JPH10121994A - 内燃機関の吸入空気量調節機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スロットル弁を急激に開弁させる際に、同弁
の下流側に乱流が発生することによって生じる騒音を低
減させる。 【解決手段】 スロットルボディ１５はインテークマニ
ホルドを介してエンジンに取り付けられる。スロットル
ボディ１５内の内部空間１６に設けられたスロットル弁
１９は、同ボディ１５に回転可能に支持された軸１８
と、同軸１８に固定された円板状の弁体１７とを有す
る。スロットルボディ１５の内周壁において、軸１８よ
りも下流側であり同軸１８の軸心から距離Ｌ１だけ離間
した位置に、全周にわたって段差３２を形成する。段差
３２を形成することにより、スロットルボディ１５の内
部に流路断面積が拡大された拡径部２１を形成する。距
離Ｌ１を弁体１７の半径Ｒの１／２と等しくなるように
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の吸入
空気量調節機構に係り、詳しくは、吸気管内に設けられ
たスロットル弁を開閉して同管の流路断面積を変更する
ことにより、吸気管を通じて内燃機関に供給される空気
の量を調節するようにした吸入空気量調節機構に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関に供給される空気の量
は、吸気通路の内部に設けられたスロットル弁が同通路
における流路断面積を変更することによって調節され
る。内燃機関のスロットル弁としてはバタフライ式の弁
が多く採用されている。このバタフライ式の弁は、流体
通路内に設けられた回転軸を有する弁体が、その軸を中
心として回転することにより流体通路内を通過する流体
の量を調節するものである。

【０００３】このようなバタフライ式の弁に関する技術
として、例えば、実開昭６３−１７３７２号公報に記載
された「バタフライ弁」が公知である。図２５に示すよ
うに、この弁５０においては、流体が通過する管路（図
示略）の途中に設けられた円筒状の弁箱５１に、略円板
状をなす弁体５２が軸５３により回転可能に支持されて
いる。弁体５２の外周縁部が弁箱５１の内周壁に当接し
ている状態（図２３に示す状態）にある場合、即ち、弁
体５２が全閉状態にある場合には流体の弁箱５１におけ
る流通が遮断される。これに対して、弁体５２が軸５３
を中心として回転することにより、弁体５２の外周縁部
が弁箱５１の内周壁から離反した状態となって流体の流
通が許容される。

【０００４】図２６に示すように、弁体５２のノズル側
（図２５、図２６において軸５３よりも上方側）で、且
つ、上流側（図２５の左側）の周縁部には櫛歯状突起５
４が円弧状をなすように形成されている。また、弁体５
２のオリフィス側（図２５、図２６において軸５３より
も下方側）で、且つ、下流側（図２５の右側）の周縁部
にも同様に櫛歯状突起５５が形成されている。これら各
櫛歯状突起５４，５５の間には流体が通過可能なスリッ
ト５６，５７がそれぞれ形成されている。図２６に示す
ように、これら各スリット５６，５７は、その方向が弁
体５２の中心部に向かうようにして形成されている。

【０００５】上記バタフライ弁５０においては、弁体５
２の表面に沿って流れる流体の流通方向を各スリット５
６，５７によって規制することにより、弁体５２の下流
側に流れる流体を分散させ、キャビテーション発生を抑
制するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関に
おいては、同機関の運転に伴ってスロットル弁の上流側
と下流側との間には圧力差が生じ、この圧力差により、
吸気通路内を空気がスロットル弁の上流側から下流側へ
と流れる。スロットル弁の上流側及び下流側の圧力差
は、内燃機関の運転状態に加えて同弁の開度に応じて決
定され、例えば、スロットル弁が略全閉状態にある場合
にはその圧力差は極めて大きな値となる。

【０００７】ここで、特にその開度が極めて小さく、圧
力差が極めて大きい状態からスロットル弁を急激に開弁
させた場合、同弁の上流側から下流側に向けて空気が急
激に流れ始める。その結果、スロットル弁の下流側にお
いて乱流が発生し、吸気通路内には、この乱流に伴う過
大な圧力変動が生じることがある。こうした過大な圧力
変動が生じる場合、この圧力変動に伴う空気の摩擦音
や、同圧力変動が起振力となって吸気通路の構成部材が
振動することによる騒音が発生することがあった。

【０００８】図２７は、スロットル弁が全閉状態にある
ときの前記圧力差をそれぞれ８０ｋＰａ，６０ｋＰａ，
３０ｋＰａと変化させた場合における、スロットル弁の
開度変化（同図（ａ））とスロットル弁近傍における音
圧の変化（同図（ｂ），（ｃ），（ｄ））との関係を示
している。同図に示すように、スロットル弁近傍の音圧
は、同弁が全閉状態から開弁する際に急激に増大する。
また、その大きさは圧力差とともに変動する。即ち、ス
ロットル弁の開弁時に、同弁の近傍からは大きな騒音が
発生し、そして、圧力差が大きくなるほどその音圧が大
きく変動して騒音が増大する。

【０００９】図２８は、吸気通路８０内に設けられたス
ロットル弁８１と、同通路８０を流れる空気の流線を示
している。スロットル弁８１が軸８２を中心に回転して
開弁状態となった場合、同図に示すように、空気はスロ
ットル弁８１のノズル側開口８３及びオリフィス側開口
８４を通じて下流側に流れる。ここで、スロットル弁８
１の下流側には空気の流れが乱流となる領域があり、特
に、図２８に示すように、スロットル弁のオリフィス側
（同図において軸８２より上方側）で、且つ、同弁８０
の近傍の領域Ａには強い乱流が発生する傾向がある。前
述した騒音の大きさは、この領域で発生する乱流の強さ
と相関関係があると考えられる。

【００１０】従って、上記騒音を低減させるためには、
乱流の発生、特に前記領域Ａにおける乱流の発生に伴う
圧力変動を低減させる必要がある。この点、上記公報に
記載された「バタフライ弁」に係る構成では、スリット
５７が弁体５２の中心部に向かうように形成されている
ため、弁体５２のオリフィス側開口を通過した流体はス
リット５７を通過した後に弁体５２の中心部に集中して
しまい、逆に乱流が生じやすくなる。このため、上記公
報に記載された「バタフライ弁」に係る構成を内燃機関
のスロットル弁として採用し、同弁の下流側における流
体の流れ方向を制御したとしても、上記乱流に伴う圧力
変動に起因した騒音を低減させることはできなかった。

【００１１】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、スロットル弁の上流側と下流側と
の圧力差が大きい状態から同弁を急激に開弁させる際に
同弁の下流側に乱流が発生することによって生じる騒音
を低減させることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載した発明は、内燃機関に空気を供給
するための吸気管と、吸気管の内部に軸により回転可能
に支持されたスロットル弁とを備え、軸を中心としてス
ロットル弁を回転させ吸気管における流路断面積を変更
することによって、吸気管を通じて内燃機関に供給され
る空気の量を調節するようにした内燃機関の吸入空気量
調節機構において、吸気管の、スロットル弁の下流側
で、且つ、スロットル弁の可動領域を囲む位置であって
少なくとも軸よりスロットル弁のオリフィス側の位置に
流路拡大部を形成したことをその趣旨とする。ここで、
「スロットル弁のオリフィス」とは、スロットル弁にお
いて、同弁が開弁状態になった場合に軸よりも吸気管の
上流側に配置される部分である。これに対して、スロッ
トル弁において、同弁が開弁状態になった場合に軸より
も吸気管の下流側に配置される部分は、「スロットル弁
のノズル」と称される。

【００１３】上記構成によれば、吸気管の内部に設けら
れたスロットル弁は、軸を中心として回転することによ
り、吸気管内の流路断面積を変更して内燃機関に供給さ
れる空気の量を調節する。ここで、例えば、スロットル
弁が略全閉状態になっており、吸気管内において同弁の
上流側と下流側との圧力差が大きい状態から、同弁を急
激に開弁させた場合、同弁のオリフィス側開口を通過す
る空気の流れは同弁の下流側において強い乱流となる。
吸気管内において、この乱流が発生する領域に該当する
部分は上記流路拡大部によりその流路断面積が拡大され
ているため、発生した乱流が分散され、該乱流の発生に
伴う吸気管内の圧力変動も好適に緩和される。

