JP6193788B2 - バイパスバルブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、スロットルボディに設けられた吸気道と、該吸気道のスロットルバルブを迂回するバイパスとを備えたエンジンの吸気制御装置において、該バイパスを通る吸気の量を調整するバイパスバルブ装置に関する。

従来、バイパスバルブ装置が設けられるエンジンの吸気制御装置は、スロットルボディに設けられてスロットルバルブで開閉される吸気道と、該吸気道のスロットルバルブの上流側及び下流側にそれぞれ開口する入口孔及び出口孔を両端部に有するバイパスとを備える。

そして、バイパスバルブ装置は、該バイパスにおける吸気量を調整するために、出口孔に通じた計量孔が開口するバルブシート面を有してバイパスの一部を構成するバルブガイド孔と、バルブガイド孔に対して摺動自在かつ回転不能に嵌合されて計量孔を開閉するバイパスバルブと、計量孔を開閉する開閉方向にバイパスバルブを、ねじ機構を介して駆動するモータとを備える（例えば、特許文献１参照）。

バイパスバルブは、底壁と、底壁の前記開閉方向に平行な両側縁に立設された両側壁と、底壁のモータと反対側の端縁に立設された第１端壁と、底壁のモータ側の端縁に立設された第２端壁とで構成される。バイパスバルブ内には、モータによりねじ機構を介して駆動されるスライドピースと、第１端壁とスライドピースとの間に介在して第２端壁をスライドピースのモータ側の端部に押し当てる弾性部材とが収容される。

スライドピースのモータ側の端部には、スライドピースの前記開閉方向に平行な軸線の周りの回転を阻止するためのピース側係合部が設けられ、バイパスバルブには、ピース側係合部に接触してスライドピースの回転を阻止するバルブ側係合部が設けられる。計量孔は、バイパスバルブのモータと反対側に位置する。

ＷＯ２０１３／０５８２７１号公報

しかしながら、上記従来のバイパスバルブ装置によれば、バイパスバルブをスライドピースに対してコイルばねの付勢力で固定するために、バイパスバルブのモータ側に位置する第２端壁をスライドピースのモータ側端部に押し当てるようにしている。このため、計量孔における負圧等の影響により、計量孔側のバイパスバルブが上方に移動してバイパスバルブが傾き、バイパスを通るアイドル時の吸気量の調整に影響を与えるおそれがある。

本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、バイパスバルブの傾きにより、バイパスを通る吸気量の調整に悪影響を及ぼすことのないバイパスバルブ装置を提供することにある。

本発明のバイパスバルブ装置は、スロットルボディに設けられてスロットルバルブで開閉される吸気道と、前記吸気道の前記スロットルバルブの上流側に開口する入口孔及び該吸気道の該スロットルバルブの下流側に開口する出口孔を両端部に有するバイパスとを備えたエンジンの吸気制御装置において該バイパスにおける吸気量を調整するバイパスバルブ装置であって、前記出口孔に通じた計量孔が開口するバルブシート面を有して前記バイパスの一部を構成するバルブガイド孔と、前記バルブガイド孔に対して摺動自在かつ回転不能に嵌合されて前記計量孔を開閉するバイパスバルブと、前記計量孔を開閉する開閉方向に前記バイパスバルブを、ねじ機構を介して駆動するモータとを備え、前記バイパスバルブは、底壁と、前記底壁の前記開閉方向に平行な両側縁に立設された両側壁と、該底壁の前記モータ側の端縁に立設された第１端壁と、該底壁の該モータと反対側の端縁に立設された第２端壁とで構成され、前記バイパスバルブ内には、前記モータにより前記ねじ機構を介して駆動されるスライドピースと、前記第１端壁と該スライドピースとの間に介在して前記第２端壁を該スライドピースの該モータと反対側の先端部に押し当てる弾性部材とが収容され、前記スライドピースの先端部には、該スライドピースが前記ねじ機構の中心軸線の周りで回転するのを阻止するためのピース側係合部が設けられ、前記バイパスバルブには、前記ピース側係合部に接触して前記スライドピースの回転を阻止するバルブ側係合部が設けられ、前記計量孔は、前記バイパスバルブの前記モータと反対側に位置することを特徴とする。

