JP2006207551A - 内燃機関の吸気制御用弁装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 弁体13は最小位置で一端50と吸気通路10の壁面との距離が他端51と吸気通路10の壁面との距離より短い。規制部材31は、伝達部材24が回動部材19に回動駆動力を伝達する駆動力点29と弁軸12の軸線12aとの中間点、または中間点と駆動力点29との間に設けられる。軸線12a方向から見たときの駆動力点29の位置は、軸線12aから吸気通路10の壁面まで軸線12aに垂直に且つ流れ方向Aに垂直に延びる仮想平面であって弁体13が最小位置になるとき弁体13の一端50が近づいてくる方の仮想平面40を0度としたとき、弁体13の開方向に0度から180度までの角度範囲内である。
【選択図】 図1
Description
特許文献1に記載の内燃機関用吸気制御装置では、弁軸の一端部に弁体が固定され、他端部にバルブギヤ(回動部材)が固定されている。回動部材には外周突起部が設けられており、弁体の開度が最小になる最小位置で外周突起部がストッパ(規制部材)に当接して回動部材の回動を規制している。特許文献1に記載の内燃機関用吸気制御装置では、回動部材と小径ギヤ(伝達部材)とが噛み合う点が駆動力点である。
本発明は、かかる事情に鑑みて創作されたものであって、弁体の食い付きによる作動不良を防止する内燃機関の吸気制御用弁装置を提供することを目的とする。
また、請求項1〜4に記載の発明の弁体は、弁体の開度が最小になる最小位置において、弁体の他端と吸気通路の壁面との距離は、一端と吸気通路の壁面との距離より長い。従って、例え弁軸が傾くとしても、他端が吸気通路の壁面に近づく側に傾くようにすれば、一端が吸気通路の壁面に近づく側に傾く場合に比べ、弁体が食い付き難くなる。
図2は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の吸気制御用弁装置1を示す模式図である。吸気制御用弁装置1は、アクセル開度、エンジン回転数、エンジン負荷、水温などの内燃機関の運転条件に応じて吸気通路10を流れる吸気流量を調整するものである。
図3は、スロットルボディ11の断面の模式図である。スロットルボディ11は、吸入空気(以下「吸気」という)を導入する吸気通路10を有している。図3において矢印Aは吸気の流れ方向を示している。吸気通路10の吸気の流れ方向Aに垂直な断面は、図2に示すようにほぼ円形である。
弁体13は、弁軸12の一端部に相対回転不能に固定されている。弁体13は弁軸12によって回動されることにより吸気通路10を流れる吸気流量を制御し、開度が最小になる最小位置では内燃機関の吸気ポート付近に吸気偏流を生じさせ、燃焼室内にスワール流やタンブル流などの吸気下流を発生させる。図2および図3は開度が最小になる最小位置にある弁体13を示している。
減速機構部21は、駆動モータ20の出力シャフト22に固定されたウォームギヤ22、ウォームギヤ22に噛み合うヘリカルギヤ23、ヘリカルギヤ23と同軸上に配置されたピニオンギヤ24、シャフト26(図4参照)、ヘリカルギヤ23とピニオンギヤ24との間に配置される衝撃吸収部材25とで構成されており、駆動モータ20からの動力を減速する。
次に、出力ギヤ19および減速機構部21の構成について説明する。
図4は、吸気制御用弁装置1の出力ギヤ19および減速機構部21周辺の断面図である。
図4に示す規制部材としてのストッパ31は、一端がハウジング15に固定されており、他端側が出力ギヤ19の穴30に収容されている。ストッパ31は、弁体13の最小位置で穴30の閉方向後端側の内壁に当接して出力ギヤ19の閉方向の回動を規制する。なお、ストッパ31は、閉方向の回動の規制に加え、弁体13の最大位置で穴30の開方向後端側の内壁に当接して出力ギヤの開方向の回動を規制するようにしてもよい。
図4に示すように、ストッパ31は、駆動力点29と弁軸12の軸線12aとの中間点と、駆動力点29との間に設けられている。従って、駆動力点29とストッパ31との距離は、弁軸12の軸線12aとストッパ31との距離より短い。この結果、ストッパ31を支点として弁軸12に作用する力は駆動力点29に加わる力より小さくなるので、弁軸12の傾きを低減でき、食い付きが起き難くなる。
