JP4446895B2 - Exhaust control valve - Google Patents
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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。 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. .
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。 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.
このような排気制御弁としては、例えば、図9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・・従来例1(例えば、特許文献1参照)。
As such an exhaust control valve, for example, as shown in FIG. 9, it can be opened / closed via a
しかしながら、従来例1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。
However, the exhaust control valve of the conventional example 1 opens and closes the exhaust passage in response to the pressure fluctuation of the exhaust flowing from the engine side, thereby improving the silencing effect and preventing the engine output from decreasing. However, in the conventional exhaust control valve, as described above, the urging force of the
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。
In this case, by setting the urging force of the
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。 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. .
そこで、上述のような問題点を解決する先願として、図10に示すように、弁座201部分でシート面202の下流側には弁体203の排気受圧面を画成するシート面202の内径より大径の内径を有する筒部204が延設され、弁体203側には該弁体203がシート面202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筒部204内にあって該筒部204の上端開口部を閉塞する栓体部205が延設されている構造のものがある・・従来例2(例えば、特許文献2参照)。
Therefore, as a prior application for solving the above-described problems, as shown in FIG. 10, the
即ち、この従来例2では、弁体203の初期開弁時に該弁体203に作用する排気受圧面はシート面202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。
That is, in this conventional example 2, the exhaust pressure receiving surface that acts on the
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203がシート面202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202の下流側に延設されていて該シート面202の内径より大径の内径を有する筒部204内にあって該筒部204の上端開口部を閉塞する栓体部205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202から弁体203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。
In addition, when the engine speed exceeds a predetermined low speed rotation range and the exhaust pressure exceeds the urging force of the urging means and the
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.
しかしながら、従来例2の排気制御弁では、弁体が開き始めると、図10(ロ)、(ハ)に示すように、弁体203を軸支する支軸側では弁座のシート面202の延設部204bと弁体203の延設部205bとの間に隙間hが形成され、この隙間hから排気ガスが漏れるため、筒部204および延設部204bと、栓体部205および延設部205bとで形成される排気受圧面積の拡大によるエンジンの高速回転時における低背圧化効果を十分に期待できないという問題点があった。
さらに、弁体203を軸支する支軸側における前記隙間hから漏れた高温の排気ガスが支軸に装着されたコイルスプリング等の付勢手段方向に向かうことで、該付勢手段の耐へたり性を悪化させるという問題もあった。
However, in the exhaust control valve of the conventional example 2, when the valve body starts to open, as shown in FIGS. 10 (B) and 10 (C), the
Further, the high temperature exhaust gas leaking from the gap h on the support shaft side supporting the
また、弁体203がシート面202から押し開かれる初期開弁時点で、弁体203における排気受圧面積が急激に拡大するため、弁体203の開度が増減方向に大きくハンチングし、これにより、圧力振幅の不安定現象を生じさせるという問題点があった。
Further, at the initial valve opening time when the
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かつ十分に達成させることができると共に、付勢手段の耐へたり性を向上させることができる排気制御弁を提供することにあり、さらに、排気受圧面積の急激な増加による圧力振幅の不安定現象を抑制することを追加の課題とする。 The problem to be solved by the present invention is that it is possible to simultaneously and sufficiently achieve a low noise requirement required during low-speed rotation of an engine and a low back pressure requirement required during high-speed rotation, An additional object is to provide an exhaust control valve that can improve the sag resistance of the urging means, and to suppress an unstable phenomenon of pressure amplitude due to a sudden increase in exhaust pressure receiving area. .
