JPH0348086A - 制御弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野Ｊ この発明は、空気等の流体の流通を制御する制御弁装置
に関し、特に内燃機関の吸気路に介設される制御弁装置
に関する。

〔従来の技術］ 従来、ガソリンエンジンの吸気路には、車両の減速時に
発生するスロットル弁の上流側吸気路における異常圧力
を抑制するため、第１０図に示すような過給圧制御弁装
置が設けられている。図において、（１）は外気を取入
れるエアクリーナ、（２）はこのエアクリーナ（１）か
らの吸気の通路となる吸気管、（３）はこの吸気管（２
）の途中に接続された過給機、（４）は過給機（３）の
上流側の第１の吸気路、（５）は過給機（３）の下流側
の第２の吸気路、（６）はこの第２の吸気路（５）に設
けられた吸気量を制御するヌロットル弁、（７）はスロ
ットル弁（６）の下流側の第３の吸気路、（８）は上記
第１の吸気路（４）から分岐して減圧路（１２）に連通
ずるバイパス管、（９）は第２の吸気路から分岐したバ
イパス管、（１０）は上記減圧路（１２）を開閉制御す
ることで上記第２の吸気路（５）の過給圧を制御する過
給圧制御弁装置である。以下、この従来の過給圧制御弁
装置（１０）について詳細に説明する。この過給圧制御
弁装置（１０）は流体である吸気の流通を制御する制御
装置であって、エルボ状面り管（１１）と弁体（１５）
とからなり、ハウジング（１６）が一体に形成されてい
る。エルボ状曲り管（１，１）は、曲υ部中央（１３）
内の外角（１３１１）及び内角（１３ｈ）の曲シ角が直
角であり、曲υ部入口（１２）に上記バイパス管（８）
が、曲り部出口（１４）にバイパス管（９）がそれぞれ
接続されている。なお、曲り部入口（１２）は減圧路と
なるもので、内径１８ｍである曲り部入口（１２）より
も大径の内肖３２＃とした弁孔（１２ａ）が形成されて
いる。この弁孔（１２ａ）には、弁座（ｌｌａ　）とこ
の弁座（１２８）に対向するストッパ（ｌｌｂ）とが設
けられている。（１５）は円板状の弁体であシ、後述の
ダイアフラム（２０）に一端が固着されたロッド（２２
）の下端に取付けられている。これにより、弁体（１５
）はダイアフラム（２０）に応動し、閉弁時には弁座（
ｌｌａ）に当接して吸気をしゃ断すると共に、開弁時に
はストッパ（ｌｌｂ）に接触して吸気の流量を最大にす
るものである。（１６）はハウジングであって、上記エ
ルボ状面り管（１１）に連設されたケース（１６ａ）に
ヘッド（１６ｂ）を固着して、圧力室（１７）を形成し
ている。（１８）はハウジング（１６）のケース（１６
ａ）に設けられたニップル、　（１９）はハウジング（
１６）のヘッド（１６ｂ）に設けられたニップルである
。（２０）はダイアフラムであり、その中央部はサボー
）（２０ａ）と有底円筒状のホルダー（２０ｂ）との間
に挾持され、その外周部はハウジング（１６）のケース
（１６ａ）とヘッド（１６ｂ）との間に挾持されている
。これにより、上記圧力室（１７）が上下に仕切られて
、第１の圧力室（１７ａ）と第２の圧力室（１７ｂ）と
が形成され、ニップル（１９）が第１の圧力室（１７ａ
）Ｋ、ニップル（１８）が第２の圧力室（１７ｂ）にそ
れぞれ連通している。（２１）は一端がホルダー（２０
ｂ）ＫＭ接されてハウジング（１６）内に設けられたス
フ“リング、（２２）は一端がサボー）（２０ａ）に、
他端に上記弁体（１５）が固着されたロッド、（２３）
はこのロッド（２２）を案内支持するブツシュである。

