KR101846561B1 - Changeable valve apparatus for muffler - Google Patents

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Abstract

발명은, 상기한 종래 가변밸브가 가지는 기술적 문제점을 해결하고, 배압 상승에 의해 밸브가 열리는 과정에서 특정 개도량 이상에서는 게이트 일측에 구비된 별도의 캠 기구를 이용하여 밸브 개도량을 증가시켜, 배기가스 소음의 저감 및 차량의 동력 성능을 증가시킬 수 있는 가변조절 장치를 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 배기가스의 배출 유로 단면적을 조절하도록 힌지축을 중심으로 회동 작동하는 게이트와 상기 게이트가 배기가스 파이프를 차단하는 방향으로 힘을 가하도록 힌지축에 설치되는 제1 스프링을 구비하는 머플러용 가변밸브 장치에 있어서, 힌지축의 일측 단부에는 캠 홈과 캠 종동부로 이루어지는 캠기구를 구비하고, 힌지축의 타측 단부에는 게이트를 상기 일측 단부를 향하여 가압하는 제2 스프링을 설치되는 것을 특징으로 한다.An object of the present invention is to solve the technical problem of the conventional variable valve and to increase the valve opening amount by using a separate cam mechanism provided at one side of the gate at a certain opening amount or more during the opening of the valve by the back pressure rise, And to provide a variable control device capable of reducing gas noise and increasing the power performance of a vehicle.
To this end, the present invention provides a muffler comprising a gate that rotates about a hinge axis to adjust the cross-sectional area of the exhaust gas flow path, and a first spring that is mounted on the hinge axis to force the gate in a direction blocking the exhaust gas pipe The cam mechanism comprising a cam groove and a cam follower is provided at one end of the hinge shaft and a second spring is provided at the other end of the hinge shaft for pressing the gate toward the one end of the hinge shaft .

Description

머플러용 배기 가변밸브 장치{CHANGEABLE VALVE APPARATUS FOR MUFFLER}{CHANGEABLE VALVE APPARATUS FOR MUFFLER}

본 발명은 머플러의 배기 가변밸브 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자동차용 머플러의 내부로 유입되는 배기가스의 압력의 고저를 이용하여 자동으로 개폐될 수 있도록 형성된 가변밸브 장치로서, 자동차의 운전 상태에 따라 배기가스의 유량이 변화하는 배기시스템의 배압을 가변적으로 조절하는 장치에 관한 발명이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an exhaust variable valve device for a muffler, and more particularly, to a variable valve device formed to be capable of automatically opening and closing using the pressure of exhaust gas flowing into a muffler for an automobile, The present invention relates to an apparatus for variably controlling a back pressure of an exhaust system in which a flow rate of an exhaust gas varies depending on a state.

자동차용 머플러는, 엔진에서 배출된 고온 고압의 맥동성 배기가스를 그대로 외부로 방출하는 경우에 급격한 압력 변동으로 인해 매우 큰 배기 소음이 발생하므로 이러한 배압을 단계적으로 낮추어주기 위한 장치이다.The muffler for automobiles is a device for stepping down the back pressure because a very large exhaust noise is generated due to abrupt pressure fluctuation when the high-temperature high-pressure pulsating exhaust gas discharged from the engine is directly discharged to the outside.

도 4(a)에서는 통상적인 머플러 장치에 대해서 도시한 것인데, 이 도면은 본 출원인에 의해서 기 출원된 특허공개공보 제2003-0005472호(2003.1.23)에 기재된 첨부도면 중의 한 도면이다. 도 4(a)에서 도시된 바와 같이, 통상적인 머플러 장치는 원 통(1) 내부를 복수개의 격벽(2, 3)들에 의해 제1 챔버(6) 및 제2 챔버(4)와 같은 몇개의 공간으로 구획하고, 배기 매니폴드측에 접속하여 원통 내로 배기가스를 도입하는 배기가스 유입 파이프(7)와, 그 배기가스 유입 파이프(7)를 통해 유입한 배기가스를 방향 전환하여 전방측에 형성한 공간(4)으로 보내어 확산을 유도하는 방향 전환 파이프(8) 및 그 가스의 방향을 다시 바꾸어 후방으로 배출하기 위한 테일파이프에 접속되는 배기가스 유출 파이프(9)를 포함하고 있다. Fig. 4 (a) shows a conventional muffler device, which is a view in the accompanying drawings described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-0005472 (2003.1.23) filed by the present applicant. As shown in Fig. 4 (a), a conventional muffler apparatus includes a plurality of partition walls 2 and 3 inside a cylinder 1, and a plurality of partition walls 2 and 3, such as a first chamber 6 and a second chamber 4, An exhaust gas inflow pipe 7 which divides the exhaust gas into a space of the exhaust gas inflow pipe 7 and connects to the exhaust manifold side to introduce the exhaust gas into the cylinder; And a exhaust gas outlet pipe 9 connected to a tail pipe for changing the direction of the gas and discharging it backward.

현재, 이러한 차량의 머플러의 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 및 배압 성능에 대한 요구 수준이 높아지고 있으나, 이러한 요구 수준을 만족하기 위하여 머플러의 사이즈를 증대시키는 데 있어서는 일정한 제약이 뒤따른다. At present, there is an increasing demand for NVH (Noise, Vibration, Harshness) and backpressure performance of mufflers of such vehicles, but there are certain limitations in increasing the muffler size in order to satisfy such a demand level.

