JP2005307906A - Throttle device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンの吸気通路に設けられ、同通路を開閉するスロットルバルブを備えたスロットル装置に関する。 The present invention relates to a throttle device that is provided in an intake passage of an engine and includes a throttle valve that opens and closes the passage.
従来のエンジンにおいては、燃焼室や排気ポートの壁面に、潤滑油や燃料の未燃成分が付着してデポジットを生成することがあった。このように燃焼室などの壁面にデポジットが生成すると、燃焼室容積が変化して混合気の燃焼が悪化したり、点火プラグによる点火以前に混合気が着火して燃焼が悪化したり、デポジットから未燃成分が蒸発して外部へ排出したりすることがあり問題となっていた。 In conventional engines, unburned components of lubricating oil and fuel may adhere to the wall surfaces of the combustion chamber and exhaust port to generate deposits. When deposits are generated on the wall surface of the combustion chamber in this way, the combustion chamber volume changes and the combustion of the air-fuel mixture deteriorates, the air-fuel mixture ignites before ignition by the spark plug, and the combustion deteriorates. Unburnt components may evaporate and be discharged to the outside.
下記の特許文献1乃至4には、上記したデポジットの生成を回避するための技術が記載されている。すなわち、これらの技術は、燃焼室の内面を構成する部品の表面や排気ポートの壁面に、酸化チタン層を形成している。そして、燃焼室において混合気の燃焼で発生する光、点火プラグの火花点火による光、あるいは、燃焼室内に外部から光ファイバにより導入した紫外線を中心とする光により、酸化チタン層により光触媒作用を得て、潤滑油や未燃成分等の有機物を分解するようにしている。
The following
また、下記の特許文献5には、エンジンから排出される有害成分を分解するための技術が記載されている。すなわち、この技術は、マフラー(排気ガス器)に接続された、屈曲した管状体の中に、表面に酸化チタンが処理されたファンと、そのファンを照射する光源灯とが設けられる。また、管状体の内表面に、光触媒(酸化チタン)固定層と、その固定層を照射する別の光源灯とが設けられる。そして、光源灯による照射下でファンを回転させることにより、光触媒バリアが形成され、排気ガス中の有害物質が分解される。更に、別の光源灯の照射下で酸化チタン固定層により残存有害成分が分解され、処理済みのガスを外部へ排出するようにしている。
一方、下記の特許文献6には、キャニスタの吸着剤に吸着される蒸発燃料(ベーパ)中の高沸点炭化水素を、吸着剤から完全離脱させるための技術が記載されている。すなわち、この技術で、キャニスタは筒状をなし、その内部に吸着剤(活性炭)が収容される。ここで、キャニスタ上端には、導入ポート及びパージポートが設けられる。また、吸着剤を挟んだキャニスタの反対側には、大気ポートが設けられる。そして、キャニスタ上部には、導入ポート及びパージポートと対応して、吸着剤(活性炭)の一部と共存するように光触媒が設けられると共に、その光触媒に光を照射する光照射装置が設けられる。この技術により、高沸点炭化水素を、光の照射を受けた光触媒により酸化分解して、分子数の少ない低沸点炭化水素や二酸化炭素及び水とし、ベーパの吸着剤からの離脱を容易にしている。
On the other hand,
ところが、上記した特許文献1乃至6に記載の技術は、主として燃焼室と排気系、あるいはキャニスタに着目してなされたものであり、吸気系に着目した具体的な構成は記載されていない。特許文献1乃至4には、吸気ポートの壁面に酸化チタン層を形成する記載も含まれるが、その酸化チタン層に積極的に光を照射する構成の記載はなく、実質的に光触媒作用を得ることはできない。
However, the techniques described in
ところで、吸気系では、燃料噴射弁(インジェクタ)から噴射される燃料の一部が吸気ポートの壁面に付着したり、エンジン停止時にインジェクタのノズルから滴下した燃料が吸気ポートに付着したりすることがある。そして、これら壁面に付着した燃料成分が、エンジン停止時などに蒸発して吸気通路から大気中に漏洩するという問題がある。従って、吸気系においても蒸発燃料を積極的に分解処理することが必要となっている。 By the way, in the intake system, a part of the fuel injected from the fuel injection valve (injector) may adhere to the wall surface of the intake port, or the fuel dripped from the nozzle of the injector may adhere to the intake port when the engine is stopped. is there. Then, there is a problem that the fuel component adhering to these wall surfaces evaporates when the engine is stopped and leaks from the intake passage into the atmosphere. Therefore, it is necessary to actively decompose the evaporated fuel even in the intake system.
また、吸気系には、エンジンに空気を円滑に導く機能が要求されることから、吸気抵抗を増大させる部品を別途設けることは、避けなければならない。そこで、本願出願人は、吸気系に通常設けられるスロットル装置に着目し、この装置に蒸発燃料などを分解処理するための構成を付加することに工夫した。 In addition, since the intake system is required to have a function of smoothly guiding air to the engine, it is necessary to avoid separately providing components that increase the intake resistance. Therefore, the applicant of the present application pays attention to a throttle device that is normally provided in the intake system, and devised to add a configuration for decomposing evaporated fuel and the like to this device.
