排氣流路用閥裝置的制作方法

本國際申請要求2014年1月23日在日本專利局提交的日本發明專利申請第2014-010366號的優先權,所述日本發明專利申請的全部內容通過引用而并入本文。

技術領域

本發明涉及排氣流路用閥裝置。

背景技術：

已知有在內燃機排氣系統中通過對排氣流路進行開閉來切換流路形式的排氣流路用閥裝置。例如專利文獻1公開了一種對形成在隔板上的開口部進行開閉的排氣流路用閥裝置，其中，該隔板將內燃機用消音器的內部區劃成上游室和下游室。在該排氣流路用閥裝置中，能夠封閉開口部的閥芯被支撐體支撐為能夠旋轉移動，并被螺旋彈簧向閉閥方向施力。因此，在內燃機轉速低的狀態下，由于上游室內的排氣壓力低，因而呈開口部被閥芯封閉的閉閥狀態，排氣聲減弱。另一方面，若內燃機轉速增加，則上游室內的排氣壓力升高，閥芯會離開開口部而變為開口部開放的開閥狀態，從而減小壓力損失。

不過，專利文獻1所述構成中，閥芯越向開閥方向移動，螺旋彈簧的作用力越大。因此，如果著重于減弱低速旋轉狀態下的排氣聲而將螺旋彈簧的作用力設計得較強，則會有損在高速旋轉狀態下減少壓力損失的效果。反之，如果著重于減少高速旋轉狀態下的壓力損失而將螺旋彈簧的作用力設計得較弱，則會有損在低速旋轉狀態下減弱排氣聲的效果。

于是，例如專利文獻2所述，提議了具備鏈式肘節機構的排氣流路用閥裝置。具備肘節機構的排氣流路用閥裝置包括支撐側連桿部件以及閥側連桿部件，所述支撐側連桿部件被支撐體支撐為能夠旋轉移動；所述閥側連桿部件被閥芯支撐為能夠旋轉移動，并與支撐側連桿部件連接為彼此能夠旋轉移動。即，通過支撐體、閥芯、支撐側連桿部件以及閥側連桿部件構成肘節機構。因此，在閉閥狀態下，由支撐側連桿部件與閥側連桿部件所形成的角度即連桿角越大(越接近180度)，則使閥芯向開閥方向旋轉移動所需要的外力越強。因此，與僅以施力部件的作用力將閥芯維持在閉閥狀態的構成(例如上述專利文獻1所述構成)相比，能夠減弱施力部件的作用力，同時能夠提高使閥芯開閥所需的外力。

為了提高肘節機構的維持閉閥的力，需要將閉閥狀態下的連桿角設計得較大，而連桿角達到180度的話，可能會產生閥芯不能正常開閥的不良狀況。于是，在專利文獻2所述構成中，形成有止擋機構，該止擋機構通過在支撐側連桿部件形成的支撐側止擋部與在閥側連桿部件形成的閥側止擋部相抵接，將連桿角限制成小于180度的角度。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開平第9-195749號公報

專利文獻2:日本特開2013-174131號公報

技術實現要素：

發明要解決的問題

閉閥狀態下的連桿角對閥芯的開度特性(進而對閥裝置的性能)的影響較大，優選使其在長期使用下也保持為一定。但是，上述專利文獻2所述構成中存在如下問題，即，由于隨時間推移而劣化等主要原因，由止擋機構限制的連桿角的偏差會變大。

本發明的一個方面希望提供一種排氣流路用閥裝置，其能夠抑制由止擋機構限制的連桿角的偏差。

解決問題的技術方案

本發明的一個方面為排氣流路用閥裝置，具備肘節機構，所述排氣流路用閥裝置包括支撐體、閥芯、支撐側連桿部件、閥側連桿部件、以及施力部件。閥芯被支撐體支撐為能夠旋轉移動，用于對排氣流路進行開閉。支撐側連桿部件被支撐體支撐為能夠旋轉移動。閥側連桿部件被閥芯支撐為能夠旋轉移動，并且閥側連桿部件與支撐側連桿部件連接為彼此能夠旋轉移動。施力部件用于向閉閥方向對閥芯施力。支撐側連桿部件和閥側連桿部件構成第1止擋機構和第2止擋機構。第1止擋機構通過在支撐側連桿部件形成的第1支撐側止擋部和在閥側連桿部件形成的第1閥側止擋部相抵接，來限制連桿角，所述連桿角為由支撐側連桿部件和閥側連桿部件所形成的角度。第2止擋機構通過在支撐側連桿部件形成的第2支撐側止擋部與在閥側連桿部件形成的第2閥側止擋部相抵接，來限制連桿角。根據這樣的構成，與僅通過1個止擋機構來限制連桿角的構成相比，能夠抑制由止擋機構限制的連桿角的偏差。

