JP2013543953A - 排気システムのためのスナップアクションバルブ - Google Patents
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Abstract
Description
排気圧は作動中に図1A乃至図4Bで見て左側からフラップ110に当たる。排気圧がばね106の付勢力に勝ると、フラップ110は回転軸112の周りを回動し始める。バルブフラップ110のトルクは、付勢ばね力に距離dを掛けたものによって決まる。距離dはばねの軸と回転軸112との間の距離dである。バルブフラップが開き、ばね106が伸びるにつれ、ばね力は増す。ただし、dはバルブが開くにつれ短くなり、ばねの縦軸が「オーバーセンター(over-center)」位置に近づくにつれ、すなわち回転軸112の縦軸との交差点に近づくにつれ、トルクはゼロに近づく。
また、バルブフラップを回動させばねがオーバーセンター状態に近づくことで、全開位置でのバルブのメンテナンスは容易となる。
マフラ800は、入口ヘッダ810と出口ヘッダ812によって入口及び出口端が閉ざされた概ね円筒形のアウタシェルからなる筐体を有する。アウタシェル818には、マフラチャンバ824及び826を画定する位置に仕切り814が取り付けられている。マフラ800内でチャンバ824及び826間の流通を可能にするため、仕切り814は少なくとも1つの開口部820、822をさらに含む。オプションとして、一方または両方の内部マフラチャンバ内に吸音材816を置くこともできる。
開示されるバルブアセンブリのもう1つの代表的応用は、図9に示すような自動車排気システムマフラ900を含む。
マフラ1600はマフラ1400に類似する特徴を持つ。同様の構成部位は、200を加えた参照番号によって識別される。マフラ1600は、第2の仕切り1412が削除されている点、また入口管1630の長さが増し仕切り1608を越えて内側に延出している点が、マフラ1400と異なる。入口パイプ1630の下流端、第1の出口パイプ1640の入口1676から上流、且つ第2の出口パイプ1650の入口1678から上流には、ただ1つのスナップアクションバルブ108が配置されている。
専ら例示の目的で開示された実施形態の詳細な説明により本開示を説明した。本開示の範囲と趣旨は添付の請求項の適切な解釈から決定される。
Claims (27)
- 内燃エンジン排気システムのためのマフラであって、
アウタシェルと、該アウタシェルの両端を閉じる入口ヘッダ及び出口ヘッダと、を有する筐体と、
前記筐体の内部を、吸音材を内設する第1のチャンバ1と、第2のチャンバとに分割し、貫通して前記第1及び第2のチャンバ間に流通を与える、少なくとも1つの開口部を有する仕切りと、
前記入口ヘッダ及び前記出口ヘッダと前記仕切りを貫通し、前記第1のチャンバとの間で流通を可能にする複数の孔を有するスルーパイプと、
前記スルーパイプ内に配置され、前記スルーパイプへ回転自在に連結された回転軸と共に、閉位置と開位置との間で回動可能であり、前記開位置の際に前記スルーパイプの縦軸に対し概ね平行となる、平面のバルブフラップを有するバルブアセンブリと、
を備え、
前記バルブフラップは、前記孔より下流に配置され、前記マフラ内を流れる全ての排気ガスは、前記バルブフラップの位置に関わりなく前記バルブを通過することを特徴とするマフラ。 - 前記バルブフラップは、第1の断面積を有する前記パイプの下流部分を、前記第1の断面積の3倍を上回る第2の断面積を有する上流マフラ空洞から、分離することを特徴とする請求項1に記載のマフラ。
- 前記バルブは、前記出口ヘッダの近傍に配置されることを特徴とする請求項1に記載のマフラ。
- 前記バルブは軸方向に前記仕切りより下流、前記出口ヘッダより上流に、配置されることを特徴とする請求項1に記載のマフラ。
- 前記第1のチャンバは前記入口ヘッダと前記仕切りによって境され、前記第2のチャンバは前記仕切りと前記出口ヘッダによって境されることを特徴とする請求項1に記載のマフラ。
- 前記バルブフラップを前記閉位置の方に強制する付勢部位をさらに含み、前記付勢部位は、前記第2のチャンバの中、前記スルーパイプの外に、取り付けられることを特徴とする請求項1に記載のマフラ。
- 前記スルーパイプ内の排気圧が付勢力に勝るほど十分に高くなると、前記排気圧は前記バルブフラップを前記開位置まで強制することを特徴とする請求項6に記載のマフラ。
- 前記第2のチャンバは吸音材を実質的に欠くことを特徴とする請求項1に記載のマフラ。
- 前記スルーパイプは前記アウタシェルの中心縦軸から外れた位置で前記出口ヘッダを通過する、請求項1に記載のマフラ。
- 前記スルーパイプは前記中心縦軸を概ね中心とする位置で前記入口ヘッダを通過することを特徴とする請求項9に記載のマフラ。
- 前記閉位置の前記バルブフラップは前記スルーパイプの前記縦軸に鋭角で交差することを特徴とする請求項1に記載のマフラ。
- 前記バルブより下流の前記パイプの内部容積が途切れない壁によって前記第2のチャンバから隔離されることを特徴とする請求項1に記載のマフラ。
- 前記入口及び出口ヘッダは第1の距離により隔てられ、前記バルブ回転軸は前記第1の距離の4分の1以下の第2の距離により前記出口ヘッダから隔てられることを特徴とする請求項1に記載のマフラ。
- 内燃エンジン排気システムのためのマフラであって、
