JP2000303861A - エンジンの吸気制御弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スロットル弁の近傍を流れる吸入空気の流速
が一定でなくても、スロットル弁を閉弁方向に作用する
流体トルクを軽減でき、大きな駆動トルクを発生する大
型モータを使用する必要がない吸気制御弁装置を得る。 【解決手段】 この発明のエンジンの吸気制御弁装置で
は、スロットル弁４は、スロットル軸３を境にして吸入
空気が衝突する第１の流体受け部イ及び第２の流体受け
部ロとから構成されているとともに、その径方向に延び
た中心線ハから外れた位置でスロットル軸３に固定され
て、第１の流体受け部イ及び第２の流体受け部ロにそれ
ぞれ作用する流体トルクが調節されるようになってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、吸気通路を開閉
するスロットル弁を開弁又は閉弁方向に付勢したリター
ンスプリングを備えたエンジンの吸気制御弁装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、従来のディーゼルエンジンの吸
気制御弁装置として、実開昭６３−１９８４５８号公報
には、ディーゼルエンジンの吸気通路に介装され、エン
ジンの冷却水温度、燃料噴射量及びエンジン回動数等の
エンジン運転条件に基づくコントロールユニット（ＥＣ
Ｕ）からの制御信号により、ステッパモータを用いてス
ロットル弁の開度を調整して、吸気通路の開口面積を可
変するディーゼルエンジンの吸気制御弁装置が開示され
ている。なお、ディーゼルエンジンの吸気制御弁装置は
アイドル運転時や減速時等にスロットル弁を閉弁しエン
ジンへの吸気を制限することによりエンジン振動及び騒
音を低減させたり、吸気通路内を減圧させることにより
ＥＧＲガスの還流率を調整する。また、エンジン停止時
に振動を伴うことなく確実に停止するためには、スロッ
トル弁を全閉にしてエンジンへの吸気を遮断する必要が
ある。

【０００３】上記構成の従来のディーゼルエンジンの吸
気制御弁装置では、例えばアイドル運転時等でスロット
ル弁が全閉近傍にある時に、ステッパモータやＥＣＵ等
が断線等により故障してステッパモータが動作できなく
なった場合、スロットル弁が吸気流体による流体トルク
で全閉し、エンジンへの吸気が遮断され、ディーゼルエ
ンジンの継続的運転が行えず、車両の走行が不可能にな
る。

【０００４】このような問題点を解決するために、従来
のディーゼルエンジンの吸気制御弁装置では、ステッパ
モータやＥＣＵ等が断線等により故障してステッパモー
タが動作できなくなった場合でも、スロットル弁を開弁
できるように、常時開弁方向に付勢したリターンスプリ
ングが備えられている。

【０００５】ところで、一般的なディーゼルエンジンの
吸気制御弁装置はエンジンレイアウトの関係上、屈曲又
は湾曲した吸気通路間に介装されているため、スロット
ル弁近傍を流れる吸入空気（吸気流体）が偏流状態とな
ったり流速が一定でないことにより、吸気通路形状によ
って吸気流体はスロットル弁を閉弁する方向、或は開弁
する方向に流体の力をうける。即ち流体トルクが作用す
る。その流体トルクの値はディーゼルエンジンの運転状
態により変動し、例えば高速回転時にはエンジンへの吸
気量が増えることにより、スロットル弁に作用する流体
トルクも大きくなる。

【０００６】ところで、従来のディーゼルエンジンの吸
気制御弁装置では、吸気通路を開閉するスロットル弁は
吸気通路形状に関係なく、スロットル弁の径方向に延び
た中心線がスロットル軸の回動中心線と一致するように
取付けられている。そして、この場合、吸気通路形状
が、例えば図１６に示すようにスロットル弁１０４より
下流側の吸気管が図中左側に湾曲しているものにおいて
は、エンジンへの吸気流体である吸入空気の流れにより
スロットル弁１０４に作用する流体トルクは、スロット
ル弁１０４を閉弁する方向（図中時計方向）に作用して
いる。つまり、図１６において、スロットル弁１０４よ
り下流側の吸気管１１２ｂは図中左側に湾曲しているた
め、スロットル弁１０４の近傍を流れる吸入空気は流速
（矢印で示し、矢印の大きさに比例するものとする）が
一定でなく、スロットル軸２００を境にしてスロットル
弁１０４の第１の流体受け部イが時計方向に作用する流
体トルクは、第２の流体受け部ロが反時計方向に作用す
る流体トルクよりも大きい。そのため、スロットル弁１
０４全体が受ける流体トルクはスロットル弁１０４を閉
弁する方向（図中時計方向）に作用することになる。

