(57)【要約】【課題】温水パイプを配索するスペースがなくても、スロットルバルブ、タンブルコントロールバルブ、スワールコントロールバルブなどの吸気制御弁を加熱することができる吸気制御弁の加熱構造を提供する。【解決手段】エンジンの吸気通路であって燃料噴射弁よりも吸気の流れ方向の上流に設けられ、開閉してエンジンに吸入される空気を制御する吸気制御弁１０と、吸気制御弁１０に設けられ、その吸気制御弁１０を加熱する加熱手段１２とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路であって燃料噴射弁よりも吸気の流れ方向の上流に設けられ、開閉してエンジンに吸入される空気を制御する吸気制御弁と、
前記吸気制御弁に設けられ、その吸気制御弁を加熱する加熱手段と、
を有する吸気制御弁の加熱構造。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記エンジンから吹き返された排ガス中に含まれて前記吸気制御弁に付着した成分を融解する、
ことを特徴とする請求項１に記載の吸気制御弁の加熱構造。
【請求項３】
前記吸気制御弁は、第１板体及び第２板体を有し、
前記加熱手段は、前記第１板体及び第２板体の間に挟まれている、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸気制御弁の加熱構造。
【請求項４】
前記第１板体及び第２板体は、樹脂製であり、互いに周囲が溶着されて、前記加熱手段を吸気制御弁の内部に内蔵する、
ことを特徴とする請求項３に記載の吸気制御弁の加熱構造。
【請求項５】
前記加熱手段は、電圧が印加されて発熱するヒータ線である、
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の吸気制御弁の加熱構造。
【請求項６】
前記吸気制御弁と前記加熱手段との間に設けられ、加熱手段の発熱を吸気制御弁に伝導する熱伝導層を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の吸気制御弁の加熱構造。
【請求項７】
前記熱伝導層は金属製のメッシュワイヤで形成される、
ことを特徴とする請求項６に記載の吸気制御弁の加熱構造。
【請求項８】
前記吸気制御弁は、吸気量を制御するスロットルバルブである、
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の吸気制御弁の加熱構造。
【請求項９】
前記吸気制御弁は、吸気流動を制御してタンブル流を生成するタンブルコントロールバルブである、
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の吸気制御弁の加熱構造。
【請求項１０】
前記吸気制御弁は、吸気流動を制御してスワール流を生成するスワールコントロールバルブである、
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の吸気制御弁の加熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スロットルバルブ、タンブルコントロールバルブ、スワールコントロールバルブなどの吸気制御弁を加熱する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンで燃焼した排ガスは、吸気バルブの開閉タイミングによって燃焼室から吸気通路への吹き返す。そして吸気脈動の影響を受けてスロットルバルブまで戻される。またＥＧＲ装置によって還流した排ガスも、その一部が吸気脈動の影響を受けてスロットルバルブへ戻される。
【０００３】
排ガスには水分が含まれており、極低温下でスロットルバルブを一定開度で連続走行した場合には、吹き返し排ガスやＥＧＲガス中の水分が霜となってスロットルバルブに堆積することがある。この霜によってスロットルバルブの開閉動作が鈍くなるおそれがあるので、スロットルバルブへの霜の堆積が懸念される場合には、温水パイプをスロットルボディに設けてスロットルバルブへの霜の堆積を防止している（特許文献１）。
【特許文献１】実開平５−２１１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の従来技術は温水パイプの配索が煩雑であった。また構造が複雑になり、製造コストも上昇する。
【０００５】
