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JP4459154B2 - 多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置 - Google Patents

多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置 Download PDF

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JP4459154B2 JP2005324824A JP2005324824A JP4459154B2 JP 4459154 B2 JP4459154 B2 JP 4459154B2 JP 2005324824 A JP2005324824 A JP 2005324824A JP 2005324824 A JP2005324824 A JP 2005324824A JP 4459154 B2 JP4459154 B2 JP 4459154B2
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Description

本発明は、絞り弁を迂回して、絞り弁より下流側の吸気通路にバイパス空気を供給するエアバイパス装置に関し、そのうち特に単一のエアバイパス装置を用い、多連スロットルボデーを構成する各スロットルボデーの絞り弁より下流側の吸気通路に、バイパス空気を供給する多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置に関する。
従来のエアバイバス装置は、特開2002−89415号公報に記載されたものが知られている。
当該公報の図6(b)を用いて説明すると、(同公報において使用される名称、符号を使用する)円筒状をなす弁体収納室32の底部にバイパス通路の入口31が開口し、弁体収納室32の内周壁に円形状をなす第1上流側分岐通路36と第2上流側分岐通路37とが開口する。
前記弁体収納室32の内周壁に開口する第1及び第2上流側分岐通路36,37の開口は、弁体駆動機構34によって操作されるバイパスバルブ33によって制御される。
又、第1上流側分岐通路36には第1下流側分岐通路63が接続されるもので、この第1下流側分岐通路63の下流は、第1スロットルバルブより下流側の吸気通路に接続される。
又、第2上流側分岐通路37には、第2下流側分岐通路65が接続されるもので、この第2下流側分岐通路65の下流は、第2スロットルバルブより下流側の吸気通路に接続される。
而して、弁体収納室32内に開口する第1及び第2上流側分岐通路36、37の開口は、バイパスバルブ33のストロークによって制御されるもので、この開口に応じたバイパス空気が第1、第2下流側分岐通路63、65を介して各スロットルバルブより下流側の吸気通路に供給され、機関雰囲気温度に応じた機関のアイドリング運転を行なうことができる。
特開2002−89415号公報
かかる従来のエアバイパス装置によると、各上流側分岐通路は弁体収納室内に向けてドリル加工される。
そして、かかるドリル加工の終期において、ドリルは円筒空間をなす弁体収納室内に貫通して加工されるもので、かかる貫通時において、ドリル先端が抵抗のない空間部に突出することからドリル先端に芯振れが生じ、これによると弁体収納室内に開口する第1、第2上流側分岐通路の各開口端の形状にバラツキが生じたり、あるいは各開口端の同芯度にズレが生ずる恐れがある。
上記によると、単一のバイパスバルブをもって第1、第2上流側分岐通路の開口を制御する際、その開口面積に差が生じ、均一なバイパス空気を各吸気通路に供給することが困難となる恐れがある。
又、前記各開口端形状、同芯度を検査することが考えられるが、該開口が弁体収納室の内方に形成されることから多くの検査時間を必要とする。
更に、第1、第2上流側分岐通路の通路径は、バイパスバルブのストロークに対する空気制御特性にあわせて決定されるもので、前記によって比較的に小径に形成される第1、第2上流側分岐通路に向けて第1、第2下流側分岐通路が接続されることになる。