【０００７】図１７は、図１６に示した吸気通路形状の
従来装置において、スロットル弁１０４全体に作用する
流体トルクを表したものであり、全開度にわたってスロ
ットル弁１０４を閉弁する方向に大きな流体トルクが作
用していることが分かる。なお、図１７において横軸は
スロットル弁開度θ（°）を示し、縦軸は吸入空気によ
りスロットル弁１０４に作用する流体トルクＴａ（Ｎ・
ｍ）を示している。

【０００８】また、図１９は、従来のディーゼルエンジ
ンの吸気制御弁装置において、図１８に示すようにスロ
ットル弁１０４の開弁方向が時計方向の場合でのスロッ
トル弁１０４に作用する流体トルクを表したものであ
り、全開度にわたってスロットル弁１０４を開弁する方
向に大きな流体トルクが作用していることが分かる。

【０００９】図２０は、従来のディーゼルエンジンの吸
気制御弁装置の吸気通路形状が図１６及び図１８に示し
たものと異なる場合で、スロットル弁１０４より上流側
の吸気管１１２ａが図中左側に湾曲している場合を示し
たものである。吸入空気が偏流となって主にスロットル
弁１０４の第１の流体受け部イに衝突するため、スロッ
トル弁１０４を閉弁する方向（時計方向）に大きな流体
トルクが作用していることが分かる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のディーゼルエン
ジンの吸気制御弁装置では、全開度にわたって開弁方向
または閉弁方向に大きな流体トルクがスロットル弁１０
４に作用しているため、例えば図１７に示した例の場合
には、上述した流体トルクに打ち勝ってスロットル弁１
０４を開弁することのできる大きな駆動トルクを有する
大型モータが必要とされる。このことは、コストアップ
を招き、車両搭載性の悪化や重量増により耐振性が悪化
するばかりでなく、モータの慣性重量の増加により制御
応答性が悪化するという問題点があった。

【００１１】また、図１７に示すようにスロットル弁１
０４の全開度にわたって流体トルクがスロットル弁１０
４を閉弁する方向に作用する吸気制御弁装置において
は、ステッパモータやＥＣＵ等が断線等により故障しス
テッパモータが動作できなくなった場合にも、スロット
ル弁１０４を開弁してディーゼルエンジンの継続的運転
を行えるように、常時開弁方向に付勢したリターンスプ
リングが備えられている。しかも、そのリターンスプリ
ングの弾性力の設定は前述の流体トルク以上にしなけれ
ばならなかった。そのため、開弁方向に大きな弾性力を
有するリターンスプリングを備えたディーゼルエンジン
の吸気制御弁装置の場合、アイドル運転時等の低速回動
時、即ちスロットル弁１０４の開度が０°近傍で流体ト
ルクが小さい時でも、リターンスプリングの弾性力に打
ち勝ってスロットル弁１０４を閉弁することのできる大
きな駆動トルクを有する大型モータが必要とされるの
で、前記と同様の問題点があった。

【００１２】更に、モータの大型化はディテントトルク
（ステッパモータが非通電時の状態でモータの出力軸が
受ける停止トルク）の増加につながり、リターンスプリ
ングの弾性力を更に大きくしなければならず、悪循環に
陥るという問題点もあった。更にまた、大きな開弁トル
クに設定されたリターンスプリングでは、リターンスプ
リングにかかる応力が大きく信頼性に問題があり、万一
リターンスプリングが折損した場合に、例えばスロット
ル弁１０４の閉弁側に流体トルクが作用するディーゼル
エンジンでは、スロットル弁１０４が吸気通路を全閉し
て、エンジンへの吸気が遮断され、継続的運転ができな
くなるという問題点もあった。

【００１３】また、モータの出力軸とスロットル軸２０
０との間にギヤ減速機構を追加することにより駆動トル
クを増幅する場合においては、そのギヤ比に比例してデ
ィテントトルクが更に増大するため、前記と同様に悪循
環に陥るばかりでなく、スロットル弁１０４の開閉の応
答性が悪化するうえ、部品点数が増加しコストアップを
招くという問題点もあった。

