説明

吸気絞り装置

【課題】内燃エンジンに適用される吸気絞り装置の部品の共用化、低コスト化を図る。
【解決手段】所定の吸気通路11aを画定するスロットルボデー10、吸気通路11aを開閉するべくスロットルボデー10に設けられたスロットルバルブ30を備え、スロットルバルブ30は、エンジンの仕様に応じた吸入空気量特性を得るべく、その開閉動作の範囲において吸気通路11aを吸入空気量特性に対応した通路面積に絞る輪郭(結合部31,第1半円部32,第2半円部33)をなすように形成されている。これにより、仕様(排気量、吸入空気量特性)の異なる種々のエンジンに対して、共通のスロットルボデー10を適用しつつスロットルバルブ30のみを変更すればよいため、部品点数の増加を招くことなく、構造の簡素化、低コスト化等を達成でき、スロットルバルブ30の輪郭(プロフィール)を適宜変更することで、要求に応じた吸入空気量特性を得ることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、二輪車、自動車、舶用、汎用等の内燃エンジンの吸気を絞る吸気絞り装置に関し、特に、吸気通路を画定するスロットルボデー及びスロットルボデー内に配置されて吸気通路を開閉するスロットルバルブを備えた吸気絞り装置に関する。
【背景技術】
【0002】
内燃エンジンの吸気系に用いられる従来の吸気絞り装置は、吸気通路の一部を画定するスロットルボデー、スロットルボデー内において吸気通路を開閉自在に配置された円板状をなすバタフライ式のスロットルバルブ、スロットルバルブを開閉駆動する駆動機構等を備えている。
そして、エンジンの仕様(排気量あるいは吸入空気量)に応じて、すなわち、大排気量のエンジンにおいては、図12(a)に示すように、吸気通路のボア径φDaが大きいスロットルボデー及びこれに対応して大きい径をなすスロットルバルブを採用し、小排気量のエンジンにおいては、図12(b)に示すように、吸気通路のボア径φDb(φDa>φDb)が小さいスロットルボデー及びこれに対応して小さい径をなすスロットルバルブを採用し、それぞれのエンジンの仕様(図13に示すように、吸入空気通路のボア径がφDaで開度αのとき流量Qaとなるエンジンの吸入空気量特性a、吸入空気通路のボア径がφDbで開度αのとき流量Qbとなるエンジンの吸入空気量特性b、Qa−Qb=ΔQ>0)に応じた吸気絞り装置を採用していた。
したがって、エンジン毎に専用のスロットルボデー及びスロットルバルブを用意する必要があり、装置の高コスト化等を招いていた。
【0003】
これに対処するべく、異なる仕様のエンジンにおいてスロットルボデー等の共通化を図った絞り装置として、エンジンの吸気ポートの上流端とスロットルボデーの下流端の間に、それぞれのエンジン仕様(吸入空気量特性)に応じた流路径に形成されたアウトレットダクトを接続し、スロットルボデー等を変更することなく種々のエンジンの吸入空気量特性に対応するようにし、又、それに加えてスロットルバルブの形状を一部変更することによりそのエンジンにおける吸入空気の流量特性を変更したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
しかしながら、この吸気絞り装置においては、エンジン毎に専用のアウトレットダクトを新たに追加して設けるため、従来に比べて部品点数が増加し、組付け工数の増加、コストの増加等を招くことになる。また、スロットルバルブの形状を一部変更することは、アウトレットダクトを用いたそのエンジンにおいて、吸入空気量の流量特性を変更するものであり、異なる仕様のエンジンに対応する吸入空気量特性を得るためのものではないため、依然として、部品点数の増加、高コスト化等を招くことになる。
【特許文献1】特開2005−344517号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記従来の装置の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、部品点数の増加を招くことなく、異なる仕様の複数のエンジンに対して共通のスロットルボデーを用いることができるように部品の共用化を図りつつ、エンジン毎の仕様(要求される吸入空気量特性)に対応でき、構造の簡素化、低コスト化、軽量化等を図れる吸気絞り装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の吸気絞り装置は、所定の吸気通路を画定するスロットルボデーと、吸気通路を開閉するべくスロットルボデーに設けられたスロットルバルブとを備え、上記スロットルバルブは、エンジンの仕様に応じた吸入空気量特性を得るべく、その開閉動作の範囲において吸気通路を吸入空気量特性に対応した通路面積に絞る輪郭をなすように形成されている、構成となっている。