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸気系で発生する蒸発燃料を積極的に分解処理することを可能としたスロットル装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a throttle device capable of actively disassembling the evaporated fuel generated in the intake system.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、空気が流れるボアを含むスロットルボディと、スロットルボディに回転可能に設けられる支軸と、支軸に設けられて支軸とともに回転することによりボアを開閉するスロットルバルブとを備えたスロットル装置において、ボアの壁面、支軸の表面及びスロットルバルブの表面のうち少なくとも一つに設けられ、光の照射を受けて蒸発燃料を酸化分解するための光触媒と、スロットルボディに設けられ、光触媒に光を照射するための光照射手段とを備えたことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a throttle body including a bore through which air flows, a support shaft rotatably provided on the throttle body, a support shaft provided on the support shaft and rotating together with the support shaft. In a throttle device having a throttle valve that opens and closes a bore by this, it is provided on at least one of the wall surface of the bore, the surface of the support shaft, and the surface of the throttle valve, and oxidizes and decomposes the evaporated fuel by receiving light irradiation And a light irradiation means provided on the throttle body for irradiating the photocatalyst with light.
上記発明の構成によれば、スロットルボディがエンジンの吸気通路に組み付けられた状態で、支軸が回転することにより、スロットルバルブが回転してボアが開閉し、吸気通路を流れる空気量が調節される。ここで、エンジンの吸気ポートなどで発生する蒸発燃料が、ボアとスロットルバルブとの間から、スロットルバルブを境にしたボアの空気流上流側へ漏れ出ようとするとき、光照射手段を作動させてボアの壁面、支軸の表面及びスロットルバルブの表面のうち少なくとも一つに設けられた光触媒に光を照射する。これにより、蒸発燃料中の炭化水素が、光の照射を受けた光触媒の作用により酸化分解され、二酸化炭素と水に変えられる。 According to the configuration of the above invention, when the support shaft rotates in a state where the throttle body is assembled in the intake passage of the engine, the throttle valve rotates to open and close the bore, and the amount of air flowing through the intake passage is adjusted. The Here, when the evaporated fuel generated at the intake port of the engine leaks from between the bore and the throttle valve to the upstream side of the bore air flow with the throttle valve as a boundary, the light irradiation means is activated. Then, light is irradiated to the photocatalyst provided on at least one of the wall surface of the bore, the surface of the support shaft, and the surface of the throttle valve. As a result, the hydrocarbon in the evaporated fuel is oxidized and decomposed by the action of the photocatalyst that has been irradiated with light, and converted into carbon dioxide and water.
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、空気が流れるボアを含むスロットルボディと、スロットルボディに回転可能に設けられる支軸と、支軸に設けられて支軸とともに回転することによりボアを開閉するスロットルバルブとを備えたスロットル装置において、スロットルバルブを境にしたボアの空気流下流側において、ボアの壁面、支軸の表面及びスロットルバルブの表面のうち少なくとも一つに設けられ、光の照射を受けて蒸発燃料を酸化分解するための光触媒と、ボアの空気流下流側においてスロットルボディに設けられ、光触媒に光を照射するための光照射手段とを備えたことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, there is provided a throttle body including a bore through which air flows, a support shaft rotatably provided on the throttle body, a support shaft provided on the support shaft and rotating together with the support shaft. In the throttle device having a throttle valve that opens and closes the bore, provided on at least one of the bore wall surface, the spindle surface, and the throttle valve surface on the downstream side of the bore air flow with the throttle valve as a boundary. A photocatalyst for oxidatively decomposing vaporized fuel upon receiving light irradiation, and a light irradiation means for irradiating the photocatalyst with light provided on the throttle body on the downstream side of the air flow of the bore. And
上記発明の構成によれば、スロットルボディがエンジンの吸気通路に組み付けられた状態で、支軸が回転することにより、スロットルバルブが回転してボアが開閉し、吸気通路を流れる空気量が調節される。ここで、エンジンの吸気ポートなどで発生する蒸発燃料が、ボアとスロットルバルブとの間から、スロットルバルブを境としたボアの空気流上流側へ漏れ出ようとするとき、光照射手段を作動させて、ボアの壁面、支軸の表面及びスロットルバルブの表面のうち少なくとも一つに設けられた光触媒に、ボアの空気流下流側から光を照射する。これにより、蒸発燃料中の炭化水素が、光の照射を受けた光触媒の作用により酸化分解され、二酸化炭素と水に変えられる。 According to the configuration of the above invention, when the support shaft rotates in a state where the throttle body is assembled in the intake passage of the engine, the throttle valve rotates to open and close the bore, and the amount of air flowing through the intake passage is adjusted. The Here, when the evaporated fuel generated at the intake port of the engine leaks from between the bore and the throttle valve to the upstream side of the air flow of the bore with the throttle valve as a boundary, the light irradiation means is operated. Then, the photocatalyst provided on at least one of the wall surface of the bore, the surface of the support shaft, and the surface of the throttle valve is irradiated with light from the air flow downstream side of the bore. As a result, the hydrocarbon in the evaporated fuel is oxidized and decomposed by the action of the photocatalyst that has been irradiated with light, and converted into carbon dioxide and water.
