(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的サーボ機構によって弁体がハウジングの弁室内で回転させられる調整弁を設置したバイパスが絞り弁の上流側と下流側とを短絡させて吸気通路に設けられ、前記弁体の空気通路と前記バイパスとの重なり度合いによってアイドリング時の吸入空気量を制御するエンジンの吸入空気量制御装置において；
前記弁体の前記空気通路と同じ円上に少なくとも一つの肉抜き溝が外側周面へ開放して設けられているとともに、前記弁室の内側周面の前記と同じ円上に複数の逃し溝が円周方向間隔を有して設けられており；
バイパス空気流量を制御する作動時に前記弁体は前記空気通路と肉抜き溝との間の外側周面部の少なくとも一部が前記弁室の逃し溝の間の内側周面部と重なった状態で全開位置と全閉位置との間で回転させられ；
前記電気的サーボ機構に通電されない不作動時に前記弁体は前記外側周面部が前記内側周面と重なることなく前記逃し溝と向かい合う位置に停止させられる；
構成としたことを特徴とする吸入空気量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車エンジンのアイドリング時における回転速度を所要の速度に維持させるための吸入空気量制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冬期にエンジンを冷たい状態で始動させたとき潤滑油が高粘度であるために暖気運転中に発生する機械的負荷、或いは冬期の暖房装置作動状態や夏期の冷房装置作動状態または換気装置作動状態でアイドリングを行っているときにこれらの機器がエンジンに与える電気的負荷に打ち勝つため、エンジンのアイドリング速度を通常よりも高くする必要がある。
【０００３】
そのために、エンジンの吸気通路に絞り弁の上流側と下流側とを短絡させるバイパスを設け、このバイパスにエンジン温度や機器作動状況に応じて開閉動作する調整弁を設置して絞り弁をアイドル位置に置いたままでバイパスを流れる空気によってアイドリング速度を高くさせることが行われている（特開昭５１−２８３４号公報参照）。
【０００４】
前記特開昭５１−２８３４号公報にはアイドリング時の吸入空気量制御手段の一つとして、ステッピングモータまたはＤＣモータからなる電気的サーボ機構によってバイパスに設置した調整弁の弁体を回転させ、弁体に設けた空気通路とバイパスとの重なり度合い、即ち弁体の回転位置を制御することによってバイパス空気流量を計量する、という手段が示されている。
【０００５】
一方、ブローバイガス処理装置や排気還流装置を具えているエンジン系においては、これらによって吸気通路を流れる空気に油分、カーボンなどの不純物が混入する。また、燃料としてＬＰＧのような気体燃料を使用するエンジン系においては、燃料に含有されているタール分などの不純物が吸入通路を流れる空気に混入する。
【０００６】
不純物混入の空気がバイパスを流れて調整弁を通過するとき、弁体の表面に不純物が付着するのを避けることができない。そして、付着不純物はエンジンが長時間停止した場合、その間に硬化して弁体と弁室との円周方向隙間に入った不純物が弁体を固着させて次のエンジン運転時における作動を妨げる原因となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
回転形の調整弁が付着不純物硬化により作動を妨げられる現象をなくすための手段として、弁体外側周面にフッ素樹脂層など不純物が付着しにくい付着防止層を設けることが提案されたが、弁体と弁室との円周方向隙間の寸法公差管理が困難であって、実用に供するには問題がある。そこで、弁体に付着した不純物が弁室にも付着することがないように円周方向隙間を大きくすることが提案されたが、この隙間を通って無視できない量の空気が流れ、バイパス空気流量を狂わせてエンジンのアイドリング速度を適正に維持させることができないという不都合を伴う。
【０００８】
本発明は回転形の調整弁において避けることのできない不純物の付着による弁体の固着を調整弁の機能を損なうことなく防止する適切な対策がなかった、という点の解決を計ったものであり、エンジンが長時間停止している間に付着不純物が弁体を固着して作動を防げることがなく、且つ作動時の空気漏れが少なく吸入空気量を適正に制御することができる装置とすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は弁体の空気通路と同じ円上に少なくとも一つの肉抜き溝を外側周面へ開放させて設けるとともに弁室内側周面の前記と同じ円上に複数の逃し溝を円周方向隙間を与えて設けた。そして、バイパス空気流量を制御する作動時に弁体を空気通路と肉抜き溝との間の外側周面部の少なくとも一部が弁室の逃し溝の間の内側周面部と重なった状態で全閉位置と全開位置との間で回転させるようにし、これによって弁体と弁室との隙間を通る空気漏れ量を微量にとどめて空気通路とバイパスとの重なり度合いに応じて計量される所定量の空気をエンジンに供給することができる。