JP2019019787A - Exhaust valve device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンからの排気ガスの排気圧力に応じて消音器中の排気通路を開閉する排気バルブ装置(排気制御弁)に関する。 The present invention relates to an exhaust valve device (exhaust control valve) that opens and closes an exhaust passage in a silencer in accordance with an exhaust pressure of exhaust gas from an engine.
例えば、自動車用多気筒エンジンにおいて混合気の燃焼状態改善のため燃料室内にスワールを発生させる吸気制御弁には、特許文献1に開示された回転軸のがたつき防止装置が採用されている。この特許文献1に開示された吸気制御弁用の回転軸のがたつき防止装置は、中心軸線方向へ設けた切溝により拡開可能であって回転軸の小径部に回転可能に嵌装された緩衝部材と、この緩衝部材の外側周面に圧接して回転軸を中心軸線に直角の方向へ押すばね部材とを備え、緩衝部材に中心軸線方向へ延びる突起部を外側方へ突出させて設け、切溝を突起部に形成してある。
For example, in a multi-cylinder engine for an automobile, an intake control valve that generates a swirl in a fuel chamber for improving a combustion state of an air-fuel mixture employs the rotation shaft rattling prevention device disclosed in
そして、ばね部材を緩衝部材に圧接させてセットするとき突起部にばね部材が当たると、突起部に作用するばね荷重の僅かな不均衡で緩衝部材が回転して切溝がばね部材と接触しない位置に移動する。また、回転軸の回転に伴って緩衝部材が回転したときは、突起部がばね部材に当たってそれ以上の回転を阻止し、切溝をばね部材に接触させない。これらにより、緩衝部材がばね部材によって拡げられ、回転軸にばね部材が直接接触して摩耗することをなくしている。 Then, when the spring member is set in pressure contact with the buffer member, if the spring member hits the projection, the buffer member rotates due to a slight imbalance of the spring load acting on the projection and the kerf does not contact the spring member. Move to position. Further, when the buffer member rotates in accordance with the rotation of the rotating shaft, the projection portion hits the spring member to prevent further rotation, and the kerf is not brought into contact with the spring member. As a result, the buffer member is expanded by the spring member, and the spring member is prevented from coming into direct contact with the rotating shaft and being worn.
しかしながら、前記従来の制御弁では、緩衝部材が回転軸の小径部に回転可能に嵌装されているため、緩衝部材は、ばね部材に対して相対移動が発生してばね部材との間に摩擦が発生し、ばね部材の摩耗を十分に抑制することが難しかった。 However, in the conventional control valve, since the buffer member is rotatably fitted to the small-diameter portion of the rotating shaft, the buffer member is moved relative to the spring member, and the friction between the buffer member and the spring member is generated. It was difficult to sufficiently suppress wear of the spring member.
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものである。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems.
本願発明は、消音器中の排気通路に設置され、排気ガスの排気圧力に応じて前記排気通路を開閉する弁体と、前記弁体が閉じた際に該弁体が当接する弁座と、前記弁座に固定され、前記弁体を揺動自在に支持する支軸と、前記支軸が挿通される緩衝部材と、前記緩衝部材を外装し、前記弁体を閉じる方向に付勢するコイルバネと、を備えて成る排気バルブ装置において、前記緩衝部材は、前記コイルバネが前記弁体を付勢する部位と前記支軸との間に配置されて前記弁体に一体に設けられ、前記弁体の開閉時に、前記緩衝部材は前記弁体と共に揺動するようにしたことを要旨とする。 The invention of the present application is installed in an exhaust passage in a silencer, and opens and closes the exhaust passage according to the exhaust gas exhaust pressure, and a valve seat that contacts the valve body when the valve body is closed, A support shaft fixed to the valve seat and swingably supporting the valve body, a buffer member through which the support shaft is inserted, a coil spring that covers the buffer member and urges the valve body in a closing direction The buffer member is disposed between a portion where the coil spring urges the valve body and the support shaft, and is provided integrally with the valve body. The gist of the invention is that the buffer member swings together with the valve body during opening and closing.
