(57)【要約】【課題】スロットルバルブが全閉位置においてボアに対してほぼ垂直をなす絞り弁装置において、アクセルを操作したときのレスポンスを向上することのできる絞り弁装置を提供する。【解決手段】ボア１１２を形成するスロットルボデー本体１１０と、スロットルボデー本体１１０に回転可能に支持されたスロットルシャフト１２０と、スロットルシャフト１２０に固定されかつアクセルの操作によってボア１１２を開閉するスロットルバルブ１２２とを備える。スロットルバルブ１２２は、全閉位置においてボア１１２に対してほぼ垂直をなすものである。ボア１１２には、主管状部１１３と上流側の拡管状部１１４及び／又は下流側の拡管状部１１５を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気が流れるボアを形成するスロットルボデー本体と、
前記スロットルボデー本体に前記ボアを横断する状態で回転可能に支持されたスロットルシャフトと、
前記スロットルシャフトに固定されかつアクセルの操作によって前記ボアを開閉するスロットルバルブとを備え、
前記スロットルバルブは、全閉位置において前記ボアに対してほぼ垂直をなす絞り弁装置であって、
前記ボアには、前記スロットルバルブの全閉位置を含む全閉付近における外周部に対応する主管状部と、前記全閉付近を超えて開かれた前記スロットルバルブの上流側半部と下流側半部との少なくとも一方側半部の外周部に対応しかつ前記主管状部の開口断面積に比べて拡大された開口断面積を有する拡管状部を備えたことを特徴とする絞り弁装置。
【請求項２】
前記ボアの主管状部の壁面を所定半径の円筒状壁面で形成し、また、前記ボアの拡管状部における前記スロットルバルブの半部の外周部に対応するバルブ対応側壁面を前記主管状部の壁面と同一半径でかつ偏心する半円筒状壁面で形成するとともに、残りのバルブ不対応側壁面を前記主管状部の壁面と同一半径でかつ同一軸線をなす半円筒状壁面で形成したことを特徴とする請求項１に記載の絞り弁装置。
【請求項３】
前記ボアの主管状部の壁面と拡管状部のバルブ対応側壁面とを所定の傾斜角で傾斜する傾斜壁面を介して連続させたことを特徴とする請求項２に記載の絞り弁装置。
【請求項４】
前記ボアの主管状部の壁面を所定半径の円筒状壁面で形成し、また、前記ボアの拡管状部の壁面を前記主管状部の壁面と同一軸線でかつ大きい半径の円筒状壁面で形成したことを特徴とする請求項１に記載の絞り弁装置。
【請求項５】
前記ボアの主管状部の壁面と拡管状部の壁面とを所定の傾斜角で傾斜するテーパ状壁面を介して連続させたことを特徴とする請求項４に記載の絞り弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸入空気量を制御するスロットルボデーとも呼ばれる絞り弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の絞り弁装置について図８を参照して説明する。絞り弁装置は、吸入空気が流れるボア１２を形成するスロットルボデー本体１０を備えている。スロットルボデー本体１０には、スロットルシャフト２０がボア１２を横断する状態で回転可能に支持されている。スロットルシャフト２０には、スロットルシャフト２０の回動によってボア１２を開閉するバタフライバルブ式のスロットルバルブ２２が固定されている。スロットルバルブ２２は、図８に実線２２で示すように、全閉位置においてボア１２に対して垂直をなすように設定されている。詳しくは、ボア１２の軸線１２Ｌに対してスロットルバルブ２２の回動軸線（スロットルシャフト２０の軸線）に直交する中心線２２Ｃが垂直をなす位置を、スロットルバルブ２２の全閉位置としている。
【０００３】
