(57)【要約】      （修正有）【課題】アイドル状態から発進するに際して生じるプレイグニッション現象を、ごく簡単な構造で防止する。【解決手段】吸気装置はスロットルボデー６を有しており、スロットルボデー６に設けたスロットル軸７の回転によって吸気量が調節される。スロットル軸７にはスロットルアーム１０が固定されており、スロットルアーム１０にスロットルケーブル１２が巻き掛けられている。アクセルペダルを踏み込むとスロットルケーブル１２が引っ張られてスロットルアーム１０が回転する。スロットルアーム１０とスロットルケーブル１２との間に、熱膨張性素材からなる感熱体２４を介在させている。機関がプレイグニッション現象を生じる程に高温なると感熱体２４が膨張してスロットルケーブル１２にテンションがかかり、その結果、アイドル回転数がプレイグニッション現象を発生させない回転数に高くなる。【選択図】図４
2013024227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンルーム内に配置される内燃機関であって、
火花着火方式の機関本体とこれに吸気装置とを有しており、前記吸気装置には、吸気通路の開度を調節するスロットル部材が設けられており、アクセルペダルを踏み込むと前記スロットル部材が吸気通路の開度を大きくする方向に動くように前記スロットル部材とアクセルペダルとを連動部材で連結している構成であって、
前記連動部材の一部が熱膨張又は熱変形する感熱体で支持されており、前記感熱体が熱膨張又は熱変形すると前記連動部材にテンションが掛かって前記スロットル部材が吸気通路開方向に動くようになっている、
車両用内燃機関。
【請求項２】
前記連動部材は可撓性を有するスロットルケーブルである一方、前記スロットル部材は回転式のスロットル軸を有しており、前記スロットル軸に、外周にケーブル保持溝を有するスロットルリンクが固定されており、前記スロットルリンクのケーブル保持溝に前記スロットルケーブルの一端寄り部位が巻き掛けされていると共に、前記スロットルケーブルの一端は前記スロットルリンクに抜け不能に保持されており、かつ、前記スロットルリンクのスロットルケーブル保持溝に、前記スロットルケーブルを支持する感熱体が、前記スロットルケーブルの一端に近い部位が最も薄くてスロットルケーブルの一端から遠ざかるに従って厚さが徐々に厚くなる状態で設けられている、
請求項１に記載した車両用内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、車両（自動車）に搭載される火花着火方式の内燃機関に関し、より詳しくは、プレイグニッション対策を施した車両用内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用の火花着火式内燃機関（ガソリンエンジン）では、機関本体が高温になるとプレイグニッション（過早着火）の現象が生じることがある。このプレイグニッション現象は、ピストンの上死点近傍で混合気に点火プラグで着火される前に混合気が燃焼室の高温部分に触れて自然着火する現象であり、ハイオクガソリン対応の機関にレギュラーガソリンを使用したときに発生し易い。
【０００３】
また、このプレイグニッション現象は、アイドル状態の低回転・低負荷域からアクセルを踏み込み込んで低回転・高負荷域に移行する発進段階で発生しやすい。つまり、低回転域では１サイクルの時間が長いため、混合気が燃焼室における高温部の影響を受けて自然着火し易い状態になっており、その状態でアクセルの踏み込みによって混合気が大量供給されるため、混合気が自然着火してしまうのである。このプレイグニッション現象は低回転域に特有の現象なので、発生時間は数サイクルだけで、機関の回転数増大に伴って発生しなくなるが、異音が発生したり機関損傷の原因になるおそれがあるため、防止する必要がある。
【０００４】
このプレイグニッション現象の発生防止手段として、特許文献１では、プレイグニッション現象がレギュラーガソリンを使用したときに発生し易いことに着目し、機関に使用されるガソリンがハイオクかレギュラーであるかを判定する燃料判定手段を設け、使用されるガソリンがレギュラーと判定されたときにはハイオク使用時よりも高いアイドル回転数に設定することが開示されている。
