JP2010223208A - Exhaust valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両に搭載された内燃機関の排気経路に設けられ排気経路を排気圧力に応じて開閉する排気バルブに関する。 The present invention relates to an exhaust valve that is provided in an exhaust path of an internal combustion engine mounted on a vehicle and opens and closes the exhaust path according to exhaust pressure.
従来、例えば内燃機関が搭載された車両の低回転時の静粛性と高回転時の運動性を両立するため、内燃機関の排気経路、例えば消音器内に設けられたインナパイプの下流端などに排気圧力に応じて開閉する排気バルブを設けることがあった。このような排気バルブの一例として、特許文献1に示されたような曲板バネを用い弁体の開度とバネによる閉塞力とを非線形にすることで、内燃機関が低回転時に発生するチャタリングを抑制すると共に、高回転時の低背圧化を企図した排気バルブが提案されている。 Conventionally, in order to achieve both low-speed quietness and high-speed mobility of a vehicle equipped with an internal combustion engine, for example, at the exhaust path of the internal combustion engine, for example, at the downstream end of an inner pipe provided in a silencer An exhaust valve that opens and closes depending on the exhaust pressure may be provided. As an example of such an exhaust valve, chattering that occurs when the internal combustion engine runs at low speed by using a curved plate spring as shown in
しかし、上記従来技術に開示された排気バルブにおいては、弁体の揺動中心から等距離にある弁体の端面を曲板バネに摺動させる構成になっている。このため、弁体がある開度以上に開くと摺動部と曲板バネとが係合しなくなる、または、曲板バネの付勢力が弁体を開く方向に働き弁体が閉じなくなる恐れがあった。したがって、弁体の開度を大きくできず低背圧化が困難であった。 However, the exhaust valve disclosed in the above prior art is configured such that the end face of the valve element that is equidistant from the center of swinging of the valve element is slid by the curved plate spring. For this reason, if the valve body opens beyond a certain opening, the sliding part and the curved plate spring may not be engaged, or the biasing force of the curved plate spring may act in the direction of opening the valve body and the valve body may not close. there were. Therefore, the opening degree of the valve body cannot be increased and it is difficult to reduce the back pressure.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、曲板バネを用い弁体の開度と曲板バネによる付勢力とを非線形にした排気バルブにおいて、弁体の開度を十分に大きくすることを可能にし、一層の低背圧化を達成可能な排気バルブを提供することを主目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and in an exhaust valve in which the opening of the valve body and the urging force by the curved plate spring are made nonlinear using a curved plate spring, the opening of the valve body is sufficiently large. The main object of the present invention is to provide an exhaust valve that can achieve the lower back pressure.
前記の課題を解決するために、請求項1記載の発明は、揺動軸を中心として揺動可能な弁体と、前記弁体を閉塞方向に付勢する曲板バネとを備え、内燃機関の排気圧力に応じて排気経路を開閉する排気バルブにおいて、前記弁体と共に揺動する摺動部を前記曲板バネの凹面側と摺動するように設けると共に、前記弁体の閉状態から開状態にかけて前記揺動軸の中心からの距離が増加するように前記摺動部を形成したことを特徴とする排気バルブである。 In order to solve the above problems, an invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記弁体が閉状態から開状態になるに従い前記摺動部の曲率が小から大へ徐変する曲線状に形成されていることを特徴とする排気バルブである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the curvature of the sliding portion is formed in a curved shape that gradually changes from small to large as the valve body changes from a closed state to an open state. An exhaust valve characterized by
請求項3記載の発明は、揺動軸を中心として揺動可能な弁体と、前記弁体を閉塞方向に付勢する第1付勢手段と、前記弁体を閉塞方向に付勢する曲板バネからなる第2付勢手段とを備え、内燃機関の排気圧力に応じて排気経路を開閉する排気バルブにおいて、前記曲板バネの凹面側と摺動するように前記弁体と共に揺動する摺動部を設けると共に、前記揺動の中心からの距離が一定になるように前記摺動部を延在させて形成したことを特徴とする排気バルブである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a valve body capable of swinging about a swing shaft, first biasing means for biasing the valve body in the closing direction, and a curve for biasing the valve body in the closing direction. An exhaust valve that opens and closes an exhaust path according to the exhaust pressure of the internal combustion engine, and swings with the valve body so as to slide on the concave surface side of the curved plate spring. The exhaust valve is characterized by being provided with a sliding portion and extending the sliding portion so that a distance from the center of the swing is constant.
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3記載の発明において、前記弁体と同期に揺動するアーム部材を前記弁体と並列するように前記揺動軸に設けると共に、該アーム部材に前記摺動部を形成したことを特徴とする排気バルブである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, an arm member that swings in synchronization with the valve body is provided on the swing shaft so as to be parallel to the valve body, and the arm member includes An exhaust valve characterized in that the sliding portion is formed.
本発明によれば、曲板バネを用い弁体の開度と曲板バネによる付勢力とを非線形にした排気バルブにおいて、弁体の開度を十分に大きくすることを可能にし、一層の低背圧化を達成することができる。 According to the present invention, in an exhaust valve in which the opening of the valve body and the urging force by the curved plate spring are made nonlinear using a curved plate spring, the opening of the valve body can be made sufficiently large. Back pressure can be achieved.
本発明を実施するための形態を図1乃至図3に示す実施例に基づいて説明する。 A mode for carrying out the present invention will be described based on the embodiment shown in FIGS.
