JP2000204970A - タンデム型スロットルバルブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２系統の吸気通路にそれぞれ設けられた２個
のスロットルバルブを、簡単な構造で相互に連動させて
精度良く開閉駆動する。 【解決手段】 スロットルボディ１０に形成した第１吸
気通路１１および第２吸気通路１２を横切るようにバル
ブ軸１４を回転自在に支持し、バルブ軸１４に第１吸気
通路１１を開閉するバタフライバルブより成る第１スロ
ットルバルブ２３と、第２吸気通路１２を開閉するロー
タリバルブより成る第２スロットルバルブ２４とを設け
る。第１スロットルバルブおよび第２スロットルバルブ
をリンク機構を介して連動させるものに比べて、部品点
数を減少させてコストを削減しながらガタの影響による
吸気通路の開口面積の精度低下を最小限に抑えることが
でき、しかも第１スロットルバルブおよび第２スロット
ルバルブの開閉するための荷重を減少させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２系統のスロット
ルバルブを備えたタンデム型スロットルバルブ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの吸気系に２系統の吸気通路を
設け、各々の吸気通路に設けたスロットルバルブを相互
に連動して開閉駆動するようにしたものが、特許第２５
７２９４９号公報、実開昭６４−３０４０号公報により
公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ものは、２個のスロットルバルブが別個のバルブ軸に支
持されており、リンクのような連動機構で連結されて相
互に連動して開閉駆動されるため、その構造が複雑化し
て部品点数が増加するだけでなく、連動機構におて発生
するガタの影響で吸気通路の開口面積を精密に制御する
のが難しいという問題がある。

【０００４】本発明は、前述の事情に鑑みてなされたも
ので、２系統の吸気通路にそれぞれ設けられた２個のス
ロットルバルブを、簡単な構造で相互に連動させて精度
良く開閉駆動することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載に記載された発明によれば、スロット
ルボディと、スロットルボディに形成された第１吸気通
路および第２吸気通路と、第１、第２吸気通路を横切る
ようにスロットルボディに回転自在に支持されたバルブ
軸と、バルブ軸に設けられて第１吸気通路を開閉する第
１スロットルバルブと、バルブ軸に設けられて第２吸気
通路を開閉する第２スロットルバルブと、を備えてな
り、前記第１スロットルバルブはバルブ軸に固定した弁
板を有するバタフライバルブから成り、前記第２スロッ
トルバルブはバルブ軸に形成した切欠あるいは貫通孔を
有するロータリバルブから成ることを特徴とするタンデ
ム型スロットルバルブ装置が提案される。

【０００６】上記構成によれば、スロットルボディに形
成された第１吸気通路および第２吸気通路をそれぞれ開
閉する第１スロットルバルブおよび第２スロットルバル
ブが共通のバルブ軸に設けられているので、第１スロッ
トルバルブおよび第２スロットルバルブをリンク機構を
介して連動させるものに比べて、部品点数を減少させて
コストを削減しながらガタの影響による吸気通路の開口
面積の変動を最小限に抑えることができ、しかも第１ス
ロットルバルブおよび第２スロットルバルブの開閉する
ための荷重を減少させることができる。更に、吸気通路
の開口面積を大きく変化させるのに適したバタフライバ
ルブと、吸気通路の開口面積を精密に変化させるのに適
したロータリバルブとの組み合わせにより、バルブ軸の
回転角に対する吸気通路の開口面積の変化特性の設計自
由度を大幅に高めることができる。

【０００７】また請求項２に記載された発明によれば、
請求項１の構成に加えて、第１、第２吸気通路を共通の
スロットルボディに形成したことを特徴とするタンデム
型スロットルバルブ装置が提案される。

【０００８】上記構成によれば、第１、第２吸気通路を
共通のスロットルボディに形成して部品点数の削減およ
び装置の小型化を図ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００１０】図１〜図８は本発明の第１実施例を示すも
のであり、図１はタンデム型スロットルバルブ装置の縦
断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３
−３線断面図、図４は図１の４−４線断面図、図５は図
４に対応する作用説明図、図６は図４の６−６線断面
図、図７は図５の７−７線断面図、図８は作用を説明す
るグラフである。

