JP7323418B2 - Intake control device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の吸気を制御する吸気制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE
従来、内燃機関の燃焼室に接続された吸気管の一部である吸気通路と、吸気通路内に配置されて吸気を制御するための制御弁とを備えた吸気制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is known an intake control device that includes an intake passage that is a part of an intake pipe connected to a combustion chamber of an internal combustion engine, and a control valve that is arranged in the intake passage and controls the intake air ( For example, see Patent Document 1).
特許文献1の吸気制御装置の制御弁は、断面が長穴状に形成された吸気通路をその一方側から他方側の方向に横切るように四角形状の弁体をスライドさせることによって、吸気通路を通る吸気の流量を変化させるようにしている。弁体をスライドさせるための駆動力伝達機構は、吸気通路の前記他方側であって、弁体が配置される面よりも下流側に配置される。
The control valve of the intake control device disclosed in
一方、制御弁による吸気通路の開度変化に対するエンジン出力の変化の反応速度を向上させるためには、弁体を極力吸気管の下流側(吸気ポート側)に配置し、弁体より下流側における吸気管の体積を減少させるのが好ましい。 On the other hand, in order to improve the reaction speed of changes in engine output in response to changes in the opening of the intake passage by the control valve, the valve element should be placed as far downstream as possible from the intake pipe (intake port side), It is preferable to reduce the volume of the intake pipe.
しかしながら、上述の特許文献1の吸気制御装置によれば、駆動力伝達機構を弁体よりも下流側に配置した構成を有するので、弁体をそれ以上下流側に配置すると、駆動力伝達機構がエンジンのシリンダヘッドと干渉することになる。このため、この構成によれば、弁体をより下流側に配置してエンジン出力の反応速度を向上させることができない。
However, according to the intake control device of
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、弁体を支障なくより下流側に配置できる吸気制御装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an intake control device in which a valve element can be arranged further downstream without any trouble.
本発明の吸気制御装置は、
内燃機関の燃焼室に続く吸気管の少なくとも一部である吸気通路を内部に構成するボディと該吸気通路内に配置された弁体とを備える吸気制御装置であって、
前記ボディは、前記吸気通路が延在する方向と角度を有して延在する平面によって構成されるシール平面を備え、
前記弁体は、前記シール平面に当接する平面によって構成される弁平面を備え、該シール平面に対して該弁平面を介して摺動して前記吸気通路の開度を調整するものであり、かつ前記吸気通路の一方側から他方側へ移動する場合に該吸気通路の開度が増加するように構成され、
前記シール平面は、前記吸気通路の前記一方側から前記他方側にかけて、該吸気通路の延在方向に対して該吸気通路の上流側に傾くように配置され、
前記吸気通路の前記他方側には、前記弁体を駆動する第1伝達機構が配置され、
前記第1伝達機構は、前記シール平面を含む第1基準平面よりも前記吸気通路の上流側に配置され、
前記第1伝達機構は、前記吸気通路の前記他方側に配置されて回転動作する駆動伝達軸を備え、
前記駆動伝達軸は、該駆動伝達軸の回転軸線と略平行に配置される駆動軸を備える電動モータによって回転駆動され、
前記電動モータと前記駆動伝達軸との間には、該電動モータから該駆動伝達軸に駆動力を伝達する第2伝達機構が設けられ、
前記ボディは、前記吸気通路の上流側開口と下流側開口とを備え、
前記上流側開口の面積中心である上流中心点と前記下流側開口の面積中心である下流中心点とを結ぶ直線を通路中心線とすると、
前記弁体が摺動する方向と平行で前記通路中心線と交わる摺動中心線と該通路中心線とを含む第2基準平面に直交する方向から見たとき、前記電動モータは、前記吸気通路を挟んで、前記駆動伝達軸と反対側の前記一方側に配置され、
前記第2基準平面に直交する方向から見たとき、前記駆動伝達軸の回転軸線と前記駆動軸の回転軸線とに交差する第1基準線と、前記第1基準平面とは、前記通路中心線に対して鋭角の同位角を成して交差し、該第1基準線側の該同位角βは該第1基準平面側の該同位角αよりも大きく、
前記通路中心線に平行で、前記駆動軸の回転軸線と直交し、かつ前記吸気通路の前記第2伝達機構が配置される側の縁に接する平面を第3基準平面とすると、前記電動モータの少なくとも一部は該第3基準平面よりも前記吸気通路側に配置されることを特徴とする。
The intake control device of the present invention includes:
An intake control device comprising: a body internally defining an intake passage that is at least a part of an intake pipe leading to a combustion chamber of an internal combustion engine; and a valve element disposed within the intake passage,
the body includes a sealing plane formed by a plane extending at an angle to the direction in which the intake passage extends;
The valve body has a valve plane configured by a plane that abuts on the seal plane, and slides on the seal plane via the valve plane to adjust the opening of the intake passage, and configured to increase the opening of the intake passage when moving from one side of the intake passage to the other side,
the sealing plane is arranged from the one side to the other side of the intake passage so as to be inclined upstream of the intake passage with respect to the extending direction of the intake passage;
A first transmission mechanism for driving the valve body is arranged on the other side of the intake passage,
The first transmission mechanism is arranged upstream of the intake passage with respect to a first reference plane including the seal plane ,
The first transmission mechanism includes a drive transmission shaft that is arranged on the other side of the intake passage and rotates,
The drive transmission shaft is rotationally driven by an electric motor having a drive shaft arranged substantially parallel to the rotation axis of the drive transmission shaft,
A second transmission mechanism is provided between the electric motor and the drive transmission shaft for transmitting a driving force from the electric motor to the drive transmission shaft,
the body has an upstream opening and a downstream opening of the intake passage,
Assuming that a straight line connecting the upstream center point, which is the area center of the upstream opening, and the downstream center point, which is the area center of the downstream opening, is the passage center line,
When viewed from a direction orthogonal to a second reference plane including a sliding center line that is parallel to the sliding direction of the valve body and intersects with the passage center line and the passage center line, the electric motor is positioned in the intake passage. disposed on the one side opposite to the drive transmission shaft across the
A first reference line that intersects the rotation axis of the drive transmission shaft and the rotation axis of the drive shaft when viewed in a direction orthogonal to the second reference plane, and the first reference plane are defined by the passage center line. , and the same angle β on the side of the first reference line is greater than the angle α on the side of the first reference plane,
Assuming that a plane parallel to the passage center line, orthogonal to the rotation axis of the drive shaft, and in contact with the edge of the intake passage on the side where the second transmission mechanism is arranged is defined as a third reference plane, the electric motor At least part of it is arranged closer to the intake passage than the third reference plane .
