閥門結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 該申請基于2014年10月9日提交的在先日本專利申請第2014-208041號并且要 求其優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本文所討論的實施例涉及閥門結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0004] 作為設(shè)置至排氣管的閥門結(jié)構(gòu)，例如，日本實用新型公開（JP-U)第H03-51124號 描述了一種設(shè)置至消聲器的外殼的結(jié)構(gòu)，其中，當(dāng)高壓排氣作用在通過彈簧抵靠開口而被 偏置的閥體上時，閥體繞著軸旋轉(zhuǎn)并且開啟該開口。
[0005] 例如，在日本專利申請公開（JP-A)第H09-303143號中有對如下結(jié)構(gòu)的描述：在 該結(jié)構(gòu)中，蝶閥固定至設(shè)置成關(guān)于殼體能夠旋轉(zhuǎn)的閥軸。在JP-A第H09-303143號中，通 過圍繞閥軸的外周纏繞的回彈彈簧的恢復(fù)力，蝶閥被不斷地沿著關(guān)閉方向偏置。JP-A第 H09-303143號的結(jié)構(gòu)為壓縮彈簧的彈簧力作用在固定至閥軸的聯(lián)桿上的結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)y開啟 時，壓縮彈簧的彈簧力作用在蝶閥關(guān)閉方向上直至該聯(lián)桿的聯(lián)接銷到達(dá)翻轉(zhuǎn)位置的點。當(dāng) 聯(lián)接銷經(jīng)過該翻轉(zhuǎn)位置時，壓縮彈簧的彈簧力作用在蝶閥開啟方向上。
[0006] 相關(guān)專利文獻(xiàn)
[0007] JP-U 第 H03-51124 號
[0008] JP-A 第 HO9-3O3H3 號
[0009] 作為用于通過使閥門構(gòu)件旋轉(zhuǎn)（搖擺）而開啟和關(guān)閉排氣管的內(nèi)部的閥門結(jié)構(gòu)， 存在通過使用彈簧等將閥門構(gòu)件偏置到關(guān)閉位置的結(jié)構(gòu)。當(dāng)部分彈簧力作為大載荷作用在 閥門構(gòu)件的軸上時，逆著軸承部的摩擦變大，并且該閥門構(gòu)件變得難以關(guān)閉。如果沿著關(guān)閉 方向的彈簧力設(shè)定得大以便可靠地關(guān)閉該閥門構(gòu)件（維持關(guān)閉位置），則會變得難以確保 大的開啟角度。
[0010] 而且，盡管可以想象到聯(lián)桿附接至旋轉(zhuǎn)軸并且彈簧力作用在該聯(lián)桿上的結(jié)構(gòu)，但 是在扭簧圍繞旋轉(zhuǎn)軸纏繞的結(jié)構(gòu)中，對于該聯(lián)桿難以確保有效的長度。
[0011] 考慮到上述情況，通過減小將閥門構(gòu)件沿著關(guān)閉方向偏置的偏置構(gòu)件的偏置力而 減小旋轉(zhuǎn)軸和軸承之間的摩擦，從而使本發(fā)明解決獲得確保閥門構(gòu)件的大開啟角度的閥門 結(jié)構(gòu)的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 在第一方案中，閥門構(gòu)件設(shè)置在排氣管處，并且當(dāng)由排氣接觸時從封堵排氣管的 關(guān)閉位置旋轉(zhuǎn)到開放排氣管的開啟位置，當(dāng)沿著排氣流動方向觀察閥門構(gòu)件時，旋轉(zhuǎn)軸在 閥門構(gòu)件的外周的切線內(nèi)側(cè)且避開閥門構(gòu)件的中心點的位置處固定至閥門構(gòu)件，并且附接 至排氣管以便能夠旋轉(zhuǎn)，聯(lián)桿構(gòu)件（link member)固定至旋轉(zhuǎn)軸并且在沿著流動方向與旋 轉(zhuǎn)軸間隔開的位置處包括作用點，并且拉力彈簧設(shè)置在排氣管處并且引起拉力不斷地作用 在作用點上以產(chǎn)生朝向閥門構(gòu)件的關(guān)閉方向的旋轉(zhuǎn)力。
[0013] 在這種閥門結(jié)構(gòu)中，閥門構(gòu)件以旋轉(zhuǎn)軸作為旋轉(zhuǎn)中心來旋轉(zhuǎn)，并且開啟和關(guān)閉排 氣管的內(nèi)部。
