JP2000337174A - スロットルボデーの絞り弁 - Google Patents

スロットルボデーの絞り弁

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JP2000337174A
JP2000337174A JP11142886A JP14288699A JP2000337174A JP 2000337174 A JP2000337174 A JP 2000337174A JP 11142886 A JP11142886 A JP 11142886A JP 14288699 A JP14288699 A JP 14288699A JP 2000337174 A JP2000337174 A JP 2000337174A
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JP
Japan
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throttle valve
opening
throttle
center line
air flow
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JP11142886A
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English (en)
Inventor
Masanori Iketani
昌紀 池谷
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Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 開口規制部を有する絞り弁において、絞り弁
の全開時に開口規制部を有しない絞り弁と同等の最大流
量を得る。 【解決手段】 空気流路7の中心線Xと直交する方向に
スロットルシャフト2を設けて該スロットルシャフトに
絞り弁部4を設ける。絞り弁部4の開閉側であって、か
つ絞り弁部4の開き方向の後側面に空気流を制御する開
口規制部5を設ける。前記絞り弁部4の全開状態を、空
気流路7の中心線に対して開方向に傾斜した状態に設定
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関への供給空
気を調整するスロットルボデーの絞り弁に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図5に示すように、絞り弁101
を固着したスロットルシャフト102をスロットルボデ
ー本体103に横断方向に貫通して備え、該スロットル
シャフト102を、伝達歯車104を介して駆動モータ
105で回動するようにし、アクセルペダルの操作量検
出信号a、クランク角センサによるクランク角度検出値
に基づくエンジン回転数信号b、車速センサによる車速
信号c等により、コントロール装置106を介して駆動
モータ105の回動を制御して、前記絞り弁101をエ
ンジン運転に最適なスロットル開度となるように制御す
るスロットル弁制御装置がある。
【0003】そして、このようなスロットル弁制御装置
において、絞り弁101の低開度域での高い制御分解能
が得られるように、その絞り弁101の形状を図5乃至
図8に示すように形成したものを本出願人は先に提案し
た(特開平5−141281号公報)。
【0004】この絞り弁101について図5乃至図8に
より説明する。この絞り弁101は、スロットルシャフ
ト102の取り付け側から開閉側端に向って漸次厚肉と
なる開口規制部107を形成するとともに、この開口規
制部107は、平板タイプの絞り弁において、その開き
方向の後側となる面に突出して設けられている。更に、
該開口規制部107の先端面である開口規制面108
は、その開閉(回転)方向において、該絞り弁101の
開度割合に対して開口面積の割合を小さくする円弧形状
をなしている。すなわち、図6に示すように、絞り弁1
01の全閉時の最外点P1 の軌跡円L1 よりも内方へ向
かう曲線状の線形L 2 によって形成されている。
【0005】そして、前記絞り弁101の図6に示され
る全閉状態から図7に示される小開口状態(ISCとし
て流す最大の空気量)までは、開口規制面108によっ