本発明の構成において、バイパスの吸気量を調整する際には、バイパスバルブがモータにより開閉方向に駆動され、バルブガイド孔の計量孔が適切な開度となるように開閉される。この間、弾性部材により、バイパスバルブの第２端壁がスライドピースの先端部に押し当てられているので、バイパスバルブは、がたつくことなく、スライドピースと一体となって開閉方向に駆動される。

このとき、バイパスバルブとバルブガイド孔との間には若干の隙間が存在するので、バイパスバルブが傾くおそれがある。しかし、バルブシート面に開口する計量孔は、バイパスバルブのモータと反対側、すなわちスライドピースの先端部に押し当てられるバイパスバルブの第２端壁側に位置する。つまり、軽量孔は、傾きの支点となる側に位置する。このため、計量孔の近傍でバルブシート面とバイパスバルブとの間に隙間が生じ難い。このため、計量孔からのエンジン負圧等がバイパスバルブに影響した場合でも、バイパスバルブは傾き難いので、バイパスバルブによる計量孔の開閉は精確に行われる。したがって、バイパスの吸気量を適切に調整し、エンジンのアイドル制御を高い精度で行うことができる。

また、本発明において、前記バイパスバルブは、前記底壁側が重力方向下側に位置するように設置され、前記スライドピースの先端部には、前記第２端壁が押し当てられる先端の第１面と、該第１面に対し重力方向下側において該第２端壁と反対側に凹んだ第２面とが設けられ、前記第２端壁は、前記第１面側に隆起し、該第１面に押し当てられる当接面を有する隆起部を備え、前記隆起部の側面は、その重力方向の最上部分に水平面部分を有することなく、該最上部分の両側が、それぞれ対応する前記バイパスバルブの側壁に向かって傾斜し、さらに前記底壁の方向に延びていてもよい。

これによれば、スライドピースの第１面と第２端壁との間に異物が到来した場合でも、その異物は、第２端壁の隆起部の側面に沿って直ちに落下するので、スライドピースの第１面と隆起部の当接面との間にその異物が侵入するのを防止することができる。また、スライドピースの第２面と、第２端壁との間に異物が侵入した場合でも、第２面は第１面から第２端壁と反対側に凹んでいるので、そこから異物がスライドピースの第１面と隆起部の当接面との間に侵入するのを防止することができる。

さらに、この場合、前記隆起部は、水平方向に離れた２箇所に設けられ、各隆起部の間には、各隆起部の側壁と、前記スライドピースの前記第１面とで画定され、重力方向に前記第２面まで延びた通路が形成されてもよい。

これによれば、２つの隆起部の当接面を介して、バイパスバルブがスライドピースに押し当てられるので、バイパスバルブのスライドピースに対する位置を安定して維持することができる。また、２つの部分からなる隆起部の側壁と、スライドピースの第１面とで画定された通路を経て、異物をバイパスバルブの底壁側に排除することが、さらに容易となる。

本発明の一実施形態に係る吸気制御装置の特にバイパスバルブ装置の部分を示す断面図である。 図１のII-II線断面図であり、バイパスバルブのスライドピースの回転が阻止されている２つの場合について上段と下段に示す。 図１の吸気制御装置におけるバイパスバルブ及びスライドピースの先端側の平面図である。 左側の図は、図３のバイパスバルブの第２端壁を内側から見た様子を示す断面図であり、右側の図は、図３のスライドピースを先端側から見た様子を示す図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、実施形態のバイパスバルブ装置１は、エンジンの吸気制御装置２に設けられる。吸気制御装置２は、スロットルボディ３に設けられてスロットルバルブ４で開閉される吸気道５と、吸気道５のスロットルバルブ４の部分を迂回するバイパス６とを備える。

バイパス６は、吸気道５のスロットルバルブ４の上流側及び下流側でそれぞれ開口する入口孔７及び出口孔８を両端部に有する。バイパスバルブ装置１は、エンジンのアイドル時にバイパス６を通る吸気量を調整する。

