(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-15
(45)【発行日】2024-01-23
(54)【発明の名称】排気管バルブ
(51)【国際特許分類】
F01N 1/08 20060101AFI20240116BHJP
F01N 13/08 20100101ALI20240116BHJP
【ＦＩ】
F01N1/08 A
F01N1/08 F
F01N1/08 G
F01N13/08 B
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019231758
(22)【出願日】2019-12-23
(65)【公開番号】P2021099077
(43)【公開日】2021-07-01
【審査請求日】2021-09-03
【審判番号】
【審判請求日】2023-02-13
(73)【特許権者】
【識別番号】391002498
【氏名又は名称】フタバ産業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000578
【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】都築 裕介
(72)【発明者】
【氏名】梶川 正博
(72)【発明者】
【氏名】太田 和真
(72)【発明者】
【氏名】竹内 正也
【合議体】
【審判長】山本 信平
【審判官】河端 賢
【審判官】倉橋 紀夫
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１５２２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５－２３１４５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６０－１９１７３５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１５－９４３１６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
F01N 1/00
F01N 13/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関の排気管に配置される排気管バルブであって、弁座と、
前記弁座に配置された弁軸と、
前記弁軸を中心に回動することで排気管の少なくとも一部を開閉する弁体と、
捩じりバネとして機能し、一端が前記弁体に当接する第１スプリングと、
捩じりバネとして機能し、一端が前記弁座に当接し、他端が前記第１スプリングに直列に接続される第２スプリングと、
前記弁体を開こうとする力に抗するように前記第２スプリングに初期荷重が付された状態で、前記第１スプリング及び前記第２スプリングの接続部位が、前記第２スプリングへの荷重が大きくなるように移動することを許容し、かつ前記第２スプリングへの荷重が小さくなるように移動することを抑制するように構成された抑制機構であって、前記弁体が閉じた状態で、当該抑制機構の一部が前記弁座に接触し、前記弁体が開くと、前記弁体を開こうとする力が初期荷重と一致するまでは、当該抑制機構の一部が弁座に接触した状態が維持され、前記弁体を開こうとする力が、初期荷重を超えると、当該抑制機構の一部が前記弁座から離れるように構成された抑制機構と、
を備え、
前記第１スプリングには、前記弁体が閉じた状態で、前記弁体を開こうとする力に抗するように抵抗荷重が付された排気管バルブ。
【請求項2】
請求項１に記載の排気管バルブであって、前記抑制機構として、
前記第１スプリング及び前記第２スプリングの接続部位に配置され、前記第２スプリングへの荷重が大きくなる方向に回転することを許容し、かつ前記弁座に係止されることによって前記第２スプリングへの荷重が小さくなる方向に回転することを抑制するように構成された抑制部材、
をさらに備える排気管バルブ。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の排気管バルブであって、前記第１スプリングの捩じりバネとしてのバネ定数は、前記第２スプリングの捩じりバネとしてのバネ定数よりも大きく設定される
排気管バルブ。
【請求項4】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の排気管バルブであって、当該排気管バルブは、消音器の内部に配置される
排気管バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、内燃機関の排気管に配置される排気管バルブに関する。
【背景技術】
【0002】
弁座に対して弁体が弁軸を中心に回動するように構成された排気管バルブにおいて、複数のコイルスプリングを用いて、バルブを開こうとする力とバルブの開度との関係が非線形になるように構成した排気管バルブが知られている。
【0003】
