特許 7428533 車両の排気バルブ装置

(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】2024-01-29

(45)【発行日】2024-02-06

(54)【発明の名称】車両の排気バルブ装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 9/10 20060101AFI20240130BHJP

   F01N 13/08 20100101ALI20240130BHJP

   F16K 1/22 20060101ALI20240130BHJP

   F16K 27/02 20060101ALI20240130BHJP

【ＦＩ】

F02D9/10 H

F01N13/08 B

F16K1/22 B

F16K1/22 R

F16K27/02

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020023454

(22)【出願日】2020-02-14

(65)【公開番号】P2021127738

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-12-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000177612

【氏名又は名称】株式会社ミクニ

(74)【代理人】

【識別番号】110002664

【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所

(72)【発明者】

【氏名】石井 利昌

(72)【発明者】

【氏名】古山 誠

(72)【発明者】

【氏名】高山 大輔

(72)【発明者】

【氏名】田中 直記

【審査官】家喜 健太

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１２０２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１０５０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０８５１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５２７９９６８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１７－２０７１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０２１７２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｄ ９／０４ ， ９／１０

Ｆ１６Ｋ １／２２

Ｆ１６Ｋ ２７／０２

Ｆ０２Ｂ ３７／１８

Ｆ０２Ｍ ２６／６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気ガスが流通するボアを備えたバルブボディと、
前記バルブボディに軸支された回動軸により前記ボア内で支持され、前記回動軸を中心としてアクチュエータにより全開位置と全閉位置との間で開閉駆動される弁体と、
全閉位置にあるときの前記弁体の外周縁の前記回動軸を挟んだ一側部及び他側部に沿うように、それぞれ前記ボアの内周面に一体形成された一対のシール突条と、
前記シール突条に形成され、全閉位置まで回動した前記弁体の外周縁の一側部及び他側部がそれぞれ当接する一対のシール面と、
前記ボアの内周面と前記シール面との間にそれぞれ形成されたＲ状の断面をなす一対のＲ状隅部と、
前記ボアの内周面において、前記シール突条のシール面側に隣接し且つ前記シール面の長さに対応する領域に形成されて、それぞれ前記ボアを拡大する一対の拡張部と、
前記ボアの内周面において、前記回動軸の近傍のリーク間隙を含む領域に形成されて、前記ボアが拡大されることなく残された非拡張部と、
を備え、
前記弁体は、前記外周縁の一側部及び他側部を前記シール面に当接させた全閉位置において、前記拡張部の形成に伴う前記ボア内の外周側への前記Ｒ状隅部の位置変位に対応して外形が拡大されている
ことを特徴とする車両の排気バルブ装置。

【請求項2】

前記拡張部は、前記回動軸の近傍の前記リーク間隙を含む領域に及ばないように形成され、
前記非拡張部は、前記回動軸の両端の周囲全体にそれぞれ形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の排気バルブ装置。

【請求項3】

前記ボアを拡大する前記拡張部の深さは、前記Ｒ状隅部の高さと略等しく設定されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の排気バルブ装置。

【請求項4】

前記拡張部は、前記シール面から離間するほど深さを次第に浅くしたスロープ状の断面をなす
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車両の排気バルブ装置。

【請求項5】

前記ボアは、断面円形状をなし、
前記拡張部は、前記ボアの内径を拡大して形成された断面円弧状をなしている
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車両の排気バルブ装置。

【請求項6】

前記ボアは、断面楕円状をなし、
前記拡張部は、前記ボアの内形を拡大して形成された断面楕円状をなしている
ことを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の車両の排気バルブ装置。

【請求項7】

前記ボアは、断面四角状をなし、
前記拡張部は、前記ボアの内形を拡大して形成された断面四角状をなしている
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車両の排気バルブ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の排気バルブ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

４輪車両や２輪車両に搭載されたエンジンの排気管には排気バルブ装置が設けられる場合があり、排気騒音の低減や排圧上昇によるエンジンの早期暖機等のような種々の用途に利用されている。例えば特許文献１に記載された排気バルブ装置は、バルブボディに形成されたボアを介してエンジンの排気管の上流側と下流側とを連通させており、バルブボディに軸支された回動軸によりボア内で弁体が開閉可能に支持されている。バルブボディの一側にはブラケットを介してモータユニットが固定され、その出力軸がバルブボディの回動軸に連結されている。従って、モータユニットの駆動により回動軸が回動すると弁体が開閉され、それに応じて排気管を流通する排気ガスが制限される。

