JP2001193611A - アイドル回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スロットル弁を迂回するバイパス通路におい
て、空気が弁体の弁シート部を通過した直後の乱流の発
生を防止することにより、その乱流の発生に起因する騒
音を低減することのできるアイドル回転数制御装置を提
供する。 【解決手段】 アイドル回転数制御装置２０は、スロッ
トル弁１２を迂回するバイパス通路１３を流れる空気の
量を調整する弁体２５を備える。バイパス通路１３にお
ける弁体２５の弁シート部２３の下流に格子状部材５０
が設けられる。バイパス通路１３において、空気が弁体
２５の弁シート部２３を通過した直後に格子状部材５０
によって拡散されて乱流の発生が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用の
内燃機関（エンジンともいう）のアイドル時にそのエン
ジンの燃焼室に吸入される空気の流量を制御するアイド
ル回転数制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用のエンジンにおけるスロットボ
デーとアイドル回転数制御装置との関係が図１１に断面
図で示されている。図１１において、スロットルボデー
１１０は、自動車用のエンジンの燃焼室へ空気（吸入空
気ともいう）を導く吸気通路のうちの一部の吸気通路１
１１を形成している。なお、吸入空気は、図１１におい
て右側から左方に向かって流れる（図１１中、矢印Ｙ１
参照）。

【０００３】前記スロットルボデー１１０には、吸気通
路１１１を開閉するスロットル弁１１２が回動により開
閉可能に設けられている。スロットル弁１１２は、吸気
通路１１１を通じてエンジンの燃焼室（図示省略）に吸
入される空気の量を調整する。スロットルボデー１１０
には、スロットル弁１１２を迂回する状態で吸気通路１
１１に連通するバイパス通路１１３が形成されている。

【０００４】エンジンのアイドル時は、スロットル弁１
１２が最小開度の状態（全閉状態ともいう）となり、エ
ンジンの燃焼室の空気の供給がバイパス通路１１３を通
じて行われる（図１１中、矢印Ｙ２参照）。このバイパ
ス通路１１３を流れる空気の量を調整するためのアイド
ル回転数制御装置１２０がスロットルボデー１１０に取
り付けられている。

【０００５】アイドル回転数制御装置１２０について図
１２の断面図を参照して説明する。アイドル回転数制御
装置１２０の外郭はバルブハウジング１２１によって形
成されている。このバルブハウジング１２１は、前記ス
ロットルボデー１１０に接合されている。また、バルブ
ハウジング１２１には連通路１２２が形成されている。
連通路１２２は、前記バイパス通路１１３（図１１参
照）を一連状に連通している。バルブハウジング１２１
には、前記連通路１２２の途中に位置する弁シート部１
２３が形成されている。弁シート部１２３の上流側の面
に弁シート面１２３ａが形成されている。

【０００６】前記バルブハウジング１２１内にはバルブ
シャフト１２４が回転可能に設けられている。バルブシ
ャフト１２４には弁体１２５が一体的に設けられてい
る。弁体１２５は、バルブシャフト１２４とともに回動
し、バルブハウジング１２１の弁シート面１２３ａを摺
動しながら弁シート部１２３の通路断面積を調整する。
なお、バルブシャフト１２４は、ロータリソレノイド式
のアクチュエータ（図示省略）によって回転制御され
る。

【０００７】上記したアイドル回転数制御装置１２０に
おいて、エンジンのアイドル時には、アクチュエータ
（図示省略）の作動によって、弁体１２５がバルブシャ
フト１２４とともに回動される。この弁体１２５の回動
量の調整により、バイパス通路１１３を通じてエンジン
の燃焼室へ流れる空気の量が調整される。

【０００８】なお、上記したようなアイドル回転数制御
装置１２０は、例えば特開平８−１９３５６３号公報、
特開平７−１８０５２５号公報等により開示されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のアイドル回転数
制御装置１２０によると、スロットル弁１１２を迂回す
るバイパス通路１１３における弁体１２５の弁シート部
１２３の下流側（図１２中、二点鎖線Ｘ参照）におい
て、その弁シート部１２３を通過した空気に乱流が発生
することにより、異音いわゆる「シュー」といった騒音
（気流音とも呼ばれる）が発生していた。

