JP2001342828A - 排気制御弁 - Google Patents

排気制御弁

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気制御弁において，軸受ブッシュにシール
機能を持たせるようにして，高価なシール部材を不要に
し，コストの低減を図る。 【解決手段】 弁ハウジング５６と，この弁ハウジング
５６に回転可能に収容される弁体５７とからなり，その
弁体５７の，弁ハウジング５６外に突出した弁軸６２の
外端に伝動部材６７を取付けた排気制御弁において，弁
ハウジング５６に，内周面で前記弁軸６２の外周面を，
また端面で弁体５７の端面を回転自在に支承する軸受ブ
ッシュ６０を装着し，この軸受ブッシュ６０及び弁体５
７の対向端面間を圧接シール状態とすべくスラストスプ
リング８３の荷重により弁体５７を付勢した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，弁ハウジングと，
この弁ハウジングの弁室に回転可能に収容され，弁ハウ
ジングと協働して排気の流れを制御する弁体とからな
り，その弁体の，弁ハウジング外に突出した弁軸の外端
には，これを回転駆動する伝動部材を取付けた排気制御
弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，かゝる排気制御弁において，弁ハ
ウジングに，弁軸を回転自在に支承する軸受ブッシュ
と，この軸受ブッシュに隣接して弁軸の外周面に密接す
るシール部材とを装着したものが知られている（例えば
特開昭６３−２１２７２８号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の排気制御弁で
は，上記のように専用の機能を持つ軸受ブッシュ及びシ
ール部材を装着しているので，部品点数が多く，特にシ
ール部材が高価であることもあって，コストの低減が困
難であった。
【０００４】本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたも
ので，軸受ブッシュにシール機能を持たせるようにし
て，部品点数が少なく低廉な前記排気制御弁を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明は，弁ハウジングと，この弁ハウジングの弁
室に回転可能に収容され，弁ハウジングと協働して排気
の流れを制御する弁体とからなり，その弁体の，弁ハウ
ジング外に突出した弁軸の外端には，これを回転駆動す
る伝動部材を取付けた排気制御弁において，弁ハウジン
グに，内周面で前記弁軸の外周面を，また端面で弁体の
端面を回転自在に支承する軸受ブッシュを装着し，この
軸受ブッシュ及び弁体の対向端面間を圧接シール状態と
すべく弁体をばね付勢したことを第１の特徴とする。前
記伝動部材は，後述する本発明の実施例における被動プ
ーリ６７に対応する。
【０００６】この第１の特徴によれば，軸受ブッシュに
軸受機能のみならずシール機能をも付与することができ
る。したがって，特別なシール部材を設けるこなく弁軸
周りからの排ガスのリークを防ぐことができ，高価なシ
ール部材を不要としたことゝ部品点数の削減とによりコ
ストの低減を図ることができる。
【０００７】しかもシール部材を設けない分，軸方向に
長い軸受ブッシュの使用が可能となり，弁軸を広い範囲
で支承して大きな軸受容量を確保することができる。し
たがってその軸受ブッシュは，弁軸に取付けた被動プー
リから荷重を直接的に受けても，優れた耐久性を発揮す
ることができる。
【０００８】また本発明は，上記特徴に加えて，前記軸
受ブッシュを非金属製としたことを第２の特徴とする。
【０００９】この第２の特徴によれば，軸受ブッシュは
良好なシール機能を発揮し得ると共に，排気脈動による
弁体のスラスト方向の振動を吸収して，異音の発生を抑
えることができる。
【００１０】さらに本発明は，弁ハウジングと，この弁
ハウジングの弁室に回転可能に収容され，弁ハウジング
と協働して排気の流れを制御する弁体とからなり，その
弁体の，弁ハウジングに装着された軸受ブッシュに回転
自在に支承される弁軸の一端には，これを回転駆動する
伝動部材を取付けた排気制御弁において，前記弁体を，
その弁軸と共にチタン材で構成する一方，前記軸受ブッ
シュをカーボン材で構成したことを第３の特徴とする。
【００１１】この第３の特徴によれば，弁体を，その弁
軸と共にチタン材で構成することにより，弁体，延いて
は排気制御弁の軽量化を図ることができる。しかも，弁
体全体を構成するチタン材は活性金属で凝着性が高い
が，カーボン材からなる軸受ブッシュの採用により，高
温状態でも，弁軸及び軸受ブッシュ間に良好な回転摺動
性を付与することができ，弁体の軽量化と相俟って，弁
体の駆動トルクに対する応答性を効果的に高めることが
できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を，添付図面
に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。
【００１３】図１は吸気制御装置及び排気制御装置を備
えるエンジンを搭載した自動二輪車の側面図，図２は上
記吸気制御装置の要部縦断側面図，図３は図２に対応し
た作用説明図，図４は図２の４−４線断面図，図５は図
４の５−５線断面図，図６は図４の６−６線断面図，図
