JP4638375B2 - Exhaust control valve - Google Patents
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Description
本発明は、排気管の排気ガス流出口に形成した弁座に対向する弁体をスプリングで閉弁方向に付勢し、排気管を流れる排気ガスによる弁体の受圧面に作用する押圧力がスプリングの弾発力を上回ったときに、弁体が弁座から離間する排気制御弁に関する。 In the present invention, the valve body facing the valve seat formed at the exhaust gas outlet of the exhaust pipe is urged in the valve closing direction by a spring, and the pressing force acting on the pressure receiving surface of the valve body by the exhaust gas flowing through the exhaust pipe is reduced. The present invention relates to an exhaust control valve in which a valve element is separated from a valve seat when the spring force of a spring is exceeded.
エンジンの消音器本体内に設けた連通管の開口端や、消音器本体から外部に延びる排気ガス排出管の開口端に、排気ガスの流量を制御する制御弁を設けた排気消音装置が、下記特許文献1により公知である。 An exhaust silencer provided with a control valve for controlling the flow rate of exhaust gas at the open end of a communication pipe provided in the silencer body of the engine or the open end of an exhaust gas discharge pipe extending outside from the silencer body is as follows. This is known from US Pat.
この排気消音装置の制御弁は、消音器本体内の連通菅(あるいは排気ガス排出管)の開口端に形成した弁座に有底円筒状の弁体を摺動自在に嵌合させ、連通菅の開口端のフランジと弁体の開口端のフランジとの間に配置した圧縮コイルスプリングで、弁体を弁座に着座する方向に付勢している。排気ガスの圧力増加により弁体がコイルスプリングを圧縮しながら移動して弁座から離間すると、連通菅から出た排気ガスが弁体の外周面に形成した連通口を通過して消音器本体内に排出される。
ところで、制御弁のコイルスプリングを引張コイルスプリングで構成した場合、排気ガスの圧力が急激に高まって制御弁の弁体のリフト量が極端に増加すると、コイルスプリングが弁座に引っ掛かって作動不良を起こす可能性がある。これを防止するには、コイルスプリングの材料強度を高く設定するか、ストッパを設けて弁体のリフト量を抑制すれば良い。しかしながら、前者の場合にはコイルスプリングに充分な強度的余裕を持たせる必要があるためにコストが上昇する問題があり、また後者の場合には制御弁からステーのような支持部材を延ばしてストッパを支持する必要があるために部品点数が増加して構造が複雑化する問題がある。 By the way, when the coil spring of the control valve is constituted by a tension coil spring, if the exhaust gas pressure suddenly increases and the lift amount of the valve body of the control valve increases extremely, the coil spring is caught on the valve seat, resulting in malfunction. There is a possibility of waking up. In order to prevent this, the material strength of the coil spring may be set high, or a stopper may be provided to suppress the lift amount of the valve body. However, in the former case, there is a problem that the cost increases because the coil spring needs to have sufficient strength margin. In the latter case, a support member such as a stay is extended from the control valve to stop the coil spring. There is a problem that the number of parts increases and the structure becomes complicated.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造で排気制御弁の弁体のリフト量の上限値を規制することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to regulate the upper limit value of the lift amount of the valve body of the exhaust control valve with a simple structure.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、排気管の排気ガス流出口に形成した弁座に対向する弁体をスプリングで閉弁方向に付勢し、排気管を流れる排気ガスによる弁体の受圧面に作用する押圧力がスプリングの弾発力を上回ったときに、弁体が弁座から離間する排気制御弁であって、排気管の周囲を覆う保護管を排気管と軸平行に配置し、弁体の弁座からリフト量の上限値を規制するストッパを保護管に設けたことを特徴とする排気制御弁が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the valve body facing the valve seat formed at the exhaust gas outlet of the exhaust pipe is urged in the valve closing direction by a spring, and the exhaust pipe The exhaust control valve that separates the valve body from the valve seat when the pressing force acting on the pressure receiving surface of the valve body by the exhaust gas flowing through the valve exceeds the spring force of the spring, and a protective tube that covers the periphery of the exhaust pipe Is provided in parallel with the exhaust pipe, and an exhaust control valve is proposed in which a stopper for restricting the upper limit of the lift amount from the valve seat of the valve body is provided on the protective pipe.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記保護管が排気管の排気ガス流出口を覆うフィニッシャーであることを特徴とする排気制御弁が提案される。 According to the invention described in claim 2, in addition to the configuration of claim 1, an exhaust control valve is proposed in which the protective pipe is a finisher that covers the exhaust gas outlet of the exhaust pipe. .