てスロットル開度の増加に対し開口面積の増加が小さく
なる。すなわち開口規制面108の実質規制部分は全閉
時には最大径の部分(図6中、点P1 参照)であるが、
スロットル開度が次第に開かれるに伴って小径側の部分
へと移動し、図7では最小径の部分(図7中、点P2
照)となる。その開度以上は最小径の部分(図7中、点
2 参照)によって開度面積が変化させられる。
【0006】この絞り弁101の開き開度と開口面積と
の関係を図9に示す。図9の横軸は絞り弁101の開度
割合を示し、縦軸は流量(開口面積)の割合を示してい
る。この図9において、Aは従来の平板のみからなる絞
り弁の流量特性を示し、その流量は直線的に増大する。
これに対し、前記のように開口規制面108を有する絞
り弁101における流量特性は、スロットル低開度域C
において曲線、すなわち非線形な流量特性部を有する流
量特性Bになる。
【0007】前記のように、絞り弁101の開度割合に
対し開口面積の割合が小さくなるので、スロットル低開
度域で高い制御分解能が得られる。したがって駆動モー
タ105が1ステップ作動した時のエンジン回転数の変
化数を変えることができ、ISC制御に必要かつ十分な
エンジン回転数の変化数を設定することができる。ま
た、開口規制面108により空気の流れの乱れを抑制し
て吸入音の低減を図ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
開口規制部107を有する絞り弁101を、全開時にお
いて図8に示すように、空気流路109の中心線Xと平
行する状態(α=90°)まで開くと、空気の流通方向
Gに投影した場合、開口規制面108における前記P2
部分がスロットルシャフト102の外径部よりも外側に
大きく突出し、開口規制面108がなす投影面積H1
スロットルシャフト102の直径がなす投影面積Jより
も大きく増大する。
【0009】したがって、通常の平板のみからなる絞り
弁に対して、前記の投影面の増大(H1 −J)の分、空
気の流れの乱れによる最大流量が低下する。すなわち、
図9に示すように、全開(前記α=90°)状態におい
て、通常の平板のみの絞り弁による空気の流量(スロッ
トルシャフト102の投影面積による流量損失のみの場
合)を100(D点)とした場合、前記開口規制部10
8を有するものにおいてはE点となりK分だけ流量が低
下する。
【0010】また、前記開口規制面108を有する絞り
弁101は、空気流路109の中心線Xと平行状態にな
ったときが全開状態になるようにその外径が形成されて
いるため、仮にその絞り弁101を前記α=90°以上
に過全開して流量アップを図ると、その絞り弁101の
外周面がスロットルボデー本体103の内面に圧着し、
その絞り弁101が閉方向へ戻らなくなるおそれがあ
る。
【0011】そこで本発明は、前記のような開口規制部
を有するものにおいて、前記のような開口規制部による
最大流量の低下を発生させず、かつ絞り弁を円滑に作動
させることができるスロットルボデーの絞り弁を提供す
ることを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項1記載の第1の発明は、空気流路の中心線
と直交する方向にスロットルシャフトを設けて該スロッ
トルシャフトに絞り弁部を設け、該絞り弁部の開閉側で
あって、かつ絞り弁部の開き方向の後側面に空気流を制
御する開口規制部を設けたものにおいて、前記絞り弁部
の全開状態を、空気流路の中心線に対して開方向に傾斜
した状態に設定したことを特徴とするものである。
【0013】請求項2記載の第2の発明は、前記第1の
発明において、前記開口規制部が、スロットルシャフト
から絞り弁部の開閉側端に向って拡開する断面に形成さ
れ、かつスロットルシャフトの直径が6mm〜12mm
で、絞り弁部の外径が30mm〜80mmのものにおい
て、前記開口規制部の拡角を12°〜20°に設定し、
前記空気流路の中心線に対する絞り弁部の開方向の傾斜
角を6°〜10°に設定したことを特徴とするものであ
る。
【0014】本発明においては、絞り弁部の開き方向の
後側に開口規制部が形成されていても、その絞り弁部の
全開状態を空気流路の中心線に対して開方向に傾斜した
状態に設定することにより、この全開状態で絞り弁部と
開口規制部とがなす空気の流通方向の投影面積を最小に
