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図面 (5)

課題

スロットルボディ吸気道スロットル弁タンブル弁を並設した吸気流制御装置において、スロットルレバーとタンブルレバー間を構造複雑なリンク機構機械的に連動連結しなくても、スロットル弁の開弁動作連動してタンブル弁を的確に開弁させる。

解決手段

スロットル弁V1とタンブル弁V2間の連動機構Mは、スロットルレバーL1と一体的に回転する駆動部Dと、この駆動部Dに対し接離可能であり且つタンブルレバーL2と一体的に回転する従動部Fとを備えていて、スロットル弁V1がそれの閉じ位置から開弁方向に回転する開弁過程では、その回転の途中で駆動部Dが従動部Fに、両弁V1,V2の回転軸線を含む仮想平面fの一側方で接触し始め、その接触により従動部Fが駆動部Dに押されることでタンブル弁V2が閉じ位置から開き側に回転する。

概要

背景

従来、斯かる吸気流制御装置において、手動操作されるスロットル弁と一体的に回転するスロットルレバーと、タンブル弁と一体的に回転するタンブルレバーとの間に、スロットルレバーに対し同一回転方向にタンブルレバーを連動回転させ得る連動機構介装したものは、例えば下記特許文献1に記載されているように公知である。そして、この従来装置では、スロットル弁に連動するタンブル弁で上記一方の吸気通路部分開閉することにより、燃焼室内のタンブル流縦渦流)の強さを調整できるようになっている。

概要

スロットルボディ吸気道にスロットル弁とタンブル弁を並設した吸気流制御装置において、スロットルレバーとタンブルレバー間を構造複雑なリンク機構機械的に連動連結しなくても、スロットル弁の開弁動作に連動してタンブル弁を的確に開弁させる。スロットル弁V1とタンブル弁V2間の連動機構Mは、スロットルレバーL1と一体的に回転する駆動部Dと、この駆動部Dに対し接離可能であり且つタンブルレバーL2と一体的に回転する従動部Fとを備えていて、スロットル弁V1がそれの閉じ位置から開弁方向に回転する開弁過程では、その回転の途中で駆動部Dが従動部Fに、両弁V1,V2の回転軸線を含む仮想平面fの一側方で接触し始め、その接触により従動部Fが駆動部Dに押されることでタンブル弁V2が閉じ位置から開き側に回転する。

目的

本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、上記問題を簡単な構造で一挙に解決し得る前記吸気流制御装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

内燃機関(E)の燃焼室(1)に連なる吸気通路(I)の一部を構成する吸気道(2)を有するスロットルボディ(B)と、そのスロットルボディ(B)に回転自在に軸支されて吸気道(2)を開閉し得るスロットル弁(V1)と、そのスロットル弁(V1)よりも下流側の吸気道(2)に配置されてスロットルボディ(B)に回転自在に軸支されるタンブル弁(V2)と、それらスロットル弁(V1)及びタンブル弁(V2)を各々閉弁方向に付勢する弁ばね(SP1,SP2)と、それら弁ばね(SP1,SP2)の付勢力に抗してスロットル弁(V1)及びタンブル弁(V2)を各々の閉じ位置に保持し得るストッパ部(ST1,ST2)とより成り、タンブル弁(V2)が、それよりも下流側で吸気流を分割する一対の吸気通路部分(5,6)のうちの一方(6)を開閉可能である吸気流制御装置であって、手動操作されるスロットル弁(V1)と一体的に回転するスロットルレバー(L1)と、タンブル弁(V2)と一体的に回転するタンブルレバー(L2)との間に、スロットルレバー(L1)に対し同一回転方向にタンブルレバー(L2)を連動回転させ得る連動機構(M)が介装されるものにおいて、前記連動機構(M)は、前記スロットルレバー(L1)と一体的に回転する駆動部(D)と、この駆動部(D)に対し接離可能であり且つ前記タンブルレバー(L2)と一体的に回転する従動部(F)とを備えていて、スロットル弁(V1)がそれの閉じ位置から開弁方向に回転する開弁過程では、その回転の途中で前記駆動部(D)が前記従動部(F)に、両弁(V1,V2)の回転軸線を含む仮想平面(f)の一側方で接触し始め、その接触により従動部(F)が駆動部(D)に押されることでタンブル弁(V2)が閉じ位置から開き側に回転することを特徴とする吸気流制御装置。

請求項2

前記タンブル弁(V2)が、吸気通路(I)を横切るように延びてスロットルボディ(B)に回転自在に支持される弁軸(j2)と、その弁軸(j2)にこれと一体的に回転するよう結合される板状の弁本体(b2)と、そのタンブル弁(V2)が前記閉じ位置にあるときに弁軸(j2)を挟んで弁本体(b2)とは反対側で吸気流通許容する切欠き部(K)とを有しており、吸気通路(I)に沿う方向で、全開位置にあるときの前記スロットル弁(V1)のバタフライ型弁体(b1)と前記タンブル弁(V2)の弁軸(j2)との間に、前記開弁過程での前記駆動部(D)と前記従動部(F)との接触開始点(x)が位置することを特徴とする、請求項1に記載の吸気流制御装置。

請求項3

前記駆動部(D)及び前記従動部(F)は、その両者の相互接触によりスロットル弁(V1)に連動してタンブル弁(V2)が開弁する過程で、スロットル弁(V1)の開弁角(α)の時間変化率(dα/dt)に対するタンブル弁(V2)の開弁角(β)の時間変化率(dβ/dt)の比率(P)が、タンブル弁(V2)の開弁初期よりも、その後にタンブル弁(V2)が更に開いたときに大きくなるような形状に形成されることを特徴とする、請求項2に記載の吸気流制御装置。

