JP2000297661A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂製のボデー本体に金属製のメタルコアを
インサート成形してなるスロットルボデーに設けた温水
加熱室からの温水洩れを確実に防止するとともに、温水
加熱によるメタルコアの通路壁面の加熱効果を向上す
る。 【解決手段】 樹脂製のボデー本体３０に金属製のメタ
ルコア３３をインサート成形してなるスロットルボデー
３に、スロットルバルブ１をもつスロットルシャフト２
を回動可能に支持する。メタルコア３３と一体の金属製
により温水が循環する温水加熱室３３７を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気装
置（単に吸気装置ともいう）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の吸気装置には、スロットルバルブ
をもつスロットルシャフトを回動可能に支持するスロッ
トルボデーを、樹脂製のボデー本体に金属製のメタルコ
アをインサート成形し、前記ボデー本体と一体の樹脂製
により前記メタルコアの外周面と部分的に接しかつ温水
が循環する温水加熱室を形成したものがある（例えば、
特開平７−７７１０８号公報参照）。

【０００３】このような内燃機関の吸気装置は、スロッ
トルボデーのボデー本体を樹脂化することにより軽量化
およびコスト低減を図ると同時に、スロットルバルブ付
近の吸気通路の壁面を金属製のメタルコアで形成するこ
とにより前記樹脂製のボデー本体の熱収縮を抑制するこ
とによりスロットルバルブの円滑な作動を確保する。ま
た、温水加熱室を流れる温水によってメタルコアの吸気
通路の壁面（単に通路壁面という）を加熱することによ
り、極低温時のバルブアイシングを防止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の吸気装
置のスロットルボデーによると、メタルコアと温水加熱
室を形成する樹脂製のボデー本体との熱膨張差により、
メタルコアとボデー本体との接合面の間に隙間が生じ、
その隙間から温水加熱室の温水が吸気通路に洩れるいわ
ゆる温水洩れを発生するおそれがある。また、温水加熱
室の温水がメタルコアの外壁面と部分的に接触するもの
にすぎないため、温水加熱によるメタルコアの通路壁面
の加熱効果が小さい。

【０００５】本発明は上記した問題点を解決するために
なされたものであって、本発明が解決しようとする課題
は、樹脂製のボデー本体に金属製のメタルコアをインサ
ート成形してなるスロットルボデーに設けた温水加熱室
からの温水洩れを確実に防止するとともに、温水加熱に
よるメタルコアの通路壁面の加熱効果を向上することの
できる内燃機関の吸気装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する請求
項１の発明は、樹脂製のボデー本体に金属製のメタルコ
アをインサート成形してなるスロットルボデーに、スロ
ットルバルブをもつスロットルシャフトを回動可能に支
持した内燃機関の吸気装置であって、前記メタルコアと
一体の金属製により温水が循環する温水加熱室を形成し
たことを特徴とする内燃機関の吸気装置である。このよ
うに構成すると、樹脂製のボデー本体に金属製のメタル
コアをインサート成形してなるスロットルボデーの前記
メタルコアと一体の金属製により温水が循環する温水加
熱室を形成したことにより、メタルコアとボデー本体と
の熱膨張差にかかわらず、温水加熱室からの温水洩れを
確実に防止することができる。また、温水加熱室をメタ
ルコアと一体の金属製により形成したため、温水と接触
する金属製の壁面の接触面積を増大し、温水加熱による
メタルコアの通路壁面の加熱効果を向上することが可能
である。

【０００７】請求項２の発明は、メタルコアの吸気通路
の通路幅に対し温水加熱室の室内幅を大きく形成したこ
とを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気装置であ
る。このように構成すると、メタルコアの吸気通路の通
路幅を必要最小限としてスロットルボデーの重量増加を
最小限に抑えながら、温水加熱室を形成する金属製の壁
面と温水との接触面積を増大させ、温水によるメタルコ
アの通路壁面の加熱効果を一層向上することができる。

【０００８】請求項３の発明は、温水加熱室と接続され
る温水入口管、温水出口管等の付属部品を金属製とした
ことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の吸
気装置である。このように構成すると、温水入口管、温
水出口管等の付属部品からメタルコアへの熱伝導性を良
くすることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］実施の形態１を
図１〜図３により説明する。図１は吸気装置の平断面
図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１およ
び図２に示される吸気装置は、スロットルバルブ１をも
つスロットルシャフト２がスロットルボデー３に回動可
能に支持されている。なお、スロットルバルブ１は、ス
ロットルボデー３の吸気通路４を開閉する周知のバタフ
ライバルブからなり、スロットルシャフト２の径方向に
貫通する取り付け孔２ａに挿通した状態でスクリュ５に
よって締着されている（図２参照）。