【００１４】上記目的を達成するために、請求項２に記
載した発明は、内燃機関に空気を供給するための吸気管
と、吸気管の内部に軸により回転可能に支持されたスロ
ットル弁とを備え、軸を中心としてスロットル弁を回転
させ吸気管における流路断面積を変更することによっ
て、吸気管を通じて内燃機関に供給される空気の量を調
節するようにした内燃機関の吸入空気量調節機構におい
て、スロットル弁の下流側における側面の少なくとも軸
よりもオリフィス側に位置する部分に、同弁のオリフィ
ス側開口から流通する空気の量を制限する空気量制限部
材を設けたことをその趣旨とする。ここで、「スロット
ル弁のオリフィス側開口」とは、スロットル弁が開弁状
態になった場合に、同弁のオリフィスと吸気管の内壁と
の間に形成される隙間である。これに対して、スロット
ル弁が開弁状態になった場合に、同弁のノズルと吸気管
の内壁との間に形成される隙間は「スロットル弁のノズ
ル側開口」となる。

【００１５】上記構成によれば、前記圧力差が大きい状
態からスロットル弁を急激に開弁した場合であっても、
同弁のオリフィス側開口を通過する空気の量は空気量制
限部材により制限されるため、同開口近傍での空気乱流
の発生が抑制される。

【００１６】上記目的を達成するために、請求項３に記
載した発明は、請求項２に記載した発明の構成におい
て、空気量制限部材は、スロットル弁のオリフィス側の
周縁部から軸を中心として略円弧状に延びる曲面を有す
ることをその趣旨とする。

【００１７】上記構成によれば、空気量制限部材はスロ
ットル弁におけるオリフィス側の周縁部から軸を中心と
して略円弧状に延びる曲面を有しているため、軸を中心
としてスロットル弁を回転させた場合に、同弁のオリフ
ィス側開口の開口面積が略一定に保たれる。このため、
オリフィス側開口部分におけるより安定した空気量の制
限が可能となる。

【００１８】上記目的を達成するために、請求項４に記
載した発明は、内燃機関に空気を供給するための吸気管
と、吸気管の内部に軸により回転可能に支持されたスロ
ットル弁とを備え、軸を中心としてスロットル弁を回転
させ吸気管における流路断面積を変更することによっ
て、吸気管を通じて内燃機関に供給される空気の量を調
節するようにした内燃機関の吸入空気量調節機構におい
て、スロットル弁の下流側における側面の少なくとも軸
よりもオリフィス側に位置する部分に、スロットル弁の
オリフィス側開口から流通する空気を整流する整流板を
設けたことをその趣旨とする。

【００１９】上記構成によれば、前記圧力差が大きい状
態からスロットル弁を急激に開弁した場合であっても、
同弁のオリフィス側開口を通過した空気は整流板によっ
て整流されるようになり、その流通方向が規制される。
即ち、前記乱流が発生し難くなる。

【００２０】上記目的を達成するために、請求項５に記
載した発明は、請求項４に記載した発明の構成におい
て、整流板は、軸の軸線方向に所定間隔を隔てて配設さ
れたものであることをその趣旨とする。

【００２１】上記構成によれば、前記圧力差が大きい状
態からスロットル弁を急激に開弁した場合であっても、
同弁のオリフィス側開口を通過した空気は各整流板によ
って挟まれた流路を通過するようになりため、その流通
方向が確実に規制される。即ち、前記乱流がより発生し
難くなる。

【００２２】上記目的を達成するために、請求項６に記
載した発明は、請求項４に記載した発明の構成におい
て、整流板は、スロットル弁のオリフィス側周縁部から
少なくとも軸にまで延設されたものであることをその趣
旨とする。

【００２３】上記構成によれば、整流板はスロットル弁
のオリフィス側における周縁部から少なくとも軸にまで
延設されていることから、同弁のオリフィス側開口を通
過した空気は、その流通方向がより確実に規制されるよ
うになる。

【００２４】

【発明の実施の形態】

［第１の実施形態］以下、この発明を具体化した第１の
実施形態について、図１〜４を参照して説明する。

【００２５】図１は、本実施形態におけるエンジン１１
等を示す概略構成図である。同図に示すように、エンジ
ン１１には、各気筒（図示略）に空気（吸気）を供給す
るための樹脂材料からなるインテークマニホルド１２
と、各気筒から燃焼ガスを排出するためのエギゾースト
マニホルド１５とが接続されている。インテークマニホ
ルド１２の上流側（図１の左側）には、内部にスロット
ル弁１９を内蔵するスロットルボディ１５が接続されて
いる。

【００２６】図２は、スロットルボディ１５及びスロッ
トル弁１９を拡大して示す。スロットルボディ１５は、
内部に吸気通路の一部を構成する断面円形状の内部空間
１６を有する。スロットル弁１９はバタフライ式の弁で
あり、内部空間１６内に設けられた円板状をなす弁体１
７と、同弁体１７の中心を通りスロットルボディ１５に
回転可能に支持された軸１８とを備えている。軸１８は
図示しないアクセルペダルに対してワイヤ等により連結
されている。

【００２７】運転者によりアクセルペダルが踏み込まれ
ることにより、弁体１７はその踏込量に応じて、軸１８
を中心に図２の矢印で示す方向に回転する。その結果、
スロットル弁１９の開度は、図２に示す全閉状態と二点
鎖線で示す全開状態との間で連続的に変化する。このよ
うに、スロットル弁１９の開度が変化することにより、
スロットルボディ１５の内部空間１６を通過してインテ
ークマニホルド１２内に導入される吸入空気の量が調節
される。

【００２８】スロットルボディ１５の内周壁において、
軸１８よりも下流側（図２の右側）であり同軸１８の軸
心から距離Ｌ１だけ離間した位置には、全周にわたって
段差３２が形成されている。スロットルボディ１５にお
いて段差３２よりも下流側の部分全体には、流路断面積
が拡大された拡径部２１が形成されている。本実施形態
において、距離Ｌ１は、後述する実験結果に基づいてス
ロットル弁１９の半径Ｒの１／２と等しく設定されてい
る（Ｌ１＝Ｒ／２）。また、段差３２の長さＳも同様
に、実験結果に基づいて半径Ｒの９／１００と等しく設
定されている（Ｓ＝９Ｒ／１００）。また、本実施形態
において、軸１８の位置におけるスロットルボディ１５
の内径、及びスロットルボディ１５に接続される部分に
おけるインテークマニホルド１２の内径はいずれも「５
５ｍｍ」であり、スロットル弁の半径Ｒは「２７．５ｍ
ｍ」である。

【００２９】以上のように構成された本実施形態におけ
る作用及び効果について説明する。エンジン１１の運転
が開始されることにより、各気筒にはスロットル弁１９
の開度に応じた量の吸入空気が導入される。この際、吸
入空気の大部分は、弁体１７の表面に沿ってスロットル
弁１９のノズル側（図２において軸１８より下方側）に
移動してノズル側開口、即ち、スロットル弁１９のノズ
ル側周縁部分とスロットルボディ１５との間に形成され
る隙間を通じて下流側に流れる。また、吸入空気の一部
分は、スロットル弁１９のオリフィス側（図２において
軸１８より上方側）開口、即ち、スロットル弁１９のオ
リフィス側周縁部分とスロットルボディ１５との間に形
成される隙間を通じて下流側に流れる。

【００３０】この際、オリフィス側開口を通過した吸入
空気は、前述したようにスロットル弁１９の下流側にお
いて乱流になり易い傾向がある。そして、特に、スロッ
トル弁１９の開度を全閉状態から急増させた場合、同弁
１９の下流側に生じる乱流の渦強度が大きくなって騒音
が発生し易くなることも前述した。

