CN113266475A - 车辆的排气阀装置 - Google Patents

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Abstract

一种车辆的排气阀装置(1)，通过轴支承于阀主体(3)的转动轴(5)在排气通路(4)内将阀芯(7)支承为能够开闭，经由隔热支架(11)将马达单元(13)安装于阀主体(3)，并将马达单元(13)的输出轴(13a)与转动轴(5)连结，包括：外周导向面(10a)，该外周导向面(10a)设于阀主体(3)，呈以转动轴(5)的轴线(C)为中心的圆弧状；以及内周导向面(12a)，该内周导向面(12a)设于隔热支架(11)并与外周导向面(10a)滑动接触，对以转动轴(5)的轴线(C)为中心的、隔热支架(11)相对于阀主体(3)的固定角度进行引导。

Description

车辆的排气阀装置
技术领域
本发明涉及车辆的排气阀装置。
背景技术
有时在装设于四轮车、两轮车的发动机的排气管上设置排气阀装置，并且用于各种用途，比如排气噪声的减少、通过排气压力上升而使发动机提前预热等。例如在专利文献1和专利文献2所记载的排气阀装置中，经由形成于阀主体的排气通路使发动机的排气管的上游侧和下游侧连通，并通过轴支承于阀主体的转动轴在排气通路内将阀芯支承为能够开闭。
在形成于阀主体的一侧的底座部上分别突出设置有四根卡合片，各卡合片嵌合于在阀主体上配置的支架的卡合缝，由此在阀主体固定有支架。在支架上固定有马达单元，该马达单元的输出轴与阀主体的转动轴连结。因此，当通过马达单元的驱动使转动轴转动时阀芯开闭，相应地限制了在排气管中流通的排气。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2018-151067号公报
专利文献2：日本专利特开2019-120252号公报
发明内容
由于排气阀装置的样式根据车辆侧要求的各种条件(以下，称为车辆侧装设条件)确定，因此当装设于不同的车辆时，为了与在该车辆中要求的车辆侧装设条件相适合而改变排气阀装置的样式。具体地，根据车辆的排气管的口径改变阀主体，或者根据要求的排气的限制量改变马达单元，或者根据排气管周围的设置空间改变马达单元相对于阀主体的固定角度。当改变阀主体或者马达单元时，由于与支架对应的固定结构伴随某些样式改变而变化，因此需要与之相应地重新改造支架整体。
与此相对，当改变马达单元相对于阀主体的固定角度时，由于阀主体和马达单元的样式均没有变化，因此可以使用相同的构件。然而，为了应对新的固定角度，根据专利文献1、2的技术只能改变支架侧的卡合缝相对于阀主体侧的卡合片的位置。因此，与上述其他情况相同地，需要重新改造支架整体，存在制作成本提高这样的问题。
本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供一种车辆的排气阀装置，即使在为了装设于不同的车辆而改变马达单元相对于阀主体的固定角度的情况下，也能通过简单的样式变更来应对。
为了实现上述目的，本发明的车辆的排气阀装置中，通过轴支承于阀主体的转动轴在排气通路内将阀芯支承为能够开闭，经由支架构件将致动器安装于阀主体，并将致动器的输出轴与转动轴连结，该车辆的排气阀装置包括：导向面，该导向面设于阀主体和支架构件中的任意一方，呈以转动轴的轴线为中心的圆弧状；以及导向部，该导向部设于阀主体和支架构件中的任意另一方并与导向面滑动接触，对以转动轴的轴线为中心的、支架构件相对于阀主体的固定角度进行引导。
作为其他方式，也可以是导向面形成为面向外周侧的外周导向面，导向部形成为内周导向面，该内周导向面呈以转动轴的轴线为中心的圆弧状，并且面向内周侧。
作为其他方式，也可以是外周导向面和内周导向面中的至少一方呈环状。
作为其他方式，也可以是导向面形成为面向外周侧的外周导向面，导向部形成为多根导向销，该导向销立设于阀主体和支架构件中的任意另一方，且与外周导向面滑动接触。
