JP2005113718A - バイパス吸気量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吹き返しガス中の粘着性のカーボン等の異物の出口孔周辺への堆積を防止して，弁ピストンによる出口孔の開度制御を常に適正に行い得るようにした，構造簡単なバイパス吸気量制御装置を提供する。
【解決手段】バイパス路４に設けられるバイパス弁５を，スロットルボディ１の装着孔８に嵌装される弁ハウジング７と，この弁ハウジング７の弁孔１０に摺動可能に嵌装される弁ピストン１３とで構成し，弁ハウジング７には，バイパス上流部４ａに連なる入口孔１１と，バイパス下流部４ｂに連なると共に，弁ピストン１３により開閉される出口孔１２とを設けたものにおいて，装着孔８の内周面と弁ハウジング７の外周面との間に，出口孔１２及びバイパス下流部４ｂを相互に連通する環状通路１６を形成し，これら出口孔１２及びバイパス下流部４ｂの環状通路１６への両開口位置を互いにずらした。
【選択図】 図２

Description

本発明は，スロットルボディの吸気道に，その吸気道を開閉するスロットル弁を迂回するバイパス路を接続し，このバイパス路の途中にそれを開閉するバイパス弁を設けて，バイパス路をバイパス上流部とバイパス下流部とに分割し，前記バイパス弁を，前記スロットルボディの装着孔に嵌装される，シリンダ状の弁孔を有する弁ハウジングと，前記弁孔に摺動可能に嵌装される弁ピストンとで構成し，弁ハウジングには，前記バイパス上流部に連なる入口孔と，前記バイパス下流部に連なると共に，前記弁ピストンにより開閉されて前記入口孔との連通度合いを調節される出口孔とを設け，前記弁ピストンには，これを作動するアクチュエータを連結したバイパス吸気量制御装置に関する。

かゝる弁装置は，下記特許文献１に開示されるように既に知られている。
国際公開ＷＯ０１／９８６４４Ａ１公報

従来のかゝるバイパス吸気量制御装置では，弁ハウジングの出口孔をバイパス下流部に直接開口させていたので，エンジンの吹き返し現象時には，吹き返しガスがバイパス路を逆流してハウジングの出口孔まで達することがあるので，吹き返しガスに粘着性のカーボン等の異物が含まれている場合には，その異物が出口孔の周辺に堆積して，弁ピストンによる出口孔の開度制御に狂いを生じさせる可能性がある。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，吹き返しガスに粘着性のカーボン等の異物が含まれている場合でも，その異物の出口孔周辺への堆積を防止して，弁ピストンによる出口孔の開度制御を常に適正に行い得るようにした，構造簡単な前記バイパス吸気量制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，スロットルボディの吸気道に，その吸気道を開閉するスロットル弁を迂回するバイパス路を接続し，このバイパス路の途中にそれを開閉するバイパス弁を設けて，バイパス路をバイパス上流部とバイパス下流部とに分割し，前記バイパス弁を，前記スロットルボディの装着孔に嵌装される，シリンダ状の弁孔を有する弁ハウジングと，前記弁孔に摺動可能に嵌装される弁ピストンとで構成し，弁ハウジングには，前記バイパス上流部に連なる入口孔と，前記バイパス下流部に連なると共に，前記弁ピストンにより開閉されて前記入口孔との連通度合いを調節される出口孔とを設け，前記弁ピストンには，これを作動するアクチュエータを連結したバイパス吸気量制御装置において，前記装着孔の内周面と前記弁ハウジングの外周面との間に，前記出口孔及び前記バイパス下流部を相互に連通する環状通路を形成すると共に，これら出口孔及びバイパス下流部の前記環状通路への両開口位置を互いにずらしたことを第１の特徴とする。

