(57)【要約】【課題】本発明は、バルブ本体がバルブシートから離れたときのバルブ本体、アーム間のクリアランスに起因する騒音と磨耗の抑制を目的とする。【解決手段】本発明に係るバルブは、アクチュエータの力を受けて開位置と閉位置間を移動可能に構成されたアーム２７と、アーム２７の移動端に所定のクリアランスを有する状態で取付けられており、アーム２７が閉位置にあるときにバルブシート２４に押付けられて流路２４ｒを閉鎖し、アーム２７が開位置にあるときにバルブシート２４から離れて流路２４ｒを開放する構成のバルブ本体２５とを備えるバルブであって、バルブ本体２５とアーム２７とが開位置にあるときに、バルブ本体２５がアーム２７に対してガタつかないように拘束する拘束手段２２ｚが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータの力を受けて開位置と閉位置間を移動可能に構成されたアームと、前記アームの移動端に所定のクリアランスを有する状態で取付けられており、前記アームが閉位置にあるときにバルブシートに押付けられて流路を閉鎖し、前記アームが開位置にあるときに前記バルブシートから離れて流路を開放する構成のバルブ本体とを備えるバルブであって、
前記バルブ本体とアームとが開位置にあるときに、前記バルブ本体が前記アームに対してガタつかないように拘束する拘束手段が設けられていることを特徴とするバルブ。
【請求項２】
請求項１に記載されたバルブであって、
前記拘束手段は、前記バルブ本体とアームとが収納される空間の内壁面であり、
前記アームが開位置にあるときに、前記バルブ本体の一部が前記内壁面に押付けられるように構成されていることを特徴とするバルブ。
【請求項３】
請求項２に記載されたバルブであって、
前記バルブ本体は、前記内壁面に形成された突起部に押付けられるように構成されていることを特徴とするバルブ。
【請求項４】
請求項１に記載されたバルブであって、
前記拘束手段は、前記バルブ本体とアーム間に位置する弾性体であることを特徴とするバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータの力を受けて開位置と閉位置間を移動可能に構成されたアームと、前記アームの移動端に所定のクリアランスを有する状態で取付けられており、前記アームが閉位置にあるときにバルブシートに押付けられて流路を閉鎖し、前記アームが開位置にあるときに前記バルブシートから離れて流路を開放する構成のバルブ本体とを備えるバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
これに関連する従来のバルブが特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載のバルブは、車両の排気管路における流路の切替えを行うバルブであり、図７に示すように、円板状のバルブ本体１０１と、そのバルブ本体１０１を閉位置と開位置との間で移動させるアーム１０３と、流路の開口周縁に形成されたバルブシート１０４とを備えている。
排気管の壁部１０２には、アクチュエータ（図示省略）によって回転させられる回転軸１０６が支持されており、その回転軸１０６の外周面に前記アーム１０３の基端部が連結されている。そして、前記アーム１０３の先端（回動自由端）にバルブ本体１０１がそのアーム１０３に対して若干傾斜可能なように所定のクリアランスを有した状態で連結されている。これにより、前記アクチュエータの働きでアーム１０３が回転軸１０６を中心に、図７に示すように、下方に回動すると、バルブ本体１０１がバルブシート１０４に押付けられてその流路を閉鎖する。このとき、バルブ本体１０１がアーム１０３に対して若干傾斜可能なため、バルブ本体１０１がバルブシート１０４に押付けられた状態で隙間が生じ難くなる。