【0003】

例えばエンジンの吸気量を制御するスロットル装置に比較して、排気バルブ装置は排気ガスからの受熱により温度上昇して著しく熱膨張する。このためスロットル装置のように全閉時に弁体の外周縁をバルブボディのボア内周面に当接させる構造では、所謂ステックと称される弁体の噛込み現象が発生してしまう。全閉時でも弁体とボア内周面との間に多少の隙間を形成する対策も考えられるが、排気ガスを遮断できなくなるため用途が大幅に限定されてしまう。そこで特許文献１に記載のように、ボア内周面に半円状をなす一対のシール突条を形成して、全閉位置へと回動した弁体の外周縁を各シール突条に当接させることにより排気ガスを遮断するようにした排気バルブ装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１２０２５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、排気バルブ装置のバルブボディはコスト面等の配慮から鋼管材や板金材を溶接したものにより製作されることが多いが、その場合は部品精度が低く、排気ガスの遮断が困難になる。対策として、鋳造により製作されることがあるが、このような場合には特許文献１の技術においても以下の理由から排気ガスの遮断が困難になる。
即ち、各シール突条はバルブボディの鋳造時に一体形成され、ボア内周面とシール突条との間の隅部は微小ではあるが必ずＲ状をなす。以下、この部位をＲ状隅部と称し、Ｒ状隅部の内周側の平面状をなす部位をシール面と称する。全閉時の弁体の外周縁がＲ状隅部に乗り上げるのを防止するために、弁体の外径はＲ状隅部が形作る内径よりも小さく設定されている。これにより弁体の全閉時には外周縁が各シール突条のシール面に当接するため、この部位では排気ガスが問題なく遮断される。

【0006】

一方で、回動軸の両端はバルブボディに設けられた軸受により軸支され、軸受以外のバルブボディの部位は回動軸との接触が防止されている。排気ガスからの受熱によりバルブボディや回動軸が膨張・収縮したときに、接触部位が回動軸を圧迫して回動を妨げる事態を防止するためである。この点はシール突条についても同様であり、半円状をなす各シール突条の上端及び下端は、それぞれ回動軸に対して僅かに離間して接触を防止されている。

【0007】

上記のように弁体の外周縁はボア内周面から少なくともＲ状隅部相当は内周側に離間していることから、結果として各シール突条の上端及び下端と回動軸の外周面との間の計４箇所の部位に、それぞれ上流側と下流側とを連通させる微小な間隙が形成されている。以下、これらの間隙をリーク間隙と称するが、弁体を全閉にしても各リーク間隙を介して排気ガスが下流側に漏れてしまうため、従来からリーク間隙の開口面積を縮小するための対策が要望されていた。

【0008】

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ボア内に形成されるリーク間隙の開口面積を縮小して、弁体の全閉時に排気ガスをより確実に遮断することができる車両の排気バルブ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の目的を達成するため、本発明の車両の排気バルブ装置は、排気ガスが流通するボアを備えたバルブボディと、バルブボディに軸支された回動軸により前記ボア内で支持され、回動軸を中心としてアクチュエータにより全開位置と全閉位置との間で開閉駆動される弁体と、全閉位置にあるときの弁体の外周縁の回動軸を挟んだ一側部及び他側部に沿うように、それぞれボアの内周面に一体形成された一対のシール突条と、シール突条に形成され、全閉位置まで回動した弁体の外周縁の一側部及び他側部がそれぞれ当接する一対のシール面と、ボアの内周面とシール面との間にそれぞれ形成されたＲ状の断面をなす一対のＲ状隅部と、ボアの内周面において、シール突条のシール面側に隣接し且つシール面の長さに対応する領域に形成されて、それぞれボアを拡大する一対の拡張部と、ボアの内周面において、回動軸の近傍のリーク間隙を含む領域に形成されて、ボアが拡大されることなく残された非拡張部と、を備え、弁体が、外周縁の一側部及び他側部をシール面に当接させた全閉位置において、拡張部の形成に伴うボア内の外周側へのＲ状隅部の位置変位に対応して外形が拡大されていることを特徴とする。

