(57)【要約】【課題】搭載性が向上する吸気切替弁を提供する。【解決手段】本発明の一態様は、エンジン１１に接続する吸気通路１２にクールエアを導入するためのクールエア通路部３２と、吸気通路１２にホットエアを導入するためのホットエア通路部３３と、シャフト３４と、シャフト３４に一体的に固定されシャフト３４の中心軸を中心に回動する弁体３５と、を有し、弁体３５を回動させることにより、吸気通路１２に導入する吸気をクールエアとホットエアとの間で切り替える吸気切替弁２１において、クールエア通路部３２の断面積がホットエア通路部３３の断面積よりも大きく、クールエア通路部３２の断面にて、シャフト３４の中心軸方向の寸法が、シャフト３４の中心軸に直交する方向の寸法よりも大きい。【選択図】図２
2018066274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに接続する吸気通路に低温空気を導入するための低温空気通路部と、
前記吸気通路に高温空気を導入するための高温空気通路部と、
シャフトと、
前記シャフトに一体的に固定され前記シャフトの中心軸を中心に回動する弁体と、を有し、
前記弁体を回動させることにより、前記吸気通路に導入する吸気を前記低温空気と前記高温空気との間で切り替える吸気切替弁において、
前記低温空気通路部の断面積が前記高温空気通路部の断面積よりも大きく、
前記低温空気通路部の断面にて、前記シャフトの中心軸方向の寸法が、前記シャフトの中心軸に直交する方向の寸法よりも大きいこと、
を特徴とする吸気切替弁。
【請求項２】
請求項１の吸気切替弁において、
前記弁体を回動させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記駆動部についてトルク制御を行うことにより、前記弁体を前記低温空気通路部が遮断され前記高温空気通路部が連通される全開位置に配置させるように制御し、
前記吸気通路への吸気量が所定値よりも大きい大流量要求時には、前記弁体が前記全開位置から閉弁側に回動して、前記高温空気通路部とともに前記低温空気通路部が連通されること、
を特徴とする吸気切替弁。
【請求項３】
請求項１または２の吸気切替弁において、
前記弁体を前記低温空気通路部が遮断され前記高温空気通路部が連通される全開位置に配置したときに、前記弁体は、前記低温空気通路部の断面に対して前記吸気通路側に向かって傾斜していること、
を特徴とする吸気切替弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気通路に導入される吸気を、低温空気と高温空気との間で切り替えるために使用される吸気切替弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、外気取入口と暖気取入口とが接続する箇所に、底部を支点として搖動自在なホットエアバルブが設けられている吸入空気温度制御装置が開示されている。この吸入空気温度制御装置は、ホットエアバルブを回動させることにより、エンジンに接続するインテークチャンバーに導入される吸気を、外気と暖気との間で切り替える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２３４５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示される吸入空気温度制御装置は、エンジンコンパートメント内におけるエンジン周辺の限られた空間に配置される。ここで、暖気取入口の径は、外気取入口の径と同等程度に形成されている。そして、このように暖気取入口の径が大きく形成されていると、当該暖気取入口に接続する暖気を取り込むための暖気路の径も大きくなると考えられる。そうすると、エンジン周辺の限られた空間において吸入空気温度制御装置や暖気路の配置（取り回し）が困難になり、吸入空気温度制御装置の搭載性が悪くなるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、搭載性が向上する吸気切替弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、エンジンに接続する吸気通路に低温空気を導入するための低温空気通路部と、前記吸気通路に高温空気を導入するための高温空気通路部と、シャフトと、前記シャフトに一体的に固定され前記シャフトの中心軸を中心に回動する弁体と、を有し、前記弁体を回動させることにより、前記吸気通路に導入する吸気を前記低温空気と前記高温空気との間で切り替える吸気切替弁において、前記低温空気通路部の断面積が前記高温空気通路部の断面積よりも大きく、前記低温空気通路部の断面にて、前記シャフトの中心軸方向の寸法が、前記シャフトの中心軸に直交する方向の寸法よりも大きいこと、を特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、高温空気通路部の径を小さくして、高温空気通路部に接続する高温空気導入路の配管を細くすることができる。そのため、エンジンコンパートメント内におけるエンジン周辺の限られた空間において、吸気切替弁や高温空気導入路の配管の設置が行い易くなる。したがって、吸気切替弁の搭載性が向上する。