尚，前記アクチュエータは，後述する本発明の実施例中の電動モータ２０に対応する。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記出口孔及び前記バイパス下流部の前記環状通路への両開口位置を該環状通路の周方向で互いにずらしたことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１の特徴に加えて，前記出口孔及び前記バイパス下流部の前記環状通路への両開口位置を該環状通路の軸方向で互いにずらした前記出口孔と前記バイパス路の下流側の前記環状通路への開口位置を該環状通路の周方向で互いにずらしたことを第３の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１の特徴に加えて，前記出口孔及び前記バイパス下流部の，前記環状通路周方向でのずれ角度を９０°〜１８０°の範囲に設定したことを第４の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１の特徴に加えて，前記出口孔及び前記バイパス下流部の前記環状通路への両開口位置を該環状通路の周方向及び軸方向で互いにずらしたことを第５の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，エンジンの吹き返し現象により，吹き返しガスがバイパス路を逆流してきて，バイパス下流部から環状通路に流入すると，そのガスは，弁ハウジングの外周面に衝突することによりエネルギが減衰するので，若し，吹き返しガスに粘着性のカーボン等の異物が含まれていても，その異物は，弁ハウジングの外周面に付着するか，環状通路の下部に落下するかして，出口孔周辺部に達することはなく，したがって出口孔周辺への異物の堆積を防ぎ，ピストン弁による出口孔の開度を常に適正に保持することができる。しかもその構造は，出口孔及びバイパス下流部の環状通路への両開口位置を互いにずらした，という極めて簡単なものであるから，バイパス吸気量制御装置のコストアップを招くこともない。

また本発明の第２及び第３の特徴によっても，第１の特徴と同様の効果を達成することができる。

さらに本発明の第４の特徴によれば，出口孔及びバイパス下流部の，環状通路周方向でのずれ角度を９０°〜１８０°とすることで，吹き返しガスに含まれる異物の出口孔周辺部までの到達を確実に防ぎ，出口孔周辺への異物の堆積防止を図ることができる。

さらにまた本発明の第５の特徴によれば，出口孔及びバイパス下流部間の距離を充分確保することができ，その結果，吹き返しガスに含まれる異物の出口孔周辺部までの到達を効果的に防ぎ，出口孔周辺への異物の堆積防止を一層図ることができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明に係るバイパス吸気量制御装置の要部を縦断した平面図，図２は図１の２部拡大図，図３は図２の３−３線断面図，図４は図２の４−４線断面図である。

先ず，図１において，エンジンＥの一側面に接合されるスロットルボディ１は，その中心部を貫いてエンジンＥの吸気ポートＥｐに連なる吸気道２を有し，この吸気道２の中央部を開閉するスロットル弁３がスロットルボディ１に軸支される。スロットル弁３の弁軸３ａの一端には，これを開閉駆動するスロットルドラム９が固着される。

スロットルボディ１には，スロットル弁３を迂回して吸気道２に両端を開口するバイパス路４が形成され，このバイパス路４の途中に，これを開閉するバイパス弁５が設けられる。

スロットルボディ１の一側には制御ハウジング６がボルト１８により接合され，この制御ハウジング６に，バイパス弁５の弁ハウジング７が一体に連設される。この弁ハウジング７は，バイパス路４の中間部に介入するように，スロットルボディ１の一側面に開口する装着孔８に前後一対のシール部材２２，２３を介して嵌装され，これによってバイパス路４は，吸気道２の上流側に連なるバイパス上流部４ａと，吸気道２の下流側に連なるバイパス下流部４ｂとに分割される。

弁ハウジング７は，スロットル弁３と平行に配置される有底円筒形をなしていて，その内部をシリンダ状の弁孔１０としており，その弁孔１０に弁ピストン１３が摺動可能に嵌装される。この弁ピストン１３は，その一側面に形成された軸方向溝１４と，弁孔１０の内周面に突設された突起１５との摺動可能な係合により回り止めされる（図３参照）。

有底円筒形の弁ハウジング７の底壁には，スロットルボディ１に形成されたバイパス上流部４ａを弁孔１０に常時連通する複数の入口孔１１が，またその側壁には，弁孔１０に連通する出口孔１２がそれぞれ形成される。

図２及び図３に示すように，弁ハウジング７の外周面と前記装着孔８の内周面との間には，前記一対のシール部材２２，２３間において，前記出口孔１２と，スロットルボディ１に形成されたバイパス下流部４ｂとが開口する環状通路１６が画成される。その際，出口孔１２及びバイパス下流部４ｂの環状通路１６への開口部は，互いに環状通路１６の軸方向及び周方向にずらして配置される。特に，出口孔１２及びバイパス下流部４ｂの環状通路１６への開口部の，環状通路１６の周方向でのずれ角度は，９０°〜１８０°に設定される。

図２おいて，一方，弁ピストン１３は，その先端面に開口して前記入口孔１１と常時連通する中空部１３ａを備えており，その側壁には，該弁ピストン１３の軸方向移動，即ち開閉動作に応じて出口孔１２及び中空部１３ａ間，延いては出口孔１２及び入口孔１１間の連通度合いを調節する調節孔１７とを備えている。