請求項4

前記従動部(F)は、前記タンブル弁(V2)の弁軸(j2)に固定される前記タンブルレバー(L2)をインサート部品として、合成樹脂モールド成形されることを特徴とする、請求項2又は3に記載の吸気流制御装置。

請求項5

前記タンブル弁(V2)は、これが前記閉じ位置まで回転したときに、前記ストッパ部(ST2)として機能する前記吸気道(2)の周壁に該タンブル弁(V2)の弁本体(b2)の外周縁部(20c)を当接させることで閉じ位置に保持されることを特徴とする、請求項2又は3に記載の吸気流制御装置。

技術分野

0001

本発明は、吸気流制御装置、特に内燃機関燃焼室に連なる吸気通路の一部を構成する吸気道を有するスロットルボディと、そのスロットルボディに回転自在に軸支されて吸気道を開閉し得るスロットル弁と、そのスロットル弁よりも下流側の吸気道に配置されてスロットルボディに回転自在に軸支されるタンブル弁と、それらスロットル弁及びタンブル弁を各々閉弁方向に付勢する弁ばねと、それら弁ばねの付勢力に抗してスロットル弁及びタンブル弁を各々の閉じ位置に保持し得るストッパ部とより成り、タンブル弁が、それよりも下流側で吸気流を分割する一対の吸気通路部分のうちの一方を開閉できるようにした吸気流制御装置に関する。

背景技術

0002

従来、斯かる吸気流制御装置において、手動操作されるスロットル弁と一体的に回転するスロットルレバーと、タンブル弁と一体的に回転するタンブルレバーとの間に、スロットルレバーに対し同一回転方向にタンブルレバーを連動回転させ得る連動機構介装したものは、例えば下記特許文献1に記載されているように公知である。そして、この従来装置では、スロットル弁に連動するタンブル弁で上記一方の吸気通路部分を開閉することにより、燃焼室内のタンブル流縦渦流)の強さを調整できるようになっている。

先行技術

0003

特開2014−199035号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところが上記従来装置では、スロットル弁にタンブル弁を連動させる連動機構が、その両弁間を機械的に連動連結する複数のリンクから成るリンク機構で構成されている。

0005

またこの従来装置では、スロットル弁の特に低開度域では、タンブル流を強めて内燃機関の低負荷運転を安定させるべくタンブル弁を閉じておき、スロットル弁が或る程度開弁してからタンブル弁を開弁開始させるようにしている。そのために、複数のリンクの組み合わせから成る上記連動機構中には、スロットル弁の低開度域でタンブル弁を閉弁状態に保持するためのロストモーション機構を特別に組込む必要がある。

0006

従って、全体として連動機構の構造が複雑化すると共に大型化して、装置のコスト増や大型化、組立作業性の低下等を来たす等の問題がある。

0007

本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、上記問題を簡単な構造で一挙に解決し得る前記吸気流制御装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関の燃焼室に連なる吸気通路の一部を構成する吸気道を有するスロットルボディと、そのスロットルボディに回転自在に軸支されて吸気道を開閉し得るスロットル弁と、そのスロットル弁よりも下流側の吸気道に配置されてスロットルボディに回転自在に軸支されるタンブル弁と、それらスロットル弁及びタンブル弁を各々閉弁方向に付勢する弁ばねと、それら弁ばねの付勢力に抗してスロットル弁及びタンブル弁を各々の閉じ位置に保持し得るストッパ部とより成り、タンブル弁が、それよりも下流側で吸気流を分割する一対の吸気通路部分のうちの一方を開閉可能である吸気流制御装置であって、手動操作されるスロットル弁と一体的に回転するスロットルレバーと、タンブル弁と一体的に回転するタンブルレバーとの間に、スロットルレバーに対し同一回転方向にタンブルレバーを連動回転させ得る連動機構が介装されるものにおいて、前記連動機構は、前記スロットルレバーと一体的に回転する駆動部と、この駆動部に対し接離可能であり且つ前記タンブルレバーと一体的に回転する従動部とを備えていて、スロットル弁がそれの閉じ位置から開弁方向に回転する開弁過程では、その回転の途中で前記駆動部が前記従動部に、両弁の回転軸線を含む仮想平面の一側方で接触し始め、その接触により従動部が駆動部に押されることでタンブル弁が閉じ位置から開き側に回転することを第1の特徴とする。

0009

また本発明は、第1の特徴に加えて、前記タンブル弁が、吸気通路を横切るように延びてスロットルボディに回転自在に支持される弁軸と、その弁軸にこれと一体的に回転するよう結合される板状の弁本体と、そのタンブル弁が前記閉じ位置にあるときに弁軸を挟んで弁本体とは反対側で吸気流通許容する切欠き部とを有しており、吸気通路に沿う方向で、全開位置にあるときの前記スロットル弁のバタフライ型弁体と、前記タンブル弁の弁軸との間に、前記開弁過程での前記駆動部と前記従動部との接触開始点が位置することを第2の特徴とする。

0010

さらに本発明は、第2の特徴に加えて、前記駆動部及び前記従動部は、その両者の相互接触によりスロットル弁に連動してタンブル弁が開弁する過程で、スロットル弁の開弁角時間変化率に対するタンブル弁の開弁角の時間変化率の比率が、タンブル弁の開弁初期よりも、その後にタンブル弁が更に開いたときに大きくなるような形状に形成されることを第3の特徴とする。

0011

さらに本発明は、第2又は第3の特徴に加えて、前記従動部が、前記タンブル弁の弁軸に固定される前記タンブルレバーをインサート部品として、合成樹脂モールド成形されることを第4の特徴とする。