【０００８】
また、弁体の先端とシャフトの距離を短くしても、弁体により低温空気通路部を遮断することができる。そして、このように、弁体の先端とシャフトの距離を短くできるので、弁体を回動させるための駆動トルクが負圧（吸気圧）により影響を受け難くなる。そのため、弁体を回動させるための駆動トルクを低減できる。
【０００９】
上記の態様においては、前記弁体を回動させる駆動部と、前記駆動部を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記駆動部についてトルク制御を行うことにより、前記弁体を前記低温空気通路部が遮断され前記高温空気通路部が連通される全開位置に配置させるように制御し、前記吸気通路への吸気量が所定値よりも大きい大流量要求時には、前記弁体が前記全開位置から閉弁側に回動して、前記高温空気通路部とともに前記低温空気通路部が連通されること、が好ましい。
【００１０】
この態様によれば、高温空気導入時において大流量の吸気が要求された場合であっても、低温空気通路部から吸気通路に低温を導入して、必要な流量の吸気を確保できる。そのため、高温空気導入時における大流量の吸気の要求に対して、速やかに対応できる。
【００１１】
上記の態様においては、前記弁体を前記低温空気通路部が遮断され前記高温空気通路部が連通される全開位置に配置したときに、前記弁体は、前記低温空気通路部の断面に対して前記吸気通路側に向かって傾斜していること、が好ましい。
【００１２】
この態様によれば、弁体における受圧面積（低温空気の圧力を受ける面積）を拡大できるので、弁体における低温空気の流れ方向の上流側と下流側の圧力差により、弁体が閉弁側に回動し易くなる。そのため、吸気通路への吸気量が所定値よりも大きい大流量要求時には、弁体が全開位置から閉弁側に回動して、高温空気通路部とともに低温空気通路部が連通され易くなる。したがって、高温空気導入時において大流量の吸気が要求された場合であっても、低温空気通路部から吸気通路に低温を導入して、必要な流量の吸気を確保し易くなる。ゆえに、高温空気導入時における大流量の吸気の要求に対して、速やかに対応し易くなる。
【００１３】
また、高温空気導入時において、高温空気は、高温空気通路部から弁体に案内されて吸気通路に流れ易くなる。そのため、高温空気通路部から吸気通路に流れる高温空気の圧損が低減されるので、高温空気の流量の減少を抑制できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の吸気切替弁によれば、搭載性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】エンジンシステムを示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態における吸気切替弁の外観斜視図である。
【図３】第１実施形態における吸気切替弁の正面図である。
【図４】第１実施形態における吸気切替弁の背面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ断面図であり、弁体が全閉位置に配置されるときを示す図である。
【図６】図３のＡ−Ａ断面図であり、弁体が全開位置に配置されるときを示す図である。
【図７】図３のＡ−Ａ断面図であり、弁体が全開位置から全閉位置側に微少量回動した位置に配置されるときを示す図である。
【図８】第２実施形態の第１実施例における駆動部を示す概略構成図である。
【図９】リニアソレノイドとノックカム機構を示す概略構成図であり、突起が押圧部に押されているときを示す図である。
【図１０】ノックカム機構のギアとバルブギアが噛み合っているときを示す図である。
【図１１】ノックカム機構のギアとバルブギアが噛み合っていないときを示す図である。
【図１２】リニアソレノイドへの通電のＯＮ／ＯＦＦと弁体の開度との関係を示すタイムチャート図である。
【図１３】第２実施形態の第２実施例における駆動部を示す概略構成図であり、中間ギアがバルブギアと噛み合っているときを示す図である。
【図１４】第２実施形態の第２実施例における駆動部を示す概略構成図であり、中間ギアがバルブギアから離れたときを示す図である。
【図１５】第３実施形態における弁体の周辺部を示す概略構成図である。
【図１６】高温吸気時を示す図である。
【図１７】低温吸気時を示す図である。
【図１８】負圧調整時を示す図である。
【図１９】第３実施形態の変形例を示す図である。
【図２０】第３実施形態の変形例における中間ギアを示す図である。
