JPH06167226A - バタフライ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 閉弁に必要な駆動トルクを低減し、制御モー
タの小型化を図る。 【構成】 バタフライ弁は、エンジンの吸気通路２を制
御モータ１５の制御によって開閉し、また常にはリター
ンスプリングによって開方向へ付勢される。弁軸１１の
軸心Ｃ₂ を吸気通路２のボア中心Ｃ₁ に対してオフセッ
トさせ、その弁軸１１に弁体１０がその軸心Ｃ₂ から遠
い方の開閉端１０ａが近い方の開閉端１０ｂよりも上流
に位置するように設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に自動車用エンジン
の吸気通路を制御モータの制御によって開閉するバタフ
ライ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、この種のバタフライ弁を組み込ん
だスロットル弁制御装置の一例についてその断面図を示
した図３を参照して述べる。本例のスロットル弁制御装
置は、トラクションコントロール（ＴＲＣともいう）用
スロットルボデーである。図１において、エンジンの吸
気系に配置されるボデー本体１には、吸気通路２を開閉
することでエンジンの吸気量を調整するメインバルブ３
を主体とするメインバルブ系と、その上流に位置するＴ
ＲＣ用サブバルブ４を主体とするサブバルブ系とが配置
されている。なお両バルブ３，４はバタフライ弁からな
る。

【０００３】メインバルブ３において、弁体５を固定し
た弁軸６の両端部はボデー本体１に回動可能に支持され
ている。弁軸６の図示右側の一端部にはスロットルレバ
ー７が取り付けられている。スロットルレバー７には、
図示しない車両の運転席のフロア上のアクセルペダルに
連係したアクセルワイヤの先端部が接続される。またス
ロットルレバー７とボデー本体１との間には、メインバ
ルブ３を閉方向に付勢し常には全閉位置に保持するリタ
ーンスプリング８が配置されている。また、ボデー本体
１の図示左側の側面には、メインスロットルセンサ９が
設けられている。このスロットルセンサ９は、弁軸６の
回動量からメインバルブ３の開度を検出し、その検出信
号を図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵともいう）か
らなる制御回路に入力する。

【０００４】サブバルブ４において、弁体１０を固定し
た弁軸１１の両端部はボデー本体１に回動可能に支持さ
れている。ボデー本体１の図示右側の側面にサブスロッ
トルセンサ１２が設けられている。このスロットルセン
サ１２は、弁軸１１の回動量からサブバルブ４の開度を
検出し、その検出信号を前記制御回路に入力する。な
お、弁軸１１の図示右側の端部にはサブスロットルセン
サ１２の検出子と係合するスロットルセンサ用レバー１
３が取り付けられている。スロットルセンサ用レバー１
３とボデー本体１との間には、サブバルブ４を開方向に
付勢し常には全開位置に保持するリターンスプリング１
４が配置されている。

【０００５】ボデー本体１の図示左側の側面にはステッ
プモータからなる制御モータ１５が設けられている。制
御モータ１５の出力軸（符号省略）とサブバルブ４の弁
軸１１とは減速歯車伝達機構１６を介して連繋されてい
る。制御モータ１５は、前記制御回路から発信される制
御信号によりサブバルブ４を開閉制御する。なお前記し
たＴＲＣ用スロットルボデーは、例えば「内燃機関(VO
L.28/NUMBER352」（株式会社山海堂、1989年２月発行）
における第54頁〜第56頁の「技術解説 トラクションコ
ントロール用スロットルボデー」の欄に開示されてい
る。

【０００６】前記サブバルブ４は、エンジンの吸気通路
２を制御モータ１５の制御によって開閉しまた常にはリ
ターンスプリング１４によって開方向へ付勢されるもの
であり、本発明が対象とするバタフライ弁に相当してい
る。このサブバルブ４は、従来、図２の説明図に示され
るようにその弁軸１１の軸心Ｃ₂ が吸気通路２のボア中
心Ｃ₁ 上に位置するようにセットされ、その弁軸１１に
弁体１０がその軸心Ｃ₂ から各開閉端１０ａ，１０ｂま
での長さが互いに等しくなるように設けられている。な
お図２中、サブバルブ４の全開状態が実線で示され、ま
たその全閉状態が二点鎖線で示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のサブバルブ４で
は、リターンスプリング１４の付勢トルクに打ち勝つ駆
動トルクをもって制御モータ１５を駆動しなければなら
ない。従って、閉弁に必要な駆動トルクが大きいため制
御モータ１５が大型化する。

