JP2006177303A - 過給機付きエンジンのエアーバイパスバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】
減速時のサージングを防止することに加え、特に大気開放ポートの開放使用状態では、過給気の放出によりレーシング風の高音を発生させて、運転感覚上の興趣変化も与える。
【解決手段】
エアーバイパスバルブ（Ｖ）をシリンダー式として、ピストン弁（２９）がヘッドカバー（１７）の弁座（２２）と密着した閉弁状態から、そのヘッドカバー（１７）の中心に開口する過給気導入ポート（Ｐ１）とバルブ本体シリンダー（１６）の胴面に開口する過給気導出ポート（Ｐ２）とを連通させるべく開弁した時、上記導出ポート（Ｐ２）よりも先に広く導入ポート（Ｐ１）と連通することになる大気開放ポート（Ｐ３）を、上記バルブ本体シリンダー（１６）の胴面に開口形成すると共に、その大気開放ポート（Ｐ３）を着脱自在のキャップ（２７）によって密閉した。
【選択図】 図５

Description

本発明は過給機付きエンジンにおける減速時のサージング発生を防止するエアーバイパスバルブに関する。

過給機（ターボチャージャー）を備えた自動車搭載エンジンでは、アクセル操作の減速によってスロットルバルブが開放状態から急激に閉鎖された場合、吸気慣性とコンプレッサーの回転慣性に基き、そのスロットルバルブにおける上流側の圧力が一時的に急上昇する。

そうすると、過給気が圧力反射によって、過給機のコンプレッサー側へ逆流するというサージングを生じさせ、サージ音（脈動音）を発することになる。

そこで、例えば特開平５−９８９８４号や特開平１１−２６４３２１号などに開示されている如く、過給機におけるコンプレッサーの上流側と下流側とを連通接続するエアーバイパス通路へ、ダイヤフラム式のエアーバイパスバルブを介挿設置して、減速時にはそのエアーバイパスバルブを開弁作用させ、コンプレッサーでの圧縮された過給気をその上流側へ戻すことにより、上記サージングの発生を抑制している通例である。
特開平５−９８９８４号公報 特開平１１−２６４３２１号公報

ところが、上記エアーバイパスバルブはあくまでもダイヤフラム式であるため、エンジンの軽負荷域と高負荷域との中間域において、バネの押圧付勢力とも相俟ち、開弁力と閉弁力が均衡し、その弁体の位置が安定せずに、開閉作用を繰り返してしまうというチャタリング現象が発生し、その不快な振動音を運転者に与えるおそれがある。

これはダイヤフラム式エアーバイパスバルブの宿命であると言え、その新らたに発生するチャタリング現象の予防対策として、特開平５−９８９８４号発明のように、過給気の脈動を減衰させるため、エアーバイパス通路に第１の絞り部を設けたり、又気柱振動を減衰させるため、センシング通路に第２の絞り部を設けたり、他方特開平１１−２６４３２１号発明のように、サージングタンク内へ特別の吸気圧センサーを設置して、これがダイヤフラムの振動を検知した出力信号に基き、エアーバイパスバルブの電磁式開閉制御弁をプログラム制御したりする必要がある。

更に、上記した両公知発明のダイヤフラム式エアーバイパスバルブでは、減速時に開弁作用されたことを、運転者が聴覚的に知ることはできず、運転上の興趣変化を得られない問題もある。

本発明はこのような課題の抜本的な解決を目的としており、その目的を達成するために、請求項１では過給機におけるコンプレッサーの上流側と下流側とを連通接続するエアーバイパス管路に介挿設置され、そのエアーバイパス管路を減速時の吸気管負圧により開弁作用する一方、増速時の過給圧により閉弁作用するエアーバイパスバルブとして、

上記コンプレッサーの上流側に連通する過給気導出ポートとエアーバイパスバルブ開閉制御ポートとが、胴面に開口分布されたバルブ本体シリンダーと、

そのバルブ本体シリンダーのヘッド部へ差し込み嵌合された奥端部が弁座となり、且つ上記コンプレッサーの下流側に連通する過給気導入ポートが、中心に開口形成されたヘッドカバーと、

その過給気導入ポートと過給気導出ポートとを連通不能に閉弁作用できる断面コ字型として、上記バルブ本体シリンダーに内蔵設置されたピストン弁と、

そのピストン弁を上記ヘッドカバーの弁座と常時密着する閉弁作用方向へ押圧付勢すべく、やはりバルブ本体シリンダーに内蔵設置された圧縮コイルバネとから成り、

上記ピストン弁の開弁作用時過給気導出ポートよりも先に広く、過給気導入ポートと連通することになる大気開放ポートを、上記バルブ本体シリンダーの胴面に開口させると共に、