また近時は、エンジンの燃焼を一層精緻に制御するために、吸気流動を制御するタンブルコントロールバルブやスワールコントロールバルブが設けられることも多い。このようなタンブルコントロールバルブやスワールコントロールバルブは、エンジンの近くに配置されるので、エンジンから吹き返される未燃燃料に曝されやすく、炭化水素(ＨＣ)を主成分とするデポジットが付着する可能性があった。発明者の鋭意研究によればこのデポジットは６０〜７０℃程度で融解することが知見されるが、タンブルコントロールバルブやスワールコントロールバルブの周囲には温水パイプを配索するスペースを確保することができない。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、温水パイプを配索するスペースがなくても、スロットルバルブ、タンブルコントロールバルブ、スワールコントロールバルブなどの吸気制御弁を加熱することができる吸気制御弁の加熱構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００８】
本発明は、エンジン（３０）の吸気通路（２１）であって燃料噴射弁（２３）よりも吸気の流れ方向の上流に設けられ、開閉してエンジン（３０）に吸入される空気を制御する吸気制御弁（１０，１００）と、前記吸気制御弁（１０，１００）に設けられ、その吸気制御弁（１０，１００）を加熱する加熱手段（１２）とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、吸気制御弁を加熱する加熱手段を吸気制御弁に設けたので、簡易な構造で吸気制御弁を加熱することができる。このため、排ガスが吹き返されて排ガスに含まれる成分が吸気制御弁に付着堆積しても簡単に融解して除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による吸気制御弁の加熱構造を適用するエンジンの概略構成図である。
【００１１】
本実施形態の吸気制御弁１０は、吸気量を制御するスロットルバルブである。
【００１２】
エンジン３０の燃焼室３２に空気を供給する吸気通路２１には、スロットルバルブ１０と、コレクタ２２と、燃料噴射弁２３とが設けられている。またエンジン３０の燃焼室３２から排気を排出する排気通路４１には、排ガスの一部をコレクタ２２に還流するＥＧＲ通路５１が設けられている。ＥＧＲ通路５１には、ＥＧＲバルブ５２が設けられ、このＥＧＲバルブ５２の開度で排ガス還流量(ＥＧＲガス流量)を調整する。
【００１３】
スロットルバルブ１０は、略中央に形成された回動軸１４を中心に回動して吸気量を制御するバタフライ弁である。図１は全閉位置であり、略９０度回動して全開位置となる。
【００１４】
エンジン３０の燃焼室３２に吸入される空気は、その流量がスロットルバルブ１０で調整され、コレクタ２２でＥＧＲガスと混合する。そして吸気通路２１を通流して、燃料噴射弁２３から燃料が噴射されて混合気となり、吸気ポート２４からエンジン３０の燃焼室３２に吸入される。そして混合気は、燃焼室３２で圧縮されて、点火プラグ３１で点火されて燃焼する。そして燃焼後の排ガスが排気ポート４２から排出され、その排ガスの一部がＥＧＲ通路５１を介してコレクタ２２に還流される。
【００１５】
このような構造になっているので、エンジン３０で燃焼した排ガスは、吸気バルブ３３の開閉タイミングの影響で燃焼室３２から吸気通路２１への吹き返す。そして吸気脈動の影響を受けてスロットルバルブ１０まで戻される。またＥＧＲ通路５１を還流した排ガスも、その一部が吸気脈動の影響を受けてスロットルバルブ１０へ戻される。
【００１６】
排ガスには水分が含まれており、極低温下でスロットルバルブ１０を一定開度で連続走行した場合には、その水分が霜となってスロットルバルブ１０の特に吸気の流れ方向の下流側の面に堆積するおそれがある。
【００１７】
そこで本実施形態では、スロットルバルブ１０を加熱するヒータ線１２をスロットルバルブ１０に内蔵したのである。
【００１８】
以下ではスロットルバルブ１０の構成を説明する。
【００１９】
図２は、本発明による吸気制御弁の第１実施形態を示す図であり、図２（Ａ）は側面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２０】
スロットルバルブ１０は、弁体１１と、ヒータ線１２と、メッシュワイヤ１３とからなる。
【００２１】
弁体１１は、吸気の流れ方向(図１の矢印Ａ方向)の上流側の上流板体１１ａと、下流側の下流板体１１ｂとを有する。
【００２２】
弁体１１(上流板体１１ａ及び下流板体１１ｂ)は樹脂製であり、その樹脂材料としては機械的強度や耐環境性を考慮すると、例えばポリフェニレンスルフィド(Polyphenylene Sulfide；ＰＰＳ)が好適である。弁体１１は、上流板体１１ａ及び下流板体１１ｂが互いに周囲が溶着されて形成されている。
【００２３】
