JP2010116796A - 内燃機関の吸気量制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】吸気通路や弁体の径を同一とした吸気量制御装置において、部品の簡単な調整のみにより、異なる最大要求空気流量の内燃機関への対応を可能とする。
【解決手段】吸気絞り弁の弁軸をモータにより減速機構を介して回動させ、前記弁軸の回動により前記吸気通路の開口面積を変化させる吸気量制御装置において、前記減速機構部と連動するように設置され前記吸気絞り弁の全開時の開度を規制するレバー部と、前記ボディ部の外部から螺入され前記ボディ部内部で前記レバー部と当接し前記吸気絞り弁の全開時の開度を変更可能とした調整ネジを備えたことを特徴とするものである。
【選択図】図２

Description

この発明は、内燃機関の吸気通路に設けられた吸気弁を開閉操作する吸気量制御装置に関するものである。
従来から、アクセルペダル操作に応じて吸気絞り弁の開度を制御する吸気量制御装置は一般に良く知られている。（例えば特許文献１を参照）
特許文献１に示される吸気量制御装置では、モータの発生するトルクを歯車減速機構により、弁軸に伝達することによって上記弁軸に固定された弁体を回転駆動させており、弁体の全閉側の開度を規制するストッパ部には、吸気通路全閉時の微少な全閉空気漏れ量を調整すると共に、弁体と吸気通路が食い付かないように概略５度以下の全閉開度調整を行う調整ネジが固定される。また、全開の開度を規制するストッパ部は、弁体の開度が吸気通路とほぼ平行となる位置を全開位置として、ボディ壁面で全開ストッパを構成したものが開示されている。
特開平１０−１９６４１６公報
前記特許文献１に示されるように従来の吸気量制御装置では、通常、弁体の空気抵抗が最小となる位置（空気通路と弁体が平行となる状態）を最大空気流量として、内燃機関の最大要求空気量に合わせた空気通路径を設定するようにしている。これは、弁体の全閉位置から全開位置までの開度範囲が大きいほど、モータで弁体を駆動させる際の制御分解能が高くなるためである。従って、従来の吸気量制御装置では内燃機関の最大要求空気流量によって吸気通路、及び弁体の径が決定されていた。
しかしながら、この従来の設定方法によると、内燃機関の様々な最大要求空気流量に応じて、内燃機関毎に異なる吸気通路、及び弁体の径を持つ吸気量制御装置を用意する必要があるため、何種類ものボディを作ることとなり、結果的に高額な金型を何種類も準備する必要があった。更に、吸気弁、シャフト等も専用設計となり、生産ラインにおいては冶工具の段取り換え、場合によっては機種毎の専用ラインが必要となる問題があった。
ところが、内燃機関においては、上記制御分解能の低減が許容される場合があり、また、内燃機関の最大要求空気量に合わせて吸気量制御装置の種類が増えることによりコスト増となる問題の解決を優先させたい場合がある。
この発明は、上記のような点に鑑みてなされたもので、吸気通路や弁体の径を同一とした吸気量制御装置において、部品の簡単な調整のみにより、異なる最大要求空気流量の内燃機関への対応を可能としたものである。
この発明に係わる吸気量制御装置は、内部に吸気通路が形成されたボディ部と、このボディ部内で回転自在に支持された弁軸と、この弁軸に固定され前記吸気通路の開口面積を変化させる弁体とからなる吸気絞り弁を有し、前記吸気絞り弁の弁軸をモータにより減速機構を介して回動させ、前記弁軸の回動により前記吸気通路の開口面積を変化させる吸気量制御装置において、前記減速機構部と連動するように設置され前記吸気絞り弁の全開時の開度を規制するレバー部と、前記ボディ部の外部から螺入され前記ボディ部内部で前記レバー部と当接し前記吸気絞り弁の全開時の開度を変更可能とした調整ネジを備えたことを特徴とするものである。
この発明によれば、内燃機関の最大要求空気流量によって何種類もの吸気量制御装置を用意する必要が無く、吸気絞り弁の全開時の開度を変更するのみで簡単に対応することが可能な吸気量制御装置を得ることができる効果を有する。
特に、吸気絞り弁の全開時開度を変更する手段として、当該全開ストッパを調整可能なネジとすることにより、組み立て後にネジの調整をすることのみにより全開時開度の変更が可能となるので、内燃機関の設計コンセプトである小型化、コスト低減に有効となる。
また、上述の調整ネジの先端を球状とすると共に、調整ネジが当接するレバーの当接面を曲面形状とすることにより、調整ネジの調整範囲が例えば５度を超える様な場合であっても、常に調整ネジのほぼ先端中心で荷重を受けることが可能であり、繰り返し当接により当接面が磨耗した場合でも、調整ネジの先端部で安定して荷重を受けることができ、長寿命化にも寄与するものである。
