(57)【要約】【課題】排圧を調整する調整弁の弁座部と調整弁が着座する着座部との接触部を異物が堆積し難い構造とし、調整弁を常に円滑に作動し得るようにした排気制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関１の排気管３に設置され該排気管を開閉する排気制御弁１３と、排気制御弁の前後を迂回する排気バイパス通路１４と、排気バイパス通路に設けられ、排気制御弁閉時の排気流動を調整する調整弁１５とを備え、調整弁の弁座部１６ｂの内側面１６ｄと調整弁が着座する着座部１１ｂの内側面１４ｄとが連続面となる及び／又は調整弁の弁座部１６ｂの外側面１６ｄ０と調整弁が着座する着座部１１ｂの外側面１１ｄ０とが連続面となるように形成し、排気ガスに含まれる異物が堆積し難い構造としたものである。【選択図】　　　図３
2004108346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気管に設置され前記排気管を開閉する排気制御弁と、前記排気制御弁の前後を迂回する排気バイパス通路と、前記排気バイパス通路に設けられ、前記排気制御弁閉時の排気流動を調整する調整弁とを備え、
前記調整弁の弁座部内側面と前記調整弁が着座する着座部の内側面と、
あるいは前記調整弁の弁座部外側面と前記調整弁が着座する着座部の外側面と、
少なくともどちらか一方が連続面となるように形成されたことを特徴とする排気制御装置。
【請求項２】
前記調整弁の弁座部内側面と前記調整弁が着座する着座部の内側面と、
あるいは前記調整弁の弁座部外側面と前記調整弁が着座する着座部の外側面と、
少なくともどちらか一方が傾斜した連続面で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の排気制御装置。
【請求項３】
前記調整弁に堆積物が滞留する部分を前記弁座部から離して設けたことを特徴とする請求項１に記載の排気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気管に設置される排気制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関例えば、ガソリンエンジンの冷態始動時のＨＣ排出量を低減するには排気管の触媒装置と消音器との間に排気制御装置を設け、排気圧（以下「排圧」という）を上昇させて触媒装置内での反応を促進させることが有効であることが知られている。この排気制御装置は、排気管の触媒装置と消音器との間に配置されており、排気管を開閉する排気制御弁と、この排気制御弁の前後を迂回する排気バイパス通路と、この排気バイパス通路に設けられて排気制御弁の閉時における排気流動を調整するリリーフ弁（調整弁）とにより構成され、エンジン始動時及び暖機運転時には排気制御弁を全閉して排圧を高め、排圧が所定圧よりも高くなったときは、リリーフ弁を開いて排圧を調整するようになっている。リリーフ弁は、排気制御弁の作動時（閉時）、即ち、エンジンの始動時のみ作動し、他の運転領域ではバルブ閉の状態で静止している（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−５９４２８号公報　段落番号（００８２）、（００８３）及び図２２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
エンジンの通常運転時の排気ガス中には燃料の燃焼により生成される水分やカーボン等の異物が多く含まれており、リリーフ弁の非作動時には異物を含む水分がリリーフ弁の弁座部内側面とこのリリーフ弁が着座する着座部の内側面との段差部（特許文献１の図２２参照）やリリーフ弁の弁座部外側面とこのリリーフ弁が着座する着座部の外側面との段差部に堆積し、水分が蒸発して乾燥すると前記堆積した異物がリリーフ弁とリリーフ弁着座部とを固着させる原因となり、リリーフ弁の円滑な作動を妨げる虞がある。
【０００５】
