JP2005315221A - Exhaust gas pressure sensing type control valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の消音器内の連通管に取付けられ、エンジンからの排気ガスによって開閉する排圧感応型制御バルブに関するものである。 The present invention relates to an exhaust pressure sensitive control valve that is attached to a communication pipe in a silencer of a vehicle and that opens and closes by exhaust gas from an engine.
車両の消音器内に幾つかの画室を形成し、それらを適宜に連通或いは遮断することにより、共鳴効果や拡張効果によってノイズを低減することが知られている。この画室間の連通或いは遮断を行うにあたり、画室間に連通管を挿通し、その開口端部に、エンジンからの排気ガスで開閉する排圧感応型制御バルブを取付け、排気ガスの流量、即ちエンジンの回転状態に応じてバルブを開閉制御する排圧感応型制御バルブがある。このような排圧感応型制御バルブとしては、例えば連通管の開口端部を開閉する蓋部材と、それを排気ガスの流方向と逆方向に付勢するコイルスプリングとを、夫々、異なる軸に取付け、排気ガスによって蓋部材が開閉するとコイルスプリングの端部が蓋部材の表面に沿って摺動するようにすることで、コイルスプリングによる蓋部材の付勢力を変化させて排気ガス流量に対するバルブ開度特性を調整するものがある(例えば特許文献1)。
ところで、車両の排気系には、エンジンの回転速度が低いときの低騒音化と、エンジンの回転速度が高いときの低排圧化とが要求される。こうした要求を満足するためには、例えば排圧感応型制御バルブにおいて、エンジンの回転速度が低いとき、即ち排気ガス流量が小さいときにバルブ開度をできるだけ小さくし、エンジンの回転速度が高いとき、即ち排気ガス流量が大きいときにバルブ開度をできるだけ大きくすることが望まれる。しかしながら、前記従来の排圧感応型制御バルブでは、単にバルブ蓋部材を付勢するコイルスプリングの端部が当該蓋部材の表面に沿って摺動するだけであるため、多少は排気流量に対するバルブ開度特性を変更可能であるが、前記バルブ開度特性の変更幅が小さく、前記エンジン低回転時の低騒音化やエンジン高回転時の低排圧化を十分に両立することはできない。また、前記従来の排圧感応型制御バルブでは、蓋部材を取付ける軸と、コイルスプリングを取付ける軸とを個別に備えているので、その分だけ、構造が複雑で、コスト高の原因となる。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、排気流量に対するバルブ開度特性を自在に設定することが可能な排圧感応型制御バルブを提供することを目的とするものである。
By the way, the exhaust system of a vehicle is required to reduce noise when the rotational speed of the engine is low and to reduce exhaust pressure when the rotational speed of the engine is high. In order to satisfy these requirements, for example, in an exhaust pressure sensitive control valve, when the engine speed is low, that is, when the exhaust gas flow rate is small, the valve opening is made as small as possible, and when the engine speed is high, That is, it is desirable to make the valve opening as large as possible when the exhaust gas flow rate is large. However, in the conventional exhaust pressure-sensitive control valve, the end of the coil spring that biases the valve lid member simply slides along the surface of the lid member. Although the degree characteristic can be changed, the change range of the valve opening characteristic is small, and it is not possible to sufficiently achieve low noise when the engine is low and low exhaust pressure when the engine is high. Further, since the conventional exhaust pressure-sensitive control valve is provided with a shaft for attaching the lid member and a shaft for attaching the coil spring, the structure is complicated and the cost is increased accordingly.
The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object thereof is to provide an exhaust pressure sensitive control valve capable of freely setting a valve opening characteristic with respect to an exhaust flow rate. Is.
