(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を吸気通路が貫通して穿設されるとともに該吸気通路が絞り弁によって開閉制御されるスロットルボデーと、絞り弁を迂回して絞り弁より上流側の吸気通路と絞り弁より下流側の吸気通路とを連絡するバイパスエアー通路と、バイパスエアー通路に配置され、上流から下流に向かう空気量を制御する空気制御弁を備えるバイパスエアー制御装置と、よりなる吸気制御装置において、筒状の空気制御弁１０が軸方向に移動自在に配置される摺動弁室６の底部６Ａに絞り弁４より下流側の吸気通路２Ｂに連なる下流側バイパスエアー通路５Ａを開口するとともに、摺動弁室６の側壁６Ｂに、絞り弁４より上流側の吸気通路２Ａに開口する上流側バイパスエアー通路５Ｃに連なる制御孔７が穿設され、更に前記空気制御弁の摺動弁室６の底部６Ａに臨む先端面１０Ａには凹孔１０Ｂが穿設され、前記下流側バイパスエアー通路の摺動弁室６の底部６Ａへの開口部５Ｂの開口面積を空気制御弁１０の先端面１０Ａへの凹孔１０Ｂの開口部１０Ｃの開口面積よりも小さく形成し、下流側バイパスエアー通路の開口部５Ｂが空気制御弁の凹孔の開口部１０Ｃ内に臨むよう配置したことを特徴とする吸気制御装置におけるバイパスエアー制御装置。
【請求項２】
前記空気制御弁に形成される凹孔１０Ｂの底部を半球状に形成したことを特徴とする請求項１記載の吸気制御装置におけるバイパスエアー制御装置。
【請求項３】
前記空気制御弁に形成される凹孔１０Ｂの底部を平坦状に形成したことを特徴とする請求項１記載の吸気制御装置におけるバイパスエアー制御装置。
【請求項４】
前記空気制御弁に形成される凹孔１０Ｂの底部を円錐状に形成したことを特徴とする請求項１記載の吸気制御装置におけるバイパスエアー制御装置。
【請求項５】
前記、空気制御弁を円筒形状に形成するとともに、空気制御弁１０を収納する摺動弁室６を円形筒孔に形成し、前記円形筒孔と、下流側バイパスエアー通路５Ａの摺動弁室６への開口部５Ｂと空気制御弁１０に形成される凹孔１０Ｂとを同芯に形成したことを特徴とする請求項１記載の吸気制御装置におけるバイパスエアー制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、機関へ供給する空気量を制御するスロットルボデー等の吸気制御装置に関し、そのうち特に、絞り弁の上流と下流とを吸気通路を迂回してバイパスエアー通路にて連絡するとともに該バイパスエアー通路を流れる空気量が空気制御弁によって制御されるバイパスエアー制御装置に関する。かかるバイパスエアー制御装置は、機関のアイドリング運転時におけるアイドリング用の空気あるいは機関の低温始動時における始動用の空気を制御する際、等において用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバイパスエアー制御装置は、図４に示される。１は内部を吸気通路２が貫通して穿設されたスロットルボデーであり、該吸気通路は、スロットルボデー１に回転自在に支承された絞り弁軸３に取着された絞り弁４によって開閉され、これによって機関に向かう空気量が制御される。５は吸気通路２を迂回して絞り弁４の上流側の吸気通路２Ａと絞り弁４の下流側の吸気通路２Ｂとを連絡するバイパスエアー通路であり、このバイパスエアー通路５の途中には摺動弁室６が形成される。そして、摺動弁室６によって区分される下流側バイパスエアー通路５Ａの下流は、絞り弁４より下流側の吸気通路２Ｂ内に開口し、上流は開口部５Ｂをもって摺動弁室６の底部６Ａに開口する。一方、摺動弁室６の側壁６Ｂには制御孔７が穿設されて開口するもので、これら制御孔７は上流側バイパスエアー通路５Ｃを介して絞り弁４より上流側の吸気通路２Ａ内に開口される。８は摺動弁室６内に軸方向移動自在に配置される筒状をなす空気制御弁であり、空気制御弁８の摺動弁室６の底部６Ａに臨む先端面８Ａは平坦状に形成され、空気制御弁８が摺動弁室６内を軸方向に移動することにより、その先端面８Ａが底部６Ａに当接、若しくは近接配置され、一方空気制御弁８の側部８Ｂは制御孔７の摺動弁室６内への開口を制御する。かかる空気制御弁８は外方に延びる操作杆８Ｃを備え、この操作杆８Ｃが操作されることによって空気制御弁８は摺動弁室６内を軸方向に往復動される。
