JP4710661B2 - 吸気制御弁の固着防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気通路内のガス流動を制御する吸気制御弁の固着防止装置に関する。

従来、特許文献１に記載のように、吸気ポートの通路内を隔壁により２つの通路に区画形成し、一方の通路を開閉する吸気制御弁を設け、この吸気制御弁を閉弁動作させることにより、タンブルやスワール等の旋回流を生成する内燃機関の吸気装置が知られている。
かかる吸気装置において、前記特許文献１に記載のように、前記吸気制御弁が、弁体の一端側を吸気通路底壁側に軸支した弁軸に固定し、弁軸の回動により弁体を起立（閉弁状態）、倒伏（開弁状態）させる構造の場合に、その取付け構造として、吸気通路底壁側に凹状に形成した格納部を設け、開弁状態（倒伏状態）の時に吸気制御弁を格納部に格納するようにしたものがある。
実開平７−２５２６４号公報

しかしながら、吸気制御弁を格納部に格納する構造にあっては、吸気制御弁の閉弁時は吸気流速が速いために、シリンダへ噴射した燃料の未燃成分がシリンダ側から吸気通路側に吹き返され、バスタブ状に凹んでいる格納部に前記未燃燃料成分が溜まり易い。そして、排気還流ガス（ＥＧＲガス）の流通等により格納部が高温になると、溜まった未燃燃料に多く含まれるＨＣ成分が酸化されてタール状のデポジットになり易い。このため、格納部にデポジットが堆積し易く、吸気制御弁が固着する虞れがある。

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、格納部におけるデポジットの堆積を抑制することにより、吸気制御弁の固着を防止することを目的とする。

このため、本発明は、吸気通路底壁近傍に吸気流れ方向と直交する方向に軸支された弁軸と、該弁軸に一端が固定され、前記弁軸の回動により、前記吸気通路底壁に凹状に形成した格納部から起立する閉弁位置と前記格納部に倒伏格納される開弁位置との間を回動する弁体とを有し、該弁体の回動位置に応じてガス流動を制御する吸気制御弁の固着防止装置であって、前記弁体が前記開弁位置にある時に、前記格納部内に吸気の一部を案内する案内手段として、前記弁体の弁軸固定側端部に前記吸気通路の内方側に折り曲げて設けた突起部を備え、前記突起部は、前記弁体が前記開弁位置にある時に、前記弁体の弁軸固定側端部の一部の領域が他の領域に比べて前記吸気通路の内方側への突出量が小さくなるように形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、吸気制御弁が格納部に倒伏格納される閉弁位置にある時には、案内手段が吸気の一部を格納部に案内するので、この空気流によって格納部内のデポジットを吹き飛ばすことができる。従って、格納部にデポジットが堆積し難く、デポジットの堆積に起因する吸気制御弁の固着を防止でき、吸気制御弁によるガス流動制御の信頼性を向上できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を説明するための比較例に係る吸気制御弁の固着防止装置の構成を示す図である。
図１において、シリンダヘッド１には、燃焼室２に接続する吸気ポート３が形成されている。吸気ポート３は、吸気バルブ４の開閉動作により燃焼室２と連通及び遮断される。前記吸気ポート３には、吸入空気を整流する横板状部材５、５と縦板状部材６、６が設けられている。７は燃料噴射弁である。

吸気マニホールド８は、吸気ポート３と接続して吸気通路を構成している。吸気マニホールド８の吸気ポート３接続側端部近傍には、燃焼室２に供給するガス流動を制御する吸気制御弁９が配置されている。吸気制御弁９は、図２に示すように吸気マニホールド８底壁にバスタブ形状の凹部で形成した格納部１０の側壁１０ａに吸気流れ方向と直交する方向に軸支された弁軸１１と、この弁軸１１に基端側が例えばネジ１２によって固定され、弁軸１１の回動により格納部１０から起立して吸気マニホールド８の上壁に当接する図１に実線で示す閉弁位置と格納部１０に倒伏格納される図１に２点鎖線で示す開弁位置との間を図１の矢印で示すように回動する弁体１３とを備える。弁軸１１は、弁体１３の固定部分が半円形状に面取りされて平面状になっている。また、図２に示すように、弁体１３の先端側には、前記閉弁位置において旋回流を発生させるための切欠部１３ａが形成されている。