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、空気が流れるボアを含むスロットルボディと、スロットルボディに回転可能に設けられる支軸と、支軸に設けられて支軸とともに回転することによりボアを開閉するスロットルバルブとを備えたスロットル装置において、スロットルバルブ及び支軸は、光透過性材料により形成されることと、スロットルバルブを境にしたボアの空気流下流側において、ボアの壁面、支軸の表面及びスロットルバルブの表面のうち少なくとも一つに設けられ、光の照射を受けて蒸発燃料を酸化分解するための光触媒と、スロットルバルブを境にしたボアの空気流上流側において、スロットルボディに設けられ、スロットルバルブ及び支軸に光を透過させて光触媒に光を照射するための光照射手段とを備えたことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, a third aspect of the present invention provides a throttle body including a bore through which air flows, a support shaft rotatably provided on the throttle body, a support shaft provided on the support shaft, and rotating together with the support shaft. Therefore, in the throttle device having the throttle valve for opening and closing the bore, the throttle valve and the support shaft are formed of a light transmissive material, and on the downstream side of the bore air flow with the throttle valve as a boundary, A photocatalyst that is provided on at least one of the wall surface, the surface of the support shaft, and the surface of the throttle valve, and oxidizes and decomposes the evaporated fuel when irradiated with light, and on the upstream side of the air flow of the bore with the throttle valve as a boundary A light irradiating means provided on the throttle body for transmitting light to the throttle valve and the support shaft and irradiating the photocatalyst with light. That the purpose of the.
上記発明の構成によれば、スロットルボディがエンジンの吸気通路に組み付けられた状態で、支軸が回転することにより、スロットルバルブが回転してボアが開閉し、吸気通路を流れる空気量が調節される。ここで、エンジンの吸気ポートなどで発生する蒸発燃料が、ボアとスロットルバルブとの間から、スロットルバルブを境としたボアの空気流上流側へ漏れ出ようとするとき、光照射手段を作動させて、ボアの壁面、支軸の表面及びスロットルバルブの表面のうち少なくとも一つに設けられた光触媒に、ボアの空気流上流側からスロットルバルブ及び支軸に光を透過させて光を照射する。これにより、蒸発燃料中の炭化水素が、光の照射を受けた光触媒の作用により酸化分解され、二酸化炭素と水に変えられる。また、この構成によれば、光照射手段がボアの空気流上流側に設けられるので、蒸発燃料などにより光照射手段が汚れ難い。 According to the configuration of the above invention, when the support shaft rotates in a state where the throttle body is assembled in the intake passage of the engine, the throttle valve rotates to open and close the bore, and the amount of air flowing through the intake passage is adjusted. The Here, when the evaporated fuel generated at the intake port of the engine leaks from between the bore and the throttle valve to the upstream side of the air flow of the bore with the throttle valve as a boundary, the light irradiation means is operated. Then, light is transmitted to the photocatalyst provided on at least one of the wall surface of the bore, the surface of the support shaft, and the surface of the throttle valve from the upstream side of the air flow of the bore through the throttle valve and the support shaft. As a result, the hydrocarbon in the evaporated fuel is oxidized and decomposed by the action of the photocatalyst that has been irradiated with light, and converted into carbon dioxide and water. Further, according to this configuration, since the light irradiation means is provided on the upstream side of the air flow of the bore, the light irradiation means is hardly contaminated by evaporated fuel or the like.
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、空気が流れるボアを含むスロットルボディと、スロットルボディに回転可能に設けられる支軸と、支軸に設けられて支軸とともに回転することによりボアを開閉するスロットルバルブとを備えたスロットル装置において、スロットルバルブは、光透過性材料により形成されることと、スロットルバルブを境にしたボアの空気流下流側において、ボアの壁面、支軸の表面及びスロットルバルブの表面のうち少なくとも一つに設けられ、光の照射を受けて蒸発燃料を酸化分解するための光触媒と、支軸に設けられ、スロットルバルブに光を透過させて光触媒に光を照射するための光照射手段とを備えたことを趣旨とする。 To achieve the above object, according to a fourth aspect of the present invention, there is provided a throttle body including a bore through which air flows, a support shaft rotatably provided on the throttle body, a support shaft provided on the support shaft and rotating together with the support shaft. In the throttle device having the throttle valve for opening and closing the bore, the throttle valve is formed of a light-transmitting material, and the bore wall surface and the support are provided on the downstream side of the bore air flow with the throttle valve as a boundary. A photocatalyst that is provided on at least one of the surface of the shaft and the surface of the throttle valve and that oxidizes and decomposes the evaporated fuel when irradiated with light, and a photocatalyst that is provided on the spindle and transmits light to the throttle valve It is intended to include a light irradiation means for irradiating light.
上記発明の構成によれば、スロットルボディがエンジンの吸気通路に組み付けられた状態で、支軸が回転することにより、スロットルバルブが回転してボアが開閉し、吸気通路を流れる空気量が調節される。ここで、エンジンの吸気ポートなどで発生する蒸発燃料が、ボアとスロットルバルブとの間から、スロットルバルブを境にしたボアの空気流上流側へ漏れ出ようとするとき、光照射手段を作動させて、ボアの壁面、支軸の表面及びスロットルバルブの表面のうち少なくとも一つに設けられた光触媒に、支軸からスロットルバルブに光を透過させて光を照射する。これにより、蒸発燃料中の炭化水素が、光の照射を受けた光触媒の作用により酸化分解され、二酸化炭素と水に変えられる。 According to the configuration of the above invention, when the support shaft rotates in a state where the throttle body is assembled in the intake passage of the engine, the throttle valve rotates to open and close the bore, and the amount of air flowing through the intake passage is adjusted. The Here, when the evaporated fuel generated at the intake port of the engine leaks from between the bore and the throttle valve to the upstream side of the bore air flow with the throttle valve as a boundary, the light irradiation means is activated. Then, light is transmitted from the support shaft to the throttle valve to irradiate the photocatalyst provided on at least one of the bore wall surface, the support shaft surface, and the throttle valve surface. As a result, the hydrocarbon in the evaporated fuel is oxidized and decomposed by the action of the photocatalyst that has been irradiated with light, and converted into carbon dioxide and water.
