JP5062083B2 - Engine exhaust system - Google Patents
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Description
この発明は、触媒で排気浄化を行うエンジン(内燃機関)の排気装置、特にメイン触媒が活性化していない冷間始動直後に、別の触媒を備えたバイパス流路側に排気を案内するようにした形式の排気装置の改良に関する。 In the present invention, an exhaust device of an engine (internal combustion engine) that performs exhaust purification with a catalyst, particularly, immediately after a cold start in which the main catalyst is not activated, guides the exhaust to the bypass flow path provided with another catalyst. It relates to the improvement of the exhaust system of the type.
特許文献1は、各気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路と、複数の気筒の上流側メイン通路が合流してなる下流側メイン通路と、この下流側メイン通路に介装されたメイン触媒とを備え、上流側メイン通路から分岐するとともにバイパス触媒が介装されたバイパス通路が形成される排気システムを開示している。
そして、冷間時には各気筒から排出された排気が前記バイパス通路へ流れるようにし、メイン触媒の暖機完了後には上流側メイン通路に排気が流れるようにするための流路切換弁を、に各上流側メイン通路に備えている。 Further, each of the flow path switching valves for allowing the exhaust discharged from each cylinder to flow to the bypass passage when cold and for allowing the exhaust to flow to the upstream main passage after the warm-up of the main catalyst is completed. It is provided in the upstream main passage.
ここで、2つの流路切換弁は、共通の弁支持体に取り付けられる。この弁支持体には、少なくとも2の弁体が組み付けられるアーム部が一体的に形成され、各弁体は弁本体部とこの弁本体部から起立する弁軸部とを有し、弁本体部の周縁が弁開口部上流端の弁シート部に当接・離脱することによって弁開口部が開閉される。 Here, the two flow path switching valves are attached to a common valve support. The valve support body is integrally formed with an arm portion to which at least two valve bodies are assembled. Each valve body has a valve main body portion and a valve shaft portion standing up from the valve main body portion. The valve opening is opened and closed when the peripheral edge of the valve abuts and leaves the valve seat at the upstream end of the valve opening.
また、アーム部には、弁軸部が遊嵌する貫通孔が形成されて、この貫通孔を貫通して弁本体部の反対側へ突出する弁軸部の先端部に、前記貫通孔よりも外径の大きい保持リングが固定され、アーム部に組み付けられる少なくとも2の弁体が上流側メイン通路の上流側に開くように構成されている。
ところで、上記特許文献1の流路切換弁には、図9、図10のパターン2に示したように、ハウジングに並んで形成される複数の弁開口部をそれぞれ開閉する複数の弁体(24A、24B)が弁体毎の独立の弁支持体(25n、25f)に取り付けられ、この各弁支持体(25n、25f)は、ハウジング側に回転可能に支持される回転軸(23)と一体的に回転する軸部(25An、25Af)に、少なくとも2の弁体(24A、24B)が組み付けられるアーム部(25Bn、25Bf)が弁体毎に一体的に形成されているものを含んでいると考えられる。すなわち、上記特許文献1の技術では、各アーム部(25Bn、25Bf)に組み付けられる2つの弁体(24A、24B)を回転軸23の軸方向に整列し、回転軸(23)を回転させるための駆動力を回転軸(23)の左端(一端)のみに作用させ、回転軸(23)の回転方向について、回転軸(23)の左端から遠い側の弁体(24B)の方が回転軸(23)の左端に近い側の弁体(24A)よりも弁開口部に相対的に近づくように、回転軸(23)の左端から遠い側の弁体(24B)の組み付けられるアーム部(25Bf)と、回転軸(23)の左端に近い側の(弁体24A)の組み付けられるアーム部(25Bn)との間に角度差を設け、流路切換弁の閉弁要求があるとき、駆動力により回転軸(23)を閉弁方向に駆動して、回転軸(23)の左端から遠い側の弁体(24B)を先に弁シート部に着座させ、この状態で回転軸(23)に対して閉弁方向にさらに一定の駆動力を付加することにより回転軸(23)の左端から第2の位置bまでの部分にクリープによる捻れ方向の変形(このクリープによる捻れ方向の変形を以下単に「捻れ変形」という。)を生じさせ、この回転軸(23)の左端から第2の位置bまでの部分の捻れ変形により、回転軸(23)の左端に近い側の弁体(24A)を弁シート部に着座させ、これによって2つの弁体(24A、24B)をともに弁シート部に着座させるようにしている。
By the way, as shown in the
ここで、改めて考えてみると、エンジンの冷間始動時には流路切換弁を全閉状態とするため、回転軸(23)に対し閉方向に一定量の駆動力を付加し続けることにより、回転軸(23)の左端から第2の位置bまでの部分に捻れ変形を生じさせており、メイン触媒が活性化して回転軸(23)を開方向に駆動し流路切換弁を全開状態にすれば、回転軸(23)の左端から第2の位置bまでの部分は捻れ変形する前の初期状態へと復帰する。こうした捻れ変形と、捻れ変形する前の初期状態への復帰とは回転軸(23)を構成する材料の有する特性を利用するものであるが、捻れ変形と、捻れ変形する前の初期状態への復帰との回数(頻度)が多くなると問題が生じ得る。すなわち、エンジンを長期にわたって使用することになれば、駆動力の作用する回転軸(23)の左端から第2の位置bまでの部分に繰り返し、捻れ変形と、捻れ変形する前の初期状態への復帰とが生じることとなり、やがて回転軸(23)の左端から第2の位置bまでの部分の材質に疲労が生じ当該部分が破断するおそれがある。 Here, when thinking again, in order to keep the flow path switching valve in a fully closed state when the engine is cold started, the rotation is continued by applying a certain amount of driving force in the closing direction to the rotating shaft (23). The portion from the left end of the shaft (23) to the second position b is torsionally deformed, and the main catalyst is activated to drive the rotating shaft (23) in the opening direction so that the flow path switching valve is fully opened. For example, the portion from the left end of the rotating shaft (23) to the second position b returns to the initial state before the torsional deformation. Such torsional deformation and the return to the initial state before the torsional deformation utilize the characteristics of the material constituting the rotating shaft (23), but the torsional deformation and the initial state before the torsional deformation Problems may arise when the number (frequency) of return is increased. That is, if the engine is used for a long period of time, it repeats from the left end of the rotating shaft (23) on which the driving force acts to the second position b, torsional deformation and to the initial state before the torsional deformation. There is a risk that the material of the portion from the left end of the rotating shaft (23) to the second position b will eventually become fatigued and the portion may be broken.
回転軸(23)の左端から第2の位置bまでの部分にこうした破断が生じないように、つまり回転軸(23)の長期の信頼性を確保するためには、回転軸23の材質として、耐クリープ特性(クリープしにくい特性のこと)に優れる材質を採用することである。
In order to prevent such breakage in the portion from the left end of the rotating shaft (23) to the second position b, that is, in order to ensure long-term reliability of the rotating shaft (23), the material of the rotating
しかしながら、耐クリープ特性に優れるとは、材料が捻れ変形しにくいことを意味するので、耐クリープ特性に優れる材質の回転軸(23)では、全閉時に回転軸(23)の左端から第2の位置bまでの部分での捻れ変形量が従来装置の採用している材料の捻れ変形量よりも減少する結果、回転軸(23)の左端に近い側の弁体(24A)が不完全にしか着座しない事態が生じ得る。 However, excellent creep resistance means that the material is not easily twisted and deformed. Therefore, when the rotary shaft (23) is made of a material excellent in creep resistance, the second axis from the left end of the rotary shaft (23) is fully closed. As a result of the amount of torsional deformation up to the position b being smaller than the amount of torsional deformation of the material used in the conventional apparatus, the valve body (24A) on the side near the left end of the rotating shaft (23) is incomplete. There may be situations where you are not seated.
そこで本発明は、回転軸を耐クリープ特性に優れる材質としても、シール性能を確保し得る装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an apparatus that can ensure the sealing performance even if the rotating shaft is made of a material having excellent creep resistance.
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものでない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.