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、前記弁体の本体部が当接する弁座のシート面の外形が前記弁体を軸支する支軸の軸線方向と平行な辺を有する矩形に形成され、前記弁体の本体部が前記シート面の外形に沿った矩形に形成され、前記弁座のシート面で前記支軸と平行な辺と隣接する両側辺には前記弁体の開弁方向である下流側に向けて側壁が互いに平行状態で延設され、前記弁体における本体部の支軸側の基端辺には前記支軸を中心とする該基端辺の回動軌跡に略沿った外面を有する遮蔽壁が延設されることにより前記シート面の基端辺と前記本体部の基端辺との間が微小隙間を持って当接した状態に維持されるように構成され、前記弁座のシート面における前記支軸と平行な支軸側の基端辺と対向する先端辺には前記支軸を中心とする前記本体部の先端縁部の回動軌跡に略沿った内面を有する先端外壁が下流側に向けて延設されることにより該先端外壁と前記両側壁により前記弁体の本体部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回動範囲を超える時に開弁するように構成されていることを特徴とする手段とした。
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記弁座における先端外壁の上端縁部には前記支軸より離れる方向へ延びるフランジ部が延設され、前記弁体における本体部の先端縁部には少なくとも前記弁座における先端外壁の上端縁部まで延びる先端内壁と該先端内壁の上端縁部から前記支軸より離れる方向へ延びる栓体部が延設され、前記弁座におけるフランジ部の先端縁部には前記支軸を中心とする前記栓体部の先端縁部の回動軌跡に略沿った内面を有する第2の先端外壁が下流側に向けて延設されることによって該第2の先端外壁と前記両側壁により前記弁体の本体部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回動範囲を超える時に開弁するように構成されていることを特徴とする手段とした。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a flange portion extending in a direction away from the support shaft is extended at an upper end edge portion of a distal end outer wall of the valve seat, and a main body portion of the valve body is extended. A distal end inner wall that extends at least to an upper end edge of the outer wall of the distal end of the valve seat and a plug body that extends from the upper end edge of the inner wall of the distal end in a direction away from the support shaft are provided at the distal end edge. A second outer end wall having an inner surface substantially along the rotation trajectory of the distal end edge of the plug body with the support shaft as a center is extended toward the downstream side at the distal end edge of the portion. The second tip outer wall and the both side walls are configured to open the valve body when the valve body is in contact with the seat surface and the control valve is closed to exceed a predetermined rotation range. It was set as the characteristic feature.
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記弁座における第2の先端外壁の上端縁部には前記支軸より離れる方向へさらに延びる第3のフランジ部と第3の先端外壁が1段以上延設され、前記弁体における栓体部の先端縁部には少なくとも前記弁座における第3の先端外壁の上端縁部まで延びる第2の先端内壁と該第2の先端内壁の上端縁部から前記支軸より離れる方向へ延びる第2の栓体部が1段以上延設されることによって前記第3の先端外壁と前記両側壁により前記弁体の本体部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回動範囲を超える時に開弁するように構成されていることを特徴とする手段とした。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a third flange portion and a third distal end further extending in a direction away from the support shaft at an upper end edge portion of the second distal end outer wall of the valve seat. One or more outer walls are provided, and a second tip inner wall extending to at least a top edge of a third tip outer wall of the valve seat and a second tip inner wall at the tip edge of the plug body in the valve body When the second plug body portion extending in a direction away from the support shaft from the upper end edge of the valve is extended by one or more stages, the main body portion of the valve body is formed on the seat surface by the third distal end outer wall and the both side walls. The control valve is configured to open when it exceeds a predetermined rotation range from a state in which the control valve is closed.
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、前記弁座が前記マフラ本体内を仕切るバッフルプレートで構成され、前記両側壁および先端外壁が前記バッフルプレートで構成される弁座のシート面に対し取り付け固定されていることを特徴とする手段とした。
The invention according to
請求項1記載の発明では、上述のように構成されていて、弁体の本体部が前記シート面に当接して制御弁を閉じた状態で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、この閉弁状態における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。 In the first aspect of the invention, the exhaust pressure receiving surface acting on the valve body is configured as described above, and the valve body is in contact with the seat surface and the control valve is closed. Since the range is defined by the inner diameter, the urging force of the urging means is set so that the engine speed is not opened in a predetermined low speed range, based on the area of the exhaust pressure receiving surface in the closed state. By setting a high value, it is possible to satisfy the demand for noise reduction required when the engine rotates at a low speed.
また、前記弁座のシート面における支軸と平行な支軸側の基端辺と対向する先端辺には支軸を中心とする本体部の先端縁部の回動軌跡に略沿った内面を有する先端外壁が下流側に向けて延設されることにより該先端外壁と両側壁により弁体の本体部がシート面に当接して制御弁を閉じた状態から所定の回動範囲を超える時に開弁するように構成されているため、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回動初期状態になると、それから所定の回動範囲までは、シート面の外形に沿った矩形に形成された弁体の本体部の外形までが排気受圧面を構成するようになり、その結果、閉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、閉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。
Further, the inner surface of the seat surface of the valve seat, which faces the base end side on the side of the support shaft parallel to the support shaft, has an inner surface substantially along the rotation trajectory of the front end edge of the main body centered on the support shaft. When the outer wall of the leading end extends toward the downstream side, the valve body is brought into contact with the seat surface by the outer wall of the leading end and both side walls, and the control valve is closed. When the engine speed exceeds a predetermined low speed rotation range and the exhaust pressure overcomes the urging force of the urging means and the valve body is pushed open from the seat surface, From then on, until the predetermined rotation range, the outer shape of the main body of the valve body formed in a rectangular shape along the outer shape of the seat surface constitutes the exhaust pressure receiving surface. The pressure receiving area increases and the valve opening force due to the exhaust pressure becomes relatively strong. As a result, the valve body can be pushed open with a lower exhaust pressure than when the valve is closed once the valve body is separated from the seat surface, thus satisfying the demand for lower back pressure during high-speed engine rotation. Can be made.