このため、本発明では、排圧を調整する調整弁の弁座部と調整弁が着座する着座部との接触部を異物が堆積し難い構造とし、調整弁を常に円滑に作動し得るようにした排気制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、内燃機関の排気管に設置されて該排気管を開閉する排気制御弁の前後を迂回する排気バイパス通路に設けられ、前記排気制御弁閉時の排気流動を調整する調整弁の弁座部内側面と前記調整弁が着座する着座部の内側面とが連続面となるように及び／又は前記調整弁の弁座部外側面と前記調整弁が着座する着座部の外側面とが連続面となるように形成している。
【０００７】
内燃機関の冷態始動時、或いは暖機運転時には排圧制御弁が閉弁されており、排気管の排圧が上昇すると調整弁が開弁して排気ガスが排気バイパス通路を流れて排気制御弁を迂回する。エンジンが通常運転状態になると、排気制御弁が開弁され、調整弁が閉弁して非作動状態となり、排気バイパス通路が閉塞される。調整弁の弁座部と該調整弁が着座する着座部との接触部は連続面を形成していることで、接触部周辺で不連続な段差がなく異物が保持されにくく、また、排気ガスが円滑に流れ、排気ガスに含まれている異物が前記接触部周辺に堆積し難くなり、当該接触部に固着されることが防止される。これにより、常に調整弁の円滑な弁作動が可能となる。
【０００８】
請求項２の発明では、前記調整弁の弁座部内側面と前記調整弁が着座する着座部の内側面とを傾斜した連続面に形成する及び／又は前記調整弁の弁座部外側面と前記調整弁が着座する着座部の外側面とを傾斜した連続面に形成することで、排気ガスが円滑に流れ、弁座部と着座部との接触部に異物が堆積することが防止される。
【０００９】
請求項３の発明では、前記調整弁に堆積物が滞留する部分を前記弁座部から離して設けたことで、排気ガスに含まれている異物が前記滞留する部分に堆積し、弁座部と着座部との接触部に堆積することが防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。
図１は、本発明に係る排気制御装置を備えた内燃機関の構成図、図２は図１の排気制御装置の断面図、図３は図２に示す排気制御装置の要部拡大図である。図１に示すように内燃機関例えば、ガソリンエンジン１は、吸気ポート１ａに吸気管２が接続され、排気ポート１ｂに排気管３が接続されており、排気管３には触媒装置４、消音器５が当該順序で配置され、触媒装置４と消音器５との間の排気管３に排気制御装置７が配置されている。
【００１１】
排気制御装置７は、図２に示すように本体１１に排気管３の一部を構成する排気通路１２が貫通して設けられており、当該排気通路１２の略中央に排気制御弁（バタフライ弁）１３が回動自在に配置され、排気通路１２を開閉可能とされている。この排気制御弁１３は、不図示の制御手段によりエンジン１の運転状態に応じて開閉制御される。本体１１には排気制御弁１３の前後を迂回して排気バイパス通路１４が設けられている。排気バイパス通路１４は、中央部１４ｃが排気通路１２と平行をなし、入口部１４ａが排気通路１２の排気制御弁１３の上流側（前側）に、出口部１４ｂが排気通路１２の排気制御弁１３の下流側（後側）に夫々垂直に連通されている。また、本体１１には排気バイパス通路１４の入口部１４ａと整合して孔１１ａが設けられている。
【００１２】
調圧弁１５は、排気制御弁１３の閉時に排気通路１２内の排気流動を調整するためのもので排気バイパス通路１４に配置されている。調整弁１５は、弁体１６、コイルばね１７、及びキャップ１８から成る。弁体１６は、円筒体の略中央部が段差をなして括れ、且つ括れた部分の下側が閉塞された形状をなし、上部１６ａが本体１１の孔１１ａに摺動自在に嵌挿され、下端部が弁座部１６ｂとされ、下端面１６ｃが本体１１の排気バイパス通路１４の入口部１４ａと中央部１４ｃとの連設部における入口部１４ａの開口端面１１ｂ（以下「着座部１１ｂ」という）に密着可能とされている。キャップ１８は、本体１１の孔１１ａの上端に装着され、コイルばね１７は、弁体１６の上部とキャップ１８との間に縮設されて弁座部１６ｂを着座部１１ｂに密着させている。