その大気開放ポートを着脱自在のキャップによって密閉したことを特徴とする。

又、請求項２ではバルブ本体シリンダーにおける胴面のヘッド側へ偏倚した位置に、過給気導出ポートを開口形成する一方、

その過給気導出ポートよりも更に一層ヘッド側へ偏倚するが、ヘッドカバーの弁座とは約２mmの一定な間隔距離を保つ位置に、大気開放ポートを開口形成すると共に、

上記過給気導出ポートと大気開放ポートとをバルブ本体シリンダーの中心廻りに相違する方向への開口状態として、且つその開口同志が一定量だけ部分的にオーバーラップする関係となるように位相変化させたことを特徴とする。

請求項３では、大気開放ポートをバルブ本体シリンダーの円周方向に沿って延在する長孔とし、過給気導出ポートを丸孔として各々開口形成したことを特徴とする。

請求項４では、ヘッドカバーの中心に開口する過給気導入ポートを、その中途部から奥端部の弁座へ行く程徐々に拡開する円錐面として造形すると共に、

過給気導出ポートの開口面積と大気開放ポートの開口面積を、上記過給気導入ポートにおける入口部の開口面積とほぼ同等に設定したことを特徴とする。

請求項５では、バルブ本体シリンダーの胴面に一定深さの円形な風洞受け入れ凹溝を切り欠いて、その風洞受け入れ凹溝のフラットな溝底面に大気開放ポートを開口形成すると共に、

上記風洞受け入れ凹溝への植込み状態に圧入一体化した外向き拡開するラッパ型の風洞により、上記大気開放ポートの周辺部を包囲して、その風洞へ密閉用キャップを着脱自在に被着させたことを特徴とする。

更に、請求項６では圧縮コイルバネのリテーナーからバルブ本体シリンダーの外部へ、調整ネジ杆を一体的に張り出し延長させて、その調整ネジ杆を外部から回動操作することにより、ピストン弁に付勢する圧縮コイルバネの張力を強弱調整できるように定めたことを特徴とする。

請求項１の上記構成によれば、エアーバイパス管路に介在するエアーバイパスバルブがシリンダー式として、コンプレッサーの上流側に連通する過給気導出ポートとエアーバイパスバルブ開閉制御ポートとが胴面に開口分布されたバルブ本体シリンダーと、そのバルブ本体シリンダーのヘッド部へ差し込み嵌合された奥端部がピストン弁の弁座となり、且つコンプレッサーの下流側に連通する過給気導入ポートが中心に開口されたヘッドカバーと、上記バルブ本体シリンダーへ内蔵設置されて、その過給気導入ポートと過給気導出ポートとを連通不能に閉弁作用できる断面コ字型のピストン弁と、そのピストン弁を上記ヘッドカバーの弁座と常時密着する閉弁作用方向へ押圧付勢すべく、バルブ本体シリンダーに内蔵設置された圧縮コイルバネとから成るため、その従来のダイヤフラム式エアーバイパスバルブと異なって、ピストン弁を常時安定な位置に保つことができ、チャタリング現象とこれに伴なう不快な振動音を発生するおそれがない。

しかも、ピストン弁の開弁作用時過給気導出ポートよりも先に広く、過給気導入ポートと連通することになる大気開放ポートが、上記バルブ本体シリンダーの胴面に開口形成されており、その大気開放ポートが着脱自在のキャップによって密閉されているため、上記大気開放ポートの密閉使用状態ではピストン弁の開弁作用により、コンプレッサーの下流側から上流側へ、過給気を残圧なく瞬時に戻すことができ、サージ音を発生したり、タービンの回転軸に捻れなどの負担を与えたりするおそれがない。

他方、上記キャップを取りはずした大気開放ポートの開放使用状態では、ピストン弁の開弁作用により過給気の残圧が、その過給気導出ポートよりも早く大気開放ポートから外部へ一気に洩れなく放出されることとなり、その放出時に「プッシューン」という発生音が運転者に聴える結果、上記ピストン弁の開弁作用を知ることができ、併せてレーシング感覚の独特な興趣変化も得られるのである。

特に、請求項２の構成を採用するならば、その大気開放ポートが過給気導出ポートよりもピストン弁の弁座へ接近した位置にあり、その両ポートが一定量だけ部分的にオーバーラップした開口状態として位相変化されているため、上記過給気は大気開放ポートの開放使用中において、ここから真先に外部（エンジンルーム）へ放出され、その後過給気導出ポートから導出されることになる。