（２４）は圧力制御装置であり、オリフィス（２４ａ）
ト、空気を一方向のみに流通させる一方向弁（２４ｂ）
とからなる。この圧力制御装置（２４）は、上記ニップ
ル（１９）に連通ずると共に、第３の吸気路（７）に設
けられた圧力取出部（２５）に連通している。また、こ
の圧力取出部（２５）は、分岐されて上記ニップル（１
８）に接続されている。なお、矢印Ａは圧力の通路、矢
印Ｂはバイパス通路を示す。

以上のように構成された従来装置においては、自動車の
中負荷及び高負荷運転中には、スロットル弁（６）は全
開状態に近く、また過給機（３）の過給効果により、ス
ロットル弁（６）の上流側及び下流側はいずれも高圧力
状態にある。このとき、ニップル（１９）に通じる第１
の圧力室（１７ａ）及びニップル（１８）に通じる第２
圧力室（１７ｂ）　Ｋは、同一の正圧が加えられている
ため、ダイアフラム（２０）に対してはスプリング（２
１）により弁体（１５）を閉弁させる方向の付勢力が作
用し、弁体（１５）は弁座（１９）に当接して閉弁状態
と成る。そして、上記中負荷及び高負荷運転から減速運
転に変わると、スロットル弁（６）が急閉弁する丸め、
スロットル弁（６）の下流側の圧力は高負圧に変化する
。これに伴って、第２の圧力室（１７ｂ）は瞬時に高負
圧罠変化し、第１の圧力室（１７８）はオリフィス（２
４ａ　）によって徐々に高負圧へと変化する。このため
、−時的に第１の圧力室（１７ａ）と第２の圧力室（１
７ｂ）とに圧力差が生じ、弁体（１５）は、スプリング
（２１）の弾発力に抗してストッパ（１１ｂ）に当接す
る位置まで下降する。従って、弁体（工５）が全開する
ため、スロットル弁（６）の上流側の圧力上昇は防止さ
れるというものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

この種の従来の弁装置（１ｏ）では、金型による成形加
工等を容易にするため、エルボ状面り管（１１）の曲り
角が直角に形成されて、気体や液体等の流体送給路に介
設されている。しかしながら、弁装置（１０）が上記ス
ロットル弁（６）の吸気路（７）のような高圧流路に設
けられた場合、弁体（１５）を全開して流量を増大させ
ると、パルプ気流音が発生するという問題があった。す
なわち、高負荷運転から減速運転に変化させたとき、ス
ロットル弁（６）が急速に閉弁して、吸気バイパス管路
（８）から曲り部入口（１２）側に流入する。そして、
この吸気が全開した弁体（１５）を通過し、曲り部中央
（１３）を介して曲シ部出口（１４）側に流出する際に
、曲υ部中央（１３）の外角（１３ａ）及び内角（１３
ｂ）が直角であるため、第１１図に示すように、外角（
１３ａ）付近及び内角（１３ｂ）から平坦部にかけて流
れのはく離（Ｃ）が生起される。このはく離（Ｃ）現象
は、流速の遅い流れが曲り部に生じるため、エルボ状面
り管（１１）の流れに二次的な循環流が生じることに起
因するもので、管径、管長及び吸気の流速等により変動
するが、特に弁体（１５）を急速に開弁したような場合
に著しく、はく離（Ｃ）部分にスワー／Ｌ／（渦流）が
生じて、大きなパルプ気流音を発生するものである。こ
のパルプ気流音が、自動車の車室内においてはサージ音
として聞えることになシ、運転者や乗員に不快感を与え
ていた。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、エルボ状面り管に流入する流体の流れを整流
することにより、流体の流通を制御する際に発生するパ
ルプ気流音を大幅に低減させることのできる制御弁装置
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段Ｊ この発明に係る制御弁装置は、流体が送給される管路に
介設され、曲シ部中央の曲シ角が略直角で、曲り部入口
側から流入する流体を曲り部出口側より流出させる二ル
ボ状面り管、上記曲り部入口側にあって流体の流通を制
御する弁体を備えた制御弁装置において、少なくとも先
端が上記エルボ状面り管の曲り部内に臨むと共に、後端
部が上記曲り部出口側に延出し、それぞれの長さが上記
弁体を通過する流体の最大流量に基づいて設定される複
数の整流板を、各整流板が上記曲り部内の外壁と内壁と
の流路横断面を仕切るように配設したものである。