これによると、下流側分岐通路の通路設計の自由度が阻害されるもので、特に複数の下流側分岐通路を備える多連スロットルボデーのエアバイパス装置の開発工数が増加することにつながる。
更に、上流側分岐通路の通路形状が円形に形成されることによると、バイパスバルブの移動に応じて制御される上流側分岐通路の制御開口は欠円形状をもってのみ制御されることになり、これによると、バイパスバルブの移動ストロークに対するバイパス空気量の制御特性の選択の自由度が制限されて好ましいものでない。すなわちバイパス空気量の制御特性を自在に選択できない。
更に又、弁体収納室、バイパスバルブを含む弁体駆動機構は吸気通路の長手軸心線に沿って配置されるもので、スロットルボデーを貫通する吸気通路の長手軸心線方向長さが長くなる傾向があり、これによると吸気通路を流れる空気の吸気効率向上を望むことができない。
本発明になる多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置は、前記不具合に鑑み成されたもので、単一の空気制御弁をもって正確に同調されたそれぞれのバイパス空気を、複数の吸気通路に供給することのできる前記装置を提供すること。及び複数の吸気通路に向かって開口する各バイパス空気通路の通路設計の自由度の高い前記装置を提供すること。を主たる目的とする。
本発明になる多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置は、前記目的達成のために、スロットルボデーに穿設される吸気通路が、絞り弁にて開閉制御され、該スロットルボデーが側方に複数配置されるとともに絞り弁より下流側の各吸気通路に向けて、絞り弁を迂回するバイパス空気通路を開口する多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置において、
空気制御弁本体には、吸気通路の長手軸心線X−Xに略直交する弁体ガイド孔が穿設され、
弁体ガイド孔には、その上端から上方に向けて、係止段部を介してブッシュ挿入孔と弁体駆動機構挿入孔とが連設されるとともにその下端から下方に向けて空気流入孔が穿設され、
一方、弁体ガイド孔の内周壁には、弁体ガイド孔の上端の係止段部から下方に向けて独立した複数の空気制御溝が開口して凹設されるとともにブッシュ挿入孔内に配置され、弁体駆動機構挿入孔内に配置される弁体駆動機構にて係止段部に向けて当接配置される環状ブッシュにて、前記空気制御溝が独立した複数の空気分配室として形成され、
前記空気流入孔に、絞り弁より上流側の吸気通路に連なる空気流入路を接続開口するとともに独立する各空気分配室を、バイパス空気通路を介して絞り弁より下流側の各吸気通路に接続開口し、更に前記弁体ガイド孔の内周壁に開口する各空気制御溝を弁体駆動機構にて操作される空気制御弁にて同期的に開閉制御したことを第1の特徴とする。
又、本発明は、前記第1の特徴に加え、前記空気制御弁本体に形成される空気流入路、弁体ガイド孔、複数の空気制御溝、ブッシュ挿入孔、弁体駆動機構挿入孔を一体的に鋳抜き形成したことを第2の特徴とする。
又、本発明は、前記第1の特徴に加え、前記空気制御溝において、弁体ガイド孔の内周壁に開口する溝巾に比較し、外側部の溝巾を大とし、バイパス空気通路の上流を前記外側部に接続したことを第3の特徴とする。
更に本発明は、前記第2の特徴に加え、前記空気制御溝において、弁体ガイド孔の内周壁に開口する溝巾を上方の係止段部から下方に向けて小としたことを第4の特徴とする。
更に又、本発明は、前記第1の特徴に加え、前記空気制御弁本体を、隣設するスロットルボデーとの間に一体形成して配置したことを第5の特徴とする。
本発明の第1の特徴によると、空気制御弁本体には、吸気通路の長手軸心線に略直交して弁体ガイド孔が穿設され、弁体ガイド孔の内周壁にはそれぞれが独立した複数の空気分配室を形成する複数の空気制御溝が弁体ガイド孔の上端の係止段部から下方に向けて開口して形成され、かかる複数の空気制御溝の開口が単一の空気制御弁によって開閉制御される。
従って、空気制御弁によって制御された各空気制御溝の開口に応じた空気が各空気分配室よりバイパス空気通路を介して各吸気通路の絞り弁より下流側の吸気通路へと供給される。
