JP2002285922A - 内燃機関の吸気絞り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気密漏れ等の信頼性低下を防止しつつ、凍結
防止をする加熱能力向上が可能な内燃機関の吸気絞り装
置を提供する。 【解決手段】 樹脂材からなり、吸気通路１０ａを形成
する弁ハウジング１０と、弁ハウジング１０内に回転自
在に支承された弁軸２０と、弁軸２０に固定され、吸気
通路１０ａの開口面積を可変にする弁体３０とを備えた
内燃機関の吸気装置１において、弁ハウジング１０は、
吸気通路１０ａを形成する外周壁部１１と、弁軸２０の
両端部２０ａ、２０ｂを回転自在に支承する軸受部１２
ａ、１２ｂを備えており、外周壁部１１の内部には、外
周壁部１１の内周１１ａと軸受部１２ａ、１２ｂとで形
成される気密可能な空間Ｒである中空部１５を有する。

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
置に関し、凍結防止をする加熱構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の吸気絞り装置として、吸気流
量を調量する吸気絞り弁の凍結防止をするため、温水循
環通路を備えたものがある（特開平１０−３１７９９８
号公報等）。

【０００３】特開平１０−３１７９９８号公報による
と、内部に吸気通路を形成するスロットルボデーのボデ
ー本体部の外周壁には、温水循環通路を形成する温水室
の一部が設けられ、この温水室の一部は、ボデー本体部
と螺合部材等により結合固定されるアイドル時吸気流量
調整補助装置、いわゆるＩＳＣバルブに囲まれることに
より、気密な温水室が形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来構成では、
吸気絞り装置に備えらる補助装置とボデー本体部とを結
合固定して温水室を設けるために、シールガスケット等
の気密部材の追加が必要であり、またその温水室も所定
の温水循環部容積を必要とする。

【０００５】このため、気密部材の劣化等に起因する気
密漏れによる信頼性低下と、限られた温水循環部容積に
よる加熱能力不足となる可能性がある。

【０００６】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたものであり、したがって、その目的は、気密漏れ等
の信頼性低下を防止しつつ、凍結を防止する加熱能力向
上が可能な内燃機関の吸気絞り装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１によれ
ば、樹脂材からなり、吸気通路を形成する弁ハウジング
と、弁ハウジング内に回転自在に支承された弁軸と、弁
軸に固定され、吸気通路の開口面積を可変にする弁体と
を備えた内燃機関の吸気装置において、弁ハウジング
は、吸気通路を形成する外周壁部と、弁軸の両端部を回
転自在に支承する軸受部を備えており、外周壁部の内部
には、外周壁部の内周と軸受部とで形成される気密可能
な空間である中空部を有する。

【０００８】これにより、吸気通路の開口面積を可変に
する弁体が固定されている弁軸をその内部に回転自在に
支承する弁ハウジング、特に吸気通路を形成する外周壁
部の内部には、弁ハウジングを構成する外周壁部の内周
と軸受部とで形成される中空部を設けることが可能であ
る。

【０００９】このため、中空部が弁ハウジング自体に設
けられることで、気密可能な空間となるので、例えば加
熱媒体により循環加熱が可能である。

【００１０】本発明の請求項２によれば、中空部は、弁
ハウジングが２分割されて樹脂成形されたハウジング分
割部からなり、両ハウジング分割部が気密に接合されて
いる。

【００１１】これにより、気密に係る信頼性低下を招き
易いシールガスケット等の気密部材を用いることなく、
樹脂成形されたハウジング分割部を接合することで気密
にできる。

【００１２】本発明の請求項３によれば、弁ハウジング
は、両ハウジング分割部が接合されるとき、中空部に加
熱媒体を導入、導出可能な接続管を形成する。

【００１３】これにより、中空部は、弁ハウジングを加
熱する加熱媒体の循環通路を形成することが可能であ
る。

【００１４】本発明の請求項４によれば、外周壁部に
は、弁体が弁軸と共に全閉側に回転時に吸気通路と遊嵌
可能な範囲に、インサートコアが配置されている。

【００１５】これにより、樹脂材に比べて熱伝導性のよ
い金属製のインサートコアを配置して弁ハウジングを成
形することが可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の内燃機関の吸気絞
り装置を具体化した実施形態を、図面に従って説明す
る。