【００３１】この点、本実施形態では、スロットルボデ
ィ１５内に拡径部２１が形成されており、同ボディ１５
内において乱流の発生が予想される領域の流路断面積が
拡大されている。このため、オリフィス側開口を通過し
た吸入空気がスロットル弁１９の下流側において乱流と
なった場合、その乱流は拡径部２１において分散され、
その渦強度が減少する。従って、乱流に伴って、スロッ
トルボディ１５及びインテークマニホルド１２の内部に
発生する圧力変動が緩和される。その結果、圧力変動に
起因した騒音を低減させることができる。

【００３２】図３は、スロットルボディ１５の近傍位置
における騒音の音圧レベル（以下、「騒音レベル」とい
う）を、段差３２の長さＳを（０≦Ｓ≦１６Ｒ／１０
０）の条件を満たす範囲で変化させて測定した実験結果
を示す。本実施形態では段差３２をスロットルボディ１
５の内周壁全周にわたって形成しているのに対して、こ
の実験では、スロットルボディ１５内において軸１８よ
りもオリフィス側の部分（図２において、スロットルボ
ディ１５の上半分）にのみ拡径部２１を形成した場合
（以下、「水準１」という）と、ノズル側の部分（図２
において、スロットルボディ１５の下半分）にのみ拡径
部２１を形成した場合（以下、「水準２」という）との
２つの水準により騒音レベルを測定した。図３において
実線は水準１における結果を示し、破線は水準２におけ
る結果を示している。また、同図において、一点鎖線
は、段差３２の長さＳが「０」の場合、即ち、スロット
ルボディ１５に拡径部２１を形成しない場合の騒音レベ
ルを示している。尚、水準１及び水準２ではともに、前
記距離Ｌをスロットル弁１９の半径Ｒの１／２と等しく
設定している。

【００３３】水準１の結果によれば、スロットルボディ
１５内のオリフィス側の部分に拡径部２１を形成するこ
とにより騒音レベルが減少することがわかる。これに対
して、水準２の結果より、スロットルボディ１５内のノ
ズル側の部分にのみ拡径部２１を形成しても、騒音レベ
ルは殆ど減少しないことがわかる。更に、水準１の場合
には、段差３２の長さＳを「０」から「９Ｒ／１００」
にまで増加させた場合、騒音レベルの低減量が増加し、
同レベルは約３ｄＢ減少することがわかる。また、段差
３２の長さＳを「９Ｒ／１００」から更に増加させた場
合、騒音レベルは減少するが、その減少率は小さいこと
がわかる。

【００３４】以上の結果から、騒音を低減させるために
は、スロットルボディ１５の流路断面積のうち、少なく
ともオリフィス側の部分を拡大するように拡径部２１を
設けることが有効である。加えて、段差３２の長さＳと
騒音レベルとにも相関関係があり、段差３２の長さＳを
「９Ｒ／１００」以上に設定した場合、騒音レベルはよ
り大きく減少することがわかる。本実施形態では拡径部
２１をスロットルボディ１５の全周にわたって形成する
とともに、段差３２の長さＳを「９Ｒ／１００」と等し
く設定しているため、騒音を効果的に低減させることが
できる。

【００３５】図４は、前述した距離Ｌ１を（０≦Ｌ１≦
２．０Ｒ）を満たす範囲で変化させて、騒音レベルを測
定した実験結果を示す。同図において、一点鎖線は拡径
部２１を設けない場合の騒音レベルを示している。ま
た、段差３２の長さＳは「９Ｒ／１００」と等しく設定
されている。

【００３６】同図に示すように、距離Ｌ１が「０」から
「１．０Ｒ」の範囲にある場合、約３ｄＢの騒音低減効
果があることがわかる。そして、距離Ｌ１が「１．０
Ｒ」より更に増加した場合、騒音レベルは徐々に増加す
る。距離Ｌ１が「２．０Ｒ」と等しくなった場合、騒音
レベルの低減量は略「０」となある。これは、乱流発生
領域がスロットル弁１９の近傍にあるため、距離Ｌ１が
増加して拡径部２１がこの乱流発生領域よりも下流側に
位置するようになった場合には、乱流を分散させること
ができなくなるためであると考えられる。

【００３７】以上の結果から、軸１８の軸心から段差３
２までの距離Ｌ１と騒音レベルとには相関関係があり、
距離Ｌ１を弁体１７の半径Ｒの２倍以下、好ましくは半
径Ｒ以下に設定することにより、騒音レベルがより大き
く減少することがわかる。本実施形態では、前述したよ
うに、距離Ｌ１を半径Ｒの１／２に設定しているため、
騒音を効果的に低減させることができる。

【００３８】また、本実施形態では、インテークマニホ
ルド１２が樹脂材料によって形成されているため、比較
的小さな起振力が作用する場合でもより大きな騒音を発
生する傾向がある。この点、本実施形態に係る構成は、
前述したように乱流に伴う圧力変動を小さく抑えること
ができることから、このような樹脂製インテークマニホ
ルド１２から発生する騒音を低減させる上でも好適であ
る。加えて、本実施形態に係る構成によれば吸気抵抗の
増加を招くことがないため、吸気抵抗の増加に起因して
エンジン１１の出力を低下させることもない。

【００３９】以下、第２〜第６の実施形態について順に
説明する。尚、上記第１の実施形態と同様の構成につい
ては、同一の符号を付すことにより説明を省略する。 ［第２の実施形態］次に、この発明を具体化した第２の
実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中
心に図５〜図７を参照して説明する。

【００４０】図５に示すように、本実施形態のスロット
ルボディ１５内に拡径部２１は形成されていない。弁体
１７の下流側の側面において軸１８よりもオリフィス側
に位置する部分には、調整部材２２が取り付けられてい
る。この調整部材２２は、スロットル弁１９のオリフィ
ス側開口を通過する吸入空気の量を制限する機能を有す
る。図６に示すように、この調整部材２２は、軸１８を
中心として円弧状に延びる曲面２３を有しており、軸１
８に垂直な断面が扇形状を呈している。

【００４１】調整部材２２は曲面２３を有しているた
め、スロットル弁１９を全閉状態から開弁させる場合、
同弁１９の開度が所定値以上にまで増加するまでは、同
弁１９のオリフィス側開口の流路断面積が変化せず、オ
リフィス側から下流側に流れる吸入空気の量が略一定量
に調節される。また、本実施形態において、調整部材２
２の弁体１７からの高さＨ１（弁体１７の表面と直交す
る方向における調整部材２２の長さ）は後述する実験結
果に基づき、弁体１７の半径Ｒの１／３と等しく設定さ
れている。

【００４２】前述したように、騒音は、スロットル弁１
９のオリフィス側開口から同弁１９の下流側に流れる吸
入空気が乱流になることに起因して発生する。本実施形
態によれば、騒音の発生が問題となるスロットル弁１９
の開弁時において、同弁１９のオリフィス側開口から下
流側に流れる吸入空気の量が調整部材２２によって制限
される。従って、調整部材２２を設けない場合と比較し
て、オリフィス側開口を通過する吸入空気量の量が減少
する。これにより、スロットル弁１９の下流側に発生す
る乱流の渦強度を減少させることができ、乱流の発生に
伴う騒音を低減させることができる。

【００４３】図７は、調整部材２２の高さＨ１を（０≦
Ｈ１≦Ｒ）を満たす範囲で変化させて、騒音レベルを測
定した実験結果を示す。同図において、実線は本実施形
態と同様に、調整部材２２を弁体１７の下流側の側面に
おいて軸１８よりもオリフィス側の位置（以下、「第１
の位置」という）に設けた場合の結果を示し、破線は図
５の二点鎖線で示すように、調整部材２２を弁体１７の
上流側の側面において軸１８よりもノズル側の位置（以
下、「第２の位置」という）に設けた場合の結果を比較
例として示している。

【００４４】同図に示すように、第２の位置に調整部材
２２を設けた比較例では、騒音レベルの減少は観察され
ず、逆に高さＨ１の増加に伴い騒音レベルが増加してい
ることがわかる。これは、調整部材２２によってスロッ
トル弁１９のノズル側開口を通過する吸入空気の量が制
限される分だけ、オリフィス側開口を通過する吸入空気
の量が増加したため騒音レベルが増加したと考えられ
る。即ち、スロットル弁１９のオリフィス側開口を通過
する吸入空気の量が増加することにより、同弁１９の下
流側において発生する乱流の渦強度が増加する。その結
果、スロットルボディ１５内における圧力変動が増大す
るため、騒音が増加したと考えられる。

