本公开涉及排气流路用阀装置。
背景技术：
在内燃机的排气系统中，已知有通过使用阀芯开闭排气流路的一部分而对流路状态进行切换的排气流路用阀装置。例如，已知有在具有使排气流路的上游侧和下游侧相连通的连通流路的阀壳体中设置了开闭该连通流路的阀芯的结构(参照日本特开第2016-125473号公报)。由施力部件向封闭连通流路的方向对阀芯施力。因此，在上游侧的废气的压力小的状态下，阀芯被施加有使得阀芯趋向封闭连通流路的封闭位置的方向的力。另一方面，如果上游侧的废气压力变大，则阀芯呈开放的状态，废气会在连通流路中流动。
技术实现要素：
不过，在上述阀芯中，作为在该阀芯位于封闭位置的状态下显露在连通流路的上游侧的面的封闭面呈具有环状的角部的形状。具体而言，封闭面具有圆形的面以及从该圆形的面的外周延伸的圆锥台状的面。在封闭面中的于圆形的面和圆锥台状的面之间的交界处形成有角部。因此，在阀芯处于开放状态下，沿封闭面的废气流会在角部处容易脱离封闭面。因此会产生排气流路中的气流音变大的问题。
本公开的一个方面在于优选提供一种能够使气流音减小的排气流路用阀装置。
本公开的一个方面为一种排气流路用阀装置，其具备支撑体、阀芯、以及施力部件。阀芯由支撑体支撑为能够进行旋转移动，从而对使排气流路的上游侧和下游侧相连通的连通流路进行开闭。施力部件向封闭位置的方向对阀芯施力，该封闭位置是使得流动于连通流路的废气的流量为最小的位置。阀芯具有凸起面。凸起面是在阀芯位于封闭位置的状态下显露在连通流路上游侧的面。凸起面的形状为，整体向连通流路的上游侧呈圆顶状凸起，且以凸起面的中心轴为中心呈轴对称。
根据如上所述的结构，在连通流路开放的状态下，沿凸起面的废气流难以脱离凸起面。其结果能够减小排气流路中的气流音。
在本公开的一个方面中，凸起面整体可以为曲面。这样，通过使凸起面整体为流畅的面，而能够成为在阀芯开放的状态下，难以使沿凸起面的废气流脱离凸起面的结构。
在本公开的一个方面中，可以使凸起面的曲率固定。
在本公开的一个方面中，在凸起面中可使第1区域的曲率小于第2区域的曲率，该第1区域是凸起面中中心轴所通过的区域，该第2区域是凸起面中除第1区域以外的区域。
附图说明
图1是实施方式的消声器的剖视图。
图2是实施方式的阀装置的立体图。
图3a是实施方式的阀芯的主视图；图3b是实施方式的阀芯的左视图；图3c是实施方式的阀芯的仰视图。
图4是图3a的iv-iv剖视图。
图5是示出实施方式的连通流路处于开放状态下的阀装置的图。
具体实施方式
以下参照附图说明本公开所例示的实施方式。
[1.结构]
图1示出的消声器100构成排气流路的一部分。该排气流路是用于将从装载于车辆的内燃机中排出的废气导向车辆外的流路。消声器100具备壳体1、隔板2、流路部件3、流路部件4、阀装置5、前端板12、以及后端板13。
壳体1是筒状的部件。由前端板12和后端板13封闭壳体1的两端。
隔板2设置在壳体1的内部。隔板2是将壳体1的内部划分成第1室f和第2室s的板。第1室f形成在前端板12与隔板2之间。第2室s形成在后端板13与隔板2之间。在隔板2设置有供流路部件3贯穿的通孔2a以及供流路部件4贯穿的通孔2b。此外，图1中虽未示出，不过在隔板2还设置有使第1室f和第2室s连通的连通孔。
流路部件3是用于将来自内燃机的废气导向壳体1内部的部件。在本实施方式中，流路部件3是内径恒定，并且其中心轴c为直线形的管状部件。流路部件3贯穿于前端板12的通孔12a和隔板2的通孔2a。流路部件3的下游侧端部在第2室s中开口。