作为其他方式，也可以是导向面形成为面向内周侧的内周导向面，导向部形成为多根导向销，该导向销立设于阀主体和支架构件中的任意另一方，且与内周导向面滑动接触。
作为其他方式，也可以是支架构件具有凹陷的盘状的致动器收容部，并且以覆盖致动器的一侧面的方式夹在阀主体与致动器之间。
作为其他方式，也可以是阀主体由铸造制作，导向面形成为在铸造时突出设置于阀主体的圆形突条的外周面，支架构件通过对钢板冲压成型而制作，导向部形成为在冲压成型时贯通设置于支架构件的一侧的圆形孔的内周面。
根据本发明的车辆的排气阀装置，即使在为了装设于不同的车辆而改变马达单元相对于阀主体的固定角度的情况下，也能通过简单的样式变更来应对。
附图说明
图1是表示实施方式的排气阀装置的立体图。
图2是表示排气阀装置的分解立体图。
图3是表示阀主体和隔热支架的结合部位的局部放大剖视图。
图4是表示阀主体侧的外周导向面和隔热支架侧的内周导向面的关系的分解立体图。
图5是用俯视表示改变隔热支架相对于阀主体的角度的状态的作用说明图。
图6是表示将阀主体的圆形突条的外周面设为外周导向面并在隔热支架侧立设三根导向销的另一例的示意图。
图7是表示将阀主体的圆形突条的内周面设为内周导向面并在隔热支架侧立设三根导向销的又一例的示意图。
图8是表示仅在导向销滑动接触的区域形成外周导向面的又一例的示意图。
符号说明
1 排气阀装置
3 阀主体
4 排气通路
5 转动轴
10 圆形突条
10a 外周导向面(导向部、导向面)
11 隔热支架(支架构件)
11a 马达单元收容部(致动器收容部)
12 圆形孔
12a 内周导向面(导向部、导向面)
13 马达单元(致动器)
13a 输出轴
21、22 导向销(导向部)
具体实施方式
以下，对将本发明具体化为四轮车的排气阀装置的一实施方式进行说明。
排气阀装置1以图1所示的姿势设置于未图示的车辆的地板下，在以下的说明中将车辆设为主体，表示前后、左右以及上下方向。来自发动机的排气管2a、2b在车辆的地板下向后方延伸，上游侧2a和下游侧2b经由形成于排气阀装置1的阀主体3的排气通路4连通，虽然未图示，但是在下游侧的排气管2b设有净化排气用的催化剂和消音器。
阀主体3通过铸造制作，使用不锈钢等耐热性高的材料。如图1～图3所示，在阀主体3的呈圆形截面的排气通路4内配置有转动轴5，该转动轴5的上部和下部被轴承6(图3仅示出了上部)轴支承为能够转动。在排气通路4内呈圆板状的阀芯7通过一对小螺钉8固定于转动轴5，与转动轴5的转动相对应地通过阀芯7使排气通路4开闭。
在阀主体3的上部一体形成有用于固定后述的隔热支架11和马达单元13的底座部9，在底座部9的中心，转动轴5的上端朝向上方突出。在底座部9上突出设置有呈以转动轴5的轴线C为中心的环状的圆形突条10，将其面向外周侧的面设为外周导向面10a。外周导向面10a相当于本发明的导向部或者导向面。通过与阀主体3的前后长度对应地对圆形突条10的前部及后部线性地进行倒角，外周导向面10a分割成左右部分并分别呈以转动轴5的轴线C为中心的圆弧状。
如下所述，外周导向面10a起到对马达单元13相对于阀主体3的固定角度进行引导的重要作用，在形状上要求较高的精度。因此，左右的外周导向面10a形成于呈环状的圆形突条10的外周，换言之，左右的外周导向面10a经由形成于圆形突条10的前后的直线状的倒角部位互相连结，从而抑制了铸造时的外周导向面10a的倾倒等变形。此外，由于在由铸造产生的铸件表面的状态下难以顺利地引导马达单元13的固定角度，因此在铸造后对各外周导向面10a施加切削加工。不过，当由外周导向面10a引导固定角度的作用不会产生障碍时，既可以在底座部9上突出设置左右独立的外周导向面10a，也可以省略对于外周导向面10a的切削加工。
如图2～图4所示，在阀主体3上配置有对钢板冲压成型而制作的作为本发明的支架构件的隔热支架11，隔热支架11呈上方凹陷的盘状。在隔热支架11的一侧在冲压成型时贯通设置有呈环状的圆形孔12，将其面向内周侧的面设为内周导向面12a。内周导向面12a相当于本发明的导向部或者导向面。