【００４５】一方、本実施形態と同様に、調整部材２２
を第１の位置に設けた場合には、調整部材２２の高さＨ
１がいずれの場合であっても、騒音の騒音レベルは減少
していることがわかる。特に、高さＨ１が弁体１７の半
径Ｒの１／３と等しくなった場合には、騒音レベルの低
減量は約２．５ｄＢとなって最大となる。

【００４６】ここで、高さＨ１と騒音レベルの低減量と
の間には、次のような関係（ａ），（ｂ）がある。 （ａ）調整部材２２の高さＨ１を「Ｒ／３」にまで増加
させた場合、騒音レベルの低減量はその高さＨ１の増加
に伴って２．５ｄＢにまで増加する。

【００４７】これは前述したように、調整部材２２の高
さＨ１が増加することにより、オリフィス側開口を通過
する吸入空気の量が減少するためである。 （ｂ）調整部材２２の高さＨ１を「Ｒ／３」から更に
「Ｒ」に等しくなるまで増加させても、騒音レベルの低
減量は増加せず、逆に同量は１．０ｄＢ程度となる。

【００４８】一方、図５に一点鎖線で示すように、調整
部材２２の高さＨ１を本実施形態に係る構成よりも更に
増加させた場合、スロットル弁１９の開度をある程度増
加させても、同弁１９のオリフィス側から下流側に流れ
る吸入空気の量は調整部材２２により制限されるように
なるため殆ど増加しない。従って、スロットル弁１９の
上流側から下流側に流れる吸入空気の大部分が、スロッ
トル弁１９のノズル側開口を通過することになる。この
ため、スロットル弁１９の下流側であってオリフィス側
の部分における乱流の発生は抑制されるものの、ノズル
側の部分には吸入空気量の増加に伴って強い乱流が発生
することになる。その結果、この乱流に伴う圧力変動に
よって騒音レベルが増加すると考えられる。

【００４９】以上の結果から、調整部材２２の高さＨ１
を弁体１７の半径Ｒの１／３〜１／２の範囲に設定する
ことが、騒音を低減させる点で最適であることがわか
る。本実施形態によれば、前述したように調整部材２２
の高さＨ１を弁体１７の半径Ｒの１／３と等しく設定す
ることにより、スロットル弁１９の下流側における乱流
の発生を抑制することができる。その結果、乱流の発生
に伴う騒音を効果的に低減させることができる。

【００５０】［第３の実施形態］次に、この発明を具体
化した第３の実施形態について、上記第１の実施形態と
の相違点を中心に図８〜図１１を参照して説明する。

【００５１】本実施形態では、第１の実施形態と同様
に、スロットルボディ１５内に拡径部２１が形成されて
いる。また、図８に示すように、弁体１７の下流側の側
面において軸１８よりもオリフィス側に位置する部分に
は、側面が扇形形状をなす８枚の整流板２５が設けられ
ている。整流板２５の高さＨ２（弁体１７の表面に直交
する方向における整流板２５の長さ）は、弁体１７の半
径Ｒの１／３と等しくなるように設定されている。各整
流板２５は軸１８の軸線方向に均等間隔を隔てて平行に
配置され、各々同軸１８の軸線に対して直交するように
弁体１７に取り付けられている。

【００５２】各整流板２５は軸１８の軸線方向における
取付位置に応じた異なる長さを有して、弁体１７のオリ
フィス側周縁部から軸１８にまで延びている。弁体１７
の略中央部分に取り付けられた２つの整流板２５の長さ
Ｌ２（軸１８と直交する方向における整流板２５の長
さ）は、弁体１７の半径Ｒの９０％に相当する長さに設
定されている。

【００５３】各整流板２５の間には、軸１８に垂直な方
向に延びる７つの溝２６が形成されている。従って、各
溝２６の延びる方向はスロットル弁１９の開度によって
変化し、同弁１９が全閉状態にある場合は吸入空気の流
通方向と直交し、同弁１９が全開状態にある場合は前記
流通方向に一致する。また、図８に示すように、各溝２
６は、いずれも弁体１７の中心から距離（２Ｒ／３）の
範囲内にそれぞれ配置されている。本実施形態におい
て、各整流板２５の厚さＴ１及び溝の幅Ｂ１（軸１８の
軸線方向における整流板２５及び溝２６の長さ）はそれ
ぞれ「２ｍｍ」、「４ｍｍ」に設定されている。

【００５４】以上の構成を備えた本実施形態によれば、
スロットル弁１９が全閉状態から急激に開弁する際に同
弁１９のオリフィス側開口を通過して下流側に流れる吸
入空気の流通方向は各整流板２５によって規制される。
即ち、吸入空気が軸１８の軸線方向に流れないように規
制される。このため、吸入空気は各溝２６内を通過して
スロットル弁１９のオリフィス側からノズル側に流れ
る。

【００５５】このように、本実施形態によれば、オリフ
ィス側開口を通じてスロットル弁１９の下流側に流れた
吸入空気の流通方向を規制することによって、同弁１９
の下流側領域において乱流が発生することを抑制するこ
とができる。その結果、乱流の発生に伴う騒音を低減さ
せることができる。

【００５６】図９は、溝２６の数を変化させた場合にお
ける騒音レベルの低減量の変化を示す実験結果である。
この実験では、溝２６の幅Ｂ１、及び整流板２５の厚さ
Ｔ１をそれぞれ一定値（Ｂ１＝「２ｍｍ」，Ｔ１＝「４
ｍｍ」）としている。そして、整流板２５を弁体１７の
略中央部分に２つだけ取り付けた状態から、それらの両
側にそれぞれ取り付ける整流板２５の数を順に増加させ
ることにより、溝２６の数を「０、１、３、・・・９」
と変化させている。また、溝２６の数が「０」の場合、
即ち、整流板２５を設けない場合において、騒音レベル
が約３ｄＢ減少しているのは、スロットルボディ１５に
設けられた拡径部２１による騒音低減作用によるもので
ある。

【００５７】この実験結果より、溝２６の数を増加させ
た場合、騒音レベルの低減量は徐々に増加することがわ
かる。これは、溝２６の数を増加させることにより、ス
ロットル弁１９の下流側における吸入空気の流通方向が
確実に規制されるようになるためである。また、溝２６
の数を７つから更に増加させても、騒音レベルは殆ど減
少しないことがわかる。即ち、弁体１７の中央寄りの位
置に溝２６を設けた場合には騒音を低減させることがで
きるが、弁体１７の周縁側（図８において弁体１７の左
右側）に設けた場合には騒音レベルの低減量は小さいこ
とがわかる。これは、スロットル弁１９のオリフィス側
開口において、弁体１７の中央寄りの部分を通過する吸
入空気の量が多いのに対し、周縁側の部分を通過する吸
入空気の量が少ないためである。

【００５８】この点、本実施形態では、複数の溝２６を
弁体１７の中心から距離（２Ｒ／３）の範囲内にある部
分全体にわたって設けるるようにしたため、スロットル
弁１９の下流側における吸入空気の流通方向を確実に規
制することができ、乱流の発生に伴う騒音を効果的に低
減させることができる。

【００５９】図１０は、各整流板２５における最大の長
さＬ２（弁体１７の略中央部分に取り付けられた２つの
整流板２５の長さ）を図１１に示すように「０．２５
Ｒ」の状態から同図の二点鎖線で示すように「２Ｒ」に
まで変更するとともに、その他の整流板２５の長さもそ
の取付位置に応じて変更した場合における、長さＬ２と
騒音レベルの低減量との関係を示す実験結果である。こ
の実験において、各整流板２５の数、厚さＴ１、及び各
溝２６の幅Ｂ１は本実施形態と同様の値に設定されてい
る。また、整流板２５の長さＬ２が「０」の場合、即
ち、整流板２５を設けない場合において、騒音レベルが
約３ｄＢ減少しているのは、スロットルボディ１５内に
設けられた拡径部２１による騒音低減作用によるもので
ある。

