车辆的排气阀装置的制作方法

本发明涉及车辆的排气阀装置。

背景技术：

有时在装设于四轮车、两轮车的发动机的排气管上设置排气阀装置，并且用于各种用途，比如排气噪声的减少、通过排气压力上升而使发动机提前预热等。例如在专利文献1所记载的排气阀装置中，经由形成于阀主体的排气通路使发动机的排气管的上游侧和下游侧连通，并通过被一对轴承轴支承于阀主体的转动轴在排气通路内将阀芯支承为能够开闭。在阀主体上安装有马达单元，其输出轴的旋转经由第一连结杆和第二连结杆向转动轴传递，驱动阀芯开闭，从而限制在排气管中流通的排气。

详细地，在马达单元的输出轴上固定有具有一对卡合孔的第二连结杆，在转动轴上固定有具有一对卡合片的第一连结杆。使各卡合孔和各卡合片互相卡合并通过压缩弹簧防止松动，由此限制了第一连结杆和第二连结杆的以转动轴的轴线为中心的相对旋转。因此，当马达单元的输出轴旋转时，其旋转从第二连结杆经由第一连结杆向转动轴传递，与输出轴的旋转对应地使阀芯开闭。

第一连结杆的一对卡合片从固定于转动轴的圆板状的密封面朝向马达单元侧延伸，密封面抵接于转动轴的一方的轴支承部位，起到了对由轴承形成的微小间隙进行密封的作用。例如，虽然当排气阀装置设于发动机的排气管上的净化排气用的催化剂的上游侧时，未净化的排气会在阀主体的排气通路中流通，但是在如上所述的布置下防止了排气向外部泄漏。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2019-120252号公报

由于排气阀装置的样式根据车辆侧要求的各种条件(以下，称为车辆侧装设条件)确定，因此当装设于不同的车辆时，为了与在该车辆中要求的车辆侧装设条件相适应而改变排气阀装置的样式。具体地，根据车辆的排气管的口径改变阀主体，或者根据要求的排气的限制量改变马达单元，或者根据排气管周围的设置空间改变马达单元相对于阀主体的固定角度。由于伴随上述排气阀装置的样式变更，马达单元的输出轴和转动轴的连结状态也发生变化，因此必然需要更换第一连结杆和第二连结杆。

然而，尤其是第一连结杆，其不仅传递旋转，还起到密封转动轴的轴支承部位的作用，为了可靠地密封排气，第一连结杆以较高的精度进行制作。由于需要重新改造上述第一连结杆整体，因此存在制作成本变高这样的问题。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供一种车辆的排气阀装置，即使在装设于车辆侧装设条件不同的车辆的情况下，也能通过简单的样式变更来应对。

为了实现上述目的，本发明的车辆的排气阀装置通过轴支承于阀主体的转动轴在排气通路内将阀芯支承为能够开闭，在安装于阀主体的致动器的输出轴上固定有具有柔性的柔性接头构件，经由刚性接头构件将柔性接头构件的一端和从阀主体突出的转动轴的一端连结，刚性接头构件包括：密封件，该密封件具有与转动轴的一端连结并对转动轴的一端的轴支承部位进行密封从而防止排气从排气通路经过轴支承部位泄漏的密封面、以及形成于密封面的周围的被动卡合部；以及传递件，该传递件具有与柔性接头构件的一端连结的连结部、以及与密封件的被动卡合部卡合来限制以转动轴的轴线为中心的相对旋转的驱动卡合部。

作为其他方式，也可以是刚性接头构件的密封件呈作为被动卡合部的多个臂部从密封面的周围向外周方向延伸的平板状，刚性接头构件的传递件呈在一端形成有连结部、在另一端形成有分别供密封件的各臂部嵌合的作为驱动卡合部的多个卡合槽的圆筒状。

作为其他方式，也可以是密封件通过利用冲压将钢板冲裁成型为具有密封面和各臂部的平板状而制作，传递件通过以规定长度切断钢管并在一端和另一端形成连结部和各卡合槽而制作。