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.
また、前記弁体における本体部の支軸側の基端辺には支軸を中心とする該基端辺の回動軌跡に略沿った外面を有する遮蔽壁が延設されることによってシート面の基端辺と本体部の基端辺との間が微小隙間を持って当接した状態に維持されるように構成されているため、支軸側から排気ガスが漏れることがなく、従って、弁体が受ける排気受圧面積の拡大によるエンジンの高速回転時における低背圧化効果を十分に発揮させることができるようになる。
さらに、高温の排気ガスが支軸に装着されたコイルスプリング等の付勢手段方向に向かうことがなくなるため、付勢手段の耐へたり性を向上させることができるようになる。
Further, the base surface of the valve body on the support shaft side of the main body portion is provided with a shielding wall having an outer surface extending substantially along the rotation trajectory of the base end centered on the support shaft. Since the base end side of the main body and the base end side of the main body portion are configured to be kept in contact with a minute gap, exhaust gas does not leak from the support shaft side. The effect of reducing the back pressure at the time of high-speed rotation of the engine due to the expansion of the exhaust pressure receiving area received by the valve body can be sufficiently exhibited.
Furthermore, since the hot exhaust gas does not go in the direction of the urging means such as a coil spring attached to the support shaft, the sag resistance of the urging means can be improved.
請求項2記載の発明では、上述のように、前記弁座における先端外壁の上端縁部には支軸より離れる方向へ延びるフランジ部が延設され、弁体における本体部の先端縁部には少なくとも弁座における先端外壁の上端縁部まで延びる先端内壁と該先端内壁の上端縁部から支軸より離れる方向へ延びる栓体部が延設され、弁座におけるフランジ部の先端縁部には支軸を中心とする栓体部の先端縁部の回動軌跡に略沿った内面を有する第2の先端外壁が下流側に向けて延設されることによって該第2の先端外壁と両側壁により弁体の本体部がシート面に当接して制御弁を閉じた状態から所定の回動範囲を超える時に開弁するように構成されているため、弁体がさらに回動し、本体部の先端縁部が弁座における先端外壁の上端縁部より下流側に離れると、今度は、栓体部の先端縁部までが排気受圧面積を構成するようになり、その結果、シート面から弁体が離れた時点よりもさらに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さらに強くなるもので、これにより、さらに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。
即ち、制御弁が開弁するまでの間に、2段階で排気受圧面積が拡大するようになるもので、これにより、排気受圧面積の急激な増加による圧力振幅の不安定現象を抑制することができるようになる。
In the invention of
That is, before the control valve opens, the exhaust pressure receiving area expands in two stages, thereby suppressing the unstable phenomenon of pressure amplitude due to a sudden increase in the exhaust pressure receiving area. become able to.
請求項3記載の発明では、上述のように、前記弁座における第2の先端外壁の上端縁部には支軸より離れる方向へさらに延びる第3のフランジ部と第3の先端外壁が1段以上延設され、弁体における栓体部の先端縁部には少なくとも弁座における第3の先端外壁の上端縁部まで延びる第2の先端内壁と該第2の先端内壁の上端縁部から支軸より離れる方向へ延びる第2の栓体部が1段以上延設されることによって第3の先端外壁と両側壁により弁体の本体部がシート面に当接して制御弁を閉じた状態から所定の回動範囲を超える時に開弁するように構成されることにより、制御弁が開弁するまでの間に、3段階以上で排気受圧面積が拡大するようになるもので、これにより、排気受圧面積の急激な増加による圧力振幅の不安定現象をさらに抑制することができるようになる。 According to the third aspect of the present invention, as described above, the upper end edge portion of the second tip outer wall of the valve seat has the third flange portion and the third tip outer wall further extending in the direction away from the support shaft. The distal end edge of the plug body portion of the valve body extends from at least the second distal end inner wall extending to at least the upper end edge of the third distal end outer wall of the valve seat and the upper end edge of the second distal end inner wall. Since the second plug body portion extending in a direction away from the shaft extends one or more stages, the main body portion of the valve body abuts against the seat surface by the third tip outer wall and both side walls and the control valve is closed. By configuring the valve to open when it exceeds a predetermined rotation range, the exhaust pressure receiving area is expanded in three or more stages until the control valve opens. Further suppression of pressure amplitude instability due to sudden increase in pressure receiving area So that it is able to.