この構成によれば、吸気絞り装置として、所定の通路断面(例えば、比較的大きい排気量(吸入空気量特性)のエンジンに適用し得るボア径)をもつ共通のスロットルボデーに対して、エンジンの仕様に応じた吸入空気量特性を得るスロットルバルブを設ける、すなわち、仕様(排気量、吸入空気量特性)の異なる種々のエンジンに対して、共通のスロットルボデーを適用しつつスロットルバルブのみを変更すればよいため、部品点数の増加を招くことなく、構造の簡素化、低コスト化等を達成することができる。また、スロットルバルブの輪郭(プロフィール)を適宜変更することにより、要求に応じてエンジンの吸入空気量特性を自由に設定することができる。
【0007】
上記構成において、スロットルバルブは、吸気通路を貫通するスロットルシャフトに結合される結合部、結合部から一方に伸長する第1半円部、結合部から他方に伸長する第2半円部をもつ円板状のバタフライバルブであり、スロットルシャフトに垂直な方向の断面において、結合部は、スロットルシャフトを嵌入させる嵌合孔を画定する所定厚みの輪郭に形成され、第1半円部は、閉状態において吸気通路の上流側に所定厚みにて偏倚しかつ先端において湾曲した輪郭に形成され、第2半円部は、閉状態において吸気通路の下流側に所定厚みにて偏倚しかつ先端において湾曲した輪郭に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、スロットルバルブが、スロットルシャフトに結合される結合部、結合部から伸長する第1半円部及び第2半円部をもつバタフライバルブであり、かつ、結合部(スロットルシャフト)の軸線を通る中心面に対して第1半円部が一方側に偏倚しかつ第2半円部が他方側に偏倚した厚みをなす点対称の輪郭(プロフィール)に形成されているため、回転バランスを容易に調整しつつ所望の吸入空気量特性を得ることができる。
【0008】
上記構成において、スロットルバルブは、吸気通路を貫通するスロットルシャフトに結合される結合部、結合部から一方に伸長する第1半円部、結合部から他方に伸長する第2半円部をもつ円板状のバタフライバルブであり、スロットルシャフトに垂直な方向の断面において、結合部は、スロットルシャフトを嵌入させる嵌合孔を画定する所定厚みの輪郭に形成され、第1半円部は、閉状態において吸気通路の上流側に所定厚みにて偏倚しかつ先端に向かうに連れて先細りする輪郭に形成され、第2半円部は、閉状態において吸気通路の下流側に所定厚みにて偏倚しかつ先端に向かうに連れて先細りする輪郭に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、スロットルバルブが、スロットルシャフトに結合される結合部、結合部から伸長する第1半円部及び第2半円部をもつバタフライバルブであり、かつ、結合部(スロットルシャフト)の軸線を通る中心面に対して第1半円部が一方側に偏倚しかつ第2半円部が他方側に偏倚すると共に先細りする厚みをなす点対称の輪郭(プロフィール)に形成されているため、回転バランスを容易に調整しつつ、所望の吸入空気量特性を得ることができ、特に、低開度における吸入空気量を要求に応じた特性に適宜設定することができる。
【0009】
上記構成において、スロットルバルブは、吸気通路を貫通するスロットルシャフトに結合される結合部、結合部から一方に伸長する第1半円部、結合部から他方に伸長する第2半円部をもつ円板状のバタフライバルブであり、スロットルシャフトに垂直な方向の断面において、結合部は、スロットルシャフトを嵌入させる嵌合孔を画定する所定厚みの輪郭に形成され、第1半円部は、閉状態において吸気通路の下流側に末広がると共に所定厚みにて偏倚した輪郭に形成され、第2半円部は、閉状態において吸気通路の上流側に末広がると共に所定厚みにて偏倚した輪郭に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、スロットルバルブが、スロットルシャフトに結合される結合部、結合部から伸長する第1半円部及び第2半円部をもつバタフライバルブであり、かつ、結合部(スロットルシャフト)の軸線を通る中心面に対して第1半円部が一方側に末広がりつつ偏倚しかつ第2半円部が他方側に末広がりつつ偏倚する厚みをなす点対称の輪郭(プロフィール)に形成されているため、回転バランスを容易に調整しつつ、所望の吸入空気量特性を得ることができる。
【0010】
上記構成において、第1半円部は、開動作において吸気通路の下流側に移動し、第2半円部は、開動作において吸気通路の上流側に移動する、構成を採用することができる。
この構成によれば、スロットルボデーの吸気通路内にスロットルバルブを開閉自在に配置した状態において、空気流れの抵抗を抑制しつつ、所望の吸入空気量特性に容易に設定することができる。
【0011】
