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(shí)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(shí)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(diǎn)。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(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn) 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(diǎn)的面，受壓面）和小面積部（不包括 中心點(diǎn)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)施例的第一修改實(shí)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(shí)施例的第一修改實(shí)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(shí)施例的第二修改實(shí)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(shí)施例的第二修改實(shí)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(shí)施例的閥門結(jié)構(gòu)連同 排氣管的一部分的正視圖。
[004