JP4191703B2 - 多気筒エンジン用吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は，多気筒エンジンの吸気ポートに連なる複数の吸気道と，これら吸気道を開閉する複数のスロットル弁と，上流端が大気に開口する共通のバイパス上流通路と，各下流端が対応するスロットル弁より下流側の吸気道に開口する複数のバイパス下流通路と，バイパス上流通路の下流端と複数のバイパス下流通路の上流端との間を連通させると共に，その連通度合いを制御するバイパス制御弁とを備える，多気筒エンジン用吸気装置の改良に関する。

かゝる多気筒エンジン用吸気装置は，特許文献１に開示されるように，既に知られており，それにおけるバイパス制御弁は，主としてエンジンの暖機運転時，そのファーストアイドル回転数を適正に制御すべく，バイパスを通してエンジンに供給されるファーストアイドル空気量を調節するために使用される。
特開２００２−８９４１５号公報

上記特許文献１に開示される多気筒エンジン用吸気装置は，バイパス制御弁を，シリンダ状の弁室と，この弁室に摺動可能に嵌装されるピストン状の弁体とで構成し，その弁室の一端面にバイパス上流通路の下流端を開口させ，弁室の側面に複数のバイパス下流通路の上流端を，弁室の軸線を含む平面に沿って互いに対向するように開口させ，これらバイパス下流通路の上流端を弁体の摺動によって開閉することにより，バイパス上流通路及びバイパス下流通路間の連通度合いを制御するようになっている。

上記のように，弁室の側面に開口する複数のバイパス下流通路の上流端を，弁室の軸線を含む平面に沿って互いに対向配置したものでは，エンジンの運転中，その吸気負圧が複数のバイパス下流通路に交互に作用するとき，弁体が弁室の内周面に一側方と他側方とに交互に引き寄せられて横方向に振動することになり，このため弁体によるバイパス下流通路の開度制御が不安定になる虞がある。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，多気筒エンジンの吸気負圧による弁体の横方向振動を抑えて，弁体によるバイパス下流通路の開度制御を安定させ，特にエンジンの各気筒に供給するファーストアイドル空気量の均一化を可能にして，排ガス浄化に寄与し得る，前記多気筒エンジン用吸気装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，多気筒エンジンの吸気ポートに連なる複数の吸気道と，これら吸気道を開閉する複数のスロットル弁と，上流端が大気に開口する共通のバイパス上流通路と，各下流端が対応するスロットル弁より下流側の吸気道に開口する複数のバイパス下流通路と，バイパス上流通路の下流端と複数のバイパス下流通路の上流端との間を連通させると共に，その連通度合いを制御するバイパス制御弁とを備える，多気筒エンジン用吸気装置において，バイパス制御弁を，シリンダ状の弁室と，この弁室に摺動可能に嵌装されるピストン状の弁体とで構成し，その弁室の一端面にバイパス上流通路の下流端を開口させ，弁室の側面に複数のバイパス下流通路の上流端を，弁室の軸線を含む平面の一側方に片寄せして開口させ，これらバイパス下流通路の上流端を弁体の摺動によって開閉することにより，バイパス上流通路及びバイパス下流通路間の連通度合いを制御するようにし，弁体の中心部のねじ孔に螺合する出力軸を正，逆転させることにより弁体を開閉する電動アクチュエータを備え，スロットルボディの一側面に，前記弁室が形成される制御ブロックを接合し，該制御ブロックのスロットルボディとの接合面に前記バイパス上流通路及びバイパス下流通路を開口させ，弁体の回転を阻止する回り止め手段を，弁室の軸線を含んで複数のバイパス下流通路の弁室への開口部中央を通り且つ前記制御ブロックのスロットルボディとの接合面に直交する第２の平面上に配置したことを第１の特徴とする。