本発明によれば、第1伝達機構が吸気通路の前記他方側かつ第1基準平面よりも上流側に配置されるので、吸気制御装置が内燃機関のシリンダヘッドに対して吸気が上方から下方に向かって流れるようにダウンドラフト配置された場合、第1伝達機構がシリンダヘッドと干渉することなく、吸気制御装置をシリンダヘッドに対して近づけることが可能となる。これにより、弁体をより下流側に配置して吸気管における弁体の下流側の体積を減少させ、内燃機関のレスポンスを向上させることが可能となる。
また、上述の第1基準線側の同位角βを可能な限り直角に近づけることにより、電動モータから駆動伝達軸までの距離を短縮し、第2伝達機構を小型化することができる。
According to the present invention, since the first transmission mechanism is arranged on the other side of the intake passage and on the upstream side of the first reference plane, the intake air control device is arranged such that the intake air is directed from above to below the cylinder head of the internal combustion engine. In the case of the downdraft arrangement so as to flow toward, the intake control device can be brought closer to the cylinder head without the first transmission mechanism interfering with the cylinder head. As a result, it is possible to dispose the valve element further downstream, reduce the volume of the intake pipe on the downstream side of the valve element, and improve the response of the internal combustion engine.
Further, by making the equivalence angle β on the side of the first reference line as close to a right angle as possible, the distance from the electric motor to the drive transmission shaft can be shortened, and the size of the second transmission mechanism can be reduced.
本発明において、
前記ボディは、前記吸気通路の上流側開口と該下流側開口とを備え、
前記上流側開口の面積中心である上流中心点と前記下流側開口の面積中心である下流中心点とを結ぶ直線を通路中心線とし、
前記通路中心線と平行な方向から見たときの前記下流側開口の形状を第1平行等間隔分割線群によって無限の個数に区切った各微小開口部の面積と各微小開口部の前記下流中心点からの最短距離との積の総和が最大値となるときの該第1平行等間隔分割線群と直交する方向を第1長軸方向とし、
前記吸気通路を前記通路中心線に直交する任意の面によって切断したときの断面形状である通路切断形状を第2平行等間隔分割線群によって無限の個数に区切った各微小通路切断形状の面積と各微小通路切断形状の前記通路切断形状の面積中心からの最短距離との積の総和が最大値となるときの前記第2平行等間隔分割線群と直交する方向を第2長軸方向とすると、
前記吸気通路は、前記第1長軸方向と前記第2長軸方向とが前記下流側開口から継続的に略平行となる方向継続区間を備え、
前記シール平面は、前記方向継続区間の少なくとも一部と交わる平面の少なくとも一部に沿って構成されてもよい。
In the present invention,
the body has an upstream opening and a downstream opening of the intake passage,
A straight line connecting an upstream center point that is the area center of the upstream opening and a downstream center point that is the area center of the downstream opening is defined as a passage center line,
The area of each fine opening and the downstream center of each fine opening obtained by dividing the shape of the downstream opening into an infinite number by a first group of parallel equally spaced dividing lines when viewed in a direction parallel to the center line of the passage. The direction orthogonal to the first group of parallel equally spaced dividing lines when the sum of products with the shortest distance from the point is the maximum value is defined as the first major axis direction,
an area of each fine passage cut shape obtained by dividing the passage cut shape, which is a cross-sectional shape of the intake passage along an arbitrary plane perpendicular to the passage center line, into an infinite number of pieces by a second group of parallel equally spaced dividing lines; If the direction orthogonal to the second group of parallel equally spaced dividing lines when the sum of the products of the shortest distances from the area center of the passage cutting shape of each minute passage cutting shape becomes the maximum value is defined as the second major axis direction. ,
The intake passage has a direction continuation section in which the first longitudinal direction and the second longitudinal direction are continuously substantially parallel from the downstream opening,
The sealing plane may be configured along at least part of a plane that intersects at least part of the direction continuation section.
