JP6211901B2 - Exhaust flow path valve device - Google Patents
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Description
本発明は、排気流路用弁装置に関する。 The present invention relates to an exhaust passage valve device.
内燃機関の排気系において排気流路を開閉することにより流路形態を切り替える排気流路用弁装置が知られている。例えば特許文献1には、内燃機関用マフラの内部を上流室と下流室とに区画するセパレータに形成された開口部が弁装置により開閉される構成について記載されている。この弁装置では、開口部を閉塞可能な弁体が、支持体により回転移動可能に支持され、コイルバネにより閉弁方向へ付勢されている。このため、内燃機関の回転数が低い状態においては、上流室内の排ガスの圧力が低いため、開口部が弁体により閉塞された閉弁状態となる。一方、内燃機関の回転数が増加すると、上流室内の排ガスの圧力が高くなり、弁体が開口部から離間して開口部が開放された開弁状態となる。 2. Description of the Related Art There is known an exhaust flow path valve device that switches a flow path form by opening and closing an exhaust flow path in an exhaust system of an internal combustion engine. For example, Patent Document 1 describes a configuration in which an opening formed in a separator that partitions an internal combustion engine muffler into an upstream chamber and a downstream chamber is opened and closed by a valve device. In this valve device, the valve body capable of closing the opening is rotatably supported by the support body and is urged in the valve closing direction by the coil spring. For this reason, in the state where the rotation speed of the internal combustion engine is low, the pressure of the exhaust gas in the upstream chamber is low, so that the valve is closed with the opening closed by the valve body. On the other hand, when the number of rotations of the internal combustion engine increases, the pressure of the exhaust gas in the upstream chamber increases, and the valve body is separated from the opening portion and the valve opening state is opened.
特許文献1に記載の弁装置では、弁体が排ガスの圧力を受け、コイルバネの付勢力に抗して開弁する際に、弁体の開度の増加に比例して支点軸まわりのモーメントが増加する。つまり、弁体に加わる荷重と弁体の開度との関係が線形となる。これに対し、弁体に加わる荷重と弁体の開度との関係が線形とならない構成も提案されている(特許文献2参照)。すなわち、特許文献2に記載の弁装置は、弁体側作用点と固定側作用点との間での伸張方向の付勢力により、弁体を閉弁方向に付勢するバネを備える。固定側作用点は、弁体により閉じられる開口に対して弁体と反対側に設けられる。また、固定側作用点は、バネによる弁体の支持軸まわりのモーメントが弁体の開度増加により減少する位置に設けられる。 In the valve device described in Patent Document 1, when the valve body receives the pressure of the exhaust gas and opens against the urging force of the coil spring, the moment around the fulcrum shaft is proportional to the increase in the opening of the valve body. To increase. That is, the relationship between the load applied to the valve body and the opening of the valve body is linear. On the other hand, the structure by which the relationship between the load added to a valve body and the opening degree of a valve body is not linear is also proposed (refer patent document 2). That is, the valve device described in Patent Document 2 includes a spring that urges the valve body in the valve closing direction by an urging force in the extending direction between the valve body side action point and the fixed side action point. The fixed side action point is provided on the side opposite to the valve body with respect to the opening closed by the valve body. The fixed side action point is provided at a position where the moment around the support shaft of the valve body by the spring decreases as the opening of the valve body increases.
排気流路用弁装置には、内燃機関の回転数が低く排ガスの圧力が低い状態で閉弁して騒音を低減する騒音低減機能が求められる一方、内燃機関の回転数が高く排ガスの圧力が高い状態で開弁して圧損を低減する圧損低減機能が求められる。しかしながら、前述した特許文献1に記載の構成のように、弁体に加わる荷重と弁体の開度との関係が線形となるようにバネが弁体に作用する弁装置では、排ガスの圧力が低い状態から弁体が開き始めてしまうという問題があった。 The exhaust flow valve device is required to have a noise reduction function for reducing noise by closing the valve in a state where the rotational speed of the internal combustion engine is low and the exhaust gas pressure is low, while the exhaust gas pressure is high because the rotational speed of the internal combustion engine is high. There is a need for a pressure loss reduction function that opens the valve in a high state to reduce pressure loss. However, in the valve device in which the spring acts on the valve body so that the relationship between the load applied to the valve body and the opening degree of the valve body is linear as in the configuration described in Patent Document 1 described above, the pressure of the exhaust gas is There was a problem that the valve body started to open from a low state.
一方、前述した特許文献2に記載の構成のように、弁体に加わる荷重と弁体の開度との関係が線形とならないようにバネが弁体に作用する弁装置では、バネによる初期荷重(閉弁時の付勢力)を大きくすることが可能である。しかしながら、バネによる初期荷重を大きくすると、バネへの負担が大きくなってバネのヘタリが早くなってしまう。このため、製品寿命を考慮すると、バネによる初期荷重をある程度の大きさに抑える必要があり、その結果、排ガスの圧力が低い状態から弁体が開き始めてしまうという問題が生じ得る。 On the other hand, in the valve device in which the spring acts on the valve body so that the relationship between the load applied to the valve body and the opening degree of the valve body does not become linear as in the configuration described in Patent Document 2 described above, the initial load by the spring It is possible to increase (the urging force when the valve is closed). However, when the initial load by the spring is increased, the load on the spring is increased and the spring is quickly set. For this reason, when considering the product life, it is necessary to suppress the initial load by the spring to a certain level, and as a result, there may arise a problem that the valve body starts to open from a state where the pressure of the exhaust gas is low.
