JP2004512451A - 孔部が楕円形の電子制御式スロットル弁 - Google Patents

Abstract

本発明は、全高が低くなるように空気流路及びスロットル弁を楕円形にしたスロットル組立体である。空気流路は、スロットル本体の高さが低くなるように形状を調整した孔部を有する。スロットル弁は、空気通路を流れる空気流量を調整するために、開位置と、閉位置との間で回転する。空気流路は形状調整部を有し、スロットル弁は周面部を有する。形状調整部は、空気流路内において、スロットル弁の所定の回転量につき、スロットル弁の端縁部と、空気流路との間に所定の距離が維持されるように配置されている。

Description

【０００１】
【発明の背景】
本発明は、自動車エンジンの吸気マニホルドに取り付けられる楕円形のスロットル本体に関する。
【０００２】
通常、スロットル本体は、自動車エンジンの吸気マニホルドに取り付けられ、空気流路内にあって吸気マニホルドへの空気流量を調整するスロットル弁を有する。スロットル本体は、通常、アルミニウム鋳造プロセスにより製造される。アルミニウム鋳造プロセスは、重要な全ての寸法に確実に合致させるため仕上加工を必要とする。空気流路及びスロットル本体全体の形状は、仕上加工プロセスの能力による制約を受ける。形状が標準でないスロットル本体は、製造が複雑で、コストが高くなるため、かかる標準でない形状の使用は望ましくない。アルミニウム鋳造プロセスにより製造した鋳造表面と比べると、プラスチック成形プロセスは、重要な寸法をより正確に且つ一貫して維持することが可能である。スロットル本体をプラスチック成形により製造すると、仕上加工の必要性が減少するか消滅し、コストが安く、標準でない形状の使用が可能となる。
【０００３】
スロットル本体内に位置するスロットル弁も、プラスチックにより製造可能である。スロットル弁の設計に当たり非常に重要な１つの注意すべき点は、動作時にスロットル弁が撓む量である。詳述すると、吸気マニホルドは、動作時にスロットル弁に真空負荷を加える。真空負荷は、スロットル弁が閉位置にある時最も大きい。真空負荷が加わると、スロットル弁の端縁部が撓み、開度が所望の値よりも大きくなって、エンジンのアイドリングが不安定になる。スロットル弁が繰り返し撓むと、スロットルプレートを劣化させることになる。
【０００４】
自動車のスタイル傾向は、自動車のフードラインを低くして、エンジンコンパートメントを小さくする方向にあり、自動車会社はフードの下の全コンポーネントのサイズの減少圧力を受けている。
【０００５】
上記理由により、スロットル本体を楕円形にして、消費者の要求に答え、スロットル弁の撓みを最小限に抑えることが望ましく、また必要である。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、最大幅が最大高さより大きくなるように構成したスロットル組立体を提供する。
【０００７】
好ましい実施例のスロットル本体は、その全高が減少するように楕円形にした空気流路と、スロットル弁とにより構成されている。空気流路は、スロットル本体の高さの減少を可能にする形状にした孔部を有する。スロットル本体は、内燃機関の吸気マニホルドに取り付けられ、高さと、幅とを有する空気流路を画定する。スロットル弁は、空気流路を流れる空気流量を調整するために開位置と、閉位置との間で回転可能である。空気流路と、スロットル弁とは、最大幅が最大高さより大きい楕円形である。空気流路は形状調整部を有し、スロットル弁は、周面部を有する。形状調整部は、空気流路内において、スロットル弁の所定の回転量について、スロットル弁の周面部と、空気流路との間に一定の距離が維持されるように配置されている。さらに、この形状調整部と、孔部の楕円形との組み合わせにより、スロットル弁の開度が小さければ、空気流路の空気流量の制御性が改善されるが、その理由は、楕円形の孔部では、同様な円形の孔部と比べて形状調整部の面積に対する形状調整表面の比率が大きいからである。
【０００８】
本発明は、プラスチック成形法の利用により、現在の設計要求を満たし、真空負荷により生じるスロットルプレートの撓み量を減少させる、小型で、コンパクトなコンポーネントを製造するという目的を達成する。さらに、本発明は、スロットル本体を流れる空気流量の制御性を改善する形状調整部を備えた空気流路を提供する。
【０００９】
【好ましい実施例の詳細な説明】
幾つかの図面を通して同一参照番号が同一または対応部品を指示する添付図面を参照して、本発明は、内燃機関の吸気マニホルドに装着されるスロットル組立体１０を提供する。図１を参照して、スロットル組立体は、高さが１６で、幅が１８の空気流路１４を画定するスロットル本体１２を有する。スロットル弁２０は、軸Ａを中心として回転自在にシャフト２２に取り付けられている。スロットル弁２０は、開位置と、閉位置との間で回転して、空気流路１４を流れる空気流量を調整する。シャフト２２は、空気流路からハウジング２６内へ延びる第１の端部２４を有する。電気モータ３０により駆動されるリンク機構２８は、ハウジング２６内に配置されている。
