JP3318027B2 - 弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体通路を形成する管
体内に回転軸を直径方向に配設し、該回転軸に前記流体
通路の流通面積を制御する円板状の弁体を取付けてなる
弁装置に関する。本発明による弁装置は、車両用エンジ
ンの排気通路の流通面積をエンジンの運転状態に応じて
制御するために排気管中に挿入される弁装置として特に
適している。

【０００２】

【従来技術】車両用エンジンにおいて、排気通路面積を
小さくすると排気騒音の低減が図れ、排気通路面積を大
きくすると流通抵抗の減少に伴う加速レスポンスの向上
により良好なドライバビリティを得ることができる。と
ころで、車両の低速走行時には排気騒音が低いことがよ
り重要であるので、排気管中に弁装置を設け、低速走行
時にはこの弁装置により排気通路面積を小さくして、排
気騒音を低減させることが行われている。

【０００３】例えば実開昭63-21721号公報に、上記のよ
うな弁装置が、制御型消音器の弁構造として開示されて
いる。この弁構造は、排気ガスを流通するパイプ内に、
弁体を収容し、前記パイプの径方向に向けて前記弁体を
回動する回転軸を挿通し、この回転軸の先端を、前記パ
イプに固着される第１の軸受により支持するとともに、
前記回転軸の後部を前記パイプに固着される第２の軸受
に挿通支持し、この第２の軸受から突出する前記回転軸
の突出部に、前記第２の軸受に隣接配置されるシール部
材を介して回動レバーを固定して構成されている。

【０００４】そして、前記回転レバーを前記シール部材
側に押圧する付勢手段を設け、該付勢手段によって回動
レバーを介して回転軸および弁体を、パイプの他側に押
し付けることにより、弁体のスラスト方向位置決めがな
されている。

【０００５】

【解決しようとする課題】上記弁構造においては、弁体
自身が位置決め部材を兼ね、回転軸の先端側で弁体の外
周縁がパイプの内周面に押し付けられるが、両者の当接
面は平面でなく、円弧面をなしているので、弁体の回転
時にガタが発生したり、回転に伴なって摩擦が増大した
りして、円滑な開閉弁動作が得られ難い。

【０００６】

【課題を解決するための手段および効果】本発明は、こ
のような事情に鑑みてなされたものであり、流体通路を
形成する管体内に回転軸を直径方向に配設し、該回転軸
に前記流体通路の流動面積を制御する円板状の弁体を取
付けてなる弁装置において、前記回転軸の一端部におい
て前記管体を貫通して外方へ突出した部分に、該回転軸
を回転させるための駆動部材を固定し、前記弁体の前記
回転軸の一端部に、該弁体の一端部を直角に折り曲げて
形成した折り曲げ部を一体に設け、前記円板状弁体およ
び前記駆動部材間に介在されたボス部と該弁体の一端部
の折り曲げ部とに前記回転軸の軸方向へ所定のクリアラ
ンスをもたせて、前記ボス部を前記管体に固定したこと
を特徴とするものである。

【０００７】本発明によれば、弁体の回転軸軸線方向の
移動は、折り曲げ部がボス部に接触する位置と、駆動部
材がボス部に接触する位置との間に抑えられる。しかし
てボス部は折り曲げ部と駆動部材との間に所定のクリア
ランスをもって介在しているので、弁体はこのクリアラ
ンスの範囲内で移動可能である。すなわち弁体は該クリ
アランスに相当する許容範囲内で回転軸の軸線方向に位
置決めされる。

【０００８】このように、本発明の弁装置においては、
弁体を位置決めするために、付勢部材等の特別な部材を
必要としないので、構成が簡素化し、コストも低減す
る。また組立性も向上する。さらに、弁体が管体の内周
面に押し付けられず、しかも弁体と管体との間に所定の
クリアランスが設定されているので、円滑な開閉弁動作
が得られる。さらにまた前記管体に固定されたボス部に
対して前記回転軸の軸方向へ所定のクリアランスを与え
るためのクリアランス保持部材を、前記弁体の一端部を
直角に折り曲げて形成した折り曲げ部でもって構成した
ため、部品点数を削減するとともに、組み立て工数を大
巾に減少することができる結果、大巾なコストダウンを
図ることができる。しかも長期間の使用でもって前記ク
リアランスが変化する惧れがないので、弁装置の耐久性
が著しく向上する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を、本発明による弁装置をエン
ジンの排気制御装置に適用した図示の一実施例について
説明する。

【００１０】図１は本発明による弁装置１の横断面図、
図２はその一部欠截側面図、図３は同一部欠截上面図で
ある。この弁装置１は、図８に示すように、エンジンＥ
の排気管２に挿入されている。