本発明は、排ガスの圧力が低い状態から弁体が開き始めてしまうことを抑制することのできる排気流路用弁装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide an exhaust flow path valve device capable of suppressing the opening of a valve body from a state where the pressure of exhaust gas is low.
本発明の一側面は、排気流路用弁装置であって、支持体と、前記支持体により回転移動可能に支持され、排気流路を開閉する弁体と、前記弁体を閉弁方向へ付勢する付勢部材と、前記弁体を閉弁位置で係合させ、閉弁位置から開弁方向への前記弁体の回転移動に対して抵抗を生じさせる抵抗部材と、を備える。このような構成によれば、排ガスの圧力が低い状態から弁体が開き始めてしまうことを抑制することができる。 One aspect of the present invention is an exhaust flow path valve device, a support body, a valve body that is rotatably supported by the support body, opens and closes the exhaust flow path, and the valve body in a valve closing direction. A biasing member that biases, and a resistance member that engages the valve body at a valve closing position and generates resistance against rotational movement of the valve body from the valve closing position toward the valve opening direction. According to such a structure, it can suppress that a valve body begins to open from the state with the low pressure of waste gas.
上記構成において、前記抵抗部材は、前記支持体に固定された支持側固定部と、閉弁位置において前記弁体に係合する弁側係合部と、を備え、前記弁側係合部は、閉弁位置から開弁方向への前記弁体の回転移動に伴い弾性変形してもよい。このような構成によれば、閉弁位置から開弁方向への弁体の回転移動を許容しつつ、その回転移動に対して抵抗を生じさせる構成を簡易に実現することができる。加えて、抵抗部材が支持体に固定されているため、抵抗部材が弁体に固定されている構成と比較して、抵抗部材が排ガスにさらされにくくすることができる。 The said structure WHEREIN: The said resistance member is provided with the support side fixing | fixed part fixed to the said support body, and the valve side engaging part engaged with the said valve body in a valve closing position, The said valve side engaging part is The valve body may be elastically deformed with the rotational movement of the valve body from the valve closing position to the valve opening direction. According to such a structure, the structure which produces resistance with respect to the rotational movement can be implement | achieved simply, permitting the rotational movement of the valve body from a valve closing position to a valve opening direction. In addition, since the resistance member is fixed to the support body, the resistance member can be made difficult to be exposed to the exhaust gas as compared with the configuration in which the resistance member is fixed to the valve body.
上記構成において、前記弁側係合部は、開弁方向へ回転移動する前記弁体に当接する第1の傾斜部と、閉弁方向へ回転移動する前記弁体に当接する第2の傾斜部と、を備え、前記第1の傾斜部に当接した状態での前記弁体の移動方向に対する前記第1の傾斜部の傾斜角度が、前記第2の傾斜部に当接した状態での前記弁体の移動方向に対する前記第2の傾斜部の傾斜角度と比較して、大きく設計されていてもよい。このような構成によれば、弁体の閉弁方向への回転移動に対する抵抗を、開弁方向への回転移動に対する抵抗と比較して、小さくすることができる。 The said structure WHEREIN: The said valve side engaging part is the 1st inclination part which contact | abuts to the said valve body which rotationally moves to a valve opening direction, and the 2nd inclination part which contact | abuts to the said valve body which moves rotationally to a valve closing direction And an inclination angle of the first inclined portion with respect to a moving direction of the valve body in a state of being in contact with the first inclined portion is in the state of being in contact with the second inclined portion. It may be designed to be larger than the inclination angle of the second inclined portion with respect to the moving direction of the valve body. According to such a configuration, the resistance to the rotational movement of the valve body in the valve closing direction can be made smaller than the resistance to the rotational movement in the valve opening direction.
上記構成において、前記弁側係合部は、前記弁体の先端部に作用してもよい。このような構成によれば、弁側係合部が弁体の先端部よりも回転軸寄りの位置に作用する構成と比較して、抵抗部材の個体差(ばらつき)による効果のばらつきを抑制することができる。 The said structure WHEREIN: The said valve side engaging part may act on the front-end | tip part of the said valve body. According to such a configuration, variation in the effect due to individual differences (variations) in the resistance member is suppressed as compared with a configuration in which the valve-side engagement portion acts at a position closer to the rotation axis than the tip end portion of the valve body. be able to.
上記構成において、前記抵抗部材は、前記弁体に固定された弁側固定部と、閉弁位置において前記支持体に係合する支持側係合部と、を備え、前記支持側係合部は、閉弁位置から開弁方向への前記弁体の回転移動に伴い弾性変形してもよい。このような構成によれば、閉弁位置から開弁方向への弁体の回転移動を許容しつつ、その回転移動に対して抵抗を生じさせる構成を簡易に実現することができる。 In the above configuration, the resistance member includes a valve-side fixing portion fixed to the valve body, and a support-side engaging portion that engages with the support body at a valve-closing position, and the support-side engaging portion is The valve body may be elastically deformed with the rotational movement of the valve body from the valve closing position to the valve opening direction. According to such a structure, the structure which produces resistance with respect to the rotational movement can be implement | achieved simply, permitting the rotational movement of the valve body from a valve closing position to a valve opening direction.