上記構成において、スロットルバルブは、吸気通路に垂直な方向に軸線をもって吸気通路を貫通すると共に吸気通路に臨む位置に所定の口径をなす貫通路を画定し、その軸線回りに回動することにより吸気通路を開閉するロータリーバルブであり、ロータリーバルブの貫通路は、吸入空気量特性に応じた口径に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、スロットルバルブが、スロットルボデーの吸気通路を貫通すると共に吸気通路に連通し得る貫通路をもつロータリーバルブであるため、ロータリーバルブをその軸線回りに回動させることにより吸気通路を開閉することができ、その貫通路を所定の口径に形成するだけで、エンジンの仕様に応じた所望の吸入空気量特性を得ることができる。
【0012】
上記構成において、スロットルボデー及びスロットルバルブは、樹脂材料により形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、スロットルボデー及びスロットルバルブを樹脂材料により形成することにより、装置の軽量化、低コスト化を達成でき、特に、スロットルバルブの輪郭(プロフィール)を要求に応じて自在に形成することができ、又、内部を空洞化することもでき、さらなる軽量化、慣性モーメントの低減、開閉動作の応答性向上等を達成することができる。
【発明の効果】
【0013】
上記構成をなす吸気絞り装置によれば、部品点数の増加を招くことなく、異なる仕様の複数のエンジンに対して共通のスロットルボデーを用いることができ、部品の共用化、低コスト化、構造の簡素化、軽量化等を達成しつつ、エンジン毎の仕様(要求される吸入空気量特性)に対応できる吸気絞り装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図4は、本発明に係る吸気絞り装置の一実施形態を示すものであり、図1は装置の斜視図、図2は装置の断面図、図3(a),(b),(c)はスロットルバルブを上流側から見た正面図及び側面図並びに下流側から見た背面図、図4(a),(b)はスロットルバルブの動作を示す断面図である。
【0015】
この吸気絞り装置は、例えば小型の自動二輪車に搭載される小排気量の4サイクル単気筒エンジンに適用されるものであり、図1及び図2に示すように、吸気通路11aを画定するスロットルボデー10、吸気通路11aを貫通するように設けられたスロットルシャフト20、スロットルシャフト20に固定されて吸気通路11aを開閉するスロットルバルブ30、スロットルボデー10に固定されて駆動力を発生するDCモータ40、DCモータ40の駆動力をスロットルシャフト20に伝達する歯車列50、スロットルバルブ30の開度を検出する開度センサ(不図示)、その他のセンサ等を備えている。
【0016】
スロットルボデー10は、樹脂材料を用いて成型されており、図1,図2,図4に示すように、所定のボア径φDaをなす吸気通路11aを画定する円筒部11、円筒部11の一端に設けられた接続フランジ12、円筒部11を貫通する方向の外側に一体的に形成された軸受部13、円筒部11の一側部に一体的に形成され歯車列50を収容する凹部14、円筒部11の下側に一体的に形成されDCモータ40を収容する凹部15、凹部14,15の開口縁部に形成されたフランジ16、フランジ16に着脱自在に結合されるカバー17等を備えている。
【0017】
円筒部11により画定される吸気通路11aは、殆どのエンジンの仕様(排気量、吸入空気量特性)を満たすべく、大排気量のエンジンに適合し得るボア径をもつように形成されており、図1に示す矢印の向きに空気を通すようになっている。
すなわち、従来の薄板状のスロットルバルブ(バタフライバルブ)を組み付けて吸気絞り装置を形成した場合に、排気量の大きいエンジンに適用することができ、かつ、吸気通路11aを絞るような輪郭(プロフィール)に形成されたスロットルバルブ30を組み付けて吸気絞り装置を形成した場合に、より排気量の小さいエンジンに適用することができるようになっている。
【0018】
また、円筒部11の上流側の端部は、エンジンの吸気系の上流側の吸気ダクト等に接続されるようになっている。
接続フランジ12は、エンジンの吸気系の下流側のパイプ(例えば、エンジンの吸気ポートに連通する吸気管)に接続されるように形成されている。
軸受部13は、吸気通路11aを貫通するように配置されたスロットルシャフト20を回動自在に支持する軸受13aを嵌合し得るように形成されている。
【0019】
凹部14は、図1に示すように、円筒部11の一側部に一体的に形成されて、DCモータ40の駆動力をスロットルシャフト20に伝達する歯車列50を収容し得る形状に形成されている。
凹部15は、図1に示すように、円筒部11の下側でかつ凹部14に連なるように一体的に形成されて、DCモータ40を収容して固定し得るように形成されている。
カバー17は、ネジ等を用いてフランジ16に結合されることにより、DCモータ40及び歯車列50を覆うように形成されている。
【0020】
歯車列50は、図1及び図2に示すように、DCモータ40の回転軸41に結合された駆動歯車51、駆動歯車51に噛合すると共にスロットルボデー10に回動自在に支持された大歯車52、大歯車52と同軸にて一体的に回転するように形成された小歯車53、小歯車53に噛合すると共にスロットルシャフト20の一端に一体的に回転するように結合された半歯車54により形成されている。