請求項4記載の発明では、上述のように、前記弁座がマフラ本体内を仕切るバッフルプレートで構成され、両側壁および先端外壁がバッフルプレートで構成される弁座のシート面に対し取り付け固定された構成とすることにより、弁座のシート面部分の板材を省略することができ、これにより、コストの低減化と軽量化が可能となる。 According to a fourth aspect of the present invention, as described above, the valve seat is configured by a baffle plate that partitions the inside of the muffler body, and both side walls and a front outer wall are attached and fixed to a seat surface of the valve seat configured by a baffle plate. By adopting such a configuration, it is possible to omit the plate material of the seat surface portion of the valve seat, thereby making it possible to reduce cost and weight.
この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
この実施例1の排気制御弁は、請求項1に記載の発明に対応する。
まず、この実施例1の排気制御弁の構成を図面に基づいて説明する。
図1はこの実施例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、図3は同分解斜視図を示すもので、この排気制御弁は、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弁座1と、該弁座1に対し支軸3を介して開閉可能に設けられた弁体2と、該弁体2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するコイルスプリング(付勢手段)4と、を主要な構成として備えている。
The exhaust control valve of the first embodiment corresponds to the invention described in
First, the configuration of the exhaust control valve of the first embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an exhaust control valve of the first embodiment ((A) is a closed state, (B) is an initial valve opening state, (C) is a valve opening state), FIG. 2 is a plan view thereof, FIG. 3 shows an exploded perspective view of the exhaust control valve. The exhaust control valve is connected to an end of an exhaust pipe (exhaust flow passage) P in the muffler body, and is supported by the
さらに詳述すると、上記弁座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矩形のシート面12とを備え、該シート面12の外形が弁体2を軸支する支軸3の軸線方向と平行な基端辺12aと先端辺12bと左右両側辺12c、12cを有する矩形に形成されている。
More specifically, the
また、シート面12の左右両側辺12c、12cには弁体2の開弁方向である上方(下流側)に向けて左右両側壁13、13が互いに平行状態で延設されていて、この左右両側壁13、13は、その基端側が基端辺12aより基端側および下方(上流側)へ延長されていて、この両延長部13a、13a相互間に上記支軸3が取り付けられている。
Further, left and
上記弁体2は、その本体部21が上記弁座1におけるシート面12の外形に沿った矩形に形成されていて、本体部21の基端辺21aの左右両端部から基端側および下方(上流側)へ互いに平行状態で延設された左右両軸支持部22、22を支軸3に回動自在に軸支された状態で設けられている。
The
上記弁座1のシート面12における支軸3と平行な支軸側の基端辺12aと対向する先端辺12bには、支軸3を中心とする本体部21の先端辺(先端縁部)21bの回動軌跡に略沿った円弧状内面を有する先端外壁14が上方(下流側)に向けて延設されることにより、該先端外壁14と左右両側壁13、13により弁体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回動範囲を超える時に開弁するようになっている。
On the
上記弁体2における本体部21の支軸側の基端辺12aには、支軸3を中心とする該基端辺12aの回動軌跡に略沿った外面を有する遮蔽壁23が延設されることにより、シート面12の基端辺12aと本体部21の基端辺21aとの間が当接した状態に維持されるように構成されている。
A shielding
上記コイルスプリング4は、上記支軸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における本体部21の基端辺21aから遮蔽壁23に沿って該遮蔽壁23より長く延設された延設部17の下端縁部にそれぞれ当接係止させることにより、弁体2における本体部21の環状シール面部21c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。
The
次に、本実施例1の作用・効果を説明する。
この実施例1の排気制御弁では、上述のように構成されていて、図1(イ)に示すように、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で該弁体2に作用する排気受圧面は、シート面12の内径dで画成された範囲であるため、この閉弁状態における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。
Next, functions and effects of the first embodiment will be described.