在上述構成中，第2支撐側止擋部可以設置在以下位置，即，限制閥側連桿部件以第1支撐側止擋部與第1閥側止擋部的抵接位置為支點向使連桿角擴開一側旋轉移動。根據這樣的構成，能夠有效地抑制連桿角的偏差。

在上述構成中，第1支撐側止擋部和第2支撐側止擋部可以在容許閥側連桿部件因熱膨脹產生伸縮的狀態下抵接該閥側連桿部件，第1閥側止擋部和第2閥側止擋部可以在容許支撐側連桿部件因熱膨脹產生伸縮的狀態下抵接該支撐側連桿部件。根據這樣的構成，能夠使由于熱膨脹產生的伸縮受到阻礙而導致的不良狀況等難以產生。

附圖說明

圖1是實施方式的排氣流路用閥裝置的立體圖。

圖2A是表示實施方式中支撐側連桿部件和閥側連桿部件的松動較小的連接狀態的示意剖視圖；圖2B是表示實施方式中支撐側連桿部件和閥側連桿部件的松動較大的連接狀態且呈連桿角擴開狀態的示意剖視圖；圖2C是表示實施方式中支撐側連桿部件和閥側連桿部件的松動較大的連接狀態且呈連桿角縮窄狀態的示意剖視圖。

圖3A是表示比較例中支撐側連桿部件和閥側連桿部件的松動較小的連接狀態的示意剖視圖；圖3B是表示比較例中支撐側連桿部件和閥側連桿部件的松動較大的連接狀態且呈連桿角擴開狀態的示意剖視圖；圖3C是表示比較例中支撐側連桿部件和閥側連桿部件的松動較大的連接狀態且呈連桿角縮窄狀態的示意剖視圖。

圖4A是表示比較例的構成中閥芯開閉的循環數與閥芯開閥時的載荷之間的關系的圖；圖4B是表示實施方式的構成中閥芯開閉的循環數與閥芯開閥時的載荷之間的關系的圖。

圖5A是表示比較例的構成中發動機轉速與聲壓之間的關系的圖；圖5B是表示實施方式的構成中發動機轉速與聲壓之間的關系的圖。

圖6A是第1變形例的排氣流路用閥裝置的立體圖；圖6B是表示第1變形例中支撐側連桿部件和閥側連桿部件的連接狀態的示意剖視圖。

圖7A是第2變形例的排氣流路用閥裝置的立體圖；圖7B是表示第2變形例中支撐側連桿部件和閥側連桿部件的連接狀態的示意剖視圖。

附圖標記的說明

1…閥裝置；2…支撐體；3…閥芯；4…支撐側連桿部件；

5…閥側連桿部件；7…施力部件；8…網狀部件；61…第1旋轉軸部件；

62…第2旋轉軸部件；63…第3旋轉軸部件；64…第4旋轉軸部件；

413…爪部；421…突出部；513…前端部；514…上緣部

具體實施方式

以下參照附圖對應用本發明的實施方式進行說明。

[1.構成]

圖1所示的排氣流路用閥裝置(以下僅稱“閥裝置”。)1設置在從搭載于車輛的內燃機排出的排氣的排氣流路中。并且，與上述專利文獻2所述的構成相同，本實施方式的閥裝置1在構成一部分排氣流路的未圖示消音器內部，安裝在使消音器內形成的多個室連通的內管的下游側端部,對該端部的開口部(排氣旁通流路)進行開閉。

