JPH07293258A - スワール制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蝶形の制御弁が開弁をはじめたときエンジン
回転速度に応じた適正なスワールを発生させて広範囲領
域での燃料経済性、排気対策の向上を実現させる。 【構成】 弁軸６にその両側を開閉する主弁板７を固着
するとともに一側を開閉する副弁板１３を回動且つ片持
ち式に取付けた。副弁板１３は主弁板７の弁軸６を挟む
二つの弁板部９，１０の内で開弁時に吸気通路２の上流
側へ回動する弁板部１０の上流側に配置して或る開度ま
で閉弁しており、反対側の弁板部９の側の開口部分のみ
から空気を通過させ、両側から空気が流れることによる
統一性のない乱れの発生をなくす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの吸気マニホル
ドに設置されて低中速回転域で閉弁状態とされ燃焼室内
にスワールを発生させるが、高速回転域で全開状態とさ
れ要求空気量を確保させるように働くスワール制御弁に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジンにおいて希薄混合気を燃
焼させることは、燃料経済性、排気対策に有効な手段の
一つであり、吸気量が少ない低中速回転域で燃焼室内に
スワールを発生させて燃焼速度を早めることにより希薄
混合気を失火させることなく燃焼させることができ、ま
たそのために排気再循環量を大幅に増量して燃料経済性
向上を計ることが可能となることはよく知られている技
術である。

【０００３】エンジンの燃焼室にスワールを発生させる
手段には、広く知られているように吸気マニホルドの各
枝管をそれぞれ二つに分けてその各一方に設置した制御
弁を開閉することによりもう一方を流れる空気で発生さ
せたスワールを制御するようにしたものと、枝管を分け
ることなく制御弁を設置してその弁板の切欠きなどから
なる開口部分を通過する空気でスワールを発生させると
ともに開閉動作によってスワールを制御するようにした
ものとがある。そして、制御弁は一般に特開昭５４−９
９８２６号公報記載の技術に代表されるように、吸気マ
ニホルド負圧により作動するダイヤフラム式のアクチュ
エータで駆動され、且つ蝶形弁である。

【０００４】一方、近年により広範囲領域で希薄混合気
燃焼を行なわせることや、より大量の排気再循環を行な
わせることにより、燃料経済性、排気対策を更に有効な
らしめることが望まれており、そのためにこれらの領域
において制御弁の適正且つきめこまかい位置制御が必要
とされるようになった。

【０００５】その対策として、ダイヤフラム式のアクチ
ュエータに作用させる吸気マニホルド負圧をエンジン運
転状態に応じた信号で開閉する電磁弁で制御すること、
ステッピングモータをアクチュエータに用いてエンジン
要求空気量に応じ制御弁を無段階に開閉させること、な
どが考えられている。

【０００６】しかしながら、このようにアクチュエータ
によって制御弁の位置制御性の改善を計っても、制御弁
は蝶形であるために開弁させたとき弁板の弁軸を挟んだ
両側に開口部分ができてしまい、そのために吸入空気の
流れに統一性のない乱れを生じて有効なスワールを適正
に生成させることが困難となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、エンジンの燃焼室に接続された吸気マニホ
ルドの各枝管に設置されてスワールを制御する制御弁は
蝶形であり、その弁板の弁軸を挟んだ両側に開口部分が
形成される構成であるため吸入空気の流れに統一性のな
い乱れを生じ、アクチュエータにより位置制御性の改善
を計ってもスワールそのものを適正に生成させることが
困難となって、広範囲領域で燃料経済性、排気対策を向
上させるという目的が達成できない、という点である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
し、開弁をはじめたとき吸入空気の流れに統一性のない
乱れを生じさせることがなく、従ってエンジン回転速度
に応じた適正なスワールを生成させることができて広範
囲領域での燃料経済性、排気対策の向上を実現できるス
ワール制御弁を提供することを目的とするものである。
即ち、本発明は吸気マニホルドの各枝管の吸気通路を横
切って配置された弁軸に、この弁軸を挟んだ両側を開閉
する主弁板を固着するとともに一側を開閉する副弁板を
回動可能且つ片持ち式に取付け、且つ主弁板の弁軸を挟
んだ二つの弁板部の内で開弁時に吸気通路上流側へ回動
する弁板部の上流側に副弁板を配置する、という構成と
した。また、この構成において主弁板の二つの弁板部の
内で開弁時に吸気通路下流側へ回動する弁板部にスワー
ル発生用空気を通過させる開口部を設ける場合がある。
更に、これらにおいて副弁板に閉弁方向モーメントを与
える閉止ばねを付勢することが好ましい。

