JPH07269375A - 吸入空気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低開度域においてバルブの開度が徐々に大き
くなる吸入空気制御装置において、部品点数を少なく
し、バルブと吸気通路の構造を簡単にするとともに、バ
ルブ全開時には充分な吸入空気を確保する。 【構成】 吸気通路１２に直交する円筒状室１３内にロ
ータリバルブ（弁体２３）を回転自在に設ける。弁体２
３よりも上流側において、吸気通路１２の壁面に隆起す
る遮断壁１５を形成する。遮断壁１５に低開度域通路１
６を形成する。弁体２３の開度が小さい時、弁体２３に
より低開度域通路１６の流路面積が変化する。弁体２３
の開度がさらに大きくなると、低開度域通路１６は全開
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃焼室に供
給される空気量を制御するロータリ型の吸入空気制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年エンジンの高回転、高出力化に伴
い、燃焼室への吸入空気量を増大させるために吸気通路
の径は大きくなってきている。このような構成では、吸
気通路のバルブをアイドル位置から少し開放した時、吸
入空気量が急に増加してエンジン回転数が急激に上昇し
やすい。そこで従来、低開度域においてバルブの開度が
徐々に大きくなるようするため、バルブの駆動機構とし
てリンクあるいはカムを用いた構成、球状バルブを用い
た構成、吸気通路の途中に球状ボアを形成した構成等が
提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところがリンクあるい
はカムを用いた構成は、部品点数の増加を招き、構造が
複雑になるという問題を有している。球状バルブを用い
た構成は、バルブの形状が複雑であるだけでなく、バル
ブ全開時における流路抵抗が大きいため、充分な吸入空
気量を確保できないという問題がある。一方、吸気通路
の途中に球状ボアを形成した構成は、ボア形状が複雑で
あるため、加工工数が増加するという問題がある。

【０００４】本発明は、低開度域においてバルブの開度
が徐々に大きくなる吸入空気制御装置であって、部品点
数が少なく、バルブと吸気通路の構造が簡単であって製
造が容易であり、バルブ全開時における流路抵抗が小さ
く、充分な吸入空気を確保できる吸入空気制御装置を提
供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る吸入空気制
御装置は、吸気通路に直交する方向に延びる円筒状室内
に回転自在に設けられ、吸気通路の流路面積を制御する
ロータリバルブと、このロータリバルブよりも上流側に
設けられ、吸気通路の壁面に隆起して形成された遮断壁
とを備え、ロータリバルブは、円筒状室に形成された円
筒状支持壁面に回転自在に摺動支持された一対の円板状
支持部と、これらの円板状支持部の間に設けられ、吸気
通路内に臨む板状の弁体とを有し、遮断壁には、ロータ
リバルブがアイドル位置と所定の開度位置の間において
回転変位することにより流路面積が変化する低開度域通
路が形成されることを特徴としている。

【０００６】

【作用】ロータリバルブがアイドル位置から所定量だけ
開放すると、低開度域通路が開放し、吸気通路の流路面
積は徐々に増大する。ロータリバルブがさらに開放する
と、吸気通路の流路面積は急激に増大する。

【０００７】

【実施例】以下図示実施例により本発明を説明する。図
はいずれも本発明の一実施例である吸入空気制御装置を
示している。

【０００８】図１〜図３に示すように本体１１には吸気
通路１２が形成されており、吸気通路１２の横断面形状
は円形である。本体１１の略中央には円筒状室１３が形
成され、この円筒状室１３は図４に示すように吸気通路
１２に直交する方向に延び、吸気通路１２と円筒状室１
３の各軸心は交叉している。

【０００９】ロータリバルブ２０は、円筒状室１３内に
回転自在に支持されており、一対の円板状支持部２１、
２２と、これらの円板状支持部２１、２２の間に設けら
れ、吸気通路１２内に臨む板状の弁体２３とを有してい
る。円板状支持部２１、２２は、円筒状室１３の両端部
に形成された円筒状支持壁面１３ａ、１３ｂに、気密を
保って回転自在に摺動支持されている。弁体２３の板厚
は、図３に示すように中心部ほど大きく、全開状態にお
いて流路抵抗が極力小さくなるように配慮されている。
ロータリバルブ２０は図示しないアクセル機構に連動し
て回動し、これにより吸気通路１２の流路面積が変化す
る。

【００１０】図３に示すように、吸気通路１２の空気取
り入れ口１４の下流側であってロータリバルブ２０より
も上流側には、遮断壁１５が設けられている。遮断壁１
５は吸気通路１２の上側の壁面に隆起して形成され、ま
た遮断壁１５の下流側の面１５ａは円筒状室１３の内壁
面の一部を構成する。すなわちロータリバルブ２０の弁
体２３の先端は遮断壁１５の下流側面１５ａに摺接す
る。

