JP2005337041A - 吸気量制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】スロットルボディの内側の形状に自由度を得ることができる組み立てが簡単な吸気量制御装置を提供する。
【解決手段】吸気通路26を有するスロットルボディ10をスロットルシャフト16の軸中心位置で分割した2個のスロットルボディ部材10a,10bから構成し、スロットルシャフト16を挟んで2個のスロットルボディ部材10a,10bを超音波溶接等で固定する。スロットルボディ10を2個のスロットルボディ部材10a,10bで構成するので、スロットルボディ10の内壁等に複雑な形状を形成することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、吸気通路を通過する吸気量をスロットルシャフトに取付けられたスロットルバルブで調整する吸気量制御装置に関する。
吸気量制御装置では一般に、内部に吸気通路を形成したスロットルボディと、吸気通路を通過する吸気量を調整するスロットルバルブと、そのスロットルバルブを備えるものであってスロットルボディに回転自在に保持されるスロットルシャフトとを有している。スロットルボディには軽量で簡素な形状が要求されることから、これに対応できしかもコスト低減を図るために、従来からスロットルボディの素材に合成樹脂が使用されている。
寒冷地では、スロットルボディの内壁とスロットルバルブとの間やスロットルボディの内壁とスロットルシャフトとの間に水分が氷結して、スロットルバルブが円滑に作動しないという不具合があった。この不具合を解消するものとして、スロットルボディの内壁でスロットルバルブの近傍に、熱伝導性の良い金属製の筒状体を備えるようにした発明が、特許文献1や特許文献2に提示されている。これらの発明は、スロットルボディの内壁に備えられる筒状体を温度の高いエンジン冷却水で加温して氷結を解消し、スロットルバルブを円滑に作動させるようにしたものである。スロットルボディの内壁に金属製の筒状体を備えるものは、スロットルバルブ周りの正確な寸法精度を確保できる利点がある。
実用新案第2541833号公報(第1,2頁、第1,2図) 特開平7−77108号公報(第2,3頁、第1−3図)
特許文献1や特許文献2では、金属製の筒状体を内部に備えて、外側から合成樹脂で鋳込んでスロットルボディを作っている。内部に筒状体を備えて合成樹脂を鋳込んでスロットルボディを作る場合には、スロットルボディにおけるスロットルシャフト穴の位置と金属製の筒状体におけるスロットルシャフト穴の位置との位置合わせが必要となり、樹脂用の鋳型が複雑になるという不具合があった。また、筒状体を内部に鋳込むため、吸気通路内壁の形状に自由度を得ることができないという不具合もあった。更に、スロットルボディと筒状体との接合面から空気が漏れてスロットルバルブでの吸気量を正確に調整できないというおそれがあった。その上、スロットルボディとスロットルシャフトとの間から空気の漏れが発生するというおそれがあった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、スロットルボディの内側の形状に自由度を得ることができる組み立ての簡単な吸気量制御装置を提供するものである。
本発明の吸気量制御装置は、スロットルボディの内部に吸気通路を形成し、前記吸気通路の断面を可変させるスロットルバルブを前記吸気通路の途中に備え、前記スロットルバルブを取付けたスロットルシャフトを前記スロットルボディに回転自在に保持する吸気量制御装置において、前記スロットルボディを前記スロットルシャフトの軸中心位置で分割した2個のスロットルボディ部材から構成し、前記各スロットルボディ部材に前記スロットルシャフトを挟むための2箇所の挟持壁を形成し、前記スロットルシャフトを前記挟持壁に挟んだ状態で前記2個のスロットルボディ部材を固定するようにしたものである。