[0014] 拉力彈簧的拉力作用在固定至旋轉(zhuǎn)軸的聯(lián)桿構(gòu)件的作用點上。該拉力的一部分作 為朝向閥門構(gòu)件關(guān)閉方向的旋轉(zhuǎn)力作用在旋轉(zhuǎn)軸上。即，閥門構(gòu)件接收來自拉力彈簧的拉 力的朝向關(guān)閉方向的旋轉(zhuǎn)力。當(dāng)來自排氣、朝向開啟方向作用在閥門構(gòu)件上的力變大時，閥 門構(gòu)件抵抗來自拉力彈簧的拉力的沿著關(guān)閉方向的旋轉(zhuǎn)力而沿著開啟方向旋轉(zhuǎn)。
[0015] 旋轉(zhuǎn)軸（旋轉(zhuǎn)中心）位于閥門構(gòu)件的外周的切線內(nèi)側(cè)并且避開閥門構(gòu)件的中心點 的位置處。即，來自排氣、作用在閥門構(gòu)件上的力作為沿著彼此相反的方向的旋轉(zhuǎn)力作用在 以旋轉(zhuǎn)軸作為它們之間邊界的大面積部（包括中心點的面，受壓面）和小面積部（不包括 中心點的面）上。來自排氣的作用在閥門構(gòu)件的大面積部上的力的一部分被作用在小面積 部上的力抵消。與旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在閥門構(gòu)件的外周的切線的位置處的結(jié)構(gòu)相比，來自排氣的 沿著開啟方向作用在閥門構(gòu)件上的有效的力因此更小。
[0016] 通過這種方式，來自排氣的沿著開啟方向作用在閥門構(gòu)件上的力更小，并因此即 便針對拉力彈簧設(shè)定小拉力，閥門構(gòu)件仍能夠可靠地返回到關(guān)閉位置，或者在存在微弱的 排氣流動的狀態(tài)下，能夠維持關(guān)閉位置。
[0017] 通過使拉力彈簧的拉力更弱，來自拉力彈簧的拉力在旋轉(zhuǎn)軸上沿著朝向旋轉(zhuǎn)中心 的方向的分量也會變得更小。摩擦力作用于旋轉(zhuǎn)軸和軸承之間，然而，該摩擦力同樣更小。 更小的摩擦力實現(xiàn)了針對閥門構(gòu)件的開啟位置設(shè)定大的旋轉(zhuǎn)角度。
[0018] 另外，在第一方案中，拉力彈簧為引起產(chǎn)生朝向閥門構(gòu)件關(guān)閉方向的旋轉(zhuǎn)力的拉 力不斷地作用在作用點上的構(gòu)件。例如，相較于該構(gòu)件通過圍繞旋轉(zhuǎn)軸纏繞的扭簧構(gòu)成的 結(jié)構(gòu)，該構(gòu)件因此在聯(lián)桿構(gòu)件的形狀上給予了高自由度。將聯(lián)桿構(gòu)件的作用點的位置設(shè)定 成遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸足夠的距離能夠使作用在旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩變得更大。這樣因此能夠使拉力彈 簧的拉力被設(shè)定成更小，如此能夠使來自拉力彈簧的拉力在旋轉(zhuǎn)軸上沿著朝向旋轉(zhuǎn)中心的 方向的分量變得更小。
[0019] 第二方案為如下的第一方案：包括閥門構(gòu)件的中心點的受壓面具有朝向流動方向 的下游側(cè)凸出的形狀。
[0020] 因此，當(dāng)閥門構(gòu)件處在開啟位置的方位時，隨著逐漸遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸，由于排氣流動而 作用的表面壓力更高，并且使閥門構(gòu)件朝向開啟位置旋轉(zhuǎn)的力也更大。
[0021] 第三方案為如下的第二方案：如在沿著流動方向剖切的剖面中觀察到的，受壓面 的曲率隨著同旋轉(zhuǎn)軸的距離增加而增加，或者是恒定的。
[0022] 如在沿著流動方向剖切的剖面中觀察到的，如果受壓面的曲率成形為使得隨著同 旋轉(zhuǎn)中心的距離增加而減小，則會擔(dān)心當(dāng)排氣撞擊受壓面并且沿著受壓面流動時可能產(chǎn)生 負(fù)壓。正如在第三方案中，通過使受壓面的曲率隨著同旋轉(zhuǎn)中心的距離增加而增加或者恒 定，能夠抑制負(fù)壓的產(chǎn)生，并因此存在使閥門構(gòu)件朝向開啟位置旋轉(zhuǎn)的大的力。
【附圖說明】
[0023] 圖1為圖示出第一示例性實施例的閥門結(jié)構(gòu)連同排氣管的一部分的立體圖。
[0024] 圖2為圖示出在從排氣流的上游側(cè)觀察時的狀態(tài)下、第一示例性實施例的閥門結(jié) 構(gòu)連同排氣管的一部分的正視圖。
[0025] 圖3為圖示出第一示例性實施例的閥門結(jié)構(gòu)連同排氣管的一部分的俯視圖。
[0026] 圖4為圖示出第一示例性實施例的閥門結(jié)構(gòu)連同排氣管的一部分的側(cè)視圖。