上記構成において、前記支持側係合部は、前記弁体が開弁方向へ回転移動する際に前記支持体に当接する第1の傾斜部と、前記弁体が閉弁方向へ回転移動する際に前記支持体に当接する第2の傾斜部と、を備え、前記第1の傾斜部に当接した状態での前記支持体の相対的な移動方向に対する前記第1の傾斜部の傾斜角度が、前記第2の傾斜部に当接した状態での前記支持体の相対的な移動方向に対する前記第2の傾斜部の傾斜角度と比較して、大きく設計されていてもよい。このような構成によれば、弁体の閉弁方向への回転移動に対する抵抗を、開弁方向への回転移動に対する抵抗と比較して、小さくすることができる。 In the above configuration, the support side engaging portion includes a first inclined portion that contacts the support body when the valve body rotates in the valve opening direction, and when the valve body rotates in the valve closing direction. An inclination angle of the first inclined portion with respect to a relative movement direction of the support in a state in which the second inclined portion is in contact with the support. The tilt angle of the second inclined portion with respect to the relative movement direction of the support in a state of being in contact with the second inclined portion may be designed to be large. According to such a configuration, the resistance to the rotational movement of the valve body in the valve closing direction can be made smaller than the resistance to the rotational movement in the valve opening direction.
上記構成において、前記弁側固定部は、前記弁体の先端部に固定されていてもよい。このような構成によれば、弁側固定部が弁体の先端部よりも回転軸寄りの位置に固定されている構成と比較して、抵抗部材の個体差(ばらつき)による効果のばらつきを抑制することができる。 The said structure WHEREIN: The said valve side fixing | fixed part may be fixed to the front-end | tip part of the said valve body. According to such a configuration, compared to a configuration in which the valve-side fixing portion is fixed at a position closer to the rotation axis than the distal end portion of the valve body, the variation in effect due to individual differences (variation) of the resistance members is suppressed. can do.
上記構成において、前記付勢部材は、前記弁体の開度に比例する力で前記弁体を閉弁方向へ付勢してもよい。このような構成では、排ガスの圧力が低い状態から弁体が開き始めてしまうという問題が生じやすいが、抵抗部材によりそのような問題を生じにくくすることができる。 The said structure WHEREIN: The said urging | biasing member may urge the said valve body in the valve closing direction with the force proportional to the opening degree of the said valve body. In such a configuration, there is a problem that the valve body starts to open from a state where the pressure of the exhaust gas is low, but such a problem can be made difficult to occur by the resistance member.
上記構成において、前記付勢部材は、前記弁体の開度に比例しない力で前記弁体を閉弁方向へ付勢してもよい。このような構成であっても、初期荷重をある程度の大きさに抑えることで、排ガスの圧力が低い状態から弁体が開き始めてしまうという問題が生じ得るが、抵抗部材によりそのような問題を生じにくくすることができる。 In the above configuration, the biasing member may bias the valve body in the valve closing direction with a force that is not proportional to the opening of the valve body. Even in such a configuration, by suppressing the initial load to a certain level, there may be a problem that the valve body starts to open from a state where the exhaust gas pressure is low, but such a problem is caused by the resistance member. Can be difficult.
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
[1.第1実施形態]
[1−1.構成]
図1に示すマフラ1は、車両に搭載された内燃機関(図示せず)から排出される排ガスの排気流路の一部を構成するものであり、筒状のシェル部材11の両端開口部が後蓋部材12と前蓋部材13とにより閉塞された筐体10を備える。筐体10の内部は、第1セパレータ21と第2セパレータ22とにより、第1室31、第2室32及び第3室33の3室に区画されている。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[1. First Embodiment]
[1-1. Constitution]