【０００３】
かかる従来のバイパスエアー制御装置によると、操作杆８Ｃによって空気制御弁８が図４において左方へ動作されると、空気制御弁８の先端面８Ａは摺動弁室６の底部６Ａに当接又は近接して配置され、一方制御孔７は空気制御弁８の側部８Ｂによって閉塞制御される。以上によると、上流側バイパスエアー通路５Ｃから下流側バイパスエアー通路５Ａに向かう空気流れは空気制御弁８によって遮断されるので、バイパスエアー通路５を介して絞り弁４より下流側の吸気通路２Ｂ内へ空気の供給が行なわれない。一方、空気制御弁８が操作杆８Ｃによって図４において右方へ動作されると、空気制御弁８の側部８Ｂが制御孔７を開放するもので、これによると上流側バイパスエアー通路５Ｃを流れる空気は前記制御孔７の開口に応じて制御され、この制御された空気が摺動弁室６、下流側バイパスエアー通路５Ａを介して絞り弁４より下流側の吸気通路２Ｂ内に供給され、これによって機関のアイドリング運転に必要なアイドリング空気量あるいは機関の始動運転に適した始動用空気量の供給を行なうことができる。尚、制御孔７によって制御される空気量は空気制御弁８の移動による制御孔７の開口度によって決定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来のバイパスエアー制御装置によると、以下の問題を有する。第１には、長期間に渡って正確な空気量の制御が困難である。これは、機関からの吹き返しによるカーボン粒子を含んだ空気が下流側バイパスエアー通路５Ａから開口部５Ｂを介して摺動弁室６内へいきおいよく進入し、このカーボン含有の空気は空気制御弁８の平坦状の先端面８Ａに衝突した後に、側方に向かって方向を変えて流れる。ここで空気中に含まれるカーボン粒子について着目すると、カーボン粒子は空気に比較してその質量の差から大なる慣性モーメントを有するものであり、側方に向かって流れるカーボン粒子は摺動弁室６の側壁６Ｂに開口する制御孔７に付着し易いものである。そして、長期に渡る使用時にあっては、前記カーボン粒子が制御孔７の開口を減少させることになり、正確な空気制御を行なえないという不具合を生ずる。第２には長期間に渡って空気制御弁８の円滑な作動を維持できない。すなわち、前記カーボン粒子は、空気制御弁８の平坦状の先端面８Ａに衝突した際、先端面８Ａに付着し、一方側方に向かうカーボン粒子は摺動弁室６の側壁６Ｂに付着する。これによると、これらカーボン粒子は空気制御弁８と摺動弁室６との摺動部分に進入することがあり、空気制御弁８の円滑な作動が阻害される。かかる不具合は、特に空気制御弁８を電動モータ、感熱膨縮部材（ワックスエレメント）によって自動的に操作するものにおいて大きな問題となる。そして前記不具合によると、バイパスエアー制御装置のメンテナンス作業の頻度を多くする必要がある。
【０００５】
本発明になるバイパスエアー制御装置は前記不具合に鑑み成されたもので、従来のバイパスエアー制御装置を大きく変えることなく、安定したバイパス空気量の制御と安定した空気制御弁の作動とを長期間に渡って保証することのできる吸気制御装置におけるバイパスエアー制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