［作用］ この発明においては、エルボ状面り管の曲り部内の外壁
と内壁との流路横断面を仕切るように複数の整流板を配
設しているので、弁体の開弁時に略直角の曲り部を通過
する流体は、整流板の先端部から後端部に沿って曲り部
出口側に流出する。

これにより流体は曲υ部で整流されるので、曲り部中央
の外角付近や内角から平坦部にかけて殆どはく離を生じ
ることなく流れる。従って、渦流の発生が防止されパル
プ気流音が大幅に低減される。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の第１実施例に係る制御弁装置の縦断面図
、第２図はその整流板の側面図、第３図はその背面図で
ある。なお、上記従来例に係る第１０図と同−又は相当
部分は同一符号を付して説明を８略する。第１図におい
て、（５０）は制御弁装置である過給圧制御装置、（２
６）は整流板であり、第１０図に示すバイパス管路（８
）、（９）に接続されるエルボ状面り管（１１）の曲り
部内に配設される。この整流板（２６）について詳細に
説明すると、第２図及び第３図に示すように、整流板（
２６）は上部整流板（２７）、中部整流板（２８）及び
下部整流板（２９）からなり、いずれも合成樹脂材又は
アＩレミ材で形成されている。各整流板（２７）　、　
（２８）　、　（２９）の長さは、エルボ状面り管（１
１）を流通する吸気の最大流量に基づいて設定される。

この実施例では、弁体（１５）の全開時に弁体（１５）
を通過する最大流量は４６０４／ｍ　ｉ　ｎに設定され
ており、上部′整流板（２７）が最長で、中部整流板（
２８）及び下部整流板（２９）を漸次短くしている。各
整流板（２７）　、　（２８）　、　（２９）は、２枚
の垂設した立板（３０）、　　（３０）を介在させ、所
定間隔を置いて層状に配置され、各後端部（２７ｂ）　
、　（２８ｂ）　。

（２９ｂ）を同一端面に揃えてハニカム状に一体に形成
されている。（３１）は先端に係止突起（３１ａ）を備
え、上部整流板（２７）の上方に突設された天板、（３
２）は先端に係止突起（３２ｂ）を備え、下部整流板（
２９）の下方に突設された底板である。

以上のように構成され走整流板（２６）は、第１１１に
示すエルボ状面り管（１１）の曲シ部内に嵌入されて取
付けられる。組付けにおいては、曲り部内の外壁（１３
ｃ　ｌに形成された係合溝に上記係止突起（３１ａ）が
係合されると共に、曲り部中央の内角（１３ｂ）に上記
係止突起（３２ｂ）が係止されて、整流板（２６）は竪
固に保持される。これにより、整流板（２６）は曲り部
内において、外壁（１３ｃ）と内壁（１３ｄ）との流路
横断面を仕切るように配置され、各先端部（２７ａ）　
、　（２８ａ）　。

（２９ｇ）が外角（１３ａ）と内角（１３ｂ）とを結ぶ
線上に近接すると共に、各後端部（２７ｂ）　、　（２
８ｂ）　、　（２９ｂ）が曲夛部出口（１４）側に向か
って延出する。

次に、上記整流板を備えた制御弁装置（５０）の整流作
用について説明する。まず、この制御弁装置（５０）に
ついて、パルプ気流音の発生に伴って、車室内に及はず
サージ音の影響を知るために、エンジンを高負荷運転か
ら低負荷運転に急速に変化させた。この場合、スロット
ル弁（６）が急速開弁するので、圧力制御のため、弁体
（１５）は全開となプ、弁体（１５）を通過する吸気量
は最大となる。このとき、吸気は直角の曲り部中央（１
３）を高速で通過するが、第４図に示すように、曲υ部
の外壁（１３ｃ）と内壁（１３ｄ　）との流路横断面を
仕切るように整流板（２６）が配置されているので、吸
気は各整流板（２７）、　（２Ｂ）、　（２９）の先端
部（２７ａ）　、　（２８ａ）、　（２９ａ）から各平
板部に沿って後離部（Ｚ７ｂ）、　（２８ｂ）、　（２
９ｂ）側に導かれる。

