JP2008175132A

JP2008175132A - 排気制御バルブ

Info

Publication number: JP2008175132A
Application number: JP2007009323A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Obata; 義宏小畑
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2008-07-31

Abstract

【課題】チャタリングを防止しつつ、第１弁の開弁から一気に第２弁を開弁させて高い応答性と低背圧を実現できる排気制御バルブの提供。
【解決手段】マフラ１内に開口するインナーパイプ１０の開口端１０ａに連通した状態で固定され、該開口端１０ａの径ｄより大きな内径Ｄを持つ拡大パイプ１２と、開口端１０ａを閉じる第１弁１３と、拡大パイプ１２の開口端１２ａを閉じる第２弁１４と、第１弁１３と第２弁１４とを一体に連結する連接棒１５と、第１弁１３をインナーパイプ１０の開口端１０ａに押し付けるバルブ閉方向の付勢力を付与するスプリング１６を有し、第２弁１４を拡大パイプ１２の開口端１２ａから所定寸法Ｌ１だけ第１弁１３側に収容した状態で設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、排気制御バルブの改良技術に関する。

従来、マフラ内に開口するインナーパイプの端部位置にパイプ内圧力の増減に伴って開閉動作する排気制御バルブの技術が公知になっている（特許文献１参照）。
特許第３７５６６３２号公報

しかしながら、従来の発明にあっては、第１弁が開くと、拡大パイプの内部がインナーパイプ内圧力となることで、第１弁より受圧面積の広い第２弁に作用し、連接棒にて連接されている第１弁と第２弁とが開き始める構造となっているものの、第１弁が開弁するにつれて第２弁と拡大パイプの開口端との隙間も大きくなるため、この隙間を介して拡大パイプ内の圧力が低下し、インナーパイプ内圧力が第１弁の開弁圧よりも僅かに大きいような場合には第１弁が再び閉じる虞があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、弁体が開閉を繰り返し打音が発生するのを防止しつつ、第１弁の開弁から一気に第２弁を開弁させて高い応答性と低背圧を実現できる排気制御バルブを提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、マフラ内に開口する連通孔に連通した状態で固定され、該連通孔の径より大きな内径を持つ拡大パイプと、前記連通孔を閉じる第１弁と、前記拡大パイプの開口端を閉じる第２弁と、前記第１弁と第２弁とを一体に連結する連接棒と、前記第１弁をインナーパイプの開口端に押し付けるバルブ閉方向の付勢力を付与するスプリングを有し、前記第２弁を拡大パイプの開口端から所定寸法だけ第１弁側に収容した状態で設けたことを特徴とする。

本発明の請求項１記載の発明にあっては、マフラ内に開口する連通孔に連通した状態で固定され、該連通孔の径より大きな内径を持つ拡大パイプと、前記連通孔を閉じる第１弁と、前記拡大パイプの開口端を閉じる第２弁と、前記第１弁と第２弁とを一体に連結する連接棒と、前記第１弁をインナーパイプの開口端に押し付けるバルブ閉方向の付勢力を付与するスプリングを有し、前記第２弁を拡大パイプの開口端から所定寸法だけ第１弁側に収容した状態で設けたため、弁体が開閉を繰り返し打音が発生するのを防止しつつ、第１弁の開弁から一気に第２弁を開弁させて高い応答性と低背圧を実現できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１の排気制御バルブを示す全体断面図、図２は本実施例１の排気制御バルブの断面図、図３、４は本実施例１の排気制御バルブの作動を説明する図、図５、６は本実施例１の排気制御バルブの特性を示すグラフである。

先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例１の排気制御バルブが採用されたマフラ１は、円筒状のシェル２と、この円筒状のシェル２のそれぞれ対応する両開口端を閉塞する板状のエンドプレート3,4と、シェル２内を仕切って消音室Ｒ１〜Ｒ３を形成する板状のバッフルプレート5,6と、インレットパイプ７と、アウトレットパイプ８と、インナーパイプ9,10と、排気制御バルブ１１が備えられ、全て金属製となっている。

インレットパイプ７は、エンドプレート３とバッフルプレート5,6を貫通して設けられる他、その一端が図外のエンジン側の接続管に接続され、その中途部が連通孔７ａを介して消音室Ｒ２に連通され、その他端が消音室Ｒ３に開口されている。