上記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、スロットルバルブを境にしたボアの空気流上流側において、スロットルバルブの表面に光反射面が設けられることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, a light reflecting surface is provided on the surface of the throttle valve on the upstream side of the air flow of the bore with the throttle valve as a boundary. The purpose is to be.
上記発明の構成によれば、請求項4に記載の発明の作用に加え、支軸からボアの空気流上流側へ向けてスロットルバルブを透過しようとする光が、光反射面によりボアの空気流下流側へ反射されて光触媒を照射する。
According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項6に記載の発明は、請求項3乃至5のいずれかに記載の発明において、スロットルバルブは、支軸と直交する方向における断面形状がほぼ菱形をなすことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the third to fifth aspects, the throttle valve has a substantially rhombic cross-sectional shape in a direction perpendicular to the support shaft. Intended to be
上記発明の構成によれば、請求項3乃至5のいずれかに記載の発明の作用に加え、スロットルバルブがほぼ菱形をなすことから、光照射手段からの光の乱反射が抑えられる。
According to the configuration of the invention, in addition to the operation of the invention according to any one of
請求項1に記載の発明によれば、吸気系で発生する蒸発燃料を積極的に分解処理することができ、吸気系から大気への蒸発燃料の漏洩を防止することがきる。 According to the first aspect of the present invention, the evaporated fuel generated in the intake system can be actively decomposed, and the leakage of the evaporated fuel from the intake system to the atmosphere can be prevented.
請求項2に記載の発明によれば、吸気系で発生する蒸発燃料を積極的に分解処理することができ、吸気系から大気への蒸発燃料の漏洩を防止することがきる。 According to the second aspect of the present invention, the evaporated fuel generated in the intake system can be actively decomposed, and the leakage of the evaporated fuel from the intake system to the atmosphere can be prevented.
請求項3に記載の発明によれば、吸気系で発生する蒸発燃料を積極的に分解処理することができ、吸気系から大気への蒸発燃料の漏洩を防止することがきる。併せて、光照射手段のメンテナンスを簡略化することができる。 According to the third aspect of the present invention, the evaporated fuel generated in the intake system can be actively decomposed, and the leakage of the evaporated fuel from the intake system to the atmosphere can be prevented. In addition, the maintenance of the light irradiation means can be simplified.
請求項4に記載の発明によれば、吸気系で発生する蒸発燃料を積極的に分解処理することができ、吸気系から大気への蒸発燃料の漏洩を防止することがきる。併せて、スロットルボディに光照射手段を設けない分だけスロットルボディの成形を簡略化することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the evaporated fuel generated in the intake system can be actively decomposed, and leakage of the evaporated fuel from the intake system to the atmosphere can be prevented. In addition, the molding of the throttle body can be simplified by the amount that the light irradiation means is not provided in the throttle body.
請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の発明の効果に加え、光触媒に照射される光の強度低下を抑えることができる。
According to the invention described in
請求項6に記載の発明によれば、請求項3乃至5のいずれかに記載の発明の効果に加え、スロットルバルブ及び支軸における光の透過量を増やすことができ、光触媒に対しより強い光を照射することができる。
According to the invention described in
[第1実施形態]
以下、本発明のスロットル装置を具体化した第1実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[First Embodiment]
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment that embodies a throttle device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1に、本実施形態のスロットル装置1を断面図により示す。図2に、このスロットル装置1が組み付けられたエンジンシステムを概略図により示す。図3に、図1の1点鎖線円で示す部分を拡大して示す。
FIG. 1 is a sectional view of a
スロットル装置1は、空気が流れるボア2を含むスロットルボディ3と、スロットルボディ3に回転可能に設けられた支軸4と、支軸4上に一体的に設けられて支軸4とともに回転することによりボア2を開閉する円板状のスロットルバルブ5とを備える。スロットルバルブ5は、図1に実線で示すボア2を全閉とする全閉位置と、同図に2点鎖線で示すボア2を全開とする全開位置との間で回転可能に設けられる。スロットルバルブ5は、全閉位置及び全開位置にて、所定のストッパ(図示略)によりその回転が規制される。
The
図2に示すように、スロットル装置1は、エンジン11の吸気通路12の途中に組み付けられる。この組み付け状態において、支軸4が回転することにより、スロットルバルブ5が回転してボア2が開閉され、吸気通路12を流れる空気量が調節される。この吸気通路12では、燃料噴射弁(インジェクタ)13から噴射された燃料の一部が吸気ポート14の壁面に付着したり、エンジン11の停止中にインジェクタ13のノズルから滴下した燃料が吸気ポート14の壁面に付着したりすることがある。これら壁面に付着した燃料が、エンジン11の停止中などに蒸発して吸気通路12を通じてエアクリーナ15から大気中へ漏洩するおそれがある。そこで、このスロットル装置1は、吸気ポート14などで発生した蒸発燃料(ベーパ)を積極的に分解処理するための構成を備えている。
As shown in FIG. 2, the