本発明になる吸気制御装置におけるバイパスエアー制御装置は、前記目的達成の為に、内部を吸気通路が貫通して穿設されるとともに該吸気通路が絞り弁によって開閉制御されるスロットルボデーと、絞り弁を迂回して絞り弁より上流側の吸気通路と絞り弁より下流側の吸気通路とを連絡するバイパスエアー通路と、バイパスエアー通路に配置され、上流から下流に向かう空気量を制御する空気制御弁を備えるバイパスエアー制御装置と、よりなる吸気制御装置において、筒状の空気制御弁が軸方向に移動自在に配置される摺動弁室の底部に絞り弁より下流側の吸気通路に連なる下流側バイパスエアー通路を開口するとともに、摺動弁室の側壁に、絞り弁より上流側の吸気通路に開口する上流側バイパスエアー通路に連なる制御孔が穿設され、更に前記空気制御弁の摺動弁室の底部に臨む先端面には凹孔が穿設され、前記下流側バイパスエアー通路の摺動弁室の底部への開口部の開口面積を空気制御弁の先端面への凹孔の開口部の開口面積よりも小さく形成し、下流側バイパスエアー通路の開口部が空気制御弁の凹孔の開口部内に臨むよう配置したことを第１の特徴とする。
【０００７】
又、本発明は、前記第１の特徴に加え、前記空気制御弁に形成される凹孔の底部を半球状に形成したことを第２の特徴とする。
【０００８】
又、本発明は、前記第１の特徴に加え、前記空気制御弁に形成される凹孔の底部を平坦状に形成したことを第３の特徴とする。
【０００９】
更に、本発明は、前記第１の特徴に加え、前記空気制御弁に形成される凹孔の底部を円錐状に形成したことを第４の特徴とする。
【００１０】
更に又、本発明は、前記第１の特徴に加え、前記、空気制御弁を円筒形状に形成するとともに、空気制御弁を収納する摺動弁室を円形筒孔に形成し、前記円形筒孔と、下流側バイパスエアー通路の摺動弁室への開口部と空気制御弁に形成される凹孔とを同芯に形成したことを第５の特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明の第１の特徴によると、下流側バイパスエアー通路を流れる速い流速をもったカーボン含有の吹き返しによる空気は、空気制御弁の凹孔内へと確実に導入され、凹孔の底部に速い流速をもって衝突するカーボン粒子は凹孔の底部に付着して捕獲される。一方、凹孔に衝突してその速度エネルギーが減少した空気中に含まれるカーボン粒子は機関の吸入工程で摺動弁室から下流側バイパスエアー通路に向かって流れる空気とともに絞り弁より下流側の吸気通路内へと再び吸出される。
【００１２】
又、本発明の第２の特徴によると、凹孔の底部が半球状に形成されているので、凹孔内に進入するカーボン含有の空気は半球状の底部によって渦流を生じるとともにその速度エネルギーが減少され、カーボン粒子を半球状の底部に付着させて捕獲するとともに再び絞り弁より下流側の吸気通路内へ吸出できる。
【００１３】
又、本発明の第３の特徴によると、凹孔内に進入するカーボン含有の空気は平坦状の底部に衝突し、その速度エネルギーを大きく減少できる。従って、カーボン粒子をこの底部に捕獲できるとともに絞り弁より下流側の吸気通路内への吸出性を向上できる。
【００１４】
更に本発明の第４の特徴によると、カーボン粒子の捕獲性及び絞り弁より下流側の吸気通路内への吸出性は第２の特徴と略同等であるが、凹孔の製作を容易にできる。
【００１５】
更に本発明の第５の特徴によると、下流側バイパスエアー通路の開口部を空気制御弁の凹孔内へ正確にして安価に開口配置できる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明になる吸気制御装置におけるバイパスエアー制御装置の一実施例を図１により説明する。尚、図４と同一構造部分については同一符号を使用して説明を省略する。１０は摺動弁室６内に軸方向移動自在に配置された空気制御弁であり、空気制御弁１０の摺動弁室６の底部６Ａに臨む先端面１０Ａには空気制御弁１０内に向かって凹孔１０Ｂが凹設される。そして、下流側バイパスエアー通路５Ａの開口部５Ｂは空気制御弁１０の凹孔１０Ｂの先端面１０Ａへの開口部１０Ｃ内に臨んで配置される。