これによれば、上記方向継続区間の断面積が、該区間の断面が真円であると仮定した場合の断面積と同一であるとすれば、弁体が第1長軸方向又は第2長軸方向と直交する方向に移動する場合には、該真円である場合よりも、吸気通路の開度が最小である全閉位置から該開度が最大である全開位置に至るまでの弁体のストローク量を減少させることができる。これにより、第1伝達構と弁体を収納する部分とを小型化することができる。 According to this, if the cross-sectional area of the direction continuation section is the same as the cross-sectional area in the case where the section of the section is assumed to be a perfect circle, the valve body is positioned in the first longitudinal direction or the second longitudinal direction. When moving in the direction perpendicular to the axial direction, the valve body moves from the fully closed position where the degree of opening of the intake passage is minimum to the fully open position where the degree of opening is maximum, rather than when the valve body is a perfect circle. stroke amount can be reduced. As a result, the size of the first transmission mechanism and the portion that accommodates the valve body can be reduced.
この場合、
前記吸気通路内の前記弁体よりも下流側であって該吸気通路の前記一方側には、前記吸気管の内部に燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射口が配置され、
前記燃料噴射弁の本体は、前記吸気通路の前記一方側であって前記電動モータよりも前記下流側に配置されていてもよい。
in this case,
An injection port of a fuel injection valve for injecting fuel into the intake pipe is arranged on the one side of the intake passage downstream of the valve body in the intake passage,
The main body of the fuel injection valve may be arranged on the one side of the intake passage and downstream of the electric motor.
これによれば、第1基準平面と第1基準線とが上述の位置的関係を有することなどから電動モータが吸気通路の上流側に位置する一方、燃料噴射弁が、吸気通路の前記一方側であって電動モータよりも下流側に位置するので、吸気通路が低開度状態にあるときの燃料の気化と混合気の均一化に有利な位置に燃料噴射弁の噴射口を配置することができる。 According to this, since the first reference plane and the first reference line have the above-described positional relationship, the electric motor is positioned upstream of the intake passage, while the fuel injection valve is positioned on the one side of the intake passage. and located downstream of the electric motor, the injection port of the fuel injection valve can be arranged at a position that is advantageous for the vaporization of the fuel and the homogenization of the air-fuel mixture when the intake passage is in the low opening state. can.
この場合、
前記吸気通路の前記一方側に、前記燃料噴射弁に電力を供給する第1給電端子が接続される第1カプラと、前記電動モータに電力を供給する第2給電端子が接続される第2カプラとを備え、
前記第1カプラが前記第1給電端子を受容する第1開口部と前記第2カプラが前記第2給電端子を受容する第2開口部とは共に前記一方側に開口していてもよい。
in this case,
A first coupler to which a first power supply terminal for supplying power to the fuel injection valve is connected, and a second coupler to which a second power supply terminal for supplying power to the electric motor is connected to the one side of the intake passage. and
A first opening in which the first coupler receives the first power supply terminal and a second opening in which the second coupler receives the second power supply terminal may both open to the one side.
これによれば、第1カプラの第1開口部と、第2カプラの第2開口部が共に前記一方側に開口しているので、燃料噴射弁及び電動モータへの給電用の配線を有利に取り回すことができる。 According to this, since both the first opening of the first coupler and the second opening of the second coupler are open to the one side, the wiring for power supply to the fuel injection valve and the electric motor can be arranged advantageously. can be turned around.
本発明において、
前記駆動伝達軸の回転角度を検出する開度センサを備え、
前記開度センサは、前記通路中心線と平行な方向から見たときに前記駆動伝達軸の前記第2伝達機構が配置される側の端部に配置されてもよい。
In the present invention,
An opening sensor that detects the rotation angle of the drive transmission shaft,
The opening sensor may be arranged at an end of the drive transmission shaft on a side where the second transmission mechanism is arranged when viewed in a direction parallel to the passage centerline.
