JP4690990B2 - 燃料噴射装置におけるエアバイパス装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク内の燃料が燃料ポンプによって昇圧され、この昇圧された燃料が、燃料噴射弁を介して機関へ噴射供給される燃料噴射装置に関し、そのうち特に、機関のアイドリング運転時、オフアイドル運転時において、絞り弁を迂回して絞り弁より下流側の吸気通路内に制御されたアイドル空気を供給するエアバイパス装置に関する。

従来のエアバイパス装置は、ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００６５６０及び特願２００５−３２４８２４号に開示されるもので、ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００６５６０にはエアバイパス装置の全体構造が開示され、特願２００５−３２４８２号にはスライダーと空気制御弁との係止構造が開示される。
前記ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００６５６０をベースにまとめたエアバイパス装置の構造が図８に開示されるもので、この図によって説明する。
１０は、その上端面１０ａから下方に向けてモータ挿入孔１１と弁体ガイド孔１２とが連設された空気制御弁本体であり、弁体ガイド孔１２の内側壁１２ａには空気制御孔１３が開口し、この空気制御孔１３の下流は、スロットルボデー１４を貫通する吸気通路１５内であって且つ絞り弁１６より下流側の吸気通路１５ａ内に連絡して開口し、一方弁体ガイド孔１２の底部１２ｂの近傍には空気流入孔１７が開口し、この空気流入孔１７の上流は、絞り弁１６より上流側の吸気通路１５ｂ内に連絡して開口する。（前記において、上流、下流は空気の流れ方向において言うものである。）
尚、前記上流側の吸気通路１５ｂは図示せぬエアクリーナに空気管にて連絡され、下流側の吸気通路１５ａは図示せぬ機関に吸気管にて連絡され、吸気通路１５あるいは吸気管内には図示せぬ燃料噴射弁より制御された燃料が噴射供給される。
Ｍは、出力軸Ｍａが下方に向かって突出するステップモータ等のモータであり、モータＭの外周には合成樹脂材料によって形成されたモータケースＭｂがアウトモールド形成され、更にモータケースＭｂには出力軸Ｍａを囲繞する筒部Ｍｃが下方に向かって開口して形成される。２７は筒状をなす回転抑止部材であり、その内周壁２７ａには、図において上下方向に回転抑止溝２７ｂが穿設され、この回転抑止部材２７は筒部Ｍｃの下方開口から筒部Ｍｃ内に挿入されて固定される。例えば軽圧入される。
以上によれば、モータＭを備えるモータケースＭｂの筒部Ｍｃの内方に回転抑止部材２７が固定配置され、出力軸Ｍａは、回転抑止部材２７の内周壁２７ａの内方に配置される。かかるモータケースＭｂは、筒部Ｍｃの下方が空気制御弁本体１０のモータ挿入孔１１内に挿入されるとともに筒部Ｍｃの外周に穿設された環状溝Ｍｄ内に平板状の取付け部材１８のＵ字溝が嵌合され、取付け部材１８を空気制御弁本体１０の上端面１０ａ上に当接配置するとともにネジ１９を介して空気制御弁本体１０に螺着固定される。
２０は出力軸Ｍａの外周に形成したオネジに螺着されるスライダーであり、スライダー２０は環状鍔部２０ａと環状鍔部２０ａから下方に向かって突出する軸部２０ｂとにより形成され、環状鍔部２０ａの外周の一部には回転抑止部材２７の回転抑止溝２７ｂ内に挿入される突部２０ｃが側方に突出して一体形成される。
上記によればモータＭと同期して出力軸Ｍａが回転すると、スライダー２０はその回転が突部２０ｃと回転抑止溝２７ｂとにより抑止され、これによってモータＭの回転方向に応じてスライダー２０は図において上下動する。
２１は弁体ガイド孔１２内に上下方向移動自在に配置される空気制御弁であり、底部２１ａから上方に向かって筒部２１ｂが一体形成された有底筒状に形成される。
かかる空気制御弁２１は、スライダー２０の軸部２０ｂの外周２０ｄに臨んで配置されるもので、その底部２１ａは、スライダー２０の軸部２０ｂの下端に嵌合して固定配置されたＥクリップ２上に、スプリング２３によって当接配置される。すなわち筒部２１ｂの内方と軸部２０ｂの外周２０ｄとの間に形成される空間部２５に、その一端２３ａがスライダー２０の環状鍔部２０ａの下面に係止され、他端２３ｂが空気制御弁２１の底部２１ａに係止されるスプリング２３が縮設配置されるもので、これによって空気制御弁２１の底部２１ａがＥクリップ２上に向けて弾性的に押圧保持される。