例えば、下記特許文献１の技術では、第１のコイルスプリングの内側に先細り形状のスライド部材を配置している。この構成では、バルブを開こうとする力によって第１のコイルスプリングの内径が小さくなると、第１のコイルスプリングに押されてスライド部材が第１のコイルスプリングの内径が大きい方向に移動させられる。スライド部材の移動方向側には、第２のコイルスプリングが配置されており、第２のコイルスプリングは、スライド部材が元の位置に戻るように付勢力を生じさせる。
【0004】
この構成では、バルブの開度に応じて第１のコイルスプリングがスライド部材に当接する位置が変化するので、バルブを開こうとする力とバルブの開度との関係が非線形になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００６－３２８９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記の排気管バルブでは、第１のコイルスプリングとスライド部材とが摺動するので、異音が生じたり、摩耗によって特性が変化したりするという悪影響が生じることがある。
【0007】
本開示の１つの局面は、内燃機関の排気管に配置される排気管バルブにおいて、バルブを開こうとする力とバルブの開度との関係が非線形になるようにしつつ、異音や摩耗による悪影響を抑制できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一態様は、内燃機関の排気管に配置される排気管バルブであって、弁座と、弁軸と、弁体と、第１スプリングと、第２スプリングと、抑制機構と、を備える。
弁軸は、弁座に配置される。弁体は、弁軸を中心に回動することで排気管の少なくとも一部を開閉する。第１スプリングは、捩じりバネとして機能し、一端が弁体に当接する。第２スプリングは、捩じりバネとして機能し、一端が弁座に当接し、他端が第１スプリングに直列に接続される。
弁軸は、弁座に配置される。弁体は、弁軸を中心に回動することで排気管の少なくとも一部を開閉する。第１スプリングは、捩じりバネとして機能し、一端が弁体に当接する。第２スプリングは、捩じりバネとして機能し、一端が弁座に当接し、他端が第１スプリングに直列に接続される。
【0009】
抑制機構は、弁体が開こうとする力（換言すれば、弁体を開こうとする荷重）に抗するように第２スプリングに初期荷重が付された状態で、第１スプリング及び第２スプリングの接続部位が、第２スプリングへの荷重が大きくなるように移動することを許容し、かつ第２スプリングへの荷重が小さくなるように移動することを抑制するように構成される。
【0010】
このような構成では、バルブが閉じた状態から開いた状態に遷移するときに、バルブを開こうとする力が第２スプリングの初期荷重と一致するまでは、第１スプリングのみがバルブを開こうとする力の抵抗となる。また、バルブを開こうとする力が第２スプリングの初期荷重を超えると、直列に接続された第１スプリング及び第２スプリングがバルブを開こうとする力の抵抗となるため、バルブを開こうとする力の抵抗は、第１スプリングのみが存在する場合よりも小さくなる。
【0011】
よって、このような構成によれば、バルブを開こうとする力とバルブの開度との関係が非線形になるようにすることができる。また、このような排気管バルブによれば、第１スプリング及び第２スプリングと摺動する部材を備えないので、異音や摩耗による悪影響を抑制することができる。
【0012】
本開示の一態様は、抑制機構として、抑制部材をさらに備えてもよい。抑制部材は、第１スプリング及び第２スプリングの接続部位に配置され、第２スプリングへの荷重が大きくなる方向に回転することを許容するように構成されてもよい。かつ抑制部材は、弁座に係止されることによって第２スプリングへの荷重が小さくなる方向に回転することを抑制するように構成されてもよい。
【0013】
このような構成によれば、弁座に係止される抑制部材を用いて第２スプリングを保持することができるので、抑制機構の構成を簡素な構成とすることができる。
本開示の一態様では、第１スプリングの捩じりバネとしてのバネ定数は、第２スプリングの捩じりバネとしてのバネ定数よりも大きく設定されてもよい。
本開示の一態様では、第１スプリングの捩じりバネとしてのバネ定数は、第２スプリングの捩じりバネとしてのバネ定数よりも大きく設定されてもよい。
【0014】
このような構成によれば、弁体を開こうとする荷重が初期荷重以下のときには、弁体を開こうとする力の増加に対して弁体の開度を小さくすることができる。また、弁体を開こうとする荷重が初期荷重を超えてからは、弁体を開こうとする力の増加に対して弁体の開度を大きくすることができる。
【0015】
本開示の一態様では、第１スプリングには、弁体が閉じた状態で、弁体が開こうとする力に抗するように抵抗荷重が付されていてもよい。
このような構成によれば、第１スプリングに抵抗荷重が付されているので、弁体が開こうとする力が抵抗荷重以下のときには、弁体が開きにくいように構成することができる。