これによれば、吸気制御装置を二輪車のエンジンにダウンドラフト配置となるように搭載した場合、自動二輪車のフレームに沿って開度センサや第2伝達機構を配置できるので、吸気制御装置が自動二輪車のフレームと干渉するのを回避することができる。 According to this, when the intake control device is mounted on the engine of the motorcycle in a downdraft arrangement, the opening sensor and the second transmission mechanism can be arranged along the frame of the motorcycle. can avoid interfering with the frame of
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図1、図2に示すように、本発明の一実施形態に係る吸気制御装置1は、内燃機関の燃焼室に続く吸気管の少なくとも一部である吸気通路2を2つずつ内部にそれぞれ構成する2つのボディ3と、各吸気通路2内に配置された弁体4とを備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, an
すなわち、吸気制御装置1は、内燃機関としての直列4気筒エンジンに搭載するのに適している。ボディ3は、吸気通路2の上流側開口5と下流側開口6とを備える。吸気通路2の上流側には、ファンネルFが設けられる。
That is, the
ここで、図3、図4に示すように、上流側開口5の面積中心である上流中心点P1と下流側開口6の面積中心である下流中心点P2とを結ぶ直線を通路中心線7とする。
Here, as shown in FIGS. 3 and 4, a
また、図5Aのように、通路中心線7と平行な方向に見たときの下流側開口6の形状を第1平行等間隔分割線群8によって無限の個数に区切った各微小開口部9の面積と各微小開口部9の下流中心点P2からの最短距離S1との積の総和が最大値となるときの第1平行等間隔分割線群8と直交する方向を第1長軸方向d1とする。
Also, as shown in FIG. 5A, the shape of the
また、図5Bのように、吸気通路2を通路中心線7に直交する任意の面によって切断したときの断面形状である通路切断形状10を第2平行等間隔分割線群11によって無限の個数に区切った各微小通路切断形状12の面積と各微小通路切断形状12の通路切断形状10の面積中心P3からの最短距離S2との積の総和が最大となるときの第2平行等間隔分割線群11と直交する方向を第2長軸方向d2とする。
Further, as shown in FIG. 5B, the
そうすると、吸気通路2は、第1長軸方向d1と第2長軸方向d2とが下流側開口6から継続的に略平行となる方向継続区間13(図3参照)を備える。なお、本実施形態においては、吸気通路2の全域が方向継続区間13となっている。
Then, the
図3に示すように、ボディ3は、方向継続区間13の少なくとも一部と交わる平面の少なくとも一部に沿って構成されるシール平面14を備える。シール平面14は、吸気通路2の壁部分で、吸気通路2が延在する方向と角度を有して延在する平面によって構成され、吸気通路2の一方d3の側から他方d4の側にかけて、通路中心線7に対して吸気通路2の上流側に傾くように配置される。
As shown in FIG. 3 , the
弁体4は、シール平面14に当接する平面によって構成される弁平面15を備え、シール平面14に対して弁平面15を介して摺動して吸気通路2の開度(すなわち弁体4の移動による吸気通路2の開閉の度合い)を調整するものである。
The
すなわち、シール平面14を含む面で切断した吸気通路2の断面を、弁平面15が弁体4の各位置において対応する面積だけ閉塞することにより、吸気通路2の開度が調整される。弁体4がシール平面14に沿って摺動する方向は、第1長軸方向d1又は第2長軸方向d2に垂直な方向(短軸方向)である。
That is, the opening degree of the
ボディ3には、ボディ3により併進移動可能に案内され、弁体4がシール平面14に対する摺動を成し得るように、弁体4を保持してシール平面14に沿って移動されるスライドブロック16が設けられる。ボディ3とスライドブロック16との間には、ボディ3によりスライドブロック16を案内する際の摩擦を低減する摩擦低減手段が設けられる。
A slide block is guided by the
図6に示すように、本実施形態では、摩擦低減手段として、スライドブロック16により回転自在に支持され、ボディ3に設けられた案内平面上を転動するローラ17が用いられる。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, a
図3に示すように、スライドブロック16は、弁体4の上流側の少なくとも一部を、スライドブロック16と弁体4とが相互に移動可能となるように収納する収納孔18を備える。スライドブロック16と弁体4との間には、収納孔18の気密を保つ気密部材19が設けられる。気密部材19としては、例えばOリングを用いることができる。
As shown in FIG. 3, the
このとき、スライドブロック16と弁体4とが収納孔18の深さ方向に相互に移動可能となるように嵌めあわされており、弁体4には、弁体4の上流側と下流側とを連通し、収納孔18内部の受圧力低減空間20を吸気通路2の弁体4よりも下流側に通じさせる連通孔21が設けられる。連通孔21は受圧力低減空間20の内部の圧力を弁体4の吸気通路2の下流側の低い圧力と同等に保つ。これにより、スライドブロック16と弁体4との間には、弁体4をシール平面14へと付勢する力を低減させる受圧力低減空間20が形成される。
At this time, the
図6に示すように、弁体4には、弁平面15の一方d3(図3参照)側の端部である弁端部22において、弁平面15に沿って一方d3側に開いて凹んだ面欠落部23が設けられる。すなわち、面欠落部23は、弁端部22の先端から弁平面15に沿って他方d4(図3参照)側の方向に延在し、吸気通路2の他方d4側の内面の曲率よりも大きい曲率を有する。
As shown in FIG. 6, the
また、面欠落部23は、弁体4が吸気通路2の開度が最小となる全閉状態から該開度が最大となる全開状態に至るまでの間で、弁端部22よりも先に吸気通路内に露出するように設けられる。
Further, the
このような構成要素により、吸気制御装置1は、弁体4がシール平面14に対して摺動して吸気通路2の一方d3側から他方d4側へ移動する場合に吸気通路2の開度が増加するように構成される。
With such components, the
図3に示すように、弁体4をシール平面14に対して摺動させるための駆動力は、第1伝達機構24により伝達される。第1伝達機構24は、吸気通路2の他方d4側であって、シール平面14を含む第1基準平面25よりも吸気通路2の上流側に配置される。
As shown in FIG. 3 , the driving force for sliding the
第1伝達機構24は、吸気通路2の他方d4側に配置されて回転動作する駆動伝達軸26と、駆動伝達軸26に基端部が固定され、スライドブロック16に先端部が回動かつ平行移動自在にリンクしているアーム状の弁体駆動部27とを備える。