７は排気系の斜視図，図８は上記排気制御装置の側面
図，図９は排気制御弁を低速制御位置で示す，図８の９
−９線断面図，図１０は図９の１０−１０線断面図，図
１１は排気制御弁を中速制御位置で示す，図９に対応し
た断面図，図１２は排気制御弁を高速制御位置で示す，
図９に対応した断面図，図１３は排気系の要部拡大平面
図，図１４は図１３の１４−１４線断面図，図１５は図
１４の１５−１５線断面図，図１６は図１３の１６−１
６線断面図，図１７は図１６の１７−１７線断面図，図
１８は吸気制御弁及び排気制御弁の駆動装置の平面図，
図１９は図１８の１９−１９線断面図，図２０は図１８
の２０−２０線断面図である。
【００１４】図１において，自動二輪車１の車体フレー
ム２は，前端にヘッドパイプ３を有して後下りに延び，
且つ後端相互を連結した左右一対のメインフレーム４，
４と，これらメインフレーム４，４の後端に結合されて
後上がり延びるシートレール５とからなっており，一対
のメインフレーム４，４に並列四気筒エンジンＥｎが取
付けられる。その際，エンジンＥｎは，そのシリンダブ
ロック８及びシリンダヘッド９をやゝ前傾させると共
に，そのシリンダヘッド９をメインフレーム４，４間に
挿入するようにして配置される。
【００１５】ヘッドパイプ３には，前輪７ｆを軸支する
フロントフォーク６ｆが操向可能に連結され，後輪７ｒ
を支持するリアフォーク６ｒは，エンジンＥｎのクラン
クケース１０後部に枢軸１１を介して上下揺動可能に連
結されると共に，このリアフォーク６ｒとメインフレー
ム４，４間にリアクッションユニット１２が介裝され
る。そして，枢軸１１の前方に配置されるエンジンＥｎ
の出力軸１３がチェーン伝動装置１４を介して後輪７ｒ
を駆動するようになっている。
【００１６】またメインフレーム４，４上には燃料タン
ク１５が搭載され，シートレール５にはタンデムメイン
シート１６が取付けられる。
【００１７】エアクリーナ１７及びスロットルボディ１
８を含むエンジンＥｎの吸気系Ｉｎは，シリンダヘッド
９の上方で，燃料タンク１５に覆われるように配置さ
れ，排気管５１ａ〜５１ｄ及び排気マフラ５４を含むエ
ンジンＥｎの排気系Ｅｘは，シリンダヘッド９及びシリ
ンダブロック８の前面からクランクケース１０の下方を
通って，斜め上方へ延びように配置される。
【００１８】先ず，図１ないし図６により，エンジンＥ
ｎの吸気系Ｉｎについて説明する。
【００１９】図１ないし図４に示すように，エンジンＥ
ｎのシリンダヘッド９には，四気筒に対応する４個のス
ロットルボディ１８，１８…が連結され，これらスロッ
トルボディ１８，１８…の吸気道１８ａ入口にエアファ
ンネル２１，２１…がそれぞれ接続される。また４個の
スロットルボディ１８，１８…には，全部のエアファン
ネル２１，２１…を収容するエアクリーナ１７のクリー
ナケース２２が取付けられる。クリーナケース２２は，
スロットルボディ１８，１８…に固着される下部ケース
半体２２ｂと，この下部ケース半体２２ｂにビス２７に
より分離可能に接合される上部ケース半体２２ａとから
なっており，このクリーナケース２２内を下部の未浄化
室２３と上部の浄化室２４とに仕切るエレメント取付け
板２５が両ケース半体２２ａ，２２ｂ間に挟持されるよ
うにして配設される。このエレメント取付け板２５に設
けられた取付け孔２５ａにはクリーナエレメント２６が
装着されている。
【００２０】下部ケース半体２２ｂの一側には，未浄化
室２３を大気に開放する空気取り入れ口２８が設けら
れ，一方，エアファンネル２１，２１…は，下部ケース
半体２２ｂの底壁を貫通して浄化室２４に入口を開口す
るように配置される。したがって，エンジンＥｎの作動
中，空気取り入れ口２８から未浄化室２３に流入した空
気は，クリーナエレメント２６で濾過された後，浄化室
２４に移り，エアファンネル２１，スロットルボディ１
８へと流入し，各スロットルボディ１８内のスロットル
弁２９により流量を調節されながらエンジンＥｎに吸入
されていく。その際，各スロットルボディ１８の一側壁
に装着された燃料噴射弁３２からエンジンＥｎの吸気ポ
ートに向けて燃料が噴射されるようになっている。
【００２１】全スロットルボディ１８のスロットル弁２
９は，その弁軸２９ａ同士を連動，連結しており，その
外側の弁軸２９ａに固着されたプーリ３０と，それに接
続された操作ワイヤ３１を介して，自動二輪車１の操向
ハンドルに付設されたスロットルグリップにより開閉操
作される。
【００２２】下部ケース半体２２ｂには，未浄化室２３
の中間部を下部の小断面積通路３３ａと，上部に大断面
積通路３３ｂとに区画する隔壁３４が一体に成形されて
おり，その大断面積通路３３ｂを開閉する吸気制御弁３
５が隔壁３４に軸支される。
【００２３】吸気制御弁３５は，弁板３６と，この弁板
３６の一側端に一体成形された弁軸３７とからなってお
り，上記隔壁３４には，その弁軸３７の一端部を回転自
在に支承する一つの軸受３８と，弁軸３７の他端部を回
転自在に支承する左右一対の軸受３９，３９とが設けら
れる。
【００２４】吸気制御弁３５は，その弁板３６の先端
を，図３に示すように，大断面積通路３３ｂの天井面に
当接させて大断面積通路３３ｂを全閉にする第１吸気制
御位置Ａ（図２参照）と，弁板３６を隔壁３４に平行に
して同通路３３ｂを全開にする第２吸気制御位置Ｂとの
間を回動するようになっており，その回動角度は図示例
の場合，略４５°となっている。吸気制御弁３５の第２