【００１７】図１は、本発明の実施形態の内燃機関の吸
気絞り装置の構成を表す外観構成図である。図２は、図
１中の本発明の要部を示すＩＩ−ＩＩ方向からみた断面
図である。

【００１８】吸気絞り装置１は、図１、２に示すよう
に、吸気通路１０ａを形成する弁ハウジング１０と、弁
ハウジング１０内に回転自在に支承された弁軸２０と、
弁軸２０に固定され、吸気通路１０ａの開口面積を可変
にする弁体３０と、弁軸２０に回動力を伝える伝達部４
０と、弁軸２０の回転角を検出する回転角センサ５０と
を含んで構成されている。なお、図２に示すように、こ
の吸気絞り装置１は、車両への搭載状態において、吸気
上流側がエアフィルタ２００を備える吸気ダクト（図示
せず）に気密に連通し、また吸気下流側がインテークマ
ニホルド３００ａを有する内燃機関３００と気密に連通
するように配置される。

【００１９】弁ハウジング１０は、樹脂材からなり、図
１，２に示す如く略円筒状の吸気管をなし、その吸気管
の内部には吸気通路１０ａを形成している。

【００２０】この弁ハウジング１０は、図２に示すよう
に、吸気通路１０ａを形成する外周壁部１１と、弁軸２
０の両端部２０ａ、２０ｂを回転自在に支承する軸受部
１２ａ、１２ｂとを含んで構成されいる。外周壁部１１
は、図２に示す如く円形の吸気通路断面を形成するよう
に、所定の肉厚で形成されている。軸受部１２ａ、１２
ｂは略円筒状に形成されており（図２参照）、その内部
は、弁軸２０が回転自在となるように、両端部２０ａ、
２０ｂを直接軸受している。

【００２１】なお、発明の要部である弁ハウジング１
０、特に外周壁部１１、軸受部１２ａ、１２ｂの構造、
機能の詳細については、後述する。

【００２２】弁軸２０は、略円柱をなし、両軸受部１２
ａ、１２ｂにより回転自在に支承されている。この弁軸
２０の一方の端部２０ａは、軸受部１２ａに収容され、
他方の端部２０ｂは、軸受部１２ｂを貫通するとともに
外部から弁軸２０を回動する外力が加わる構成となって
いる。すなわち、他方の端部２０ｂには、外部から回転
力を伝達する伝達部であるレバー４０が固定されてお
り、このレバー４０には、係止孔（図示せず）等を設け
て、例えば車両上のアクセルペダル（図示せず）の動き
に連動するアクセルワイヤを係合させている。

【００２３】なお、この弁軸２０に加える外力は、上述
のレバー４０を介したアクセルペダルの動きに連動した
機械的外力に限らず、弁軸２０を回転自在に駆動する駆
動モータによる電気的外力でもよい。

【００２４】弁体３０は、吸気通路１０ａの開口面積を
可変にできるように、弁軸２０に固定され、弁軸２０と
ともに回転自在に吸気通路１０ａ内に配置されている。

【００２５】なお、図２に示すように、弁軸２０の回転
角が全閉位置にあるとき、すなわち弁体３０が全閉位置
にあるときには、弁体３０は実線で図示する位置で保持
され、吸気通路１０ａの開口面積を零、つまり吸気通路
１０ａ（詳しくは横断面）を閉じようとする。また、弁
体３０が全開位置にあるときには、吸気通路１０ａの開
口面積が全開となるよう、弁体３０は二点鎖線で図示す
る位置、つまり吸気通路１０ａの横断面に対して略垂直
に保持される。

【００２６】このため、一般的に、弁軸２０の回転角が
全閉位置近傍の範囲では、弁体３０と吸気通路１０ａが
遊嵌する状態に、特に全閉位置においては、吸気通路１
０ａを閉じるように弁体３０と吸気通路１０ａが嵌合す
る状態となるので、低温環境放置の結露等によって、弁
体３０または弁軸２０が弁ハウジング１０と凍結状態と
なるいわゆるアイシングが生じ易い。

