JP2020200780A - Valve device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バルブ装置に関する。 The present invention relates to a valve device.
内燃機関を有する自動車などの車両には、内燃機関より排出された排気ガスを外部へ導出する排気管が設けられ、この排気管には排気騒音を低減する消音器が設けられている。 Vehicles such as automobiles having an internal combustion engine are provided with an exhaust pipe that guides the exhaust gas discharged from the internal combustion engine to the outside, and the exhaust pipe is provided with a silencer that reduces exhaust noise.
この消音器には、内燃機関の低速回転域では消音性能が、高速回転域では出力向上が求められ、これらの要件を満たすために、回転数に応じて排気ガスの流路を開閉するバルブ装置が設けられている。 This silencer is required to have muffling performance in the low speed range of the internal combustion engine and improved output in the high speed range. To meet these requirements, a valve device that opens and closes the exhaust gas flow path according to the rotation speed. Is provided.
従来、このバルブ装置の弁軸の端部に、弁軸の軸方向において段差を有する段差部を形成し、弁軸方向で、かつ、段差部側に突出する突起を設け、弁軸の回動により段差部と突起との隙間を変化させ、弁体の開閉前後の摩擦力を変化させることにより、チャタリングが発生することを抑制するものが提案されている(特許文献1,2参照)。
Conventionally, a stepped portion having a step in the axial direction of the valve shaft is formed at the end of the valve shaft of this valve device, and a protrusion protruding in the valve shaft direction and toward the stepped portion is provided to rotate the valve shaft. It has been proposed to suppress the occurrence of chattering by changing the gap between the stepped portion and the protrusion and changing the frictional force before and after opening and closing the valve body (see
上記特許文献1,2に記載のバルブ装置においては、剛体の突起のみで段差部からの摩擦力を受けるため、突起に係る力が大きくなり、突起が破損する虞がある。
In the valve device described in
そこで、本発明は、チャタリングの発生を抑制するとともに、上記特許文献1、2に記載のバルブ装置よりも耐久性能が高いバルブ装置を提案することを目的とするものである。
Therefore, an object of the present invention is to propose a valve device that suppresses the occurrence of chattering and has higher durability than the valve devices described in
前記の課題を解決するために、本発明は、開口部を設けたハウジングと、該ハウジングに設けた回動軸の軸芯を中心として回動し前記開口部を開閉する弁体を有し、
前記弁体は前記回動軸に固設され、前記回動軸に前記弁体を閉方向に付勢する付勢部を設け、
前記回動軸の径方向の外側に設けた弾性部材により、前記回動軸が回動する際に抵抗力を付与するとともに、前記回動軸の回動に伴い前記抵抗力が変化する抵抗付与部を設け、
前記抵抗付与部による抵抗力は、弁体の開作動において、その開き始めるまでが最も大きくなるようにしたことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes a housing provided with an opening and a valve body that rotates about the axis of a rotating shaft provided in the housing to open and close the opening.
The valve body is fixed to the rotation shaft, and the rotation shaft is provided with an urging portion for urging the valve body in the closing direction.
An elastic member provided on the outer side in the radial direction of the rotating shaft imparts a resistance force when the rotating shaft rotates, and also imparts a resistance whose resistance force changes with the rotation of the rotating shaft. Set up a part
The resistance force due to the resistance applying portion is characterized in that, in the opening operation of the valve body, the resistance force is maximized until the opening starts.
また、前記抵抗付与部は、前記回動軸の軸芯方向視が楕円形状のカム部材と、該カム部材の外側に、カム部材に対して対向するように設けた2枚の平板状の弾性部材を有し、
夫々の弾性部材は、平板を屈曲若しくは湾曲させて、前記回動軸の軸芯側に突出する凸部を形成し、この凸部は、前記回動軸の軸芯を中心として対向して設け、
前記カム部材を、前記回動軸に固設し、
前記カム部材と前記弾性部材が当接していない状態における前記凸部間の距離は、前記カム部材における回動軸の軸芯と直交する断面の長軸より短く、その短軸より長くしてもよい。
Further, the resistance-imparting portion includes a cam member having an elliptical axis direction of the rotating shaft, and two flat plate-shaped elastics provided on the outside of the cam member so as to face the cam member. Has a member,
Each elastic member bends or bends a flat plate to form a convex portion that protrudes toward the axis of the rotating shaft, and the convex portion is provided so as to face each other with the axis of the rotating shaft as the center. ,
The cam member is fixed to the rotating shaft,
The distance between the convex portion when the cam member and the elastic member are not in contact with each other is shorter than the long axis of the cross section orthogonal to the axis of the rotation axis of the cam member and longer than the short axis thereof. Good.
また、前記弁体が閉じた状態において、カム部材の長軸方向の頂点は、前記凸部に対して、前記回動軸の開動作における回動方向と反対側に位置するようにしてもよい。 Further, when the valve body is closed, the apex of the cam member in the long axis direction may be located on the side opposite to the rotation direction in the opening operation of the rotation shaft with respect to the convex portion. ..