이러한 머플러 사이즈 증대의 어려움을 극복하기 위하여 머플러 내부 구조 내에 가변밸브를 구비하는 방안이 있다. 배기 가변밸브는 배기 가스 량이 적은 저 RPM 조건에서는 배기 밸브의 열림량을 작게하여 배압을 증가시켜 NVH 성능을 향상시키며, 반대로 배기 가스 량이 많은 고 RPM 조건에서는 배기밸브의 열림량을 크게 하여 배압을 감소시켜 차량의 동력 성능을 향상시키도록 하는 장치이다. In order to overcome the difficulty of increasing the muffler size, there is a method of providing a variable valve in the muffler internal structure. The exhaust variable valve improves the NVH performance by increasing the back pressure by reducing the opening amount of the exhaust valve under the low RPM condition with a small amount of exhaust gas. On the other hand, under the high RPM condition where the exhaust gas amount is large, Thereby improving the power performance of the vehicle.

통상적으로 자동차의 배기 시스템에서 사용되는 가변밸브에는 도 4(b)에서 도시된 원판형 가변밸브 장치(10)가 있다. 원판형 가변밸브는 도 4(a)에 도시되어 있는 바와 같이, 배기가스 방향전환 파이프(8)의 일단에 부착된다.A variable valve commonly used in an exhaust system of an automobile is the disk-shaped variable valve apparatus 10 shown in Fig. 4 (b). The disc-shaped variable valve is attached to one end of the exhaust gas direction switching pipe 8, as shown in Fig. 4 (a).

도 4(b)의 원판형 가변밸브는, 도 5(a) 에서 도시된 바와 같이, 밸브의 원판형 게이트가 초기에는 스프링에 힘에 의해서 닫혀 있다가 유량이 증가함에 따라 배압이 스프링의 구속력을 이길 정도로 상승하게 되면, 도 5(b)에서 도시되어 있는 바와 같이 게이트가 회전하게 되어 열리게 되는 구조로 되어 있다. 따라서, 배출가스의 양이 적고 배기압이 낮은 아이들 및 저속 운전시에서는 그 게이트의 개방량을 작게하여 저주파 배기 부밍 소음을 저감하도록 하는 한편, 계속해서 엔진의 구동 속도가 증가하여 배기가스의 유량이 증가함에 함에 따라 선형적으로 그 게이트의 개방량을 증가시켜 고속으로 배출되는 배기가스의 배기 저항을 줄여 배기가스가 원활히 배출될 수 있도록 하고 있다. As shown in FIG. 5 (a), the disk-shaped variable valve of FIG. 4 (b) is a valve in which the disk-shaped gate of the valve is initially closed by a force on the spring, The gate is rotated and opened as shown in Fig. 5 (b). Accordingly, in the idle mode in which the amount of exhaust gas is small and the exhaust gas pressure is low, or when the engine is operating at low speed, the opening amount of the gate is reduced to reduce the low frequency exhausting booming noise. The opening amount of the gate is linearly increased to reduce the exhaust resistance of the exhaust gas discharged at a high speed so that the exhaust gas can be discharged smoothly.

이와 같이, 기존의 원판형 가변밸브 장치(10)의 경우, 배기가스가 가변밸브의 게이트면과 충돌시 샤프트의 중심을 기준으로 게이트(11)가 회전하게 되고, 점차적으로 유로 면적이 증대되는 구조로 있는데, 이 때, 저 RPM 조건 시 게이트가 닫히도록 하여 소음을 저감시키기 위해서는 스프링의 강성이 강해야 하나, 고 RPM 영역에서 게이트를 열어 배압을 저감시키기 위해서는 스프링의 강성이 약해져야 하는 모순이 있다. 즉, 고 RPM 영역에서 가변 밸브의 게이트가 개도량이 크지 않아 배압이 상승하고 엔진 성능이 저하되는 문제점이 발생한다. As described above, in the case of the conventional disk-type variable valve apparatus 10, when the exhaust gas collides with the gate surface of the variable valve, the gate 11 rotates with respect to the center of the shaft and the flow passage area gradually increases In this case, the spring must be rigid in order to reduce the noise by reducing the gate in the low RPM condition. However, there is a contradiction that the spring stiffness must be weakened in order to open the gate in the high RPM region to reduce the back pressure. That is, there arises a problem that the opening amount of the gate of the variable valve is not large in the high RPM region, so that the back pressure rises and the engine performance deteriorates.

특허공개공보 제2003-0005472호Patent Publication No. 2003-0005472

상기한 바와 같이 종래의 가변밸브가 구비된 머플러를 사용하는 경우에는, 고속 운전 시에 스프링의 탄성력에 의해 개도량이 제한되어, 배압 증가로 인해 차량의 동력 성능이 감소하는 문제점이 있다. As described above, when the conventional muffler having the variable valve is used, the opening amount is limited by the elastic force of the spring at the time of high-speed operation, and the power performance of the vehicle is decreased due to the increase of the back pressure.

본 발명은, 상기한 종래 가변밸브가 가지는 기술적 문제점을 해결하고, 배압 상승에 의해 밸브가 열리는 과정에서 특정 개도량 이상에서는 게이트 일측에 형성된 별도의 캠 기구를 이용하여 밸브 개도량을 추가적으로 증가시켜, 배기가스 소음의 저감 및 차량의 동력 성능을 증가시킬 수 있는 가변조절 장치를 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the technical problem of the conventional variable valve and further increase the valve opening amount by using a separate cam mechanism formed at one side of the gate at a certain opening amount or more in the process of opening the valve by the back pressure, It is an object of the present invention to provide a variable control device capable of reducing the exhaust gas noise and increasing the power performance of the vehicle.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여In order to achieve the above object,

(1) 엔진의 운전조건에 따라 배기가스의 배출 유로 단면적을 조절하도록 머플러의 배기가스 방향전환파이프에 힌지축을 중심으로 회동 작동하도록 설치되는 게이트와,(1) a gate provided to the exhaust gas direction switching pipe of the muffler so as to rotate around the hinge axis so as to adjust the cross-sectional area of the exhaust gas flow path in accordance with the operation conditions of the engine,