このような構成によれば、第１スプリングに抵抗荷重が付されているので、弁体が開こうとする力が抵抗荷重以下のときには、弁体が開きにくいように構成することができる。
【0016】
本開示の一態様では、当該排気管バルブは、消音器の内部に配置されてもよい。
このような構成によれば、排気管バルブが消音器の内部に配置されるので、排気の圧力が低いときには、弁体を閉じて消音性能を高め、排気の圧力が高いときには、弁体を開いて排気の圧力を低減する構成を実現することができる。
このような構成によれば、排気管バルブが消音器の内部に配置されるので、排気の圧力が低いときには、弁体を閉じて消音性能を高め、排気の圧力が高いときには、弁体を開いて排気の圧力を低減する構成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】実施形態の排気管バルブの斜視図である。
【図2】実施形態の排気管バルブの正面図である。
【図3】排気管バルブの正面図におけるIII－III断面図である。
【図4】排気管バルブがやや開いた状態を示す断面図である。
【図5】排気管バルブがさらに開いた状態を示す断面図である。
【図6】バルブを開こうする力（荷重）とバルブの開き角度との関係の一例を示すグラフである。
【図7】実施形態の排気管バルブの配置例を示す説明図である。
【図8】変形例の排気管バルブの配置例を示す説明図である。
【図9】別の変形例の排気管バルブの配置例を示す説明図である。
【図10】変形例の排気管バルブの正面図である。
【図11】別の変形例の排気管バルブの正面図である。
【図12】さらに別の変形例の排気管バルブの正面図である。
【図13】さらに別の変形例の排気管バルブの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．実施形態］
［１－１．構成］
図１及び図２に示す排気管バルブ１Ａは、内燃機関の排気管の任意の部位に配置されるバタフライバルブである。排気管バルブ１Ａは、弁座１１と、弁軸１３と、弁体１５と、第１スプリング２０Ａと、第２スプリング３０Ａと、抑制機構４０と、を備える。
［１．実施形態］
［１－１．構成］
図１及び図２に示す排気管バルブ１Ａは、内燃機関の排気管の任意の部位に配置されるバタフライバルブである。排気管バルブ１Ａは、弁座１１と、弁軸１３と、弁体１５と、第１スプリング２０Ａと、第２スプリング３０Ａと、抑制機構４０と、を備える。
【0019】
弁座１１は、排気管に対して直接的又は間接的に固定配置され、この弁座１１の外周部の一端には、弁軸１３が配置される。弁軸１３は、弁座１１の端部にて弁座１１に対して固定配置され、弁体１５の端部を挿通する。弁体１５は、弁軸１３を中心に回動する。
【0020】
つまり、排気管バルブ１Ａは、弁軸１３が弁体１５の中央を通過しない、偏心型のバタフライバルブとして構成され、排気管における排気の流路の少なくとも一部を開閉する。なお、以下では、弁体１５が弁座１１と接触した状態を、バルブが閉じた状態と表記し、弁体１５が弁座１１から離れた状態を、バルブが開いた状態と表記する。
【0021】
ただし、バルブが閉じた状態において、排気の一部が排気管バルブ１Ａを通過することを許容してもよい。図１及び図２では、バルブが閉じた状態を図示している。
弁座１１及び弁体１５は、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａによって弁を閉じようとする力が付勢される。詳細には、第１スプリング２０Ａは、図２に示すように、本体部２１と、直線部２２と、接続部２３と、を備える。
弁座１１及び弁体１５は、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａによって弁を閉じようとする力が付勢される。詳細には、第１スプリング２０Ａは、図２に示すように、本体部２１と、直線部２２と、接続部２３と、を備える。
【0022】
また、第２スプリング３０Ａは、同様に、本体部３１と、直線部３２と、接続部３３と、を備える。第１スプリング２０Ａの本体部２１、直線部２２、及び接続部２３は、一部材にて構成され、また、第２スプリング３０Ａの本体部３１、直線部３２、及び接続部３３は、一部材にて構成される。
【0023】
本体部２１，３１は、線状に形成された金属部材が周方向に巻回されることによってコイルスプリングとして構成される。本体部２１，３１は、周方向に沿って捩じられることで捩じりバネとして機能する。本体部２１，３１の中心には、弁軸１３が挿通される。つまり、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａの中心軸は、弁軸１３と同軸上になるように配置される。
【0024】
この構成は、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａの配置スペースの効率化、及び第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａにて生じる力が弁体１５の開閉に作用しやすくなることに寄与する。