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は、同一あるいは相当部分を示すものとする。
図１はこの発明の実施の形態１の吸気量制御装置を示す断面図、図２は図１の右側カバー１６を外して見た減速部の右側面図で、レバーの全開位置における歯車機構を示している。図３はストッパ部を示す拡大図、図４は図２に対応した減速部の右側面図で、レバーの全閉位置を示している。図１乃至図４において、吸気量制御装置は、主として吸気絞り弁１と、この吸気絞り弁１に連結されたレバー２と、モータ１７と、減速機構とから構成されている。
吸気絞り弁１は、ボディ３と、ボディ３の左右の壁で第１の軸受４、第２の軸受５を介して回転自在に支持された弁軸６と、この弁軸６に固定されボディ３内に形成された吸気通路７の開口面積を変える弁体８と、上記第１の軸受４の近傍に設けられ、弁軸６を閉弁方向に付勢するスプリング９とを有している。
ボディ３は、アルミもしくは樹脂で構成されているとともに、図１において紙面に対して垂直方向にほぼ円筒形状であり、内部に吸気通路７が形成されている。
図２から明らかなように、レバー２は部分歯車１９を有し、モータ１７から減速歯車１８を介して動力を伝達されており、これらにより減速機構を構成している。レバー２の反時計方向への回転によりレバー２の部分歯車１９は図のような全開位置に持ちきたされる。反対にレバー２の時計方向への回転により図４に示されるようにレバー２の部分歯車１９は全閉位置に持ちきたされる。
ボディ３内のレバー２下部には全開調整ネジ１０がボディ３の外部から螺入されてレバー２の全開ストッパ部を構成し、レバー２上部には全閉調整ネジ２０が外部から螺入されてレバー２の全閉ストッパ部を構成している。
図３は弁体８の全開位置における全開調整ネジ１０の調整状態を説明するであり、実線で示された全開ストッパ位置１１と、これに対応するレバー２の全開ストッパ位置１２を有している。１４は調整ネジ１０を最も締め込んだ状態での全開ストッパ当接部を示しており、弁体８の全開開度は全開調整ネジ１０を引き出す方向に回転することにより、調整ネジ１０の全開ストッパ位置１１は第２の全開ストッパ位置（図の点線で表示）まで調整可能となる。１３は調整ネジを最も締め込んでいない状態での全開ストッパ当接部を示す。これに応じてレバー２も点線で示す全開ストッパ位置まで時計方向に回動する。そのため、弁体８の全閉開度を上記の範囲で任意に変更することが可能であり、これによって吸気通路７を流れる空気流量の最大値を内燃機関の最大要求空気量に合わせて任意に変更することが可能となる。
上記構成の吸気量制御装置では、吸気上流側のエアフィルタ（図示せず）を介して吸入された空気が、ボディ３内の吸気通路７に導入され、この導入された空気は、レバー２を介して、スプリング９の弾性力に逆らって回動される弁体８の開度に応じて吸気流量が調節される。この調節された空気は、吸気絞り弁１の下流側に気密に配置された内燃機関に導出され、燃料噴射弁（図示せず）から供給された燃料と燃焼室内で混合されて着火される。
以上のように、実施の形態１の吸気量制御装置においては、ボディ３の外部から調整ネジ１０を螺入して全開ストッパ位置１１を調整可能としている。そのため、弁体８の全開開度を任意に変更することが可能であり、これによって吸気通路７を流れる空気流量の最大値を任意に変更することが可能となる。なお、全開ストッパ位置１１、１２による全開開度の調整は、予め空気量制御装置の開度/流量特性を試作品により実験的に測定しておき、内燃機関の最大要求空気流量に合わせた全開開度を決定しておく。量産製造時には調整ネジ１０をねじ込み、弁体８の開度を検出する回転角度検出センサ１５の値を確認しながら、予め設定していた全開開度に合わせこみを行うことによりなされる。
更に、図４は弁体８の全閉位置における全閉調整ネジ２０の調整状態を示しており、全閉ストッパ位置２１と、これに対応するレバー２の全閉ストッパ位置２２を有している。前記全閉調整ネジ２０は、レバー２の全開時当接面と反対側端面で当接し前記吸気絞り弁の全閉時の開度を変更可能とするものである。
弁体８の全閉開度は全閉調整ネジ２０を捩じ込む方向に回転することにより、調整ネジ２０の全閉ストッパ位置２１は所定の範囲で調整可能となる（図示は省略している）。
