(57)【要約】【課題】内燃機関に吸入される吸入空気を通す吸気路２を開閉するバタフライ弁１において、弁部３の下流側で軸受部６の近傍領域における淀みの発生を抑制する。【解決手段】バタフライ弁１によれば、弁部３の上流面１１には、上流面１１に沿って一方側に向かう吸入空気の流れを放射状に分散させる溝１８が設けられている。これにより、吸入空気は、上流面１１に沿って一方側に流れても一端頂縁１５に集中することなく、弁部３の周縁１２に広く分散して弁部３の下流側に流れ込むので、弁部３の下流側では、軸受部６の近傍に流入する吸入空気が多くなる。このため、弁部３の下流側で軸受部６の近傍領域における淀みの発生を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に吸入される吸入空気または前記内燃機関から排気される排気ガスを通す流路を開閉するバタフライ弁であって、
前記流路の開度を可変する板状の弁部を備え、
前記弁部は、回転することで前記流路に対する傾斜状態を可変して前記流路の開度を可変し、
前記弁部は、回転軸心よりも一方側の部分であって開方向への回転により下流側に突出する一方部と、回転軸心よりも他方側の部分であって開方向への回転により上流側に突出する他方部とを有し、
前記弁部の両面の内、上流側に面する上流面は、前記一方部および前記他方部の両部に跨って形成されており、
前記弁部の回転により前記弁部の上流側と下流側との間が連通して前記流路が開状態になったときに、吸入空気または排気ガスは前記上流面に沿って一方側に流れ、
前記上流面には、前記上流面に沿って一方側に向かう吸入空気または排気ガスの流れを放射状に分散させる隆起または溝が設けられていることを特徴とするバタフライ弁。
【請求項２】
請求項１に記載のバタフライ弁において、
前記隆起または前記溝は、１つの頂部から異なる２方向に伸びる２つの辺部を有するＶ字状を呈しており、
前記頂部は、前記上流面上で回転軸心を垂直に２等分する垂直２等分線上に配され、
前記２つの辺部は、前記垂直２等分線を挟むように、かつ、一方側に向かうほど前記垂直２等分線から離れていくように設けられていることを特徴とするバタフライ弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に吸入される吸入空気または内燃機関から排気される排気ガスを通す流路を開閉するバタフライ弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、内燃機関に吸入される吸入空気を通す吸気路を開閉するスロットル弁にはバタフライ弁が利用されている。
従来のバタフライ弁１００は、例えば、図５および図６に示すように、吸気路１０１の開度を可変する円板状の弁部１０２、および吸気路１０１の壁部１０３に軸受される回転軸部１０４を備える。弁部１０２は、回転することで吸気路１０１に対する傾斜状態を可変して吸気路１０１の開度を可変する。また、回転軸部１０４は、弁部１０２の直径を形成する位置で弁部１０２を貫通している。そして、弁部１０２から突出する回転軸部１０４の両端部が、壁部１０３に軸受される軸受部１０５をなす。
【０００３】
さらに、弁部１０２は、回転軸心よりも一方側の部分であって開方向への回転により下流側に突出する一方部１０６と、回転軸心よりも他方側の部分であって開方向への回転により上流側に突出する他方部１０７とを有する。また、弁部１０２の両面の内、上流側に面する上流面１０８は、一方部１０６および他方部１０７の両部に跨って形成されている。
【０００４】
そして、弁部１０２の回転により、一方部１０６と壁部１０３との間、および他方部１０７と壁部１０３との間に、それぞれ、弁部１０２の上流側と下流側との間を連通する一方側、他方側連通口１０９、１１０が形成されて吸気路１０１が開状態になる（なお、以下の説明では、径方向、周方向と記載する場合、それぞれ、弁部１０２についての径方向、周方向を意味するものとする。）。
【０００５】
ここで、開状態において、一方部１０６の周縁１１１は、軸受部１０５から周方向に遠ざかるほど壁部１０３との径方向の距離が離れていく。そして、周縁１１１の中で、軸受部１０５から周方向に最も遠くかつ等距離にある一端頂縁１１２において、壁部１０３との径方向の距離が最も大きくなる。これにより、吸入空気は、上流面１０８に沿って一方側に流れ、一端頂縁１１２に集中しようとする。そして、吸入空気は、主に、一端頂縁１１２の近傍の周縁１１１から一方側連通口１０９を通って弁部１０２の下流側に流れ込む。
【０００６】
このため、弁部１０２の下流側では、軸受部１０５の近傍領域に吸入空気が充分に流入せず、淀みが発生しやすくなり、結果的に、軸受部１０５の近傍の壁部１０３にデポジットが堆積しやすくなってしまい、弁部１０２の摺動抵抗が増大する虞が高まる。
そこで、弁部１０２の下流側で軸受部１０５の近傍領域における淀みの発生を抑制することができる構造が要求されている。
【０００７】
なお、特許文献１には、他方部に相当する部分の上流面に凹部を有するバタフライ弁が開示されている。しかし、このような凹部を設けても、弁部の下流側における淀みの発生を抑制することはできない。