本発明は、各気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路(2)と、複数の気筒の上流側メイン通路(2)が合流してなる下流側メイン通路(3)と、前記上流側メイン通路(2)から分岐するバイパス通路(11、14)と、各気筒から排出された排気が前記バイパス通路(11、14)へ流れるように、前記上流側メイン通路(2)を開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路(2)相互の連通を遮断する流路切換弁(4)とを備え、前記流路切換弁(4)は、ハウジング(21)に並んで形成される複数の弁開口部(51)をそれぞれ開閉する複数の弁体(24)が少なくとも1の共通の弁支持体(25)に取り付けられ、この1の弁支持体(25)は、ハウジング(21)側に回転可能に支持される1の回転軸(23)と一体的に回転する1の軸部(25A)に、前記少なくとも2の弁体(24)が組み付けられる1のアーム部(25B)が一体的に形成され、前記各弁体(24)は、弁本体部(26)と、この弁本体部(26)から起立する弁軸部(28)とを有し、前記弁本体部(26)の周縁(26A)が前記弁開口部(51)上流端の弁シート部(52)に当接・離脱することによって前記弁開口部(51)が開閉され、前記1のアーム部(25B)に、前記弁軸部(28)の軸心に直交する方向に所定の第1隙間を有することにより弁軸部(28)が遊嵌する貫通孔(27)が形成され、この貫通孔(27)を貫通して弁本体部(26)の反対側へ突出する弁軸部(28)の先端部に、前記貫通孔(27)よりも外径の大きい保持リング(29)が、前記1のアーム部(25B)と前記弁本体(26)との間に所定の第2隙間を残して固定され、前記1のアーム部(25B)に組み付けられる少なくとも2の弁体(24)が前記上流側メイン通路(2)の上流側に開くように構成されているエンジンの排気装置において、前記1のアーム部(25B)に組み付けられる少なくとも2の弁体(24)を前記回転軸(23)の軸方向に整列し、前記回転軸(23)を回転させるための駆動力を前記回転軸(23)の一端のみに作用させ、前記回転軸(23)の回転方向について、前記1のアーム部(25B)に組み付けられる少なくとも2の弁体(24)のうち前記駆動力の作用する回転軸(23)の一端に近い側の弁体である第1弁体(24A)の方が前記駆動力の作用する回転軸(23)の一端から遠い側の弁体である第2弁体(24B)よりも前記弁開口部(51)に相対的に近づくように、前記第1弁体(24A)の組み付けられるアーム部(25B)と、前記第2弁体(24B)の組み付けられるアーム部(25B)との間に角度差を設け、前記流路切換弁(4)の開弁要求があるとき、前記駆動力により前記回転軸(23)を開方向に駆動して前記第2弁体(24B)をストッパ(55)に当接させることにより前記流路切換弁(4)を全開状態とするとともに、この流路切換弁(4)の全開状態で前記回転軸(23)に対して開弁方向にさらに一定の駆動力を付加し続け、その後に前記流路切換弁(4)の閉弁要求があるとき、前記駆動力により前記回転軸(23)を閉弁方向に駆動する。 The present invention includes an upstream main passage (2) for each cylinder connected to each cylinder, a downstream main passage (3) formed by joining the upstream main passages (2) of a plurality of cylinders, and the upstream The upstream main passage (2) is opened and closed so that the bypass passages (11, 14) branch from the side main passage (2) and the exhaust gas discharged from each cylinder flows to the bypass passages (11, 14). And a flow path switching valve (4) that shuts off communication between the upstream main passages (2) when closed, and the flow path switching valve (4) is formed in parallel with the housing (21). A plurality of valve bodies (24) that respectively open and close the valve openings (51) are attached to at least one common valve support (25), and the one valve support (25) is located on the housing (21) side. 1 rotating shaft (23) rotatably supported by One arm portion (25B) to which the at least two valve bodies (24) are assembled is integrally formed with one shaft portion (25A) that rotates integrally, and each valve body (24) is a valve. It has a main body part (26) and a valve shaft part (28) standing up from the valve main body part (26), and a peripheral edge (26A) of the valve main body part (26) is an upstream end of the valve opening part (51). The valve opening (51) is opened and closed by coming into contact with and detaching from the valve seat portion (52), and the one arm portion (25B) is perpendicular to the axis of the valve shaft portion (28). A through hole (27) into which the valve shaft portion (28) is loosely fitted is formed by having a predetermined first gap in the through hole, and projects through the through hole (27) to the opposite side of the valve main body portion (26). A retaining ring (29) having an outer diameter larger than that of the through hole (27) is provided at the tip of the valve shaft portion (28). There is at least two valve bodies (24) that are fixed between the one arm portion (25B) and the valve body (26) leaving a predetermined second gap and assembled to the one arm portion (25B). In the engine exhaust system configured to open to the upstream side of the upstream main passage (2), at least two valve bodies (24) assembled to the one arm portion (25B) are connected to the rotating shaft (23). ), The driving force for rotating the rotating shaft (23) is applied to only one end of the rotating shaft (23), and the first arm is rotated in the rotating direction of the rotating shaft (23). Of the at least two valve bodies (24) assembled to the portion (25B), the first valve body (24A), which is the valve body on the side close to one end of the rotating shaft (23) on which the driving force acts, is driven. Of the rotating shaft (23) on which the force acts An arm portion (25B) to which the first valve body (24A) is assembled so as to be relatively closer to the valve opening (51) than the second valve body (24B) which is a valve body far from one end; An angle difference is provided between the second valve body (24B) and the arm portion (25B) to which the second valve body (24B) is assembled, and when there is a valve opening request for the flow path switching valve (4), the rotational force ( 23) is driven in the opening direction to bring the second valve body (24B) into contact with the stopper (55), so that the flow path switching valve (4) is fully opened and the flow path switching valve (4 ) In the fully open state, a further constant driving force is continuously applied to the rotating shaft (23) in the valve opening direction, and when there is a request for closing the flow path switching valve (4) thereafter, the driving force The rotary shaft (23) is driven in the valve closing direction.
また本発明は、各気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路(2)と、複数の気筒の上流側メイン通路(2)が合流してなる下流側メイン通路(3)と、前記上流側メイン通路(2)から分岐するバイパス通路(11、14)と、各気筒から排出された排気が前記バイパス通路(11、14)へ流れるように、前記上流側メイン通路(2)を開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路(2)相互の連通を遮断する流路切換弁(4)とを備え、前記流路切換弁(4)は、ハウジング(21)に並んで形成される複数の弁開口部(51)をそれぞれ開閉する複数の弁体(24A、24B)が弁体毎の独立の弁支持体(25n、25f)に取り付けられ、この弁体毎の弁支持体(25n、25f)は、ハウジング(21)側に回転可能に支持される回転軸(23)と一体的に回転する軸部(25An、25Af)に、前記少なくとも2の弁体(24A、24B)が組み付けられるアーム部(25Bn、25Bf)が一体的に形成され、前記各弁体(24)は、弁本体部(26)と、この弁本体部(26)から起立する弁軸部(28)とを有し、前記弁本体部(26)の周縁(26A)が前記弁開口部(51)上流端の弁シート部(52)に当接・離脱することによって前記弁開口部(51)が開閉され、前記弁体毎のアーム部(25Bn、25Bf)に、前記弁軸部(28)の軸心に直交する方向に所定の第1隙間を有することにより弁軸部(28)が遊嵌する貫通孔(27)が形成され、この貫通孔(27)を貫通して弁本体部(26)の反対側へ突出する弁軸部(28)の先端部に、前記貫通孔(27)よりも外径の大きい保持リング(29)が、前記弁体毎のアーム部(25Bn、25Bf)と前記弁本体(26)との間に所定の第2隙間を残して固定され、前記弁体毎のアーム部(25Bn、25Bf)に組み付けられる少なくとも2の弁体(24A、24B)が前記上流側メイン通路(2)の上流側に開くように構成されているエンジンの排気装置において、前記弁体毎のアーム部(25Bn、25Bf)に組み付けられる少なくとも2の弁体(24A、24B)を前記回転軸(23)の軸方向に整列し、前記回転軸(23)を回転させるための駆動力を前記回転軸(23)の一端のみに作用させ、前記回転軸(23)の回転方向について、前記弁体毎のアーム部(25Bn、25Bf)に組み付けられる少なくとも2の弁体(24A、24B)のうち前記駆動力の作用する回転軸(23)の一端に近い側の弁体である第1弁体(24A)の方が前記駆動力の作用する回転軸(23)の一端から遠い側の弁体である第2弁体(24B)よりも前記弁開口部(51)に相対的に近づくように、前記第1弁体(24A)の組み付けられるアーム部(25Bn)と、前記第2弁体(24B)の組み付けられるアーム部(25Bf)との間に角度差を設け、前記流路切換弁(4)の開弁要求があるとき、前記駆動力により前記回転軸(23)を開方向に駆動して前記第2弁体(24B)をストッパ(55)に当接させることにより前記流路切換弁(4)を全開状態とするとともに、この流路切換弁(4)の全開状態で前記回転軸(23)に対して開弁方向にさらに一定の駆動力を付加し続け、その後に前記流路切換弁(4)の閉弁要求があるとき、前記駆動力により前記回転軸(23)を閉弁方向に駆動する。
The present invention also provides an upstream main passage (2) for each cylinder connected to each cylinder, a downstream main passage (3) formed by joining the upstream main passages (2) of a plurality of cylinders, The bypass main passage (2) branched from the upstream main passage (2) and the upstream main passage (2) are opened and closed so that the exhaust discharged from each cylinder flows to the bypass passage (11, 14). And a flow path switching valve (4) that shuts off communication between the upstream main passages (2) when closed, and the flow path switching valve (4) is formed side by side with the housing (21). A plurality of valve bodies (24A, 24B) that respectively open and close the plurality of valve openings (51) are attached to independent valve supports (25n, 25f) for each valve body, and the valve supports (25n) for each
また本発明は、エンジンの排気通路が、エンジンの各気筒にそれぞれ接続される気筒毎の上流側メイン通路(2)と、前記気筒毎の上流側メイン通路(2)が合流してなる下流側メイン通路(3)と、前記上流側メイン通路(2)から分岐するバイパス通路(11、14)とから構成され、各気筒から排出された排気が前記バイパス通路(11、14)へ流れるように、駆動装置の駆動力によって前記各上流側メイン通路(2)が開閉される複数の流路切換弁(4)を備え、この複数の流路切換弁(4)は、少なくとも2つの弁体(24A、24B)を前記駆動装置により開閉するために前記上流側メイン通路(2)に直交し、前記駆動装置から延設される回転軸(23)と、前記回転軸(23)に設けられる少なくとも2つの弁支持体(25n、25f)とを備え、前記少なくとも2つの弁体(24A、24B)は、前記少なくとも2つの弁支持体(25n、25f)に対し前記回転軸(23)に直交する方向に所定の間隔移動可能に取り付けられるエンジンの排気浄化装置において、前記少なくとも2つの弁支持体(25n、25f)のうち前記駆動装置に近い弁支持体(25n)は前記駆動装置から遠い弁支持体(25f)よりも、前記上流側メイン通路(2)の流路切換弁の着座位置に相対的に近づくように角度差を設け、前記流路切換弁(4)の開弁要求があるとき、前記駆動力により前記回転軸(23)を開方向に駆動して前記駆動装置から遠い弁体(24B)をストッパ(55)に当接させることにより前記流路切換弁(4)を全開状態とするとともに、この流路切換弁(4)の全開状態で前記回転軸(23)に対して開弁方向にさらに一定の駆動力を付加し続ける。 Further, according to the present invention, the exhaust passage of the engine is a downstream side in which the upstream main passage (2) for each cylinder connected to each cylinder of the engine and the upstream main passage (2) for each cylinder merge. The main passage (3) and the bypass passages (11, 14) branched from the upstream main passage (2) are configured so that the exhaust discharged from each cylinder flows to the bypass passages (11, 14). And a plurality of flow path switching valves (4) in which the respective upstream main passages (2) are opened and closed by the driving force of the drive device, and the plurality of flow path switching valves (4) include at least two valve bodies ( 24A, 24B) to open and close by the driving device, the rotating shaft (23) orthogonal to the upstream main passage (2) and extending from the driving device, and at least provided on the rotating shaft (23) Two valve supports (2 n, 25f), and the at least two valve bodies (24A, 24B) move at a predetermined interval in a direction perpendicular to the rotation axis (23) with respect to the at least two valve support bodies (25n, 25f). In the exhaust gas purifying apparatus of the engine that can be attached, the valve support (25n) closer to the drive unit among the at least two valve supports (25n, 25f) is more than the valve support (25f) far from the drive unit. An angle difference is provided so as to be relatively close to the seating position of the flow path switching valve in the upstream main passage (2), and when there is a request to open the flow path switching valve (4), the driving force The rotary shaft (23) is driven in the opening direction to bring the valve body (24B) far from the driving device into contact with the stopper (55), so that the flow path switching valve (4) is fully opened. Road cut Wherein in the fully open state of the valve (4) rotation axis (23) continues adding more constant driving force in the opening direction relative to.