【０００９】

【作用】主弁板が開弁方向へ回動をはじめると弁軸を挟
んだ両側に開口部分が形成されるが、上流側へ回動する
弁板部の更に上流側において副弁板が閉弁位置におかれ
ているため、下流側へ回動する弁板部によって形成され
る開口部分のみを空気が流れ、スワールを急激に小さく
し或いは不規則に変動させることなくエンジン吸入空気
量に応じたスワールを生成する。主弁板が副弁板の閉弁
位置まで開いた後は、これらが重なり一体となって開弁
方向へ回動し、弁軸を挟んだ両側に開口部分を形成して
高速回転域におけるエンジン要求空気量を確保する。

【００１０】

【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する
と、エンジンの燃焼室に接続される吸気マニホルドの各
枝管１の吸気通路２を横切って弁軸６が配置され、この
弁軸６は枝管１に回転可能に架設支持されているととも
に、吸気マニホルド負圧によりまたはエンジン運転状態
に応じた電気信号により作動するアクチュエータが軸端
に連結されている。

【００１１】弁軸６は吸気マニホルドに挿入されてその
枝管１の一部を形成するアダプタ４の出口端近くに設置
されており、このアダプタ４は同じく出口端近くに燃料
噴射弁の取付孔３を斜めに有している。

【００１２】吸気通路２は弁軸６の軸線方向へ長径でこ
れと直角方向へ短径の長円形とされており、これと同形
の主弁板７が弁軸６に止ねじ８により固着されて吸気通
路２のそれぞれを同時一斉に開閉するようになってい
る。また、この主弁板７の弁軸６を挟んだ二つの弁板部
９，１０の内で取付孔３の側の弁板部９には一側方を切
欠くことによって形成した開口部１１が設けられてお
り、スワール発生用の空気はこの開口部１１を通って流
れる。

【００１３】主弁板７は図１で反時計方向へ回動して開
くものであり、開口部１１が設けられていない弁板部１
０の上流側に適宜の間隔を有して副弁板１３が設置され
ている。この副弁板１３は両端に一体形成した筒状の軸
受片１４を弁軸６に嵌装することによって弁軸６に回動
可能且つ片持ち式に取付けられ、弁軸６を挟んで吸気通
路２の取付孔３と反対側の領域を開閉するものである。

【００１４】弁軸６に回動自由に取付けた副弁板１３は
吸入空気流が衝突することにより閉弁方向モーメントが
与えられ、主弁板７が開弁方向へ回動してその弁板部１
０が重なったとき一体に回動させられて開弁するが、主
弁板７が全開から閉弁するとき副弁板１３も追従して確
実に閉弁させるため閉止ばね１５が作用させてある。

【００１５】即ち、主弁板７の中心部に弁軸６を露出さ
せて窓孔１２が設けられており、ねじりコイルばねから
なる閉止ばね１５のコイル部分が弁軸６に窓孔１２の部
分で緩く嵌装保持されているとともにその中間部分に設
けた押え部１５ａが弁板部９の上流側表面に接触させら
れ、且つ両端の押え部１５ｂが副弁板１３の上流側表面
に接触させられている。また、窓孔１２を吸入空気が通
過してスワールを不規則に乱すのを防止するため、主弁
板７の下流側表面に窓孔１２を塞いでカバー体１６が重
ねられ、止めねじ８を利用して固定されている。

【００１６】このような構成の本実施例は、主弁板７の
閉弁時に副弁板１３は閉止ばね１５のばね力およびエン
ジンが回転しているときは吸入空気流の衝突による閉弁
方向モーメントにより同じく閉弁位置に置かれ、吸入空
気は開口部１１のみを通って燃焼室内でスワールを発生
させる。