【００１４】また、図１９に示すようにスロットル弁の
全開度にわたって流体トルクがスロットル弁１０４を開
弁する方向に作用する吸気制御弁装置においては、その
流体トルクやリターンスプリングによる開弁トルクに打
ち勝ってスロットル弁を閉弁することのできる大きな駆
動トルクを有する大型モータが必要とされるので、前記
と同様の問題点があった。

【００１５】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題とするものであって、スロットル弁の近傍
を流れる吸気流体の流速が一定でなくても、スロットル
弁を閉弁、或は開弁方向に作用する流体トルクを軽減で
き、大きな駆動トルクを有する大型モータを使用する必
要がなく、小型軽量で車両搭載性や耐振性の向上が図れ
る等の効果を有するエンジンの吸気制御弁装置を提供す
るものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るエンジンの吸気制御弁装置は、吸気流体が流れる吸気
通路を有するハウジングと、このハウジングに軸受を介
して回動可能に支持されたスロットル軸と、このスロッ
トル軸に固定され回動することにより前記吸気通路を開
閉するスロットル弁と、このスロットル弁を開弁又は閉
弁方向に付勢するリターンスプリングと、前記スロット
ル軸を回動させて前記スロットル弁を開閉するモーター
とを備え、前記スロットル弁は、前記スロットル軸を境
界線にして前記吸気流体が衝突する第１の流体受け部及
び第２の流体受け部とから構成されているとともに、前
記第１の流体受け部及び前記第２の流体受け部の前記吸
気流体の衝突面積を異ならしめることで、第１の流体受
け部及び第２の流体受け部にそれぞれ作用する流体トル
クが調節されるようになっている。

【００１７】この発明の請求項２に係るエンジンの吸気
制御弁装置では、スロットル弁は、その径方向に延びた
中心線から外れた位置でスロットル軸に固定されてい
る。

【００１８】この発明の請求項３に係るエンジンの吸気
制御弁装置では、スロットル弁は、その径方向に延びた
中心線に固定されているとともに、第１の流体受け部及
び第２の流体受け部の面積が異なる。

【００１９】この発明の請求項４に係るエンジンの吸気
制御弁装置では、スロットル弁にスロットル軸に対する
位置決め部を設けたものである。

【００２０】この発明の請求項５に係るエンジンの吸気
制御弁装置では、継続的運転が可能なスロットル弁の最
小開度以下では吸気流体によるスロットル弁に作用する
流体トルクが開弁方向に作用するようになっている。

【００２１】この発明の請求項６に係るエンジンの吸気
制御弁装置では、継続的運転が可能なスロットル弁の最
小開度(θ２)以下では吸気流体によるスロットル弁に作
用する流体トルクが開弁方向に作用し、且つその最小開
度(θ２)での開弁方向流体トルクをＴａ(θ２)、モータ
が非通電時のディテントトルクの最大値をＴｄ(max)、
軸受周りのフリクションによるスロットル軸の回動を阻
止する阻止トルクの最大値をＴｆ(max)とした時、Ｔａ
(θ２)＞（Ｔｄ(max)＋Ｔｆ(max)）の関係が成立するよ
うになっている。

【００２２】この発明の請求項７に係るエンジンの吸気
制御弁装置では、継続的運転が可能なスロットル弁の最
小開度(θ２)以下では吸気流体によるスロットル弁に作
用する流体トルクが開弁方向に作用し、且つその最小開
度(θ２)での開弁方向流体トルクをＴａ(θ２)、モータ
が非通電時のディテントトルクの最大値をＴｄ(max)、
軸受周りのフリクションによるスロットル軸の回動を阻
止する阻止トルクの最大値をＴｆ(max)、前記モータの
トルクの最小値をＴｍ(min)、前記最小開度(θ２)での
リターンスプリングの開弁トルクをＴｓ(θ２)とした
時、Ｔａ(θ２)＞Ｔｄ(max)＋Ｔｆ(max)、Ｔｍ(min)＞
Ｔａ(θ２)＋Ｔｓ(θ２)＋Ｔｆ(max)の関係が成立する
ようになっている。