そして、歯車列50は、DCモータ40が起動すると、駆動歯車51→大歯車52→小歯車53→半歯車54の経路を辿って、駆動力をスロットルシャフト20に伝達するようになっている。
【0021】
スロットルシャフト20は、金属材料又は樹脂材料により円形断面に形成されて、図1及び図2に示すように、吸気通路11aを貫通するようにスロットルボデー10に取り付けられ、軸受13aによりその軸線L回りに回動自在に支持されると共に、凹部14に臨むその一端において半歯車54が一体的に回動するように固着されている。
そして、スロットルシャフト20は、吸気通路11aに臨む位置において、スロットルバルブ30を外嵌させて保持すると共にネジにより締結するためのネジ孔(不図示)を備えている。
【0022】
スロットルバルブ30は、樹脂材料を用いて成型されており、図1、図2、図3(a),(b),(c)に示すように、スロットルシャフト20に外嵌されて結合される結合部31、結合部31から一方に伸長する第1半円部32、結合部31から他方に伸長する第2半円部32をもつ円板状のバタフライバルブである。
結合部31は、スロットルシャフト20(軸線L)に垂直な方向の断面において、第1半円部32及び第2半円部33が突出する領域を除き、スロットルシャフト20を嵌入させる嵌合孔31aを画定する所定厚みの円柱状の輪郭に形成され、又、その外周にはスロットルシャフト20に締結するためのネジ孔31bが形成されている。
【0023】
第1半円部32は、スロットルシャフト20(軸線L)に垂直な方向の断面において、吸気通路11aを閉じた閉状態で、軸線Lを含む中心面Sに対して吸気通路11aの上流側に所定厚みにて偏倚し、かつ、先端において凸状に湾曲した輪郭(プロフィール)に形成されている。
第2半円部33は、スロットルシャフト20(軸線L)に垂直な方向の断面において、吸気通路11aを閉じた閉状態で、軸線Lを含む中心面Sに対して吸気通路11aの下流側に所定厚みにて偏倚し、かつ、先端において凸状に湾曲した輪郭(プロフィール)に形成されている。
【0024】
そして、スロットルバルブ30は、軸線Lを回転中心として点対称に形成されており、吸気通路11aを閉じた状態からの開動作において、図4(a)に示すように、第1半円部32が下流側に移動しかつ第2半円部33が上流側に移動するように回転し、全開状態において、図4(b)に示すように、その中心面Sが吸気通路11aの伸長方向に平行になる。
【0025】
ここで、スロットルバルブ30がボア径φDa(例えば、φ45mm)をなすスロットルボデー10に開閉自在に組み付けられた本発明の吸気絞り装置と、ボア径φDb(例えば、φ35mm)をなすスロットルボデーに従来の薄板状のスロットルバルブが組み付けられた従来の吸気絞り装置との吸入空気量特性を比較した場合、図5に示すように、本発明により得られる吸入空気量特性(実線)は、従来の吸入空気量特性(点線)と略同一となるように設定されている。
すなわち、スロットルバルブ30は、エンジンの仕様に応じた吸入空気量特性を得るべく、その開閉動作の範囲において吸気通路11aをエンジンの吸入空気量特性に対応した通路面積に絞る輪郭をなすように形成されている。
【0026】
このように、スロットルバルブ30が、スロットルシャフト20に結合される結合部31、結合部31から伸長する第1半円部32及び第2半円部33をもつバタフライバルブであり、かつ、結合部31(スロットルシャフト20)の軸線Lを通る中心面Sに対して第1半円部32が一方側に偏倚しかつ第2半円部33が他方側に偏倚した所定厚みをなす点対称の輪郭(プロフィール)に形成されているため、回転バランスを容易に調整することができ、又、結合部31の厚み寸法と第1半円部32及び第2円部33の厚み寸法あるいは先端の湾曲形状(曲率半径)を適宜選定して、厚肉あるいは薄肉のスロットルバルブ30を形成することにより、エンジンの仕様(排気量、吸入空気量特性)に応じた所望の吸入空気量特性を得ることができる。
【0027】
すなわち、吸気絞り装置として、所定の通路断面(例えば、比較的大きい排気量(吸入空気量特性)のエンジンに適用し得るボア径φDa)をもつ共通のスロットルボデー10に対して、エンジンの仕様に応じた吸入空気量特性を得るべく、スロットルバルブ30のみを変更すればよいため、部品点数の増加を招くことなく、構造の簡素化、低コスト化等を達成することができ、又、スロットルボデー10及びスロットルバルブ30を樹脂材料により形成することで軽量化及び低コスト化を達成することができ、さらに、スロットルバルブ30の輪郭(プロフィール)を適宜変更することにより、要求に応じてエンジンの吸入空気量特性を自由に設定することができる。
【0028】
図6及び図7は、図1ないし図3に示す吸気絞り装置においてスロットルバルブのみを変更した他の実施形態を示すものであり、図6(a),(b),(c)はスロットルバルブを上流側から見た正面図及び側面図並びに下流側から見た背面図であり、図7(a),(b)はスロットルバルブの動作を示す断面図である。