A muffler 1 shown in FIG. 1 constitutes a part of an exhaust passage of exhaust gas discharged from an internal combustion engine (not shown) mounted on a vehicle, and both end openings of a
第1室31は、後蓋部材12と第1セパレータ21との間に形成される。第2室32は、第1セパレータ21と第2セパレータ22との間に形成される。第3室33は、第2セパレータ22と前蓋部材13との間に形成される。第2セパレータ22には、第2室32と第3室33とを連通する連通孔211が形成されている。
The
また、マフラ1は、内燃機関からの排気ガスが導入されるインレットパイプ41を備える。インレットパイプ41は、前蓋部材13、第2セパレータ22及び第1セパレータ21を貫通し、その下流側端部を第1室31に開口させて設けられている。そして、第2室32におけるインレットパイプ41の外周面には、インレットパイプ41の内部空間と第2室32とを連通する複数の貫通孔411が形成されている。
The muffler 1 also includes an
また、マフラ1は、図示しないテールパイプに接続されて排気ガスを排出するアウトレットパイプ42を備える。アウトレットパイプ42は、後蓋部材12、第1セパレータ21及び第2セパレータ22を貫通し、その上流側端部を第3室33に開口させて設けられている。
Further, the muffler 1 includes an
また、マフラ1は、第1室31と第3室33とを連通する連通流路を形成するインナパイプ43を備える。インナパイプ43は、第1セパレータ21及び第2セパレータ22を貫通し、上流側端部を第1室31に開口させ、下流側端部を第3室33に開口させて設けられている。ただし、第3室33において、インナパイプ43の下流側端部には、インナパイプ43により形成される排気流路を開閉するための弁装置100が取り付けられている。
Further, the muffler 1 includes an
図2(A)〜図2(C)及び図3(A)〜図3(B)に示すように、第1実施形態の弁装置100は、ステー110と、バタフライ120と、コイルバネ130と、ピン140と、スイッチ部材150と、を備える。なお、弁装置100は、バタフライ120に加わる荷重とバタフライ120の開度との関係が線形となる(比例する)ようにコイルバネ130がバタフライ120に作用する弁装置(いわゆる線形バルブ)をベースとして構成されている。ただし、後述するように、本実施形態の弁装置100では、スイッチ部材150の作用により、バタフライ120に加わる荷重とバタフライ120の開度との関係が線形とならない。
As shown in FIGS. 2 (A) to 2 (C) and FIGS. 3 (A) to 3 (B), the
ステー110は、インナパイプ43の下流側端部の開口部431に固定されている(図1参照)。ステー110には、インナパイプ43の開口部431と連通する連通孔111と、バタフライ120を回転移動可能に支持するための軸支部112と、スイッチ部材150が接合される固定片113と、が形成されている。
The
バタフライ120は、インナパイプ43の開口部431(具体的にはステー110の連通孔111)を閉塞可能な形状のものであり、その基端部121が、ピン140を介してステー110の軸支部112に接続されている。つまり、バタフライ120は、ステー110によりピン140の回転軸線を中心に回転移動可能に支持されており、その回転位置に応じて、インナパイプ43により形成される排気流路を開閉する。
The
コイルバネ130は、ステー110及びバタフライ120に作用するように、ピン140が挿通された状態で取り付けられており、バタフライ120を閉弁方向へ付勢する。したがって、バタフライ120を開弁する外力が加わっていない状態では、バタフライ120は、インナパイプ43により形成される排気流路を閉じた閉弁状態(図2(A)〜図2(C)に示す状態)となる。
The
スイッチ部材150は、バタフライ120を閉弁位置で係合させ、閉弁位置から開弁方向へのバタフライ120の回転移動に対して抵抗を生じさせるための部材である。具体的には、スイッチ部材150は、弾性変形可能な金属製(例えばオーステナイト系ステンレス製)の帯状板材で形成されている。そして、スイッチ部材150は、ステー110に固定された固定部151と、閉弁位置において開弁方向へのバタフライ120の回転移動を妨げるようにバタフライ120に係合する係合部152と、を備える。
The
固定部151は、閉弁位置でのバタフライ120の先端部122付近から、開弁方向とは反対側へ延びるように形成されたステー110の固定片113に接合(例えば溶接)されている。このため、係合部152は、バタフライ120の先端部122に作用するように配置される。なお、バタフライ120の先端部122とは、ピン140の回転軸線から最も離れた部分を意味する。
The fixing
図4に示すように、係合部152には、固定部151に対して傾斜した第1の傾斜部154と、固定部151及び第1の傾斜部154のいずれに対しても傾斜した第2の傾斜部156と、が形成されている。固定部151及び第1の傾斜部154は、第1の折曲部153を介して連続している。また、第1の傾斜部154及び第2の傾斜部156は、第2の折曲部155を介して連続している。
As shown in FIG. 4, the engaging
固定部151は、バタフライ120の閉弁位置における回転移動方向(接線方向)に沿う向き(閉弁位置のバタフライ120の面に対して垂直な向き)に配置されている。一方、係合部152(第1の傾斜部154及び第2の傾斜部156)は、バタフライ120における先端部122の回転移動経路に干渉するように、バタフライ120側へ突出している。具体的には、第1の傾斜部154が、開弁方向へ回転移動するバタフライ120に当接するように配置され、第2の傾斜部156が、閉弁方向へ回転移動するバタフライ120に当接するように配置される。
The fixing
このため、バタフライ120の回転移動は、係合部152によって妨げられ、係合部152を外側へ押しのけるように弾性変形させるために要する力が、バタフライ120の回転移動に対する抵抗として作用する。この抵抗は、係合部152に当接するバタフライ120の先端部122の移動方向に対して、係合部152の傾斜角度が大きいほど大きくなる。なお、係合部152は、バタフライ120の閉弁位置付近で作用する。したがって、ここでいうバタフライ120の先端部122の移動方向は、バタフライ120の閉弁位置における回転移動方向(接線方向)、換言すれば固定部151の向き、として近似することができる。
For this reason, the rotational movement of the
本実施形態では、バタフライ120の開弁方向への回転移動に対する抵抗が、閉弁方向への回転移動に対する抵抗と比較して、大きくなるように構成されている。具体的には、第1の傾斜部154に当接した状態でのバタフライ120の移動方向に対する第1の傾斜部154の傾斜角度θ1が、第2の傾斜部156に当接した状態でのバタフライ120の移動方向に対する第2の傾斜部156の傾斜角度θ2と比較して、大きく設計されている(θ1>θ2)。なお、傾斜角度θ2による抵抗は、コイルバネ130の付勢力によりバタフライ120が閉弁位置まで戻ることができる程度に小さく設計されている。
