JP2008274785A - Valve unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸受け部材を介して、ハウジング内部にバルブが回転自在に収容されたバルブユニットに関するもので、特に内燃機関の吸気系統に配備されるバルブユニットに係わる。 The present invention relates to a valve unit in which a valve is rotatably accommodated inside a housing via a bearing member, and particularly relates to a valve unit provided in an intake system of an internal combustion engine.
[従来の技術]
従来より、内燃機関の燃焼室内において縦方向の旋回流(タンブル流)を生成することで、燃焼室内での燃焼効率を高めて、燃費効率を向上すると共に、エンジン出力および排気エミッション等のエンジン性能を向上するようにした内燃機関の吸気制御装置が公知である(例えば、特許文献1及び2参照)。
ここで、内燃機関の燃焼室内にタンブル流を生成する吸気流制御弁(バルブユニット)は、図7に示したように、内燃機関の燃焼室に連通する空気流路(内燃機関の吸気通路)101を形成するハウジング102と、このハウジング102の内部においてハウジング102に対して相対回転可能に配設されたバルブ103とを備えている。そして、バルブ103には、回転軸104が一体的に形成されている。
[Conventional technology]
Conventionally, by generating a vertical swirling flow (tumble flow) in the combustion chamber of an internal combustion engine, the combustion efficiency in the combustion chamber is increased, fuel efficiency is improved, and engine performance such as engine output and exhaust emission is improved. An intake control device for an internal combustion engine that improves the above is known (see, for example,
Here, the intake flow control valve (valve unit) that generates the tumble flow in the combustion chamber of the internal combustion engine, as shown in FIG. 7, is an air flow path (intake passage of the internal combustion engine) that communicates with the combustion chamber of the internal combustion engine. A
そして、ハウジング102には、吸気通路101を隔てて対向し、且つバルブ103の両側面に対向する2つの対向壁部(両側壁部)が設けられている。そして、両側壁部には、内部に軸受け嵌合孔(軸受け孔)が形成された2つのバルブ軸受け部111、112が設けられている。そして、軸受け孔には、2つのベアリング105、106が嵌合固定されている。また、バルブ103の重力方向における上端部には、バルブ103を全閉した全閉開度の状態の時(バルブ103の全閉時)に内燃機関に供給される吸入空気にタンブル流を生成させるための開口部107が形成されている。また、2つのベアリング105、106の内部には、バルブ103の回転軸方向の両端部(2つのバルブ摺動部)を回転方向に摺動自在に軸支する円形状の摺動孔121、122が形成されている。
The
[従来の技術の不具合]
ところが、特許文献1及び2に記載のバルブユニットを備えた内燃機関の吸気制御装置においては、回転軸104の2つのバルブ摺動部が円柱形状に形成され、2つのベアリング105、106が円筒形状に形成されている。また、2つのバルブ摺動部と2つのベアリング105、106の孔壁面との間には、バルブ103の回転軸104を摺動孔121、122内で円滑に回転させるために、所定の摺動クリアランスが形成されている。
[Conventional technical problems]
However, in the intake control device for an internal combustion engine including the valve unit described in
したがって、特許文献1及び2に記載の内燃機関の吸気制御装置においては、所定の摺動クリアランスを有するバルブ軸受け構造を採用しているので、バルブ103の全閉時に摺動クリアランス分だけ、バルブ上端面とハウジング102のハウジング上壁部との間に形成される隙間、すなわち、開口部107の開口面積が変動する可能性が有り、開口部(隙間)107を通過する吸入空気の流量(またはバルブ103の全閉時における洩れ空気流量)が不安定となる。これによって、最適なタンブル流を生成することができ難くなり、燃費効率およびエンジン性能が低下するという問題が生じている。
本発明の目的は、バルブの全閉時における洩れ流体流量、あるいはバルブの全閉時に開口部を通過する流体流量を安定化させることのできるバルブユニットを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a valve unit capable of stabilizing the leakage fluid flow rate when the valve is fully closed or the fluid flow rate passing through the opening when the valve is fully closed.
請求項1に記載の発明によれば、バルブの回転軸に、軸受け部材の摺動孔の軸心を頂点とするように、摺動孔の軸心に向かって徐々に外径が縮径された縮径部を設け、更に、軸受け部材の摺動孔よりも流体流路側に、回転軸の縮径部に接触してバルブの調芯を行う調芯ガイドを設けたことにより、軸受け部材の摺動孔に、バルブの回転軸を回転方向に摺動自在に軸支した際、あるいは軸受け部材の摺動孔に、バルブの回転軸を組み付けた際に、回転軸の縮径部が軸受け部材の調芯ガイドにガイドされて、バルブが調芯される。これによって、バルブの回転軸の軸心と軸受け部材の摺動孔の軸心との同軸を出すことができるので、バルブの回転軸の軸心と軸受け部材の摺動孔の軸心との軸心ズレが抑制される。 According to the first aspect of the present invention, the outer diameter of the rotating shaft of the valve is gradually reduced toward the axial center of the sliding hole so that the axial center of the sliding hole of the bearing member is the apex. In addition, an alignment guide for aligning the valve by contacting the reduced diameter portion of the rotating shaft is provided closer to the fluid flow path than the sliding hole of the bearing member. When the rotary shaft of the valve is slidably supported in the rotation direction in the sliding hole, or when the rotary shaft of the valve is assembled in the sliding hole of the bearing member, the reduced diameter portion of the rotary shaft becomes the bearing member. The valve is aligned by being guided by the alignment guide. As a result, the coaxial axis of the axis of the rotation axis of the valve and the axis of the sliding hole of the bearing member can be obtained, so that the axis of the axis of the rotation axis of the valve and the axis of the sliding hole of the bearing member can be obtained. The misalignment is suppressed.
したがって、バルブを全閉した全閉開度の状態の時(バルブの全閉時)に、バルブとハウジングとの間に形成される隙間が、バルブの回転軸の外周面と軸受け部材の孔壁面との間に形成される摺動クリアランス分だけ変動することはなく、バルブの全閉時における洩れ流体流量、あるいはバルブの全閉時に開口部を通過する流体流量を安定化させることができる。
ここで、バルブユニットを内燃機関の吸気系統に配備して、内燃機関の燃焼室内に吸気渦流を生成する吸気渦流発生装置として使用した場合には、バルブの全閉時における洩れ空気流量、あるいはバルブの全閉時に開口部を通過する吸入空気流量を安定化させることができるので、最適な吸気渦流を生成することができ、燃費効率およびエンジン性能を向上させることができる。
Therefore, when the valve is fully closed (when the valve is fully closed), the gap formed between the valve and the housing is the outer peripheral surface of the rotary shaft of the valve and the hole wall surface of the bearing member. The flow rate of leakage fluid when the valve is fully closed or the flow rate of fluid passing through the opening when the valve is fully closed can be stabilized.
Here, when the valve unit is disposed in the intake system of the internal combustion engine and used as an intake vortex generator that generates an intake vortex in the combustion chamber of the internal combustion engine, the leakage air flow rate when the valve is fully closed, or the valve Since the intake air flow rate passing through the opening can be stabilized when fully closed, an optimal intake vortex flow can be generated, and fuel efficiency and engine performance can be improved.
請求項2に記載の発明によれば、バルブの回転軸は、バルブの回転軸方向の両側面からバルブの回転軸方向の両側に向かって突出している。そして、バルブの回転軸は、ハウジングに回転自在に収容されている。
請求項3に記載の発明によれば、バルブの回転軸の摺動面と軸受け部材の孔壁面との間に、バルブの回転軸を摺動孔内で円滑に回転させるために、所定の摺動クリアランスを形成している。
請求項4に記載の発明によれば、ハウジングの周囲を取り囲むように設置されて、バルブユニット、特にハウジングを嵌合保持するケーシングを備えている。
According to the second aspect of the invention, the rotating shaft of the valve protrudes from both side surfaces in the rotating shaft direction of the valve toward both sides in the rotating shaft direction of the valve. And the rotating shaft of the valve | bulb is accommodated rotatably in the housing.
According to the third aspect of the present invention, in order to smoothly rotate the rotating shaft of the valve within the sliding hole between the sliding surface of the rotating shaft of the valve and the hole wall surface of the bearing member, a predetermined sliding is provided. Dynamic clearance is formed.
According to the fourth aspect of the present invention, the valve unit, particularly the casing for fitting and holding the housing, is provided so as to surround the periphery of the housing.
