(57)【要約】【課題】過給機を備える内燃機関のエアバイパス通路に適用されるバルブ装置に関して、バイパスバルブを開弁する際の騒音を抑制する。【解決手段】バルブ装置１０は、過給機を備える内燃機関において、コンプレッサを迂回するエアバイパス通路４３に適用される。バルブ装置１０は、バイパスバルブ２０の弁体２１がエアバイパス通路４３に設けられた弁座部４５に当接することで、エアバイパス通路４３の連通を遮断する。弁座部４５には、エアバイパス通路４３の連通が遮断されているときに弁体２１の外周面２１Ａと当接するリブ４６が突設されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機を備える内燃機関において、吸気通路における前記過給機のコンプレッサよりも下流の部分と前記コンプレッサよりも上流の部分とを接続するエアバイパス通路に適用され、バイパスバルブの弁体が前記エアバイパス通路に設けられた弁座部に当接することで前記エアバイパス通路の連通を遮断し、前記吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側の圧力の上昇に伴って前記弁体が前記弁座部から離間して前記エアバイパス通路を連通させるバルブ装置であって、
前記弁座部には、前記エアバイパス通路の連通が遮断されているときに前記弁体の外周面と当接する複数のリブが少なくとも二つ突設されており、
前記各リブは、間隔をおいて配置されているバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機を備える内燃機関のエアバイパス通路に適用されるバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過給機を備える内燃機関において、吸気通路におけるコンプレッサの上流側と下流側とを接続するエアバイパス通路と、エアバイパス通路に設けられたバルブ装置が知られている。上記内燃機関では、過給機の駆動中にスロットルバルブが閉じ側に操作された場合、過給された吸気がエアバイパス通路を通過して吸気通路におけるコンプレッサよりも上流側に導入される。そして、エアバイパス通路の連通が遮断されているバルブ装置の閉弁状態からエアバイパス通路が連通されるバルブ装置の開弁状態への移行時では、過給された吸気の通過に伴う圧力脈動が生じ、圧力脈動の伝播によって騒音が発生することが知られている。
【０００３】
特許文献１には、音の振動エネルギーを吸収する吸音材を配設したバルブ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５‐７５５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているバルブ装置のように吸音材を用いた消音構造では、吸音材の配設位置によっては音の振動エネルギーを吸収しきれない虞がある。
本発明の課題は、エアバイパス通路に配設されるバルブ装置に関して、消音構造を良化向上したバルブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためのバルブ装置は、過給機を備える内燃機関において、吸気通路における前記過給機のコンプレッサよりも下流の部分と前記コンプレッサよりも上流の部分とを接続するエアバイパス通路に適用される。バルブ装置は、バイパスバルブの弁体が前記エアバイパス通路に設けられた弁座部に当接することで前記エアバイパス通路の連通を遮断し、前記吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側の圧力の上昇に伴って前記弁体が前記弁座部から離間して前記エアバイパス通路を連通させる。そして、前記エアバイパス通路の連通が遮断されているときに前記弁体の外周面と当接する複数のリブが前記弁座部に少なくとも二つ突設されており、前記各リブは、間隔をおいて配置されていることを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、バイパスバルブの弁体が弁座部から離間して開弁状態になったときには、弁体によって閉塞されていた開口を吸気が通過し、開口を通過した吸気は弁座部に設けられているリブに接触してエアバイパス通路を流れる。このとき、開口を通過する吸気とリブとが接触することによる摩擦によって、吸気が開口を通過する際に生じる圧力脈動を低減することができる。圧力脈動が低減されることによって、バイパスバルブの開弁に伴って発生する騒音を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態のバルブ装置を備える内燃機関の概略を示す構成図。
【図２】同実施形態にかかるバルブ装置の断面図。
