JP4074506B2 - Exhaust control valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マフラ内に配置された排気パイプの端部や、仕切板(バッフルプレート)に形成された連通穴の部分等に設けられ、排気圧により開閉する排圧感応式の排気制御弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の排気制御弁は、エンジン側から流入する排気の圧力変動に対応してマフラ本体内部の小室同士を任意の組み合わせで連通するように配置した排気通路を開閉することにより、消音効果を向上させつつ、排気圧力損失によるエンジン出力の低下を防止するためにマフラ内に組み込まれるようになっている。
このような排気制御弁としては、例えば、図5に示すように、マフラ本体内の排気パイプ101の端部に設けられた弁座102の環状シート面103に対し支軸104を介して開閉可能に設けられた弁体105と、前記支軸104にコイル部106aが係止され前記弁体105を弁座102のシート面103に当接させて制御弁を閉じる方向に付勢するコイルスプリング106とを備えた構造となっており、エンジンの低速回転時には、このコイルスプリング106の付勢力によって排気パイプ101を閉じて前記小室を共鳴室として消音効果を優先させるように作用させ、エンジンの高速回転時には、排気圧がコイルスプリング106の付勢力に勝るようになった時に弁体105を押し開くことで排気パイプ101を開き、前記小室を拡張室として高速時の低背圧化によるエンジン出力の低下防止を優先させるようになっている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−235536号公報 (明細書(3)頁、図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこの種の排気制御弁は、エンジン側から流入する排気の圧力変動に対応して排気通路を開閉することにより、消音効果を向上させつつ、エンジン出力の低下を防止するためにマフラ内に組み込まれるものであるが、従来例の排気制御弁にあっては、上述のように、コイルスプリング106の付勢力は、弁体105の初期開弁時よりも、その開度が大きくなるにつれて大きくなるように作用する構造であるため、エンジンの高速回転時において十分に背圧を低下させることができないという問題点がある。
【0005】
この場合、コイルスプリング106の付勢力を弱めに設定することにより、エンジンの高速回転時における背圧を十分に低下させて排気圧力損失を低減させることは可能であるが、その反面、エンジンの低速回転時から弁体105が開き始めることになるため、エンジンの低速回転時における低騒音化要求が満たされなくなるという問題がある。
【0006】
このように、従来構造では、エンジン低速回転時の低騒音化対策と、エンジン高速回転時の低背圧化対策は二律背反の関係にあり、両要求を同時に達成することができないという問題があった。
【0007】
本発明の解決しようとする課題は、エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求と、高速回転時に必要とされる低背圧化要求とを同時に達成させることができる排気制御弁を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項1記載の発明では、マフラ本体内における排気流通路の途中に設けられる弁座に対し支軸を介して開閉可能に設けられた弁体と、該弁体を前記弁座のシート面に当接させて制御弁を閉じる方向に付勢する付勢手段と、を備えた排気制御弁において、前記弁座部分で前記シート面の下流側には前記弁体の排気受圧面を画成する前記シート面の内径より大径の内径を有する筒部が延設され、前記弁体側には該弁体が前記シート面に当接して制御弁を閉じた状態から所定の弁開度位置までの間は前記筒部内にあって該筒部の上端開口部を閉塞する栓体部が延設されていることを特徴とする手段とした。
【0009】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記シート面の軸心位置に対し前記筒部の軸心位置が前記支軸から遠ざかる方向に離れた位置となるように筒部が配置されていることを特徴とする手段とした。
【0010】
【作用および効果】
請求項1記載の発明では、上述のように構成されていて、弁体の初期開弁時に該弁体に作用する排気受圧面はシート面の内径で画成された範囲であるため、この開弁初期の排気受圧面の面積を基準として、エンジンの回転数が所定の低速回転数域においては開弁しない程度に付勢手段の付勢力を強めに設定しておくことにより、エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求を満足させることができる。
【0011】
また、エンジン回転数が所定の低速回転域を越え、排気圧力が付勢手段の付勢力に勝って弁体がシート面から押し開かれた初期開弁状態になると、それから所定の弁開度位置までの間は、シート面の下流側に延設されていて該シート面の内径より大径の内径を有する筒部内にあって該筒部の上端開口部を閉塞する栓体部までが排気受圧面を構成するようになるため、初期開弁時よりも排気受圧面積が大きくなって相対的に排気圧力による開弁力が強くなるもので、これにより、シート面から弁体が一旦離れた後は、初期開弁時よりも低い排気圧力で弁体を押し開けることができるようになるため、エンジンの高速回転時における低背圧化要求を満足させることができる。
従って、エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求と、高速回転時に必要とされる低背圧化要求とを同時に達成させることができるようになる。
【0012】