【図２１】第３実施形態における吸気切替弁を適用したエンジンシステムの一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、まず、本実施形態の吸気切替弁２１を有するエンジンシステム１について説明した後に、本実施形態の吸気切替弁２１について説明する。
【００１７】
図１に示すように、エンジンシステム１は、エンジン１１に接続し当該エンジン１１へ吸気を導入するための吸気通路１２と、エンジン１１から排気を導出するための排気通路１３を有する。吸気通路１２には、吸気の流れ方向の上流側（図１の左側）から順に、エアクリーナ１４、電子スロットル装置１５及び吸気マニホルド１６が設けられている。また、排気通路１３には、排気を浄化するための触媒コンバータ１７が設けられている。
【００１８】
また、エンジンシステム１は、クールエア（低温空気、外気）を、または、ホットエア（高温空気）を、または、クールエアとホットエアとの混合空気を、吸気通路１２の下流側へ選択的に流して吸気温度を制御するための吸気温度制御装置１８を有する。この吸気温度制御装置１８は、排気通路１３（排気マニホルド）の周辺のホットエアを回収するシュラウド１９と、そのシュラウド１９にて回収されたホットエアをエアクリーナ１４より上流の吸気通路１２へ導入するためのホットエア導入路２０と、エアクリーナ１４の上流側にて吸気通路１２とホットエア導入路２０との接続部に設けられた吸気切替弁２１とを備える。吸気切替弁２１には、ホットエア導入路２０の一端と、吸気通路１２へクールエアを導入するための吸気入口２２が接続される。なお、吸気切替弁２１については、さらに後述する。
【００１９】
その他、エンジンシステム１は、排気通路１３へ導出される排気の一部をＥＧＲガス（排気還流ガス）として吸気通路１２へ還流させるＥＧＲ通路（排気還流通路）２３と、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ（排気還流クーラ）２４と、ＥＧＲ通路２３におけるＥＧＲガスの流量を調節するためのＥＧＲ弁（排気還流弁）２５と、を備える。また、エンジンシステム１は、エンジン１１と吸気通路１２との間に形成されるブローバイガス通路２６や新気導入通路２７を有する。また、エンジンシステム１は、電子スロットル装置１５より上流の吸気通路１２に、エアフローメータ２８を有する。
【００２０】
次に、本実施形態の吸気切替弁２１について説明する。図２〜図７に示すように、吸気切替弁２１は、吸気通路部３１と、クールエア通路部３２（低温空気通路部の一例）と、ホットエア通路部３３（高温空気通路部の一例）と、シャフト３４と、弁体３５と、負圧アクチュエータ３６と、制御部３７などを有する。
【００２１】
吸気通路部３１は、エアクリーナ１４とエアフローメータ２８（図１参照）を介して、吸気通路１２（図１参照）と連通している。そして、吸気通路部３１は、吸気の流れ方向の下流側（図５の右側）から見たときの断面の外形が、図３に示すように、略長方形（角部を円弧状（Ｒ状）に形成した長方形）に形成されている。
【００２２】
クールエア通路部３２は、図５に示すように、吸気通路部３１に対して、クールエアの流れ方向の上流側（図５の左側）の位置に形成されている。そして、クールエア通路部３２は、クールエアの流れ方向の上流側（図５の左側）から見たときの断面の外形が、図４に示すように、略長方形に形成されている。このクールエア通路部３２は、吸気入口２２（図１参照）から導入されるクールエアを、吸気通路部３１を介して、吸気通路１２に導入するための通路である。なお、クールエア通路部３２は、当該クールエア通路部３２の中心軸方向が吸気通路部３１の中心軸方向と一致するように形成されている。
【００２３】
ホットエア通路部３３は、図５に示すように、吸気通路部３１に対して、ホットエアの流れ方向の上流側（図５の下側）の位置に形成されている。そして、ホットエア通路部３３は、ホットエアの流れ方向から見たときの断面の外形が、例えば、円形に形成されている。このホットエア通路部３３は、ホットエア導入路２０（図１参照）から導入されるホットエアを、吸気通路部３１を介して、吸気通路１２に導入するための通路である。なお、ホットエア通路部３３は、当該ホットエア通路部３３の中心軸方向が吸気通路部３１の中心軸方向と直交するように形成されている。
【００２４】
シャフト３４は、図５に示すように、クールエア通路部３２とホットエア通路部３３の接続部分付近に設けられている。シャフト３４は、当該シャフト３４の中心軸方向がクールエア通路部３２の中心軸方向と直交するように形成されている。
【００２５】
弁体３５は、シャフト３４に一体的に固定されており、負圧アクチュエータ３６によりシャフト３４の中心軸を中心に回動する。なお、弁体３５は、略長方形の平板状に形成されている。
【００２６】