【００２３】この発明の請求項８に係るエンジンの吸気
制御弁装置では、モータはスロットル軸と直結されたス
テッパモータである。

【００２４】この発明の請求項９に係るエンジンの吸気
制御弁装置では、エンジンはディーゼルエンジンであ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明に
よる実施の形態１のディーゼルエンジンの吸気制御弁装
置の要部断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図
を示す。１は吸気管１２ａ、１２ｂに介装されたハウジ
ング、２は吸気通路、３は軸受を介して回動可能に支持
されたスロットル軸、４は吸気通路２を開閉するスロッ
トル弁、５はスロットル軸３の一端に形成した段部３ａ
にナット６で固定されたストッパレバーであり、折り曲
げ部５ａ及び５ｂを形成する。折り曲げ部５ａはハウジ
ング１のストッパ面１ａと当接することにより、スロッ
トル弁４を全開位置で停止させ、それ以上の開弁方向の
回動を阻止する。また、折り曲げ部５ｂは、ハウジング
１に螺合されたストッパネジ７と当接することにより、
スロットル弁４を全閉位置で停止させ、それ以上の閉弁
方向の回動を阻止する。なお、ストッパネジ７を前進或
は後退させてスロットル弁４の全閉位置を調整すること
ができる。

【００２６】８はスロットル軸３の外周に嵌装されたリ
ターンスプリングであり、スロットル弁４を開弁方向に
付勢している。９はエンジン制御用コンピュータ（ＥＣ
Ｕ）１３の指令に従って回動作動するステッパモータで
あり、出力軸９ａの先端にはスロットル軸３の先端部に
形成された凸部３ｂと嵌合する凹部９ｂが形成されてお
り、ステッパモータ９の駆動トルクをスロットル軸３に
直接伝達し、スロットル弁４をＥＣＵ１３の指令に従っ
て所定の開度に開閉する。なお、１０はスロットルポジ
ションセンサであり、スロットル軸３の他端に固定され
た連結レバー１１と連結され、スロットル軸３の回動角
度、即ちスロットル弁４の開度を検出し、ＥＣＵ１３に
送信される。

【００２７】図３は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図であ
る。図３において、スロットル弁４より下流側の吸気管
１２ｂは図中左側に湾曲しているため、スロットル弁４
の近傍を流れる吸気流体は流速（矢印で示し、矢印の大
きさに比例するものとする）が一定でなく、前記従来装
置と同様に流体トルクはスロットル弁４を閉弁する方向
（図中時計方向）に作用している。この通路構成におい
て、スロットル弁４の径方向に延びた中心線ハをスロッ
トル軸３の回転中心に対して下流側に偏ってスロット弁
４をスロットル軸３に取り付け（図中Ｃ＜Ｄ）、スロッ
トル弁４の下流側の第２の流体受け部ロの投影面積（流
体力を受ける面積）を上流側の第１の流体受け部イの投
影面積（流体力を受ける面積）より大きくして、第１の
流体受け部イと第２の流体受け部ロとの間で吸気流体が
衝突する流速に差が生じてもスロットル弁４の第１の流
体受け部イと第２の流体受け部ロにそれぞれ作用する流
体トルクのバランスの適正化が図られ、吸気流体である
吸入空気による閉弁作用力を軽減したものである。

【００２８】図４は、本発明による実施の形態１のスロ
ットル弁４に作用する流体トルクを表したものであり、
横軸はスロットル弁開度θ（°）を示し、縦軸は吸気流
体によりスロットル弁４に作用する流体トルクＴａ（Ｎ
・ｍ）を示している。図４において、スロットル弁４に
作用する流体トルクは、開度θ１を分岐点として、閉弁
する方向から開弁する方向に切り替わっている。

【００２９】実施の形態２．図５は本発明の実施の形態
２のスロットル弁に作用する流体トルクを説明する図で
ある。この実施の形態では、図５に示すように、前記流
体トルクの分岐点となる開度θ１をディーゼルエンジン
の継続運転が可能なスロットル弁の最小開度θ２より開
き側（θ１＞θ２）に調整したものである。最小開度θ
２より低開度ではスロットル弁には開弁方向に流体トル
クが作用するため、ステッパモータやＥＣＵ等が断線等
により故障してステッパモータが動作できなくなった場
合に、継続運転が可能なスロットル弁の最小開度θ２よ
り以下にスロットル弁は閉じることなく、例えば開弁用
のリターンスプリングが折損している場合でも、車両の
走行が可能となる。

【００３０】詳しくは、ディーゼルエンジンの継続運転
が可能なスロットル弁の最小開度θ２での開弁方向流体
トルクをＴａ(θ２)、ステッパモータが非通電時のディ
テントトルクの最大値をＴｄ(max)、ステッパモータや
スロットル軸の軸受周りのフリクションによるスロット
ル軸３の回動を阻止するトルク（単に、軸フリクション
とする）の最大値をＴｆ(max)とした時、Ｔａ(θ２)＞
Ｔｄ(max)＋Ｔｆ(max)の条件を満たすことで、ステッパ
モータが動作できなくなった場合でも、スロットル弁は
最小開度θ２以下に回動することはなく、継続運転は可
能である。