【００６０】この実験結果から、整流板２５の長さＬ２
を（Ｌ２＝０．７５Ｒ）にまで増加させた場合、その増
加に伴って騒音レベルの低減量は約７ｄＢにまで徐々に
増加することがわかる。これは、整流板２５の長さＬ２
が増加するにつれて、吸入空気の流通方向が確実に規制
されて乱流の発生が抑制されるようになるためである。

【００６１】また、騒音レベルの低減量は、整流板２５
の長さＬ２が（Ｌ２＝０．７５Ｒ）となった状態から更
に増加させても殆ど増加しないことがわかる。これは、
溝２６による吸入空気の流通方向を規制する機能が、主
としてスロットル弁１９の下流側においてオリフィス側
の領域にある吸入空気に対して作用するためである。

【００６２】本実施形態によれば、整流板２５の長さＬ
２を（Ｌ２＝０．９Ｒ）と設定することにより、前述し
たように吸入空気の流通方向を確実に規制してスロット
ル弁１９の下流側における乱流の発生を確実に抑制する
ことができる。その結果、乱流の発生に伴う騒音を効果
的に低減させることができる。

【００６３】更に、本実施形態の各整流板２５は軸１８
の軸線方向に対して直交する方向に形成されているた
め、各整流板２５による流路断面積の減少量が極めて小
さい。従って、整流板２５を複数設けることによる吸入
空気抵抗の増加を小さく抑えることができる。このた
め、吸入空気抵抗の増加に伴うエンジン出力の低下を抑
制することができる。また、スロットル弁が全開状態に
なった場合、整流板２５の延びる方向が吸入空気の流通
方向と一致するようになるため、その流れを乱し難い。

【００６４】加えて、本実施形態によれば、各整流板２
５がそれぞれ平行に配置されており、溝２６を流通する
吸入空気の流線が一致する。このため、溝２６を通過し
た吸入空気が合流する際における乱流の発生を抑制する
ことができる。

【００６５】図１２は、溝２６の形状を変化させた場合
における騒音レベルの低減量の変化を示す実験結果であ
る。図１３に示すように、この実験においては、第２の
実施形態の調整部材２２と同様に、弁体１７の側面に扇
状部材２７が取り付けられるとともに、その部材２７に
複数（７つ）の溝２８が形成されている。この各溝２８
の幅は本実施形態における溝２６の幅Ｂ１と等しく設定
されてる。調整部材２７において各溝２６の両側の部分
は、本実施形態の整流板２５に相当する仕切板２９とな
っている。この仕切板２９の数及び厚さは、本実施形態
における整流板２５の数及び厚さＴ１と等しく設定され
ている。

【００６６】図１４に示すように、各溝２８は、その底
面がスロットル弁１９が全閉状態にある場合に、スロッ
トルボディ１５の内周壁に対して角度θをもって傾斜す
るように形成されている。この実験では、この傾斜角度
θを６０°、７５°、及び本実施形態と同様に９０°に
それぞれ変化させ、その変化に伴う騒音レベルの低減量
の変化を測定している。

【００６７】この実験結果より、溝２８の傾斜角度θが
大きいほど騒音レベルの低減量は大きくなることがわか
る。これは、傾斜角度θが大きくなることにより、溝２
８によって流通方向が規制される吸入空気の量が増大し
て、乱流の発生が確実に抑制されるようになるためであ
る。

【００６８】この点、本実施形態では、溝２６の傾斜角
度θが上記実験における９０°に相当するため、前述し
たように確実に乱流の発生を抑制することができ、騒音
を効果的に低減させることができる。

【００６９】［第４の実施形態］次に、この発明を具体
化した第４の実施形態について、図１５を参照して、上
記第３の実施形態との相違点を中心にして説明する。

【００７０】第３の実施形態における整流板２５は全体
が扇形状をなしていたが、本実施形態における整流板２
５はこの形状とは異なり、図１５に示すように、全体が
略四角形状をなしている。弁体１７の側面からの整流板
２５の高さＨ３は、第３の実施形態と同様に弁体１７の
半径Ｒの１／３と等しく設定されている（Ｈ３＝Ｒ／
３）。本実施形態において、整流板２５の数は第３の実
施形態と同様に８枚であるが、同板の厚さＴ２は「１ｍ
ｍ」に、溝２６の幅Ｂ２は「３ｍｍ」にそれぞれ設定さ
れている。また、スロットルボディ１５内には第１の実
施形態と同様に拡径部２１が形成されている。

【００７１】本実施形態によれば、整流板２５の形状を
略四角形状に変更したことにより、後述する表１の水準
１及び水準２に示すように、第３の実施形態（水準１）
と比較して騒音を更に０．８ｄＢ低減させることができ
る。即ち、本実施形態によれば、整流板２５の形状を扇
形状から略四角形状に変更することにより、同板２５の
側面積が増加する。これにより、各溝２６によって流通
方向が規制される吸入空気の量が増加する結果、騒音を
より大きく低減させることができる。

【００７２】以下に示す表１は、整流板２５の数及び厚
さＴ２と溝２６の幅Ｂ２とをそれぞれ変更した各水準に
おける騒音レベルの低減量を示す実験結果である。

【００７３】

【表１】 表１において、開口率Ｋは以下の式（１）により定義さ
れる。 Ｋ＝（Ｓa −Ｓb ）／Ｓa ×１００ （１） Ｓa ：軸１８の位置におけるスロットルボディ１５内の
通路断面積 Ｓb ：スロットル弁１９が全開状態となった場合におい
て、各整流板２５により吸入空気の流れが妨げられる総
面積 表１に示すように、水準２〜５の場合、即ち、整流板２
５が７つ形成され、且つ、同板２５の厚さＴ２及び溝２
６の幅Ｂ２がそれぞれ（１ｍｍ≦Ｔ≦４ｍｍ）、（２ｍ
ｍ≦Ｂ≦４ｍｍ）の条件を満たし、その比（Ｂ２／Ｔ
２）が０．５〜３の範囲にある場合、騒音レベルの低減
量は略同様の値となり、７．２〜７．５ｄＢの騒音低減
効果があることがわかる。これに対して、上記以外の水
準６にあっては、騒音レベルの低減量は６．１ｄＢとな
って小さくなることがわかる。このように、騒音低減効
果は整流板２５の厚さＴ２及び溝２６の幅Ｂ２により異
なるものとなる。即ち、本実施形態による騒音低減効果
は、単に、整流板２５により吸入空気の流路を狭め、そ
の流速を増加させることにより吸入空気の渦化が抑制さ
れることによって生じているのではなく、整流板２５に
よって吸入空気の流通方向が制御され吸入空気の渦化が
抑制されるため生じるものであることがわかる。

【００７４】また、本実施形態では、整流板２５の形状
変更に加え、その厚さＴ２、及び溝２６の幅Ｂ２を第３
の実施形態と異なり、それぞれ「１ｍｍ」、「３ｍｍ」
に設定している。これにより、第３の実施形態において
８８％であった開口率Ｋを９７％にまで増加させること
ができる。その結果、本実施形態によれば、吸入空気抵
抗を減少させることができ、吸入空気抵抗の増加に伴う
エンジン出力の低下を抑制することができる。

【００７５】［第５の実施形態］次に、この発明を具体
化した第５の実施形態について、図１６〜図１８を参照
して、上記第４の実施形態との相違点を中心にして説明
する。

【００７６】図１６及び図１７に示すように、本実施形
態における弁体１７には第３の実施形態と同様の整流板
（以下、「オリフィス側整流板」という）２５が設けら
れるとともに、スロットル弁１９の上流側の側面におい
て軸１８よりもノズル側に位置する部分にも８枚の整流
板（以下、「ノズル側整流板」という）３０が設けられ
ている。図１７に示すように、各ノズル側整流板３０の
間には、オリフィス側整流板２５と同様に溝３１が形成
されている。これら各整流板２５，３０は、軸１８の軸
心に対して対照的な位置にそれぞれ設けられている。ま
た、スロットルボディ１５には第１の実施形態と同様に
拡径部２１が形成されている。