【００１０】本発明は上記した問題点を解決するために
なされたものであって、本発明が解決しようとする課題
は、スロットル弁を迂回するバイパス通路において、空
気が弁体の弁シート部を通過した直後の乱流の発生を防
止することにより、その乱流の発生に起因する騒音を低
減することのできるアイドル回転数制御装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する請求
項１の発明は、内燃機関の燃焼室へ空気を導く吸気通路
にスロットル弁を迂回するバイパス通路が連通され、そ
のバイパス通路を流れる空気の量を調整する弁体を備え
たアイドル回転数制御装置であって、前記バイパス通路
における前記弁体の弁シート部の下流に格子状部材が設
けられていることを特徴とするアイドル回転数制御装置
である。このように構成すると、スロットル弁を迂回す
るバイパス通路において、空気が弁体の弁シート部を通
過した直後に格子状部材を通過することによって拡散さ
れて乱流の発生が防止されることにより、その乱流の発
生に起因する騒音を低減することができる。

【００１２】請求項２の発明は、弁体がバルブハウジン
グに組込まれ、スロットル弁がスロットルボデーに組込
まれ、前記バルブハウジングが前記スロットルボデーに
格子状部材を挟持した状態で接合されていることを特徴
とする請求項１記載のアイドル回転数制御装置である。
このように構成すると、スロットルボデーとバルブハウ
ジングとを利用して格子状部材を設置することができ、
格子状部材の設置のために専用の部品を追加する必要が
ない。

【００１３】請求項３の発明は、バルブハウジングとス
ロットルボデーとの間にガスケットが介在され、前記ガ
スケットには格子状部材が一体化されていることを特徴
とする請求項２記載のアイドル回転数制御装置である。
このように構成すると、格子状部材をガスケットと一括
して設置することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面に基
づいて説明する。図１にスロットルボデーに取り付けた
状態のアイドル回転数制御装置が側断面図で示されてい
る。アイドル回転数制御装置を説明する前にスロットル
ボデーを簡単に説明する。

【００１５】図１において、スロットルボデー１０は、
自動車用のエンジンの燃焼室（図示省略）へ空気（吸入
空気ともいう）を導く吸気通路のうちの一部の吸気通路
１１を形成している。なお、吸入空気は、図１において
上側から下方に向かって流れる（図１中、矢印Ｙ１参
照）。

【００１６】前記スロットルボデー１０には、吸気通路
１１を開閉するスロットル弁１２が回動可能に設けられ
ている。スロットル弁１２は、吸気通路１１を通じてエ
ンジンの燃焼室（図示省略）に吸入される空気の量を調
整する。

【００１７】前記スロットルボデー１０には、スロット
ル弁１２を迂回するバイパス通路１３を形成するための
分岐側通路１３ａと合流側通路１３ｂが形成されてい
る。すなわち、分岐側通路１３ａは、スロットル弁１２
の上流側において吸気通路１１からスロットルボデー１
０の外側面に分岐するように直線状に形成されている。
また、合流側通路１３ｂは、スロットルボデー１０の外
側面における分岐側通路１３ａの下方からスロットル弁
１２の下流側の吸気通路（図示省略）に合流するように
ほぼＬ字状に形成されている。

【００１８】エンジンのアイドル時は、スロットル弁１
２が最小開度の全閉状態となり、エンジンの燃焼室への
空気の供給がバイパス通路１３を通じて行われる（図１
中、矢印Ｙ２参照）。このバイパス通路１３を流れる空
気の量を調整するためのアイドル回転数制御装置２０が
スロットルボデー１０の側面に取り付けられている。

【００１９】しかして、スロットルボデー１０の側面に
は、アイドル回転数制御装置２０の外郭を形成するバル
ブハウジング２１が接合される接合面１０ａが形成され
ている。その接合面１０ａには、前記分岐側通路１３ａ
および合流側通路１３ｂの開口端面が形成されており、
それらの通路１３ａ，１３ｂの開口端面を取り囲むほぼ
「８」の字形状をなす凹溝１５が形成されている。

【００２０】前記スロットルボデー１０の凹溝１５に
は、弾性ゴムからなるほぼ「８」の字形状のガスケット
４０が嵌合されている。ガスケット４０は、スロットル
ボデー１０に対するアイドル回転数制御装置２０のバル
ブハウジング２１の接合によって弾性変形し、スロット
ルボデー１０とバルブハウジング２１との間をシールし
ている。