作为其他方式，也可以是密封件的各臂部和传递件的各卡合槽以转动轴的轴线为中心等间隔地配置。

作为其他方式，也可以是在密封件的密封面与传递件的内周面之间形成有间隙。

作为其他方式，也可以是密封件的各臂部的前端比传递件的外周面更向外周侧突出并进行角焊。

根据本发明的车辆的排气阀装置，即使在装设于车辆侧装设条件不同的车辆的情况下，也能通过简单的样式变更来应对。

附图说明

图1是表示实施方式的排气阀装置的立体图。

图2是表示排气阀装置的图1的ii-ii线剖视图。

图3是表示排气阀装置的分解立体图。

图4是表示刚性接头构件和柔性接头构件的详细情况的组装立体图。

图5是表示刚性接头构件和柔性接头构件的详细情况的分解立体图。

图6是表示刚性接头构件的密封件和传递件的结合状态的图4的立体图。

图7是表示转动轴、刚性接头构件、柔性接头构件以及马达单元的输出轴的结合状态的图2的局部放大剖视图。

图8是表示改变成与实施方式不同的马达单元的一例的与图7对应的剖视图。

(符号说明)

1排气阀装置

3阀主体

4排气通路

5转动轴

13马达单元(致动器)

13a输出轴

15刚性接头构件

16柔性接头构件

18密封件

18a密封面

18c臂部(被动卡合部)

19传递件

19a弹簧槽(连结部)

19b卡合槽(驱动卡合部)

21狭缝(间隙)

具体实施方式

以下，对将本发明具体化为四轮车的排气阀装置的一实施方式进行说明。

排气阀装置以图1所示的姿势设置于未图示的车辆的地板下，在以下的说明中将车辆设为主体，表示前后、左右以及上下方向。来自发动机的排气管2a、2b在车辆的地板下向后方延伸，上游侧2a和下游侧2b经由形成于排气阀装置1的阀主体3的排气通路4连通，虽然未图示，但是在下游侧的排气管2b设有净化排气用的催化剂和消音器。

如图1～图3所示，在阀主体3的截面呈圆形的排气通路4内配置有转动轴5，转动轴5的上部和下部被轴承6a、6b轴支承为能够转动。在排气通路4内呈圆板状的阀芯7通过一对小螺钉8固定于转动轴5，与转动轴5的转动相对应地通过阀芯7使排气通路4开闭。另外，通过轴承6a、6b进行支承并非必须，也可以将其省略，通过形成于阀主体3的轴孔直接轴支承转动轴5。

在阀主体3的上部一体形成有用于固定后述的隔热支架11和马达单元13的底座部9，在底座部9的中心，转动轴5的上端朝向上方突出。在底座部9上突出设置有呈以转动轴5的轴线c为中心的环状的导向部10，将导向部10的外周面设为导向面10a。通过与阀主体3的前后长度对应地对导向部10的前部及后部线性地进行倒角，导向面10a分割成左右部分并分别呈以转动轴5的轴线c为中心的圆弧状。

在阀主体3上配置有通过对钢板冲压成型而制作的隔热支架11，隔热支架11呈上方凹陷的盘状，在其一侧贯通设置的导向孔11a套设于阀主体3的导向部10。由于导向孔11a的内径与导向部10的一对导向面10a所形成的外径一致，因此能在使导向孔11a的内周与导向面10a滑动接触的同时，以转动轴5的轴线c为中心任意改变隔热支架11的角度，在设为预期的固定角度的基础上通过点焊(图7中用w1表示)使隔热支架11固定于阀主体3。不过，隔热支架11的固定结构不限定于此，可以任意改变。

作为本发明的致动器的马达单元13配置于隔热支架11上并通过三根螺栓14固定，指向下方的马达单元13的输出轴13a配置于转动轴5的轴线c上，并且在隔热支架11内空开规定间隔地与转动轴5的上端相对。虽然未图示，但是在马达单元13内置有马达和减速机构，通过经由设于一侧的连接器13b的供电使马达动作，马达的旋转被减速机构减速并驱动输出轴13a旋转。