【００７７】本実施形態において、オリフィス側整流板
２５の厚さＴ３は「１ｍｍ」に、各溝２６の幅Ｂ３は
「４ｍｍ」にそれぞれ設定されている。これに対して、
ノズル側整流板３０の厚さＴ４及び各溝３１の幅Ｂ４は
いずれも「３ｍｍ」に設定されている。

【００７８】弁体１７と、各整流板２５，３０とはアル
ミ合金を押出成形することにより一体形成されている。
また、本実施形態における軸１８は、２つの棒状をなす
板材１８ａ，１８ｂにより構成されている。これら各板
材１８ａ，１８ｂは、図１７に示すように、弁体１７を
挟むようにしてビス３５により固定されている。

【００７９】本実施形態によれば、オリフィス側整流板
２５に加えてノズル側整流板３０を設けるようにしてい
る。このようにノズル側整流板３０を設けることによ
り、スロットル弁１９のノズル側開口を通じて下流側に
流れる吸入空気の流れを整流し、吸入空気の流速を増加
させることができる。これにより、オリフィス側開口を
通じてスロットル弁１９の下流側に流れた吸入空気が、
流速の増加した吸入空気の流れに引き込まれ合流して流
れるようになるため、乱流が形成され難くなる。従っ
て、本実施形態によれば、前述したオリフィス側整流板
２５による乱流抑制作用に加えて、オリフィス側開口を
通過した吸入空気が乱流になることを確実に抑えること
ができる。その結果、乱流の発生に伴う騒音を効果的に
低減させることができる。

【００８０】以下に示す表２は、各整流板２５，３０の
有無及びその厚さＴ３，Ｔ４と溝２６，３１の幅Ｂ３，
Ｂ４とをそれぞれ変更した各水準１〜５における騒音レ
ベルの低減量を示す実験結果である。尚、水準１におい
ては、騒音レベルは減少せず、２．８ｄＢ増加した。

【００８１】

【表２】 同表に示すように、オリフィス側整流板２５及びノズル
側整流板３０の双方を取り付けた場合（水準３及び水準
５）には、オリフィス側整流板２５のみを弁体１７に取
り付けた場合（水準２及び水準４）と比較して騒音レベ
ルがより大きく減少することがわかる。特に、水準５で
は、水準３と比較して騒音レベルが更に大きく減少する
ことがわかる。本実施形態によれば、この実験結果に基
づいて各整流板２５，３０の厚さＴ３，Ｔ４、及び溝２
６，３１の幅Ｂ３，Ｂ４を水準５と一致するように設定
しているため、騒音を大きく低減させることができる。

【００８２】本実施形態と同様に、スロットル弁１９の
下流側における乱流を抑制して騒音を低減する技術とし
て、同弁１９の下流側に騒音低減用のネットを設けるこ
と技術が知られている。これは、例えば、スロットルボ
ディ１５とインテークマニホルド１２との接合部分の間
にネットを挟み込み、このネットによりスロットルボデ
ィ１５からインテークマニホルド１２側に流れる吸入空
気を整流して乱流の発生を抑制するものである。

【００８３】図１８はこのネットを採用した構成（以
下、比較例という）における騒音レベルの低減量と開口
率Ｋとの関係を示している。ここで、比較例における開
口率Ｋは以下の式（２）により定義される。

【００８４】 Ｋ＝（Ｓa −Ｓc ）／Ｓa ×１００ （２） Ｓa ：軸１８の位置におけるスロットルボディ１５内の
通路断面積 Ｓc ：ネットによって吸入空気の流れが妨げられる総面
積 また、図１８では前述した実験結果の各水準３〜５にお
ける騒音レベルの低減量と開口率Ｋとの関係をプロット
点により、また、開口率Ｋの変化に伴う圧力損失の変化
を一点鎖線により示している。同図に示すように、比較
例においては、開口率Ｋが小さいほど騒音レベルが減少
することがわかる。従って、比較例において所定の騒音
低減効果を得るためには、開口率Ｋの小さいネットを採
用する必要がある。

【００８５】しかしながら、このように開口率Ｋの小さ
いネットを採用した場合、一点鎖線で示すように開口率
Ｋの減少に伴ってネットによる圧力損失が増加してしま
うため、吸入空気抵抗の増加に伴うエンジン１１の低下
が懸念されるため好ましくない。このため、開口率Ｋは
上記のようなエンジン出力の低下が問題とならない大き
さ、例えば、８５％以上に設定しなければならない。従
って、比較例にあっては、約４ｄＢ以上の騒音低減効果
を奏することは困難である。

【００８６】これに対して、上記実験における各水準３
〜５においては、いずれの水準でも８５％以上の開口率
Ｋを確保でき、問題となるような吸入空気抵抗の増加を
招くことなく比較例よりも大きな騒音低減効果を奏する
ことができる。特に、本実施形態と同等の構成に相当す
る水準５にあっては、極めて大きな騒音低減効果（１
０．２ｄＢ）を奏することができる。

【００８７】更に、本実施形態においては、弁体１７
と、オリフィス側及びノズル側整流板２５，３０とをア
ルミ合金を押出成形することにより一体形成するように
している。従って、ネットを用いたり、或いはスロット
ルボディ１５近傍を防音カバーにより覆うといった騒音
低減対策を採用した構成と比較して、ネット或いはカバ
ーが必要となることがないため、製造コストを低く抑え
ることができる。

【００８８】また、比較例のようにネットを用いた場
合、冷間始動時においてネットに氷が付着する現象（ア
イシング）が発生しやすい。このため、ネットの隙間が
氷により閉塞され、吸入空気抵抗が大きく増加してしま
うことが懸念される。しかしながら、本実施形態によれ
ば、このようなアイシングによる吸入空気抵抗の増加を
招くこともない。

【００８９】［第６の実施形態］次に、この発明を具体
化した第６の実施形態について、図１９〜図２１を参照
して、上記第３の実施形態との相違点を中心にして説明
する。上記各実施形態では、スロットル弁１９の弁体１
７に調整部材２２或いは整流板２５，３０を設けること
により騒音の低減を図るようにしている。これに対し
て、本実施形態では、第３の実施形態における構成に加
えて、更に別の騒音低減対策を併せて実施するようにし
ている。

【００９０】図１９及び図２０に示すように、インテー
クマニホルド１２においてスロットルボディ１５との接
続部分近傍の内周壁には、複数（３０個）の板状をなす
整流部材がインテークマニホルド１２内における吸入空
気の流通方向に沿って設けられている。図２０に示すよ
うに、各整流部材３３はそれぞれが所定間隔を隔てて配
置されるとともに、インテークマニホルド１２の中心に
向けて放射状に設けられている。整流部材３３の高さＨ
４、幅Ｂ５、長さＬ３（吸入空気の流通方向における長
さ）は、後述する実験結果に基づいて、それぞれ「３ｍ
ｍ」、「３ｍｍ」、「１５ｍｍ」にそれぞれ設定されて
いる。

【００９１】各整流部材３３は、インテークマニホルド
１２と一体形成されている。また、各整流部材３３の間
にはスロットル弁１９を介して下流側に流れた吸入空気
が通過可能な溝３４がそれぞれ形成されている。この溝
３４の幅Ｂ５は後述する実験結果に基づいて「２．７ｍ
ｍ」に設定されている。尚、本実施形態において、スロ
ットルボディ１５内に拡径部２１は設けられていない。

【００９２】図２１は、整流部材３３の数を０〜３０個
にまで変化させた場合における騒音レベルの低減量の変
化を示す実験結果である。また、同図において、括弧内
に示す数字は、各溝３４の幅Ｂ５（ｍｍ）を表してい
る。尚、この実験では整流板２５は弁体１７に設けられ
ていない。