【０００５】
他方、プレイグニッション現象は機関がある程度以上に高温になったときに発生するものであり、そこで特許文献２は、機関が高温化した状態では吸気通路を通る吸気の温度も高くなることに着目し、吸気系に吸気温度検出手段を設け、吸気温度に基づいてアイドル回転速度を高くするように制御することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１８２３００号公報参照
【特許文献２】特開２００１−１９３５３４号公報参照
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プレイグニッション現象は既述のとおり低回転域に特有の現象であり、回転数がある程度高くなると発生しない。両特許文献はこの特質に着目し、アイドル回転数をプレイグニッション現象が発生しない回転領域に高くするものであるが、両特許文献とも機関のアイドル回転数が目標回転数になるように制御されるフィードバック制御装置を搭載していることを前提として、燃料判定手段や吸気温度検出手段を設けるものであるため、コストが嵩むという問題がある。
【０００８】
本願発明はかかる現状に鑑み成されたものであり、ごく簡単な構造でプレイグニッション現象を防止せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
既述のとおり、プレイグニッション現象は機関がある程度高温になると発生する。本願発明者たちはこの点に着目して、本願発明を完成させた。
【００１０】
すなわち本願発明は車両のエンジンルーム内に配置される内燃機関に係り、請求項１の発明に係る内燃機関は、火花着火方式の機関本体とこれに吸気装置とを有しており、前記吸気装置には、吸気通路の開度を調節するスロットル部材が設けられており、アクセルペダルを踏み込むと前記スロットル部材が吸気通路の開度を大きくする方向に動くように前記スロットル部材とアクセルペダルとを連動部材で連結している構成において、前記連動部材の一部が熱膨張又は熱変形する感熱体で支持されており、前記感熱体が熱膨張又は熱変形すると前記連動部材にテンションが掛かって前記スロットル部材が吸気通路開方向に動くようになっている。
【００１１】
請求項２の発明は請求項１の発明を具体化したもので、この発明は、前記連動部材は可撓性を有するスロットルケーブルである一方、前記スロットル部材は回転式のスロットル軸を有しており、前記スロットル軸に、外周にケーブル保持溝を有するスロットルリンクが固定されており、前記スロットルリンクのケーブル保持溝に前記スロットルケーブルの一端寄り部位が巻き掛けされていると共に、前記スロットルケーブルの一端は前記スロットルリンクに抜け不能に保持されており、かつ、前記スロットルリンクのスロットルケーブル保持溝に、前記スロットルケーブルを支持する感熱体が、前記スロットルケーブルの一端に近い部位が最も薄くてスロットルケーブルの一端から遠ざかるに従って厚さが徐々に厚くなる状態で設けられている。
【発明の効果】
【００１２】
さて、シリンダやピストンを有する機関本体が高温になっていてプレイグニッションが発生し易い状態では、エンジンルームの温度（雰囲気温度）も高くなっており、また、補機類や連動部材の温度も高くなっている。
【００１３】
そして、本願発明では、機関本体が高温になっている状態では感熱体は周囲の熱を受けて熱膨張し、この感熱体の熱膨張によって連動部材にテンションが掛けられてスロットル部材が吸気通路開方向に動く。その結果、アイドル回転数をプレイグニッション現象が発生しない回転数まで高くすることができる。このように本願発明では、スロットル部材とアクセルペダルとの連動系に感熱体を配置するだけのごく簡単な構成でプレイグニッション現象を防止できる。従って、プレイグニッション現象を、低コストで防止し得る。
【００１４】