【００２１】次に、アイドル回転数制御装置２０を詳述
する。図１に示すように、アイドル回転数制御装置２０
の外郭を形成するバルブハウジング２１は、前にも述べ
たように、前記スロットルボデー１０の接合面１０ａに
接合され、周知の固定構造（図示省略）により固定され
ている。なお、図２にアイドル回転数制御装置２０の平
断面図が示されている。

【００２２】図１に示すように、前記バルブハウジング
２１には、スロットルボデー１０の接合面１０ａと接合
される接合面２１ａが形成されている。バルブハウジン
グ２１には、前記スロットルボデー１０の分岐側通路１
３ａおよび合流側通路１３ｂを連通する連通路２２が形
成されている。すなわち、連通路２２は、上下の開口端
面が前記接合面２１ａに開口するほぼＣ字形状をなして
おり、その上側の開口端面がスロットルボデー１０の分
岐側通路１３ａの開口端面と連通されるとともに、その
下側の開口端面がスロットルボデー１０の合流側通路１
３ｂの開口端面と連通されている。このように、バルブ
ハウジング２１の連通路２２とスロットルボデー１０の
分岐側通路１３ａおよび合流側通路１３ｂとによって一
連状のバイパス通路１３が形成されている。

【００２３】前記バルブハウジング２１には、前記連通
路２２の途中に位置する弁シート部２３が形成されてい
る。弁シート部２３の上流側の面に弁シート面２３ａが
形成されている。

【００２４】図２に示すように、前記バルブハウジング
２１内には、バルブシャフト２４が左右一対のベアリン
グ２７，２８によって回転可能に支持されている。バル
ブシャフト２４のほぼ中央部には、ほぼＵ字形状の弁体
２５が一体的に設けられている。弁体２５は、バルブシ
ャフト２４とともに回動し、前記バルブハウジング２１
の弁シート面２３ａ（図１参照）を摺動しながら弁シー
ト部２３（図１参照）の通路断面積を調整する。

【００２５】図２に示すように、前記バルブハウジング
２１の一方の端部（図２において左端部）には、アクチ
ュエータ３０が設置されている。前記バルブシャフト２
４は、アクチュエータ３０によって回転制御される。ア
クチュエータ３０には、例えばロータリソレノイド式の
アクチュエータが使用されている。アクチュエータ３０
のハウジング３１内には、コイル３３が巻装されたコア
３２が設けられている。

【００２６】前記アクチュエータ３０のハウジング３１
は、前記バルブハウジング２１の左端部に対しＯリング
３４を介して嵌合されている。バルブシャフト２４の左
端部には、マグネット２６が取り付けられている。な
お、アクチュエータ３０のハウジング３１とそのハウジ
ング３１に対向するベアリング２７との間にはスプリン
グワッシャ３５が介在されている。

【００２７】前記バルブハウジング２１の他方の端部
（図２において右端部）には、キャップ２９が圧入によ
って取り付けられている。なお、キャップ２９とそのキ
ャップ２９に対向するベアリング２８との間には平ワッ
シャ３６が介在されている。

【００２８】ところで、前記スロットルボデー１０とバ
ルブハウジング２１との間をシールしているガスケット
４０が図３に平面図で示されている。ガスケット４０
は、前に述べたように、ほぼ「８」の字形状に形成され
ている。

【００２９】前記ガスケット４０の基本的な断面は、図
３におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図を図７に示すよう
に、丸形状に形成されている。ガスケット４０は、図９
に組付け状態の断面図を示すように、前記スロットルボ
デー１０の凹溝１５に嵌合されるとともに、スロットル
ボデー１０に対するアイドル回転数制御装置２０（図１
参照）のバルブハウジング２１の接合によって断面ほぼ
楕円形状に弾性変形し、スロットルボデー１０とバルブ
ハウジング２１との間をシールする。

【００３０】しかして、図１に示すように、前記ガスケ
ット４０における前記スロットルボデー１０の合流側通
路１３ｂ（図１参照）を取り囲む環状部（図３に符号、
４０ａを付す）には、その環状部の開口を塞ぐ格子状部
材５０が設けられている。

【００３１】前記格子状部材５０は、図４に平面図で示
すように、ほぼ四角形状のステンレス製の板材に多数の
四角形状の通気孔５１が縦横に整列状に形成された格子
状をなしている。なお、図４において、格子状部材５０
の右上隅角部および左下隅角部に位置する通気孔５１は
丸孔となっている。また、格子状部材５０の外周部に位
置する通気孔５１には、ガスケット４０の環状部４０ａ
の形状に倣うようにほぼ三角形、ほぼ台形等の形状のも
のも見受けられる。

