JP2910537B2 - 内燃機関の補助空気制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の吸気系に
設けられる補助空気制御装置に関し、特に、制御信号に
基づいて補助空気量を制御する補助空気制御弁と、冷却
水温等の温度条件により機械的に作動する感温式補助空
気規制弁とを備えた補助空気制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のアイドル回転数制御やエアコ
ン用コンプレッサ駆動時の空気量の増量などのために、
内燃機関のスロットル弁をバイパスする補助空気通路を
設けるとともに、該通路に介装した補助空気制御弁を、
制御回路から出力される制御信号により可変制御するよ
うにした補助空気制御装置が従来から実用に供されてい
る。

【０００３】また、上記補助空気制御弁が異常となった
場合に、過度の補助空気が内燃機関に供給されないよう
にするために、上記補助空気制御弁と直列に感温式の補
助空気規制弁を設けた補助空気制御装置が例えば実公平
５−２３８２９号公報に開示されている。上記補助空気
規制弁は、制御回路や補助空気制御弁とは無関係に、機
械的に作動するもので、例えばサーモワックスを用いて
冷却水温に応じて弁体が動くように構成され、高温時つ
まり機関の暖機が完了した段階では、補助空気制御弁全
開時の最大補助空気流量を一定範囲内に規制するように
してある。

【０００４】なお、補助空気制御弁としては、種々の形
式のものが用いられているが、上記公報には、回転軸の
回転に伴って弁体を軸方向へ進退させるようにしたステ
ップモータ式の補助空気制御弁が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のように、補
助空気制御弁と直列に感温式補助空気規制弁を配置した
補助空気制御装置では、装置全体が大型となり、各弁を
吸気コレクタに取り付けようとした場合に、部品レイア
ウトが制約を受ける。特に、取付スペースを小さくする
ためには、補助空気制御弁のハウジングと吸気コレクタ
との間に補助空気規制弁のハウジングを挟持した構成と
するのが一般的であるが、このようにした場合に、全体
の高さが大きくなってしまい、車両への搭載が困難とな
る。

【０００６】一方、装置全体の小型化を図るために、補
助空気制御弁と補助空気規制弁とを一体化し、つまり同
一のハウジングに両者を設けることも可能ではあるが、
補助空気制御弁の下流側に補助空気規制弁を配置する
と、補助空気制御弁のバルブシートの位置調整が困難と
なる。つまり、上述したステップモータ式等のように弁
体がバルブシートに接近，離間することで流量調整を行
う補助空気制御弁では、バルブシートが位置調整可能に
螺着しており、補助空気制御弁の組み立て後に、バルブ
シートの位置を適宜に調整することで、所定の空気量特
性に合致させるようにしているのであるが、バルブシー
トの下流側に補助空気規制弁が配置されると、この組み
立て後の位置調整が不可能となってしまう。従って、組
み立て後の調整を不要とすべく各部の精度を大幅に高め
なくてはならず、そのコストが増大する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、補
助空気制御弁と補助空気規制弁とを一体化して小型化を
図ると同時に、補助空気制御弁の特性の調整を可能とし
た。すわなち、この発明に係る内燃機関の補助空気制御
装置は、吸気コレクタに取り付けられるフランジ部を備
えるとともに、補助空気通路となる配管が接続される補
助空気入口を有し、かつ吸気コレクタ内に連通する補助
空気出口が上記フランジ部に開口形成されたハウジング
と、このハウジングのフランジ部に開口形成されるとと
もに、上記吸気コレクタの壁面により閉塞される調整用
開口部と、この調整用開口部に臨んでハウジング内部に
配設され、かつ位置調整可能にハウジングに螺着したバ
ルブシートと、このバルブシートの上流側から上記補助
空気入口に亙ってハウジング内部に形成された入口通路
部と、上記ハウジングに取り付けられるとともに、上記
バルブシートに上流側から接近，離間する弁体を有し、
かつ制御信号により動作する補助空気制御弁と、ハウジ
ング内部において上記調整用開口部の側面から側方へ迂
回して形成され、かつ先端が上記補助空気出口に達する
出口通路部と、この出口通路部に弁体が介装され、かつ
高温時に通路面積を縮小させる感温式補助空気規制弁
と、を備えたことを特徴としている。