吸気制御弁９の弁体１３には、弁軸固定側端部である基端側に吸気マニホールド８の内方側に折り曲げた突起部１４を設けている。本比較例の突起部１４は、弁体１３の弁軸固定側端部の略全域に亘って連続形成してある。また、突起部１４は、吸気制御弁９が起立して吸気マニホールド８の上壁に当接する前記閉弁位置にある時には図１の実線で示すように格納部１０の端部１０ｂに当接し、吸気制御弁９が倒伏した前記開弁位置にある時には図１の２点鎖線で示すように格納部１０の端部１０ｂから離れるような所定角度で折り曲げられている。これにより、吸気制御弁９の開弁時には、吸入空気の一部が突起部１４に衝突して格納部１０の端部１０ｂと弁体１３の基端との間の隙間１５を介して格納部１０内へ案内される。従って、突起部１４が、吸入空気の一部を格納部１０内に案内する案内手段の機能を有する。

次に、本比較例の動作について図３を参照して説明する。
内燃機関の低回転低負荷時には、吸気制御弁９を図３（Ｂ）に示すように全閉とする。この場合、突起部１４が図示のように格納部１０の端部１０ｂに当接して隙間１５が閉鎖されるので、吸気マニホールド８を図の矢印方向に流れる吸入空気は吸気制御弁９の切欠部１３ａから吸気ポート３を介して燃焼室２に供給されて旋回流を形成する。しかも、突起部１４により隙間１５を閉鎖するので、吸入空気のほとんどが切欠部１２３を通過し、強い旋回流を形成することができる。

内燃機関の高回転高負荷時には、吸気制御弁９を図３（Ａ）に示すように全開とする。この場合、突起部１４が図示のように格納部１０の端部１０ｂから離れ吸気マニホールド８内方に突出する。従って、吸気マニホールド８を図の矢印方向に流れる吸入空気の一部が突起部１４により隙間１５を介して格納部１０内に案内される。しかも、高回転高負荷時では吸入空気の流速が速いので、この空気流により格納部１０内に堆積するデポジットを格納部１０内から燃焼室２側に吹き飛ばすことができ、格納部１０内にデポジットが堆積するのを抑制でき、デポジットの堆積による吸気制御弁９の固着を防止できる。

図４〜図７に、本発明の実施形態に係る吸気制御弁９を示す。
図４は、突起部１４を、弁体１３の弁軸固定側端部の両端部のみ形成したものである。
燃焼室２からの吹き返しガスが、弁軸１１を支持している格納部１０の側壁１０ａ部位に侵入してデポジットが堆積すると、弁軸１１が固着してしまう。
図４の構成によれば、格納部１０内において弁体１３の両端側を流れる空気流量が多く、格納部１０の側壁１０ａ部位に堆積したデポジットを吹き飛ばすことができ、この部位のデポジットの堆積をより効果的に防止できる。また、弁軸固定側端部の中間部分には突起部が存在しないため、上述の比較例の形状と比較して吸気制御弁９を全開したときの突起部１４による吸気抵抗を低減できる。

図５及び図６は、突起部１４を、弁体１３の弁軸固定側端部において弁体１３の両端部から中央部に向かうに従って折り曲げ高さが低くなるよう形成したものであり、図５は、突起部１４の先端部を直線状に形成したものであり、図６は、突起部１４の先端部を曲線状に形成したものである。
図５及び図６の構成も、図４と同様に、格納部１０内において弁体１３の両端側を流れる空気流量が多く、格納部１０の側壁１０ａ部位におけるデポジットの堆積防止効果を高められる。また、比較例の形状と比較して吸気制御弁９を全開したときの突起部１４による吸気抵抗も低減できる。

図７は、突起部１４を、弁体１３の弁軸固定側端部の弁軸１１の軸方向に沿って間隔を設けて複数形成したものである。
かかる構成によれば、吸気制御弁９が全開状態のときに、互いに隣接する突起部１４と突起部１４との間を吸入空気が流れるので、比較例の形状と比較して、吸気制御弁９全開時に吸気制御弁９の上方をそのまま流れる吸入空気の主流の流れが良くすることができる。