【0010】

その他の態様として、拡張部が、前記回動軸の近傍の前記リーク間隙を含む領域に及ばないように形成され、非拡張部が、回動軸の両端の周囲全体にそれぞれ形成されていてもよい。
その他の態様として、ボアを拡大する拡張部の深さが、Ｒ状隅部の高さと略等しく設定されていてもよい。
その他の態様として、拡張部が、シール面から離間するほど深さを次第に浅くしたスロープ状の断面をなしていてもよい。
その他の態様として、ボアが、断面円形状をなし、拡張部が、ボアの内径を拡大して形成された断面円弧状をなしていてもよい。
その他の態様として、ボアが、断面楕円状をなし、拡張部が、ボアの内形を拡大して形成された断面楕円状をなしていてもよい。
その他の態様として、ボアが、断面四角状をなし、拡張部が、ボアの内形を拡大して形成された断面四角状をなしていてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明の車両の排気バルブ装置によれば、ボア内に形成されるリーク間隙の開口面積を縮小して、弁体の全閉時に排気ガスをより確実に遮断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態の排気バルブ装置を示す斜視図である。

【図2】排気バルブ装置を示す図１のII-II線断面図である。

【図3】排気バルブ装置を示す分解斜視図である。

【図4】リーク間隙を示す図２のＡ部詳細図である。

【図5】シール突条と弁体との関係を示す図２のV-V線断面図である。

【図6】シール突条と弁体との関係を示す図５のVI-VI線断面図である。

【図7】リーク間隙を示す図５のVII-VII線断面図である。

【図8】シール突条と弁体との関係を示す図５のVIII-VIII線断面図である。

【図9】ボアの内周面における拡径部の形成領域を示すバルブボディ単体の断面図である。

【図10】各シール突条の前側及び後側の領域に拡径部を形成した別例を示す断面図である。

【図11】スロープ状の断面をなす拡径部を形成した他の別例を示す断面図である。

【図12】断面楕円状のボアを有するバルブボディに適用した別例を示す図である。

【図13】断面四角状のボアを有するバルブボディに適用した他の別例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明を４輪車両の排気バルブ装置に具体化した一実施形態を説明する。
排気バルブ装置１は図１に示す姿勢で図示しない車両の床下に設置されており、以下の説明では車両を主体として、前後、左右及び上下方向を表現する。エンジンからの排気管２ａ，２ｂは車両の床下を後方へと延設され、その上流側２ａと下流側２ｂとが排気バルブ装置１のバルブボディ３に形成されたボア４を介して連通し、図示はしないが下流側の排気管２ｂには排気浄化用の触媒及び消音器が設けられている。

【0014】

バルブボディ３は鋳造により製作され、ステンレス鋼等の耐熱性の高い素材が用いられている。図１～３に示すように、バルブボディ３の断面円形状をなすボア４内には回動軸５が配設され、その上部及び下部は、バルブボディ３に形成された軸孔１２を介してそれぞれ軸受６ａ，６ｂにより回動可能に軸支されている。回動軸５の上部及び下部は、本発明の回動軸の両端に相当する。

【0015】

バルブボディ３の上部には、後述する遮熱ブラケット１１及びモータユニット１３を固定するためのベース部９が一体形成され、ベース部９の中心に回動軸５の上端が上方に向けて突出している。ベース部９上には回動軸５の軸線Ｃを中心とした環状をなすガイド部１０が突設され、その外周面をガイド面１０ａとしている。バルブボディ３の前後長に対応してガイド部１０の前部及び後部が直線状に面取りされることにより、ガイド面１０ａは左右に分割されてそれぞれ回動軸５の軸線Ｃを中心とした円弧状をなしている。

【0016】

バルブボディ３上には鋼板をプレス成型して製作された遮熱ブラケット１１が配設され、遮熱ブラケット１１は上方に凹の皿状をなし、その一側に貫設されたガイド孔１１ａがバルブボディ３のガイド部１０に嵌め込まれている。ガイド孔１１ａの内径は、ガイド部１０の一対のガイド面１０ａが形作る外径と一致しているため、ガイド面１０ａにガイド孔１１ａの内周を摺接させながら、回動軸５の軸線Ｃを中心として遮熱ブラケット１１の角度に任意に変更でき、所期の固定角度とした上で点付け溶接により遮熱ブラケット１１がバルブボディ３に固定されている。但し、遮熱ブラケット１１の固定構造はこれに限るものではなく、任意に変更可能である。

