JP2022149063A - 吸気制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】バイパス吸気量の制御精度を保ちながら小型化を達成できる吸気制御装置を提供すること。【解決手段】吸気制御装置１のバルブ開口２４は、軸方向においてバルブ孔８内の計量口２０が配置される一方の側から上流側通路６がバルブ孔８内に開口する上流開口が配置される他方の側に向かって軸方向と直交する方向に開口幅が漸増するスリット孔として形成されており、シャッター部２２の少なくとも一部はバイパスバルブ１０が軸方向に動作するにあたって上流開口を遮りうるように配置されている。軸方向から見たときのバルブ孔８の面積中心Ｃ１と計量口２０の開口幅の中点Ｃ２とを通る基準中心線Ｌ１を仮定すると、軸方向から見たときに上流開口は基準中心線Ｌ１で分けられる一方から他方へ基準中心線Ｌ１を超えて延在している。【選択図】図４

Description

本発明は、スロットルボディの吸気通路における吸気の量を調整する弁体の部分を迂回するバイパス通路の吸気量を調整するためのバイパスバルブを備えた吸気制御装置に関する。
従来、スロットルボディの吸気通路を弁体により開閉するとともに、吸気通路の弁体が配置された部分を迂回してその上流側と下流側とを接続するバイパス通路の吸気量をバイパスバルブで調整する吸気制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に示される、吸気制御装置は、吸気通路の弁体を迂回して吸気通路に接続されるバイパス通路と、このバイパス通路の開度を制御するバイパスバルブとを備え、このバイパスバルブを、内部がバイパス通路の上流側に開放されると共に、バイパス通路の下流側に向かって計量孔が開口する内面を有する筒状の弁室と、この弁室に摺動自在に且つ回転不能に嵌装されて計量口を開閉するバイパスバルブと、を備えている。
バイパスバルブがバルブ孔内で動作し、バイパスバルブがバルブ孔内に開口する計量口を遮る量を調整してバイパス通路内に流れるバイパス吸気の量を調整する。
バイパス吸気の量をきめ細かく調整するためには、変化する要素は少ないほうが好適に作用するため、特許文献１においてはバイパスバルブが計量口を遮るように動作するにあたって、バイパスバルブがバイパス通路の上流側の通路がバルブ孔に開口する開口部を遮ることがないように構成されている。
特開２００７－０６４１７０号公報
しかしながら、特許文献１の構成では上流側の開口と計量口とはバルブ孔内で大きく距離をとらなければならず、そのためバルブ機構の小型化に対する妨げとなっていた。
本発明は、以上の点に鑑み、バイパス吸気量の制御精度を保ちながら小型化を達成できる吸気制御装置を提供することを課題とする。
吸気通路を内部に備えるスロットルボディと、
前記吸気通路の内部に配置されて前記吸気通路の断面積を調整することで前記吸気通路に流れる吸気の量を調整する弁体と、
前記吸気通路の弁体よりも上流と前記弁体よりも下流とを連通するバイパス通路と、
前記バイパス通路の一部を構成する前記吸気通路の前記弁体よりも上流側に連通する上流側通路と、
前記バイパス通路の一部を構成する前記吸気通路の前記弁体よりも下流側に連通する下流側通路と、
前記上流側通路と前記下流側通路とが連通する空間として前記バイパス通路の一部を構成するバルブ孔と、
前記バルブ孔内に配置されて前記バイパス通路の断面積を調整することで前記バイパス通路内を流れる吸気の量を調整するバイパスバルブと、を備える吸気制御装置において、
前記バイパスバルブは、前記下流側通路が前記バルブ孔に連通する開口である計量口を遮るシャッター部と、前記バルブ孔が延在する方向である軸方向に動作することで前記シャッター部が前記計量口を遮る面積が変化するように前記シャッター部に開口されたバルブ開口と、を備えており、
前記バルブ開口は前記バイパスバルブの前記バルブ孔内に開口する上流開口が配置される他方の側の端部まで続くスリット孔として形成されており、
前記シャッター部の少なくとも一部は前記バイパスバルブが前記軸方向に動作するにあたって前記上流開口を遮りうるように配置されており、
前記軸方向と直交する方向であって前記計量口の開口面積が最大となるような方向から見たときに前記バイパスバルブが動作すると前記スリット孔は前記上流開口とが重なりうるように配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、バルブ開口はバイパスバルブのバルブ孔内に開口する上流開口が配置される他方の側の端部まで続くスリット孔として形成されており、軸方向と直交する方向であって計量口の開口面積が最大となるような方向から見たときにバイパスバルブが動作するとスリット孔は上流開口とが重なりうるように配置されている。