前記において、開口部１０Ｃ内に臨むとは、開口部１０Ｃが、凹孔１０Ｂの開口部１０Ｃの投影面内に位置することである。より具体的には、下流側バイパスエアー通路５Ａと、摺動弁室６とが円形孔で形成されるとともに円形孔よりなる凹孔１０Ｂを含む空気制御弁１０が円筒形状に形成されるとともに前記、下流側バイパスエアー通路５Ａと摺動弁室６と凹孔１０Ｂを含む空気制御弁１０とがその長手の軸芯方向において同芯に形成され、その時、開口部５Ｂを含む下流側バイパスエアー通路５Ａの直径ｄが開口部１０Ｃを含む凹孔１０Ｂの直径Ｄより小径に形成される。（尚、凹孔１０Ｂと空気制御弁１０とは同芯に形成される。又、操作杆１０Ｄは空気制御弁１０と一体的に形成される。）
【００１７】
以上よりなるバイパスエアー制御装置によると、従来と同様に、空気制御弁１０がもっとも左方にあって、その先端面１０Ａが摺動弁室６の底部６Ａの近傍配置された状態で、上流側バイパスエアー通路５Ｃから下流側バイパスエアー通路５Ａに向かう空気流れは空気制御弁１０の側部１０Ｅが制御孔７を閉塞保持することから遮断され、一方空気制御弁１０が右方へ動作され、側部１０Ｅが制御孔７を開放すると、制御孔７の開放度に応じたバイパスエアーがバイパスエアー通路５を介して絞り弁４より下流側の吸気通路２Ｂ内へと供給される。
【００１８】
ここで、かかるバイパスエアーの供給時において、機関からの吹き返しによるカーボン粒子を含む空気は、下流側バイパスエアー通路５Ａから開口部５Ｂを介して速い速度エネルギーをもって摺動弁室６内へ進入する。ここで、本発明になるバイパスエアー制御装置にあっては、前記下流側バイパスエアー通路５Ａの開口部５Ｂを、空気制御弁１０の凹孔１０Ｂ内に臨んで開口させたことにより、この速い速度エネルギーを有するカーボン粒子を含んだ空気は、開口部１０Ｃを介していきおいよく凹孔１０Ｂ内へ進入する。そして、凹孔１０Ｂ内に進入する前記空気は、凹孔１０Ｂが袋孔であることから、乱流を生ずるもので、これによると、凹孔１０Ｂの内壁に衝突するカーボン粒子は凹孔１０Ｂの内壁に付着して捕獲される。一方、前記空気中に含まれる残余のカーボン粒子は、凹孔１０Ｂ内に生起する乱流によってその速度エネルギーが減少することによって摺動弁室６から下流側バイパスエアー通路５Ａに向かう空気流れによって再び絞り弁４より下流側の吸気通路２Ｂ内へと吸出される。以上の如く、本発明によると、機関の吹き返しによって生ずるカーボン粒子を含む空気が摺動弁室６内へ速い速度エネルギーをもって進入したとしても、このカーボン粒子を確実に空気制御弁１０の凹孔１０Ｂにて捕獲できるとともに、残余のカーボン粒子の速度エネルギーを減少させて再び絞り弁４より下流側の吸気通路２Ｂ内へ吸出させることができたので、摺動弁室６に開口する制御孔７へのカーボン粒子の付着を大きく低減でき、もって長期間に渡って安定して正確なバイパスエアーの供給、制御が可能となったものである。又、前記によると、摺動弁室６と空気制御弁１０との摺動部分におけるカーボン粒子の付着も抑止できるもので、これによって長期間に渡って安定した空気制御弁１０の動作を得られるものである。更に、前記によって長期間に渡る安定したバイパスエアーの制御及び空気制御弁１０の動作性の安定化を図ることができたことによると、バイパスエアー制御装置のメンテナンス頻度を少なくすることができ、メンテナンス性を大きく向上できた。又、本発明によれば、従来の空気制御弁１０に対し、単に凹孔１０Ｂを追加工することによって達成できるので、汎用性が高く、且つその製造コストの上昇は極めて小なるものである。更に本発明によれば、開口部５Ｂを含む下流側バイパスエアー通路５Ａと、摺動弁室６と、凹孔１０Ｂを含む空気制御弁１０とを同芯に形成したもので、これによると、より確実にして且つ安価に、下流側バイパスエアー通路５Ａの開口部５Ｂを空気制御弁１０の凹孔１０Ｂ内に臨んで配置できる。このとき、開口部５Ｂを含む下流側バイパスエアー通路５Ａの直径ｄを開口部１０Ｃを含む凹孔１０Ｂの直径Ｄより小径に形成することにより前記を達成できる。