請求項2記載の発明では、上述のように、前記シート面の軸心位置に対し筒部の軸心位置が支軸から遠ざかる方向に離れた位置となるように筒部が配置されることで、支軸から栓体部で構成される排気受圧面の中心までの距離が長くなるため、より低い排気圧力で弁体を押し開けることができることになり、これにより、エンジンの高速回転時における低背圧化要求をさらに満足させることができるようになる。
【0013】
【発明の実施の形態】
(発明の実施の形態1)
この発明の実施の形態1の排気制御弁は、請求項1記載の発明に対応する。
まず、この発明の実施の形態1の排気制御弁の構成を図面に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施の形態1の排気制御弁を示す縦断面図((イ)は閉弁状態、(ロ)は初期開弁状態、(ハ)は開弁状態)、図2は同平面図を示し、両図において、1は弁座、2は弁体、3は支軸、4はコイルスプリング(付勢部材)である。
【0014】
前記弁座1は、マフラ本体内の排気パイプ(排気流通路)Pの端部に接続固定されるパイプ部11と、該パイプ部11の端部から外方に向けて略水平に延設された環状のシート面12と、該シート面12をさらに外方へ延長した外周縁部から上方に向けて延設された円筒部(筒部)13と、該円筒部13の上端開口縁部の一端から外方に向けて水平方向に延設された基板部14およびその両側面部を上向きに折曲して垂直に立ち上げた一対の軸支持部15、15とを備えている。即ち、シート面12の内径φd1よりも、円筒部13の内径φd2が大径に形成されている。
【0015】
前記弁体2は、前記シート面12に当接する範囲の広さを有する本体部21と、該本体部21の外周縁部から上方に向けて略垂直に延設された円筒部22と、該円筒部22の外周縁部から外方に向けて略水平に延設されたフランジ部(栓体)23と、該フランジ部23の外周縁部から前記円筒部13の内周面に沿って上方に向けて略垂直に延設された円筒部24と、該円筒部24の上端開口縁部の一端から外方に向けて水平に延設された基板部25およびその両側面部を上向きに折曲して垂直に立ち上げた軸支持部26、26とを備えている。
【0016】
前記両軸支持部26、26は、前記弁座1の両軸支持部15、15の内側に位置していて、前記弁座1の両軸支持部15、15間に横架された前記支軸3に対し回動自在に軸支されることにより、該支軸3を中心として弁座1に対し弁体2が開閉自在な状態に組み付けられている。
なお、上述のように、シート面12の内径φd1よりも、円筒部13の内径φd2が大径に形成されているため、シート面12の内径φd1よりも、栓体を構成するフランジ部23の外径φd3が大径となっている。
【0017】
前記コイルスプリング4は、前記支軸3の回りにそのコイル部41が装着されていて、その両端を弁体2の本体部21の略中央部と弁座1の基板部14にそれぞれ当接係止させることにより、弁体2の本体部21を弁座1のシート面12に当接させて制御弁を閉じる方向に付勢力を作用させている。
【0018】
前記弁体2の本体部21がシート面12に当接して制御弁を閉じた状態から所定の弁開度θ1位置までの間は、前記フランジ部23が弁座1の円筒部13内にあって該円筒部13の上端開口部を閉塞した状態に維持され、弁開度がθ1を越えた時点で円筒部13の上端開口部が開いて制御弁が開弁状態となるように構成されている。
【0019】
次に、本発明の実施の形態1の作用・効果を説明する。
この発明の実施の形態1の排気制御弁では、上述のように構成されるため、弁体2の初期開弁時、即ち、シート面12から弁体2の本体部21が離れて開弁する時に該弁体2に作用する排気受圧面は、図1(イ)に示すように、シート面12の内径φd1で画成された範囲の面積となる。このため、この開弁初期の排気受圧面の面積を基準として、エンジンの回転数が所定の低速回転数域においては開弁しない程度にコイルスプリング4の付勢力を強めに設定しておくことにより、エンジンの低回転時においては、マフラ内を流れる排気圧力が小さいため、コイルスプリング4の付勢力の方が上回って制御弁が閉じた状態に維持される。
従って、エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求を満足させることができる。
【0020】
また、エンジン回転数が所定の低速回転域を越えた、中・高回転時においては、マフラ内を流れる排気圧力が大きくなるため、流体力がコイルスプリング4の付勢力に勝って弁体2の本体部21がシート面12から押し開かれた初期開弁状態になると、それから所定の弁開度θ2位置までの間は、図1(ロ)に示すように、シート面12の内径φd1より大径の内径φd2を有する円筒部13内にあって該円筒部13の上端開口部を閉塞するフランジ部23の外径φd3までを含む面積が排気受圧面を構成するようになるため、初期開弁時よりも排気受圧面積が大きくなって相対的に排気圧力による開弁力が強くなるもので、これにより、シート面12から弁体2の本体部21が一旦離れた後は、図1(ロ)、(ハ)に示すように、初期開弁時よりも低い排気圧力で弁体2を押し開けることができるようになるため、エンジンの高速回転時における低背圧化要求を満足させることができる。
従って、エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求と、高速回転時に必要とされる低背圧化要求とを同時に達成させることができるようになるという効果が得られる。
【0021】
次に、本発明の他の実施例について説明する。なお、この他の発明の実施の形態の説明にあたっては、前記発明の実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
(発明の実施の形態2)
この発明の実施の形態2の排気制御弁は、請求項2に記載の発明に対応する。
まず、この発明の実施の形態2の排気制御弁の構成を図面に基づいて説明する。
図3はこの発明の実施の形態2の排気制御弁を示す縦断面図(同図(イ)は閉弁状態、(ロ)は初期開弁状態、(ハ)は開弁状態)、図4は同平面図を示す。
【0022】