【００３１】実施の形態３．図６は本発明の実施の形態
３のスロットル弁に作用する流体トルクを説明する図で
ある。この実施の形態では、図６に示すように、開弁用
のリターンスプリングを備えたものにおいて、ディーゼ
ルエンジンの継続運転が可能なスロットル弁の最小開度
θ２でのリターンスプリングの開弁トルクをＴｓ(θ
２)、ステッパモータのトルクの最小値をＴｍ(min)とし
た時、実施の形態２で述べたＴａ(θ２)＞Ｔｄ(max)＋
Ｔｆ(max)の関係とともに、Ｔｍ(min)＞Ｔａ(θ２)＋Ｔ
ｓ(θ２)＋Ｔｆ(max)の関係を有している。この実施の
形態では、ステッパモータが動作できなくなった場合で
も実施の形態２と同様に、スロットル弁は最小開度θ２
以上で継続運転が可能であると共に、エンジン停止時に
は、ステッパモータの閉弁トルクがリターンスプリング
の開弁トルク等よりも勝ってスロットル弁を最小開度θ
２以下に全閉して、振動を伴うことなく確実にエンジン
を停止することができる。

【００３２】実施の形態４．図７は、本発明による実施
の形態４の吸気制御弁装置を示したものであり、図３に
示した実施の形態１の吸気制御弁装置と比較して、スロ
ットル弁４４の開弁回動方向（時計方向）が逆回動の場
合である。この実施の形態では、スロットル弁４４の中
心線ハをスロットル軸３の回転中心に対して上流側に偏
ってスロットル弁４４をスロットル軸３に取り付け、
（図中Ｃ＞Ｄ）、スロットル弁４４の上流側である第１
の流体受け部イの投影面積（流体力を受ける面積）を下
流側の第２の流体受け部ロの投影面積（流体力を受ける
面積）より大きくしてある。そのため、第１の流体受け
部イと第２の流体受け部ロとの間でそれぞれに衝突する
吸入空気の流速に差が生じても、スロットル弁４の第１
の流体受け部イと第２の流体受け部ロにそれぞれ作用す
る流体トルクのバランスの適正化が図られ、吸気流体で
ある吸入空気による開弁作用力は軽減される。

【００３３】実施の形態５．図８は本発明による実施の
形態５の吸気制御弁装置のスロットル弁４Ａの正面図で
あり、図３に示した実施の形態１のスロットル弁４の形
状及びスロットル軸３に対する取付け位置のみが異な
る。即ち、スロットル弁４Ａの径方向に延びた中心線ハ
とスロットル軸３の回動中心とを一致させるようにスロ
ットル弁４Ａにスロットル軸３を固定し、スロットル弁
４Ａの上流側の一部を切り欠いた第１の流体受け部イの
投影面積（流体力を受ける面積）を下流側の第２の流体
受け部ロの投影面積（流体力を受ける面積）より小さく
することで、第１の流体受け部イと第２の流体受け部ロ
との間でそれぞれに衝突する吸入空気に流速差が生じて
も、第１の流体受け部イ及び第２の流体受け部ロに作用
する流体トルクのバランスの適正化が図られ、その結果
吸入空気による閉弁作用力が軽減されたものであり、実
施の形態１と同様の効果が得られる。

【００３４】なお、スロットル弁４Ａの切り欠き形状は
図８に示したものに限定せず、例えば図９のスロットル
弁４Ｂのように上端部を切り欠いたり、図１０のスロッ
トル弁４Ｃのように上端部を楕円形状にしても同様の効
果が得られる。

【００３５】実施の形態６．図１１は、本発明による実
施の形態６の吸気制御弁装置のスロットル弁の正面図を
示したものであり、図７に示した実施の形態４のスロッ
トル弁４４と形状及びスロットル軸３に対する取付け位
置のみが異なる。即ち、スロットル弁４４Ａの径方向に
延びた中心線ハとスロットル軸３の回動中心とを一致す
るようにスロットル弁４４Ａをスロットル軸３に固定
し、スロットル弁４４Ａの下流側の一部を切り欠いた第
２の流体受け部ロの投影面積（流体力を受ける面積）を
上流側の第１の流体受け部イの投影面積（流体力を受け
る面積）より小さくして、第１の流体受け部イと第２の
流体受け部ロとの間でそれぞれに衝突する吸入空気に流
速差が生じても、第１の流体受け部イ及び第２の流体受
け部ロに作用する流体トルクのバランスの適正化が図ら
れ、その結果吸入空気による閉弁作用力が軽減されたも
のであり、実施の形態４と同様の効果が得られる。