在隔热支架11内，在转动轴5的上端固定有刚性接头构件15。在后面对刚性接头构件15的详细情况进行说明，经由该刚性接头构件15和柔性接头构件16使马达单元13的输出轴13a的旋转向阀主体3的转动轴5传递。如图2、图4、图5所示，柔性接头构件16通过将钢琴线等线材卷绕为螺旋状而制作，上端嵌入在输出轴13a上形成的弹簧槽13c，下端嵌入在刚性接头构件15的上端、详细而言在后述的传递件19的上端形成的作为本发明的连结部的弹簧槽19a。柔性接头构件16以具有弹性的方式夹装在输出轴13a与刚性接头构件15之间，由此防止从预期的配置状态脱落。

柔性接头构件16由于呈如上所述的螺旋状而兼具隔热性和柔性。此外，通过柔性接头构件16的隔热性阻断热量从因排气而过热的阀主体3向马达单元13传递，与通过隔热支架11阻断来自阀主体3的辐射热相配合，起到保护马达单元13免受热损伤的作用。此外，柔性接头构件16的柔性起到吸收刚性接头构件15侧与输出轴13a侧之间的轴线c的细微偏移的作用，由此有助于缓和刚性接头构件15的传递件19所要求的精度，详细情况在后面说明。

接着，对刚性接头构件15的详细情况进行说明。

如图4、图5、图7所示，刚性接头构件15在整体上由密封件18和传递件19构成，其中，密封件18对转动轴5的轴支承部位进行密封，传递件19将马达单元13的旋转向转动轴5传递。密封件18呈通过冲压使钢板冲裁成型而制作的平板状，传递件19呈以规定长度切断钢管而制作的圆筒状，且分别使用不锈钢等耐热性高的材料。

只要形成预期形状的刚性接头构件15，可以任意设定密封件18和传递件19各自的形状，将密封件18设为平板状并将传递件19设为筒状是因为可以分别通过利用冲压的冲裁成型和钢管的切断来简单地制作。当然，只要能互相卡合，也可以将密封件18和传递件19设为其他的形状。

密封件18的密封面18a呈圆形并在中心贯通设置有轴孔18b，作为本发明的被动卡合部的臂部18c从密封面18a周围的四个等分的部位分别向外周方向延伸。在从底座部9上突出的转动轴5的上端形成有具有对边距的铆接部5a，密封件18的轴孔18b从上方套设于该铆接部5a。通过使轴孔18b呈与铆接部5a对应的对边距的形状来限制密封件18的相对旋转，并且通过铆接加工挤压铆接部5a而防止铆接部5a从轴孔18b脱离，作为结果，在转动轴5的上端固定有密封件18。

密封件18的密封面18a从上方抵接于阀主体3的上侧的轴支承部位，并对由轴承6a形成的微小间隙进行密封。在发动机运转期间，未净化的排气在阀主体3的排气通路4内流通，但是通过密封面18a防止了该排气经由轴承6a的间隙向外部泄漏的情况。另外，如图2所示，阀主体3的下侧的轴承6b由于安装有密封盖20而防止了排气从排气通路4泄漏。

此外，在传递件19的上端形成有弹簧槽19a，如上所述，供柔性接头构件16的下端嵌入。在传递件19的下端的与密封件18的各臂部18c对应的四个等分部位分别形成有作为本发明的驱动卡合部的卡合槽19b，各卡合槽19b的宽度形成为与臂部18c的宽度一致或者比臂部18c稍宽的宽度。传递件19从上方配置于密封件18上，在上述各卡合槽19b分别嵌合有密封件18的臂部18c，由此限制了密封件18和传递件19的以转动轴5的轴线c为中心的相对旋转。作为结果，马达单元13的输出轴13a的旋转经由柔性接头构件16和刚性接头构件15向转动轴5传递，驱动阀芯7开闭，从而限制在排气管2a、2b中流通的排气。另外，只要能通过互相的卡合来限制相对旋转，驱动卡合部和被动卡合部的形状不限定于此，可以任意改变。

尤其如图6、图7所示，各臂部18c的前端比传递件19的外周面稍微更向外周侧突出而与外周面之间形成角落部，分别施加角焊(图7中用w2表示)来使密封件18和传递件19结合。由于通过上述的臂部18c的长度设定能进行角焊，因此与例如臂部18c的前端与传递件19的外周面共面的情况相比能容易地实施焊接作业。另外，在将密封件18和传递件19以预期的配置组装于排气阀装置1之后，如上所述地受到柔性接头构件16的弹性而保持臂部18c向卡合槽19b的嵌合状态，因此，焊接作业并非必须实施，也可以省略。