なお、スロットルシャフト２０は、バックスプリング（図示省略）により閉方向（図８中、矢印ＹＳ参照）へ付勢されている。また、スロットルボデー本体１０とスロットルシャフト２０との間には、スロットルバルブ２２を全閉位置（図８中、実線２２参照）にて停止させるためのストッパ手段（図示省略）が設けられている。また、図示しないが、スロットルシャフト２０は、車両等におけるアクセルペダル等のアクセルの踏み込み操作に基づいて、前記バックスプリングに抗して開方向（図８中、矢印ＹＯ参照）に回動されるように構成されている。このような絞り弁装置は、例えば特許文献１等に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−４４７３号公報（第２−３頁、図１参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した絞り弁装置におけるボア１２の壁面１２ａは、軸線１２Ｌ方向にわたって所定半径の円筒状壁面で形成されている。したがって、アクセルの操作にともなうスロットルバルブ２２の開度に対する吸入空気量の特性は、図３に線Ｌ３４で示すように緩慢にならざるを得ない。このため、車両等のアクセルを操作したときのレスポンスが低下するという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、スロットルバルブが全閉位置においてボアに対してほぼ垂直をなす絞り弁装置において、アクセルを操作したときのレスポンスを向上することのできる絞り弁装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、本発明の特許請求の範囲に記載された構成を要旨とする絞り弁装置により解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項１に記載された絞り弁装置によると、アクセルの操作によって、スロットルバルブがボアに対してほぼ垂直をなす全閉位置を含む全閉付近を超えて開かれると、そのスロットルバルブの上流側半部と下流側半部との少なくとも一方側半部の外周部が主管状部から拡管状部に対応することにより、吸入空気量が急速に増大される。このため、スロットルバルブが全閉位置においてボアに対してほぼ垂直をなす絞り弁装置において、スロットルバルブの開度に対する吸入空気量の特性の立ち上がりが早くなることにより、アクセルを操作したときのレスポンスを向上することができる。
【０００８】
また、特許請求の範囲の請求項２に記載された絞り弁装置によると、ボアの拡管状部におけるスロットルバルブの半部の外周部に対応するバルブ対応側壁面を主管状部の壁面と同一半径でかつ偏心する半円筒状壁面で形成するといった簡単な構成により、拡管状部を容易に形成することができる。
【０００９】
また、特許請求の範囲の請求項３に記載された絞り弁装置によると、ボアの主管状部の壁面と拡管状部のバルブ対応側壁面とを傾斜壁面を介して連続させたことによって、吸入空気をスムーズに流すことができ、吸気抵抗を低減することができる。さらに、傾斜壁面の傾斜角を調整することにより、吸入空気量の特性を容易にかつ安価に変更することができる。
【００１０】
また、特許請求の範囲の請求項４に記載された絞り弁装置によると、ボアの拡管状部の壁面を主管状部の壁面と同一軸線でかつ大きい半径の円筒状壁面で形成するといった簡単な構成により、拡管状部を容易に形成することができる。
【００１１】
また、特許請求の範囲の請求項５に記載された絞り弁装置によると、ボアの主管状部の壁面と拡管状部の壁面とをテーパ状壁面を介して連続させたことによって、吸入空気をスムーズに流すことができ、吸気抵抗を低減することができる。さらに、テーパ状壁面の傾斜角を調整することにより、吸入空気量の特性を容易にかつ安価に変更することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１を説明する。本実施の形態では、車両用内燃機関の絞り弁装置について例示する。図１に示すように、絞り弁装置は、内燃機関の吸入空気が流れるボア１１２を形成するスロットルボデー本体１１０を備えている。スロットルボデー本体１１０には、スロットルシャフト１２０がボア１１２を横断する状態で回転可能に支持されている。スロットルシャフト１２０には、バタフライバルブ式のほぼ円板状のスロットルバルブ１２２が固定されている。スロットルバルブ１２２は、スロットルシャフト１２０の回動によってボア１１２を開閉する。スロットルバルブ１２２は、図１に実線１２２で示すように、全閉位置においてボア１１２に対して垂直をなすように設定されている。詳しくは、ボア１１２の軸線１１２Ｌに対してスロットルバルブ１２２の回動軸線（スロットルシャフト１２０の軸線）に直交する中心線１２２Ｃが垂直をなす位置を、スロットルバルブ１２２の全閉位置としている。このとき、ボア１１２の壁面１１３ａとスロットルバルブ１２２の外周面との間には、所定間隔の隙間が形成される。