배기가스 압력에 대향하여 상기 게이트가 배기가스 방향전환파이프를 차단하는 방향으로 힘을 가하도록 상기 힌지축에 설치되는 제1 스프링을 구비하는 머플러용 가변밸브 장치에 있어서,And a first spring installed on the hinge shaft so as to urge the gate in a direction to block the exhaust gas direction switching pipe so as to oppose the exhaust gas pressure, the variable valve device for mufflers comprising:

상기 힌지축의 일측 단부는 원통형 부싱에 의해 회전 가능하게 축지되고,One end of the hinge shaft is rotatably supported by a cylindrical bushing,

상기 힌지축의 타측 단부에는 상기 게이트를 상기 힌지축의 일측 단부를 향해 가압하기 위한 제2 스프링을 구비하고,And a second spring for pressing the gate toward one end of the hinge shaft is provided at the other end of the hinge shaft,

상기 원통형 부싱에는, 원통형 부싱의 길이 방향으로 경사지게 연장하는 캠 홈이 형성되고, 상기 게이트를 상기 힌지축의 일측 단부로 이동시키도록 상기 경사진 캠 홈을 따라 이동되는 캠 종동부가 상기 게이트의 일측에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. Wherein the cam follower moves along the inclined cam groove so as to move the gate to one side end of the hinge shaft is formed on one side of the gate Is formed.

이를 통해, 본 발명에서는, 특정 개도량 이상에서는 게이트 타측 단부에 구비된 제2 스프링에 의해 게이트가 일측 방향으로 이동되도록 가압되고, 나선형으로 형성된 캠 홈을 따라서 게이트가 회전하게 되어 밸브 개도량이 추가로 증대된다.As a result, in the present invention, the gate is pressed to move in one direction by the second spring provided at the other end of the gate at a certain opening amount or more, the gate is rotated along the spiral-shaped cam groove, Increase.

(2) 상기 게이트가 닫혀있는 상태에서는, 상기 캠 홈과 상기 캠 종동부가 상기 부싱의 원주 방향으로 소정의 각도록 이격되도록 배치되어, 상기 게이트의 상기 힌지축의 일측 단부로의 전진이 저지되는 것이 바람직하다.(2) In a state where the gate is closed, the cam groove and the cam follower are arranged so as to be spaced apart from each other at a predetermined angle in the circumferential direction of the bushing, so that advancement of the gate to one side end of the hinge shaft is blocked desirable.

(3) 상기 가변밸브 장치는, 상기 배기가스 방향전환파이프의 하류측 단부에 구비되고, 그 일측에 제1 브라켓이 형성되는 하우징과, 상기 힌지축을 구성하고 상기 제1 브라켓에 의해 축지되는 샤프트를 구비하고, 상기 게이트는 그 일측에 형성된 제2 브라켓이 상기 샤프트에 의해 상기 하우징의 상기 제1 브라켓에 회동 작동하도록 연결되도록 하는 것이 바람직하다.(3) The variable valve device includes a housing provided at a downstream end of the exhaust gas direction switching pipe and having a first bracket formed on one side thereof, and a shaft which is configured to be pivoted by the first bracket and constitutes the hinge shaft And a second bracket formed on one side of the gate is connected to the first bracket of the housing by the shaft so that the gate is pivotally connected to the first bracket.

(4) 상기 제2 스프링은 상기 하우징의 제1 브라켓과 상기 게이트의 제2 브라켓 사이에 구비되는 것이 바람직하다. (4) The second spring is preferably provided between the first bracket of the housing and the second bracket of the gate.

(5) 상기 부싱은 상기 하우징의 제1 브라켓에 구비되고, 상기 게이트의 상기 제2 브라켓의 상기 부싱을 마주하는 면 상에는 원통형 돌출부가 형성되고, 상기 샤프트는 상기 원통형 돌출부의 내주면을 통해 지지되고, 상기 캠 종동부는 상기 원통형 돌출부에 형성되는 것이 바람직하다.(5) The bushing is provided in a first bracket of the housing, a cylindrical protrusion is formed on the surface of the second bracket facing the bushing of the gate, the shaft is supported through an inner circumferential surface of the cylindrical protrusion, The cam follower is preferably formed on the cylindrical projection.

(6) 상기 캠 홈은 상기 부싱의 내주면 상에 형성되고, 상기 캠 종동부는 원통형 돌출부의 외주면 상에 형성되는 것이 바람직하다.(6) It is preferable that the cam groove is formed on the inner peripheral surface of the bushing, and the cam follower is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical projection.

(7) 상기 캠 홈은 상기 부싱의 외주면 상에 형성되고, 상기 캠 종동부는 원통형 돌출부의 내주면 상에 형성되는 것이 바람직하다.(7) Preferably, the cam groove is formed on the outer peripheral surface of the bushing, and the cam follower is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical projection.

(8) 상기 캠 홈은 상기 부싱의 길이 방향을 따라 나선형으로 연장되는 것이 바람직하다.(8) The cam groove preferably extends spirally along the longitudinal direction of the bushing.

(9) 상기 캠 홈의 경사 각도는 상기 게이트의 회전 위치에 따라 변하는 것이 바람직하다.(9) It is preferable that the inclination angle of the cam groove varies with the rotational position of the gate.