以上説明したように、本願発明によれば、支軸とコイルバネ間に配置された緩衝部材を弁体に一体に設けて弁体と共に動くようにしたことにより、コイルバネの摩耗をより抑制することができる。 As described above, according to the present invention, the cushioning member disposed between the support shaft and the coil spring is provided integrally with the valve body so as to move together with the valve body, thereby further suppressing the wear of the coil spring. it can.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の第1実施形態の排気バルブ装置を内蔵した消音器の概略構成図、図2は排気バルブ装置を弁体側から見た斜視図、図3は同排気バルブ装置の分解斜視図、図4は排気バルブ装置の背面図、図5(a)は図4中A−A線に沿う断面図、図5(b)は弁体を揺動させる支軸とコイルバネとカラー部材の関係を示す説明図である。 1 is a schematic configuration diagram of a silencer incorporating an exhaust valve device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the exhaust valve device viewed from the valve body side, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the exhaust valve device. 4 is a rear view of the exhaust valve device, FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4, and FIG. 5B is a relationship between a support shaft, a coil spring, and a collar member for swinging the valve body. It is explanatory drawing which shows.
図1に示すように、排気バルブ装置10は、消音器(マフラ)1内を仕切るバッフルプレート(仕切板)9に形成された一対の貫通孔9a,9bのうちの片方の貫通孔9bに取り付けられており、図示しないエンジンからの排気ガスGの排気圧力に応じて消音器1中の排気通路となる貫通孔9bを開閉するものである。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、消音器1は、略円筒状のアウタシェル2と、このアウタシェル2の前後両端開口部を閉塞するアウタプレート3,4とで消音器本体(マフラ本体)が構成されており、図示しないエンジンから発生する排気吐出音と高温の排気ガスGを、内部に設けられたインレットパイプ(排気管)5とアウトレットパイプ6とインナパイプ7及び板状で一対のバッフルプレート(仕切板)8,9とによって消音、冷却するものである。
As shown in FIG. 1, the
図1〜図3に示すように、排気バルブ装置10は、バッフルプレート9の貫通孔9bにスポット溶接等により固着される金属製の弁座11と、この弁座11の排気通路となる円筒部(入口管)13を開閉する金属製の弁体20と、この弁体20を閉じる方向に付勢する金属製の捩りコイルバネ(コイルバネ)30と、弁座11の排気ガスGの流れ方向の下流側の端部14にスポット溶接等により固着された金属製の外筒40とで構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図2、図3に示すように、弁座11は、両上角側が円弧状で略矩形の平板部12と、この平板部12の前面中央に円筒状に一体突出形成された円筒部13と、平板部12の上端縁及び両側端縁より後方に一体に折り曲げ形成された上端部14aと両側端部14b,14bとを有した端部14とを備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
弁座11の平板部12の下端縁には、弁体20の揺動を規制するストッパ受部15を後方に一体に折り曲げ形成してある。このストッパ受部15の一側端部14b寄りには切欠き部15aを形成してある。また、弁座11の両側端部14b,14bの下側には、中央に軸貫通孔16aを有した一対のフランジ16,16を一体形成してある。この一対のフランジ16,16の各軸貫通孔16a間には支軸17が貫通している。この一対のフランジ16,16の各軸貫通孔16aを貫通した支軸17の両端側は、一対のフランジ16,16に溶接等により固定されている。
At the lower end edge of the