上記課題を解決するために、本発明の排圧感応型制御バルブは、車両の消音器内の連通管に取付けられ、エンジンからの排気ガスの圧力によって開閉する排圧感応型制御バルブであって、連通管の開口端部側方に設けられた軸と、この軸に回転自在に取付けられ、当該連通管の開口端部を開閉する蓋部材と、前記軸に係合され、前記蓋部材を排気ガスの流方向と逆方向に付勢するスプリングとを備え、前記スプリングの一方の端部を蓋部材の排気ガス受面と逆の面に当接し、且つ当該スプリングの他方の端部を連通管の開口端部近傍に設けられたガイド溝で規制すると共に、そのガイド溝の形状を非線形としたことを特徴とするものである。前述の非線形な形状とは、少なくとも一つ以上の変曲点を持つ線であり、具体的には線分同士を変曲点で結んだ折れ線形状、また曲率が連続的に変化する曲線形状、或いは前記二つの形状が混在する形状でもよい。 In order to solve the above-mentioned problem, the exhaust pressure sensitive control valve of the present invention is a exhaust pressure sensitive control valve that is attached to a communication pipe in a silencer of a vehicle and opens and closes by the pressure of exhaust gas from an engine. A shaft provided on the side of the open end of the communication tube, a lid member rotatably attached to the shaft, and opening and closing the open end of the communication tube, and being engaged with the shaft, A spring that urges the exhaust gas in a direction opposite to the flow direction of the exhaust gas, one end of the spring abuts on a surface opposite to the exhaust gas receiving surface of the lid member, and the other end of the spring communicates The guide groove provided in the vicinity of the opening end of the tube is regulated, and the shape of the guide groove is non-linear. The non-linear shape described above is a line having at least one inflection point, specifically, a polygonal line shape in which line segments are connected by inflection points, or a curved shape in which the curvature changes continuously, Alternatively, a shape in which the two shapes are mixed may be used.
而して、本発明の排圧感応型制御バルブによれば、消音器内の連通管の開口端部側方に設けられた軸に対して、連通管の開口端部を開閉する蓋部材と、当該蓋部材を排気ガスの流方向と逆方向付勢するスプリングとを取付け、そのスプリングの一方の端部を蓋部材の排気ガス受面と逆の面に当接し、且つ当該スプリングの他方の端部をガイド溝で規制すると共に、そのガイド溝の形状を非線形としたことにより、排気流量に対するバルブ開度特性を非線形として、自在に設定することが可能となる。 Thus, according to the exhaust pressure-sensitive control valve of the present invention, the lid member that opens and closes the opening end of the communication pipe with respect to the shaft provided on the side of the opening end of the communication pipe in the silencer; A spring for urging the lid member in a direction opposite to the flow direction of the exhaust gas, and attaching one end of the spring to a surface opposite to the exhaust gas receiving surface of the lid member; By restricting the end portion with the guide groove and making the shape of the guide groove non-linear, it becomes possible to freely set the valve opening characteristic with respect to the exhaust flow rate to be non-linear.
次に、本発明の排圧感応型制御バルブの第1実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態の排圧感応型制御バルブの正面図であり、図2は、図1の平面図である。これらの図中の符号1は、例えば車両の排気系に設けられた消音器内において、画室間を連通する連通管である。この連通管1の開口端部には、当該開口端部外側に受け皿状のバルブシート3を構成すると共にバルブ自体である蓋部材を取付けるためのブラケット2が取付けられている。なおブラケット2には、連通管1の開口端部側方に向けて二つの壁部4が立設されている。また、この壁部4の下方、つまり壁部4の立設方向と逆方向には、底板5が設けられ、その底板5に、後述するコイルスプリングの巻線の端部をガイドするためのガイド溝6が形成されている。なお、ガイド溝6の形状については後段に詳述する。