図5(A)および図5(B)は、弁軸12の軸線12a方向から見たときの弁軸12、駆動力点29およびストッパ31の位置の一例を示す模式図である。図5(A)および図5(B)は最小位置にある弁体13を示しており、本実施形態では弁体13と吸気通路10の内壁面とのクリアランスを確保するため図示するように最小位置が僅かに開方向Yに傾いている。なお、最小位置は必ずしも傾いている必要はない。駆動力点29は、弁軸12の軸線12aを中心点とし、仮想平面40を0度として、弁体13の開方向であるY方向に0度から180度までの角度範囲に設けられている。
ストッパ31は駆動力点29と弁軸12との間に設けられているため、軸線12a方向から見ると、駆動力点29、ストッパ31および軸線12aは図5(A)や図5(B)に示すように一直線上に並ぶ。より具体的にいうと、駆動力点29、ストッパ31の当接面であって穴30の閉方向後端側の壁面に当接する当接面、および軸線12aが一直線上に並ぶ。駆動力点29、ストッパ31の当接面、および弁軸12の軸線12aがこの順で直線上に並んでいると、弁体13が最小位置になったとき、弁軸12には当該直線に対して弁体13の開方向に90度ずれた方向の力が作用する。図5(B)で具体的に説明すると、図5(B)では駆動力点29、ストッパ31の当接面、および弁軸12の軸線12aは直線44上に並んでいる。弁体13を最小位置にするときピニオンギヤ24は図5(B)に示すX方向に回転し、出力ギヤ19はZ方向に回転する。このとき出力ギヤ19は駆動力点29でピニオンギヤ24からP方向の力を受けている。ストッパ31は軸線12aと駆動力点29との間にあるので、弁体13が最小位置になると駆動力点29に加わるP方向の力は、ストッパ31が支点となって弁軸12にR方向の力として作用する。R方向は、図5(B)から明らかなように直線44に対してY方向(開方向)に90度ずれた方向の力である。
図1(A)〜図1(C)は、弁体13の最小位置において食い付きを防止する作動を説明するための模式図である。図1(A)〜図1(C)において弁体13は最小位置にあり、矢印Yで示す方向が開方向であるとする。
また、吸気制御用弁装置1によると、最小位置で出力ギヤ19の捻れが無くなり、出力ギヤ19の信頼性が向上するという効果もある。
また、本実施形態では弁体13が弁軸12の軸線12aを挟んで非対称である場合を例に説明したが、弁体は非対称でなくてもよい。その場合は、吸気通路が軸線12aを挟んで非対称であることにより、弁体の一端と吸気通路の壁面までの距離が、弁体の他端と吸気通路の壁面までの距離より短くなる。
Claims (4)
- 吸気通路を形成するボディに回動可能に軸支され、一端部が前記吸気通路に吸気の流れ方向に垂直な姿勢で収容されている弁軸と、
前記一端部に固定され前記吸気通路を流れる吸気流量を制御する弁体であって、前記弁体の開度が最小になる最小位置において、前記弁軸の軸線に垂直な方向の前記弁体の一端と前記吸気通路の壁面との距離が、前記弁体の他端と前記吸気通路の壁面との距離より短い弁体と、
前記弁軸の前記吸気通路に収容されていない他端部に固定される回動部材と、
前記弁軸から離間した駆動力点で前記回動部材にアクチュエータの回動駆動力を伝達する伝達部材と、
前記弁体の前記最小位置で前記回動部材に当接して前記回動部材の回動を規制する規制部材とを備え、
前記規制部材は前記駆動力点と前記軸線との中間点に設けられるか、または前記中間点と前記駆動力点との間に設けられ、
前記軸線方向から見たときの前記駆動力点の位置は、前記軸線を中心点とし、前記軸線を含み前記流れ方向に垂直な仮想平面であって前記弁体が最小位置になるとき前記弁体の前記一端が近づいてくる方の仮想平面の位置を0度としたとき、前記弁体の開方向に0度から180度までの角度範囲内であることを特徴とする内燃機関の吸気制御用弁装置。 - 前記駆動力点と前記規制部材とは前記軸線に垂直な同一平面上にあることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気制御用弁装置。
- 前記回動部材および前記伝達部材は歯車であることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の吸気制御用弁装置。
- 前記弁体は、前記最小位置が前記仮想平面から所定角度ずれていることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の内燃機関の吸気制御用弁装置。
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