【０００８】そこで本発明は、前記した問題点を解決す
るためになされたものであり、その目的は閉弁に必要な
駆動トルクを低減し、制御モータの小型化を図ることの
できるバタフライ弁を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明のバタフライ弁は、エンジンの吸気通路を制御モータ
の制御によって開閉し、また常にはリターンスプリング
によって開方向へ付勢されるバタフライ弁において、弁
軸の軸心を前記吸気通路のボア中心に対してオフセット
させ、その弁軸に弁体がその軸心から遠い方の開閉端が
近い方の開閉端よりも上流に位置するように設けられて
いる。

【００１０】

【作用】前記手段によれば、弁軸を吸気通路のボア中心
に対してオフセット配置させたことにより、弁体に対し
吸気管負圧が開弁方向よりも閉弁方向に大きく作用し、
吸気管負圧による閉弁トルクが発生する。このため、閉
弁に必要な制御モータの駆動トルクが小さくて済む。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を図面にしたがって説明す
る。なお本例は、従来例で述べたスロットル弁制御装置
のサブバルブ４に実施したものであるから、その実施に
係わる変更部分について詳述し、従来例と同一もしくは
均等構成と考えられる部分には図面に同一符号を付して
重複する説明は省略する。前記サブバルブ４は、図２の
他、図１の説明図に示されるように、吸気通路２のボア
中心Ｃ₁ に対して次のように配置される。弁軸１１は、
その軸心Ｃ₂ が吸気通路２のボア中心Ｃ₁ に対して寸法
Ａをもってオフセットされている。このため、弁体１０
が弁軸１１に対しその軸心Ｃ₂ から遠い方の開閉端１０
ａが近い方の開閉端１０ｂよりも上流に位置するように
取り付けられている。

【００１２】前記サブバルブ４によれば、弁体１０の弁
軸１１を境とする開閉端１０ａ側半部がその開閉端１０
ｂ側半部よりもその面積が大きく、吸気管負圧を大きく
受ける。このため、吸気管負圧が弁体１０の閉弁方向
（図３において右回り方向）に作用し、吸気管負圧によ
る閉弁トルクが発生する。この閉弁トルクがリターンス
プリング１４の付勢力の一部を相殺することになるた
め、閉弁に必要な制御モータ１５の駆動トルク（モータ
トルクともいう）は小さくて済む。

【００１３】なお前記実施例と従来例との違いについ
て、図４の特性線図を参照して詳述する。図示右側には
実施例のものが、またその左側に従来例のものがそれぞ
れ示されている。各例とも同一のリターンスプリング１
４を使用するものとする。各例とも、開弁側に働くリタ
ーンスプリング１４のトルクは、細線で示されるように
サブバルブ４の開度が開から閉方向へむかって比例して
大きくなる。

【００１４】従来例において制御モータ１５に必要なモ
ータトルクは、実線で示されるように前記リターンスプ
リング１４のトルクの最大値に余裕トルクを加えた大き
さに設定される。また実施例においては、サブバルブ４
に吸気管負圧により二点鎖線で示されるようにその開度
が開から閉方向へむかって比例して−方向に大きくなる
閉弁トルクが働く。従って開弁側に働くトルクは、点線
で示されるようにリターンスプリング１４のトルクから
前記閉弁トルクを差し引いた大きさとなる。

【００１５】このことから、実施例の制御モータ１５に
必要なモータトルクは、実線で示されるように前記リタ
ーンスプリング１４のトルクの最大値に余裕トルク（従
来例と同トルク）を加えた大きさに設定され、従来例よ
りも低いトルクとなる。よって実施例によると、閉弁に
必要な制御モータ１５のモータトルクが小さくて済むこ
とから、従来のものに比べて小型の制御モータ１５の使
用が可能となる。

【００１６】

【発明の効果】本発明のバタフライ弁によれば、弁体に
吸気管負圧による閉弁トルクが作用するので、閉弁に必
要な制御モータの駆動トルクを低減でき、小型の制御モ
ータの使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を示す説明図である。

【図２】従来例を示す説明図である。

【図３】スロットル弁制御装置の一例を示す断面図であ
る。

【図４】バルブ開度とモータトルクとの関係を示す特性
線図である。

【符号の説明】

２ 吸気通路 ４ サブバルブ １０ 弁体 １０ａ，１０ｂ 開閉端 １１ 弁軸 Ｃ₁ ボア中心 Ｃ₂ 軸心

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸気通路を制御モータの制御
   によって開閉し、また常にはリターンスプリングによっ
   て開方向へ付勢されるバタフライ弁において、弁軸の軸
   心を前記吸気通路のボア中心に対してオフセットさせ、
   その弁軸に弁体がその軸心から遠い方の開閉端が近い方
   の開閉端よりも上流に位置するように設けられたバタフ
   ライ弁。