0012

さらにまた本発明は、第2又は第3の特徴に加えて、前記タンブル弁は、これが前記閉じ位置まで回転したときに、前記ストッパ部として機能する前記吸気道の周壁に該タンブル弁の弁本体の外周縁部を当接させることで閉じ位置に保持されることを第5の特徴とする。

発明の効果

0013

本発明の第1の特徴によれば、スロットルレバーと同一回転方向にタンブルレバーを連動回転させる連動機構が、スロットルレバーと一体的に回転する駆動部と、この駆動部に対し接離可能であり且つタンブルレバーと一体的に回転する従動部とを備えていて、スロットル弁がそれの閉じ位置から開弁方向に回転する開弁過程では、その回転の途中で駆動部が従動部に、両弁の回転軸線を含む仮想平面の一側方で接触し始め、その接触により従動部が駆動部に押されることでタンブル弁が閉じ位置から開き側に回転するので、スロットルレバーとタンブルレバー間を構造複雑なリンク機構で機械的に連動連結しなくても、スロットル弁の開弁動作に連動してタンブル弁を的確に開弁させることができる。しかもスロットル弁の開弁途中で上記駆動部が従動部に当接するまでは(即ちスロットル弁の低開度域では)、構造複雑なロストモーション機構を用いることなく、タンブル弁をスロットル弁に連動させずに閉じ位置に保持でき、これにより、連動機構の構造簡素化・小型化を図りながら、燃焼室内でのタンブル流を強め内燃機関の低負荷運転を安定させることができる。以上の結果、全体として連動機構の大幅な構造簡素化・小型化を達成できるから、装置のコスト節減、小型化および組立作業性向上に大いに寄与することができる。

0014

本発明の第2の特徴によれば、吸気通路に沿う方向で、全開位置にあるときのスロットル弁のバタフライ型弁体とタンブル弁の弁軸との間に、スロットル弁の開弁過程での駆動部と従動部との接触開始点が位置するので、タンブル弁の回動軸線と直交する投影面で見て、その回動軸線と前記接触開始点とを結ぶ仮想線(即ち従動部が駆動部より受けるモーメントの腕)が、前記仮想平面に対し駆動部側スロットル弁軸側)に傾倒する配置となる。これにより、従動部が前記仮想平面から離れる方向に長く張出すのを抑えながら、上記モーメントの腕の有効長さを十分長く確保可能となるため、同方向に連動機構が嵩張るのを回避して連動機構の小型化を図ることができると共に、駆動部と従動部との接触点荷重を低減できて接触部の摩耗を効果的に抑制することができる。しかもスロットル弁及びタンブル弁は、それらの全開状態では吸気通路に沿う方向に互いに近接した配置となることから、その両弁間で吸気流に乱れが生じるのを効果的に回避して、吸気抵抗の低減に寄与することができる。

0015

本発明の第3の特徴によれば、駆動部及び従動部は、その両者の相互接触によりスロットル弁に連動してタンブル弁が開弁する過程で、スロットル弁の開弁角の時間変化率に対するタンブル弁の開弁角の時間変化率の比率が、タンブル弁の開弁初期よりも、その後にタンブル弁が更に開いたときに大きくなるような形状に形成されるので、スロットル弁の開弁過程で駆動部が従動部に接触し始めるときは、タンブル弁の開弁角変化率が比較的小さくなって、その接触の際の衝撃を低減でき、これにより、その接触部の摩耗損傷接触音発生を効果的に抑制できる。一方、スロットル弁の閉弁過程で駆動部が従動部から離れてタンブル弁がストッパ部に係合するときは、タンブル弁の開弁角変化率が比較的小さくなって、そのストッパ部との係合の際の衝撃を低減でき、これにより、その係合部の摩耗損傷や接触音発生を効果的に抑制できる。

0016

本発明の第4の特徴によれば、従動部が、タンブル弁の弁軸に固定されるタンブルレバーをインサート部品として、合成樹脂でモールド成形されるので、従動部を精度よく樹脂成形しつつ、その成形と同時にタンブルレバーと結合一体化でき、コスト節減や量産性向上に寄与することができる。

0017

本発明の第5の特徴によれば、タンブル弁は、これが閉じ位置まで回転したときに、吸気道の周壁に該タンブル弁の弁本体の外周縁部を当接させることで閉じ位置に保持されるので、スロットルボディには吸気道外でタンブル弁に対する閉弁ストッパを特別に設ける必要はなくなり、即ち、吸気道の周壁が閉弁ストッパを兼ねることから、部品点数を削減できて、コスト節減に寄与することができる。

図面の簡単な説明

0018

本発明に係る吸気流制御装置とこれに連なる内燃機関の一実施形態を示す側面図
前記吸気流制御装置の平断面図(図1の2−2線断面図)と一部拡大図
前記吸気流制御装置の縦断面図(図2の3−3線断面図)と一部拡大図及び一部横断面図
タンブル弁・スロットル弁の連動態様を説明するための、前記吸気流制御装置の一部破断側面図

実施例

0019

本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

0020

先ず、図1において、自動二輪車用内燃機関Eに導入すべき吸気流を制御する吸気流制御装置Aは、金属製のスロットルボディBと、そのスロットルボディBを貫通する横断面略円形状の吸気道2とを有しており、その吸気道2は、内燃機関EのシリンダヘッドEchに形成されて燃焼室1に下流端が開口する吸気ポート3の上流端が直接又は吸気管4を介して接続される。その吸気ポート3の下流端、即ち吸気弁口が、図示しないクランク軸の回転に連動して開閉する吸気弁Viで開閉される。また、吸気管4又はシリンダヘッドEchには、吸気と混合させるべき燃料を吸気ポート3又は燃焼室1に向けて噴射する燃料噴射装置(図示せず)が設けられる。而して、吸気道2と吸気ポート3とに亘って延びる一連通路が、内燃機関Eの燃焼室1に連なる吸気通路Iを構成する。尚、図1では、スロットルボディBと内燃機関Eとを異なる縮尺で描いている。