この構成により、バイパスバルブが計量口を最も塞ぐ位置である全閉位置にある状態でも、シャッター部の上流開口にかかる部分にスリット孔の開口幅の最も広い部分が位置するため、上流開口が閉鎖される面積が小さくなり、計量口における気流の制御に対する影響は最小限に保たれる。さらに上流開口と計量口との軸方向における距離を小さく設定することが可能となるので、バルブ構造の小型化にも貢献する。このため、バイパス吸気量の制御精度を保ちながら小型化を達成できる吸気制御装置を提供することができる。
本発明において、前記スリット孔は前記バルブ開口は前記軸方向において前記バルブ孔内の前記計量口が配置される一方の側から前記上流通路が前記バルブ孔内に開口する上流開口が配置される他方の側に向かって前記軸方向と直交する方向に開口幅が漸増するように形成されていてもよい。
本発明によれば、スリット孔の上流開口に近い側が開口幅の最も広い部分となるため、上流開口が遮られる面積が小さくなり、計量口における気流の制御に対する影響をより小さくすることができる。
本発明において、前記軸方向から見たときの前記バルブ孔の面積中心と前記計量口の開口幅の中点とを通る基準中心線を仮定すると、前記軸方向から見たときに前記上流開口は前記基準中心線で分けられる一方から他方へ前記基準中心線を超えて延在していてもよい。
本発明によれば、上流開口が、よりスリット孔と重なりうる側へ配置されるため、バイパスバルブによって上流開口が遮られる面積が小さくなり、計量口における気流の制御に対する影響をより小さくすることができる。
本発明によれば、バイパス吸気量の制御精度を保ちながら小型化を達成できる吸気制御装置を提供することができる。
（Ａ）は本発明の一実施形態に係る吸気制御装置の斜視図である。（Ｂ）は接続部、モータ（モータユニット）及びバイパスバルブの斜視図である。（Ｃ）は接続部を外した状態の吸気制御装置の要部斜視図である。 （Ａ）は吸気制御装置の斜視断面図である。（Ｂ）は吸気制御装置の要部断面図である。 （Ａ）はバイパス通路の要部断面図である。（Ｂ）は計量口の説明図である。（Ｃ）はバルブ孔及びバイパスバルブの断面図である。 （Ａ）は吸気制御装置をバルブ孔が延在する方向である軸方向から見た上流側通路の位置における断面図である。（Ｂ）は図４（Ａ）の要部拡大図である。 （Ａ）はバイパスバルブが全開付近の要部斜視断面図である。（Ｂ）はバイパスバルブが中間開度付近の要部斜視断面図である。（Ｃ）はバイパスバルブが全閉付近の要部斜視断面図である。
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１～図５に示すように、実施形態の吸気制御装置１は、吸気通路２を内部に備えるスロットルボディ３と、吸気通路２の内部に配置されて吸気通路２の断面積を調整することで吸気通路２に流れる吸気の量を調整する弁体（バタフライバルブ）４と、弁体４が固定されてスロットルボディ３により回転自在に支持される弁軸（不図示）と、を備える。
吸気通路２の弁体４よりも上流と弁体４よりも下流との間にはバイパス通路５が連通されている。このバイパス通路５は、バイパス通路５の一部を構成して吸気通路２の弁体４よりも上流側に連通する上流側通路６と、バイパス通路５の一部を構成して吸気通路２の弁体４よりも下流側に連通する下流側通路７と、上流側通路６と下流側通路７とが連通する空間としてバイパス通路５の一部を構成するバルブ孔８と、を備える。
バルブ孔８内には、バイパス通路５の断面積を調整することでバイパス通路５内を流れる吸気の量を調整するバイパスバルブ１０が配置されている。
また、吸気制御装置１は、バイパスバルブ１０を動作させる力を発生させるモータ１１と、バイパスバルブ１０とは別体で構成されてバイパスバルブ１０と係合してモータ１１で発生した力をバイパスバルブ１０に伝えバイパスバルブ１０をバルブ孔８が延在する方向に動作させるスライドピース１２とを備える。
スロットルボディ３には、モータ１１を配置する筒状の内部空間３１が形成され、内部空間３１の端部にはこの内部空間３１の径よりも大きい径の環状の開口部３２が形成されている。モータ１１は、このモータ１１を囲う樹脂製の大径部３３と、配線を繋ぐ接続部３４を有するモータユニット３５に含まれている。
モータ１１の先端部と内部空間の底部との間にはシールするたえのシールプレート３６が設けられ、開口部３２には弾性シール部材（Ｏリング）３７が配置されてモータユニット３５の大径部３３との間がシールされる。モータユニット３５には、スライドピース１２を他方の側に付勢するスプリング３８が設けられている。モータユニット３５は、保持プレート４０を介して固着部材（ねじ）４１によりスロットルボディ３に固定されている。大径部３３には、スロットルボディ３に当接する当接面４２と、当接面４２の一部が延出した拡大延在部４３と、を備えている。
