(57)【要約】【課題】  機関動作を改善する熱機関用の吸気装置を提供する。【解決手段】  過給機１０６を吸気ダクト（マニホールド）１０７に接続し、熱交換器１０８を内蔵する主給気回路１０５と、  熱交換器に沿って主給気回路と接続された加熱部材２９を有する給気バイパス回路１０９と、  主給気回路およびバイパス回路の間に設けられ、空気の少なくとも一部を、いずれかの回路に向けるための回路選択手段とを備えることを特徴とする。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  過給機（１０６）を吸気ダクト（１０７）に接続し、かつ熱交換器（１０８）を備える主給気回路（１０５）と、
−  熱交換器（１０８）の両端において、給気回路（１０５）と接続されている給気バイパス回路（１０９）と、
−  主給気回路および給気バイパス回路の間に設けられ、空気の少なくとも一部を、いずれかの回路に向けるための回路選択手段とを備え、
前記給気バイパス回路（１０９）は、加熱部材（２９）を備えていることを特徴とする熱機関用吸気装置。
【請求項２】
回路選択手段は、給気バイパス回路（１０９）に接続された第１の導管（３）と主給気回路（１０５）に接続された第２の導管（４）とを少なくとも画定するボディ（１）を有するバルブ（９９）を備え、前記加熱部材（２９）は、第１の導管（３）に内蔵されていることを特徴とする、請求項１に記載の吸気装置。
【請求項３】
バルブのボディ（１）を、ヒートシンク（１１１）と関連づけてなることを特徴とする、請求項２に記載の吸気装置。
【請求項４】
ヒートシンク（１１１）は、バルブボディを熱機関（１００）のシリンダ（１０１）の上部に接続しうるようになっていることを特徴とする、請求項３に記載の吸気装置。
【請求項５】
第１および第２の導管（３）、（４）は、第３の導管（２）に対し開口し、それぞれ、第１のシャッタ（５）および第２のシャッタ（１５）を備え、両シャッタは、導管を開閉する位置間で、シャッタを移動させる駆動手段（７、１０、１７、１８、１９、２０）に接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱機関用の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過給機関における吸気装置は、中間冷却器を有し、かつターボ圧縮機のような圧縮機等の過給機を、熱機関の吸気ダクトに接続する主回路を備えている。また過給機は、中間冷却器の両端において、主回路と接続された非冷却バイパス回路を備えている。主回路およびバイパス回路には、バルブが設けられており、このバルブを機関電子制御装置（ＥＣＵ）で制御して、空気をいずれかの回路へ流し、空気を、吸気ダクトにおいて、所望の機関性能に適した温度をするようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の構成により、特にエンジン始動時やロー回転アイドル時において、常に機関の動作を最適なものとしうるわけではない。
【０００４】
本発明は、機関の動作を改善するようにした、熱機関用の吸気装置を提供することを、一つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明は、
−  過給機を吸気マニホールドに接続し、かつ熱交換器を備える主回路と、
−  熱交換器の両端において、回路と接続されており、かつ加熱部材を備えるバイパス回路と、
−  主回路およびバイパス回路の間に設けられ、空気の少なくとも一部を、いずれかの回路に向けるための回路選択手段とを備える熱機関用吸気装置を提供するものである。
【０００６】
加熱部材によって空気の温度を上昇させて、エンジンの始動を容易とし、ロー回転アイドル時のエンジンの作動を安定させることができる。この吸気装置により、広範囲の温度の空気が提らえる。
【０００７】
回路選択手段は、少なくともバイパス回路に接続された第１の導管と、主回路に接続された第２の導管とを有するボディ有するバルブを備え、加熱部材は、第１の導管に内蔵されているのが好ましい。
【０００８】
加熱部材がバルブに内蔵されていると、吸気装置の大きさを小さくすることができる。
【０００９】
バルブのボディは、ヒートシンク部材と連係されており、さらにヒートシンク部材は、バルブのボディを熱機関のシリンダの上部に接続しうる構成であるのが好ましい。
