JPH0828308A - スロットルバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は燃料、排気ガス、エンジンオイル等
を含有するガスを吸気管内に導く機構を備える内燃機関
の吸入空気量を制御するスロットルバルブに関し、内燃
機関停止中における吸気管内壁との固着化を防止するこ
とを目的とする。 【構成】 回転軸１２を支軸として回動し、吸気管２０
下流に連通される内燃機関に供給すべき空気量を制御す
るスロットルバルブ１０を設ける。スロットルバルブ１
０下流に、燃料、排気ガス、エンジンオイル等のスラッ
ジ成分を含有するＥＧＲガス、又はＰＣＶガスを導くＥ
ＧＲ通路３８、及びＰＣＶ通路４４を連通する。内燃機
関の運転中にスロットルバルブ１０の表面に付着し、内
燃機関の停止中にその表面を流れ落ちるスラッジを、本
体１４の下端から離間した位置に滴下させる整流板１６
をスロットルバルブ１０の下流側面に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スロットルバルブに係
り、特に燃料、排気ガス、エンジンオイル等を含有する
ガスを吸気管内に導く機構を備える内燃機関の吸入空気
量を制御するスロットルバルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両用内燃機関においては、
種々の目的を果たすべく燃料、エンジンオイル等を含有
するガスを吸気管内に還流させるシステムが採用されて
いる。例えば、排気ガス還流システム（以下、ＥＧＲシ
ステムと称す）は、排気ガス中の未燃成分等を低減して
排気エミッションの向上を図るシステムであり、排気マ
ニホールド内から吸気管内スロットルバルブ下流に排気
ガスの一部を還流する機構により構成される。

【０００３】また、ポジティブクランクケースベンチレ
ーションシステム（以下、ＰＣＶシステムと称す）は、
内燃機関の燃焼室からクランクケース内に流出したブロ
ーバイガスを吸引して、クランクケース内の換気を図る
システムであり、クランクケース内から吸気管内スロッ
トルバルブ下流にブローバイガスを導く機構により構成
される。

【０００４】ところで、これらのシステムによってスロ
ットルバルブの下流に導かれるガス中には、上述の如く
燃料、エンジンオイル等が含有されている。一方、内燃
機関の吸気管内においては、吸気の脈動に起因して、吸
入空気が逆流する場合がある。

【０００５】このため、内燃機関に上記システムが組み
込まれている場合、吸気管内に配設されたスロットルバ
ルブには、その下流側の面に、エンジンオイル等からな
るスラッジが付着する。

【０００６】そして、スロットルバルブに付着したスラ
ッジは、内燃機関の停止中にスロットルバルブの表面を
伝って流れ落ち、スロットルバルブと吸気管内壁との境
界部に堆積する。

【０００７】このようにしてスロットルバルブ端部に堆
積したスラッジは、その後内燃機関が冷却され、更に比
較的長期に渡って停止状態が継続された場合、徐々に固
形化することになり、車両の置かれた環境によっては、
スロットルバルブと吸気管内壁とが固着する、いわゆる
スティック現象が生ずる。

【０００８】ところで、上述したスティック現象に着目
した技術としては、例えば実開平２−１１９９７０号公
報に、スティック現象の発生を抑制する吸気管の構造が
開示されている。

【０００９】この吸気管は、内燃機関の運転中にスロッ
トルバルブの端部近傍に付着するスラッジの低減を図る
ことで内燃機関停止中におけるスラッジ堆積量を低減せ
しめ、もってスロットルバルブと吸気管との固着化を抑
制しようとするものであり、吸気管内スロットルバルブ
下流に、所定の突起部を設けてなる構成である。

【００１０】この場合、スロットルバルブの下流側の面
に到達するガスは、ＥＧＲシムテムにより吸気管内に導
かれたガス（以下、ＥＧＲガスと称す）、又はＰＣＶシ
ステムにより吸気管内に導かれたガス（以下、ＰＣＶガ
スと称す）のうち、吸気管の中央部近傍に存在するガス
のみとなり、スロットルバルブへのスラッジ付着量は確
実に低減されることになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スラッ
ジ付着量を低減することにより、スロットルバルブのス
ティック現象を有効に抑制するためには、スロットルバ
ルブ端部と吸気管内壁との境界部に堆積するスラッジ
が、両者間に形成されるクリアランスを閉塞しない程度
にまで低減させる必要がある。