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記排気管が消音器本体の内部に区画した複数の消音室を連通させる連通管であり、前記保護管が消音器本体であることを特徴とする排気制御弁が提案される。 According to the invention described in claim 3, in addition to the configuration of claim 1, the exhaust pipe is a communication pipe that communicates a plurality of sound deadening chambers defined inside the silencer body, and the protection pipe is An exhaust control valve characterized by being a silencer body is proposed.
尚、実施の形態の第1後部排気管15および連通管38は本発明の排気管に対応し、実施の形態の消音器本体26およびフィニッシャー51は本発明の保護管に対応し、実施の形態の第1、第3消音室29,31は本発明の消音室に対応し、実施の形態のコイルスプリング43は本発明のスプリングに対応する。
The first
請求項1の構成によれば、排気制御弁の弁体の弁座からリフト量の上限値を規制するストッパを、排気管の周囲を軸平行に覆う保護管に設けたので、スプリングに十分余裕のある強度を持たせる必要がなくなって安価なスプリングが使用可能になるだけでなく、排気制御弁自体にストッパを支持する特別の支持部材を設ける必要がなくなって部品点数の削減および構造の簡素化が可能になる。 According to the first aspect of the present invention, the stopper that restricts the upper limit of the lift amount from the valve seat of the exhaust control valve is provided on the protective pipe that covers the periphery of the exhaust pipe in parallel with the axis, so that there is sufficient room for the spring. It is no longer necessary to provide a certain level of strength and an inexpensive spring can be used, but there is no need to provide a special support member to support the stopper on the exhaust control valve itself, reducing the number of parts and simplifying the structure Is possible.
また請求項2の構成によれば、排気管に設けた制御弁の弁体のリフト量の上限値を規制するストッパを、その排気管の排気ガス流出口を覆うフィニッシャーを利用して支持することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the stopper for restricting the upper limit value of the lift amount of the control valve provided in the exhaust pipe is supported using the finisher that covers the exhaust gas outlet of the exhaust pipe. Is possible.
また請求項3の構成によれば、消音器本体の内部に区画した複数の消音室を連通させる連通管に設けた制御弁の弁体のリフト量の上限値を規制するストッパを、その消音器本体を利用して支持することが可能となる。 Further, according to the configuration of claim 3, the silencer is provided with a stopper that regulates the upper limit value of the lift amount of the valve body of the control valve provided in the communication pipe that communicates with the plurality of silencer chambers divided inside the silencer body. It becomes possible to support using the main body.
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜図6は本発明の第1の実施の形態を示すもので、図1は排気消音装置の斜視図、図2は図1の2−2線拡大断面図、図3は図2の3部拡大図、図4は図3の4−4線断面図、図5は図3の5−5線断面図、図6は図3の6−6線断面図である。 1 to 6 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of an exhaust silencer, FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3, FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. 3, and FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG.