図1は、本発明の実施例1に係る排気バルブの閉状態を示す(a)正面図、(b)側面図である。排気バルブ1は図示しない消音器のインナパイプ(排気経路)の下流端に接合されて設けられている。ハウジング2は金属の板材をプレス加工して形成された第1ハウジング部材3と第2ハウジング部材4とを一体に接合して形成されている。ハウジング部材にはそれぞれバーリング孔3a,4aが設けられ、金属細線を錯綜させて形成した軸受部材5,6を介在させて、鍔部7a,7bが形成された揺動軸7が挿通されている。揺動軸7には、ハウジング2の開口部を閉塞するように弁体8とハウジング2の外側にアーム部材9とが、弁体8とアーム部材9が揺動軸7を中心として同期に揺動可能に固設されている。弁体8には金属細線を錯綜して形成した緩衝部材11が、ハウジング2との打音を抑制するために設けられている。 1A is a front view and FIG. 1B is a side view showing a closed state of an exhaust valve according to a first embodiment of the present invention. The
アーム部材9には、摺動部10が一体的に形成されている。摺動部10は、一端10aが揺動軸7の中心からの距離が一定の直線状に形成されると共に、他端10bにかけて曲線状に延在するように形成されている。より詳細には、摺動部10は他端10bにかけて、曲率が徐々に大きくなるインボリュート曲線状に形成されて、揺動軸7の中心からの距離が増加するようになっている。閉状態において摺動部10の一端10aに凹側が当接するように、テープ状の金属薄板材を横断面が円弧状に湾曲するように形成した曲板バネ12がハウジング2にブラケット13を介して設けられている。曲板バネ11はアーム部材9を付勢することで、揺動軸7を介して弁体8を閉方向へ付勢している。曲板バネ11は適当な弾性を備えた任意の金属材料の薄板状のものを円弧状やくの字状に湾曲、屈曲させたものであり、使用温度が低い場合には樹脂材料なども利用できる。また、それらを複数枚重ね合わせて用いてもよい。 A sliding
実施例1に係る排気バルブ1の作用効果について説明する。図2は本発明の実施例1に係る排気バルブの(a)閉状態、(b)開状態を示す斜視図である。内燃機関が所定の回転数までは、排気ガスが弁体8に及ぼす排気圧力より曲板バネ12の付勢力の方が大きく設定されているため、弁体8の閉状態が維持される。曲板バネ12は横断面が円弧状に形成されて剛性が高く設定されているためより大きな排気圧力に抗して弁体8を閉状態に維持することができる。その後、内燃機関の所定の回転数を越えると、曲板バネ12の付勢力より排気圧力が大きくなり、ブラケット13近傍で曲板バネ12が凸側に屈曲し弁体8が開状態になる。このとき、曲板バネ12は屈曲部において平板状になるため剛性が低下し曲板バネ11の付勢力が小さくなる。したがって、低回転において弁体8のチャタリングを抑制することができると共に、高回転において背圧を低減することができる。 The effect of the
さらに、弁体8の開度が大きくなるのに伴って曲線状に延在する摺動部10と曲板バネ12とが摺動するように構成されているため、より大きな弁体開度まで摺動部10と曲板バネ12とを係合させることができる。また、弁体8の開度に伴って揺動軸7の中心かちの距離が大きくなるように摺動部10が形成されているため、曲板バネ12の付勢力を常に弁体8を閉じる方向に働くようにすることができる。したがって、より大きな弁体開度まで弁体8が開くように設定できるため、高回転において一層背圧を低減することができる。また、弁体8を閉動作させるために別途付勢体を設ける必要がないため、コストおよび質量の低減に効果を発揮する。さらに、本実施例のようにアーム部材9に摺動部10を設けることで、弁体8に摺動部10を設けた場合に比べ、弁体8へのガス当たりなどを考慮する必要がなく摺動部10の形状を任意に設定することができる。 Further, since the sliding
図3は摺動部の変形例を示す図である。(a)は、一端20aが揺動軸7の中心からの距離が一定の直線状に形成すると共に、他端20bにかけて揺動軸7の中心からの距離が増加するような円弧状に形成した例である。(b)は、一端30aが揺動軸7の中心からの距離が一定の直線状に形成すると共に、屈曲部30cを介して他端30bにかけて揺動軸7の中心からの距離が増加するような直線状に形成した例である。(c)は、一端40aが揺動軸7の中心からの距離が一定の直線状に形成すると共に、他端40bにかけて揺動軸7の中心からの距離が一定の円弧状に延在させて形成した例である。なお本変形例の場合には、弁体を閉動作させるために別途付勢体を設ける必要がある。 FIG. 3 is a view showing a modification of the sliding portion. In (a), one end 20a is formed in a linear shape with a constant distance from the center of the
以上、本発明の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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に包含される。例えば、上記実施例においては、排気経路として消音器内のインナパイプの例を示したが、任意の排気装置内に設けられたパイプや排気管端部または途中に設けてもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and design changes within a range that does not depart from the spirit of the present invention are included in the present invention. For example, in the above embodiment, the example of the inner pipe in the silencer is shown as the exhaust path, but it may be provided at the end of the pipe or the exhaust pipe provided in an arbitrary exhaust device or in the middle.
1 排気バルブ
2 ハウジング
5,6 軸受部材
7 揺動軸
8 弁体
9 アーム部材
10,20,30,40 摺動部
12 曲板バネDESCRIPTION OF
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JP2009098444A JP2010223208A (en) | 2009-03-23 | 2009-03-23 | Exhaust valve |
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CN104373184A (en) * | 2014-10-24 | 2015-02-25 | 安徽华菱汽车有限公司 | Tail gas reversing device for vehicle |
JP2015094316A (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | フタバ産業株式会社 | Exhaust gas flow passage valve device |
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WO2015072271A1 (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-21 | フタバ産業株式会社 | Valve device for exhaust gas passage |
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