アウタシェルと、該アウタシェルの両端を閉じる入口ヘッダ及び出口ヘッダと、を有する筐体と、
前記筐体の内部を、前記入口ヘッダから延在する第1のチャンバと、前記出口ヘッダまで延在する第2のチャンバと、に分割する仕切りと、
前記入口ヘッダ及び出口ヘッダと前記仕切りを貫通して、前記第1のチャンバのとの間で流通を可能にする複数の孔を有し、前記第2のチャンバを貫通して延出する一部に前記孔を欠くスルーパイプと、
前記スルーパイプ内に配置され、前記スルーパイプへ回転自在に連結された回転軸と共に、閉位置と開位置との間で回動可能であり、前記開位置の際に前記スルーパイプの縦軸に対し概ね平行となる、平面のバルブフラップを有するバルブアセンブリと、
を備え、
前記バルブフラップは、前記第2のチャンバ内で前記孔より下流に配置され、前記バルブフラップが閉状態の時に、前記第1及び第2のチャンバを前記バルブの下流パイプから分離することを特徴とするマフラ。 - 前記バルブは、第1の断面積を有する前記パイプの下流部分を、前記第1の断面積の3倍を上回る第2の断面積を有する上流マフラ空洞から、分離することを特徴とする請求項14に記載のマフラ。
- 前記入口及び出口ヘッダは第1の距離により隔てられ、前記バルブ回転軸は前記第1の距離の4分の1以下の第2の距離により前記出口ヘッダから隔てられることを特徴とする請求項15に記載のマフラ。
- 前記バルブフラップを前記閉位置の方に強制する付勢部位をさらに含み、前記付勢部位は、前記第2のチャンバ内、または前記スルーパイプ外のいずれかに取り付けられることを特徴とする請求項16に記載のマフラ。
- 前記スルーパイプ内の排気圧が付勢力に勝るほど十分に高くなると、前記排気圧は前記バルブフラップを前記開位置まで強制することを特徴とする請求項17に記載のマフラ。
- 前記スルーパイプは前記アウタシェルの中心縦軸から外れた位置で前記出口ヘッダを通過することを特徴とする請求項18に記載のマフラ。
- 前記スルーパイプは前記中心縦軸を概ね中心とする位置で前記入口ヘッダを通過することを特徴とする請求項19に記載のマフラ。
- 内燃エンジン排気システムのためのマフラであって、
アウタシェルと、該アウタシェルの両端を閉じる入口ヘッダ及び出口ヘッダと、を有する筐体と、
前記入口ヘッダを貫通する入口パイプと、
前記出口ヘッダを貫通する第1の出口パイプと、
前記入口ヘッダ及び前記出口ヘッダのいずれか一方を貫通する第2の出口パイプと、
前記第1の出口パイプ内に配置され、前記第1の出口パイプへ回転自在に連結された回転軸と共に、閉位置と開位置との間で回動可能であり、前記開位置の際に前記第1の出口パイプの縦軸に対し概ね平行となる、平面のバルブフラップを有する第1のバルブアセンブリと、
前記第2の出口パイプ内に配置され、前記第2の出口パイプへ回転自在に連結された回転軸と共に、閉位置と開位置との間で回動可能であり、前記開位置の際に前記第2の出口パイプの縦軸に対し概ね平行となる、平面のバルブフラップを有する第2のバルブアセンブリと、
を備え、前記第1及び第2のバルブは、前記マフラ内を流れる全ての排気ガスが前記第1及び第2のバルブを通過するよう配置されることを特徴とするマフラ。 - 前記筐体内部を第1及び第2のチャンバに分割する前記筐体内の仕切りをさらに含み、前記第1のチャンバは吸音材を前記第1のチャンバの中に有し、前記仕切りは、前記仕切りを貫通し、前記第1及び第2のチャンバ間に流通を提供する、少なくとも1つの開口部を有することを特徴とする請求項21に記載のマフラ。
- 前記入口パイプと前記第1の出口パイプと前記第2の出口パイプは自由端を前記筐体の中に各々含み、前記自由端は前記他の自由端から隔てられることを特徴とする請求項22に記載のマフラ。
- 前記第1の出口パイプと前記第2の出口パイプは、前記入口パイプの下流端と流通するよう結合された上流端を各々含むことを特徴とする請求項22に記載のマフラ。
- 前記バルブより上流の前記第1及び第2の出口パイプの部分は孔を含むことを特徴とする請求項24に記載のマフラ。
- 前記入口パイプは前記入口パイプと前記筐体の内部との流通を可能にする複数の孔を含むことを特徴とする請求項21に記載のマフラ。
- 内燃エンジン排気システムのためのマフラであって、
アウタシェルと、該アウタシェルの両端を閉じる入口ヘッダ及び出口ヘッダと、を有する筐体と、
前記入口ヘッダを貫通し、前記筐体との間で流通を可能にする複数の孔を有する入口パイプと、
吸音材を内設する第1のチャンバ1と、第2のチャンバとに前記筐体の内部を分割し、貫通して前記第1及び第2のチャンバ間に流通を与える、少なくとも1つの開口部を有する仕切りと、
前記出口ヘッダを貫通し、前記入口パイプの下流端と流通するよう結合された上流端を有する第1の出口パイプと、
前記口ヘッダを貫通し、前記入口パイプの下流端と流通するよう結合された上流端を有する、第2の出口パイプと、
前記入口パイプ内に配置され、前記入口パイプへ回転自在に連結された回転軸と共に、閉位置と開位置との間で回動可能であり、前記開位置の際に前記第入口パイプの縦軸に対し概ね平行となる、平面のバルブフラップを有するバルブアセンブリと、
を備え、前記バルブは、前記マフラの中を流れる全ての排気ガスが前記バルブを通過するよう配置されることを特徴とするマフラ。
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