請求項5に記載の発明によれば、バルブの回転軸に、摺動孔の孔径よりも大きい外径の大径部、および摺動孔の孔径よりも小さい外径の小径部を設けている。そして、バルブの回転軸に、大径部から小径部に向かって徐々に外径が縮径した縮径部を設けている。
請求項6に記載の発明によれば、縮径部の大径部側が、バルブの回転軸方向の両側面に直接結合するように、ハウジングの通路壁面から流体流路の中心軸線側に向かって突出して流体流路内に露出している。
請求項7に記載の発明によれば、縮径部の小径部側が、摺動孔内に嵌め込まれている。
According to the fifth aspect of the present invention, the rotary shaft of the valve is provided with a large diameter portion having an outer diameter larger than the hole diameter of the sliding hole and a small diameter portion having an outer diameter smaller than the hole diameter of the sliding hole. . And the diameter-reduced part which the outer diameter reduced gradually from the large diameter part toward the small diameter part is provided in the rotating shaft of the valve | bulb.
According to the invention described in
According to invention of
請求項8に記載の発明によれば、回転軸の縮径部に、調芯ガイドに摺動自在に軸支される円錐面を設けている。この場合には、軸受け部材の調芯ガイドに、縮径部の円錐面に接触してバルブの調芯を行う円錐面形状のガイド面が形成される。これによって、バルブの回転軸が、軸受け部材の調芯ガイドのガイド面に調芯される。
請求項9に記載の発明によれば、回転軸の縮径部に、調芯ガイドに摺動自在に軸支される凸曲面(球面の一部を構成する凸曲面)を設けている。この場合には、軸受け部材の調芯ガイドに、縮径部の凸曲面に接触してバルブの調芯を行う凹曲面形状のガイド面が形成される。これによって、バルブの回転軸が、軸受け部材の調芯ガイドのガイド面に調芯される。
請求項10に記載の発明によれば、回転軸の縮径部に、調芯ガイドに摺動自在に軸支される凹曲面を設けている。この場合には、軸受け部材の調芯ガイドに、縮径部の凹曲面に接触してバルブの調芯を行う凸曲面形状のガイド面(球面の一部を構成する凸曲面)が形成される。これによって、バルブの回転軸が、軸受け部材の調芯ガイドのガイド面に調芯される。
According to the invention described in
According to the ninth aspect of the present invention, the reduced diameter portion of the rotating shaft is provided with a convex curved surface (a convex curved surface constituting a part of a spherical surface) that is slidably supported by the alignment guide. In this case, a concave curved guide surface is formed on the alignment guide of the bearing member to contact the convex curved surface of the reduced diameter portion to align the valve. Thereby, the rotating shaft of the valve is aligned with the guide surface of the alignment guide of the bearing member.
According to the tenth aspect of the present invention, the concave surface that is slidably supported by the alignment guide is provided in the reduced diameter portion of the rotating shaft. In this case, a guide surface having a convex curved surface (a convex curved surface constituting a part of a spherical surface) is formed on the alignment guide of the bearing member to contact the concave curved surface of the reduced diameter portion and perform valve alignment. . Thereby, the rotating shaft of the valve is aligned with the guide surface of the alignment guide of the bearing member.
請求項11に記載の発明によれば、流体流路とは、内燃機関の吸気通路のことである。すなわち、ハウジングの内部には、内燃機関の燃焼室に吸入空気を供給するための吸気通路が形成されている。
請求項12に記載の発明によれば、バルブに、内燃機関に供給される吸入空気に渦流を生じさせるための開口部を設けている。これによって、内燃機関の燃焼室内において縦方向または横方向の吸気渦流(例えばタンブル流またはスワール流)を生成することができる。
According to the eleventh aspect of the present invention, the fluid flow path is an intake passage of the internal combustion engine. That is, an intake passage for supplying intake air to the combustion chamber of the internal combustion engine is formed inside the housing.
According to the twelfth aspect of the present invention, the valve is provided with an opening for generating a vortex in the intake air supplied to the internal combustion engine. As a result, a longitudinal or lateral intake vortex (for example, a tumble flow or a swirl flow) can be generated in the combustion chamber of the internal combustion engine.
請求項13に記載の発明によれば、バルブを全閉した全閉状態の時にバルブの重力方向における上端部に開口部を設けることにより、内燃機関の燃焼室内において縦方向の吸気渦流(例えばタンブル流)を生成することができる。
請求項14に記載の発明によれば、バルブとして、回転軸がバルブ中央部よりも一端側にズレた片持ち式のバルブを採用している。
請求項15に記載の発明によれば、バルブとして、回転軸がバルブ中央部に設置される両持ち式のバルブを採用している。
According to the thirteenth aspect of the present invention, by providing an opening at the upper end of the valve in the gravity direction when the valve is fully closed, a vertical intake vortex (for example, tumble) is formed in the combustion chamber of the internal combustion engine. Flow) can be generated.
According to the fourteenth aspect of the present invention, a cantilever type valve in which the rotating shaft is shifted to one end side from the central portion of the valve is employed as the valve.
According to the fifteenth aspect of the present invention, as the valve, a double-supported valve in which the rotation shaft is installed at the central portion of the valve is employed.
本発明を実施するための最良の形態は、バルブの全閉時における洩れ流体流量、あるいはバルブの全閉時に開口部を通過する流体流量を安定化させるという目的を、バルブの回転軸に、摺動孔の軸心を頂点とするように、摺動孔の軸心に向かって徐々に外径が縮径された縮径部を設け、軸受け部材の摺動孔よりも流体流路側に、バルブの縮径部に接触してバルブの調芯を行う調芯ガイドを設けることで実現した。 In the best mode for carrying out the present invention, the purpose of stabilizing the leakage fluid flow rate when the valve is fully closed or the fluid flow rate passing through the opening when the valve is fully closed is slid onto the rotary shaft of the valve. Provided with a reduced diameter part whose outer diameter is gradually reduced toward the axial center of the sliding hole so that the axial center of the moving hole is the apex, the valve is located closer to the fluid flow path than the sliding hole of the bearing member. This was realized by providing a centering guide that contacts the reduced diameter part of the valve to align the valve.
[実施例1の構成]
図1ないし図3は本発明の実施例1を示したもので、図1はバルブユニット(カートリッジ)を示した図で、図2は内燃機関の吸気制御装置を示した図で、図3(a)は吸気流制御バルブの全閉位置を示した図で、図3(b)は吸気流制御バルブの全開位置を示した図である。
[Configuration of Example 1]
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a valve unit (cartridge). FIG. 2 shows an intake control device for an internal combustion engine. FIG. 3A is a diagram showing a fully closed position of the intake flow control valve, and FIG. 3B is a diagram showing a fully opened position of the intake flow control valve.
本実施例の内燃機関の吸気制御装置は、内燃機関(例えば4気筒ガソリンエンジン:以下エンジンと言う)の各気筒毎の燃焼室に吸入空気(吸気)を供給するための流体流路(吸気通路)を開閉する吸気通路開閉装置(スロットル制御装置)と、エンジンの各気筒(シリンダ)内において混合気の燃焼を促進させるための吸気渦流を生成することが可能な吸気渦流発生装置とを備えている。
吸気渦流発生装置は、スロットル制御装置と共に、エンジンの吸気系統に組み込まれている。そして、吸気渦流発生装置は、バルブユニットを、インテークマニホールド1の内部(格納穴)にピンロッド(シャフト)8の軸線方向(回転軸方向)に一定の間隔で並列的に複数配置した多連一体型の吸気通路開閉装置(バルブ開閉装置)である。
An intake control device for an internal combustion engine according to this embodiment includes a fluid flow path (intake passage) for supplying intake air (intake air) to a combustion chamber of each cylinder of an internal combustion engine (for example, a 4-cylinder gasoline engine: hereinafter referred to as an engine). ) And an intake vortex generator capable of generating an intake vortex for promoting combustion of the air-fuel mixture in each cylinder (cylinder) of the engine. Yes.