この実施形態において、スロットルバルブ130は、樹脂材料を用いて成型され、吸気通路11aを貫通するスロットルシャフト20に結合される結合部131、結合部131から一方に伸長する第1半円部132、結合部131から他方に伸長する第2半円部133をもつ円板状のバタフライバルブである。
【0029】
結合部131は、スロットルシャフト20(軸線L)に垂直な方向の断面において、第1半円部132及び第2半円部133が突出する領域を除き、スロットルシャフト20を嵌入させる嵌合孔131aを画定する所定厚みの円柱状の輪郭に形成され、又、その外周にはスロットルシャフト20に締結するためのネジ孔131bが形成されている。
【0030】
第1半円部132は、スロットルシャフト20(軸線L)に垂直な方向の断面において、吸気通路11aを閉じた閉状態で、軸線Lを含む中心面Sに対して吸気通路11aの上流側に所定厚みにて偏倚し、かつ、先端に向かうに連れて中心面Sに近づくようにテーパ状に先細りする輪郭(プロフィール)に形成されている。
第2半円部133は、スロットルシャフト20(軸線L)に垂直な方向の断面において、吸気通路11aを閉じた閉状態で、軸線Lを含む中心面Sに対して吸気通路11aの下流側に所定厚みにて偏倚し、かつ、先端に向かうに連れて中心面Sに近づくようにテーパ状に先細りする輪郭(プロフィール)に形成されている。
【0031】
そして、スロットルバルブ130は、軸線Lを回転中心として点対称に形成されており、吸気通路11aを閉じた状態からの開動作において、図7(a)に示すように、第1半円部132が下流側に移動しかつ第2半円部133が上流側に移動するように回転し、全開状態において、図7(b)に示すように、その中心面Sが吸気通路11aの伸長方向に平行になる。
【0032】
ここで、スロットルバルブ130がボア径φDa(例えば、φ45mm)をなすスロットルボデー10に開閉自在に組み付けられた本発明の吸気絞り装置と、ボア径φDb(例えば、φ35mm)をなすスロットルボデーに従来の薄板状のスロットルバルブが組み付けられた従来の吸気絞り装置との吸入空気量特性を比較した場合、図8に示すように、本発明により得られる吸入空気量特性(実線)は、従来の吸入空気量特性(点線)と略同一となるように設定されている。
すなわち、スロットルバルブ130は、エンジンの仕様に応じた吸入空気量特性を得るべく、その開閉動作の範囲において吸気通路11aをそのエンジンの吸入空気量特性に対応した通路面積に絞るように形成されている。
【0033】
このように、スロットルバルブ130が、スロットルシャフト20に結合される結合部131、結合部131から伸長する第1半円部132及び第2半円部133をもつバタフライバルブであり、かつ、結合部131(スロットルシャフト20)の軸線Lを通る中心面Sに対して、第1半円部132が一方側に偏倚しかつ第2半円部133が他方側に偏倚した厚みをなすと共に先端に向かうに連れて中心面Sに近づくようにテーパ状に先細りする点対称の輪郭(プロフィール)に形成されているため、回転バランスを容易に調整することができ、又、結合部131の厚み寸法と第1半円部132及び第2円部133の厚み寸法あるいはテーパ形状の角度寸法を適宜選定して、厚肉あるいは薄肉のスロットルバルブ130を形成することにより、エンジンの仕様(排気量、吸入空気量特性)に応じた所望の吸入空気量特性を得ることができる。
【0034】
すなわち、吸気絞り装置として、所定の通路断面(例えば、比較的大きい排気量(吸入空気量特性)のエンジンに適用し得るボア径φDa)をもつ共通のスロットルボデー10に対して、エンジンの仕様に応じた吸入空気量特性を得るべく、スロットルバルブ130のみを変更すればよいため、部品点数の増加を招くことなく、構造の簡素化、低コスト化等を達成することができ、又、スロットルバルブ130を樹脂材料により形成することで軽量化及び低コスト化を達成することができ、さらに、スロットルバルブ130の輪郭(プロフィール)を適宜変更することにより、要求に応じてエンジンの吸入空気量特性を自由に設定することができる。
【0035】
図9及び図10は、図1ないし図3に示す吸気絞り装置においてスロットルバルブのみを変更したさらに他の実施形態を示すものであり、図9(a),(b),(c)はスロットルバルブを上流側から見た正面図及び側面図並びに下流側から見た背面図であり、図10(a),(b)はスロットルバルブの動作を示す断面図である。
この実施形態において、スロットルバルブ230は、樹脂材料を用いて成型され、吸気通路11aを貫通するスロットルシャフト20に結合される結合部231、結合部231から一方に伸長する第1半円部232、結合部231から他方に伸長する第2半円部233をもつ円板状のバタフライバルブである。
【0036】