The
駆動伝達軸26は、駆動伝達軸26の回転軸線28と略平行に配置される駆動軸29(図7参照)を備える電動モータ30によって回転駆動される。第1伝達機構24を収容する空間内には、開方向に摺動する弁体4等を収容するための弁体収納部31が設けられる。
The
すなわち、弁体収納部31は、弁体4が開くときに、駆動伝達軸26の回動により搖動する弁体駆動部27の先端部と、これにリンクしているスライドブロック16及びこれに保持された弁体4とが支障なく弁体4の摺動方向に移動するのを許容するための空間として機能する
図7に示すように、電動モータ30と駆動伝達軸26との間には、ディスタンスギア32a等により構成され、電動モータ30から駆動伝達軸26に駆動力を伝達する第2伝達機構32が設けられる。第2伝達機構32は、センサカバー32bによりカバーされる。
That is, the valve
図3、図4に示すように、弁体4が摺動する方向と平行で通路中心線7と交わる摺動中心線と通路中心線7とを含む第2基準平面33に直交する方向から見たとき、電動モータ30は、吸気通路2を挟んで、駆動伝達軸26と反対側の一方d3側に配置される。
As shown in FIGS. 3 and 4, when viewed from a direction orthogonal to a
また、第2基準平面33に直交する方向から見たとき、駆動伝達軸26の回転軸線28と駆動軸29の回転軸線36とに交差する第1基準線35と、第1基準平面25とは、通路中心線7を含むラインLに対して鋭角の同位角を成して交差し、第1基準平面25側の該同位角αよりも第1基準線35側の該同位角βの方が大きい。
Also, when viewed from a direction orthogonal to the
図8に示すように、通路中心線7に平行で、駆動伝達軸26の回転軸線28と直交し、かつ吸気通路2の第2伝達機構32が配置される側の縁に接する平面を第3基準平面37とすると、電動モータ30の少なくとも一部は第3基準平面37よりも吸気通路2側に配置される。
As shown in FIG. 8, a plane parallel to the
また、通路中心線7と平行な方向から見たときに駆動伝達軸26の第2伝達機構32が配置される側の端部に、駆動伝達軸26の回転角度を検出する開度センサ38が配置される。開度センサ38の検出部は、センサカバー32bの裏側に側に設けられる。図7では、駆動伝達軸26に固定された開度センサ38の被検出部が表示されている。
Further, an
また、図3のように、吸気通路2内の弁体4よりも下流側であって、吸気通路2の一方d3側に、吸気通路2の内部に燃料を噴射する燃料噴射弁39の噴射口41が配置される。燃料噴射弁39の本体は、吸気通路2の一方d3側であって電動モータ30よりも下流側に配置される。吸気通路2の一方d3側に、燃料噴射弁39に電力を供給する第1給電端子が接続される第1カプラ42と、電動モータ30に電力を供給する第2給電端子が接続される第2カプラ43とが設けられる。第1カプラ42が第1給電端子を受容する第1開口部44と第2カプラ43が第2給電端子を受容する第2開口部45は共に一方d3側に開口している。
As shown in FIG. 3, an injection port of a
図3、図4のように、吸気通路2の弁体4よりも下流側の他方d4側には、2つのジョイント40が設けられる。各ジョイント40は、吸気通路2の該下流側の他方d4側の内壁に開口する通路に接続されている。一方のジョイント40には、キャニスタからのパージされた燃料を吸気通路2内に導入するための導管が接続される。他方のジョイント40には、吸気管における弁体4よりも下流側の圧力を測定するセンサに通じた導管が接続される。
As shown in FIGS. 3 and 4, two
この構成において、吸気制御装置1において吸気が制御される際には、目標とする吸気通路2の開度となるように電動モータ30が駆動され、弁体4の位置が調整される。
In this configuration, when the
このとき、電動モータ30の駆動力は、第2伝達機構32を介して、第1伝達機構24の駆動伝達軸26に伝達され、駆動伝達軸26の回動に伴い、弁体駆動部27が搖動する。これにより、スライドブロック16が第1基準平面25に沿って吸気通路2の一方d3側から他方d4側に、又はこの逆方向に移動される。
At this time, the driving force of the
この間、駆動伝達軸26の回転角度が開度センサ38によりモニタされており、その結果が、目標開度を参照しつつ電動モータ30の駆動量にフィードバックされることにより、弁体4は、目標開度に位置づけられる。
During this time, the rotation angle of the
この間の弁体4の移動に際しては、シール平面14と弁平面15との間でシールがなされるが、シール平面14と弁平面15との間に負荷される荷重は、連通孔21が受圧力低減空間20の内部の圧力を弁体4の吸気通路2の下流側の低い圧力と同等に保つことにより低減される。
When the
さらに、受圧力低減空間20内部の圧力とスライドブロック16よりも上流側の高い圧力との差によってスライドブロック16には吸気通路下流側に付勢する力が加わるが、ボディ3とスライドブロック16との間にはローラ17が介在する。このため、弁体4のシール平面14に対する摺動は、極めてスムーズに行われる。
Furthermore, due to the difference between the pressure inside the
このとき、吸気通路2が全閉状態から弁体4の移動に伴って開いてゆく場合、面欠落部23は、弁端部22よりも先に吸気通路2内に露出する。また、シール平面14は吸気通路2の上流側に傾いている。このため、開度が低い低開度の状態にあるときは、吸気が整流化され、燃料噴射弁39からの燃料の流れに集中し、燃料の気化と混合気の均一化が促進される。
At this time, when the
そして、全開状態に至るまで、弁体4は、吸気通路2の楕円状断面の長軸方向のような第1、第2長軸方向d1、d2と垂直な方向(短軸方向)に移動する。このため、吸気通路2の断面積の大きさに対して比較的少ない移動量で全開状態に達する。また、全開状態から全閉状態に戻る場合も、同様に比較的少ない移動量で足りる。
Until reaching the fully open state, the
以上のように、本実施形態によれば、弁体4の移動に際してシール平面14と弁平面15との間でシールがなされるので、吸気通路2の断面形状が円形ではない複雑な形状である場合においても、吸気通路2と弁体4との間の間隙の高い精度を要することなく、弁体4の移動位置に応じて精密に吸気通路2の開度を設定することができる。したがって、吸気通路2の断面形状が複雑な形状で、吸気通路2の開度が低い場合でも、正確な吸気量の調整を行うことができる。
As described above, according to this embodiment, when the
また、弁体4の一部をスライドブロック16の収納孔18に保持し、収納孔18内部を弁体4よりも下流の圧力と同等にした受圧力低減空間20としたので、弁平面15の一部とシール平面14との間に負荷される荷重を低減させることができる。さらに、ボディ3とスライドブロック16との間にはローラ17が介在するため、弁体4及びスライドブロック16の移動に必要な駆動力を減少させ、かつこの移動時の弁体4等の磨耗を減少させることができる。