【0017】

遮熱ブラケット１１上には、本発明のアクチュエータとしてのモータユニット１３が配設されて３本のボルト１４により固定され、下方に指向するモータユニット１３の出力軸１３ａは回動軸５の軸線Ｃ上に配設され、遮熱ブラケット１１内で回動軸５の上端に対して所定間隔をおいて相対向している。図示はしないがモータユニット１３にはモータ及び減速機構が内蔵され、一側に設けられたコネクタ１３ｂを介した給電によりモータが作動し、その回転が減速機構により減速されて出力軸１３ａを回転駆動するようになっている。

【0018】

以下に詳述するように、モータユニット１３の出力軸１３ａとバルブボディ３の回動軸５とは、剛体ジョイント部材１５及び可撓ジョイント部材１６を介して互いに連結されている。モータユニット１３の出力軸１３ａの回転は各ジョイント部材１５，１６を介して回動軸５に伝達され、弁体７が開閉駆動されて排気管２ａ，２ｂを流通する排気ガスが制限される。

【0019】

図２，３に示すように剛体ジョイント部材１５は、平板状をなす封止体１８と筒状をなす伝達体１９とを溶接により結合してなり、ステンレス鋼等の耐熱性の高い素材が用いられている。封止体１８の封止面１８ａには軸孔１８ｂが貫設され、封止面１８ａの周囲の等分４箇所からはそれぞれアーム部１８ｃが延設されている。封止体１８の軸孔１８ｂには、バルブボディ３のベース部９上から突出した回動軸５の上端が嵌め込まれてカシメ加工によりカシメ部５ａが形成され、これにより回動軸５の上端に封止体１８が固定されている。

【0020】

封止体１８の封止面１８ａはバルブボディ３の上側の軸支箇所に上方から当接し、軸受６ａにより形成された微小な間隙を封止して、ボア４内に流通する排気ガスの漏れを防止している。封止体１８上には上方より伝達体１９が配設され、伝達体１９の下端に形成された係合溝１９ｂ内に封止体１８の各アーム部１８ｃがそれぞれ嵌合し、互いに溶接されることにより剛体ジョイント部材１５が形作られている。

【0021】

可撓ジョイント部材１６はピアノ線等の線材を螺旋状に巻回して製作され、その上端は出力軸１３ａに形成されたバネ溝１３ｃに嵌め込まれ、下端は剛体ジョイント部材１５の伝達体の上端に形成されたバネ溝１９ａに嵌め込まれている。可撓ジョイント部材１６は出力軸１３ａと剛体ジョイント部材１５との間に弾性をもって介装され、これにより所期の配置状態からの脱落が防止されている。

【0022】

可撓ジョイント部材１６は螺旋状をなすことにより、断熱性と可撓性とを兼ね備えている。そして、可撓ジョイント部材１６の断熱性により、高温の排気ガスで過熱したバルブボディ３からモータユニット１３への熱の伝導が遮断されており、遮熱ブラケット１１によるバルブボディ３からの輻射熱の遮断と相俟って、熱害からモータユニット１３を保護する作用が奏される。また可撓ジョイント部材１６の可撓性は、剛体ジョイント部材１５側と出力軸１３ａ側との間の僅かな軸線Ｃのズレを吸収する作用を奏する。

【0023】

バルブボディ３のボア４の内周面には、半円状をなす左右一対のシール突条２１，２２が一体形成され、弁体７の全閉時には外周縁が各シール突条２１，２２に当接して排気ガスを遮断しており、その詳細を以下に説明する。

【0024】

弁体７は回動軸５を中心として回動し、これにより図５に実線で示す全閉位置と二点鎖線で示す全開位置との間で開閉される。全開位置の弁体７は左右方向に面した姿勢でボア４内での排気ガスの流通を許容し、この全開位置から図５において反時計回りに90°回動した全閉位置では、弁体７が前後方向に面した姿勢に切り換えられて排気ガスの流通を遮断する。弁体７の外周縁は、回動軸５を挟んでそれぞれ半円状をなす右側部７ａと左側部７ｂとに区分され、右側部７ａは本発明の一側部に相当し、左側部７ｂは本発明の他側部に相当する。