In the present embodiment, the resistance to the rotational movement of the
[1−2.作用]
次に、弁装置100の作用について説明する。内燃機関からの排ガスは、図1において矢印で示すように、インレットパイプ41に形成された複数の貫通孔411を介して第2室32に導入され、拡張・共鳴効果により消音される。その後、第2室32の排ガスは、第2セパレータ22に形成された連通孔211を介して第3室33に導入されて、更に拡張・共鳴効果により消音される。こうして、圧力脈動が平滑化されかつ消音された第3室33内の排ガスは、アウトレットパイプ42を介して外部に排出される。
[1-2. Action]
Next, the operation of the
内燃機関の回転数が低い状態においては、排ガスの圧力が低く、第1室31と第3室33との圧力差が小さい。この状態で第1室31内の圧力がバタフライ120に及ぼす作用力は、コイルバネ130による荷重、係合部152による係合力及び第3室33内の圧力がバタフライ120に及ぼす作用力よりも小さい。したがって、インナパイプ43の開口部431がバタフライ120により閉塞される。
In a state where the rotational speed of the internal combustion engine is low, the pressure of the exhaust gas is low, and the pressure difference between the
一方、内燃機関の回転数が上昇して排ガスの圧力が高くなると、第1室31内の圧力がバタフライ120に及ぼす作用力は、コイルバネ130による荷重、係合部152による係合力及び第3室33内の圧力がバタフライ120に及ぼす作用力よりも大きくなる。この結果、バタフライ120が開き、第1室31と第3室33とがインナパイプ43を介して連通される。その後、内燃機関の回転数が下降して排ガスの圧力が低くなると、バタフライ120が閉じ、インナパイプ43の開口部431がバタフライ120により閉塞される。
On the other hand, when the rotational speed of the internal combustion engine increases and the pressure of the exhaust gas increases, the acting force exerted on the
[1−3.効果]
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
[1A]第1実施形態の弁装置100は、バタフライ120を閉弁位置で係合させ、閉弁位置から開弁方向へのバタフライ120の回転移動に対して抵抗を生じさせるスイッチ部材150を備える。したがって、弁装置100によれば、排ガスの圧力が低い状態からバタフライ120が開き始めてしまうことを抑制することができる。
[1-3. effect]
According to the first embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
[1A] The
このような効果について、図5(A)〜図5(C)に示す第1比較例の弁装置600と比較して説明する。弁装置600は、主にスイッチ部材150を備えない点で第1実施形態の弁装置100と相違する。
Such an effect will be described in comparison with the
図6(A)に示すように、第1比較例の弁装置600は、開度と荷重とが比例しており、排ガスの圧力が低い状態からバタフライ120が開き始めてしまう。これに対し、第1実施形態の弁装置100では、図6(B)において実線で示すように、閉弁位置から開弁方向へバタフライ120を回転移動させるために必要な荷重が、スイッチ部材150の作用により大きくなる。その結果、弁装置100によれば、排ガスの圧力が低い状態からバタフライ120が開き始めてしまうことを抑制することができる。また、図6(B)において破線で示すように、閉弁方向へバタフライ120を回転移動させるために必要な荷重の増大については抑制されるため、コイルバネ130の付勢力によりバタフライ120を閉弁位置まで戻すことができる。
As shown in FIG. 6A, in the
[1B]スイッチ部材150は、ステー110に固定された固定部151と、閉弁位置において開弁方向へのバタフライ120の回転移動を妨げるようにバタフライ120に係合する係合部152と、を備える。そして、係合部152は、閉弁位置から開弁方向へのバタフライ120の回転移動に伴い、バタフライ120によって押しのけられるように弾性変形する。したがって、弁装置100によれば、閉弁位置から開弁方向へのバタフライ120の回転移動を許容しつつ、その回転移動に対して抵抗を生じさせる構成を簡易に実現することができる。加えて、スイッチ部材150がステー110に固定されているため、スイッチ部材150がバタフライ120に固定されている構成と比較して、スイッチ部材150が排ガスにさらされにくくすることができる。
[1B] The
[1C]係合部152は、開弁方向へ回転移動するバタフライ120に当接する第1の傾斜部154と、閉弁方向へ回転移動するバタフライ120に当接する第2の傾斜部156と、を備える。そして、第1の傾斜部154に当接した状態でのバタフライ120の移動方向に対する第1の傾斜部154の傾斜角度θ1が、第2の傾斜部156に当接した状態でのバタフライ120の移動方向に対する第2の傾斜部156の傾斜角度θ2と比較して、大きく設計されている。したがって、弁装置100によれば、バタフライ120の閉弁方向への回転移動に対する抵抗を、開弁方向への回転移動に対する抵抗と比較して、小さくすることができる。
[1C] The engaging
[1D]係合部152は、バタフライ120の先端部122に作用する。したがって、弁装置100によれば、係合部152がバタフライ120の先端部122よりも回転軸寄りの位置に作用する構成と比較して、スイッチ部材150の個体差(ばらつき)による効果のばらつきを抑制することができる。
[1D] The engaging
なお、第1実施形態では、弁装置100が排気流路用弁装置の一例に相当し、ステー110が支持体の一例に相当し、バタフライ120が弁体の一例に相当し、コイルバネ130が付勢部材の一例に相当し、スイッチ部材150が抵抗部材の一例に相当する。また、固定部151が支持側固定部の一例に相当し、係合部152が弁側係合部の一例に相当し、第1の傾斜部154が第1の傾斜部の一例に相当し、第2の傾斜部156が第2の傾斜部の一例に相当する。
In the first embodiment, the
[2.第2実施形態]
[2−1.構成]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については同一の符号を用い、相違点を中心に説明する。
[2. Second Embodiment]
[2-1. Constitution]
Since the basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used for common configurations, and differences will be mainly described.