本発明によれば、各気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路(2)と、複数の気筒の上流側メイン通路(2)が合流してなる下流側メイン通路(3)と、前記上流側メイン通路(2)から分岐するバイパス通路(11、14)と、各気筒から排出された排気が前記バイパス通路(11、14)へ流れるように、前記上流側メイン通路(2)を開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路(2)相互の連通を遮断する流路切換弁(4)とを備え、前記流路切換弁(4)は、ハウジング(21)に並んで形成される複数の弁開口部(51)をそれぞれ開閉する複数の弁体(24)が少なくとも1の共通の弁支持体(25)に取り付けられ、この1の弁支持体(25)は、ハウジング(21)側に回転可能に支持される1の回転軸(23)と一体的に回転する1の軸部(25A)に、前記少なくとも2の弁体(24)がそれぞれ組み付けられる1のアーム部(25B)が一体的に形成され、または前記流路切換弁(4)は、ハウジング(21)に並んで形成される複数の弁開口部(51)をそれぞれ開閉する複数の弁体(24A、24B)が弁体毎の独立の弁支持体(25n、25f)に取り付けられ、この弁体毎の弁支持体(25n、25f)は、ハウジング(21)側に回転可能に支持される回転軸(23)と一体的に回転する軸部(25An、25Af)に、前記少なくとも2の弁体(24A、24B)が組み付けられるアーム部(25Bn、25Bf)が一体的に形成され、前記各弁体(24)は、弁本体部(26)と、この弁本体部(26)から起立する弁軸部(28)とを有し、前記弁本体部(26)の周縁(26A)が前記弁開口部(51)上流端の弁シート部(52)に当接・離脱することによって前記弁開口部(51)が開閉され、前記1のアーム部(25B)または弁体毎のアーム部(25Bn、25Bf)に、前記弁軸部(28)の軸心に直交する方向に所定の第1隙間を有することにより弁軸部(28)が遊嵌する貫通孔(27)が形成され、この貫通孔(27)を貫通して弁本体部(26)の反対側へ突出する弁軸部(28)の先端部に、前記貫通孔(27)よりも外径の大きい保持リング(29)が、前記1のアーム部(25B)と前記弁本体(26)との間にまたは前記弁体毎のアーム部(25Bn、25Bf)と前記弁本体(26)との間に所定の第2隙間を残して固定され、前記1のアーム部(25B)に組み付けられる少なくとも2の弁体(24または24A、24B)または前記弁体毎のアーム部(25Bn、25Bf)に組み付けられる少なくとも2の弁体(24A、24B)が前記上流側メイン通路(2)の上流側に開くように構成されているエンジンの排気装置において、前記1のアーム部(25B)に組み付けられる少なくとも2の弁体(24)または前記弁体毎のアーム部(25Bn、25Bf)に組み付けられる少なくとも2の弁体(24A、24B)を前記回転軸(23)の軸方向に整列し、前記回転軸(23)を回転させるための駆動力を前記回転軸(23)の一端のみに作用させ、前記回転軸(23)の回転方向について、前記1のアーム部(25B)に組み付けられる複数の弁体(24)のうちまたは前記弁体毎のアーム部(25Bn、25Bf)に組み付けられる少なくとも2の弁体(24A、24B)のうちまたは前記弁体毎のアーム部(25Bn、25Bf)に組み付けられる少なくとも2の弁体(24A、24B)のうち前記駆動力の作用する回転軸(23)の一端に近い側の弁体である第1弁体(24A)の方が前記駆動力の作用する回転軸(23)の一端から遠い側の弁体である第2弁体(24B)よりも前記弁開口部(51)に相対的に近づくように、前記第1弁体(24A)の組み付けられるアーム部(25Bまたは25Bn)と、前記第2弁体(24B)の組み付けられるアーム部(25Bまたは25Bf)との間に角度差を設け、前記流路切換弁(4)の開弁要求があるとき、前記駆動力により前記回転軸(23)を開方向に駆動して前記第2弁体(24B)をストッパ(55)に当接させることにより前記流路切換弁(4)を全開状態とするとともに、この流路切換弁(4)の全開状態で前記回転軸(23)に対して開弁方向にさらに一定の駆動力を付加し続け、その後に前記流路切換弁(4)の閉弁要求があるとき、前記駆動力により前記回転軸(23)を閉弁方向に駆動するので、回転軸(23)に耐クリープ特性に優れる材質を採用しても、全開状態おけるガス(排気)で暖められながらの回転軸(23)の捻れ変形によって、第1弁体(24A)の組み付けられるアーム部の角度と、第2弁体(24B)の組み付けられるアーム部の角度との差が解消され、これによってその後の全閉状態への駆動時に、第1弁体(24A)、第2弁体(24B)とも対応する弁シート部に確実に着座させることができる。 According to the present invention, an upstream main passage (2) for each cylinder connected to each cylinder, and a downstream main passage (3) formed by joining the upstream main passages (2) of a plurality of cylinders, Bypass passages (11, 14) branched from the upstream main passage (2) and the upstream main passage (2) so that the exhaust discharged from each cylinder flows to the bypass passages (11, 14). A flow path switching valve (4) that opens and closes and blocks communication between the upstream main passages (2) when closed; the flow path switching valve (4) is formed side by side with the housing (21). A plurality of valve bodies (24) that respectively open and close the plurality of valve openings (51) are attached to at least one common valve support (25), and the one valve support (25) ) Side of one rotating shaft supported rotatably ( 3) One arm portion (25B) to which the at least two valve bodies (24) are respectively assembled is integrally formed on one shaft portion (25A) that rotates integrally with 3), or the flow path switching valve In (4), a plurality of valve bodies (24A, 24B) for opening and closing a plurality of valve openings (51) formed side by side in the housing (21) are independent valve supports (25n, 25f) for each valve body. The valve support (25n, 25f) for each valve body is a shaft portion (25An, 25Af) that rotates integrally with a rotary shaft (23) that is rotatably supported on the housing (21) side. Further, an arm portion (25Bn, 25Bf) to which the at least two valve bodies (24A, 24B) are assembled is integrally formed. Each valve body (24) includes a valve body portion (26) and the valve body. Valve stem standing up from the section (26) 28), and the peripheral edge (26A) of the valve main body (26) abuts on and separates from the valve seat (52) at the upstream end of the valve opening (51), thereby allowing the valve opening (51 ) Is opened and closed, and the first arm portion (25B) or the arm portion (25Bn, 25Bf) for each valve body has a predetermined first gap in a direction perpendicular to the axis of the valve shaft portion (28). A through hole (27) into which the valve shaft part (28) is loosely fitted is formed, and the tip end of the valve shaft part (28) that protrudes through the through hole (27) to the opposite side of the valve body part (26). A retaining ring (29) having an outer diameter larger than that of the through hole (27) is provided between the one arm portion (25B) and the valve body (26) or an arm portion for each valve body ( 25Bn, 25Bf) and the valve body (26) are fixed with a predetermined second gap between them. At least two valve bodies (24 or 24A, 24B) assembled to the arm section (25B) of 1 or at least two valve bodies (24A, 24B) assembled to the arm sections (25Bn, 25Bf) for each of the valve bodies. In the engine exhaust system configured to open to the upstream side of the upstream main passage (2), at least two valve bodies (24) assembled to the one arm portion (25B) or each valve body At least two valve bodies (24A, 24B) assembled to the arm portions (25Bn, 25Bf) are aligned in the axial direction of the rotating shaft (23), and a driving force for rotating the rotating shaft (23) is rotated. A plurality of valve bodies (24) that act on only one end of the shaft (23) and are assembled to the one arm portion (25B) in the rotational direction of the rotating shaft (23). Or at least two valve bodies assembled to at least two valve bodies (24A, 24B) assembled to the arm sections (25Bn, 25Bf) for each valve body or to the arm sections (25Bn, 25Bf) for each valve body The first valve body (24A), which is a valve body closer to one end of the rotating shaft (23) on which the driving force acts, of the rotating shaft (23) on which the driving force acts on (24A, 24B). The arm portion (25B or 25Bn) to which the first valve body (24A) is assembled so as to be relatively closer to the valve opening (51) than the second valve body (24B) which is a valve body on the side far from one end. ) And the arm portion (25B or 25Bf) to which the second valve body (24B) is assembled, and when there is a valve opening request for the flow path switching valve (4), The rotation axis ( 3) is driven in the opening direction to bring the second valve element (24B) into contact with the stopper (55), so that the flow path switching valve (4) is fully opened, and the flow path switching valve (4 ) In the fully open state, a further constant driving force is continuously applied to the rotating shaft (23) in the valve opening direction, and when there is a request for closing the flow path switching valve (4) thereafter, the driving force Since the rotating shaft (23) is driven in the valve closing direction, the rotating shaft (23) is heated by the gas (exhaust) in the fully opened state even if a material having excellent creep resistance is adopted for the rotating shaft (23). Due to the torsional deformation, the difference between the angle of the arm part to which the first valve body (24A) is assembled and the angle of the arm part to which the second valve body (24B) is assembled is eliminated. The first valve body (24A) and the second valve body (2 4B) can be reliably seated on the corresponding valve seat portion.