The exhaust control valve of the first embodiment is configured as described above, and as shown in FIG. 1 (a), the
Accordingly, it is possible to satisfy the demand for noise reduction required when the engine rotates at a low speed.
また、エンジン回転数が所定の低速回転域を越えた段階では、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回動状態になると、それから最初の所定の回動角度θ1位置までの間は、図1(ロ)に示すように、弁座1における先端外壁14と左右両側壁13、13および弁体2の遮蔽壁23で囲まれた矩形のシート面12全面が排気受圧面を構成するようになるため、閉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が一旦離れた後は、初期回動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。
Further, when the engine speed exceeds a predetermined low-speed rotation range, the exhaust pressure flowing in the muffler increases, so that the fluid force overcomes the urging force of 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.
また、上記弁体2における本体部21の支軸側の基端辺21aには支軸3を中心とする該基端辺21aの回動軌跡に略沿った円弧状外面を有する遮蔽壁23が延設されることによってシート面12の基端辺12aと本体部21の基端辺21aとの間が当接した状態に維持されるように構成されているため、支軸3側から排気ガスが漏れることがなく、従って、弁体2が受ける排気受圧面積の拡大によるエンジンの高速回転時における低背圧化効果を十分に発揮させることができるようになるという効果が得られる。
Further, a shielding
さらに、高温の排気ガスが支軸3に装着されたコイルスプリング4方向に向かうことがなくなるため、コイルスプリング4の耐へたり性を向上させることができるようになるという効果も得られる。
Furthermore, since the hot exhaust gas does not go in the direction of the
次に、本発明の他の実施例について説明する。なお、この他の実施例の説明にあたっては、上記実施例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。 Next, another embodiment of the present invention will be described. In the description of the other embodiments, the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, the description thereof is omitted, and only the differences will be described.
この実施例2の排気制御弁は、請求項1、2に記載の発明に対応する。
まず、この実施例2の排気制御弁の構成を図面に基づいて説明する。
図4はこの実施例2の排気制御弁を示す縦断面図((イ)は閉弁状態、(ロ)は1段目(初期)開弁状態、(ハ)は2段目開弁状態、(ニ)は3段目開弁状態))、図5は同平面図、図6は同分解斜視図を示す。
The exhaust control valve of the second embodiment corresponds to the invention described in
First, the configuration of the exhaust control valve of the second embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the exhaust control valve of the second embodiment ((A) is a closed state, (B) is a first stage (initial) valve opened state, (C) is a second stage valve opened state, FIG. 5 is a plan view of the same, and FIG. 6 is an exploded perspective view of the same.
即ち、この実施例2の排気制御弁は、上記弁座1における先端外壁14の上端縁部には、支軸3より離れる方向へ延びるフランジ部15がさらに延設されると共に、弁体2における本体部21の先端辺12bには、少なくとも弁座1における先端外壁14の上端縁部まで延びる先端内壁24と該先端内壁24の上端縁部から支軸3より離れる方向へ延びる栓体部25がさらに延設され、弁座1におけるフランジ部15の先端縁部には支軸3を中心とする栓体部25の先端縁部の回動軌跡に略沿った円弧状内面を有する第2の先端外壁16が下流側に向けてさらに延設されることによって、該第2の先端外壁16と左右両側壁13、13および弁体2の遮蔽壁23により弁体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回動角度θ2(>θ1)位置までは開弁しないように構成されている点が上記実施例1とは相違したものである。
That is, in the exhaust control valve of the second embodiment, a
即ち、この実施例2では、上述のように構成されるため、図4(イ)に示すように、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、図4(ロ)に示すように、所定の回動角度θ1位置まで回動した後、弁体2がさらに回動し、図4(ハ)に示すように、本体部21の先端辺21aが弁座1における先端外壁14の上端縁部より下流側に離れると、今度は、栓体部25の先端縁部までが排気受圧面積を構成するようになり、その結果、シート面12から弁体2が離れた時点よりもさらに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さらに強くなるもので、これにより、さらに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。
即ち、制御弁が開弁するまでの間に、2段階で排気受圧面積が拡大するようになるもので、これにより、排気受圧面積の急激な増加による圧力振幅の不安定現象を抑制することができるようになる。
That is, in the second embodiment, because it is configured as described above, as shown in FIG. 4A, the
That is, before the control valve opens, the exhaust pressure receiving area expands in two stages, thereby suppressing the unstable phenomenon of pressure amplitude due to a sudden increase in the exhaust pressure receiving area. become able to.