Next, a first embodiment of the exhaust pressure sensitive control valve of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of the exhaust pressure sensitive control valve of the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view of FIG. Reference numeral 1 in these drawings denotes a communication pipe that communicates between compartments in a silencer provided in an exhaust system of a vehicle, for example. A
前記ブラケット2の二つの壁部4間には、丸棒からなる回転軸7が挿通されている。そして、この回転軸7に、連通管1を開閉するバルブ自体としての蓋部材8が回転自在に取付けられている。この蓋部材8は、バルブ閉状態において連通管1の開口端部を閉塞し、バルブ開状態において連通管1の開口端部を開放するものである。この蓋部材8のうち、前記ブラケット2のバルブシート3に対向する部分には、皿状の密着面9が形成され、この密着面9とバルブシート3とによって連通管1は確実に閉塞される。
A rotating
また、前記回転軸7には、コイルスプリング11も被嵌されている。具体的には、ブラケット2の壁部4の夫々の内側に蓋部材8の壁部10が当接し、その蓋部材8の壁部10間にコイルスプリング11が収容されている。このコイルスプリング11自体は、通常の弾性金属からなる捩りバネであり、その巻線の二つの開放端部12、13は、巻線から側方に突出している。このコイルスプリング11の巻線の一方の開放端部12は、蓋部材8の一方の面、具体的には連通管1を閉塞する面と逆の面、換言すれば排気ガス受面と逆の面に当接しており、結果的に蓋部材8を排気ガスの流方向と逆方向に付勢している。一方、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13は、前記ブラケット2の底板5に形成されたガイド溝6内に嵌入されている。従って、前記蓋部材8は、図3に示すように、コイルスプリング11の巻線の一方の開放端部12によって排気ガスの流方向と逆方向に付勢されて連通管1の開口端部を閉塞しているが、排気ガスの流量が増大するに連れて回転軸7を中心に回転し、連通管1の開口端部が開放される。もし、規制がなければ、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13は、蓋部材8の開動作に伴って、図3の矢印方向に自在に移動することになる。
A
前記ガイド溝6は、図2の平面視において、図4のような形状となっている。本実施形態では、複数の変曲点がある多段の折れ線状になっていて、所謂非線形状に形成されている。図中に実線で示すコイルスプリング11の巻線の他方の端部13は、前記図3において蓋部材8が連通管を閉塞している位置に相当する。前記図3に示す蓋部材8の開動作に伴ってコイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13は、同図の矢印方向に移動する。これを図4のガイド溝6の図面に破線の矢印で示す。例えば、前記蓋部材8が連通管を閉塞している状態でのコイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13の位置を全閉位置とすると、図4の破線の矢印方向、つまりコイルスプリング11の巻線の他方の開放端部の移動方向に対して、ガイド溝6は一旦大きな角度で傾斜し、次いで、それよりも小さな角度で傾斜して、全体として折れ線状になっている。例えば、異なる傾斜角度のガイド溝の突き合わせ点、つまり変曲点を中間位置、傾斜角度の小さなガイド溝の終点位置を全開位置とすると、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13は、蓋部材8の開動作に伴って、全閉位置から中間位置まで移動し、次いで全開位置まで移動する。蓋部材8の閉動作時には、その逆となる。即ち、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13の本来の移動方向に対して、全閉位置から中間位置までの移動量或いは移動率は比較的小さく、中間位置から全開位置までの移動量或いは移動率は比較的大きい。
The
図5は、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13がガイド溝6の全閉位置にあるときの蓋部材8と連通管1との相対的な位置関係を示す。また、図6は、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13がガイド溝6の中間位置にあるときの蓋部材8と連通管1との相対的な位置関係を示す。また、図7は、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13がガイド溝6の全開位置にあるときの蓋部材8と連通管1との相対的な位置関係を示す。例えば、蓋部材8の開動作時には、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13がガイド溝6の全閉位置から中間位置まで移動する間、当該コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13の移動量或いは移動率は小さいので、蓋部材8の開動作に伴って発生するコイルスプリング11の付勢力は大きいから、蓋部材8は容易には開かない。一方、同じく蓋部材8の開動作時において、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13がガイド溝6の中間位置から全開位置まで移動する間、当該コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13の移動量或いは移動率は大きいので、蓋部材8の開動作に伴って発生するコイルスプリング11の付勢力は小さく、蓋部材8は容易に開く。