以上よりなるエアバイパス装置によれば、出力軸Ｍａを含むモータＭが一方向に回転すると、スライダー２０は、回転抑止溝２７ｂと突部２０ｃとによってその回転が抑止されることから例えば図において下方向に移動する。そしてこのスライダー２０の下方向移動によると空気制御弁２１もまた同期的に下方向に移動するもので空気制御孔１３の開口面積を空気制御弁２１によって減少方向に制御することができ、下流側の吸気通路１５ａに供給されるアイドル空気量を減少方向に調整、制御できる。
又、出力軸Ｍａを含むモータＭが他方向に回転すると、スライダー２０は、図において上方向に移動する。
そして、このスライダー２０の上方向移動によると、空気制御弁２１もまた同期的に上方向に移動するもので、空気制御孔１３の開口面積を空気制御弁２１によって増加傾向に制御することができ、下流側の吸気通路１５ａに供給されるアイドル空気量を増量方向に調整制御でき、もって所望のアイドル空気量を機関に向けて供給できる。
ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００６５６０ 特願２００５−３２４８２４号

かかる従来のエアバイパス装置によると、アイドル空気量の再現性を極めて高い精度をもって維持することが困難である。
これは以下の理由による。まず空気制御弁２１の外周と弁体ガイド孔１２との間には第１の環状の間隙Ｓ１が形成され、空気制御弁２１の底部２１ａの内周２１ａ１とスライダー２０の軸部２０ｂの外周２０ｄとの間には第２の環状の間隙Ｓ２が形成される。
ここで前記環状の間隙Ｓ１及びＳ２が必要なことは、空気制御弁２１、スライダー２０、弁体ガイド孔１２等の製作誤差及び組付け誤差を考慮して、空気制御弁２１を弁体ガイド孔１２に円滑に移動可能に配置する為である。
又、空気制御弁２１の底部２１ａは、スライダー２０の軸部２０ｂの外周２０ｄに嵌合して固定配置されたＥクリップ２上に当接配置されるもので、これによると空気制御弁２１の筒部２１ｂの内方とスライダー２０の軸部２０ｂの外周２０ｄとの間に形成される空間部２５が、第２の環状の間隙Ｓ２、Ｅクリップ２に形成される切欠き溝２ａ１、２ａ２、２ａ３、を介して弁体ガイド孔１２の底部１２ｂに向けて連通される。
上記Ｅクリップ２の切欠き溝２ａ１、２ａ２、２ａ３は図８に開示されるもので、図９における一点鎖線の斜線部分が、第２の環状の間隙Ｓ２と切欠き溝２ａ１、２ａ２、２ａ３との連通する部分であり。かかる切欠き溝２ａ１、２ａ２、２ａ３は弁体ガイド孔１２の底部１２ｂに臨んで開口する。

ここで機関が運転されると吸気通路１５内には脈動圧力が発生するもので、この脈動圧力は空気流入孔１７、底部１２ｂから弁体ガイド孔１２内に作用する。そして、この弁体ガイド孔１２内の脈動圧力はＥクリップ２の切欠き溝２ａ１、２ａ２、２ａ３から第２の環状の間隙Ｓ２を介して空気制御弁２１の内方の空間部２５に作用するものである。
上記によれば、空気制御弁２１は、その底部２１ａの下面がＥクリップ２の上端面に当接した状態で、わずかながら側方（弁体ガイド孔１２の長手軸心線Ｘ−Ｘに直交する方向）へ移動することがあり、これによって空気制御弁２１の開度が一定（空気制御弁２１の上下方向のストローク状態が一定）に保持された状態にあっても設定されたアイドル空気量にバラツキを生ずる。
すなわち、図８において、空気制御弁２１が右側方へ移動すると、空気制御孔１３が開口する側の、空気制御弁２１と弁体ガイド孔１２との間に形成される間隙Ｓ１ａは減少するもので、これによると空気制御孔１３に流入する空気流れの抵抗が大となり、空気制御孔によって制御されるアイドル空気量はわずかながらも減少方向に変化する。
一方、空気制御弁２１が左側方へ移動すると、前記間隙Ｓ１ａは増加するもので、これによると空気制御孔１３に流入する空気流れの抵抗が小となり空気制御孔１３によって制御されるアイドル空気量は、わずかながらも増加方向に変化する。
従って、空気制御弁２１の開度が一定開度に設定された状態にあっても空気制御孔１３によって制御されるアイドル空気量にバラツキを生じ、アイドル空気量を高い精度をもって再現させることが困難となる。