尚，前記回り止め手段は，後述する本発明の実施例中のキー溝２７及びキー２８に対応する。

また本発明は，第１の特徴に加えて，弁体の回転を阻止する回り止め手段を，弁室の軸線を含んで複数のバイパス下流通路の弁室への開口部中央を通る第２の平面上に配置したことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，バイパス制御弁の弁体がバイパス下流通路の弁室への開度を調整しているファーストアイドリング時には，エンジンの吸気負圧が複数のバイパス下流通路を通して弁体の側面に交互に作用しても，弁体は，上記負圧により，互いに近接した複数のバイパス下流通路の弁室への開口部の中間部に引き寄せられることになって振動が抑制され，その結果，上記開口部側の弁室内側面と弁体との間隙の変化が殆どなくなり，弁体によるバイパス下流通路の開度制御の精度を高め，エンジンの各気筒に供給するファーストアイドル空気量の均一化を図り，ファーストアイドル回転数の安定化と共に，排ガス中の有害成分低減を図ることができる。また，弁体の回転を阻止する回り止め手段を，弁室の軸線を含んで複数のバイパス下流通路の弁室への開口部中央を通り且つ制御ブロックのスロットルボディとの接合面に直交する第２の平面上に配置したので，弁体が，エンジンの吸気負圧により互いに近接した複数のバイパス下流通路の弁室への開口部の中間部に引き寄せられることになっても，回り止め手段に無理な側圧は作用せず，したがって回り止め手段が弁体の摺動を妨げることもないから，弁体のスムーズな作動を確保することができる。更に，スロットルボディの一側面に，弁室が形成される制御ブロックを接合し，該制御ブロックのスロットルボディとの接合面にバイパス上流通路及びバイパス下流通路を開口させたので，スロットルボディと，バイパス制御弁を取り付ける制御ブロックとは，接合，分離可能に別体に構成されることで，複数のバイパスも分割構成されることになり，これらバイパスの形成が容易となる。しかも制御ブロック及びバイパス制御弁の組立体を，スロットルボディとは別個に組み立てることが可能であるから，組立性も良好となり，また制御ブロックはスロットルボディーから分離することも可能であるから，バイパス制御弁等のメンテナンス性も良好である。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明に係る多気筒エンジン用吸気装置の正面図，図２は図１の２矢視平面図，図３は図１の３部拡大図，図４は図３の４−４線断面図，図５は図３の５−５線断面図，図６は図４の６−６線断面図，図７は図４の７−７線断面図，図８は図６の８−８線断面図，図９は同吸気装置の空気通路系統図である。

図１，図２及び図９において，符号Ｄは２気筒エンジン用吸気装置であって，並列に配置されるスロットルボディ１を備えており，このスロットルボディ１は，図示外のエンジンに向かう下流側を下向きにした互いに平行な一対の吸気道２₁ ，２₂ が設けられて，ダウンドラフト型に構成され，このスロットルボディ１の上端部には，各吸気道２₁ ，２₂の上流端が開口するエアクリーナ３が取り付けられる。

スロットルボディ１には，吸気道２₁ ，２₂ を横断する弁軸４が回転自在に支承され，各吸気道２₁ ，２₂ を開閉するスロットル弁５₁ ，５₂ がこの弁軸４に取り付けられる。弁軸４の一端には，それを開閉駆動するためのスロットルドラム６が取り付けられる。またスロットルボディ１には，スロットル弁５₁ ，５₂ より下流側の吸気道２₁ ，２₂ を通して，エンジンの吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁７₁ ，７₂ が装着される。

図２〜図４に示すように，スロットルボディ１には，一対の吸気道２₁ ，２₂ 間に形成されて，スロットルボディ１の，エアクリーナ３側上端面に開口する一つの空気入口チャンバ８と，この空気入口チャンバ８から延出した誘導通路９とが形成され，この誘導通路９にバイパス制御弁１０が接続される。空気入口チャンバ８及び誘導通路９によりバイパス上流通路１２ａが構成される。

バイパス制御弁１０からは一対のバイパス下流通路１２ｂ₁ ，１２ｂ₂ が延出し，これらバイパス下流通路１２ｂ₁ ，１２ｂ₂ の下流端は，スロットルボディ１の，各スロットル弁５₁ ，５₂ より下流の吸気道２₁ ，２₂ にそれぞれ開口する。

而して，図９に明示するように，上記バイパス上流通路１２ａ及びバイパス下流通路１２ｂ₁ ，１２ｂ₂ により，吸気道２₁ ，２₂ に各スロットル弁５₁ ，５₂ を迂回してそれぞれ接続されるバイパス１２₁ ，１２₂ が構成され，バイパス上流通路１２ａは，両バイパス１２₁ ，１２₂ に共通する単一通路となる。そしてバイパス制御弁１０は，この単一のバイパス上流通路１２ａに導入された２次空気をバイパス下流通路１２ｂ₁ ，１２ｂ₂を通して吸気道２₁ ，２₂ にそれぞれ分配すると共に，その分配空気量を同時に制御する機能を持つ。

さて，図３〜図９に基づいて，スロットルボディ１のバイパス１２₁ ，１２₂ 及びバイパス制御弁１０の具体的構造について説明する。

スロットルボディ１の一側面に，制御ブロック１５が複数のボルト１６により取り外し可能にガスケット１７を挟んで接合され，この制御ブロック１５に，上下方向に延びるシリンダ状の弁室１８が設けられ，前記空気入口チャンバ８の下部を弁室１８の下部に連通する誘導通路９がスロットルボディ１から制御ブロック１５にかけて設けられる。こうすることで，バイパス上流通路１２ａは，弁体２６の下方に配置される。