【図３】図２における３−３線に沿った断面構造を示す図。
【図４】同実施形態にかかるバルブ装置が開弁している状態を示す図。
【図５】バルブ装置の変更例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、バルブ装置の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、バルブ装置１０が適用される内燃機関３０を示している。内燃機関３０は、過給機４１を備えている。内燃機関３０の燃焼室３１に吸気を導入する吸気通路３２には、吸気上流側から順に、吸気口３３、過給機４１のコンプレッサ４２、インタークーラ３４、スロットルバルブ３５が配設されている。吸気通路３２には、コンプレッサ４２を迂回するエアバイパス通路４３が設けられている。エアバイパス通路４３の一端は、吸気通路３２におけるコンプレッサ４２よりも下流の部分に接続されている。エアバイパス通路４３の他端は、吸気通路３２におけるコンプレッサ４２よりも上流の部分に接続されている。エアバイパス通路４３には、バイパスバルブ２０が配設されている。以下では、エアバイパス通路４３における上記一端とバイパスバルブ２０との間を第１通路４３Ａという。また、エアバイパス通路４３における上記他端とバイパスバルブ２０との間を第２通路４３Ｂという。
【００１０】
図２に示すように、バイパスバルブ２０は、バルブ本体２２と、バルブ本体２２に収容されておりエアバイパス通路４３内に突出するように移動可能な弁体２１と、を有している。バイパスバルブ２０は、ダイヤフラム式のアクチュエータを備えている。弁体２１は、円柱状に形成されている。弁体２１は、バルブ本体２２が備える弾性部材によって、第１通路４３Ａ側に突出するように付勢されている。吸気通路３２におけるコンプレッサ４２よりも下流側の部分の圧力の上昇に伴って弁体２１をバルブ本体２２側に移動させる力が生じ、当該力が弾性部材による付勢力を上回ると、弁体２１は、エアバイパス通路４３内に突出する長さを短くするようにバルブ本体２２側に移動する。
【００１１】
図２に示すように、エアバイパス通路４３には、バイパスバルブ２０の弁体２１が当接する弁座部４５が設けられている。弁座部４５のうち弁体２１との当接面４５Ａは、円環状に形成されている。円環状の当接面４５Ａの外径は、弁体２１の直径と等しくされている。円環状の当接面４５Ａの内径は、弁体２１の直径よりも小さくされている。
【００１２】
バルブ装置１０は、バイパスバルブ２０と、エアバイパス通路４３に設けられている弁座部４５と、によって構成されている。バルブ装置１０が閉弁状態であるときには、弁体２１が弁座部４５に当接してエアバイパス通路４３の連通を遮断する。一方、バルブ装置１０は、弁体２１がバルブ本体２２側に移動して弁座部４５から離間することで、エアバイパス通路４３を連通させる開弁状態となる。また、図３に示すように、円環状の当接面４５Ａによって区画されている空間が、第１通路４３Ａと第２通路４３Ｂとを連通する開口４４をなしている。バルブ装置１０が閉弁状態であるときには、エアバイパス通路４３の開口４４が弁体２１によって閉塞されている。なお、図２は、閉弁状態のバルブ装置１０を示している。
【００１３】
図２及び図３に示すように、弁座部４５は、バルブ本体２２に向かって突設されている複数のリブ４６を備えている。リブ４６は、エアバイパス通路４３を区画する壁及び弁座部４５と一体成型されている。リブ４６におけるバルブ本体２２側の端部とバルブ本体２２とは離間している。すなわち、図２における上下方向のリブ４６の長さであるリブ４６の高さは、図２における上下方向の第２通路４３Ｂの通路幅よりも小さい。
【００１４】
図２に示すように、リブ４６は、バルブ装置１０が閉弁状態にあるとき、すなわち弁体２１が弁座部４５に当接しているときに、弁体２１の外周面２１Ａと当接する位置に配置されている。
【００１５】
図３に示すように、各リブ４６は、バルブ装置１０が閉弁状態であるときに弁体２１の径方向外側を取り囲むように、弁座部４５における当接面４５Ａの径方向外側に配置されている。各リブ４６は、所定の間隔を置いて配置されている。本実施形態のバルブ装置１０は、八つのリブ４６を備えており、八つのリブ４６が開口４４の中心点を中心として放射状に配置されている。また、八つのリブ４６は、等間隔に配置されている。
【００１６】
次に、本実施形態にかかるバルブ装置１０の作用とともに、その効果について説明する。