即ち、この発明の実施の形態2の排気制御弁は、両図に示すように、前記シート面12の内径φd1と同心である排気パイプPの軸心Q1位置に対し、円筒部13およびフランジ部23の軸心Q2位置が支軸3から遠ざかる方向に離れた位置となるように円筒部13およびフランジ部23が配置されている点が前記発明の実施の形態1とは相違したものである。
【0023】
この発明の実施の形態2では、上述のように構成されることで、支軸3から栓体部を構成するフランジ部23の外径φd3までを含む広い面積の排気受圧面の中心までの距離Lが、発明の実施の形態1に比べて長くなるため、シート面12から弁体2の本体部21が一旦離れた初期開弁後は、より低い排気圧力で弁体2を押し開けることができることになる。
従って、この発明の実施の形態2によれば、エンジンの低速回転時に必要とされる低騒音化要求を満足させることできることはもちろん、エンジンの高速回転時に必要とされる低背圧化要求をさらに満足させることができるようになるという効果が得られる。
【0024】
以上本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は上述の発明の実施の形態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。
【0025】
例えば、発明の実施の形態では、弁座1のシート面12および弁体2の本体部21が平面状に形成されたものを例にとったが、テーパ状に形成されたものにも本発明を適用することができる。
また、発明の実施の形態では、コイルスプリング4のコイル部を弁体2が軸支された支軸3に装着したが、支軸3とは別体の支軸に装着させるようにしてもよい。
【0026】
また、発明の実施の形態では、マフラ本体内の排気パイプPの端部に弁座を設けたが、マフラ内部構造に応じマフラ内の仕切り板(バッフルプレート)に設けるようにしてもよく、この場合においても同様の効果が得られる。
また、支軸3の位置は、シート面12に対して図面において下方に接近して設けることにより、円筒部13とフランジ部23との隙間が開弁移行時においてより小さくなるように設定することができ、これにより、拡大された排気受圧面積が受ける開弁力が強くなって、より低圧で開弁できるようになる。
【0027】
また、発明の実施の形態では、付勢手段として、コイルスプリング4を用いたが、その他に、板スプリング等公知の付勢手段を用いることができる。
また、発明の実施の形態では、筒部13を円筒状に形成したが、楕円、卵形、長円その他の断面形状の筒状に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の実施の形態1の排気制御弁を示す縦断面図((イ)は閉弁状態、(ロ)は初期開弁状態、(ハ)は開弁状態)である。
【図2】発明の実施の形態1の排気制御弁を示す平面図
【図3】発明の実施の形態2の排気制御弁を示す縦断面図((イ)は閉弁状態、(ロ)は初期開弁状態、(ハ)は開弁状態)である。
【図4】発明の実施の形態2の排気制御弁を示す平面図
【図5】従来例の排気制御弁を示す縦断面図である。
【符号の説明】
P 排気パイプ(排気流通路)
1 弁座
11 パイプ部
12 シート面
13 円筒部(筒部)
14 基板部
15 軸支持部
2 弁体
21 本体部
22 円筒部
23 フランジ部(栓体)
24 円筒部
25 基板部
26 軸支持部
3 支軸
4 コイルスプリング(付勢部材)
41 コイル部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust pressure-sensitive exhaust control valve that is provided at an end portion of an exhaust pipe disposed in a muffler, a communicating hole formed in a partition plate (baffle plate), and the like, and opens and closes by exhaust pressure. .
[0002]
[Prior art]
This type of conventional exhaust control valve has a silencing effect by opening and closing an exhaust passage that is arranged so that small chambers inside the muffler body communicate with each other in an arbitrary combination in response to fluctuations in exhaust pressure flowing from the engine side. In order to prevent the engine output from being reduced due to exhaust pressure loss, it is built into the muffler.
As such an exhaust control valve, for example, as shown in FIG. 5, the exhaust control valve can be opened and closed via a
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-235536 A (page (3) of the specification, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