【００９３】この実験結果より、整流部材３３を設ける
インテークマニホルド１２に「１２個」以上設け、且
つ、溝３４の幅Ｂ５を「１２ｍｍ」以下に設定すること
により騒音が低減することがわかる。これは、インテー
クマニホルド１２に吸入空気が流入する際に各整流部材
３３により吸入空気が整流されることによって、インテ
ークマニホルド１２内における乱流の発生が抑えられる
ためである。また、この実験結果より、整流部材３３の
数を「３０個」、各溝３４の幅を「２．７ｍｍ」に設定
することにより騒音低減量が最大（約４ｄＢ）となるた
め、このような構成が騒音低減の観点においては好適で
あることがわかる。

【００９４】本実施形態では、整流部材３３に加えて弁
体１７に整流板２５が設けられていることから、上記実
験結果よりも更に大きな騒音低減効果が確認されてい
る。これは、整流板２５と、インテークマニホルド１２
に設けられた整流部材３３との相乗作用によるものであ
ると容易に推定される。特に、本実施形態に係る構成で
は、整流部材３３の数及び各溝３４の幅Ｂ５を上記実験
結果に基づく最適値に設定したため、騒音をより大きく
低減させることができる。

【００９５】本実施形態における整流部材３３は、イン
テークマニホルド１２とともに一体成形することができ
る。このため、本実施形態によれば、前述したネットを
用いた騒音低減対策と異なり製造コストの大幅な増加を
招くことなく騒音を更に低減することができる。

【００９６】以上、各実施形態について説明したが、こ
の発明は以下に示す別の実施形態として具体化すること
もできる。この別の実施形態においても上記各実施形態
と略同様の作用効果を奏することができる。

【００９７】（１）上記第１の実施形態では、拡径部２
１をスロットルボディ１５の内周壁全周にわたって形成
するようにした。これに対して、スロットルボディ１５
内において軸１８よりもオリフィス側の部分にのみ拡径
部２１を形成するようにしてもよい。

【００９８】（２）上記第１の実施形態では、スロット
ルボディ１５において段差３２が形成された位置より下
流側の部分を全て拡径するようにしたが、図２２に示す
ように、乱流の発生が予想される領域を囲むようにして
拡径部２１を部分的に形成するようにしてもよい。

【００９９】（３）上記第１の実施形態では、段差３２
が形成される位置と軸１８との間の距離Ｌ１を弁体１７
の半径Ｒの１／２と等しくなるように設定した。これに
対して、この距離Ｌ１を半径Ｒの２倍以下の範囲内で適
宜変更するようにしてもよい。

【０１００】（４）上記第１の実施形態では、段差３２
の長さＳを半径Ｒの９／１００と等しくなるようにし
た。段差３２の長さＳを半径Ｒの９／１００以上に設定
することにより、騒音をより効果的に低減できるが、例
えば、この長さＳは（０＜Ｓ＜９Ｒ／１００）の条件を
満たす範囲内で適宜変更してもよく、このような構成で
あっても騒音を低減させることができる。

【０１０１】（５）上記第２の実施形態では、調整部材
２２を、軸１８を中心として円弧状に延びる曲面２３を
有し、軸１８に垂直な断面が扇形状を呈するものとし
た。これに対して、調整部材２２は上記のような形状以
外にも、スロットル弁１９のオリフィス側開口から同弁
１９の下流側に流れる吸入空気の量を制限できる形状で
あればよく、例えば、三角形状等とすることもできる。
また、調整部材２２は、弁体１７の下流側の側面であっ
て軸１８よりもオリフィス側の部分全体に配置されるも
のでなくても、例えば、周縁部分にのみ配置されるもの
であってもよい。

【０１０２】（６）上記第３の実施形態では、扇形状を
なす８つの整流板２５を軸１８の延びる方向に均等間隔
を隔てて弁体１７に取り付けるようにした。これに対し
て、整流板２５は上記構成に限定されることなく、その
形状及び数を適宜変更することができる。また、各整流
板２５は必ずしも均等間隔を隔てて弁体１７に取り付け
られる必要はなく、例えば、弁体１７の中央部分におけ
る各整流板２５の間隔、即ち、溝２６の幅を狭めるよう
にし、逆に弁体１７の周縁部分における溝２６の幅を拡
げるようにしてもよい。また、前述した溝２６の傾斜角
度θも（０＜θ≦９０）の条件を満たす範囲内で適宜変
更することができる。

【０１０３】（７）上記第３の実施形態では、整流板２
５の高さＨ２を弁体１７の半径Ｒの１／３と等しくなる
ように設定した。これに対して、整流板２５の高さＨ２
を（Ｒ／４≦Ｈ２≦Ｒ）の条件を満たす範囲内で適宜変
更するようにしてもよい。

【０１０４】（８）上記第５の実施形態では、オリフィ
ス側及びノズル側整流板２５，３０をアルミ合金を押出
成形することにより弁体１７と一体形成するようにし
た。これに対して、図２３および図２４に示すような構
成を採用することもできる。即ち、オリフィス側及びノ
ズル側整流板２５，３０がそれぞれ設けられていた弁体
１７の各側面に、同弁体１７とは別部材からなる整流部
材４０，４１をそれぞれ抵抗溶接により固定する。各整
流部材４０，４１は板状の部材をプレス加工することに
より、整流板２５に相当する複数の折曲部４２，４３と
各折曲部４２，４３の間に形成される溝４４，４５とを
有する形状に成形されている。このような構成によって
も、第５の実施形態と同様に製造コストの大幅な増加を
招くことなく、騒音の低減を図ることができる。

【０１０５】（８）上記第３〜５の実施形態において
は、いずれもスロットルボディ１５内に拡径部２１を設
けるようにした。これに対して、この拡径部２１を省略
する構成とすることもできる。

【０１０６】（９）上記各実施形態ではいずれも、スロ
ットル弁１９をワイヤ等によりアクセルペダルに駆動連
結し、同ペダルの踏込量に応じて同弁１９の開度を変更
する構成とした。これに対して、スロットル弁１９をコ
ンピュータによって制御された電動モータ等のアクチュ
エータによって駆動するようにしてもよい。

【０１０７】（１０）上記第２の実施形態の構成におい
て、スロットルボディ１５内に第１の実施形態の拡径部
２１を更に設けるようにしてもよい。 （１１）上記第６の実施形態において、スロットル弁１
９に設けられた整流板２５を省略し、整流部材３３のみ
により騒音を低減させることも可能である。

【０１０８】（１２）上記各実施形態では、インテーク
マニホルド１２を樹脂材料により形成するようにした。
前述したように、本発明は、吸気通路の一部として樹脂
製インテークマニホルドを採用した場合の騒音低減対策
として極めて有効であるが、同マニホルド１２がアルミ
ニウム等の金属材料により形成されている場合でも、同
様の作用効果を奏することができる。

【０１０９】上記各実施形態から把握できる技術的思想
についてその効果とともに記載する。 （イ）請求項４に記載した内燃機関の吸入空気量調節機
構において、前記整流板は前記軸に対して直交するよう
に前記スロットル弁に設けられるものであることを特徴
とする。

【０１１０】このような構成によれば、各整流板による
吸気管の流路断面積の減少量が極めて小さい。その結
果、整流板をスロットル弁に設けることに起因した吸気
抵抗の増加を抑えることができる。

【０１１１】（ロ）請求項４に記載した内燃機関の吸入
空気量調節機構において、前記各整流板はそれぞれ平行
になるように前記スロットル弁に設けられるものである
ことを特徴とする。

【０１１２】このような構成によれば、各整流板の間を
通過して流通する空気の流線が一致する。このため、各
整流板を通過した空気が合流する際における乱流の発生
を抑えることができる。

【０１１３】

【発明の効果】請求項１に記載の第１の発明では、吸気
管の、スロットル弁の下流側で、且つスロットル弁の可
動領域を囲む位置であって少なくとも軸よりも同弁のオ
リフィス側の位置に流路拡大部を形成している。