アウトレットパイプ８は、バッフルプレート5,6とエンドプレート４を貫通した状態で設けられる他、その一端部は消音室Ｒ１に開口される一方、他端は外気に開口されている。

インナーパイプ９は、バッフルプレート５に設けられる他、その一端が消音室Ｒ１に開口される一方、他端が消音室Ｒ２に開口されている。

インナーパイプ１０は、バッフルプレート5,6を貫通した状態で設けられる他、その一端には後述する排気制御バルブ１１が設けられる一方、他端は消音室Ｒ３に開口されている。

そして、本実施例１のマフラ１は、排気制御バルブ１１が閉状態の時は、消音室Ｒ１及び消音室Ｒ２が拡張室、消音室Ｒ３がレゾネータ室としてそれぞれ機能し、排気制御バルブ１１が開状態の時には、消音室Ｒ３がレゾネータ室から拡張室に変化して機能するようになっている。

以下、本実施例１の排気制御バルブ１１について詳述する。
図２に示すように、本実施例１の排気制御バルブ１１は、拡大パイプ１２、第１弁１３、第２弁１４、連接棒１５、スプリング１６、スプリングリテーナ１７が備えられている。

拡大パイプ１２は、インナーパイプの内径ｄより大きな内径Ｄを有する略円筒状に形成される他、その端部がインナーパイプ１０の端部外周に溶接Ｘ１で全周に亘って固定されている。

第１弁１３は、略皿状に形成される他、インナーパイプ１０の開口端１０ａ（請求項の連通孔に相当）を閉じた状態で設けられている。

第２弁１４は、略円盤状に形成される他、拡大パイプ１２の開口端１２ａを閉じた状態で、且つ、拡大パイプ１２の開口端１２ａから所定寸法Ｌ１だけ第１弁１３側に収容された状態で設けられている。

また、第１弁１３と第２弁１４は、連接棒１５によって一体的に連結されている。

スプリング１６は、その一端が後述するスプリングリテーナ１７に当接される一方、他端が第１弁１３に当接され、これによって、第１弁１３をインナーパイプ１０の開口端１０ａに押し付けるバルブ閉方向の付勢力を付与するようになっている。

スプリングリテーナ１７は、スプリング１６の端部を支持するべく、拡大パイプ１２の内壁に、第１弁１３と第２弁１４とは平行配置で固定されたもので、このスプリングリテーナ１７には、バルブ開閉時に連接棒１５の軸方向摺動を案内する摺動ガイド部１７ａと、差圧を作らず排気ガスを通す通孔１７ｂが形成されている。

次に、作用を説明する。
図２に示すように、本実施例１の排気制御バルブ１１では、エンジン低回転時や低負荷時であって、インナーパイプ１０の排気ガス圧（以下、インナーパイプ内圧力と称す）が低圧で、インナーパイプ内圧力と第１弁１３の排気ガス受圧面積とを掛け合わせた力が、スプリング１６によるバネ力よりも小さい時には、インナーパイプ１０の開口端１０ａを第１弁１３により塞ぐバルブ閉状態を維持する。

そして、アクセル踏み込み操作等によりエンジン回転数を上げてゆくことで、インナーパイプ内圧力が上昇し、インナーパイプ内圧力と第１弁１３の排気ガス受圧面積とを掛け合わせた力が、スプリング１６によるバネ力よりもわずかでも上回ると、図３に示すように、スプリング１６を押し縮めて第１弁１３が開いた後、図４に示すように、第３弁が一気に開く（この時のインナーパイプ内圧力が開弁圧となる）。

この際、第１弁１３が開いて拡大パイプ１２の内部がインナーパイプ内圧力となることで、第１弁１３より受圧面積の広い第２弁１４に作用し、開弁圧と第２弁１４の排気ガス受圧面積とを掛け合わせた力が、スプリング１６によるバネ力とバランスするリフト量まで両弁13,14を速やかに開く。

その後、さらにインナーパイプ内圧力が高まると第２弁１４の開弁特性に従って開弁量を増し、ストローク限界で大きな開口面積によるバルブ全開となる。

ここで、従来の発明にあっては、第１弁が開弁するにつれて第２弁と拡大パイプの開口端との隙間も大きくなるため、この隙間を介して拡大パイプ内の圧力が低下し、インナーパイプ内圧力が第１弁の開弁圧よりも僅かに大きいような場合には第１弁が再び閉じる虞があった。

