JP4037571B2

JP4037571B2 - Pressure switching valve device

Info

Publication number: JP4037571B2
Application number: JP24266399A
Authority: JP
Inventors: 八州治波多野
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2019-08-30
Also published as: JP2001065342A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気圧力に応動して開閉する圧力開閉バルブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−２２７２０８号公報，ＷＯ９５／１３４６０号公報または図５に示すように、昨今、排気圧力に応動して排ガス流路を変更させる圧力開閉バルブ装置１をインレットパイプ３や連通管等のマフラパイプに装着して、排気圧力損失を増大させることなく、エンジンの低回転域から高回転域に亘って排気騒音の低減を図った車両用マフラ５が知られている。
【０００３】
図６は従来の圧力開閉バルブ装置１の正面図、図７は図６のVII−VII線断面図を示し、図中、７はインレットパイプ３の挿入側先端（排ガス流下流側開口端）３ａの外周に固着された筒状の弁座で、図６に示すように弁座７の一端側には、開閉バルブ８の一端側に設けた一対のフランジ９に沿って同様に一対のフランジ１１が対向配置されており、各フランジ９，１１を貫通する軸１３に開閉バルブ８が揺動可能に取り付けられている。
【０００４】
そして、上記軸１３には、ラッパ状に拡径した弁座７に開閉バルブ８を押圧付勢するコイルばね１５が挿着されており、コイルばね１５はその一端１５ａが開閉バルブ８に当接し、その他端１５ｂが弁座７に設けた切欠き１７に係止されている。そして、開閉バルブ８は、エンジンの低回転域にコイルばね１５のばね力で弁座７に押圧されて、インレットパイプ３の挿入側先端３ａを閉塞するようになっている。
【０００５】
また、図５に示すようにインレットパイプ３の周璧には、２枚のバッフルプレート１９，２１によってシェル２３内に区画された拡張室２５に開口する複数の小孔２７が穿設されており、小孔２７の開口率は、エンジン回転の上昇に伴いインレットパイプ３の圧力が第一容積室２９より上昇するように設定されている。そして、エンジンが高回転域に移行して、拡張室２５と第一容積室２９の圧力差が所定値を超えて上昇すると、開閉バルブ８がコイルばね１５のバネ力に抗してインレットパイプ３の挿入側先端３ａを開放するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の圧力開閉バルブ装置１は、マフラ５の内圧が低いエンジンの低回転域に、コイルばね１５のばね力で開閉バルブ８がインレットパイプ３の挿入側先端３ａを閉塞し、そして、エンジンが高回転域に移行してマフラ５の内圧が上昇すると、開閉バルブ８がコイルばね１５のバネ力に抗してインレットパイプ３の挿入側先端３ａを開放するように構成されているが、図８に示すようにコイルばね１５の反力（復元力）は、ひずみの増加に伴い直線的に上昇していく性質を有している。
【０００７】
このため、マフラ５の内圧とコイルばね１５の反力とが開閉バルブ８の開閉点でバランスされているときに、内圧が上昇すると開閉バルブ８が開き、開くと同時に内圧が低下して開閉バルブ８が閉じ、そして、開閉バルブ８が閉じればまた内圧が上昇して開閉バルブ８が開くといった具合に開閉バルブ８が開閉を繰り返す所謂チャタリングを起こすことがあり、これが異音の発生原因となる虞が指摘されていた。
【０００８】
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、上述の如き圧力開閉バルブ装置に改良を加え、チャタリングの発生を防止した圧力開閉バルブ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発明は、車両用マフラのマフラパイプに揺動可能に取り付き、排気圧力に応動して当該マフラパイプを開閉する開閉バルブを備えた圧力開閉バルブ装置に於て、上記開閉バルブを、コイルばねと断面円弧状の板ばねのばね力でマフラパイプを閉塞させ、当該コイルばねと板ばねのばね力に抗してマフラパイプを開放させると共に、開閉バルブの開放時に上記板ばねを折曲させて、その反力を低下させたことを特徴とする。
【００１０】
そして、請求項２に係る発明は、請求項１記載の圧力開閉バルブ装置に於て、圧力開閉バルブ装置。