The intake vortex generator is incorporated in the intake system of the engine together with the throttle control device. The intake vortex generator is a multiple-integrated type in which a plurality of valve units are arranged in parallel in the axial direction (rotational axis direction) of the pin rod (shaft) 8 in the
ここで、エンジンは、吸入空気と燃料との混合気を燃焼室内で燃焼させて得られる熱エネルギーにより出力を発生するもので、吸気行程、圧縮行程、膨張(燃焼)行程、排気行程の4つの行程(ストローク)を周期(サイクル)として繰り返す4サイクルエンジンが採用されている。このエンジンは、例えば自動車等の車両のエンジンルームに搭載されている。そして、エンジンは、エンジンの燃焼室に吸入空気を導入するための吸気管(インテークダクト)と、エンジンの燃焼室より流出する排気ガスを排気浄化装置を経由して外部に排出するための排気管(エキゾーストダクト)とを備えている。 Here, the engine generates an output by heat energy obtained by combusting an air-fuel mixture of intake air and fuel in a combustion chamber, and includes an intake stroke, a compression stroke, an expansion (combustion) stroke, and an exhaust stroke. A 4-cycle engine that repeats a stroke (stroke) as a cycle is adopted. This engine is mounted in an engine room of a vehicle such as an automobile. The engine includes an intake pipe (intake duct) for introducing intake air into the combustion chamber of the engine, and an exhaust pipe for exhausting the exhaust gas flowing out from the combustion chamber of the engine to the outside via the exhaust purification device. (Exhaust duct).
エンジンは、インテークマニホールド1の下流端に気密的に結合されるシリンダヘッドと、このシリンダヘッドに設けられる3次元的な吸気流路形状の吸気ポート(インテークポート)より混合気が吸入される燃焼室を形成するシリンダブロックとを備えている。シリンダヘッドには、先端部が各気筒毎の燃焼室内に露出するようにスパークプラグ(図示せず)が取り付けられている。また、シリンダヘッドには、エンジンの各気筒毎の吸気ポート内に最適なタイミングで燃料を噴射するインジェクタ(内燃機関用燃料噴射弁、電磁式燃料噴射弁:図示せず)が取り付けられている。
The engine has a cylinder head that is airtightly coupled to the downstream end of the
そして、シリンダヘッドの一方側に形成される複数の吸気ポートは、ポペット型の吸気バルブ(インテークバルブ)によって開閉される。また、シリンダヘッドの他方側に形成される複数の排気ポート(エキゾーストポート)は、ポペット型の排気バルブ(エキゾーストバルブ)によって開閉される。そして、エンジンのシリンダブロックの内部に形成されるシリンダボア内には、連接棒を介してクランクシャフトに連結されたピストンが、シリンダボアの中心軸線方向に摺動自在に支持されている。 The plurality of intake ports formed on one side of the cylinder head are opened and closed by poppet-type intake valves (intake valves). A plurality of exhaust ports (exhaust ports) formed on the other side of the cylinder head are opened and closed by poppet type exhaust valves (exhaust valves). A piston coupled to the crankshaft via a connecting rod is supported in a cylinder bore formed in the cylinder block of the engine so as to be slidable in the central axis direction of the cylinder bore.
エンジンの吸気管は、内部に吸気通路が形成されたケーシングであって、吸入空気を濾過するエアクリーナ(濾過エレメント)を収容保持するエアクリーナケース、このエアクリーナケースより吸入空気の流れ方向(吸気流方向)の下流側に結合されるスロットルボディ、このスロットルボディよりも吸気流方向の下流側に結合されるサージタンク、およびこのサージタンクよりも吸気流方向の下流側に結合される2重管構造のインテークマニホールド1等を有している。
An intake pipe of an engine is a casing in which an intake passage is formed, and an air cleaner case that houses and holds an air cleaner (filtering element) that filters intake air, and a flow direction of intake air (intake air flow direction) from the air cleaner case A throttle body coupled downstream of the throttle body, a surge tank coupled downstream of the throttle body in the intake flow direction, and a double-pipe structure intake coupled downstream of the surge tank in the intake flow direction It has a
ここで、本実施例のスロットル制御装置は、スロットルバルブのバルブ開度に相当するスロットル開度に応じて、エンジンの各気筒毎の燃焼室内に吸い込まれる吸入空気の流量を制御するシステムである。
このスロットル制御装置は、エンジンの吸気管の途中に設置されたスロットルボディ、吸気管の内部(吸気通路)を流れる吸入空気量を可変するバタフライ型のスロットルバルブ、およびこのスロットルバルブを閉弁作動方向(または開弁作動方向)に付勢するリターンスプリング(またはデフォルトスプリング)等によって構成されている。
Here, the throttle control device of the present embodiment is a system that controls the flow rate of intake air sucked into the combustion chamber of each cylinder of the engine in accordance with the throttle opening corresponding to the valve opening of the throttle valve.
This throttle control device includes a throttle body installed in the middle of an engine intake pipe, a butterfly throttle valve that varies the amount of intake air flowing through the intake pipe (intake passage), and a direction in which the throttle valve is closed. It is configured by a return spring (or default spring) that urges (or in the valve opening operation direction).
また、スロットルボディは、スロットルバルブを支持固定する回転軸(スロットルバルブの回転軸:シャフト)を開弁作動方向(または閉弁作動方向)に駆動する電動モータ等のアクチュエータを備えている。
ここで、スロットルバルブを駆動する電動モータは、エンジン制御ユニット(エンジン制御装置:以下ECUと言う)によって通電制御されるように構成されている。
The throttle body also includes an actuator such as an electric motor that drives a rotating shaft (rotating shaft of the throttle valve: shaft) that supports and fixes the throttle valve in the valve opening operation direction (or valve closing operation direction).
Here, the electric motor for driving the throttle valve is configured to be energized and controlled by an engine control unit (engine control device: hereinafter referred to as ECU).
ここで、本実施例の内燃機関の吸気制御装置(吸気渦流発生装置)は、エンジンと同様に自動車等の車両のエンジンルームに設置されて、エンジンの各気筒(シリンダ)内において混合気の燃焼を促進させるための縦方向の吸気渦流(タンブル流)を発生させるシステムである。
この吸気渦流発生装置は、スロットルボディよりも吸気流方向の下流側に接続されるインテークマニホールド1と、このインテークマニホールド1の内部(第1、第2吸気通路11、12)を流れる吸入空気にタンブル流を発生させる吸気流制御弁(タンブル流制御弁、バルブユニット:以下TCVと呼ぶ)と、このTCVの弁体である吸気流制御バルブ5の回転軸6に圧入嵌合されたピンロッド8を駆動する電動モータを有するアクチュエータと、TCVのバルブ開度をスロットル制御装置等の各システムと関連して制御するECUとによって構成されている。
Here, the intake control device (intake vortex generator) of the internal combustion engine of the present embodiment is installed in the engine room of a vehicle such as an automobile like the engine, and the combustion of the air-fuel mixture in each cylinder (cylinder) of the engine. This is a system for generating a vertical intake vortex flow (tumble flow) to promote the air flow.
