JP4255353B2 - Exhaust flow path control valve - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動車等のエンジンの排気系において消音器内に設けたバイパス流路を開閉する場合などに用いる排気流路制御弁に関する。 The present invention relates to an exhaust passage control valve used when, for example, opening and closing a bypass passage provided in a silencer in an exhaust system of an engine such as an automobile.
従来たとえば下記特許文献1に記載のように自動車等のエンジンの排気系における消音器内に、常時排気が流通可能な通常の排気通路とは別にバイパス流路を設けると共に、そのバイパス通路を開閉する排気流路制御弁を設けることによって、エンジンの低速回転時には該エンジンからの排気を上記通常の排気通路を経て消音したのち大気に放出し、エンジンの高速回転時に排気圧力が上昇したときには上記排気流路制御弁が開いて上記バイパス通路からも排気が流通するようにして排気圧力の上昇によるエンジンの出力低下を防止することが知られている。 Conventionally, as described in, for example, Patent Document 1 below, a silencer in an exhaust system of an engine of an automobile or the like is provided with a bypass passage separately from a normal exhaust passage through which exhaust can be circulated at all times, and the bypass passage is opened and closed. By providing an exhaust flow control valve, the exhaust from the engine is silenced through the normal exhaust passage and then released to the atmosphere when the engine is rotating at low speed, and the exhaust flow is increased when the exhaust pressure is increased when the engine is rotating at high speed. It is known that the passage control valve is opened so that the exhaust gas also flows from the bypass passage to prevent a decrease in engine output due to an increase in exhaust pressure.
上記のような排気流路制御弁として従来は、上記特許文献1にも記載のように、軸を中心にした弁体の回動動作で開閉するバタフライ弁が多く用いられていたが、上記軸を回動可能に支持する軸受等が必要で製作コストが増大する等の不具合があった。そこで、例えば下記特許文献2,3に記載のように軸受が不要で低コストな弁体として渦巻状のものを用いることが提案されている。
As the exhaust flow control valve as described above, conventionally, as described in Patent Document 1, a butterfly valve that opens and closes by rotating the valve body around the shaft is often used. There is a problem that the manufacturing cost is increased because a bearing or the like that supports the shaft in a rotatable manner is necessary. Therefore, for example, as disclosed in
例えば上記特許文献3に記載の排気流路制御弁は、エンジンからの排気を流通させる略筒状のハウジングと、そのハウジング内の通路を開閉する渦巻状の弁体と、その弁体を常時閉じる方向に付勢するねじりコイルばねよりなる弁ばねとを備え、上記渦巻状の弁体の外周部を上記ハウジングの周縁部に設けたフランジ部に当接させて固定すると共に、上記弁ばねのコイル部を係合保持させる略半円筒状の弁ばねホルダを上記弁体に一体的に固着した構成である。
For example, the exhaust flow control valve described in
上記のように構成された排気流路制御弁を例えば前記のような消音器内のバイパス通路に取付けることによって、エンジンの回転速度が上昇して上記バイパス通路近傍の消音器内の圧力が所定値以上に上昇したとき、渦巻状の弁体が渦巻の巻回軸線方向に広がって弁が開き、エンジンの回転速度が低下して消音器内の圧力が所定値以下に下降したときには弁が閉じ、それによって上記バイパス通路が開閉される構成である。 By attaching the exhaust flow path control valve configured as described above to, for example, the bypass passage in the silencer as described above, the rotational speed of the engine increases and the pressure in the silencer near the bypass passage becomes a predetermined value. When it rises above, the spiral valve body spreads in the direction of the spiral winding axis and the valve opens, and when the engine speed decreases and the pressure in the silencer drops below a predetermined value, the valve closes, Thereby, the bypass passage is opened and closed.