図1において、太線矢印は、スロットル装置1を吸気通路12に組み付けた状態においてエンジン11に吸入される空気が流れる方向を示す。この実施形態では、図1に太破線で示すように、ボア2の壁面、支軸4の表面及びスロットルバルブ5の表面のそれぞれに、光の照射を受けてベーパを酸化分解するための光触媒6が塗布され、担持されている。また、スロットルボディ3には、光触媒6に光を照射するための本発明の光照射手段としての紫外線LED7が設けられる。特に、この実施形態では、スロットルバルブ5を境にしたボア2の空気流下流側(以下、単に「ボア2の下流側」と言う。)において、ボア2の壁面、支軸4の表面及びスロットルバルブ5の表面に光触媒6が担持されている。このようにボア2の下流側に光触媒6が設けられるのは、スロットルバルブ5が全閉位置に配置された状態で、エンジン11の吸気ポート14などで発生したベーパが、ボア2の下流側に集まるからである。図3に、ボア2の壁面2aに担持された光触媒6を拡大断面図により示す。この実施形態では、光触媒6として、二酸化チタン(TiO2)を主成分とする材料が使用される。また、この実施形態では、複数の紫外線LED7が、ボア2の下流側におけるスロットルボディ3に取り付けられる。これらの紫外線LED7は、スロットルバルブ5とボア2の壁面2aに向けて光を照射するように、スロットルボディ3において斜め上方へ向けて形成された取付孔3aに取り付けられる。取付孔3aのボア2側には、集光用のレンズ8が装着される。このレンズ8の表面にも、ベーパなどの汚れを分解するために、光触媒が薄くコーティングされる。各紫外線LED7は、所定の駆動回路(図示略)に電気的に接続され、エンジン11の停止時などに駆動回路からの駆動信号を受けて点灯するようになっている。
In FIG. 1, a thick arrow indicates a direction in which air sucked into the
以上説明した本実施形態のスロットル装置1によれば、例えば、エンジン11の停止中などに、吸気ポート14の壁面から発生するベーパなどが、スロットルボディ3におけるボア2の下流側に流れつき、ボア2とスロットルバルブ5との間から、スロットルバルブ5を境にしたボア2の空気流上流側(以下、単に「ボア2の上流側」と言う。)へ漏れ出ようとするとき、各紫外線LED7を点灯させて、ボア2の壁面2a、支軸4の表面及びスロットルバルブ5の表面に担持された光触媒6に対し、ボア2の下流側から光を照射する。これにより、ベーパ中の炭化水素が、光の照射を受けた光触媒6の作用により酸化分解され、二酸化炭素と水に変えられる。この結果、エンジン11の吸気系で発生するベーパを積極的に分解処理することができる。これにより、エンジン11の吸気系で発生するベーパなどが、そのまま吸気通路12を経由して大気中へ漏洩することを未然に防止することができる。
According to the
また、この実施形態では、吸気系におけるベーパの大気漏洩を防止するために、スロットル装置1を構成するスロットルボディ3に紫外線LED7を設け、同じくスロットルボディ3を構成するボア2の壁面、支軸4の表面及びスロットルバルブ5の表面に光触媒6を設けているだけである。従って、吸気通路12に、ベーパを処理するための特別な部品を別途設ける必要がない。また、光触媒6は、ボア2の壁面、支軸4の表面及びスロットルバルブの5の表面に層状に担持されており、各紫外線LED7は、スロットルボディ3の取付孔3aの中に組み付けられてボア2へ突出することはない。このため、光触媒6及び紫外線LED7が、吸気通路12における吸気抵抗を増大させることはなく、スロットル装置1を通じてエンジン11に空気を円滑に導く機能を担保することができる。
In this embodiment, in order to prevent vapor from leaking to the air in the intake system, the
ここで、光触媒によるベーパの酸化分解を想定した光触媒反応試験の結果を図4,5のグラフに示す。図6には、光触媒反応試験の概略を示す。この試験は、容量3リットルの評価袋101に、直径90mmのシャーレ102を収容して行われた。シャーレ102には、光触媒をコーティングした直径2mmの多数のガラスビーズを一層に敷き詰めた。この評価袋101を常温、常圧に設定した初期濃度200ppmのブタン(C4H10)雰囲気中に配置し、評価袋101に所定の光源103から紫外線強度4mW/cm2(真夏の太陽光レベル)の光を照射した。同様の試験を、光触媒をコーティングしないガラスビーズを使用して行った。
Here, the results of the photocatalytic reaction test assuming vapor oxidative decomposition by the photocatalyst are shown in the graphs of FIGS. FIG. 6 shows an outline of the photocatalytic reaction test. This test was performed by accommodating a
図4に、光照射後の時間経過に伴うブタン濃度の変化を示す。図5に、光照射後の時間経過時に伴う二酸化炭素濃度の変化を示す。図4から分かるように、光触媒をコーティングしたガラスビーズの試験では、光照射を開始してから120分経過する間に、ブタン濃度が200ppmから140ppm低下して60ppmとなった。これに対し、光触媒をコーティングしないガラスビーズの試験では、ブタン濃度は200ppmからほとんど変化しなかった。一方、図5から分かるように、光触媒をコーティングしたガラスビーズの試験では、光照射を開始してから120分が経過する間に、二酸化炭素(CO2)の濃度は400ppmから450ppm増加して850ppmとなった。これに対し、光触媒をコーティングしないガラスビーズの試験では、二酸化炭素の濃度は400ppmからほとんど変化しなかった。この試験結果から明らかなように、光触媒に光を照射することで、ブタンを酸化分解して二酸化炭素と水にできることが分かった。従って、光触媒による酸化分解の効果が、炭化水素(HC)を含むベーパにも有効であることが推察できる。 FIG. 4 shows the change in butane concentration with time after light irradiation. FIG. 5 shows changes in the carbon dioxide concentration over time after light irradiation. As can be seen from FIG. 4, in the test of the glass beads coated with the photocatalyst, the butane concentration decreased from 200 ppm to 140 ppm to 60 ppm during 120 minutes after the start of light irradiation. In contrast, in the test of glass beads not coated with a photocatalyst, the butane concentration hardly changed from 200 ppm. On the other hand, as can be seen from FIG. 5, in the test of the glass beads coated with the photocatalyst, the concentration of carbon dioxide (CO 2 ) increased from 400 ppm to 450 ppm and increased to 850 ppm during 120 minutes after the start of light irradiation. It became. In contrast, in the test of glass beads not coated with a photocatalyst, the concentration of carbon dioxide hardly changed from 400 ppm. As is clear from this test result, it was found that by irradiating the photocatalyst with light, butane was oxidized and decomposed into carbon dioxide and water. Therefore, it can be inferred that the effect of oxidative decomposition by the photocatalyst is also effective for the vapor containing hydrocarbon (HC).