【００１０】前記スロットルボデー３は、樹脂製のボデ
ー本体３０に金属製のメタルコア３３がインサート成形
により一体成形されてなる。前記ボデー本体３０は、例
えば、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ガラス
繊維強化ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）な
どを樹脂材料として射出成形法により製造されている。
また、前記メタルコア３３は、例えば、アルミニウム、
マグネシウム等を金属材料としてダイカストにより製造
されている。

【００１１】前記メタルコア３３は、前記スロットルバ
ルブ１付近の吸気通路４を形成するほぼリング形状の主
部３３１を主体として形成されている。図２において、
メタルコア３３の主部３３１の断面は、ほぼ縦長四角形
状をなしている。主部３３１の上下端面および外周面
は、ボデー本体３０へのメタルコア３３のインサート成
形によりボデー本体３０の樹脂部（符号、３０１を付
す）で覆われている。

【００１２】また、図１において、前記メタルコア３３
の主部３３１の前側部には、前側のシャフト軸受筒部３
３２がメタルコア３３と一体の金属製で形成されてい
る。前側のシャフト軸受筒部３３２の外周面は、前記ボ
デー本体３０へのメタルコア３３のインサート成形によ
りボデー本体３０の樹脂部（符号、３０２を付す）で覆
われている。

【００１３】また、前記メタルコア３３の主部３３１の
後側部には、後側のシャフト軸受筒部３３３がメタルコ
ア３３と一体の金属製で形成されている。後側のシャフ
ト軸受筒部３３３の外周面は、前記ボデー本体３０への
メタルコア３３のインサート成形によりボデー本体３０
の樹脂部（符号、３０３を付す）で覆われている。

【００１４】前記前側のシャフト軸受筒部３３２と後側
のシャフト軸受筒部３３３には、前記スロットルシャフ
ト２の前後両端部がそれぞれベアリング６，７を介して
回転可能に支持されている。例えば、前側のベアリング
６はボールベアリングからなり、後側のベアリング７は
軸受ブッシュからなる。なお、各シャフト軸受筒部３３
２，３３３には、前記ベアリング６，７に続いてオイル
シール８がそれぞれ嵌装されている。各オイルシール８
は、スロットルシャフト２と当該シャフト軸受筒部３３
２，３３３との間の気密を保持する。

【００１５】前記前側のシャフト軸受筒部３３２より前
方へ突出するスロットルシャフト２の前端部には、スロ
ットルレバー１０がナット１１の締着により固定されて
いる。スロットルレバー１０は、例えば図示しない車両
のアクセルペダルに繋がるワイヤケーブルと接続されて
おり、アクセルペダルの操作によって回動操作される。

【００１６】前記スロットルレバー１０と前記スロット
ルボデー３との間には、コイルスプリングからなるバッ
クスプリング１２が介装されている。バックスプリング
１２は、常には前記スロットルレバー１０を閉方向へ付
勢する。

【００１７】前記スロットルレバー１０の開方向への回
動によってスロットルバルブ１がバックスプリング１２
の付勢力に抗して回動される（図２中、二点鎖線１参
照）。また、前記スロットルバルブ１の回動にともなう
開閉により、スロットルボデー３の吸気通路４の通路面
積が増減され、これによって内燃機関に供給される空気
の量すなわち吸気量が制御される。

【００１８】前記メタルコア３３の主部３３１の下端部
には、右前方および右後方に突出する取り付けフランジ
３３４がメタルコア３３と一体の金属製で形成されてい
る。取り付けフランジ３３４は、ボデー本体３０へのメ
タルコア３３のインサート成形によりボデー本体３０の
樹脂部（符号、３０４を付す）で覆われている。取り付
けフランジ３３４には、樹脂部３０４を貫通する取り付
け孔３３５が形成されている。

【００１９】前記メタルコア３３の主部３３１の右側部
には、縦長ブロック形状の壁部３３６がメタルコア３３
と一体の金属製で形成されている。壁部３３６には、ほ
ぼ有底円筒形状の温水加熱室３３７が形成されている。
壁部３３６の外周面は、ボデー本体３０へのメタルコア
３３のインサート成形によりボデー本体３０の樹脂部
（符号、３０６を付す）で覆われている。