【０１１４】吸気管内において同弁の上流側と下流側と
の圧力差が大きい状態から同弁を急激に開弁させた場
合、スロットル弁のオリフィス側開口を通過した空気の
流れは同弁の下流側において強い乱流となる。この場合
でも、本発明によれば、乱流が発生する領域に該当する
吸気管の流路断面積が流路拡大部により拡大されている
ため、発生した乱流が分散される。その結果、乱流の発
生に伴う吸気管内の圧力変動が緩和され、乱流の発生に
伴う圧力変動に起因した騒音を低減することができる。

【０１１５】請求項２に記載した発明では、スロットル
弁の下流側における側面の少なくとも軸よりもオリフィ
ス側に位置する部分に、同弁のオリフィス側開口から流
通する空気の量を制限するための空気量制限部材を設け
ている。

【０１１６】従って、スロットル弁の上流側と下流側と
の圧力差が大きい状態からスロットル弁を急激に開弁し
た場合に、同弁のオリフィス側開口を通過する空気の量
が空気量制限部材により制限される。その結果、本発明
よれば、オリフィス側開口を通過した空気によって形成
される乱流の強さを減少させることができ、乱流の発生
に伴う騒音を低減することができる。

【０１１７】請求項３に記載した発明では、請求項２に
記載した発明における空気量制限部材が、スロットル弁
のオリフィス側の周縁部から軸を中心として略円弧状に
延びる曲面を有している。

【０１１８】従って、軸を中心としてスロットル弁を回
転させた場合に、同弁のオリフィス側開口の開口面積が
略一定に保たれる。その結果、本発明によれば、スロッ
トル弁の開度が変化しても同弁のオリフィス側開口を通
過する空気の量を略一定量に制限することにより、乱流
の発生を確実に抑制して騒音を効果的に低減することが
できる。

【０１１９】請求項４に記載した発明では、スロットル
弁の下流側における側面の少なくとも軸よりもオリフィ
ス側に位置する部分に、同弁のオリフィス側開口から流
通する空気を整流する整流板を設けるようにしている。

【０１２０】従って、スロットル弁のオリフィス側開口
を通過した空気は、各整流板によって整流されるように
なり、その流通方向が規制される。その結果、本発明に
よれば、オリフィス側開口を通過した空気が乱流になる
ことが抑制され、乱流の発生に伴う騒音を低減すること
ができる。

【０１２１】請求項５に記載した発明では、請求項４に
記載した整流板が軸の軸線方向に所定間隔を隔てて配設
されている。従って、スロットル弁のオリフィス側開口
を通過した空気は各整流板によって挟まれた流路を通過
するようになりため、その流通方向が確実に規制され
る。その結果、前記乱流の発生を更に抑制することによ
り騒音を低減することができる。

【０１２２】請求項６に記載した発明では、請求項４に
記載した整流板がスロットル弁のオリフィス側周縁部か
ら少なくとも軸にまで延設されている。従って、スロッ
トル弁のオリフィス側開口を通過した空気は、その流通
方向が確実に規制され、吸気管内においてスロットル弁
のノズル側にまで流れる。その結果、乱流の発生が確実
に抑制され、乱流の発生に伴う騒音を効果的に低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スロットルボディ及びエンジン等を示す概略構
成図。

【図２】第１の実施形態におけるスロットルボディ及び
スロットル弁を示す断面図。

【図３】段差と騒音レベルとの関係を示すグラフ。

【図４】段差が形成される位置と騒音レベルとの関係を
示すグラフ。

【図５】第２の実施形態におけるスロットルボディ及び
スロットル弁を示す断面図。

【図６】スロットル弁を示す斜視図。

【図７】溝の幅と騒音レベルとの関係を示すグラフ。

【図８】第３の実施形態におけるスロットル弁を示す正
面図。

【図９】溝の数と騒音レベル低減量との関係を示すグラ
フ。

【図１０】整流板の長さと騒音レベル低減量との関係を
示すグラフ。

【図１１】スロットル弁を示す正面図。

【図１２】傾斜角度と騒音レベル低減量とを関係を示す
グラフ。

【図１３】スロットル弁を示す正面図。

【図１４】スロットル弁を示す断面図。

【図１５】第４の実施形態におけるスロットルボディ及
びスロットル弁を示す断面図。

【図１６】第５の実施形態におけるスロットルボディ及
びスロットル弁を示す断面図。

【図１７】スロットル弁を示す正面図。

【図１８】ネットの開口率と騒音レベル低減量との関係
を示すグラフ。

【図１９】第６の実施形態におけるスロットルボディ及
びスロットル弁を示す断面図。

【図２０】図１９の２０−２０断面図。

【図２１】整流部材の数と騒音レベル低減量との関係を
示すグラフ。

【図２２】別の実施形態におけるスロットルボディ及び
スロットル弁を示す断面図。

【図２３】別の実施形態におけるスロットル弁を示す正
面図。

【図２４】図２３の２４−２４断面図。

【図２５】従来の技術における「バタフライ弁」を示す
断面図。

【図２６】従来の技術における弁体を示す正面図。

【図２７】スロットル弁の開度と音圧との関係を示すグ
ラフ。

【図２８】スロットル弁の下流側に発生する乱流を示す
説明図。

【符号の説明】

１１…エンジン、１２…インテークマニホルド、１５…
スロットルボディ、１８…軸、１９…スロットル弁、２
２…調節部材、２３…曲面、２５…整流板、３２…拡径
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茂呂田 健二郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 宮地 義博 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に空気を供給するための吸気管
   と、前記吸気管の内部に軸により回転可能に支持された
   スロットル弁とを備え、前記軸を中心として前記スロッ
   トル弁を回転させ前記吸気管における流路断面積を変更
   することによって、前記吸気管を通じて前記内燃機関に
   供給される空気の量を調節するようにした内燃機関の吸
   入空気量調節機構において、 前記吸気管の、前記スロットル弁の下流側で、且つ、前
   記スロットル弁の可動領域を囲む位置であって少なくと
   も前記軸より前記スロットル弁のオリフィス側の位置に
   流路拡大部を形成したことを特徴とする内燃機関の吸入
   空気量調節機構。
2. 【請求項２】 内燃機関に空気を供給するための吸気管
   と、前記吸気管の内部に軸により回転可能に支持された
   スロットル弁とを備え、前記軸を中心として前記スロッ
   トル弁を回転させ前記吸気管における流路断面積を変更
   することによって、前記吸気管を通じて前記内燃機関に
   供給される空気の量を調節するようにした内燃機関の吸
   入空気量調節機構において、 前記スロットル弁の下流側における側面の少なくとも前
   記軸よりもオリフィス側に位置する部分に、スロットル
   弁のオリフィス側開口から流通する空気の量を制限する
   空気量制限部材を設けたことを特徴とする内燃機関の吸
   入空気量調節機構。
3. 【請求項３】 請求項２に記載した内燃機関の吸入空気
   量調節機構において、前記空気量制限部材は、前記スロ
   ットル弁のオリフィス側の周縁部から前記軸を中心とし
   て略円弧状に延びる曲面を有することを特徴とする内燃
   機関の吸入空気量調節機構。
4. 【請求項４】 内燃機関に空気を供給するための吸気管
   と、前記吸気管の内部に軸により回転可能に支持された
   スロットル弁とを備え、前記軸を中心として前記スロッ
   トル弁を回転させ前記吸気管における流路断面積を変更
   することによって、前記吸気管を通じて前記内燃機関に
   供給される空気の量を調節するようにした内燃機関の吸
   入空気量調節機構において、 前記スロットル弁の下流側における側面の少なくとも前
   記軸よりもオリフィス側に位置する部分に、スロットル
   弁のオリフィス側開口から流通する空気を整流する整流
   板を設けたことを特徴とする内燃機関の吸入空気量調節
   機構。
5. 【請求項５】 請求項４に記載した内燃機関の吸入空気
   量調節機構において、前記整流板は、前記軸の軸線方向
   に所定間隔を隔てて配設されたものであることを特徴と
   する内燃機関の吸入空気量調節機構。
6. 【請求項６】 請求項４に記載した内燃機関の吸入空気
   量調節機構において、前記整流板は、前記スロットル弁
   のオリフィス側周縁部から少なくとも前記軸にまで延設
   されたものであることを特徴とする内燃機関の吸入空気
   量調節機構。