JP5692016B2 - 可変バルブ機構 - Google Patents
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Description
この可変バルブ機構においては、ねじりコイルばねが、弁体側作用点と固定側作用点との間での伸張方向の付勢力により、弁体を閉弁方向に付勢するようにしている。また、固定側作用点は、開口に対して弁体と反対側に設けられるとともに、ねじりコイルばねによる弁体の支点軸廻りのモーメントが弁体の開度増加により減少する位置に固定側作用点を設けている。
その結果、排気ガスの流動による圧力が高まると徐々に開き易くなり、内燃機関の中・高速回転における排気ガスの背圧の上昇を抑制でき、出力を向上させることができる。
また、ねじりコイルばねが開口に対して弁体の裏側に配置されているので、ねじりコイルばねが、高温の排気ガスの流動に晒され難くなり、ねじりコイルばねの劣化を抑制することができる。
また、弁体には、遮蔽部が設けられているので、例えば、弁体の開度が全開時においても、流体通路内を流動する排気ガスの回折により直接排気ガスがねじりコイルばねに当たることはなく、ねじりコイルばねの排気ガスによる劣化を著しく抑制することができる。
また、遮蔽部の横幅が、ねじりコイルばねの全長よりも大きく形成されているので、より確実に排気ガスの流動に晒されることがなくなる。
実施形態に係る排気装置20は、図1に示すように、直列4気筒の内燃機関としてのエンジン10に接続されており、エンジン10から排出される排気ガスを浄化するとともに、排気音の発生を抑制し排気ガスを大気に排出するよう構成されている。なお、本実施形態における排気ガスは、本発明の可変バルブ機構に係る流体を構成している。
このエンドプレート42とエンドプレート43との間には、セパレータ32が介装されるとともに、セパレータ32とエンドプレート43との間には、セパレータ33が介装されている。
また、セパレータ33は、マフラ本体31内の内部空間を拡張室30Bと、この拡張室30Bの排気方向下流側に位置する拡張室30Cとに区画している。
また、エンドプレート42には挿通孔42aが形成され、セパレータ32には挿通孔32aが形成され、さらにセパレータ33には挿通孔33aが形成されており、これらの挿通孔42a、32a、33aにはインレットパイプ部25Aが挿通されている。
この拡張室においては、排気ガスが、流通通路から拡張室内に流入する際、その体積が急激に拡張され、内燃機関の排気脈動からなる圧力変動が弱められて、排気音の音圧レベル(dB)が広い周波数帯域に亘って低減されるといういわゆる拡張効果が得られる。
ねじりコイルばね51は、金属材料を巻回して形成されたコイル部61と、第1アーム部62と、第2アーム部63とを有している。これらの各構成要素は一体的に形成されている。このねじりコイルばね51の全長は、L51で形成されるとともに、回動軸54の軸心からコイル部61の端までの奥行きは、D51で形成されている。
第2アーム部63も、第1アーム部62と同様には、コイル部61から延在する他方端の先端部分がコイル部61の軸線とほぼ平行になるようコイル部61側に折れ曲がって形成されている。
補強部73は、回動軸支持部72と同様に、一端で本体部71から屈曲して形成された一端部73aと、他端で、一端部73aと同方向に屈曲して形成された他端部73bとを有しており、本体部71の剛性を高めている。
取付部75は、第1アーム支持部74の対向側で半円弧状に形成されており、図4に示すインレットパイプ部25Aの下流開口端25bの近傍に溶接などの接合手段により接合されるようになっている。
本体部81は、円盤状に形成され、インレットパイプ部25Aの下流開口端25bで排気通路25aを閉塞し得るよう、排気通路25aよりも大きく形成されている。
遮蔽部83は、本体部81から下流開口端25bよりも下流側であって、排気通路25aの中心方向に傾斜するように屈曲して形成されている。
これらの横幅W84、奥行きD84は、マフラ30の種類、構造、大きさなどの諸元に基づいて適宜選択される。
この回動軸54は、弁体53の回動部82に挿入されて弁体53と一体化されて弁体53とともに回動するようになっている。なお、この回動軸54は、弁体53の回動部82に回動可能に挿入されて、弁体53が回動軸54の外周を回動するようにしてもよい。
共鳴室30Aで、ヘルムホルツの共鳴により、気柱共鳴が励起される特定周波数(Hz)での共鳴が減衰されるので、排気音が消音されることになる。
連通通路25cに流入しなかった排気ガスは、排気通路25aを流通し、可変バルブ機構35に到達する。
しかしながら、可変バルブ機構35の支持部材52をインレットパイプ部25Aの上方側以外の位置に設けるようにしてもよい。
また、例えば、マフラ30内のセパレータ33に形成された連通孔33cを開閉するよう、セパレータ33に設けるようにしてもよい。このように、本発明に係る可変バルブ機構は、任意の位置に設けることができ、設計の自由度が高まるという効果が得られる。
例えば、支持部材52と回動軸54とを一体のもので構成するようにしてもよい。
12 排気マニホールド
20 排気装置
23 フロントパイプ
23a、25a、34c、92c 排気通路(流体通路)
25 センターパイプ
25A インレットパイプ部(流体通路形成部材)
25B、92d 連通管
25b、34b、92b、95b 下流開口端
25c、92e 連通通路
25d、92f 開口端
30、120 マフラ
30A、120A 共鳴室
30B、30C、120B 拡張室
35 可変バルブ機構
51 ねじりコイルばね
52 支持部材
53 弁体
54 回動軸
61 コイル部
62 第1アーム部
63 第2アーム部
71、81 本体部
72 回動軸支持部
73 補強部
74 第1アーム支持部
75 取付部
82 回動部
83 遮蔽部
84 第2アーム支持部
L51 全長
W84 横幅
Claims (3)
- ねじりコイルばねと、前記ねじりコイルばねの付勢力により流体通路を閉状態とする弁体と、前記ねじりコイルばねおよび前記弁体を支持する支持部材とを有し、前記流体通路内を流動する流体の圧力で前記弁体が前記付勢力に抗して回動することにより前記流体通路の開状態が変化する可変バルブ機構において、
前記弁体を回動自在に支持する回動軸を備え、
前記ねじりコイルばねが、第1アーム部および第2アーム部とを有し、
前記支持部材が、前記第1アーム部を支持する第1アーム支持部と、前記回動軸を支持する回動軸支持部とを有し、
前記弁体が、前記排気通路を閉塞する本体部と、前記本体部から前記回動軸に沿うように屈曲して、前記回動軸に回転自在に支持された回動部と、前記回動部から前記流体の流通方向下流側に向けて突出して、前記ねじりコイルばねに前記流体が直接当たらないよう遮蔽する遮蔽部と、前記遮蔽部のねじりコイルばね側の部分に設けられて、前記第2のアーム部を支持する第2のアーム支持部とを有することを特徴とする可変バルブ機構。 - 前記ねじりコイルばねが、前記流体通路を形成する流体通路形成部材から外方へ離れた位置に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の可変バルブ機構。
- 前記遮蔽部の前記流体通路に直交する横幅が、前記ねじりコイルばねの全長よりも大きく形成されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の可変バルブ機構。
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