負圧アクチュエータ３６（駆動部の一例）は、シャフト３４に接続している。負圧アクチュエータ３６は、シャフト３４を当該シャフト３４の中心軸を中心に回転させることにより、弁体３５を回動（駆動）させる。なお、負圧アクチュエータ３６の代わりに、モータ（例えば、ＤＣモータ）を用いてもよい。また、本実施形態では、駆動源が１つの負圧アクチュエータ３６であり、安価にできる。
【００２７】
制御部３７は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）や各種メモリ等を備え、負圧アクチュエータ３６を含めた吸気切替弁２１全体を制御する。
【００２８】
以上のような構成の吸気切替弁２１は、負圧アクチュエータ３６によりシャフト３４を回転させて弁体３５を回動させることにより、吸気通路１２に連通させる通路を、クールエア通路部３２またはホットエア通路部３３に切り替える。そして、このようにして、吸気切替弁２１は、吸気通路１２に導入する吸気をクールエアとホットエアとの間で切り替える。
【００２９】
詳しくは、吸気切替弁２１において、弁体３５は、図５に示す全閉位置（クールエア導入位置）と、図６に示す全開位置（ホットエア導入位置）との間で切り替え配置可能であると共に、全閉位置と全開位置との間の任意の中間位置に保持可能である。ここで、図５に示すように、全閉位置では、クールエア通路部３２が吸気通路部３１を介して吸気通路１２と連通され、ホットエア通路部３３が吸気通路１２（吸気通路部３１）と遮断される。また、図６に示す全開位置では、クールエア通路部３２が吸気通路１２（吸気通路部３１）と遮断され、ホットエア通路部３３が吸気通路部３１を介して吸気通路１２と連通される。
【００３０】
そして、クールエア導入時において、弁体３５が図５に示す全閉位置に配置されることで、ホットエア通路部３３（ホットエア導入路２０）からのホットエアを遮断し、クールエア通路部３２（吸気入口２２）からのクールエアをエアクリーナ１４以降の吸気通路１２へ導入する。一方、ホットエア導入時において、弁体３５が図６に示す全開位置に配置されることで、クールエア通路部３２からのクールエアを遮断し、ホットエア通路部３３からのホットエアをエアクリーナ１４以降の吸気通路１２へ導入する。また、混合空気導入時において、弁体３５が全閉位置と全開位置との間の任意の中間位置に保持されることで、クールエア通路部３２からのクールエアとホットエア通路部３３からのホットエアとの混合空気をエアクリーナ１４以降の吸気通路１２へ導入する。
【００３１】
本実施形態では、クールエア通路部３２の断面積がホットエア通路部３３の断面積よりも大きく形成されている。このようにしてホットエア通路部３３の径を小さくして、ホットエア通路部３３に接続するホットエア導入路２０（図１参照）の配管を細くする（配管径を小さくする）ことができる。そのため、エンジンシステム１が設けられたエンジンコンパートメント内におけるエンジン１１周辺の限られた空間において、吸気切替弁２１やホットエア導入路２０の配管の設置（取り回し）が行い易くなる。したがって、エンジンシステム１への吸気切替弁２１の搭載性が向上する。なお、ホットエア通路部３３の径は、モード走行（発進、加速、減速、アイドリングを繰り返すような走行）が可能な径とする。
【００３２】
なお、クールエア通路部３２の断面積とは、クールエア通路部３２の中心軸方向に直交する断面の面積である。そして、クールエア通路部３２の中心軸方向に直交する断面とは、クールエア通路部３２をクールエアの流れ方向から見たときのクールエア通路部３２の断面である。また、ホットエア通路部３３の断面積とは、ホットエア通路部３３の中心軸方向に直交する断面の面積である。そして、ホットエア通路部３３の中心軸方向に直交する断面とは、ホットエア通路部３３をホットエアの流れ方向から見たときのホットエア通路部３３の断面である。
【００３３】
また、本実施形態では、図４に示すように、クールエア通路部３２をクールエアの流れ方向の上流側から見たときに、クールエア通路部３２の幅方向（図４の左右方向）の寸法Ｗが、高さ方向（図４の上下方向）の寸法Ｈよりも大きい。すなわち、クールエア通路部３２の断面において、シャフト３４の中心軸方向の寸法が、シャフト３４の中心軸に直交する方向の寸法よりも大きい。これにより、弁体３５の先端３５ａとシャフト３４の距離を短くしても、弁体３５が図６に示す全開位置に配置されるときに、弁体３５はクールエア通路部３２を遮断できる。このように、弁体３５の先端３５ａとシャフト３４の距離を短くできるので、負圧アクチュエータ３６により弁体３５を回動させるための駆動トルクが負圧（吸気圧）により影響を受け難くなる。そのため、弁体３５を回動させるための駆動トルクを低減できる。
【００３４】
また、クールエア通路部３２の幅方向の寸法Ｗが大きく形成されているので、クールエア通路部３２の断面積を十分に確保できる。
【００３５】