さて、連動部材としてスロットルケーブルを採用して、このスロットルケーブルを扇型又は円形のスロットルアームに巻き掛けることは、本願出願人の出願に係る特開２００５−３４４５８４号公報に開示されているとおりである。そして、この特開２００５−３４４５８４号公報に開示されている構成に本願発明を適用して請求項２のように構成すると、アクセルペダルの踏み込みに対するスロットル軸の回転の応答性を、踏み込み初期には低くて（鈍くて）踏み込み終期には高くなるように徐々に変化させることができるため、機関の回転数が十分に高くなっていないアクセルペダルの踏み込み初期に混合気が大量に供給されることを防止して、プレイグニッション現象をより的確に防止できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は第１実施形態の側面図、（Ｂ）は（Ａ）の一部破断拡大図である。
【図２】図１（Ａ）のII-II 視断面図である。
【図３】図２のIII-III 視断面図である。
【図４】第１実施形態の作用を示す図である。
【図５】第２実施形態の一部破断側面図である。
【図６】第２実施形態の作用を説明するための模式図である。
【図７】他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜図４の第１実施形態から説明する。
【００１７】
(1).第１実施形態
図１は車両のエンジンルーム１の内部を側方から見た図であり、例えば図１の右側が車両の前方向で左が奥方向になる。敢えて述べるまでもないが、エンジンルーム１と車室とはダッシュボードで仕切られている。エンジンルーム１には、内燃機関（ガソリンエンジン）の機関本体２が配置されており、機関本体２にはインテークマニホルド（図示せず）が接続されている。インテークマニホルドに、エアクリーナ３やサージタンク４を有する吸気装置５から新気が送気される。
【００１８】
エアクリーナ３とサージタンク４との間にはスロットルボデー６が介在しており、このスロットルボデー６には、その内部を横切るように延びるスロットル軸７が貫通している。かつ、スロットルボデー６の内部にはスロットル軸７に固定されたスロットル弁８が配置されており、スロットル軸７が回転すると、スロットルボデー６の内部の吸気通路の開度がスロットル弁８で調節され、これにより、機関本体１の回転数が変化する。従って、本実施形態ではスロットル軸７とスロットル弁８とで請求項に記載したスロットル部材が構成されている。
【００１９】
スロットル軸７の一端部７ａはスロットルボデー６の外側に突出しており、このスロットル軸７の一端部７ａにブラケット９を介してスロットルアーム１０がナット１１で固定されている。スロットルアーム１０は側面視で扇形のケーブル保持部１０ａを有しており、このケーブル保持部１０ａの外周面に、スロットルケーブル１２の一端部が嵌まるケーブル保持溝１３を形成している。ケーブル保持溝１３は、スロットル軸７の軸心を中心とした円弧状に形成されている。
【００２０】
スロットルケーブル１２の一端にはボール１５が固定されており、このボール１５はスロットルアーム１０に設けたボール保持部１６に嵌まっている。従って、スロットルケーブル１２の一端１２ａはスロットルアーム１０に抜け不能に保持されていると共に、スロットルケーブル１２が引っ張られるとスロットルアーム１０は回動し、その結果、スロットル軸７が回転する。
【００２１】
図２に示すように、スロットルアーム１０には、スロットル軸７に外側から嵌まると共にスロットルボデー６に向けて突出した筒部１０ｂが一定に形成されている一方、スロットルボデー６にもスロットルアーム１０に向けて突出した筒部６ａが形成されており、これら筒部６ａ，１０ｂにトーションコイルばね１７を外側から嵌め込んでいる。トーションコイルばね１７の一端はスロットルボデー６の筒部６ａに固定され、他端はスロットルアーム１０の筒部１０ｂに固定されている。このトーションコイルばね１７により、スロットル軸７はスロットル弁８が吸気通路を塞ぐ方向に付勢されている。
【００２２】
スロットルボデー６には、スロットル弁８の閉じ位置を規制するため、スロットルアーム１０のケーブル保持部１０ａが当たるストッパー１８を設けている。なお、スロットル軸７の他端部にはその回転度合いを検知するセンサーを設けているが、本願発明との直接の関係はないので説明は省略する。
【００２３】