バイパスバルブ装置１は、バイパス６の吸気量を調整するために、バイパス６の一部を構成するバルブガイド孔９と、バルブガイド孔９に対して摺動自在かつ回転不能に嵌合されたバイパスバルブ１０と、バイパスバルブ１０を、ねじ機構１１を介して駆動するモータ１２とを備える。

バルブガイド孔９は、バイパス６の出口孔８に通じた計量孔１３が開口するバルブシート面１４を有する。モータ１２は、バルブガイド孔９内でバイパスバルブ１０を開閉方向Ａに駆動することにより、適切な開口面積で開口するように、計量孔１３をバイパスバルブ１０で開閉する。

バイパスバルブ１０は、底壁１５と、底壁１５の開閉方向Ａに平行な両側縁に立設された両側壁１６と、底壁１５のモータ１２側の端縁に立設された第１端壁１７と、底壁１５のモータ１２と反対側の端縁に立設された第２端壁１８とで箱状に構成される。バイパスバルブ１０の上方側は、開放されている。

バイパスバルブ１０内には、モータ１２によりねじ機構１１を介して駆動されるスライドピース１９と、バイパスバルブ１０の第１端壁１７とスライドピース１９との間に介在して第２端壁１８をスライドピース１９のモータ１２と反対側の先端部に押し当てる弾性部材としてのコイルばね２０とが収容される。

ねじ機構１１は、モータ１２の駆動軸に設けられた雄ねじ２１と、スライドピース１９に設けられた雌ねじ２２とで構成される。スライドピース１９の先端部には、ねじ機構１１の状態に応じて、雌ねじ２２が設けられた空間とその外部との間でエアを出入りさせるための貫通孔２３が設けられる。

図２に示すように、スライドピース１９の先端部には、スライドピース１９がねじ機構１１の中心軸線２４の周りで回転するのを阻止するためのピース側係合部２５が設けられる。ピース側係合部２５は、開閉方向Ａ（中心軸線２４の方向）に平行な２つの係合面２６及び２７を有する。係合面２６及び２７は、中心軸線２４のやや上側で交差し、中心軸線２４側において９０°より若干大きい角度をなしている。

バイパスバルブ１０には、ピース側係合部２５に接触してスライドピース１９の回転を阻止するバルブ側係合部２８が設けられる。バルブ側係合部２８は、開閉方向Ａに垂直な断面が溝を形成する凹状を呈している。

バルブ側係合部２８中央の凸状部分の開閉方向Ａに平行な２つの端縁のうちの一方が係合面２６と接することにより、図２の上段のように、スライドピース１９の一方向への回転が阻止される。また、２つの端縁のうちの他方が係合面２７と接触することにより、図２の下段のように、他方への回転が阻止される。

計量孔１３は、バイパスバルブ１０のモータ１２と反対側、すなわちバイパスバルブ１０の第２端壁１８の近傍に位置する。したがって、計量孔１３は、バイパスバルブ１０が開閉方向Ａに沿ってモータ１２側に移動されるときに開口面積が増加し、モータ１２と反対側に移動されるときに開口面積が減少するように開閉される。

図３の平面図で示されるように、バイパスバルブ１０は、底壁１５側が重力方向下側に位置するように設置される。スライドピース１９の先端部には、バイパスバルブ１０の第２端壁１８が押し当てられる先端の第１面２９ａと、第１面２９ａに対し重力方向下側において第２端壁１８と反対側に凹んだ第２面２９ｂとが設けられる。この凹みを形成する段差面が、上述の係合面２６及び２７を構成している。第２端壁１８は、第１面２９ａ側に隆起し、第１面２９ａに押し当てられる当接面３０を有する隆起部３１を備える。

図４に示すように、隆起部３１の側面３２は、その重力方向の最上部分に水平面部分を有することなく、最上部分の両側が、それぞれ対応するバイパスバルブ１０の側壁１６に向かって傾斜し、さらに底壁１５の方向に延びている。