図1および図2に示すように、自動車用の排気消音装置Mは、断面が概略楕円状のシェル21と、このシェル21の左右両端の開口部を閉塞すべく外周のカシメ部22,23により固定された一対のエンドプレート24,25とから構成された消音器本体26を備える。消音器本体26の内部は、外周部を折り曲げたフランジ27a,28aをシェル21の内面に圧入により固定した第1隔壁板27および第2隔壁板28により、第1消音室29、第2消音室30および第3消音室31に区画される。
As shown in FIGS. 1 and 2, an exhaust silencer M for an automobile includes a
消音器本体26の内部に挿入された前部排気管14の下流端部は排気ガス導入管32を構成し、その排気ガス導入管32は第2隔壁板28および第1隔壁板27を貫通して第1消音室29に開口する。消音器本体26の内部に挿入された第1後部排気管15の上流端部は第1排気ガス排出管33を構成し、その第1排気ガス排出管33は第1隔壁板27および第2隔壁板28を貫通して第3消音室31に開口する。消音器本体26の内部に挿入された第2後部排気管16の上流端部は第2排気ガス排出管34を構成し、その第2排気ガス排出管34は第1隔壁板27を貫通して第2消音室30に開口する。第1隔壁板27および第2隔壁板28を貫通する連通管35は、その両端が第1消音室29および第3消音室31に開口する。第2消音室30に臨む連通管35には、その内外を連通する多数のパンチング孔35a…が形成される。後側のエンドプレート25を貫通して後方に延びる第1、第2後部排気管15,16の後端に美観を向上させるためのフィニッシャー51,52がそれぞれ設けられており、両フィニッシャー51,52のうち、第1後部排気管15のフィニッシャー51の内部に本実施の形態の制御弁36が設けられる。
The downstream end of the
次に、図3〜図6に基づいてフィニッシャー51および制御弁36の構造を説明する。
Next, the structure of the
第1後部排気管15に対して軸平行に配置されたフィニッシャー51は、第1後部排気管15の外周に溶接された漏斗状の連結部53と、連結部53の後端に溶接されて第1後部排気管15の外周を覆う円筒部54と、円筒部54の後端の内周面に溶接されたストッパ55とで構成されており、第1後部排気管15の出口開口部に設けられた制御弁36がフィニッシャー51により覆われる。また第2後部排気管16のフィニッシャー52は、図2に示されるように前後一対の連結部53,53で円筒部54を支持して構成される。
The
制御弁36は、概ね円板状の弁体41と、第1後部排気管15の外周に溶接された概ね環状のスプリング受け部材42と、第1後部排気管15の外周に摺動自在に嵌合するコイルスプリング43とを備える。弁体41は第1後部排気管15の下流端に形成された環状の弁座15aに着座して第1後部排気管15の下流端を閉塞可能な大きさを有しており、その外周から120°間隔で突出する3個のスプリング固定部41a…でコイルスプリング43の一端部に固定される。弁体41の第1後部排気管15の下流端に対向する面は、排気ガスの圧力を受ける受圧面41bとされる。スプリング受け部材42も、その外周から120°間隔で突出する3個のスプリング固定部42a…でコイルスプリング43の他端部に固定される。
The
フィニッシャー51に設けられたストッパ55は、円形のストッパ本体55aと、ストッパ本体55aから120°間隔で放射状に延びる3本の支持腕55b…とを備えており、支持腕55b…の先端がフィニッシャー51の円筒部54の内面に溶接される。弁体41が弁座15aに着座しているとき、弁体41とストッパ本体55aとの間に所定の隙間(例えば、6mm)が形成される。
The
次に、上記構成を備えた第1の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the first embodiment having the above configuration will be described.
図2において、排気ガスの圧力が低いエンジンの低負荷運転時には、第1後部排気管15を介して制御弁36の弁体41の受圧面41bに加わる圧力が小さいため、弁体41はコイルスプリング43の引張力で図3に実線で示す閉弁位置に保持され、第1後部排気管15と大気との連通が阻止される。その結果、前部排気管14からの排気ガスは排気ガス導入管32、第1消音室29、連通管35のパンチング孔35a…、第2消音室30、第2排気ガス排出管34および第2後部排気管16を経て大気に排出される。このようにエンジンの低負荷運転時に制御弁36の弁体41が閉弁位置に保持されるので、排気消音装置M内の排気ガスの流通抵抗が増加することにより、排気消音効果が高められてエンジンの排気騒音が低減する。
In FIG. 2, the pressure applied to the
エンジンの運転状態が低負荷運転から高負荷運転に移行すると、制御弁36の弁体41の受圧面41bに加わる排気ガスの圧力が増加するため、弁体41はコイルスプリング43の引張力に抗して図3に鎖線で示す位置に移動し、第1後部排気管15の弁座15aとの間に隙間が発生して制御弁36が開弁する。その結果、前部排気管14からの排気ガスの大部分は排気ガス導入管32、第1消音室29、連通管35、第3消音室31、第1排気ガス排出管33、第1後部排気管15および制御弁36を経て大気に排出され、前部排気管14からの排気ガスの一部は排気ガス導入管32、第1消音室29、連通管35のパンチング孔35a…、第2消音室30、第2排気ガス排出管34および第2後部排気管16を経て大気に排出される。そして弁体41の移動量、つまり制御弁36の開口面積は排気ガスの圧力の増加に応じて増加するため、エンジンの高負荷運転時に排気消音装置M内の排気ガスの流通抵抗を低減してエンジン出力の低減量を最小限に抑えることができる。