【００３２】前記格子状部材５０の外周縁には適数個の
突出片５２が形成されている。図４では、格子状部材５
０の上縁および下縁に各１個、その左側縁および右側縁
に各２個の計６個の突出片５２が形成されている。各突
出片５２には、それぞれ貫通孔５２ａが形成されてい
る。

【００３３】また、図３に示すように、前記ガスケット
４０の環状部４０ａの内周部には、支持片４１が全周に
亘って一体形成されている。なお、図３におけるＶ部の
部分拡大図が図５に示され、図５におけるＶＩ−ＶＩ線
断面図が図６に示されている。

【００３４】図６に示すように、前記ガスケット４０に
おける環状部４０ａの支持片４１は、環状部４０ａの断
面において表面側より接線方向に所定の厚さおよび所定
の突出量をもって突出されている。その支持片４１に対
し前記格子状部材５０の突出片５２を含む外周縁部がイ
ンサート成形によって一体的に支持されている（図３お
よび図５参照）。支持片４１は、図６に示すように、格
子状部材５０の外周縁部を挟むように成形されており、
前記突出片５２の貫通孔５２ａを通じてつながってい
る。

【００３５】前記ガスケット４０の環状部４０ａは、図
８に組付け状態の断面図で示すように、前記スロットル
ボデー１０の合流側通路１３ｂを取り囲む凹溝１５の環
状部分に嵌合されるとともに、スロットルボデー１０に
対するアイドル回転数制御装置２０のバルブハウジング
２１の接合によって断面ほぼ楕円形状に弾性変形し、ス
ロットルボデー１０とバルブハウジング２１との間をシ
ールする。

【００３６】しかして、スロットルボデー１０の接合面
１０ａにおいて、ガスケット４０の環状部４０ａを嵌合
する凹溝１５の内周部分には、その凹溝１５の溝深さの
約半分程度が切除された段付き面１６が形成されてい
る。これにより、ガスケット４０の環状部４０ａの支持
片４１は、段付き面１６とバルブハウジング２１の接合
面２１ａとの間に軽く押圧する程度に挟持されている。

【００３７】上記したように、ガスケット４０がバルブ
ハウジング２１とスロットルボデー１０との間にガスケ
ット４０が介在されると同時に、格子状部材５０がスロ
ットルボデー１０とバルブハウジング２１との間に挟持
されることによって、その格子状部材５０がアイドル回
転数制御装置２０における弁体２５の弁シート部２３の
下流に配置されている。

【００３８】上記のように構成されたアイドル回転数制
御装置２０において、エンジンのアイドル時に、図２に
示されるアクチュエータ３０のコイル３３が励磁される
と、その励磁作用をマグネット２６が受け、これにより
バルブシャフト２４とともに弁体２５が回動される。こ
の弁体２５の回動量の調整により、図１に示されるバル
ブハウジング２１の弁シート部２３の通路断面積が調整
され、バイパス通路１３を通じてエンジンの燃焼室へ流
れる空気の量が調整される。

【００３９】そして、バルブハウジング２１の弁シート
部２３を通過した直後の空気は、格子状部材５０の通気
孔５１を通過して、スロットルボデー１０の合流側通路
１３ｂへ向かって流れる（図１中、矢印Ｙ２参照）。し
たがって、スロットル弁１２を迂回するバイパス通路１
３において、空気が弁体２５の弁シート部２３を通過し
た直後に格子状部材５０を通過することによって拡散さ
れて乱流の発生が防止されることにより、その乱流の発
生に起因する騒音を低減することができる。

【００４０】ところで、上記した実施の形態における格
子状部材５０（図４参照）に板厚が２ｍｍのものを使用
した場合と、その板厚が２．５ｍｍのものを使用した場
合と、格子状部材５０を使用しない場合の音圧レベルを
それぞれ測定したところ図１０に示される測定結果が得
られた。

【００４１】図１０は自動車用のエンジンにおけるイン
テークマニホルドの上方３０ｃｍにおける音圧レベルを
測定したもので、横軸は周波数（Ｈｚ）を示し、縦軸は
音圧レベル（ｄＢ）を示している。図１０において、実
線Ａは格子状部材５０を使用しない場合の音圧レベルを
示し、点線Ｂは板厚が２ｍｍの格子状部材５０を使用し
た場合の音圧レベルを示し、長い点線Ｃは板厚が２．５
ｍｍの格子状部材５０を使用した場合の音圧レベルを示
している。