しかも、大気開放ポートはピストン弁の弁座と約２mmの一定な間隔距離を保つ位置に開口しているため、上記過給気の放出タイミングが早過ぎたり、遅過ぎたりすることはなく、最適なタイミングでの一気に洩れなく放出されるのであり、その意味からも上記発生音を効果的に高く拡大することができる。

又、請求項３の構成を採用するならば、大気開放ポートがバルブ本体シリンダーの円周方向に沿って延在する長孔をなすため、上記過給気の極力多量を一気に外部へ放出させることができ、その残圧のとどまるおそれがなく、上記発生音を高く拡大することにも役立つ。

請求項４の構成を採用するならば、過給気導入ポートと過給気導出ポート並びに大気開放ポートが、その開口面積の悉くほぼ同等に設定されているため、上記過給気をやはり残すことなく瞬時に導出することができ、必要構成としても簡素に合理化し得る効果がある。

更に、請求項５の構成を採用するならば、大気開放ポートの周辺部を包囲するラッパ型の風洞により、その大気開放ポートから放出する発生音の拡散効果を昂めることができる。

請求項６の構成を採用するならば、バルブ本体シリンダーの外部から調整ネジ杆を回動操作することにより、ピストン弁に働く圧縮コイルバネの張力を強弱調整でき、延いてはピストン弁の最適な開閉作用速度を得られる効果がある。

以下、図面に基いて本発明を詳述すると、図１は過給機付きの自動車搭載エンジンを示す全体構成の模式図であり、これはシリンダー（１）に対する吸気管路（２）と排気管路（３）のほか、その吸気管路（２）の途上に配設されたコンプレッサー（４）と、排気管路（３）の途上に配設されたタービン（５）とから成る過給機（ターボチャージャー）（Ｔ）を具備している。

吸気管路（２）は外気をシリンダー（１）の吸気弁（６）まで供給するものであり、図例ではその吸気管路（２）の途上へ上流側から順次エアークリーナー（７）とコンプレッサー（４）、インタークーラー（８）、スロットルバルブ（９）並びにインジェクター（１０）を配設している。

更に言えば、上記吸気管路（２）はエアークリーナー（７）とコンプレッサー（４）とを連通接続する第１吸気導入管路（２ａ）、そのコンプレッサー（４）とインタークーラー（８）とを連通接続する第２吸気導入管路（２ｂ）、そのインタークーラー（８）とスロットルバルブ（９）とを連通接続する第３吸気導入管路（２ｃ）、そのスロットルバルブ（９）と吸気弁（６）とを連通接続するサージングタンク（１１）並びに吸気マニホールド（１２）とから成り、その吸気マニホールド（１２）における吸気弁（６）との接近位置にはインジェクター（１０）が臨まされている。

他方、排気管路（３）は排気を排気弁（１３）から外部に放出するものであり、その途上には上記タービン（５）と排気マフラー（図示省略）のほか、そのタービン（５）と排気弁（１３）とを連通接続する排気マニホールド（１４）が配設されている。

上記過給機（Ｔ）のタービン（５）とコンプレッサー（４）は同一軸上に並列設置されており、そのタービン（５）が排気圧によって回転駆動されると共に、その回転力を利用したコンプレッサー（４）がポンプ作用を営なむことにより、吸気を圧縮（過給）してシリンダー（１）へ供給する。

（１５）は上記コンプレッサー（４）の上流側に位置する第１吸気導入管路（２ａ）と、同じく下流側に位置する第２吸気導入管路（２ｂ）とを連通接続するエアーバイパス管路であって、そのエアーバイパス管路（１５）の途上にはエアーバイパスバルブ（Ｖ）が介挿設置されており、上記エンジンのスロットルバルブ（９）がアクセル操作の減速によって、急激に閉鎖された場合、そのエアーバイパスバルブ（Ｖ）が吸気管負圧によってエアーバイパス管路（１５）を開放し、過給機（Ｔ）からのサージ音発生を防止する一方、増速時の過給圧によりエアーバイパス管路（１５）を閉鎖するようになっている。

本発明では上記エアーバイパスバルブ（Ｖ）が、従来のダイヤフラム式に代るシリンダー式として、特に次のとおり構成されている。

即ち、そのシリンダー式エアーバイパスバルブ（Ｖ）を抽出して示した図２〜１１において、（１６）は一定の長さ（Ｌ１）（例えば約７２mm）と外径（Ｄ１）（例えば約５４mm）並びに内径（ｄ１）（例えば約３６mm）を有する軽合金製のバルブ本体シリンダー、（１７）はそのバルブ本体シリンダー（１６）の開口するヘッド部へ差し込み嵌合された同じ軽合金製のヘッドカバーであるが、その中心は過給気導入ポート（Ｐ１）として貫通形成されており、これを包囲する口金（１８）が上記エアーバイパス管路（１５）の第２吸気導入管路（２ｂ）側（コンプレッサーの下流側）と連通接続されることになる。