図2、図3に示すように、弁体20は、両上角側が円弧状で略矩形の平板部21と、この平板部21の上端縁及び両側端縁より後方に一体に折り曲げ形成された上部22と両側部23,23とを備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
弁体20の平板部21の下端縁には、傾斜片部24を後方に傾斜させて折り曲げ形成してある。この傾斜片部24の中央には、弁座11のストッパ受部15に当接するストッパ25を一体突出形成してある。この弁体20のストッパ25が弁座11のストッパ受部15に当接して弁体20の揺動する角度が規制されるまでの角度が弁体20の所定開度となっている。
On the lower end edge of the
また、傾斜片部24の一側部23寄りには、切欠き部24aを形成してある。さらに、弁体20の両側部23,23の下側には、中央に軸貫通孔26aを有した一対のフランジ26,26を一体形成してある。この一対のフランジ26,26の各軸貫通孔26a内に弁座11に対して弁体20を揺動自在に支持する支軸17が貫通されている。
Further, a
さらに、弁体20の平板部21の中央には、円形状の凸部21aを前面側に一体突出形成してあり、この平板部21の前面の円形状の凸部21aの周りには、耐熱性で円環板状の緩衝マット27をスポット溶接等により固着してある。弁体20が閉じた際に、弁体20の平板部21が緩衝マット27を介して弁座11の平板部12に隙間なく当接するようになっている。また、弁座11の一対のフランジ16,16と弁体20の一対のフランジ26,26の各間の支軸17には円環状のブッシュ28をそれぞれ貫通させている。この一対のブッシュ28,28を介して支軸17に弁体20を揺動自在に軸支してある。
Further, a circular
また、図2及び図4に示すように、弁体20の一方のフランジ26(切欠き部24aが形成されている側のフランジ26ではない方)の内面側には、金属製のカラー部材(緩衝部材)29の板状の鍔部(溶着部)29bを溶接等により溶着(固定)してある。即ち、カラー部材29は、支軸17が挿通される円筒形状の円筒部29aと、この円筒部29aの一端側に軸方向に対して垂直に一体形成され、弁体20の一方のフランジ26に溶着される板状の鍔部29bとを備えていて、捩りコイルバネ30の一端31が弁体20を付勢する部位と支軸17との間に配設されている。また、カラー部材29の円筒部29aは、捩りコイルバネ30を外装していて、支軸17との間に所定のクリアランスKを有している。そして、弁体20の開閉時に、カラー部材29は弁体20と共に一緒に揺動するようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 4, on the inner surface side of one
図2及び図4に示すように、捩りコイルバネ30は、支軸17の回りに装着されていて、その一端31側を弁体20の平板部21の裏面に当接係止させ、他端32を弁座11のストッパ受部15の切欠き部15aに係止させている。これにより、弁座11に対して弁体20を閉じる方向に付勢している。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
図2、図3に示すように、外筒40は、弁座11の端部14の上端部14aを覆う上壁(天井壁)41と、中央部42aが円弧状に突出した弁座11の端部14の両側端部14b,14bを覆う両側壁42,42とを備えて略逆U字板状に形成されていて、弁座11の端部14に点付け溶接等により固着されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
弁体20が所定開度である場合に、外筒40の上壁41と両側壁42,42の各円弧状の中央部42aが、捩りコイルバネ30の付勢力に抗した開いた弁体20の上部22と両側部23,23をそれぞれ覆うようになっている。尚、弁体20の所定開度は、排気ガスGの排気圧力が最大であるときに弁体20が揺動する角度であり、例えば、最大45°に設定されている。これにより、弁体20が開いたときに、弁体20の周囲を外筒40で覆うことで、弁体20の開度を増加させ、低背圧化の効果が得られるようになっている。
When the
以上実施形態の排気バルブ装置10によれば、エンジンの低回転時において、消音器1内を流れる排気ガスGの排気圧力が小さいため、排気バルブ装置10の弁体20は閉じている。この弁体20が閉じている場合、排気ガスGは、消音器1内を図1の矢印R1で示すように流れ、インレットパイプ5の端部5aからインナパイプ7の中間ルートでは、バッフルプレート9の貫通孔9aを通過し、この貫通孔9aの孔径(通気抵抗)により音レベルの低減が図られる。
According to the
また、エンジンの回転数が所定の低速回転域を超え、排気ガスGの排気圧力が捩りコイルバネ30の弾性による付勢力を超える中・高回転時においては、排気バルブ装置10の弁体20が捩りコイルバネ30の弾性付勢力に抗して開く。この場合、インレットパイプ5の端部5aからインナパイプ7の中間ルートでは、バッフルプレート9の貫通孔9aを通過する図1の矢印R1で示す流れと、排気バルブ装置10の弁座11の円筒部13(バッフルプレート9の貫通孔9b)を通過する図1の矢印R2で示す流れの2つの流れとなり、排気ガスGが流れる断面積が増え、通気抵抗が低減する。