[第2実施形態]
次に、本発明のスロットル装置を具体化した第2実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment in which the throttle device of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
尚、以下に説明する各実施形態において、前記第1実施形態の構成と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。以下には異なった点を中心に説明する。 In each embodiment described below, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The following description focuses on the different points.
この実施形態では、支軸4及びスロットルバルブ5の構成と、紫外線LED7の配置の点で第1実施形態と構成が異なる。図7に、本実施形態のスロットル装置21を断面図により示す。すなわち、この実施形態では、スロットルバルブ5及び支軸4が光透過性材料により形成される。また、スロットルバルブ5を境にしたボア2の上流側において、スロットルボディ3に複数の紫外線LED7が設けられる。そして、スロットルバルブ5及び支軸4に、各紫外線LED7から出る光を透過させて光触媒6に照射するようにしている。この実施形態では、支軸4及びスロットルバルブ5の材料として、光透過性材料である紫外線透過性アクリル樹脂が使用される。また、各紫外線LED7は、スロットルバルブ5の表面に向けて光を照射するように、スロットルボディ3において斜め下方へ向けて形成された取付孔3bに取り付けられる。取付孔3bのボア2側には、集光用のレンズ8が装着されている。このレンズ8の表面にも、汚れを分解するために、光触媒が薄くコーティングされている。
This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the
従って、この実施形態のスロットル装置21の構成によれば、各紫外線LED7を点灯させて、ボア2の下流側においてボア2の壁面、支軸4の表面及びスロットルバルブ5の表面に担持された光触媒6に対し、ボア2の上流側から、スロットルバルブ5及び支軸4に光を透過させて光を照射する。これにより、ベーパ中の炭化水素が、光の照射を受けた光触媒6の作用により酸化分解され、二酸化炭素と水に変えられる。この結果、エンジン11の吸気系で発生するベーパを積極的に分解処理することができる。これにより、エンジン11の吸気系で発生するベーパなどが、そのまま吸気通路12を経由して大気中へ漏洩することを未然に防止することができる。
Therefore, according to the configuration of the
また、この実施形態では、各紫外線LED7が、ボア2の上流側に設けられるので、ボア2の下流側に設けられる場合と比べ、各紫外線LED7及びレンズ8がベーパなどにより汚れ難い。このため、これらの部品7,8のメンテナンスを簡略化することができる。その他の作用効果は、第1実施形態のそれと基本的に同じである。
Further, in this embodiment, since each
[第3実施形態]
次に、本発明のスロットル装置を具体化した第3実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment in which the throttle device of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態では、スロットルバルブ5の構成が第2実施形態と異なる。図8に、本実施形態のスロットル装置22を断面図により示す。すなわち、この実施形態で、スロットルバルブ5は、支軸4と直交する方向における断面形状がほぼ菱形をなしている。この点で第2実施形態のスロットルバルブ5と異なる。
In this embodiment, the configuration of the
従って、この実施形態のスロットル装置22の構成によれば、スロットルバルブ5がほぼ菱形をなすことから、各紫外線LED7からスロットルバルブ5に照射される光の乱反射が抑えられる。このため、スロットルバルブ5及び支軸4における光の透過量を増やすことができ、光触媒6に対しより強い光を照射することができる。この意味で、光触媒6による酸化分解反応を高めることができる。その他の作用効果は、第2実施形態のそれと基本的に同じである。
Therefore, according to the configuration of the
[第4実施形態]
次に、本発明のスロットル装置を具体化した第4実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment in which the throttle device of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態では、光触媒6に光を照射するための光照射手段の構成が第3実施形態と異なる。図9に、本実施形態のスロットル装置23を断面図により示す。すなわち、この実施形態では、支軸4を中空状に形成し、その中空に、支軸4とほぼ同じ長さを有する円柱状の紫外線LED9が設けられる。この紫外線LED9は、その外周全面から光を発する。また、この実施形態では、ボア2の上流側において、スロットルバルブ5の表面に、活性光反射面10が設けられる。この反射面10は、スロットルバルブ5の表面に塗布された塗料などにより構成される。この光反射面10により、紫外線LED9の光を、ボア2の下流側へ向けて反射するようにしている。
In this embodiment, the structure of the light irradiation means for irradiating the
従って、この実施形態のスロットル装置23の構成によれば、紫外線LED9を支軸4の中に設けたので、上記した各実施形態と比べ、スロットルボディ3に紫外線LED7のための取付孔3a,3bを設ける必要がなく、その分だけスロットルボディ3の成形を簡略化することができる。また、支軸4からボア2の上流側へ向けてスロットルバルブ5を透過しようとする光が、活性光反射面10によりボア2の下流側へ反射されて光触媒6を照射する。このため、スロットルバルブ5を透過して光触媒6に照射される光の強度低下を抑えることができる。この意味で、光触媒6による酸化分解反応を高めることができる。その他の作用効果は、第3実施形態のそれと基本的に同じである。
Therefore, according to the configuration of the
[第5実施形態]