【００１０】
空気流路１４と、スロットル弁２０とは、最大幅１８が最大高さ１６より大きくなるように構成されている。スロットル本体２０の形状は、任意の正方形または曲線形状でもよい。本発明の好ましい実施例は、プラスチックにより製造される電子制御式スロットル組立体である。スロットル組立体１０は、空気流路１４を画定するスロットル本体１２を有する。空気流路１４は楕円形であるのが好ましい。空気流路１４が楕円形でも、円形の空気流路に等しい面積が得られるが、その高さは低くなる。
【００１１】
シャフト２２に取り付けたスロットル弁２０は、空気流路１４の形状に対応する楕円形である。好ましい実施例において、このスロットル弁はプラスチックで成形されたものである。スロットル本体１２が取り付けられる吸気マニホルド（図示せず）は、真空負荷を発生させる。吸気マニホルドにより発生される真空負荷は、スロットル弁２０を吸引するため、スロットル弁２０の端縁部３２を撓曲させる。楕円形のスロットル弁２０は、従来の円形スロットル弁と比較すると、スロットル弁２０の端縁部３２と、シャフト２２との間の距離が短い。スロットル２０の端縁部３２と、シャフト２２との間の距離が短いため、スロットル弁２０の剛性が増加して、撓みが減少するかなくなる。
【００１２】
スロットル本体１２は、エンジンの頂部に取り付けられ、自動車のフードに非常に近接する位置にある。スロットル本体１２を楕円形にすることにより、フードと、スロットル本体１２との間隔が増加し、またフードラインをエンジンの方に低く近付けることが可能となる。
【００１３】
図２を参照して、空気流路１４はスロットル弁２０の下流側に形状調整部３４を有する。この形状調整部３４は、スロットル弁２０の端縁部３２と、空気流路１４との間に、スロットル弁２０の所定の回転量について所定の距離が維持されるように配置されている。スロットル弁２０は、空気の流れを遮る面積の大きさを変化させることにより、空気流路１４を流れる空気の流量を調整する。形状調整部３４が存在しないと、スロットル弁２０の回転に付随する面積の変化率はスロットル弁２０の全回転を通して一定である。
【００１４】
空気流路の形状調整部３４は、スロットル弁２０の位置に応じて空気流路の変化率を異なる値にすることができる。形状調整部３４は、スロットル弁２０の回転の一部を通して、スロットル弁２０の端縁部３２のラジアルパス３６とマッチし、スロットル弁２０が開位置の方へ回転するにつれてスロットル弁２０から徐々に遠ざかる。この構成により、空気流路の面積はスロットル弁２０の位置に応じて異なるレートで変化する。さらに、この形状調整部と、スロットル弁２０の楕円形との組み合わせにより、スロットル弁２０の小さい開度で空気流量の制御性が増加する。制御性の増加は、円形の空気流路及びスロットル弁と比較して、楕円形のスロットル弁２０及び空気流路１４により与えられる形状調整部の面積に対する形状調整表面の比率が大きいことによる。
【００１５】
好ましい実施例は、スロットル弁２０の下流側３８に設けた形状調整部３４を有する。この形状調整部３４は、スロットル弁２０に、閉位置から、その閉位置から約３０°の点まで追従する。
【００１６】
形状調整部３４は、スロットル弁２０の端縁部３２の回転パス３６から離脱するようにテイパーしているため、スロットル弁２０の回転に応じて変化率が大きくなる。好ましい実施例において、形状調整部３４は所定の距離を有し、この距離はスロットルの開度３０°に沿って変化する。好ましい実施例の形状調整部３４は、スロットル弁端縁部のパス３６から離れる方向に連続してテイパーすることにより、空気流路を介する面積の変化率を徐々に増加させる。形状調整部３４を、好ましい実施例よりさらにスロットル本体１２の端縁部３２の回転パスに追従させて、空気流路１４の面積の変化率を制御するようにしてもよい。
【００１７】
好ましい実施例のスロットル組立体１０はプラスチックで成形されるため、空気流路１４が形状調整部３４を具備するように成形することが可能である。好ましい実施例の形状調整部３４は、スロットル弁の下流側３８に延びている。当業者は、第２の形状調整部をスロットル弁２０の上流側４０にも設けてもよいことを理解されたい。かかる構成では、形状調整部３４は、スロットル弁２０の周りに延びる。
【００１８】
上記説明は例示的であり、重要な仕様を説明するものではない。本発明を例示的に説明したが、使用した用語は限定的でなく例示的なものとして意図されている。本発明の多数の変形例及び設計変更が上記開示に鑑みて可能であろう。本発明の好ましい実施例を図示説明したが、当業者は、本発明の範囲内にある特定の変形例及び設計変更が包含されることがわかるであろう。本発明は、頭書の特許請求の範囲において、図示説明したものとは別の態様で実現可能であることを理解されたい。そのため、特許請求の範囲は、本発明の真の範囲を決定するために検討すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、楕円形の空気流路及びスロットル弁を有するスロットル組立体の正面図である。
【図２】
図２は、スロットル弁の断面図である。