【0025】
直線部２２，３２は、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａにおける抑制部材４１とは反対側の端部において、本体部２１，３１から直線的に延びる部位である。第１スプリング２０Ａにおける直線部２２は、先端部が弁体１５に当接し、第１スプリング２０Ａによる付勢力を弁体１５に伝達する。第２スプリング３０Ａにおける直線部２２は、先端部が弁座１１に当接し、弁座１１に対して第２スプリング３０Ａが自由に回転しないように第２スプリング３０Ａを支持する。
【0026】
接続部２３，３３は、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａにおける抑制部材４１側の端部において、抑制部材４１と接続される部位である。接続部２３，３３は、本体部２１，３１から延びる金属部材が、約９０ｄｅｇ抑制部材４１側に方向転換されて、抑制部材４１に接続される。
【0027】
この構成により、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａは、抑制部材４１を介して直列に接続される。ここで、本開示及び本明細書において、「直列に接続される」とは、概ね、下記の関係式を満たすことを示す。ただし、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａの捩じりバネとして合成バネ定数Ｋ、第１スプリング２０Ａの捩じりバネとしてバネ定数Ｋ１、及び第２スプリング３０Ａの捩じりバネとしてバネ定数Ｋ２とする。
【0028】
【数1】
【0029】
つまり、この関係式を概ね満たせば、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａが同軸上に配置される必要はない。また、後述するように、抑制部材４１が自由に移動できる状況において、この関係式が満たされればよく、抑制部材４１が固定される状況においては、この関係式を満たす必要はない。
【0030】
抑制機構４０は、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａの接続部位が、第２スプリング３０Ａへの荷重が大きくなるように移動することを許容する機能を有する。かつ、抑制機構４０は、第２スプリング３０Ａへの荷重が所定の初期荷重よりも小さくなるように移動することを抑制する機能を有する。本実施形態の抑制機構４０としては、抑制部材４１を備える。
【0031】
抑制部材４１は、前述のように、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａの接続部位に配置される。抑制部材４１は、図３～図５に示すように、弁軸１３と同軸上に設定された回転軸１４Ａを中心に回転するように構成される。抑制部材４１の回転方向は、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａが捩じられる方向と一致する。
【0032】
ただし、抑制部材４１には、抑制部材４１の径方向に突出する係止片４１Ｂが形成されており、この係止片４１Ｂが弁座１１の係止部１１Ａと接触すると、抑制部材４１の回転が抑制される。
【0033】
換言すれば、抑制部材４１は、第２スプリング３０Ａへの荷重が大きくなる方向に回転することを許容し、かつ弁座１１に係止されることによって第２スプリング３０Ａへの荷重が小さくなる方向に回転することを抑制するように構成される。「係止」とは、ある部材がある方向に移動することで他の部材と接触し、その移動が抑制されることを示す。
【0034】
ここで、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａは、それぞれ、弁体１５を閉じようとする力が発生するように、予め捩じられた状態で配置される。弁体１５を閉じようとする力は、換言すれば、弁体１５が開こうとする力に抗する力である。
【0035】
なお、バルブが閉じた状態で第１スプリング２０Ａにて発生する、弁体１５をさらに閉じようとする力を抵抗荷重と称する。また、バルブが閉じた状態で第２スプリング３０Ａにて発生する、弁体１５をさらに閉じようとする力を初期荷重と称する。
【0036】
抵抗荷重は、第１スプリング２０Ａの変位量と第１スプリング２０Ａの捩じりバネとしてバネ定数Ｋ１との積にて表される。また、初期荷重は、第２スプリング３０Ａの変位量と第２スプリング３０Ａの捩じりバネとしてバネ定数Ｋ２との積にて表される。
【0037】
初期荷重は、抵抗荷重よりも大きく設定される。また、第１スプリング２０Ａのバネ定数Ｋ１は、第２スプリング３０Ａのバネ定数Ｋ２よりも大きく設定される。このような構成では、抑制部材４１は、図３に示すように、弁体１５が弁座１１に対して閉じた状態である際に、係止片４１Ｂが弁座１１の係止部１１Ａと接触した状態となる。
【0038】