開閉バルブは、マフラパイプの排ガス流下流側開口端に装着した弁座に軸を介して揺動可能に取り付き、当該軸に、一端が開閉バルブに当接し、他端が弁座に当接または係止されたコイルばねが挿着されると共に、当該弁座と開閉バルブとの間に、開閉バルブの所定量の開放動作に伴い、板ばねが折曲可能に架設されていることを特徴としている。
【００１１】
（作用）
各請求項に係る発明によれば、排気圧力に応動して開閉バルブがマフラパイプを開閉するが、コイルばねと断面円弧状の板ばねによって開閉バルブがマフラパイプを閉塞し、そして、コイルばねと板ばねのばね力に抗して開閉バルブがマフラパイプを開放させるが、開閉バルブの開放時に板ばねが折曲してその反力が低下するため、開放した開閉バルブは、従来に比しゆっくりとマフラパイプを閉塞することとなる。
【００１２】
そして、再び、コイルばねと板ばねによって開閉バルブがマフラパイプを閉塞し、以後、開閉バルブは同様な動作を繰り返すこととなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１４】
尚、発明部分を除く構成は図５以下に示す従来例と同様であるので、同一のものには同一符号を付してそれらの説明は省略する。
図１乃至図４は請求項１及び請求項２に係る圧力開閉バルブ装置の一実施形態を示し、図中、７-1はインレットパイプ３の挿入側先端３ａの外周に固着された筒状の弁座で、図１に示すように弁座７-1の一端側には、開閉バルブ８の一端側に設けた一対のフランジ９に沿って同じく一対のフランジ１１が対向配置されており、各フランジ９，１１を貫通する軸１３を介して開閉バルブ８が揺動可能に取り付けられている。
【００１５】
そして、上記軸１３に、ラッパ状に拡径した弁座７-1に開閉バルブ８を押圧付勢するコイルばね１５-1が挿着されており、上記コイルばね１５と同様、コイルばね１５-1はその一端１５ａ-1が開閉バルブ８に当接し、その他端１５ｂ-1が弁座７-1に設けた切欠き１７に係止されている。
また、図１及び図２に示すようにフランジ１１が設けられた弁座７-1の一端側の中央部には、短冊状の板ばね当接片３１が一体に突設されている。そして、当該板ばね当接片３１と開閉バルブ８との間に、一端側を開閉バルブ８に溶接した図３の如き断面円弧状の板ばね３３が、弧状部３３ａを板ばね当接片３１側に配置して架設されており、板ばね３３は他端側が自由端として板ばね当接片３１に当接している。
【００１６】
そして、板ばね３３は、エンジンの低回転域にコイルばね１５-1と共に開閉バルブ８を弁座７-1に押圧して、インレットパイプ３の挿入側先端３ａを閉塞させるようになっている。
尚、板ばね３３とコイルばね１５-1は、両ばね力の総和が上記コイルばね１５のばね力と等しくなるように設定されている。
【００１７】
そして、エンジンが高回転域に移行して、拡張室２５と第一容積室２９の圧力差が所定値を超えて上昇すると、開閉バルブ８がコイルばね１５-1と板ばね３３のバネ力に抗してインレットパイプ３の挿入側先端３ａを開放するようになっているが、板ばね３３は、開閉バルブ８がインレットパイプ３の挿入側先端３ａを開放すると同時に図４の如く長手方向と直交する方向に折れ曲がるようになっている。
【００１８】
而して、図８に示すように断面円弧状の板ばねは、上述の如く折れ曲がるまでは小さなひずみで大きな反力を有するが、ひずみが大きくなって一旦折れ曲がってしまうと極端に反力が小さくなる性質を有している。
そこで、本実施形態は、斯かる板ばねの性質を利用して上述したように開閉バルブ８が開放すると同時に、板ばね３３を図４の如く折曲させて開閉バルブ８の反力が小さくなるように構成したものである。
【００１９】
本実施形態に係る圧力開閉バルブ装置３５はこのように構成されているから、図５の圧力開閉バルブ装置１に代えて上記圧力開閉バルブ装置３５をマフラ５に装着すると、開閉バルブ８は、エンジンの低回転域にコイルばね１５-1と板ばね３３のばね力で弁座７-1に押圧されて、インレットパイプ３の挿入側先端３ａを閉塞することとなる。
【００２０】
そして、エンジンが高回転域に移行して拡張室２５と第一容積室２９の圧力差が所定値を超えて上昇すると、開閉バルブ８がコイルばね１５-1と板ばね３３のバネ力に抗してインレットパイプ３の挿入側先端３ａを開放するため、マフラ５の内圧は低下する。
しかし、上述したように本実施形態は、開閉バルブ８が開放すると同時に板ばね３３が図４の如く折曲して、開閉バルブ８の反力が従来に比し大幅に小さくなるように構成しているため、開閉バルブ８は直ちにインレットパイプ３の挿入側先端３ａを閉塞せず、従来に比しゆっくりとした閉塞動作で挿入側先端３ａを閉塞することとなる。
【００２１】