배기가스의 압력과 속도에 증가에 따른 게이트의 개도량을 증가시키도록, 게이트의 일 측에 캠 기구를 구비하도록 하는 것에 의해, 고속운전 시에는 게이트가 추가적으로 개방될 수 있도록 하여 배압 저감 및 엔진 토크와 출력을 상승시키고, 밸브 끝단의 기류 소음 발생을 저감시킬 수 있다. By providing the cam mechanism at one side of the gate so as to increase the amount of opening of the gate in accordance with the increase in the pressure and speed of the exhaust gas, the gate can be further opened at high speed operation, And the output can be increased, and the occurrence of airflow noise at the valve end can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 머플러용 가변밸브장치를 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 머플러용 가변밸브장치의 동작 상태를 나타내는 도면
도 3은 본 발명에 따른 머플러용 가변밸브 장치의 캠 홈 및 캠 종동부를 도시한 도면
도 4는 종래의 가변밸브 및 종래의 가변밸브 장치가 적용된 머플러를 보인 도면
도 5는 종래의 가변밸브 장치에서의 열림상태를 나타낸 도면1 is a view showing a variable valve apparatus for a muffler according to the present invention;
2 is a view showing an operating state of the variable valve apparatus for a muffler according to the present invention;
3 is a view showing a cam groove and a cam follower of a variable valve apparatus for a muffler according to the present invention
4 is a view showing a muffler to which a conventional variable valve and a conventional variable valve apparatus are applied
5 is a view showing an open state in a conventional variable valve apparatus

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 머플러용 가변밸브 장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하며, 종래기술과 동일한 부분에 대하여는 같은 부호를 사용하여 도 4 및 도 5를 참조하는 것으로 대신하였다.Hereinafter, a variable valve apparatus for a muffler according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which parts identical to those of the prior art are denoted by the same reference numerals, and FIG. 4 and FIG.

도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 머플러용 가변밸브 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a variable valve apparatus for a muffler according to an embodiment of the present invention.

가변밸브 장치(10)의 하우징(14)은 배기가스 방향전환 파이프(8)의 일측 끝단에 장착되는 것으로서, 하우징(14)의 일측은 길게 연장하여 제1 브라켓(15)이 형성된다. The housing 14 of the variable valve device 10 is mounted at one end of the exhaust gas direction switching pipe 8 and one side of the housing 14 is elongated to form the first bracket 15.

상기한 배기가스 방향전환 파이프(8)의 일측 끝단은 게이트(11)에 의해 닫혀지는데, 게이트(11)의 일측에는 상기한 제1 브라켓(15)에 축지되기 위한 제2 브라켓(17)이 형성된다. One end of the exhaust gas direction switching pipe 8 is closed by a gate 11. A second bracket 17 is formed on one side of the gate 11 to be pivoted on the first bracket 15 do.

상기와 같이, 구성되는 게이트(11)의 제2 브라켓(17)은 샤프트(13)에 의해 제1 브라켓(15)에 축지되는데, 상기 샤프트(13)의 외주에는, 상기 게이트(11)가 열리게 될 때 탄성력을 축적하여, 배기가스의 압력이 일정압력 이하로 작용하는 경우에는 상기 게이트(11)가 닫히도록 힘이 작용되는 제1 스프링(12)이 장착된다. The second bracket 17 of the gate 11 constituted as described above is pivoted to the first bracket 15 by the shaft 13. The gate 11 is opened on the outer periphery of the shaft 13 A first spring 12 is mounted which is actuated to accumulate elasticity when the pressure of the exhaust gas is lower than a predetermined pressure and to force the gate 11 to close.

하우징(14)의 제1 브라켓(15)의 일측(15a)에는 원통형의 부싱(18)이 압입되어 있다. 샤프트(13)는 그 일측 단부가, 원통형 부싱의(18) 내주면 내에서 지지된다. 부싱(18)에는 그 축방향을 따라 경사지게 연장하는 캠 홈(19)이 형성된다. 캠 홈(19)은 부싱(18)의 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍이거나, 반원형 단면을 가지고 부싱(18)의 외주면 또는 내주면에 형성되는 것일 수도 있다. A cylindrical bushing 18 is press-fitted into one side 15a of the first bracket 15 of the housing 14. The shaft 13 is supported at one end thereof in the inner circumferential surface of the cylindrical bushing 18. The bushing (18) is provided with a cam groove (19) extending obliquely along its axial direction. The cam groove 19 may be a through hole penetrating in the thickness direction of the bushing 18 or may be formed on the outer circumferential surface or the inner circumferential surface of the bushing 18 with a semicircular cross section.

샤프트(13)의 타측 단부는 하우징(14)의 제1 브라켓(15)의 타측(15b)에서 지지되며, 제1 브라켓(15)의 타측(15b) 면과 제2 브라켓(17)의 타측 (17b) 면 사이에서 제2 스프링(16)이 장착된다. 따라서, 제2 스프링(16)의 탄성력에 의해 게이트(11)가 제2 브라켓(17)의 타측(17b) 면을 통해 부싱(18)을 향해 가압되도록 한다. The other end of the shaft 13 is supported at the other side 15b of the first bracket 15 of the housing 14 and the other side 15b of the first bracket 15 and the other side 15b of the second bracket 17 17b, the second spring 16 is mounted. The gate 11 is urged toward the bushing 18 through the other surface 17b of the second bracket 17 by the elastic force of the second spring 16. [

부싱(18)과 마주하는 게이트(11)의 제2 브라켓(17)의 일측(17a) 면 상에는 원통형 돌출부(20)가 형성되고, 원통형 돌출부(20)의 내주면 내에서는 샤프트(13)가 관통하여 지지된다. 원통형 돌출부(20)에는 캠 종동부(21)가 돌출 형성된다. A cylindrical protrusion 20 is formed on one side 17a of the second bracket 17 of the gate 11 facing the bushing 18 and the shaft 13 penetrates through the inner circumferential surface of the cylindrical protrusion 20 . A cam follower (21) is formed to protrude from the cylindrical projection (20).