ここで、排気管バルブ１Ａが排気の圧力等の外力により開かれる場合の作動について図３～図６を用いて説明する。図６に示すように、第１スプリング２０Ａには抵抗荷重が付されているため、弁体１５に加わるバルブを開こうとする力が、抵抗荷重と一致するまではバルブが開くことが抑制され、バルブが閉じた状態が維持されやすくなる。
【0039】
弁体１５に加わるバルブを開こうとする力が、抵抗荷重を超えると、図４に示すように、バルブが開き始める。このとき、バルブを開こうとする力が初期荷重と一致するまでは、係止片４１Ｂが、弁座１１の係止部１１Ａと接触した状態が維持され、バルブを開こうとする力に対しては、第１スプリング２０Ａのみが抵抗となる。
【0040】
すなわち、図６に示すように、バルブを開こうとする力とバルブの開き角度との関係は、第１スプリング２０Ａのバネ定数Ｋ１を傾きとする一次関数で表記できる。このとき、物理的には第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａが直列に接続されているが、これらは直列に接続されたスプリングとは機能しない。
【0041】
弁体１５に加わるバルブを開こうとする力が、初期荷重を超えると、図５に示すように、さらにバルブが開いた状態となる。このとき、係止片４１Ｂは、弁座１１の係止部１１Ａから離れ、バルブを開こうとする力に対しては、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａが抵抗となる。
【0042】
この状態では、図６に示すように、バルブを開こうとする力とバルブの開き角度との関係は、１／（１／Ｋ１＋１／Ｋ２）を傾きとする一次関数で表記できる。このとき、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａは、直列に接続されたスプリングとして機能する。
【0043】
つまり、バルブを開こうとする力に対する抵抗は、第１スプリング２０Ａのみが存在する場合よりも小さくなる。そして、バルブを開こうとする力とバルブの開き角度との関係を非線形にすることができる。図６に示す例では、バルブを開こうとする力が初期荷重と一致する点が変曲点となる。
【0044】
この構成では、内燃機関が低回転であり、排気管における排気の圧力が低いときには、比較的、バルブが開きにくく設定でき、内燃機関で発生する低周波数ノイズを排気管の外部に漏れにくくすることができる。また、内燃機関が高回転であり、排気管における排気の圧力が高いときには、比較的、バルブを開きやすく設定でき、排気管の圧力を速やかに低減し、内燃機関の燃費向上に寄与することができる。
【0045】
［１－２．配置例］
排気管バルブ１Ａは、図７に示すように、例えば、消音器５０Ａの内部に配置される。消音器５０Ａは排気が導入される排気管の一部を構成する。消音器５０Ａは、筐体５１と、インレットパイプ５２と、アウトレットパイプ５３と、を備える。筐体５１は、内部に、隔壁５６にて仕切られた第１室５４及び第２室５５を備える。
排気管バルブ１Ａは、図７に示すように、例えば、消音器５０Ａの内部に配置される。消音器５０Ａは排気が導入される排気管の一部を構成する。消音器５０Ａは、筐体５１と、インレットパイプ５２と、アウトレットパイプ５３と、を備える。筐体５１は、内部に、隔壁５６にて仕切られた第１室５４及び第２室５５を備える。
【0046】
隔壁５６には、前述の排気管バルブ１Ａが配置され、バルブが閉じた状態のときに、第１室５４と第２室５５とが概ね遮断され、バルブが開いた状態のときに、第１室５４と第２室５５とが連通される。第１室５４は、拡張室として機能する。第２室５５は、バルブが閉じた状態では共鳴室として機能し、バルブが開いた状態では拡張室として機能する。
【0047】
インレットパイプ５２は、内燃機関に繋がる排気管に接続され、第１室５４を貫通して第２室５５に繋がるように配置される。アウトレットパイプ５３は、第１室５４から第２室５５を貫通し、外気と連通する排気管に繋がるように配置される。
【0048】
インレットパイプ５２における第１室５４を貫通する部位には、複数の孔部５２Ａが形成されている。消音器５０Ａでは、複数の孔部５２Ａによって、バルブが閉じた状態での排気の流路が確保される。
【0049】
［１－３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）本開示の一態様は、内燃機関の排気管に配置される排気管バルブ１Ａである。排気管バルブ１Ａは、弁座１１と、弁軸１３と、弁体１５と、第１スプリング２０Ａと、第２スプリング３０Ａと、抑制機構４０と、を備える。
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）本開示の一態様は、内燃機関の排気管に配置される排気管バルブ１Ａである。排気管バルブ１Ａは、弁座１１と、弁軸１３と、弁体１５と、第１スプリング２０Ａと、第２スプリング３０Ａと、抑制機構４０と、を備える。
【0050】