隆起部３１として、水平方向に離れた２つのものが存在する。各隆起部３１の間には、各隆起部３１の側面３２と、スライドピース１９の第１面２９ａとで画定され、重力方向に第２面２９ｂ側まで延びた通路３３が形成される。

この構成において、バイパス６を通る吸気は、吸気道５から、吸気道５に開口した入口孔７を介してバイパス６に導入され、バルブガイド孔９、及び計量孔１３を経て、出口孔８から吸気道５に放出される。かかるバイパス６の吸気の量を調整する際には、バイパスバルブ１０がモータ１２により開閉方向Ａに駆動され、バルブシート面１４に開口した計量孔１３の開口面積が、適切な値となるように制御される。

この間、コイルばね２０により、バイパスバルブ１０の第２端壁１８がスライドピース１９の先端部に押し当てられ、第２端壁１８の当接面３０がスライドピース１９の第１面２９ａに密接する。このため、バイパスバルブ１０は、がたつくことなく、スライドピース１９と一体となって開閉方向Ａに駆動される。

このとき、バイパスバルブ１０とバルブガイド孔９との間には若干の隙間が存在するので、バイパスバルブ１０が傾くおそれがある。しかし、バルブシート面１４に開口する計量孔１３は、バイパスバルブ１０のモータ１２と反対側、すなわちスライドピース１９の先端部に押し当てられるバイパスバルブ１０の第２端壁１８側に位置する。つまり、計量孔１３は、傾きの支点となる側に位置する。このため、計量孔１３の近傍でバルブシート面１４とバイパスバルブ１０との間に隙間が生じ難い。

したがって、計量孔１３からのエンジン負圧等がバイパスバルブ１０に影響した場合でも、バイパスバルブ１０は傾き難いので、バイパスバルブ１０による計量孔１３の開閉は精確に行われる。これにより、バイパス６の吸気量が適切に調整され、エンジンのアイドル制御が高い精度で行われる。

また、この間、図４のように、バイパスバルブ１０の第２端壁１８における隆起部３１の側面３２には水平面部分がないので、第２端壁１８とスライドピース１９の第１面２９ａとの間に異物３４が到来した場合でも、その異物３４は、第２端壁１８の隆起部３１の側面３２に沿って直ちに落下する。したがって、隆起部３１の側面３２上に異物３４が滞留し、かかる異物３４がスライドピース１９の第１面２９ａと隆起部３１の当接面３０との間に侵入することが回避される。

また、スライドピース１９の第２面２９ｂと第２端壁１８との間に異物３４が侵入した場合でも、第２面２９ｂは第１面２９ａから第２端壁１８と反対側に凹んでいるので、そこから異物３４が第１面２９ａと第２端壁１８の当接面３０との間に侵入することが回避される。したがって、スライドピース１９に対するバイパスバルブ１０の開閉方向Ａの位置が正確に維持され、バイパスバルブ１０による吸気量の調整が、常に正確に行われる。

また、バイパスバルブ１０の第２端壁１８には、水平方向に離れた２つの隆起部３１が設けられているので、各隆起部３１の当接面３０を介して、バイパスバルブ１０がスライドピース１９先端の第１面２９ａに押し当てられる。このため、バイパスバルブ１０のスライドピース１９に対する位置が安定して維持される。

また、各隆起部３１の間の上方に到来した異物３４は、各隆起部３１の側壁３２とスライドピース１９の第１面２９ａとで画定された通路３３を経て、バイパスバルブ１０の底壁１５側に容易に排除される。これによっても、第１面２９ａと第２端壁１８の当接面３０との間への異物３４の侵入が効果的に回避される。

以上のように、本実施形態によれば、計量孔１３の近傍に存在するバイパスバルブ１０の第２端壁１８をスライドピース１９に押し当てるようにしたので、計量孔１３の開口面積を正確に制御し、バイパス６の吸気量を正確に調整することができる。

また、第２端壁１８の隆起部３１の側面３２が、常に下方に向けて傾斜し、水平面部分を有しないので、異物３４が隆起部３１の当接面３０とスライドピース１９先端の第１面２９ａとの間に進入するのを防止し、バイパスバルブ１０の位置を常に正確に維持することができる。

