JP3967127B2 - 絞り弁 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞り弁に関するものである。特に、絞り弁が閉じたときの密閉性を向上させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気通路が形成されているボディーと、その空気通路内で開位置と閉位置との間を回動するバルブを備えることによって、バルブが閉位置に回動したときに空気通路を密閉する絞り弁が知られている。このような絞り弁は、例えば、自動車のエンジン吸気系のサージタンク内に設けられ、その開閉によって吸気系の共振周波数を変更し、広いエンジン運転領域で過給効果が得られるようにしている。この構成では、絞り弁が閉じたときに空気の漏れが生じると、エンジン吸気系に所望の共振周波数を発生させることができず、過給効果を得ることができない。そこで、この形式の絞り弁では、バルブが閉位置に配置されたときに空気通路を強く密閉することが求められる。
【０００３】
絞り弁の密閉性を向上させる技術が、特開平７―２７９６９６号公報に記載されている。この技術では、図５に示すように、空気通路５７内で回動するバルブ５１の周縁に弾性体からなるシール部材５２，５３を固定する。一方、空気通路５７を構成するボディー５６には、シール面５４，５５を設ける。図５は、バルブ５１が空気通路５７を閉じた状態を示し、これから反時計方向に回転することで空気通路５７は開けられる。
バルブ５１が閉位置にあるとき、空気の圧力が矢印５８，５９の方向に作用すると、これらの圧力は、シール部材５２をシール面５４に押付け、シール部材５３をシール面５５に押付ける。このために、シール部材５２，５３は、空気の流れを効果的に遮断することができ、絞り弁の高い密閉性を実現する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の絞り弁では、矢印５８、５９とは反対側の方向の圧力である矢印６０、６１の方向の圧力が作用すると、シール部材５２，５３はシール面５４，５５から簡単に離れてしまう。このような従来の構造では、バルブ５１の一方側から圧力が作用した場合には高い密閉性を実現することができるが、他方側から圧力が作用した場合には、空気が漏れてしまうことがある。
【０００５】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、バルブの一方側と他方側のどちらから圧力が作用しても、高い密閉性を保つことができる絞り弁を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用と効果】
請求項１に記載の絞り弁は、空気通路とその空気通路内に突出するシール面を持つボディーと、その空気通路内で開位置と閉位置の間を回動するバルブと、そのバルブの周縁に固定された弾性体からなるシール部材とを備えている。本発明では、シール面は、バルブが閉位置に回動された状態ではバルブの周縁と対向しており、シール部材は、バルブが閉位置に回動された状態でシール面に圧接する第１圧接部と第２圧接部を有しており、第１圧接部は、バルブが閉位置に回動された状態でバルブ一方側に圧力が加わるとその圧力でシール面に押付けられ、第２圧接部は、バルブが閉位置に回動された状態でバルブ他方側に圧力が加わるとその圧力でシール面に押付けられる。
このように構成されていると、バルブの一方側と他方側のどちらから圧力が作用しても、その圧力がシール部材をシール面に押し付けて密閉性を高める。このため、絞り弁の両方向に対する密閉性を向上させることができる。
【０００７】
請求項２に記載の絞り弁は、空気通路とその空気通路内に突出するシール面を持つボディーと、その空気通路内で開位置と閉位置の間を回動する略板状のバルブと、そのバルブの周縁に固定された弾性体からなるシール部材とを備えている。本発明では、シール面は、バルブが閉位置に回動された状態ではバルブの周縁と対向しており、シール部材が、バルブ周縁に沿って延び、断面視したときにシール面に向かって開く略Ｖ字状をなす２本の突条を備え、バルブが閉位置に回動された状態では、その２本の突条のそれぞれの先端部分がシール面に圧接される。