0021

また図2及び図3も併せて参照して、前記吸気流制御装置Aは、スロットルボディBに回転自在に軸支されて吸気道2を開閉し得るスロットル弁V1と、そのスロットル弁V1よりも下流側の吸気道2に配置されてスロットルボディBに回転自在に軸支される流量制御弁としてのタンブル弁V2と、それらスロットル弁V1及びタンブル弁V2を各々閉弁方向に弾発付勢する第1,第2弁ばねSP1,SP2と、それら弁ばねSP1,SP2の付勢力に抗してスロットル弁V1及びタンブル弁V2を各々の閉じ位置に保持し得る第1,第2ストッパ部ST1,ST2とを備える。

0022

スロットル弁V1は、吸気道2を横切るように延びるスロットル弁軸j1と、そのスロットル弁軸j1にこれと一体的に回転するよう結合される概ね円板状(厳密に言えば楕円状)の弁本体b1とを備える。その弁本体b1の中間部は、スロットル弁軸j1の中間扁平部に形成したスリットに挿入され、弁本体b1を貫通する複数のビス31でスロットル弁軸j1の中間扁平部に着脱可能に結合される。スロットル弁軸j1の両端部外周と、これを回転自在に支持するスロットルボディBの軸受孔との間には、その各間をシールする環状シール部材SE1,SE1がそれぞれ介装される。

0023

スロットル弁軸j1の、スロットルボディB外に臨む一端には、金属製のスロットルレバーL1が一体的に回転するよう結合される。そのスロットルレバーL1は、一対のスロットルワイヤw1,w2の各一端部を異なる二方向に巻き付け可能な溝部8gを外周に有する円形ドラム状のレバー本体8と、そのレバー本体8に一体に連設されて後述するタンブルレバーL1側に延びる駆動部Dとを備える。そのスロットルレバーL1とスロットルボディB間には、スロットルレバーL1を閉弁方向に付勢する捩じりコイルばねよりなる前記弁ばねSP1が介装される。

0024

各々のスロットルワイヤw1,w2の一端末は、レバー本体8に結合されており、またその他端末は、図示しない自動二輪車アクセルグリップと一体のスロットルドラムに結合される。従って、そのアクセルグリップに対する手動回転操作により、スロットルワイヤw1,w2を介してスロットル弁V1を開閉できるようになっている。

0025

また、そのレバー本体8には、スロットルボディBに設けたアジャストスクリュ9付きの第1ストッパ部ST1と協働してスロットル弁V1の閉弁位置を任意に調節可能に規定する係止突起部8sが突設される。即ち、スロットル弁V1が閉弁位置まで閉じられたときにその係止突起部8sが第1ストッパ部ST1のアジャストスクリュ9に係合することで、スロットル弁V1が弁ばねSP1の弾発力に抗して最小弁開度に保持される。尚、この最小弁開度でも吸気道2が完全に閉じられることはなく、内燃機関Eの低負荷運転に必要な最小限の吸気量はスロットル弁V1を通して流通確保可能である。

0026

一方、タンブル弁V2は、それよりも下流側で吸気流を分割する上下一対の吸気通路部分5,6のうちの一方(図示例では下部吸気通路部分6)を開閉するものである。その上下一対の吸気通路部分5,6は、吸気管4及び吸気ポート3を縦通する仕切り板7で、タンブル弁V2下流側の吸気通路Iを上下に区画することで各々、横断面略半円状に画成される。

0027

そして、タンブル弁V2が所定の閉じ位置に在って下部吸気通路部分6を閉じるときには、スロットル弁V1を通過して吸気道2を流れる吸気流は、タンブル弁V2で上部吸気通路部分5を流通するよう制御されて燃焼室1に向かう。これにより、燃焼室1内に流入する吸気流速を高めることができて、燃焼室1で発生する吸気のタンブル流T(縦渦流)を強めることができる。また、タンブル弁V2下流側の吸気通路Iを上下に区画することで、吸気流はタンブル弁V2で上部吸気通路部分5のみを流通するよう制御されて燃焼室1に向かう。これにより、燃焼室1で発生する吸気のタンブル流Tを更に強めることができる。

0028

一方、タンブル弁V2が全開位置に在って下部吸気通路部分6が十分に開かれるときには、スロットル弁V1を通過して吸気道2を流れる吸気流は、タンブル弁V2で邪魔されることなく下部吸気通路部分6にも流れて燃焼室1に向かう。かくして、タンブル弁V2の開閉により前記タンブル流Tの強さを調整可能である。

0029

次にタンブル弁V2の具体的構造及びスロットルボディBへの支持構造について、説明する。

0030

タンブル弁V2は、スロットル弁V1下流側で吸気通路Iを横切るように延びる金属製のタンブル弁軸j2と、そのタンブル弁軸j2にこれと一体的に回転するよう結合される金属製の板状の弁本体b2とを備える。その弁本体b2は、概ね半円形状(厳密に言えば略半楕円状)に形成されるものであり、その半円形の弦の位置に対応する、弁本体b2の基部20kは、タンブル弁軸j2に沿って直線状に延び且つ前記仕切り板7の上流側端縁に近接対向している。即ち、弁本体b2は、それの前記基部20kの外側端において、略円形状のバタフライ型弁体を半分(即ち半円形状に)切欠いたような切欠き部Kを有するものであり、この切欠き部Kは、タンブル弁V2が閉じ位置に在って前記下部吸気通路部分6を閉じるときでも、タンブル弁軸j2を挟んで弁本体b2とは反対側での(即ち前記上部吸気通路部分5での)吸気の流通を許容する。