隔热支架11的圆形孔12套设于阀主体3的圆形突条10，圆形孔12的内径和阀主体3侧的一对外周导向面10a所形成的外径一致。因此，能在使内周导向面12a与外周导向面10a滑动接触的同时，以转动轴5的轴线C为中心任意改变隔热支架11相对于阀主体3的角度。此外，在设为预期的固定角度的基础上，通过对圆形突条10和圆形孔12的内周缘进行点焊(图3中用W1表示)而使隔热支架11固定于阀主体3。
另外，在本实施方式中，由于圆形突条10的上下尺寸和隔热支架11的壁厚一致，因此对圆形突条10和圆形孔12的内周缘进行坡口焊接，但是除此之外也可以进行角焊。具体地，只要使圆形突条10的上下尺寸比隔热支架11的壁厚大并对由此形成的角落部进行焊接即可。此外，只要能得到预期的结合强度即可，既可以仅在一个部位进行点焊，也可以在以转动轴的轴线C为中心的180°相对的两个部位进行点焊，或者也可以通过铆接加工代替点焊来进行结合。
作为本发明的致动器的马达单元13配置于隔热支架11上并通过三根螺栓14固定，指向下方的马达单元13的输出轴13a配置于转动轴5的轴线C上，并且在隔热支架11内空开规定间隔地与转动轴5的上端相对。虽然未图示，但是在马达单元13内置有马达和减速机构，通过经由设于一侧的连接器13b的供电使马达动作，马达的旋转被减速机构减速并驱动输出轴13a旋转。
如以下详细说明的那样，马达单元13的输出轴13a和阀主体3的转动轴5经由刚性接头构件15和柔性接头构件16互相连结。马达单元13的输出轴13a的旋转经由各接头构件15、16向转动轴5传递，驱动阀芯7开闭从而限制在排气管2a、2b中流通的排放气体。
如图2、3所示，刚性接头构件15是通过焊接将呈平板状的密封件18和呈筒状的传递件19结合而构成的，使用不锈钢等耐热性高的材料。在密封件18的密封面18a贯通设置有轴孔18b，分别从密封面18a周围的四个等分的部位延伸出臂部18c。在密封件18的轴孔18b嵌入有从阀主体3的底座部9上突出的转动轴5的上端并进行铆接加工，由此在转动轴5的上端固定有密封件18。
密封件18的密封面18a从上方抵接于阀主体3的上侧的轴支承部位，并对由轴承6形成的微小的间隙进行密封，从而防止在排气通路4内流通的排放气体泄漏。在密封件18上从上方配置有传递件19，密封件18的各臂部18c分别嵌合到形成于传递件19的下端的卡合槽19b内并互相焊接，从而形成有刚性接头构件15。
柔性接头构件16通过将钢琴线等线材卷绕为螺旋状而制作，上端嵌入在输出轴13a上形成的弹簧槽13c，下端嵌入在刚性接头构件15的传递件的上端形成的弹簧槽19a。柔性接头构件16以具有弹性的方式夹装在输出轴13a与刚性接头构件15之间，由此防止从预期的配置状态脱落。
柔性接头构件16由于呈螺旋状而兼具隔热性和柔性。此外，通过柔性接头构件16的隔热性阻断热量从因高温的排放气体而过热的阀主体3向马达单元13传递，与通过后述的隔热支架11阻断来自阀主体3的辐射热相配合，起到保护马达单元13免受热损伤的作用。此外，柔性接头构件16的柔性起到吸收刚性接头构件15侧与输出轴13a侧之间的轴线C的细微偏移的作用。
如上所述地构成的排气阀装置1通过例如以下的顺序进行组装。
预先制作好密封件18、传递件19、转动轴5、柔性接头构件16等单独的部件，首先，将转动轴5的上端插入密封件18的轴孔18b并通过铆接加工结合。接着，将传递件19配置于密封件18上，使密封件18的臂部18c嵌合于传递件19的各卡合槽19b并分别进行焊接，从而完成刚性接头构件15。此外，当将转动轴5从上方插入阀主体3的轴承6时，刚性接头构件15的密封面18a抵接于上侧的轴支承部位，在该状态下通过小螺钉8将阀芯7固定于排气通路4内的转动轴5。