【００３６】なお、スロットル弁４４Ａの切り欠き形状
は図１１に示したものに限定されず、例えば図１２のス
ロットル弁４４Ｂのように下端部を切り欠いたり、図１
３のスロットル弁４４Ｃのように下端部を楕円形状にし
ても同様の効果が得られる。

【００３７】実施の形態７．図１４は本発明による実施
の形態７の吸気制御弁装置のスロットル弁の正面図、図
１５は図１４のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。この実
施の形態７では、実施の形態１のスロットル弁４にスロ
ットル軸３の外径と当接する位置決め部である円柱状の
突起１４が設けられており、スロットル弁４のスロット
ル軸３に対する取付け位置精度が向上し、スロットル弁
４の上流面である第１の流体受け部イと下流面である第
２の流体受け部ロとのそれぞれに作用する流体トルクの
バランスの適正化がより正確になされる。なお、突起は
実施の形態４ないし６のスロットル弁４４，４４Ａ、４
４Ｂ、４Ａ、４Ｂに設けてもよいし、また突起１４の形
状は円柱形に限定されず、角形状等でもよい。さらに、
突起１４の位置は図１４に示す２ケ所に限定されず、上
流側、下流側のどちらに設けてもよく、１ヶ所或は複数
ヶ所に設けてもよい。

【００３８】なお、上記各実施の形態では、何れもディ
ーゼルエンジンの吸気制御弁装置について説明したが、
この発明は、例えばリターンスプリングがスロットル弁
を閉弁方向に付勢したガソリンエンジンの吸気制御弁装
置にも適用することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１に係るエンジンの吸気制御弁装置によれば、吸気流体
が流れる吸気通路を有するハウジングと、このハウジン
グに軸受を介して回動可能に支持されたスロットル軸
と、このスロットル軸に固定され回動することにより前
記吸気通路を開閉するスロットル弁と、このスロットル
弁を開弁又は閉弁方向に付勢するリターンスプリング
と、前記スロットル軸を回動させて前記スロットル弁を
開閉するモーターとを備え、前記スロットル弁は、前記
スロットル軸を境界線にして前記吸気流体が衝突する第
１の流体受け部及び第２の流体受け部とから構成されて
いるとともに、前記第１の流体受け部及び前記第２の流
体受け部の前記吸気流体の衝突面積を異ならしめること
で、第１の流体受け部及び第２の流体受け部にそれぞれ
作用する流体トルクが調節されるようになっているの
で、前記スロットル弁の近傍を流れる吸気流体の流速が
一定でなくても、前記スロットル弁を閉弁、或は開弁方
向に作用する流体トルクを軽減できる。その結果、モー
タやリターンスプリングの低トルク化が可能となり、モ
ータをギヤ減速して駆動トルクを増幅したり、大きな駆
動トルクを発生する大型モータを使用する必要がなく、
小型軽量で車両搭載性や耐振性の向上が図れる上、安価
で制御応答性が向上する。

【００４０】この発明の請求項２に係るエンジンの吸気
制御弁装置によれば、スロットル弁は、その径方向に延
びた中心線から外れた位置でスロットル軸に固定されて
いるので、第１の流体受け部及び第２の流体受け部にそ
れぞれ作用する流体トルクを簡単に調節することができ
る。

【００４１】この発明の請求項３に係るエンジンの吸気
制御弁装置によれば、スロットル弁は、その径方向に延
びた中心線に固定されているとともに、第１の流体受け
部及び第２の流体受け部の面積が異なるので、第１の流
体受け部及び第２の流体受け部にそれぞれ作用する流体
トルクを簡単に調節することができる。

【００４２】この発明の請求項４に係るエンジンの吸気
制御弁装置によれば、スロットル弁にスロットル軸に対
する位置決め用の位置決め部を設けたので、スロットル
軸のスロットル弁に対する取付位置精度が向上し、第１
の流体受け部と第２の流体受け部に作用する流体トルク
のバランスの適正化をより正確に行うことができる。