0031

タンブル弁軸j2の中間部は、両端部よりも扁平に形成されており、その扁平中間部には、弁本体b2の基部20kを挿入させるスリットが設けられる。そして、その基部20kは、これを貫通する複数のビス32でタンブル弁軸j2の扁平中間部に着脱可能に結合される。尚、その基部20kに形成されてビス32を通すビス挿通孔は、ビス32のネジ軸部よりも多少大径のバカ穴とされ、従って、後述するようタンブル弁軸j2をスロットルボディBに組み付けた後に、タンブル弁軸j2に弁本体b2をビス止めする際に弁本体b2の円弧状外周縁部20cを吸気道2の周壁下半部(即ち第2ストッパ部ST2)に的確に当接させ得るようになっている。

0032

また、タンブル弁軸j2の一端部は、スロットルボディBの一側部に設けた第1軸受部Bb1に回転自在に支持されていて、帯板状の金属製タンブルレバーL2にスロットルボディB外で一体的に結合される。そのタンブルレバーL2とスロットルボディB間には、タンブルレバーL2を閉弁方向に付勢する捩じりコイルばねよりなる弁ばねSP2が介装される。またタンブル弁軸j2の他端部は、スロットルボディBの、吸気通路Iを挟んで第1軸受部Bb1とは反対側に設けた第2軸受部Bb2に回転自在に支持される。

0033

次にそれら軸受部Bb1,Bb2の構造を、主に図2を参照して説明する。第1軸受部Bb1には、タンブル弁軸j2の一端部を回転自在に支持する第1軸受孔11と、その第1軸受孔11のタンブルレバーL2側の端部に段差部sを介して連なる、第1軸受孔11よりも大径の取付孔13とが形成される。その第1軸受孔11とタンブル弁軸j2の一端部外周との間には、その間の何れか一方(図示例では第1軸受孔11)に凹設した環状シール溝に嵌着されてその間をシールする環状シール部材SE2が介装される。

0034

前記取付孔13には、タンブル弁軸j2の一端部外周に突設したフランジ部14が挿入され、このフランジ部14の一側面(即ち内側面)を前記段差部sに対面させるようにする。そのフランジ部14は、図示例では金属製のタンブル弁軸j2とは異なる適宜材料、例えば合成樹脂でC字状に形成されており、それの弾性拡開変形を利用してタンブル弁軸j2の一端部外周の環状溝部15に嵌装される。尚、フランジ部14は、これを半円弧状の一対のフランジ半体より構成して前記環状溝部に嵌装又は固着してもよく、或いはまた、フランジ部14をタンブル弁軸j2の一端部外周に一体に形成してもよい。

0035

また、フランジ部14の他側面(即ち外側面)側でタンブル弁軸j2の一端部外周には、タンブル弁軸j2をスロットルボディBに対し軸方向に位置決めし且つ抜け止め保持するための円筒状カラーCが該一端部外周を囲繞するように配置される。このカラーCは、それの内端Ciと前記段差部sとの間にフランジ部14を挟むようにして、取付孔13に軸方向外方側より圧入される。そのカラーCの外端Coには、第1軸受部Bb1の、取付孔13が開口する外端面16に係合するストッパフランジCosが一体に突設され、そのストッパフランジCosと前記外端面16との係合により、カラーCの取付孔13への圧入限界位置が精度よく規定される。

0036

而して、カラーCが取付孔13に圧入されたセット状態では、カラーCのストッパフランジCosの内側面(即ち第1軸受部Bb1の外端面16)と前記段差部sとの軸方向距離をs1とし、またフランジ部14の軸方向幅をs2とし、またカラーCの内端CiとストッパフランジCosの内側面との間の軸方向距離をs3とした場合に、
s1>(s2+s3)
の関係を満たすように各部のサイズが設定される。

0037

従って、カラーCが取付孔13に圧入された後も、フランジ部14は、カラーCの内端Ciと段差部sとの間で、s1−(s2+s3)に相当する所定の遊び範囲で軸方向に移動できる。これにより、フランジ部14、即ちタンブル弁軸j2は、スロットルボディBに対し前記遊びの分だけ軸方向に僅かに相対摺動可能である。

0038

更にタンブル弁軸j2の一端部先端には、外周に回り止め用扁平部を有する小径軸部19が一体に形成される。この小径軸部19を、それと略同一の横断面形状となるようタンブルレバーL2に穿設した係止孔相対回転不能に嵌合させ、且つその小径軸部19の端面をカシメ工具で叩いて径方向外方塑性変形させることで、タンブルレバーL2が小径軸部19にカシメ固定40される。そのカシメ固定40の後で、カラーCの外端面には、タンブル弁軸j2の一端部の軸方向外方側からタンブルレバーL2を見て(即ちタンブル弁軸j2と直交する投影面で見て)タンブルレバーL2と重ならない複数の部分21〜23が存在しており、それらの重ならない部分21〜23を通してカラーCに対し圧入荷重を付与可能となっている。

0039

特に本実施形態では、カラーC及びフランジ部14が予め一端部外周にセットされたタンブル弁軸j2をスロットルボディBに組付ける前に、タンブルレバーL2をタンブル弁軸j2の一端部にカシメ固定40するようにしているが、そのカシメ固定40の後であっても、カラーCの外端面には、上記のようなタンブルレバーL2と重ならない複数の部分21〜23が存在することから、タンブルレバーL2に邪魔されずにカラーCを取付孔13に難なく圧入固定することができて、組立作業性が良好である。