如圖1和圖2A所示，閥裝置1包括：支撐體(支架)2、閥芯(蝶形部件)3、支撐側連桿部件4、閥側連桿部件5、四個旋轉軸部件61～64、以及施力部件7。

支撐體2包括大致呈圓環形的主體部21、以及形成為從主體部的左右兩側豎起的呈左右對稱形狀的2個側板部22。主體部21固定在內管下游側端部的開口部。在主體部21，在通過閥芯3所覆蓋的位置上，形成有與內管的開口部連通的連通孔。在側板部22形成有第1軸承部221和第2軸承部222，其中，用于將閥芯3支撐為能夠旋轉移動的第1旋轉軸部件61貫通該第1軸承部221；用于將支撐側連桿部件4支撐為能夠旋轉移動的第2旋轉軸部件62貫通該第2軸承部222。

閥芯3包括大致呈圓板狀的主體部31、以及形成為從主體部的左右兩側豎起的呈左右對稱形狀的2個側板部32。主體部31為可以封閉內管開口部(具體為在支撐體2的主體部21形成的連通孔)的形狀。在側板部32的基端側端部，形成有第1軸承部321，其中，上述第1旋轉軸部件61貫通該第1軸承部321。即，閥芯3經由第1旋轉軸部件61與支撐體2連接，并被支撐體2支撐為能夠以第1旋轉軸部件61的旋轉軸線(以下稱為“第1旋轉軸線C1”。)為中心旋轉移動。閥芯3能夠從使內管開口部封閉的閉閥狀態，旋轉移動到使內管開口部開放的開閥狀態。此外，在側板部32的前端側端部形成有第3軸承部322，其中，用于將閥側連桿部件5支撐為能夠旋轉移動的第3旋轉軸部件63貫通該第3軸承部322。

支撐側連桿部件4包括在軸向兩側形成的呈左右對稱形狀的2個側板部41、以及連接該側板部41的連接板部42。在側板部41的兩個端部中的一個端部(第1端部)，形成有第2軸承部411，其中，上述第2旋轉軸部件62貫通該第2軸承部411。即，支撐側連桿部件4經由第2旋轉軸部件62與支撐體2連接，并被支撐體2支撐為能夠以第2旋轉軸部件62的旋轉軸線(以下稱為“第2旋轉軸線C2”。)為中心旋轉移動。此外，在側板部41的兩個端部中的另一個端部(第2端部)，形成有第4軸承部412，其中，用于將閥側連桿部件5支撐為能夠旋轉移動的第4旋轉軸部件64貫通該第4軸承部412。另一方面，在連接板部42，形成有沿著第2旋轉軸部件62的軸向而向上方(閥芯3側的相反側)突出的突出部421。

閥側連桿部件5包括在軸向兩側形成的呈左右對稱形狀的2個側板部51、以及連接該側板部51的連接板部52。在側板部51的兩個端部中的一個端部(第1端部)形成有第3軸承部511，其中，上述第3旋轉軸部件63貫通該第3軸承部511。即，閥側連桿部件5經由第3旋轉軸部件63與閥芯3連接，并被閥芯3支撐為能夠以第3旋轉軸部件63的旋轉軸線(以下稱為“第3旋轉軸線C3”。)為中心旋轉移動。此外，在側板部51的兩個端部中的另一個端部(第2端部)形成有第4軸承部512，其中，用于將支撐側連桿部件4支撐為能夠旋轉移動的第4旋轉軸部件64貫通該第4軸承部512。即，支撐側連桿部件4和閥側連桿部件5經由第4旋轉軸部件64而連接，并連接為能夠以第4旋轉軸部件64的旋轉軸線(以下稱為“第4旋轉軸線C4”。)為中心彼此旋轉移動。閥側連桿部件5的2個側板部51位于支撐側連桿部件4的2個側板部41的內側。并且，第1旋轉軸線C1、第2旋轉軸線C2、第3旋轉軸線C3以及第4旋轉軸線C4的軸線方向彼此平行。

這樣，支撐體2、閥芯3、支撐側連桿部件4以及閥側連桿部件5通過4個旋轉軸部件61～64連接為彼此能夠旋轉移動，構成了鏈式肘節機構(連桿機構)。

在第3旋轉軸部件63插通施力部件(本實施方式中為螺旋彈簧)7的狀態下安裝施力部件7，使施力部件7向使閥芯3與閥側連桿部件5接近閉閥時的位置關系(角度)的方向施力，以作用于閥芯3以及閥側連桿部件5。即，施力部件7向閉閥方向對閥芯3施力。因此，在未施加使閥芯3開閥的外力的狀態下，閥芯3呈閉閥狀態。