弁ピストン１３には，これを開閉駆動する電動モータ２０が連結される。この電動モータ２０は，弁ハウジング７の，その底壁と反対側の端部に取り付けられる。電動モータ２０の出力軸２１と弁ピストン１３とは次のようにして連結される。即ち，弁ピストン１３の中心部に軸受ブッシュ２４を介して雌ねじ部材２５が軸方向摺動可能に嵌合される。これら弁ピストン１３及び雌ねじ部材２５の，電動モータ２０側の一端部には，これらの相対回転を阻止するように互いに嵌合する角形凹部３６及び角形フランジ２５ａがそれぞれ形成されている（図４参照）。雌ねじ部材２５のねじ孔に，電動モータ２０の出力軸２１のねじ軸部２１ａが螺合される。

雌ねじ部材２５の，角形フランジ２５ａと反対側の先端部には，それを横方向に貫通するリテーナピン２７が圧入により固定され，このリテーナピン２７と弁ピストン１３との間に，雌ねじ部材２５を角形フランジ２５ａと角形凹部３６の底面との当接位置に弾発的に保持する保持ばね２８が縮設される。

前記弁ハウジング７の底壁には，雌ねじ部材２５に向かって突出するストッパ突起２９が一体に形成されており，これに雌ねじ部材２５の先端が当接することにより弁ピストン１３の全閉位置が規定される。この弁ピストン１３の全閉位置では，調節孔１７及び出口孔１２が相互に完全にずれて，出口孔１２は全閉状態となる。

電動モータ２０と弁ハウジング７との間には，出力軸２１の基部外周面に密接するシール部材３０が介装される。

電動モータ２０には電子制御ユニット３１が接続される。この電子制御ユニット３１は，エンジン温度Ｔｅ，エンジン回転数Ｎｅ，スロットル弁開度θｔｈ，ブースト負圧Ｐｂ，吸気温度Ｔｉ等に関する情報が入力され，これらに基づいて電動モータ２０の作動を制御するようになっている。上記電子制御ユニット３１，並びにスロットル弁開度θｔｈ，ブースト負圧Ｐｂ及び吸気温度Ｔｉをそれぞれ検知するセンサは前記制御ハウジング６に収容される。

次に，この実施例の作用について説明する。

スロットル弁３の全閉時，電子制御ユニット３１は，上記のように入力されるエンジン温度Ｔｅ，エンジン回転数Ｎｅ，スロットル弁開度θｔｈ，ブースト負圧Ｐｂ，吸気温度Ｔｉ等に関する情報に基づいて，エンジン始動時，ファーストアイドリング時，通常アイドリング時，エンジンブレーキ時など，その運転条件に対応した弁ピストンの最適開度を得るべく，電動モータ２０に対する通電量を演算し，それに基づいて電動モータ２０への通電を実行し，出力軸２１を正転又は逆転させる。出力軸２１が正転又は逆転回転すると，そのねじ軸部２１ａが回転不能の雌ねじ部材２５に対して正転又は逆転回転するから，雌ねじ部材２５は軸方向に進退し，保持ばね２８を介して弁ピストン１３を弁孔１０内で前進又は後退させて，出口孔１２の開度，即ち調節孔１７を介しての出口孔１２及び入口孔１１間の連通度合いを調節し，これによりエンジンに供給されるアイドル吸気量が調節される。この場合，エンジンＥの吸入空気は，図１及び図２に矢印で示すように，吸気道２の上流部からバイパス上流部４ａ，弁ハウジング７の入口孔１１，弁ピストン１３の中空部１３ａ，調節孔１７，弁ハウジング７の出口孔１２，環状通路１６及びバイパス下流部４ｂを順次通過して，吸気道２の下流側へと移り，そして吸気ポートＥｐを経てエンジンＥのシリンダ内に吸入される。

エンジンＥの運転中，スロットル弁３を急閉して，エンジンブレーキをかけた場合に，吹き返し現象が生じると，エンジンＥの吹き返しガスは，上記経路を逆流する。

ところで，弁ハウジング７の出口孔１２及びバイパス下流部４ｂの環状通路１６への開口位置は，互いに環状通路１６の軸方向及び周方向にずらしてあるから，バイパス下流部４ｂを逆流してきた吹き返しガスは，環状通路１６に流入するや否や，弁ハウジング７の外周面に衝突して，吹き返しガスのエネルギが減衰するので，若し，吹き返しガスに粘着性のカーボン等の異物が含まれていても，その異物は，弁ハウジング７の外周面に付着するか，環状通路１６の下部に落下するので，出口孔１２まで到達することはなく，出口孔１２周辺への異物の堆積を防ぐことができる。したがって，弁ピストン１３による出口孔１２の開度を常に適正に保持することができる。

