JP2005299599A - スロットル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】四輪バギー車や二輪自動車などの車両に搭載される内燃機関用のスロットル装置において、燃料がスロットル開度センサの内部に浸入するのを阻止する。
【解決手段】スロットルボディ２のセンサ取付部２ａに遊び気室７を形成する。遊び気室７の地側に燃料排出管２６を接続し、燃料排出管２６をスロットルバルブ５の上流側などの負圧部に連通させる。遊び気室７の天側に吸気管２７を接続し、吸気管２７をエアクリーナの下流側に連通させる。これにより、燃料がスロットルボディ２の遊び気室７に浸入した段階で、負圧を利用して燃料を強制的に排出することができる。また、アイドル回転時の空気量のばらつきを抑制し、ごみ詰まりによる吸気管２７および燃料排出管２６の閉塞を防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、四輪バギー車（ＡＴＶ）や四輪自動車、二輪自動車などの車両に搭載される内燃機関用のスロットル装置に関するものである。

この種のスロットル装置１においては、図３に示すように、スロットルバルブ５の開度を検出するため、スロットルボディ２にスロットル開度センサ６が取り付けられている。そして、スロットルボディ２のセンサ取付部２ａとスロットル開度センサ６との隙間に外部から水が浸入する恐れがあるため、これを排水する必要がある。

従来、この排水対策として、スロットルボディ２のセンサ取付部２ａに水抜き穴（図示せず）を大気に開放する形で設けておき、センサ取付部２ａとスロットル開度センサ６との隙間に外部から水が浸入した場合は、この水抜き穴から排水するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３０９９６８号公報

しかし、このスロットル装置１では、こうした排水対策に加えて、燃料排出対策を講じる必要もある。

すなわち、ガソリンなどの燃料は、シリンダ（図示せず）側からスロットル装置１側へ逆流し、スロットルシャフト３とＶシール８との隙間を通ってスロットルボディ２の遊び気室７に浸入する場合がある。

ここで、Ｖシール８およびリップシール９の締め代を大きくすれば、こうした燃料の浸入を抑止することができるが、スロットルシャフト３やロータ６ａは回転する部品であるため、燃料の浸入を完全に阻止することは極めて困難となる。したがって、これ以外の有効な燃料排出対策を講じなければならない。

なお、上述した水抜き穴と同様に、スロットルボディ２のセンサ取付部２ａに燃料抜き穴（図示せず）を設けたとしても、それが大気開放型である限り、穴詰まりを起こしたときに、燃料抜き穴としての機能を十全に果たせなくなる。さらに、ガソリンなどの燃料は水に比べて粘性が高いことから、この燃料抜き穴から排出しきれずに滞留してしまう危険性がある。

本発明は、このような事情に鑑み、スロットルボディの遊び気室に燃料が浸入した段階で、この燃料を負圧を利用して強制的に排出することにより、燃料がスロットル開度センサの内部にまで浸入するのを未然に阻止することが可能なスロットル装置を提供することを目的とする。

まず、請求項１に係る発明は、スロットルボディを有し、前記スロットルボディにスロットルシャフトが回動自在に設けられ、前記スロットルシャフトに、吸気通路を開閉するスロットルバルブが設けられ、前記スロットルボディと前記スロットルシャフトとの間にシール部材が設けられ、前記スロットルボディに、前記スロットルシャフトの回転角度から前記スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサが取り付けられたスロットル装置であって、前記シール部材と前記スロットル開度センサとの間の遊び気室に、負圧部に連通した燃料排出管が接続されていることを特徴とする。
また、請求項２に係る発明は、前記燃料排出管の接続元は、前記遊び気室の地側であることを特徴とする。
また、請求項３に係る発明は、前記負圧部は、前記スロットルバルブの上流側であることを特徴とする。
また、請求項４に係る発明は、前記遊び気室には、吸気管が接続されていることを特徴とする。
また、請求項５に係る発明は、前記吸気管の接続元は、前記遊び気室の天側であることを特徴とする。
また、請求項６に係る発明は、前記吸気管の接続先は、サクションバルブであることを特徴とする。

本発明によれば、燃料がスロットルボディの遊び気室に浸入した段階で、負圧を利用して燃料を強制的に排出することにより、燃料がスロットル開度センサの内部にまで浸入するのを未然に阻止することができる。

その結果、スロットル開度センサの内部が燃料に侵される心配はない。したがって、スロットルバルブの開度を適正に検出し続けることができるとともに、長期にわたって使用してもスロットル開度センサとしての機能や耐久性に悪影響を及ぼす事態の発生を回避することができる。

このとき、燃料排出管の接続元が遊び気室の地側であると、遊び気室内の燃料を最後の一滴まで残らず排出することができる。

また、負圧部がスロットルバルブの上流側であると、アイドル回転時の空気量のばらつきを抑制することができる。

さらに、遊び気室に吸気管が接続されていると、遊び気室内の燃料を空気と置換する形で円滑に排出することができる。

このとき、吸気管の接続元が遊び気室の天側であると、遊び気室内に燃料が充満している場合でも、遊び気室内の燃料を支障なく排出することができる。

また、吸気管の接続先がサクションバルブであると、常にクリーンエア（清浄な空気）を遊び気室に取り込めるため、ごみ詰まりによる吸気管および燃料排出管の閉塞を防ぐことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

