JPH084538A - スワール制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スワール制御可能範囲を広くし、且つ全開時
の吸気抵抗を増加させず要求空気量を確保させる。 【構成】 平板状の弁板２の弁軸１を挟んでスワール生
成用開口部７を有しない側の弁板部５を吸気管１１の半
断面部分１４よりも大きくし、この弁板部５の外側周縁
６を全閉から或る開度まで底１８にほぼ接して回動させ
るくぼみ１６を吸気管１１の壁面１２に形成した。全閉
および小開度域で空気は開口部７の側のみを流れてスワ
ール生成を続け、全開で平板状の弁板状の弁板２は吸気
抵抗を増大させない。

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管に設置
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、吸入空気量が少ない低・中速回転域で燃焼
室内にスワールを生成させることにより失火させること
なく希薄混合気を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の向上を計
ることを可能ならしめることは周知の技術である。

【０００３】スワールを生成させる手段の一つに、切欠
きなどの開口部を弁板に設けた蝶形の制御弁を吸気マニ
ホルドの各枝管に設置し、閉弁時に開口部を通過する空
気を利用するものがある。また、制御弁を制御する手段
の一つに、特開昭５４−９９８２６号公報に記載されて
いるように、吸気マニホルド負圧により変化するダイヤ
フラムで全閉・全開の二位置制御をさせるものがあり、
このダイヤフラム式アクチュエータは構造が簡単であっ
て低価格で提供することができるので広く採用されてい
る。

【０００４】一方、弁板は全体が平板状のものと、弁軸
を挟んだ一方の弁板部を開口部が設けられたもう一方の
弁板部よりも厚肉に形成したものとがある。

【０００５】全体が平板状の弁板を用いた制御弁は、全
閉位置から開弁をはじめたとき図６の（１）に示すよう
に、弁板５２の弁軸５１を挟んだ両側の外側周縁５３、
５４が同時に枝管である吸気管５６の壁面５７から離れ
るようになり、開口部５５が設けられていない側からも
空気が流れてスワールを急激に減少させてしまい、吸入
空気量に対するスワール制御可能範囲がきわめて狭い、
という問題がある。

【０００６】弁軸を挟んだ一方の弁板部を厚肉としたも
のは、全体が平板状の弁板がもつ前述の問題を解決する
ために開発されたものであって、全閉位置から開弁をは
じめたとき図６の（２）に示すように、開口部６５を有
する側の外側周縁６３は吸気管５６の壁面５７から離れ
るが、弁軸６１を挟んだもう一方の厚肉とされた弁板部
の外側周縁６４は或る開度まで壁面５７にほぼ接した状
態を維持し、スワール制御可能範囲を拡大することがで
きる。

【０００７】しかしながら、広範囲の低・中速度回転域
に亘ってスワール制御を行わせるため厚肉側の弁板部の
肉厚を大きくすると、全開時に枝管５６の中心部を大き
く塞いで吸気抵抗を著しく増大し高負荷運転域でのエン
ジン出力低下の原因となる、という不都合が生じる。

【０００８】

【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、全体が平板状の弁板からなるものではスワ
ール制御可能範囲がきわめて狭く、この点を改善した一
部が厚肉化された弁板からなるものでは全開時にエンジ
ン出力低下の原因となり、スワール制御可能範囲が広く
しかも全開時の要求空気量が確保できる蝶形のスワール
制御弁がなかった、という点である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
し、全開時に要求空気量が確保できる全体が平板状の弁
板からなるものであって広いスワール制御可能範囲が得
られ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。

【００１０】即ち、このような目的を達成させるため、
本発明は弁軸を挟んで開口部が設けられていない側の弁
板部を吸気管の半断面部分よりも大きく形成し、この弁
板部の外側周縁を全閉位置から半断面部分に至るまで底
にほぼ接して回動させるくぼみを吸気管の壁面に形成す
る、という構成とした。

【００１１】尚、くぼみは弁板部の全閉位置から開弁方
向である吸気管上流へ向かって次第に浅くなる断面三角
形状とすること、または全閉位置の弁板部から吸気管の
上流および下流へ向かってそれぞれ次第に浅くなる断面
三日月形状とすることが好ましい。或いは三角形状のく
ぼみに加えてその下流側部分の吸気管をくぼみの最大深
さ分拡大することが好ましい。

【００１２】

【作用】全閉時に空気は開口部を主な通路として弁板の
周囲を通過し燃焼室でスワールを発生させる。開弁を開
始すると、開口部が設けられている方の弁板部は直ちに
吸気路の壁面から離れて吸入空気量を増加させるが、も
う一方の弁板部はくぼみの底にほぼ接しているため或る
開度までは壁面から離れない状態を続け、吸入空気は開
口部側に偏って流れてスワールを急激に減少させること
なく吸入空気量に応じたスワールを生成する。全開時に
は全体が平板状であるため吸気抵抗が小さく、要求空気
量を確保させる。

【００１３】くぼみを断面三角形状としたときは、その
下流端の壁が弁板の全閉ストッパとして働く。また、く
ぼみを断面三日月形とし或いは吸気管の下流側部分を拡
大したときは、開弁時に隙間を通過する空気流れがスム
ースとなる。

【００１４】

【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する
と、弁板２は全体が薄い平板状のほぼ長円形であって、
その長径方向中心線上におい弁軸１に取付けられてお
り、弁軸１を挟んだ二つの弁板部３、５の一方の弁板部
３は一側方に切欠きからなる開口部７を有している。

【００１５】吸気管１１も断面長円形であって、その長
径方向内径は弁板２の長径とほぼ等しいが短径方向内径
は弁板２の短径よりも小さい。

【００１６】そして、弁軸１は吸気管１１にその長径方
向中心線に対して偏って配置され、開口部７を有する弁
板部３の外側周縁４は吸気管１１の壁面１２にほぼ内接
していてこの弁板部３は吸気管１１の弁軸１を通る面で
分割された一方の半断面部分１３を開閉する。