Further, when the engine speed exceeds the predetermined low-speed rotation range and the exhaust pressure of the exhaust gas G exceeds the urging force of the
さらに、弁座11の一対のフランジ16,16の間の同一の支軸17に、ブッシュ28を介して弁体20の一対のフランジ26,26を揺動自在に支持すると共に、弁体20を閉じる方向に付勢する捩りコイルバネ30を外装してあるため、その分、部品点数を減らすことができ、全体の構造を簡素化することができる。
Further, a pair of
また、図2及び図5(a),(b)に示すように、円筒部29aが支軸17と捩りコイルバネ30との間に介在されたカラー部材29の板状の鍔部29bを、弁体20の両側部23,23の下側の一方のフランジ26の内面側に溶接等により固定して、支軸17の径よりも大径の円筒部29aが捩りコイルバネ30と接触するカラー部材29を弁体20と共に一緒に揺動するようにしたことにより、捩りコイルバネ30の摩耗、特に、捩りコイルバネ30の一端31側の摩耗を簡単かつ確実に低コストで防止することができる。
2 and 5 (a) and 5 (b), the plate-
さらに、弁体20の揺動を規制するストッパ受部15を弁座11に設けたことにより、弁体20のストッパ25が弁座11のストッパ受部15に当たって規制される開度(揺動角度)を最大角度とすることができる。
Furthermore, by providing the
図6は本発明の第2実施形態の排気バルブ装置を弁体側から見た斜視図、図7は同排気バルブ装置の背面図、図8(a)は同排気バルブ装置のカラー部材の斜視図、図8(b)は同排気バルブ装置の弁体を揺動させる支軸とコイルバネとカラー部材の関係を示す説明図である。 6 is a perspective view of the exhaust valve device according to the second embodiment of the present invention as viewed from the valve body side, FIG. 7 is a rear view of the exhaust valve device, and FIG. 8A is a perspective view of a collar member of the exhaust valve device. FIG. 8B is an explanatory view showing the relationship among the support shaft, the coil spring, and the collar member for swinging the valve body of the exhaust valve device.
図6〜図8に示すように、カラー部材(緩衝部材)29Aが、支軸17が挿通される半円筒部29a′と、溶着部としての鍔部29bとを備えている点が、前記第1実施形態と異なる。尚、他の構成は、前記第1実施形態と同様であるため、前記第1実施形態と同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
As shown in FIGS. 6 to 8, the collar member (buffer member) 29 </ b> A includes a
以上第2実施形態の排気バルブ装置10′によれば、図6及び図8(b)に示すように、半円筒部29a′が支軸17と捩りコイルバネ30との間に介在されたカラー部材29Aの板状の鍔部29bを、弁体20の両側部23,23の下側の一方のフランジ26の内面側に溶接等により固定して、支軸17の径よりも大径の半円筒部29a′が捩りコイルバネ30と接触するカラー部材29Aを弁体20と共に一緒に揺動するようにしたことにより、捩りコイルバネ30の摩耗、特に、捩りコイルバネ30の一端31側の摩耗を簡単かつ確実に低コストで防止することができる。
As described above, according to the
図9は本発明の第3実施形態の排気バルブ装置を弁体側から見た斜視図、図10(a)は同排気バルブ装置の弁体の斜視図、図10(b)は同弁体を支軸に装着した状態を示す斜視図である。 FIG. 9 is a perspective view of an exhaust valve device according to a third embodiment of the present invention as viewed from the valve body side, FIG. 10 (a) is a perspective view of the valve body of the exhaust valve device, and FIG. 10 (b) is the valve body. It is a perspective view which shows the state with which the spindle was mounted | worn.