如图6、图7所示，将密封件18的密封面18a的外径设定得比传递件19的内径稍小。因此在传递件19的内周面与密封面18a的外周之间形成有作为本发明的间隙的呈圆弧状的四个狭缝21，经由各狭缝21使密封件18的上侧和下侧连通。粉尘、泥水等(以下称为异物)掉落在配置于车辆的地板下的排气阀装置1，上述异物有时会通过隔热支架11内侵入刚性接头构件15的传递件19内。在和转动轴5一起旋转的传递件19内堆积的异物会妨碍转动轴5的转动，并且会由于刚性接头构件15的惯性重量的增加而妨碍排气阀装置1的良好的控制响应性。此外，可能会由于堆积的异物而导致传递件19和位于传递件19附近的转动轴5、密封件18产生腐蚀劣化。通过形成狭缝21，侵入到传递件19内的异物可向下方外部排出，由此能对由异物引起的问题防患于未然。

如上所述地构成的排气阀装置1通过例如以下的顺序进行组装。

预先制作好密封件18、传递件19、转动轴5、柔性接头构件16等单独的部件，首先，将转动轴5的上端插入密封件18的轴孔18b并通过铆接加工结合。接着，将传递件19配置于密封件18上，在使密封件18的臂部18c嵌合于传递件19的各卡合槽19b的基础上对各臂部18c前端的角落部分别进行焊接，从而完成刚性接头构件15。此外，当将转动轴5从上方插入阀主体3的轴承6a、6b时，刚性接头构件15的密封面18a抵接于上侧的轴支承部位，在该状态下通过小螺钉8将阀芯7固定于排气通路4内的转动轴5。

接着，将隔热支架11的导向孔11a套设于阀主体3的导向部10，并以预期的固定角度点焊并结合。之后，将柔性接头构件16配置于刚性接头构件15的传递件19上，将马达单元13从上方配置于隔热支架11上并通过螺栓14固定。由此，使柔性接头构件16以具有弹性的方式夹装在马达单元13的输出轴13a与刚性接头构件15的传递件19之间，从而完成排气阀装置1的组装作业。当然，组装作业的顺序不限定于此，可以任意变更。

接着，对如上所述地构成的排气阀装置1的作用效果进行说明。

本实施方式的排气阀装置1的刚性接头构件15起到密封转动轴5的轴支承部位的作用并且起到将旋转从马达单元13向转动轴5传递的作用，因此可以看作“背景技术”中记载的专利文献1的排气阀装置的第一连结杆。此外，当将排气阀装置1装设于不同的车辆时，为了与该车辆中要求的车辆侧装设条件相适应，要改变马达单元13或者改变马达单元13相对于阀主体3的固定角度，但是此时根据专利文献1的技术，需要重新改造第一连结杆整体。

与此相对，根据本实施方式，由于刚性接头构件15由密封件18和传递件19构成，因此在装设于不同的车辆时，在改变马达单元13的情况下，以及在改变其固定角度的情况下，均不需要重新改造刚性接头构件15整体，以下阐述其理由。

首先，作为说明的前提，对密封件18和传递件19要求的部件精度和各自的制作方法进行说明。密封转动轴5的轴支承部位的密封件18的密封面18a为了与轴承6a的端面紧贴以防止排气泄漏，要求较高的平面度。与此相对，从密封面18a延伸出的各臂部18c只要能嵌合于卡合槽19b而与传递件19结合，就不需要那么高的精度。此外，在呈圆板状的密封面18a与从密封面18a向外周延伸的细长的各臂之间存在明确的形状差异，换言之，在彼此的边界处产生较大的形状变化，因此，由臂部18c的变形产生的影响不易波及到密封面18a。

在利用冲压进行冲裁成型时作用于钢板的剪切力会成为使部件变形的主要原因，但是呈圆形的密封面18a与细长形状的臂部18c相比本来就不易变形。此外，由于如上所述的密封面18a和臂部18c的形状不同，即使臂部18c由于剪切力而变形，密封面18a也不易受到变形的影响。此外，在嵌合于卡合槽19b时也会使臂部18c变形，但是在这种情况下也一样。作为结果，能在实现预期的部件精度的基础上，通过利用冲压进行冲裁成型这样的简单制作方法来制作密封件18。