内燃機関１０は、図２に示すように、円筒状のシリンダ１２を有しており、シリンダ１２内にはピストン１１が上下方向に摺動自在に嵌挿されている。また、シリンダ１２の上側にはシリンダヘッド１３が装着されている。シリンダヘッド１３には、吸気ポート２４を開閉する吸気弁１４が設けられているとともに、排気ポート２５を開閉する排気弁１５が設けられている。また、シリンダヘッド１３には点火プラグ１７がシリンダ１２内の燃焼室１２ａに向けて取り付けられている。さらに、シリンダヘッド１３には吸気通路１６が吸気ポート２４に連通する形で接続されており、吸気通路１６の先端部（上流側）にはエアクリーナ１８が取り付けられている。また、吸気通路１６には、エアフローセンサ１９がエアクリーナ１８の下流側に取り付けられているとともに、フューエルインジェクタ２０が吸気ポート２４に向けてガソリンなどの燃料を噴射しうるように装着されている。

ところで、吸気通路１６は、図２に示すように、その一部にベンチュリ管１６ａが形成されており、このベンチュリ管１６ａにはスロットル装置１が組み込まれている。このスロットル装置１は、図１に示すように、スロットルボディ２を有している。スロットルボディ２内には円柱状のスロットルシャフト３が軸受（図示せず）を介して回動自在に取り付けられており、スロットルシャフト３には円盤状のスロットルバルブ５が固着されている。また、スロットルボディ２にはセンサ取付部２ａが形成されており、センサ取付部２ａにはスロットル開度センサ６が取り付けられている。ここで、スロットル開度センサ６のロータ６ａはスロットルシャフト３に係合しており、ロータ６ａの回転角度、すなわちスロットルシャフト３の回転角度からスロットルバルブ５の開度を検出することができる。さらに、センサ取付部２ａには遊び気室７が、スロットル開度センサ６の下方（つまり、吸気通路１６側）に形成されている。なお、スロットルシャフト３とスロットルボディ２との間には、シール部材としてＶシール８が、吸気通路１６から遊び気室７への燃料漏れを阻止するように装着されている。また、スロットル開度センサ６のロータ６ａとスロットルボディ２との間にはリップシール９が、遊び気室７からスロットル開度センサ６内への燃料浸入を阻止するように装着されている。

そして、遊び気室７の地側には、図１および図２に示すように、燃料排出管２６が接続されており、燃料排出管２６の先端はスロットルバルブ５の上流側のベンチュリ管１６ａ部分に連通している。また、遊び気室７の天側には吸気管２７が接続されており、吸気管２７の先端はエアクリーナ１８の下流側の吸気通路１６部分に連通している。

また、内燃機関１０は、図２に示すように、運転状態を制御するエンジンコントロールユニット２２を備えており、エンジンコントロールユニット２２は、アクセルペダル２３、エアフローセンサ１９、スロットル開度センサ６、スロットル装置１、フューエルインジェクタ２０、点火プラグ１７とそれぞれ信号線で結ばれている。

内燃機関１０は以上のような構成を有するので、この内燃機関１０が駆動されると、エンジンコントロールユニット２２は、アクセルペダル２３、エアフローセンサ１９、スロットル開度センサ６からの検出信号に基づき、スロットル装置１、フューエルインジェクタ２０、点火プラグ１７を適正に制御する。

すなわち、まず外気が、図２に示すように、エアクリーナ１８を通って吸気通路１６内に燃焼空気として取り込まれた後、エアフローセンサ１９を通過する。このとき、この燃焼空気の流速がエアフローセンサ１９で検出され、エンジンコントロールユニット２２に送出される。

次に、この燃焼空気は、ベンチュリ管１６ａで流速を速めつつスロットル装置１を通過する。ここで、運転者が操作するアクセルペダル２３の踏み込み量は、エンジンコントロールユニット２２に送出されているので、このアクセルペダル２３の踏み込み量に応じてスロットルバルブ５の開度が変化し、それに対応して燃焼空気の流量が増減する。そして、このスロットルバルブ５の開度は、スロットル開度センサ６で検出され、エンジンコントロールユニット２２に送出される。

こうしてスロットル装置１を通過した燃焼空気は、吸気通路１６内を下流側に供給され、フューエルインジェクタ２０から噴射されたガソリンなどの燃料と混合されて混合気となった後、吸気ポート２４を経てシリンダ１２の燃焼室１２ａに送り込まれる。