スロットルボディ３には、吸気圧センサ、開度センサ及び吸気温センサを内蔵したセンサユニット４４が設けられている。
スライドピース１２は、バルブ孔８の延在方向に延在する第１ねじ部１３を備える。モータ１１は、バルブ孔８の延在方向に延在する第２ねじ部１４を回転出力軸１５として備える。第１ねじ部１４と第２ねじ部１５とが係合して回転出力軸１５が回転することでスライドピース１２がバルブ孔８の延在方向に動作せしめられる。
バイパスバルブ１０は、スロットルボディ３に対してモータ１１の回転軸回りに回転しないように回り止め１６が設けられているとともに、スライドピース１２と係合してバイパスバルブ１０とスライドピース１２とのモータ１１の回転軸回りの相互回転を規制するバルブ側係合部（回転規制部）１７を備える。スライドピース１２は、バルブ側係合部１７と係合するピース側係合部（回転規制部）１８を備える。
バイパスバルブ１０及び下流側通路７がバルブ孔８に開口する計量口２０は、バルブ孔８内の上流側通路６がバルブ孔８に開口する部分よりもバルブ孔８の延在方向における一方の側に配置されている。
バイパスバルブ１０は、バルブ孔８内を一方の側と一方の側とは逆の他方の側に分ける隔壁部２１と計量口２０を遮ることで、バイパス通路５の断面積を調整するシャッター部２２を隔壁部２１よりも他方の側に少なくとも備えている。
また、バルブ側係合部１７は隔壁部２１から一体的に一方の側に張り出している。バルブ孔８が延在する方向から見て、隔壁部２１にはバルブ側係合部１７が配置される範囲に隔壁部２１の他方側の他の面よりも一方の側に窪む凹部として形成される延伸底部２３が形成されている。
また、バルブ孔８の延在方向から見て、延伸底部２３はシャッター部２２が配置される方向へ回転出力軸１５の中心Ｃよりも径方向外側に延在している。バイパスバルブ１０のシャッター部２２の他方の側（前進側）には、一方の側から他方の側に向かって（後進側から前進側に向かって）徐々に広がるスリット状のバルブ開口（スリット孔）２４が形成されており、バルブ開口２４はバイパスバルブ１０の端部まで延びて他方の側（前進側）に開放している。
次に上流通路の位置について詳しく説明する。
図４、図５に示すように、バルブ開口２４は、バルブ孔８内に開口する上流開口が配置される他方の側の端部まで続くスリット孔として形成されている。より詳細には、バルブ開口２４は、バルブ孔８が延在する方向である軸方向において、バルブ孔８内の計量口２０が配置される一方の側から上流側通路６がバルブ孔８内に開口する上流開口が配置される他方の側に向かって軸方向と直交する方向に開口幅が漸増するスリット孔として形成されている。
シャッター部２２の少なくとも一部は、バイパスバルブ１０が軸方向（バルブ孔８が延在する方向）に動作するにあたって上流開口を遮りうるように配置されている。
そして、軸方向と直交する方向であって計量口２０の開口面積が最大となるような方向から見たときにバイパスバルブ１０が動作するとバルブ開口（スリット孔）２４は上流開口とが重なりうるように配置されている。より詳細には、軸方向から見たときのバルブ孔８の面積中心Ｃ１と計量口２０の開口幅の中点Ｃ２とを通る基準中心線Ｌ１を仮定すると、軸方向から見たときに上流開口Ｐ１は基準中心線Ｌ１で分けられる一方から他方へ基準中心線Ｌ１を超えて延在している。
次に吸気制御装置１の作用について説明する。
図５（Ａ）に示すように、バイパスバルブ１０は後進端（一方の側）の位置にある（全開位置）。この場合、バイパスバルブ１０のバルブ開口（スリット孔）２４が計量口２０に位置する。バイパス通路５の上流側通路６と下流側通路７が連通する。
図５（Ｂ）に示すように、モータ１１を作動させ、バイパスバルブ１０を前進側（他方の側）の途中の位置に移動させる（中間開度位置）。すると、バイパスバルブ１０のシャッター部２２により、下流側通路７へ開口する計量口２０は部分的に塞がれる。
図５（Ｃ）に示すように、モータ１１を作動させ、バイパスバルブ１０を前進端（他方の側の端部）の位置に移動させる（全閉位置）。すると、バイパスバルブ１０のシャッター部２２により、下流側通路７へ開口する計量口２０は塞がれる。このとき、バイパスバルブ１０の先端部は上流側通路６に部分的に塞ぐが、バルブ孔８の面積中心Ｃ１（図４参照）と計量口２０の開口幅の中点Ｃ２とを通る基準中心線Ｌ１を仮定すると、軸方向から見たときに上流開口は基準中心線Ｌ１で分けられる一方から他方へ基準中心線Ｌ１を超えて延在しているので、バルブ開口２４が上流側通路６の開口部分にかかり、上流側通路６の開口面積の減少を最小限に抑えて、開口面積を大きく保つ。