【００１１】図１および図２に示すように、エンジンに
装着されるタンデム型スロットルバルブ装置Ｔは金属ブ
ロックより構成されたスロットルボディ１０を備えてお
り、そのスロットルボディ１０を貫通するように比較的
に大径の第１吸気通路１１と、比較的に小径の第２吸気
通路１２とが平行に形成される。スロットルボディ１０
にはバルブ軸支持孔１３が前記第１、第２吸気通路１
１，１２を横切るように貫通しており、このバルブ軸支
持孔１３にバルブ軸１４が回転自在に支持される。

【００１２】スロットルボディ１０の一端からシール部
材１５を介して外部に突出するバルブ軸１４の一端に、
ケーブル１６を巻き付けたプーリ１７がナット１８で固
定される。バルブ軸１４はスロットルボディ１０および
プーリ１７間に装着したコイルばね１９で閉弁方向に付
勢されており、ケーブル１６を巻き付けたプーリ１７を
駆動することにより前記コイルばね１９に抗して開弁方
向に駆動される。スロットルボディ１０の他端にはスロ
ットル開度を検出するポテンショメータ２０が設けられ
ており、その入力部材２０₁ がバルブ軸１４の他端にナ
ット２１で固定した連結部材２２に連結される。

【００１３】バルブ軸１４には、前記第１吸気通路１１
を開閉するバタフライバルブ型の弁板１４₁ よりなる第
１スロットルバルブ２３が設けられる。図１および図２
において、第１スロットルバルブ２３は第１吸気通路１
１を閉塞する閉弁位置にあり、そこからバルブ軸１４が
回転すると、その回転角に応じて第１吸気通路１１を開
放する。

【００１４】また前記第２吸気通路１２は、バルブ軸１
４よりも上流の大径部１２₁ と下流の小径部１２₂ とを
有しており、大径部１２₁ および小径部１２₂ の境界に
弁座１２₃ （図３参照）が形成される。第２吸気通路１
２に臨むバルブ軸１４には略１２０°の中心角を持つ切
欠１４₂ が形成されており、この切欠１４₂ と前記弁座
１２₃ とによってロータリバルブ型の第２スロットルバ
ルブ２４が構成される。図１〜図３において、第２スロ
ットルバルブ２４は第２吸気通路１２を閉塞する閉弁位
置にあり、そこからバルブ軸１４が回転すると、その回
転角に応じて第２吸気通路１２を開放する。第２吸気通
路１２の下流の小径部１２₂ の横断面は三角形状（図２
参照）になっており、この形状を変化させることによ
り、バルブ軸１４の回転角に対するエアー流量（開口面
積）の特性を任意に変化させることができる。尚、第２
スロットルバルブ２４を挟むバルブ軸１４の軸方向両側
には、バルブ軸支持孔１３の内周面との間をシールする
一対のシール部材２５，２６が装着される。

【００１５】次に、主として図４〜図７を併せて参照し
ながらスローエアー供給装置３１の構造を説明する。

【００１６】スローエアー供給装置３１は、第１スロッ
トルバルブ２３および第２スロットルバルブ２４が閉弁
状態にあるときに、第１吸気通路１１の第１スロットル
バルブ２３よりも下流位置にアイドリング運転用のエア
ーを導入するためのもので、エンジンの冷間始動時およ
び暖機運転時にはアイドル回転数を増加させて始動を容
易にするとともに暖気運転を促進すべくエアーの流量を
増加させ、暖気運転完了後には通常のアイドリング運転
を可能にする量のエアーを供給する機能を有する。

【００１７】スローエアー供給装置３１は、スロットル
ボディ１０に形成した第１エアー通路３２、第２エアー
通路３３、シリンダ３４、第３エアー通路３５および第
４エアー通路３６を備えており、第１エアー通路３２の
入口３２₁ （図１参照）から吸入したエアーを第４エア
ー通路３６の出口３６₁ （図１参照）から第１吸気通路
１１の第１スロットルバルブ２３よりも下流位置に供給
する。