【００１１】弁装置１は管体３内に回転軸４を直径方向
に配設し、該回転軸４に円板状の弁体５を取付けて構成
されている。管体３は、図２に示すように、排気管２の
上流側部分（エンジン側部分）２ａと下流側部分（マフ
ラー部分）２ｂとの間に挿入されて、排気通路の一部を
形成するが、上流側部分２ａとの接続は、該部分２ａお
よび管体３にそれぞれ設けられたフランジ６ａ、６ｂを
ボルト７およびナット８で締結することによりなされて
いる。一方、下流側部分２ｂとの接続は、該部分２ｂに
固着されたマウスピース９にパッキン10を介して管体３
を嵌挿し、外側からバンド11で締付けることによりなさ
れている。このような接続構造とすることにより、排気
管部分２ａ、２ｂおよび弁装置１の取付け誤差を吸収す
ることができる。

【００１２】図１に示すように、回転軸４の両端部は管
体３を貫通しており、これらの貫通部にそれぞれボス部
12ａ、12ｂが、管体３に溶着されてこれに一体に設けら
れている。そして回転軸４はこれらのボス部12ａ、12ｂ
にそれぞれ軸受13ａ、13ｂを介して回転自在に支障され
ている。回転軸４のボス部12ａ側の端部はさらに外方へ
突出しているが、他方の端部は突出せず、ボス部12ｂの
開口端はプラグ14によりシールされている。

【００１３】弁体５は回転軸４に、ボルト15により締め
付けた後さらにかしめて固着されている。弁体５の回転
軸４の軸線方向両端部にはそれぞれ直角に折り曲げられ
た折り曲げ部16ａ、16ｂが形成されている（図４〜６参
照）。

【００１４】前述のように、回転軸４のボス部12ａ側の
端部はさらに外側へ突出しているが、該端部のボス部12
ａの外端面にほぼ対応する位置に段部17が形成されてお
り、回転軸４を回転駆動するドラム18がその側面を該段
部17に当接させて回転軸４に固定されている。なお、ド
ラム18とボス部12ａとの間にはワッシヤ19が介挿されて
いる。ドラム18は、回転軸４の外端に螺合するナット29
により、カラー30を介してドラム18を段部17に締付ける
ことにより、回転軸４に固定されている。

【００１５】このようにして、ドラム18は回転軸４に固
定さており、また回転軸４に固定された弁体５に形成さ
ている折り曲げ部16ａも回転軸４に関して固定されてい
るので、ドラム18と折り曲げ部16ａの間隔ａは常に一定
である。そしてこのドラム18と折り曲げ部16ａとの間
に、管体３に固定されたボス部12ａが入り込んでいる
が、ボス部12ａの長さは前記間隔ａよりもやや短かく、
図１に示すようにドラム18がワッシヤ19を介してボス部
12ａの外端面に当接した時に、ボス部12の内端面と折り
曲げ部16ａとの間に所定のクリアランスｃが生ずるよう
になされている。

【００１６】従って回転軸４はこのクリアランスｃの範
囲内で軸線方向に移動可能で、これに応じて弁体５も同
方向に移動可能であるが、ただしクリアランスｃの範囲
を超えては移動できない。すなわち弁体５はクリアラン
スｃに相当する許容範囲内で回転軸４の軸線方向に位置
決めされている。

【００１７】上記クリアランスｃは、弁体５がどちらの
方向へ移動しても、その端部が管体３の内壁面に押し付
けられないように選定されている。従って弁体５の回転
時に管体３の内壁面との摺接によりガタが発生したり、
摩擦力が増大したりすることがなく、円滑な開閉弁動作
が得られる。

【００１８】このように、折り曲げ部16a 、ドラム18お
よびボス部12a による極めて簡単な構造で、弁体５を回
転軸４の軸線方向（スラスト方向）に位置決めすること
ができるので、弁装置１が簡素化するとともにコストも
低減し、また組立性も向上する。

【００１９】ボルト15を通すために弁体５に設けられる
穴を若干大きくしておけば、弁体５を回転軸４に組付け
た後その位置を微調整することにより、クリアランスｃ
を容易にかつ正確に設定することができる。

【００２０】ドラム18は、２枚の板を重ね合わせて構成
されており、外周部に円弧状の周溝20が形成され、該周
溝20にワイヤ21（図２）が巻かれている。ワイヤ21の先
端はドラム18に固定されている。このワイヤ21は後述す
る負圧アクチュエータから外管22内に挿通されて延びて
来ているものであり、細長い中空のアジャストボルト23
に挿通案内されて上方からドラム18の周溝20に導かれて
いる。

【００２１】アジャストボルト23は、管体３に溶接によ
り固定された支承板部材24に支持されている。すなわち
該支承板部材24に形成された上方突出部片25の上端にル
ープ状部分25ａが設けられており、このループ状部分25
ａにアジャストボルト23のねじ部23ａを通して、上下か
らナット26、26により締付けることにより、アジャスト
ボルト23が上方突出部片25に固定支持されている。