尚、図４〜図７の突起部１４の折り曲げ角度は、比較例と同様であるものとする。
また、格納部１０の構造として、図８に示すように、格納部１０の端部１０ｂに段付部１０ｃを形成し、吸気制御弁９の全閉時に突起部１４が段付部１０ｃの上面と平行状態で当接することで、突起部１４の当接面積が増大するようにしてもよい。

上述の各実施形態では、突起部１４の折り曲げ角度を、吸気制御弁９が起立して吸気マニホールド８の上壁に当接する閉弁位置にある時に格納部１０の端部１０ｂに当接するような角度としたが、吸気制御弁９が閉弁位置にある時にも格納部１０の端部１０ｂから若干離れるような折り曲げ角度としてもよい。この場合、吸気制御弁９の全開時は勿論、吸気制御弁９の全閉時にも吸入空気の一部が突起部１４により格納部１０内に案内される。このため、格納部１０に案内された空気流によって、格納部１０におけるデポジット生成要因である燃焼室２側からの吹き返しガスが格納部１０に侵入するのを防止でき、格納部１０にデポジットが生成されるのを防止できると共に、格納部１０内に仮にデポジットが生成されて堆積したとしても、吸気制御弁９の全開時に格納部１０に案内される空気流によって堆積したデポジットを格納部１０から吹き飛ばすことができるので、格納部１０内にデポジットが堆積することがなく、吸気制御弁９のデポジットによる固着を防止できる。

本発明に係る吸気制御弁の固着防止装置を説明するため比較例を示す構成図 同上比較例の吸気制御弁の上面図 同上比較例の動作説明図 本発明に係る吸気制御弁の実施形態を示す図 吸気制御弁の別の実施形態を示す図 吸気制御弁の更に別の実施形態を示す図 吸気制御弁の更に別の実施形態を示す図 格納部の変形例を示す図

符号の説明

２ 燃焼室
３ 吸気ポート
８ 吸気マニホールド
９ 吸気制御弁
１０ 格納部
１１ 弁軸
１３ 弁体
１４ 突起部
１５ 隙間

Claims (7)

1. 吸気通路底壁近傍に吸気流れ方向と直交する方向に軸支された弁軸と、
   該弁軸に一端が固定され、前記弁軸の回動により、前記吸気通路底壁に凹状に形成した格納部から起立する閉弁位置と前記格納部に倒伏格納される開弁位置との間を回動する弁体とを有し、
   該弁体の回動位置に応じてガス流動を制御する吸気制御弁の固着防止装置であって、
   前記弁体が前記開弁位置にある時に、前記格納部内に吸気の一部を案内する案内手段として、前記弁体の弁軸固定側端部に前記吸気通路の内方側に折り曲げて設けた突起部を備え、前記突起部は、前記弁体が前記開弁位置にある時に、前記弁体の弁軸固定側端部の一部の領域が他の領域に比べて前記吸気通路の内方側への突出量が小さくなるように形成されていることを特徴とする吸気制御弁の固着防止装置。
2. 前記突起部を、前記弁軸固定側端部の略全域に亘って連続形成した請求項１に記載の吸気制御弁の固着防止装置。
3. 前記突起部は、前記弁体が閉弁位置にある時に前記格納部の端部に当接する構成である請求項２に記載の吸気制御弁の固着防止装置。
4. 前記突起部は、前記弁体が閉弁位置にある時に前記格納部の端部との間に隙間を有する構成である請求項２に記載の吸気制御弁の固着防止装置。
5. 前記突起部を、前記弁軸固定側端部の両端部のみに形成した請求項１に記載の吸気制御弁の固着防止装置。
6. 前記突起部を、前記弁軸固定側端部において両端部から中央部に向かうに従って折り曲げ高さが低くなるように形成した請求項１に記載の吸気制御弁の固着防止装置。
7. 前記突起部を、弁軸軸方向に沿って間隔を設けて複数形成した請求項１に記載の吸気制御弁の固着防止装置。

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