また本発明によれば、エンジンの排気通路が、エンジンの各気筒にそれぞれ接続される気筒毎の上流側メイン通路(2)と、前記気筒毎の上流側メイン通路(2)が合流してなる下流側メイン通路(3)と、前記上流側メイン通路(2)から分岐するバイパス通路(11、14)とから構成され、各気筒から排出された排気が前記バイパス通路(11、14)へ流れるように、駆動装置の駆動力によって前記各上流側メイン通路(2)が開閉される複数の流路切換弁(4)を備え、この複数の流路切換弁(4)は、少なくとも2つの弁体(24A、24B)を前記駆動装置により開閉するために前記上流側メイン通路(2)に直交し、前記駆動装置から延設される回転軸(23)と、前記回転軸(23)に設けられる少なくとも2つの弁支持体(25n、25f)とを備え、前記少なくとも2つの弁体(24A、24B)は、前記少なくとも2つの弁支持体(25n、25f)に対し前記回転軸(23)に直交する方向に所定の間隔移動可能に取り付けられるエンジンの排気浄化装置において、前記少なくとも2つの弁支持体(25n、25f)のうち前記駆動装置に近い弁支持体(25n)は前記駆動装置から遠い弁支持体(25f)よりも、前記上流側メイン通路(2)の流路切換弁の着座位置に相対的に近づくように角度差を設け、前記流路切換弁(4)の開弁要求があるとき、前記駆動力により前記回転軸(23)を開方向に駆動して前記駆動装置から遠い弁体(24B)をストッパ(55)に当接させることにより前記流路切換弁(4)を全開状態とするとともに、この流路切換弁(4)の全開状態で前記回転軸(23)に対して開弁方向にさらに一定の駆動力を付加し続けるので、回転軸(23)に耐クリープ特性に優れる材質を採用しても、全開状態おけるガス(排気)で暖められながらの回転軸(23)の捻れ変形によって、上記の角度差が解消され、これによってその後の全閉状態への駆動時に、前記少なくとも2つの第1弁体(24A、24B)とも対応する弁シート部に確実に着座させることができる。 According to the present invention, the exhaust passage of the engine is formed by joining the upstream main passage (2) for each cylinder connected to each cylinder of the engine and the upstream main passage (2) for each cylinder. The exhaust passage is composed of a downstream main passage (3) and a bypass passage (11, 14) branched from the upstream main passage (2). Exhaust gas discharged from each cylinder flows to the bypass passage (11, 14). As described above, a plurality of flow path switching valves (4) that open and close each of the upstream main passages (2) by a driving force of the drive device are provided, and the plurality of flow path switching valves (4) include at least two valves. In order to open and close the body (24A, 24B) by the driving device, the rotating shaft (23) orthogonal to the upstream main passage (2) and extending from the driving device and the rotating shaft (23) are provided. At least two valve supports (25n, 25f), and the at least two valve bodies (24A, 24B) have a predetermined interval in a direction perpendicular to the rotation axis (23) with respect to the at least two valve support bodies (25n, 25f). In the exhaust emission control device of the engine that is movably mounted, the valve support (25n) closer to the drive device among the at least two valve supports (25n, 25f) is more than the valve support (25f) far from the drive device. Also, an angular difference is provided so as to be relatively close to the seating position of the flow path switching valve in the upstream main passage (2), and when there is a request to open the flow path switching valve (4), The rotary shaft (23) is driven in the opening direction to bring the valve body (24B) far from the driving device into contact with the stopper (55), so that the flow path switching valve (4) is fully opened. Since the rotating shaft fully opened state of the road-switching valve (4) with respect to (23) continues adding more constant driving force in the opening direction, it adopts the material having excellent creep resistance to the rotation axis (23) However, the angle difference is eliminated by the torsional deformation of the rotating shaft (23) while being warmed by the gas (exhaust gas) in the fully open state, and thereby the at least two of the at least two first states are driven during the subsequent drive to the fully closed state. The valve body (24A, 24B) can be reliably seated on the corresponding valve seat portion.
以下、この発明を直列4気筒エンジンの排気装置として適用した第1実施形態を図面に基づいて説明する。 A first embodiment in which the present invention is applied as an exhaust system for an in-line four-cylinder engine will be described below with reference to the drawings.
図1は排気装置の配管レイアウトを模式的に示した説明図であり、始めに、この図1に基づいて、排気装置全体の構成を説明する。直列に配置された1番気筒(♯1気筒)、2番気筒(♯2気筒)、3番気筒(♯3気筒)、4番気筒(♯4気筒)からなる各気筒1には、気筒毎に上流側メイン通路2が接続されている。4つの気筒に個々に接続された4本の上流側メイン通路2は、下流側で1本の下流側メイン通路3として合流しており、その合流部、換言すれば、上流側メイン通路2と下流側メイン通路3との境界となる部位には、4本の上流側メイン通路2を一斉に開閉する流路切換弁4が設けられている。この切換弁4は、冷間時に閉じられるものであって、閉時には、上流側メイン通路2と下流側メイン通路3との間の上下の連通を遮断するとともに、4本の上流側メイン通路2の間を互いに非連通状態とする構成となっている。
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the piping layout of the exhaust device. First, the configuration of the entire exhaust device will be described based on FIG. For each
流路切換弁4から下流に延びる下流側メイン通路3の途中には、メイン触媒8が介装されている。このメイン触媒8は、車両の床下に配置される容量の大きなものであって、その触媒としては、三元触媒とHCトラップ触媒とを含んでいる。以上の上流側メイン通路2と下流側メイン通路3とメイン触媒8とによって、通常の運転時に排気が通流するメイン流路が構成される。
A
一方、バイパス流路として、上流側メイン通路2の各々から、上流側バイパス通路11が分岐している。この上流側バイパス通路11は、上流側メイン通路2よりも通路断面積が十分に小さなものであって、その上流端となる分岐点12は、上流側メイン通路2のできるだけ上流側の位置に設定されている。そして、4本の上流側バイパス通路11は、下流側の合流点13で1本の下流側バイパス通路14として合流している。
On the other hand, an
なお、各通路を模式的に示した図1では、各上流側バイパス通路11が比較的長く描かれているが、実際には、可能な限り短くなっている。換言すれば、最短距離でもって下流側バイパス通路14として合流している。
In FIG. 1 schematically showing each passage, each
この下流側バイパス通路14の下流端は、下流側メイン通路3のメイン触媒8より上流側の合流点17において、下流側メイン通路3に合流している。そして、上記下流側バイパス通路14の途中には、三元触媒を用いたバイパス触媒18が介装されている。このバイパス触媒18は、バイパス流路の中で、可能な限り上流側に配置されている。上記バイパス触媒18は、メイン触媒8に比べて容量が小さな小型のものであり、望ましくは、低温活性に優れた触媒が用いられる。
The downstream end of the
下流側バイパス通路14の下流側メイン通路3への合流点17より上流の下流側メイン通路3に排気還流通路15の一端が接続されている。この排気還流通路の15の他端は、図示せぬ排気還流制御弁を介してエンジンの吸気系へと延びている。
One end of the exhaust
上記のように構成されたエンジンの排気装置においては、流路切換弁4の閉弁要求がある冷間始動後のエンジン温度ないしは排気温度が低い段階では、適宜なモータ(アクチュエータ)を介して流路切換弁4が閉じられ、メイン流路が遮断される。そのため、各気筒1から吐出された排気は、その全量が、分岐点12から上流側バイパス通路11および下流側バイパス通路14を通してバイパス触媒18へと流れる。バイパス触媒18は、排気系の上流側つまり気筒1に近い位置にあり、かつ小型のものであるので、速やかに活性化し、早期に排気浄化が開始される。また、このとき、流路切換弁4が閉じることで、各気筒1の上流側メイン通路2が互いに非連通状態となる。そのため、ある気筒から吐出された排気が他の気筒の上流側メイン通路2へと回り込む現象が防止され、この回り込みに伴う排気温度の低下が確実に回避される。
In the engine exhaust system configured as described above, when the engine temperature after the cold start or the exhaust temperature is low when the flow
一方、流路切換弁4の開弁要求があるとき、つまりメイン触媒8の暖機が進行して活性化状態になったら、流路切換弁4が開放される。これにより、各気筒1から吐出された排気は、主に、上流側メイン通路2から下流側メイン通路3を通り、メイン触媒8を通過する。このときバイパス流路側は特に遮断されていないが、バイパス流路側の方がメイン流路側よりも通路断面積が小さく、かつバイパス触媒18が介在しているので、両者の通気抵抗の差により、排気流の大部分はメイン流路側を通り、バイパス流路側には殆ど流れない。従って、バイパス触媒18の熱劣化は十分に抑制される。またバイパス流路側が完全に遮断されないことから、排気流量が大となる高回転速度高負荷時には、排気流の一部がバイパス流路側を流れることで、背圧による充填効率低下を回避することができる。
On the other hand, when there is a request to open the flow