【0025】

全閉位置へと回動するときの弁体７は、外周縁の右側部７ａが前方に位置変位して一方のシール突条２１の後面に当接し、外周縁の左側部７ｂが後方に位置変位して他方のシール突条２２の前面に当接する。このため双方のシール突条２１，２２は、前後方向に弁体７の厚み分又は厚み分よりも広い間隔をおいてオフセット配置されており、具体的には、一方のシール突条２１が全閉位置の弁体７の前側に形成され、他方のシール突条２２が全閉位置の弁体７の後側に形成されている。以下、説明の便宜上、一方のシール突条２１を前部シール突条、他方のシール突条２２を後部シール突条と称して区別する。

【0026】

図２，５に示すように前部シール突条２１は、ボア４の内周面の右側に沿って周方向に延設されて半円状をなし、後部シール突条２２は、ボア４の内周面の左側に沿って周方向に延設されて半円状をなしている。各シール突条２１，２２は断面四角状をなし、弁体７の外周縁が当接する前部シール突条２１の後面及び後部シール突条２２の前面は、それぞれ排気ガスの遮断のために平坦に形成され、以下、シール面２１ａ，２２ａと称する。

【0027】

図２，５に示すように、各シール突条２１，２２の下端２１ｃ，２２ｃは回動軸５の外周面と相対向して円弧状をなし、それぞれ外周面から僅かに離間して接触を防止されている。図示はしないが各シール突条２１，２２の上端も回動軸５の外周面と相対向して円弧状をなし、それぞれ外周面から僅かに離間して接触を防止されている。接触防止の趣旨は、排気ガスから受熱によりバルブボディ３や回動軸５が膨張・収縮したときに、接触部位が回動軸５を圧迫して回動を妨げる事態を防止するためである。なお、同様の趣旨で、バルブボディ３の上下に形成された軸孔１２の内周面も、回動軸５の外周面から僅かに離間して接触を防止されている。

【0028】

また図５に示すように、後部シール突条２２の下端２２ｃには全開ストッパ部２３が連続して形成され、全開位置へと回動した弁体７が全開ストッパ部２３に当接して回動規制されるようになっている。なお、必ずしも全開ストッパ部２３をシール突条２２と一体で形成する必要はなく、全く関係のない箇所に設けてもよい。

【0029】

各シール突条２１，２２がバルブボディ３の鋳造時に一体形成されているため、ボア４の内周面において各シール突条２１，２２の周囲に形成された隅部は全てＲ状の断面をなしている。これらの隅部の中で本発明の要旨と関係するものは、ボア４の内周面と前部シール突条２１のシール面２１ａとの間に形成された円弧状に延びる隅部２１ｂ、及びボア４の内周面と後部シール突条２２のシール面２２ａとの間に形成された円弧状に延びる隅部２２ｂだけである。そこで以下の説明では、これらの隅部２１ｂ，２２ｂをＲ状隅部と称する。

【0030】

そして、全閉時の弁体７の外周縁がＲ状隅部２１ｂ，２２ｂに乗り上げると、各シール面２１ａ，２２ａと弁体7の外周縁の間に間隙が生じて排気ガス漏れの原因になることから、その事態を防止するために、弁体７の外径は、外周側に位置する各Ｒ状隅部２１ｂ，２２ｂが形作る内径よりも小さく設定されており、これにより全閉位置の弁体７の外周縁が各シール面２１ａ，２２ａに正しく当接する。

【0031】

結果として、弁体７の外周縁はボア４の内周面に対して少なくともＲ状隅部２１ｂ，２２ｂの高さＨ相当は内周側に離間し、且つ上記のように各シール突条２１，２２の上端及び下端２１ｃ，２２ｃは回動軸５の外周面から僅かに離間している。このため、図４～８にクロスハッチングで示すように、各シール突条２１，２２の上端及び下端２１ｃ，２２ｃと回動軸５の外周面との間の計４箇所の部位には、それぞれボア４内の上流側と下流側とを連通させる微小なリーク間隙２４が形成され、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、弁体７を全閉にしても各リーク間隙２４を介して排気ガスが下流側に漏れるという不具合が生じる。

【0032】

このような不具合を鑑みて本発明者は、弁体７の外径を制限しているＲ状隅部２１ｂ，２２ｂを外周側に位置変位させることにより、各リーク間隙２４の開口面積を縮小する対策を見出した。即ち、ボア４内の周方向において各シール突条２１，２２と対応する領域のボア４の内径を拡大し、Ｒ状隅部２１ｂ，２２ｂがボア４内の外周側に位置変位するため弁体７の外径を拡大する。以下、内径を拡大した領域を拡径部２５、本来のボア４の内径のままの領域を非拡径部２６と称するが、ボア４内の周方向において回動軸５近傍のリーク間隙２４を含む領域は拡径されずに非拡径部２６として残されるため、弁体７の外径の拡大分だけリーク間隙２４の開口面積が縮小する。これらの拡径部２５は、本発明の拡張部に相当し、非拡径部２６は、本発明の非拡張部に相当する。