（１９）は上記過給気導入ポート（Ｐ１）の口金（１８）から外向き一体に張り出す円盤状の取付フランジであり、放射対称型に点在分布する複数本のボルト（２０）を介して、上記バルブ本体シリンダー（１６）のヘッド部へ固定されている。

その場合、ヘッドカバー（１７）の過給気導入ポート（Ｐ１）は一定の内径（ｄ２）（例えば約１６mm）を有するが、その中途部からバルブ本体シリンダー（１６）に向かって徐々に拡開する円錐面（２１）として加工されており、入口部からの過給気をすばやく円滑に流動・導出できるようになっている。その円錐面（２１）におけ奥端部での内径は約２８mmである。しかも、そのバルブ本体シリンダー（１６）へ差し込み嵌合されたヘッドカバー（１７）の奥端部は、後述のピストン弁を安定良く受け止める弁座（２２）として機能し得るように造形されている。（２３）はバルブ本体シリンダー（１６）とそのヘッドカバー（１７）との嵌合面に介挿された密封用のＯリングを示している。

（Ｐ２）は上記バルブ本体シリンダー（１６）における胴面のうち、そのヘッド側へ偏倚した位置に穿孔された過給気導出ポートであり、上記過給気導入ポート（Ｐ１）の入口部と同じ一定の内径（ｄ３）（例えば約１６mm）を有する円形に開口している。（２４）はその過給気導出ポート（Ｐ２）の開口縁部へ植込み状態に圧入一体化された口金管であって、上記エアーバイパス管路（１５）の第１吸気導入管路（２ａ）側（コンプレッサーの上流側）と連通接続されることになる。その口金管（２４）として、図例ではエルボ型を示しているが、その屈曲形状や方向性などは自由に選定することができる。

（２５）は同じくバルブ本体シリンダー（１６）における胴面のうち、やはりヘッド側へ偏倚した位置に切り欠かれた一定深さ（例えば約７mm）の風洞受け入れ凹溝であって、一定の内径（ｄ４）（例えば約３４mm）を備えた円形に開口している。

（Ｐ３）は上記風洞受け入れ凹溝（２５）のフラットな溝底面に穿孔された大気開放ポートであるが、これは上記過給気導出ポート（Ｐ２）よりもバルブ本体シリンダー（１６）のヘッド側へ一層偏倚した位置に開口しており、過給気導出ポート（Ｐ２）との相関々係上、その開口同志が一定量（Ｗ）だけ部分的にオーバーラップした位置ズレ状態にある。

これを換言すれば、大気開放ポート（Ｐ３）が上記ヘッドカバー（１７）の弁座（２２）と接近する位置に開口しており、過給気導出ポート（Ｐ２）はその大気開放ポート（Ｐ３）よりも上記弁座（２２）から遠ざかる位置に開口しているのである。

しかも、上記過給気導出ポート（Ｐ２）が円形の丸孔として開口形成されているに反し、その大気開放ポート（Ｐ３）はバルブ本体シリンダー（１６）の円周方向に沿い延在するほぼ楕円形の長孔として、その開口面積が上記過給気導入ポート（Ｐ１）における入口部の開口面積とほぼ同等に形成されている。後述する開弁作用当初の瞬時に、極力多量の過給気を残すことなく外部へ放出できるようになっているのである。

この点、図例では約１６mmの内径（ｄ３）として開口する丸孔の上記過給気導出ポート（Ｐ２）に比し、大気開放ポート（Ｐ３）を約１０mmの長さ（ｙ）と約２５mmの幅（ｘ）に開口する長孔として、その開口長さ（ｙ）（約１０mm）の半分に相当する約５mmの一定量（Ｗ）だけ、大気開放ポート（Ｐ３）の開口が弁座（２２）の存在するヘッド側において、上記過給気導出ポート（Ｐ２）のそれとオーバーラップすることとなる位相変化状態を保っている。

但し、大気開放ポート（Ｐ３）が上記過給気導入ポート（Ｐ１）における入口部の開口面積とほぼ同等の開口面積を有し、且つ過給気導出ポート（Ｐ２）と部分的な一定量（Ｗ）だけ位相変化した開口位置にある限りでは、これを１個の長孔に代わる丸孔の複数として、上記風洞受け入れ凹溝（２５）の溝底面へ点在開口させてもさしつかえない。

