JP2022152734A

JP2022152734A - 流体制御装置

Info

Publication number: JP2022152734A
Application number: JP2021055609A
Authority: JP
Inventors: 雄弥大金; Yuya Ogane
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2021-03-29
Filing date: 2021-03-29
Publication date: 2022-10-12

Abstract

【課題】簡易な構成として耐久性を向上させることができる流体制御装置を提供する。【解決手段】回転により流路６内を流れる流体の流量を調整する弁体３の弁軸７と、弁軸７の回転中心軸ａから直交方向に延びるレバー１２と、弁体３の動作を規制するストッパ１３とを備える。弁軸７の回転中心軸ａと平行な方向から見た軸方向視で、ストッパ１３のストッパ当接面１５とレバー１２のレバー当接面１４は曲線形状となっている。ストッパ当接面１５の円弧中心点である第１中心点ｃとレバー当接面１４の円弧中心点である第２中心点ｄとをつなぐ中心点間直線ｅは、回転中心軸ａとレバー１２がストッパ１３に当接する当接点ｂとをつなぐ径方向直線ｆに直交して延びる。【選択図】図４

Description

本発明は、流体制御装置に関する。

この種の流体制御装置として、従来、モータの動力によって開閉動作せしめられるスロットルバルブを含めた吸気制御装置の機構が開示されている（下記特許文献１参照）。

このものでは、スロットルバルブの回転動作を制限するように、スロットルバルブを回転するレバーの回転中心から径方向外側に延びる当接面に対して、吸気制御装置のボディに固定された調整ボルトの先端が当接可能に配置されている。調整ボルトの先端は球面形状とされており、当接面への面圧の低減と、当接面の平坦度が低くても、当接箇所が大きく変化しないよう配慮がされている。

また、レバーの回転中心軸と平行な方向から見ると、調整ボルトの先端付近では球面の中心から延びる線が当接面に対して垂直に交差するように配置されており、接触面の摩耗に対しても配慮がなされている。

特開２０１３－１９４７２６号公報

しかし、近年では、吸気制御装置の小型化が進み、、上記特許文献１のような配置をとることが困難となってきている。このため、さらなる吸気制御装置の耐久性向上と、小型化を達成することが求められている。

上記の点に鑑み、本発明は、簡易な構成として耐久性を向上させることができる流体制御装置を提供することを目的とする。

係る目的を達成するために、本発明は、流体が通過するボディと、前記ボディ内に流体が流れる流路と、前記流路内に回転可能に配置されて、回転することによって前記流路内を流れる流体の流量を調整する弁体と、前記弁体が固定されて前記ボディに回動可能に支持される弁軸と、前記弁軸の前記流路の外に係止されて、前記弁軸の回転中心軸から直交方向に延びるレバーとを備え、前記ボディは前記レバーの当接によって前記弁体の動作を規制するストッパを備えている流体制御装置において、前記回転中心軸と平行な方向から見た軸方向視で、前記ストッパの前記レバーに当接するストッパ当接面は曲線形状となっており、前記レバーの前記ストッパと当接するレバー当接面は曲線形状となっており、前記ストッパ当接面の微小円弧の中心点である第１中心点と前記レバー当接面の微小円弧の中心点である第２中心点とをつなぐ中心点間直線は、前記回転中心軸と前記レバーが前記ストッパに当接する当接点とをつなぐ径方向直線に略直交して延びていることを特徴とする。

本発明によれば、レバーが大きな慣性を持った状態でストッパに当接した場合、レバーとストッパの間にはレバーの回転方向と平行な圧縮力しか発生しない。よって、本発明の構成を適用すれば流体を制御するための弁体の耐久性を向上することができる。

また、レバーの当接面を曲線形状とすればよいのでレバーの形状を特殊なものにする必要が無く、ボディのレイアウト容易な個所にストッパとレバーの当接部を設けることができる。

吸気制御装置の一部を示す図。ケース部内部の構成を示す図。要部の構成を説明的に示す図。要部を拡大して説明的に示す図。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の流体制御装置の一実施形態に係る吸気制御装置１を示す。この吸気制御装置１は、車両に搭載される内燃機関に設けられるもので、図１に示すように、ボディ２と弁体３とを備えている。ボディ２は、円筒部４と、ケース部５とを備えている。

円筒部４の内部には、吸気通路６（流路）が形成されている。弁体３は、円筒部４の内部にあって、吸気通路６を流れるエア流量を調整する。この弁体３は、吸気通路６を横切るように延びて円筒部４に回転自在に支持された弁軸７に固定されている。

ケース部５には、電動モータ８、及び、動力伝達機構９が収納されている。動力伝達機構９は、電動モータ８の動力を弁軸７に伝達する。これにより、電動モータ８の駆動により、弁体３をその開度に応じた角度に回転させるようになっている。

動力伝達機構９は、図１及び図２に示すように、弁軸７に固定されたバルブギア１０を備えている。バルブギア１０には、図示省略した複数の減速ギアを介してピニオンギア１１の回転が伝達されるようになっている。ピニオンギア１１は、電動モータ７の出力軸に固定されている。弁体３は、弁軸７が回転することによって、吸気通路６の通路断面積を調整する。