次に、本発明のスロットル装置を具体化した第5実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment embodying the throttle device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態では、光触媒6に光を照射するための光照射手段の構成が第4実施形態と異なる。図10に、本実施形態のスロットル装置24を断面図により示す。図11に、支軸4及びスロットルバルブ5を平面図により示す。すなわち、この実施形態では、支軸4を角棒状に形成し、その支軸4の長手方向に沿って複数の紫外線LED31が散りばめられて設けられる。これら紫外線LED31は、それぞれ異なる方向へ向けて発光するように配置される。
In this embodiment, the structure of the light irradiation means for irradiating the
従って、この実施形態のスロットル装置24の構成によっても、基本的に第4実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
Therefore, the same effect as that of the fourth embodiment can be basically obtained by the configuration of the
[第6実施形態]
次に、本発明のスロットル装置を具体化した第6実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment in which the throttle device of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態では、光触媒6に光を照射するための光照射手段の構成が第4及び第5の実施形態と異なる。図12に、本実施形態のスロットル装置25を断面図により示す。図13に、図12のA−A線に沿った断面図を示す。すなわち、この実施形態では、支軸4を中空状に形成し、その中空に、支軸4の長手方向に沿って複数本の洩光型光ファイバ32の束が設けられる。また、支軸4の一端部には、各光ファイバ31に光を供給するための紫外線LED33が設けられる。図12に示すように、光ファイバ32の束は、支軸4の断面において線対称となるよう二束設けられる。図13に示すように、光ファイバ32の束は、その外側が全体に斜めに切断され、各光ファイバ32が斜めの切断口32aを有する。そして、紫外線LED33を点灯することにより、その光が光ファイバ32の束を通り、図12に多数の平行破線で示すように、各切断口32aから光の束となって発射され、ボア2の壁面及びスロットルバルブ5の表面の光触媒6に照射されるようになっている。
In this embodiment, the structure of the light irradiation means for irradiating the
従って、この実施形態のスロットル装置25の構成によっても、基本的に第5実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
Therefore, basically the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained also by the configuration of the
[第7実施形態]
次に、本発明のスロットル装置を具体化した第7実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment in which the throttle device of the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態では、支軸4における光ファイバ32の配置等の点で第6実施形態と構成が異なる。図14に、スロットルバルブ5を平面図により示す。すなわち、この実施形態では、支軸4に設けられる光ファイバ32の束において、各光ファイバ32の長さが段階的に異なるように設定され、一対をなす光ファイバ32の斜めの切断口32aが、互いに反対方向へ向けて配置される。そして、紫外線LED33を点灯することにより、その光が各光ファイバ32を通り、図14に破線で示すように、各切断口32aから相互に反対方向へ発射され、ボア2の壁面及びスロットルバルブ5の表面の光触媒6に照射されるようになっている。
This embodiment is different from the sixth embodiment in the arrangement of the
従って、この実施形態の構成によっても、基本的に第6実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 Therefore, the same effect as that of the sixth embodiment can be basically obtained by the configuration of this embodiment.
尚、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be carried out as follows without departing from the spirit of the invention.
(1)前記各実施形態では、ボア2の壁面、支軸4の表面及びスロットルバルブ5の表面のそれぞれに光触媒6を担持させたが、ボアの壁面、支軸の表面及びスロットルバルブの表面のうちいずれか一つか二つに光触媒を担持させてもよい。
(1) In each of the above embodiments, the
(2)前記各実施形態では、光触媒に光を照射するための光照射手段として、紫外線LED7,9,31を使用したり、紫外線LED33と光ファイバ32を組み合わせて使用したりしたが、太陽光を光ファイバに導入して光触媒に光を照射するように構成してもよい。この構成によれば、紫外線LEDなどを電気的に作動させる必要がなく、ベーパなどの分解処理に要するエネルギーの省力化を図ることができる。
(2) In each of the above embodiments, as the light irradiation means for irradiating the photocatalyst with light, the
(3)前記各実施形態では、光触媒として二酸化チタン(TiO2)を使用したが、光触媒として、セレン化カドミウム(CdSe)や硫化カドミウム(CdS)を使用したり、酸化スズ(SnO2)や酸化ニオブ(Nb2O5)を使用したりしてもよい。 (3) In each of the above embodiments, titanium dioxide (TiO 2 ) is used as the photocatalyst, but cadmium selenide (CdSe) or cadmium sulfide (CdS) is used as the photocatalyst, or tin oxide (SnO 2 ) or oxide is used. Niobium (Nb 2 O 5 ) may be used.