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共に、以上のように、開弁時に弁体2における排気受圧面積が段階的に徐々に大きくなるため、排気受圧面積の増加による圧力振幅の不安定現象を抑制することができるようになるという効果が得られる。
Accordingly, it is possible to simultaneously achieve a low noise requirement required at the time of low speed rotation of the engine and a low back pressure requirement required at the time of high speed rotation. Since the exhaust pressure receiving area in the
この実施例3の排気制御弁は、請求項4に記載の発明に対応する。
まず、この実施例3の排気制御弁の構成を図面に基づいて説明する。
図7はこの実施例3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8は同平面図を示すもので、この排気制御弁は、上記弁座1がマフラ本体内を仕切るバッフルプレート5で構成され、上記両側壁13、13および先端外壁14がバッフルプレート5で構成される弁座1のシート面12に対し取り付け固定されている点が上記実施例1、2とは相違したものである。
The exhaust control valve of the third embodiment corresponds to the invention described in
First, the configuration of the exhaust control valve of the third embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the exhaust control valve of the third embodiment ((A) is in a closed state, (B) is in an initial valve open state, (C) is in a valve open state), and FIG. 8 is a plan view thereof. As shown, the exhaust control valve includes a
即ち、この実施例3では、両側壁13、13および先端外壁14が断面コ字状に一体に折曲形成されると共に、両側壁13、13および先端外壁14の下端縁部からそれぞれ外方へ水平に固定板13b、14aが一体に折曲形成された枠体6が別体に形成され、この枠体6がその固定板13b、14aをバッフルプレート5に対しスポット溶接等で取り付け固定されることにより、該枠体6内のバッフルプレート面が弁座1のシート面12を構成している。
That is, in the third embodiment, the
そして、上記バッフルプレート5には、弁体2の開閉時に常に遮蔽壁23の外面に当接することで排気ガスの漏れを防ぐ突条5aがプレスにより突出成形されている。
The
この実施例2では、上述のように、弁座1がマフラ本体内を仕切るバッフルプレート5で構成され、両側壁13、13および先端外壁14がバッフルプレート5で構成される弁座1のシート面12に対し取り付け固定された構成とすることにより、弁座1のシート面12部分の板材を省略することができ、これにより、コストの低減化と軽量化が可能になるという追加の効果が得られる。
In the second embodiment, as described above, the
以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例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。
例えば、実施例2では、排気受圧面積を2段階で拡大させるようにした例を示したが、3段階以上に分割して拡大させるようにしてもよい。
Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
For example, in the second embodiment, the example in which the exhaust pressure receiving area is expanded in two stages has been described. However, the exhaust pressure receiving area may be divided and expanded in three or more stages.
また、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、実施例では、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。
Moreover, although the case where the
In the embodiment, the coil portion of the
また、実施例では、マフラ本体内の排気パイプPの端部に弁座1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。
In the embodiment, the
また、実施例では、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。
In the embodiment, the
P 排気パイプ(排気流通路)
1 弁座
11 パイプ部
12 シート面
12a 基端辺
12b 先端辺
12c 側辺
13 側壁
13a 延長部
13b 固定板
14 先端外壁
14a 固定板
15 フランジ部
16 先端外壁
17 延長部
2 弁体
21 本体部
21a 基端辺
21b 先端辺(先端縁部)
21c 環状シール面部
22 軸支持部
23 遮蔽壁
24 先端内壁
25 栓体部
3 支軸
4 コイルスプリング(付勢部材)
41 コイル部
5 バッフルプレート
5a 突条
6 枠体
P Exhaust pipe (exhaust flow passage)
DESCRIPTION OF
21c Annular
41
Claims (4)
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、
前記弁体の本体部が当接する弁座のシート面の外形が前記弁体を軸支する支軸の軸線方向と平行な辺を有する矩形に形成され、
前記弁体の本体部が前記シート面の外形に沿った矩形に形成され、
前記弁座のシート面で前記支軸と平行な辺と隣接する両側辺には前記弁体の開弁方向である下流側に向けて側壁が互いに平行状態で延設され、
前記弁体における本体部の支軸側の基端辺には前記支軸を中心とする該基端辺の回動軌跡に略沿った外面を有する遮蔽壁が延設されることにより前記シート面の基端辺と前記本体部の基端辺との間が当接した状態に維持されるように構成され、
前記弁座のシート面における前記支軸と平行な支軸側の基端辺と対向する先端辺には前記支軸を中心とする前記本体部の先端縁部の回動軌跡に略沿った内面を有する先端外壁が下流側に向けて延設されることにより該先端外壁と前記両側壁により前記弁体の本体部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回動範囲を超える時に開弁するように構成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 abutting the seat surface of the valve seat;
In an exhaust control valve with
The outer shape of the seat surface of the valve seat with which the main body portion of the valve body abuts is formed into a rectangle having sides parallel to the axial direction of the support shaft that pivotally supports the valve body,
The valve body is formed in a rectangular shape along the outer shape of the seat surface,
On both sides adjacent to the side parallel to the support shaft on the seat surface of the valve seat, side walls extend in parallel to each other toward the downstream side which is the valve opening direction of the valve body,