【００２７】なお、このアイシング状態を防止する本発
明の構造上の特徴については、後述する。

【００２８】回転角センサ５０は、弁軸２０の回転角を
検出するものであって、例えば弁軸２０の回転角に応じ
て抵抗値を可変にする周知の摺動抵抗器である。

【００２９】ここで、本発明の要部である弁ハウジング
１０、特に吸気通路１０ａを形成する外周壁部１１、お
よび弁軸２０を回転自在に支承する軸受部１を加熱可能
にする構造上の特徴について、以下説明する。

【００３０】図１、２に示すように、外周壁部１１の内
部には、外周壁部１１の内周壁１１ａと軸受部１２ａ、
１２ｂとで形成される空間Ｒを有する中空部１５が設け
られている。

【００３１】詳しくは、この内周壁１１は、吸気通路１
０ａに対向し、空間Ｒを囲む吸気通路壁１１ａ１と、吸
気通路１０ａには対向せず、空間Ｒを囲む空間外周壁１
１ａ２となり、吸気通路壁１１ａ１と空間外周壁１１ａ
２との間には、軸受部１２が架橋するように気密に固定
されている。従って、この中空部１５は、吸気通路壁１
１ａ１の外周に略円環状に形成されている。

【００３２】この空間外周壁１１ａ２には、中空部１５
の空間Ｒに、加熱媒体、例えば温水を導入、導出する接
続管１６ａ、１６ｂが設けられている。この接続管１６
ａ、１６ｂは、図１に示すように、それぞれゴム製ホー
ス等の配管８１が気密に接続されている。配管８１に
は、抜け防止具であるクランプ８２が設けらている。

【００３３】なお、加熱媒体は、空間Ｒへ導入、導出し
て循環可能な流動体であればよく、液体、気体いずれで
もよい。以下本発明の実施形態では、加熱媒体を温水で
説明する。

【００３４】この温水は、図１の矢印方向に接続管１６
ａから円環状の中空部１５へ流入して、内周壁１１ａ、
特に吸気通路壁１１ａ１の外周および軸受部１２ａ、１
２ｂの外周に沿って流れ、接続管１６ｂより流出する。

【００３５】これにより、中空部１５は、空間Ｒに温水
が循環されることで、加熱媒体循環通路（以下、温水循
環通路とよぶ）を形成することができる。しかも、気密
可能な中空部１５を、樹脂成形された弁ハウジング１０
の内部に形成するので、空間Ｒの大きさに応じて、温水
循環通路の容積を拡大可能である。したがって、本発明
の中空部１５を有する吸気絞り装置１は、温水循環通路
の容積拡大ができるので、凍結を防止するための加熱能
力の向上が可能である。

【００３６】また、中空部１５の空間Ｒに導入される温
水は、空間Ｒに面する吸気通路壁１１ａ１と軸受部１２
ａ、１２ｂを直接加熱できるので、吸気通路１０ａ、弁
体３０、弁軸２０の凍結防止が確実にできる。

【００３７】樹脂材からなる弁ハウジング１０の製造方
法としては、中空部１５を樹脂ブロー成形、あるいは、
溶融中子による樹脂成形等により形成する方法を用いれ
ばよい。なお、樹脂ブロー成形または溶融中子による樹
脂成形を用いれば、弁ハウジング１０は一体成形可能で
あるが、後述する第２の変形例のように弁ハウジング１
０を分割成形した後にこの分割した弁ハウジングを接合
等により一体的に形成してもよい。

【００３８】これにより、吸気絞り装置に温水を循環さ
せる空間Ｒをシールガスケット等の気密部材を介して一
体的に形成する構成に比べて、気密漏れ等に係る信頼性
低下を防止可能である。

【００３９】（第１の変形例）第１の変形例として、外
周壁部１１の内周壁１１ａ、特に吸気通路壁１１ａ１に
インサートコア６０を、上記実施形態にて説明した構成
に加えたものを、図３に従って以下説明する。図３は、
本変形例である吸気絞り装置１の要部を表す断面図であ
る。