そして、開閉バルブ８が当該挿入側先端３ａを閉塞した後、再び拡張室２５と第一容積室２９の圧力差が所定値を超えて上昇すると、開閉バルブ８がコイルばね１５-1と板ばね３３のバネ力に抗してインレットパイプ３の挿入側先端３ａを開放し、以後、開閉バルブ８は同様な動作を繰り返すこととなる。
従って、本実施形態によれば、従来の如く開閉バルブ８が開閉を瞬時に繰り返すといったチャタリングが発生することがなくなり、この結果、チャタリングによる異音の発生が防止できることとなった。
【００２２】
尚、板ばねの取付位置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成し得る取付位置を適宜選択できることは勿論である。
また、圧力開閉バルブ装置３５の取付位置もインレットパイプ３に限定されるものではなく、マフラの内部構造に応じてその他のマフラパイプに取り付けてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、各請求項に係る圧力開閉バルブ装置によれば、従来の如く開閉バルブが開閉を瞬時に繰り返すといったチャタリングが発生することがなくなり、この結果、チャタリングによる異音の発生が防止できることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１及び請求項２の一実施形態に係る圧力開閉バルブ装置の正面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】板ばねの斜視図である。
【図４】折曲した板ばねの斜視図である。
【図５】従来の圧力開閉バルブ装置を装着した車両用マフラの断面図である。
【図６】従来の圧力開閉バルブ装置の正面図である。
【図７】図６のVII−VII線断面図である。
【図８】コイルばねと板ばねのひずみと反力の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
３インレットパイプ
７-1 弁座
８開閉バルブ
１３軸
１５-1 コイルばね
３１板ばね当接片
３３板ばね
３５圧力開閉バルブ装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure switching valve device that opens and closes in response to exhaust pressure.
[0002]
[Prior art]
As shown in JP-A-10-227208, WO95 / 13460, or FIG. 5, a muffler pipe such as an inlet pipe 3 or a communication pipe is recently used as a pressure opening / closing valve device 1 that changes an exhaust gas flow path in response to an exhaust pressure. There is known a vehicle muffler 5 that is mounted on the vehicle to reduce exhaust noise from a low engine speed range to a high engine speed range without increasing exhaust pressure loss.
[0003]
6 is a front view of a conventional pressure switching valve device 1, FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6, and 7 is an insertion side tip (exhaust gas flow downstream side opening end) 3a of the inlet pipe 3 in FIG. As shown in FIG. 6, a pair of flanges 11 are similarly formed on one end side of the valve seat 7 along a pair of flanges 9 provided on one end side of the opening / closing valve 8. Are arranged opposite to each other, and an opening / closing valve 8 is swingably attached to a shaft 13 that passes through the flanges 9 and 11.