The seat surface is formed by extending a shielding wall having an outer surface substantially along the rotation trajectory of the base end side around the support shaft to the base end side of the main body portion of the valve body on the support shaft side. The base end side of the main body and the base end side of the main body portion are configured to be maintained in contact with each other,
The inner surface of the seat surface of the valve seat, which is substantially along the trajectory of the distal end edge of the main body centered on the support shaft, at the front end side opposite to the base end side on the support shaft side parallel to the support shaft And a predetermined rotation range from a state in which the main body portion of the valve body abuts against the seat surface and the control valve is closed by the distal end outer wall and the both side walls. An exhaust control valve that is configured to open when exceeded.
前記弁体における本体部の先端縁部には少なくとも前記弁座における先端外壁の上端縁部まで延びる先端内壁と該先端内壁の上端縁部から前記支軸より離れる方向へ延びる栓体部が延設され、
前記弁座におけるフランジ部の先端縁部には前記支軸を中心とする前記栓体部の先端縁部の回動軌跡に略沿った内面を有する第2の先端外壁が下流側に向けて延設されることによって該第2の先端外壁と前記両側壁により前記弁体の本体部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回動範囲を超える時に開弁するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の排気制御弁。 A flange portion extending in a direction away from the support shaft is extended to an upper end edge portion of a distal end outer wall of the valve seat,
A distal end inner wall extending to at least the upper end edge of the outer wall of the distal end of the valve seat and a plug body extending from the upper end edge of the inner wall of the distal end in a direction away from the support shaft extend at the distal end edge of the main body of the valve body. And
A second end outer wall having an inner surface substantially along the rotation trajectory of the front end edge of the plug body portion around the support shaft extends toward the downstream side at the front end edge of the flange portion of the valve seat. By being provided, the valve body is opened when the control valve is closed from the state in which the main body portion of the valve body abuts against the seat surface by the second outer wall and the both side walls and the control valve is closed. The exhaust control valve according to claim 1, wherein the exhaust control valve is configured.
前記弁体における栓体部の先端縁部には少なくとも前記弁座における第3の先端外壁の上端縁部まで延びる第2の先端内壁と該第2の先端内壁の上端縁部から前記支軸より離れる方向へ延びる第2の栓体部が1段以上延設されることによって前記第3の先端外壁と前記両側壁により前記弁体の本体部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回動範囲を超える時に開弁するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の排気制御弁。 A third flange portion and a third tip outer wall that extend further in a direction away from the support shaft are provided at one or more stages on the upper edge of the second tip outer wall of the valve seat,
The distal end edge of the plug body portion of the valve body includes at least a second distal inner wall extending to the upper edge of the third distal outer wall of the valve seat and an upper edge of the second distal inner wall from the support shaft. When the second plug body portion extending in the separating direction is extended by one or more stages, the main body portion of the valve body abuts against the seat surface by the third tip outer wall and the both side walls to close the control valve. The exhaust control valve according to claim 2, wherein the exhaust control valve is configured to open when a predetermined rotation range is exceeded from a state.
前記両側壁および先端外壁が前記バッフルプレートで構成される弁座のシート面に対し取り付け固定されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の排気制御弁。 The valve seat is composed of a baffle plate that partitions the inside of the muffler body,
The exhaust control valve according to any one of claims 1 to 3, wherein the both side walls and the front outer wall are fixedly attached to a seat surface of a valve seat constituted by the baffle plate.
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