弁軸１３は、弁座１１に配置される。弁体１５は、弁軸１３を中心に回動することで排気管の少なくとも一部を開閉する。第１スプリング２０Ａは、捩じりバネとして機能し、一端が弁体１５に当接する。第２スプリング３０Ａは、捩じりバネとして機能し、一端が弁座１１に当接し、他端が第１スプリング２０Ａに直列に接続される。
【0051】
抑制機構４０は、弁体１５が開こうとする力に抗するように第２スプリング３０Ａに初期荷重が付された状態で、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａの接続部位が、第２スプリング３０Ａへの荷重が大きくなるように移動することを許容し、かつ第２スプリング３０Ａへの荷重が小さくなるように移動することを抑制するように構成される。
【0052】
このような構成では、バルブが閉じた状態から開いた状態に遷移するとき、バルブを開こうとする力が第２スプリング３０Ａの初期荷重と一致するまでは、第１スプリング２０Ａのみがバルブを開こうとする力の抵抗となる。また、バルブを開こうとする力が第２スプリング３０Ａの初期荷重を超えると、直列に接続された第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａがバルブを開こうとする力の抵抗となるため、バルブを開こうとする力の抵抗は、第１スプリング２０Ａのみが存在する場合よりも小さくなる。
【0053】
よって、このような構成によれば、バルブを開こうとする力とバルブの開度との関係が非線形になるようにすることができる。また、このような構成によれば、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａと摺動する部材を備えないので、異音や摩耗による悪影響を抑制することができる。
【0054】
（１ｂ）本開示の一態様は、抑制機構４０として、抑制部材４１をさらに備える。抑制部材４１は、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａの接続部位に配置され、第２スプリング３０Ａへの荷重が大きくなる方向に回転することを許容し、かつ弁座１１に係止されることによって第２スプリング３０Ａへの荷重が小さくなる方向に回転することを抑制するように構成される。
【0055】
このような構成によれば、弁座１１に係止される抑制部材４１を用いて第２スプリング３０Ａを保持することができるので、抑制機構４０の構成を簡素な構成とすることができる。
【0056】
（１ｃ）本開示の一態様では、第１スプリング２０Ａの捩じりバネとしてのバネ定数は、第２スプリング３０Ａの捩じりバネとしてのバネ定数よりも大きく設定される。
このような構成によれば、弁体１５を開こうとする荷重が初期荷重以下のときには、弁体１５を開こうとする力の増加に対して弁体１５の開度を小さくすることができ、弁体１５を開こうとする荷重が初期荷重を超えてからは、弁体１５を開こうとする力の増加に対して弁体１５の開度を大きくすることができる。
このような構成によれば、弁体１５を開こうとする荷重が初期荷重以下のときには、弁体１５を開こうとする力の増加に対して弁体１５の開度を小さくすることができ、弁体１５を開こうとする荷重が初期荷重を超えてからは、弁体１５を開こうとする力の増加に対して弁体１５の開度を大きくすることができる。
【0057】
（１ｄ）本開示の一態様では、第１スプリング２０Ａには、弁体１５が閉じた状態で、弁体１５が開こうとする力に抗するように抵抗荷重が付されている。
このような構成によれば、第１スプリング２０Ａに抵抗荷重が付されているので、弁体１５が開こうとする力が抵抗荷重以下のときには、弁体１５が開きにくいように構成することができる。
このような構成によれば、第１スプリング２０Ａに抵抗荷重が付されているので、弁体１５が開こうとする力が抵抗荷重以下のときには、弁体１５が開きにくいように構成することができる。
【0058】
（１ｅ）本開示の一態様では、当該排気管バルブ１Ａは、消音器５０Ａの内部に配置される。
このような構成によれば、排気管バルブ１Ａが消音器５０Ａの内部に配置されるので、排気の圧力が低いときには、弁体１５を閉じて消音性能を高め、排気の圧力が高いときには、弁体１５を開いて排気の圧力を低減することができる。
このような構成によれば、排気管バルブ１Ａが消音器５０Ａの内部に配置されるので、排気の圧力が低いときには、弁体１５を閉じて消音性能を高め、排気の圧力が高いときには、弁体１５を開いて排気の圧力を低減することができる。
【0059】
［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。下記の構成であっても、上記実施形態と同様の効果を享受できる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。下記の構成であっても、上記実施形態と同様の効果を享受できる。
【0060】