FIG. 5 shows the relative positional relationship between the
この蓋部材8を開くトルク、所謂開弁トルクは、エンジンからの排気流量に等しいので、排気流量とバルブ開度との関係を図8の実線に示す。このバルブ開度特性によれば、排気流量の小さいとき、つまりバルブ開度が小さいときには、排気流量の増大に対するバルブ開度の増大率、即ちバルブ開速度が小さく、排気流量の大きいとき、つまりバルブ開度が大きいときには、排気流量の増大に対するバルブ開度の増大率、即ちバルブ開速度が大きい。即ち、エンジンの回転速度が低いときには排気流量に対するバルブ開度特性が小さく、バルブが開きにくくなるため、バルブ開度が小さく、低騒音効果が得られる。また、エンジンの回転速度が高いときには排気流量に対するバルブ開度特性が大きく、バルブが開きやすくなるため、バルブ開度が大きく、低排圧効果が得られる。
Since the torque for opening the
このように、本実施形態の排圧感応型制御バルブによれば、バルブ自体である蓋部材8を付勢するコイルスプリング11の開放端部13をガイド溝6でガイドし、そのガイド溝6を非線形とすることにより、排気流量に対するバルブ開度特性を非線形とし、一つのバルブで、前記バルブ開度特性を複数設定することができるようにして、排気系に求められる種々の特性を同時に達成することができる。また、ガイド溝6を折れ線状とすることにより、チューニングや加工がし易い。
Thus, according to the exhaust pressure-sensitive control valve of the present embodiment, the
また、本実施形態の排圧感応型制御バルブでは、排気ガス流によって蓋部材8が開くと共にガイド溝6に沿ってコイルスプリング11の開放端部13が移動するとき、蓋部材8の開度が大きくなるにつれて蓋部材8の開速度が大きくなるようにガイド溝6の形状の変曲点を設定することにより、エンジンの回転速度が低いときの低騒音効果とエンジンの回転速度が高いときの低排圧効果とを両立することが可能となる。
Further, in the exhaust pressure sensitive control valve of the present embodiment, when the
また、本実施形態の排圧感応型制御バルブでは、一つの回転軸に蓋部材8を回転自在に取付けると共にコイルスプリング11を被嵌しているので、余分な構成部材がなく、構成が簡潔で、コスト的にも有利である。
なお、ガイド溝6の形状は前記に限定されるものではなく、例えば三つの傾斜角の異なる直線を接合した図9のような折れ線でもよい。
Further, in the exhaust pressure sensitive control valve of the present embodiment, the
The shape of the
次に、本発明の排圧感応型制御バルブの第2実施形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の排圧感応型制御バルブの正面図は前記第1実施形態の図1のものと同様であるが、平面図は図10のように表れる。本実施形態では、ガイド溝6の形状が異なるだけで、その他の構成は、第1実施形態と同様である。また、蓋部材8が開閉するときのコイルスプリング11の巻線の端部の挙動も、前記第1実施形態の図3と同様である。なお、図中の符号は、前記第1実施形態と同様に用いた。
Next, a second embodiment of the exhaust pressure sensitive control valve of the present invention will be described with reference to the drawings.
The front view of the exhaust pressure sensitive control valve of the present embodiment is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment, but the plan view appears as shown in FIG. In this embodiment, only the shape of the
前記ガイド溝6は、図10の平面視において、図11のような形状となっている。本実施形態では、底板5の端部から遠ざかるにつれて曲率が連続的に小さくなる放物線からなる曲線形状に形成されている。前記第1実施形態と同様に、蓋部材8の開動作に伴って移動するコイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13の移動方向を、図11のガイド溝6の図面に破線の矢印で示すと、例えば、前記蓋部材8が連通管を閉塞している状態でのコイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13の位置を全閉位置とすると、図11の破線の矢印方向、つまりコイルスプリング11の巻線の他方の開放端部の移動方向に対して、ガイド溝6は大きな角度で傾斜し、次第に傾斜角度が小さくなり、全体として、底板5の端部から遠ざかるにつれて曲率が小さい放物線からなる曲線形状になっている。例えば、放物線の曲率が最も大きい点を中間位置、放物線の曲率が小さなガイド溝の終点位置を全開位置とすると、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13は、蓋部材8の開動作に伴って、全閉位置から中間位置まで移動し、次いで全開位置まで滑らかに移動する。蓋部材8の閉動作時には、その逆となる。即ち、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13の本来の移動方向に対して、全閉位置から中間位置までの移動量或いは移動率は比較的小さく、中間位置から全開位置までの移動量或いは移動率は比較的大きい。
The