[0004]
A coil spring 15 that presses and urges the opening / closing valve 8 is inserted into the valve seat 7 that is enlarged in a trumpet shape on the shaft 13, and one end 15 a of the coil spring 15 contacts the opening / closing valve 8. The other end 15 b is locked to a notch 17 provided in the valve seat 7. The on-off valve 8 is pressed against the valve seat 7 by the spring force of the coil spring 15 in the low rotation range of the engine, and closes the insertion-side tip 3a of the inlet pipe 3.
[0005]
Further, as shown in FIG. 5, the peripheral wall of the inlet pipe 3 is provided with a plurality of small holes 27 that open into the expansion chamber 25 defined in the shell 23 by two baffle plates 19 and 21. The aperture ratio of the small hole 27 is set so that the pressure of the inlet pipe 3 rises from the first volume chamber 29 as the engine speed increases. When the engine shifts to a high rotation range and the pressure difference between the expansion chamber 25 and the first volume chamber 29 rises above a predetermined value, the opening / closing valve 8 resists the spring force of the coil spring 15 and the inlet pipe 3. The insertion-side tip 3a is opened.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, in the conventional pressure switching valve device 1, the switching valve 8 closes the insertion-side tip 3 a of the inlet pipe 3 by the spring force of the coil spring 15 in the low rotation range of the engine where the internal pressure of the muffler 5 is low, and When the engine shifts to a high rotation range and the internal pressure of the muffler 5 increases, the open / close valve 8 is configured to open the insertion-side tip 3a of the inlet pipe 3 against the spring force of the coil spring 15. As shown in FIG. 8, the reaction force (restoring force) of the coil spring 15 has a property of increasing linearly with increasing strain.
[0007]
For this reason, when the internal pressure of the muffler 5 and the reaction force of the coil spring 15 are balanced at the opening / closing point of the opening / closing valve 8, the opening / closing valve 8 opens when the internal pressure rises, and the opening / closing valve decreases simultaneously with opening. If the valve 8 is closed, and the open / close valve 8 is closed, the internal pressure rises and the open / close valve 8 is opened, so that the open / close valve 8 repeatedly opens and closes, so-called chattering may occur, which may cause noise. Was pointed out.
[0008]
The present invention has been devised in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a pressure switching valve device that improves the pressure switching valve device as described above and prevents chattering.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, an invention according to claim 1 is a pressure on-off valve device provided with an on-off valve that swingably attaches to a muffler pipe of a vehicle muffler and opens and closes the muffler pipe in response to exhaust pressure. The opening / closing valve closes the muffler pipe with the spring force of the coil spring and the leaf spring having a circular arc section, opens the muffler pipe against the spring force of the coil spring and the leaf spring, and opens the opening / closing valve when the opening / closing valve is opened. The leaf spring is bent to reduce the reaction force.
[0010]
The invention according to claim 2 is the pressure switching valve device according to claim 1, wherein the pressure switching valve device.
The on-off valve is swingably attached to a valve seat attached to the exhaust gas downstream side opening end of the muffler pipe via a shaft, one end of which contacts the on-off valve and the other end contacts or engages the valve seat. A stopped coil spring is inserted, and a leaf spring is installed between the valve seat and the open / close valve so as to be bent in accordance with the opening operation of the open / close valve by a predetermined amount. .
[0011]
(Function)
According to the invention according to each claim, the open / close valve opens and closes the muffler pipe in response to the exhaust pressure, and the open / close valve closes the muffler pipe by the coil spring and the plate spring having an arcuate section, and the coil spring and the plate spring The open / close valve opens the muffler pipe against the spring force of the valve, but when the open / close valve is opened, the leaf spring bends and the reaction force decreases, so the open open / close valve opens the muffler pipe more slowly than before. It will be blocked.