また、アーム１０３が回転軸１０６を中心に図７において上方に回動すると、バルブ本体１０１がバルブシート１０４から離れて流路が開放される。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２２４６３３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記したバルブでは、アーム１０３に対してバルブ本体１０１が若干傾斜可能なように所定のクリアランスを有した状態で連結されている。このため、バルブ本体１０１がバルブシート１０４から離れると、バルブ本体１０１に対するバルブシート１０４の拘束がなくなり、エンジンの振動等でバルブ本体１０１はアーム１０３に対しガタつくようになる。即ち、バルブ本体１０１がアーム１０３に対してガタつくことで騒音が発生するとともに、バルブ本体１０１とアーム１０３とが磨耗し易くなる。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明の技術的課題は、バルブ本体がバルブシートから離れたときのバルブ本体、アーム間のクリアランスに起因する騒音及び磨耗を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、アクチュエータの力を受けて開位置と閉位置間を移動可能に構成されたアームと、前記アームの移動端に所定のクリアランスを有する状態で取付けられており、前記アームが閉位置にあるときにバルブシートに押付けられて流路を閉鎖し、前記アームが開位置にあるときに前記バルブシートから離れて流路を開放する構成のバルブ本体とを備えるバルブであって、前記バルブ本体と前記アームとが開位置にあるときに、前記バルブ本体が前記アームに対してガタつかないように拘束する拘束手段が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、バルブ本体とアームとが開位置にあるときに、前記バルブ本体が前記アームに対してガタつかないように拘束する拘束手段が設けられている。このため、拘束手段の働きでバルブ本体とアームとが開位置にあるときでもガタツキに起因する騒音及び磨耗が発生しない。
なお、バルブ本体が閉位置にあるときには、バルブ本体はアームによってバルブシートに押付けられているため、バルブ本体とアーム間でガタが生じることがなく、騒音等は発生しない。
【０００８】
請求項２の発明によると、拘束手段は、バルブ本体とアームとが収納される空間の内壁面であり、前記アームが開位置にあるときに、前記バルブ本体の一部が前記内壁面に押付けられるように構成されていることを特徴とする。
このように、開位置でバルブ本体の一部が空間の内壁面に押付けられるため、その内壁面によってバルブ本体が拘束され、バルブ本体がアームに対してガタつくことがない。また、拘束手段としてバルブ本体とアームとが収納される空間の内壁面を使用できるため、拘束手段を設けることでコストアップにならない。
【０００９】
請求項３の発明によると、バルブ本体は、内壁面に形成された突起部に押付けられるように構成されている。
請求項４の発明によると、拘束手段は、バルブ本体とアーム間に位置する弾性体であることを特徴とする。
このため、構造上、バルブ本体を前記空間の内壁面に押付けられない場合でも、ガタツキに起因する騒音及び磨耗を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、バルブ本体がバルブシートから離れたときのバルブ本体、アーム間のクリアランスに起因する騒音及び磨耗を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施形態１）
以下、図１から図６に基づいて本発明の実施形態１に係るバルブの説明を行う。本実施形態に係るバルブは、車両の排気管路に設けられており、排気ガスの流路の切替えに使用される排気切替えバルブである。ここで、図１は前記排気切替えバルブの断面図であり、図２は前記排気切替えバルブのアクチュエータとアームとバルブ本体の関係を表す斜視図である。図３は車両の排気管路の概要を表す模式図である。また、図４から図６は変更例に係る排気切替えバルブの断面図である。
【００１２】
＜車両の排気管路１０の概要について＞
本実施形態に係る排気切替えバルブ２０について説明する前に、図３に基づいて、その排気切替えバルブ２０が設けられている車両の排気管路１０について簡単に説明する。