【００４３】この発明の請求項５に係るエンジンの吸気
制御弁装置によれば、継続的運転が可能なスロットル弁
の最小開度以下では吸気流体によるスロットル弁に作用
する流体トルクを開弁方向に作用させるようになってい
るので、モータやＥＣＵ等が断線等により故障してモー
タが動作できなくなったときに、例えば開弁用のリター
ンスプリングを備えていなくても車両の走行が可能とな
る。

【００４４】この発明の請求項６に係るエンジンの吸気
制御弁装置によれば、継続的運転が可能なスロットル弁
の最小開度(θ２)以下では吸気流体によるスロットル弁
に作用する流体トルクが開弁方向に作用し、且つその最
小開度(θ２)での開弁方向流体トルクをＴａ(θ２)、モ
ータが非通電時のディテントトルクの最大値をＴｄ(ma
x)、軸受周りのフリクションによるスロットル軸の回動
を阻止する阻止トルクの最大値をＴｆ(max)とした時、
Ｔａ(θ２)＞（Ｔｄ(max)＋Ｔｆ(max)）の関係が成立す
るようになっているので、モータが動作できなくなった
場合にも確実に継続運転が可能となる。

【００４５】この発明の請求項７に係るエンジンの吸気
制御弁装置によれば、継続的運転が可能なスロットル弁
の最小開度(θ２)以下では吸気流体によるスロットル弁
に作用する流体トルクが開弁方向に作用し、且つその最
小開度(θ２)での開弁方向流体トルクをＴａ(θ２)、モ
ータが非通電時のディテントトルクの最大値をＴｄ(ma
x)、軸受周りのフリクションによるスロットル軸の回動
を阻止する阻止トルクの最大値をＴｆ(max)、前記モー
タのトルクの最小値をＴｍ(min)、前記最小開度(θ２)
でのリターンスプリングの開弁トルクをＴｓ(θ２)とし
た時、Ｔａ(θ２)＞Ｔｄ(max)＋Ｔｆ(max)、Ｔｍ(min)
＞Ｔａ(θ２)＋Ｔｓ(θ２)＋Ｔｆ(max)の関係が成立す
るようになっているので、前記モータやＥＣＵ等が断線
等により故障しモータが動作できなくなった場合にもエ
ンジンの継続運転を可能にすると共に、エンジン停止時
にはスロットル弁を全閉にして振動を伴うことなく確実
な停止が可能となる。

【００４６】この発明の請求項８に係るエンジンの吸気
制御弁装置によれば、モータはスロットル軸と直結され
たステッパモータであるので、ディテントトルクを小さ
くすることができるとともに、リターンスプリングのト
ルクを小さくすることができ、またスロットル弁の開閉
応答性が向上するとともに、部品点数を削減することが
できる。

【００４７】この発明の請求項９に係るエンジンの吸気
制御弁装置によれば、この吸気制御弁装置をディーゼル
エンジンに適用しているので、小型軽量で車両搭載性や
耐振性の向上が図れる上、安価で制御応答性が向上した
ディーゼルエンジンを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による実施の形態１のディーゼルエン
ジンの吸気制御弁装置の要部断面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】 図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図４】 本発明による実施の形態１のスロットル弁に
作用する流体トルクの説明図である。

【図５】 本発明による実施の形態２のスロットル弁に
作用する流体トルクの説明図である。

【図６】 本発明による実施の形態３のスロットル弁に
作用する流体トルクの説明図である。

【図７】 本発明による実施の形態４のディーゼルエン
ジンの吸気制御弁装置の要部断面図である。

【図８】 本発明による実施の形態５のスロットル弁の
正面図である。

【図９】 本発明による実施の形態５の他のスロットル
弁の正面図である。

【図１０】 本発明による実施の形態５の更に他のスロ
ットル弁の正面図である。

【図１１】 本発明による実施の形態６のスロットル弁
の正面図である。

【図１２】 本発明による実施の形態６の他のスロット
ル弁の正面図である。

【図１３】 本発明による実施の形態６の更に他のスロ
ットル弁の正面図である。

【図１４】 本発明による実施の形態７のスロットル弁
の正面図である。

【図１５】 図１４のＥーＥ線に沿った断面図である。

【図１６】 従来のディーゼルエンジンの吸気制御弁装
置の要部断面図である。

【図１７】 図１６のスロットル弁に作用する流体トル
クの説明図である。

【図１８】 スロットル弁が逆回動の従来のディーゼル
エンジンの吸気制御弁装置の要部断面図である。

【図１９】 図１８のスロットル弁に作用する流体トル
クの説明図である。

【図２０】 吸気通路の形状が異なる従来のディーゼル
エンジンの吸気制御弁装置の要部断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング、２ 吸気通路、３ スロットル軸、
４，４４ スロットル弁、８ リターンスプリング、９
ステッパモータ、１４ 突起（位置決め部）、イ 第
１の流体受け部、ロ 第２の流体受け部、ハ 中心線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/20 ３６０ Ｆ０２Ｄ 41/20 ３６０ (72)発明者 杉山 武史 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3G065 AA01 CA00 DA05 DA06 GA41 HA09 HA21 HA22 KA02 KA12 3G301 HA02 JA00 LA01 LC04 PA11Z