また、本実施形態では、制御部３７は、負圧アクチュエータ３６についてトルク制御を行うことにより、弁体３５を図６に示す全開位置に配置させるように制御する。すなわち、制御部３７は、弁体３５が図６に示す全開位置に配置される状態（弁体３５の全開状態）を保持するために、負圧アクチュエータ３６の駆動トルクを所定値に制御する。そして、本実施形態では、このように制御部３７が負圧アクチュエータ３６についてトルク制御を行うが、吸気通路１２への吸気量が所定値よりも大きい大流量要求時には、吸気圧により、図７に示すように、弁体３５が全開位置から閉弁側（全閉位置側）に回動して、クールエア通路部３２が開口する。このとき、弁体３５が全開位置に配置されるときの弁体３５の開度を１００％とする場合に、弁体３５は、例えば５０％以下の開度分の量について回動する。
【００３６】
これにより、ホットエア導入時において大流量の吸気が要求された場合であっても、クールエア通路部３２から吸気通路１２にクールエアを導入して、必要な流量の吸気を確保できる。このようにして、ホットエア導入時における大流量の吸気の要求に対して、速やかに対応できる。特に、本実施形態では、ホットエア通路部３３の径を小さくしているが、大流量の吸気が要求された場合であっても、必要な流量の吸気を確保できる。
【００３７】
また、弁体３５が図６に示す全開位置に配置されるときに、弁体３５は、クールエア通路部３２の断面（図６に示す点線部分）に対して吸気通路１２（吸気通路部３１）側（図６の右側）に向かって傾斜している。すなわち、弁体３５は、クールエア通路部３２の断面に対して、クールエアの流れ方向の下流側に向かって、角度θ（例えば、４５°〜８０°）で傾斜している。これにより、弁体３５における受圧面積（クールエアの圧力を受ける面積）を拡大できるので、弁体３５におけるクールエアの流れ方向の上流側と下流側の圧力差により、弁体３５が閉弁側（全閉位置側）に回動し易くなる。そのため、吸気通路１２への吸気量が所定値よりも大きい大流量要求時には、弁体３５が全開位置から閉弁側に回動して、ホットエア通路部３３とともにクールエア通路部３２が吸気通路１２（吸気通路部３１）に連通され易くなる。したがって、ホットエア導入時において大流量の吸気が要求された場合であっても、クールエア通路部３２から吸気通路１２にクールエアを導入して、必要な流量の吸気を確保し易くなる。ゆえに、ホットエア導入時における大流量の吸気の要求に対して、速やかに対応し易くなる。
【００３８】
また、ホットエア導入時において、ホットエアは、ホットエア通路部３３から弁体３５に案内されて吸気通路部３１を介して吸気通路１２に流れ易くなる。そのため、ホットエア通路部３３から吸気通路１２に流れるホットエアの圧損が低減されるので、ホットエアの流量の減少を抑制できる。
【００３９】
また、図５などに示すように、ホットエア通路部３３における吸気通路部３１側の端部の周囲に形成される端面３３ａが平坦に形成されている。すなわち、クールエア通路部３２と繋がるホットエア通路部３３の配管の導入面がフラットに形成されている。これにより、弁体３５が図５に示す全閉位置に配置されるときに、弁体３５と端面３３ａとが面接触するので、ホットエア通路部３３は、弁体３５により吸気通路部３１に対して面シール（弁体３５と端面３３ａとの接触面で封止）される。そのため、クールエア導入時において、弁体３５の封止性（シール性）が向上するので、ホットエア通路部３３から吸気通路部３１へホットエアが洩れることを抑制できる。したがって、クールエア導入時において、クールエアの温度の上昇を抑制できる。
【００４０】
また、図６などに示すように、クールエア通路部３２における吸気通路部３１側の端部の周囲に封止面３２ａが形成されている。これにより、弁体３５が図６に示す全開位置に配置されるときに、弁体３５と封止面３２ａとが面接触するので、クールエア通路部３２は、弁体３５により吸気通路部３１に対して面シール（弁体３５と封止面３２ａとの接触面で封止）される。そのため、ホットエア導入時において、弁体３５の封止性が向上するので、クールエア通路部３２から吸気通路部３１へクールエアが洩れることを抑制できる。
【００４１】
また、ホットエア通路部３３は、シャフト３４から離れた位置に形成されている。すなわち、ホットエア通路部３３の位置が、シャフト３４から離れる側（図６の右側）に寄っている。これにより、ホットエア通路部３３からのホットエアの流れにより、弁体３５に対し当該弁体３５が全開位置側に回動する方向に作用するトルクが大きくなり、弁体３５を全開位置側に回動させるときの負圧アクチュエータ３６の駆動トルクを低減できる。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。
【００４３】
（第１実施例）
まず、第２実施形態の第１実施例について説明する。本実施例の吸気切替弁２１は、負圧アクチュエータ３６の代わりに、図８に示すような駆動部４１を有する。
【００４４】