なお、上記実施の形態１における調整ネジ１０、２０の先端を球面形状としているのは、調整ネジ１０、２０を締め込んでいった際に、当該ネジ１０、２０とレバー２との角当たりを防止し、当接部の磨耗を抑えられるようにするためである。
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２の吸気量制御弁を示す減速機構部の平面図、図６はストッパ部の拡大図である。
なお、図中、上記実施の形態１との同一あるいは相当部分には同一符号を付している。
前記実施の形態１の吸気量制御装置においては、調整ネジ１０、２０にて広い範囲で開度を変更した場合、調整ネジ１０を締め込んでいくほど、レバー２の当接面は調整ネジ１０、２０の先端球面の中心から離れた位置で接触するため、繰り返し当接磨耗した場合に安定した当接面を保つことが困難となる。
そこで、実施の形態２においては、前記吸気絞り弁１の開度を規制するストッパ部において、調整ネジ１０が調整範囲のどの範囲においても、レバー２の当接面が調整ネジの先端球面のほぼ中央で当接するよう、レバー２の当接面を曲面形状としたものである。
例えば、レバー２の全開ストッパ位置１１の先端形状を図５のように曲面形状とした場合、調整ネジ１０を最も締め込んでいない状態（破線）でも、最も締め込んだ状態（実線）でも、ストッパ当接部は、共に調整ネジ１０のほぼ先端中央に位置している。
これにより繰り返し当接により当接面が磨耗した場合でも、調整ネジの先端部で安定して荷重を受けることができ、実施の形態１に対して、更に耐久性を向上させることが可能である。
この発明の実施の形態１の吸気量制御装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態１の減速部の平面図で、レバーの全開位置を示している。 この発明の実施の形態1の全開ストッパ部の拡大図である。 この発明の実施の形態１の減速部の平面図で、レバーの全閉位置を示している。 この発明の実施の形態２の減速部の平面図である。 この発明の実施の形態２の全開ストッパ部の拡大図である。
符号の説明
１ 吸気制御装置、 ２ レバー、 ３ ボディ、 ４ 軸受け、 ５軸受け、
６ 弁軸、 ７ 吸気通路、 ８ 弁体、 ９スプリング、 １０全開調整ネジ、
１１ 全開ストッパ位置（ボディ側）、 １２ 全開ストッパ位置（レバー側）、
１３ 調整ネジを最も締め込んでいない状態での全開ストッパ当接部、１４ 調整ネジを最も締め込んだ状態での全開ストッパ当接部、１５回転角度検出センサ、１６ カバー、
１７ モータ、 １８ 減速歯車、 １９ 部分歯車、 ２０全閉調整ネジ、
２１ 全閉ストッパ位置（ボディ側）、 ２２ 全閉ストッパ位置（レバー側）。

Claims (5)

  1. 内部に吸気通路が形成されたボディ部と、このボディ部内で回転自在に支持された弁軸と、この弁軸に固定され前記吸気通路の開口面積を変化させる弁体とからなる吸気絞り弁を有し、前記吸気絞り弁の弁軸をモータにより減速機構を介して回動させ、前記弁軸の回動により前記吸気通路の開口面積を変化させる吸気量制御装置において、前記減速機構部と連動するように設置され前記吸気絞り弁の全開時の開度を規制するレバー部と、前記ボディ部の外部から螺入され前記ボディ部内部で前記レバー部と当接し前記吸気絞り弁の全開時の開度を変更可能とした調整ネジを備えたことを特徴とする内燃機関の吸気量制御装置。
  2. 前記レバー部と当接する前記調整ネジの端部を球状としたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気量制御装置。
  3. 前記吸気絞り弁の開度を規制するレバー部において、前記調整ネジがその調整範囲のどの位置にあっても、レバーの当接面が調整ネジのほぼ中央で当接するよう、レバーの当接面を曲面形状としたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気量制御装置。
  4. 前記ボディ部の外部から螺入され前記レバー部の全開時当接面と反対側端面で当接し前記吸気絞り弁の全閉時の開度を変更可能とした全閉調整ネジを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の吸気量制御装置。
  5. 前記レバー部と当接する前記全閉調整ネジの端部を球状としたことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の吸気量制御装置。
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