【００１２】ここで、全閉時においてスロットルバルブ
端部と吸気管内壁との間に形成されるクリアランスは、
アイドル時における内燃機関の制御性等との関係で数１
０μm に設定されており、上記公報記載の構成により、
このクリアランスが閉塞されない程度にまでスラッジを
低減させるのは実際上極めて困難である。

【００１３】更に、上記公報記載の吸気管の如くその内
壁にスラッジ低減用突起を設けた場合、その結果として
吸気管の流通抵抗が増大することとなり、内燃機関の吸
気特性上も本来好ましくない。

【００１４】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、スロットルバルブの表面に付着したスラッジ
を、全閉状態においてスロットルバルブの端部から離間
した位置に堆積させることにより上記の課題を解決する
スロットルバルブを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、回転軸を
支軸として回動し、内燃機関の吸気管の導通状態を制御
するスロットルバルブにおいて、当該スロットルバルブ
全閉時にその表面を流れ落ちるスラッジを、前記スロッ
トルバルブ端部から離間した位置に滴下させるスラッジ
整流部材を具備するスロットルバルブにより達成され
る。

【００１６】

【作用】本発明に係るスロットルバルブにおいて、前記
整流部材は、内燃機関の運転中に付着したスラッジが、
スロットルバルブの全閉時においてその表面を流れ落ち
る際に、スロットルバルブの端部から離間した位置にス
ラッジが滴下するようにその流れを整流する。

【００１７】その結果、スロットルバルブから前記吸気
管内壁に滴下したスラッジが、スロットルバルブと前記
吸気管の内壁との境界部に堆積することがなく、堆積し
たスラッジが固形化しても、スロットルバルブの端部と
前記吸気管内壁とが固着化することがない。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例であるスロットル
バルブ１０を組み込んだ吸気管２０の内部構造を表す要
部断面図を示す。また、図２は、本実施例のスロットル
バルブ１０を搭載する多気筒内燃機関（以下、単に内燃
機関と称す）３０の全体構成図を示す。

【００１９】図２に示すように、吸気管２０は、内燃機
関３０に対して吸入空気を供給する通路を形成してお
り、その上流には、エアクリーナ３２が連通している。
吸気管２０の内部には、本実施例に係るスロットルバル
ブ１０が配設され、その上流から下流に向かう空気の流
れを制御している。尚、スロットルバルブ１０の構成に
ついては後に詳説する。

【００２０】吸気管２０のスロットルバルブ１０下流に
は、ＥＧＲバルブ３４を介して内燃機関３０の排気管３
６に連通するＥＧＲ通路３８、及びＰＣＶバルブ４０を
介して内燃機関３０のクランクケース４２に連通するＰ
ＣＶ通路４４が連通している。また、クランクケース４
２には、吸気管２０のスロットルバルブ１０上流に連通
する大気孔４５が開口している。

【００２１】ここで、ＥＧＲバルブ３４及びＥＧＲ通路
３８は、排気エミッション向上を目的として構成された
ＥＧＲシステムの構成要素である。すなわち、内燃機関
３０から排気管３６に向けて排出される排気ガス中に
は、燃料の未燃成分等が含有されており、その一部を内
燃機関３０の吸気管２０内に還流させれば、内燃機関３
０において再度の燃焼が行われ、排気エミッションの向
上が実現できる。

【００２２】この場合、本実施例の如く、排気管３６と
吸気管２０内スロットルバルブ１０下流とをＥＧＲ通路
３８で連通すれば、吸気管２０内の吸気負圧がＥＧＲ通
路３８に導かれ、ＥＧＲバルブ３４の開度に応じて適当
に排気ガスを還流させることができ、良好な排気エミッ
ションの確保が可能となる。

【００２３】またＰＣＶバルブ４０、ＰＣＶ通路４４、
及び大気孔４５は、クランクケース４２内を強制換気す
べく構成されたＰＣＶシステムの構成要素である。すな
わち、内燃機関３０は、その内部を摺動するピストン４
６の上部に燃焼室４８を、ピストン４６の下部にクラン
クケース４２を備えている。