図８に示すように、駆動部４１は、ボデー５１の内部に、リニアソレノイド５２と、ノックカム機構５３と、バルブギア５４と、弁体３５（図５等参照）が取り付けられているバルブシャフト５５と、スプリング５６と、軸受５７を備えている。また、駆動部４１は、駆動回路部５８を備えている。なお、リニアソレノイド５２に代わる駆動源として、ギアとモータを組み合わせたものを用いてもよい。
【００４５】
ノックカム機構５３は、リニアソレノイド５２により駆動する押圧部６１と、ボデー５１と一体のカム６２と、突起６３と、ギア６４と、ギア６４と一体のガイド用シャフト６５と、スプリング６６などを備えている。突起６３は、ギア６４と一体に形成されている。スプリング６６は、突起６３をカム６２に保持させるために、ギア６４をカム６２方向に付勢している。
【００４６】
バルブギア５４は、バルブシャフト５５と一体に形成されている。軸受５７は、バルブシャフト５５を回転可能な状態で支持している。駆動回路部５８は、リニアソレノイド５２への通電をＯＮ・ＯＦＦ（実行・停止）しながら、リニアソレノイド５２を駆動させる。
【００４７】
このような構成の駆動部４１において、押圧部６１で突起６３を押して突起６３をカム６２から離し、また、押圧部６１を引いて突起６３をカム６２に保持させることにより、ギア６４とバルブギア５４を回転させて、弁体３５を回動させる。
【００４８】
詳しくは、図８に示すように突起６３をカム６２に保持させた状態から、リニアソレノイド５２への通電を行って押圧部６１で突起６３を押すと、図９に示すように、突起６３がカム６２から離れる。このとき、突起６３の傾斜部６３ａが押圧部６１の傾斜部６１ａに接しながら、突起６３が押圧部６１の傾斜部６１ａに案内されて図９の上側へ移動するので、突起６３と一体のギア６４が少し回転する。
【００４９】
次に、リニアソレノイド５２への通電を停止して押圧部６１を引くと、突起６３がカム６２に保持される。このとき、突起６３の傾斜部６３ａがカム６２の傾斜部６２ａに接しながら、突起６３がカム６２の傾斜部６２ａに案内されてカム６２の溝部６２ｂで保持される。そして、このとき、突起６３は、図８に示すときのカム６２の溝部６２ｂに対して隣の溝部６２ｂに保持される。そのため、突起６３が図９の上側へさらに移動するので、突起６３と一体のギア６４がさらに少し回転する。
【００５０】
そして、リニアソレノイド５２への通電のＯＮとＯＦＦを繰り返すことにより、ギア６４を回転させてバルブギア５４を回転させ、バルブシャフト５５に取り付けられた弁体３５を回動させる。このように、突起６３とギア６４は、リニアソレノイド５２のスライド方向（軸方向）の動きを回転方向の動きに変換して、バルブギア５４を回転させる。
【００５１】
このように、本実施例では、駆動源としてリニアソレノイド５２を使用することにより、複雑な駆動回路を無くすことができる。
【００５２】
ここで、従来のように弁体３５の開度を保持するためにモータ等の駆動力を用いた場合には、モータへの通電を制御するための複雑な駆動回路や、弁体３５の開度を検知するためのセンサが必要となる。
【００５３】
これに対して、本実施例では、ノックカム機構５３においてカム６２に突起６３を保持させることにより、弁体３５の開度を保持できる。そのため、弁体３５の開度を保持するためのエネルギ（駆動力）が不要となる。
【００５４】
また、本実施例では、ノックカム機構５３のギア６４は、歯が形成されていない欠け歯領域６４ａを備えている。なお、バルブギア５４には、欠け歯領域を設けていない。また、バルブギア５４は、スプリング５６により弁体３５が所定開度の位置に戻る方向（例えば、図５に示す全閉位置）に回動するように付勢されている。これにより、図１０に示すように、ギア６４とバルブギア５４が噛み合っているときは、ギア６４の回転により、バルブギア５４はスプリング５６の付勢力Ｆに対抗して回転する。その一方で、図１１に示すように、ギア６４の欠け歯領域６４ａがバルブギア５４に対向してギア６４とバルブギア５４が噛み合っていないときは、スプリング５６の付勢力Ｆによりバルブギア５４が回転して、バルブシャフト５５と一体の弁体３５が所定開度の位置まで戻る。そして、ギア６４には一定区間ごとに欠け歯領域６４ａが存在しているので、ギア６４を一方向に回転させたとしても、図１２に示すように、一定時間毎に弁体３５の開度を所定開度まで戻すことができる。
【００５５】
（第２実施例）
次に、第２実施形態の第２実施例について説明する。本実施例では、駆動部４１は、図１３に示すように、さらに、中間ギア７１と、ガイド用シャフト７２と、ある温度になると荷重が増大するＳＭＡスプリング７３（感温スプリング）と、バイアススプリング７４を備えている。
【００５６】
このような構成の駆動部４１において、低温時では、図１３に示すように、中間ギア７１は、ギア６４とバルブギア５４に噛み合っている。一方、高温時（例えば、エンジン１１の暖機時）では、ＳＭＡスプリング７３の荷重が増大し、中間ギア７１は、図１４に示すように、ＳＭＡスプリング７３により付勢されて移動して、バルブギア５４と噛み合わなくなる。すると、スプリング５６の付勢力によりバルブギア５４が回転して、弁体３５の開度が所定開度まで戻る。このようにして、例えば、高温時に、弁体３５を図５に示す全閉位置に配置させることができる。