その場合、大気開放ポート（Ｐ３）を過給気導出ポート（Ｐ２）よりも、更に一層バルブ本体シリンダー（１６）のヘッド側へ偏倚させる旨として説明したが、上記ヘッドカバー（１７）の弁座（２２）までは到達しない位置にとどめて、その大気開放ポート（Ｐ３）の開口縁部と弁座（２２）との隣り合う相互間には、僅かな一定の間隔距離（Ｓ）（好ましくは約２mm）を確保することが効果的である。

その間隔距離（Ｓ）が約２mmよりも長大であると、上記過給気導入ポート（Ｐ１）から大気開放ポート（Ｐ３）に向かう過給気の放出タイミングが遅くなり、その放出時の後述する発生音も小さくなる。逆に、その間隔距離（Ｓ）の零として、大気開放ポート（Ｐ３）の開口縁部と弁座（２２）とが同一面上に合致していると、上記過給気の放出タイミングが早きに過ぎて、その放出時の発生音が小さくなるからである。

又、図例では互いに位相変化した上記過給気導出ポート（Ｐ２）と大気開放ポート（Ｐ３）とを、図４のようにバルブ本体シリンダー（１６）の中心（Ｏ）廻りに、約１８０度（θ）の相違する方向を指す関係として、そのバルブ本体シリンダー（１６）の胴面へ開口分布させているが、上記した一定量（Ｗ）だけ部分的にオーバーラップする開口状態となる限り、その両ポート（Ｐ２）（Ｐ３）が指向する交叉角度（θ）を１８０度以外の任意として開口分布させることもあり得る。

（２６）は大気開放ポート（Ｐ３）の周辺部を包囲する如く、上記バルブ本体シリンダー（１６）の風洞受け入れ凹溝（２５）へ植込み状態に圧入一体化された軽合金製の風洞であり、その張り出し先端部での内径（ｄ５）が例えば約３６mmとして、特に外向き拡開するラッパ型をなすことにより、上記大気開放ポート（Ｐ３）から過給気が放出される時の発生音を大きく拡散・増幅して、運転者へ知らせることができるようになっている。

但し、上記風洞（２６）にはキャップ（２７）が着脱自在に被着されており、これによってユーザーが風洞（２６）を図２〜７のような開放状態と、図８〜１１のような密閉状態との選択的に使用できるようになっている。

図例の場合、軽合金から断面倒立Ｕ字型に造形されたキャップ（２７）を、ラッパ型の風洞（２６）へ押し付けられる複数本のボルト（２８）によって、その風洞（２６）へ脱落不能に取り付け固定しているが、着脱自在である限り、上記キャップ（２７）に代る盲栓（ゴムキャップ）を風洞（２６）の内部へ充填しても良く、又その風洞（２６）の設置を省略して、上記大気開放ポート（Ｐ３）へ直かに盲栓（ゴムキャップ）を取り付けてもさしつかえない。

更に、（２９）は上記バルブ本体シリンダー（１６）へ進退自在に内蔵設置された真鋳製のピストン弁であって、一定の長さ（Ｌ２）（例えば約３６mm）と内径（ｄ６）（例えば約２８mm）を備えた断面コ字型に造形されており、そのヘッド部が上記ヘッドカバー（１７）の弁座（２２）と密着することによって、上記過給気導入ポート（Ｐ１）と過給気導出ポート（Ｐ２）並びに大気開放ポート（Ｐ３）を連通不能に閉弁作用できるようになっている。

そのピストン弁（２９）の外径（Ｄ２）は言うまでもなく、上記バルブ本体シリンダー（１６）の内径（ｄ１）と対応する寸法であるが、スラッジやカーボンなどの異物を咬み込まないように、その外周面におけるヘッド側の一部を凹周溝（３０）として、例えば約０．５mmだけ断面Ｌ字型に切り欠くことが望ましい。

（３１）は上記ピストン弁（２９）を常時閉弁作用方向へ押圧付勢する圧縮コイルバネであって、バルブ本体シリンダー（１６）に内蔵された鋼鉄製のバネリテーナー（３２）と、そのピストン弁（２９）のヘッド部との向かい合う相互間に介挿設置されている。バネリテーナー（３２）は断面ハット型をなし、その中心からは調整ネジ杆（３３）がバルブ本体シリンダー（１６）のテールエンド部を貫通して、外部へ一体的に張り出し延長されている。

そのため、これを外部から回動操作して、進退させることにより、上記圧縮コイルバネ（３１）の張力を強弱調整することができ、延いてはピストン弁（２９）の最適な開閉作用速度を得られる。尚、上記調整ネジ杆（３３）はバルブ本体シリンダー（１６）との螺合状態にある。（３３ａ）はその調整ネジ杆（３３）に対する回動操作工具の角型係止凹溝、（３４）は同じく調整ネジ杆（３３）の固定ナット、（３５）は上記バネリテーナー（３２）の受け座を示している。