接着，将隔热支架11的圆形孔12套设于阀主体3的圆形突条10。通过使圆形突条10的各外周导向面10a与圆形孔12的内周导向面12a紧贴，并以转动轴5的轴线C为中心互相滑动接触，能任意改变隔热支架11相对于阀主体3的角度。在向预期的固定角度调节的作业中，使用预先制作好的夹具。虽然未图示，但是当将阀主体3和隔热支架11设置于夹具时，互相的位置关系自动保持在预期的固定角度，在该状态下从上方对阀主体3的圆形突条10和隔热支架11的圆形孔12的内周缘进行点焊。
之后，将柔性接头构件16配置于刚性接头构件15的传递件19上，将马达单元13从上方配置于隔热支架11上并通过螺栓14固定。由此，使柔性接头构件16以具有弹性的方式夹装在马达单元13的输出轴13a与刚性接头构件15的传递件19之间，从而完成排气阀装置1的组装作业。当然，组装作业的顺序不限定于此，可以任意变更。
如上所述，根据本实施方式的排气阀装置1，能通过阀主体3侧的外周导向面10a和隔热支架11侧的内周导向面12a的滑动接触，以转动轴5的轴线C为中心任意引导马达单元13相对于阀主体3的固定角度。由于马达单元13的固定角度被以转动轴5的轴线C为中心改变，因此即使固定角度变化也能始终将马达单元13相对于阀主体3保持在正确的位置关系，详细地，保持在使转动轴5和输出轴13a的轴线C一致的位置关系。尤其根据本实施方式，由于隔热支架11侧的内周导向面12a呈环状，因此也能与360°的任何固定角度对应。
因此，例如当为了装设到不同的车辆而应用于车辆侧装设条件，从图5中用实线表示的马达单元13的固定角度改变成用点划线表示的固定角度时，或者改变成用双点划线表示的固定角度时，仅通过利用与各个固定角度对应的夹具以预期的固定角度进行结合就能应对。此外，在以最初的固定角度试验性地装设于车辆而发现需要稍微进行微调节时，仅通过与微调节后的固定角度对应地重新制作夹具就能完成。在任意情况下，能使用当前的隔热支架11而不重新改造隔热支架11整体，当然，对于阀主体3和马达单元13也可以使用相同的构件。因此，能够通过在组装时改变隔热支架11相对于阀主体3的固定角度的简单的样式变更来进行应对而不提高成本。
除此之外，通过对钢板进行冲压成型来制作隔热支架11，能实现下述的作用效果。
首先，利用以钢板为材料的冲压成型，使隔热支架11呈上方凹陷的盘状，并从下方覆盖马达单元13。上述形状不仅是为了阻断来自位于下侧的阀主体3的辐射热的理想形状，与例如通过切削加工来制作隔热支架11的情况相比还可以实现制作成本的降低以及轻量化。
因此，这样，隔热支架11具有凹状的致动器收容部即马达单元收容部11a，并且以覆盖马达单元13的一侧面的方式夹在阀主体3与马达单元13之间，从而能通过隔热支架11有效地阻断来自因排气而过热的阀主体3的辐射热。作为结果，能保护马达单元13免受热损伤，并提高作为排气阀装置1的可靠性。此外，隔热支架11体积不增大会使排气阀装置1小型化，容易在空间上富余较少的车辆的地板下设置排气阀装置1，因此能提高向车辆的装设性。
此外，通过冲压成型制作的隔热支架11例如与切削加工等相比难以形成角落部等明确的形状，但是可以通过在隔热支架11侧形成内周导向面12a来补足该缺点。
即，为了准确地引导马达单元13的固定角度，需要使阀主体3的外周导向面10a和隔热支架11的内周导向面12a以正确的姿势嵌合，从而使转动轴5和输出轴13a的轴线C准确地一致。当在阀主体3形成内周导向面12a并在隔热支架11形成外周导向面10a时，通过冲压成型从隔热支架11突出设置的圆形突条10的基端的角落部会形成为圆角形。上述圆角形的角落部有时会阻碍以正确的姿势嵌合到阀主体3侧的内周导向面12a，在这种情况下，在转动轴5和输出轴13a的轴线C之间会产生偏移。
本实施方式的内周导向面12a是贯通设置于隔热支架11的圆形孔12的内周面，与上述圆角形的角落部不同，圆形孔12在冲压成型时被冲裁成预期的圆形。另一方面，对方侧的圆形突条10和阀主体3一起铸造并呈预期的明确形状。因此，能使内周导向面12a以正确姿势嵌合到外周导向面10a，并使转动轴5和输出轴13a的轴线C准确地一致，作为结果能准确地引导马达单元13的固定角度。而且，这样不仅实现了隔热支架11所要求的各种条件(隔热性、小型化以及预期形状的内周导向面12a)，还能利用可以简单地实施的冲压成型来制作隔热支架11，该主要原因也对制作成本的降低作出较大贡献。