吸気制御位置Ｂでは，弁板３６は先端を大断面積通路３
３ｂの上流側に向けた傾斜姿勢をとり，エンジンＥｎの
吸気負圧が弁板３６を閉じ方向へ付勢すべく作用するよ
うになっている。
【００２５】弁軸３７の一端部に一体に形成されたアー
ム４０には，これを介して弁板３６を閉じ方向，即ち第
１吸気制御位置Ａ側へ付勢する戻しばね４１が接続され
る。また弁軸３７の他端部には，一対の軸受３９，３９
間において，後述するアクチュエータ７１の駆動プーリ
７３に第１伝動ワイヤ７５ａを介して連結される被動プ
ーリ４６が回転可能に取付けられ，この被動プーリ４６
及び弁軸３７間に，これらを相互に連結するロストモー
ション機構４２が設けられる。ロストモーション機構４
２は，弁軸３７の一側面に突設された伝動ピン４３と，
この伝動ピン４３を係合すべく被動プーリ４６の内周面
に形成されて周方向に延びる円弧溝４４と，被動プーリ
４６を吸気制御弁３５の第１吸気制御位置Ａ側へ付勢す
るロストモーションばね４５とからなっている。その円
弧溝４４の中心角は，吸気制御弁３５の開閉角度より大
きく設定され，被動プーリ４６が後退位置から吸気制御
弁３５の開き方向，即ち第２吸気制御位置Ｂ側へ回転し
たとき，所定の遊び角度αを過ぎてから円弧溝４４の一
端面が伝動ピン４３に当接して吸気制御弁３５を第２吸
気制御位置Ｂ側へ動かし始めるようになっている。
【００２６】次に，図１，図７ないし図１７により，エ
ンジンＥｎの排気系Ｅｘについて詳述する。
【００２７】先ず図１及び図７において，エンジンＥｎ
の並列四気筒を，車両の左側から１番〜４番気筒５０ａ
〜５０ｄと呼ぶことにし，各気筒での点火は，１番気筒
５０ａ，２番気筒５０ｂ，４番気筒５０ｄ，３番気筒５
０ｃの順序で行う。１番〜４番気筒５０ａ〜５０ｄにそ
れぞれ対応する１番〜４番排気管５１ａ〜５１ｄがシリ
ンダヘッド９の前面に接続され，これら排気管５１ａ〜
５１ｄは，エンジンＥｎの前面を下りて，その下方で後
方へ曲がる。そして，エンジンＥｎの下方において，１
番及び４番排気管５１ａ，５１ｄは左右に隣接配置さ
れ，これら１番及び４番排気管５１ａ，５１ｄの直下で
２番及び３番排気管５１ｂ，５１ｃが隣接配置される。
そして，これら排気管５１ａ〜５１ｄの中間部に排気制
御弁５５が設けられる。
【００２８】図８〜図１２に示すように，排気制御弁５
５は，１番〜４番排気管５１ａ〜５１ｄの中間部に介裝
される共通の弁ハウジング５６と，この弁ハウジング５
６に装着される弁体５７とから構成される。弁ハウジン
グ５６の前後両端に形成された前部及び後部フランジ５
６Ａ，５６Ｂに１番〜４番排気管５１ａ〜５１ｄの上流
側及び下流側がそれぞれ接続される。弁ハウジング５６
には，前部及び後部フランジ５６Ａ，５６Ｂの各端面に
開口して１番及び４番排気管５１ａ，５１ｄの上流側及
び下流側の管路に合致する各一対の入口ポート５６ａ，
５６ａ及び出口ポート５６ｂ，５６ｂと，これら入口ポ
ート５６ａ，５６ａ及び出口ポート５６ｂ，５６ｂ間に
介在して上記各ポートの軸線と直交する方向に延びる円
筒状の弁室５６ｃと，前部及び後部フランジ５６Ａ，５
６Ｂ間にわたり形成されて２番及び３番排気管５１ｂ，
５１ｃの上流及び下流側の管路に合致する一対の連通ポ
ート５６ｄ，５６ｄとが形成され，これら連通ポート５
６ｄ，５６ｄの上側には，これらを弁室５６ｃに連通す
る一対の連通孔５６ｅ，５６ｅが設けられる。
【００２９】弁室５６ｃの一端は，弁ハウジング５６と
一体の端壁で閉塞されており，その端壁に軸受ブッシュ
５９が装着される。また弁室５６ｃの他端は開放されて
おり，それを閉鎖する軸受ブラケット５８が弁ハウジン
グ５６にボルト６４で固着される。軸受ブラケット５８
は上記軸受ブッシュ５９と同軸の軸受ブッシュ６０を備
えている。
【００３０】一方，弁体５７は弁室５６ｃに回転自在に
装着されるもので，基本的には円筒状をなしおり，その
軸方向両端に一体に形成された弁軸６１，６２が前記軸
受ブッシュ５９，６０に回転自在に支承され，低速制御
位置Ｃ，中速制御位置Ｄ及び高速制御位置Ｅ間を回転す
るようになっている。
【００３１】この場合，特に，軸受ブラケット５８の軸
受ブッシュ６０は，軸受ブラケット５８の内端面より僅
かに突出していて，弁体５７の端面をも支承するように
なっている。
【００３２】弁ハウジング５６はチタン材で構成され，
また弁体５７も両弁軸６１，６２と共にチタン材で構成
される。一方，両弁軸６１，６２を支承する軸受ブッシ
ュ５９，６０は，軸受性のみならずシール性にも優れた
非金属材料，具体的にはカーボン材，例えばカーボング
ラファイトで成形される。
【００３３】弁軸６２の，軸受ブラケット５８外に突出
した先端部には被動プーリ６７がナット６７で固着さ
れ，この被動プーリ６７は，後述するアクチュエータ７
１の駆動プーリ７３から第２及び第３伝動ワイヤ７５ｃ
を介して駆動される。
【００３４】被動プーリ６７には，軸受ブラケット５８
側に開口する環状の保持凹部８０ａを持ったフランジ部
８０が一体に形成され，その保持凹部８０ａには，環状
のリテーナ８１と，このリテーナ８１に相対回転自在に
保持される２枚のスラストワッシャ８２，８２′が収容
され，これらスラストワッシャ８２，８２′と軸受ブラ
ケット５８との間にスラストスプリング８３が一定の荷
重をもって縮設され，その荷重により弁体５７の端面と
前記軸受ブッシュ６０の端面とは圧接シール状態に保持
される。これに伴い弁ハウジング５６の，軸受ブラケッ