一方、上記不具合を解決するために、弁体ガイド孔１２、空気制御弁２１の寸法精度を高めること及び間隙Ｓ１、Ｓ２を更に微少にすることが考慮されるが、これによると加工工数、組付け工数が大きく増加して製造コストの上昇を招来する。
及び空気制御弁２１と弁体ガイド孔１２との間の間隙Ｓ１に侵入する異物のメンテナンス頒度を多くする必要がある。等の不具合を生ずる。又、スライダー２０と空気制御弁２１とを一体形成することも考慮されるがこれも製造コストの上昇をもたらし好ましくない。

本発明は上記不具合に鑑み成されたもので、空気制御弁の開度が一定状態において、吸気通路内に生起する脈動圧力に影響されることなく正確なアイドル空気量を供給することのできるエアバイパス装置を提供すること。及びアイドル空気量の再現性の高いエアバイパス装置を提供することを目的とする。

本発明になる燃料噴射装置におけるエアバイパス装置は、前記目的を達成するために、 弁体ガイド孔、この弁体ガイド孔の内側壁に開口する、絞り弁より下流側の吸気通路に連なる空気制御孔、並びにこの空気制御孔の下方で弁体ガイド孔内に開口する、絞り弁より上流側の吸気通路に連なる空気流入孔を有する空気制御弁本体と、この空気制御弁本体に支持されるモータの出力軸に螺着されるとともに、前記弁体ガイド孔の長手軸心線に沿う直線方向移動が許容され、その回転が抑止されるようにして前記弁ガイド孔に配置されるスライダーと、前記弁体ガイド孔の内側壁に間隙を介して嵌合される筒部、並びにこの筒部の下端に連なり、前記スライダーの軸部を間隙を介して囲繞する環状の底部を有して、前記スライダーの軸部に支持される有底筒状の空気制御弁とを備え、前記モータの回転に応じて移動する前記空気制御弁により前記空気制御孔の開口が制御される燃料噴射装置におけるエアバイパス装置において、前記スライダーの軸部に、前記空気制御弁の底部下端面に当接して前記空気制御弁の底部および前記スライダーの軸部間の前記間隙を上側面で閉鎖する平板状の閉塞部材を取着し、この閉塞部材の上側面に前記前記空気制御弁の底部の下端面を弾性的に押圧保持すべく、スプリングを前記スライダーおよび前記底部間に縮設したことを第１の特徴とする。

又、本発明は、前記第１の特徴に加え、前記閉塞部材を平板ワッシャーとし、この平板ワッシャーを前記スライダーの軸部の外周に挿入配置するとともに、この平板ワッシャーを、前記軸部の下端に取着される係止片部と前記空気制御弁の底部とで前記スプリングの付勢力をもって挟持し、前記スライダーの軸部間の前記間隙を前記平板ワッシャーの上側面にて閉鎖したことを第２の特徴とする。