돌출 형성된 캠 종동부(21)는 부싱(18)에 형성된 캠 홈(19) 내에서 지지될 수 있고 이 때, 부싱(18) 상에 형성된 캠 홈(19)은 캠기구를 구성하며, 캠 홈(19)의 내측 표면은 캠 표면을 형성한다. 따라서, 도 2에서와 같이, 캠 홈(19)이 부싱(18)의 내주면에 형성되는 경우에는, 원통형 돌출부(20)의 외경은 부싱(18)의 내경 보다 작고 캠 종동부(21)는 원통형 돌출부(20)의 외주면에 돌출 형성된다. 한편, 캠 홈(19)이 부싱(18)의 외주면에 형성되는 경우에는 부싱(18)의 외경은 원통형 돌출부(20)의 내경보다 작고 캠 종동부(21)는 원통형 돌출부(20)의 내주면 상에 돌출 형성된다. 이 때, 캠 종동부(21)는 반원 형태의 단면을 가지는 돌출부의 형태를 가질 수도 있으나, 이에 한정될 필요는 없으며, 다른 형상을 가진 부재일 수도 있다. The projecting cam follower 21 can be supported in the cam groove 19 formed in the bushing 18 and the cam groove 19 formed on the bushing 18 constitutes the cam mechanism, The inner surface of the cam surface 19 forms a cam surface. 2, the outer diameter of the cylindrical projection 20 is smaller than the inner diameter of the bushing 18, and the cam follower 21 is cylindrical in shape when the cam groove 19 is formed on the inner circumferential surface of the bushing 18. Therefore, Protruding from the outer circumferential surface of the protruding portion 20. On the other hand, when the cam groove 19 is formed on the outer peripheral surface of the bushing 18, the outer diameter of the bushing 18 is smaller than the inner diameter of the cylindrical projection 20 and the cam follower 21 is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical projection 20 As shown in Fig. At this time, the cam follower 21 may have a shape of a protrusion having a semicircular cross section, but it need not be limited thereto, and may be a member having a different shape.

부싱(18)의 내주면 또는 부싱(18)의 외주면을 따라 원통형 돌출부(20)는 부싱(18)의 축방향으로 이동 가능하도록 배열되어 있다. 도 2(b) 및 도 2(c)에서 도시된 바와 같이, 게이트(11)가 배기가스의 압력에 의해 샤프트(13)를 중심으로 하여 회전될 때, 게이트(11)는 제2 스프링(16)의 탄성력에 의하여 부싱(18)을 향해 샤프트(13)의 축방향으로 전진하게 되고, 캠 종동부(21)가 부싱(18)에 형성된 경사진 캠 홈(19)을 따라서 이동함에 따라 게이트(11)는 추가적으로 회전하여 개도량이 증가하게 된다. The cylindrical protrusion 20 is arranged to be movable in the axial direction of the bushing 18 along the inner circumferential surface of the bushing 18 or the outer circumferential surface of the bushing 18. [ As shown in Figures 2 (b) and 2 (c), when the gate 11 is rotated about the shaft 13 by the pressure of the exhaust gas, the gate 11 is rotated by the second spring 16 The cam follower 21 is moved in the axial direction of the shaft 13 toward the bushing 18 by the elastic force of the cam follower 21 and the cam follower 21 moves along the inclined cam groove 19 formed in the bushing 18, 11 are further rotated to increase the opening amount.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 도 2(a)에서 도시하고 있는 바와 같이, 게이트(11)가 닫혀 있을 때에는 원통형 돌출부(20)에 형성된 캠 종동부(21)가 부싱(18)에 형성된 캠 홈(19)과 부싱(18)의 둘레 방향으로 소정의 각도로 이격되도록 위치한다. 따라서, 도 2 (a)에서 도시하고 있는 바와 같이, 배기가스의 압력이 낮아 게이트(11)가 닫혀있을 때에는 캠 종동부(21)와 부싱(18)의 간섭에 의해 원통형 돌출부(20)의 부싱(18)을 향한 전진이 저지된다. 이를 통해, 저 RPM 에서 배기가스의 압력이 낮을 때에 캠 기구에 의해 게이트(11)의 개도량이 추가적으로 증가하여 소음이 증가하는 것을 방지할 수 있다. 2 (a), when the gate 11 is closed, the cam follower 21 formed on the cylindrical projection 20 is pressed against the bushing 18 And are spaced apart from each other by a predetermined angle in the circumferential direction of the formed cam groove 19 and the bushing 18. 2 (a), when the pressure of the exhaust gas is low and the gate 11 is closed, due to the interference between the cam follower 21 and the bushing 18, the bush of the cylindrical projection 20 (18) is prevented. As a result, when the pressure of the exhaust gas is low at low RPM, the amount of opening of the gate 11 is further increased by the cam mechanism to prevent noise from increasing.

도 3에서는 부싱(18)의 외주면을 도시한 전개도이다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 캠 홈(19)은 부싱(18)의 길이 방향(도 3에서 수평 방향)에 관하여 경사져 있는 형상을 갖는다. 3 is an exploded view showing the outer circumferential surface of the bushing 18. As shown in Fig. 3, the cam groove 19 has a shape inclined with respect to the longitudinal direction of the bushing 18 (the horizontal direction in Fig. 3).