上記の２本の空条が形成されていると、内の１本の空条はバルブ一方側に圧力が作用するとその圧力でシール面に押付けられ、他の１本はバルブ他方側に圧力が作用するとその圧力でシール面に押付けられる。このため、絞り弁の両方向に対する密閉性を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る絞り弁１０を図１〜図４を参照しながら説明する。
絞り弁１０は、例えば、図１に示されているように、自動車のエンジン５０の吸気系に装着されるサージタンク３２内に取付けられる。エンジン５０はＶ６気筒である。サージタンク３２へは、その上流側からエアーフィルタを介して吸気３９が供給されている。サージタンク３２の下流側には、６つの吸入管を介して、エンジンの１番シリンダ３３〜６番シリンダ３８が接続されている。サージタンク３２には、その内部を２つに分割する隔壁４２が設けられている。分割された一方は、１番シリンダ３３、３番シリンダ３５、５番シリンダ３７の側であり、他方は、２番シリンダ３４、４番シリンダ３６、６番シリンダ３８の側である。そして、隔壁４２に絞り弁１０が取付けられている。
【０００９】
１番シリンダ３３の吸入管４８にバキュームタンク４４が接続され、バキュームタンク４４はさらにＶＳＶ４５（バキューム・スイッチング・バルブ）に接続されている。ＶＳＶ４５は、アクチュエータ４６にも接続されている。ＶＳＶ４５は、ＥＣＵ４３（エンジン・コントロール・ユニット）からの電気信号に制御されてバキュームタンク４４からアクチュエータ４６に伝わる圧力（駆動圧力）を調圧する。アクチュエータ４６は、ＶＳＶ４５からの駆動圧力に従ってロッド４７を伸縮させる。ロッド４７は、絞り弁１０のバルブ１６に連結されている。このように構成されているので、１番シリンダ３３が空気を吸い込むことによって生じる負圧は、その圧力変動がバキュームタンク４４に吸収されてＶＳＶ４５に伝わる。ＶＳＶ４５は、ＥＣＵ４３からの信号に従ってアクチュエータ４６に駆動圧力を伝え、これによってロッド４７が伸縮して絞り弁１０のバルブ１６が開閉される。
【００１０】
エンジン吸気系では、特定のエンジン回転領域で吸気圧力の共振が生じる。この共振は、サージタンク３２やその上流側の吸気配管の容積、長さ等によって定まる共振周波数が、シリンダ３３〜３８が吸気することによる加振周波数と一致すると発生する。共振が生じると吸気系の圧力が高くなり、過給効果が得られる。過給効果が得られると、エンジン出力を増大させることができる。絞り弁１０を開くとサージタンク３２が一体化してシリンダ３３〜３８に対する容積が大きくなり、絞り弁１０を閉じると小さくなる。シリンダ３３〜３８に対するサージタンク３２の容積が変化すると、共振周波数も変化する。従って、絞り弁１０を適切に開閉してエンジン吸気系の共振周波数を変更することにより、広いエンジン回転領域でエンジン出力を増大させることができる。
【００１１】
図２、図３に示されているように、絞り弁１０は、その外郭を形成するボディー１２と、シャフト１４に固定されてボディー１２内を回動するバルブ１６等から構成されている。なお、図３では、バルブ１６の全閉状態を実線で図示しており、開かれた状態のバルブ１６を点線で図示している。
【００１２】
ボディー１２内には、図２に示されているように、断面が略矩形状の空気通路１８が形成されている。そして、図３に良く示されているように、空気通路１８内に突出してシール部２２が形成されている。シール部２２は、上半分と下半分の２つに分離されており、上半分がシャフト１４の一方側に、下半分がシャフト１４の他方側に配置されている（図３の右を一方側、左を他方側とする）。図４に示されているように、シール部２２には、シール部材２１が圧接されるシール面２２ａが形成されている（シール部材２１については後述する）。
【００１３】
図２に示されているように、棒状のシャフト１４は、ボディー１２に固定されている２つの支持部材２８、２９に支持されて回動可能とされている。バルブ１６の平面形は、ボディー１２の空気通路１８の断面形状に対応した略矩形状に形成されている。バルブ１６には、貫通穴１６ａが形成されており、シャフト１４はこの貫通穴１６ａを貫いて装着される。そして、シャフト１４に形成されているスクリュウ穴に２つのスクリュウ３１がねじ込まれることにより、バルブ１６はシャフト１４に固定される。