0040

尚、図示例では、カラーCの外端面においてタンブルレバーL2と重ならない複数の部分21〜23が、タンブル弁軸j2と直交する投影面で見てタンブル弁軸j2の軸線を囲む三角形頂点21p〜23pを含む少なくとも3つの領域に分散している。このため、それら部分21〜23を通してカラーCに対し圧入荷重をバランスよく付与することが可能となるから、カラーCを、タンブル弁軸j2の軸線に対し倒れのない適正な圧入姿勢で取付孔13に的確に圧入可能である。

0041

一方、前記第2軸受部Bb2は、吸気道2に一端が開口し且つ他端が閉塞されるようスロットルボディBに袋孔状に形成した第2軸受孔17で構成されており、その第2軸受孔17にタンブル弁軸j2の他端部が吸気通路I側より回転自在に挿入される。そして、その挿入状態では、第2軸受孔17の底部とタンブル弁軸j2の他端面との間に、空隙が形成される。

0042

ところでタンブル弁V2は、その弁本体b2が前述のように半円形の板状に形成されており、タンブル弁V2が所定の閉じ位置まで回転したときには、弁本体b2の、タンブル弁軸j2から見て一方側の円弧状外周縁部20cだけを吸気道2の周壁下半部(即ち第2ストッパ部ST2)に当接させることによりタンブル弁V2の最小弁開度が規定され、即ち前記所定の閉じ位置に保持される。これにより、スロットルボディBの吸気道2周壁が、タンブル弁V2に対する閉弁ストッパSP2に兼用されることとなって、スロットルボディBには吸気道2外でタンブル弁V2に対する閉弁ストッパを特別に設ける必要はなくなるため、それだけ部品点数が削減されて、コスト節減が図られる。尚、上記弁本体b2は、タンブル弁V2が閉じ位置にあるときに、吸気道2軸線と直交する仮想平面に対し吸気上流側に多少傾斜した配置とされる。

0043

また、その弁本体b2の円弧状外周縁部20cの少なくとも、タンブル弁軸j2と直交し且つ吸気通路Iの中心線を通る仮想平面f′を跨いで弁本体b2の周方向に連続する所定領域(図示例では円弧状外周縁部20cの略全部の領域)において、円弧状外周縁部20cの、吸気道2の周壁下半部(即ちストッパ部ST2)との当接面が横断面円弧状アール面rに形成される。そのため、このアール面rのみで弁本体b2を吸気道2周壁に当接させることになるから、その当接部の摩耗を効果的に抑制できるばかりか、弁本体b2が吸気道2周壁にかじり付いて固着し開弁不能となる故障を未然に且つ効果的に防止できる。しかもその弁本体b2の円弧状外周縁部20cは、前記仮想平面f′を跨いで弁本体周方向に連続する所定領域において吸気道2周壁にバランスよく突き当て可能であり、また当該所定領域は、タンブル弁軸j2軸線から径方向に最も離れた部位(即ち弁本体b2の自由端部及びその周辺部)に在って、弁本体b2から吸気道2周壁が受ける閉弁力を効果的に低減できるので、上記当接部の摩耗抑制に一層効果的である。

0044

また本実施形態においてタンブル弁V2の弁本体b2は、それの板面と直交する方向(特に弁本体b2の閉弁時に吸気下流側を向く一面側から、同上流側を向く他面側に向かう方向)のプレス荷重によるプレス抜き加工を以て成形されるものである。この場合、前記アール面rは、プレス抜き加工の際に弁本体b2の、閉弁時に吸気下流側を向く一面側(即ちプレス抜き加工で打抜き用パンチが最初に板状ワークに当たる面の側)で、円弧状外周縁部20cを含む弁本体b2の全周部に不可避的に生じる所謂ダレ面と呼ばれるアール面で形成される。これにより、プレス抜き加工の際に弁本体b2の前記一面側でその弁本体b2の外周縁部に不可避的に生じる所謂ダレ面を上記アール面rとしてそのまま利用可能となるから、そのアール面rを得るための特別な工程作業が不要となって、コスト節減が図られる。

0045

更に本実施形態では、手動操作されるスロットルレバーL1と、タンブルレバーL2との間に、スロットルレバーL1に対し同一回転方向にタンブルレバーL2を機械的に連動回転させ得る連動機構Mが介装される。

0046

その連動機構Mは、スロットルレバーL1と一体的に回転する駆動部Dと、この駆動部Dに対し接離可能であり且つタンブルレバーL2と一体的に回転する従動部Fとを備えていて、スロットル弁V1がそれの閉じ位置から開弁方向に回転する開弁過程では、その回転の途中で駆動部Dが、図4(B)に示すように従動部Fに対して、両弁V1,V2の回転軸線を含む仮想平面fの一側方(図1図4で上方)の接触開始点xで接触し始め、その接触により従動部Fが駆動部Dに押されることでタンブル弁V2が閉じ位置から開き側に回転する。特に本実施形態では、駆動部Dが、スロットルレバーL1のレバー本体8の外周部一側に一体に連設される帯板部で構成され、また従動部Fが、タンブル弁軸j2の一直径線に沿って延びる帯板状のレバー本体10の先部に一体的に結合した合成樹脂製又は硬質ゴム製成形部で構成される。尚、そのレバー本体10の先部には、抜け止め用のアンカ突起部10aが一体に形成される。