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 캠 홈(19)은 부싱의 길이 방향을 따라 나선형으로 연장되는 형상을 갖는다. 이 때, 캠 종동부(21)는 나선형 캠 홈(19)을 따라 이동하게 되어, 게이트(11)의 회전 속도가 캠 종동부(21)의 운동에 따라 가속될 수 있다. 이러한 구성은, 고 RPM 운전 시 배기가스 압력의 증가에 따라, 게이트(11)의 개도량을 추가로 증대할 수 있도록 하여, 배압을 낮추고, 엔진 토크 및 출력을 향상시켜 준다. 이 때, 캠 종동부(21)는 도 2에서 도시되어 있는 바와 같이, 캠 홈(19)의 나선형 형상과 대응되도록 나선형의 단면 형상을 가질 수 있다. 이를 통해, 캠 종동부(21)는 부싱(18)에 형성된 나선형 캠 홈(19)을 따라 용이하게 이동할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the cam groove 19 has a shape extending spirally along the longitudinal direction of the bushing. At this time, the cam follower 21 moves along the helical cam groove 19, so that the rotational speed of the gate 11 can be accelerated according to the motion of the cam follower 21. [ This configuration makes it possible to further increase the opening amount of the gate 11 in accordance with the increase of the exhaust gas pressure in the high RPM operation, thereby lowering the back pressure and improving the engine torque and the output. At this time, the cam follower 21 may have a spiral cross-sectional shape corresponding to the spiral shape of the cam groove 19, as shown in Fig. Thus, the cam follower 21 can be easily moved along the spiral cam groove 19 formed in the bushing 18.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 도 3에서 도시되어 있는 바와 같이, 캠 홈(19)은 도면에서 보아 부싱(18)의 우측에서 좌측으로(제2 스프링(16)에 의해 게이트가 가압되는 방향으로) 서로 상이한 경사 각도를 가지는 경사부를 포함한다. 상기 경사부는 캠 종동부(21)가 캠 홈(19)과 맞물리기 시작하는 개구 단부(22)로부터 부싱(18)의 소정의 위치까지 연장하고, 작은 경사를 갖는 경사부(19a)와 상기 경사부(19a)로부터 부싱(18)의 축방향을 따라 연장하고 큰 경사 각도를 갖는 경사부(19b)를 포함한다. 따라서, 게이트(11)가 회전하기 시작하여 캠 종동부(21)가 캠 홈(19)과 맞물리기 시작할 때에는 캠 종동부(21)는 작은 경사 각도를 갖는 경사부(19a)에 위치하고, 배기가스의 압력이 증가하여 게이트의 개도량이 증가하면, 캠 종동부(21)는 큰 경사 각도를 갖는 경사부(19b)에 위치한다. 즉, 캠 홈(19)의 경사 각도는 게이트(11)의 회전 위치에 따라 달라진다. According to another preferred embodiment of the present invention, as shown in Fig. 3, the cam groove 19 is formed from the right side to the left side of the bushing 18 (the second spring 16 is pressed by the gate) (In the direction of the arrows). The inclined portion extends from an opening end portion 22 at which the cam follower portion 21 starts to engage with the cam groove 19 to a predetermined position of the bushing 18 and has an inclined portion 19a having a small inclination, And an inclined portion 19b extending from the portion 19a along the axial direction of the bushing 18 and having a large inclination angle. Therefore, when the gate 11 starts to rotate and the cam follower 21 starts to engage with the cam groove 19, the cam follower 21 is located in the inclined portion 19a having a small inclination angle, The cam follower portion 21 is located at the inclined portion 19b having a large inclination angle when the opening amount of the gate is increased. That is, the inclination angle of the cam groove 19 varies depending on the rotational position of the gate 11.

특히, 본원 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 저 RPM 운전 시에 배기가스의 압력이 낮을 때에는, 캠 종동부(21)가 작은 경사 각도를 갖는 경사부(19a)를 따라 이동하게 되어, 게이트(11)의 회전 속도의 급격한 증가를 억제하는 한편, 고 RPM 운전에 의해 배기가스의 압력이 증가할 때에는, 캠 종동부(21)가 큰 경사 각도를 갖는 경사부(19b)를 따라 이동하게 되어 게이트(11)의 회전 속도가 가속되어, 게이트(11)의 개도량을 급격히 증가시킬 수 있어 배압을 낮추고 엔진 출력을 향상시킬 수 있다. Particularly, according to the preferred embodiment of the present invention, when the pressure of the exhaust gas is low during the low RPM operation, the cam follower 21 moves along the inclined portion 19a having the small inclination angle, While the cam follower 21 moves along the inclined portion 19b having a large inclination angle when the pressure of the exhaust gas is increased by the high RPM operation, 11 is accelerated, the opening amount of the gate 11 can be increased sharply, so that the back pressure can be lowered and the engine output can be improved.

이상과 같이 구성되는 부품들은 도 1과 같이 조립되어 상기 배기가스 방향전환 파이프(8)의 일측 끝단에 장착되게 되는데, 그 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다. The components as described above are assembled as shown in FIG. 1 and mounted on one end of the exhaust gas direction switching pipe 8, the operation of which will be described in detail.

배기 가스 압력이 낮은 엔진의 아이들 부하 시에는 그 배기가스 압력보다 스프링(12)의 탄발력이 크므로 게이트(11)가 닫히고 배기가스는 유입 파이프(7)를 통과한 배기가스는 배기가스 유출 파이프(9)에 구비된 잔공들을 통해 배기가스 유출 파이프(9)로 유입된다. When the idle load of the engine is low, the resilient force of the spring 12 is larger than the exhaust gas pressure, so that the gate 11 is closed. The exhaust gas passes through the inflow pipe 7, And flows into the exhaust gas outlet pipe 9 through the openings provided in the exhaust gas outlet pipe 9.

이 때, 도 2(a)에서 도시되어 있는 바와 같이, 부싱(18)의 캠 홈(19)과 게이트(11)의 캠 종동부(21)는 부싱(18)의 둘레 방향으로 소정의 각도로 이격되어 있어, 캠 종동부(21)와 부싱(18)이 서로 간섭하고 있는바, 게이트(11)의 부싱(18)을 향한 전진이 저지된다.2 (a), the cam groove 19 of the bushing 18 and the cam follower 21 of the gate 11 are arranged at a predetermined angle in the circumferential direction of the bushing 18 The cam follower 21 and the bushing 18 are interfered with each other so that the advance of the gate 11 toward the bushing 18 is blocked.