車両の排気管路１０は、エンジンＥの排気側に接続されたエキゾーストマニホールド１２と、エキゾーストマニホールド１２の下流側で並列に設けられた第１管路１４、第２管路１５と、両管路１４，１５の下流側に設けられた主管路１７とから構成されている。第１管路１４には、排気ガス中のハイドロカーボン（ＨＣ）を吸着するための吸着材１４ｓが設けられている。また、第２管路１５には、排気ガスの流れを第１管路１４側、あるいは第２管路１５側に切替えるための排気切替えバルブ２０が設けられている。また、主管路１７には、排気ガス中の有毒物質であるＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘを毒性のないＣＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｎ２に変化させて排出する触媒１７ｃが設けられている。
前記排気切替えバルブ２０は、エンジンＥの始動後、一定時間（約30秒）だけ閉鎖され、その後は全開に保持される。これにより、エンジンＥの始動後、約30秒間だけ排気ガスは第１管路１４の吸着材１４ｓを通過するようになる。この結果、触媒１７ｃの能力が低下している始動（低温）時に吸着材１４ｓにより排気ガス中のＨＣを良好に除去できるようになる。そして、一定時間後に排気切替えバルブ２０が開かれると、排気ガスは第２管路１５側を流れ、通気抵抗が大きい吸着材１４ｓ側を流れなくなる。これにより、排気ガスはエンジンＥから直接（吸着材１４ｓを介さず）触媒１７ｃまで導かれる。このとき、触媒１７ｃは排気ガスによって暖められているため、排気ガス中のＨＣは触媒によって無害化される。
【００１３】
＜排気切替えバルブ２０の構成について＞
排気切替えバルブ２０は、図１に示すように、第２管路１５に取付けられるバルブボディ２２と、バルブボディ２２に設けられたバルブシート２４と、バルブシート２４の流路２４ｒを開閉するバルブ本体２５と、バルブ本体２５を開位置と閉位置との間で移動させるアーム２７、及びアクチュエータ３０等（図２参照）とから構成されている。
バルブボディ２２は、図１に示すように、上流側にバルブシート２４、下流側に出口流路２２ｐを備える筒状の密閉容器であり、例えば、ステンレス鋳物により構成される。バルブボディ２２の上流端には平板状の先端壁部２２ｗが形成されており、その先端壁部２２ｗの中央部分に貫通孔２２ｈが形成されている。そして、前記先端壁部２２ｗの貫通孔２２ｈに円筒形のバルブシート２４が挿通されて、溶接等により固定されている。バルブシート２４は、円筒部分の内側が流路２４ｒとなっており、その円筒部分の一端（先端面２４ｆ）が先端壁部２２ｗの表面と連続するように位置決めされている。そして、前記バルブシート２４の他端（後端面２４ｅ）がバルブ本体２５を受けるシート面２４ｅとなっている。
【００１４】
バルブボディ２２の内部には、図１に示すように、バルブシート２４の近傍にそのバルブシートと直交するように回転軸３１が位置決めされている。回転軸３１は、図２に示すように、回転可能状態で軸受部３２に挿通されており、その軸受部３２がバルブボディ２２の側壁部２２ｓを貫通した状態でその側壁部２２ｓに溶接等により固定されている。そして、前記軸受部３２からバルブボディ２２の内部に突出する回転軸３１の先端部分にアーム２７が直角に取付けられている。
アーム２７は、平板部２７ｆと、その平板部２７ｆの基端部に設けられた円筒部２７ｅとを備えており、その円筒部２７ｅに前記回転軸３１の先端部分が挿入固定されている。このため、前記回転軸３１が回転すると、図１に示すように、アーム２７はその回転軸３１の軸心を中心にして左回動、あるいは右回動するようになる。
アーム２７の平板部２７ｆには、先端部中央にバルブ本体２５の連結軸２５ｊが通される貫通孔２７ｈ（図１参照）が形成されており、その平板部２７ｆの端縁部分に先端から基端部にかけて補強リブ２７ｒ（図２参照）が折り曲げ成形されている。
【００１５】
バルブ本体２５は、バルブシート２４よりも大径に形成された円板部２５ｅと、その円板部２５ｅと同軸に形成されてアーム２７の貫通孔２７ｈに通される連結軸２５ｊと、その貫通孔２７ｈに対する連結軸２５ｊの抜け止めを図る抜け止め板部２５ｘとから構成されている。そして、円板部２５ｅと抜け止め板部２５ｘ間の隙間寸法がアーム２７の平板部２７ｆの厚み寸法よりも大きく設定されている。また、アーム２７の貫通孔２７ｈの内径寸法がバルブ本体２５の連結軸２５ｊの外径寸法よりも若干大きく設定されている。このため、バルブ本体２５はアーム２７に対して軸方向及び半径方向にクリアランス分だけ変位することが可能になる。即ち、バルブ本体２５はアーム２７に対して所定のクリアランスを有する状態で取付けられている。