【０００８】
また、特許文献２には、上流面に複数本の溝を有するバタフライ弁が開示されている。しかし、これらの溝は、上流面に付着した燃料を一端頂縁の方に向かって集中させるように導くものである。このため、上流面に沿って流れる吸入空気も一端頂縁の方に向かって集中しやすくなっていると考えられ、弁部の下流側における淀みの発生を抑制する目的に反する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１６２５６２号公報
【特許文献２】実開昭５８−１４６０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、内燃機関に吸入される吸入空気または内燃機関から排気される排気ガスを通す流路を開閉するバタフライ弁において、弁部の下流側で軸受部の近傍領域における淀みの発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段によれば、バタフライ弁は、内燃機関に吸入される吸入空気または内燃機関から排気される排気ガスを通す流路を開閉するものであり、流路の開度を可変する板状の弁部を備え、弁部は、回転することで流路に対する傾斜状態を可変して流路の開度を可変する。また、弁部は、回転軸心よりも一方側の部分であって開方向への回転により下流側に突出する一方部と、回転軸心よりも他方側の部分であって開方向への回転により上流側に突出する他方部とを有し、弁部の両面の内、上流側に面する上流面は、一方部および他方部の両部に跨って形成されている。
【００１２】
さらに、弁部の回転により弁部の上流側と下流側との間が連通して流路が開状態になったときに、吸入空気または排気ガスは上流面に沿って一方側に流れる。そして、上流面には、上流面に沿って一方側に向かう吸入空気または排気ガスの流れを放射状に分散させる隆起または溝が設けられている。
【００１３】
これにより、吸入空気や排気ガスは、上流面に沿って一方側に流れても一端頂縁に集中することなく、弁部の周縁に広く分散して弁部の下流側に流れ込むので、弁部の下流側では、軸受部の近傍領域に流入する吸入空気や排気ガスが多くなる。このため、弁部の下流側で軸受部の近傍領域における淀みの発生を抑制することができる。
【００１４】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段によれば、隆起または溝は、１つの頂部から異なる２方向に伸びる２つの辺部を有するＶ字状を呈している。そして、頂部は、上流面上で回転軸心を垂直に２等分する垂直２等分線上に配され、２つの辺部は、垂直２等分線を挟むように、かつ、一方側に向かうほど垂直２等分線から離れていくように設けられている。
この手段は、隆起または溝の１態様を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）はバタフライ弁の正面図であり、（ｂ）はバタフライ弁の側面図である（実施例）。
【図２】（ａ）は上流面に沿う流れを示すバタフライ弁の正面図であり、（ｂ）は上流面に沿う流れを示すバタフライ弁の平面図である（実施例）。
【図３】バタフライ弁を通過する流れを示すバタフライ弁の側面図である（実施例）。
【図４】バタフライ弁の正面図である（変形例）。
【図５】（ａ）は上流面に沿う流れを示すバタフライ弁の正面図であり、（ｂ）は上流面に沿う流れを示すバタフライ弁の平面図である（従来例）。
【図６】バタフライ弁を通過する流れを示すバタフライ弁の側面図である（従来例）。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施形態のバタフライ弁は、内燃機関に吸入される吸入空気または内燃機関から排気される排気ガスを通す流路を開閉するものであり、流路の開度を可変する板状の弁部を備え、弁部は、回転することで流路に対する傾斜状態を可変して流路の開度を可変する。また、弁部は、回転軸心よりも一方側の部分であって開方向への回転により下流側に突出する一方部と、回転軸心よりも他方側の部分であって開方向への回転により上流側に突出する他方部とを有し、弁部の両面の内、上流側に面する上流面は、一方部および他方部の両部に跨って形成されている。
【００１７】
さらに、弁部の回転により弁部の上流側と下流側との間が連通して流路が開状態になったときに、吸入空気または排気ガスは上流面に沿って一方側に流れる。そして、上流面には、上流面に沿って一方側に向かう吸入空気または排気ガスの流れを放射状に分散させる隆起または溝が設けられている。
【００１８】
また、隆起または溝は、１つの頂部から異なる２方向に伸びる２つの辺部を有するＶ字状を呈している。そして、頂部は、上流面上で回転軸心を垂直に２等分する垂直２等分線上に配され、２つの辺部は、垂直２等分線を挟むように、かつ、一方側に向かうほど垂直２等分線から離れていくように設けられている。
【実施例】
【００１９】
〔実施例の構成〕
実施例のバタフライ弁１の構成を、図１〜図３を用いて説明する。
バタフライ弁１は、例えば、内燃機関（図示せず）に吸入される吸入空気を通す吸気路２を開閉するスロットル弁に利用されるものであり、周知の電動モータ（図示せず）から回転トルクを与えられて回転することで吸気路２の開度を可変するものである。