（２ａ）上記実施形態では、消音器５０Ａ内部の隔壁５６に排気管バルブ１Ａを配置したが、これに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、消音器５０Ｂ内部の第２室５５におけるインレットパイプ５２の先端部に排気管バルブ１Ａを配置してもよい。
【0061】
また、消音器５０Ａ及び５０Ｂの内部に限らず、図９に示すように、消音器５０Ａ，５０Ｂ以外の排気管６０の内部に配置されていてもよい。図９に示す例では、排気管６０は、排気管６０における排気の上流側及び下流側を仕切る仕切壁６２を備え、仕切壁６２に排気管バルブ１Ａが配置される。
【0062】
（２ｂ）排気管バルブ１Ａの構成は、排気管バルブ１Ａに限らず、種々の構成を採用できる。詳細には、以下に示すような構成を採用してもよい。
（２ｂ－１）例えば、図１０に示す排気管バルブ１Ｂでは、抑制機構４０における抑制部材４１に換えて、抑制部材４２が備えられる。抑制部材４２には、外周部に、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａの軸方向に沿って突出する突出部４２Ａが備えられる。
（２ｂ－１）例えば、図１０に示す排気管バルブ１Ｂでは、抑制機構４０における抑制部材４１に換えて、抑制部材４２が備えられる。抑制部材４２には、外周部に、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａの軸方向に沿って突出する突出部４２Ａが備えられる。
【0063】
突出部４２Ａは、抑制部材４２の外周部において弁軸１３を挟んで対称となる位置の２カ所に配置され、一方は第１スプリング２０Ａ側に突出し、他方は第２スプリング３０Ａ側に突出する。そして、突出部４２Ａには、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａの接続部２３，３３が接続される。上記実施形態での排気管バルブ１Ａでは、接続部２３，３３が抑制部材４１に曲げられる必要があったが、抑制部材４２を備える構成であれば、接続部２３，３３が曲げられる必要がなく、接続部２３，３３を直線的に抑制部材４２に接続できる。
【0064】
（２ｂ－２）また例えば、図１１に示す排気管バルブ１Ｃでは、弁軸１３が弁座１１に対して回動可能に支持され、弁軸１３と一体になって回動する抑制部材４３を備える。この構成では、抑制部材４３が弁軸１３とは別に回転する構成と比較して、抑制部材４３が軸方向に傾くことを抑制し、安定して回転させることができる。
【0065】
（２ｂ－３）また例えば、排気管バルブでは、第１スプリング２０Ａとは本体部３１の径が異なる第２スプリング３０Ｂを採用してよい。図１２に示す排気管バルブ１Ｄでは、前述の第２スプリング３０Ａに換えて、第１スプリング２０Ａとは本体部３１の径が小さな第２スプリング３０Ｂを採用している。
【0066】
また、抑制部材４４は、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ｂを良好に保持し、前述の抑制部材４１と同様の機能を有するように構成される。
このような構成では、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ｂのバネ定数の設定を容易にすることができる。
このような構成では、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ｂのバネ定数の設定を容易にすることができる。
【0067】
（２ｂ－４）また例えば、排気管バルブでは、３以上のスプリングを採用してもよい。図１３に示す排気管バルブ１Ｅでは、前述の第１スプリング２０Ａを第１スプリング２０Ｂ及び２０Ｃに分割して採用し、第２スプリング３０Ａよりも短い第２スプリング３０Ｃを採用している。また、第１スプリング２０Ｂ及び２０Ｃの間、並びに第１スプリング２０Ｃ及び第２スプリング３０Ｃの間には、抑制部材４１と同様の抑制部材４５Ａ及び４５Ｂを備える。
【0068】
このような構成では、各スプリング２０Ｂ，２０Ｃ，３０Ｃのバネ定数の設定によっては、バルブを開こうとする力とバルブの開き角度との関係に、複数の変曲点を持たせることができる。よって、必要とされるバルブの特性を満たしやすくすることができる。
【0069】
（２ｃ）上記実施形態では、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａは、弁軸１３と同軸上に配置されたが、これに限定されるものではない。例えば、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａは、弁軸１３とは異なる軸上に配置されてもよい。また、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａは、互いに異なる軸上に配置されてもよい。
【0070】