【００４２】図１０において、気流音である「シュー
音」を形成している周波数域６，０００Ｈｚ以上の範囲
Ｒ１における音圧レベルａ，ｂ，ｃを比べると、音圧レ
ベルａに比べ、音圧レベルｂおよび音圧レベルｃが低い
ことが分かる。したがって、格子状部材５０を使用しな
い場合（音圧レベルａ参照）に比べ、格子状部材５０を
使用した場合（音圧レベルｂおよび音圧レベルｃ参照）
において、良好な騒音低減効果が認められる。

【００４３】また、図１に示すように、バルブハウジン
グ２１がスロットルボデー１０に格子状部材５０を挟持
した状態で接合されていることにより、スロットルボデ
ー１０とバルブハウジング２１とを利用して格子状部材
５０を設置することができ、格子状部材５０の設置のた
めに専用の部品を追加する必要がない。

【００４４】また、図３に示すように、バルブハウジン
グ２１とスロットルボデー１０との間に介在されるガス
ケット４０に格子状部材５０が一体化されていることに
より、格子状部材５０をガスケット４０と一括して設置
することができる。

【００４５】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更
が可能である。例えば、格子状部材５０は、バルブハウ
ジング２１に一体的に設けることができる。また、格子
状部材５０の通気孔５１は、四角形の他、丸形、三角
形、五角形、六角形、スリット形状等に代えても良い。
また、格子状部材５０は、パンチングメタルや金網等で
形成することができる。また、バルブハウジング２１は
スロットルボデー１０と一体で形成されていても差し支
えない。また、本発明は、ロータリソレノイド式のアク
チュエータ３０によって弁体２５を開閉するアイドル回
転数制御装置２０に限らず、直動ソレノイド式のアクチ
ュエータによって弁体２５を開閉するアイドル回転数制
御装置２０に適用することが可能である。

【００４６】

【発明の効果】本発明のアイドル回転数制御装置によれ
ば、スロットル弁を迂回するバイパス通路において、空
気が弁体の弁シート部を通過した直後に格子状部材を通
過することによって拡散されて乱流の発生が防止される
ことにより、その乱流の発生に起因する騒音を低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態のアイドル回転数制御装置をスロ
ットルボデーに取り付けた状態で示す側断面図である。

【図２】図１におけるアイドル回転数制御装置の平断面
図である。

【図３】ガスケットの平面図である。

【図４】格子状部材の平面図である。

【図５】図３におけるＶ部の部分拡大図である。

【図６】図５におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である。

【図７】図３におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

【図８】ガスケットの図６における断面部分の組付け状
態を示す断面図である。

【図９】ガスケットの図７における断面部分の組付け状
態を示す断面図である。

【図１０】インテークマニホルドの上方３０ｃｍにおけ
る周波数と音圧レベルとの関係を示す特性線図である。

【図１１】アイドル回転数制御装置とスロットルボデー
との関係を示す断面図である。

【図１２】従来例のアイドル回転数制御装置を示す側断
面図である。

【符号の説明】

１０ スロットルボデー １１ 吸気通路 １２ スロットル弁 １３ バイパス通路 ２０ アイドル回転数制御装置 ２１ バルブハウジング ２３ 弁シート部 ２５ 弁体 ４０ ガスケット ５０ 格子状部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天野 孝義 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛 三工業株式会社内 (72)発明者 清水 光一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 植松 聡 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃焼室へ空気を導く吸気通路
   にスロットル弁を迂回するバイパス通路が連通され、そ
   のバイパス通路を流れる空気の量を調整する弁体を備え
   たアイドル回転数制御装置であって、前記バイパス通路
   における前記弁体の弁シート部の下流に格子状部材が設
   けられていることを特徴とするアイドル回転数制御装
   置。
2. 【請求項２】 弁体がバルブハウジングに組込まれ、ス
   ロットル弁がスロットルボデーに組込まれ、前記バルブ
   ハウジングが前記スロットルボデーに格子状部材を挟持
   した状態で接合されていることを特徴とする請求項１記
   載のアイドル回転数制御装置。
3. 【請求項３】 バルブハウジングとスロットルボデーと
   の間にガスケットが介在され、前記ガスケットには格子
   状部材が一体化されていることを特徴とする請求項２記
   載のアイドル回転数制御装置。