0047

また本実施形態では、吸気通路Iに沿う方向で、全開位置にあるときのスロットル弁V1のバタフライ型弁体b1とタンブル弁V2の弁軸j2との間の領域Z(図4(B)参照)に、スロットル弁V1の開弁過程での駆動部Dと従動部Fとの接触開始点xが位置している。しかも駆動部D及び従動部Fは、その両者の相互接触によりスロットル弁V1に連動してタンブル弁V2が開弁する過程で、スロットル弁V1の開弁角αの時間変化率dα/dtに対するタンブル弁V2の開弁角βの時間変化率dβ/dtの比率P、即ち、
(dβ/dt)/(dα/dt)が、タンブル弁V2の開弁初期よりも、その後にタンブル弁V2が更に開いたときに大きくなるような形状、即ちタンブル弁V2の開弁初期に最小となるような形状に設定される。この関係を図4(B)で図示すれば、タンブル弁V2の開弁初期の比率P1、即ち(dβ1/dt)/(dα1/dt)よりも、その後にタンブル弁V2が更に開いたときの比率P2、即ち(dβ2/dt)/(dα2/dt)の方が大きく(即ちP2>P1の関係に)なっていることが明らかである。

0048

そして、前記比率Pの設定に際して、本実施形態では、スロットル弁V1の開弁過程で駆動部Dが従動部Fに接触し始めたときからタンブル弁V2の開弁角βが増えるに従って、スロットル弁V1の開弁角αの時間変化率dα/dtよりもタンブル弁V2の開弁角βの時間変化率dβ/dtの方が漸次大きくなるような形状に駆動部D及び従動部Fが形成される。このような形状として、本実施形態では、駆動部D及び従動部Fの、相互に接離可能に対面する作用面のうちの何れか一方(図示例では駆動部Dの作用面)が、両弁V1,V2の回転軸線を含む仮想平面fに対しその何れか他方(図示例では従動部F)に向かって外側方、特にタンブル弁体b2とは反対側の外側方の側に傾斜した傾斜面に形成され、またその何れか他方の作用面(図示例では従動部Fの作用面)が、両弁V1,V2の回転軸線と直交する投影面で見た横断面形状が円弧状に形成される。尚、その傾斜面及び円弧状面と、駆動部D及び従動部Fとの組み合わせを、図示例とは逆に設定、即ち駆動部Dの作用面を円弧状面に、また従動部Fの作用面を傾斜面に形成してもよい。尚また、前記傾斜面は、図示例では平面であるが、緩やかな曲面であってもよい。

0049

また、本実施形態では、従動部Fが、タンブル弁V2の弁軸j2に固定されるタンブルレバーL2をインサート部品として、合成樹脂でモールド成形される。これにより、従動部Fを精度よく樹脂成形しつつ、その成形と同時にタンブルレバーL2と結合一体化できるため、コスト節減や量産性向上が図られる。

0050

次に、この実施形態の作用について説明する。スロットル弁V1が閉じ位置にあるときには、それのスロットルレバーL1と一体の駆動部Dが、図1及び図4(A)に示すようにタンブル弁V2側の従動部Fと離れているため、タンブル弁V2は、弁ばねSP2の弾発力により、弁本体b2の円弧状外周縁部20cが吸気道2周壁下半部に当接する所定の閉じ位置に保持される。従って、スロットル弁V1が閉じられる内燃機関Eの低負荷運転、例えばアイドリング運転の状態では、閉じ位置にあるスロットル弁V1により絞られて吸気道2を通過しようとする吸気流が、タンブル弁V2で上部吸気通路部分5のみを流通するよう流動制御されて燃焼室1に向かう。これにより、燃焼室1内に流入する吸気流速を高めることができて、燃焼室1で発生する吸気のタンブル流T(縦渦流)を強めることができるから、低負荷運転時であっても燃焼室1内での混合気燃焼を安定化させることができる。

0051

また、この状態からスロットル弁V1が徐々に開かれると、それが所定の中間開度に達した時点で、図4(B)に示すように駆動部Dが従動部Fと当接し始め、その接触により従動部Fが駆動部Dに押されることでタンブル弁V2が、スロットル弁V1に連動して閉じ位置から開き側に回転する。このようにスロットル弁V1の開弁途中からは、タンブル弁V2も開弁するようになって、上部吸気通路部分5のみならず下部吸気通路部分6にも吸気が流通するようになり、最終的には、図4(C)に示すようにスロットル弁V1及びタンブル弁V2が共に全開位置なる。従って、スロットル弁V1の高開度域では燃焼室1に吸気が効率よく導かれて、内燃機関Eの中負荷乃至は高負荷運転領域での吸気効率が高められる。尚、この場合、燃焼室1で発生する吸気のタンブル流Tは弱まっても、燃焼室1には中負荷乃至は高負荷運転に十分な吸気量が確保され、内燃機関Eを中出力乃至は高出力状態で支障なく運転可能である。

0052

かくして、本実施形態によれば、スロットルレバーV1とタンブルレバーV2間を、従来装置のように構造複雑なリンク機構で機械的に連動連結しなくても、スロットル弁V1の開弁動作に連動してタンブル弁V2を的確に開弁させることができる。しかもスロットル弁V1の開弁途中で駆動部Dが従動部Fに当接するまでは(即ちスロットル弁V1の低開度域では)、構造複雑なロストモーション機構を用いることなく、タンブル弁V1をスロットル弁V2に連動させずに閉じ位置に保持できるため、連動機構Mの構造簡素化・小型化を図りながら、燃焼室1内での吸気タンブル流Tを強めることができる。このようにして本実施形態では、全体として連動機構Mの大幅な構造簡素化・小型化を達成可能となるから、吸気流制御装置Aのコスト節減、小型化および組立作業性向上が図られる。