図7(A)〜図7(C)及び図8(A)〜図8(B)に示すように、第2実施形態の弁装置200は、ステー210と、バタフライ220と、板バネ230と、ピン240と、スイッチ部材150と、を備える。スイッチ部材150の形状、材質、機能等は、第1実施形態と同様であるため、具体的な説明を省略する。なお、弁装置200は、バタフライ220に加わる荷重とバタフライ220の開度との関係が線形とならない(比例しない)ように板バネ230がバタフライ220に作用する弁装置(いわゆる非線形バルブ)をベースとして構成されている。具体的には、非線形バルブでは、バタフライ220が最大開度に至る前の開度において荷重がピーク値をとるように設計されている。
As shown in FIGS. 7A to 7C and FIGS. 8A to 8B, the
ステー210は、第1実施形態のステー110と同様、インナパイプ43の下流側端部の開口部431に固定されている。ステー210には、インナパイプ43の開口部431と連通する連通孔211と、バタフライ220を回転移動可能に支持するための軸支部212と、スイッチ部材150が接合される固定片213と、板バネ230の一端を支持するための支持部214と、が形成されている。
The
バタフライ220は、インナパイプ43の開口部431(具体的にはステー210の連通孔211)を閉塞可能な形状のものであり、その基端部221が、ピン240を介してステー210の軸支部212に接続されている。つまり、バタフライ220は、ステー210によりピン240の回転軸線を中心に回転移動可能に支持されており、その回転位置に応じて、インナパイプ43により形成される排気流路を開閉する。
The
板バネ230は、一端がステー210の支持部214によって支持され、他端がバタフライ220の先端部222によって支持された状態で、ステー210及びバタフライ220に作用し、バタフライ220を閉弁方向へ付勢する。したがって、バタフライ220を開弁する外力が加わっていない状態では、バタフライ220は、インナパイプ43により形成される排気流路を閉じた閉弁状態(図7(A)〜図7(C)に示す状態)となる。
The
[2−2.効果]
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果[1B]〜[1D]に加え、以下の効果が得られる。
[2-2. effect]
According to the second embodiment described in detail above, the following effects are obtained in addition to the effects [1B] to [1D] of the first embodiment described above.
[2A]第2実施形態の弁装置200は、バタフライ220を閉弁位置で係合させ、閉弁位置から開弁方向へのバタフライ220の回転移動に対して抵抗を生じさせるスイッチ部材150を備える。したがって、弁装置200によれば、排ガスの圧力が低い状態からバタフライ220が開き始めてしまうことを抑制することができる。
[2A] The
このような効果について、図9(A)〜図9(C)に示す第2比較例の弁装置700と比較して説明する。弁装置700は、主にスイッチ部材150を備えない点で第2実施形態の弁装置200と相違する。
Such an effect will be described in comparison with the
図10(A)において破線で示すように、第2比較例の弁装置700では、板バネ230による初期荷重を大きくすることも可能ではあるが、初期荷重を大きくすると、板バネ230への負担が大きくなり、板バネ230のヘタリが早くなってしまう。このため、図10(A)において実線で示すように、板バネ230による初期荷重をある程度の大きさに抑える必要があり、その結果、排ガスの圧力が低い状態からバタフライ220が開き始めてしまう。これに対し、第2実施形態の弁装置200では、図10(B)において実線で示すように、閉弁位置から開弁方向へバタフライ220を回転移動させるために必要な荷重が、スイッチ部材150の作用により大きくなる。その結果、弁装置200によれば、排ガスの圧力が低い状態からバタフライ220が開き始めてしまうことを抑制することができる。また、図10(B)において破線で示すように、閉弁方向へバタフライ220を回転移動させるために必要な荷重の増大については抑制されるため、板バネ230の付勢力によりバタフライ220を閉弁位置まで戻すことができる。
As shown by a broken line in FIG. 10A, in the
なお、第2実施形態では、弁装置200が排気流路用弁装置の一例に相当し、ステー210が支持体の一例に相当し、バタフライ220が弁体の一例に相当し、板バネ230が付勢部材の一例に相当する。
In the second embodiment, the
[3.第3実施形態]
[3−1.構成]
第3実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については同一の符号を用い、相違点を中心に説明する。
[3. Third Embodiment]
[3-1. Constitution]
Since the basic configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used for the common configurations, and differences will be mainly described.
図11(A)〜図11(C)及び図12(A)〜図12(B)に示すように、第3実施形態の弁装置300は、ステー310と、バタフライ320と、コイルバネ130と、ピン140と、スイッチ部材150と、を備える。
As shown in FIGS. 11 (A) to 11 (C) and FIGS. 12 (A) to 12 (B), the
ステー310は、基本的な構成は第1実施形態のステー110と同様であり、固定片113を備えていない点で相違する。
バタフライ320は、基本的な構成は第1実施形態のバタフライ120と同様であり、スイッチ部材150が接合される固定片323が先端部322に形成されている点で相違する。
The basic structure of the
The
スイッチ部材150は、第1実施形態と同一のものであるが、固定部151がバタフライ320の固定片323に固定され、係合部152がステー310に係合する点で相違する。つまり、第3実施形態では、スイッチ部材150が第1実施形態とは逆向きに設けられている。具体的には、固定部151は、バタフライ320の先端部322からステー310から離れる側へ延びるように形成されたバタフライ320の固定片323に接合(例えば溶接)されている。
The
固定部151は、バタフライ320の閉弁位置における回転移動方向(接線方向)に沿う向きに配置されている。一方、係合部152(第1の傾斜部154及び第2の傾斜部156)は、バタフライ320に対するステー310の相対的な回転移動経路に干渉するように、ステー310側へ突出している。具体的には、第1の傾斜部154が、バタフライ320が開弁方向へ回転移動する際にステー310の先端部314に当接するように配置されている。また、第2の傾斜部156が、バタフライ320が閉弁方向へ回転移動する際にステー310の先端部314に当接するように配置される。
The fixed
このため、バタフライ320に対するステー310の相対的な回転移動(つまりバタフライ320の回転移動)は、係合部152によって妨げられる。そして、係合部152を外側へ押しのけるように弾性変形させるために要する力が、バタフライ320の回転移動に対する抵抗として作用する。具体的には、第1実施形態と同様、バタフライ320の開弁方向への回転移動に対する抵抗が、閉弁方向への回転移動に対する抵抗と比較して、大きくなるように構成されている。つまり、第1の傾斜部154に当接した状態でのステー310の相対的な移動方向に対する第1の傾斜部154の傾斜角度θ1が、第2の傾斜部156に当接した状態でのステー310の相対的な移動方向に対する第2の傾斜部156の傾斜角度θ2と比較して、大きく設計されている(θ1>θ2)。
For this reason, the relative rotational movement of the
[3−2.効果]
以上詳述した第3実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果[1A]に加え、以下の効果が得られる。
[3-2. effect]
According to the third embodiment described in detail above, the following effect is obtained in addition to the effect [1A] of the first embodiment described above.