次に、上記流路切換弁4の構成を説明する。ただし、流路切換弁4の基本的な構成そのものは公知であるので(特開2008−8284号公報参照)、流路切換弁4の基本的な構成を参考例の図2〜図4に基づいて先に概説する。ここで、図2は流路切換弁4の一部断面平面図、図3は全閉状態にあるときのハウジング21の一部縦断面図、図4はハウジング21と弁支持体25とカバー40とを示す斜視図である。
Next, the configuration of the flow
4気筒分の流路切換弁4が一つのバルブユニットとして一体化されており、流れと直交する面に沿った略矩形状をなすハウジング21に、4個の円柱状の弁開口部51が、2列に並んで、つまり正方形の頂点となる位置に、それぞれ開口形成されている。すなわち、図3にも示したように、ハウジング21にはハウジング上面21Aに対して直交する4つの円柱状の弁開口部51が形成され、弁開口部51の上流端に後述する弁本体部26が着座するテーパー状の弁シート部52が形成されている。弁開口部51は下流側メイン通路2の一部である。
The
ハウジング21の両側部には、一対の回転軸23が互いに平行に配置されている。そして、隣接する一対の弁開口部51をそれぞれ開閉する一対の円盤状の弁体24が、共通の弁支持体25を介して回転軸23に取り付けられている。
A pair of
弁支持体25は、回転軸23の外周に設けられる軸部25Aと、この軸部25Aの軸方向両端の外周より径方向外方へ突出し、一対の弁体24がそれぞれ組み付けられる一対のアーム部25Bと、により構成されている。特に弁支持体25の軸部25Aと回転軸23とが一体的に形成されており、つまり、回転軸23を含めて弁支持体25の軸部25Aとアーム部25Bとが一体的に成形されている。アーム部25Bは、略長方形の板状をなし、基端部が軸部25Aに一体的に接続しているとともに、図3に示すように、先端部に断面円形の貫通孔(取付孔)27を有している。
The
上記の弁体24は、円盤状をなす弁本体部26と、この弁本体部26の中央部から垂直に起立する弁軸部28と、を有し、円盤状の弁本体部26は周縁26Aと、平面である下面26Bと、同じく平面である上面26Cとから構成されている。そして、弁本体部26の周縁26Aが弁開口部上流端の弁シート部52に当接・離脱することによって弁開口部51が開閉される。
The
弁軸部28は貫通孔27を所定の隙間(この隙間を「第1隙間」という。)を介してアーム部25Bに対し弁軸部28の軸方向に直交する方向(図3、図7で左右方向)に緩く嵌合、すなわち遊嵌する構成となっている。そして、この貫通孔27を貫通して弁本体部26の反対側(図3の上側)へ突出する弁軸部28の先端部に、上記貫通孔27よりも外径の大きい、いわゆるワッシャとしての円盤状の保持リング29が固定されている。この保持リング29によって弁体24が弁支持体25に対して抜け止めされている。また、弁軸部28の付け根部分には、図7に示すように貫通孔27よりも一回り径の大きな基部28Aが設けられ、この基部28Aの上面28Bとアーム部25Bの下面25Cとの間に弁軸部27の軸方向の所定の隙間(この隙間を「第2隙間」という。)が生じるように、保持リング29の弁軸部28の軸方向における位置決めがされ、これによってアーム部25Bに対し弁軸部28の軸方向(回転軸23を中心とする周方向)にも弁軸部28が緩く嵌合されている。なお、基部18Aは設けなくてもかまわない。
The
ここで、上記の第1隙間及び第2隙間を「クリアランス」で総称するとすれば、弁体24とアーム部25Bとの間のクリアランスによって、弁体24は、アーム部25Bに対して弁軸部28の軸方向にも、また弁軸部28の軸方向に直交する方向(回転軸23を中心とする周方向)にも完全には固定されておらず、弁本体部26の周縁26Aが弁開口部51上流端の弁シート部52に良好に密接し得るように、アーム部25Bに対し僅かな揺動(いわゆる首振り)が可能となっている。
Here, if the first clearance and the second clearance are collectively referred to as “clearance”, the
なお、圧力差によるシール性確保の点から、弁体24が弁開口部51を上流側から開閉するように、つまり図3、図7に示したようにメイン上流側通路2の上流側(気筒1の燃焼室側)に開くように構成している。この場合、上述した上流側メイン通路2となる各気筒の排気管の端部(図示せず)が、揺動する弁体24を収容するように断面略U字形に構成され、各弁開口部51を囲むハウジング21の隔壁部30に沿ってそれぞれ溶接される。従って、ハウジング21より上流側では各気筒の上流側メイン通路2は完全に分離独立している。
From the viewpoint of ensuring sealing performance due to the pressure difference, the
各回転軸23は、カバー40とハウジング21の間に挟持され、3箇所の軸受部31,32,33でもって、ハウジング21側へ回転可能に支持されている。各カバー40は、回転軸23を挟み込んだ状態で、複数の固定ボルト41(図4参照)によって軸受部31,32,33の位置でハウジング21に締結・固定される。カバー40には固定ボルト41が挿通する複数のボルト貫通孔42が形成され、ハウジング21には固定ボルト41が螺合する雌ネジが形成されたボルト孔43が形成されている。
Each
回転軸23のハウジング21から突出した一端にはリンクプレート34が取り付けられていて、このリンクプレート34を介して回転軸23が回転方向に駆動される。ここで、2本の回転軸23のリンクプレート34は、適宜なリンク機構等の図示しない連動機構を介して互いに連動しており、図示せぬ1つのモータ(アクチュエータ)でもって同時に対称的に開閉動作する。つまり、4つの弁体24が一斉に開閉する。
A
両側の軸受部31,33でハウジング21とカバー40とにより回転可能に挟持される回転軸23の2箇所のジャーナル部23Aには、円筒状をなすシール用のブッシュ44,45が予め取り付けられている。また、弁支持体25の軸部25Aには、隣り合う2つのアーム部25Bの間の軸受部32に、ハウジング21及びカバー40側との隙間を埋めるように、略環状のスペーサ46が取り付けられている。図5に示すように、スペーサ46は、弁支持体25の2つのアーム部25Bを接続するように、軸部25Aの外周部から張り出した連結片部25Cに嵌合する開口部46Aが形成された略C字状をなしている。
回転軸23に対する各弁体24の取付角度、より具体的には、弁支持体25の軸部25Aに対する2つのアーム部25Bの角度は、例えば次のようになっている。これを図6及び図8に示す参考例を参照して説明すると、弁支持体25の軸部25Aに対する2つのアーム部25Bの角度は図6及び図8に示すように互いに異なっている。すなわち、回転軸23の回転方向について、被駆動点となるリンクプレート34に近い側の弁体(この弁体を以下「第1弁体」という。)24A(図8参照)よりもリンクプレート34から遠い側の弁体(この弁体を以下「第2弁体」という。)24B(図8参照)の方が弁開口部51に相対的に近づくように、第1弁体24Aの組み付けられるアーム部25Bと、第2弁体24Bの組み付けられるアーム部25Bとの間、つまり両アーム部25Bの間に僅かな角度差θを設けてある。従って、回転軸23が閉方向に駆動されたときに、第2弁体24Bが先に対応する弁シート部52に着座し、その後、回転軸23の捻れ変形に伴って、第1弁体24Aが対応する弁シート部52に着座する。そのため、第2弁体24Bのシール面圧が高められ、第1弁体24Aと略等しいシール面圧が得られる。なお、図8は開弁状態(全開状態)での第1、第2の2つの弁体24A、24Bの様子を示している。
The mounting angle of each
このように良好なシール性能を確保するためには、両弁体24A,24Bの取付角度、つまりは2つのアーム部25Bの角度(角度差θ)に高い寸法精度が要求される。しかしながら、仮に2つのアーム部が別体とされ、それぞれが別々に回転軸23に組み付けられる構成となっていると、製造・組付時の誤差・寸法交差によって、アーム部の角度に高い精度を確保することが困難で、良好なシール性能を確保することが難しい。
In order to ensure such a good sealing performance, high dimensional accuracy is required for the mounting angle of both
これに対して本実施形態では、1の弁支持体25を、ハウジング21側に回転可能に支持される1の回転軸23と一体的に回転する1の軸部25Aに、2つの弁体24がそれぞれ組み付けられる1のアーム部25Bが一体的に形成されたものとしている。このため、部品点数の削減による構造の簡素化・小型化や組立作業の簡素化が図られることに加え、上述したように複数のアーム部をそれぞれ別々に回転軸に取り付ける場合に比して、製造・組付時の誤差や交差による複数の弁体の組付ばらつきを低減でき、弁体24の組付寸法精度を著しく向上することができ、ひいてはシール性能及びその信頼性を著しく向上することができる。
On the other hand, in the present embodiment, one
また、ハウジング21とともに回転軸23を回転可能に挟持するカバー40が回転軸23を挟んでハウジング21に複数の固定ボルト41によって固定される構造となっており、例えば溶接等により接合・固定する場合に比して、組立作業が簡素化される。
In addition, a
さらに、ハウジング21とカバー40との軸受部31,33で回転可能に挟持される回転軸23のジャーナル部23Aにブッシュ44,45が予め取り付けられているため、組立作業が簡素化されるとともに、これらのブッシュ44,45によって外部へのガス漏れを確実に防止することができ、シール性能を更に向上することができる。
Further, since the
加えて、弁支持体25の軸部25Aには、隣り合う2つのアーム部25Bの間であって、軸受部32によって回転可能に支持される部分に、ハウジング21及びカバー40側との隙間を埋めるようにスペーサ46が取り付けられている。従って、弁支持体25を一体化した形状としつつ、スペーサ46によりこの部分に生じる隙間を最小限に抑制することができ、昇温性の向上とシール信頼性の向上とを図ることができる。
In addition, the
さらに本実施形態では、回転軸23と弁支持体25の軸部25Aとが一体的に形成されているために、より一層の部品点数削減化や寸法精度の向上等を図ることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the rotating
これで、参考例の流路切換弁4の基本的構成の概説を終了する。
This completes the outline of the basic configuration of the flow
さて、前述のように一対のリンクプレート34を、適宜なリンク機構等の図示しない連動機構を介して互いに連動し、図示しない1つのモータ(アクチュエータあるいは駆動装置)でもって4つの弁体24を同時に対称的に開閉動作する。具体的には図6及び図8に示す参考例で説明したように、回転軸23の回転方向について、第2弁体24B(図8参照)の方が第1弁体24A(図8参照)よりも弁開口部51に相対的に近づくように、両アーム部25Bの間に僅かな角度差θを設けてある。従って、回転軸23が閉方向に駆動されたときに、第2弁体24Bが先に対応する弁シート部52に着座し、その後、回転軸23の捻れ変形に伴って、第1弁体24Aが対応する弁シート部52に着座するようにしている。
Now, as described above, the pair of
これを図9、図10を参照してさらに説明する。ここで、上記の参考例では、1の弁支持体25を、ハウジング21側に回転可能に支持される1の回転軸23と一体的に回転する1の軸部25Aに、2つの弁体24A、24Bがそれぞれ組み付けられる1のアーム部25Bが一体的に形成されているのに対して、図9、図10では参考例と相違して、弁支持体25を弁体24A、24B毎に別体で形成している。以下、第1弁体24A側の弁支持体を「25n」、第2弁体24B側の弁支持体を「25f」、第1弁体24A側の弁支持体25nを構成する軸部とアーム部をそれぞれ「25An」、「25Bn」とし、第2弁体24B側の弁支持体25fを構成する軸部とアーム部をそれぞれ「25Af」、「25Bf」として区別する。ただし、弁支持体を弁体毎に別体としたのは考察のためであり、上記の参考例と同様に、1の弁支持体25を、ハウジング21側に回転可能に支持される1の回転軸23と一体的に回転する1の軸部25Aに、2つの弁体24A、24Bがそれぞれ組み付けられる1のアーム部25Bが一体的に形成されたものとしてもかわまわない。
This will be further described with reference to FIGS. Here, in the reference example described above, one
さて、1本の回転軸23、2つの弁体24A、25B及び弁体毎の弁支持体25n、25fを一体とした部品の集合を「バルブアセンブリー」というものとすると、図9はバルブアセンブリーの平面図、図10は当該バルブアセンブリーの立面図である。ただし、図10には弁体毎の2つのアーム部25Bn、25Bfの角度を相違させた3つのパターン(パターン1、パターン2、パターン3)を示している。