【００１８】シリンダ３４と第３エアー通路３５とが例
えば３個の連通孔３７…で相互に連通しており、これら
連通孔３７…を開閉するピストン３８がシリンダ３４に
摺動自在に嵌合する。スロットルボディ１０に装着され
るアクチュエータ３９は、スロットルボディ１０に固定
された第１ハウジング４０と、この第１ハウジング４０
に固定された第２ハウジング４１と、第１ハウジング４
０に摺動自在に嵌合してスプリング４２でスロットルボ
ディ１０から離反する方向に付勢されたセットカラー４
３と、第２ハウジング４１に支持されて内部にサーモワ
ックスを収納する感温器４４と、感温器４４に出没自在
に支持されて先端が前記セットカラー４３に当接する出
力部材４５と、感温器４４に一体に設けられて制御装置
からの指令で通電されるヒータ４６とを備える。

【００１９】セットカラー４３の先端はピストン３８の
内部に摺動自在に嵌合し、ピストン３８はその内部に収
納したスプリング４８によってセットカラー４３から離
反する方向に付勢される。またスロットルボディ１０に
は外部からストッパスクリュー４７が螺入されており、
このストッパスクリュー４７の先端はシリンダ３４内に
突出してピストン３８の頂面に対向している。

【００２０】次に、前述の構成を備えた本発明の実施例
の作用について説明する。

【００２１】バルブ軸１４が図示した位置にあって第１
スロットルバルブ２３および第２スロットルバルブ２４
が全閉状態にあるとき、第１吸気通路１１および第２吸
気通路１２は閉塞されていて開口面積はゼロである。こ
の状態からケーブル１６を牽引してバルブ軸１４を回転
させると、バルブ軸１４に固定した第１スロットルバル
ブ２３の弁板１４₁ が回転して第１吸気通路１１を開放
する。このとき、図８に示すように、第１吸気通路１１
の開口面積はバルブ軸１４の回転角の増加に応じて正弦
波状に増加する。

【００２２】一方、バルブ軸１４の回転に伴って該バル
ブ軸１４に形成した切欠１４₂ よりなる第２スロットル
バルブ２４が、第２吸気通路１２の弁座１２₃ に対して
相対回転する。このとき、バルブ軸１４の回転角が所定
角度θ（図３および図８参照）に達するまでは第２吸気
通路１２の開口面積はゼロに維持され、回転角が前記所
定角度θを越えると開口面積はゼロから次第に増加す
る。第２吸気通路１２の横断面形状が三角形に形成され
ているため、切欠１４₂ は第２吸気通路１２の三角形の
頂点部分から開放し始めることになり、その結果、バル
ブ軸１４の回転の前半で開口面積の増加率が小さく、後
半で開口面積の増加率が大きくなる（図８の一点鎖線参
照）。

【００２３】前記第２吸気通路１２の横断面形状を逆三
角形に形成すれば、切欠１４₂ は第２吸気通路１２の三
角形の底辺部分から開放し始めることになり、その結
果、バルブ軸１４の回転の前半で開口面積の増加率が大
きく、後半で開口面積の増加率が小さくなる（図８の二
点鎖線参照）。また前記第２吸気通路１２の横断面形状
を円形に形成すれば、前述した二つの場合の中間の特性
を得ることができる（図８の実線参照）。

【００２４】バタフライバルブよりなる第１スロットル
バルブ２３は第１吸気通路１１の開口面積を大きく変化
させることができ、またロータリバルブよりなる第２ス
ロットルバルブ２４は第２吸気通路１２の開口面積を精
密に変化させることができるため、第１、第２スロット
ルバルブ２３，２４を組み合わせることによりバルブ軸
１４の回転角に対する吸気通路の開口面積の変化特性の
設計自由度を大幅に高めることができる。