이러한 과정에서 엔진 RPM이 증가하여 점차 저중속 영역으로 속도를 높여가게 되면, 증가된 배기가스압에 연동하여 게이트(11)의 개도량이 증가하게 되며, 따라서, 배기가스 유입 파이프(7)를 통과한 배기가스는 배기가스 방향전환 파이프(8)의 일단을 막고 있는 가변밸브 장치(10)를 가압하여 가변밸브 장치(10)의 게이트가 점진적으로 열리게되어 제1 챔버(6)로 유입된 배기가스의 일부가 제2 챔버(4)측으로 순환되어진다. 따라서, 엔진이 고속 영역에서 운전 중일 때에 배기가스 소음을 감쇄하게 된다. In this process, when the engine RPM increases and the speed gradually increases to the low middle speed region, the amount of opening of the gate 11 increases in conjunction with the increased exhaust gas pressure. Therefore, the exhaust gas flowing through the exhaust gas inflow pipe 7 The gas pressurizes the variable valve apparatus 10 closing one end of the exhaust gas direction switching pipe 8 so that the gate of the variable valve apparatus 10 is gradually opened and a part of the exhaust gas flowing into the first chamber 6 Is circulated to the second chamber (4) side. Therefore, exhaust gas noise is attenuated when the engine is operating in the high-speed region.

이 때, 도 2(b) 및 도 2(c)에서 도시하고 있는 바와 같이, 게이트(11)의 회전에 따라 캠 종동부(21)도 회전하게 되는 것과 더불어 제2 스프링(16)에 의해 게이트(11)가 부싱(18)을 향해 가압됨에 따라, 캠 홈(19)의 개구 단부(22)를 통해 캠 종동부(21)가 캠 홈(19)으로 삽입되고(도 2(b)), 캠 종동부(21)는 캠 홈(19) 내에서 이동되게 된다(도 2(c)). At this time, as shown in Figs. 2 (b) and 2 (c), the cam follower 21 is rotated in accordance with the rotation of the gate 11, The cam follower 21 is inserted into the cam groove 19 (Fig. 2 (b)) through the opening end 22 of the cam groove 19 as the cam follower 11 is pressed toward the bushing 18, The cam follower 21 is moved in the cam groove 19 (Fig. 2 (c)).

따라서, 본 발명에 따라는 가변 밸브 장치에서는, 캠 종동부(21)가 부싱(18)의 길이 방향을 따라 나선형으로 연장되는 캠 홈(19)을 따라 이동하는 것에 의하여 게이트(11)의 회전 속도가 가속되고, 따라서, 고 RPM 운전시, 배기가스의 압력 증가에 의한 게이트(11)의 개도량에 더하여, 캠 기구를 통하여 게이트(11)의 개도량이 추가로 증가함에 따라 배압을 저감시키고, 종래보다 엔진 토크의 출력을 향상시키는 효과가 있다. According to the present invention, therefore, in the variable valve device, the cam follower 21 moves along the cam groove 19 extending spirally along the longitudinal direction of the bushing 18, The back pressure is reduced as the opening amount of the gate 11 further increases through the cam mechanism in addition to the opening amount of the gate 11 due to the increase in the pressure of the exhaust gas during the high RPM operation, There is an effect of improving the output of the engine torque more.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 캠 홈(19)의 경사 각도는 게이트(11)의 회전 위치에 따라 변화하고, 특히, 저 RPM 운전 시에 대응되는 게이트(11)의 회전 위치에서는 작은 경사 각도를 가지고, 고 RPM 운전 시에 대응되는 게이트(11)의 회전 위치에서는 큰 경사 각도를 가지도록 하고 있다, 이를 통해 고 RPM 운전 시에는 캠 종동부(21)가 큰 경사 각도를 갖는 캠 홈(19)을 따라 이동하여 게이트(11)의 개도량을 급격하게 증가시킬 수 있고, 저 RPM 운전 시에는 캠 종동부(21)가 작은 경사 각도를 갖는 캠 홈(19)을 따라 이동하도록 하여 게이트(11)의 개도량의 급격한 증가를 막아 소음 발생을 저감시킬 수 있다. In addition, according to the preferred embodiment of the present invention, the inclination angle of the cam groove 19 changes according to the rotational position of the gate 11, and in particular, at the rotational position of the gate 11 corresponding to the low RPM operation, The cam follower 21 has a large inclination angle at the rotation position of the gate 11 corresponding to the high RPM operation with the inclination angle. The cam follower 21 can move along the cam groove 19 having a small inclination angle during the low RPM operation to increase the amount of opening of the gate 11, It is possible to prevent a sudden increase in the amount of opening of the door 11 and to reduce the occurrence of noise.