結合部231は、スロットルシャフト20(軸線L)に垂直な方向の断面において、第1半円部232及び第2半円部233が突出する領域を除き、スロットルシャフト20を嵌入させる嵌合孔231aを画定する所定厚みの略円柱状の輪郭に形成され、又、その外周の平面部(二面幅部)にはスロットルシャフト20に締結するためのネジ孔231bが形成されている。
【0037】
第1半円部232は、スロットルシャフト20(軸線L)に垂直な方向の断面において、吸気通路11aを閉じた閉状態で、軸線Lを含む中心面Sに対して吸気通路11aの下流側に末広がると共に所定厚みにて偏倚する輪郭(プロフィール)に形成されている。
第2半円部233は、スロットルシャフト20(軸線L)に垂直な方向の断面において、吸気通路11aを閉じた閉状態で、軸線Lを含む中心面Sに対して吸気通路11aの上流側に末広がると共に所定厚みにて偏倚する輪郭(プロフィール)に形成されている。
【0038】
そして、スロットルバルブ230は、軸線Lを回転中心として点対称に形成されており、吸気通路11aを閉じた状態からの開動作において、図10(a)に示すように、第1半円部232が下流側に移動しかつ第2半円部233が上流側に移動するように回転し、全開状態において、図10(b)に示すように、その中心面Sが吸気通路11aの伸長方向に平行になる。
【0039】
ここで、スロットルバルブ230がボア径φDa(例えば、φ45mm)をなすスロットルボデー10に開閉自在に組み付けられた本発明の吸気絞り装置と、ボア径φDb(例えば、φ35mm)をなすスロットルボデーに従来の薄板状のスロットルバルブが組み付けられた従来の吸気絞り装置との吸入空気量特性を比較した場合、前述の図8に示すように、本発明により得られる吸入空気量特性(実線)は、従来の吸入空気量特性(点線)と略同一となるように設定されている。
すなわち、スロットルバルブ230は、エンジンの仕様に応じた吸入空気量特性を得るべく、その開閉動作の範囲において吸気通路11aをそのエンジンの吸入空気量特性に対応した通路面積に絞る輪郭をなすように形成されている。
【0040】
このように、スロットルバルブ230が、スロットルシャフト20に結合される結合部231、結合部231から伸長する第1半円部232及び第2半円部233をもつバタフライバルブであり、かつ、結合部231(スロットルシャフト20)の軸線Lを通る中心面Sに対して、第1半円部232が一方側に末広がると共に所定の厚みに偏倚しかつ第2半円部233が他方側に末広がると共に所定の厚みに偏倚する点対称の輪郭(プロフィール)に形成されているため、回転バランスを容易に調整することができ、又、結合部231の厚み寸法と第1半円部232及び第2円部233の厚み寸法あるいは末広がる部分のテーパ形状の角度寸法を適宜選定して、厚肉あるいは薄肉のスロットルバルブ230を形成することにより、エンジンの仕様(排気量、吸入空気量特性)に応じた所望の吸入空気量特性を得ることができる。
【0041】
すなわち、吸気絞り装置として、所定の通路断面(例えば、比較的大きい排気量(吸入空気量特性)のエンジンに適用し得るボア径φDa)をもつ共通のスロットルボデー10に対して、エンジンの仕様に応じた吸入空気量特性を得るべく、スロットルバルブ230のみを変更すればよいため、部品点数の増加を招くことなく、構造の簡素化、低コスト化等を達成することができ、又、スロットルバルブ230を樹脂材料により形成することで軽量化及び低コスト化を達成することができ、さらに、スロットルバルブ230の輪郭(プロフィール)を適宜変更することにより、要求に応じてエンジンの吸入空気量特性を自由に設定することができる。
【0042】
図11は、本発明に係る吸気絞り装置のさらに他の実施形態を示すものである。この実施形態においては、スロットルバルブとしてロータリーバルブを採用し、スロットルボデーとして吸気通路を貫通するようにロータリーバルブを支持するものを採用する。
すなわち、この装置において、スロットルバルブ300は、樹脂材料を用いて成型され、吸気通路11aに垂直な方向に軸線Lをもって吸気通路11aを貫通すると共に吸気通路11aに臨む位置に所定の口径をなす貫通路300aを画定し、その軸線L回りに回動することにより吸気通路11aを開閉するロータリーバルブである。
ロータリーバルブ300の貫通路300aの口径φdは、エンジンの吸入空気量特性が得られる寸法(口径)に形成されている。
尚、スロットルボデー10´は、樹脂材料を用いて成型され、吸気通路11aを垂直に貫通してスロットルバルブ(ロータリーバルブ)300を回動自在に支持する軸受孔13´を備えている。
【0043】
これによれば、スロットルバルブ300が、スロットルボデー10´の吸気通路11aを貫通すると共に吸気通路11aに連通し得る貫通路300aをもつロータリーバルブであるため、スロットルバルブ(ロータリーバルブ)300をその軸線L回りに回動させることにより、吸気通路11aを開閉することができる。また、貫通路300aを所定の口径φdに形成するだけで、エンジンの仕様に応じた所望の吸入空気量特性を得ることができる。
【0044】