ト５８と反対側の端壁と弁体５７との対向端面間には間
隙ｇが生ずるが，この間隙ｇにより弁体５７の軸方向の
熱膨張が吸収される。
【００３５】弁体５７には，その軸線を横切って前記各
入口ポート５６ａ及び出口ポート５６ｂと合致し得る一
対の貫通孔５７ａと，弁体５７の半径方向でこの貫通孔
５７ａの一側面を開放する連通孔５７ｂとが設けられ
る。
【００３６】而して，弁体５７の低速制御位置Ｃでは
（図９及び図１０参照），連通孔５７ｂが弁ハウジング
５６の入口ポート５６ａと重なると共に貫通孔５７ａの
一端側が弁ハウジング５６の連通孔５６ｅと重なり，且
つ弁体５７の，連通孔５７ｂと対向する弁壁５７Ａが出
口ポート５６ｂを閉鎖するようになっている。また中速
制御位置Ｄ（図１０参照）では，貫通孔５７ａが入口及
び出口ポート５６ａ，５６ｂに合致すると共に，弁壁５
７Ａが連通孔５６ｅを閉じるようになっている。上記弁
壁５７Ａの外面には，この中速制御位置Ｄ（図１２参
照）で連通ポート５６ｄの内周面に連続する円弧状の凹
部５７ｃが設けられる。さらに高速制御位置Ｅでは，貫
通孔５７ａが入口及び出口ポート５６ａ，５６ｂに合致
すると共に，連通孔５７ｂが連通孔５６ｅと合致するよ
うになっている。したがって，弁体５７の中速制御位置
Ｄと高速制御位置Ｅの間は略１８０°離れており，その
中間点に低速制御位置Ｃが存在する。
【００３７】図１，図７及び図１３において，１番〜４
番排気管５１ａ〜５１ｄが排気制御弁５５を過ぎたとこ
ろで１番及び４番排気管５１ａ，５１ｄは，これらを集
合させる上部第１排気集合管５２ａに接続され，２番及
び３番排気管５１ｂ，５１ｃは，これらを集合させる下
部第１排気集合管５２ｂに接続される。その後，上記両
排気集合管５２ａ，５２ｂは，これらを集合させる第２
排気集合管５３に接続され，その後端に排気マフラ５４
が接続される。その際，上部及び下部第１排気集合管５
２ａ，５２ｂのうち，排気制御弁５５の連通ポート５６
ｄに連なる側の下部第１排気集合管５２ｂにのみ１次排
気浄化装置８４が配設され，また第２排気集合管５３に
は２次排気浄化装置８５が配設される。
【００３８】図１４及び図１５に示すように，１次排気
浄化装置８４は，その形式を問うものではないが，図示
例の場合，周壁に無数の透孔８８を有する円筒形の触媒
担体８７を主体とする３元触媒コンバータで構成され
る。その触媒担体８７は，一端部が下部第１排気集合管
５２ｂの内壁に溶接して固定され，他端部が同内壁にグ
ラスウール，スチールウール等からなる断熱部材８９を
介して摺動可能に保持され，この両端部以外の触媒担体
８７の中間部と下部第１排気集合管５２ｂとの間には筒
状の断熱空間９０が設けられる。したがって，１次排気
浄化装置８４の熱伸びは，それと断熱部材８９間での滑
りによって許容され，１次排気浄化装置８４及び下部第
１排気集合管５２ｂの熱歪みの発生を抑えることがで
き，また断熱部材８９及び断熱空間９０により１次排気
浄化装置８４の保温を図ると共に下部第１排気集合管５
２ｂの過熱を防ぐことができる。
【００３９】図１６及び図１７に示すように，第２排気
集合管５３は，その上流側に連なる外側管９２と，下流
側に連なる内側管９３とからなっており，内側管９３は
筒状の断熱空間９４を存して外側管９２の内側に配置さ
れる。そして，外側管９２の下流端は内側管９３の外周
に溶接され，内側管９３の上流端は，グラスウール，ス
チールウール等からなる断熱部材９５を介して外側管９
２に相対摺動可能に支持される。また第２排気集合管５
３は中間部で僅かに屈曲しており，その屈曲部分で外側
管９２の内周面には，内側管９３を囲繞するガイドリン
グ９６が溶接される。
【００４０】２次排気浄化装置８５も，その形式を問う
ものではないが，図示例の場合，周壁に無数の透孔９９
を有する円筒形の触媒担体９８を主体とする３元触媒コ
ンバータで構成される。その触媒担体９８は，軸方向中
央部において断熱部材１００及び保持環１０１を介して
内側管９３に取付けられる。断熱部材１００は，グラス
ウール，スチールウール等からなっている。保持環１０
１は，一対の半環体１０１ａ，１０１ｂの対向端部を相
互に重ね溶接して構成され，その際，断熱部材１００に
圧縮力を加えて，断熱部材１００及び触媒担体９８間
に，触媒担体９８を摺動可能に保持するための摩擦力を
付与する。内側管９３には，それぞれ半径方向内方に突
出して直径方向で対向する一対の突起９３ａが形成され
ており，これら突起９３ａに保持環１０１の外周面が溶
接され，この溶接部を除いた部分では，保持環１０１及
び内側管９３間に断熱空間１０２が設けられる。触媒担
体９８の，保持環１０１で保持される中央部以外の部分
は，内側管９３の内周面から充分に離れていて，排ガス
が無数の透孔９９を通して触媒担体９８の内外を流通し
得るようになっている。
【００４１】こうして２次排気浄化装置は，その中央部
を断熱部材１００及び保持環１０１を介して内側管９３
に摺動可能に保持されるので，２次排気浄化装置８５の
熱伸びは，それと断熱部材１００間での滑りによって許
容され，２次排気浄化装置８５及び内側管９３の熱歪み
の発生を抑えることができ，また断熱部材１００，断熱
空間１０２，内側管９３及び外側の断熱空間９４により
２次排気浄化装置８５の保温を効果的に図ると共に外側
管９２の過熱を防ぐことができる。しかも２次排気浄化
装置８５は，一箇所で安定良く保持される上，その保持