更に本発明は前記第１の特徴に加え、前記空気制御孔は、前記弁体ガイド孔の内側壁の同一断面上において複数開口し、各空気制御孔を多連スロットルボデーを構成する各スロットルボデーの絞り弁より下流側の吸気通路に連絡したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によると、空気制御弁の底部下端面に当接して空気制御弁の底部およびスライダーの軸部間の間隙を上側面で閉鎖する平板状の閉塞部材を取着し、この閉塞部材の上側面に空気制御弁の底部の下端面を弾性的に押圧保持すべく、スプリングをスライダーおよび前記底部間に縮設したことで、空気制御弁の底部の内周とスライダーの軸部の外周との間に形成される環状の間隙を閉鎖することができる。
以上によると、吸気通路内に生起する脈動圧力が空気流入孔を介して弁体ガイド孔の底部内に作用しても、この脈動圧力が前記間隙を介して、空気制御弁の筒部の内方とスライダーの軸部の外周との間に形成される空間部に作用することがない。
従って、空気制御弁が弁体ガイド孔の長手軸心線に直交する方向において移動することがなく、これによって正確で且つ再現性の高いアイドル空気を供給できる。
又、閉塞部材が空気制御弁の底部の下端面上に配置されるので空気制御弁を弁体ガイド孔内に挿入して組付ける際、空気制御弁は弁体ガイド孔にならうように挿入することができるので空気制御弁の弁体ガイド孔内への組付け性が阻害されない。
又、空気制御弁の筒部の外周を弁体ガイド孔との間の第１の間隙、及び空気制御弁の底部の内周をスライダーの軸部の外周との間の第２の間隙は、従来と同一の間隙を用いることができるので加工工数、組付け工数が増加することがない。

又、本発明の第２の特徴によると、閉塞部材として平板ワッシャーを用いたことにより部品単価の上昇を抑止でき、その製造コストの上昇を低くおさえることができる。
又、平板ワッシャーを用いたことにより弁体ガイド孔の長手軸心方向の長さの増加を少なくすることができ、従来のものとの互換性を得ることができる。

更に本発明の第３の特徴によると、弁体ガイド孔の側壁に複数の空気制御孔が開口し、この弁体ガイド孔と空気制御弁の筒部の外周との間隙が常に一定状態に保持されるので、多連スロットルボデーの各吸気通路に向けて特に再現性の高いアイドル空気を提供できる。

以下、本発明になる燃料噴射装置におけるエアバイパス装置の一実施例について図により説明する。
図１は要部縦断面図。図２は図１のＹ部の拡大図。図３は図１のＺ−Ｚ線における横断面図、である。
尚、図８と同一構造部分は同一符号を使用し説明を省略する。
１は、スライダー２０の軸部２０ｂの下端に嵌着された例えばＥクリップ等の係止片部２と、空気制御弁２１の底部２１ａの下端面２１ａ２との間に配置された閉塞部材であり、具体的には閉塞部材１は平板状をなし、軸部２０ｂの外周２０ｄに微少間隙をもって挿入される挿入孔１ａと、空気制御弁２１の底部２１ａの下端面２１ａ２に当接される平坦面をなす上側面１ｂと、係止片部２の上側面２ａに当接される平坦面をなす下側面１ｃと、により形成される。
上記によれば、空気制御弁２１はスプリング２３によって図において下方向に押圧されるもので、空気制御弁２１の底部２１ａの下端面２１ａ２が閉塞部材１の上側面１ｂに当接され、閉塞部材１の下側面１ｃが係止片部２の上側面２ａに弾性的に押圧されて当接配置される。以上によると、平板状の閉塞部材１は、スプリング２３の付勢力をもって空気制御弁２１の底部２１ａと係止片部２との間で挟持されることになり、この閉塞部材１によって、空気制御弁２１の底部２１ａの内周２１ａ１とスライダー２０の軸部２０ｂの外周２０ｄとの間に形成される第２の環状の間隙Ｓ２が閉鎖される。
すなわち、空気制御弁２１の筒部２１ｂの内方と、スライダー２０の軸部２０ｂの外周２０ｄとの間に形成される空間部２５と、空気制御弁２１の底部２１ａが臨み、底部１２ｂを含む弁体ガイド孔１２の下室１２ｇとの連通は遮断される。