When the engine operating state shifts from the low load operation to the high load operation, the pressure of the exhaust gas applied to the
以上のように、エンジンの負荷が増加すると制御弁36を通過する排気ガスの流量が増加するため、エンジンの負荷変化に応じて排気音の消音効果およびエンジン出力低下の抑制効果の目的割合を自動的に変更することができ、排気消音装置Mにエンジンの負荷変化に応じた最適の性能を発揮させることができる。
As described above, when the engine load increases, the flow rate of the exhaust gas that passes through the
また第1後部排気管15、弁体41、スプリング受け部材42およびコイルスプリング43の4つの部材から制御弁36を構成することができ、しかも本来は消音器本体26から排気ガスを排出するための第1後部排気管15をスプリング受け部材42の取付部および弁座15aとして利用したので、制御弁36の小型化、軽量化および低コスト化を図ることができる。
Further, the
更に、引張コイルスプリング43を用いたことで、従来の有底円筒状の弁体を、単純な板状の弁体41に置き換えることが可能となり、制御弁36の軽量化や軸方向寸法の小型化に寄与することができる。特に、弁体41が軽量になって慣性が小さくなることで、排気ガスの圧力変化に弁体41が追従し易くなり、制御弁36の開閉応答性が向上する。しかも弁体が弁座15aから離間するときに、第1後部排気管15の外周に嵌まったコイルスプリング43がガイドになるので、特別のガイド手段を設けることなく弁体41の位置を規制することができ、ガイド手段を廃止した分だけ更なる重量の軽減が可能となる。
Further, by using the
ところで、排気ガスの圧力が急激に高まったような場合に、制御弁36の弁体41のリフト量が極端に増加すると、コイルスプリング43が弁座15aに引っ掛かったりする可能性がある。しかしながら、本実施の形態では、フィニッシャー51に設けたストッパ55が弁体41に所定の隙間を介して対向しているため、弁体41がストッパ55に当接してリフト量の上限値が規制され、リフト量が過剰に増加することが確実に防止される。
By the way, when the exhaust gas pressure suddenly increases and the lift amount of the
その結果、材料強度の低い安価なコイルスプリング43を用いることができる。しかも第1後部排気管15に対して軸平行に配置した保護管としてのフィニッシャー51を利用してストッパ55を支持したので、制御弁36からステー等のストッパ支持部材を延ばしてストッパ55を支持する必要がなくなり、部品点数を削減して構造を簡素化することができる。
As a result, an
次に、図7に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第2の実施の形態は、第1の実施の形態のストッパ55に代えて、フィニッシャー51の円筒部54の開口端に嵌合する金属網56を、ストッパとして利用したものである。この第2の実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。
In the second embodiment, instead of the
図8および図9は本発明の第3の実施の形態を示すもので、図8は前記図2に対応する図、図9は図8の9部拡大図である。
FIGS. 8 and 9 show a third embodiment of the present invention. FIG. 8 corresponds to FIG. 2, and FIG. 9 is an enlarged view of
上述した第1、第2の実施の形態では、制御弁36が一方のフィニッシャー51の内部に設けられていたが、第3の実施の形態では制御弁36が消音器本体26の内部に設けられる。制御弁36自体の構造は、第1、第2の実施の形態と同じである。
In the first and second embodiments described above, the
図8に示すように、消音器本体26の内部に、第1隔壁板27および第2隔壁板28を貫通して両端が第1消音室29および第3消音室31に開口する連通管38が配置される。この連通管38は、第1の実施の形態の連通管35(図2参照)と同じものである。 第1、第2の実施の形態の制御弁36と同一構造の制御弁36が、第3消音室31内に突出する連通管38の端部に設けられており、この制御弁36の弁体41に所定の隙間を存して対向するストッパ24aが、前側のエンドプレート24をプレス成形する際に一体に形成される。
As shown in FIG. 8, a
この第3の実施の形態によれば、排気ガスの圧力が低いエンジンの低負荷運転時には、第1消音室29から連通管38を介して制御弁36の弁体41の受圧面41bに加わる圧力が小さいため、弁体41はコイルスプリング43の引張力で図9に実線で示す閉弁位置に保持され、連通管38による第1消音室29および第3消音室31間の連通が阻止される。その結果、前部排気管14からの排気ガスは排気ガス導入管32、第1消音室29、連通管38のパンチング孔38b…、第2消音室30、第2排気ガス排出管34および第2後部排気管16を経て大気に排出される。このようにエンジンの低負荷運転時に弁体41が閉弁位置に保持されるので、排気消音装置M内の排気ガスの流通抵抗が増加することにより、排気消音効果が高められてエンジンの排気騒音が低減する。
According to the third embodiment, the pressure applied to the