また、スライドピース１９の第２面２９ｂは、第１面２９ａから第２端壁１８と反対側に凹んでいるので、異物３４がスライドピース１９の第１面２９ａとバイパスバルブ１０の当接面３０との間に侵入するのをさらに良好に防止することができる。

また、水平方向に離れた２つの隆起部３１を有するので、バイパスバルブ１０のスライドピース１９に対する位置を安定して維持するとともに、異物３４をバイパスバルブ１０の底壁１５側に容易に排除することができる。

以上、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、隆起部３１は１つであってもよい。また、コイルばね２０に代えて、他の弾性部材を用いてもよい。

１…バイパスバルブ装置、２…吸気制御装置、３…スロットルボディ、４…スロットルバルブ、５…吸気道、６…バイパス、７…入口孔、８…出口孔、９…バルブガイド孔、１０…バイパスバルブ、１１…ねじ機構、１２…モータ、１３…計量孔、１４…バルブシート面、１５…底壁、１６…側壁、１７…第１端壁、１８…第２端壁、１９…スライドピース、２０…コイルばね（弾性部材）、２４…中心軸線、２５…ピース側係合部、２６…バルブ側係合部、２９ａ…第１面、２９ｂ…第２面、３０…当接面、３１…隆起部、３２…側面、３３…通路。

Claims (3)

1. スロットルボディに設けられてスロットルバルブで開閉される吸気道と、前記吸気道の前記スロットルバルブの上流側に開口する入口孔及び該吸気道の該スロットルバルブの下流側に開口する出口孔を両端部に有するバイパスとを備えたエンジンの吸気制御装置において該バイパスにおける吸気量を調整するバイパスバルブ装置であって、
   前記出口孔に通じた計量孔が開口するバルブシート面を有して前記バイパスの一部を構成するバルブガイド孔と、
   前記バルブガイド孔に対して摺動自在かつ回転不能に嵌合されて前記計量孔を開閉するバイパスバルブと、
   前記計量孔を開閉する開閉方向に前記バイパスバルブを、ねじ機構を介して駆動するモータとを備え、
   前記バイパスバルブは、底壁と、前記底壁の前記開閉方向に平行な両側縁に立設された両側壁と、該底壁の前記モータ側の端縁に立設された第１端壁と、該底壁の該モータと反対側の端縁に立設された第２端壁とで構成され、
   前記バイパスバルブ内には、前記モータにより前記ねじ機構を介して駆動されるスライドピースと、前記第１端壁と該スライドピースとの間に介在して前記第２端壁を該スライドピースの該モータと反対側の先端部に押し当てる弾性部材とが収容され、
   前記スライドピースの先端部には、該スライドピースが前記ねじ機構の中心軸線の周りで回転するのを阻止するためのピース側係合部が設けられ、
   前記バイパスバルブには、前記ピース側係合部に接触して前記スライドピースの回転を阻止するバルブ側係合部が設けられ、
   前記計量孔は、前記バイパスバルブの前記モータと反対側に位置することを特徴とするバイパスバルブ装置。
2. 前記バイパスバルブは、前記底壁側が重力方向下側に位置するように設置され、
   前記スライドピースの先端部には、前記第２端壁が押し当てられる先端の第１面と、該第１面に対し重力方向下側において該第２端壁と反対側に凹んだ第２面とが設けられ、
   前記第２端壁は、前記第１面側に隆起し、該第１面に押し当てられる当接面を有する隆起部を備え、
   前記隆起部の側面は、その重力方向の最上部分に水平面部分を有することなく、該最上部分の両側が、それぞれ対応する前記バイパスバルブの側壁に向かって傾斜し、さらに前記底壁の方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載のバイパスバルブ装置。
3. 前記隆起部は、水平方向に離れた２箇所に設けられ、
   各隆起部の間には、各隆起部の側壁と、前記スライドピースの前記第１面とで画定され、重力方向に前記第２面まで延びた通路が形成されることを特徴とする請求項２に記載のバイパスバルブ装置。