かかる本発明のバイパス装置によると、機関の運転中において、吸気通路１５内に生起する脈動圧力が空気流入孔１７を介して弁体ガイド孔１２の下室１２ｇに作用したとしても、かかる脈動圧力は、閉塞部材１によって遮断されるので、空気制御弁２１の筒部２１ｂの内方と、スライダー２０の軸部２０ｂの外周２０ｄとの間に形成される空間部２５内に前記脈動圧力が作用することはない。
図３には、一点鎖線で示される第２の環状の間隙Ｓ２が、閉塞部材１によって閉鎖された状態が示される。
以上の如く、空間部２５内に吸気通路１５内に生起する脈動圧力が作用することを閉塞部材１によって阻止したことによると、空気制御弁２１が弁体ガイド孔１２の長手軸心線Ｘ−Ｘに直交する側において移動することがなく、常に初期の設定された状態において空気制御弁２１を弁体ガイド孔１２内に配置することができ、空気制御孔１３が開口する弁体ガイド孔１２と、それに対向する空気制御弁２１の筒部２１ｂとの間隙Ｓ１ａを常時一定に保持することができる。
従って、空気制御孔１３より、初期に設定されたアイドル空気を正確に吸気通路１５内へ供給できるとともに良好な再現性を得ることができる。
又、閉塞部材１を空気制御弁２１の底部２１ａの下端面２１ａ２上に当接配置したので、空気制御弁２１を弁体ガイド孔１２内へ挿入する際、空気制御弁２１は弁体ガイド孔１２に沿うように弁体ガイド孔１２内へ挿入できるので空気制御弁２１の弁体ガイド孔１２に対する組付け性が阻害されることはない。

又、閉塞部材１として平板ワッシャーを用い、係止片部２としてＥクリップを用いることによると、それら平板ワッシャー、Ｅクリップ共に一般市販部品を用いることができ、部品コストの上昇を抑止できる。
又、平板ワッシャーはスライダーの軸部２０ｂの外周２０ｄに向けて挿入配置され、さらにＥクリップはスライダーの軸部２０ｂの下端外周に嵌着されるので、従来のＥクリップ嵌着冶具をそのまま流用でき、組立てコストの上昇を抑止できる。
更に平板ワッシャーを用いたことにより弁体ガイド孔１２の長手軸心線Ｘ−Ｘ方向の長さが大きくなることを抑止できる。

尚、係止片部２の他の実施例が図４、図５、図６に示されるもので、図４には係止片部２としてナットを用い、スライダーの軸部２０ｂの下端に形成せる係止段部２０ｇに向けて閉塞部材１を螺着した構造が示される。又図５には係止片部２としてキャップを用い、キャップをスライダーの軸部２０ｂの係止段部２０ｇに向けて圧入した構造が示される。更に図６にはスライダーの軸部２０ｂの下端面を係止段部２０ｇに向けてローリングカシメした構造が示される。

図７には本発明の他の実施例が示されるもので、図１と相違する部分について説明する。
空気制御孔は、弁体ガイド孔１２の同一断面上において複数穿設された。
本実施例にあっては２個穿設されたもので、第１の空気制御孔４ａは第１のスロットルボデー５ａの絞り弁６ａより下流側の吸気通路７ａに連絡され、第２の空気制御孔４ｂは第２のスロットルボデー５ｂの絞り弁６ｂより下流側の吸気通路７ｂに連絡された。
上記によれば、図１に示される第１の実施例と同様に吸気通路内に生起する脈動圧力が閉塞部材１によって空間部２５内に進入することが阻止されるので、空気制御弁２１の右側壁２１ｒと第１の空気制御孔４ａが開口する弁体ガイド孔１２との間隙Ｓｒ及び空気制御弁２１の左側壁２１ｌと第２の空気制御孔４ｂが開口する弁体ガイド孔１２との間隙とＳｌを常に一定に保持することができ、これによって第１の空気制御孔４ａ、第２の空気制御孔４ｂから正確にして且つ再現性の高いアイドル空気を各吸気通路７ａ、７ｂに供給でき、特に多連スロットルボデーにおけるエアバイパス装置として好ましい。

本発明になる燃料噴射装置におけるエアバイパス装置の第１の実施例を示す要部縦断面図。 図１におけるＹ部拡大図。 図１におけるＺ−Ｚ線の要部横断面図。 本発明の係止片部の第２の実施例を示す要部縦断面図。 本発明の係止片部の第３の実施例を示す要部縦断面図。 本発明の係止片部の第４の実施例を示す要部縦断面図。 本発明になる燃料噴射装置におけるエアバイパス装置の第２の実施例を示す要部縦断面図。 従来のエアバイパス装置を示す要部縦断面図。 図８のＪ−Ｊ線における要部横断面図。