弁室１８の下部の周囲に一対の分配室３２₁ ，３２₂ が設けられ，弁室１８を上記分配室３２₁ ，３２₂ に連通する一対の計量孔１９₁ ，１９₂ が弁室１８の周壁に穿設される。

弁室１８には，上記計量孔１９₁ ，１９₂ の開度を，その全閉から全開に亙り調節するピストン状の弁体２６が上方から摺動可能に嵌装され，その際，弁体２６の回転を阻止すべく，弁体２６の側面にキー溝２７が設けられると共に，それに摺動自在に係合するキー２８が制御ブロック１５に取り付けられる。この弁体２６を開閉作動する電動アクチュエータ２５が，弁室１８の上端に連なって制御ブロック１５に形成される装着孔２９に装着され，ボルトで制御ブロック１５に固着される。この電動アクチュエータ２５は，下方に突出した出力軸３０を弁体２６の中心部のねじ孔３１に螺合していて，その出力軸３０を正，逆転させることにより，弁体２６を昇降（開閉）することができる。電動アクチュエータ２５の下端面と装着孔２９の底面との間には，出力軸３０の外周面に密接する板状のシール部材２３が介装される。而して，上記弁室１８及び弁体２６により前記バイパス制御弁１０が構成される。

制御ブロック１５の，スロットルボディ１との接合面１５ａ（図６参照）には，前記一対の分配室３２₁ ，３２₂ と，これら分配室３２₁ ，３２₂ の下方に，隔壁３３を挟んで並ぶ一対の第２迷路要素３５，３５とが開口するように形成される。一方，スロットルボディ１の，制御ブロック１５との接合面１ａ（図７参照）には，一対の第１迷路要素３４，３４と，これらの下方に位置する一対の通孔３６，３６とが開口するように形成される。而して，スロットルボディ１に制御ブロック１５を接合すると，第１迷路要素３４，３４が分配室３２₁ ，３２₂ を第２迷路要素３５，３５にそれぞれ連通させ，また第２迷路要素３５，３５が通孔３６，３６に連通するようになっている。上記通孔３６，３６は，複数のドリル孔を連ねて構成され，その終端は，スロットル弁５₁ ，５₂ より下流側の吸気道２₁ ，２₂ に開口している。

而して，計量孔１９₁ ，１９₂ ，分配室３２₁ ，３２₂ ，第１迷路要素３４，３４，第２迷路要素３５，３５及び通孔３６，３６により，一対のバイパス１２₁ ，１２₂ の迷路状のバイパス下流通路１２ｂ₁ ，１２ｂ₂ が構成される。

前記空気入口チャンバ８の下部と，通孔３６，３６の各中間部とは，アイドル空気通路３７₁ ，３７₂ で連通され，これらアイドル空気通路３７₁ ，３７₂ の中間部の通路面積をそれぞれ調整し得る一対のアイドル調整ねじ３８₁ ，３８₂ がスロットルボディ１に螺着される（図９参照）。

図８に明示するように，一対のバイパス下流通路１２ｂ₁ ，１２ｂ₂ の上流端であって，シリンダ状の弁室１８に開口する計量孔１９₁ ，１９₂ は，弁室１８の軸線Ｙを含む平面Ｐ１の一側方に片寄せして配置される。一方，弁体２６の回り止め用の前記キー２８は，上記軸線Ｙを含む，両計量孔１９₁ ，１９₂ 間の中央を通る第２の平面Ｐ２上に配置される。

次に，この実施例の作用について説明する。

エンジンの暖機運転時には，図示外の制御装置がエンジン温度に対応した電流をバイパス制御弁１０の電動アクチュエータ２５に供給して，電動アクチュエータ２５を作動させるので，エンジンの低温時には，弁体２６を大きく引き上げて，計量孔１９₁ ，１９₂ の開度を大きく調整する。したがって，スロットル弁５₁ ，５₂ を全閉にした状態では，バイパス１２₁ ，１２₂ を通してエンジンに供給されるファーストアイドル空気は，上記計量孔１９₁ ，１９₂ により比較的多く制御され，同時に，燃料噴射弁７₁ ，７₂ から吸気道２₁ ，２₂ の下流側に向けて電動アクチュエータ２５の作動量に応じた燃料が噴射され，エンジンは，これらファーストアイドル空気及び燃料の供給を受けて暖機運転を促進するように，適正なファーストアイドリング回転数を保つことができる。