Claims (16)

1. 内燃機関の吸気マニホルドに装着されるスロットル本体であって、
   高さ及び幅を有する空気流路を画定するスロットル本体と、
   高さ及び幅を有し、開位置と、閉位置との間で回転して空気流路の流量を調整するスロットル弁とより成り、空気流路と、スロットル弁とはそれぞれ最大幅が最大高さより大きいスロットル組立体。
2. 空気流路と、スロットル弁とは、楕円形である請求項１の組立体。
3. 空気流路は、スロットル弁の所定の回転量について、スロットル弁の周面部と、空気流路との間に所定の距離が維持されるような形状調整部を有する請求項１の組立体。
4. 形状調整部は、スロットル弁の下流側に位置している請求項３の組立体。
5. 形状調整部は、スロットル弁の上流側に位置している請求項３の組立体。
6. スロットル弁を軸を中心として回転させるシャフトをさらに備えた請求項３の組立体。
7. スロットル弁の所定の回転量は閉位置から３０°である請求項３の組立体。
8. スロットル本体はプラスチック材料で形成されている請求項１の組立体。
9. 空気流路は形状調整部を具備するように成形されている請求項８の組立体。
10. スロットル弁はプラスチック材料により形成されている請求項１の組立体。
11. スロットル弁は空気流路の幅方向に平行に延びる軸を中心として回転する請求項１の組立体。
12. 自動車のプラスチック製電子制御式スロットル弁であって、
    高さ及び幅を有する空気流路を画定するスロットル本体と、
    高さ及び幅を有し、開位置と、閉位置との間で回転して空気流路の空気流量を調整するスロットル弁と、
    軸を中心としてスロットル弁を回転させるように固定されたシャフトとより成り、
    空気流路と、スロットル弁とは、最大幅が最大高さより大きいプラスチック製電子制御スロットル弁組立体。
13. 空気流路と、スロットル弁とは楕円形である請求項１２の組立体。
14. 空気流路は、スロットル弁の所定の回転量について、スロットル弁の周面部と、空気流路との間に所定の距離が維持されるような形状調整部を有する請求項１２の組立体。
15. 電気モータと、シャフト及びスロットル弁を開位置と閉位置との間で回転させるリンク機構とをさらに備えた請求項１２の組立体。
16. 軸は空気流路の幅方向に平行に延びる請求項１２の組立体。