することができる。そのため、この投影面積がスロット
ルシャフトの直径による投影面積と同等以下にすること
により、前記開口規制面を有しない従来の絞り弁の最大
流量と同等の最大流量が得られる。
【0015】また、空気の流れの乱れや剥離による抵抗
が最小となるように設定できる。また、絞り弁部の全開
位置を予め前記の傾斜位置に設定したので、この全開位
置からの閉作動も円滑に行える。すなわち、過全開によ
り絞り弁がスロットルボデーに圧着して閉方向へ戻らな
くなるおそれがない。
【0016】このような作用を発揮させるには、絞り弁
の傾斜角及び開口規制部の拡角を前記第2の発明のよう
に設定するとよい。
【0017】
【発明の実施の形態】図1乃至図4に示す実施例に基い
て本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明
の第1実施例の絞り弁を示すもので、(a)は空気流路
の中心線方向に切断した側断面図、(b)は(a)にお
けるY−Y線断面図である。
【0018】図1に示すスロットルボデー本体1は前記
図5乃至図7に示したスロットルボデー本体103と同
様であり、円筒状に形成されている。該スロットルボデ
ー本体1を横断したスロットルシャフト2は、前記図5
に示す駆動モータ105等の駆動手段により正逆回転さ
せて制御されるようになっている。該スロットルシャフ
ト2には、前記図5乃至図7に示すような開口規制部5
を設けた絞り弁3が固設されている。この絞り弁3につ
いて詳述する。
【0019】絞り弁3を構成する絞り弁部4は、空気流
路7の内径(ボア径)と略同形の円板状に形成され、該
絞り弁部4の外径はφ30mm〜φ80mmの範囲に設
定されている。また、スロットルシャフト2の直径はφ
6mm〜φ12mmの範囲に設定される。
【0020】絞り弁部4には、その開き方向(図1
(d)の全閉状態から左周り)の後側となる面に開口規
制部5が突出して固着されている。更に該開口規制部5
の外周は、空気流路7の内周面にほぼ対応する円弧面に
形成されて開口規制面6となっている。更に、該開口規
制面6の開閉方向の厚みは、図1(b)に示すように、
スロットルボデー本体1に対するスロットルシャフト2
の取り付け側から絞り弁部4の開閉側端に向って漸次厚
肉に形成されている。更に、該開口規制面6からスロッ
トルシャフト2側への肉厚は漸次減少されている。すな
わち、開口規制部5における開閉側端を通る空気流路方
向断面(図1(a)及び(c)に示す断面)は、スロッ
トルシャフト2から開口規制面6に向って拡角されてい
る。この拡角を図1(c)においてβで示す。この拡角
βは12°〜20°に設定されている。
【0021】更に、前記開口規制面6は、図1(c)に
示すように、その断面において、前記のように絞り弁部
4の開度割合に対し開口面積の割合を小さくする円弧形
をなしている。すなわち、絞り弁部4の開閉側端P1
回動軌跡円L1 よりも内方に向かう曲線状の線L2 によ
って形成されている。
【0022】前記絞り弁部4は、図1(c)に示すよう
に、前記スロットルボデー本体1の軸芯、すなわち空気
流路7の中心線Xから開方向へ若干量回動した位置にお
いてスロットルボデー本体1に圧着することなく全開状
態になるように設定されている。この中心線Xからの回
動角(傾斜角)γは10°以内に設定されており、この
10°以内であれば、絞り弁部4を全閉状態に回動した
場合に、その絞り弁部4の外周面をスロットルボデー本
体1に近接させて全閉作動させることが可能である。
【0023】更に、中心線Xから絞り弁部4の開方向へ
の傾斜角γは、この絞り弁部4の全開状態において、空
気流路7の中心線Xと平行する空気の流通方向Gに投影
した場合に絞り弁部4と開口規制面6がなす投影面積H
2 が最小となるように設定するものである。そのため、
絞り弁部4の板厚と開口規制面6の肉厚の総計がスロッ
トルシャフト2の投影面積、すなわちスロットルシャフ
ト2の直径(通常約φ10mm)と同等かそれ以下に設
定する。
【0024】また、この絞り弁部4の傾斜角γ、すなわ
ち最大流量点は、空気の乱れや剥離による抵抗が最小と
なる点に設定してもよい。なお、スロットルボデー本体
(ボア)1の内径及び絞り弁部4の外径がφ60mm
で、スロットルシャフト2の外径がφ10mmの場合に
は、前記の拡角βを19°とし、前記の傾斜角γを9.