【００１１】遮断壁１５の先端１５ｂは、図１と図２に
示すように、水平方向すなわちロータリバルブ２０の回
転軸に平行に延びている。また遮断壁１５には、低開度
域通路１６が形成されている。この低開度域通路１６
は、図３に示すように空気取り入れ口１４から下流側面
１５ａまで貫通して延びる。また低開度域通路１６の断
面形状の輪郭は、図１と図２に示すように、上方に膨ら
む円弧部１６ａと、遮断壁１５の先端１５ｂに平行であ
る直線部１６ｂとから成っている。

【００１２】一方、吸気通路１２の下側の壁面には、図
３に示すように、弁体２３の下側の先端２３ｂが摺接す
る円弧状壁部１２ａが形成されている。この円弧状壁部
１２ａは、その近傍の壁面よりも凹陥している。

【００１３】ロータリバルブ２０の円板状支持部２１、
２２の外側の面の中央には弁軸２４、２５が形成され、
これらの弁軸２４、２５は、本体１１に設けられたボー
ル軸受２６、２７に回転自在に支持されている。円板状
支持部２１、２２と弁体２３と弁軸２４、２５は、例え
ば合成樹脂により一体的に成形される。

【００１４】弁軸２４、２５は本体１１から外方に突出
しており、一方の弁軸２４の端面に形成されたピン２８
には、ケーブルレバー３１の孔３２が嵌合されている。
ケーブルレバー３１は、ナット３３によって弁軸２４に
一体的に固定されている。ケーブルレバー３１の側部に
は折り返し部３４が設けられ、この折り返し部３４に固
定されたピン３５には、図示しないアクセル機構から延
びるワイヤ３６が連結されている。弁軸２４にはガイド
リング３７が嵌合され、ガイドリング３７と本体１１と
の間には、ケーブルレバー３１をワイヤ３６とは反対方
向（図５の矢印Ｐ方向）に付勢するリターンスプリング
３８が設けられている。図５に示すように、固定板４１
にはナット４２を介してストップスクリュー４３が設け
られ、このストップスクリュー４３の先端には、ケーブ
ルレバー３１の端部３９が当接可能である。

【００１５】アクセル機構が作動され、リターンスプリ
ング３８に抗してワイヤ３６が引っ張られると、弁軸２
４、２５を中心としてロータリバルブ２０が回動し、吸
気通路１２の流路面積が変化する。アクセル機構によっ
てワイヤ３６が解放されると、リターンスプリング３８
の弾発力によってロータリバルブ２０が初期位置へ向か
って回転し、ケーブルレバー３１の端部３９がストップ
スクリュー４３の先端に当接することにより、ケーブル
レバー３１とロータリバルブ２０は停止する。すなわち
ストップスクリュー４３によってロータリバルブ２０の
アイドル位置が規制される。

【００１６】次に図３と図６を参照して、ロータリバル
ブ２０の開度θと吸入空気量θａとの関係を説明する。
なお、図６において破線Ｄは従来のバタフライバルブの
開度特性を示している。

【００１７】エンジンの暖機後のアイドル運転時、ロー
タリバルブ２０は符号Ｉにより示す位置にあり、低開度
域通路１６を実質的に閉塞している。この状態におい
て、矢印Ｑに沿って導かれる吸入空気は、弁体２３の先
端２３ａ、２３ｂと吸気通路１２の内壁面との間の隙間
を通ってエンジン側に供給される。したがってこの状態
における吸入空気量は最も少ない。

【００１８】ロータリバルブ２０が矢印Ｓ方向に回転
し、符号Ｒにより示す領域にある時、弁体２３の上側の
先端２３ａが低開度域通路１６を開放するので、吸入空
気の流路面積が徐々に増大し、吸入空気量θａは実線Ｔ
１に沿って徐々に増加する。ロータリバルブ２０の開度
が例えば２０％に達すると、弁体２３の下側の先端２３
ｂが円弧状壁部１２ａの端部（符号Ａ）に、また弁体２
３の上側の先端２３ａが低開度域通路１６の下端部に到
達し、低開度域通路１６は全開となる。すなわち図６に
おいて斜線Ｇ１により示される部分は、低開度域通路１
６を通過した吸入空気の量を示している。

【００１９】この状態からロータリバルブ２０がさらに
回転すると、弁体２３の下側の先端２３ｂが吸気通路１
２の壁面から離れるが、弁体２３の上側の先端２３ａが
遮断壁１５の面１５ａに摺接しているため、吸入空気量
θａは実線Ｔ２により示すように、急激には増加しな
い。ロータリバルブ２０がさらに回転し、その開度が例
えば４０％に達すると、弁体２３の上側の先端２３ａは
遮断壁１５の先端１５ｂに到達する（符号Ｂ）。このよ
うに、弁体２３の先端２３ａが遮断壁１５の面２３ａに
摺接している状態において、遮断壁１５による吸入空気
の遮断効果が発揮され、これは、図６において斜線Ｇ２
により示された部分に相当する。なお、一点鎖線Ｅは、
遮断壁１５が設けられない場合の吸入空気量の変化を示
す。