(4)前記第2乃至第7の実施形態では、光透過性材料として光透過性のアクリル樹脂を用いたが、光透過性のフッ素樹脂や光透過性のポリエステル樹脂を用いてもよい。 (4) In the second to seventh embodiments, a light-transmitting acrylic resin is used as the light-transmitting material, but a light-transmitting fluororesin or a light-transmitting polyester resin may be used.
1 スロットル装置
2 ボア
2a 壁面
3 スロットルボディ
4 支軸
5 スロットルバルブ
6 光触媒
7 紫外線LED(光照射手段)
9 円柱状の紫外線LED(光照射手段)
10 光反射面
21 スロットル装置
22 スロットル装置
23 スロットル装置
24 スロットル装置
25 スロットル装置
31 紫外線LED(光照射手段)
32 光ファイバ(光照射手段)
33 紫外線LED(光照射手段)
1
9 Cylindrical UV LED (light irradiation means)
DESCRIPTION OF
32 Optical fiber (light irradiation means)
33 UV LED (light irradiation means)
Claims (6)
前記ボアの壁面、前記支軸の表面及び前記スロットルバルブの表面のうち少なくとも一つに設けられ、光の照射を受けて蒸発燃料を酸化分解するための光触媒と、
前記スロットルボディに設けられ、前記光触媒に光を照射するための光照射手段と
を備えたことを特徴とするスロットル装置。 A throttle body including a throttle body including a bore through which air flows, a support shaft rotatably provided on the throttle body, and a throttle valve provided on the support shaft to open and close the bore by rotating together with the support shaft In the device
A photocatalyst that is provided on at least one of the wall surface of the bore, the surface of the support shaft, and the surface of the throttle valve, and oxidatively decomposes the evaporated fuel by receiving light irradiation;
A throttle device comprising: a light irradiation means provided on the throttle body for irradiating the photocatalyst with light.
前記スロットルバルブを境にした前記ボアの空気流下流側において、前記ボアの壁面、前記支軸の表面及び前記スロットルバルブの表面のうち少なくとも一つに設けられ、光の照射を受けて蒸発燃料を酸化分解するための光触媒と、
前記ボアの空気流下流側において前記スロットルボディに設けられ、前記光触媒に光を照射するための光照射手段と
を備えたことを特徴とするスロットル装置。 A throttle body including a throttle body including a bore through which air flows, a support shaft rotatably provided on the throttle body, and a throttle valve provided on the support shaft to open and close the bore by rotating together with the support shaft In the device
Provided on at least one of the wall surface of the bore, the surface of the support shaft, and the surface of the throttle valve on the downstream side of the air flow of the bore with the throttle valve as a boundary. A photocatalyst for oxidative decomposition,
A throttle device comprising: a light irradiating means provided on the throttle body on the downstream side of the air flow of the bore for irradiating the photocatalyst with light.
前記スロットルバルブ及び前記支軸は、光透過性材料により形成されることと、
前記スロットルバルブを境にした前記ボアの空気流下流側において、前記ボアの壁面、前記支軸の表面及び前記スロットルバルブの表面のうち少なくとも一つに設けられ、光の照射を受けて蒸発燃料を酸化分解するための光触媒と、
前記スロットルバルブを境にした前記ボアの空気流上流側において、前記スロットルボディに設けられ、前記スロットルバルブ及び前記支軸に光を透過させて前記光触媒に光を照射するための光照射手段と
を備えたことを特徴とするスロットル装置。 A throttle body including a throttle body including a bore through which air flows, a support shaft rotatably provided on the throttle body, and a throttle valve provided on the support shaft to open and close the bore by rotating together with the support shaft In the device
The throttle valve and the support shaft are formed of a light-transmitting material;
Provided on at least one of the wall surface of the bore, the surface of the support shaft, and the surface of the throttle valve on the downstream side of the air flow of the bore with the throttle valve as a boundary. A photocatalyst for oxidative decomposition,
A light irradiating means provided on the throttle body on the upstream side of the air flow of the bore with the throttle valve as a boundary for transmitting light to the throttle valve and the support shaft and irradiating the photocatalyst with light; A throttle device characterized by comprising.
前記スロットルバルブは、光透過性材料により形成されることと、
前記スロットルバルブを境にした前記ボアの空気流下流側において、前記ボアの壁面、前記支軸の表面及び前記スロットルバルブの表面のうち少なくとも一つに設けられ、光の照射を受けて蒸発燃料を酸化分解するための光触媒と、
前記支軸に設けられ、前記スロットルバルブに光を透過させて前記光触媒に光を照射するための光照射手段と
を備えたことを特徴とするスロットル装置。 A throttle body including a throttle body including a bore through which air flows, a support shaft rotatably provided on the throttle body, and a throttle valve provided on the support shaft to open and close the bore by rotating together with the support shaft In the device
The throttle valve is formed of a light transmissive material;
Provided on at least one of the wall surface of the bore, the surface of the support shaft, and the surface of the throttle valve on the downstream side of the air flow of the bore with the throttle valve as a boundary. A photocatalyst for oxidative decomposition,
A throttle device comprising: a light irradiating means provided on the support shaft for transmitting light to the throttle valve and irradiating the photocatalyst with light.
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JP2004127998A JP2005307906A (en) | 2004-04-23 | 2004-04-23 | Throttle device |
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