ところが、上記の開閉動作を繰り返すことによって弁体が次第に変形して閉弁機能が低下する等のおそれがあり、特に開弁設定圧力を高くするために弁ばねのセット荷重を大きくした場合には、その弁ばねによって弁体を閉じる際の圧力も大きくなり変形等が生じやすい。そこで、特許文献3においては、上記渦巻状の弁体の弁ばねと反対側の面に当接して上記弁体の変形等を防止する閉弁ストッパをハウジング内面に取付けることが提案されているが、そのような専用の閉弁ストッパを所定の位置に精度よく設けるのは面倒であり、また部品点数、組立工数が増し、製作コストが増大する等の不具合があった。
However, the valve body may be gradually deformed by repeating the above opening and closing operations, and the valve closing function may be lowered.In particular, when the set load of the valve spring is increased to increase the valve opening set pressure. The pressure at the time of closing the valve body is increased by the valve spring, and deformation or the like is likely to occur. Therefore, in
本発明は上記従来の問題点に鑑みて提案したもので、上記のような閉弁ストッパを設けることなく、閉弁時の圧力による弁体の変形等を良好に防止することのできる排気流路制御弁を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above-described conventional problems, and an exhaust passage that can satisfactorily prevent deformation of a valve body due to pressure at the time of valve closing without providing a valve closing stopper as described above. An object is to provide a control valve.
上記の目的を達成するために本発明による排気流路制御弁は、以下の構成としたものである。すなわち、エンジンからの排気が流通する略筒状のハウジングと、そのハウジング内の流通路を開閉する渦巻状の弁体と、その弁体を常時閉じる方向に付勢するねじりコイルばねよりなる弁ばねとを備え、上記渦巻状の弁体の外周部を上記ハウジングの周縁部に設けたフランジ部に当接させて固定すると共に、上記弁ばねのコイル部を係合保持させる略半円筒状の弁ばねホルダを上記弁体に一体的に固着してなる排気流路制御弁において、上記弁ばねホルダを上記渦巻状の弁体の直径方向に、該弁体の直径と略同等の長さに形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an exhaust passage control valve according to the present invention has the following configuration. That is, a valve spring comprising a substantially cylindrical housing through which exhaust from the engine circulates, a spiral valve body that opens and closes a flow passage in the housing, and a torsion coil spring that urges the valve body in a direction to always close the valve body And a substantially semi-cylindrical valve that engages and holds the coil portion of the valve spring while fixing the outer peripheral portion of the spiral valve body to a flange portion provided on the peripheral portion of the housing. In the exhaust flow control valve formed by integrally fixing the spring holder to the valve body, the valve spring holder is formed in the diameter direction of the spiral valve body so as to have a length substantially equal to the diameter of the valve body. It is characterized by that.
上記のように渦巻状の弁体の外周部をハウジングの周縁部に設けたフランジ部に当接させて固定すると共に、弁ばねのコイル部を係合保持させる略半円筒状の弁ばねホルダを、上記渦巻状の弁体の直径方向に、該弁体の直径と略同等の長さに形成したことによって、閉弁時に弁体が弁ばねと反対側に押し付けられて同方向に撓み変形するような力を繰り返し受けたとき、上記弁ばねホルダの両端部が弁体を介して弁座部に当接することによって、上記弁体が所定以上に撓み変形するのが防止され、それによって弁体の耐久性および信頼性を向上させることが可能となる。 A substantially semi-cylindrical valve spring holder for engaging and holding the coil portion of the valve spring while fixing the outer peripheral portion of the spiral valve body to the flange portion provided on the peripheral portion of the housing as described above. In the diameter direction of the spiral valve body, the length of the valve body is approximately the same as the diameter of the valve body, so that when the valve is closed, the valve body is pressed to the opposite side of the valve spring and bent in the same direction. When such a force is repeatedly received, both end portions of the valve spring holder come into contact with the valve seat portion via the valve body, thereby preventing the valve body from being bent and deformed more than a predetermined amount. It becomes possible to improve durability and reliability.