【００２０】
また、バタフライ弁１は、吸気路２の開度を可変する円板状の弁部３、および吸気路２の壁部４に軸受される回転軸部５を備える。弁部３は、回転することで吸気路２に対する傾斜状態を可変して吸気路２の開度を可変する。また、回転軸部５は、弁部３の直径を形成する位置で弁部３を貫通している。そして、弁部３から突出する回転軸部５の両端部が、壁部４に軸受される軸受部６をなす。
【００２１】
さらに、弁部３は、回転軸心よりも一方側の部分であって開方向への回転により下流側に突出する一方部９と、回転軸心よりも他方側の部分であって開方向への回転により上流側に突出する他方部１０とを有する。また、弁部３の両面の内、上流側に面する上流面１１は、一方部９および他方部１０の両部に跨って形成されている。なお、一方部９および他方部１０は、両方とも半円板状である。
【００２２】
このようなバタフライ弁１によれば、閉状態では、弁部３の周縁１２が全て壁部４に接して弁部３の上流側と下流側との間が遮断されている。そして、弁部３の回転により、一方部９が下流側に傾斜して突出するとともに他方部１０が上流側に傾斜して突出すると、一方部９と壁部４との間、および他方部１０と壁部４との間に、それぞれ、弁部３の上流側と下流側との間を連通する一方側、他方側連通口１３、１４が形成されて吸気路２が開状態になる（なお、以下の説明では、径方向、周方向と記載する場合、それぞれ、弁部３についての径方向、周方向を意味するものとする。）。
【００２３】
ここで、開状態において、一方部９の周縁１２Ａは、軸受部６から周方向に遠ざかるほど壁部４との径方向の距離が離れていく。そして、周縁１２Ａの中で、軸受部６から周方向に最も遠くかつ等距離にある一端頂縁１５において、壁部４との径方向の距離が最も大きくなる。そして、このような開状態において、大部分の吸入空気が上流面１１に沿って一方側に流れて一方側連通口１３から弁部３の下流側に流入し、少量の吸入空気が他方側連通口１４から弁部３の下流側に流入する。
【００２４】
〔実施例の特徴〕
実施例のバタフライ弁１の特徴を、図１〜図３を用いて説明する。
弁部３の上流面１１には、上流面１１に沿って一方側に向かう吸入空気の流れを放射状に分散させる溝１８が設けられている。溝１８は、例えば、１つの頂部１９から異なる２方向に伸びる２つの辺部２０を有するＶ字状を呈している。そして、頂部１９は、上流面１１上で回転軸心を垂直に２等分する垂直２等分線上に配され、２つの辺部２０は、垂直２等分線を対称軸として線対称となるように、かつ、一方側に向かうほど垂直２等分線から離れていくように設けられている。
【００２５】
ここで、Ｖ字状の溝１８は３つ設けられている（これら３つの溝１８を他方側から一方側に向かって順次、１８ａ、１８ｂ、１８ｃとする）。また、溝１８ａ〜１８ｃは、例えば、図１（ａ）において、図示右側にある辺部２０が互いに平行であり、図示左側にある３つの辺部２０も互いに平行である。なお、溝１８ａ〜１８ｃは、回転軸部５が貫通している部分は欠落するように設けられている。
【００２６】
つまり、溝１８ｂは、２つの辺部２０が両方とも頂部１９から一方側に向かう途中で回転軸部５の存在により欠落しており、溝１８ｃは、頂部１９が回転軸部５の存在により欠落している。
【００２７】
〔実施例の効果〕
実施例のバタフライ弁１によれば、弁部３の上流面１１には、上流面１１に沿って一方側に向かう吸入空気の流れを放射状に分散させる溝１８が設けられている。
これにより、吸入空気は、上流面１１に沿って一方側に流れても一端頂縁１５に集中することなく、弁部３の周縁１２に広く分散して弁部３の下流側に流れ込むので、弁部３の下流側では、軸受部６の近傍に流入する吸入空気が多くなる。このため、弁部３の下流側で軸受部６の近傍領域における淀みの発生を抑制することができる。
【００２８】
〔変形例〕
バタフライ弁１の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例のバタフライ弁１によれば、溝１８はＶ字状を呈していたが、図４に示すように、頂部１９を有さず一方側に向かって凸を形成するように溝１８を設けてもよい。
【００２９】
また、実施例のバタフライ弁１によれば、吸入空気の流れを放射状に分散させるために溝１８を設けていたが、溝１８に替えて隆起を設けてもよい。
さらに、実施例のバタフライ弁１はスロットル弁に利用されて吸入空気を通す吸気路２を開閉するものであったが、例えば、排気ガスを吸気路２に還流するためのＥＧＲ流路を開閉するＥＧＲ弁等に利用してもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  バタフライ弁
２  吸気路（流路）
３  弁部
９  一方部
１０  他方部
１１  上流面
１８、１８ａ〜１８ｃ  溝
１９  頂部
２０  辺部
【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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