Further, a part of the
また、シール平面14が、吸気通路2に対して上述のように傾いているので、吸気通路2の開度が低いときに、吸気が、弁体4の上流側で吸気通路2の一方d3側に集まり、弁体4の一方d3側を流れてゆく。これにより、吸気を整流化することができる。
In addition, since the sealing
また、吸気通路2内の弁体4よりも下流側であって吸気通路2の一方d3側に、吸気管の内部に燃料を噴射する燃料噴射弁39の噴射口41を配置したので、吸気通路2の開度が低いときに、強い吸気の流れを噴射口41から吐出される燃料の流れに衝突させ、燃料の気化及び混合気の均一化を図ることができる。
Further, since the
また、図9に示すように、吸気制御装置1を自動二輪車に対して、エンジン46にダウンドラフト配置となるように搭載した場合、上述の開度センサ38、第2伝達機構32等の配置や、これらに沿ったセンサカバー32bの形状により、吸気制御装置1が自動二輪車のフレーム47と干渉するのを回避することができる。
Further, as shown in FIG. 9, when the
また、図3のように、第1伝達機構24を、吸気通路2の他方d4側であって、シール平面14を含む第1基準平面25よりも吸気通路2の上流側に配置したので、図10に示すように、吸気制御装置1がエンジン46のシリンダヘッド48に対してダウンドラフト配置された場合、第1伝達機構24がシリンダヘッド48と干渉することなく、吸気制御装置1をシリンダヘッド48に対して近づけることができる。これにより、吸気管における弁体4の下流側の体積が減少するので、エンジン46のレスポンスを高くすることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 3, the
また、シール平面14を、方向継続区間13に交わる平面として構成したので、吸気通路2の開度が最小となる全閉状態から最大となる全開状態に至るまでの弁体4のストローク量を減少させることができる。これにより、第1伝達機構24と弁体収納部31を小型化することができる。
Further, since the sealing
また、第1基準線35が吸気通路2の延在方向(通路中心線7の方向)に対して成す角βを可能な限り直角に近づけたので、電動モータ30から駆動伝達軸26までの距離を短縮し、第2伝達機構32を小型化することができる。
Also, since the angle β formed by the
また、第1基準平面25と第1基準線35とが上述の位置的関係を有することなどから電動モータ30が吸気通路2の上流側に位置するので、吸気通路2の開度が小さい低開度状態において燃料の気化と混合気の均一化に有利な位置に燃料噴射弁39の噴射口41を配置することができる。
Further, since the
また、第1カプラ42の第1開口部44と、第2カプラ43の第2開口部45が共に一方d3側に開口しているので、これらに接続される配線の取り回しの面で有利である。
In addition, since the
また、吸気通路2が全閉状態から開いてゆく場合に、面欠落部23が弁端部22よりも先に吸気通路2内に露出するので、吸気を燃料噴射弁39からの燃料の流れに集中させ、低開度時の燃料気化の促進と混合気の均一化をさらに促進することができる。
Further, when the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、吸気通路2の下流側開口の形状は、図11A~図11Cにそれぞれ示すような形状を有する下流側開口6a~6cであってもよい。それぞれの例においても、図5Aの場合と同様に、第1長軸方向d1が定義される。また、本発明が適用される内燃機関は、直列4気筒のものに限らず、他の形式及び気筒数のものであってもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto. For example, the shape of the downstream opening of the
1…吸気制御装置、2…吸気通路、3…ボディ、4…弁体、5…上流側開口、6、6a~6c…下流側開口、7…通路中心線、8…第1平行等間隔分割線群、9…微小開口部、10…通路切断形状、11…第2平行等間隔分割線群、12…微小通路切断形状、13…方向継続区間、14…シール平面、15…弁平面、16…スライドブロック、17…ローラ、18…収納孔、19…気密部材、20…受圧力低減空間、21…連通孔、22…弁端部、23…面欠落部、24…第1伝達機構、25…第1基準平面、26…駆動伝達軸、27…弁体駆動部、28…回転軸線、29…駆動軸、30…電動モータ、31…弁体収納部、32…第2伝達機構、32a…ディスタンスギア、32b…センサカバー、33…第2基準平面、35…第1基準線、36…回転軸線、37…第3基準平面、38…開度センサ、39…燃料噴射弁、40…ジョイント、41…噴射口、42…第1カプラ、43…第2カプラ、44…第1開口部、45…第2開口部、46…エンジン、47…フレーム、48…シリンダヘッド、d1…第1長軸方向、d2…第2長軸方向、d3…一方、d4…他方、F…ファンネル、P1…上流中心点、P2…下流中心点、S1、S2…最短距離、P3…面積中心。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ボディは、前記吸気通路が延在する方向と角度を有して延在する平面によって構成されるシール平面を備え、
前記弁体は、前記シール平面に当接する平面によって構成される弁平面を備え、該シール平面に対して該弁平面を介して摺動して前記吸気通路の開度を調整するものであり、かつ前記吸気通路の一方側から他方側へ移動する場合に該吸気通路の開度が増加するように構成され、
前記シール平面は、前記吸気通路の前記一方側から前記他方側にかけて、該吸気通路の延在方向に対して該吸気通路の上流側に傾くように配置され、
前記吸気通路の前記他方側には、前記弁体を駆動する第1伝達機構が配置され、
前記第1伝達機構は、前記シール平面を含む第1基準平面よりも前記吸気通路の上流側に配置され、
前記第1伝達機構は、前記吸気通路の前記他方側に配置されて回転動作する駆動伝達軸を備え、
前記駆動伝達軸は、該駆動伝達軸の回転軸線と略平行に配置される駆動軸を備える電動モータによって回転駆動され、
前記電動モータと前記駆動伝達軸との間には、該電動モータから該駆動伝達軸に駆動力を伝達する第2伝達機構が設けられ、
前記ボディは、前記吸気通路の上流側開口と下流側開口とを備え、
前記上流側開口の面積中心である上流中心点と前記下流側開口の面積中心である下流中心点とを結ぶ直線を通路中心線とすると、
前記弁体が摺動する方向と平行で前記通路中心線と交わる摺動中心線と該通路中心線とを含む第2基準平面に直交する方向から見たとき、前記電動モータは、前記吸気通路を挟んで、前記駆動伝達軸と反対側の前記一方側に配置され、
前記第2基準平面に直交する方向から見たとき、前記駆動伝達軸の回転軸線と前記駆動軸の回転軸線とに交差する第1基準線と、前記第1基準平面とは、前記通路中心線に対して鋭角の同位角を成して交差し、該第1基準線側の該同位角は該第1基準平面側の該同位角よりも大きく、