【００２２】支承板部材24にはまた、管体３からその径
方向外側へドラム18位置まで突出するストッパ部片27が
形成されており、ドラム18には、このストッパ部片27に
両側からそれぞれ当接するストッパ係合面28ａ、28ｂ
が、所定の円周角を挟んで設けられている。

【００２３】回転軸４のドラム18から外方へ突出した部
分に嵌着された前記カラー30のまわりにはスプリング31
がコイル状に巻かれており、該スプリング31の一端31a
はドラム18に設けられた係止部32ａに係止されている。
スプリング31の他端31ｂは、前記支承板部材24に形成さ
れドラム18およびスプリング31を前方から抱え込むよう
にコ字状をなした枠状部片33の外側部分33ａの先端に、
係止部32ｂを介して固定されている。

【００２４】スプリング31はドラム18をストッパ係合面
28ａがストッパ部片27に係合する図２の位置へ付勢し、
この時弁体５は管体３内の排気通路を全開する。ワイヤ
21によりドラム18をスプリング31の付勢力に抗して回動
させると、弁体５は該排気通路の流通面積を減小させ、
ストッパ係合面28ｂがストッパ部片27に係合した時に流
通面積は最小となる。

【００２５】カラー30はＳＵＳ材等の比較的硬い材料で
作られているので、その上に巻かれるスプリング31を保
護するために、カラー30の外周にＳＵＳ材より軟かい材
料からなる保護カラー34が圧入されている。保護カラー
34の材料としては雰囲気温度を考慮して銅、アルミニュ
ウム等の金属材料を選ぶのがよいが、これをテフロン製
としてもよい。図７は保護カラー34をテフロン製とした
例を示す。この例においてはテフロン製の保護カラー34
とドラム18との間にクリアランスｂを設け、ドラム18か
ら保護カラー34への伝熱を遮断している。

【００２６】支承板部材24の下部後方に、前記枠状部片
33と向い合う同様な枠状部片35が形成され、該枠状部片
35の外側部分35ａは前記枠状部片33の外側部分33ａと同
一面をなしている。これらの外側部分33ａ、35ａにはそ
れぞれボルト穴36が穿設され、内面に該ボルト穴36に臨
むナット37が溶着されている。そして、これらのナット
37に螺合するボルト38により、カバー39が外側部分33
ａ、35ａに取付けられている。カバー39は弁装置１のド
ラム18側の半部全体を覆って、この部分に塵埃等が侵入
するのを防ぐ。

【００２７】カバー39の内側の縁部は管体３の周面にそ
の半周にわたって沿っているが、上面部には、取付けに
際して前記支承板部材24の上方突出部片25およびアジャ
ストボルト23との干渉を避けるために、切欠き穴40が設
けられている。この穴40からの塵埃の侵入を防止するた
めに、管体３の頂部近傍に一端を溶着されたルーフプレ
ート41が、切欠き穴40に沿ってその下側を水平に延び、
切欠き穴40を閉塞している。ルーフプレート41の外端と
上方突出部片25との間にはクリアランスｄ（図３）が設
けられ、管体３内の排気により加熱されたルーフプレー
ト41から直接熱が上方突出部片25に伝わり、この上方突
出部片25を介してアジャストボルト23に伝わるのを防止
している。

【００２８】アジャストボルト23の上端にはテフロン等
からなる管状の絶縁部片42が同軸に嵌着され、前記ワイ
ヤ21の外管22の端部はこの絶縁部片42に取付けられてい
る。絶縁部片42は熱がアジャストボルト23から外管22に
伝わるのを防止する。

【００２９】以上説明した弁装置１は、図８に示すよう
に、エンジンＥの排気管２に設けられている。図８にお
いて、エンジンＥは自動二輪車用のエンジンで、自動二
輪車の車体フレーム43に取付けられている。44は気化器
で、吸気通路45を経て吸気弁46に連通している。一方、
排気管２は排気通路47を経て排気弁48に連通している。
なお、54は燃料タンク、55はシート、56はエアクリーナ
ケース、57はリヤフォークである。

【００３０】エンジンＥの上方に車体フレーム43に支持
されて負圧アクチュエータ49が配設され、前記ワイヤ21
はこの負圧アクチュエータ49に接続されている。燃料タ
ンク54は車体フレーム43を上方から跨いでおり、その下
部２股部分の内方に負圧アクチュエータ49が配設されて
いる。負圧アクチュエータ49はこれに導入される負圧に
より作動し、ワイヤ21に該負圧に応じた牽引力を及ぼ
す。ワイヤ21は車体フレーム43に沿わせて配設された外
管22に挿通され、該外管22は両端においてそれぞれ負圧
アクチュエータ49および前記絶縁部片42に固定されてい
るので、ワイヤ21の負圧アクチュエータ49側端部の移動
は正確に弁装置１側の端部に伝えられ、従ってドラム18
は負圧アクチュエータ49に導入された負圧に応じてスプ
リング31の力に抗して回動し、これにより弁体５が排気
流通面積を減小させる。すなわち閉弁する。