【００１９】
又、空気制御弁１０の凹孔１０Ｂの底部の形状を図１に示す如く半球状に形成すると、凹孔１０Ｂの底部において渦流をより積極的に形成でき、カーボン粒子の凹孔１０Ｂ内への付着性及びカーボン粒子に対する速度エネルギーの減少効果を達成できる。
【００２０】
更に図２に示される如く、空気制御弁１０の凹孔１０Ｂの底部を、平坦状に形成したことによると、カーボン粒子を含む吹き返しの空気を底部に向けて直交して衝突させることができ、底部へのカーボンの付着性をより一層高めることができる。
【００２１】
更に又、図３に示される如く、空気制御弁１０の凹孔１０Ｂの底部を、円錐状に形成したことによると、カーボン粒子に対する付着性及び速度エネルギーの減少性は底部が半球状のものと略同一なるものであるが凹孔１０Ｂの形成をドリル加工で行なうことができるので、空気制御弁の製造を安価で簡単に実施できる。尚、凹孔１０Ｂの底部の形状は前記実施例によって限定されるものでない。
【００２２】
【発明の効果】
以上の如く、本発明になる吸気制御装置におけるバイパスエアー制御装置によると、筒状の空気制御弁が軸方向に移動自在に配置される摺動弁室の底部に絞り弁より下流側の吸気通路に連なる下流側バイパスエアー通路を開口するとともに、摺動弁室の側壁に、絞り弁より上流側の吸気通路に開口する上流側バイパスエアー通路に連なる制御孔が穿設され、更に前記空気制御弁の摺動弁室の底部に臨む先端面には凹孔が穿設され、前記下流側バイパスエアー通路の摺動弁室の底部への開口部の開口面積を空気制御弁の先端面への凹孔の開口部の開口面積よりも小さく形成し、下流側バイパスエアー通路の開口部が空気制御弁の凹孔の開口部内に臨むよう配置したので、機関の吹き返しによってカーボン粒子を含む空気が空気制御弁内に進入したとしても、カーボン粒子を空気制御弁内の凹孔内に効果的に付着できるとともにカーボン粒子が有する速度エネルギーを減少できて、再び絞り弁より下流側の吸気通路内へ吸出させることができ、これによって制御孔に対するカーボン粒子の付着を抑止でき、長期間に渡って安定したバイパスエアーの正確な制御を達成できる。又、併せて空気制御弁と摺動弁室との摺動部におけるカーボン粒子の付着を低減でき、これによって長期間に渡って安定して良好な空気制御弁の操作を行なうことができる。又、上記によればメンテナンスの作業頻度を減少でき、メンテナンス性の向上に寄与できる。更に凹孔は従来の空気制御弁に対し、付加的に設けられるものでその実施は極めて容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明になる吸気制御装置におけるバイパスエアー制御装置の一実施例を示す縦断面図。
【図２】  本発明のバイパスエアー制御装置に用いられる空気制御弁の他の実施例を示す要部縦断面図。
【図３】  本発明のバイパスエアー制御装置に用いられる空気制御弁の更に他の実施例を示す要部縦断面図。
【図４】  従来のバイパスエアー制御装置を示す縦断面図。
【符号の説明】
４      絞り弁
５      バイパスエアー通路
５Ａ    下流側バイパスエアー通路
５Ｂ    下流側バイパスエアー通路の摺動弁室６の底部６Ａへの開口部
５Ｃ    上流側バイパスエアー通路
６      摺動弁室
６Ａ    摺動弁室６の底部
６Ｂ    摺動弁室６の側壁
７      制御孔
１０    空気制御弁
１０Ｂ  凹孔
【図１】
0003925287.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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