0053

さらに本実施形態では、吸気通路Iに沿う方向で、全開位置にあるときのスロットル弁V1のバタフライ型弁本体b1とタンブル弁V2の弁軸j2との間の領域(図4(B)で符号Zで示す)に、スロットル弁V1の開弁過程での駆動部Dと従動部Fとの接触開始点xが位置するように、駆動部Dと従動部Fとが配置構成される。そして、この配置構成によれば、タンブル弁V2の回動軸線(即ち弁軸j2軸線)と直交する投影面で見て、その回動軸線と前記接触開始点xとを結ぶ仮想線(即ち従動部Fが駆動部Dより受けるモーメントの腕)が、両弁V1,V2の回転軸線を含む仮想平面fに対し駆動部D側(即ちスロットル弁軸V1側)に傾倒する配置となる。

0054

これにより、従動部Fが前記仮想平面fから離れる方向に長く張出すのを抑えつつ、上記モーメントの腕の有効長さを十分長く確保可能となるため、同方向に連動機構Mが嵩張るのを回避して連動機構Mの小型化を図ることができると共に、駆動部Dと従動部Fとの接触点荷重を低減できて接触部の摩耗を効果的に抑制することができる。しかもスロットル弁V1及びタンブル弁V2は、それらの全開状態では吸気通路I(吸気道2)に沿う方向に互いに近接した配置となることから、その両弁V1,V2間で吸気流に乱れが生じるのを効果的に回避して吸気をスムーズに流動させ、吸気抵抗の低減が図られる。

0055

更にまた本実施形態では、駆動部D及び従動部Fは、その両者の相互接触によりスロットル弁V1に連動してタンブル弁V2が開弁する過程で、スロットル弁V1の開弁角αの時間変化率dα/dtに対するタンブル弁V2の開弁角βの時間変化率dβ/dtの比率P、即ち(dβ/dt)/(dα/dt)が、タンブル弁V2の開弁初期よりも、その後にタンブル弁V2が更に開いたときに大きくなるような形状に形成される。このため、前述のようにスロットル弁V1の開弁過程で駆動部Dが従動部Fに接触し始めるときは、タンブル弁V2の開弁角変化率dβ/dtが相対的に小さいことから、その接触の際の衝撃を低減できて、その接触部の摩耗損傷や接触音発生が効果的に抑制される。一方、スロットル弁V1の閉弁過程で駆動部Dが従動部Fから離れてタンブル弁V2が吸気道2周壁(即ちストッパ部SP2)に係合するときは、タンブル弁V2の開弁角変化率dβ/dtが比較的小さいことから、その吸気道2周壁(即ちストッパ部SP2)との係合の際の衝撃が低減され、これにより、その係合部の摩耗損傷や接触音発生が効果的に抑制される。

0056

更に本実施形態において、タンブル弁V2を軸支するスロットルボディB一側の第1軸受部Bb1には、タンブル弁軸j2の一端部を支持する第1軸受孔11と、それに段差部sを介して連なる大径の取付孔13とが形成され、その取付孔13に、タンブル弁軸j2の一端部外周に突設したフランジ部14が、それの一側面を段差部sに対面させるようにして挿入され、そのフランジ部14の他側面側でタンブル弁軸j2の一端部外周を囲繞するカラーCが、それの内端Ciと段差部sとの間でフランジ部14を挟むようにして取付孔13に圧入され、そのカラー外端Coに、第1軸受部Bb1の外端面16に係合するストッパフランジCosが一体に突設される。このため、取付孔13にタンブル弁軸j2一端部外周のフランジ部14を挿入させた後に、そのフランジ部14を段差部sとカラー内端Ciとの間に挟むようにしてカラーCを取付孔13に単に圧入させるだけで、第1軸受部Bb1に対するタンブル弁軸j2一端部の軸方向位置決め保持を簡単且つ的確に行うことができるから、カラー固定用機能部品(例えばボルトナット等)を特別に設ける必要はない。

0057

一方、吸気道2を挟んで第1軸受部Bb1とは反対側に配設される第2軸受部Bb2は、スロットルボディBに袋孔状に形成した第2軸受孔17で構成されていて、その第2軸受孔17にタンブル弁軸j2の他端部が挿入されるので、その挿入と同時に第2軸受部Bb2に対するタンブル弁軸j2他端部の組付けも完了し、第2軸受孔17を蓋体等で特別に塞ぐ必要はない。これらにより、全体としてタンブル弁軸j2の一端部及び他端部に対する軸受保持構造が頗る簡素化されて、コスト節減や組立作業性の向上が図られる。

0058

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

0059

例えば、前記実施形態では、スロットル弁V1が閉じ位置にあるときに吸気がスロットル弁本体b1と吸気道2との隙間を通して流通するようにしたものを示したが、スロットル弁V1をバイパスして吸気を流通させる開閉弁付きのバイパス吸気通路をスロットルボディBに付設して、スロットル弁V1が閉じ位置にあるときに該バイパス吸気通路を通して吸気を流通させるようにしてもよい。

0060

B・・・・・スロットルボディ
b1・・・・スロットル弁のバタフライ型弁体
b2・・・・タンブル弁の弁本体
D・・・・・駆動部
E・・・・・内燃機関
F・・・・・従動部
f・・・・・仮想平面
I・・・・・吸気通路
j2・・・・弁軸としてのタンブル弁軸
K・・・・・切欠き部
L1・・・・スロットルレバー
L2・・・・タンブルレバー
M・・・・・連動機構
P・・・・・比率
SP1,SP2・・弁ばね
ST1,ST2・・ストッパ部
V1・・・・スロットル弁
V2・・・・タンブル弁
x・・・・・接触開始点
α・・・・・スロットル弁の開弁角
β・・・・・タンブル弁の開弁角
dα/dt・・スロットル弁の開弁角の時間変化率
dβ/dt・・タンブル弁の開弁角の時間変化率
1・・・・・燃焼室
2・・・・・吸気道
5,6・・・一対の吸気通路部分としての上,下部吸気通路部分
20c・・・外周縁部

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