また、電気的サーボ機構に通電されない不作動時に弁体を外側周面部が内側周面部と重なることなく逃がし溝と向かい合う位置に停止させるようにし、これによって不純物が付着している弁体表面は弁室内側から大きく離れた状態となり硬化しても固着して作動を妨げるということがなくなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、図１，図２においてエンジンの吸気系に設置されるスロットルボディ１の吸気通路２を開閉する絞り弁３の側方に調整弁５のハウジング６がシール材７を挟み込んで取り付けねじ８により気密に固定されている。
【００１１】
ハウジング６は一端が閉塞されもう一端が開放された端面円形の弁室９を有しており、短円柱状の弁体１０およびその両端に突出した弁軸１１，１２に嵌装した軸受１３，１４が弁室９に開放端から嵌込まれ、弁体１０が軸受１３，１４によりハウジング６に回転可能に支持されて弁室９に内装されている。
【００１２】
弁体１０は円周方向約１２０度乃至１３０度の範囲に亘って中央部外側周面に開放したくぼみからなる空気通路１５を有しているとともに、中心軸線を挟んで反対側に円周方向約９０度の範囲に亘って中央部外側周面に開放したくぼみからなる肉抜き溝１６が設けられている。
【００１３】
また、絞り弁３が閉弁位置に置かれている状態で吸気通路２の上流側と下流側とを短絡するバイパス１８がスロットルボディ２とハウジング６とに形成され、その入り口側である上流通路部１９と出口側である下流通路部２０とは互いに直角の位置で弁体１０の外側周面に向かって弁室９に開口している。図示の形態では、下流通路部２０は中心線を弁体１０の中心軸線を通る線Ｘ−Ｘ上に位置させて弁室９に開口し、上流通路部１９は中心線を弁体１０の中心軸線を通る前記と直角の線Ｙ−Ｙよりも下流通路部２０の方へ偏位させて弁室９に開口している。更に、空気通路１５は全開時に空気がなめらかに方向を変えて通過するように底面１５ａを円弧形としている。
【００１４】
前記の弁室９の内側周面と弁体１０の外側周面とは寸法公差に基く最小限の隙間を有しており、空気通路１５および肉抜き溝１６の幅は上流通路部１９および下流通路部２０の幅とほぼ同一寸法とされている。
【００１５】
前記の弁室９の内側周面には、前記の線Ｙ−Ｙを中心としてそれより両側方へ延び円周方向約１２０度の範囲に亘る浅いくぼみからなる二つの逃し溝２２，２３が設けられ、その一方の逃し溝２２は端部が上流通路部１９に連通している。また、これらの逃し溝２２，２３は前記の線Ｘ−Ｘを挟んでほぼ対称に形成されており、空気通路１５および肉抜き溝１６よりも僅かに大きい幅を有している。
【００１６】
一方、ステッピングモータ、ＤＣモータまたはソレノイドからなる電気的サーボ機構２７がハウジング６の弁室開放端に固定されており、弁軸１２を駆動して図３（Ａ）に示す全閉位置と図３（Ｃ）に示す全開位置との間で弁体１０を往復回転させ、空気通路１５と下流通路部２０との重なり度合いによってバイパス空気流量を制御するものである。
【００１７】
全閉位置において、弁体１０の空気通路１５と肉抜き溝１６との間の外側周面部２５ａ，２５ｂは弁室９の逃し溝２２，２３が設けられていない内側周面部２４ａ，２４ｂと最小限の隙間を有して重なり合っており、上流通路部１９から下流通路部２０へのこれらの隙間を通る空気の漏れは微量にとどまる。全閉位置から弁体１０が図３で反時計方向へ回転し図１，図２および図３（Ｂ）に示す半開位置を経て全開位置に至る間、弁体１０の二つの外側周面部２５ａ，２５ｂは弁室９の二つの内側周面部２４ａ，２４ｂと常に少なくとも一部で重なり合っており、外側周面を回って漏れる空気を微量にとどめながら空気通路１５と下流通路部２０との重なり度合いに応じた所定量の空気をエンジンに供給する。
【００１８】
エンジンを停止して電気的サーボ機構２７の電源を切ったとき、弁体１０はどの位置に置かれていても図３で反時計方向へ回転し、図３（Ｄ）に示すように外側周面部２５ａ，２５ｂが逃し溝２２，２３と向かい合う位置に停止させられる。この停止位置への回転は弁軸１２とハウジング６とに両端を係止したねじりコイルばねからなる戻し手段２８によって行われ、且つ図示しないストッパによって図３（Ｄ）に示す位置に停止させられるようになっている。
【００１９】
空気がバイパス１８を流れているとき、この空気は弁体１０のバイパス１８に露出する表面に接しながら流れ、含有している油分、カーボン、タール分などの不純物が空気通路１５の側面と底面１５ａ、および外側周面部２５ａ，２５ｂに付着する。この付着不純物はエンジンが長時間停止しているとその間に硬化し、外側周面部２５ａ，２５ｂの付着不純物が弁室９の内側周面にも付着して硬化することによって弁体１０が固着され、次のエンジン運転時における作動を妨げる原因となる。