【００２４】この場合、ピストン４６の外周には、ピス
トン４６と内燃機関３０の内壁、すなわちシリンダボア
５０とのシール性を確保すべくピストンリング５２が配
設されており、巨視的にはクランクケース４２内の空間
と燃焼室４８とは隔絶された状態とされている。

【００２５】しかしながら、ピストンリング５２は、シ
リンダボア５０の表面を摺動しつつ燃焼室４８のシール
性を確保する部材であり、圧縮・爆発行程において燃焼
室４８内に発生する高圧力を完全に密封することは困難
である。このため、本実施例の如きレシプロ式の内燃機
関３０においては、燃焼室４８からクランクケース４２
内に燃料成分等を含むガス、すなわちいわゆるブローバ
イガスが流出することを事実上許容せざるを得ない。

【００２６】ところで、上述したブローバイガスには、
エンジンオイル、金属部品等の劣化を促進する強酸成分
が含有されている。一方クランクケース４２内には、内
燃機関３０の潤滑に用いるエンジンオイルが貯留され、
かつクランクシャフト（図示せず）等の金属部品が収納
されている。従って、内燃機関３０の耐久性等を考慮し
た場合、クランクケース４２内を強制換気して、ブロー
バイガスの滞留を阻止する必要がある。

【００２７】これに対して、本実施例の如くクランクケ
ース４２内の空間と、吸気負圧の生ずる吸気管２０内ス
ロットルバルブ１０下流とをＰＣＶ通路４４で連通し、
更にクランクケース４２に大気孔４５を開口させる構成
においては、ＰＣＶバルブ４０を制御することで適当に
クランクケース４２内の換気を図ることが可能である。

【００２８】このように、本実施例における内燃機関３
０によれば、ＥＧＲガス、及びＰＣＶガスを適当に吸気
管２０内スロットルバルブ１０下流に導くことができ、
その結果として、良好な排気エミッションの確保と、優
れた耐久性の確保とを共に実現している。

【００２９】ところで、吸気管２０内における空気の流
れは、内燃機関３０の運転中、常に一定ではない。つま
り、内燃機関３０においては、複数の気筒で順次吸気行
程が実行されるため、吸気管２０内には吸気の脈動が発
生する。

【００３０】このため、本実施例においてスロットルバ
ルブ１０下流に導かれたＥＧＲガス、及びＰＣＶガス
は、その後直接吸気管２０下流に向けて流通するとは限
らず、図１中に破線矢印で示す如くスロットルバルブ１
０方向へ逆流する場合がある。

【００３１】ここで、ＥＧＲガス、及びＰＣＶガス中に
は、上述の如く燃料やエンジンオイル等が含有されてお
り、これらのガスがスロットルバルブ１０に到達すれ
ば、スロットルバルブ表面にそれらの物質がスラッジと
して付着することになる。

【００３２】このようにして付着したスラッジは、内燃
機関３０の運転が継続している間、すなわちスロットル
バルブ１０が開閉を繰り返している間は、吸入空気が流
通するに伴って適当に処理され、何ら問題となることは
ないが、内燃機関３０が停止し、スロットルバルブ１０
が全閉の状態で放置されると、スロットルバルブ１０表
面に付着していたスラッジがその端部に堆積し、スロッ
トルバルブ１０と吸気管２０とを固着化させるという問
題が生ずることは前記した通りである。

【００３３】これに対して、本実施例のスロットルバル
ブ１０は、図１に示す如く、回転軸１２を中心として回
動する本体１４の、ＥＧＲガス及びＰＣＶガスが導かれ
る側の面、すなわち吸気管２０内下流側の面に整流板１
６を備えている。ここで、整流板１６は、その下端に折
り返し部１６ａを備える板材であり、スロットルバルブ
１０の下端部近傍においてのみ本体１４から離間するよ
うに構成されている。

【００３４】従って、本実施例において内燃機関３０の
運転中に吸気管２０内に導かれるＥＧＲガス、ＰＣＶガ
スに含有されるエンジンオイル等は、ほぼ全量が整流板
１６の表面に付着し、スロットルバルブ１０が全閉とな
ると、整流板１６表面を伝って、吸気管２０内スロット
ルバブル本体１４端部から離間した位置に、そのスラッ
ジが滴下することになる。