このようにして内燃機関１０を駆動する際、運転条件や気候などの影響を受け、燃料がシリンダ１２側からスロットル装置１側へ逆流し、スロットルシャフト３とＶシール８との隙間を通って遊び気室７に浸入する場合がある。しかし、遊び気室７には、スロットルバルブ５の上流側のベンチュリ管１６ａ部分、つまり負圧部に連通する燃料排出管２６が接続されているので、遊び気室７内の燃料は、ベンチュリ管１６ａ内の負圧によって吸引される形で、直ちに燃料排出管２６を通ってベンチュリ管１６ａに排出される。

このとき、燃料排出管２６の接続元は遊び気室７の地側であるため、遊び気室７内の燃料を最後の一滴まで残らず排出することができる。また、燃料排出管２６の接続先はスロットルバルブ５の上流側であるため、アイドル回転時の空気量のばらつきを抑制することができる。加えて、遊び気室７には吸気管２７が接続されているので、遊び気室７内の燃料は、吸気管２７を介して遊び気室７内に取り込まれる空気と置換される形で円滑に排出される。しかも、吸気管２７の接続元は遊び気室の天側であるため、たとえ遊び気室７内に燃料が充満したとしても、吸気通路を確保しうることから、遊び気室７内の燃料の円滑な排出を支障なく行うことができる。さらに、吸気管２７の接続先はエアクリーナ１８の下流側の吸気通路１６部分であるため、常にクリーンエア（清浄な空気）を遊び気室７に取り込むことができる。その結果、吸気管２７や燃料排出管２６がごみ詰まりによって閉塞する事態の発生を未然に防ぐことができる。

このように、遊び気室７に燃料が浸入した場合、その燃料は負圧を利用して直ちに排出されるので、燃料がスロットル開度センサ６のロータ６ａとリップシール９との隙間を通ってスロットル開度センサ６の内部にまで浸入する恐れはない。

したがって、スロットル開度センサ６の内部が燃料に侵される心配はない。そのため、スロットル開度センサ６は、スロットルバルブ５の開度を適正に検出し続けることができるとともに、長期にわたって使用してもスロットル開度センサ６としての機能や耐久性に悪影響を及ぼす事態の発生を回避することができる。

なお、上述の実施形態においては、遊び気室７に接続された燃料排出管２６をスロットルバルブ５の上流側のベンチュリ管１６ａ部分に連通させた場合について説明したが、遊び気室７に浸入した燃料を負圧を利用して排出することが本発明の要であるため、燃料排出管２６の接続先は、負圧部であればどこでもよい。

また、上述の実施形態においては、図２に示すように、遊び気室７に接続された吸気管２７をエアクリーナ１８の下流側に連通させた場合について説明したが、吸気管２７の接続先はエアクリーナ１８の下流側に限られるわけではない。例えば、サクションバルブなどのクリーンエア室（図示せず）に吸気管２７を連通させても構わない。この場合も、大気開放の場合と異なり、常にクリーンエアを遊び気室７に取り込むことができるため、吸気管２７や燃料排出管２６がごみ詰まりによって閉塞する事態の発生を未然に防ぐことができる。

また、上述の実施形態においては、図２に示すように、フューエルインジェクタ２０による燃料噴射式の内燃機関１０について説明したが、キャブレタ式の内燃機関（図示せず）に本発明を適用することも可能であり、四輪自動車はもとより、二輪自動車、四輪バギー車など、内燃機関を具備する車両に適用可能である。

本発明に係るスロットル装置の一実施形態を示す断面図である。 図１に示すスロットル装置が組み込まれた内燃機関の一例を示す概略構成図である。 従来のスロットル装置の一例を示す断面図である。

符号の説明

１……スロットル装置
２……スロットルボディ
２ａ……センサ取付部
３……スロットルシャフト
５……スロットルバルブ
６……スロットル開度センサ
６ａ……ロータ
７……遊び気室
８……Ｖシール（シール部材）
９……リップシール
１０……内燃機関
１６……吸気通路
１６ａ……ベンチュリ管
１８……エアクリーナ
２６……燃料排出管
２７……吸気管

Claims (6)

1. スロットルボディを有し、
   前記スロットルボディにスロットルシャフトが回動自在に設けられ、
   前記スロットルシャフトに、吸気通路を開閉するスロットルバルブが設けられ、
   前記スロットルボディと前記スロットルシャフトとの間にシール部材が設けられ、
   前記スロットルボディに、前記スロットルシャフトの回転角度から前記スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサが取り付けられたスロットル装置であって、
   前記シール部材と前記スロットル開度センサとの間の遊び気室に、負圧部に連通した燃料排出管が接続されていることを特徴とするスロットル装置。
2. 前記燃料排出管の接続元は、前記遊び気室の地側であることを特徴とする請求項１に記載のスロットル装置。
3. 前記負圧部は、前記スロットルバルブの上流側であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスロットル装置。
4. 前記遊び気室には、吸気管が接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスロットル装置。
5. 前記吸気管の接続元は、前記遊び気室の天側であることを特徴とする請求項４に記載のスロットル装置。
6. 前記吸気管の接続先は、サクションバルブであることを特徴とする請求項４又は５に記載のスロットル装置。
   

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