[3A]スイッチ部材150は、バタフライ320に固定された固定部151と、閉弁位置において開弁方向へのバタフライ320の回転移動を妨げるようにステー310に係合する係合部152と、を備える。そして、係合部152は、閉弁位置から開弁方向へのバタフライ320の回転移動に伴い、ステー310によって押しのけられるように弾性変形する。したがって、弁装置300によれば、閉弁位置から開弁方向へのバタフライ320の回転移動を許容しつつ、その回転移動に対して抵抗を生じさせる構成を簡易に実現することができる。
[3A] The
[3B]係合部152は、バタフライ320が開弁方向へ回転移動する際にステー310に当接する第1の傾斜部154と、バタフライ320が閉弁方向へ回転移動する際にステー310に当接する第2の傾斜部156と、を備える。そして、第1の傾斜部154に当接した状態でのステー310の相対的な移動方向に対する第1の傾斜部154の傾斜角度θ1が、第2の傾斜部156に当接した状態でのステー310の相対的な移動方向に対する第2の傾斜部156の傾斜角度θ2と比較して、大きく設計されている。したがって、弁装置300によれば、バタフライ320の閉弁方向への回転移動に対する抵抗を、開弁方向への回転移動に対する抵抗と比較して、小さくすることができる。
[3B] The engaging
[3C]固定部151は、バタフライ320の先端部322に固定されている。したがって、弁装置300によれば、固定部151がバタフライ320の先端部122よりも回転軸寄りの位置に固定されている構成と比較して、スイッチ部材150の個体差(ばらつき)による効果のばらつきを抑制することができる。
[3C] The fixing
なお、第3実施形態では、弁装置300が排気流路用弁装置の一例に相当し、ステー310が支持体の一例に相当し、バタフライ320が弁体の一例に相当する。また、固定部151が弁側固定部の一例に相当し、係合部152が支持側係合部の一例に相当し、第1の傾斜部154が第1の傾斜部の一例に相当し、第2の傾斜部156が第2の傾斜部の一例に相当する。
In the third embodiment, the
[4.他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
[4. Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention can take a various form, without being limited to the said embodiment.
[4A]上記第3実施形態では、上記第1実施形態の構成をベースとして、スイッチ部材150がバタフライ320側に固定された構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、上記第2実施形態の構成をベースとして、スイッチ部材150がバタフライ220側に固定された構成としてもよい。
[4A] In the third embodiment, the configuration in which the
[4B]上記実施形態では、抵抗部材が支持体又は弁体の先端部に作用する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、先端部よりも回転軸寄りの位置に作用する構成としてもよい。例えば、図13(A)〜図13(C)及び図14(A)〜図14(B)に示す変形例の弁装置400は、基本的な構成は第1実施形態の弁装置100と同様であり、スイッチ部材150が、バタフライ120の回転軸寄りの位置に設けられている点で相違する。このような構成であっても、排ガスの圧力が低い状態からバタフライ120が開き始めてしまうことを抑制することができる。
[4B] In the above embodiment, the configuration in which the resistance member acts on the tip of the support body or the valve body is exemplified, but the configuration is not limited to this, and the construction acts on the position closer to the rotation axis than the tip. It is good. For example, the
[4C]上記実施形態では、いわゆる線形バルブ又は非線形バルブに抵抗部材(スイッチ部材150)を設けた構成を例示したが、ベースとなる弁装置(本発明を適用可能な弁装置)はこれら以外の構成であってもよい。 [4C] In the above embodiment, a configuration in which a so-called linear valve or nonlinear valve is provided with a resistance member (switch member 150) is exemplified. However, a valve device (valve device to which the present invention can be applied) serving as a base is other than these. It may be a configuration.
[4D]上記実施形態では、インナパイプ43の下流側端部に弁装置が取り付けられた構成を例示したが、弁装置の取付位置はこれに限定されるものではない。例えば、第2セパレータ22に貫通孔を形成し、この貫通孔に弁装置を取り付けてもよい。
[4D] In the above embodiment, the configuration in which the valve device is attached to the downstream end portion of the
[4E]上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略してもよい。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、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。 [4E] The functions of one component in the above embodiment may be distributed as a plurality of components, or the functions of a plurality of components may be integrated into one component. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be replaced with a known configuration having the same function. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment as long as a subject can be solved. In addition, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment. In addition, all the aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present invention.
[4F]本発明は、前述した弁装置の他、当該弁装置を構成要素とする排気システム、排気方法など、種々の形態で実現することができる。 [4F] In addition to the valve device described above, the present invention can be realized in various forms such as an exhaust system and an exhaust method using the valve device as components.
100,200,300,400…弁装置、110,210,310…ステー、120,220,320…バタフライ、130…コイルバネ、150…スイッチ部材、151…固定部、152…係合部、153…第1の折曲部、154…第1の傾斜部、155…第2の折曲部、156…第2の傾斜部、230…板バネ。 100, 200, 300, 400 ... valve device, 110, 210, 310 ... stay, 120, 220, 320 ... butterfly, 130 ... coil spring, 150 ... switch member, 151 ... fixing part, 152 ... engaging part, 153 ... first 1 bent portion, 154... First inclined portion, 155... Second bent portion, 156... Second inclined portion, 230.