【０００８】また請求項２の発明では、上記補助空気制
御弁が、上記バルブシートへ向けて進退する弁体を回転
軸と同軸上に備えたステップモータ式補助空気制御弁か
らなり、かつその回転軸が上記フランジ部のフランジ面
と直交して配置されている。

【０００９】さらに請求項３の発明では、上記出口通路
部が調整用開口部側面から略Ｌ字状に屈曲して形成さ
れ、かつ上記感温式補助空気規制弁が、上記調整用開口
部との間の連通孔内に、フランジ部のフランジ面と平行
に進退するピン状の弁体を有する構成となっている。

【００１０】

【作用】ハウジングの補助空気入口から流入した補助空
気は、補助空気制御弁により流量制御された後、バルブ
シート下流の調整用開口部を経て出口通路部に流れ、か
つ補助空気規制弁を通過して補助空気出口から吸気コレ
クタに流入する。補助空気規制弁は、補助空気制御弁と
は無関係に冷却水温等の温度に応じて作動し、高温時に
その通路面積が縮小する。つまり、補助空気制御弁が全
開となった場合の最大流量を温度に応じて規制する。

【００１１】この補助空気制御装置のハウジングは、吸
気コレクタに直接取り付けられるが、その取り付け前の
段階では、ハウジングのフランジ部に調整用開口部が開
口しているので、該開口部を通してバルブシートの位置
調整が可能である。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１３】図１は、この発明に係る補助空気制御装置
の一実施例を示す断面図である。この補助空気制御装置
は、内燃機関の吸気コレクタ１の外壁面に固定されるハ
ウジング２と、このハウジング２に取り付けられたステ
ップモータ式の補助空気制御弁３と、同じくハウジング
２に取り付けられた感温式補助空気規制弁４とを主体と
して構成されている。上記ハウジング２は、例えばアル
ミニウム合金により鋳造されたもので、図２に示すよう
に吸気コレクタ１に取り付けられる平坦なフランジ部５
を有し、その周囲の３カ所に取付ボルト用の貫通孔６が
形成されている。そして、これらの貫通孔６に囲まれた
中央部に、略矩形をなす調整用開口部７が開口形成され
ているとともに、この開口部７に隔壁部８を介して隣接
した位置に、細長く補助空気出口９が開口形成されてい
る。この補助空気出口９は、吸気コレクタ１に取り付け
た状態において、図１に示すように、該吸気コレクタ１
の補助空気取り入れ口１０に合致し、吸気コレクタ１内
と連通する。これに対し、上記調整用開口部７は、取付
状態では、吸気コレクタ１の外壁面により閉塞されるよ
うになっている。なお、フランジ部５のフランジ面５ａ
と吸気コレクタ１との間には、ガスケット１１が介装さ
れている。

【００１４】また、上記ハウジング２には、上記調整用
開口部７の上方に円筒部１２が設けられているととも
に、該円筒部１２から側方へ伸びた接続管部１３が形成
されている。この接続管部１３の先端は、補助空気入口
１４として開口しており、かつここから円筒部１２内の
制御弁室１５へ向けて入口通路部１６が形成されてい
る。上記接続管部１３には、図示せぬ吸気通路のスロッ
トル弁上流側から分岐した補助空気通路用ホース１７が
接続されるようになっている。

【００１５】上記制御弁室１５と調整用開口部７との間
の隔壁部１８には、ねじ孔が貫通形成されており、ここ
に略円筒状のバルブシート１９が螺着している。つま
り、バルブシート１９は、これを回転させることで上下
方向へ位置調整可能となっている。また、上記円筒部１
２の上端開口部には、補助空気制御弁３のモータ部２０
が固定されている。この補助空気制御弁３は、そのモー
タ部２０の回転軸２１がハウジング２のフランジ面５ａ
と直交するように配置されており、かつ上記回転軸２１
の回転に伴って上下に進退するプランジャ２２および弁
体２３が、バルブシート１９の上流側となる制御弁室１
５内に収容されている。円筒状をなすプランジャ２２
は、上下スライド可能にガイドされており、かつ回転軸
２１先端部の螺条に螺合している。そして、バルブシー
ト１９内に向かって接近，離間する略円錐状の弁体２３
が、プランジャ２２の先端に取り付けられている。つま
り、この実施例では、弁体２３が回転軸２１と同軸上に
配置され、フランジ面５ａと直交する方向に進退するよ
うになっている。モータ部２０の側面、詳しくは接続管
部１３側の側面には、ハーネスを接続するためのコネク
タ部２４が形成されており、ハーネスを介して図示せぬ
コントロールユニットに接続されている。このコントロ
ールユニットが出力する制御信号によって上記補助空気
制御弁３は動作し、弁体２３とバルブシート１９との間
に形成される開口面積が可変制御されるようになってい
る。