部以外の部分で排ガスが透孔８８を通して触媒担体９８
の内外を流通し得るので，排ガス浄化を効果的に行うこ
とができる。さらに第２排気集合管５３を構成する外側
管９２及び内側管９３の熱伸びの差は，内側管９３，断
熱部材９５及び外側管９２の各間の滑りにより許容さ
れ，さらに２次排気浄化装置８５及び外側管９２間に２
重に介在する断熱空間９４，１０２により，２次排気浄
化装置８５の熱害を効果的に防ぐことができる。
【００４２】次に，前記吸気制御弁３５及び排気制御弁
５５の駆動装置について，図１，図１８ないし図２０を
参照しながら説明する。
【００４３】図１及び図１８に示すように，エンジンＥ
ｎのクランクケース１０の上方において，メインフレー
ム４の内側面に固設された一対のブラケット７０，７０
に共通のアクチュエータ７１が弾性部材７７を介してボ
ルト７８により取付けられる。その際，アクチュエータ
７１は，これから前記吸気制御弁３５及び排気制御弁５
５までの各距離が略等しくなるように配置される。アク
チュエータ７１は，図示例の場合，正逆転可能の電動モ
ータで構成され，その出力軸７２に固着された駆動プー
リ７３は小径の第１ワイヤ溝７３ａと，大径の第２及び
第３伝動ワイヤ溝７３ｂ，７３ｃとを持っている。その
第１ワイヤ溝５４ａと，前記吸気制御弁３５側の被動プ
ーリ４６（図６参照）のワイヤ溝４６ａに第１伝動ワイ
ヤ７５ａが係合されると共に，その両端子が駆動及び被
動プーリ７３，４６に接続される。また第２及び第３ワ
イヤ溝７３ｂ，７３ｃと前記排気制御弁５５側の被動プ
ーリ６７（図９参照）の一対のワイヤ溝６７ｂ，６７ｃ
に第２及び第３伝動ワイヤ７５ｂ，７５ｃが巻き掛け方
向を反対にして係合されると共に，それらの両端子が駆
動プーリ７３及び被動プーリ６７にそれぞれ接続され
る。
【００４４】アクチュエータ７１に接続される電子制御
ユニット７６は，図示しないセンサから入力されるエン
ジンＥｎの回転数やブースト負圧等からエンジンＥｎの
低速回転域，中速回転域及び高速回転域を判別して，そ
れに応じてアクチュエータ７１を制御するようになって
おり，それによりアクチュエータ７１は，エンジンＥｎ
の中速回転域では駆動プーリ７３を初期位置イに保持
し，低速回転域では，その初期位置イから逆転方向Ｒへ
所定角度離れた第１駆動位置ロまで駆動プーリ７３を駆
動し，高速回転域では第１駆動位置ロから正転方向Ｆへ
初期位置イを経由して所定角度離れた第２駆動位置ハま
で駆動プーリ７３を駆動するようになっている。
【００４５】次に，この実施例の作用について説明す
る。
【００４６】エンジンＥｎの低速回転域で，アクチュエ
ータ７１により駆動プーリ７３が第１駆動位置ロまで駆
動されると，駆動プーリ７３は第１及び第２伝動ワイヤ
７５ａ，７５ｂを牽引して，吸気制御弁３５側の被動プ
ーリ４６を開弁方向（図６で反時計方向）へ所定角度回
転させ，また排気制御弁３５側の被動プーリ６７を図８
で反時計方向へ所定角度回転させて排気制御弁３５の弁
体５７を図９及び図１０の低速制御位置Ｃへ運ぶ。
【００４７】しかしながら，被動プーリ４６の上記所定
角度の回転は，ロストモーション機構４２における駆動
プーリ７３及び吸気制御弁３５間の遊び角度αの範囲で
行われるようになっており，したがって吸気制御弁３５
の弁板３６は，戻しばね４１の付勢力により第１吸気制
御位置Ａに保持されている。
【００４８】吸気制御弁３５のこのような状態では，図
２に示すように，弁板３６により大断面積通路３３ｂが
全閉されるので，エンジンＥｎに吸入される空気は，エ
アクリーナ１７を通過するとき，小断面積通路３３ａを
通ることを余儀なくされる。したがって，この低速回転
域での加速操作時（スロットル弁２９の急開時）でも，
混合気の希薄化を抑えて，適正な濃厚混合気をエンジン
Ｅｎに供給することができ，良好な加速性能を発揮させ
ることができる。
【００４９】一方，排気制御弁５５の弁体５７が図９及
び図１０の低速制御位置Ｃにくると，前述のように，弁
体５７の連通孔５７ｂが弁ハウジング５６の入口ポート
５６ａと重なると共に弁体の貫通孔５７ａの一端側が弁
ハウジング５６の連通孔５６ｅと重なり，且つ弁体５７
の弁壁５７Ａが出口ポート５６ｂを閉鎖するため，第１
及び第２排気管５１ａ，５１ｂの上流側から弁ハウジン
グ５６の入口ポート５６ａを経て弁室５６ｃに進入した
排ガスは，弁体５７の弁壁５７Ａに邪魔されて，連通ポ
ート５６ｄ側に進路を曲げ，２番及び３番排気管５１
ｂ，５１ｃの上流側から連通ポート５６ｄを通過する排
ガスと合流することになる。これに伴い増加する排気抵
抗により，各排気管５１ａ〜５１ｄからエンジンＥｎに
低速回転域に相応しい排圧が作用し，弁重合期間中，各
気筒５０ａ〜５０ｄから排気系への新気の吹き抜けを抑
えて，低速出力性能の向上を図ることができる。
【００５０】弁ハウジング５６の連通ポート５６ｄを通
過した排ガスは，２番及び３番排気管５１ｂ，５１ｃの
下流側を経て下部第１排気集合管５２ｂに流入して合流
し，そして１次排気浄化装置８４によって浄化される。
したがって，エンジンＥｎの排ガスの全量が１次排気浄
化装置８４を流れることになり，しかも１次排気浄化装
置８４は前述のように保温されているので，エンジンＥ
ｎの始動直後でも，１次排気浄化装置８４を排気熱と反
応熱により早期に活性化することができる。下部第１排
気集合管５２ｂを通過した排ガスは，第２排気集合管５
３へと移行し，こゝで２次排気浄化装置８５によって更