【００１０】
このような構成とすると、ヒートシンクとしてシリンダヘッドを使用した場合も、バルブのボディの加熱度を抑制することができる。
【００１１】
本発明のその他の特徴および効果は、添付図面を参照して行う以下の実施形態の説明を読むことにより、明らかとなると思う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図８は、それ自体公知の吸気装置１０２および排気装置１０３に接続されているシリンダ１０１を有する、ピストン式内燃機関１００を示している。この熱機関は過給されている。吸気装置１０２以外の機関の構成部は公知であるので、ここではその説明を省略する。
【００１３】
吸気装置１０２は、圧縮機（過給機）１０６を吸気ダクト（またはマニホールド）１０７に接続し、かつ熱交換器１０８（本例では公知の中間冷却器）を内蔵する主給気回路１０５を備えている。熱交換器１０８の両端において、給気バイパス回路１０９が主給気回路１０５に接続されている。給気バイパス回路１０９は、熱交換器１０８のすぐ下流において、主給気回路１０５に接続され、またバルブ９９によって、熱交換器１０８の上流に接続されている。
【００１４】
図１から図７において、本発明の実施形態に使用されているバルブ９９は、ボディ１を備えており、ボディ１は、第３の導管２に向かって開口する第１の導管３および第２の導管４を備えている。第１の導管３は、バイパス回路１０９に接続されている。第２の導管４および第３の導管２は、主給気回路１０５に接続され、第２の導管４は熱交換器に、第３の導管２は圧縮機に接続されている。図５から図７においては、ボディ１および導管３、４は、部分的にのみ示されている。
【００１５】
図８に示すように、ボディ１は、導熱材からなるヒートシンク１１１によって、シリンダ１０１の上部に接続されている。
【００１６】
第１の導管３は、ボディ１に回転可能に設けられたスピンドル６に固定された、第１のダブルシャッタ、すなわちバタフライ５を備えている。スピンドル６の一端は、ボディ１から突出し、中間歯車装置８と噛み合う第１の歯付き変速ホイール７と一体に回転する。中間歯車装置８自体は、ボディ１上に取り付けられたモーター１０の出力軸に固定されたピニオン９と噛合している。
【００１７】
モーター１０は、公知のＤＣモーターであり、やはり公知であり、図示しない動源および制御モジュールに接続されている。スピンドル６のこの端部の周囲には、ねじりばね１１がらせん状に延出し、その一端は、変速ホイール７に、他端は、ボディ１に接続されている。ねじりばね１１は、バタフライ５を開位置（図２から図４に示す）に戻すはたらきをする。
【００１８】
変速ホイール７には、ボディ１に固定されたストッパ１４と連動するスタッド１２、１３が設けられている。スタッド１２がストッパ１４に当接すると、バタフライ５は第１の閉位置（図６に示す）となり、一方、スタッド１３がストッパ１４に当接すると、バタフライ５は第２の閉位置（図７に示す）となる。
【００１９】
バタフライ５は、は約１８０°の開きがある第１の閉位置および第２の閉位置にあるとき、導管３に対してほぼ垂直である。２９で概略的に示す抵抗器は、バタフライ５の下流で、導管３に向かって延出し、ボディ１に固定されている。抵抗器２９は、流体の流れを可能にするはたらきがあり、流体の流れを妨げないような厚さおよび形状を有するアルミニウムまたは抵抗片からなるフィン状に形成される。抵抗器２９は、公知であり図示しない、動力源への接続手段を備えている。抵抗器２９は、給気バイパス回路１０９における空気を熱する装置をなしている。
【００２０】
第２の導管４は、枢動可能にボディ１に設けられたスピンドル１６に固定された、第２のダブルシャッタあるいはバタフライ１５を備えている。スピンドル１６の一端がボディ１から突出し、そこに、第２の変速ホイール１７が枢動可能に設けられている。スピンドル１６の端部には、支持体が固定されている。この支持体は、スピンドル１６の突出端から互いに離れる方向に放射状に延出するアーム１８、１９を備えている。
【００２１】