【００２０】
図示の形態によると、エンジン停止時に外側周面部２５ａ，２５ｂは逃し溝２２，２３に向かい合って弁室９の内側周面との間に大きな隙間を有しているので、付着不純物が弁室９の内側周面にも付着するという現象が避けられる。また、逃し溝２２，２３の間の内側周面部２４ａに対しては空気通路１５が向かい合い、内側周面部２４ａに対しては肉抜き溝１６が向かい合っているので、この部分に不純物が付着していても固着する心配はない。
【００２１】
図４は本発明の異なる実施の形態を示すものであって、短円柱状の弁体４０は中心軸線に直交して貫通する空気通路４５を中央部に有しているとともに、空気通路４５を挟んで中央部外側周面に開放した二つのくぼみからなる肉抜き溝４６，４７が設けられている。
【００２２】
また、ハウジング３６にはバイパス４８の入口側である上流通路部４９と下流通路部５０とが弁体４０の中心軸線に直交して弁体４０の外側周面に向かって弁室３９に開口している。
【００２３】
更に、弁室３９の内側周面には、上流通路部４９と下流通路部５０との間に位置して円周方向へ延びる浅いくぼみからなる二つの逃し溝５２．５３が設けられており、一方の逃し溝５２は端部が上流通路部４９に連通したもう一方の逃し溝５３は端部が下流通路部５０に連通している。これらの逃し溝５２，５３は弁体４０の中心軸線を挟んでほぼ対称に設けられており、空気通路４５，肉抜き溝４６，４７よりも僅かに大きい幅を有している。
【００２４】
バイパス空気流量を制御する作動時において、弁体４０が全閉位置に置かれているとき、図４（Ａ）に示すように弁体４０の空気通路４５出口端と一方の肉抜き溝４６との間の外側周面部５５ａは弁室３９の下流通路部５０と一方の逃し溝５２との間の内側周面部５４ａと最小限の隙間を有して向かい合い、空気通路４５入口端ともう一方の肉抜き溝４７との間の外側周面部５５ｂは弁室３９の上流通路部４９ともう一方の逃し溝５３との間の内側周面部５４ｂと最小限の隙間を有して重なり合っており、上流通路部４９から下流通路部５０へのこれらの隙間を通る空気の漏れは微量にとどまる。
【００２５】
全閉位置から弁体４０が図で反時計方向へ回し図４（Ｂ）に示す半開位置を経て図４（Ｃ）に示す全開位置に至る間、弁体４０の二つの外側周面部５５ａ，５５ｂは弁室３９の内側周面部５４ａ，５４ｂと常に少なくとも一部で重なり合っており、外側周面を回って漏れる空気を微量にとどめながら空気通路４５と上流通路部４９，下流通路部５０との重なり度合いに応じた所定量の空気をエンジンに供給する。
【００２６】
エンジンを停止して電源を切ったとき、弁体４０はどの位置に置かれていても図で時計方向へ回転し、全閉位置を通過して図４（Ｄ）に示すように外側周面部５５ａ，５５ｂおよびこれらと空気通路４５を挟んで反対側の外側周面部５５ｃ，５５ｄが逃し溝５２，５３と向かい合う位置に停止させられる。この停止位置への回転は前記形態のものと同様の戻し手段によって行われる。そして、この形態においても弁体４０の外側周面部５５ａ・・・５５ｄは全て逃し溝５２，５３と向かい合って弁室４９の内側周面との間に大きな隙間を有し、且つ弁室４９の内側周面部５４ａ，５４ｂに対しては肉抜き溝４６，４７が向かい合って大きな隙間を有しているので、付着不純物が硬化しても固着の心配がないものである。
【００２７】
【発明の効果】
このように、バイパスの弁室への開口位置と弁体の空気通路の形状、およびこれらによって設定される作動時の全閉位置と全開位置との間の回転角度に応じて肉抜き溝と逃し溝とを設け、作動時には弁体と弁室との間に狭い隙間を形成するが不作動時には弁体が弁室との間に狭い隙間をもたない位置に置かれるようにした本発明によると、作動時の空気漏れを少なくして吸入空気量を適正に制御しエンジンのアイドリング速度を適正に維持できるばかりか、エンジンが長時間停止している間に付着不純物が硬化し弁体を固着するという不都合を生じなくなって円滑に作動させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面図。
【図２】図１のａ−ａ線に沿う断面図。
【図３】図１の形態の動作を説明する断面図。
【図４】本発明の異なる実施の形態の動作を説明する断面図。
【符号の説明】
２吸気通路，３絞り弁，６，３６ハウジング，９，３９弁室，１０，４０弁体，１５，４５空気通路，１６，４６，４７肉抜き溝，１８，４８バイパス，２２，２３，５３，５４逃し溝，２４ａ，２４ｂ，５４ａ，５４ｂ内側周面部，２５ａ，２５ｂ，５５ａ，５５ｂ外側周面部，
【図１】
0003745434.tif 000002
【図２】
0003745434.tif 000003
【図３】
0003745434.tif 000004
【図４】
0003745434.tif 000005