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気流体が流れる吸気通路を有するハウ
   ジングと、 このハウジングに軸受を介して回動可能に支持されたス
   ロットル軸と、 このスロットル軸に固定され回動することにより前記吸
   気通路を開閉するスロットル弁と、 このスロットル弁を開弁又は閉弁方向に付勢するリター
   ンスプリングと、 前記スロットル軸を回動させて前記スロットル弁を開閉
   するモーターとを備え、 前記スロットル弁は、前記スロットル軸を境界線にして
   前記吸気流体が衝突する第１の流体受け部及び第２の流
   体受け部とから構成されているとともに、前記第１の流
   体受け部及び前記第２の流体受け部の前記吸気流体の衝
   突面積を異ならしめることで、第１の流体受け部及び第
   ２の流体受け部にそれぞれ作用する流体トルクが調節さ
   れるようになっているエンジンの吸気制御弁装置。
2. 【請求項２】 スロットル弁は、その径方向に延びた中
   心線から外れた位置でスロットル軸に固定されている請
   求項１に記載のエンジンの吸気制御弁装置。
3. 【請求項３】 スロットル弁は、その径方向に延びた中
   心線に固定されているとともに、第１の流体受け部及び
   第２の流体受け部の面積が異なる請求項１に記載のエン
   ジンの吸気制御弁装置。
4. 【請求項４】 スロットル弁にスロットル軸に対する位
   置決め部を設けた請求項１ないし請求項３の何れかに記
   載のエンジンの吸気制御弁装置。
5. 【請求項５】 継続的運転が可能なスロットル弁の最小
   開度以下では吸気流体によるスロットル弁に作用する流
   体トルクが開弁方向に作用するようになっている請求項
   １ないし請求項４の何れかに記載のエンジンの吸気制御
   弁装置。
6. 【請求項６】 継続的運転が可能なスロットル弁の最小
   開度(θ２)以下では吸気流体によるスロットル弁に作用
   する流体トルクが開弁方向に作用し、且つその最小開度
   (θ２)での開弁方向流体トルクをＴａ(θ２)、モータが
   非通電時のディテントトルクの最大値をＴｄ(max)、軸
   受周りのフリクションによるスロットル軸の回動を阻止
   する阻止トルクの最大値をＴｆ(max)とした時、Ｔａ(θ
   ２)＞（Ｔｄ(max)＋Ｔｆ(max)）の関係が成立するよう
   になっている請求項１ないし請求項４の何れかに記載の
   エンジンの吸気制御弁装置。
7. 【請求項７】 継続的運転が可能なスロットル弁の最小
   開度(θ２)以下では吸気流体によるスロットル弁に作用
   する流体トルクが開弁方向に作用し、且つその最小開度
   (θ２)での開弁方向流体トルクをＴａ(θ２)、モータが
   非通電時のディテントトルクの最大値をＴｄ(max)、軸
   受周りのフリクションによるスロットル軸の回動を阻止
   する阻止トルクの最大値をＴｆ(max)、前記モータのト
   ルクの最小値をＴｍ(min)、前記最小開度(θ２)でのリ
   ターンスプリングの開弁トルクをＴｓ(θ２)とした時、
   Ｔａ(θ２)＞Ｔｄ(max)＋Ｔｆ(max)、Ｔｍ(min)＞Ｔａ
   (θ２)＋Ｔｓ(θ２)＋Ｔｆ(max)の関係が成立するよう
   になっている請求項１ないし請求項４の何れかに記載の
   エンジンの吸気制御弁装置。
8. 【請求項８】 モータはスロットル軸と直結されたステ
   ッパモータである請求項１ないし請求項７の何れかに記
   載のエンジンの吸気制御弁装置。
9. 【請求項９】 エンジンはディーゼルエンジンである請
   求項１ないし請求項８の何れかに記載のエンジンの吸気
   制御弁装置。