(57)【要約】【課題】吸気スロットルバルブに関し、吸気通路に堆積物が溜まっても、これを開弁時に効果的に除去する。【解決手段】エンジン１の吸気系に接続された吸気通路２に、吸気を絞る開閉自在な弁体１１を設けた吸気スロットルバルブ１０において、弁体１１の開弁時に下流方向に回転する側の弁体１１の外周端面１１ａと弁体１１の上流側面１１ｂとの角度が鋭角に形成される。【選択図】図２
2016118131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気系に接続された吸気通路に、吸気を絞る開閉自在な弁体を設けた吸気スロットルバルブにおいて、
前記弁体の開弁時に下流方向に回転する側の弁体の外周端面と前記弁体の上流側面との角度が鋭角に形成される
ことを特徴とする吸気スロットルバルブ。
【請求項２】
前記弁体は、前記吸気通路に回転軸にてその弁体の下部が下流方向に回転するように設けられ、前記弁体の下部の外周端面と上流側面との角度を鋭角にして外周端前縁に掻取部を形成する
ことを特徴とする請求項１記載の吸気スロットルバルブ。
【請求項３】
前記弁体が閉状態から開方向に回転する際に、下流方向に回転する側の弁体の外周端前縁に形成された掻取部で、その掻取部の下流側の前記吸気通路に堆積した堆積物を掻き取るようにする
ことを特徴とする請求項１または２記載の吸気スロットルバルブ。
【請求項４】
前記弁体の開弁時に下流方向に回転する側の弁体の外周端面と前記弁体の上流側面との角度が６０°〜８０°の鋭角に形成される
ことを特徴とする請求項１から３いずれか一項に記載の吸気スロットルバルブ。
【請求項５】
前記弁体の開弁時に下流方向に回転する側の弁体の外周端面の下流側面に凹部が形成され、外周端前縁に突起状の掻取部が形成される
ことを特徴とする請求項１から４いずれか一項に記載の吸気スロットルバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気系に接続された吸気通路に設けた吸気スロットルバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンにおけるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation ：排気ガス再循環）システムでは、シリンダから排出された排気ガスを吸気系に再循環させることによりシリンダ内の燃焼温度を下げて、ＮＯｘの低減を図っている。このＥＧＲシステムをディーゼルエンジンで用いる場合、特に低回転時には、ＥＧＲ率を高めるため、吸気通路に設けた吸気スロットルバルブをほぼ全閉に近くなるまで絞ることになる。
【０００３】
この吸気スロットルバルブを図５により説明する。図５（ａ）において、エンジン１の吸気通路２には、吸気を絞る吸気スロットルバルブ１０が開閉自在に設けられる。吸気スロットルバルブ１０は、吸気通路２に取り付けられた回転軸１２に吸気通路２を開閉する弁体１１を設けて構成される。
【０００４】
吸気スロットルバルブ１０は、低回転時にＥＧＲ率を高めるために、ほぼ全閉に近くなるまで絞られている。吸気は、図５（ｂ）に示すように、弁体１１の外周端面１１ａと吸気通路２との間の空間を通ってエンジン側に吸気される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３１８２６号公報
【特許文献２】特開２００９−２８７５３８号公報
【特許文献３】特許４３９９０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この際、吸気は、弁体１１の外周端後縁１４の出口で吸気が通過する通路面積（空間）が急拡大する箇所で急激に圧力が下がり、断熱膨張によって吸気の温度も下がる。その結果、吸気の温度は露点以下となり、弁体１１の外周端後縁１４の出口付近の吸気通路２に凝縮水が付着する。この付着した水にＥＧＲガスに含まれるすすや炭化水素の成分等が吸着されると、これらの吸着物が吸気通路２に堆積する（堆積物Ｄ）。そして、この堆積物Ｄが大きくなり固着すると、吸気スロットルバルブ１０の回転を妨げる問題がある。
【０００７】
