実施できることは勿論である。
【符号の説明】
【００５０】
３０・・・・ハウジング
３０ａ・・・弁座
３１・・・・弁体
１３１・・・弁体
３１ａ・・・排気ガス受部
１３１ａ・・排気ガス受部
３２・・・・弁ばね
３４・・・・排気流路
Ｅ・・・・・エンジン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（Ｅ）からの排気ガスが流通する排気流路（３４）が形成されたハウジング（３０）と、
ハウジング（３０）に形成された弁座（３０ａ）に着座することにより排気流路（３４）を閉じ、弁座（３０ａ）から浮揚することにより排気流路（３４）を開く弁体（３１；１３１）と、
弁体（３１；１３１）を弁座（３０ａ）側に付勢する弁ばね（３２）と、
を備え、
排気ガスの圧力が所定値以上になると弁体（３１；１３１）が弁ばね（３２）の付勢力に抗して弁座（３０ａ）から浮揚し、排気流路（３４）を開く排気流路制御弁であって、
弁体（３１；１３１）は、排気ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部（３１ａ；１３１ａ）を備えることを特徴とする排気流路制御弁。
【請求項１】
エンジン（Ｅ）からの排気ガスが流通する排気流路（３４）が形成されたハウジング（３０）と、
ハウジング（３０）に形成された弁座（３０ａ）に着座することにより排気流路（３４）を閉じ、弁座（３０ａ）から浮揚することにより排気流路（３４）を開く弁体（３１；１３１）と、
弁体（３１；１３１）を弁座（３０ａ）側に付勢する弁ばね（３２）と、
を備え、
排気ガスの圧力が所定値以上になると弁体（３１；１３１）が弁ばね（３２）の付勢力に抗して弁座（３０ａ）から浮揚し、排気流路（３４）を開く排気流路制御弁であって、
弁体（３１；１３１）は、排気ガスの流れに向かって凹形状となる排気ガス受部（３１ａ；１３１ａ）を備えることを特徴とする排気流路制御弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２６１４１２（Ｐ２０１０−２６１４１２Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１４２７３（Ｐ２００９−１１４２７３）
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【出願人】（０００１７５７６６）三恵技研工業株式会社 (50)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【出願人】（０００１７５７６６）三恵技研工業株式会社 (50)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]