另一方面，传递件19通过切断钢管而制作，很难说其部件精度较高。然而，由于通过柔性接头构件16的柔性吸收了传递件19与输出轴13a之间的轴线c的偏移，因此即使传递件19整体的精度一定程度地较低，也能没有问题地传递旋转，作为结果，能通过切断钢管这样的简单制作方法来制作传递件19。

当将刚性接头构件15制作成一体部件而不像本实施方式那样分割时，可考虑例如对实木进行切削加工或者铸造等制作方法。然而，切削加工会成为使制造成本变高的主要原因，不用说实木的情况，在铸造的情况下也需要对相当于要求较高的平面度的密封面18a的部位进行切削加工，因此，无论在哪种情况下都会产生成本方面的问题。根据将刚性接头构件15分割成密封件18和传递件19并单独制作的本实施方式，能在实现密封面18a要求的较高的平面度的基础上通过简单的制作方法来制作各个构件。除此之外，能通过角焊简单地实施密封件18和传递件19的结合作业，并且能通过铆接加工简单地实施刚性接头构件15和转动轴5的结合作业，非常有助于使制作变得容易。

由于以上主要原因，与为了装设于不同的车辆而改变排气阀装置1的样式的情况不同，即使在仅对应特定的车辆制作排气阀装置1的情况下，也能通过简单的制作方法来制作刚性接头构件15而实现成本降低，能得到这样的优点。

接着，对为了与车辆侧装设条件相适应而改变马达单元13的情况进行说明。在这种情况下，与马达单元13的输出轴13a的形状变化对应地，柔性接头构件16的形状也发生变化。因此，虽然需要改变与柔性接头构件16卡合的刚性接头构件15的传递件19的形状，但是关于密封件18可以用共用构件来应对。

图8示出了改变为与实施方式不同的马达单元13的一例，在马达单元13的输出轴13a上，朝向下方立设销31以代替弹簧槽13c。因此，柔性接头构件16的上端钩挂于销31，以仿照上述卡合状态的方式，在传递件19的上端朝向上方立设有销32，供柔性接头构件16的下端钩挂。因此，需要使用形状与实施方式不同的包括销32的传递件19，但是由于不需要改变密封件18的形状，因此可以使用和实施方式共用的密封件18。作为结果，与马达单元13的改变相对应的排气阀装置1的样式改变仅通过替换能简单地制作的传递件19就可以完成，与例如替换整个刚性接头构件15的情况相比，能以大幅降低的成本应对。

另一方面，对为了与车辆侧装设条件相适应而改变马达单元13相对于阀主体3的固定角度的情况进行说明。在密封件18的四个等分部位形成有臂部18c，在传递件19的四个等分部位形成有卡合槽19b。作为结果，各臂部18c和各卡合槽19b分别以转动轴5的轴线c为中心以每90°的等间隔配置，从而可以在相差90°间隔的角度的四个位置处任意结合密封件18和传递件19。例如，当以实施方式中的马达单元13相对于阀主体3的固定角度为基准，为了装设于不同的车辆而将固定角度改变为90°、180°、270°中的某个角度时，仅通过与该固定角度对应地结合密封件18和传递件19就能完成。在这种情况下，由于可以使用和实施方式共用的构件而不需要替换密封件18和传递件19中的任何一个，因此能不提高成本地应对。

当然，臂部18c和卡合槽19b的配置不限定于上述情况，也可以例如分别形成于以转动轴5的轴线c为中心的等分的三个部位。此外，当预先已明确可能装设的车辆时，只要考虑它的车辆侧装设条件来形成臂部18c、卡合槽19b即可。例如当以实施方式的固定角度为基准，为了装设于不同的车辆而将固定角度改变45°时，只要在将臂部18c保持于90°间隔的四个部位的基础上，将卡合槽19b以45°间隔形成于八个部位即可。

本发明的方式不限定于上述实施方式。在上述实施方式中，具体化为四轮车的排气阀装置1，但是除此之外也可以例如应用于两轮车、三轮车的排气阀装置。