【００３５】この結果、内燃機関３０の停止状態が継続
し、滴下したスラッジが固形化した場合においても、ス
ロットルバルブ１０の本体１４と吸気管２０とが固着化
することがなく、例えば夜間停止した車両を翌朝始動す
る場合においても、スロットル操作に関して、適当な操
作感覚を維持することができる。

【００３６】ここで、本実施例においては、内燃機関の
停止中に堆積するスラッジの量、スラッジの整流に対す
る有効性、整流板１６の存在に起因する吸気乱れの防止
等との関係で整流板１６の諸元を決定しており、スロッ
トルバルブ１２全閉時において、整流板１６下端と吸気
管２０とのクリアランスを１００μm 以上、折り返し部
１６ａの水平線に対する角度αを１０deg 以上確保し、
一方本体１４に対する折り返し部１６ａの高さは、回転
軸１２の高さと同等以下としている。

【００３７】この結果、スロットルバルブ１０の全閉時
における整流板１６と吸気管２０との固着の発生を有効
に防止し、かつスロットルバルブ１０の開弁時における
吸気乱れを有効に防止することが可能とされている。

【００３８】尚、整流板１６と吸気管２０との間に堆積
し、固形化したスラッジは、スロットルバブル１０の回
動に支障がある限り本体１４の回動に伴って削り取られ
ることになり、本実施例の構成を採用することにより何
らの弊害が生ずることもない。

【００３９】更に、本実施例においては、整流板１６と
吸気管２０とが固着化した場合をも想定して、整流板１
６の板厚の上限を２００μm としている。この場合、仮
に整流板１６が吸気管２０と固着したとしても、固着面
積が極めて狭小であり、スロットルバルブの操作感覚に
影響を与えることがない。

【００４０】このように、本実施例におけるスロットル
バルブ１０によれば、内燃機関３０の運転中における吸
気特性に何らの影響を与えることなく、内燃機関３０の
停止中におけるスラッジの固形化に伴うスロットルバル
ブ１０の固着化を簡易、かつ確実に防止することができ
る。

【００４１】ところで、本実施例においては、整流板１
６により前記したスラッジ整流部材を構成しているが、
スラッジ整流部材は、実質的にスラッジをスロットルバ
ルブ端部から離間した位置に滴下させることができるも
のであれば足り、例えば本実施例における折り返し部１
６ａに相当する突起のみを本体１４に固定し、又は本体
１４と一体に成形することとしてもよい。

【００４２】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、エンジン
オイル等を含有するガスが吸気管内に導かれる内燃機関
において、その運転中にスロットルバルブ表面にスラッ
ジが付着した場合、そのスラッジを、内燃機関の停止中
に、スロットルバルブの端部と吸気管内壁との境界部か
ら離間した位置に堆積させることができる。

【００４３】このため、本発明に係るスロットルバルブ
によれば、内燃機関の停止中にスロットルバルブから吸
気管内壁に滴下したスラッジが、その後固形化しても、
その影響でスロットルバルブと吸気管内壁とが固着化す
ることがなく、スロットルバルブのスティック現象を有
効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるスロットルバルブを組
み込んだ吸気管の要部断面図である。

【図２】本発明の一実施例であるスロットルバルブを具
備する内燃機関の全体構成図である。

【符号の説明】

１０ スロットルバルブ １２ 回転軸 １４ 本体 １６ 整流板 １６ａ 折り返し部 ２０ 吸気管 ３０ 内燃機関 ３４ ＥＧＲバルブ ３６ 排気管 ３８ ＥＧＲ通路 ４０ ＰＣＶバルブ ４２ クランクケース ４４ ＰＣＶ通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を支軸として回動し、内燃機関の
   吸気管の導通状態を制御するスロットルバルブにおい
   て、 当該スロットルバルブ全閉時にその表面を流れ落ちるス
   ラッジを、前記スロットルバルブ端部から離間した位置
   に滴下させるスラッジ整流部材を具備することを特徴と
   するスロットルバルブ。