本发明的方式不限定于上述实施方式。在上述实施方式中，具体化为四轮车的排气阀装置1，但是除此之外也可以例如应用于两轮车、三轮车的排气阀装置。
此外，在上述实施方式中，在阀主体3侧形成圆形突条10，在隔热支架11侧形成圆形孔12，并通过彼此的导向面10a、12a的滑动接触来引导固定角度，但是也可以与之相反地，在阀主体3侧形成圆形孔12，在隔热支架11侧形成圆形突条10。
此外，为了实现引导固定角度的作用，并非必须在阀主体3侧和隔热支架11侧这二者形成导向面10a、12a。例如，也可以如图6所示，在隔热支架11侧朝向下方立设三根导向销21，使上述导向销21与阀主体3的圆形突条10的外周导向面10a滑动接触，从而引导固定角度。此外，也可以如图7所示，将阀主体3的圆形突条10的内周面设为内周导向面10b，并使内周导向面10b与立设于隔热支架11侧的三根导向销22滑动接触，在这种情况下也起到相同的引导作用。在图6、图7的任一者中，为了保持各导向销21、22向外周导向面10a、内周导向面10b的滑动接触状态，均将以转动轴5的轴线C为中心的各导向销21、22的间隔设定为小于180°。上述另一例的导向销21、22相当于本发明的导向部。
另外，导向销21、22不限定于三根，也可以任意改变根数。此外，也可以与图6、7相反地，在隔热支架11侧形成导向面10a、10b，在阀主体3侧立设导向销21、22。
此外，也可以仅在各导向销21、22滑动接触的区域形成导向面10a、10b。例如，在像图6那样形成有外周导向面10a的结构中，当以图8中用实线和双点划线的导向销21表示的两个角度固定马达单元13时，也可以仅在上述角度之间的区域形成外周导向面10a。虽然未图示，但是在图7所示的内周导向面10b的情况下也一样。

Claims (7)

1.一种车辆的排气阀装置，通过轴支承于阀主体的转动轴在排气通路内将阀芯支承为能够开闭，经由支架构件将致动器安装于所述阀主体，并将所述致动器的输出轴与所述转动轴连结，其特征在于，包括：
导向面，该导向面设于所述阀主体和所述支架构件中的任意一方，且呈以所述转动轴的轴线为中心的圆弧状；以及
导向部，该导向部设于所述阀主体和所述支架构件中的任意另一方并与所述导向面滑动接触，对以所述转动轴的轴线为中心的、所述支架构件相对于所述阀主体的固定角度进行引导。
2.如权利要求1所述的车辆的排气阀装置，其特征在于，
所述导向面形成为面向外周侧的外周导向面，
所述导向部形成为内周导向面，该内周导向面呈以所述转动轴的轴线为中心的圆弧状，并且面向内周侧。
3.如权利要求2所述的车辆的排气阀装置，其特征在于，
所述外周导向面和所述内周导向面中的至少一方呈环状。
4.如权利要求1所述的车辆的排气阀装置，其特征在于，
所述导向面形成为面向外周侧的外周导向面，
所述导向部形成为多根导向销，该导向销立设于所述阀主体和所述支架构件中的任意另一方，且与所述外周导向面滑动接触。
5.如权利要求1所述的车辆的排气阀装置，其特征在于，
所述导向面形成为面向内周侧的内周导向面，
所述导向部形成为多根导向销，该导向销立设于所述阀主体和所述支架构件中的任意另一方，且与所述内周导向面滑动接触。
6.如权利要求1～5中任一项所述的车辆的排气阀装置，其特征在于，
所述支架构件具有凹陷的盘状的致动器收容部，并且以覆盖所述致动器的一侧面的方式夹在所述阀主体与所述致动器之间。
7.如权利要求6所述的车辆的排气阀装置，其特征在于，
所述阀主体由铸造制作，
所述导向面形成为在所述铸造时突出设置于所述阀主体的圆形突条的外周面，
所述支架构件通过对钢板冲压成型而制作，
所述导向部形成为在所述冲压成型时贯通设置于所述支架构件的一侧的圆形孔的内周面。
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