しかもその構造は，出口孔１２及びバイパス下流部４ｂの環状通路１６への両開口位置を互いにずらした，という極めて簡単なものであるから，バイパス吸気量制御装置のコストアップを招くこともない。

テストによれば，出口孔１２及びバイパス下流部４ｂの環状通路１６への両開口位置のずれは，環状通路１６の軸方向及び周方向の何れか一方でも，異物の出口孔１２周辺への堆積防止の効果を得ることができたが，図示例のように両開口部を環状通路１６の軸方向及び周方向の両方でずらした場合には，出口孔１２及びバイパス下流部４ｂ間の距離を充分確保することができるので，吹き返しガスに含まれる異物の出口孔１２周辺部までの到達を効果的に防ぎ，出口孔１２周辺への異物の堆積防止を一層図ることができた。

また上記両開口位置を環状通路１６の周方向にずらす場合には，そのずれ角度が９０°以上あれば，期待する効果が得られ，ずれ角度１８０°で効果は最大となった。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，電動モータ２０は，ワックス，ソレノイドその他のアクチュエータと置き換えが可能である。

本発明の実施例に係る電磁弁の縦断面図。 図１の２部拡大図。 図１の３部拡大図。 図３の４−４線断面図

符号の説明

１・・・・スロットルボディ
２・・・・吸気道
３・・・・スロットル弁
４・・・・バイパス路
４ａ・・・バイパス上流部
４ｂ・・・バイパス下流部
５・・・・バイパス弁
７・・・・弁ハウジング
８・・・・装着孔
１０・・・弁孔
１１・・・入口孔
１２・・・出口孔
１３・・・弁ピストン
１６・・・環状通路
２０・・・アクチュエータ（電動モータ）

Claims (5)

1. スロットルボディ（１）の吸気道（２）に，その吸気道（２）を開閉するスロットル弁（３）を迂回するバイパス路（４）を接続し，このバイパス路（４）の途中にそれを開閉するバイパス弁（５）を設けて，バイパス路（４）をバイパス上流部（４ａ）とバイパス下流部（４ｂ）とに分割し，前記バイパス弁（５）を，前記スロットルボディ（１）の装着孔（８）に嵌装される，シリンダ状の弁孔（１０）を有する弁ハウジング（７）と，前記弁孔（１０）に摺動可能に嵌装される弁ピストン（１３）とで構成し，弁ハウジング（７）には，前記バイパス上流部（４ａ）に連なる入口孔（１１）と，前記バイパス下流部（４ｂ）に連なると共に，前記弁ピストン（１３）により開閉されて前記入口孔（１１）との連通度合いを調節される出口孔（１２）とを設け，前記弁ピストン（１３）には，これを作動するアクチュエータ（２０）を連結したバイパス吸気量制御装置において，
   前記装着孔（８）の内周面と前記弁ハウジング（７）の外周面との間に，前記出口孔（１２）及び前記バイパス下流部（４ｂ）を相互に連通する環状通路（１６）を形成すると共に，これら出口孔（１２）及びバイパス下流部（４ｂ）の前記環状通路（１６）への両開口位置を互いにずらしたことを特徴とする，バイパス吸気量制御装置。
2. 請求項１記載のバイパス吸気量制御装置において，
   前記出口孔（１２）及び前記バイパス下流部（４ｂ）の前記環状通路（１６）への両開口位置を該環状通路（１６）の軸方向で互いにずらしたことを特徴とする，バイパス吸気量制御装置。
3. 請求項１記載のバイパス吸気量制御装置において，
   前記出口孔（１２）及び前記バイパス下流部（４ｂ）の前記環状通路（１６）への両開口位置を該環状通路（１６）の周方向で互いにずらしたことを特徴とする，バイパス吸気量制御装置。
4. 請求項３記載のバイパス吸気量制御装置において，
   前記出口孔（１２）及び前記バイパス下流部（４ｂ）の，前記環状通路（１６）周方向でのずれ角度を９０°〜１８０°の範囲に設定したことを特徴とする，バイパス吸気量制御装置。
5. 請求項１記載のバイパス吸気量制御装置において，
   前記出口孔（１２）及び前記バイパス下流部（４ｂ）の前記環状通路（１６）への両開口位置を該環状通路（１６）の周方向及び軸方向で互いにずらしたことを特徴とする，バイパス吸気量制御装置。
   

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