This type of conventional exhaust control valve opens and closes the exhaust passage in response to fluctuations in the exhaust pressure flowing in from the engine side, thereby improving the silencing effect and preventing the engine output from decreasing. Although incorporated, in the conventional exhaust control valve, as described above, the urging force of the
[0005]
In this case, by setting the urging force of the
[0006]
Thus, in the conventional structure, there is a trade-off between the noise reduction measures at the time of engine low speed rotation and the low back pressure measures at the time of engine high speed rotation, and there is a problem that both requests cannot be achieved simultaneously. .
[0007]
The problem to be solved by the present invention is to provide an exhaust control valve that can simultaneously achieve a low noise requirement required during low-speed rotation of an engine and a low back pressure requirement required during high-speed rotation. There is to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the cylindrical portion is arranged such that the axial position of the cylindrical portion is away from the axial position of the seat surface in a direction away from the support shaft. The means is characterized by being arranged.
[0010]
[Action and effect]
According to the first aspect of the present invention, the exhaust pressure receiving surface acting on the valve body when the valve body is initially opened is in a range defined by the inner diameter of the seat surface. By setting the urging force of the urging means to be strong enough to prevent the valve from opening when the engine speed is within the specified low speed range, the engine's low speed rotation The noise reduction requirement that is sometimes required can be satisfied.
[0011]
Further, when the engine speed exceeds a predetermined low speed rotation range, the exhaust pressure exceeds the urging force of the urging means, and the valve body is pushed open from the seat surface, and then the predetermined valve opening position is reached. Until the plug body portion extending in the downstream side of the seat surface and having an inner diameter larger than the inner diameter of the seat surface and closing the upper end opening of the tubular portion is exhausted. Since the exhaust pressure receiving area is larger than the initial valve opening and the valve opening force due to the exhaust pressure is relatively stronger, the valve body once leaves the seat surface. Since the valve body can be pushed open with an exhaust pressure lower than that at the time of initial valve opening, it is possible to satisfy the demand for lower back pressure during high-speed rotation of the engine.