Claims (6)
前記支持体により回転移動可能に支持され、排気流路を開閉する弁体と、
前記弁体を閉弁方向へ付勢する付勢部材と、
前記弁体を閉弁位置で係合させ、閉弁位置から開弁方向への前記弁体の回転移動に対して抵抗を生じさせる抵抗部材と、
を備え、
前記抵抗部材は、
前記支持体に固定された支持側固定部と、
閉弁位置において前記弁体に係合する弁側係合部と、
を備え、
前記弁側係合部は、
閉弁位置から開弁方向への前記弁体の回転移動に伴い弾性変形し、
開弁方向へ回転移動する前記弁体に当接する第1の傾斜部と、
閉弁方向へ回転移動する前記弁体に当接する第2の傾斜部と、
を備え、
前記第1の傾斜部に当接した状態での前記弁体の移動方向に対する前記第1の傾斜部の傾斜角度が、前記第2の傾斜部に当接した状態での前記弁体の移動方向に対する前記第2の傾斜部の傾斜角度と比較して、大きく設計されている
ことを特徴とする排気流路用弁装置。 A support;
A valve body that is rotatably supported by the support body, and that opens and closes an exhaust passage;
A biasing member that biases the valve body in a valve closing direction;
A resistance member that engages the valve body at a valve closing position, and generates resistance against the rotational movement of the valve body in the valve opening direction from the valve closing position;
Equipped with a,
The resistance member is
A support side fixing portion fixed to the support;
A valve side engaging portion that engages with the valve body in a valve closing position;
With
The valve side engaging portion is
Elastically deformed with the rotational movement of the valve body from the valve closing position to the valve opening direction,
A first inclined portion that contacts the valve body that rotates and moves in the valve opening direction;
A second inclined portion that contacts the valve body that rotates and moves in a valve closing direction;
With
The inclination angle of the first inclined portion with respect to the moving direction of the valve body in a state in contact with the first inclined portion is the moving direction of the valve body in a state in contact with the second inclined portion. compared to the inclination angle of the second inclined portion with respect to, that is largely designed
An exhaust flow path valve device.
前記弁側係合部は、前記弁体の先端部に作用する
ことを特徴とする排気流路用弁装置。 It is the valve device for exhaust passages according to claim 1 ,
The valve-side engaging portion acts on a tip portion of the valve body.
前記支持体により回転移動可能に支持され、排気流路を開閉する弁体と、
前記弁体を閉弁方向へ付勢する付勢部材と、
前記弁体を閉弁位置で係合させ、閉弁位置から開弁方向への前記弁体の回転移動に対して抵抗を生じさせる抵抗部材と、
を備え、
前記抵抗部材は、
前記弁体に固定された弁側固定部と、
閉弁位置において前記支持体に係合する支持側係合部と、
を備え、
前記支持側係合部は、
閉弁位置から開弁方向への前記弁体の回転移動に伴い弾性変形し、
前記弁体が開弁方向へ回転移動する際に前記支持体に当接する第1の傾斜部と、
前記弁体が閉弁方向へ回転移動する際に前記支持体に当接する第2の傾斜部と、
を備え、
前記第1の傾斜部に当接した状態での前記支持体の相対的な移動方向に対する前記第1の傾斜部の傾斜角度が、前記第2の傾斜部に当接した状態での前記支持体の相対的な移動方向に対する前記第2の傾斜部の傾斜角度と比較して、大きく設計されている
ことを特徴とする排気流路用弁装置。 A support;
A valve body that is rotatably supported by the support body, and that opens and closes an exhaust passage;
A biasing member that biases the valve body in a valve closing direction;
A resistance member that engages the valve body at a valve closing position, and generates resistance against the rotational movement of the valve body in the valve opening direction from the valve closing position;
Equipped with a,
The resistance member is
A valve side fixing portion fixed to the valve body;
A support side engaging portion that engages with the support in the valve-closed position;
With
The support side engaging portion is
Elastically deformed with the rotational movement of the valve body from the valve closing position to the valve opening direction,
A first inclined portion that contacts the support when the valve body rotates in the valve opening direction;
A second inclined portion that contacts the support when the valve body rotates in the valve closing direction;
With
The support body in a state in which an inclination angle of the first inclined portion with respect to a relative movement direction of the support body in contact with the first inclined portion is in contact with the second inclined portion. compared relative inclination angle of the second inclined portion with respect to the direction of movement of the, that are largely designed
An exhaust flow path valve device.
前記弁側固定部は、前記弁体の先端部に固定されている
ことを特徴とする排気流路用弁装置。 It is the valve device for exhaust passages according to claim 3 ,
The valve-side fixing portion is fixed to a distal end portion of the valve body.
前記付勢部材は、前記弁体の開度に比例する力で前記弁体を閉弁方向へ付勢する
ことを特徴とする排気流路用弁装置。 It is the valve device for exhaust passages according to any one of claims 1 to 4 ,
The urging member urges the valve body in a valve closing direction with a force proportional to the opening of the valve body.
前記付勢部材は、前記弁体の開度に比例しない力で前記弁体を閉弁方向へ付勢する
ことを特徴とする排気流路用弁装置。 It is the valve device for exhaust passages according to any one of claims 1 to 4 ,
The urging member urges the valve body in a valve closing direction with a force that is not proportional to the opening of the valve body.
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