又、（Ｐ４）は上記バルブ本体シリンダー（１６）における胴面のテールエンド側に穿孔されたバルブ開閉制御ポートであって、ここへ植込み状態に圧入一体化された口金管（３６）を介して、図１のようなエアーバイパスバルブ制御弁（電磁式の三方切換弁）（３７）と連通接続されることになる。

茲に、電磁式の三方切換弁であるエアーバイパスバルブ制御弁（３７）はエンジン制御コンピューター（図示省略）からの指令に従って、その制御ポート（Ｐ４）を上記サージングタンク（１１）と連通させることにより、バルブ本体シリンダー（１６）の内部を負圧にし、その過給気導入ポート（Ｐ１）側との圧力差に基き、ピストン弁（２９）を圧縮コイルバネ（３１）に抗しつつ開弁位置まで引張り進出させる一方、同じく制御ポート（Ｐ４）を上記第３吸気導入管路（２ｃ）と連通させることにより、上記圧力差を無くし、同等圧として、圧縮コイルバネ（３１）の付勢力とも相俟ち、ピストン弁（２９）を閉弁位置まで退動復帰させるべく、そのエアーバイパスバルブ（Ｖ）の開閉制御を行なうものである。

（３８）は自動車のエンジンルーム（Ｍ）に対するエアーバイパスバルブ（Ｖ）の取付ボルトであり、そのバルブ本体シリンダー（１６）における胴面の適当個所へ植込み一体化されており、例えば図１２のような支持ステー（３９）と固定ナット（４０）を介して、エンジンルーム（Ｍ）へ取り付け使用されることになるが、上記エアーバイパス管路（１５）への介挿状態に接続支持される関係上、その取付ボルト（３８）の植込みは省略することもあり得る。

尚、図例では上記バルブ本体シリンダー（１６）の胴面を円形として、その円形の表面へ複数条の放熱フィン（４１）を刻成しているが、同じくバルブ本体シリンダー（１６）の胴面を正六角形やその他の正多角形として、その正多角形のフラットな表面に上記のような大気開放ポート（Ｐ３）を開口させても良く、そのバルブ本体シリンダー（１６）をピストン弁（２９）と同じ真鋳製品としてもさしつかえない。

上記構成を備えた本発明のエアーバイパスバルブ（Ｖ）は、次のように作動する。即ち、図２〜７は上記風洞（２６）からキャップ（２７）を取りはずすことによって、そのエアーバイパスバルブ（Ｖ）の大気開放ポート（Ｐ３）が開放された使用状態を示しており、先ずアクセルの増速操作により過給機（Ｔ）が作動している状態から、そのアクセルが戻されて、エンジンのスロットルバルブ（９）が急激に閉鎖されると、コンプレッサー（４）の下流側をなす上記第２、３吸気導入管路（２ｂ）（２ｃ）の圧力が、一時的に急上昇する。

その際に負圧の発生するサージングタンク（１１）と、エアーバイパスバルブ（Ｖ）の開閉制御ポート（Ｐ４）とを連通させるべく、そのエアーバイパスバルブ制御弁（３７）が作動されることになり、エアーバイパスバルブ（Ｖ）のピストン弁（２９）は負圧の吸引力を受けて、図６の矢印（Ｆ）で示す開弁作用方向へ進出移動し、そのエアーバイパスバルブ（Ｖ）の過給気導入ポート（Ｐ１）と過給気導出ポート（Ｐ２）並びに大気開放ポート（Ｐ３）が連通することになる結果、サージングの発生を防止することができ、タービン（５）の回転軸に捻れなどの負担を与えるおそれもない。

この点、図示の実施形態ではエアーバイパスバルブ（Ｖ）の大気開放ポート（Ｐ３）が過給気導出ポート（Ｐ２）に比して、ピストン弁（２９）の弁座（２２）へ一層接近する位置にあり、しかもその弁座（２２）と約２mmの一定間隔距離（Ｓ）を保っていると共に、その大気開放ポート（Ｐ３）における開口長さ（ｙ）のうち、上記弁座（２２）側を占める約半分の一定量（Ｗ）だけ、過給気導出ポート（Ｐ２）と部分的にオーバーラップする開口状態として位相変化されているため、上記ピストン弁（２９）の開弁作用時、過給気がその過給気導入ポート（Ｐ１）から真先に大気開放ポート（Ｐ３）を通じて、効果的なタイミングでの瞬時に外部（エンジンルーム）へ放出され、その放出時に「プッシューン」というレーシング風の独特な音を発することになる。上記過給気はその導入ポート（Ｐ１）から導出ポート（Ｐ２）にも導出されるが、その導出作用は大気開放ポート（Ｐ３）と過給気導出ポート（Ｐ２）との上記位相変化に基き、タイミングとして僅かでも遅れる時間差を生じる。