8 : 배기가스 방향전환 파이프 10: 가변밸브 장치
11: 게이트 12: 스프링
13: 샤프트 14: 하우징
15: 제1 브라켓 16: 제2 스프링
17: 제2 브라켓 18: 부싱
19: 캠 홈 20: 원통형 돌출부
21: 캠 종동부 22: 캠 홈의 개구 단부
19: 배기가스 방향전환 파이프의 중심축 20: 개구 종단8: exhaust gas direction switching pipe 10: variable valve device
11: gate 12: spring
13: shaft 14: housing
15: first bracket 16: second spring
17: second bracket 18: bushing
19: cam groove 20: cylindrical projection
21: cam follower 22: opening end of cam groove
19: central axis of the exhaust gas direction changing pipe 20: opening end

Claims (9)

엔진의 운전조건에 따라 배기가스의 배출 유로 단면적을 조절하도록 머플러의 배기가스 방향전환파이프에 힌지축을 중심으로 회동 작동하도록 설치되는 게이트와,
배기가스 압력에 대향하여 상기 게이트가 배기가스 방향전환파이프를 차단하는 방향으로 힘을 가하도록 상기 힌지축에 설치되는 제1 스프링을 구비하는 머플러용 가변밸브 장치에 있어서,
상기 힌지축의 일측 단부는 원통형 부싱에 의해 회전 가능하게 축지되고,
상기 힌지축의 타측 단부에는 상기 게이트를 상기 힌지축의 일측 단부를 향해 가압하기 위한 제2 스프링이 설치되고,
상기 원통형 부싱에는, 원통형 부싱의 길이 방향으로 경사지게 연장하는 캠 홈이 형성되고, 상기 게이트를 상기 힌지축의 일측 단부로 이동시키도록 상기 경사진 캠 홈을 따라 이동되는 캠 종동부가 상기 게이트의 일측에 형성되어 있고
상기 게이트가 닫혀있는 상태에서는, 상기 캠 홈과 상기 캠 종동부가 상기 원통형 부싱의 원주 방향으로 소정의 각도록 이격되도록 배치되어, 상기 게이트의 상기 힌지축의 일측 단부로의 전진이 저지되는 것을 특징으로 하는 머플러용 가변 밸브 장치.A gate provided to the exhaust gas direction switching pipe of the muffler so as to rotate around the hinge axis so as to adjust the cross-sectional area of the exhaust gas flow path according to the operation conditions of the engine,
And a first spring installed on the hinge shaft so as to urge the gate in a direction to block the exhaust gas direction switching pipe so as to oppose the exhaust gas pressure, the variable valve device for mufflers comprising:
One end of the hinge shaft is rotatably supported by a cylindrical bushing,
A second spring for pressing the gate toward one end of the hinge shaft is provided at the other end of the hinge shaft,
Wherein the cam follower moves along the inclined cam groove so as to move the gate to one side end of the hinge shaft is formed on one side of the gate Is formed
Wherein the cam groove and the cam follower portion are disposed so as to be spaced apart from each other at a predetermined angle in the circumferential direction of the cylindrical bushing so that forward movement of the gate to one side end of the hinge shaft is blocked A variable valve device for a muffler. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 가변밸브 장치는,
상기 배기가스 방향전환파이프의 하류측 단부에 구비되고, 그 일측에 제1 브라켓이 형성되는 하우징과,
상기 힌지축을 구성하고 상기 제1 브라켓에 의해 축지되는 샤프트를 구비하고,
상기 게이트는 그 일측에 형성된 제2 브라켓이 상기 샤프트에 의해 상기 하우징의 상기 제1 브라켓에 회동 작동하도록 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 머플러용 가변밸브 장치.The method according to claim 1,
The variable valve device includes:
A housing provided at a downstream side end of the exhaust gas direction switching pipe and having a first bracket formed on one side thereof,
And a shaft which constitutes the hinge shaft and is pivoted by the first bracket,
Wherein the gate is configured such that a second bracket formed on one side of the gate is connected to the first bracket of the housing by the shaft so as to pivotally move. 청구항 3에 있어서,
상기 제2 스프링은 상기 하우징의 제1 브라켓과 상기 게이트의 제2 브라켓 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 머플러용 가변 밸브 장치.The method of claim 3,
And the second spring is provided between the first bracket of the housing and the second bracket of the gate. 청구항 3에 있어서,
상기 원통형 부싱은 상기 하우징의 제1 브라켓에 구비되고, 상기 게이트의 상기 제2 브라켓의 상기 원통형 부싱을 마주하는 면 상에는 원통형 돌출부가 형성되고, 상기 샤프트는 상기 원통형 돌출부의 내주면을 통해 지지되고, 상기 캠 종동부는 상기 원통형 돌출부에 형성되는 것을 특징으로 하는 머플러용 가변밸브 장치.The method of claim 3,
Wherein the cylindrical bushing is provided on a first bracket of the housing, a cylindrical protrusion is formed on a surface of the second bracket facing the cylindrical bushing, the shaft is supported through an inner circumferential surface of the cylindrical protrusion, And the cam follower is formed on the cylindrical protrusion. 청구항 5에 있어서,
상기 캠 홈은 상기 원통형 부싱의 내주면 상에 형성되고, 상기 캠 종동부는 원통형 돌출부의 외주면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 머플러용 가변밸브 장치.The method of claim 5,
Wherein the cam groove is formed on an inner circumferential surface of the cylindrical bushing, and the cam follower is formed on an outer circumferential surface of the cylindrical protrusion. 청구항 5에 있어서,
상기 캠 홈은 상기 원통형 부싱의 외주면 상에 형성되고, 상기 캠 종동부는 원통형 돌출부의 내주면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 머플러용 가변밸브 장치.The method of claim 5,
Wherein the cam groove is formed on the outer circumferential surface of the cylindrical bushing, and the cam follower is formed on the inner circumferential surface of the cylindrical protrusion. 청구항 1에 있어서,
상기 캠 홈은 상기 원통형 부싱의 길이 방향을 따라 나선형으로 연장되는 것을 특징으로 하는 머플러용 가변밸브 장치.The method according to claim 1,
Wherein the cam groove extends spirally along the longitudinal direction of the cylindrical bushing. 청구항 1에 있어서,
상기 캠 홈의 경사 각도는 상기 게이트의 회전 위치에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 머플러용 가변밸브 장치.The method according to claim 1,
Wherein the inclined angle of the cam groove changes according to the rotational position of the gate.
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