これＫより、曲シ部内を流通する吸気は整流され、曲り
部中央（１３）の外角（１３ａ）部やと内角（１３ｂ）
部から平坦部分にかけて、第４図に示すように、はく離
の発生が抑止される。従って、スワール（渦流）の発生
も防止され、各整流板（２７）　、　（２８）　、　（
２９）の先端部（２７ａ）　、　（２８ａ）　、　（２
９ａ）に僅かに真空領域の）が生じる程度となり、パル
プ気流音は大幅に低減される。

次に、この第１実施例に係る制御弁装置の騒音測定につ
いて説明する。騒音測定の条件としては、上記エルボ状
面シ管（１１）を使用し、従来例、比較例及び本実施例
について同一条件で騒音を測定し、比較した。本実施例
として使用したエルボ扶助り管（１１）は、管内径が１
８層、弁孔内径（１２ａ）が３２層１弁体（１５）の外
径が２３ｍのものであった。比較例としては第５図に示
す整流板（３３）を使用した。

この整流板（３３）は上部整流板（３４）、中部整流板
（３５）及び下部整流板（３６）を同一長とした本実施
例と同様にハニカム構造のものであり、これを本実施例
と同様にエルボ扶助）管（１１）内に一体に配設した。

弁体（１５）の閉弁時における弁孔（１２ａ）の内圧は
６００ａ＋Ｈｇとし、曲り部出口（１４）側は大気圧と
同圧とし、この状態で弁体（１５）を急速開弁した。こ
のときに弁体（１５）を通過する吸気量は４６０４／ｍ
１ｎ（約３ｍ／５ｅａ）であり、この最大流量における
パルプ気流音をエルボ扶助り管（１１）の真近で測定し
た。

なお、騒音計は環境測定用の計器を使用し、Ａレンジと
した。測定結果を表に示す。

及び本実施例のいずれにおいても騒音が低下しており、
二ルボ状面り管（１１）内にハニカム構造の整流板（２
６）又は（３３）を設けると、その整流作用により、パ
ルプ気流音は著しく低減することが明らかになった。特
に、本実施例のように、上部整流板（２７）を他の整流
板（２８）　、　　（２９）よシも長くし、各先端部（
Ｚ７ａ）　、　（２８ｇ　）　、　（２９ａ）を曲シ部
内に臨ませる構成にすると、整流作用が一層効果的とな
り、騒音は大幅に低減することが判明した。

以上のように、上記第１５Ｊ！施例では、エルボ状面シ
管（１１）の曲り部内における外壁（１３ｃ）と内壁（
１３ｄ）との流路横断面を仕切るように、上部整流板（
２７）、中部整流板（２８）及び下部整流板（２９）か
らなる整流板（２６）が配置されているので、スロット
ル弁（６）が全開し、弁体（１５）が全開とし、＠気の
流量が最大となる条件下においても、整流板（２６）の
整流作用によりはく離及び渦流を生じることがなく、従
って、バルグ気流音は大幅に低減される。その結果、上
記実施例に係る制御弁装置（５０）を備えた自動車にお
いては、エンジンの回転数が大幅に変化しても、パルプ
気流音に起因するサージ音が少なくなり、車室内の騒音
が低減されて運転者や乗員に不快感を与えるという問題
点が防止される。

なお、上記第１実施例では、整流板（２６）の各先端部
（２７ａ）、　（２８ａ）　、　（２９ａ）を曲υ部内
に臨む程度の長さとしたが、第６図に示すように、整流
板（２６）の各先端部（２７ａ）、　（２８ａ）、　（
２９ａ）を若干長めにして、曲り部中央（１３）の外角
（１３ａ）と内角（１３ｂ）との流路横断面を仕切るよ
うに配設してもよい。

また、上記第１実施例では、２枚の立板（３０）を介装
させ、エルボ扶助）管（１１）とは別体に形成したが、
第７図に示すように、３枚の立板（３０）を介在させた
整流板（３７）を、二ルボ曲シ管（１１）と一体に形成
した場合も、同様の効果が達成される。