に浄化される。この２次排気浄化装置８５も前述のよう
に保温されているので，活性化を早めることができる。
【００５１】かくして，エンジンＥｎの低速運転域で
は，排ガスの全量が１次及び２次排気浄化装置８４，８
５により浄化作用を受けるので，排ガス温度が比較的低
くともその浄化効率を高めることができる。
【００５２】この間，１番及び４番排気管５１ａ，５１
ｄの下流側は弁体５７の弁壁５７Ａにより閉鎖され，上
部第１排気集合管５２ａへの排ガスの流れは阻止されて
いるので，上部第１排気集合管５２ａには排気浄化装置
を設ける必要がない。
【００５３】続いて，エンジンＥｎが中速回転域に移
り，アクチュエータ７１により駆動プーリ７３が初期位
置イに戻されると，駆動プーリ７３は第１伝動ワイヤ７
５ａを弛めると共に，第３伝動ワイヤ７５ｃを牽引す
る。第１伝動ワイヤ７５ａの弛緩によれば，吸気制御弁
３５側の被動プーリ４６は，ロストモーションばね４５
の付勢力で遊び角度αの範囲で図６の初期位置へ戻るだ
けであり，吸気制御弁３５の第１吸気制御位置Ａに変化
は起こらない。
【００５４】一方，第３伝動ワイヤ７５ｃの牽引による
排気制御弁３５側の被動プーリ６７の回転によれば，弁
体５７を図９の中速制御位置Ｄへ運ぶ。その結果，前述
のように，弁体５７の貫通孔５７ａが弁ハウジング５６
の入口及び出口ポート５６ａ，５６ｂに合致すると共
に，弁壁５７Ａが連通孔５６ｅを閉じるようになるた
め，１番〜４番排気管５１ａ，５１ｄは個別に導通状態
となり，特に，弁体５７の貫通孔５７ａは入口ポート５
６ａ及び出口ポート５６ｂを介して１番及び４番排気管
５１ａ，５１ｄの管路に合致するので，１番及び４番排
気管５１ａ，５１ｄの管路を全長にわたり均一な断面と
することができる。また弁ハウジング５６の連通孔５６
ｅに臨む弁体５７の弁壁５７Ａ外面の円弧状の凹部５７
ｃは，連通ポート５６ｄの内周面に連続し，しかもこの
連通ポート５６ｄは，元々，２番及び３番排気管５１
ｂ，５１ｃの管路と合致させてあるので，２番及び３番
排気管５１ｂ，５１ｃの管路も全長にわたり均一な断面
とすることができる。したがって，１番〜４番排気管５
１ａ〜５１ｄでは，その全長を利用して効果的な排気慣
性効果及び／又は排気脈動効果を得ることができる。即
ち，各排気管５１ａ〜５１ｄの有効管長は，エンジンＥ
ｎから上部及び下部第１排気集合管５２ａ，５２ｂに至
る最大となり，これらの最大有効管長は，それによる排
気慣性効果及び／又は排気脈動効果が中速回転域におけ
るエンジンＥｎの容積効率を高めるように設定されてお
り，したがって，エンジンＥｎの中速出力性能を高める
ことができる。
【００５５】さらに，エンジンＥｎが高速回転域に移
り，アクチュエータ７１により駆動プーリ７３が第２駆
動位置ハまで駆動されると，駆動プーリ７３は第１及び
第２伝動ワイヤ７５ａ，７５ｂを大きく牽引する。この
第１伝動ワイヤ７５ａの大きな牽引によれば，吸気制御
弁３５側の被動プーリ４６は遊び角度αを大きく超えて
開弁方向へ回転され，円弧溝４４の一端壁を吸気制御弁
３５の伝動ピン４３に当接させて，吸気制御弁３５の弁
板３６を図３の第２吸気制御位置Ｂまで運ぶ。
【００５６】また第２伝動ワイヤ７５ｂの大きな牽引に
よれば，排気制御弁３５側の被動プーリ６７は，中速制
御位置Ｄから低速制御位置Ｃを通過して略１８０°回転
して弁体５７を図１２の高速制御位置Ｅへと運ぶ。
【００５７】而して，吸気制御弁３５の弁板３６が第２
吸気制御位置Ｂに達すると，図３に示すように，その弁
板３６が大断面積通路３３ｂを全開状態にするので，エ
ンジンＥｎに吸入される空気は，エアクリーナ１７を通
過するとき，大断面積通路３３ｂ及び小断面積通路３３
ａの両方を通ることができ，したがって，吸気抵抗の減
少をもたらし，エンジンＥｎの容積効率を高め，高速出
力性能の向上に寄与する。
【００５８】一方，排気制御弁５５の弁体５７が図１２
の高速制御位置Ｅに達すると，前述のように，弁体５７
の貫通孔５７ａが弁ハウジング５６の入口及び出口ポー
ト５６ａ，５６ｂに合致すると共に，弁体５７の連通孔
５７ｂが弁ハウジング５６の連通孔５６ｅと合致するよ
うになるため，１番〜４番排気管５１ａ〜５１ｄの導通
状態は変わらないが，１番及び４番排気管５１ａ，５１
ｄと２番及び３番排気管５１ｂ，５１ｃの中間部がそれ
ぞれ連通孔５６ｅ，５６ｅ；５７ｂ，５７ｂにより連通
されることになる。その結果，各排気管５１ａ〜５１ｄ
の有効管長は，エンジンＥｎから排気制御弁５５に至る
最小となる。これらの最小有効管長は，それによる排気
慣性効果及び／又は排気脈動効果が高速回転域における
エンジンＥｎの容積効率を高めるように設定されてお
り，したがって，エンジンＥｎの高速出力性能を高める
ことができる。
【００５９】エンジンＥｎの上記中速ないし高速運域で
は，１番及び４番排気管５１ａ，５１ｄを通過した排ガ
スは上部第１排気集合管５２ａで合流して第２排気集合
管５３へ向かい，２番及び３番排気管５１ｂ，５１ｃを
通過した排ガスは下部第１排気集合管５２ｂで合流し，
１次排気浄化装置８４で浄化されてから第２排気集合管
５３に向かう。そして，すべての排ガスは第２排気集合
管５３で合流して２次排気浄化装置８５によって浄化さ
れる。したがって，１番及び４番排気管５１ａ，５１ｄ
を通過してきた排ガスは，２次排気浄化装置８５によっ
てのみ浄化されることになるが，中速ないし高速運域で