【００１４】
バルブ１６の外周には、図４に示されているように、ゴムから形成されているシール部材２１が取り付けられている。シール部材２１には、バルブ１６の周縁に沿って伸びている、断面視するとシール面２２ａに向かって開くＶ字状をなす２本の突条２１ａ、２１ｂが形成されている。バルブ１６が全閉位置まで回動すると、２本の突条２１ａ、２１ｂのそれぞれの先端は、シール部２２のシール面２２ａに圧接する。
【００１５】
絞り弁１０のバルブ１６が空気通路１８を密閉している状態でエンジンを運転すると、シリンダ３３〜３８が所定順序で吸気を行うので、バルブ１８の一方側と他方側に交互に圧力が作用する。シール部材２１に矢印７１方向の圧力が作用すると、突条２１ａはシール面２２ａに押付けられ、良好な気密性が保たれる。シール部材２１に矢印７２方向の圧力が作用すると、突条２１ｂはシール面２２ａに押付けられ、良好な気密性が保たれる。
【００１６】
このように、シール部材２１の２本の突条２１ａ、２１ｂが、シール面２２ａに対してＶ字状をなすように圧接していると、バルブ１６のどちらの側から圧力が作用しても、その圧力が突条２１ａ、２１ｂのいずれかをシール面２２ａにさらに強く圧接させ、気密を保持する。従って、絞り弁１０の密閉が確実に行われる。
【００１７】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
従って、例えば、以下に記載するように構成することもできる。
【００１８】
（１）シール部材２１の突条（２１ａ、２１ｂ）の先端断面形状は上述した形状に限られるものではない。例えば、半円弧状としたり、バルブ１６の円周方向に溝を設けたりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る絞り弁がエンジンのサージタンクに装着されているのを模式的に示す図。
【図２】本発明の実施の形態に係る絞り弁の平面図。（全閉状態）。
【図３】図２のＩＩＩ―ＩＩＩ線断面図。
【図４】図３のＩＶ詳細図（シール部材がシール面に圧接されている状態）。
【図５】従来の技術に係る絞り弁において、シール部材がシール面に圧接されている状態の断面図。
【符号の説明】
１０：絞り弁
１２：ボディー
１４：シャフト
１６：バルブ、１６ａ：貫通穴
１８：空気通路
２１：シール部材、２１ａ：突条、２１ｂ：突条
２２：シール部、２２ａ：シール面
２８：支持部材
３１：スクリュウ
３２：サージタンク
３３：一番シリンダ
３４：２番シリンダ
３５：３番シリンダ
３６：４番シリンダ
３７：５番シリンダ
３８：６番シリンダ
３９：吸気
４２：隔壁
４３：ＥＣＵ
４４：バキュームタンク
４５：ＶＳＶ
４６：アクチュエータ
４７：ロッド
４８：吸入管
５０：エンジン

Claims (2)

  1. 空気通路とその空気通路内に突出するシール面を持つボディーと、
    その空気通路内で開位置と閉位置の間を回動するバルブと、
    そのバルブの周縁に固定された弾性体からなるシール部材とを備えており、
    シール面は、バルブが閉位置に回動された状態ではバルブの周縁と対向しており、
    シール部材は、バルブが閉位置に回動された状態でシール面に圧接する第１圧接部と第２圧接部を有しており、
    第１圧接部は、バルブが閉位置に回動された状態でバルブ一方側に圧力が加わるとその圧力でシール面に押付けられ、
    第２圧接部は、バルブが閉位置に回動された状態でバルブ他方側に圧力が加わるとその圧力でシール面に押付けられることを特徴とする絞り弁。
  2. 空気通路とその空気通路内に突出するシール面を持つボディーと、
    その空気通路内で開位置と閉位置の間を回動する略板状のバルブと、
    そのバルブの周縁に固定された弾性体からなるシール部材とを備えており、
    シール面は、バルブが閉位置に回動された状態ではバルブの周縁と対向しており、
    シール部材は、バルブ周縁に沿って延び、断面視したときにシール面に向かって開く略Ｖ字状をなす２本の突条を備え、バルブが閉位置に回動された状態では、その２本の突条のそれぞれの先端部分がシール面に圧接されることを特徴とする絞り弁。
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