【００４０】図３に示すように、インサートコア６０
が、環状に金属製で形成され、弁体３０の全閉状態近
傍、すなわち弁軸２０の回転角が全閉位置近傍の範囲に
設けられている。

【００４１】これにより、樹脂材に比べて熱伝導性のよ
い金属材のインサートコア６０を配置でき、従って加熱
能力が向上できる。

【００４２】また、このインサートコア６０は、弁体３
０が全閉位置近傍の範囲、つまり弁体３０と吸気通路１
０ａが遊嵌する状態もしくは嵌合する状態にある範囲に
配置されるので、確実に凍結防止が可能である。

【００４３】なお、インサートコア６０を弁ハウジング
１０内に設ける製造方法としては、図３に示すように弁
ハウジング１０を樹脂成形する際、インサートコア６０
を鋳込む方法に限らず、後述する第２の変形例のように
弁ハウジング１０を分割して樹脂成形しその後インサー
トコア６０を分割成形した弁ハウジングに挟み込む方法
を用いてもよい。

【００４４】（第２の変形例）第２の変形例として、中
空部１５を有する弁ハウジング１０が分割成形後に接合
することで一体的に形成される構成を、図４に従って以
下説明する。図４は、本変形例である吸気絞り装置１の
要部を表す断面図である。

【００４５】図４に示すように、弁ハウジング１０は、
樹脂成形時には、第１のハウジング分割部１０ｕと第２
のハウジング分割部１０ｄとに分割されて樹脂形成され
ており、第１のハウジング分割部１０ｕは外周壁部１１
ｕと軸受部１２ａｕ、１２ｂｕとから構成され、第２の
ハウジング分割部１０ｄは外周壁部１１ｄと軸受部１２
ａｄ、１２ｂｄとから構成されている。さらに、この第
１のハウジング分割部１０ｕと第２のハウジング分割部
１０ｄは、振動溶接等を用いて接合することで、外周壁
部１１、軸受部１２ａ、１２ｂ、および空間Ｒを有する
中空部１５が一体的に形成されている。

【００４６】また、分割成形される第１のハウジング分
割部１０ｕ、第１のハウジング分割部１０ｄのうち、図
４に示すように第１のハウジング分割部１０ｕには、中
空部１５の空間Ｒに温水を導入、導出する接続部１６
ａ、１６ｂが設けられている。なお、接続部１６ａ、１
６ｂは、第１のハウジング分割部１０ｕ、第１のハウジ
ング分割部１０ｄのうち、どちらに設けてもよい。

【００４７】これにより、本変形例の吸気絞り装置１
は、上述の実施形態と同様に、空間Ｒの大きさに応じて
中空部１５温水循環通路の容積拡大ができるので、凍結
防止をする加熱能力向上が可能である。また、中空部１
５の空間Ｒに導入される温水は、空間Ｒに面する外周壁
部１１の吸気通路壁１１ａ１と軸受部１２ａ、１２ｂを
直接加熱できるので、吸気通路１０ａ、弁体３０、弁軸
２０の凍結防止が確実にできる。

【００４８】さらに、弁ハウジング１０を分割して樹脂
成形するので、ブロー成形等を用いた一体樹脂成形の場
合に比べて、樹脂成形する弁ハウジング１０、つまり第
１のハウジング分割部１０ｕと第２のハウジング分割部
１０ｄの型設計が容易になり、従って型コスト等の樹脂
成形に係る製造コストが低減できる。このため、安価な
吸気絞り装置１の提供が可能となる。

【００４９】なお、図４に示すように、インサートコア
６０を第１のハウジング分割部１０ｕと第２のハウジン
グ分割部１０ｄの間に挟み込んでもよい。これにより、
上述の実施形態と同様に、樹脂材に比べて熱伝導性のよ
い金属製のインサートコア６０を配置できる。また、こ
のインサートコア６０は、弁体３０が全閉位置近傍の範
囲、つまり弁体３０と吸気通路１０ａが遊嵌する状態も
しくは嵌合する状態にある範囲に配置されるので、確実
に凍結防止が可能である。