すなわち、吸気絞り装置として、所定の通路断面(例えば、比較的大きい排気量(吸入空気量特性)のエンジンに適用し得るボア径φDa)をもつ共通のスロットルボデー10´に対して、エンジンの仕様に応じた吸入空気量特性を得るべく、スロットルバルブ300のみを変更すればよいため、部品点数の増加を招くことなく、構造の簡素化、低コスト化等を達成することができ、又、スロットルボデー10´及びスロットルバルブ300を樹脂材料により形成することで軽量化及び低コスト化を達成することができ、さらに、スロットルバルブ300の貫通路300aの口径φdを適宜変更することにより、要求に応じてエンジンの吸入空気量特性を自由に設定することができる。
【0045】
上記実施形態においては、スロットルバルブ30,130,230が肉抜きされない中実のものとして形成された場合を示したが、内部を空洞化して軽量化を図ってもよい。
上記実施形態においては、スロットルバルブとして、一つのバタフライバルブあるいは一つの貫通路300aをもつロータリーバルブを示したが、これに限定されるものではなく、多気筒のエンジンに対応するべく、バタフライバルブを複数個連ねたスロットルバルブ、あるいは、貫通路を複数個連ねたスロットルバルブを適用することができる。
上記実施形態においては、スロットルバルブとしてバタフライバルブを適用する場合、開動作において、第1半円部32,132,232が下流側に移動しかつ第2半円部33,133,233が上流側に移動するように形成した場合を示したが、逆に、第1半円部32,132,232が上流側に移動しかつ第2半円部33,133,233が下流側に移動するように形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0046】
以上述べたように、本発明の吸気絞り装置は、部品点数の増加を招くことなく、異なる仕様の複数のエンジンに対して共通のスロットルボデーを用いて部品の共用化、低コスト化、構造の簡素化、軽量化等を達成できるため、二輪車に搭載されるエンジンの吸気絞り装置として適用できるのは勿論のこと、自動車に搭載されるエンジン、舶用エンジン、あるいは汎用エンジン等の吸気絞り装置としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明に係る吸気絞り装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図2】図1に示す吸気絞り装置を吸気通路の上流側から見た断面図である。
【図3】図1に示す吸気絞り装置の一部をなすスロットルバルブを示すものであり、(a)は上流側から見た正面図、(b)は側面図、(c)は下流側から見た背面図である。
【図4】図3に示すスロットルバルブの動作を示す断面図であり、(a)はスロットルバルブ(バタフライバルブ)が角度αだけ回転した状態を示す断面図、(b)はスロットルバルブ(バタフライバルブ)が全開した状態を示す断面図である。
【図5】本発明に係る吸気絞り装置の吸入空気量特性を示すグラフである。
【図6】吸気絞り装置の一部をなすスロットルバルブの他の実施形態を示すものであり、(a)は上流側から見た正面図、(b)は側面図、(c)は下流側から見た背面図である。
【図7】図6に示すスロットルバルブ(バタフライバルブ)の動作を示す断面図であり、(a)はスロットルバルブ(バタフライバルブ)が角度αだけ回転した状態を示す断面図、(b)はスロットルバルブ(バタフライバルブ)が全開した状態を示す断面図である。
【図8】図6に示すスロットルバルブを採用した吸気絞り装置の吸入空気量特性を示すグラフである。
【図9】吸気絞り装置の一部をなすスロットルバルブのさらに他の実施形態を示すものであり、(a)は上流側から見た正面図、(b)は側面図、(c)は下流側から見た背面図である。
【図10】図9に示すスロットルバルブの動作を示す断面図であり、(a)はスロットルバルブ(バタフライバルブ)が角度αだけ回転した状態を示す断面図、(b)はスロットルバルブ(バタフライバルブ)が全開した状態を示す断面図である。
【図11】本発明に係る吸気絞り装置のさらに他の実施形態を示すものであり、(a)はスロットルバルブ(ロータリーバルブ)が角度αだけ回転した状態を示す断面図、(b)はスロットルバルブ(ロータリーバルブ)が全開した状態を示す断面図である。
【図12】従来の吸気絞り装置を示すものであり、(a)は大排気量のエンジンに適用されるスロットルボデー及びスロットルバルブを示す断面図、(b)は小排気量のエンジンに適用されるスロットルボデー及びスロットルバルブを示す断面図である。
【図13】図12に示す従来の吸気絞り装置における吸入空気量特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【0048】
10,10´ スロットルボデー
11 円筒部
11a 吸気通路
12 接合フランジ
13 軸受部
13a 軸受
13´ 軸受孔
14,15 凹部
16 フランジ