図1(a)は本発明による排気流路制御弁の一実施形態を示す正面図、同図(b)はその側面図、図2は図1(b)におけるA−A拡大断面図である。 FIG. 1A is a front view showing an embodiment of an exhaust passage control valve according to the present invention, FIG. 1B is a side view thereof, and FIG. 2 is an AA enlarged sectional view in FIG. .
本実施形態の排気流路制御弁は、図に省略した自動車等のエンジンの排気系における不図示の消音器内に設けたバイパス流路等に連通させて設けることによって上記エンジンからの排気を流通させる略筒状のハウジング1と、そのハウジング1内の通路1aを開閉する渦巻状の弁体2と、その弁体2を常時閉じる方向に付勢するねじりコイルばねよりなる弁ばね3とを備え、上記渦巻状の弁体2の外周部を上記ハウジング1の周縁部に設けたフランジ部10に当接させて固定すると共に、上記弁ばね3のコイル部30を係合保持させる略半円筒状の弁ばねホルダ4を上記弁体2に溶接等で一体的に固着した構成である。
The exhaust passage control valve of the present embodiment circulates exhaust from the engine by providing it in communication with a bypass passage provided in a silencer (not shown) in an exhaust system of an engine such as an automobile not shown in the figure. A substantially cylindrical housing 1, a
上記ハウジング1は、前記消音器内にバイパス流路を構成するインナパイプ等に連通接続し得るように筒状に形成され、その一端側には弁体2の弁座部を兼ねるフランジ部10が設けられている。また弁体2は、本実施形態においては、図3に示すように、一対の渦巻板21,22を2重螺旋状に組合わせ、その両渦巻板21,22の半円形の中央部21a,22aをその半円形の弦21b,22bにおいて突き合せ溶接して1つの渦巻状の弁体2を構成したものが用いられている。その弁体2は、その外周部における両渦巻板21,22の重合部を、前記ハウジング1のフランジ部10に重ねて、そのフランジ部10と、その周囲複数箇所に形成した折返し片10aとの間に挟んで締め付け固定している。
The housing 1 is formed in a cylindrical shape so as to be connected to an inner pipe or the like constituting a bypass flow path in the silencer, and a
弁ばね3は、コイル部30と、その両端部から突出する一対のアーム部31・31とからなるねじりコイルばねが用いられ、そのコイル部30を係合保持させる略半円筒状の弁ばねホルダ4が弁体2の中央部に溶接等で一体的に取付けられている。その弁ばねホルダ4に係合保持させたコイル部30は上記ホルダ4に設けた一対の起立片41・41間に位置決め固定され、上記コイル部30の両端部から延びる一対のアーム部31・31は、それぞれ前記ハウジング1のフランジ部10に一体に設けたばね受11に不図示の貫通孔を介して摺動可能に挿通保持されている。
The
上記一対のアーム部31・31は、常時ハウジング1と反対方向に開き傾向にあり、その反力でコイル部30および弁ばねホルダ4を介して弁体2の中央部がハウジング1側に移動付勢され、それによって弁体2の隣り合う渦巻板21,22が互いに密着状態に重なり合って常時閉弁状態に保持されている。またハウジング1内の排気圧力が所定以上に上昇すると、上記弁ばね3に抗して弁体2が図1(a)において右方に押し動かされ、互いに重なり合った前記の渦巻板21・22間に隙間が生じて、いわゆる開弁状態となる。
The pair of