如圖2A所示，在閉閥狀態下，將由支撐側連桿部件4與閥側連桿部件5所形成的角度即連桿角設計成具有接近180度大小的角度θ0。即，將支撐側連桿部件4與閥側連桿部件5設計成，在閉閥狀態下以接近一條直線的狀態排列。具體而言，在與第1旋轉軸線C1的軸線正交的平面上，由連接第2旋轉軸線C2(具體為軸線與平面的交點。以下相同。)與第4旋轉軸線C4的第1連線L1和連接第3旋轉軸線C3與第4旋轉軸線C4的第2連線L2所形成的連線角在閉閥狀態下為接近180度的角度θ0。連桿角設計成，閥芯3越向開閥方向旋轉移動連桿角越小，并且閉閥狀態下的連桿角形成為最大。因此，在閉閥狀態下，為使閥芯3向開閥方向旋轉移動則需要強勁的外力。

此外，這種閥裝置1由于在高溫環境下使用，因此在軸與軸承部之間需要設置游隙(間隙)，以容許各部件因熱膨脹產生的伸縮。具體地，在4個旋轉軸部件61～64和其各自貫通的各軸承部221，222，321，322，411，412，511，512之間設置有游隙。并且，在游隙部分設置有網狀部件(絲網)8，該網狀部件8是將金屬制(例如不銹鋼制)的線材成形為圓筒狀而形成的部件。網狀部件8具有耐熱性和彈性，因此在松動小的狀態下連接支撐體2、閥芯3、支撐側連桿部件4以及閥側連桿部件5。

但是，如果由于長期使用而令網狀部件8隨時間推移產生劣化，則松動可能會變大。而支撐側連桿部件4和閥側連桿部件5的連接狀態的松動變大，會成為導致由止擋機構限制的連桿角產生偏差的主要原因。

于是，在本實施方式中，支撐側連桿部件4和閥側連桿部件5構成2個用于將連桿角限制成小于180度的角度的止擋機構。第1止擋機構通過支撐側連桿部件4的突出部421(相當于第1支撐側止擋部)與閥側連桿部件5的側板部51中的前端部513(相當于第1閥側止擋部)相抵接，來限制連桿角。第2止擋機構通過在支撐側連桿部件4的側板部41形成的爪部413(相當于第2支撐側止擋部)與閥側連桿部件5的側板部51中的上緣部514(相當于第2閥側止擋部)相抵接，來限制連桿角。

突出部421以及爪部413設計成，在容許閥側連桿部件5因熱膨脹產生伸縮的狀態下抵接該閥側連桿部件5。具體地，突出部421以及爪部413在越與沿第2連線L2的方向接近垂直的面上抵接閥側連桿部件5，越容易阻礙閥側連桿部件5的伸縮，而在此突出部421以及爪部413在與沿第2連線L2的方向接近平行的面上抵接閥側連桿部件5。

同樣地，前端部513以及上緣部514設計成，在容許支撐側連桿部件4因熱膨脹產生伸縮的狀態下抵接該支撐側連桿部件4。具體地，前端部513以及上緣部514在越與沿第1連線L1的方向接近垂直的面上抵接支撐側連桿部件4，越容易阻礙支撐側連桿部件4的伸縮，而在此前端部513以及上緣部514在與沿第1連線L1的方向接近平行的面上抵接支撐側連桿部件4。

此外，爪部413設置在如下位置，即，在閥側連桿部件5相對于支撐側連桿部件4的旋轉移動中心位置產生偏差的狀態下，限制閥側連桿部件5以突出部421與前端部513的抵接位置為支點向使連桿角擴開一側旋轉移動。換言之，前端部513設置在如下位置，即，在支撐側連桿部件4相對于閥側連桿部件5的旋轉移動中心位置產生偏差的狀態下，限制支撐側連桿部件4以爪部413與上緣部514的抵接位置為支點向使連桿角擴開一側旋轉移動。

[2.效果]