【００１６】一方、上記調整用開口部７の側面から側方
へ迂回する形で出口通路部３１がハウジング２内部、詳
しくはフランジ部５内部に形成されている。この出口通
路部３１は、図１に示すように、調整用開口部７側面か
らフランジ面５ａと平行に伸び、連通孔３１ａとして隔
壁部８を貫通しているとともに、ここからＬ字状に屈曲
して、フランジ面５ａの補助空気出口９に達している。

【００１７】補助空気規制弁４は、上記連通孔３１ａに
対向するようにフランジ部５の一端部に配置されてい
る。この補助空気規制弁４は、略円柱状をなすもので、
ハウジング２の取付孔内に嵌合して装着され、かつフラ
ンジ面５ａと平行に摺動可能なピン状の弁体３２を備え
ている。この弁体３２は、リターンスプリング３３によ
り後退方向に付勢されているとともに、ワックスケース
３４内に封入されたサーモワックスの膨張，収縮に応じ
て進退するロッド３５によって突出方向に押圧されるよ
うになっている。そして、弁体３２先端は、上記出口通
路部３１の一部をなす連通孔３１ａ内に進退し、これに
より最大流量を規制している。また、ワックスケース３
４を囲むように、キャップ状のカバー３６がハウジング
２に取り付けられており、冷却水室３７を形成してい
る。この冷却水室３７には、図２に示すように、一対の
チューブコネクタ３８が設けられており、図示せぬチュ
ーブを介して機関冷却水が通流する。つまり、この実施
例では、機関冷却水温に応じて補助空気規制弁４が機械
的に作動する。なお、外気温あるいはヒータ温度等に応
じて作動するように構成することもできる。

【００１８】さらに、上記ハウジング２内部には、上記
バルブシート１９部分および連通孔３１ａをバイパスし
て上記補助空気出口９と制御弁室１５とを連通するよう
にバイパス通路３９が形成されている。このバイパス通
路３９はやはりＬ字状に屈曲して形成されており、その
屈曲部における通路開口面積を調整するように、アイド
ルアジャストスクリュー４０がハウジング２側面に進退
可能に螺着している。このアイドルアジャストスクリュ
ー４０は、そのつまみ部４０ａがフランジ部５より外側
へ突出することのないように、補助空気規制弁４と上下
に平行に配置されている。このアイドルアジャストスク
リュー４０は、基本的なアイドル回転数の調整のために
用いられる。

【００１９】なお、上記バイパス通路３９の下流側部分
は、図１に明らかなように、Ｌ字状に屈曲した出口通路
部３１の下流側部分と直線状に連続している。つまり、
出口通路部３１内に突出した補助空気規制弁４の弁体３
２と直角に交差するようにバイパス通路３９が形成され
ている。そのため、バイパス通路３９からの空気流が弁
体３２周囲を囲むように流れ、弁体３２基部でのデポジ
ット等の付着，堆積が防止される。

【００２０】上記構成における空気の流れを説明する
と、ハウジング２の補助空気入口１４から流入する補助
空気が、補助空気制御弁３によって流量制御され、かつ
バルブシート１９を通過した後に、調整用開口部７を経
て側方の出口通路部３１へと向かい、かつ補助空気規制
弁４を介して補助空気出口９から吸気コレクタ１内へ流
入する。また、一部の空気が制御弁室１５からバイパス
通路３９へと分流し、かつアイドルアジャストスクリュ
ー４０により調整された上で補助空気出口９において再
び合流する。なお、上述したように補助空気制御弁３が
コントロールユニットにより制御されるのに対し、補助
空気規制弁４は冷却水温に応じて作動し、補助空気制御
弁３全開時の最大流量を規制している。