【0033】

本実施形態では、各シール突条２１，２２に対応して拡径部２５が以下のように形成されている。
図９に示すようにボア４の内周面において、一方の拡径部２５は前部シール突条２１の後側に隣接して形成され、他方の拡径部２５は後部シール突条２２の前側に隣接して形成されている。詳しくは、前部シール突条２１の後面に相当するシール面２１ａから後側の全ての領域が、シール面２１ａに対応する周方向の長さに亘って拡径されることで、一方の拡径部２５が形成されている。同様に、後部シール突条２２の前面に相当するシール面２２ａから前側の全て領域が、シール面２２ａに対応する周方向の長さに亘って拡径されることで、他方の拡径部２５が形成されている。

【0034】

結果として拡径部２５の形成領域は、ボア４の内周面の回動軸５近傍には及んでおらず、回動軸５の上部及び下部の周囲全体には非拡径部２６が残されている。そして回動軸５に弁体７が支持されると、その全閉時には、弁体７の外周縁と非拡径部２６との間の計４箇所の部位にリーク間隙２４が形成されることになる。

【0035】

なお、非拡径部２６は必ずしも回動軸５の周囲全体に形成する必要はない。例えば、弁体７の全閉時にリーク間隙２４が形成される領域、具体的には、図５の平面視において全閉時の弁体７と重なる回動軸５を挟んだ左側及び右側のクロスハッチングで示す領域だけに非拡径部２６を形成してもよい。

【0036】

各拡径部２５の全ての領域は同一の深さＤで形成され、これにより拡径部２５は、元々のボア４の内径に相当する非拡径部２６よりも半径が深さＤ相当だけ大きな断面円弧状をなしている。なお本実施形態では図６，８に示すように、拡径部２５の深さＤがシール突条２１，２２のＲ状隅部２１ｂ，２２ｂの高さＨよりも小さく設定されている。拡径部２５の深さＤを均等化しているのは、Ｒ状隅部２１ｂ，２２ｂの高さＨがシール突条２１，２２の周方向全体に亘ってほぼ均等な点を考慮したものである。周方向において一部でも拡径部２５の深さＤが浅い部位が存在すれば、その部位に対応した外径に弁体７が制限され、深く形成された拡径部２５の他の部位はバルブボディ３の外径を無用に拡大する要因にしかならない。このような事態を防止して、拡径部２５の形成により効果的に弁体７の外径を拡大することができる。

【0037】

以上のような拡径部２５の形成により、非拡径部２６に対する拡径部２５の深さＤに相当する分だけＲ状隅部２１ｂ，２２ｂがボア４内の外周側に位置変位し、この位置変位に対応する分だけ弁体７の外径が拡大されている。結果として弁体７の全閉時において、その外周縁は各シール突条２１，２２のＲ状隅部２１ｂ，２２ｂに乗り上げることなくそれぞれのシール面２１ａ，２２ａに正しく当接し、排気バルブ装置１が正常な排気ガスの制限機能を奏する。そして外径の拡大により弁体７の外周縁は、本来のボア４の内径である非拡径部２６に対してより接近し、外周縁と非拡径部２６との間に形成される各リーク間隙２４の開口面積が縮小する。よって弁体７の全閉時において、各リーク間隙２４を介して下流側に漏れる排気ガスの量が減少し、より確実に排気ガスを遮断することができる。

【0038】

また、弁体７の全閉時に各リーク間隙２４を流通する排気ガスは、エンジンの排気脈動の影響を受けて常に流れ方向が変動するため、弁体７等からガタツキ音が発生するが、各リーク間隙２４での排気ガスの流通量が減少することから、騒音を低減できる。さらに、排気バルブ装置１が正常な排気ガスの制限機能を奏することにより、シール面２１ａ，２２ａと弁体7の外周縁が正しく当接するため、シール面２１ａ，２２ａと弁体7の外周縁の間隙で排気ガスが絞られて流速が高まることによる笛吹き騒音を低減できるという利点も得られる。