これに対し、本実施例１の排気制御バルブ１１では、第１弁１３の開弁直後において、第２弁１４が拡大パイプ１２の開口端１２ａを閉じた状態に維持するため、拡大パイプ１２内の圧力が低下する虞がない。

また、第２弁１４が所定寸法Ｌ１だけ移動する間、つまり第２弁が開弁するまでに、第１弁１３の開弁量（リフト量）を大きくできる。

従って、本実施例１の排気制御バルブ１１の特性は、図５、６に示すように、第１弁１３の開弁時から一気に第２弁１４を開弁させてバルブ開度（第１弁１３のリフト量でもある）を大きくすることができ、高い応答性を実現できる。

また、排気ガスの高流量時の低背圧化を図ることができ、チャタリングを防止できる。

なお、バルブ全開状態でアクセル戻し操作等によりインナーパイプ内圧力が低下すると、インナーパイプ内圧力により第２弁１４を開こうとする力が低下し、スプリング１６が次第に伸び、第２弁１４が拡大パイプ１２の開口端１２ａに近づき、インナーパイプ内圧力がさらに低下して第２弁１４が拡大パイプ１２の元の所定位置となると（この時のインナーパイプ内圧力が閉弁圧）、第１弁１３がインナーパイプの開口端１２ａを塞いでバルブ全閉となる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の排気制御バルブ１１にあっては、マフラ１内に開口するインナーパイプ１０の開口端１０ａに連通した状態で固定され、該開口端１０ａの径ｄより大きな内径Ｄを持つ拡大パイプ１２と、開口端１０ａを閉じる第１弁１３と、拡大パイプ１２の開口端１２ａを閉じる第２弁１４と、第１弁１３と第２弁１４とを一体に連結する連接棒１５と、第１弁１３をインナーパイプ１０の開口端１０ａに押し付けるバルブ閉方向の付勢力を付与するスプリング１６を有し、第２弁１４を拡大パイプ１２の開口端１２ａから所定寸法Ｌ１だけ第１弁１３側に収容した状態で設けたため、チャタリングを防止しつつ、第１弁１３の開弁から一気に第２弁１４を開弁させて高い応答性と低背圧を実現できる。

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、マフラ内の内部構造物については任意である。

また、所定寸法Ｌ１の具体的な数値は適宜設定できる。

さらに、本実施例１では、拡大パイプ１２が連通した状態で固定される連通孔をインナーパイプ１０の開口端１０ａとしたが、インレットパイプ７の開口端や、バッフルプレートに直接開口された連通孔としても良い。

本発明の実施例１の排気制御バルブを示す全体断面図である。本実施例１の排気制御バルブの断面図である。本実施例１の排気制御バルブの作動を説明する図である。本実施例１の排気制御バルブの作動を説明する図である。本実施例１の排気制御バルブの特性を示すグラフである。本実施例１の排気制御バルブの特性を示すグラフである。

符号の説明

Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３消音室
１マフラ
２シェル
３、４エンドプレート
５、６バッフルプレート
７インレットパイプ
７ａ連通孔
８アウトレットパイプ
９、１０インナーパイプ
１０ａ（インナーパイプの）開口端
１１排気制御バルブ
１２拡大パイプ
１２ａ（拡大パイプの）開口端
１３第１弁
１４第２弁
１５連接棒
１６スプリング
１７スプリングリテーナ
１７ａ摺動ガイド部
１７ｂ通孔

Claims

マフラ内に開口する連通孔に連通した状態で固定され、該連通孔の径より大きな内径を持つ拡大パイプと、
前記連通孔を閉じる第１弁と、
前記拡大パイプの開口端を閉じる第２弁と、
前記第１弁と第２弁とを一体に連結する連接棒と、
前記第１弁をインナーパイプの開口端に押し付けるバルブ閉方向の付勢力を付与するスプリングを有し、
前記第２弁を拡大パイプの開口端から所定寸法だけ第１弁側に収容した状態で設けたことを特徴とする排気制御バルブ。