【００２５】第１、第２スロットルバルブ２３，２４が
共に閉弁状態にあるとき、エンジンをアイドリング状態
に維持するためのエアーが、第１エアー通路３２〜第４
エアー通路３６を介して第１吸気通路１２の第１スロッ
トルバルブ２３の下流位置に供給される。図４に示すよ
うに、エンジンの冷間始動時にはアクチュエータ３９の
ヒータ４６に対する通電が停止されるため、感温器４４
内のサーモワックスが収縮して出力部材４５が図中左方
向に後退し、セットカラー４３もスプリング４２の弾発
力で後退する。その結果、セットカラー４３に追従して
ピストン３８がシリンダ３４内を図中左方向に後退し、
シリンダ３４に開口する３個の連通孔３７…が全て開放
されるため（図６参照）、比較的に大量のエアーが第
１、第２エアー通路３２，３３からシリンダ３４を経て
第３、第４エアー通路３５，３６に流通することが可能
となるため、アイドリング回転数を高めに設定してエン
ジンの暖機を促進することができる。

【００２６】図５に示すように、エンジンの暖気が進む
と制御装置からの指令でアクチュエータ３９のヒータ４
６に対する通電が行われ、ヒータ４６の発熱で感温器４
４内のサーモワックスが膨張して出力部材４５が図中右
方向に前進し、セットカラー４３がスプリング４２の弾
発力に抗して前進する。その結果、セットカラー４３に
追従してピストン３８がシリンダ３４内を図中右方向に
前進し、ストッパスクリュー４７に当接する位置に停止
する。その結果、シリンダ３４に開口する３個の連通孔
３７…のうちの１個が完全に閉鎖され、他の１個が殆ど
閉鎖されため、比較的に少量のエアーだけが第１、第２
エアー通路３２，３３からシリンダ３４を経て第３、第
４エアー通路３５，３６に流通することが可能となり、
暖機完了後の通常のアイドリング運転が可能になる。暖
機完了後のアイドル回転数は、ストッパスクリュー４７
の螺入量を変化させれば調整可能である。

【００２７】尚、ピストン３８がストッパスクリュー４
７に当接した後に出力部材４５が更に前進すると、ピス
トン３８が停止した状態でスプリング４８を圧縮しなが
らセットカラー４３だけが前進し、感温器４４内のサー
モワックスの余剰な膨張分を吸収する。

【００２８】以上のように、第１スロットルバルブ２３
および第２スロットルバルブ２４が共通のバルブ軸１４
に設けられているので、第１、第２スロットルバルブ２
３，２４を複雑な連動機構を介して連結する必要がなく
なり、部品点数を減少させてコストを削減することがで
きる。しかも連動機構におけるガタが存在しないため、
第１、第２吸気通路１１，１２の開口面積の変動を最小
限に抑えるとともに、第１、第２スロットルバルブ２
３，２４の開閉するための荷重を減少させることができ
る。

【００２９】次に、図９および図１０に基づいて本発明
の第２実施例を説明する。

【００３０】第１実施例では第１吸気通路１１および第
２吸気通路１２がスロットルボディ１０を貫通している
が、第２実施例では第２吸気通路１２の上流端がバルブ
軸支持孔１３に連通する位置で行き止まりになってお
り、第１吸気通路１１の第１スロットルバルブ２３の下
流位置と、第２スロットルバルブ２４の切欠１４₂ に臨
むバルブ軸支持孔１３とが、第５エアー通路５１および
第６エアー通路５２によって相互に連通する。そしてス
ローエアー供給装置３１の第４エアー通路３６の下流端
が第５エアー通路５１の上流端に連通する。第２実施例
のその他の構成は、前述した第１実施例の構成と同一で
ある。

【００３１】この第２実施例によれば、開弁した第１ス
ロットルバルブ２３を通過した空気が、第１吸気通路１
１から第５エアー通路５１および第６エアー通路５２に
分岐し、開弁した第２スロットルバルブ２４を経て第２
吸気通路１２に供給される。従って、第１、第２スロッ
トルバルブ２３，２４が連動して開閉すると、その開度
に応じたエアーを第１吸気通路１１および第２吸気通路
１２に供給することができる。またスローエアー供給装
置３１を通過したエアーは、第１実施例と同様に第１吸
気通路１１に供給される。