【００１６】
バルブ本体２５は、図１に示すように、アーム２７が回転軸３１の軸心を中心にして左回動（白矢印参照）することで、バルブシート２４のシート面２４ｅにほぼ同軸に当接し、バルブシート２４の流路２４ｒを閉鎖できるように構成されている。ここで、バルブ本体２５がバルブシート２４のシート面２４ｅに当接する位置をアーム２７及びバルブ本体２５の閉位置という。
また、アーム２７が回転軸３１の軸心を中心にして右回動することで、バルブ本体２５はバルブシート２４から離れ、バルブシート２４の流路２４ｒを開放できるように構成されている。ここで、バルブボディ２２の側壁部２２ｓには、アーム２７が閉位置から約90°右回動したときに、バルブ本体２５の抜け止め板部２５ｘの背面突起２５ｚが当接するように構成された突起部２２ｚが設けられている。このように、バルブ本体２５の抜け止め板部２５ｘがバルブボディ２２の突起部２２ｚに当接する位置をアーム２７及びバルブ本体２５の開位置という。
【００１７】
前記アーム２７及びバルブ本体２５を回動させるための回転軸３１の基端部は、図２に示すように、軸受部３２からバルブボディ２２の外側に突出しており、その回転軸３１の基端部に作動リンク３４の一端が相対回転不能な状態で連結されている。そして、作動リンク３４の他端に連結ピン３５ｓを介してアクチュエータ３０のロッド３５が相対回動可能な状態で連結されている。
アクチュエータ３０は、ダイヤフラム式のアクチュエータであり、本体ケース部３８の内部空間がダイヤフラムによって大気室と負圧室とに仕切られている。そして、本体ケース部３８の負圧ポート３８ｐが負圧室と連通するように構成されている。負圧ポート３８ｐには、エンジンの吸気通路（図示省略）に接続される負圧配管３８ｔが接続されており、その負圧配管３８ｔの途中位置に三方切替え電磁弁３９が取付けられている。そして、電磁弁３９がオンすることで、本体ケース部３８の負圧室とエンジンの吸気通路とが連通し、前記負圧室に前記吸気通路の負圧が加わるようになる。これにより、アクチュエータ３０のロッド３５が大気室と負圧室との差圧に起因する力で引き上げられる。
また、電磁弁３９がオフすると、本体ケース部３８の負圧室が大気開放され、その負圧室と大気室との差圧が零になる。ここで、本体ケース部３８の内部には、前記負圧室と大気室との差圧が零の状態で、ロッド３５を下限位置まで戻すバネ（図示省略）が設けられている。
【００１８】
＜排気切替えバルブ２０の動作について＞
前記電磁弁３９がオンしてアクチュエータ３０のロッド３５が引き上げられると、作動リンク３４が図２において上方に回動する。これにより、図１において、回転軸３１、アーム２７及びバルブ本体２５が左回転し、バルブ本体２５がバルブシート２４のシート面２４ｅに当接して流路２４ｒを閉鎖する。即ち、排気切替えバルブ２０が閉じられる。このとき、アーム２７がバルブ本体２５をバルブシート２４のシート面２４ｅに押付けるため、アーム２７とバルブ本体２５間でガタが生じることはない。
また、電磁弁３９がオフし、アクチュエータ３０のロッド３５が前記バネ力で下降すると、作動リンク３４は図２において下方に回動する。これにより、図１において、回転軸３１、アーム２７及びバルブ本体２５が右回転し、バルブ本体２５がバルブシート２４のシート面２４ｅから離れる。そして、アクチュエータ３０のロッド３５が下限位置近傍まで戻されると、バルブ本体２５の抜け止め板部２５ｘの背面突起２５ｚがバルブボディ２２の側壁部２２ｓの突起部２２ｚに当接する。この状態で、排気切替えバルブ２０が全開となる。このとき、アーム２７がアクチュエータ３０の力（バネ力）を受けてバルブ本体２５をバルブボディ２２の突起部２２ｚに押付けるため、アーム２７とバルブ本体２５間でガタが生じることはない。
即ち、バルブボディ２２の突起部２２ｚが本発明の拘束手段に相当する。
【００１９】
＜本実施形態に係る排気切替えバルブ２０の長所について＞