【００１７】主弁板７が開弁を開始すると、開弁角度が
小さいエンジン低中速回転域では図３の（Ａ）の吸気通
路２の上流側へ向かって回動する弁板部１０は管壁から
離れて開口部分２２を形成するが、更にその上流側に配
置された副弁板１３が閉弁位置に置かれて開口部分２２
を塞いでいる。一方、下流側へ向かって回動する弁板部
９も開口部分２１を形成するが、この開口部分２１はス
ワール発生用の開口部１１を拡大するように働くので、
吸入空気は流量を増すと同時に吸気通路２の一側部分を
集中的に流れてスワールを急激に小さくし或いは不規則
に変動させることなく吸入空気量に応じて生成させる。

【００１８】主弁板７の閉弁位置から図３の（Ｂ）に示
すように弁板部１０が副弁板１３に重なるまでの範囲が
スワールの連続可変領域であり、アクチュエータによっ
て主弁板９がこの範囲内で回動しているとき、即ちエン
ジンの低中速回転域において前述のようにスワールに不
規則な乱れを生じさせない。主弁板７が更に開弁する
と、副弁板１３は弁板部１０に重なり押されることによ
って一体となって開弁させられ、図３の（Ｃ）に示す全
開位置に到達する。従って、スワールを必要としない一
定以上の高速回転域で弁軸６を挟んだ両側の開口部分２
１，２２から大量の空気が流れ、エンジン要求空気量を
確保することとなる。

【００１９】主弁板７が高開度域から閉弁方向へ回動を
開始すると、副弁板１３も閉止ばね１５のばね力により
弁板部１０に重なったまま一体に閉弁方向へ回動する
が、副弁板１３が閉弁位置に到達した後は主弁板７のみ
が閉弁位置まで回動することとなる。従って、低中速回
転域まで減速したとき開口部１１が設けられている側の
みの開口部分２１を空気が通過するようになり、再び吸
入空気量に応じたスワールが作られる。

【００２０】尚、本実施例では各枝管にスワール形成用
の開口部１１を有する主弁板７とその一方の開口部分を
閉塞する副弁板１３と設置したが、各枝管を二つに分け
てその一方にスワール形成用の開口部をもたない主弁板
および開口部分閉塞用の副弁板を設置し、もう一方を流
れる空気が形成するスワールを制御させるようにしても
本発明の目的を達成することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、スワール制御用の蝶形の
主弁板が開弁したとき形成される二つの開口部分の一方
を或る開度まで閉塞し、空気がもう一方の開口部分のみ
を流れるようにした本発明によると、スワール形成領域
である制御弁の閉弁から或る開度の間でエンジン吸入空
気量に応じたスワールを急激に小さくし或いは不規則に
変動させることなく生成させることができる。従って、
主弁板と副弁板との閉弁位置における互いの間隔を適宜
に設定して一方の開口部分を閉塞しておく範囲を大きく
することにより、スワールの連続可変領域を拡張して広
範囲領域での燃料経済性、排気対策の向上を実現させる
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の縦断面図。

【図２】図１の左から見た一部切截側面図。

【図３】動作を説明する側面略図。

【符号の説明】

１ 枝管， ２ 吸気通路， ６ 弁軸， ７ 主弁
板， ９，１０ 弁板部， １１ 開口部， ３ 副弁
板， １５ 閉止ばね，

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気マニホルドの各枝管の吸気通路を横
   切って配置された弁軸に、この弁軸を挟んだ両側を開閉
   する主弁板が固着されているとともに一側を開閉する副
   弁板が回動可能且つ片持ち式に取付けられており、且つ
   前記主弁板の前記弁軸を挟んだ二つの弁板部の内で開弁
   時に吸気通路上流側へ回動する弁板部の上流側に前記副
   弁板が配置されていることを特徴とするスワール制御
   弁。
2. 【請求項２】 主弁板の二つの弁板部の内で開弁時に吸
   気通路下流側へ回動する弁板部にスワール発生用空気を
   通過させる開口部が設けられている請求項１記載のスワ
   ール制御弁。
3. 【請求項３】 副弁板に閉弁方向モーメントを与える閉
   止ばねが付勢されている請求項１，２いずれか記載のス
   ワール制御弁。