This intake vortex generator is tumbled to
本実施例のインテークマニホールド1の内部には、断面方形状(または断面矩形状)の第1吸気通路(流体流路)11および断面方形状(または断面矩形状)のハウジング格納室13が形成されている。各第1吸気通路11は、エンジンの気筒毎の吸気ポートに互いに独立して接続されている。各ハウジング格納室13の内部には、複数のバルブユニット、特に複数のハウジング2が嵌合保持されている。
また、インテークマニホールド1には、全てのハウジング格納室13を貫通するシャフト貫通孔14が形成されている。また、インテークマニホールド1は、各ハウジング2の周囲を取り囲むように設置されて、内部に第1吸気通路11およびハウジング格納室13を形成する複数の多角筒部15を有している。
インテークマニホールド1の各多角筒部15は、2重管構造のインテークマニホールド1の外側の多角筒部を構成し、シリンダヘッドの結合面に気密的に結合する結合面を有している。このインテークマニホールド1の結合面には、方形状(または矩形状)のガスケット17を嵌め込む方形状(または矩形状)の嵌合溝が形成されている。
Inside the
Further, the
Each
また、複数のバルブユニット(TCV)は、インテークマニホールド1のハウジング格納室13内に格納されたハウジング2と、このハウジング2の両側壁部(図示左右側壁部)に支持固定された2つの第1、第2ベアリング3、4と、ハウジング2の内部(第2吸気通路12)に開閉自在に設置された吸気流制御バルブ5とを備えている。
なお、ハウジング2と吸気流制御バルブ5とによって、インテークマニホールド1のハウジング格納室13内に嵌合保持されるバルブユニット(カートリッジ)を構成する。また、インテークマニホールド1、複数のハウジング2および複数の吸気流制御バルブ5は、樹脂材料によって一体的に形成されている。
ここで、2つの第1、第2ベアリング3、4は、内部に第1、第2摺動孔21、22が形成された第1、第2円筒部をそれぞれ有している。また、複数の吸気流制御バルブ5は、2つの第1、第2ベアリング3、4を介して、ハウジング2の内部に回転自在に支持される円筒状の回転軸6を有している。
The plurality of valve units (TCV) include a
The
Here, the two first and
複数のハウジング2は、全て樹脂化されており、樹脂材料(例えばガラス繊維強化の熱可塑性樹脂)によって一体的に形成(樹脂一体成形)されている。これらのハウジング2は、内部に各吸気流制御バルブ5をそれぞれ開閉自在に収容すると共に、2つの第1、第2ベアリング3、4を介して、複数の吸気流制御バルブ5の回転軸方向の両端部(2つの第1、第2バルブ縮径部31、32および2つの第1、第2バルブ摺動部33、34)を回転自在に支持している。
ここで、複数のハウジング2は、多角筒形状の多角筒状体であって、しかも2重管構造のインテークマニホールド1の内側の多角筒部を構成している。
The plurality of
Here, the plurality of
これらのハウジング2は、各第2吸気通路12の軸線方向(吸気流方向)に対して直交する方向(各第2吸気通路12の重力方向に対して垂直な水平方向)の両側に一対の対向壁部(両側壁部、左右側壁部:以下ハウジング左右壁部)をそれぞれ有している。また、複数のハウジング2は、各第2吸気通路12の軸線方向(吸気流方向)に対して直交する方向(各第2吸気通路12の重力方向)の両側に一対の上下壁部(天壁部、底壁部:以下ハウジング上下壁部)をそれぞれ有している。
These
ここで、複数のバルブユニットは、複数のハウジング2毎に、インテークマニホールド1の各第1吸気通路11毎に対応して接続され、且つシリンダヘッドの各吸気ポート毎に対応して接続される複数の第2吸気通路(流体流路)12を有している。すなわち、各ハウジング2の内部には、断面方形状(または断面矩形状)の吸気通路(流体流路)12がそれぞれ形成されている。これらの第2吸気通路12は、インテークマニホールド1の各第1吸気通路11よりも吸気流方向の下流側に配設されて、複数の吸気ポートを介して、エンジンの気筒毎の燃焼室に互いに独立して接続されている。
Here, the plurality of valve units are connected to the plurality of
そして、複数のハウジング2は、各第2吸気通路12の軸線方向(吸気流方向)の上流端で開口し、インテークマニホールド1の各第1吸気通路11から吸入空気を導入するための吸気導入口(入口部)を有している。また、複数のハウジング2は、各第2吸気通路12の軸線方向(吸気流方向)の下流端で開口し、各第2吸気通路12から各吸気ポートに吸入空気を導入するための吸気導出口(出口部)を有している。
そして、複数のハウジング2毎に設けられる各ハウジング左右壁部には、複数の吸気流制御バルブ5の回転軸方向の両側面(バルブ左右側面)と所定の隙間(サイドクリアランス)を隔てて対向する一対の側壁面(対向面)が設けられている。また、各ハウジング左右壁部は、一対の側壁面同士が、各第2吸気通路12を隔てて対向配置されている。
The plurality of
Then, the left and right wall portions of each
また、複数のハウジング2毎に設けられる各ハウジング左右壁部の第2吸気通路12の重力方向における下方側(底壁部側、ハウジング下壁部側)には、2つの第1、第2ベアリング3、4を介して、各吸気流制御バルブ5の回転軸方向の両端部(2つの第1、第2バルブ縮径部31、32および2つの第1、第2バルブ摺動部33、34)を回転自在に支持する2つの第1、第2バルブ軸受け部35、36が設けられている。2つの第1、第2バルブ軸受け部35、36の内部には、2つの第1、第2軸受け孔41、42がそれぞれ形成されている。これらの第1、第2軸受け孔41、42の内周には、2つの第1、第2ベアリング(軸受け部材)3、4が嵌合保持されている。
In addition, two first and second bearings are provided on the lower side (bottom wall side, housing lower wall side) in the gravity direction of the
2つの第1、第2ベアリング3、4は、金属材料または樹脂材料によって円筒状に形成されており、各第1、第2円筒部が、ハウジング2に設けられる2つの第1、第2軸受け孔41、42の内周(孔壁面)に圧入固定されている。2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2円筒部の内部には、複数の吸気流制御バルブ5の回転軸方向の両端部(2つの第1、第2バルブ縮径部31、32および2つの第1、第2バルブ摺動部33、34)を回転方向に摺動自在に軸支する断面円形状の第1、第2摺動孔21、22が形成されている。
The two first and
また、2つの第1、第2ベアリング3、4は、各第1、第2摺動孔21、22よりも吸気通路側に、複数の吸気流制御バルブ5の回転軸6の各第1、第2バルブ縮径部31、32に接触して各吸気流制御バルブ5の調芯を行う2つの第1、第2調芯ガイド51、52を有している。これらの第1、第2調芯ガイド51、52は、各第1、第2摺動孔21、22の軸心を頂点とするように、各第1、第2摺動孔21、22の軸心に向かって徐々に内径が縮径された円錐面(テーパ面)を有している。
In addition, the two first and
複数の吸気流制御バルブ5は、全て樹脂化されており、樹脂材料(例えばガラス繊維強化の熱可塑性樹脂)によって所定の形状に一体的に形成(樹脂一体成形)されている。また、複数の吸気流制御バルブ5は、各ハウジング2の軸線方向(吸気流方向)に対して直交する方向に回転中心軸線を有し、1本のピンロッド8に串刺し状態となるように結合された回転型のバルブである。また、複数の吸気流制御バルブ5は、各第2吸気通路12の内部を流れる吸入空気の流量が最大となる全開位置から、各第2吸気通路12の内部を流れる吸入空気の流量が最小となる全閉位置に至るまでのバルブ作動範囲(バルブ開閉範囲)にて回転角度(バルブ開度)が変更されることで、各ハウジング2に対して相対回転して各第2吸気通路12を開閉する。
The plurality of intake
複数の吸気流制御バルブ5は、バルブ本体を全閉した全閉状態の時、つまりバルブ本体の開度(バルブ開度)が全閉位置にて全閉(閉弁)した全閉開度の状態の時(吸気流制御バルブ5の全閉時)に、回転軸6が、バルブ本体のバルブ中央部よりも、吸気流制御バルブ5の板厚方向に対して垂直なバルブ表面方向の片側(図示下方側)に偏った位置に配置されている。すなわち、本実施例のバルブユニット(TCV)は、バルブとして、バルブ本体の回転中心を成す回転軸6が、バルブ本体のバルブ中央部よりも、吸気流制御バルブ5のバルブ本体の板厚方向に対して垂直なバルブ表面方向の一端側(第2吸気通路12の重力方向における下方側、図示下方側)にズレた片持ち式の吸気流制御バルブを構成している。
The plurality of intake
ここで、複数の吸気流制御バルブ5は、エンジンが冷えている時、あるいは吸入空気の流量(吸気量)が少なくても良い時に、図3(a)に示したように、電動モータの駆動力を利用して全閉される。すなわち、吸気流制御バルブ5のバルブ開度が、全閉開度の状態(全閉位置)となるように制御される。
また、複数の吸気流制御バルブ5は、エンジンの中・高速回転領域の場合、図3(b)に示したように、電動モータの駆動力を利用して全開される。すなわち、吸気流制御バルブ5のバルブ開度が全開開度の状態(全開位置)となるように制御される。
また、複数の吸気流制御バルブ5は、エンジン停止時に電動モータへの電力の供給が停止されると、例えばスプリング等の付勢力によって全開位置(または全開位置より僅かに閉じた中間開度の状態(中間位置))に戻される。
Here, the plurality of intake air
Further, the plurality of intake air
Further, when the supply of electric power to the electric motor is stopped when the engine is stopped, the plurality of intake
ここで、複数のバルブユニットは、複数の吸気流制御バルブ5毎に、ピンロッド8の回転軸方向に貫通するシャフト貫通孔(多角穴)7を有している。また、複数の吸気流制御バルブ5は、シャフト貫通孔7の周囲を取り囲むように、しかもピンロッド8の周囲を周方向に取り囲むように配設された円筒状の回転軸(バルブ軸)6、およびこの回転軸6の回転中心軸線から回転軸方向に対して垂直な半径方向の一方側(片側)に向かって延びる方形板状(または矩形板状)のバルブ本体等を有している。
複数の吸気流制御バルブ5毎に形成される各シャフト貫通孔7は、ピンロッド8の断面形状(四角形状)に対応した多角穴形状(四角穴形状)、すなわち、ピンロッド8の断面形状と略同一の孔形状に形成され、吸気流制御バルブ5の回転軸6とピンロッド8との相対的な回転が規制されている。
Here, the plurality of valve units have shaft through-holes (polygonal holes) 7 penetrating in the direction of the rotation axis of the
Each shaft through-
ここで、複数のバルブユニット(TCV)は、全ての吸気流制御バルブ5を全閉した全閉状態の時(吸気流制御バルブ5の全閉時)の、各吸気流制御バルブ5の重力方向におけるバルブ上端面の一部(中央部)を切り欠くことで、エンジンの各気筒毎の燃焼室に供給する吸入空気に吸気渦流(タンブル流)を生じさせるための長方形状の開口部(切欠き部、スリット)9を設けている。なお、この開口部9は設けなくても良い。また、吸気流制御バルブ5のバルブ左右側面の一部を切り欠くことで、開口部(主開口部)9よりも開口面積が小さい副開口部を形成しても良い。