5°とするのが最適である。
【0025】以上の構造において、図1(d)に示す絞
り弁部4の全閉状態からその絞り弁部4を開方向へ回動
すると、スロットル低開度域において、絞り弁部4の開
度割合に対して開口規制面6により開口面積の割合が小
さくなり、前記と同様に、図9に示すスロットル低開度
域Cにおいて非線形な流量特性が得られ、高い制御分解
能が得られる。また、このようにゆっくり開口されるこ
とにより吸気音も低減される。
【0026】次に、絞り弁部4を図1(a)〜(c)の
ように、前記中心線Xからγ分だけ余分に回動して全開
させると、開口規制面6の前記面積H2 が最小となり、
前記図7に示す開口規制部107の投影面積H1 よりも
小さくなる。したがって、全開時の最大流量を、図9に
示すように、従来のものの最大流量E点から更にF点ま
で高めることができ、スロットルシャフト2の投影面積
のみの場合と同等に最大空気流量を高めることができ
る。
【0027】また、前記の中心線Xから角度γの位置ま
で絞り弁部4がスロットルボデー本体1に圧着すること
なく全開回動できるように設定されているため、該全開
時からの絞り弁部4の閉作動は円滑に行われる。
【0028】なお、前記実施例では開口規制部5を、ス
ロットルシャフト2を挟んで絞り弁部4の両側に設けた
が、図2の第2実施例に示すように全開状態での下流側
のみに設けてもよく、また、図3の第3実施例に示すよ
うに全開状態での上流側のみに設けてもよい。この両者
の場合にも、絞り弁部4の全開位置及び開口規制部5の
形状を前記と同様にする。
【0029】また、前記各実施例は、絞り弁部4と開口
規制部5を別体に形成してこれらを固着したが、これら
を一体成形してもよい。更に、前記各実施例において
は、その開口規制部5の開口規制面6を、回動軌跡円L
1 よりも内方へ向かう面に形成したが、この各実施例に
おける開口規制部5は、図4に示す第4実施例のよう
に、その開口規制面6の円弧面L3 が絞り弁部4の回動
軌跡円L1 と平行する面、すなわちスロットルバルブ2
を中心とする円弧面に形成して、空気流を制御するもの
であってもよく、更に、その他の形状により空気量や空
気流を制御するものであってもよい。
【0030】
【発明の効果】以上のようであるから本発明によれば、
空気量等を制御する開口規制部を有する絞り弁におい
て、その絞り弁の全開時に、開口規制部による流量低下
を招くことなく開口規制部を有しない通常の絞り弁と同
等の最大流量を得ることができ、かつ絞り弁等を円滑に
作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示すもので、(a)は絞
り弁の全開状態を示す側断面図、(b)は(a)におけ
るY−Y線断面図、(c)は絞り弁の拡大側断面図、
(d)は絞り弁の全閉状態を示す側断面図。
【図2】本発明の第2実施例を示すもので、(a)は側
断面図、(b)は(a)におけるY−Y線断面図。
【図3】本発明の第3実施例を示すもので、(a)は側
断面図、(b)は(a)におけるY−Y線断面図。
【図4】本発明の第4実施例を示す一部側断面図。
【図5】従来の絞り弁制御装置を示す側断面図。
【図6】図5におけるZ−Z線断面図で絞り弁の全閉状
態を示す。
【図7】図6の状態から絞り弁を若干開いた状態を示す
断面図。
【図8】図5乃至図7に示す従来の絞り弁の全開状態を
説明する側断面図。
【図9】絞り弁の開き開度と流量との関係を示す特性
図。
【符号の説明】
2 スロットルシャフト 3 絞り弁 4 絞り弁部 5 開口規制部 7 空気流路 X 中心線 β 開口規制部の拡角 γ 絞り弁部の傾斜角

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気流路の中心線と直交する方向にスロ
    ットルシャフトを設けて該スロットルシャフトに絞り弁
    部を設け、該絞り弁部の開閉側であって、かつ絞り弁部
    の開き方向の後側面に空気流を制御する開口規制部を設
    けたものにおいて、 前記絞り弁部の全開状態を、空気流路の中心線に対して
    開方向に傾斜した状態に設定したことを特徴とするスロ
    ットルボデーの絞り弁。
  2. 【請求項2】 前記開口規制部が、スロットルシャフト
    から絞り弁部の開閉側端に向って拡開する断面に形成さ
    れ、かつスロットルシャフトの直径が6mm〜12mm
    で、絞り弁部の外径が30mm〜80mmのものにおい
    て、前記開口規制部の拡角を12°〜20°に設定し、
    前記空気流路の中心線に対する絞り弁部の開方向の傾斜
    角を6°〜10°に設定したことを特徴とする請求項1
    記載のスロットルボデーの絞り弁。
JP11142886A 1999-05-24 1999-05-24 スロットルボデーの絞り弁 Pending JP2000337174A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012102623A (ja) * 2010-11-08 2012-05-31 Denso Corp 可変吸気システム
JP2015059624A (ja) * 2013-09-19 2015-03-30 いすゞ自動車株式会社 バタフライ弁装置と内燃機関
KR101712632B1 (ko) * 2016-02-17 2017-03-06 신상열 정밀 공정 제어용 버터플라이 밸브

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JP2012102623A (ja) * 2010-11-08 2012-05-31 Denso Corp 可変吸気システム
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