第８図はこの発明の第２５ｊ！施例の整流板を示す背面
図、第９図はその概略構成図である。図において、（３
８）は整流板であり、上部整流板（３９）、中部整流板
（４０）及び下部整流板（４１）を上下に配置し、天板
（４３）と底板（４４）とを備えたもので、中央には２
枚の立板（４２）を介在させてハニカふ状に一体に形成
されている。各整流板（３９）　、　（４０）　、　（
４１）は、第９図に示すように、湾曲状のもので、長さ
Ｌが等しくされ、エルボ状面シ管（１１）の曲シ部中央
Ｃ１３）において、外角（１３ａ）と内角（１３ｂ）と
の流路横断面を仕切るように構成されている。以上の構
成によれば、第１図に示す制御弁装置（５０）の弁体（
１５）を全開すると、エルボ状面シ管（１１）の曲シ部
内を通過する吸気は、上記湾曲状の各整流板（３９）、
（４０）、　（４１）Ｋ沿って曲υ部出口側（１４）に
導かれる。従って、曲り部中央（１３）の外角（１３ａ
）部分及び内角（１３ｂ）から平坦部にかけてのはく離
（Ｃ）は抑制される。これにより、渦流の発生が防止さ
れるから、パルプ気流音が低減され、車室内におけるサ
ージ音も大幅に低下する。

なお、上記実施例においては、自動車のスロットル弁（
６）に連通ずる吸気路（２）のバイパス管路（８）。

（９）に介設して吸気通路Ｂを制御する過給圧制御弁装
置（５０）について説明したが、この発明は、気体の流
通制御に限らず、水やオイル等の液体を制御する各種の
制御弁装置としても適用できることは勿論である。

〔発明の効果Ｊ 以上のように、この発明によれば、流体が送給される管
路に介設されるエルボ状面り管と、曲り部入口側にあっ
て流体の流通を制御する弁体を備え、曲り部内の外壁と
内壁との流路横断面を仕切るように複数の整流板を配設
したので、弁体の開弁時に弁体を通過する流体は各整流
板の先端部から後端部に沿って曲υ部出口側に導かれる
。このため、略直角の曲υ部を通過する流体が高圧であ
っても、曲り部中央の外角部分や内角部から平坦部にか
けてはく離の発生が抑制される。従って、渦流の発生が
防止されるので、バルブ気流音が大幅に低減され、この
発明に係る制御弁装置を備えた流体供＃装置においては
、サージ音の影響が殆どないという優れた効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は本発明の実施例を示し、第１図は第
１５Ｊ！施例の整流板を備えた制御弁装置を示す縦断面
図、第２図は同整流板の側面図、第３図は同整流板の背
面図、第４図は同整流板の作用説明図、第５図は比較例
である整流板の概略構成図、第６図は整流板の変形例の
概略構成図、第７図は整流板の別の変形例の背面図、第
８図は第２実施例の整流板を示す背面図、第９図は同整
流板の概略構成図、第１０図は従来の制御弁装置を備え
た吸気システムの概略説明図、第１１図は従来の整流板
の作用説明図である。 図において、（２）は吸気管、（３）は過給機、（６）
はスロットル弁、（１０）　、　　（５０）は制御弁装
置、（１１）はエルボ曲υ管、（１２）は曲り部入口、
（１３）は曲シ部中央、（１３ｃ）は外壁、（１３ｄ）
は内壁、（１４）は曲り部出口（１５）は弁体、（１６
）はハウジング、（２６）　、　（３７）　、　（３８
）は整流板である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体が送給される管路に介設され、曲り部中央の曲り角
   が略直角で、曲り部入口側から流入する流体を曲り部出
   口側より流出させるエルボ状曲り管、上記曲り部入口側
   にあつて流体の流通を制御する弁体を備えた制御弁装置
   において、少なくとも先端部が上記エルボ状曲り管の曲
   を部内に臨むと共に、後端部が上記曲り部出口側に延出
   し、それぞれの長さが上記弁体を通過する流体の最大流
   量に基づいて設定される複数の整流板を、各整流板が上
   記曲り部内の外壁と内壁との流路横断面を仕切るように
   配設したことを特徴とする制御弁装置。