は排ガスの流量が比較的多量となるため，その多量の排
気熱と反応熱とで２次排気浄化装置８５の浄化機能が充
分に高められ，排ガス全体が効果的に浄化されるので，
支障がない。
【００６０】このようにして，吸気系Ｉｎ及び排気系Ｅ
ｘの両方にエンジンＥｎの運転状態に応じた機能が付与
されるので，エンジンＥｎの低速から高速回転域にわた
り，その出力性能を効果的に高めることができる。
【００６１】アクチュエータ７１が駆動プーリ７３を第
２駆動位置ハから再び第１駆動位置ロ側へ戻す場合は，
排気制御弁３５が高速制御位置Ｅから中間点の低速制御
位置に達する頃に，被動プーリ４６及び吸気制御弁３５
の弁板３６はロストモーションばね４５及び戻しばね４
１の付勢力をもって図２の第１吸気制御位置Ａに戻り，
その後も被動プーリ４６はロストモーション機構４２の
遊び角度αの範囲で戻り回転を継続し得るので，排気制
御弁３５は，前記低速制御位置を過ぎて，中速制御位置
Ｄまで回転することができる。
【００６２】このように，吸気制御弁３５及び排気制御
弁５５の回転角度に大きな差があっても，その差をロス
トモーション機構４２が吸収するので，両制御弁３５，
５５を共通のアクチュエータ７１により的確に作動する
ことができる。特に，排気制御弁３５を低速制御位置及
び中速制御位置Ｄ間で作動させる駆動プーリ７３の回転
は，ロストモーション機構４２により吸収して，第１吸
気制御位置Ａの吸気制御弁３５に影響を及ぼさないの
で，排気制御弁３５の弁体５７を低速制御位置Ｃ，中速
制御位置Ｄ及び高速制御位置Ｅ間で自由に作動させるこ
とができる。かくして，アクチュエータ７１の両制御弁
３５，５５に対する共通化により，両制御弁３５，５５
の駆動系の構成は簡素化し，エンジン性能の向上及びコ
ストの低減を両立させ，同時に軽量化にも，もたらすこ
とができる。
【００６３】ところで，排気制御弁５５において，弁ハ
ウジング５６の，被動プーリ６７側の軸受ブッシュ６０
は，前述のように弁体５７の一方の弁軸６２を支承する
のみならず，スラストスプリング８３の荷重によって上
記軸受ブッシュ６０側に付勢される弁体５７の一端面を
も受け，両者が圧接シール状態に保持されるため，弁体
５７及び軸受ブッシュ６０間を特別なシール部材を用い
ることなくシールして，弁軸６２周りからの排ガスのリ
ークを防ぐことができる。また高価なシール部材を不要
としたことから，部品点数が削減され，コストの低減を
図ることができる。またシール部材を設けない分，軸方
向に長い軸受ブッシュ６０の軸受ブラケット５８への装
着が可能となり，弁軸６２を広い範囲で支承して大きな
軸受容量を確保することができる。したがって，この軸
受ブッシュ６０は，弁軸６２を堅固に支持することがで
き，その弁軸６２に取付けられて被動プーリ６７から荷
重を直接的に受けても，優れた耐久性を発揮することが
できる。
【００６４】また，特に，弁体５７の一端面が圧接する
側の軸受ブッシュ６０をカーボングラファイト等の非金
属材料で構成する場合には，良好なシール性を確保し得
ると共に，排気脈動による弁体５７のスラスト方向の振
動を吸収して，異音の発生を抑えることができる。
【００６５】さらに，弁ハウジング５６と，弁軸６１，
６２を一体に有する弁体５７とは，チタン材で構成され
るので，排気制御弁５５の軽量化に大いに寄与すること
ができる。しかも，弁体５７全体を構成するチタン材は
活性金属で凝着性が高いが，カーボン材製の軸受ブッシ
ュ５９，６０の採用により，高温状態でも，弁軸６１，
６２及び軸受ブッシュ５９，６０間に良好な回転摺動性
を付与することができ，弁体５７の軽量化と相俟って，
駆動トルクに対する応答性を効果的に高めることができ
る。
【００６６】本発明は上記各実施例に限定されるもので
はなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が
可能である。例えば，吸気制御弁３５は，吸気系Ｉｎの
有効管長をエンジンＥｎの運転状態に応じて変化させる
ように構成することもできる。また本発明は，二気筒エ
ンジンに適用して，その２本の排気管を上記実施例の１
番，４番排気管５１ａ，５１ｄ及び２番，３番排気管５
１ｂ，５１ｃと同様に排気制御弁５５により制御するこ
ともできる。勿論，その他の多気筒エンジンへの適用も
可能である。
【００６７】
【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば，弁ハウジングと，この弁ハウジングの弁室に回転可
能に収容され，弁ハウジングと協働して排気の流れを制
御する弁体とからなり，その弁体の，弁ハウジング外に
突出した弁軸の外端には，これを回転駆動する伝動部材
を取付けた排気制御弁において，弁ハウジングに，内周
面で前記弁軸の外周面を，また端面で弁体の端面を回転
自在に支承する軸受ブッシュを装着し，この軸受ブッシ
ュ及び弁体の対向端面間を圧接シール状態とすべく弁体
をばね付勢したので，軸受ブッシュに軸受機能のみなら
ずシール機能をも付与することができ，したがって高価
なシール部材を設ける必要がないことゝ部品点数の削減
とによりコストの低減を図ることができる。その上，シ
ール部材を設けない分，軸方向に長い軸受ブッシュの使
用が可能となり，弁軸を広い範囲で支承して大きな軸受
容量を確保することができ，したがってその軸受ブッシ
ュは，弁軸に取付けた被動プーリから荷重を直接的に受
けても，優れた耐久性を発揮することができる。