本発明のバルブ装置は、開口部を設けたハウジングと、ハウジングに設けた回動軸の軸芯を中心として回動し開口部を開閉する弁体を有し、回動軸の径方向の外側に設けた弾性部材により、回動軸が回動する際に抵抗力を付与するとともに、回動軸の回動に伴い前記抵抗力が変化する抵抗付与部を設けたことにより、特許文献1、2に記載のバルブ装置と比較して、耐久性能を高めることができる。 The valve device of the present invention has a housing provided with an opening and a valve body that rotates around the axis of the rotating shaft provided in the housing to open and close the opening, and is outside the radial direction of the rotating shaft. A resistance force is applied when the rotation shaft rotates by the elastic member provided in the above, and a resistance applying portion whose resistance force changes with the rotation of the rotation shaft is provided. Durability can be improved as compared with the valve device described in 2.
また、抵抗付与部による抵抗力は、弁体の開作動において、その開き始めるまでが最も大きくなるようにしたことにより、チャタリングの発生を抑制できる。 Further, the resistance force by the resistance imparting portion is set to be the largest in the opening operation of the valve body until the opening starts, so that the occurrence of chattering can be suppressed.
本発明を実施するための形態を図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 with reference to the examples shown in the figure.
[実施例1]
図1は、本発明の実施例に係るバルブ装置1における弁体5を閉じた状態の斜視図、図2は、図1の裏側から見た斜視図を示す。
[Example 1]
FIG. 1 is a perspective view of the
バルブ装置1は、例えば、内燃機関を有する自動車などの車両において、内燃機関より排出された排気ガスを外部へ導出する排気管に設けて使用するものである
バルブ装置1は、図1〜図7に示すように、ハウジング2を有し、このハウジング2は排気管(図示しない)に組付けできるようになっている。ハウジング2には、図1,図3に示すように、排気管の軸方向に連通する開口部3が形成されている。
The
ハウジング2には、回動軸4が回動可能な状態で、排気管の壁部近傍に位置するように設けられている。回動軸4には弁体5が溶接等により固設され、弁体5が回動軸4を中心として回動することにより、開口部3を開閉することができるようになっている。
The
回動軸4は、付勢部7により弁体5の閉方向に付勢され、本実施例では付勢部7としてコイルスプリングを用いた。
The rotating
回動軸4の軸方向の一端部(例えば図3における左端部)には、カム部材10が固設されている。カム部材10は、図1,図5〜図7に示すように、回動軸4の軸芯X−Xに直交する方向の断面が、楕円形状に形成され、軸芯X−X方向に所定の長さを有している。カム部材10は、回動軸4の軸芯X−X方向視において、 付勢部7を設けた側とは反対側から見た際に、楕円形状に形成されている。すなわち、バルブ装置1における左側面から見た際に、カム部材10は楕円形状に形成されている。
A
カム部材10における軸芯X−Xを中心とする径方向の外側で、かつ、回動軸4の軸芯X−Xを中心として対向する位置には、図5〜図7に示すように、平板状の弾性部材である板バネ11,11が2枚対面して設けられている。すなわち、弾性部材である板バネ11,11は、回動軸4の軸芯X−Xを中心とする径方向の外側に設けられている。板バネ11,11の両端部は、図示しない固定部材に固定保持されている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the
各板バネ11は、バネ性を有する平板を屈曲若しくは湾曲して形成されているとともに、その中央部には回動軸4の軸芯X−X側に突出する凸部11aが形成されている。
Each
両凸部11a,11aは、回動軸4の軸芯X−Xを中心として相互に対向するように設けられている。
The two
カム部材10と板バネ11,11とが相互に当接していない状態において、凸部11a,11a間の距離L1は、カム部材10における回動軸4の軸芯X−Xと直交する断面における長軸(最も長い径方向の距離)の長さL2より短く、その短軸(最も短い径方向の距離)の長さL3より長く設定されている。
In a state where the
弁体5が開閉作動する間において、常にカム部材10と板バネ11,11は面で当接するように配置され、カム部材10は、板バネ11,11により軸芯X−X側への復元力が常に付与され、弁体5が開閉する際における回動軸4の回動に対して抵抗力が付与されるようになっている。カム部材10と板バネ11,11により回動軸4の回動に対して抵抗力を付与する抵抗付与部14を構成する。
While the
また、弁体5の全閉状態において、図5に示すように、カム部材10の長軸方向の頂点10aが、板バネ11の凸部11aに対して、回動軸4の開動作における回動(矢印A方向)と反対側に位置するように設けられている。
Further, in the fully closed state of the
また、回動軸4が、弁体5の全閉状態から開方向に回動すると、カム部材10の長軸方向の頂点10aは、板バネ11の凸部11a方向に回動して、凸部11aにより回動軸4の回動が抑制されるため、回動軸4を回動するのに必要な力は大きくなる。一方、カム部材10の長軸方向の頂点10aが、板バネ11の凸部11aを乗り越えた後は、回動軸4を回動するのに必要な力は小さくなる。
Further, when the rotating
したがって、弁体5を開き始めるのに必要な力は大きく、弁体5が所定以上開いたのちは、開き始めの際より小さな力で弁体5を開くことができるようになっている。
Therefore, the force required to start opening the
次に、バルブ装置1の弁体5の開閉について説明する。
Next, opening and closing of the
弁体5は、付勢部7により常に閉方向に付勢され、排気ガスの流速が低い場合には、付勢部7の付勢力により弁体5は閉じている。
The
排気ガスの流速が速くなり、排気ガスによる弁体の開方向への力が、付勢部7の付勢力及び板バネ11,11による回動軸4の回動に対する抵抗力に抗すると、弁体5は開き始める。