エンジンの運転状態が低負荷運転から高負荷運転に移行すると、制御弁36の弁体41の受圧面41bに加わる排気ガスの圧力が増加するため、弁体41はコイルスプリング43の引張力に抗して図9に鎖線で示す位置に移動し、連通管38の弁座38aとの間に隙間が発生し、第1消音室29および第3消音室31が連通管38を介して相互に連通する。そして弁体41の移動量、つまり制御弁36の開口面積は排気ガスの圧力の増加に応じて増加するため、エンジンの高負荷運転時に排気消音装置M内の排気ガスの流通抵抗を低減してエンジン出力の低減量を最小限に抑えることができる。
When the engine operating state shifts from the low load operation to the high load operation, the pressure of the exhaust gas applied to the
排気ガスの圧力が強まって制御弁36の弁体41のリフト量が増加すると、その弁体41が前側のエンドプレート24に一体に設けたストッパ24aに当接してリフト量の上限値が確実に規制される。その結果、材料強度の低い安価なコイルスプリング43を用いることができ、しかも連通管38に対して軸平行に配置された保護管としての消音器本体26のエンドプレート24を利用してストッパ24aを形成したので、制御弁36の部品点数を削減して構造を簡素化することができる。
When the exhaust gas pressure increases and the lift amount of the
上記第3の実施の形態のその他の作用効果は、上述した第1の実施の形態の作用効果と同一である。 Other functions and effects of the third embodiment are the same as the functions and effects of the first embodiment described above.
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, this invention can perform a various design change in the range which does not deviate from the summary.
15 第1後部排気管(排気管)
15a 弁座
24a ストッパ
26 消音器本体(保護管)
29 第1消音室(消音室)
31 第3消音室(消音室)
38 連通管(排気管)
38a 弁座
41 弁体
41b 受圧面
43 コイルスプリング(スプリング)
51 フィニッシャー(保護管)
55 ストッパ
56 金属網(ストッパ)
15 First rear exhaust pipe (exhaust pipe)
29 The first silence room (silence room)
31 3rd muffler room (muffler room)
38 Communication pipe (exhaust pipe)
51 Finisher (protection tube)
55
Claims (3)
排気管(15,38)の周囲を覆う保護管(26,51)を排気管(15,38)と軸平行に配置し、弁体(41)の弁座(15a,38a)からリフト量の上限値を規制するストッパ(55,56,24a)を保護管(26,51)に設けたことを特徴とする排気制御弁。 The valve body (41) facing the valve seat (15a, 38a) formed at the exhaust gas outlet of the exhaust pipe (15, 38) is urged in the valve closing direction by the spring (43), and the exhaust pipe (15, 38) is urged. ) When the pressing force acting on the pressure receiving surface (41b) of the valve body (41) by the exhaust gas flowing through the exhaust gas exceeds the elastic force of the spring (43), the valve body (41) becomes the valve seat (15a, 38a). An exhaust control valve separated from
A protective pipe (26, 51) covering the periphery of the exhaust pipe (15, 38) is arranged in parallel to the exhaust pipe (15, 38), and the lift amount is adjusted from the valve seat (15a, 38a) of the valve body (41). An exhaust control valve comprising a protective pipe (26, 51) provided with a stopper (55, 56, 24a) for regulating an upper limit value.
The exhaust pipe is a communication pipe (38) for communicating a plurality of silencer chambers (29, 31) defined inside the silencer body (26), and the protective pipe is a silencer body (26). The exhaust control valve according to claim 1.
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