ここで、複数の空気制御溝が弁体ガイド孔の上端の係止段部から下方に向けて穿設され、且つ係止段部に開口する各空気制御溝が、係止段部上に配置され、弁体駆動機構挿入孔内に配置される弁体駆動機構によって押圧される環状ブッシュによって閉塞されて複数の独立した空気分配室が形成される。
以上によると、複数の空気制御溝の上端が係止段部に開口し、該開口を単一の環状ブッシュによって閉塞することにより独立した複数の空気分配室を一気に形成することができたので、複数のバイパス空気通路を備えるエアバイパス装置を極めて安価に製作することができる。
又、空気制御溝によって形成される空気分配室は、弁体ガイド孔に沿って上方から下方に向けて連続的に形成されるもので、絞り弁より下流側の吸気通路に連なるバイパス空気通路の上流側は、上下方向にのびる空気分配室の所望の上下方向位置に開口して接続されればよいもので、バイパス空気通路の通路設計の自由度を大きく向上でき、特に複数のバイパス空気通路を必要とする多連スロットルボデーのエアバイパス装置として好適である。
又、係止段部上に配置されて、係止段部に開口する複数の空気制御溝の開口を閉塞して複数の空気分配室を形成する環状ブッシュは、弁体駆動機構挿入孔内に挿入配置される弁体駆動機構によって押圧されて係止段部上に当接配置されるもので、これによると環状ブッシュを大なる押圧力をもってブッシュ挿入孔内に圧入配置する必要がなくなったもので、これによると、環状ブッシュの内方に形成される孔の縮少方向の内径変化を抑止でき、空気制御弁の動特性を良好に維持できる。
更に、空気制御弁本体に穿設される弁体ガイド孔が吸気通路の長手軸心線に略直交して形成されたことによると、弁体ガイド孔内に配置される空気制御弁及び空気制御弁を操作する弁体駆動機構もまた吸気通路の長手軸心線に対して略直交して配置されることになり、これによると、スロットルボデーの全長、すなわち吸気通路の通路長さを短縮することができる。
以上によると吸気通路を流れる空気の吸入効率を向上できるとともに吸気通路の通路長さの短縮分に相当してエアクリーナの室容量を増加でき、吸気騒音を低下できる。
更に又、弁体ガイド孔の内周壁に上下方向に穿設される空気制御溝の溝開口を、上下方向に移動する空気制御弁によって開閉制御したことによると、空気制御溝の溝形状、溝長さ、溝巾、等を選択することにより、空気制御弁の移動ストロークに対するバイパス空気の制御特性を機関の要求に応じて最適に供給できる。
又、本発明の第2の特徴によると、空気流入孔、弁体ガイド孔、複数の空気制御溝、係止段部を含むブッシュ挿入孔、弁体駆動機構挿入孔は、空気制御弁本体の射出成型時において、同時に全て鋳抜き形成することができ、これによって空気制御弁本体を安価に製作することができる。
特に弁体ガイド孔と複数の空気制御溝の相互の位置関係及び係止段部と空気制御溝の相互の位置関係を正確に形成でき、空気制御弁による各空気制御溝の開口を正確にして且つ均一に制御できる。
又、本発明の第3の特徴によると、空気制御溝の外側部の溝巾を弁体ガイド孔の内周壁に開口する空気制御溝の溝巾より大とし、バイパス空気通路の上流を前記空気制御溝の大なる溝巾を有する外側部に接続したので、特にバイパス空気通路の通路設計の自由度を大きく向上でき、特に単一の空気制御弁を用いたエアバイパス装置において好ましい。
更に本発明の第4の特徴によると、弁体ガイド孔を含む複数の空気制御溝を鋳抜き形成する際、弁体ガイド孔の内周壁に開口する空気制御溝の溝巾を、弁体ガイド孔の上方の係止段部から下方に向けて小としたので、空気制御弁の移動ストロークと空気制御溝との開口特性、いいかえると空気制御弁の移動ストロークに対するバイパス空気の制御特性を、空気制御弁の移動の終期において大なるバイパス空気を供給できる。
更に又、本発明の第5の特徴によると、空気制御弁本体が多連スロットルボデーを構成する隣設するスロットルボデーの間に一体形成されるので、個別に空気制御弁本体を用意する必要がなく、部品点数を削減できるとともに空気制御弁本体のスロットルボデーへの取付け作業が不要となる。
以下、本発明になる多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置の一実施例について図により説明する。図1はその縦断面図。図2は図1のA−A線における横断面図。