【００３２】而して、本第２実施例によっても、上述し
た第１実施例と同様の作用効果を奏することができる。

【００３３】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。

【００３４】例えば、実施例では第２スロットルバルブ
２４をバルブ軸１４の切欠１４₂ で構成しているが、前
記切欠１４₂ に代えてバルブ軸１４を貫通する貫通孔を
用いることができる。また本発明はキャブレタに対して
も適用することが可能であり、従ってスロットルボディ
１０はキャブボディと読み代えることができる。

【００３５】更に、実施例では電気式のアクチュエータ
３９でスローエアー供給装置３１のピストン３８を駆動
しているが、水冷式のエンジンでは冷却水の温度変化に
応じて膨張・収縮するサーモワックスによってピストン
３８を駆動することも可能である。また連通孔３７…の
形状は円形に限定されず、スリット等の他の形状でも良
く、その個数も任意である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように請求項１記載に記載された
発明によれば、スロットルボディに形成された第１吸気
通路および第２吸気通路をそれぞれ開閉する第１スロッ
トルバルブおよび第２スロットルバルブが共通のバルブ
軸に設けられているので、第１スロットルバルブおよび
第２スロットルバルブをリンク機構を介して連動させる
ものに比べて、部品点数を減少させてコストを削減しな
がらガタの影響による吸気通路の開口面積の変動を最小
限に抑えることができ、しかも第１スロットルバルブお
よび第２スロットルバルブの開閉するための荷重を減少
させることができる。更に、吸気通路の開口面積を大き
く変化させるのに適したバタフライバルブと、吸気通路
の開口面積を精密に変化させるのに適したロータリバル
ブとの組み合わせにより、バルブ軸の回転角に対する吸
気通路の開口面積の変化特性の設計自由度を大幅に高め
ることができる。

【００３７】また請求項２に記載された発明によれば、
第１、第２吸気通路を共通のスロットルボディに形成し
て部品点数の削減および装置の小型化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】タンデム型スロットルバルブ装置の縦断面図

【図２】図１の２−２線断面図

【図３】図１の３−３線断面図

【図４】図１の４−４線断面図

【図５】図４に対応する作用説明図

【図６】図４の６−６線断面図

【図７】図５の７−７線断面図

【図８】作用を説明するグラフ

【図９】本発明の第２実施例に係るタンデム型スロット
ルバルブ装置の縦断面図

【図１０】図９の１０−１０線断面図

【符号の説明】

１０ スロットルボディ １１ 第１吸気通路 １２ 第２吸気通路 １４ バルブ軸 １４₁ 弁板 １４₂ 切欠 ２３ 第１スロットルバルブ ２４ 第２スロットルバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G061 BA03 CA01 CA17 3G065 AA11 CA23 CA26 DA15 EA02 GA07 HA03 HA05 HA12 HA16 HA21 HA22

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットルボディ（１０）と、 スロットルボディ（１０）に形成された第１吸気通路
   （１１）および第２吸気通路（１２）と、 第１、第２吸気通路（１１，１２）を横切るようにスロ
   ットルボディ（１０）に回転自在に支持されたバルブ軸
   （１４）と、 バルブ軸（１４）に設けられて第１吸気通路（１１）を
   開閉する第１スロットルバルブ（２３）と、 バルブ軸（１４）に設けられて第２吸気通路（１２）を
   開閉する第２スロットルバルブ（２４）と、 を備えてなり、前記第１スロットルバルブ（２３）はバ
   ルブ軸（１４）に固定した弁板（１４₁ ）を有するバタ
   フライバルブから成り、前記第２スロットルバルブ（２
   ４）はバルブ軸（１４）に形成した切欠（１４₂ ）ある
   いは貫通孔を有するロータリバルブから成ることを特徴
   とするタンデム型スロットルバルブ装置。
2. 【請求項２】 第１、第２吸気通路（１１，１２）を共
   通のスロットルボディ（１０）に形成したことを特徴と
   する、請求項１に記載のタンデム型スロットルバルブ装
   置。