流路部件4是用于将壳体1的内部的废气导向壳体1外的部件。在本实施方式中，流路部件4是其中心轴d为直线形的管状部件。此外，流路部件4是形状如下的管状部件，即，由缩径部43连结上游部41和下游部42。上游部41的内径大于下游部42的内径。流路部件4的下游部42贯穿于隔板2的通孔2b以及后端板13的通孔13a。上游部41以及缩径部43配置在第1室f中。由盖板封闭上游部41的上游侧端部。在盖板的中央形成有用于将来自第1室f的废气导向流路部件4内部的流入孔4a。阀装置5容纳在上游部41的内部。此外，在上游部41设置有未图示的旁路孔。旁路孔是为了在连通流路51a处于封闭的状态下也能够使废气从第1室f流入流路部件4内部而设置的孔。
如图1以及图2所示，阀装置5具备支撑件51、阀芯52、轴53、以及弹簧54。此外，在图1中，用侧视图而非剖视图示出支撑件51、阀芯52、轴53以及弹簧54。
支撑件51在上游部41的内侧固定在流路部件4的流入孔4a中。在支撑件51形成有与流入孔4a连通的连通流路51a。连通流路51a的内周面为直径朝向上游侧呈圆锥台状缩小的形状。此外，在支撑件51设置有供轴53插入的一对轴孔51b。
在图3a～图3c示出的阀芯52设置有供轴53插入的一对轴孔52a。经由轴53将阀芯52支撑为能够相对于支撑件51进行旋转移动。阀芯52构成为能够从上游部41的内侧对连通流路51a进行开闭。具体而言，阀芯52具有能够封闭连通流路51a的凸起面521。此外，如图4所示，阀芯52中具有凸起面521的部分为板状。另外，在连通流路51a中的抵接阀芯52的位置上，设置了金属制成的网状部件作为缓冲部件。
在此对凸起面521的形状进行说明。凸起面521是在阀芯52位于封闭位置的状态下显露在连通流路51a上游侧的面，即，封闭面，其中封闭位置为阀芯52封闭连通流路51a的位置。此外，在本实施方式中，在阀芯52位于封闭位置的状态下，凸起面521的中心轴e与流路部件4的中心轴d处在相同的轴上。凸起面521整体为曲面。凸起面521整体向连通流路51a的上游侧呈圆顶状凸起。凸起面521是以中心轴e为中心而呈轴对称的形状。在此，轴对称的形状是指，即使以规定的轴为中心旋转任意角度其形状也不会产生变化的形状。即，凸起面521是即使以中心轴e为中心旋转任意角度其形状也不会产生变化的面。尤其是，在本实施方式中，凸起面521的曲率固定。即，凸起面521为球面的一部分。
弹簧54是螺旋扭转弹簧。弹簧54在插入有轴53的状态下设置在轴53的周围。弹簧54的一端与设置在支撑件51以及阀芯52的切口抵接，另一端与阀芯52抵接。弹簧54向封闭位置的方向对阀芯52施力。
[2.作用]
接下来，对阀装置5的作用进行说明。如图1中的箭头所示，从内燃机流过来的废气通过流路部件3而流入第2室s，并经由在隔板2设置的连通孔而向第1室f流动。在内燃机转速低的状态下，废气的压力小。该状态下第1室f的废气的压力作用在阀芯52上的力小于由弹簧54产生的载荷作用在阀芯52上的力。其结果为，阀芯52位于封闭位置。具体而言，阀芯52的凸起面521经由网状部件而抵接流路部件4，由此封闭连通流路51a。因此，第1室f的废气经由在流路部件4设置的旁路孔而流入流路部件4，并向车辆外排出。