[0012]
Then, the opening / closing valve again closes the muffler pipe by the coil spring and the leaf spring, and thereafter, the opening / closing valve repeats the same operation.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
Since the configuration excluding the invention portion is the same as that of the conventional example shown in FIG. 5 and the subsequent figures, the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
FIGS. 1 to 4 show an embodiment of a pressure switching valve device according to claims 1 and 2, in which 7-1 is a cylindrical shape fixed to the outer periphery of the insertion side tip 3a of the inlet pipe 3. In the valve seat, as shown in FIG. 1, a pair of flanges 11 are similarly arranged on one end side of the valve seat 7-1 along a pair of flanges 9 provided on one end side of the on-off valve 8. An open / close valve 8 is swingably attached via a shaft 13 that passes through the flanges 9 and 11.
[0015]
A coil spring 15-1 that presses and urges the opening / closing valve 8 is inserted into the shaft 13 on the valve seat 7-1 that is enlarged in a trumpet shape on the shaft 13, and like the coil spring 15, the coil spring 15- 1 has one end 15a-1 in contact with the on-off valve 8 and the other end 15b-1 locked to a notch 17 provided in the valve seat 7-1.
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a strip-shaped leaf spring abutting piece 31 is integrally projected at the central portion on one end side of the valve seat 7-1 provided with the flange 11. Then, between the leaf spring abutting piece 31 and the opening / closing valve 8, a leaf spring 33 having an arc-shaped cross section as shown in FIG. The leaf spring 33 is in contact with the leaf spring abutting piece 31 with the other end being a free end.
[0016]
The leaf spring 33 presses the opening / closing valve 8 against the valve seat 7-1 together with the coil spring 15-1 in the low rotation region of the engine, thereby closing the insertion-side tip 3a of the inlet pipe 3.
The plate spring 33 and the coil spring 15-1 are set so that the sum of both spring forces is equal to the spring force of the coil spring 15.
[0017]
Then, when the engine shifts to a high rotation range and the pressure difference between the expansion chamber 25 and the first volume chamber 29 rises above a predetermined value, the on-off valve 8 becomes the spring force of the coil spring 15-1 and the leaf spring 33. In contrast, the insertion-side tip 3a of the inlet pipe 3 is opened, but the leaf spring 33 opens the insertion-side tip 3a of the inlet pipe 3 at the same time as the opening / closing valve 8 is orthogonal to the longitudinal direction as shown in FIG. Bends in the direction of
[0018]
Thus, as shown in FIG. 8, the leaf spring having a circular arc cross section has a large reaction force with a small strain until it is bent as described above, but the reaction force becomes extremely small once the strain is increased and the tube is bent once. It has the property.
Therefore, in the present embodiment, the opening / closing valve 8 is opened as described above by utilizing the properties of the leaf spring, and at the same time, the reaction force of the opening / closing valve 8 is reduced by bending the leaf spring 33 as shown in FIG. It is comprised as follows.
[0019]
Since the pressure switching valve device 35 according to the present embodiment is configured as described above, when the pressure switching valve device 35 is attached to the muffler 5 instead of the pressure switching valve device 1 of FIG. Is pressed against the valve seat 7-1 by the spring force of the coil spring 15-1 and the leaf spring 33, and the insertion side tip 3a of the inlet pipe 3 is closed.
[0020]
When the engine shifts to a high rotation range and the pressure difference between the expansion chamber 25 and the first volume chamber 29 rises above a predetermined value, the on-off valve 8 resists the spring force of the coil spring 15-1 and the leaf spring 33. Then, since the insertion-side tip 3a of the inlet pipe 3 is opened, the internal pressure of the muffler 5 decreases.
However, as described above, in the present embodiment, the leaf spring 33 is bent as shown in FIG. 4 at the same time when the opening / closing valve 8 is opened, so that the reaction force of the opening / closing valve 8 becomes significantly smaller than the conventional one. Therefore, the opening / closing valve 8 does not immediately close the insertion-side tip 3a of the inlet pipe 3, but closes the insertion-side tip 3a with a slower closing operation than in the prior art.