Here, the plurality of valve units (TCV) are in the direction of gravity of each intake
ここで、複数の吸気流制御バルブ5は、その回転軸方向の両側面(バルブ左右側面)から、吸気流制御バルブ5の回転軸方向の両側に向かって突出した2つの第1、第2バルブ縮径部31、32および2つの第1、第2バルブ摺動部(小径部)33、34を有している。なお、2つの第1、第2バルブ縮径部31、32および2つの第1、第2バルブ摺動部33、34は、複数の吸気流制御バルブ5の回転軸方向の両端部に相当する。また、複数の吸気流制御バルブ5は、それぞれに対応して一体的に設けられた複数の回転軸6毎に、各第1、第2摺動孔21、22の孔径よりも大きい外径の第1、第2大径部25、26を有している。
Here, the plurality of intake
2つの第1、第2バルブ縮径部31、32は、各第1、第2摺動孔21、22の軸心を頂点とするように、各第1、第2摺動孔21、22の軸心に向かって徐々に外径が縮径された円錐面(テーパ面)を有している。この円錐面は、吸気通路側(バルブ本体側)の各第1、第2大径部25、26から各第1、第2バルブ摺動部33、34に向かって徐々に外径が縮径するように設けられて、しかも2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2調芯ガイド51、52に対して同一円周上で接触して回転方向に摺動自在に軸支されている。
2つの第1、第2バルブ縮径部31、32の大径部側は、各吸気流制御バルブ5のバルブ左右側面に直接結合するように、ハウジング2の通路壁面から第2吸気通路12の中心軸線側に向かって突出して第2吸気通路12内に露出している。また、2つの第1、第2バルブ縮径部31、32のバルブ摺動部(小径部)側は、2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22内に嵌め込まれている。
The two first and second valve diameter-reduced
The large diameter portions of the two first and second valve diameter-reduced
また、2つの第1、第2バルブ摺動部33、34は、各第1、第2摺動孔21、22の孔径よりも小さい外径の小径部であって、各回転軸6の回転軸方向の両端部に設けられている。これらの第1、第2バルブ摺動部33、34の外径面は、2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22の孔壁面との間に所定の摺動クリアランスを形成する2つの第1、第2バルブ摺動面として機能する。
また、2つの第1、第2バルブ摺動部33、34の回転軸方向の先端部は、2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2開口端面(円環状端面)よりも回転軸方向の両側に向かって突出している。なお、2つの第1、第2バルブ摺動部33、34は、2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2開口端面(円環状端面)より突き出していなくても良い。すなわち、2つの第1、第2バルブ摺動部33、34全体が、2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22内に嵌め込まれていても良い。
そして、2つの第1、第2バルブ縮径部31、32の小径部側および2つの第1、第2バルブ摺動部33、34は、複数のハウジング2の各第1、第2軸受け孔41、42内に回転自在に収容されている。
Further, the two first and second
Further, the tip ends of the two first and second
The two first and second valve diameter-reduced
ここで、本実施例のピンロッド8は、例えば鉄系の金属材料によってその回転軸方向に垂直な断面が多角形状(例えば四角形状)に形成された多角断面シャフト(角形鋼製シャフト)である。このピンロッド8は、複数の吸気流制御バルブ5毎に形成される各シャフト貫通孔7の内部に挿入されている。ピンロッド8は、複数の吸気流制御バルブ5の各回転軸6を串刺し状態となるように結合することで、全ての吸気流制御バルブ5を連動可能に連結する1本の駆動軸である。このピンロッド8は、複数の吸気流制御バルブ5毎に設けられる各回転軸6のシャフト貫通孔7の孔壁面に圧入固定されている。
また、断面形状が多角形状のピンロッド8を直接ハウジング2の2つの第1、第2バルブ軸受け部35、36の各第1、第2軸受け孔41、42に支持しても、ピンロッド8を円滑に回転させることはできない。このため、本実施例のピンロッド8は、各回転軸6により被覆され、外周側が回転軸6を介して2つの第1、第2ベアリング3、4の内周面に回転自在に軸支されている。
Here, the
Even if the
ここで、ピンロッド8を介して、吸気流制御バルブ5を駆動する電動モータは、ECUによって通電制御されるように構成されている。このECUには、制御処理や演算処理を行うCPU、制御プログラムまたは制御ロジックや各種データを保存する記憶装置(ROMやRAM等のメモリ)、入力回路(入力部)、出力回路(出力部)、電源回路、タイマー等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。
また、ECUは、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)されると、メモリ内に格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づいて、吸気渦流発生装置の電動モータおよびスロットル制御装置の電動モータを通電制御すると共に、点火装置(イグニッションコイル、スパークプラグ等)および燃料噴射装置(電動フューエルポンプ、インジェクタ等)を駆動するように構成されている。これにより、エンジンの運転中に、TCVのバルブ開度、吸入空気量、燃料噴射量等が各々制御指令値(制御目標値)となるように制御される。
また、ECUは、イグニッションスイッチがオフ(IG・OFF)されると、メモリ内に格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づく点火制御や燃料噴射制御等を含むエンジン制御等が強制的に終了されるように構成されている。
Here, the electric motor that drives the intake
Further, when the ignition switch is turned on (IG / ON), the ECU controls energization of the electric motor of the intake vortex generator and the electric motor of the throttle controller based on the control program or control logic stored in the memory. In addition, an ignition device (ignition coil, spark plug, etc.) and a fuel injection device (electric fuel pump, injector, etc.) are driven. Thus, during the operation of the engine, the valve opening of the TCV, the intake air amount, the fuel injection amount, and the like are controlled so as to become control command values (control target values), respectively.
Further, when the ignition switch is turned off (IG / OFF), the ECU forcibly terminates engine control including ignition control and fuel injection control based on a control program or control logic stored in the memory. It is configured as follows.
[実施例1の作用]
次に、本実施例の内燃機関の吸気制御装置(吸気渦流発生装置)の作用を図1ないし図3に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 1]
Next, the operation of the intake control device (intake vortex generator) for the internal combustion engine of this embodiment will be briefly described with reference to FIGS.
ECUは、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)されると、スロットル制御装置の電動モータを通電制御すると共に、点火装置(イグニッションコイル、スパークプラグ等)および燃料噴射装置(電動フューエルポンプ、インジェクタ等)を駆動する。これにより、エンジンが運転される。このとき、エンジンの特定気筒が排気行程から、吸気バルブが開弁し、ピストンが下降する吸気行程に移行すると、ピストンの下降に従って当該気筒の燃焼室内の負圧(大気圧よりも低い圧力)が大きくなり、開弁している吸気ポートから燃焼室に混合気が吸い込まれる。 When the ignition switch is turned on (IG / ON), the ECU controls energization of the electric motor of the throttle control device, as well as an ignition device (ignition coil, spark plug, etc.) and a fuel injection device (electric fuel pump, injector, etc.) Drive. As a result, the engine is operated. At this time, when the specific cylinder of the engine moves from the exhaust stroke to the intake stroke where the intake valve opens and the piston descends, the negative pressure (pressure lower than the atmospheric pressure) in the combustion chamber of the cylinder is reduced as the piston descends. The air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber from the intake port that is enlarged and opened.