Now, let us say that a set of parts in which one rotating
図10において、回転軸23のうち被駆動点となるリンクプレート34に近い位置を第1の位置a、被駆動点となるリンクプレート34から遠い位置を第3の位置c、第1の位置aと第3の位置cの中央の位置を第2の位置bとする。このように回転軸23の軸方向に3つの位置a、b、cを定めたのは、捻れ変形が生じる部分を特定するためである。
In FIG. 10, the position near the
上記の参考例では回転軸23及び2つの弁体24A、24Bが図10のパターン2で示した初期位置にあり、全閉時に第2弁体24Bを先に対応する弁シート部52に着座させ、その後さらに閉弁方向に回転軸23に対する駆動力をモータで付加し続けることでモータ駆動力が作用する回転軸23の左端(一端)から第2の位置bまでの部分を捻り、第1弁体24Aを対応する弁シート部52に着座させ、これにより回転軸23を両アーム部25Bn、25Bfの間に角度差がゼロの状態、つまり図10のパターン1の状態とすることを目的としている。これは、次のような考え方に基づくものである。すなわち、流路切換弁4のシール性能を満足するためには両アーム部25Bn、25Bfの間の角度差(位相差)をなくしたい。よって、回転軸23及び2つの弁体24A、24Bの初期状態は両アーム部25Bn、25Bfの間の角度差のない図10のパターン1が理想であるが、流路切換弁4の量産時には公差範囲内で両アーム部25Bn、25Bfの間の角度差にバラツキが発生する。そこで、回転軸23及び2つの弁体24A、24Bの初期状態を予め図10のパターン2としてこの初期状態で回転軸23を閉方向に駆動し、第2弁体24Bが対応する弁シート部52に着座した後には第2段階として回転軸23に捻れ変形を生じさせることにより、両アーム部25Bn、25Bfの間の角度差に生じるバラツキを吸収させるようにしたものである。
In the above reference example, the
ここで、改めて再考すると、全閉時には、回転軸23に対し閉方向に一定量のモータ駆動力を付加し続けることにより、モータ駆動力の作用する回転軸23の左端(一端)から第2の位置bまでに捻れ変形を生じさせており、回転軸24を開方向に駆動して全開状態にすれば、回転軸23の左端から第2の位置bまでの部分は捻れ変形する前の初期状態へと復帰する。こうした捻れ変形と、捻れ変形する前の初期状態への復帰とは回転軸23を構成する材料の有するクリープ特性を利用するものであるが、捻れ変形と、捻れ変形する前の初期状態への復帰との回数(頻度)が多くなると問題が生じ得る。すなわち、エンジンを長期にわたって使用することになれば、モータ駆動力の作用する回転軸23の左端から第2の位置bまでの部分に繰り返し、捻れ変形と、捻れ変形する前の初期状態への復帰とが生じることとなり、やがて回転軸23の左端から第2の位置bまでの部分の材質に疲労が生じ当該部分が破断するおそれがある。
Here, reconsidering again, when fully closed, a constant amount of motor driving force is continuously applied to the
特に、エンジンの冷間始動時(流路切換弁の閉弁要求がある運転条件)だけでなく、冷間始動後にメイン触媒8が再び非活性状態となった場合(同じく流路切換弁の閉弁要求がある運転条件)にも、回転軸24を閉方向に駆動して流路切換弁4を全開状態から全閉状態へと切換えるものでは、捻れ変形と、捻れ変形する前の初期状態への復帰との生じる回数が一段と増えるので、破断するおそれが大きくなると考えられる。
In particular, not only when the engine is cold-started (operating conditions where the flow-path switching valve is required to close), but also when the
回転軸23にこうした破断が生じないように、つまり回転軸23の長期の信頼性確保のためには、回転軸23の材質として、耐クリープ特性(クリープしにくい特性のこと)に優れる材質を採用することである。
In order to prevent such a breakage of the
しかしながら、耐クリープ特性に優れるとは、材料が捻れ変形しにくいことを意味するので、耐クリープ特性に優れる材質の回転軸23としたとき、全閉時に回転軸23の左端から第2の位置bまでの部分での捻れ変形量が、上記参考例の採用している材料の捻れ変形量よりも減少する結果、第1弁体24Aが不完全にしか着座せずシール性能が不十分となる事態が生じ得ることが考えられる。
However, excellent creep resistance means that the material is difficult to twist and deform. Therefore, when the
そこで本発明の第1実施形態は、発想を転換し、回転軸23及び2つの弁体24A、24Bの初期状態を図10のパターン3で示した状態、つまり回転軸23の回転方向について、第1弁体24Aの方が第2弁体24Bよりも弁開口部51に相対的に近づくように、両アーム部25Bn、25Bfの間に僅かな角度差θを設ける。これは、市場での作動時間は、流路切換弁4が全開状態にある時間のほうが全閉状態にある時間より圧倒的に長いことと、回転軸23に生じる捻れ変形時の温度が全開時と全閉時とで大きく相違することとに着目するものである。
Therefore, the first embodiment of the present invention changes the concept, and the initial state of the
具体的に説明すると、回転軸23が開方向に駆動されたとき(流路切換弁4の開弁要求があるとき)に、モータ駆動力により回転軸23を開方向に駆動して第2弁体24Bを先に、図11に示したように全開位置を定めるストッパ55に当接させることにより流路切換弁4を全開状態とするともに、この全開状態で回転軸23に対して開弁方向にさらに一定のモータ駆動力を付加し続ける。この場合に、流路切換弁4が全開状態となるのは、メイン触媒8の暖機完了後であり、従ってガス(排気)が高温となっている。この高温の雰囲気では、モータ駆動力の作用する回転軸23の左端から第2の位置bまでの部分の捻れ変形量が、エンジンの冷間始動直後の状態(低温状態)でモータ駆動力の作用する回転軸23の左端から第2の位置bまでの部分の捻れ変形量よりも温度差の分だけ大きくなるため、回転軸23に上記参考例の採用している材料より耐クリープ特性に優れる材質を採用しても、全開時に回転軸23に対して開弁方向に一定のモータ駆動力を付加し続けると、モータ駆動力の作用する回転軸23の左端から第2の位置bまでの部分を、エンジンの冷間始動直後の状態(低温状態)と相違して、要求通り捻れ変形させることが可能となり、回転軸23及び2つの弁体24A、24Bを、両アーム部25Bn、25Bfの間に角度差がゼロの状態、つまり図10のパターン1の状態とすることができる。なお、図11においては、図4に示した参考例におけるカバー40を示していないが、本実施形態でも、参考例と同様に、カバー40を設けることができる。
More specifically, when the rotating
そして、メイン触媒8の活性化後に運転条件の変化によりメイン触媒8が再び非活性状態となった場合には、回転軸23が閉方向に駆動され流路切換弁4が全開状態から全閉状態へと切換えられる。このとき、回転軸23及び2つの弁体24A、24Bは図10のパターン1の状態にあるので、2つの弁体24A、24Bはほぼ同時に対応する各弁シート部52に着座する。このように、本実施形態では、メイン触媒8の活性化後でガスが高温となっている全開時にモータ駆動力の作用する回転軸23の左端から第2の位置bまでの部分に捻れ変形を生じさせて図10のパターン1の状態とするのであり、冷間始動直後でメイン触媒8がまだ活性化していない全閉時にモータ駆動力の作用する回転軸23の左端から第2の位置bまでの部分に捻れ変形を生じさせることはないのである。
When the
これに対して、上記の参考例では、回転軸23を開方向に駆動して流路切換弁4を全開状態としたとき、回転軸23から捻れ変形が除かれ図10のパターン2で示す初期状態に復帰するが、この初期状態において本実施形態のように回転軸23に対して開弁方向にさらにモータ駆動力を付加し続けても、第2の位置bから第3の位置cまでの部分はフリーの状態にあるため、モータ駆動力の作用する回転軸23の左端から第1の位置aまでの部分のみが捻れるだけであり、両アーム部25Bn、25Bfの間の角度差が解消されることはない。
On the other hand, in the above reference example, when the
一方、本実施形態において、耐クリープ特性に優れる材質を採用した回転軸23及び2つの弁体24A、24Bが図10のパターン3に示す初期状態にあると、エンジンの冷間始動時には、モータ駆動力の作用する回転軸23の左端から第2の位置bまでの部分の捻れ変形が不足して第2弁体24Bが対応する弁シート部52に不完全にしか着座しない。言い替えると、全開時における回転軸23の捻れ変形終了後には両アーム部25Bn、25Bfの間の角度差(位相差)が解消するものの、エンジン冷間始動直後の全閉時においては、両アーム部25Bn、25Bfの間の角度差によって非駆動点となるリンクプレート34から遠い側の弁体24Bのシール性能が不十分となるのである。
On the other hand, in this embodiment, when the
また、回転軸23及び2つの弁体24A、24Bが図10のパターン1の状態となって2つの弁体24A、24Bとも対応する弁シート部52に着座していても、時間が経過すれば、回転軸23が捻れ変形する前の初期状態(図10のパターン3)に復帰することが考えられ、初期状態に復帰した後には、両アーム部25Bn、25Bfの間の角度差(位相差)によって非駆動点となるリンクプレート34から遠い側の弁体24Bのシール性能が不十分となることとなる。
Further, even if the
これに対処するため、本実施形態では、弁体24についての上記クリアランス(弁体24とアーム部25Bの間のクリアランス)を利用して、2つの弁体24A、24Bをともに対応する弁シート部52に確実に着座させることとする。その際さらに、第1弁体24Aと、この第1弁体が組み付けられるアーム部25Bnとの間のクリアランスを、第2弁体24Bと、この第2弁体が組み付けられるアーム部25Bfとの間のクリアランスよりも小さくする。
In order to cope with this, in the present embodiment, the above-described clearance for the valve body 24 (clearance between the
ここで、弁体とアーム部との間のクリアランスを、第1弁体24Aのほうが第2弁体24Bよりも小さくなるようにした理由は次の通りである。すなわち、第1実施形態において図10のパターン3に示す初期状態での両アーム部25Bn、25Bfの間の角度差を考慮した上で、2つの弁体24A、24Bに対し対応する弁シート部52に着座し得るクリアランスを等しく与えることによっても流路切換弁4のシール性能を確保できる。
Here, the reason why the clearance between the valve body and the arm portion is smaller in the
しかしながら、全開状態での回転軸23の捻れ変形により両アーム部25Bn、25Bfの間の角度差が解消するまでは、全開時にストッパ55で保持されるのは第2弁体24Bのみで、第1弁体24Aは保持されないため、第1弁体24Aにバタツキ(揺動・振動)が発生し、第1弁体24Aの耐久性が問題となる。これは、全開状態での回転軸23の捻れ変形により両アーム部25Bn、25Bfの間の角度差(位相差)が解消するまでは、第1弁体24Aは対応するストッパ(図示しない)に当接することがなく、ストッパとの間に隙間が設けられたフリー状態で第1弁体24Aが高温・高圧の排気中に晒されるために、アーム部25Bnに対して第1弁体24Aがバタツク(揺動・振動する)ためである。
However, until the angular difference between the arm portions 25Bn and 25Bf is eliminated by the torsional deformation of the
この場合に、2つの弁体24A、24Bに対し対応する弁シート部52に着座し得るクリアランスを等しく与えたのでは、第1弁体24Aとアーム部25Bnとの間のクリアランスが大きく第1弁体24に生じるバタツキも大きくなる。
In this case, if the clearance that can be seated on the corresponding
そこで、第1弁体24Aについて必要以上のクリアランスを与えないために、第1弁体24Aとアーム部25Bnとの間のクリアランスを第2弁体24Bとアーム部25Bfとの間のクリアランスよりも小さくする。つまり、第1弁体24Aのほうが第2弁体24Bよりもクリアランスが小さくなるようにし、これによって第1弁体24Aのバタツキ(揺動・振動)を極力防止し、第1弁体24Aの耐久性を向上させるようにしたのである。