図3は図2のB−B線における空気制御弁本体の要部縦断面図。である。
1は、空気制御弁本体であり、内部に後述する吸気通路の長手軸心線X−Xに略直交する弁体ガイド孔2が上下方向に穿設される。
かかる弁体ガイド孔2の上端2aは、係止段部3を介してブッシュ挿入孔4、弁体駆動機構挿入孔5を介して空気制御弁本体1の上端1aに開口し、弁体ガイド孔2の下端2bから下方に向けて空気流入孔6が穿設される。
そして、弁体ガイド孔2の内周壁2cには、弁体ガイド孔2の上端2aの係止段部3から下方に向けて複数の独立した空気制御溝7が上下方向に穿設されて開口する。
本実施例にあっては3連のスロットルボデーを採用したので第1の空気制御溝7a、第2の空気制御溝7b、第3の空気制御溝7cが形成されたもので、これは、図2によく示される。
ここで、Tは内部を吸気通路8が側方に貫通して穿設されたスロットルボデーであり、吸気通路8は、スロットルボデーTに回転自在に支持される絞り弁軸9に取着された絞り弁10によって開閉制御される。
本実施例において、スロットルボデーTは、第1のスロットルボデーT1、第2のスロットルボデーT2、第3のスロットルボデーT3とが側方に3個一体的に配置されたもので、前記空気制御弁本体は隣設する第1、第2のスロットルボデーT1、T2の間にスロットルボデーTと一体形成された。
そして、ブッシュ挿入孔4内には、内方に弁体ガイド孔2と同径をなす孔11aが穿設され、平坦状をなす単一の環状ブッシュ11が挿入されるとともに環状ブッシュ11の下端面が係止段部4上に当接配置され、更に環状ブッシュ11の上端面が弁体駆動機構挿入孔5内に固定配置される弁体駆動機構Vの下端面にて押圧されて固定される。
これによると、係止段部3上に開口する各空気制御溝7a、7b、7cの上端開口は環状ブッシュ11によって閉塞され、複数の独立した空気分配室12、すなわち第1の空気分配室12a、第2の空気分配室12b、第3の空気分配室12cが独立して形成される。
そして各空気分配室12a、12b、12cの内方は、各空気制御溝7a、7b、7cをもって弁体ガイド孔2の内周壁2cに独立して開口する。
又、空気流入孔6は、空気流入路13を介して、絞り弁10より上流側の吸気通路8a又は大気と連絡される。
又、前述した如く、弁体駆動機構挿入孔5内には、ステップモータ、ワックスエレメント、等の弁体駆動機構Vが固定配置されるもので、弁体駆動機構Vからのびる出力杆Vaに、接続されるプランジャー弁よりなる空気制御弁14が弁体ガイド孔2内に移動自在に配置される。尚符号16はEクリップである。
更に、前述した第1の空気分配室12aと第1のスロットルボデーT1の絞り弁10より下流側の吸気通路8b1とが第1のバイパス空気通路15aによって接続され、第2の空気分配室12bと、第2のスロットルボデーT2の絞り弁10より下流側の吸気通路8b2とが第2のバイパス空気通路15bによって接続され、第3の空気分配室12cと第3のスロットルボデーT3の絞り弁10より下流側の吸気通路8b3とが第3のバイパス空気通路15cによって接続される。
以上によって形成される本発明の多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置によると、空気制御弁14は、機関雰囲気温度に応じて動作する弁体駆動機構Vの出力杆Vaによって弁体ガイド孔2内を移動し、各空気制御溝7a、7b、7cの開口を機関雰囲気温度に応じて制御する。
以上によると、空気流入路13を介して空気流入孔6内へ導入された空気は、弁体ガイド孔2の内周壁2cに開口する各空気制御溝7a、7b、7cの開口によって制御され、この制御されたバイパス空気が、各空気分配室12a、12b、12c、各バイパス空気通路15a、15b、15cを介して各スロットルボデーT1、T2、T3の各絞り弁より下流側の吸気通路8b1,8b2,8b3に供給され、もって機関雰囲気温度に応じた適正なアイドリング運転を行なうことができる。
ここで本発明によれば、特に複数の空気制御溝7a、7b、7cが弁体ガイド孔2の上端2aの係止段部3から下方に向けて上下方向に穿設され、係止段部3に開口する空気制御溝7a、7b、7cの開口が係止段部3上に配置される環状ブッシュ11によって閉塞されて複数の空気分配室12a、12b、12cが区分形成される。