また、ECUは、エンジンが温まっており、吸入空気の流量(吸気量)が多く必要な時、つまりエンジンの通常運転時に、電動モータへの供給電力を制御(例えば電動モータを通電)する。このとき、吸気流制御バルブ5は、電動モータの駆動力を利用して開弁作動方向に駆動されるため、開かれる。すなわち、TCVのバルブ開度が、全開位置にて開弁した状態(全開開度の状態)となるように制御される。
この場合、エンジンのインテークマニホールド1の複数の第1吸気通路11から、TCVの各ハウジング2の入口部を経て複数のハウジング2毎に形成される各第2吸気通路12に流入した吸気流は、複数の第2吸気通路12をストレートに通過して、複数のハウジング2の出口部からエンジンのシリンダヘッドに設けられる吸気ポート内に導入される。そして、吸気ポートを通過した吸気流は、吸気ポートの吸気弁口から燃焼室内に供給される。このとき、燃焼室内において縦方向の吸気渦流(タンブル流)は発生しない。
Further, the ECU controls the power supplied to the electric motor (for example, energizes the electric motor) when the engine is warm and the intake air flow rate (intake amount) is large, that is, during normal operation of the engine. At this time, since the intake
In this case, the intake air flow that flows from the plurality of
一方、ECUは、エンジンが冷えており、吸入空気の流量(吸気量)が少なくても良い時、つまりエンジン始動時またはアイドル運転時に、電動モータへの供給電力を制御(例えば電動モータを通電)する。このとき、吸気流制御バルブ5は、電動モータの駆動力を利用して閉弁作動方向に駆動されるため、閉じられる。すなわち、TCVのバルブ開度が、全閉位置にて閉弁した状態(全閉開度の状態)となるように制御される。
この場合、エンジンのインテークマニホールド1の複数の第1吸気通路11から、複数のハウジング2の入口部を経て複数の第2吸気通路12に流入した吸気流は、殆ど吸気流制御バルブ5のバルブ上端面とハウジング2のハウジング上壁部との間の隙間(開口部9)だけを通過して、複数のハウジング2の出口部から各吸気ポートの上層部内に導入され、吸気ポートの上層部の天壁面に沿って流れる。そして、吸気ポートの上層部の天壁面に沿って流れる吸気流は、吸気ポートの吸気弁口から燃焼室内に供給される。このとき、エンジンの各気筒毎の燃焼室内においてタンブル流が発生するため、エンジン始動時またはアイドル運転時における燃焼室内での燃焼効率が向上し、燃費やエミッション(例えばHC低減効果)等が改善される。
On the other hand, the ECU controls the power supplied to the electric motor (for example, energizes the electric motor) when the engine is cold and the flow rate (intake amount) of the intake air may be small, that is, when the engine is started or idling. To do. At this time, the intake
In this case, the intake air flow that flows into the plurality of
[実施例1の効果]
以上のように、本実施例の内燃機関の吸気制御装置(吸気渦流発生装置)においては、バルブ上端面に開口部9が形成された吸気流制御バルブ5のバルブ中心部よりも図示下方側に、2つの第1、第2ベアリング3、4を介して、ハウジング2に設置された2つの第1、第2バルブ軸受け部35、36に回転自在に支持される円筒状の回転軸6を設けている。そして、その吸気流制御バルブ5の回転軸6に、2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22の軸心を頂点とするように、各第1、第2摺動孔21、22の軸心に向かって徐々に外径が縮径されたテーパ状の円錐面を有する各第1、第2バルブ縮径部31、32を設けている。
[Effect of Example 1]
As described above, in the intake air control device (intake vortex generator) for the internal combustion engine of the present embodiment, the intake
そして、2つの第1、第2ベアリング3、4は、その各第1、第2摺動孔21、22よりも吸気通路側に、吸気流制御バルブ5の各第1、第2バルブ縮径部31、32に接触して吸気流制御バルブ5の調芯を行う2つの第1、第2調芯ガイド51、52を設けたことにより、2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22に、吸気流制御バルブ5の回転軸6を回転方向に摺動自在に軸支した際、あるいは2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22に、吸気流制御バルブ5の回転軸6を組み付けた際に、回転軸6の各第1、第2バルブ縮径部31、32のテーパ状の円錐面が2つの第1、第2ベアリング3、4の2つの第1、第2調芯ガイド51、52の円錐面(テーパ面)にガイドされて、吸気流制御バルブ5が調芯される。
The two first and
これによって、吸気流制御バルブ5の回転軸6の2つの第1、第2バルブ摺動部33、34の各第1、第2バルブ摺動面と2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22の孔壁面との間に所定の摺動クリアランスが形成されていたとしても、吸気流制御バルブ5の回転軸6の軸心と2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22の軸心との同軸を出すことができる。
すなわち、吸気流制御バルブ5の回転軸6の軸心と2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22の軸心とが同一軸線上に配置された状態で、ハウジング2の内部に吸気流制御バルブ5が回転自在に収容されるので、吸気流制御バルブ5の回転軸6の軸心と2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22の軸心との同軸度が向上し、吸気流制御バルブ5の回転軸6の軸心と2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22の軸心との軸心ズレが抑制される。
Thus, the first and second valve sliding surfaces of the two first and second
That is, the axis of the
したがって、吸気流制御バルブ5の全閉時に、吸気流制御バルブ5のバルブ上端面とハウジング2のハウジング上壁部の天壁面との間に形成される隙間、つまり開口部9が、吸気流制御バルブ5の回転軸6の2つの第1、第2バルブ摺動部33、34の各第1、第2バルブ摺動面と2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22の孔壁面との間に形成される摺動クリアランス分だけ変動することはなく、吸気流制御バルブ5の全閉時における洩れ空気流量、あるいは吸気流制御バルブ5の全閉時に開口部9を通過する吸入空気の流量を安定化させることができる。
したがって、本実施例の内燃機関の吸気制御装置(吸気渦流発生装置)においては、最適な吸気渦流(タンブル流)を生成することができ、燃費効率およびエンジン性能を向上させることができる。
Therefore, when the intake
Therefore, in the intake control device (intake vortex generator) for the internal combustion engine of the present embodiment, an optimal intake vortex (tumble flow) can be generated, and fuel efficiency and engine performance can be improved.
また、本実施例のバルブユニット(TCV)は、ハウジング2に設けられる2つの第1、第2軸受け孔41、42の孔壁面にそれぞれ圧入固定された2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2調芯ガイド51、52の円錐面(テーパ面)と、吸気流制御バルブ5の回転軸6の各第1、第2バルブ縮径部31、32の外径面に設けられたテーパ状の円錐面とが常に摺動接触するように対向配置されている。また、2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2調芯ガイド51、52の断面形状は同一形状であり、回転軸6の各第1、第2バルブ縮径部31、32の断面形状は同一形状である。
Further, the valve unit (TCV) of this embodiment includes two first and
したがって、ハウジング2に対する吸気流制御バルブ5の回転軸方向の位置が所定の位置となるように規定されるため、複数の吸気流制御バルブ5のバルブ左右側面とハウジング2のハウジング左右壁部の両側壁面(対向面)との間にシムを挟み込むことなく、複数の吸気流制御バルブ5毎の回転軸方向の両側のサイドクリアランスを均等化することができる。
これによって、インテークマニホールド1の複数の多角筒部15毎に形成される各ハウジング格納室13(および複数のハウジング2毎に形成される各第2吸気通路12)に対する複数の吸気流制御バルブ5の偏芯組み付けを防止することができる。
Accordingly, since the position of the intake
As a result, the plurality of intake
図4は本発明の実施例2を示したもので、バルブユニット(カートリッジ)を示した図である。 FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention and shows a valve unit (cartridge).