【００１３】
なお、スロットルシャフト１２０は、バックスプリング（図示省略）により閉方向（図１中、矢印ＹＳ参照）へ付勢されている。また、スロットルボデー本体１１０とスロットルシャフト１２０との間には、スロットルバルブ１２２を全閉位置（図１中、実線１２２参照）にて停止させるためのストッパ手段（図示省略）が設けられている。また、図示しないが、スロットルシャフト１２０は、車両等におけるアクセルペダル等のアクセルの踏み込み操作に基づいて、機械的な連繋機構あるいは電気的な駆動手段を介して、前記バックスプリングに抗して開方向（図１中、矢印ＹＯ参照）に回動されるように構成されている。
【００１４】
図１に示すように、前記ボア１１２には、主管状部１１３と上流側の拡管状部１１４と下流側の拡管状部１１５が設けられている。主管状部１１３は、前記スロットルバルブ１２２の全閉位置を含む全閉付近における外周部に対応している。また、上流側の拡管状部１１４は、全閉付近を超えて開かれたスロットルバルブ１２２の上流側半部１２２ａの外周部に対応し、かつ、前記主管状部１１３の開口断面積に比べて拡大された開口断面積を有している。また、下流側の拡管状部１１５は、全閉付近を超えて開かれたスロットルバルブ１２２の下流側半部１２２ｂの外周部に対応し、かつ、前記主管状部１１３の開口断面積に比べて拡大された開口断面積を有している。
【００１５】
図１に示すように、前記主管状部１１３の壁面１１３ａは、軸線１１２Ｌを中心とする所定半径Ｒをなす円筒状壁面（図２参照）で形成されている。
また、前記上流側の拡管状部１１４におけるスロットルバルブ１２２の上流側半部１２２ａの外周部に対応するバルブ対応側壁面１１４ａは、主管状部１１３の壁面１１３ａと同一半径Ｒでかつ偏心する半円筒状壁面（図２参照）で形成されている。これともに、残りのバルブ不対応側壁面１１４ｂは、前記主管状部１１３の壁面１１３ａと同一半径Ｒでかつ同一軸線１１２Ｌをなす半円筒状壁面（図２参照）で形成されている。
また、前記下流側の拡管状部１１５におけるスロットルバルブ１２２の下流側半部１２２ｂの外周部に対応するバルブ対応側壁面１１５ａは、主管状部１１３の壁面１１３ａと同一半径Ｒでかつ偏心する半円筒状壁面（図２参照）で形成されている。これともに、残りのバルブ不対応側壁面１１５ｂは、前記主管状部１１３の壁面１１３ａと同一半径Ｒでかつ同一軸線１１２Ｌをなす半円筒状壁面で形成されている。
【００１６】
図１に示すように、前記主管状部１１３の壁面１１３ａと前記上流側の拡管状部１１４のバルブ対応側壁面１１４ａとは、所定の傾斜角１１６θで傾斜する傾斜壁面１１６を介して連続されている。傾斜角１１６θは、例えば、２０°に設定されている。
また、前記主管状部１１３の壁面１１３ａと前記下流側の拡管状部１１５のバルブ対応側壁面１１５ａとは、所定の傾斜角１１７θで傾斜する傾斜壁面１１７を介して連続されている。傾斜角１１７θは、例えば、２０°に設定されている。
【００１７】
上記した絞り弁装置によると、スロットルバルブ１２２の全閉位置（図１中、実線１２２参照）の空気量いわゆるアイドル空気量は、スロットルボデー本体１１０のボア１１２における主管状部１１３の壁面１１３ａとスロットルバルブ１２２の外周面との間の隙間を流れる吸入空気量となる。スロットルバルブ１２２が全閉位置においてボア１１２に対して垂直をなすように設定されているため、スロットルバルブ１２２の全閉角度にばらつきが生じたとしても、スロットルボデー本体１１０のボア１１２とスロットルバルブ１２２との間における隙間の開口面積の変化が小さい。このため、スロットルバルブ１２２の全閉位置における全閉角度のばらつきによる空気量のばらつきを低減することができる。
【００１８】