殊更、上記大気開放ポート（Ｐ３）はバルブ本体シリンダー（１６）の円周方向に沿い延在する長孔として、過給気導入ポート（Ｐ１）における入口部の開口面積とほほ同等の開口面積を有するため、その過給気導入ポート（Ｐ１）がピストン弁（２９）の弁座（２２）に向かい拡開する円錐面（２１）とも相俟って、上記過給気の多量を全然残圧なく、一気に大気開放ポート（Ｐ３）から放出できるのであり、その放出時の上記発生音も極めて高く拡大させ得ることになる。このような効果の達成には、上記大気開放ポート（Ｐ３）を包囲するラッパ型の風洞（２６）も寄与する。

他方、上記風洞（２６）を密閉するキャップ（２７）によって、上記大気開放ポート（Ｐ３）が外部へ露出しない使用状態では、これを示す図８〜１１から明白なように、やはりピストン弁（２９）の開弁作用時、過給気がエアーバイパスバルブ（Ｖ）の過給気導入ポート（Ｐ１）から過給気導出ポート（Ｐ２）へ、悉く導出されることになる。その際、過給気は上記導入ポート（Ｐ１）からキャップ（２７）により密閉された風洞（２６）の内部へ、先に移し入れられ、その風洞（２６）の内部を言わばエアータンクとして、一時的でも溜められることになるため、残圧のとどまるおそれがなく、サージングの完全な防止とタービン（５）における耐久性の向上に役立つ。

上記した何れの使用状態にあっても、エアーバイパスバルブ制御弁（３７）の作動により、そのエアーバイパスバルブ（Ｖ）の制御ポート（Ｐ４）が上記第２吸気導入管路（２ｂ）と同等圧である第３吸気導入管路（２ｃ）と連通されれば、ピストン弁（２９）は図５や図９の逆な矢印（Ｒ）で示す閉弁作用方向へ退動復帰し、上記過給気導入ポート（Ｐ１）を大気開放ポート（Ｐ３）並びに過給気導出ポート（Ｐ２）との非連通状態に密閉することになる。その結果、サージ音は勿論のこと、チャタリング現象などの新らたな振動音を生じるおそれはない。

過給機付きエンジンの全体構成を示す模式図である。 本発明のエアーバイパスバルブを抽出して示す側面図である。 図２の平面図である。 図２の正面図である。 図４の５−５線断面図であり、ピストン弁の閉弁状態を示している。 同じくピストン弁の開弁状態を示す図５に対応する断面図である。 図５の７−７線断面図である。 大気開放ポートの密閉使用状態を示す図４に対応する正面図である。 図８の９−９線断面図であり、ピストン弁の閉弁状態を示している。 同じくピストン弁の開弁状態を示す図９に対応する断面図である。 図１０の１１−１１線断面図である。 エンジンルームに対するエアーバイパスバルブの取付状態を示す側面図である。

符号の説明

（１）・シリンダー
（２）・吸気管路
（２ａ）・第１吸気導入管路
（２ｂ）・第２吸気導入管路
（２ｃ）・第３吸気導入管路
（３）・排気管路
（４）・コンプレッサー
（５）・タービン
（６）・吸気弁
（７）・エアークリーナー
（８）・インタークーラー
（９）・スロットルバルブ
（１０）・インジェクター
（１１）・サージングタンク
（１２）・吸気マニホールド
（１３）・排気弁
（１４）・排気マニホールド
（１５）・エアーバイパス管路
（１６）・バルブ本体シリンダー
（１７）・ヘッドカバー
（１８）・口金
（１９）・取付フランジ
（２０）・ボルト
（２１）・円錐面
（２２）・弁座
（２３）・Ｏリング
（２４）・口金管
（２５）・風洞受け入れ凹溝
（２６）・風洞
（２７）・キャップ
（２８）・ボルト
（２９）・ピストン弁
（３０）・凹周溝
（３１）・圧縮コイルバネ
（３２）・バネリテーナー
（３３）・調整ネジ杆
（３４）・固定ナット
（３６）・口金管
（３７）・エアーバイパスバルブ制御弁
（３８）・取付ボルト
（３９）・支持ステー
（４０）・固定ナット
（４１）・放熱フィン
（Ｍ）・エンジンルーム
（Ｔ）・過給機（ターボチャージャー）
（Ｖ）・エアーバイパスバルブ
（Ｐ１）・過給気導入ポート
（Ｐ２）・過給気導出ポート
（Ｐ３）・大気開放ポート
（Ｐ４）・制御ポート
（Ｓ）・間隔距離
（Ｗ）・一定量（オーバーラップ量）
（θ）・交叉角度