【００１３】
図３に示すように弁体１６の弁座部１６ｂは、開口部の内側面１６ｄが排気バイパス通路１４の入口部１４ａの内側面１４ｄと連続する面をなして適宜の深さに形成され、その奥部端面１６ｅが下端面１６ｃから離隔しており、弁座部１６ｂの上方（奥部）が排気ガスの滞留する部分とされている。この弁体１６は、コイルばね１７のばね力により閉弁され、排気通路１２の排気圧力（以下「排圧」という）が前記ばね力を超えたときに開弁されて、排気バイパス通路１４を開口する。
【００１４】
図４は、図２に示す排気バイパス通路１４の入口部１４ａと弁体１６の変形例を示す拡大断面図で、弁体１６の弁座部１６ｂは、開口部の外側面１６ｄ０が排気バイパス通路１４の着座部１１ｂの外側面１１ｄ０と連続する面をなし、着座部１１ｂの外側は適宜の深さに形成され、その奥部端面１１ｅが上端面１１ｃから離隔しており、着座部１１ｂの下方（奥部）が排気ガスの滞留する部分とされている。
【００１５】
以下に作用を説明する。
図１及び図２においてエンジン１の排気ポート１ｂから排気管３に排出された排気ガスは、触媒装置４、排気管３を通して排気制御装置７の排気通路１２に流入する。排気制御弁１３は、エンジン１が冷態始動時、或いは暖機運転時には閉弁されており、排気通路１２が閉塞されている。排気通路１２内の排圧が上昇して調圧弁１１のコイルばね１７のばね力を超えると、弁体１６が押し上げられて開弁し、排気バイパス通路１４を開口する。これにより、図２の矢印で示すように排気ガスが排気制御弁１３を迂回して流れ、排気通路１２（排気管３）内の排気流動が調整される。
【００１６】
エンジン１が通常運転状態になると排気制御弁１３が開弁されて排気通路１２が開口され、触媒装置４から排出された排気ガスは、排気管６、排気通路１２を通して消音器５側へと流れる。これに伴い排気通路１２の排圧が低下し、コイルばね１７のばね力よりも低くなると、弁体１６が閉弁し、排気バイパス通路１４が閉塞される。
【００１７】
エンジン１の通常運転時の排気ガス中には燃料の燃焼により生成される水分やカーボン等の異物が多く含まれているが、弁体１６の弁座部１６ｂの内側面１６ｄと排気バイパス通路１４の入口１４ａの内側面１４ｄとが連続した面を形成していることや、弁体１６の弁座部１６ｂの外側面１６ｄ０と着座部１１ｂの外側面１１ｄ０とが連続した面を形成していることで、これら弁座部１６ｂと着座部１１ｂとの接触部には前記異物が堆積し難くなる。また、入口部１４ａ内に入り込んだ排気ガスが弁座部１６ｂの上方や着座部１１ｂの下方に滞留しても、異物は、弁体１６の弁座部１６ｂと着座部１１ｂとの接触部から離れた位置である弁体１６の内側面１６ｄと上端面１６ｅとの隅部１６ｆや、図４の着座部１１ｂの外側面１１ｄ０と下端面１１ｅとの隅部１１ｆに堆積し、接触部には堆積し難くなる。これにより、弁体１６の弁座部１６ｂと着座部１１ｂとの接触部が固着されることが防止され、調整弁１５ｈａ、常に円滑な弁作動が可能となる。
【００１８】
図５は、調整弁の弁座部と排気バイパス通路の着座部との接触部の他の実施例を示す要部拡大図である。弁体１６の弁座部１６ｂの内側面１６ｄと排気バイパス通路１４の入口１４ａの内側面１４ｄとを、弁座部１６ｂ側から排気通路１２側に向かってテーパ状に拡径し、且つ弁座部１６ｂの内側面１６ｄの奥部１６ｇ、排気バイパス通路入口部１４ａの開口端１４ｅを滑らかな曲面として、傾斜面をなす連続面に形成したものである。
【００１９】
図６は、図５に示す排気バイパス通路１４の入口部１４ａと弁体１６の変形例をし、弁体１６の弁座部１６ｂの外側面１６ｄ０と排気バイパス通路１４の着座部１１ｂの外側面１１ｄ０とを弁座部１６ｂ側からバイパス通路の入口部１４ａ側に向かってテーパ状に拡径し、且つ弁座部１６ｂの外側面１１ｄ０の奥部（上部）１６ｇ０、バイパス通路１４の着座部１１ｂの奥部１１ｅを滑らかな曲面として傾斜面をなす連続面に形成したものである。