スロットルケーブル１２はチューブ１９にスライド自在に挿通されており、チューブ１９の一端はスロットルボデー６に固定した支持ブラケット２０に固定されている。すなわち、支持ブラケット２０は板金製であってボルト２１でスロットルボデー６に固定されている一方、チューブ１９の一端にはねじ筒１９ａを固定しており、支持ブラケット２０の上部に設けたチューブ支持部２２にねじ筒１９ａをナット２３で固定している。
【００２４】
スロットルケーブル１２の他端は、アクセルペダル（図示せず）に直接に又は連動部材を介して連結されている。従って、アクセルペダルを踏み込むとアクセルケーブル１２が引っ張られてスロットルアーム１０が回動し、これにより、スロットル軸７が回転して吸気量が増大する。なお、チューブ１９の他端も適当な支持部材に固定されている。
【００２５】
図１（Ｂ）に示すように、スロットルアーム１０のケーブル保持溝１３には、スロットルケーブル１２を支持する感熱体２４が接着等の適宜手段で固定されている。感熱体２４は熱膨張する素材からなっており、全体として等しい厚さになっている。
【００２６】
そして、アイドリング時にはスロットル弁８は図３に一点鎖線で示すように少しだけ開いた状態になっているが、長時間の運転や高負荷の運転、或いは気温が高い状況下での運転等によって機関本体２が高温になると、エンジンルーム１の温度が高くなったり、スロットルアーム１０に機関本体２の熱が伝熱されたりすることで、図４に示すように感熱体２４が熱膨張してその厚さが厚くなり、すると、スロットルケーブル１２が引っ張られてスロットルアーム１０が回動し、スロットル弁８の開度が通常のアイドル状態よりも高くなって、内燃機関のアイドル回転数は少し高くなる。その結果、アイドリング状態からアクセルペダルを踏み込んで発進するに際して、プレイグニッション現象が生じることを防止できる。
【００２７】
さて、スロットルケーブル１０が単位長さだけ引っ張られたときにスッロトル軸７がどれだけ回転するかは、スロットル軸７の軸心から感熱体２４の外周までの距離Ｌ０に依存するが、感熱体２４が熱膨張して厚さが厚くなると距離Ｌ０が大きくなるため、スロットルケーブル１２の引っ張りに対するスロットル軸７の回転の応答性は低くなる。すなわち、アクセルの踏み込みに対してスロットル軸７の回転が少し鈍感になる。このため、内燃機関の回転数がまだ上がっていないアクセルの踏み込み初期に混合気が大量供給されることが抑制されることになり、その結果、プレイグニッション現象をより的確に防止できる。
【００２８】
図４では、感熱体２４は膨張した状態で、スロットルケーブル１２の一端１２ａに近い部位が最も薄くて、一端１２ａから遠ざかるに従って厚くなるように描いているが、これは感熱体２４が加圧によって圧縮変形することを想定している。加圧で圧縮変形しない場合は、図４に一点鎖線で示すように、感熱体２４は全長にわたって等しい厚さに膨張した状態が保持され、その外周面にスロットルケーブル１２が載ることになる。
【００２９】
(2).第２実施形態
第１実施形態は感熱体２４を全体にして等しい厚さに形成しているが、図５に示す第２実施形態では、感熱体２４は、スロットルケーブル１２の一端１２ａに近い部位が最も薄くて一端１２ａから遠ざかるに従って徐々に厚くなるように形成している。この第２実施形態の利点を図６に基づいて説明する。
【００３０】
図６では、アクセルペダル２５を踏み込むとその動きがロッド２６を介してリンク２７に伝わるようになっており、リンク２７の一端にスロットルケーブル１２の他端を接続している（スロットルケーブル１２を直接アクセルペダル２５に接続してもよい。）。
【００３１】
さて、第１実施形態においても説明したように、アクセルペダル２５が単位角度θ１だけ回転したときのスロットルケーブル１２の単位引っ張り長さをＬ１とすると、スロットルケーブル１２が単位長さＬ１だけ引かれたときにスロットル軸７が（或いはスロットルアーム１０が）どれだけ回転するかは、スロットルケーブル１２と感熱体２４とが当接している部位のうち端部（当接端部という）２８の半径Ｒに依存しており、Ｒが大きくなるとスロットル軸７の回転角度θ２は小さくなり、Ｒが小さくなるとスロットル軸７の回転角度θ２は小さくなる。