When the flow velocity of the exhaust gas becomes faster and the force of the exhaust gas in the opening direction of the valve body resists the urging force of the urging
弁体5の閉状態から開き始める際には、回動軸4が、付勢部7の付勢力と板バネ11による抵抗力に抗して、図6に示すように、板バネ11の凸部11aをカム部材10により外側方向に押しながら回動するため、弁体5の開動作において、閉状態から開き始めるまでに必要な力が、最も大きくなる。これにより、弁体5のチャタリングが生じることを抑制できる。
When the
そして、カム部材10の長軸方向の頂点10aが、板バネ11の凸部11aを乗り越えた後は、弁体5の開き始めに必要な力より小さな力で、回動軸4が回動する。
Then, after the apex 10a of the
排気ガスによる弁体の開方向への力が、付勢部7の付勢力に抗しなくなると、付勢部7の付勢力により、回動軸4は弁体5の閉方向に回動するとともに、カム部材10の長軸方向の頂点10aが、板バネ11の凸部11aを乗り越え、弁体5は閉じる。
When the force of the exhaust gas in the opening direction of the valve body does not resist the urging force of the urging
上記のように、カム部材10と板バネ11,11は面で相互に当接するとともに、板バネ11,11は弾性体であるため、特許文献1、2に記載のバルブ装置と比較して破損する虞を低減できる。また、弾性体である板バネ11,11により回動軸4の回動に対して抵抗を付与することで、非弾性体により抵抗を付与するものと比較して、開閉動作が滑らかとなり、よりチャタリングの発生を抑制できる。
As described above, the
1 バルブ装置1
2 ハウジング
3 開口部
4 回動軸
5 弁体
7 付勢部
10 カム部材
11 板バネ(弾性部材)
11a 凸部
14 抵抗付与部
1
2
Claims (3)
前記弁体は前記回動軸に固設され、前記回動軸に前記弁体を閉方向に付勢する付勢部を設け、
前記回動軸の径方向の外側に設けた弾性部材により、前記回動軸が回動する際に抵抗力を付与するとともに、前記回動軸の回動に伴い前記抵抗力が変化する抵抗付与部を設け、
前記抵抗付与部による抵抗力は、弁体の開作動において、その開き始めるまでが最も大きくなるようにしたことを特徴とするバルブ装置。 It has a housing provided with an opening and a valve body that rotates around the axis of a rotating shaft provided in the housing to open and close the opening.
The valve body is fixed to the rotation shaft, and the rotation shaft is provided with an urging portion for urging the valve body in the closing direction.
An elastic member provided on the outer side in the radial direction of the rotating shaft imparts a resistance force when the rotating shaft rotates, and also imparts a resistance whose resistance force changes with the rotation of the rotating shaft. Set up a part
A valve device characterized in that the resistance force of the resistance applying portion is maximized in the opening operation of the valve body until the opening starts.
夫々の弾性部材は、平板を屈曲若しくは湾曲させて、前記回動軸の軸芯側に突出する凸部を形成し、この凸部は、前記回動軸の軸芯を中心として対向して設け、
前記カム部材を、前記回動軸に固設し、
前記カム部材と前記弾性部材が当接していない状態における前記凸部間の距離は、前記カム部材における回動軸の軸芯と直交する断面の長軸より短く、その短軸より長いことを特徴とする請求項1記載のバルブ装置。 The resistance-imparting portion includes a cam member having an elliptical axis direction of the rotating shaft, and two flat plate-shaped elastic members provided on the outside of the cam member so as to face the cam member. Have and
Each elastic member bends or bends a flat plate to form a convex portion that protrudes toward the axis of the rotating shaft, and the convex portion is provided so as to face each other with the axis of the rotating shaft as the center. ,
The cam member is fixed to the rotating shaft,
The distance between the convex portion in a state where the cam member and the elastic member are not in contact with each other is shorter than the long axis of the cross section orthogonal to the axis of the rotation axis of the cam member and longer than the short axis thereof. The valve device according to claim 1.
When the valve body is closed, the apex of the cam member in the long axis direction is positioned on the side opposite to the rotation direction in the opening operation of the rotation shaft with respect to the convex portion. 2. The valve device according to claim 2.
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