（２ｄ）上記実施形態では、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａの端部が弁座１１或いは弁体１５に当接するように構成したが、これに限定されるものではない。例えば、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａは、捩じりバネとして機能するのであれば、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａの中間部分が弁座１１或いは弁体１５に当接するように構成してもよい。つまり、本開示での、「一端」或いは「他端」とは、捩じりバネとして機能する部位に対する「一端」或いは「他端」であることを示す。
【0071】
（２ｅ）上記実施形態では、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａを別部材として構成したが、第２スプリング３０Ａは、第１スプリング２０Ａと一体に構成されていてもよい。この場合、抑制機構４０（例えば、抑制部材４１）は、一体となった第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａに貫通される構成を適用できる。
【0072】
（２ｆ）上記実施形態では、第１スプリング２０Ａのバネ定数Ｋ１は、第２スプリング３０Ａのバネ定数Ｋ２よりも大きく設定したが、これに限定されるものではない。例えば、第１スプリング２０Ａのバネ定数Ｋ１は、第２スプリング３０Ａのバネ定数Ｋ２よりも小さくてもよいし、同じでもよい。
【0073】
（２ｇ）上記実施形態では、抑制部材４１を用いて抑制機構４０の機能を実現したが、これに限定されるものではない。例えば、抑制部材４１を用いることなく、第１スプリング２０Ａ及び第２スプリング３０Ａの接続部位を弁座１１の一部で係止する構成を採用してもよい。
【0074】
（２ｈ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。
【0075】
（２ｉ）前述した排気管バルブ１Ａの他、当該排気管バルブ１Ａを構成要素とするシステムなど、種々の形態で本開示を実現することもできる。
また、本開示の排気管バルブは、下記のように構成してもよい。すなわち、
内燃機関の排気管に配置される排気管バルブであって、
弁座と、
前記弁座に配置された弁軸と、
前記弁軸を中心に回動することで排気管の少なくとも一部を開閉する弁体と、
捩じりバネとして機能し、一端が前記弁体に当接し、他端が抑制機構に接続される第１スプリングと、
捩じりバネとして機能し、一端が前記弁座に当接し、他端が前記抑制機構に接続され、前記抑制機構を介して、前記第１スプリングにばねの直列接続の関係となるように接続される第２スプリングと、
前記弁体が開こうとする力に抗するように前記第２スプリングに初期荷重が付された状態で、前記第１スプリング及び前記第２スプリングの接続部位が、前記第２スプリングへの荷重が大きくなるように移動することを許容し、かつ前記弁座に係止されることによって、前記第２スプリングへの荷重が小さくなるように移動することを抑制するように構成された前記抑制機構と、
を備える排気管バルブ、
としてもよい。
また、本開示の排気管バルブは、下記のように構成してもよい。すなわち、
内燃機関の排気管に配置される排気管バルブであって、
弁座と、
前記弁座に配置された弁軸と、
前記弁軸を中心に回動することで排気管の少なくとも一部を開閉する弁体と、
捩じりバネとして機能し、一端が前記弁体に当接し、他端が抑制機構に接続される第１スプリングと、
捩じりバネとして機能し、一端が前記弁座に当接し、他端が前記抑制機構に接続され、前記抑制機構を介して、前記第１スプリングにばねの直列接続の関係となるように接続される第２スプリングと、
前記弁体が開こうとする力に抗するように前記第２スプリングに初期荷重が付された状態で、前記第１スプリング及び前記第２スプリングの接続部位が、前記第２スプリングへの荷重が大きくなるように移動することを許容し、かつ前記弁座に係止されることによって、前記第２スプリングへの荷重が小さくなるように移動することを抑制するように構成された前記抑制機構と、
を備える排気管バルブ、
としてもよい。
【符号の説明】
【0076】
１Ａ～１Ｅ…排気管バルブ、１１…弁座、１１Ａ…係止部、１３…弁軸、１４Ａ…回転軸、１５…弁体、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…第１スプリング、２１，３１…本体部、２２，３２…直線部、２３，３３…接続部、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…第２スプリング、４０…抑制機構、４１，４２，４３，４４，４５Ａ，４５Ｂ…抑制部材、４１Ｂ…係止片、４２Ａ…突出部、５０Ａ，５０Ｂ…消音器、５１…筐体、５２…インレットパイプ、５２Ａ…孔部、５３…アウトレットパイプ、５４…第１室、５５…第２室、５６…隔壁、６０…排気管、６２…仕切壁。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】