【００６８】また本発明の第２の特徴によれば，前記軸
受ブッシュを非金属製としたので，軸受ブッシュは良好
なシール機能を発揮し得ると共に，排気脈動による弁体
のスラスト方向の振動を吸収して，異音の発生を抑える
ことができる。
【００６９】さらに本発明の第３の特徴によれば，弁ハ
ウジングと，この弁ハウジングの弁室に回転可能に収容
され，弁ハウジングと協働して排気の流れを制御する弁
体とからなり，その弁体の，弁ハウジングに装着された
軸受ブッシュに回転自在に支承される弁軸の一端には，
これを回転駆動する伝動部材を取付けた排気制御弁にお
いて，前記弁体を，その弁軸と共にチタン材で構成する
一方，前記軸受ブッシュをカーボン材で構成したので，
弁体，延いては排気制御弁の軽量化を図ることができ，
しかも高温状態でも，弁軸及び軸受ブッシュ間に良好な
回転摺動性を付与することができ，弁体の軽量化と相俟
って，弁体の駆動トルクに対する応答性を効果的に高め
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸気制御装置及び排気制御装置を備えるエンジ
ンを搭載した自動二輪車の側面図。
【図２】上記吸気制御装置の要部縦断側面図。
【図３】図２に対応した作用説明図。
【図４】図２の４−４線断面図。
【図５】図４の５−５線断面図。
【図６】図４の６−６線断面図。
【図７】排気系の斜視図。
【図８】上記排気制御装置の側面図。
【図９】排気制御弁を低速制御位置で示す，図８の９−
９線断面図。
【図１０】図９の１０−１０線断面図。
【図１１】排気制御弁を中速制御位置で示す，図９に対
応した断面図。
【図１２】排気制御弁を高速制御位置で示す，図９に対
応した断面図。
【図１３】排気系の要部拡大平面図。
【図１４】図１３の１４−１４線断面図。
【図１５】図１４の１５−１５線断面図。
【図１６】図１３の１６−１６線断面図。
【図１７】図１６の１７−１７線断面図。
【図１８】吸気制御弁及び排気制御弁の駆動装置の平面
図。
【図１９】図１８の１９−１９線断面図。
【図２０】図１８の２０−２０線断面図。
【符号の説明】
５５・・・・排気制御弁 ５６・・・・弁ハウジング ５６ｃ・・・弁室 ５７・・・・弁体 ５９・・・・軸受ブッシュ ６０・・・・軸受ブッシュ ６１・・・・弁軸 ６２・・・・弁軸 ６７・・・・伝動部材（被動プーリ） ８３・・・・スラストスプリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 9/10 Ｆ０２Ｄ 9/10 Ｄ Ｇ 13/02 13/02 Ａ (72)発明者 高橋 恭 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 岩瀬 典利 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 山田 肇 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 村上 敦 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G004 AA02 BA03 DA24 EA01 EA03 FA04 FA07 GA01 3G065 AA04 AA09 AA10 BA01 CA23 DA04 EA10 FA11 3G092 DC12 EA29 FA03 GA05 GA06 HA05Z HE01Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 弁ハウジング（５６）と，この弁ハウジ
    ング（５６）の弁室（５６ｃ）に回転可能に収容され，
    弁ハウジング（５６）と協働して排気の流れを制御する
    弁体（５７）とからなり，その弁体（５７）の，弁ハウ
    ジング（５６）外に突出した弁軸（６２）の外端には，
    これを回転駆動する伝動部材（６７）を取付けた排気制
    御弁において，弁ハウジング（５６）に，内周面で前記
    弁軸（６２）の外周面を，また端面で弁体（５７）の端
    面を回転自在に支承する軸受ブッシュ（６０）を装着
    し，この軸受ブッシュ（６０）及び弁体（５７）の対向
    端面間を圧接シール状態とすべく弁体（５７）をばね付
    勢したことを特徴とする排気制御弁。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の排気制御弁において，前
    記軸受ブッシュ（６０）を非金属製としたことを特徴と
    する排気制御弁。
  3. 【請求項３】 弁ハウジング（５６）と，この弁ハウジ
    ング（５６）の弁室（５６ｃ）に回転可能に収容され，
    弁ハウジング（５６）と協働して排気の流れを制御する
    弁体（５７）とからなり，その弁体（５７）の，弁ハウ
    ジング（５６）に装着された軸受ブッシュ（５９，６
    ０）に回転自在に支承される弁軸（６２）の一端には，
    これを回転駆動する伝動部材（６７）を取付けた排気制
    御弁において，前記弁体（５７）を，その弁軸（６１，
    ６２）と共にチタン材で構成する一方，前記軸受ブッシ
    ュ（５９，６０）をカーボン材で構成したことを特徴と
    する排気制御弁。
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