【0039】

なお、拡径部２５の形状等は上記に限るものではない。例えば上記の例では、前部シール突条２１のシール面２１ａ及び後部シール突条２２のシール面２２ａに対応する周方向の長さに亘って拡径部２５を形成したが、これに限るものではない。各シール面２１ａ，２２ａに対応する周方向の領域にＲ状隅部２１ｂ，２２ｂが形成されるため、少なくともシール面２１ａ，２２ａの長さに対応する領域に拡径部２５を形成する必要はある。しかし、リーク間隙２４を含んで非拡径部２６を残すことができれば、シール面２１ａ，２２ａを越えた周方向の領域まで拡径部２５を延長してもよい。

【0040】

また上記の例では、拡径部２５の深さＤをシール突条２１，２２のＲ状隅部２１ｂ，２２ｂの高さＨよりも小さく設定した。しかしながら、例えば弁体７の外径やシール突条２１，２２の内径等の諸寸法が所期の精度に保たれている場合、換言すると、各部品が所期の位置関係で組付けられている場合には、Ｒ状隅部２１ｂ，２２ｂの高さＨを上限として拡径部２５の深さＤをより増加させてもよい。

【0041】

拡径部２５の深さＤを増加させるほど、弁体７の外径を拡大してリーク間隙２４の開口面積を縮小できる一方、Ｒ状隅部２１ｂ，２２ｂの高さＨを越えて拡径部２５の深さＤを増加しても何ら利点は得られず、かえってバルブボディ３の外径の拡大により排気バルブ装置１を大型化させてしまう。よって、部品精度に関する条件が満たされている場合には、拡径部２５の深さＤをＲ状隅部２１ｂ，２２ｂの高さＨと等しく設定することが望ましい。また部品精度に関する条件が満たされない場合には、寸法誤差を見込んだ上で、全閉時の弁体７の外周縁がＲ状隅部２１ｂ，２２ｂに乗り上げることがないように、拡径部２５の深さＤをＲ状隅部２１ｂ，２２ｂの高さＨよりも若干大きく設定すればよい。

【0042】

また上記の例では、ボア４の内周面における前部シール突条２１のシール面２１ａから後側の全ての領域、及び後部シール突条２２のシール面２２ａから前側の全ての領域を拡径部２５としたが、これに限るものではない。例えば図１０に示すように、各シール突条２１，２２の前側及び後側の領域を共に拡径部２５としてもよく、この場合でも回動軸５の周囲全体に非拡径部２６が残されるため、何ら問題なくリーク間隙２４を縮小することができる。

【0043】

また、例えば図１１に示すように、各シール突条２１，２２のシール面２１ａ，２２ａ側に隣接する前後に限られた領域に、各シール面２１ａ，２２ａから離間するほど深さＤを次第に浅くしたスロープ状の断面をなす拡径部２７を形成してもよい。バルブボディ３を鋳造する金型の拡径部２５に相当する部位はアンダーカット形状となるが、所謂無理抜きにより形成可能である。そして、拡径部２５の断面をなだらかなスロープ状とすることにより、ボア４内で排気ガスをより円滑に流通させることができるという別の利点が得られる。

【0044】

本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では４輪車両の排気バルブ装置１として具体化したが、例えば、これに代えて２輪車両や３輪車両の排気バルブ装置に適用してもよい。

【0045】

また上記実施形態では、バルブボディ３に形成された断面円形状のボア４に対応して断面円弧状の拡径部２５を形成したが、他の断面形状をなすボアの場合には、それに倣って拡径部の断面形状を設定すればよい。例えば図１２に示すように、バルブボディ３のボア３１が断面楕円状をなす場合には、そのボア３１の内形を拡大して断面楕円状をなす拡径部３２を形成すればよい。また図１３に示すように、バルブボディ３のボア４１が断面四角状をなす場合には、そのボア４１の内形を拡大して断面四角状の拡径部４２を形成すればよい。

【符号の説明】

【0046】

１ 排気バルブ装置
３ バルブボディ
４，３１，４１ ボア
５ 回動軸
７ 弁体
７ａ 右側部（一側部）
７ｂ 左側部（他側部）
１３ モータユニット（アクチュエータ）
２１ 前部シール突条
２１ａ，２２ａ シール面
２１ｂ，２２ｂ Ｒ状隅部（隅部）
２２ 後部シール突条
２５，２７，３２，４２ 拡径部（拡張部）
２６ 非拡径部（非拡張部）

【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】