前記スロットルバルブ１２２の全閉状態においてアクセルを操作する。これによって、スロットルバルブ１２２がボア１１２に対してほぼ垂直をなす全閉位置を含む全閉付近を超えて開かれる（図１中、二点鎖線１２２参照）。すると、そのスロットルバルブ１２２の上流側半部１２２ａの外周部及び下流側半部１２２ｂの外周部が主管状部１１３から当該拡管状部１１４，１１５に対応することにより、ボア１１２の壁面とスロットルバルブ１２２の外周面との間の隙間が拡大されるため、吸入空気量が急速に増大される。このため、スロットルバルブ１２２が全閉位置においてボア１１２に対してほぼ垂直をなす絞り弁装置において、スロットルバルブ１２２の開度に対する吸入空気量の特性の立ち上がりが早くなる（図３中、線Ｌ３１参照）。これにより、アクセルを操作したときのレスポンスを向上することができる。
【００１９】
また、ボア１１２の各拡管状部１１４，１１５におけるスロットルバルブ１２２の外周部に対応するバルブ対応側壁面１１４ａ，１１５ａを、主管状部１１３の壁面１１３ａと同一半径Ｒでかつ偏心する半円筒状壁面（図２参照）で形成するといった簡単な構成により、各拡管状部１１４，１１５を容易に形成することができる。
【００２０】
また、ボア１１２の主管状部１１３の壁面１１３ａと上流側の拡管状部１１４のバルブ対応側壁面１１４ａとを傾斜壁面１１６を介して連続させたことにより、吸入空気を上流側の拡管状部１１４から主管状部１１３へ吸入空気をスムーズに流すことができる。これとともに、ボア１１２の主管状部１１３の壁面１１３ａと下流側の拡管状部１１５のバルブ対応側壁面１１５ａとを傾斜壁面１１７を介して連続させたことにより、主管状部１１３から下流側の拡管状部１１５へ吸入空気をスムーズに流すことができる。これらによって、吸気抵抗を低減することができる。
さらに、各傾斜壁面１１６，１１７の傾斜角１１６θ，１１７θをそれぞれ調整することにより、吸入空気量の特性を容易にかつ安価に変更することができる。
【００２１】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２を説明する。実施の形態２は、上記した実施の形態１の一部を変更したものであるからその変更部分について詳述し、重複する説明は省略する。すなわち、図４に示すように、前記実施の形態１におけるスロットルボデー本体１１０のボア１１２における上流側の拡管状部１１４（傾斜壁面１１６を含む。図１参照。）に代えて、主管状部１１３の壁面１１３ａと同一半径でかつ同一軸線１１２Ｌをなす円筒状の壁面２１４ａ（図５参照）による上流側の直管部２１４を形成したものである。
【００２２】
上記した実施の形態２によっても、実施の形態１とほぼ同様の作用・効果が得られる。ただし、本実施の形態の場合、スロットルバルブ１２２の開度に対する吸入空気量の特性の立ち上がりを早くすることができるものの、実施の形態１のものに比べれば、その特性は若干緩慢になる（図３中、線Ｌ３２参照）。
【００２３】
また、上記実施の形態２に代えて、前記実施の形態１における前記スロットルボデー本体１１０のボア１１２における下流側の拡管状部１１５（傾斜壁面１１７を含む。図１参照。）及び傾斜壁面１１７（図１参照）に代えて、主管状部１１３の壁面１１３ａと同一半径でかつ同一軸線１１２Ｌをなす円筒状壁面による下流側の直管部を形成することもできる。
【００２４】
［実施の形態３］
本発明の実施の形態３を説明する。実施の形態３は、上記した実施の形態１の一部を変更したものであるからその変更部分について詳述し、重複する説明は省略する。すなわち、図６に示すように、前記ボア１１２の上流側の拡管状部（符号、３１４を付す）の壁面３１４ａ及び下流側の拡管状部（符号、３１５を付す）の壁面３１５ａは、前記主管状部１１３と同一軸線１１２Ｌでかつ大きい半径Ｒ１（図７参照）をなす円筒状壁面で形成されている。
【００２５】
図６に示すように、前記主管状部１１３の壁面１１３ａと前記上流側の拡管状部３１４の壁面３１４ａとは、所定の傾斜角３１６θで傾斜するテーパ状壁面３１６を介して連続されている。傾斜角３１６θは、例えば、２０°に設定されている。
また、図６に示すように、前記主管状部１１３の壁面１１３ａと前記下流側の拡管状部３１５の壁面３１５ａとは、所定の傾斜角３１７θで傾斜するテーパ状壁面３１７を介して連続されている。傾斜角３１６θは、例えば、２０°に設定されている。