暖機運転の進行によりエンジン温度が上昇すると，それに応じて電動アクチュエータ２５が弁体２６を下降させて，計量孔１９₁ ，１９₂ の開度を減少していくので，バイパス１２₁ ，１２₂ を通してエンジンに供給するファーストアイドル空気が減少され，エンジンのファーストアイドリング回転数が低下していく。そしてエンジン温度が所定の高温になると，電動アクチュエータ２５が弁体２６を全閉状態まで下降し，バイパス１２₁ ，１２₂ を全て遮断するので，吸気道２₁ ，２₂ のスロットル弁５₁ ，５₂ を閉じた状態では，アイドル空気通路３７₁ ，３７₂ のみを通して最少のアイドル空気がエンジンに供給されることになり，エンジンは通常のアイドル回転数に制御される。その際，アイドル空気通路３７₁ ，３７₂ を流れるアイドル空気量は，アイドル調整ねじ３８₁ ，３８₂ の進退調節により個別に調整することができる。

ところで，バイパス制御弁１０の弁体２６が計量孔１９₁ ，１９₂ の開度を調整しているファーストアイドリング時には，エンジンの吸気負圧が一対のバイパス下流通路１２ｂ，１２ｂ₂ 即ち計量孔１９₁ ，１９₂ を通して弁体２６の側面に交互に作用するので，弁体２６は，シリンダ状の弁室１８内で計量孔１９₁ ，１９₂ 側に交互に引き寄せられるが，これら計量孔１９₁ ，１９₂ が弁室１８の軸線Ｙを含む平面Ｐ１の一側方に片寄せして配置されているから，弁体２６は，上記負圧により，計量孔１９₁ ，１９₂ の中間部の弁室１８内側面に引き寄せられることになって振動が抑制され，その結果，計量孔１９₁ ，１９₂ 側の弁室１８内側面と弁体２６との間隙の変化が殆どなくなり，弁体２６による各計量孔１９₁ ，１９₂ の開度制御の精度を高め，エンジンの各気筒に供給するファーストアイドル空気量の均一化を図り，ファーストアイドル回転数の安定化と共に，排ガス中の有害成分低減を図ることができる。

一方，弁体２６の回り止め用のキー２８及びキー溝２７は，上記軸線Ｙを含んで両計量孔１９₁ ，１９₂ 間の中央を通る第２の平面Ｐ２上に配置されているので，弁体２６が，上記負圧により計量孔１９₁ ，１９₂ の中間部の弁室１８内側面に引き寄せられる状態になっても，上記キー２８及びキー溝２７間には無理な側圧は作用せず，したがってキー２８及びキー溝２７が弁体２６の摺動を妨げることもないから，アクチュエータ２５による弁体２６のスムーズな作動を確保することができる。

またアクチュエータ２５は，バイパス制御弁１０の上方に配置されるので，バイパス１２₁ ，１２₂ で水滴が発生したり，エンジンの吹き返し現象により燃料がバイパス１２₁
，１２₂ に浸入しても，これら水滴及び燃料の電動アクチュエータ２５への流入を簡単に防ぐことができ，したがって電動アクチュエータ２５には高価なシール手段を必要せず，簡単で安価なシール手段を施すだけで足りる。

また弁体２６より上流側のバイパス上流通路１２ａ，即ち空気入口チャンバ８及び誘導通路９は，弁体２６の下方に配置され，その空気入口チャンバ８の下部から，スロットルボディ１の吸気道２₁ ，２₂ に達するアイドル空気通路３７₁ ，３７₂ が延出するので，バイパス１２₁ ，１２₂ で発生し，若しくはバイパス１２₁ ，１２₂ に浸入した水滴や燃料は，バイパス上流通路１２ａに流下することになり，しかもこのバイパス上流通路１２ａでは，弁体２６の開閉状態に拘らず常に，アイドル空気通路３７₁ ，３７₂ から吸気道２₁ ，２₂ の下流側に向かう空気の流れが生じることで，上記水滴や燃料をその空気の流れに乗せて吸気道２₁ ，２₂ に排出することができ，したがってバイパス１２₁ ，１２₂での燃料や水滴の溜まりを防いで，バイパス制御弁１０によるファーストアイドル空気量の適正な調節を確保することができる。

さらにバイパス下流通路１２ｂ₁ ，１２ｂ₂ は，第１迷路要素３４，３４及び第２迷路要素３５，３５により迷路状に構成されるので，吸気道２₁ ，２₂ からのガスの吹き返しを緩和し，燃料等のバイパス制御弁１０への浸入防止を図ることができる。