【００２１】上記実施例の構成によれば、補助空気規制
弁４がハウジング２のフランジ部５の厚さの中に配設さ
れた形となり、別体のハウジングを具備する補助空気制
御弁と補助空気規制弁とを２段に積み重ねる場合に比し
て、その全体の大きさ、特にフランジ面５ａと直交する
方向の高さを大幅に小型化でき、内燃機関の吸気コレク
タ１に取り付けるに際して、そのレイアウトの制約が少
なくなる。そして、補助空気規制弁４が開度規制する出
口通路部３１を、調整用開口部７側面から側方へ迂回す
るように形成したため、バルブシート１９が何ら遮られ
ることなく調整用開口部７に臨んだ状態となる。従っ
て、ハウジング２に補助空気制御弁３や補助空気規制弁
４等を組み立てた後に、バルブシート１９の位置調整に
よる流量特性の調整が支障なく行える。なお、この調整
用開口部７は、吸気コレクタ１への取付状態では、ガス
ケット１１によって確実に閉塞される。

【００２２】特に上記構成では、補助空気制御弁３をそ
の回転軸２１がフランジ面５ａに直交するように配置す
るとともに、補助空気規制弁４をそのピン状の弁体３２
がフランジ面５ａに沿うように配置し、Ｌ字状に屈曲し
た出口通路部３１の連通孔３１ａ部分を側方から開閉す
るようにしたので、ハウジング２のフランジ部５を利用
して補助空気規制弁４を配置できるとともに、フランジ
面５ａを基準として比較的低い位置に補助空気制御弁３
のバルブシート１９を配置することができ、装置全体の
高さを低くする上で一層有利となる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関の補助空気制御装置によれば、補助空気
制御弁と補助空気規制弁とを一体化することにより装置
全体の小型化が図れるとともに、調整用開口部を通した
バルブシートの調整が可能であり、ハウジングに各弁等
を組み立てた後に、補助空気制御弁の特性調整を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る補助空気制御装置の一実施例を
示す断面図。

【図２】この補助空気制御装置をフランジ部側から見た
底面図。

【符号の説明】

２…ハウジング ３…補助空気制御弁 ４…補助空気規制弁 ７…調整用開口部 １６…入口通路部 １９…バルブシート ３１…出口通路部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−145770（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−166644（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 33/00 318

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気コレクタに取り付けられるフランジ
   部を備えるとともに、補助空気通路となる配管が接続さ
   れる補助空気入口を有し、かつ吸気コレクタ内に連通す
   る補助空気出口が上記フランジ部に開口形成されたハウ
   ジングと、 このハウジングのフランジ部に開口形成されるととも
   に、上記吸気コレクタの壁面により閉塞される調整用開
   口部と、 この調整用開口部に臨んでハウジング内部に配設され、
   かつ位置調整可能にハウジングに螺着したバルブシート
   と、 このバルブシートの上流側から上記補助空気入口に亙っ
   てハウジング内部に形成された入口通路部と、 上記ハウジングに取り付けられるとともに、上記バルブ
   シートに上流側から接近，離間する弁体を有し、かつ制
   御信号により動作する補助空気制御弁と、 ハウジング内部において上記調整用開口部の側面から側
   方へ迂回して形成され、かつ先端が上記補助空気出口に
   達する出口通路部と、 この出口通路部に弁体が介装され、かつ高温時に通路面
   積を縮小させる感温式補助空気規制弁と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の補助空気制御装
   置。
2. 【請求項２】 上記補助空気制御弁は、上記バルブシー
   トへ向けて進退する弁体を回転軸と同軸上に備えたステ
   ップモータ式補助空気制御弁からなり、かつその回転軸
   が上記フランジ部のフランジ面と直交して配置されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の補助空気
   制御装置。
3. 【請求項３】 上記出口通路部が調整用開口部側面から
   略Ｌ字状に屈曲して形成され、かつ上記感温式補助空気
   規制弁が、上記調整用開口部との間の連通孔内に、フラ
   ンジ部のフランジ面と平行に進退するピン状の弁体を有
   する構成であることを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載の内燃機関の補助空気制御装置。