【００５７】
以上のように、本実施例によれば、リニアソレノイド５２などの動力源が故障しても、高温時において、フェールセーフを図るべく弁体３５を図５に示す全閉位置に配置させることができる。
【００５８】
なお、前記のようにフェールセーフを図るべく弁体３５を図５に示す全閉位置に配置した状態から復帰させる際には、リニアソレノイド５２により、中間ギア７１とギア６４とバルブギア５４の噛み合わせを調整する。また、弁体３５の開度は開度センサ等で検出し、学習しておく。さらに、ＳＭＡスプリング７３の代わりに、バイメタルやリニアソレノイドによる機構を用いてもよい。
【００５９】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明するが、第１実施形態や第２実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。
【００６０】
本実施形態の吸気切替弁２１は、シャフト３４や弁体３５や負圧アクチュエータ３６の代わりに、図１５に示すような構成を有している。詳しくは、本実施形態の吸気切替弁２１は、図１５に示すように、負圧調整用弁体８１と、吸気温制御用弁体８２と、負圧調整用弁体８１と一体の負圧調整用ギア８３と、吸気温制御用弁体８２と一体の吸気温制御用ギア８４と、負圧調整用スプリング８５と、吸気温制御用スプリング８６と、蝶番形状のシャフト８７と、第１ギア部８８ａと第２ギア部８８ｂを備える中間ギア８８と、モータ８９と、モータギア９０などを備えている。
【００６１】
以上のような構成の本実施形態の吸気切替弁２１は、モータ８９によりモータギア９０を介して中間ギア８８を回転させることにより、以下のように作用する。
【００６２】
まず、吸気通路１２にホットエアを導入する高温吸気時（ホットエア導入時）においては、中間ギア８８の領域Ａ１の部分を負圧調整用ギア８３と吸気温制御用ギア８４に対向させる。すると、中間ギア８８の領域Ａ１の部分においては第１ギア部８８ａと第２ギア部８８ｂのどちらも歯が形成されているため、中間ギア８８と負圧調整用ギア８３と吸気温制御用ギア８４が噛み合う。そのため、中間ギア８８が回転すると、負圧調整用弁体８１と吸気温制御用弁体８２が同期して回動する。これにより、図１６に示すように、負圧調整用弁体８１と吸気温制御用弁体８２を、全開位置に配置させることができる。
【００６３】
また、吸気通路１２にクールエアを導入する低温吸気時（クールエア導入時）においては、中間ギア８８の領域Ａ２の部分を負圧調整用ギア８３と吸気温制御用ギア８４に対向させる。すると、中間ギア８８の領域Ａ２の部分において第１ギア部８８ａと第２ギア部８８ｂのどちらも歯が形成されていないため、中間ギア８８と負圧調整用ギア８３と吸気温制御用ギア８４は噛み合わない。そのため、負圧調整用スプリング８５の付勢力により負圧調整用弁体８１を、吸気温制御用スプリング８６の付勢力により吸気温制御用弁体８２を、それぞれ、図１７に示すように、全閉位置に配置させることができる。
【００６４】
また、負圧調整時、すなわち、クールエア導入時に吸気圧を調整する時においては、中間ギア８８の領域Ａ３の部分を負圧調整用ギア８３と吸気温制御用ギア８４に対向させる。すると、中間ギア８８の領域Ａ３の部分において第１ギア部８８ａには歯が形成されている一方で第２ギア部８８ｂに歯が形成されていないため、中間ギア８８と負圧調整用ギア８３が噛み合う一方で中間ギア８８と吸気温制御用ギア８４は噛み合わない。そのため、中間ギア８８が回転すると、負圧調整用弁体８１のみが回動する。このようにして、負圧調整用弁体８１と吸気温制御用弁体８２について独立して作動させることができる。これにより、図１８に示すように、負圧調整用弁体８１を所望の開度の位置に配置して、吸気の圧力を調整できる。また、その一方で、吸気温制御用スプリング８６の付勢力により吸気温制御用弁体８２を、全閉位置に配置させることができる。
【００６５】
なお、変形例として、図１９に示すように、負圧調整用弁体８１の初期位置を吸気通路部３１とクールエア通路部３２を遮断させる位置とし、吸気温制御用弁体８２の初期位置を吸気通路部３１とホットエア通路部３３を遮断させる位置としてもよい。そして、このとき、図２０に示すように中間ギア８８に、負圧調整用弁体８１の開度を調整する領域Ａ１１と、吸気温制御用弁体８２の開度を調整する領域Ａ１２を形成しておく。
【００６６】