内燃機関３０では、例えば過給機４１を駆動しているときにスロットルバルブ３５が閉じ側に操作された場合など、コンプレッサ４２よりも下流側の吸気通路３２における圧力をコンプレッサ４２よりも上流側の吸気通路３２に逃がすために、バルブ装置１０が開弁状態とされてエアバイパス通路４３が連通される。そして、過給機４１によって過給されたコンプレッサ４２の下流側の吸気がエアバイパス通路４３を通過して上流側に還流される。ここで、バルブ装置１０が閉弁状態から開弁状態にされたとき、エアバイパス通路４３内の圧力差によって第１通路４３Ａから第２通路４３Ｂへ吸気が急激に流れ込むことで、圧力脈動が生じる。こうした圧力脈動が伝播することによって、吸気口３３から騒音が発生することがある。特に、バルブ装置１０の弁体２１が弁座部４５から離間し始めたときには、弁体２１と弁座部４５との間隙が狭いために、開口４４を通過した吸気が当該間隙に流れ込むことによって生じる圧力脈動は、より大きくなる。
【００１７】
図４には、弁体２１が弁座部４５から離間し始めて開弁状態となったときのバルブ装置１０を示している。また、開口４４を通過する吸気の流れを模式的に矢印で表示している。バルブ装置１０の弁座部４５にはリブ４６が設けられているために、開弁状態のバルブ装置１０では、開口４４を通過して第１通路４３Ａから第２通路４３Ｂに流入する吸気がリブ４６と接触しながらリブ４６間を通過してエアバイパス通路４３を流れる。吸気とリブ４６とが接触することによる摩擦によって、吸気が第２通路４３Ｂに流入するときに生じる圧力脈動を低減することができる。すなわち、吸気がエアバイパス通路４３を通過する際に生じる圧力脈動が低減されるため、圧力脈動の伝播に伴う騒音を軽減することができる。
【００１８】
また、図３に示したようにバルブ装置１０では、各リブ４６が間隔を置いて等間隔に配設されている。これによって、開口４４を通過して開口４４の周方向に分散する吸気にリブ４６を好適に接触させることができ、圧力脈動の低減に寄与することができる。
【００１９】
さらに、各リブ４６は放射状に配置されている。これによって、開口４４を通過して第２通路４３Ｂに流入した吸気が放射状に流れるように、吸気の流れを整えることができ、圧力脈動を低減することができる。
【００２０】
また、図２に示したようにバルブ装置１０では、リブ４６の高さが第２通路４３Ｂの通路幅よりも小さい。これによって、リブ４６のバルブ本体２２側端部よりもバルブ本体２２側に弁体２１が移動したときには、リブ４６よりもバルブ本体２２側の空間を吸気が流れる。すなわち、エアバイパス通路４３を介して還流させる吸気の流量を確保することができる。
【００２１】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・バイパスバルブ２０は、吸気通路３２におけるコンプレッサ４２よりも下流側の圧力が上昇して当該圧力が所定圧よりも高いことが検知されたことをもって弁体２１が弁座部４５から離間するように制御される電磁弁でもよい。
【００２２】
・上記実施形態では、弁座部４５と一体成型されたリブ４６を採用しているが、例えば図５に示すように弁座部４５とは別部材としてリブ１４６を弁座部４５に配設することもできる。この場合には、リブ１４６の材料として吸音効果を奏する材料を採用することもできる。
【００２３】
・上記実施形態では、八つのリブ４６を等間隔に配設した。リブ４６の個数は変更可能である。また、各リブ４６を配置する間隔も変更可能である。弁座部４５における当接面４５Ａの径方向外側にリブ４６が配置されているならば、リブ４６の個数やリブ４６間の間隔に係わらず、バルブ装置１０の閉弁状態から開弁状態への移行時には開口４４を通過した吸気の流れがリブ４６と接触する。すなわち、圧力脈動を低減する効果を奏することができる。
【００２４】
・リブ４６の形状や各部寸法は、適宜変更可能である。例えば、開口４４の径方向に対するリブ４６の寸法を弁座部４５の直径よりも長くしてもよい。
・上記実施形態では、図２に示したように、リブ４６の高さが第２通路４３Ｂの通路幅よりも小さい。リブ４６の高さは、第２通路４３Ｂの通路幅と等しくてもよい。リブ４６がバルブ本体２２と当接するように配設されていたとしても、各リブ４６が間隔を置いて配置されていれば、開口４４を通過した吸気がエアバイパス通路４３を流れることができ、圧力脈動を低減する効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０…バルブ装置、２０…バイパスバルブ、２１…弁体、２１Ａ…外周面、２２…バルブ本体、３０…内燃機関、３１…燃焼室、３２…吸気通路、３３…吸気口、３４…インタークーラ、３５…スロットルバルブ、４１…過給機、４２…コンプレッサ、４３…エアバイパス通路、４３Ａ…第１通路、４３Ｂ…第２通路、４４…開口、４５…弁座部、４５Ａ…当接面、４６，１４６…リブ。
【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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