前記通路中心線に平行で、前記駆動軸の回転軸線と直交し、かつ前記吸気通路の前記第2伝達機構が配置される側の縁に接する平面を第3基準平面とすると、前記電動モータの少なくとも一部は該第3基準平面よりも前記吸気通路側に配置されることを特徴とする吸気制御装置。 An intake control device comprising: a body internally defining an intake passage that is at least a part of an intake pipe leading to a combustion chamber of an internal combustion engine; and a valve element disposed within the intake passage,
the body includes a sealing plane formed by a plane extending at an angle to the direction in which the intake passage extends;
The valve body has a valve plane configured by a plane that abuts on the seal plane, and slides on the seal plane via the valve plane to adjust the opening of the intake passage, and configured to increase the opening of the intake passage when moving from one side of the intake passage to the other side,
the sealing plane is arranged from the one side to the other side of the intake passage so as to be inclined upstream of the intake passage with respect to the extending direction of the intake passage;
A first transmission mechanism for driving the valve body is arranged on the other side of the intake passage,
The first transmission mechanism is arranged upstream of the intake passage with respect to a first reference plane including the seal plane ,
The first transmission mechanism includes a drive transmission shaft that is arranged on the other side of the intake passage and rotates,
The drive transmission shaft is rotationally driven by an electric motor having a drive shaft arranged substantially parallel to the rotation axis of the drive transmission shaft,
A second transmission mechanism is provided between the electric motor and the drive transmission shaft for transmitting a driving force from the electric motor to the drive transmission shaft,
the body has an upstream opening and a downstream opening of the intake passage,
Assuming that a straight line connecting the upstream center point, which is the area center of the upstream opening, and the downstream center point, which is the area center of the downstream opening, is the passage center line,
When viewed from a direction orthogonal to a second reference plane including a sliding center line that is parallel to the sliding direction of the valve body and intersects with the passage center line and the passage center line, the electric motor is positioned in the intake passage. disposed on the one side opposite to the drive transmission shaft across the
A first reference line that intersects the rotation axis of the drive transmission shaft and the rotation axis of the drive shaft when viewed in a direction orthogonal to the second reference plane, and the first reference plane are defined by the passage center line. and form an acute equilateral angle with respect to, the equilateral angle on the side of the first reference line is greater than the equilateral angle on the side of the first reference plane,
Assuming that a plane parallel to the passage center line, orthogonal to the rotation axis of the drive shaft, and in contact with the edge of the intake passage on the side where the second transmission mechanism is arranged is defined as a third reference plane, the electric motor An intake control device , wherein at least a portion thereof is arranged closer to the intake passage than the third reference plane .