これにより、中間ギア８８の領域Ａ１１の部分を負圧調整用ギア８３と吸気温制御用ギア８４に対向させると、中間ギア８８の領域Ａ１１の部分において第１ギア部８８ａに歯が形成されている一方で第２ギア部８８ｂに歯が形成されていないため、中間ギア８８と負圧調整用ギア８３が噛み合う一方で中間ギア８８と吸気温制御用ギア８４は噛み合わない。そのため、中間ギア８８が回転すると、負圧調整用弁体８１のみが回動する。一方、吸気温制御用スプリング８６の付勢力により吸気温制御用弁体８２を、初期位置に配置させることができる。これにより、前記の図１８に示すように、負圧調整用弁体８１を所望の開度の位置に配置して、吸気の圧力を調整できる。
【００６７】
また、中間ギア８８の領域Ａ１２の部分を負圧調整用ギア８３と吸気温制御用ギア８４に対向させると、中間ギア８８の領域Ａ１１の部分において第１ギア部８８ａに歯が形成されていない一方で第２ギア部８８ｂに歯が形成されているため、中間ギア８８と負圧調整用ギア８３が噛み合わない一方で中間ギア８８と吸気温制御用ギア８４は噛み合う。そのため、中間ギア８８が回転すると、吸気温制御用弁体８２が回動する。そして、負圧調整用弁体８１も、吸気温制御用弁体８２に押されて回動する。これにより、前記の図１６に示すように、負圧調整用弁体８１と吸気温制御用弁体８２を、全開位置に配置させることができる。
【００６８】
以上のような本実施形態の吸気切替弁２１は、例えば、図２１に示すようなエンジンシステム２に適用できる。エンジンシステム２は、図１に示すエンジンシステム１と異なる主な点として、エアクリーナ１４より下流の吸気通路１２において、排気通路１３との間に、吸気通路１２における吸気を昇圧させるための過給機２９を有する。そして、ＥＧＲ通路２３は、触媒コンバータ１７より下流の排気通路１３と、過給機２９のコンプレッサ２９ａより上流の吸気通路１２との間に設けられる。すなわち、ＥＧＲ通路２３と吸気通路１２との接続部分が、電子スロットル装置１５よりも上流側の位置にある。そのため、ＥＧＲガスは、吸気通路１２における電子スロットル装置１５よりも上流側の位置に導入される。
【００６９】
このようなエンジンシステム２において、吸気切替弁２１により吸気圧を調整することで、吸気通路１２における電子スロットル装置１５よりも上流側の位置における負圧を調整して、ＥＧＲ通路２３からＥＧＲガスを確実に導入することができる。そのため、吸気通路１２における電子スロットル装置１５よりも上流側の位置での吸気圧を調整するための絞り弁を、別途設ける必要がなくなる。
【００７０】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００７１】
１    エンジンシステム
２    エンジンシステム
１１  エンジン
１２  吸気通路
１３  排気通路
１４  エアクリーナ
１８  吸気温度制御装置
１９  シュラウド
２０  ホットエア導入路
２１  吸気切替弁
２２  吸気入口
３１  吸気通路部
３２  クールエア通路部
３２ａ  封止面
３３  ホットエア通路部
３３ａ  端面
３４  シャフト
３５  弁体
３５ａ  先端
３６  負圧アクチュエータ
３７  制御部
４１  駆動部
５２  リニアソレノイド
５３  ノックカム機構
５４  バルブギア
５５  バルブシャフト
５６  スプリング
６１  押圧部
６２  カム
６３  突起
６４  ギア
６４ａ  欠け歯領域
６６  スプリング
７１  中間ギア
７３  ＳＭＡスプリング
８１  負圧調整用弁体
８２  吸気温制御用弁体
８３  負圧調整用ギア
８４  吸気温制御用ギア
８５  負圧調整用スプリング
８６  吸気温制御用スプリング
８７  シャフト
８８  中間ギア
８８ａ  第１ギア部
８８ｂ  第２ギア部
Ｗ  （幅方向の）寸法
Ｈ  （高さ方向の）寸法
θ  角度
【図１】
2018066274.tif 000003
【図２】
2018066274.tif 000004
【図３】
2018066274.tif 000005
【図４】
2018066274.tif 000006
【図５】
2018066274.tif 000007
【図６】
2018066274.tif 000008
【図７】
2018066274.tif 000009
【図８】
2018066274.tif 000010
【図９】
2018066274.tif 000011
【図１０】
2018066274.tif 000012
【図１１】
2018066274.tif 000013
【図１２】
2018066274.tif 000014
【図１３】
2018066274.tif 000015
【図１４】
2018066274.tif 000016
【図１５】
2018066274.tif 000017
【図１６】
2018066274.tif 000018
【図１７】
2018066274.tif 000019
【図１８】
2018066274.tif 000020
【図１９】
2018066274.tif 000021
【図２０】
2018066274.tif 000022
【図２１】
2018066274.tif 000023