各アーム１８、１９には、変速ホイール１７内に形成された円弧状の溝２２、２３に嵌入するつまみ２０、２１が設けられている。アーム１９の自由端は、ボディ１に固定されたストッパ２４に当接して、バタフライ１５の閉位置（図２から図６に示す位置）を画定するようになっている。スピンドル１６のこの端部の周囲には、捩りばね２５がらせん状に設けられ、その一端はつまみ２１に、他端はボディ１に接続され、バタフライ１５を閉位置に戻す役割を果たしている。開位置にあるとき、バタフライ１５は、導管４の軸と実質的に沿うようになっている。
【００２２】
ストッパ１４、２４は、ボディ１に対して位置が調整可能な支持体に固定されている。
【００２３】
このように製造されたバルブは、次のモードで動作する。
−  バタフライ１５が閉位置にあり、バタフライ５が開位置と第１の閉位置との間の位置（図５に示される中間位置）について調整可能である、通常（第１）動作モード。
−  バタフライ１５が閉位置にあり、バタフライ５が第１の閉位置にある（図６）、「オフ」モード。
−  バタフライ１５が開位置にあり、バタフライ５が第２の閉位置にある（図７）、第２動作モード。
【００２４】
通常動作モードでは、モーター１０によりバタフライ５は、開位置と第１の閉位置との間のいかなる位置にもなりうる（図５に示す中間位置を参照）。バタフライ５が開位置にある場合（図３）、つまみ２０、２１は、溝２２、２３の第１の端部２２．１、２３．１に入っている。
【００２５】
変速ホイール７が、バタフライ５が開位置にある位置と、第１の閉位置との間で枢動すると、変速ホイール７は、変速ホイール１７を（図３における回転方向４０に）駆動し、これらのつまみは溝２２、２３に沿って、その第２の端部２２．２、２３．２に向かう方向に滑動する。これによりバタフライ１５はロックされ、ばねにより、アーム１８の突起をストッパ２４に対して押すことにより、閉位置に保持される。
【００２６】
バタフライ５が第１の閉位置にある場合、つまみ２０、２１は溝２２、２３の第２の端部２２．２、２３．２に入り、一方、バタフライ１５が、閉位置にあると、バルブは「オフ」モードとなる（図６）。
【００２７】
バタフライ５が第１の閉位置から開位置に戻ると、変速ホイール７は変速ホイール１７を駆動し、バタフライ１５は移動することなく、つまみは溝の第２の端部２２．２、２３．２から、第１の端部２２．１、２３．１へ移動する。
【００２８】
変速ホイール７が、バタフライ５を第２の閉位置に配置するよう移動し、これにより変速ホイール７は、変速ホイール１７を図３の方向３０に回転させる。ここで、つまみ２０、２１が溝２２、２３の第１の端部２２．１、２３．１に当接しているため、変速ホイール１７の枢動によって、支持体と、従ってスピンドル１６およびバタフライ１５とは枢動させられる。バタフライ５が第２の閉位置に達すると、バタフライ１５は開位置となる。こうしてバルブは、第２の動作モード（図７）となる。
【００２９】
バタフライ５が（ねじりばね１１の動作により）第２の閉位置から開位置に戻ると、変速ホイール１７は、変速ホイール７によって逆方向（方向４０）に駆動され、バタフライ１５を閉位置へと戻す戻り力が、捩りばね２５によってつまみ２１に加えられる。
【００３０】
つまみ２０、２１および溝２２、２３は、上述のようにバタフライ１５を一方向（方向３０）に駆動する一方向駆動部材をなし、この駆動部材は、バタフライ５が開位置から第２の閉位置へと駆動されると作動させられる。
【００３１】
なお、バタフライ５のスピンドル６およびバタフライ１５のスピンドル１６は、第３の導管２の付近に位置している。すなわち、
−  バタフライ５、１５が部分的に導管２へ、好ましくは導管２の軸部にまで突出し、これにより、気体を誘導する偏向板として機能する開位置と、
−  バタフライ５、１５が、導管２の壁部付近に配置され、好ましくは導管２とほぼ同一平面上、かつその壁部と平行に配置され、これにより、気体の再循環等の、気体の流れを阻害する要因のある領域の発生を抑制し、圧力降下を防ぐ閉位置。
【００３２】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、請求項に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、変更を加えることが可能である。
【００３３】