図12は、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13がガイド溝6の全閉位置にあるときの蓋部材8と連通管1との相対的な位置関係を示す。また、図13は、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13がガイド溝6の中間位置にあるときの蓋部材8と連通管1との相対的な位置関係を示す。また、図14は、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13がガイド溝6の全開位置にあるときの蓋部材8と連通管1との相対的な位置関係を示す。例えば、蓋部材8の開動作時には、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13がガイド溝6の全閉位置から中間位置まで移動する間、当該コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13の移動量或いは移動率は小さいので、蓋部材8の開動作に伴って発生するコイルスプリング11の付勢力は大きいから、蓋部材8は容易には開かない。一方、同じく蓋部材8の開動作時において、コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13がガイド溝6の中間位置から全開位置まで移動する間、当該コイルスプリング11の巻線の他方の開放端部13の移動量或いは移動率は大きいので、蓋部材8の開動作に伴って発生するコイルスプリング11の付勢力は小さく、蓋部材8は容易に開く。
FIG. 12 shows the relative positional relationship between the
この蓋部材8を開くトルク、所謂開弁トルクは、エンジンからの排気流量に等しいので、排気流量とバルブ開度との関係を図15の実線に示す。このバルブ開度特性によれば、排気流量の小さいとき、つまりバルブ開度が小さいときには、排気流量の増大に対するバルブ開度の増大率、即ちバルブ開速度が小さく、排気流量の大きいとき、つまりバルブ開度が大きいときには、排気流量の増大に対するバルブ開度の増大率、即ちバルブ開速度が大きい。即ち、エンジンの回転速度が低いときにはバルブ開度が小さく、低騒音効果が得られる。また、エンジンの回転速度が高いときにはバルブ開度が大きく、低排圧効果が得られる。
Since the torque for opening the
このように、本実施形態の排圧感応型制御バルブによれば、前記第1実施形態と同様の作用効果に加え、ガイド溝6を曲線状とすることにより、ガイド溝の変曲点を連続して変化させることができ、そのため排気流量に対するバルブ開度特性を連続的に変化させることができ、前記第1実施形態に対し、より最適に設定することができるという独自の効果があると共に、コイルスプリング11の巻先端部の移動が滑らかであるという独自の効果がある。
As described above, according to the exhaust pressure sensitive control valve of the present embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the
なお、ガイド溝の曲線形状は放物線に限らず、例えば指数関数曲線、正弦曲線、円弧曲線など、種々の曲線でも構わない。
また、ガイド溝6の形状は前記に限定されるものではなく、例えば図16のように、三つの円弧曲線を組み合わせたものでもよい。
また、前記コイルスプリング11の代わりに、図17、図18のようにしてリーフスプリング14を利用してもよい。
The curved shape of the guide groove is not limited to a parabola, and may be various curves such as an exponential function curve, a sine curve, and an arc curve.
Further, the shape of the
Further, instead of the
1は連通管
2はブラケット
3はバルブシート
4は壁部
5は底板
6はガイド溝
7は回転軸
8は蓋部材
9は密着面
10は壁部
11はコイルスプリング
12、13は開放端部
14はリーフスプリング
1 is a
Claims (6)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004136262A JP2005315221A (en) | 2004-04-30 | 2004-04-30 | Exhaust gas pressure sensing type control valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004136262A JP2005315221A (en) | 2004-04-30 | 2004-04-30 | Exhaust gas pressure sensing type control valve |
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JP2005315221A true JP2005315221A (en) | 2005-11-10 |
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JP2004136262A Withdrawn JP2005315221A (en) | 2004-04-30 | 2004-04-30 | Exhaust gas pressure sensing type control valve |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007291944A (en) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Honda Motor Co Ltd | Exhaust control valve |
-
2004
- 2004-04-30 JP JP2004136262A patent/JP2005315221A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007291944A (en) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Honda Motor Co Ltd | Exhaust control valve |
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