另一方面，若内燃机的转速上升而使得废气的压力变大，则第1室f的废气的压力作用在阀芯52上的力将大于由弹簧54产生的载荷作用在阀芯52上的力。其结果为，如图1中的虚线所示，阀芯52进行旋转移动从而使连通流路51a开放。在该连通流路51a开放的状态下，如图5所示，从第1室f向流路部件4流入的废气流的一部分在碰撞到凸起面521后，将沿着凸起面521顺畅地向下游流动。然后，废气将流入流路部件4并向车辆外排出。
[3.效果]
根据以上详细叙述的实施方式，将获得以下效果。
阀芯52的凸起面521整体为曲面，且为球面的一部分。
根据如上所述的结构，在连通流路51a开放的状态下，废气将沿整体上流畅的凸起面521而流动。因此，废气流难以脱离凸起面521。其结果为，能够在阀芯52的周围难以产生紊流，从而可减小排气流路中的气流音。
此外，假设当阀芯中作为显露在连通流路上游侧的面的封闭面为平面或为凹陷的形状时，则阀芯在位于封闭位置的状态下最容易受到废气流的影响，并且阀芯伴随着旋转移动而产生倾斜从而不易受到废气的影响。因此，容易产生以下的现象，即，位于封闭位置的阀芯反复进行在稍许旋转移动后再返回到封闭位置的运动。如果产生如上所述的现象，则会产生阀芯与支撑件快速且轻微地抵接的声音，即产生所谓的振颤音。该振颤音作为噪音而令使用者感到不快。
对此，本实施方式的阀芯52中的作为封闭面的凸起面521为球状。因此，无论在阀芯52位于封闭位置的状态下，还是在阀芯52伴随旋转移动而产生倾斜的状态下，都会适当地分散废气流。因此，与封闭面为平面或为凹陷的形状的阀芯相比，不易产生位于封闭位置的阀芯反复进行在稍许旋转移动后再返回到封闭位置的运动的现象。所以，根据本实施方式的阀装置5，与阀芯的封闭面的中央为平面的情形相比，能够难以产生振颤音。
此外，在本实施方式中，支撑件51以及轴53相当于支撑体的一例，弹簧54相当于施力部件的一例。
[4.其他实施方式]
以上对本公开的实施方式进行了说明，不过本公开不限于上述实施方式，还能够采用各种实施方式。
(a)上述实施方式中，例示了在为管状部件的流路部件4的上游侧端部的开口处安装阀装置5的结构。不过，阀装置安装部位不限于此。也可以采用例如在管状部件的下游侧端部的开口处安装阀装置的结构。此外，也可以采用例如在设置于对消声器内部进行划分的隔板上的通孔处安装阀装置的结构。此外，还可以由管状部件或隔板的一部分构成阀装置的支撑件。
(b)上述实施方式中，作为具有呈圆顶状凸起且以凸起面的中心轴为中心而呈轴对称的形状的凸起面，例示了曲率固定的凸起面521。在此所述的圆顶状不仅包括球面，还包括虽然严格意义上不是球面但却与球面相同地向一个方向凸起的形状。不过，凸起面的形状不限于曲率固定的形状，也可以是其他的圆顶状。例如，凸起面也可以是使得凸起面中的第1区域的曲率小于凸起面中的第2区域的曲率的形状，其中，该第1区域是凸起面中中心轴所通过的区域，该第2区域是凸起面中除第1区域以外的区域。
(c)上述实施方式中的1个构成元素所具有的功能可分散到多个构成元素中，或可以将多个构成元素所具有的功能统合到1个构成元素中。此外，可省略上述实施方式的构成的一部分。此外，也可以将上述实施方式的构成的至少一部分添加到上述其他实施方式的构成中，或将上述实施方式的构成的至少一部分与上述其他实施方式的构成进行置换。并且，由专利权利要求所记载的语句确定的技术思想所包含的所有形式均为本公开的实施方式。