本発明は、吸気通路に堆積物が溜まっても、これを開弁時に効果的に除去することができる吸気スロットルバルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の吸気スロットルバルブは、エンジンの吸気系に接続された吸気通路に、吸気を絞る開閉自在な弁体を設けた吸気スロットルバルブにおいて、前記弁体の開弁時に下流方向に回転する側の弁体の外周端面と前記弁体の上流側面との角度が鋭角に形成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の吸気スロットルバルブによれば、開弁時に下流方向に回転する側の弁体の外周端面と上流側面との角度を鋭角に形成することで、吸気スロットルバルブをほぼ全閉に近い状態にしたとき、弁体の外周端面の位置する吸気通路に堆積物が溜まるようにして、これを開弁時に除去することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る吸気スロットルバルブが用いられたエンジン及びＥＧＲ通路の全体構成図である。
【図２】（ａ）は本発明の一実施形態に係る吸気スロットルバルブの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。
【図３】図２（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る吸気スロットルバルブの弁体下部を示す図である。
【図５】（ａ）は従来の吸気スロットルバルブの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る吸気スロットルバルブを説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態の吸気スロットルバルブが用いられたエンジン及びＥＧＲ通路の全体構成図である。
【００１３】
図１中、１はエンジン、２はエンジン１の吸気系に接続された吸気通路、３はエンジン１の排気系に接続された排気通路である。
【００１４】
吸気通路２には、吸気を絞る吸気スロットルバルブ１０が開閉自在に設けられている。また、排気通路３には、排気を絞る排気スロットルバルブ４（図示例では、バタフライバルブ）が開閉自在に設けられている。
【００１５】
吸気スロットルバルブ１０よりも下流の吸気通路２には、排気スロットルバルブ１０よりも上流の排気通路３と接続するＥＧＲ通路５が設けられ、また、ＥＧＲ通路５には、ＥＧＲガスを絞るＥＧＲバルブ６（図示例では、バタフライバルブ）が設けられている。
【００１６】
ここで、特にエンジン１の低回転時には、ＥＧＲ率を高めるため、吸気スロットルバルブ１０をほぼ全閉に近くなるまで絞ることになる。この際、吸気は、吸気スロットルバルブ１０近傍の吸気が通過する通路面積（空間）が急拡大する箇所で急激に圧力が下がり、断熱膨張によって吸気の温度も下がる。その結果、吸気の温度は露点以下となり、吸気通路２に凝縮水が付着する。
【００１７】
この吸気通路２に付着した水には、ＥＧＲ通路５から吸気通路２の吸気スロットルバルブ１０側に流れ込んだＥＧＲガスの成分（すすや炭化水素）が吸着されるので、これが堆積物となって吸気通路２に溜まる。
【００１８】
そこで、このような堆積物を除去するための本発明の一実施形態に係るスロットルバルブの構成について説明する。
【００１９】
図２（ａ）は、本実施形態に係る吸気スロットルバルブ１０の断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す弁体１１の下部（Ａ部）の拡大図である。また、図３は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【００２０】
図２（ａ）及び図３に示すように、吸気スロットルバルブ１０は、吸気通路２の直径方向に水平に取り付けられた回転軸１２に、弁体１１が開閉自在に設けられて構成される。回転軸１２には、弁体１１の開閉角度を調節するアクチュエータ２１が接続される。また、弁体１１は、回転軸１２を挟んで、弁体上部１１Ｕと弁体下部１１Ｌとから構成される。
【００２１】
本実施形態に係る吸気スロットルバルブ１０の弁体１１の形状について、図２（ｂ）により説明する。
【００２２】
弁体下部１１Ｌは、外周端面１１ａ、上流側面１１ｂ及び下流側面１１ｃを有する。弁体下部１１Ｌの厚さは１〜２ｍｍに形成され、吸気通路２の断面とほぼ同じ円板状に形成される。
【００２３】
外周端面１１ａは、上流側面１１ｂとの角度θが鋭角であり、吸気スロットルバルブ１０をほぼ全閉に近くなるまで絞ったとき、吸気が通過する通路面積（空間）が外周端前縁１３から外周端後縁１４に向かって拡がるように形成されている。
【００２４】