本実施例の2つの第1、第2ベアリング3、4は、各第1、第2摺動孔21、22よりも吸気通路側に2つの第1、第2調芯ガイド51、52を有している。これらの第1、第2調芯ガイド51、52は、吸気流制御バルブ5の回転軸6の両端部(2つの第1、第2バルブ縮径部31、32)を回転自在に軸支する凹曲面を有している。また、吸気流制御バルブ5の回転軸6の2つの第1、第2バルブ縮径部31、32は、2つの第1、第2調芯ガイド51、52の凹曲面に回転方向に摺動自在に軸支される球面形状の凸曲面を有している。
The two first and
本実施例のバルブユニットは、2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22に、吸気流制御バルブ5の回転軸6を回転方向に摺動自在に軸支した際、あるいは2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22に、吸気流制御バルブ5の回転軸6を組み付けた際に、回転軸6の各第1、第2バルブ縮径部31、32の凸曲面が2つの第1、第2ベアリング3、4の2つの第1、第2調芯ガイド51、52の凹曲面にガイドされて、吸気流制御バルブ5が調芯される。
これによって、実施例1と同様な作用効果を得ることができる。
In the valve unit of this embodiment, the
As a result, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
図5は本発明の実施例3を示したもので、バルブユニット(カートリッジ)を示した図である。 FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention and is a view showing a valve unit (cartridge).
本実施例の2つの第1、第2ベアリング3、4は、各第1、第2摺動孔21、22よりも吸気通路側に2つの第1、第2調芯ガイド51、52を有している。これらの第1、第2調芯ガイド51、52は、吸気流制御バルブ5の回転軸6の両端部(2つの第1、第2バルブ縮径部31、32)を回転自在に軸支するすり鉢形状の凸曲面を有している。また、吸気流制御バルブ5の回転軸6の2つの第1、第2バルブ縮径部31、32は、2つの第1、第2調芯ガイド51、52の凸曲面に回転方向に摺動自在に軸支される円錐台形状の凹曲面を有している。
The two first and
本実施例のバルブユニットは、2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22に、吸気流制御バルブ5の回転軸6を回転方向に摺動自在に軸支した際、あるいは2つの第1、第2ベアリング3、4の各第1、第2摺動孔21、22に、吸気流制御バルブ5の回転軸6を組み付けた際に、回転軸6の各第1、第2バルブ縮径部31、32の凹曲面が2つの第1、第2ベアリング3、4の2つの第1、第2調芯ガイド51、52の凸曲面にガイドされて、吸気流制御バルブ5が調芯される。
これによって、実施例1と同様な作用効果を得ることができる。
In the valve unit of this embodiment, the
As a result, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
図6は本発明の実施例4を示したもので、図6(a)は吸気流制御バルブの全閉位置を示した断面図で、図6(b)は吸気流制御バルブの全開位置を示した図である。 FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 (a) is a sectional view showing the fully closed position of the intake flow control valve, and FIG. 6 (b) shows the fully opened position of the intake flow control valve. FIG.
本実施例のバルブユニット(TCV)は、バルブとして、回転軸6が、吸気流制御バルブ5のバルブ本体の板厚方向に対して垂直なバルブ表面方向の略バルブ中央部に設置される両持ち式の吸気流制御バルブ(バタフライ型バルブ)を採用している。また、バルブユニット(TCV)は、吸気流制御バルブ5のバルブ本体の板厚方向に対して垂直なバルブ表面方向の一端側(図示上端側)のバルブ上端面を切り欠くことで、エンジンの各気筒毎の燃焼室内に供給する吸入空気に吸気渦流(タンブル流)を生じさせるための長方形状の開口部9を形成している。
The valve unit (TCV) of this embodiment is a double-ended valve in which the
[変形例]
本実施例では、吸気渦流発生装置を、内燃機関の燃焼室内にて混合気の燃焼を促進させるための縦方向の吸気渦流(タンブル流)の生成が可能となるように構成したが、吸気渦流発生装置を、内燃機関の燃焼室内にて混合気の燃焼を促進させるための横方向の吸気渦流(スワール流)の生成が可能となるように構成しても良い。また、吸気渦流発生装置を、エンジンの燃焼を促進させるためのスキッシュ渦の生成が可能となるように構成しても良い。
[Modification]
In this embodiment, the intake vortex generator is configured to generate a vertical intake vortex (tumble flow) for promoting the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine. The generator may be configured to be able to generate a lateral intake vortex (swirl) for promoting the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine. Further, the intake vortex generator may be configured to be able to generate a squish vortex for promoting engine combustion.
本実施例では、本発明のバルブユニットを、内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気を制御する内燃機関の吸気制御装置に組み込んでいるが、本発明のバルブユニットを、内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気の流量を制御する内燃機関の吸気制御装置(スロットル制御装置)に組み込んでも良い。この場合には、アイドル回転速度制御バルブまたはスロットルバルブ等の吸気流量制御バルブがハウジング(スロットルボディ等)の内部に組み込まれる。 In this embodiment, the valve unit of the present invention is incorporated in an intake control device for an internal combustion engine that controls intake air sucked into the combustion chamber of the internal combustion engine. However, the valve unit of the present invention is incorporated in the combustion chamber of the internal combustion engine. It may also be incorporated in an intake control device (throttle control device) for an internal combustion engine that controls the flow rate of the intake air sucked into the engine. In this case, an intake flow rate control valve such as an idle rotation speed control valve or a throttle valve is incorporated in the housing (throttle body or the like).
また、本発明のバルブユニットを、内燃機関の排気ガスの一部(EGRガス)を排気通路から吸気通路に再循環させる排気ガス還流路(流体流路)を形成するハウジングと、このハウジング内部に開閉自在に収容されて、排気ガス還流量を制御するEGR制御バルブとを備えた排気ガス再循環装置(EGR制御バルブユニット)に適用しても良い。また、本発明のバルブユニットを、内燃機関の排気通路に連通する空気流路を有するハウジングと、このハウジング内部に開閉自在に収容されて、内燃機関の燃焼室より流出する排気ガスを制御する排気制御バルブとを備えた排気制御バルブユニットに適用しても良い。 Further, the valve unit of the present invention includes a housing that forms an exhaust gas recirculation path (fluid flow path) that recirculates a part of exhaust gas (EGR gas) of the internal combustion engine from the exhaust path to the intake path, and the housing. You may apply to the exhaust-gas recirculation apparatus (EGR control valve unit) accommodated so that opening and closing is possible, and provided with the EGR control valve which controls an exhaust gas recirculation amount. Further, the valve unit of the present invention includes a housing having an air flow path communicating with the exhaust passage of the internal combustion engine, and an exhaust that is housed in the housing so as to be openable and closable, and controls exhaust gas flowing out from the combustion chamber of the internal combustion engine. You may apply to the exhaust control valve unit provided with the control valve.
また、本発明のバルブユニットを、インテークマニホールド等のハウジングと、エンジン回転速度に対応してインテークマニホールドの吸気通路の通路長や通路断面積を変更する可変吸気バルブとを備えた内燃機関の可変吸気装置に組み込んでも良い。
また、ハウジングとして、インテークマニホールド1に格納されるハウジング2だけでなく、インテークマニホールド自体、内燃機関のシリンダヘッド、インテークマニホールドを除く吸気管を用いても良い。
また、流体として、吸入空気や排気ガス等の気体だけでなく、水、オイル、燃料等の液体を用いても良い。
In addition, the valve unit of the present invention includes a variable intake valve for an internal combustion engine including a housing such as an intake manifold and a variable intake valve that changes a passage length and a passage sectional area of the intake passage of the intake manifold in accordance with the engine rotation speed. It may be incorporated into the device.
In addition to the
Further, as the fluid, not only a gas such as intake air or exhaust gas but also a liquid such as water, oil, or fuel may be used.
本実施例では、吸気流制御バルブ5の回転軸6を開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置(アクチュエータ)を、電動モータおよび動力伝達機構を備えた電動式アクチュエータによって構成したが、バルブの軸を開弁駆動または閉弁駆動するアクチュエータを、電磁式または電動式負圧制御弁を備えた負圧作動式アクチュエータや、コイル等の電磁石およびムービングコア(またはアーマチャ)を備えた電磁式アクチュエータによって構成しても良い。
In this embodiment, the valve drive device (actuator) for driving the
本実施例では、本発明のバルブユニットを、気筒が群配置された直列4気筒の内燃機関の吸気系統(または排気系統)に搭載しているが、本発明のバルブユニットを、気筒が群配置された複数のバンクを有する内燃機関の吸気系統(または排気系統)に搭載しても良い。このような内燃機関としては、V型エンジン、水平型エンジン、水平対向型エンジン等の多気筒エンジンがある。
また、2つの第1、第2ベアリング3、4を金属製としているが、2つの第1、第2ベアリング3、4のうちの少なくとも一方の軸受け部材を樹脂化しても良い。
また、バルブは、多連一体型のバルブに限定されず、流体流路に設置されるバルブ、特にバルブ軸一体型のバルブであれば、1個の片持ち式のバルブまたは1個の両持ち式のバルブのいずれであっても良い。
In this embodiment, the valve unit of the present invention is mounted on an intake system (or exhaust system) of an in-line four-cylinder internal combustion engine in which cylinders are arranged in groups. However, the valve units of the invention are arranged in groups. It may be mounted on an intake system (or exhaust system) of an internal combustion engine having a plurality of banks. Such internal combustion engines include multi-cylinder engines such as V-type engines, horizontal engines, and horizontally opposed engines.