Therefore, in order not to give more than necessary clearance for the
このようにして、本実施形態では、エンジンの冷間始動時にあって両アーム部25Bn、25Bfの間に角度差を生じさせていたり、回転軸23が図10のパターン1の状態となって2つの弁体24A、24Bとも対応する弁シート部52に着座した後に時間が経過したことにより回転軸23が捻れ変形する前の初期状態(図10のパターン3)に復帰し両アーム部25Bn、25Bfの間に角度差を生じさせることになっても、この角度差を、弁体毎に弁体24A、24Bとアーム部25Bn、25Bfの間のクリアランスで吸収可能となり、図10のパターン3に示す初期状態でも、あるいは図10のパターン3に示す初期状態に復帰したときにも、2つの弁体24A、24Bを対応する弁シート部52にともに着座させることができると共に、その後の開弁状態では第1弁体24Aがバタツクことを極力防止することができる。
In this way, in the present embodiment, there is an angle difference between the arm portions 25Bn and 25Bf at the time of cold start of the engine, or the
このように本実施形態(請求項2に記載の発明)によれば、各気筒にそれぞれ接続された気筒毎の上流側メイン通路2と、複数の気筒の上流側メイン通路2が合流してなる下流側メイン通路3と、前記上流側メイン通路2から分岐するバイパス通路11、14と、各気筒から排出された排気がバイパス通路11、14へ流れるように、上流側メイン通路2を開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路2相互の連通を遮断する流路切換弁4と、を備え、流路切換弁4は、ハウジング21に並んで形成される複数の弁開口部51をそれぞれ開閉する4つ(複数)の弁体が弁体毎の独立の弁支持体25n、25fに取り付けられ、この弁体毎の弁支持体25n、25fは、ハウジング21側に回転可能に支持される回転軸23と一体的に回転する軸部25An、25Afに、2つ(少なくとも2)の弁体24A、24Bがそれぞれ組み付けられるアーム部25Bn、25Bfが一体的に形成され、各弁体24は、弁本体部26と、この弁本体部26から起立する弁軸部28と、を有し、弁本体部26の周縁26Aが弁開口部51上流端の弁シート部52に当接・離脱することによって弁開口部51が開閉され、弁体毎のアーム部25Bn、25Bfに、弁軸部28の軸心に直交する方向に所定の第1隙間を有することにより弁軸部28が遊嵌する貫通孔27が形成され、この貫通孔27を貫通して弁本体部26の反対側へ突出する弁軸部28の先端部に、前記貫通孔27よりも外径の大きい保持リング29が、弁体毎のアーム部25Bと弁本体26との間に所定の第2隙間を残して固定され、弁体毎のアーム部(25Bn、25Bf)に組み付けられる2つ(少なくとも2)の弁体24A、24Bが上流側メイン通路2の上流側に開くように構成されているエンジンの排気装置において、弁体毎のアーム部25Bn、25Bfに組み付けられる2つ(少なくとも2)の弁体24A、24Bを回転軸23の軸方向に整列し、回転軸23を回転させるための駆動力を回転軸23の一端のみに作用させ、回転軸23の回転方向について、弁体毎のアーム部25Bn、25Bfに組み付けられる2つ(少なくとも2)の弁体24A、24Bのうち駆動力の作用する回転軸23の一端に近い側の弁体である第1弁体24Aの方が駆動力の作用する回転軸23の一端から遠い側の弁体である第2弁体24Bよりも弁開口部51に相対的に近づくように、第1弁体24Aの組み付けられるアーム部25Bnと、第2弁体24Bの組み付けられるアーム部25Bfとの間に角度差を設け、流路切換弁4の開弁要求があるとき、駆動力により回転軸23を開方向に駆動して第2弁体24Bをストッパ55に当接させることにより流路切換弁4を全開状態とするとともに、この流路切換弁4の全開状態で回転軸23に対して開弁方向にさらに一定の駆動力を付加し続け、その後に流路切換弁4の閉弁要求があるとき、駆動力により回転軸23を閉弁方向に駆動するので、回転軸23に耐クリープ特性に優れる材質を採用しても、全開状態におけるガス(排気)で暖められながらの回転軸23の捻れ変形によって、第1弁体24Aの組み付けられるアーム部25Bnの角度と、第2弁体24Bの組み付けられるアーム部25Bfの角度との差が解消され、これによってその後の全閉状態への駆動時に、第1弁体24A、第2弁体24Bをとも対応する弁シート部に確実に着座させることができる。
Thus, according to the present embodiment (the invention according to claim 2), the upstream
本実施形態(請求項3に記載の発明)によれば、回転軸23の材質は耐クリープ特性に優れる材質であるので、回転軸23に作用する捻れ変形と、捻れ変形する前の初期状態への復帰とが繰り返し生じても、回転軸23の耐久性を高めることができる。
According to the present embodiment (the invention described in claim 3), since the material of the
本実施形態(請求項7に記載の発明)によれば、第1弁体24Aの方が第2弁体24Bよりも第1隙間及び第2隙間が小さくなるようにするので、流路切換弁4が全閉状態から全開状態となった直後に第1弁体24Aと、この第1弁体24Aが当接するストッパとの間に隙間が設けられたフリー状態で第1弁体24Aが高温・高圧の排気中に晒されても、第1弁体24Aに発生するバタツキ(揺動・振動)を抑制でき、第1弁体24の耐久性を向上させることができる。
According to this embodiment (the invention described in claim 7), the
また、本実施形態(請求項8に記載の発明)本発明によれば、エンジンの排気通路が、エンジンの各気筒にそれぞれ接続される気筒毎の上流側メイン通路2と、気筒毎の上流側メイン通路2が合流してなる下流側メイン通路3と、上流側メイン通路2から分岐するバイパス通路(11、14)とから構成され、各気筒から排出された排気がバイパス通路(11、14)へ流れるように、駆動装置の駆動力によって各上流側メイン通路2が開閉される複数の流路切換弁4を備え、この複数の流路切換弁4は、少なくとも2つの弁体24A、24Bを前記駆動装置により開閉するために上流側メイン通路2に直交し、前記駆動装置から延設される回転軸23と、回転軸23に設けられる少なくとも2つの弁支持体25n、25fとを備え、少なくとも2つの弁体24A、24Bは、少なくとも2つの弁支持体25n、25fに対し回転軸23に直交する方向(図9において上下方向)に所定の間隔移動可能に取り付けられるエンジンの排気浄化装置において、少なくとも2つの弁支持体25n、25fのうち前記駆動装置に近い弁支持体25nは前記駆動装置から遠い弁支持体25fよりも、上流側メイン通路2の流路切換弁4の着座位置に相対的に近づくように角度差を設けて構成されるので、回転軸23に耐クリープ特性に優れる材質を採用しても、全開状態おけるガス(排気)で暖められながらの回転軸23の捻れ変形によって、上記の角度差が解消され、これによってその後の全閉状態への駆動時に、少なくとも2つの弁体24A、24Bとも対応する弁シート部に確実に着座させることができる。
Further, according to the present embodiment (the invention described in claim 8), the exhaust passage of the engine has an upstream
以上のように本発明を具体的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施形態のような4気筒エンジン、あるいは2つの弁体24が1本の回転軸23を共用する構成に限定されず、3つ以上の弁体が回転軸を共用するような構成にも本発明を適用可能である。また、上記の弁軸部28では、保持リング29が圧入・固定される部分がアーム部25Bの貫通孔27を遊嵌する部分よりも小径化されているが、このような具体的な形状は任意のものである。エンジンはガソリンエンジン、ディーゼルエンジンのいずれでもかまわない。
As described above, the present invention has been described based on specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and includes various modifications and changes without departing from the spirit of the present invention. . For example, the invention is not limited to a four-cylinder engine as in the above embodiment, or a configuration in which two
実施形態では、第1弁体24Aの方が第2弁体24Bよりも第1隙間及び第2隙間が小さくなるようにする場合で説明したが、第1弁体24Aの方が第2弁体24Bよりも第1隙間または第2隙間が小さくなるようにしてもかまわない(請求項5に記載の発明)。
In the embodiment, the
2…上流側メイン通路
3…下流側メイン通路
4…流路切換弁
8…メイン触媒
11、14…バイパス通路
18…バイパス触媒
21…ハウジング
23…回転軸
24…弁体
24A…第1弁体
24B…第2弁体
25…弁支持体
25A…軸部
25B…アーム部
25Bn…第1弁体の組み付けられるアーム部
25Bf…第2弁体の組み付けられるアーム部
26…弁本体部
26A…周縁
28…弁軸部
51…弁開口部
52 弁シート部
55…ストッパ
2 ... Upstream side
Claims (8)
複数の気筒の上流側メイン通路が合流してなる下流側メイン通路と、
前記上流側メイン通路から分岐するバイパス通路と、
各気筒から排出された排気が前記バイパス通路へ流れるように、前記上流側メイン通路を開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路相互の連通を遮断する流路切換弁と
を備え、
前記流路切換弁は、ハウジングに並んで形成される複数の弁開口部をそれぞれ開閉する複数の弁体が少なくとも1の共通の弁支持体に取り付けられ、この1の弁支持体は、ハウジング側に回転可能に支持される1の回転軸と一体的に回転する1の軸部に、前記少なくとも2の弁体が組み付けられる1のアーム部が一体的に形成され、
前記各弁体は、弁本体部と、この弁本体部から起立する弁軸部と
を有し、
前記弁本体部の周縁が前記弁開口部上流端の弁シート部に当接・離脱することによって前記弁開口部が開閉され、
前記1のアーム部に、前記弁軸部の軸心に直交する方向に所定の第1隙間を有することにより弁軸部が遊嵌する貫通孔が形成され、この貫通孔を貫通して弁本体部の反対側へ突出する弁軸部の先端部に、前記貫通孔よりも外径の大きい保持リングが、前記1のアーム部と前記弁本体との間に所定の第2隙間を残して固定され、
前記1のアーム部に組み付けられる少なくとも2の弁体が前記上流側メイン通路の上流側に開くように構成されているエンジンの排気装置において、
前記1のアーム部に組み付けられる少なくとも2の弁体を前記回転軸の軸方向に整列し、
前記回転軸を回転させるための駆動力を前記回転軸の一端のみに作用させ、
前記回転軸の回転方向について、前記1のアーム部に組み付けられる少なくとも2の弁体のうち前記駆動力の作用する回転軸の一端に近い側の弁体である第1弁体の方が前記駆動力の作用する回転軸の一端から遠い側の弁体である第2弁体よりも前記弁開口部に相対的に近づくように、前記第1弁体の組み付けられるアーム部と、前記第2弁体の組み付けられるアーム部との間に角度差を設け、
前記流路切換弁の開弁要求があるとき、前記駆動力により前記回転軸を開方向に駆動して前記第2弁体をストッパに当接させることにより前記流路切換弁を全開状態とするとともに、この流路切換弁の全開状態で前記回転軸に対して開弁方向にさらに一定の駆動力を付加し続け、
その後に前記流路切換弁の閉弁要求があるとき、前記駆動力により前記回転軸を閉弁方向に駆動することを特徴とするエンジンの排気装置。 An upstream main passage for each cylinder connected to each cylinder;
A downstream main passage formed by joining upstream main passages of a plurality of cylinders;
A bypass passage branched from the upstream main passage,
A flow path switching valve that opens and closes the upstream main passage so that the exhaust discharged from each cylinder flows to the bypass passage, and shuts off the communication between the upstream main passages when closed.