これにより、外周端前縁１３には、外周端面１１ａと上流側面１１ｂとの角度θが鋭角に形成されることで、堆積物Ｄを掻き取る掻取部１５ａが形成される。
【００２５】
外周端面１１ａと上流側面１１ｂとの角度θは６０°〜８０°の鋭角に形成する。これにより、外周端面１１ａが位置する吸気通路２内から、掻取部１５ａを通過して吸気の圧力が下がるようになる。
【００２６】
次に、本実施形態に係る吸気スロットルバルブ１０による作用効果を説明する。
【００２７】
図２（ａ）において、吸気スロットルバルブ１０が全閉近くまで絞られたとき、弁体１１は、吸気通路２に対して垂直に近い角度で僅かに傾斜している。
【００２８】
このように、弁体１１が吸気通路２に対して垂直近くまで回動した位置のとき、図２（ｂ）に示すように、弁体下部１１Ｌは、外周端面１１ａと上流側面１１ｂとの角度θが６０°〜８０°の鋭角に形成されているため、外周端面１１ａが位置する吸気通路２内から、掻取部１５ａを通過して吸気圧力が下がり、断熱膨張により吸気温度も下がり、外周端面１１ａと近接する吸気通路２の位置に凝縮水が付着して堆積物Ｄが溜まる。
【００２９】
したがって、堆積物Ｄは、掻取部１５ａの回動軌跡の内側の吸気通路２に溜まるので、開弁動作時に、掻取部１５ａにより掻き取ることができる。
【００３０】
よって、本実施形態に係る吸気スロットルバルブ１０によれば、開弁動作の度に堆積物Ｄが掻き取られるので、堆積物Ｄが大きくなる前に除去されて、吸気通路２に固着することを効果的に防止することができる。
【００３１】
なお、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）システムにより、クランクケース内に蓄積されるブローバイガスを吸気通路２に還流させる場合、吸気通路２に付着した水にオイルが吸着して堆積することがある。本実施形態に係る吸気スロットルバルブ１０によれば、このような堆積物も効果的に掻き取って除去することができる。
【００３２】
次に、本発明の他の実施形態に係るスロットルバルブについて説明する。図４は、本実施形態に係る吸気スロットルバルブ１０の弁体下部１１Ｌを示す図である。
【００３３】
この実施形態において、弁体下部１１Ｌには、上記の一実施形態と同様に、外周端面１１ａ、上流側面１１ｂ、及び下流側面１１ｃが形成されている。ただし、外周端面１１ａの下流側面１１ｃには、外周端後縁１４から外周端前縁１３にかけて凹面が形成されて凹部１６を形成している。また、外周端前縁１３には、突起状の掻取部１５ｂが形成されている。
【００３４】
このため、吸気スロットルバルブ１０をほぼ全閉に近くなるまで絞ったとき、吸気が通過する通路面積（空間）は、掻取部１５ｂの後側の凹部１６で急激に拡がるため、図２に示す一実施形態よりも更に上流側の吸気通路２で、掻取部１５ｂの回動軌跡の内側に堆積物Ｄが溜まる。
【００３５】
したがって、本実施形態に係る吸気スロットルバルブ１０によれば、開弁動作時に、掻取部１５ｂによって堆積物Ｄを確実に掻き取ることができる。
【００３６】
また、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００３７】
例えば、吸気スロットルバルブ１０は、弁体上部１１Ｕが下流方向に回転して開弁してもよい。この場合、弁体上部１１Ｕの外周端面と上流側面との角度を鋭角に形成することで、吸気通路２の天井部に溜まった堆積物を掻き取ることができる。
【００３８】
また、回転軸１２が吸気通路２に対して、水平以外の角度、例えば垂直に取り付けられ、弁体１１がこの回転軸を中心に回転して開弁してもよい。この場合、開弁時に下流方向に回転する側の弁体１１の外周端面と上流側面との角度を鋭角に形成することで、この下流方向に回転する側の外周端面と近接する吸気通路２の位置に溜まった堆積物を掻き取ることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  エンジン
２  吸気通路
１０  吸気スロットルバルブ
１１  弁体
１１ａ  外周端面
１１ｂ  上流側面
１２  回転軸
１３  外周端前縁
１５ａ，１５ｂ  掻取部
１６  凹部
Ｄ  堆積物
【図１】
2016118131.tif 000003
【図２】
2016118131.tif 000004
【図３】
2016118131.tif 000005
【図４】
2016118131.tif 000006
【図５】
2016118131.tif 000007