Further, although the two first and
In addition, the valve is not limited to a multiple integral type valve, and if it is a valve installed in a fluid flow path, particularly a valve shaft integral type valve, one cantilever valve or one double-end valve is provided. Any of the valves of the formula may be used.
1 インテークマニホールド
2 ハウジング
3 第1ベアリング(軸受け部材)
4 第2ベアリング(軸受け部材)
5 吸気流制御バルブ
6 吸気流制御バルブの回転軸
7 回転軸のシャフト貫通孔(四角穴)
8 ピンロッド(シャフト)
9 吸気流制御バルブの開口部
11 インテークマニホールドの第1吸気通路(流体流路)
12 ハウジングの第2吸気通路(流体流路)
21 第1ベアリングの第1摺動孔
22 第2ベアリングの第2摺動孔
25 回転軸の第1大径部
26 回転軸の第2大径部
31 回転軸の第1バルブ縮径部
32 回転軸の第2バルブ縮径部
33 回転軸の第1バルブ摺動部(小径部)
34 回転軸の第2バルブ摺動部(小径部)
35 ハウジングの第1バルブ軸受け部
36 ハウジングの第2バルブ軸受け部
41 ハウジングの第1軸受け孔
42 ハウジングの第2軸受け孔
51 第1ベアリングの第1調芯ガイド
52 第2ベアリングの第2調芯ガイド
1
4 Second bearing (bearing member)
5 Intake
8 Pin rod (shaft)
9 Opening of intake
12 Second intake passage (fluid flow path) of housing
21 1st sliding hole of 1st bearing 22 2nd sliding hole of
34 Second valve sliding part (small diameter part) of rotating shaft
35 First valve bearing portion of
Claims (15)
(b)このハウジングに支持されて、内部に摺動孔が形成された軸受け部材と、
(c)この軸受け部材を介して、前記ハウジングに回転自在に支持される回転軸を有し、前記流体流路を開閉するバルブと
を備えたバルブユニットにおいて、
前記回転軸は、前記摺動孔の軸心を頂点とするように、前記摺動孔の軸心に向かって徐々に外径が縮径された縮径部を有し、
前記軸受け部材は、前記摺動孔よりも流体流路側に、前記縮径部に接触して前記バルブの調芯を行う調芯ガイドを有していることを特徴とするバルブユニット。 (A) a housing having a fluid flow path formed therein;
(B) a bearing member supported by the housing and having a sliding hole formed therein;
(C) a valve unit having a rotating shaft rotatably supported by the housing via the bearing member and including a valve for opening and closing the fluid flow path;
The rotating shaft has a reduced diameter portion whose outer diameter is gradually reduced toward the axial center of the sliding hole so that the axial center of the sliding hole is a vertex.
The valve unit, wherein the bearing member has an alignment guide for aligning the valve in contact with the reduced diameter portion on the fluid flow path side of the sliding hole.
前記回転軸は、前記バルブの回転軸方向の両側面から前記バルブの回転軸方向の両側に向かって突出して、前記ハウジングに回転自在に収容されていることを特徴とするバルブユニット。 The valve unit according to claim 1, wherein
The valve unit is characterized in that the rotary shaft protrudes from both side surfaces in the rotary shaft direction of the valve toward both sides in the rotary shaft direction of the valve and is rotatably accommodated in the housing.
前記回転軸は、前記軸受け部材の孔壁面との間に所定の摺動クリアランスを形成する摺動面を有していることを特徴とするバルブユニット。 The valve unit according to claim 1 or 2,
The valve unit according to claim 1, wherein the rotary shaft has a sliding surface that forms a predetermined sliding clearance with a hole wall surface of the bearing member.
前記ハウジングの周囲を取り囲むように設置されて、前記ハウジングを嵌合保持するケーシングを備えたことを特徴とするバルブユニット。 In the valve unit according to any one of claims 1 to 3,
A valve unit comprising a casing that is installed so as to surround the housing and that fits and holds the housing.
前記回転軸は、前記摺動孔の孔径よりも大きい外径の大径部、および前記摺動孔の孔径よりも小さい外径の小径部を有し、
前記縮径部は、前記大径部から前記小径部に向かって徐々に外径が縮径するように設けられていることを特徴とするバルブユニット。 In the valve unit according to any one of claims 1 to 4,
The rotating shaft has a large-diameter portion having an outer diameter larger than the hole diameter of the sliding hole, and a small-diameter portion having an outer diameter smaller than the hole diameter of the sliding hole,
The reduced diameter portion is provided such that an outer diameter gradually decreases from the large diameter portion toward the small diameter portion.
前記縮径部の大径部側は、前記バルブの回転軸方向の両側面に直接結合するように、前記ハウジングの通路壁面から前記流体流路の中心軸線側に向かって突出して前記流体流路内に露出していることを特徴とするバルブユニット。 The valve unit according to claim 5,
The large diameter portion side of the reduced diameter portion protrudes from the passage wall surface of the housing toward the central axis side of the fluid flow channel so as to be directly coupled to both side surfaces of the valve in the rotation axis direction. A valve unit that is exposed inside.
前記縮径部の小径部側は、前記摺動孔内に嵌め込まれていることを特徴とするバルブユニット。 The valve unit according to claim 5 or 6,
The small diameter part side of the said diameter reduction part is engage | inserted in the said sliding hole, The valve unit characterized by the above-mentioned.
前記縮径部は、前記調芯ガイドに摺動自在に軸支される円錐面を有していることを特徴とするバルブユニット。 The valve unit according to any one of claims 1 to 7,
The reduced diameter portion has a conical surface that is slidably supported by the alignment guide.
前記縮径部は、前記調芯ガイドに摺動自在に軸支される凸曲面を有していることを特徴とするバルブユニット。 The valve unit according to any one of claims 1 to 7,
The reduced diameter portion has a convex curved surface that is slidably supported by the alignment guide.
前記縮径部は、前記調芯ガイドに摺動自在に軸支される凹曲面を有していることを特徴とするバルブユニット。 The valve unit according to any one of claims 1 to 7,
The reduced diameter portion has a concave curved surface that is slidably supported by the alignment guide.
前記流体流路とは、内燃機関の吸気通路のことであることを特徴とするバルブユニット。 The valve unit according to any one of claims 1 to 10,
The valve unit characterized in that the fluid flow path is an intake passage of an internal combustion engine.
前記バルブは、前記内燃機関に供給される吸入空気に渦流を生じさせるための開口部を有していることを特徴とするバルブユニット。 The valve unit according to claim 11, wherein
The valve unit has an opening for generating a vortex in the intake air supplied to the internal combustion engine.
前記開口部は、前記バルブを全閉した全閉状態の時に前記バルブの重力方向における上端部に設けられていることを特徴とするバルブユニット。 The valve unit according to claim 12,
The valve unit is characterized in that the opening is provided at an upper end in the gravity direction of the valve when the valve is fully closed.
前記バルブは、前記回転軸がバルブ中央部よりも一端側にズレた片持ち式のバルブであることを特徴とするバルブユニット。 The valve unit according to any one of claims 1 to 13,
The valve unit according to claim 1, wherein the valve is a cantilever valve in which the rotation shaft is shifted to one end side from a central part of the valve.
前記バルブは、前記回転軸がバルブ中央部に設置される両持ち式のバルブであることを特徴とするバルブユニット。 The valve unit according to any one of claims 1 to 13,
The valve unit according to claim 1, wherein the valve is a double-supported valve in which the rotation shaft is installed at a central part of the valve.
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JP2007116602A JP2008274785A (en) | 2007-04-26 | 2007-04-26 | Valve unit |
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JP2010242618A (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-28 | Denso Corp | Air intake device for internal combustion engine |
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