以上に説明した吸気制御装置１の効果を以下に述べる。
バイパスバルブ１０が計量口２０を最も塞ぐ位置である全閉位置にある状態でも、シャッター部２２の上流開口にかかる部分にスリット孔の開口幅の最も広い部分が位置するため、上流開口が閉鎖される面積が小さくなり、計量口２０における気流の制御に対する影響は最小限に保たれる。さらに上流開口と計量口２０との軸方向における距離を小さく設定することが可能となるので、バルブ構造の小型化にも貢献する。このため、バイパス吸気量の制御精度を保ちながら小型化を達成できる吸気制御装置１を提供することができる。
尚、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、吸気制御装置１は、バイパス通路５が迷路構造となったものであっても適用可能である。さらには、バルブ孔が延在する方向である軸方向から見たときの、図４での上流側通路の下側稜線がバルブ孔８の下側の円弧の接線となるように上流側通路６を配置してもよい。即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。
本発明の吸気制御装置１は、自動二輪車に好適である。
１…吸気制御装置、２…吸気通路、３…スロットルボディ、４…弁体（バタフライバルブ）、５…バイパス通路、６…上流側通路、７…下流側通路、８…バルブ孔、１０…バイパスバルブ、１１…モータ、１２…スライドピース、１３…第１ねじ部（スライドピースの内径部、雌ねじ）、１４…第２ねじ部（回転出力軸の外径部、雄ねじ）、１５…回転出力軸、１６…回り止め、１７…バルブ側係合部（回転規制部）、１８…ピース側係合部（回転規制部）、２０…計量口、２１…隔壁部、２２…シャッター部、２３…延伸底部、２４…バルブ開口、Ｃ１…バルブ孔の面積中心、Ｃ２…計量口の開口幅の中点、Ｌ１…基準中心線、Ｐ１…上流開口。

Claims (3)

  1. 吸気通路を内部に備えるスロットルボディと、
    前記吸気通路の内部に配置されて前記吸気通路の断面積を調整することで前記吸気通路に流れる吸気の量を調整する弁体と、
    前記吸気通路の弁体よりも上流と前記弁体よりも下流とを連通するバイパス通路と、
    前記バイパス通路の一部を構成する前記吸気通路の前記弁体よりも上流側に連通する上流側通路と、
    前記バイパス通路の一部を構成する前記吸気通路の前記弁体よりも下流側に連通する下流側通路と、
    前記上流側通路と前記下流側通路とが連通する空間として前記バイパス通路の一部を構成するバルブ孔と、
    前記バルブ孔内に配置されて前記バイパス通路の断面積を調整することで前記バイパス通路内を流れる吸気の量を調整するバイパスバルブと、を備える吸気制御装置において、
    前記バイパスバルブは、前記下流側通路が前記バルブ孔に連通する開口である計量口を遮るシャッター部と、前記バルブ孔が延在する方向である軸方向に動作することで前記シャッター部が前記計量口を遮る面積が変化するように前記シャッター部に開口されたバルブ開口と、を備えており、
    前記バルブ開口は前記バイパスバルブの前記バルブ孔内に開口する上流開口が配置される他方の側の端部まで続くスリット孔として形成されており、
    前記シャッター部の少なくとも一部は前記バイパスバルブが前記軸方向に動作するにあたって前記上流開口を遮りうるように配置されており、
    前記軸方向と直交する方向であって前記計量口の開口面積が最大となるような方向から見たときに前記バイパスバルブが動作すると前記スリット孔は前記上流開口とが重なりうるように配置されていることを特徴とする吸気制御装置。
  2. 請求項１記載の吸気制御装置において、
    前記スリット孔は前記バルブ開口は前記軸方向において前記バルブ孔内の前記計量口が配置される一方の側から前記上流通路が前記バルブ孔内に開口する上流開口が配置される他方の側に向かって前記軸方向と直交する方向に開口幅が漸増するように形成されている
    ことを特徴とする吸気制御装置。
  3. 請求項１又は２記載の吸気制御装置において、
    前記軸方向から見たときの前記バルブ孔の面積中心と前記計量口の開口幅の中点とを通る基準中心線を仮定すると、前記軸方向から見たときに前記上流開口は前記基準中心線で分けられる一方から他方へ前記基準中心線を超えて延在していることを特徴とする吸気制御装置。
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