【００１７】また、前述の配置としたことにより、弁板
２のもう一方の弁板部５は吸気管１１のもう一方の半断
面部分１４よりも大きい形状となり、その吸気管１１に
喰込む部分にくぼみが形成されている。

【００１８】図１、図２、図３に示した実施例は、くぼ
み１６を弁板部５の全閉位置から開弁方向である吸気管
１１の上流へ向かって次第に浅くなる断面三角形状と
し、下流端の壁１７が弁板２の全開ストッパとして働く
ようにしたものであって、くぼみ１６の底１８は弁板部
５が外側周縁６をほぼ接して回動するように湾曲してい
る。

【００１９】このような構成の本実施例は、弁板２の全
閉時に開口部７を主な通路として弁板２の周囲を空気が
通過し燃焼室にスワールを生成する。

【００２０】開弁を開始すると、図３の（１）に示すよ
うに開口部７を有する側の弁板部３の外側周縁４は壁面
１２から離れ、回動角度に対応して吸入空気量を増大さ
せるが、もう一方の弁板部５は外側周縁６がくぼみ１６
の底１８にほぼ接して閉弁状態を維持し、このため空気
は開口部７の側の半断面部分１３を集中して流れスワー
ルを急激に減少させることなく吸入空気量に応じたスワ
ールを生成することとなる。

【００２１】全閉位置から角度θ以上回動すると、図３
の（２）に示すように弁板部５の外側周縁６がくぼみ１
６から脱出して壁面１２から離れ、この隙間からも空気
が自由に流れるようになり吸入空気量は更に増加すると
ともにスワールは減少して消滅に至る。

【００２２】図３の（３）は全開状態を示しており、弁
板２は全体が薄い平板状であるので吸気抵抗が小さく、
エンジンの高負荷運転域の要求空気量を確保することが
できる。

【００２３】図４に示した実施例は、くぼみ２０を弁板
部５の全閉位置から吸気管１１の上流および下流の両方
へ向かってそれぞれ次第に浅くなる断面三日月形状とし
たものであって、殊に弁板部５の開弁方向である上流方
向の底２１は外側周縁６がほぼ接して回動するように湾
曲形状とされている。

【００２４】図５に示した実施例は、くぼみ２３を弁板
部５の全閉位置から開弁方向である吸気管１１の上流へ
向かって次第に浅くなる断面三角形状とするとともに、
その底２４を外側周縁６がほぼ接して回動するように湾
曲形状とし、且つこのくぼみ２３の下流側部分において
吸気管１１をくぼみ２３の最大深さ分拡大して半断面部
分１４を拡張したものである。

【００２５】これらの実施例によると、くぼみ２０、２
３の底２１、２４が或る開度まで弁板部５の外側周縁６
とほぼ接して閉弁状態を維持させることは図１、図２、
図３の実施例と同じであるが、くぼみ２０、２３から脱
出して空気が流れるようになったとき、壁面１２に沿っ
て隙間を通過した空気が急に方向を変えることなくスム
ースに流れ、回動角度即ち開度に応じた空気をエンジン
に供給することができる。

【００２６】尚、吸気管１１の長径方向中心線上に弁軸
１を配置し、開口部７を有しない側の弁板部５を有する
側の弁板部３よりも大きく形成しても同じであることは
勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上から明かなように、平板状の弁板の
スワール生成用開口部を有しない側の弁板部を全閉から
或る開度までくぼみ内で回動させ、閉弁状態を維持させ
るようにした本発明によると、弁板が全閉位置および小
開度位置に置かれる低・中速回転域で開口部側のみを空
気が流れ、開弁開始と同時にスワールを急激に減少させ
るという不都合が解消されてスワール制御可能範囲を広
くするものである。また、全開時に吸気抵抗を徒らに増
大させないので高負荷運転域の要求空気量を確保し出力
低下を招くことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面図。

【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図。

【図３】図１の実施例の動作説明図。

【図４】本発明の異なる実施例を示す縦断面図。

【図５】本発明の更に異なる実施例を示す縦断面図。

【図６】従来品を示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 弁軸、２ 弁板、３，５ 弁板部、４，６ 外側周
縁、７ 開口部、１１吸気管、１２ 壁面、１３，１４
半断面部分、１６，２０，２３ くぼみ、１８，２
１，２４ 底、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁板が平板状であってその中央部に取付
   けた弁軸を挟んだ一方の弁板部に開口部が設けられ、吸
   気管に開閉可能に設置されたスワール制御弁において；
   前記弁板のもう一方の弁板部が前記吸気管の半断面部分
   よりも大きく形成され、このもう一方の弁板部の外側周
   縁を全閉位置から前記半断面部分に至るまで底にほぼ接
   して回動させるくぼみが前記吸気管の壁面に設けられて
   いる；ことを特徴とするスワール制御弁。
2. 【請求項２】 くぼみが弁板部の全閉位置から開弁方向
   である吸気管上流へ向かって次第に浅くなる断面三角形
   状とされている請求項１記載のスワール制御弁。
3. 【請求項３】 くぼみが全閉位置の弁板部から吸気管の
   上流および下流へ向かってそれぞれ浅くなる断面三日月
   形状とされている請求項１記載のスワール制御弁。
4. 【請求項４】 くぼみが弁板部の全閉位置から開弁方向
   である吸気管上流へ向かって次第に浅くなる断面三角形
   状とされ、且つ前記吸気管の前記くぼみの下流側部分が
   くぼみの最大深さ分拡大されている請求項１記載のスワ
   ール制御弁。