17 カバー
20 スロットルシャフト
30,130,230 スロットルバルブ(バタフライバルブ)
31,131,231 結合部
31a,131a,231a 嵌合孔
31b,131b,231b ネジ孔
32,132,232 第1半円部
33,133,233 第2半円部
40 DCモータ
50 歯車列
51 駆動歯車
52 大歯車
53 小歯車
54 半歯車
300 スロットルバルブ(ロータリーバルブ)
300a 貫通路
L 軸線
S 中心面


【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の吸気通路を画定するスロットルボデーと、前記吸気通路を開閉するべく前記スロットルボデーに設けられたスロットルバルブとを備え、
前記スロットルバルブは、エンジンの仕様に応じた吸入空気量特性を得るべく、その開閉動作の範囲において前記吸気通路を前記吸入空気量特性に対応した通路面積に絞る輪郭をなすように形成されている、
ことを特徴とする吸気絞り装置。
【請求項2】
前記スロットルバルブは、前記吸気通路を貫通するスロットルシャフトに結合される結合部、前記結合部から一方に伸長する第1半円部、前記結合部から他方に伸長する第2半円部をもつ円板状のバタフライバルブであり、
前記スロットルシャフトに垂直な方向の断面において、
前記結合部は、前記スロットルシャフトを嵌入させる嵌合孔を画定する所定厚みの輪郭に形成され、
前記第1半円部は、閉状態において前記吸気通路の上流側に所定厚みにて偏倚しかつ先端において湾曲した輪郭に形成され、
前記第2半円部は、閉状態において前記吸気通路の下流側に所定厚みにて偏倚しかつ先端において湾曲した輪郭に形成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の吸気絞り装置。
【請求項3】
前記スロットルバルブは、前記吸気通路を貫通するスロットルシャフトに結合される結合部、前記結合部から一方に伸長する第1半円部、前記結合部から他方に伸長する第2半円部をもつ円板状のバタフライバルブであり、
前記スロットルシャフトに垂直な方向の断面において、
前記結合部は、前記スロットルシャフトを嵌入させる嵌合孔を画定する所定厚みの輪郭に形成され、
前記第1半円部は、閉状態において前記吸気通路の上流側に所定厚みにて偏倚しかつ先端に向かうに連れて先細りする輪郭に形成され、
前記第2半円部は、閉状態において前記吸気通路の下流側に所定厚みにて偏倚しかつ先端に向かうに連れて先細りする輪郭に形成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の吸気絞り装置。
【請求項4】
前記スロットルバルブは、前記吸気通路を貫通するスロットルシャフトに結合される結合部、前記結合部から一方に伸長する第1半円部、前記結合部から他方に伸長する第2半円部をもつ円板状のバタフライバルブであり、
前記スロットルシャフトに垂直な方向の断面において、
前記結合部は、前記スロットルシャフトを嵌入させる嵌合孔を画定する所定厚みの輪郭に形成され、
前記第1半円部は、閉状態において前記吸気通路の下流側に末広がると共に所定厚みにて偏倚した輪郭に形成され、
前記第2半円部は、閉状態において前記吸気通路の上流側に末広がると共に所定厚みにて偏倚した輪郭に形成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の吸気絞り装置。
【請求項5】
前記第1半円部は、開動作において前記吸気通路の下流側に移動し、
前記第2半円部は、開動作において前記吸気通路の上流側に移動する、
ことを特徴とする請求項2ないし4いずれかに記載の吸気絞り装置。
【請求項6】
前記スロットルバルブは、前記吸気通路に垂直な方向に軸線をもって前記吸気通路を貫通すると共に前記吸気通路に臨む位置に所定の口径をなす貫通路を画定し、その軸線回りに回動することにより前記吸気通路を開閉するロータリーバルブであり、
前記貫通路は、前記吸入空気量特性に応じた口径に形成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の吸気絞り装置。
【請求項7】
前記スロットルボデー及びスロットルバルブは、樹脂材料により形成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし6いずれかに記載の吸気絞り装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【公開番号】特開2007−332789(P2007−332789A)
【公開日】平成19年12月27日(2007.12.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−162278(P2006−162278)
【出願日】平成18年6月12日(2006.6.12)
【出願人】(000177612)株式会社ミクニ (332)
【Fターム(参考)】