弁体１１は、回動軸１４でスロットルボディに支持され、アクセル踏込量に応じて回動軸１４を中心に回動して開閉し、吸気量を制御する。
【００２４】
ヒータ線１２は、弁体１１を加熱する加熱手段である。ヒータ線１２は、電圧が印加されて発熱する。ヒータ線１２は、上流板体１１ａ及び下流板体１１ｂに挟まれて弁体１１に内蔵される。ヒータ線１２の端部１２ａは、回動軸１４で弁体１１の外部に出される。
【００２５】
ヒータ線１２は、本実施形態においては、回動軸１４方向に沿って１４列形成され、さらに各列の端部が隣の列に接続されている。
【００２６】
メッシュワイヤ１３は、弁体１１とヒータ線１２との間に配置される。メッシュワイヤ１３は、金属製であり、ヒータ線１２の発熱を弁体１１に伝導する熱伝導層である。メッシュワイヤ１３は、弁体１１の外形と略同形状の環枠部１３ａの中を縦横断するワイヤ１３ｂによってヒータ線１２よりも細かい目に形成されている。このような構造となっているので、ヒータ線１２の発熱は、メッシュワイヤ１３を介して弁体１１の全域に満遍なく行き渡る。
【００２７】
本実施形態によれば、弁体１１に、電圧が印加されて発熱するヒータ線１２が設けられているので、簡易な構造で弁体１１を加熱することができる。このため、排ガスが吹き返されて排ガスに含まれる水分がスロットバルブに霜として堆積してもその霜を簡単に融解して除去することができる。
【００２８】
またヒータ線１２は、上流板体１１ａ及び下流板体１１ｂに挟まれて弁体１１に内蔵されるので、弁体１１は表面が滑らかであり、吹き返し排ガス中に含まれる水分を付着させにくい。
【００２９】
さらにヒータ線１２よりも細かい目のメッシュワイヤ１３が、弁体１１とヒータ線１２との間に配置されているので、ヒータ線１２の発熱は、メッシュワイヤ１３を介して弁体１１の全域に満遍なく行き渡らせることができる。
（第２実施形態）
図３は、本発明による吸気制御弁の第２実施形態を示す図である。なお以下では前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００３０】
本実施形態の吸気制御弁は、燃料噴射弁２３の直上流に設けられ、吸気流動を制御してタンブル流を生成するタンブルコントロールバルブ１００である。
【００３１】
またこのタンブルコントロールバルブ１００は、吸気通路に設けられた回動軸１０４を中心に回動するタイプのものである。
【００３２】
このようなタンブルコントロールバルブ１００は、エンジンの近くに配置されるので、スロットルバルブで懸念されるような霜の堆積は生じにくい。しかし、未燃炭化水素（ＨＣ）を主成分としたデポジットが堆積するおそれがある。このデポジットは６０〜７０℃程度で融解する。そこで、タンブルコントロールバルブ１００に第１実施形態と同様の加熱手段を構成した。このようにすることで、デポジットが堆積した場合には、タンブルコントロールバルブ１００を加熱することでデポジットを簡単に除去することができる。
【００３３】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【００３４】
例えば、第２実施形態ではタンブルコントロールバルブを例示して説明したが、スワールコントロールバルブに適用してもよい。
【００３５】
またタンブルコントロールバルブはバタフライタイプであってもよい。
【００３６】
また上記実施形態では、ヒータ線１２の発熱を弁体１１に伝導するメッシュワイヤ１３を設けたが、ヒータ線１２自体を網目状に形成した場合は、メッシュワイヤ１３を設けなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による吸気制御弁の加熱構造を適用するエンジンの概略構成図である。
【図２】本発明による吸気制御弁の第１実施形態を示す図である。
【図３】本発明による吸気制御弁の第２実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  スロットルバルブ(吸気制御弁)
１１  弁体
１１ａ  上流板体(第１板体)
１１ｂ  下流板体(第２板体)
１２  ヒータ線(加熱手段)
１３  メッシュワイヤ(熱伝導層)
２１  吸気通路
２２  コレクタ
２３  燃料噴射弁
３０  エンジン
３１  点火プラグ
３２  燃焼室
４１  排気通路
５１  ＥＧＲ通路
５２  ＥＧＲバルブ
１００  タンブルコントロールバルブ(吸気制御弁)
【図１】
2006322358.tif 000003
【図２】
2006322358.tif 000004
【図３】
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