なお、図１、図２においては、説明の便宜上、ケース部５の一側面が開放状態に示されているが、この開放された一側面には、図示しないカバー部が取り付けられ、ケース部８内部が閉塞される。また、図示しないが、円筒部４には、吸気通路６内に燃料を噴射する燃料噴射弁が設けられる。燃料は、燃料パイプを経て燃料噴射弁に供給される。更に、円筒部４には、その吸気通路６の内壁面の弁体３よりも下流側の圧力を円筒部４の外部に伝える圧力伝達通路、又は、吸気通路６の弁体３よりも下流側に蒸発燃料を導入するパージ通路となる外部通路が設けられる。

また、吸気制御装置１は、図２及び図３に示すように、弁軸７と一体に回転するレバー１２と、レバー１２が当接することにより弁体３の動作を規制するストッパ１３とを備えている。

図３に示すように、レバー１２は、弁軸７の回転中心軸ａから直交方向に延びており、ストッパ１３に当接するレバー当接面１４を備えている。ストッパ１３はケース部５の内側に固定されており、レバー１２に当接するストッパ当接面１５を備えている。

図３及び図４は、回転中心軸ａと平行な方向から見た軸方向視で要部を示している。このうち、図４は要部を拡大して説明的に示している。図４に示すように、ストッパ１３が備えるストッパ当接面１５は、輪郭が円弧の曲線形状となっており、レバー１２が備えるレバー当接面１４も、輪郭が円弧の曲線形状となっている。

レバー当接面１４とストッパ当接面１５とは当接点ｂにおいて当接する。そして、この当接点ｂの位置は、図４に示すように、ストッパ当接面１５の微小円弧（当接点ｂを通る円弧であって、極めて狭い範囲の円弧）の中心点を第１中心点ｃとし、レバー当接面１４の微小円弧（当接点ｂを通る円弧であって、極めて狭い範囲の円弧）の中心点を第２中心点ｄとしたとき、第１中心点ｃと第２中心点ｄをつなぐ中心点間直線ｅが、回転中心軸ａと上記当接点ｂとをつなぐ径方向直線ｆに略直交（直行を含む）して延びるように設定されている。

これにより、レバー１２が大きな慣性を持った状態でストッパ１３に当接した場合、レバー当接面１４とストッパ当接面１５との間には、レバー１２の回転方向と平行な圧縮力しか発生しない。よって、上記構成によれば、摩擦の発生を抑えて弁体３の耐久性を向上させることができる。

ここで、一般的には、ストッパ１３が金属によって形成されるのに対し、レバー当接面１４は樹脂によって形成される。このため、長期の使用によりレバー当接面１４にはクリープによる変形が発生し、ストッパ当接面１５の曲面が転写されたような凹部となることがある。一方、上述のクリープ変形が生じた場合、接触面積がある一定の面積以上になると、変形が進まない特性が確認されている。

そして、摩擦を効果的に減少できる本実施形態による上記構成においては、長期間の使用でも弁体３の規制位置が変化しないため、高い耐久性を得ることができる。

更に、接触面積が大きければ大きいほどクリープ変形は小さくなるため、ストッパ当接面１５の曲率半径とレバー当接面１４の曲率半径をできるだけ大きくすることがクリープ変形を小さくすることに効果的である。なお、クリープ変形後の微小円弧は凹部となった面の隣接部の曲率によって規定することができる。

本実施形態においては、流体制御装置の一例として車両に搭載される内燃機関に設けられる吸気制御装置１を挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、レバーとストッパとの当接によって弁軸７の回転を規制する構成を有する流体制御装置であれば、好適に用いることができる。

１…吸気制御装置（流体制御装置）、２…ボディ、３…弁体、６…吸気通路（流路）、７…弁軸、１２…レバー、１３…ストッパ、１４…レバー当接面、１５…ストッパ当接面、ａ…回転中心軸、ｂ…当接点、ｃ…第１中心点、ｄ…第２中心点、ｅ…中心点間直線、ｆ…径方向直線。

Claims

流体が通過するボディと、前記ボディ内に流体が流れる流路と、前記流路内に回転可能に配置されて、回転することによって前記流路内を流れる流体の流量を調整する弁体と、前記弁体が固定されて前記ボディに回動可能に支持される弁軸と、前記弁軸の前記流路の外に係止されて、前記弁軸の回転中心軸から直交方向に延びるレバーとを備え、前記ボディは前記レバーの当接によって前記弁体の動作を規制するストッパを備えている流体制御装置において、
前記回転中心軸と平行な方向から見た軸方向視で、前記ストッパの前記レバーに当接するストッパ当接面は曲線形状となっており、前記レバーの前記ストッパと当接するレバー当接面は曲線形状となっており、前記ストッパ当接面の微小円弧の中心点である第１中心点と前記レバー当接面の微小円弧の中心点である第２中心点とをつなぐ中心点間直線は、前記回転中心軸と前記レバーが前記ストッパに当接する当接点とをつなぐ径方向直線に略直交して延びていることを特徴とする流体制御装置。