【００２６】
上記した実施の形態３によっても、実施の形態１とほぼ同様の作用・効果が得られる。ただし、本実施の形態の場合、スロットルバルブ１２２の開度に対する吸入空気量の特性の立ち上がりを、実施の形態１のものに比べて一層早くすることができる（図３中、線Ｌ３３参照）。
【００２７】
また、図６に示すように、ボア１１２の各拡管状部３１４，３１５の壁面３１４ａ，３１５ａを主管状部１１３の壁面１１３ａと同一軸線１１２Ｌでかつ大きい半径Ｒ１（図７参照）の円筒状壁面で形成するといった簡単な構成により、各拡管状部３１４，３１５を容易に形成することができる。
【００２８】
また、ボア１１２の主管状部１１３の壁面１１３ａと上流側の拡管状部３１４の壁面３１４ａとをテーパ状壁面３１６を介して連続させたことにより、吸入空気を上流側の拡管状部３１４から主管状部１１３へ吸入空気をスムーズに流すことができる。これとともに、ボア１１２の主管状部１１３の壁面１１３ａと下流側の拡管状部３１５の壁面３１５ａとをテーパ状壁面３１７を介して連続させたことにより、主管状部１１３から下流側の拡管状部３１５へ吸入空気をスムーズに流すことができる。これらによって、吸気抵抗を低減することができる。
さらに、各テーパ状壁面３１６，３１７の傾斜角３１６θ，３１７θをそれぞれ調整することにより、吸入空気量の特性を容易にかつ安価に変更することができる。
【００２９】
また、上記実施の形態３のボア１１２における上流側の拡管状部３１４（テーパ状壁面３１６を含む）、又は、下流側の拡管状部３１５（テーパ状壁面３１７を含む）に代えて、主管状部１１３の壁面１１３ａと同一半径でかつ同一軸線１１２Ｌをなす円筒状壁面による直管部を形成することができる。
【００３０】
本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、スロットルボデー本体１１０のボア１１２及びスロットルバルブ１２２の形状は、円形状に限定されるものではなく、例えば四角形状、楕円形状等に変更することが考えられる。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の絞り弁装置によれば、スロットルバルブが全閉位置においてボアに対してほぼ垂直をなす絞り弁装置において、スロットルバルブの開度に対する吸入空気量の特性の立ち上がりが早くなることにより、アクセルを操作したときのレスポンスを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる絞り弁装置を示す側断面図である。
【図２】絞り弁装置のボアの壁面形状を示す平断面図である。
【図３】スロットルバルブの開度と吸入空気量との関係を示す特性線図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる絞り弁装置を示す側断面図である。
【図５】絞り弁装置のボアの壁面形状を示す平断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３にかかる絞り弁装置を示す側断面図である。
【図７】絞り弁装置のボアの壁面形状を示す平断面図である。
【図８】従来の絞り弁装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
１１０  スロットルボデー本体
１１２  ボア
１１３  主管状部
１１３ａ  壁面
１１４  上流側の拡管状部
１１４ａ  バルブ対応側壁面
１１４ｂ  バルブ不対応側壁面
１１５  下流側の拡管状部
１１５ａ  バルブ対応側壁面
１１５ｂ  バルブ不対応側壁面
１１６  傾斜壁面
１１７  傾斜壁面
１２０  スロットルシャフト
１２２  スロットルバルブ
１２２ａ  上流側半部
１２２ｂ  下流側半部
３１４  上流側の拡管状部
３１４ａ  壁面
３１５  下流側の拡管状部
３１５ａ  壁面
３１６  テーパ状壁面
３１７  テーパ状壁面
【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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