Ｍ モータ
Ｍａ 出力軸
Ｓ１ 間隙
Ｓ２ 間隙
Ｘ−Ｘ 弁体ガイド孔の長手軸心線
１ 閉塞部材
２ 係止片部
６ 絞り弁
１０ 空気制御弁本体
１２ 弁体ガイド孔
１２ａ 弁体ガイド孔の内側壁
１３ 空気制御孔
１５ａ 下流側吸気通路
１５ｂ 上流側吸気通路
１７ 空気流入孔
２０ スライダー
２０ｂ 軸部
２０ｄ 外周
２１ 空気制御弁
２１ａ 底部
２１ｂ 筒部
２１ａ１ 内周
２１ａ２ 下端面
２３ スプリング

Claims (3)

1. 弁体ガイド孔（１２）、この弁体ガイド孔（１２）の内側壁（１２ａ）に開口する、絞り弁（６）より下流側の吸気通路（１５ａ）に連なる空気制御孔（１３）、並びにこの空気制御孔（１３）の下方で弁体ガイド孔（１２）内に開口する、絞り弁（６）より上流側の吸気通路（１５ｂ）に連なる空気流入孔（１７）を有する空気制御弁本体（１０）と、この空気制御弁本体（１０）に支持されるモータ（Ｍ）の出力軸（Ｍａ）に螺着されるとともに、前記弁体ガイド孔（１２）の長手軸心線（Ｘ−Ｘ）に沿う直線方向移動が許容され、その回転が抑止されるようにして前記弁ガイド孔（１２）に配置されるスライダー（２０）と、前記弁体ガイド孔（１２）の内側壁（１２ａ）に間隙（Ｓ１）を介して嵌合される筒部（２１ｂ）、並びにこの筒部（２１ｂ）の下端に連なり、前記スライダー（２０）の軸部（２０ｂ）を間隙（Ｓ２）を介して囲繞する環状の底部（２１ａ）を有して、前記スライダー（２０）の軸部（２０ｂ）に支持される有底筒状の空気制御弁（２１）とを備え、前記モータ（Ｍ）の回転に応じて移動する前記空気制御弁（２１）により前記空気制御孔（１３）の開口が制御される燃料噴射装置におけるエアバイパス装置において、
   前記スライダー（２０）の軸部（２０ｂ）に、前記空気制御弁（２１）の底部（２１ａ）下端面に当接して前記空気制御弁（２１）の底部（２１ａ）および前記スライダー（２０）の軸部（２０ｂ）間の前記間隙（Ｓ２）を上側面で閉鎖する平板状の閉塞部材（１）を取着し、この閉塞部材（１）の上側面に前記前記空気制御弁（２１）の底部（２１ａ）の下端面を弾性的に押圧保持すべく、スプリング（２３）を前記スライダー（２０）および前記底部（２１ａ）間に縮設したことを特徴とする燃料噴射装置におけるエアバイパス装置。
2. 前記閉塞部材を平板ワッシャー（１）とし、この平板ワッシャー（１）を前記スライダー（２０）の軸部（２０ｂ）の外周（２０ｄ）に挿入配置するとともに、この平板ワッシャー（１）を、前記軸部（２０ｂ）の下端に取着される係止片部（２）と前記空気制御弁（２１）の底部（２１ａ）とで前記スプリング（２３）の付勢力をもって挟持し、前記スライダー（２０）の軸部（２０ｂ）間の前記間隙（Ｓ２）を前記平板ワッシャー（１）の上側面にて閉鎖したことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置におけるエアバイパス装置。
3. 前記空気制御孔は、前記弁体ガイド孔（１２）の内側壁（１２ａ）の同一断面上において複数開口し、各空気制御孔（４ａ、４ｂ）を多連スロットルボデーを構成する各スロットルボデー（５ａ、５ｂ）の絞り弁（６ａ、６ｂ）より下流側の吸気通路（７ａ、７ｂ）に連絡したことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置におけるエアバイパス装置。

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