図9及び図10に示すように、カラー部材(緩衝部材)29Bを弁体20の一方のフランジ26(切欠き部24aが形成されている側のフランジ26ではない方)に一体突出成形してある点が、前記第1実施形態と異なる。尚、他の構成は、前記第1実施形態と同様であるため、前記第1実施形態と同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
As shown in FIGS. 9 and 10, the collar member (buffer member) 29B is integrally projected on one
以上第3実施形態の排気バルブ装置10″によれば、図9及び図10(a),(b)に示すように、支軸17と捩りコイルバネ30との間に介在されたカラー部材29Bの円筒部29aを、弁体20の両側部23,23の下側の一方のフランジ26の内面側に一体突出形成して、支軸17の径よりも大径の円筒部29aが捩りコイルバネ30と接触するカラー部材29Bを弁体20と共に一緒に揺動するようにしたことにより、捩りコイルバネ30の摩耗、特に、捩りコイルバネ30の一端31側の摩耗を簡単かつ確実に低コストで防止することができる。
As described above, according to the
尚、前記各実施形態によれば、消音器内を仕切るバッフルプレート(仕切板)に形成した貫通孔に排気バルブ装置を取り付けたが、消音器中にあるインレットパイプ(排気管)の端部に排気バルブ装置を取り付けるようにしても良い。 In addition, according to each said embodiment, although the exhaust valve apparatus was attached to the through-hole formed in the baffle plate (partition plate) which partitions off the inside of a silencer, it is attached to the edge part of the inlet pipe (exhaust pipe) in a silencer. An exhaust valve device may be attached.
1 消音器
9 バッフルプレート(仕切板)
9b 貫通孔(排気通路)
10,10′,10″ 排気バルブ装置
11 弁座
17 支軸
20 弁体
23,23 両側部
26 一方のフランジ
29,29A,29B カラー部材(緩衝部材)
29a 円筒部
29a′半円筒部
29b 鍔部(溶着部)
30 捩りコイルバネ(コイルバネ)
31 一端
G 排気ガス
K クリアランス
1
9b Through hole (exhaust passage)
10, 10 ', 10 "
30 Torsion coil spring (coil spring)
31 One end G Exhaust gas K Clearance
Claims (6)
前記弁体が閉じた際に該弁体が当接する弁座と、
前記弁座に固定され、前記弁体を揺動自在に支持する支軸と、
前記支軸が挿通される緩衝部材と、
前記緩衝部材を外装し、前記弁体を閉じる方向に付勢するコイルバネと、
を備えて成る排気バルブ装置において、
前記緩衝部材は、前記コイルバネが前記弁体を付勢する部位と前記支軸との間に配置されて前記弁体に一体に設けられ、
前記弁体の開閉時に、前記緩衝部材は前記弁体と共に揺動することを特徴とする排気バルブ装置。 A valve body installed in the exhaust passage in the silencer and opening and closing the exhaust passage according to the exhaust gas exhaust pressure;
A valve seat against which the valve body abuts when the valve body is closed;
A support shaft fixed to the valve seat and supporting the valve body in a swingable manner;
A buffer member through which the support shaft is inserted;
A coil spring that covers the buffer member and biases the valve body in a closing direction;
In an exhaust valve device comprising:
The buffer member is disposed between a portion where the coil spring urges the valve body and the support shaft and is provided integrally with the valve body,
The exhaust valve device, wherein the buffer member swings together with the valve body when the valve body is opened and closed.
前記緩衝部材は、前記支軸との間に所定のクリアランスを有することを特徴とする排気バルブ装置。 The exhaust valve device according to claim 1,
The exhaust valve device according to claim 1, wherein the buffer member has a predetermined clearance between the buffer shaft and the support shaft.
前記緩衝部材は、前記弁体に溶着する溶着部を有することを特徴とする排気バルブ装置。 The exhaust valve device according to claim 1 or 2,
The exhaust valve device according to claim 1, wherein the buffer member has a welded portion welded to the valve body.
前記緩衝部材は、前記支軸が挿通される円筒部と、前記溶着部としての鍔部とを備えることを特徴とする排気バルブ装置。 The exhaust valve device according to claim 3,
The said buffer member is provided with the cylindrical part by which the said spindle is penetrated, and the collar part as said welding part, The exhaust valve apparatus characterized by the above-mentioned.
前記緩衝部材は、前記支軸が挿通される半円筒部と、前記溶着部としての鍔部とを備えることを特徴とする排気バルブ装置。 The exhaust valve device according to claim 3,
The said buffer member is provided with the semi-cylindrical part by which the said spindle is penetrated, and the collar part as said welding part, The exhaust valve apparatus characterized by the above-mentioned.
前記緩衝部材は、前記弁体に一体成形されていることを特徴とする排気バルブ装置。 The exhaust valve device according to claim 1 or 2,
The exhaust valve device, wherein the buffer member is integrally formed with the valve body.
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200716 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210511 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20211102 |