In the flow path switching valve, a plurality of valve bodies that respectively open and close a plurality of valve openings formed side by side in the housing are attached to at least one common valve support body. A single arm portion, to which the at least two valve bodies are assembled, is integrally formed on a single shaft portion that rotates integrally with a single rotation shaft that is rotatably supported by
Each of the valve bodies has a valve main body portion and a valve shaft portion standing up from the valve main body portion,
The valve opening is opened and closed by the peripheral edge of the valve main body contacting and leaving the valve seat at the upstream end of the valve opening,
A through hole in which the valve shaft portion is loosely fitted is formed in the one arm portion by having a predetermined first gap in a direction orthogonal to the axis of the valve shaft portion, and the valve body passes through the through hole. A holding ring having an outer diameter larger than that of the through hole is fixed to the tip end portion of the valve shaft portion protruding to the opposite side of the portion, leaving a predetermined second gap between the first arm portion and the valve body. And
In an exhaust system for an engine configured to open at least two valve bodies assembled to the one arm portion to the upstream side of the upstream main passage,
Aligning at least two valve bodies assembled to the one arm portion in the axial direction of the rotary shaft;
A driving force for rotating the rotating shaft is applied only to one end of the rotating shaft;
Regarding the rotation direction of the rotation shaft, the first valve body which is the valve body on the side closer to one end of the rotation shaft on which the driving force acts among the at least two valve bodies assembled to the one arm portion is driven. An arm portion to which the first valve body is assembled and the second valve so as to be relatively closer to the valve opening than a second valve body which is a valve body far from one end of the rotating shaft on which a force acts; An angle difference is provided between the arm part to which the body is assembled,
When there is a request to open the flow path switching valve, the flow path switching valve is fully opened by driving the rotating shaft in the opening direction by the driving force and bringing the second valve body into contact with a stopper. Along with the fully open state of the flow path switching valve, a constant driving force is continuously applied to the rotating shaft in the valve opening direction,
When there is a request for closing the flow path switching valve thereafter, the rotary shaft is driven in the valve closing direction by the driving force.
複数の気筒の上流側メイン通路が合流してなる下流側メイン通路と、
前記上流側メイン通路から分岐するバイパス通路と、
各気筒から排出された排気が前記バイパス通路へ流れるように、前記上流側メイン通路を開閉するとともに、閉時に各上流側メイン通路相互の連通を遮断する流路切換弁と
を備え、
前記流路切換弁は、ハウジングに並んで形成される複数の弁開口部をそれぞれ開閉する複数の弁体が弁体毎の独立の弁支持体に取り付けられ、この弁体毎の弁支持体は、ハウジング側に回転可能に支持される回転軸と一体的に回転する軸部に、前記少なくとも2の弁体が組み付けられるアーム部が一体的に形成され、
前記各弁体は、弁本体部と、この弁本体部から起立する弁軸部と
を有し、
前記弁本体部の周縁が前記弁開口部上流端の弁シート部に当接・離脱することによって前記弁開口部が開閉され、
前記弁体毎のアーム部に、前記弁軸部の軸心に直交する方向に所定の第1隙間を有することにより弁軸部が遊嵌する貫通孔が形成され、この貫通孔を貫通して弁本体部の反対側へ突出する弁軸部の先端部に、前記貫通孔よりも外径の大きい保持リングが、前記弁体毎のアーム部と前記弁本体との間に所定の第2隙間を残して固定され、
前記弁体毎のアーム部に組み付けられる少なくとも2の弁体が前記上流側メイン通路の上流側に開くように構成されているエンジンの排気装置において、
前記弁体毎のアーム部に組み付けられる少なくとも2の弁体を前記回転軸の軸方向に整列し、
前記回転軸を回転させるための駆動力を前記回転軸の一端のみに作用させ、
前記回転軸の回転方向について、前記弁体毎のアーム部に組み付けられる少なくとも2の弁体のうち前記駆動力の作用する回転軸の一端に近い側の弁体である第1弁体の方が前記駆動力の作用する回転軸の一端から遠い側の弁体である第2弁体よりも前記弁開口部に相対的に近づくように、前記第1弁体の組み付けられるアーム部と、前記第2弁体の組み付けられるアーム部との間に角度差を設け、
前記流路切換弁の開弁要求があるとき、前記駆動力により前記回転軸を開方向に駆動して前記第2弁体をストッパに当接させることにより前記流路切換弁を全開状態とするとともに、この流路切換弁の全開状態で前記回転軸に対して開弁方向にさらに一定の駆動力を付加し続け、
その後に前記流路切換弁の閉弁要求があるとき、前記駆動力により前記回転軸を閉弁方向に駆動することを特徴とするエンジンの排気装置。 An upstream main passage for each cylinder connected to each cylinder;
A downstream main passage formed by joining upstream main passages of a plurality of cylinders;
A bypass passage branched from the upstream main passage,
A flow path switching valve that opens and closes the upstream main passage so that the exhaust discharged from each cylinder flows to the bypass passage, and shuts off the communication between the upstream main passages when closed.
In the flow path switching valve, a plurality of valve bodies that respectively open and close a plurality of valve openings formed side by side in a housing are attached to independent valve supports for each valve body. An arm portion to which the at least two valve bodies are assembled is integrally formed on a shaft portion that rotates integrally with a rotation shaft that is rotatably supported on the housing side,
Each of the valve bodies has a valve main body portion and a valve shaft portion standing up from the valve main body portion,
The valve opening is opened and closed by the peripheral edge of the valve main body contacting and leaving the valve seat at the upstream end of the valve opening,
A through hole in which the valve shaft portion is loosely fitted is formed in the arm portion of each valve body by having a predetermined first gap in a direction orthogonal to the axis of the valve shaft portion. A holding ring having an outer diameter larger than that of the through hole is provided at a distal end portion of the valve shaft portion protruding to the opposite side of the valve body portion, and a predetermined second gap is provided between the arm portion and the valve body for each valve body. Fixed, leaving
In an exhaust system for an engine configured to open at least two valve bodies assembled to an arm portion of each valve body to the upstream side of the upstream main passage,
Aligning at least two valve bodies assembled to the arm portion of each valve body in the axial direction of the rotary shaft;
A driving force for rotating the rotating shaft is applied only to one end of the rotating shaft;
Regarding the rotation direction of the rotary shaft, the first valve body which is the valve body on the side close to one end of the rotary shaft on which the driving force acts is selected among at least two valve bodies assembled to the arm portion for each valve body. An arm portion to which the first valve body is assembled so as to be relatively closer to the valve opening than a second valve body which is a valve body far from one end of the rotating shaft on which the driving force acts; An angle difference is provided between the arm part to which the two valve bodies are assembled,
When there is a request to open the flow path switching valve, the flow path switching valve is fully opened by driving the rotating shaft in the opening direction by the driving force and bringing the second valve body into contact with a stopper. Along with the fully open state of the flow path switching valve, a constant driving force is continuously applied to the rotating shaft in the valve opening direction,
When there is a request for closing the flow path switching valve thereafter, the rotary shaft is driven in the valve closing direction by the driving force.
前記流路切換弁の開弁要求がある運転条件はこのメイン触媒が活性状態となったときであることを特徴とする請求項1または2に記載のエンジンの排気装置。 Comprising a main catalyst interposed in the downstream main passage,
The engine exhaust system according to claim 1 or 2, wherein the operation condition in which the flow path switching valve is requested to open is when the main catalyst is activated.
エンジンの各気筒にそれぞれ接続される気筒毎の上流側メイン通路と、
前記気筒毎の上流側メイン通路が合流してなる下流側メイン通路と、
前記上流側メイン通路から分岐するバイパス通路と
から構成され、
各気筒から排出された排気が前記バイパス通路へ流れるように、駆動装置の駆動力によって前記各上流側メイン通路が開閉される複数の流路切換弁を備え、
この複数の流路切換弁は、
少なくとも2つの弁体を前記駆動装置により開閉するために前記上流側メイン通路に直交し、前記駆動装置から延設される回転軸と、
前記回転軸に設けられる少なくとも2つの弁支持体と
を備え、
前記少なくとも2つの弁体は、前記少なくとも2つの弁支持体に対し前記回転軸に直交する方向に所定の間隔移動可能に取り付けられるエンジンの排気浄化装置において、
前記少なくとも2つの弁支持体のうち前記駆動装置に近い弁支持体は前記駆動装置から遠い弁支持体よりも、前記上流側メイン通路の流路切換弁の着座位置に相対的に近づくように角度差を設け、
前記流路切換弁の開弁要求があるとき、前記駆動力により前記回転軸を開方向に駆動して前記駆動装置から遠い弁体をストッパに当接させることにより前記流路切換弁を全開状態とするとともに、この流路切換弁の全開状態で前記回転軸に対して開弁方向にさらに一定の駆動力を付加し続けることを特徴とするエンジンの排気装置。 The exhaust passage of the engine
An upstream main passage for each cylinder connected to each cylinder of the engine;
A downstream main passage formed by joining the upstream main passages for each cylinder;
A bypass passage branched from the upstream main passage,
A plurality of flow path switching valves that open and close each upstream main passage by a driving force of a driving device so that exhaust discharged from each cylinder flows to the bypass passage;
The plurality of flow path switching valves are
A rotating shaft that is orthogonal to the upstream main passage and extends from the driving device to open and close at least two valve bodies by the driving device;
And at least two valve supports provided on the rotating shaft,
In the exhaust emission control device for an engine, the at least two valve bodies are attached to the at least two valve support bodies so as to be movable at a predetermined interval in a direction orthogonal to the rotation axis.
Of the at least two valve supports, the valve support close to the drive device is angled relatively closer to the seating position of the flow path switching valve in the upstream main passage than the valve support far from the drive device. Make a difference ,
When there is a request to open the flow path switching valve, the flow path switching valve is fully opened by driving the rotating shaft in the opening direction by the driving force and bringing a valve body far from the driving device into contact with a stopper. In addition, an exhaust system for an engine , wherein a constant driving force is continuously applied to the rotating shaft in the valve opening direction when the flow path switching valve is fully opened .
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12019207B2 (en) | 2019-02-12 | 2024-06-25 | Furuno Electric Co., Ltd. | Water vapor observation instrument and water vapor observation method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4591251B2 (en) * | 2005-07-26 | 2010-12-01 | 日産自動車株式会社 | Exhaust device for internal combustion engine |
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