【００２０】前記壁部３３６の上端開口面は金属製のプ
ラグ３３８によって封止されている。前記壁部３３６の
左端面には、温水加熱室３３７と外部とを連通する上下
の接続孔３４０，３４１が開口されている。下側の接続
孔３４１には、金属製の温水入口管３６が接続されてい
る。また、上側の接続孔３４０には、金属製の温水出口
管３７が接続されている（図２参照）。

【００２１】前記温水入口管３６および温水出口管３７
に図示しないエンジン冷却水を利用した温水循環用配管
が接続されることにより、前記温水加熱室３３７に温水
が循環される。温水加熱室３３７を循環する温水によっ
て、メタルコア３３が加熱されることにより、スロット
ルバルブ１の氷結が防止される。なお、温水入口管３６
および温水出口管３７は本発明でいう付属部品に相当す
る。

【００２２】図２に示すように、前記温水加熱室３３７
の室内幅（本実施の形態では上下高さ）Ｗ２は、メタル
コア３３の吸気通路４の通路幅Ｗ１に対し大きく、例え
ば２倍の大きさで形成されている。

【００２３】上記した内燃機関の吸気装置によると、樹
脂製のボデー本体３０に金属製のメタルコア３３をイン
サート成形してなるスロットルボデー３の前記メタルコ
ア３３と一体の金属製により温水が循環する温水加熱室
３３７を形成したことにより、メタルコア３３とボデー
本体３０との熱膨張差にかかわらず、温水加熱室３３７
からの温水洩れを確実に防止することができる。また、
温水加熱室３３７をメタルコア３３と一体の金属製によ
り形成したため、温水と接触する金属製の壁面（温水加
熱室３３７の壁面であり、壁部３３６の内壁面が相当す
る。）３３９の接触面積を増大し、温水加熱によるメタ
ルコア３３の通路壁面３３ａの加熱効果を向上すること
が可能である。

【００２４】また、メタルコア３３の吸気通路４の通路
幅Ｗ１に対し温水加熱室３３７の室内幅Ｗ２を大きく形
成したことにより、メタルコア３３の吸気通路４の通路
幅Ｗ１を必要最小限としてスロットルボデー３の重量増
加を最小限に抑えながら、温水加熱室３３７を形成する
金属製の壁面３３９と温水との接触面積を増大させ、温
水によるメタルコア３３の通路壁面３３ａの加熱効果を
一層向上することができる。

【００２５】また、温水加熱室３３７と接続される温水
入口管３６および温水出口管３７を金属製としたことに
より、温水入口管３６および温水出口管３７からメタル
コア３３への熱伝導性を良くすることができる。

【００２６】なお、実施の形態１によるメタルコア３３
の通路壁面３３ａにおける温度の上昇経過を測定したと
ころ図３に示す測定結果が得られた。図３において、横
軸は経過時間、縦軸は温度を示す。また、特性線Ａは実
施の形態１による測定結果であり、特性線Ｂは従来技術
による測定結果である。なお、特性線Ｃは実施の形態１
による温水加熱室３３７における温度の上昇経過の測定
結果、点Ｐは温度上昇の仮目標点を示す。

【００２７】図３から明らかなように、実施の形態１の
特性線Ａが従来技術の特性線Ｂと比べて、短時間で高温
に上昇し、温度上昇の仮目標点Ｐを短時間で通過するこ
とができ、温水加熱によるメタルコア３３の通路壁面３
３ａの加熱効果が高いことが認められる。

【００２８】［実施の形態２］実施の形態２を図４およ
び図５により説明する。図４は吸気装置の平断面図、図
５は図４のＶ−Ｖ線断面図である。本実施の形態２は実
施の形態１に基づいて変更を加えたものであるから、そ
の変更部分について詳述し、重複する説明は省略する。
なお、次の実施の形態３についても同様の考えで重複す
る説明は省略する。

【００２９】実施の形態２は、実施の形態１におけるメ
タルコア３３の主部３３１の右側部に形成した壁部３３
６に代え、横長平板形状の壁部３４３がメタルコア３３
と一体の金属製で形成されている。壁部３４３の突出端
部には、前後方向に貫通する円筒形状の温水加熱室３４
４が形成されている。

【００３０】前記温水加熱室３４４の前端開口には、金
属製の温水入口管３６が接続されている。また、温水加
熱室３４４の後端開口孔には、金属製の温水出口管３７
が接続されている。なお、前記温水加熱室３４４の室内
幅Ｗ２（本実施の形態では前後方向長さ）は、メタルコ
ア３３の吸気通路４の通路幅Ｗ１に対し大きく、例えば
２倍の大きさで形成されている。