【００３１】負圧アクチュエータ49には配管50を通じて
負圧が供給される。配管50は切換え弁51に接続されてい
る。この切換え弁51はソレノイド51ａにより作動する電
磁切換弁で、前記配管50のほかに配管52、53が接続れて
いる。そしてソレノイド51ａが励磁されると配管52を配
管50に連通させ、ソレノイド51a が励磁されていない時
には配管52を配管53に連通させている。切換え弁51は吸
気通路45の直上位置に車体フレーム43に支持されて設け
られており、配管52は吸気通路45に連通している。配管
53の他端はエアークリーナケース56のクリーンサイドに
接続されている。

【００３２】ソレノイド51ａは車両の低速低負荷走行時
に励磁され、配管50と配管52を連通させる。低速低負荷
走行時には吸気がスロットル弁により絞られるので、吸
気通路45内に大きな負圧が発生し、この負圧が配管52、
切換え弁51、配管50を通じて負圧アクチュエータ49に伝
達される。そして前述のようにして弁装置１が閉弁し、
排気の流通面積を減小させるので、排気騒音が低減す
る。かくして排気騒音が低いことが特に望まれる低速低
負荷走行時に、排気騒音を効果的に低減させることがで
きる。

【００３３】図８に示すように、負圧アクチュエータ49
は切換え弁51より高い位置に設けられ、かつ配管50は負
圧アクチュエータ49の下部に接続されているので、吸気
中の燃料（ガソリン）が負圧アクチュエータ49内に溜る
のを防止することができる。また、切換え弁51は吸気通
路45の直上位置に配設され、かつ切換え弁51および負圧
アクチュエータ49は互いに接近した位置で車体フレーム
43に取付けられているので、配管52および配管50の長さ
が短かくてすみ、弁装置１の応答遅れが小さくなる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の弁装置は、極めて簡単な構造で
弁体を回転軸の軸線方向に位置決めすることができるの
で、構造が簡素化するとともにコストも低減し、また組
立性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による弁装置の横断面図である。

【図２】弁装置の一部切截側面図である。

【図３】弁装置の一部切截上面図である。

【図４】弁体の正面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図６】図４のVI−VI線に沿う断面図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す部分図である。

【図８】本発明による弁装置を排気管に設けた自動二輪
車の要部側面図である。

【符号の説明】

１…弁装置、２…排気管、３…管体、４…回転軸、５…
弁体、６…フランジ、７…ボルト、８…アット、９…給
排気管マウスピース、10…仕切弁トッキン、11…バン
ド、12…ボス部、13…軸受、14…プラグ、15…ボルト、
16…折り曲げ部、17…段部、18…ドラム、19…ワッシ
ャ、20…周溝、21…ワイヤ、22…外管、23…アジャスト
ボルト、24…支承板部材、25…上方突出部片、26…ナッ
ト、27…ストッパ部片、28…ストッパ係合面、29…ナッ
ト、30…カラー、31…スプリング、32…係止め部、33…
枠状部片、34…保護カラー、35…枠状部片、36…ボルト
穴、37…ナット、38…ボルト、39…カバー、40…切欠き
穴、41…ルースプレート、42…絶縁部片、43…車体フレ
ーム、44…気化器、45…吸気通路、46…吸気弁、47…排
気通路、48…排気弁、49…負圧アクチュエータ、50…配
管、51…切換え弁、52…配管、53…配管、54…燃料タン
ク、55…シート、56…エアクリーナケース、57…リヤフ
ォーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 國府 志朗 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 実開 昭57−139643（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−141640（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 7/08 F01N 1/08 F16K 1/226

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体通路を形成する管体内に回転軸を直径
   方向に配設し、該回転軸に前記流体通路の流動面積を制
   御する円板状の弁体を取付けてなる弁装置において、前
   記回転軸の一端部において前記管体を貫通して外方へ突
   出した部分に、該回転軸を回転させるための駆動部材を
   固定し、前記弁体の前記回転軸の一端部に、該弁体の一
   端部を直角に折り曲げて形成した折り曲げ部を一体に設
   け、前記円板状弁体および前記駆動部材間に介在された
   ボス部と該弁体の一端部の折り曲げ部とに前記回転軸の
   軸方向へ所定のクリアランスをもたせて、前記ボス部を
   前記管体に固定したことを特徴とする弁装置。