根據以上詳述的實施方式，能夠獲得以下效果。

[2A]支撐側連桿部件4和閥側連桿部件5構成第1止擋機構和第2止擋機構，該第1止擋機構通過在支撐側連桿部件4形成的突出部421與在閥側連桿部件5形成的前端部513相抵接，來限制連桿角，該第2止擋機構通過在支撐側連桿部件4形成的爪部413與在閥側連桿部件5形成的上緣部514相抵接，來限制連桿角。因此，根據本實施方式，與以往通過1個止擋機構來限制連桿角的構成相比，能夠抑制由止擋機構限制的連桿角產生偏差。

圖3A所示的比較例為僅具備1個止擋機構的構成，在不具有第2止擋機構(爪部413以及上緣部514)這點上不同于實施方式。比較例的構成中，若支撐側連桿部件4和閥側連桿部件5的連接狀態中的松動變大，則由止擋機構限制的連桿角的偏差會變大。具體地，如圖3B所示，連桿角變得大于初始狀態下的角度θ0(θ1＞θ0)，或如圖3C所示，連桿角變得小于初始狀態下的角度θ0(θ2＜θ0)。這是因為，在閥側連桿部件5相對于支撐側連桿部件4的旋轉移動中心位置產生偏差的狀態下，閥側連桿部件5能夠以突出部421與前端部513的抵接位置為支點而擺動。

與此相對,在本實施方式的構成中，在閥側連桿部件5相對于支撐側連桿部件4的旋轉移動中心位置產生偏差的狀態下，在限制閥側連桿部件5以突出部421與前端部513的抵接位置為支點向連桿角擴開一側進行旋轉移動的位置上，設置有爪部413。即，閥側連桿部件5呈被突出部421和爪部413夾住的狀態。其結果為，如圖2B以及圖2C所示，與比較例的構成相比，連桿角的偏差得以抑制。

如圖4A耐久試驗數據所示，在比較例的構成中，隨著長期使用，用于使閥芯3從閉閥狀態向開閥方向旋轉移動的載荷會產生較大變化(此例中為降低)。因此，如圖5A耐久試驗數據所示，與發動機轉速對應的排氣聲的聲壓在耐久試驗前(實線)與耐久試驗后(虛線)產生大幅變化(惡化)。

與此相對，如圖4B耐久試驗數據所示，與比較例相比，本實施方式的構成即使在長期使用的情形下，也能夠抑制載荷的變化。因此，如圖5B耐久試驗數據所示，能夠抑制與發動機轉速對應的排氣聲聲壓的惡化。

[2B]爪部413設置在如下位置，即，在閥側連桿部件5相對于支撐側連桿部件4的旋轉移動中心位置產生偏差的狀態下，限制閥側連桿部件5以突出部421與前端部513的抵接位置為支點向使連桿角擴開一側旋轉移動。因此，根據本實施方式，能夠有效地抑制連桿角的偏差。

[2C]突出部421以及爪部413在容許閥側連桿部件5因熱膨脹產生伸縮的狀態下抵接該閥側連桿部件5，前端部513以及上緣部514在容許支撐側連桿部件4因熱膨脹產生伸縮的狀態下抵接該支撐側連桿部件4。因此，根據本實施方式，能夠使由于熱膨脹產生的伸縮受到阻礙而導致的不良狀況等難以產生。

[3.其他實施方式]

以上對本發明的實施方式進行了說明，不過本發明并不限于上述實施方式，當然還可以采用其他各種實施方式。

[3A]上述實施方式的第1止擋機構和第2止擋機構的位置與構造等是一個例子，并不限定于此。

例如，圖6A以及圖6B所示的第1變形例的閥裝置1A包括與上述實施方式相同的支撐體2A和閥芯3A、以及形狀與上述實施方式大不相同的支撐側連桿部件4A和閥側連桿部件5A。并且，閥裝置1A包括與上述實施方式相同的4個旋轉軸部件61A～64A、以及施力部件7A。

與上述實施方式相同，閥裝置1A中，支撐側連桿部件4A和閥側連桿部件5A也構成2個止擋機構。第1止擋機構通過支撐側連桿部件4A的上表面41A(相當于第1支撐側止擋部)與閥側連桿部件5A的前端爪部51A(相當于第1閥側止擋部)相抵接，來限制連桿角。第2止擋機構通過支撐側連桿部件4A的下緣部42A(相當于第2支撐側止擋部)與閥側連桿部件5A的連接部52A(相當于第2閥側止擋部)相抵接，來限制連桿角。