前記ボディは、前記吸気通路の上流側開口と該下流側開口とを備え、
前記上流側開口の面積中心である上流中心点と前記下流側開口の面積中心である下流中心点とを結ぶ直線を通路中心線とし、
前記通路中心線と平行な方向から見たときの前記下流側開口の形状を第1平行等間隔分割線群によって無限の個数に区切った各微小開口部の面積と各微小開口部の前記下流中心点からの最短距離との積の総和が最大値となるときの該第1平行等間隔分割線群と直交する方向を第1長軸方向とし、
前記吸気通路を前記通路中心線に直交する任意の面によって切断したときの断面形状である通路切断形状を第2平行等間隔分割線群によって無限の個数に区切った各微小通路切断形状の面積と各微小通路切断形状の前記通路切断形状の面積中心からの最短距離との積の総和が最大値となるときの前記第2平行等間隔分割線群と直交する方向を第2長軸方向とすると、
前記吸気通路は、前記第1長軸方向と前記第2長軸方向とが前記下流側開口から継続的に略平行となる方向継続区間を備え、
前記シール平面は、前記方向継続区間の少なくとも一部と交わる平面の少なくとも一部に沿って構成されることを特徴とする吸気制御装置。 The intake control device according to claim 1,
the body has an upstream opening and a downstream opening of the intake passage,
A straight line connecting an upstream center point that is the area center of the upstream opening and a downstream center point that is the area center of the downstream opening is defined as a passage center line,
The area of each fine opening and the downstream center of each fine opening obtained by dividing the shape of the downstream opening into an infinite number by a first group of parallel equally spaced dividing lines when viewed in a direction parallel to the center line of the passage. The direction orthogonal to the first group of parallel equally spaced dividing lines when the sum of products with the shortest distance from the point is the maximum value is defined as the first major axis direction,
an area of each fine passage cut shape obtained by dividing the passage cut shape, which is a cross-sectional shape of the intake passage along an arbitrary plane perpendicular to the passage center line, into an infinite number of pieces by a second group of parallel equally spaced dividing lines; If the direction orthogonal to the second group of parallel equally spaced dividing lines when the sum of the products of the shortest distances from the area center of the passage cutting shape of each minute passage cutting shape becomes the maximum value is defined as the second major axis direction. ,
The intake passage has a direction continuation section in which the first longitudinal direction and the second longitudinal direction are continuously substantially parallel from the downstream opening,
The intake control device, wherein the sealing plane is configured along at least a portion of a plane that intersects at least a portion of the direction continuation section.
前記吸気通路内の前記弁体よりも下流側であって該吸気通路の前記一方側には、前記吸気管の内部に燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射口が配置され、
前記燃料噴射弁の本体は、前記吸気通路の前記一方側であって前記電動モータよりも前記下流側に配置されることを特徴とする吸気制御装置。 The intake control device according to claim 1 ,
An injection port of a fuel injection valve for injecting fuel into the intake pipe is arranged on the one side of the intake passage downstream of the valve body in the intake passage,
The intake control device, wherein the main body of the fuel injection valve is arranged on the one side of the intake passage and downstream of the electric motor.
前記吸気通路の前記一方側に、前記燃料噴射弁に電力を供給する第1給電端子が接続される第1カプラと、前記電動モータに電力を供給する第2給電端子が接続される第2カプラとを備え、
前記第1カプラが前記第1給電端子を受容する第1開口部と前記第2カプラが前記第2給電端子を受容する第2開口部とは共に前記一方側に開口していることを特徴とする吸気制御装置。 The intake control device according to claim 3 ,
A first coupler to which a first power supply terminal for supplying power to the fuel injection valve is connected, and a second coupler to which a second power supply terminal for supplying power to the electric motor is connected to the one side of the intake passage. and
A first opening in which the first coupler receives the first power supply terminal and a second opening in which the second coupler receives the second power supply terminal both open to the one side. intake control device.
前記駆動伝達軸の回転角度を検出する開度センサを備え、
前記開度センサは、前記通路中心線と平行な方向から見たときに前記駆動伝達軸の前記第2伝達機構が配置される側の端部に配置されることを特徴とする吸気制御装置。 The intake control device according to claim 1 ,
An opening sensor that detects the rotation angle of the drive transmission shaft,
The intake control device, wherein the opening sensor is arranged at the end of the drive transmission shaft on the side where the second transmission mechanism is arranged when viewed in a direction parallel to the passage centerline.
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