なお、そのとき、弁体2の図1(a)で右方への移動に伴って弁ばね3のコイル部30およびアーム部31・31も同方向に移動するが、所定の位置まで移動すると、上記各アーム部31の先端部に設けた折曲部31aが前記ばね受11に当接して、それ以上の移動が阻止される。それによって、弁体2の開き具合(開き量)が規制されると共に、弁ばね3の離脱が防止されるもので、特に本実施形態においては、上記の折曲部31aのみで弁体2の開き量や弁ばね3の離脱を規制できると共に、上記折曲部31aを設ける位置を適宜変更するだけで弁体2の開き量を調整することもできる。従って、前記特許文献3に記載のような開弁ストッパ等を別途設ける面倒がなく、又それによって排気抵抗が増大するのを防止することが可能となる。
At that time, the
そして本発明においては、前記の略半円筒状の弁ばねホルダ4を弁体2の直径方向に、該弁体2の直径と略同等の長さに形成したもので、特に本実施形態においては図1(b)および図2に示すように略半円筒状の弁ばねホルダ4の軸線方向両端部4aを弁体2の周縁部まで延長して設けたものである。上記のように構成することによって、前記の開弁状態から弁ばね3の弾性復元力で弁体2が閉じる際に、弁ばねホルダ4の両端部4aが、弁体2の周辺部を介して該弁体2の弁座部を兼ねる前記フランジ部10に当接することによって、閉弁時の衝撃等で上記弁体2が変形等するのが防止される。特に閉弁時の衝撃等で弁体2の中央部がハウジング1の内方に湾曲して密閉性能が低下する等の不具合を良好に防止することができるものである。
And in the present invention, the substantially semi-cylindrical
なお、上記弁ばねホルダ4の両端部4aは、製作当初、弁体2を閉じた状態において該弁体2の周辺部に丁度当接するか若しくは極わずかなクリアランスを持たせるようにするとよく、そのために図の場合は上記両端部4aに図2のように弁体2側に突出する突起等の突出部42を設けたものであるが、上記弁ばねホルダ4の両端部4aを屈曲形成して弁体2に当接もしくは接近させるようにしてもよい。
It should be noted that the both
また上記実施形態のように一対の渦巻板21・22を2重螺旋状に組合わせて1つの弁体2を構成する場合、上記渦巻板21・22を単にそのまま組合わせ(重ね合わせ)て前記フランジ部10に取付けると、図4(a)および(b)に示すように上記渦巻板21・22の周縁部とフランジ部10との間に往々にして図のよう隙間gが生じて圧力洩れ等を生じるおそれがあるが、例えば渦巻板21・22を組合わせる前もしくは組合わせた後に該渦巻板の周辺部をプレス等で加圧成形してからて前記フランジ部10に取付けると、図4(c)に示すように前記のような隙間gが殆ど生じることなく組付けることができる。
Further, when a
さらに上記の弁体2としては、上記のような一対の渦巻板21・22を2重螺旋状に組合わせたものに限らず、例えば前記特許文献2に記載のような単一の渦巻板のみからなる弁体を用いることもできる。
Further, the
上記のように本発明による排気流路制御弁は、弁ばね3のコイル部30を係合保持させる略半円筒状の弁ばねホルダ4を、弁体2の直径方向略全長にわたる長さに形成するだけの極めて簡単な構成によって、弁体2の繰り返し動作による変形等を良好に防止することができるもので、この種の弁の信頼性・安定性・耐久性等を向上させることができる。又それによって、閉弁ストッパ等を別途設ける必要がなくなって、構成が簡略化され、例えば前記実施形態においてはハウジング1、弁体2、弁ばね3、弁ばねホルダ4の4部品で排気流路制御弁を構成することも可能となる。そのため、組立工数や製造コストを削減できると共に、小型化および軽量化されることによって、例えばエンジンの排気系消音器内に設ける場合にも限られた小さなスペースに容易に設置可能となり、配置位置の選択の自由度や設計の自由度を向上させることが可能となる。
As described above, in the exhaust flow path control valve according to the present invention, the substantially semi-cylindrical
1 ハウジング
1a 通路
10 フランジ部
10a 折返し片
11 ばね受
2 弁体
21、22 渦巻板
3 弁ばね
30 コイル部
31 アーム部
31a 折曲部
4 弁ばねホルダ
4a 端部
41 起立片
42 突出部
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