[0027] 圖5為沿著圖2的線5-5剖切并且圖示出第一示例性實施例的閥門結(jié)構(gòu)中的閥門 構(gòu)件的關(guān)閉狀態(tài)的剖視圖。
[0028] 圖6為在與圖5相同的位置處并且圖示出第一示例性實施例的閥門結(jié)構(gòu)中的閥門 構(gòu)件的開啟狀態(tài)的剖視圖。
[0029] 圖7A為圖示出第一比較實例的閥門構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)軸之間的關(guān)系的示意圖。
[0030] 圖7B為圖示出第一示例性實施例的閥門構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)軸之間的關(guān)系的示意圖。
[0031] 圖7C為圖示出并非本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的閥門結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)軸之間的關(guān)系的示意圖。
[0032] 圖8A為圖示出第一比較實例的閥門構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)軸之間的關(guān)系的示意圖。
[0033] 圖8B為圖示出第一示例性實施例的閥門構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)軸之間的關(guān)系的示意圖。
[0034] 圖8C為圖示出并非本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的閥門結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)軸之間的關(guān)系的示意圖。
[0035] 圖9A為圖示出在第一示例性實施例中來自回彈彈簧的拉力作用在處于關(guān)閉位置 的閥門構(gòu)件上的狀態(tài)的說明圖。
[0036] 圖9B為圖示出在第一示例性實施例中來自回彈彈簧的拉力作用在處于關(guān)閉位置 和開啟位置之間的閥門構(gòu)件上的狀態(tài)的說明圖。
[0037] 圖9C為圖示出在第一示例性實施例中來自回彈彈簧的拉力作用在處于開啟位置 的閥門構(gòu)件上的狀態(tài)的說明圖。
[0038] 圖10為定性地圖示出在第一示例性實施例中作用在閥門構(gòu)件上的旋轉(zhuǎn)力與該閥 門構(gòu)件的開啟角度之間的關(guān)系的曲線圖。
[0039] 圖11為圖示出第二示例性實施例的閥門結(jié)構(gòu)連同排氣管的一部分的立體圖。
[0040] 圖12為圖示出在閥門構(gòu)件處于關(guān)閉狀態(tài)時第二示例性實施例的閥門結(jié)構(gòu)的剖視 圖。
[0041] 圖13為圖示出在閥門構(gòu)件處于開啟狀態(tài)時第二示例性實施例的閥門結(jié)構(gòu)的剖視 圖。
[0042] 圖14A為圖示出在閥門構(gòu)件處于關(guān)閉狀態(tài)時第二示例性實施例的閥門結(jié)構(gòu)的示 意圖。
[0043] 圖14B為圖示出在閥門構(gòu)件處于開啟狀態(tài)時第二示例性實施例的閥門結(jié)構(gòu)的示 意圖。
[0044] 圖15A為圖示出在閥門構(gòu)件處于關(guān)閉狀態(tài)時第二示例性實施例的第一修改實例 的閥門結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0045] 圖15B為圖示出在閥門構(gòu)件處于開啟狀態(tài)時第二示例性實施例的第一修改實例 的閥門結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0046] 圖16A為圖示出在閥門構(gòu)件處于關(guān)閉狀態(tài)時第二示例性實施例的第二修改實例 的閥門結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0047] 圖16B為圖示出在閥門構(gòu)件處于開啟狀態(tài)時第二示例性實施例的第二修改實例 的閥門結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0048] 圖17為圖示出在從排氣流的上游側(cè)觀察時，第三示例性實施例的閥門結(jié)構(gòu)連同 排氣管的一部分的正視圖。
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