特に、バルブは上記の形態に限らず、例えば導管の配置、バタフライ部の形状、第２の変速ホイールの駆動方法、バタフライ部の作動手段等も、上記の記載に限定されない。変速ホイールは、ベルト駆動式であってもよい。モーターは、第１の変速ホイール、あるいは第２の変速ホイールと噛み合っていてもよく、後者の場合には、第１の変速ホイールは、もはやモーターと第２の変速ホイールとの間の連携部としての機能を果たさない。本体は、一体型であっても、複数の部分からなるものであってもよい。また、バタフライのダブルシャッタに代わり、シングルシャッタを使用することもできる。
【００３４】
第２のバタフライを復帰させる部材は、機械的または電気的なものであってもよい。
【００３５】
一方向駆動部材は、上記の構造に限定されるものではなく、つまみおよび溝をそれぞれ１つずつ備える構成であってもよい。つまみは、アーム１９に当接するように、変速ホイール１７に固定されていてもよい。
【００３６】
開位置にあるバタフライ５、１５の少なくともいずれかの一部が第３の導管２内へ突出し、閉位置にあるバタフライ５、１５の少なくともいずれかが、第３の導管２の付近に、さらには、同一平面上に配置されている構成は、３本の導管を備えるいかなる種類のバルブにも適用可能である。例えば、１つの流入導管および２つの流出導管と、１台または２台のモーターにより作動させられる２つのバタフライを備えるバルブが挙げられる。
【００３７】
同様に、抵抗器２９は、３本の導管を備え、特に、１つの流入導管、および２つの流出導管を備える、いかなる種類のバルブにも適用可能である。加熱部材を１以上の導管に設けてもよく、その構成も、上記の実施形態に限定されない。加熱部材を、給気バイパス回路１０９内の別の位置に配置してもよい。
【００３８】
さらに、ばねの戻り方向、およびバタフライの戻り位置も、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００３９】
変形例として、バタフライのいずれかとそれぞれ連動する２つの連結モーターによって作動されるよう、バタフライを構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るバルブの立面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】第１のシャッタが開位置にあり、第２のシャッタが閉位置にある様子を示す図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】第１のシャッタ（バタフライ）が第１の閉位置および開位置の中間位置にあり、第２のシャッタ（バタフライ）が閉位置にある様子を示す斜視図である。
【図６】図５と同様の図であり、第１のシャッタ（バタフライ）が第１の閉位置にあり、第２のシャッタ（バタフライ）が閉位置にある様子を示す斜視図である。
【図７】図５と同様の図であり、第１のシャッタ（バタフライ）が第２の閉位置にあり、第２のシャッタ（バタフライ）が開位置にある様子を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る吸気装置を備える熱機関の概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ボディ
２  第３の導管
３  第１の導管
４  第２の導管
５  バタフライ（シャッタ）
６  スピンドル
７  変速ホイール
８  中間歯車
１０  モーター
１１  ねじりばね
１２  スタッド
１３  スタッド
１４  ストッパ
１５  バタフライ（シャッタ）
１６  スピンドル
１７  変速ホイール
１８、１９  アーム
２０、２１  つまみ
２２、２３  溝
２４  ストッパ
２５  捩りばね
２９  抵抗器（加熱部材）
４０  方向
９９  バルブ
１００  熱機関
１０１  シリンダ
１０２  吸気装置
１０３  排気装置
１０４  吸気装置
１０５  主給気回路
１０６  圧縮機（過給機）
１０７  吸気ダクト（マニホールド）
１０８  熱交換器（中間冷却器）
１０９  給気バイパス回路
１１１  ヒートシンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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2009534585.tif 000012
2009534585.tif 000013
2009534585.tif 000014
2009534585.tif 000015
2009534585.tif 000016