[0021]
After the opening / closing valve 8 closes the insertion-side tip 3a, when the pressure difference between the expansion chamber 25 and the first volume chamber 29 rises again exceeding a predetermined value, the opening / closing valve 8 is turned into a coil spring 15-1 and a leaf spring. The insertion end 3a of the inlet pipe 3 is opened against the spring force of 33, and thereafter, the opening / closing valve 8 repeats the same operation.
Therefore, according to the present embodiment, chattering in which the opening / closing valve 8 repeats opening and closing instantaneously as in the prior art does not occur, and as a result, generation of abnormal noise due to chattering can be prevented.
[0022]
In addition, the attachment position of a leaf | plate spring is not limited to the said embodiment, Of course, the attachment position which can achieve the objective of this invention can be selected suitably.
Further, the attachment position of the pressure opening / closing valve device 35 is not limited to the inlet pipe 3, and may be attached to other muffler pipes according to the internal structure of the muffler.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the pressure open / close valve device according to each claim, chattering that the open / close valve repeats opening and closing instantaneously as in the past is not generated, and as a result, generation of abnormal noise due to chattering is prevented. I was able to do it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a pressure switching valve device according to an embodiment of claims 1 and 2;
2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a leaf spring.
FIG. 4 is a perspective view of a bent leaf spring.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a vehicle muffler equipped with a conventional pressure switching valve device.
FIG. 6 is a front view of a conventional pressure switching valve device.
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the strain and reaction force of a coil spring and a leaf spring.
[Explanation of symbols]
3 Inlet pipe 7-1 Valve seat 8 On-off valve 13 Shaft 15-1 Coil spring 31 Leaf spring contact piece 33 Leaf spring 35 Pressure on-off valve device

Claims

車両用マフラのマフラパイプ（３）に揺動可能に取り付き、排気圧力に応動して当該マフラパイプを開閉する開閉バルブ（８）を備えた圧力開閉バルブ装置に於て、
上記開閉バルブ（８）を、コイルばね（１５-1）と断面円弧状の板ばね（３３）のばね力でマフラパイプ（３）を閉塞させ、当該コイルばね（１５-1）と板ばね（３３）のばね力に抗してマフラパイプ（３）を開放させると共に、開閉バルブ（８）の開放時に上記板ばね（３３）を折曲させて、その反力を低下させたことを特徴とする圧力開閉バルブ装置。In a pressure on-off valve device provided with an on-off valve (8) that swingably attaches to a muffler pipe (3) of a vehicle muffler and opens and closes the muffler pipe in response to exhaust pressure.
The open / close valve (8) is closed by the spring force of the coil spring (15-1) and the leaf spring (33) having an arcuate cross section, and the muffler pipe (3) is closed. ), The muffler pipe (3) is opened against the spring force, and the leaf spring (33) is bent when the on-off valve (8) is opened to reduce the reaction force. Open / close valve device.

開閉バルブ（８）は、マフラパイプ（３）の排ガス流下流側開口端（３ａ）に装着した弁座（７-1）に軸（１３）を介して揺動可能に取り付き、当該軸（１３）に、一端（１５ａ-1）が開閉バルブ（８）に当接し、他端（１５ｂ-1）が弁座（７-1）に当接または係止されたコイルばね（１５-1）が挿着されると共に、当該弁座（７-1）と開閉バルブ（８）との間に、開閉バルブ（８）の開放動作に伴い、板ばね（３３）が折曲可能に架設されていることを特徴とする請求項１記載の圧力開閉バルブ装置。The on-off valve (8) is swingably attached to a valve seat (7-1) attached to the exhaust gas flow downstream side open end (3a) of the muffler pipe (3) via a shaft (13). In addition, a coil spring (15-1) having one end (15a-1) in contact with the on-off valve (8) and the other end (15b-1) in contact with or locked to the valve seat (7-1) is inserted. A leaf spring (33) is installed between the valve seat (7-1) and the opening / closing valve (8) so that the leaf spring (33) can be bent along with the opening operation of the opening / closing valve (8). The pressure switching valve device according to claim 1.