Accordingly, it is possible to simultaneously achieve a request for reducing noise required when the engine rotates at a low speed and a request for reducing back pressure required when rotating at a high speed.
[0012]
In the invention according to
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(
The exhaust control valve according to the first embodiment of the present invention corresponds to the first aspect of the present invention.
First, the structure of the exhaust control valve of
1 is a longitudinal sectional view showing an exhaust control valve according to
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
The
As described above, since the inner diameter φd2 of the
[0017]
The coil spring 4 has a
[0018]
The
[0019]
Next, the operation and effect of the first embodiment of the present invention will be described.
Since the exhaust control valve according to
Accordingly, it is possible to satisfy the demand for noise reduction required when the engine rotates at a low speed.
[0020]
In addition, when the engine speed exceeds a predetermined low speed rotation range, and during medium and high speeds, the exhaust pressure flowing through the muffler increases, so that the fluid force overcomes the biasing force of the coil spring 4 and the
Therefore, it is possible to achieve an effect that it is possible to simultaneously achieve a request for low noise required at the time of low-speed rotation of the engine and a request for low back pressure required at the time of high-speed rotation.
[0021]
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the description of the other embodiments of the present invention, the same components as those of the embodiment of the present invention will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted, and only the differences will be described.
(
The exhaust control valve according to the second embodiment of the present invention corresponds to the invention described in
First, the structure of the exhaust control valve of
3 is a longitudinal sectional view showing an exhaust control valve according to
[0022]
That is, the exhaust control valve according to the second embodiment of the present invention has a
[0023]
In
Therefore, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to satisfy the request for lowering the noise required at the time of high-speed rotation of the engine as well as satisfying the request for noise reduction required at the time of low-speed rotation of the engine. The effect of being able to be satisfied is obtained.
[0024]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment of the present invention, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, the present invention is not limited thereto. included.
[0025]
For example, in the embodiment of the present invention, the
In the embodiment of the invention, the coil portion of the coil spring 4 is mounted on the
[0026]
Further, in the embodiment of the invention, the valve seat is provided at the end of the exhaust pipe P in the muffler main body, but it may be provided on a partition plate (baffle plate) in the muffler according to the inner structure of the muffler. Even in the case, the same effect can be obtained.
Further, the position of the
[0027]
In the embodiment of the present invention, the coil spring 4 is used as the biasing means, but other known biasing means such as a plate spring can be used.
In the embodiment of the invention, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an exhaust control valve according to a first embodiment of the present invention ((A) is a valve closing state, (B) is an initial valve opening state, and (C) is a valve opening state).
FIG. 2 is a plan view showing an exhaust control valve according to
FIG. 4 is a plan view showing an exhaust control valve according to a second embodiment of the invention. FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a conventional exhaust control valve.
[Explanation of symbols]
P Exhaust pipe (exhaust flow passage)
1
14
24
41 Coil part
Claims (2)
該弁体を前記弁座のシート面に当接させて制御弁を閉じる方向に付勢する付勢手段と、
を備えた排気制御弁において、
前記弁座部分で前記シート面の下流側には前記弁体の排気受圧面を画成する前記シート面の内径より大径の内径を有する筒部が延設され、
前記弁体側には該弁体が前記シート面に当接して制御弁を閉じた状態から所定の弁開度位置までの間は前記筒部内にあって該筒部の上端開口部を閉塞する栓体部が延設されていることを特徴とする排気制御弁。A valve body that can be opened and closed via a support shaft with respect to a valve seat provided in the middle of the exhaust flow passage in the muffler body;
An urging means for urging the valve body in a direction to close the control valve by bringing the valve body into contact with a seat surface of the valve seat;
In an exhaust control valve with
A tubular portion having an inner diameter larger than the inner diameter of the seat surface defining an exhaust pressure receiving surface of the valve body is extended downstream of the seat surface in the valve seat portion,
On the valve body side, there is a plug that is in the cylinder portion from the state in which the valve body abuts on the seat surface and closes the control valve to a predetermined valve opening position and closes the upper end opening of the cylinder portion. An exhaust control valve characterized in that a body part is extended.
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