【００３１】実施の形態２によると、メタルコア３３に
おける主部３３１と壁部３４３との接続幅Ｗ３（図４参
照）を増大させることにより、温水によるメタルコア３
３の通路壁面３３ａの加熱効果を一層向上することがで
きる。また、実施の形態１と異なり、温水入口管３６お
よび温水出口管３７を接続するための接続孔（図２中、
符号、３４０，３４１参照）を形成したり、プラグ３３
８を取り付けなくて済むため、製造コストの低減が図れ
る。

【００３２】［実施の形態３］実施の形態３を図６およ
び図７により説明する。図６は吸気装置の平断面図、図
７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。実施の形態
３は、実施の形態２における壁部３３６の温水加熱室３
４４に代え、右端面開口の温水加熱室３４６が形成さ
れ、温水加熱室３４６の壁面３４７を形成する壁部３４
３の肉厚をほぼ均一化している。

【００３３】図６に示すように、前記壁部３４３の右端
面には、金属製の温水配管用接続金具３８がフランジ３
８ａの貫通孔（図示省略）に通した金属製の止めねじ３
９を壁部３４３のねじ孔３４３ａにねじ付けることによ
り取り付けられている。温水配管用接続金具３８には、
温水入口管３６および温水出口管３７が一体的に設けら
れている。なお、温水配管用接続金具３８は本発明でい
う付属部品に相当する。

【００３４】実施の形態３によると、温水加熱室３４６
の金属製の壁面３４７と温水との接触面積を増大させる
ことにより、温水によるメタルコア３３の通路壁面３３
ａの加熱効果を一層向上することができる。

【００３５】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更
が可能である。例えば、本発明は、機械制御式の吸気装
置に限らず、電子制御式の吸気装置にも流用することが
できる。また、メタルコア３３と一体に形成した金属製
の壁部３３６，３４３は、冷間鍛造でメタルコア３３と
一体に同時に成形した後、必要な個所を切削加工する方
法や、メタルコア３３に壁部３３６，３４３を切削加工
により形成する方法、あるいはメタルコア３３と壁部３
３６，３４３を別々に形成後に溶接等で一体化する方法
によって形成しても良い。また、金属製の壁部３３６，
３４３の形状、個数等は、上記実施の形態のものに限定
されるものではなく適宜選定されるものである。また、
温水配管用接続金具３８を樹脂製とし、温水入口管３６
および温水出口管３７を樹脂一体品とすることも可能で
ある。

【００３６】

【発明の効果】本発明の内燃機関の吸気装置によれば、
樹脂製のボデー本体に金属製のメタルコアをインサート
成形してなるスロットルボデーの前記メタルコアと一体
の金属製により温水が循環する温水加熱室を形成したこ
とにより、メタルコアとボデー本体との熱膨張差にかか
わらず、温水加熱室からの温水洩れを確実に防止するこ
とができる。また、温水加熱室をメタルコアと一体の金
属製により形成したため、温水と接触する金属製の壁面
の接触面積を増大し、温水加熱によるメタルコアの通路
壁面の加熱効果を向上することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１を示す吸気装置の平断面図であ
る。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】メタルコアの吸気通路の壁面における温度の上
昇経過を示す特性線図である。

【図４】実施の形態２を示す吸気装置の平断面図であ
る。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】実施の形態３を示す吸気装置の平断面図であ
る。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

【符号の説明】

１ スロットルバルブ ２ スロットルシャフト ３ スロットルボデー ３０ ボデー本体 ３３ メタルコア ３３７ 温水加熱室 ３４３ 温水加熱室 ３６ 温水入口管（付属部品） ３７ 温水出口管（付属部品） ３８ 温水配管用接続金具（付属部品） Ｗ１ 吸気通路の通路幅 Ｗ２ 温水加熱室の室内幅

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 9/02 ３５１ Ｆ０２Ｍ 35/10 ３０１Ｚ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂製のボデー本体に金属製のメタルコ
   アをインサート成形してなるスロットルボデーに、スロ
   ットルバルブをもつスロットルシャフトを回動可能に支
   持した内燃機関の吸気装置であって、前記メタルコアと
   一体の金属製により温水が循環する温水加熱室を形成し
   たことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 【請求項２】 メタルコアの吸気通路の通路幅に対し温
   水加熱室の室内幅を大きく形成したことを特徴とする請
   求項１記載の内燃機関の吸気装置。
3. 【請求項３】 温水加熱室と接続される温水入口管、温
   水出口管等の付属部品を金属製としたことを特徴とする
   請求項１または２記載の内燃機関の吸気装置。