Claims (6)

1. 過給機（Ｔ）におけるコンプレッサー（４）の上流側と下流側とを連通接続するエアーバイパス管路（１５）に介挿設置され、そのエアーバイパス管路（１５）を減速時の吸気管負圧により開弁作用する一方、増速時の過給圧により閉弁作用するエアーバイパスバルブ（Ｖ）として、
   上記コンプレッサー（４）の上流側に連通する過給気導出ポート（Ｐ２）とエアーバイパスバルブ開閉制御ポート（Ｐ４）とが、胴面に開口分布されたバルブ本体シリンダー（１６）と、
   そのバルブ本体シリンダー（１６）のヘッド部へ差し込み嵌合された奥端部が弁座（２２）となり、且つ上記コンプレッサー（４）の下流側に連通する過給気導入ポート（Ｐ１）が、中心に開口形成されたヘッドカバー（１７）と、
   その過給気導入ポート（Ｐ１）と過給気導出ポート（Ｐ２）とを連通不能に閉弁作用できる断面コ字型として、上記バルブ本体シリンダー（１６）に内蔵設置されたピストン弁（２９）と、
   そのピストン弁（２９）を上記ヘッドカバー（１７）の弁座（２２）と常時密着する閉弁作用方向へ押圧付勢すべく、やはりバルブ本体シリンダー（１６）に内蔵設置された圧縮コイルバネ（３１）とから成り、
   上記ピストン弁（２９）の開弁作用時過給気導出ポート（Ｐ２）よりも先に広く、過給気導入ポート（Ｐ１）と連通することになる大気開放ポート（Ｐ３）を、上記バルブ本体シリンダー（１６）の胴面に開口させると共に、
   その大気開放ポート（Ｐ３）を着脱自在のキャップ（２７）によって密閉したことを特徴とする過給機付きエンジンのエアーバイパスバルブ。
2. バルブ本体シリンダー（１６）における胴面のヘッド側へ偏倚した位置に、過給気導出ポート（Ｐ２）を開口形成する一方、
   その過給気導出ポート（Ｐ２）よりも更に一層ヘッド側へ偏倚するが、ヘッドカバー（１７）の弁座（２２）とは約２mmの一定な間隔距離（Ｓ）を保つ位置に、大気開放ポート（Ｐ３）を開口形成すると共に、
   上記過給気導出ポート（Ｐ２）と大気開放ポート（Ｐ３）とをバルブ本体シリンダー（１６）の中心（Ｏ）廻りに相違する方向への開口状態として、且つその開口同志が一定量（Ｗ）だけ部分的にオーバーラップする関係となるように位相変化させたことを特徴とする請求項１記載の過給機付きエンジンのエアーバイパスバルブ。
3. 大気開放ポート（Ｐ３）をバルブ本体シリンダー（１６）の円周方向に沿って延在する長孔とし、過給気導出ポート（Ｐ２）を丸孔として各々開口形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の過給機付きエンジンのエアーバイパスバルブ。
4. ヘッドカバー（１７）の中心に開口する過給気導入ポート（Ｐ１）を、その中途部から奥端部の弁座（２２）へ行く程徐々に拡開する円錐面（２１）として造形すると共に、
   過給気導出ポート（Ｐ２）の開口面積と大気開放ポート（Ｐ３）の開口面積を、上記過給気導入ポート（Ｐ１）における入口部の開口面積とほぼ同等に設定したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の過給機付きエンジンのエアーバイパスバルブ。
5. バルブ本体シリンダー（１６）の胴面に一定深さの円形な風洞受け入れ凹溝（２５）を切り欠いて、その風洞受け入れ凹溝（２５）のフラットな溝底面に大気開放ポート（Ｐ３）を開口形成すると共に、
   上記風洞受け入れ凹溝（２５）への植込み状態に圧入一体化した外向き拡開するラッパ型の風洞（２６）により、上記大気開放ポート（Ｐ３）の周辺部を包囲して、その風洞（２６）へ密閉用キャップ（２７）を着脱自在に被着させたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の過給機付きエンジンのエアーバイパスバルブ。
6. 圧縮コイルバネ（３１）のリテーナー（３２）からバルブ本体シリンダー（１６）の外部へ、調整ネジ杆（３３）を一体的に張り出し延長させて、その調整ネジ杆（３３）を外部から回動操作することにより、ピストン弁（２９）に付勢する圧縮コイルバネ（３１）の張力を強弱調整できるように定めたことを特徴とする請求項１記載の過給機付きエンジンのエアーバイパスバルブ。

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