【００５０】（第３の変形例）第３の変形例としては、
中空部１５を有する弁ハウジング１０が分割成形後に接
合することで一体的に形成される構成であって、温水を
導入、導出する接続管１６ａ、１６ｂも、分割成形後に
接合するとき一体的に形成されるものである。

【００５１】図５に示すように、接続管１６ａ、１６ｂ
は、樹脂成形される第１のハウジング分割部１０ｕと一
体成形される接続管部１６ａｕ、１６ｂｕと、樹脂成形
される第２のハウジング分割部１０ｄと一体成形される
接続管部１６ａｄ、１６ｂｄとがそれぞれ一体的に接合
されている。

【００５２】このため、接続管１６ａ、１６ｂは、型設
計（詳しくは、型割面、型抜き方向等）を考慮して、配
管８１の抜け防止用のバルジ１６ａｓ、１６ｂｓを設け
ることが可能である。

【００５３】吸気絞り装置１に温水を循環させるために
つなぐ配管８１の抜け防止が確実にできるようになり、
従って吸気絞り装置１の気密漏れ等に係る信頼性低下を
確実に防止可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の吸気絞り装置の概略構成を
表す外観構成図である。

【図２】図１中の本発明の要部を示すＩＩ−ＩＩ方向か
らみた断面図である。

【図３】第１の変形例である吸気絞り装置の要部を表す
断面図である。

【図４】第２の変形例である吸気絞り装置の要部を表す
断面図である。

【図５】第３の変形例である吸気絞り装置の要部を表す
断面図である。

【符号の説明】

１ 吸気絞り装置 １０ 弁ハウジング １０ａ 吸気通路 １１ 外周壁部 １１ａ 内周壁（外周壁部１１の内周） １１ａ１、１１ａ２ （外周壁部１１の）吸気通路１０
ａに対向する吸気通路壁、内周壁 １２ａ、１２ｂ 軸受部 １５（１５ａ、１５ｂ） 中空部 １６ａ、１６ｂ 中空部１５へ加熱媒体（温水）を導
入、導出する接続管 ２０ 弁軸 ３０ 弁体 ４０ レバー（弁軸２０に回動力を伝える伝達部） ５０ 回転角センサ ６０ インサートコア ８１ 配管 ８２ クリップ ２００ エアフィルタ ３００、３００ａ 内燃機関、インテークマニホルド Ｒ 空間

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/10 Ｆ０２Ｄ 9/10 Ｃ Ｆ０２Ｍ 31/10 Ｆ０２Ｍ 31/10 Ｇ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂材からなり、吸気通路を形成する弁
   ハウジングと、 該弁ハウジング内に回転自在に支承された弁軸と、 該弁軸に固定され、前記吸気通路の開口面積を可変にす
   る弁体とを備えた内燃機関の吸気装置において、 前記弁ハウジングは、前記吸気通路を形成する外周壁部
   と、前記弁軸の両端部を回転自在に支承する軸受部を備
   えており、 前記外周壁部の内部には、前記外周壁部の内周と前記軸
   受部とで形成される気密可能な空間となる中空部を有す
   ることを特徴とする内燃機関の吸気絞り装置。
2. 【請求項２】 前記中空部は、前記弁ハウジングが２分
   割されて樹脂成形されたハウジング分割部からなり、該
   両ハウジング分割部が気密に接合されていることを特徴
   とする請求項１に記載の内燃機関の吸気絞り装置。
3. 【請求項３】 前記弁ハウジングは、前記両ハウジング
   分割部が接合されるとき、前記中空部に加熱媒体を導
   入、導出可能な接続管を形成することを特徴とする請求
   項２に記載の内燃機関の吸気絞り装置。
4. 【請求項４】 前記外周壁部には、前記弁体が前記弁軸
   と共に全閉側に回転時に前記吸気通路と遊嵌可能な範囲
   に、インサートコアが配置されていることを特徴とする
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関
   の吸気絞り装置。