以上によると、複数の空気分配室12a、12b、12cは、係止段部3に開口する複数の空気制御溝7a、7b、7cの開口を単一の環状ブッシュ11によって閉塞することによって一気に形成できるので部品点数、圧入工数を削減でき、安価なエアバイパス装置を提供できる。
又、ブッシュ挿入孔4内に配置されるとともに係止段部3上に配置される環状ブッシュ11の上端面には、弁体駆動機構挿入孔5内に配置されて空気制御弁本体1に固定される弁体駆動機構Vが当接配置されるので、環状ブッシュ11はブッシュ挿入孔4内に軽圧入されればよいものであり、環状ブッシュ11に穿設される孔11aの径を減少させることがない。
以上によると孔11aに挿入される空気制御弁14に対して作動抵抗を与えることがなく空気制御弁14の良好な動特性を得ることができる。
孔11aの孔径を大にすることにより空気制御弁14の作動抵抗を減少できるが、これによると係止段部3に開口する空気制御溝より空気が流入し、バイパス空気の正確な制御が阻害される。
又、空気制御溝7a、7b、7cが弁体ガイド孔2の内周壁2cに上下方向に穿設されるので空気制御溝7a、7b、7cの溝形状、溝長さ、溝巾等を自在に選択することができ、これによって空気制御弁14の移動ストロークに対するバイパス空気の制御特性を機関の要求に応じて最適に供給できる。
更に、空気分配室12a、12b、12cは、上下方向にのびて形成されるもので、バイパス空気通路15a、15b、15cの上流側は上下方向にのびる空気分配室12a、12b、12cの所望の位置に向けて接続されればよいのでバイパス空気通路の通路設計を極めて容易に行なうことができる。それぞれのバイパス空気通路の空気分配室への開口位置が変わっても供給されるバイパス空気量に差異が生ずることはない。
更に本発明によれば、空気流入孔6、弁体ガイド孔2、空気制御弁14、弁体駆動機構Vの長手軸心線が吸気通路8の長手軸心線X−Xに対して略直交して配置されるので、これによると吸気通路8の通路長さを短縮することができ、これによって吸気通路8を流れる吸入空気量の吸入効率を向上できる。
又、上記によれば、吸気通路長さの短縮に応じてエアクリーナの室容量を増加することができ、これによって吸気騒音を減少できる効果を達成できる。
又、本実施例において示される如く、空気制御弁本体1をスロットルボデーTの射出成形時において、スロットルボデーTと一体成形すれば、単一の空気制御弁本体1を用意し、且つそれをスロットルボデーへ取付ける必要がないので、製造コストを大きく低減できるとともに隣設するスロットルボデーT1、T2の間に配置することによりコンパクトにまとめることができる。
又、前記スロットルボデーの射出成形時において、空気流入孔6、弁体ガイド孔2、複数の空気制御溝7a、7b、7c、係止段部4を含むブッシュ挿入孔11、弁体駆動機構挿入孔5、の空気制御弁本体1に穿設される全ての孔を同時に鋳抜き形成することができるもので、これによると安価な空気制御弁本体1を提供できるとともに特に、弁体ガイド孔2の内周壁2cに開口する空気制御溝7a、7b、7cの相互開口位置及び係止段部4に開口する空気制御溝7a、7b、7cの相互開口位置を正確に形成することができ、安定して正確なバイパス空気を供給できる。
又、前記スロットルボデーの射出成形時において、空気制御溝7の溝巾を、弁体ガイド孔2の内周壁2cに開口する溝巾Waに比してその外側部7gにおける溝巾Wbを大とし、バイパス空気通路15a,15b,15cの上流側を、大なる溝巾Wbを有する空気制御溝7の外側部7gに接続することによりバイパス空気通路15a,15b,15cの通路設計の自由度を向上できる。
これは図2に示される。
更に又、前記スロットルボデーの射出成形時において、弁体ガイド孔2の内周壁2cに開口する空気制御溝7の溝巾を、弁体ガイド孔2の上方において大なる溝巾Wcとし、弁体ガイド孔2の下方において小なる溝巾Wdとすると、空気制御弁14の開放の終期において、大なるバイパス空気を供給できる。
かかる溝巾を有する空気制御溝7は図3に示される。