上表面41A以及下緣部42A設計成，在容許閥側連桿部件5A因熱膨脹產生伸縮的狀態下抵接該閥側連桿部件5A。同樣地，前端爪部51A以及連接部52A設計成，在容許支撐側連桿部件4A因熱膨脹產生伸縮的狀態下抵接該支撐側連桿部件4A。

此外，下緣部42A設置在如下位置，即，在閥側連桿部件5A相對于支撐側連桿部件4A的旋轉移動中心位置產生偏差的狀態下，限制閥側連桿部件5A以上表面41A與前端爪部51A的抵接位置為支點向連桿角擴開一側旋轉移動。換言之，前端爪部51A設置在如下位置，即，在支撐側連桿部件4A相對于閥側連桿部件5A的旋轉移動中心位置產生偏差的狀態下，限制支撐側連桿部件4A以下緣部42A與連接部52A的抵接位置為支點向連桿角擴開一側旋轉移動。

此外，例如圖7A以及圖7B所示，第2變形例的閥裝置1B包括與上述實施方式相同的支撐體2B和閥芯3B、以及形狀與上述實施方式大不相同的支撐側連桿部件4B和閥側連桿部件5B。并且，閥裝置1B包括與上述實施方式相同的4個旋轉軸部件61B～64B和施力部件7B。

與上述實施方式相同，在閥裝置1B中，支撐側連桿部件4B以及閥側連桿部件5B也構成2個止擋機構。第1止擋機構通過支撐側連桿部件4B的上表面41B(相當于第1支撐側止擋部)與閥側連桿部件5B的前端爪部51B(相當于第1閥側止擋部)相抵接，來限制連桿角。第2止擋機構通過支撐側連桿部件4B的下緣部42B(相當于第2支撐側止擋部)與閥側連桿部件5B的連接部52B(相當于第2閥側止擋部)相抵接，來限制連桿角。

上表面41B以及下緣部42B設計成，在容許閥側連桿部件5B因熱膨脹產生伸縮的狀態下抵接該閥側連桿部件5B。同樣地，前端爪部51B以及連接部52B設計成，在容許支撐側連桿部件4B因熱膨脹產生伸縮的狀態下抵接該支撐側連桿部件4B。

此外，下緣部42B設置在如下位置，即，在閥側連桿部件5B相對于支撐側連桿部件4B的旋轉移動中心位置產生偏差的狀態下，限制閥側連桿部件5B以上表面41B與前端爪部51B的抵接位置為支點向連桿角擴開一側旋轉移動。換言之，前端爪部51B設置在如下位置，即，在支撐側連桿部件4B相對于閥側連桿部件5B的旋轉移動中心位置產生偏差的狀態下，限制支撐側連桿部件4B以下緣部42B與連接部52B的抵接位置為支點向連桿角擴開一側旋轉移動。

另一方面，止擋機構可以為3個以上。

[3B]在上述實施方式中例示了在第3旋轉軸部件63插通施力部件7的狀態下安裝施力部件7，以使施力部件7作用于閥芯3以及閥側連桿部件5的構成，但是不限于此。例如，也可以是在第4旋轉軸部件64插通施力部件7的狀態下安裝施力部件7，以使施力部件7作用于支撐側連桿部件4以及閥側連桿部件5的構成。此外，例如也可以是在第2旋轉軸部件62插通施力部件7的狀態下安裝施力部件7，以使施力部件7作用于支撐體2以及支撐側連桿部件4的構成。

[3C]上述實施方式中，例示了在消音器內部對內管下游側端部的開口部進行開閉的閥裝置1，但是閥裝置1的安裝位置不限于此。

[3D]可使上述實施方式中1個構成要素所具有的功能分散為多個構成要素的功能，或將多個構成要素所具有的功能統合于1個構成要素中。此外，可將上述實施方式中至少一部分構成置換成具有相同功能的公知構成。此外，在能夠解決發明課題的范圍內，可以省略上述實施方式的構成中的一部分。此外，也可以對上述其他實施方式的構成添加上述實施方式的構成的一部分，或將上述實施方式的構成的一部分置換成上述其他實施方式的構成等。并且，由權利要求書的語句所規定的技術觀點所包括的各種方式均為本發明的實施方式。