【００２０】
弁座部１６ｂと着座部１１ｂとの接触部の連続面が傾斜し、入口部１４ａの開口端１４ｅ、弁座部１６ｂの内側面奥部１６ｇ（図５）を曲面とすることや、図６に示す着座部１１ｂの奥部端１１ｅ、弁座部１６ｂの外側面１６ｇ０を曲面とすることで、調整弁１５が閉弁時（非作動時）の排気ガスの流れの向きを矢印のように滑らかに変えることができ、排気ガスが滞留し難くなるために弁座部１６ｂと着座部１１ｂとの接触部に排気ガス中の異物が堆積し難くなる。また、排気ガス中の異物が堆積したとしても排気ガスが異物を吹き飛ばす形状をなしているために前記接触部の固着を防止し、常に円滑な弁動作を実現することが可能となる。
【００２１】
尚、上記各実施例の他、弁体１６の内側面が図３及び図４に示すような形状の連続面１６ｄの形状をなし、外側が図６に示すような形状の傾斜した連続面１６ｄ０、１１ｄ０からなる形状としてもよく、或いは、弁体１６の外側面が図４に示すような形状の連続面１６ｄ０、１１ｄ０からなる形状をなし、内側面が図６に示すような形状の傾斜した連続面１６ｇ、１４ｄからなる形状としてもよい。
【００２２】
また、本発明は、上記各実施例に限定されるものではないことは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、内燃機関の排気管に設置され前記排気管を開閉する排気制御弁の前後を迂回する排気バイパス通路に設けられて前記排気制御弁閉時の排気流動を調整する調整弁の弁座部内側面と前記調整弁が着座する着座部の内側面とが連続面となる及び／又は前記調整弁の弁座部外側面と前記調整弁が着座する着座部の外側面とが連続面となるように形成することで、排気ガスに含まれている異物が前記接触部に堆積し難くなり、固着されることが防止されて常に円滑な弁作動が確保される。
【００２４】
請求項２の発明では、調整弁の弁座部内側面と前記調整弁が着座する着座部の内側面とを傾斜した連続面とする及び／又は前記調整弁の弁座部外側面と前記調整弁が着座する着座部の外側面とを傾斜した連続面とすることで、排気ガスが円滑に流れ、弁座部と着座部との接触部に異物が堆積し難くなり、また、排気ガス中の異物が堆積したとしても排気ガスにより異物が吹き飛ばされて前記接触部の固着が防止され、より円滑な弁動作を実現することが可能となる。
【００２５】
請求項３の発明では、調整弁に堆積物が滞留する部分を前記弁座部から離して設けたことで、排気ガスに含まれている異物が弁座部と着座部との接触部に堆積することが防止されて円滑な弁作動が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排気制御装置を備えた内燃機関の構成図である。
【図２】図１の排気制御装置の断面図である。
【図３】図２に示す排気制御装置の要部拡大図である。
【図４】図２に示す弁体の弁座部と排気バイパス通路の着座部の変形例を示す断面図である。
【図５】図２に示す排気制御装置の調整弁の弁体の弁座部と排気バイパス通路の着座部の他の実施例を示す要部拡大図である。
【図６】図５に示す弁体の弁座部と排気バイパス通路の着座部の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　エンジン（内燃機関）
３　排気管
７　排気制御装置
１１　本体
１１ｂ　着座部
１３　排気制御弁
１４　排気バイパス通路
１５　調整弁
１６　弁体
１６ｂ　弁座部
【図１】
2004108346.tif 000003
【図２】
2004108346.tif 000004
【図３】
2004108346.tif 000005
【図４】
2004108346.tif 000006
【図５】
2004108346.tif 000007
【図６】
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