尚、本実施例は多連スロットルボデーにかかるエアバイパス装置を採用したものであるが、スロットルボデーの連装数に限定されるものでなく、連装数に応じた空気制御溝を設けることにより適用できる。
又、多連スロットルボデーは単一のスロットルボデーを用意し、それらを取付けステーによって固定してもよいものであり、このとき、空気制御弁本体は、単一のスロットルボデーに一体形成されればよい。
又、各空気分配室に開口する各バイパス空気通路は、金属管、ゴム管、プラスチック管、等のパイプ材を用いて各絞り弁より下流側の吸気通路に接続開口してもよい。
本発明になる多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置の一実施例を示す要部縦断面図。 図1のA−A線における横断面図。 図2のB−B線における空気制御弁本体の組付け前状態における縦断面図。
符号の説明
1 空気制御弁本体
2 弁体ガイド孔
2c 内周壁
3 係止段部
4 ブッシュ挿入孔
6 空気流入孔
7、7a、7b、7c 空気制御孔
10 絞り弁
11 環状ブッシュ
12、12a、12b、12c 空気分配室
13 空気流入路

Claims (5)

  1. スロットルボデーに穿設される吸気通路が、絞り弁にて開閉制御され、該スロットルボデーが側方に複数配置されるとともに絞り弁より下流側の各吸気通路に向けて、絞り弁を迂回するバイパス空気通路を開口する多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置において、
    空気制御弁本体1には、吸気通路8の長手軸心線X−Xに略直交する弁体ガイド孔2が穿設され、
    弁体ガイド孔2には、その上端2aから上方に向けて、係止段部3を介してブッシュ挿入孔4と弁体駆動機構挿入孔5とが連設されるとともにその下端2bから下方に向けて空気流入孔6が穿設され、
    一方、弁体ガイド孔2の内周壁2cには、弁体ガイド孔2の上端2aの係止段部3から下方に向けて独立した複数の空気制御溝7a、7b、7c…が開口して凹設されるとともにブッシュ挿入孔4内に配置され、弁体駆動機構挿入孔5内に配置される弁体駆動機構Vにて係止段部3に向けて当接配置される環状ブッシュ11にて、前記空気制御溝が独立した複数の空気分配室12a、12b、12c…として形成され、
    前記空気流入孔に、絞り弁10より上流側の吸気通路8aに連なる空気流入路13を接続開口するとともに独立する各空気分配室12a、12b、12c…を、バイパス空気通路15a、15b、15c…を介して絞り弁10より下流側の各吸気通路8b1、8b2、8b3…に接続開口し、更に前記弁体ガイド孔の内周壁2cに開口する各空気制御溝7a、7b、7c…を弁体駆動機構Vにて操作される空気制御弁14にて同期的に開閉制御したことを特徴とする多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置。
  2. 前記空気制御弁本体に形成される空気流入路6、弁体ガイド孔2、複数の空気制御溝7a、7b、7c…、ブッシュ挿入孔4、弁体駆動機構挿入孔5を一体的に鋳抜き形成したことを特徴とする請求項1記載の多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置。
  3. 前記空気制御溝において、弁体ガイド孔2の内周壁2cに開口する溝巾Waに比較し、外側部7gの溝巾Wbを大とし、バイパス空気通路15a,15b,15cの上流を前記外側部に接続したことを特徴とする請求項1記載の多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置。
  4. 前記空気制御溝において、弁体ガイド孔2の内周壁2cに開口する溝巾Wcを上方の係止段部3から下方に向けて小としたことを特徴とする請求項2記載の多連スロットルボデーにおけるエアバイパス通路。
  5. 前記空気制御弁本体を、隣設するスロットルボデーT1とT2との間に一体形成して配置したことを特徴とする請求項1記載の多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置。
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