本実施形態に係る排気切替えバルブ２０によると、バルブ本体２５とアーム２７とが開位置にあるときに、バルブ本体２５がアーム２７に対してガタつかないように拘束する拘束手段（バルブボディ２２の突起部２２ｚ）が設けられている。このため、拘束手段（バルブボディ２２の突起部２２ｚ）の働きでバルブ本体２５とアーム２７とが開位置にあるときでもガタツキに起因する騒音及び磨耗が発生しない。
なお、バルブ本体２５が閉位置にあるときには、バルブ本体２５はアーム２７によってバルブシート２４に押付けられているため、バルブ本体２５とアーム２７間でガタが生じることがなく、騒音等は発生しない。
また、拘束手段としてバルブ本体２５とアーム２７とが収納される空間の内壁面を使用できるため、拘束手段を設けることでほとんどコストアップにならない。
【００２０】
＜変更例＞
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、図１に示すように、アーム２７及びバルブ本体２５を閉位置と開位置との間で約90°回動させる例を示した。しかし、図４に示すように、開位置でバルブ本体２５の抜け止め板部２５ｘが当接するバルブボディ２２の突起部２２ｚの突出量を大きくし、アーム２７及びバルブ本体２５の回動範囲を90°よりも小さくすることも可能である。
また、本実施形態では、図１に示すように、開位置でバルブ本体２５の抜け止め板部２５ｘをバルブボディ２２の突起部２２ｚに押付けることで、アーム２７とバルブ本体２５間のガタを抑制する例を示した。しかし、図５に示すように、アーム２７の平板部２７ｆとバルブ本体２５の抜け止め板部２５ｘとの間にバネ４１を介在させることで、アーム２７とバルブ本体２５間のガタを抑制する構成も可能である。ここで、バネ４１としては、ステンレス鋼の皿バネを使用するのが好ましい。また、バネ４１をアーム２７の平板部２７ｆとバルブ本体２５の抜け止め板部２５ｘとの間に装着することで、バルブ本体２５の円板部２５ｅの熱がバネ４１に伝わり難くなる。このように、前記バネ４１を使用することで、構造上、バルブ本体２５をバルブボディ２２の突起部２２ｚに押付けることができない場合でも、アーム２７とバルブ本体２５間のガタを抑制できる。
【００２１】
また、本実施形態では、開位置でバルブ本体２５の抜け止め板部２５ｘをバルブボディ２２の突起部２２ｚに押付けてアーム２７とバルブ本体２５間のガタを抑制する例を示したが、図６に示すように、バルブ本体２５の円板部２５ｅをバルブボディ２２の突起部２２ｚに押付ける構成でも可能である。
また、本実施形態では、バルブ本体２５の一部をバルブボディ２２の突起部２２ｚに押付ける例を示したが、突起部２２ｚを設けずにバルブボディ２２の内壁面に直接押付ける構成でも可能である。
また、本実施形態では、バルブボディ２２を備える排気切替えバルブを例示したが、バルブボディ２２を省略し、バルブ本体２５及びアーム２７等を直接管路に組み込む構成も可能である。
また、本実施形態では、車両の排気管路で使用される排気切替えバルブに本発明に係るバルブを適用する例を示したが、車両の排気管路以外の部分で本発明に係るバルブを使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態１に係る排気切替えバルブの断面図である。
【図２】前記排気切替えバルブのアクチュエータとアームとバルブ本体の関係を表す斜視図である。
【図３】車両の排気管路の概要を表す模式図である。
【図４】変更例に係る排気切替えバルブの断面図である。
【図５】変更例に係る排気切替えバルブの断面図である。
【図６】変更例に係る排気切替えバルブの断面図である。
【図７】従来の排気切替えバルブの断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
２０・・・・排気切替えバルブ（バルブ）
２２・・・・バルブボディ
２２ｚ      ・・・突起部（拘束手段）
２４・・・・バルブシート
２４ｅ・・・シート面
２４ｒ      ・・・流路
２５・・・・バルブ本体
２５ｅ・・・円板部
２７・・・・アーム
３０・・・・アクチュエータ
３１・・・・回転軸
４１・・・・バネ（弾性体、拘束手段）
【図１】
2010065617.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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