またスロットルボディ１と，バイパス制御弁１０を取り付ける制御ブロック１５とは，接合，分離可能に別体に構成されることで，複数のバイパス１２₁ ，１２₂ も分割構成されることになり，これらバイパス１２₁ ，１２₂ の形成が容易となる。しかも制御ブロック１５及びバイパス制御弁１０の組立体を，スロットルボディ１とは別個に組み立てることが可能であるから，組立性も良好となり，また制御ブロック１５はスロットルボディー１から分離することも可能であるから，バイパス制御弁１０等のメンテナンス性も良好である。

以上，本発明の実施例について説明したが，本発明はそれに限定されることなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば本発明は，吸気道を略水平にしたホリゾンタル型スロットルボディに適用することもでき，その場合でも，電動アクチュエータ２５，弁体２６及びバイパス上流通路１２ａの上下関係は上記実施例と変えないことが望ましい。

本発明に係る多気筒エンジン用吸気装置の正面図。 図１の２矢視平面図。 図１の３部拡大図。 図３の４−４線断面図。 図３の５−５線断面図。 図４の６−６線断面図。 図４の７−７線断面図。 図６の８−８線断面図。 同吸気装置の空気通路系統図。

符号の説明

Ｄ・・・・・多気筒エンジン用吸気装置
Ｙ・・・・・弁室の軸線
１・・・・・スロットルボディ
２₁ ，２₂ ・・・吸気道
５₁ ，５₂ ・・・スロットル弁
１０・・・・バイパス制御弁
１２₁ ，１２₂ ・・・バイパス
１２ａ・・・バイパス上流通路
１２ｂ₁ ，１２ｂ₂ ・・・バイパス下流通路
１５・・・・制御ブロック
１５ａ・・・接合面
１８・・・・弁室
２５・・・・電動アクチュエータ
２６・・・・弁体
２７，２８・・・回り止め手段（キー溝，キー）
３０・・・・出力軸
３１・・・・弁体の中心部のねじ孔

Claims (1)

1. 多気筒エンジンの吸気ポートに連なる複数の吸気道（２₁ ，２₂ ）と，これら吸気道（２₁ ，２₂ ）を開閉する複数のスロットル弁（５₁ ，５₂ ）と，上流端が大気に開口する共通のバイパス上流通路（１２ａ）と，各下流端が対応するスロットル弁（５₁ ，５₂ ）より下流側の吸気道（２₁ ，２₂ ）に開口する複数のバイパス下流通路（１２ｂ₁ ，１２ｂ₂ ）と，バイパス上流通路（１２ａ）の下流端と複数のバイパス下流通路（１２ｂ₁ ，１２ｂ₂ ）の上流端との間を連通させると共に，その連通度合いを制御するバイパス制御弁（１０）とを備える，多気筒エンジン用吸気装置において，
   バイパス制御弁（１０）を，シリンダ状の弁室（１８）と，この弁室（１８）に摺動可能に嵌装されるピストン状の弁体（２６）とで構成し，その弁室（１８）の一端面にバイパス上流通路（１２ａ）の下流端を開口させ，弁室（１８）の側面に複数のバイパス下流通路（１２ｂ₁ ，１２ｂ₂ ）の上流端を，弁室（１８）の軸線（Ｙ）を含む平面（Ｐ１）の一側方に片寄せして開口させ，これらバイパス下流通路（１２ｂ₁ ，１２ｂ₂ ）の上流端を弁体（２６）の摺動によって開閉することにより，バイパス上流通路（１２ａ）及びバイパス下流通路（１２ｂ₁ ，１２ｂ₂ ）間の連通度合いを制御するようにし，
   弁体（２６）の中心部のねじ孔（３１）に螺合する出力軸（３０）を正，逆転させることにより弁体（２６）を開閉する電動アクチュエータ（２５）を備え，
   スロットルボディ（１）の一側面に，前記弁室（１８）が形成される制御ブロック（１５）を接合し，該制御ブロック（１５）のスロットルボディ（１）との接合面（１５ａ）に前記バイパス上流通路（１２ａ）及びバイパス下流通路（１２ｂ ₁ ，１２ｂ ₂ ）を開口させ，
   弁体（２６）の回転を阻止する回り止め手段（２７，２８）を，弁室（１８）の軸線（Ｙ）を含んで複数のバイパス下流通路（１２ｂ ₁ ，１２ｂ ₂ ）の弁室（１８）への開口部中央を通り且つ前記制御ブロック（１５）のスロットルボディ（１）との接合面（１５ａ）に直交する第２の平面（Ｐ２）上に配置したことを特徴とする，多気筒エンジン用吸気装置。

Images