【００３２】
そして、本実施形態では、感熱体２４の厚さが徐々に変化しているため、スロットルアーム１０が回転して行くに連れて、当接端部２８の半径Ｒは徐々に小さくなり、このため、アクセルペダル２５の単位踏み込み角度θ１に対するスロットル軸７の回転角度θ２はアクセルペダル２５の踏み込み量に応じて大きくなる。換言すると、アクセルペダル２５の踏み込み当初はスロットル軸７の回転は応答性が低く、踏み込み量が多くなるに従って応答性が高くなる。
【００３３】
従って、アクセルペダル２５の踏み込み当初でまだ機関本体２の回転数が十分に高くなっていないのに混合気が機関本体２に急激に供給される現象を的確に防止できるのであり、その結果、プレイグニッション現象を確実に防止できると共に、アクセルペダル２５の踏み込みによるスロットル軸７の回転応答性を尻上がり的に高くして、車両の加速応答性も確保できるのである。
【００３４】
(3).他の実施形態
図７では他の実施形態を示している。このうち（Ａ）に示す実施形態では、アクセルケーブル１２の一部をローラ３１で支持すると共に、ローラ３１を感熱体２４で支持したものである。この実施形態でも、エンジンルーム１の温度が高くなると感熱体２４が熱膨張してローラ３１の位置が変化することで、アクセルケーブル１２にテンションが付与されてる。なお、シリンダブロックやシリンダヘッドのような機関本体に固定した伝熱部材で感熱体２４を支持することにより、機関本体の温度に対する感熱体２４の応答性を向上させることも可能である。
【００３５】
図７（Ｂ）（Ｃ）では、感熱体として、熱で伸び変形する素材を使用している。このうち（Ｂ）に示す第３実施形態では、スロットルアーム１０に、板ばねや鋼板のような弾性板３２を、アクセルケーブル１２の一端部から遠い部分が自由端３２ａになるようにして固定し、弾性板３２のうち自由端３２ａの近傍部とスロットルアーム１０との間にＶ形又はＵ形のように屈曲した板状の感熱体２４を配置している。この実施形態では、エンジンルーム１の温度が高くなると感熱体２４は直線状に伸びようと変形し、それにより、弾性板３２の自由端３２ａがスロットル軸７から遠ざかり、その結果、スロットルケーブル１２にテンションが掛かる。
【００３６】
図７（Ｃ）に示す第４実施形態では、スロットルアーム１０に、熱で伸びようとする性質を有する板材からなる感熱体２４を、スロットルケーブル１２の一端１２ａから遠い部分が自由端部２４ａになるように固定し、更に、自由端部２４ａをスロットルアーム１０に向いて折り返された略Ｕ字状に形成している。この実施形態でも、エンジンルーム１の温度が高くなると感熱体２４の自由端部２４ａは直線状に伸びる方向に変形し、その結果、スロットルケーブル１２にテンションが掛かる。
【００３７】
(4).その他
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば吸気装置の構造やスロットル部材の構造は様々に具体化できる。連動部材はスロットルケーブル（スロットルケーブル）である必要はなく、例えばロッドを使用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本願発明はガソリンエンジンに実際に適用できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１  エンジンルーム
２  機関本体
３  吸気装置を構成するエアククリーナ
５  吸気装置
６  吸気装置を構成するスロットルボデー
７  スロットル軸
８  スロットル弁
１０  スロットルアーム
１２  スロットルケーブル
１２ａ  一端
１３  ケーブル保持溝
２０  支持ブラケット
２４  感熱体
２５  アクセルペダル
【図１】
2013024227.tif 000003
【図２】
2013024227.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2013024227.tif 000008
【図７】
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