【００２０】アイドル位置からバルブ開度が４０％まで
の状態における吸入空気量θａは、従来のバタフライバ
ルブによる吸入空気量の約１／２である。

【００２１】ロータリバルブ２０がさらに回転すると、
弁体２３の下側の先端２３ｂが遮断壁１５の先端１５ｂ
から離れるため、吸入空気量θａは実線Ｔ３により示す
ように急激に増加する。

【００２２】以上のように本実施例では、低開度域通路
１６を有する遮断壁１５を設けたので、吸入空気量は、
低開度域において徐々に増加し、中開度域において急増
する。したがって、ロータリバルブ２０をアイドル位置
から少し開放した時、吸入空気量が急に増加することは
なく、エンジン回転数はスムーズに上昇する。また、ロ
ータリバルブ２０が全開状態にある時、弁体２３の断面
形状は吸入空気の流線に沿っているため、流路抵抗は極
めて小さく、充分な吸入空気量を確保することができ
る。

【００２３】また本実施例では、低開度域通路１６の断
面形状を選定することにより、特に低開度域におけるバ
ルブ開度に対する吸入空気量の変化特性を自由に設定す
ることができる。

【００２４】さらに本実施例によれば、ロータリバルブ
２０は一体的に成形されるので、部品点数を削減するこ
とができるとともに、弁体２３の幅、形状等を自由に選
択できる。したがって製造が容易であるだけでなく、本
体１１への組付け作業も簡単であり、製造コストが低下
する。

【００２５】また本実施例によれば、ロータリバルブ２
０の弁体２３は矩形状であり、吸気通路１２の断面形状
は円形に限定する必要がなく、弁体２３の形状および大
きさの範囲において、通路抵抗が極力小さくなるように
選定することができる。

【００２６】なお、ロータリバルブ２０の材質は合成樹
脂に限定されず、加工しやすいものであれば、金属であ
ってもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の吸入空気制御装置
によれば、低開度域ではバルブの開度が徐々に大きくな
ってエンジン回転をスムーズに上昇させ、またバルブ全
開時には充分な吸入空気を確保することができ、しかも
部品点数が少なく、バルブと吸気通路の構造が簡単であ
って容易に製造することができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である吸入空気制御装置をエ
アホーン側から見た正面図である。

【図２】図１の吸入空気制御装置を弁軸を通る平面で切
断して示す断面図である。

【図３】図１の III-III線に沿う断面図である。

【図４】吸気通路と円筒状室の位置関係を示す図であ
る。

【図５】ロータリバルブとケーブルレバーを分解して示
す斜視図である。

【図６】ロータリバルブの開度θと吸入空気量θａとの
関係を示す図である。

【符号の説明】

１２ 吸気通路 １３ 円筒状室 １３ａ、１３ｂ 筒状支持壁面 １５ 遮断壁 １６ 低開度域通路 ２０ ロータリバルブ ２１、２２ 円板状支持部 ２３ 弁体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気通路に直交する方向に延びる円筒状
   室内に回転自在に設けられ、前記吸気通路の流路面積を
   制御するロータリバルブと、このロータリバルブよりも
   上流側に設けられ、前記吸気通路の壁面に隆起して形成
   された遮断壁とを備え、前記ロータリバルブは、前記円
   筒状室に形成された円筒状支持壁面に回転自在に摺動支
   持された一対の円板状支持部と、これらの円板状支持部
   の間に設けられ、前記吸気通路内に臨む板状の弁体とを
   有し、前記遮断壁には、前記ロータリバルブがアイドル
   位置と所定の開度位置の間において回転変位することに
   より流路面積が変化する低開度域通路が形成されること
   を特徴とする吸入空気制御装置。
2. 【請求項２】 前記遮断壁が吸気通路の上側の壁面に形
   成されることを特徴とする請求項１に記載の吸入空気制
   御装置。
3. 【請求項３】 前記遮断壁の先端は、前記ロータリバル
   ブの回転軸に平行に延びることを特徴とする請求項１に
   記載の吸入空気制御装置。
4. 【請求項４】 前記低開度域通路の横断面形状の輪郭は
   円弧部と直線部から成り、この直線部は前記遮断壁の先
   端に平行であることを特徴とする請求項３に記載の吸入
   空気制御装置。
5. 【請求項５】 前記ロータリバルブが開放して、このロ
   ータリバルブの一端が前記低開度域通路を通過した時、
   ロータリバルブの他端は吸気通路の壁面から離間してい
   ることを特徴とする請求項１に記載の吸入空気制御装
   置。
6. 【請求項６】 前記ロータリバルブが、吸入空気制御装
   置本体に回転自在に支持される弁軸を有し、前記円板状
   支持部と弁体と弁軸が一体的に成形されることを特徴と
   する請求項１に記載の吸入空気制御装置。