本発明は、前記スロットルシャフトを保持する保持部を形成した筒状体を有し、前記2個の各スロットルボディ部材の内壁において前記吸気通路に対して直角方向に横断して前記2個の挟持壁の両方と連絡するものであって前記挟持壁における吸気通路方向の幅より広い幅の第一溝を形成し、前記スロットルシャフトを前記保持部に保持した前記筒状体を前記第一溝に嵌合させるようにしたものである。本発明は、前記第一溝において前記吸気通路に対して直角方向に横断するものであって前記挟持空間部に交わらない位置に前記第一溝より深い第二溝を形成し、その第二溝に前記第一溝と前記筒状体の外面との間から空気が漏れるのを防止するための第一Oリングを装着するようにしたものである。本発明は、前記筒状体の外周に外部に突出するフランジを形成し、前記2個のスロットルボディ部材の内壁に前記フランジと嵌合する第四溝を形成するようにしたものである。本発明は、前記2個のスロットルボディ部材の前記挟持壁において、前記スロットルシャフトの軸方向に対して直角な方向に横断する半環状の第三溝を形成し、その第三溝に前記挟持壁と前記スロットルシャフトの外面との間から吸気が漏れるのを防止するための第二Oリングを装着するようにしたものである。本発明は、前記2個のスロットルボディ部材の素材を合成樹脂とするようにしたものである。本発明は、前記2個のスロットルボディ部材を超音波溶接によって固定するようにしたものである。本発明は、前記一方のスロットルボディ部材の外壁にスピゴット部を形成するようにしたものである。本発明は、前記2個のスロットルボディ部材のうちの一方に、スロットルポジションセンサ、吸気温センサ、圧力センサ、アイドルスピードコントロールバルブの少なくとも1個を備えたセンサモジュールを取付けるようにしたものである。本発明は、前記2個のスロットルボディ部材のうちの少なくとも一方に、圧力センサパージ用エアー通路、アイドルスピードコントロールバルブ用エアー通路の少なくとも1個を形成するようにしたものである。
本発明の吸気量制御装置は、スロットルシャフトの中心軸を通る位置で分割した2個のスロットルボディ部材でスロットルボディを構成するもので、スロットルシャフトを挟んで2個のスロットルボディ部材を固定するものである。このため、スロットルボディ部材の内壁に鋳型による自由度を得ることができ、筒状体や複数のOリングや各種の通路等に合わせた形状を形成することができる。また、球状ボア等も簡単に形成することができる。更に、組み立てが簡単で仮組みが可能であるため、今まで難しかったスロットルバルブの取付けも容易になる。
本発明の吸気量制御装置は、Oリングを嵌合するための溝をスロットルボディ部材の内壁に複数個形成することができ、吸気通路の途中に筒状体を備える場合に、スロットルボディと筒状体との接合面にOリングを備えることができ、その接合面から空気が漏れることを防止して、スロットルバルブによる吸気量の調整を正確に行うことができる。更に、スロットルボディとスロットルシャフトとの接合面にOリングを備えることができ、スロットルボディとスロットルシャフトとの接合面からの空気の漏れを防止することができる。
本発明は、スロットルボディをスロットルシャフトの中心軸を通る位置で分割した2個のスロットルボディ部材を組み立てて形成するものである。以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る吸気量制御装置の構成部材の分解構成図、図2は図1に示すスロットルボディの要部分解斜視図、図3は本発明に係る吸気量制御装置の構成部材を組み立てた状態を示す平面図、図4は図3のA−A線の要部断面図、図5は図3のB−B線の要部断面図である。本発明に係る吸気量制御装置は主に、2個のスロットルボディ部材10a,10bから成るスロットルボディ10と、それら2個のスロットルボディ部材10a,10bに挟持される金属製の筒状体12と、スロットルバルブ14を取付けたスロットルシャフト16とを有する。なお、スロットルバルブ14とスロットルシャフト16とは別体として固定手段(図示せず)によって互いに固定しても、スロットルバルブ14とスロットルシャフト16とを樹脂等で一体に構成しても良い。
図1に示す2個のスロットルボディ部材10a,10bは、両端開口の筒を軸方向に2つに分割した形状である。即ち、スロットルボディ10は、スロットルシャフト16の軸中心位置で分割した2個のスロットルボディ部材10a,10bから構成するものである。スロットルボディ部材10a,10bには、その分割位置の外壁の両縁に接合フランジ部18a,18bを有し、それぞれの接合フランジ部18a,18bの途中に接合フランジ部18a,18bに対して直角方向に外側に伸びる半円筒状の軸受用ボス部20a,20bを有する。軸受用ボス部20a,20bの内側は、スロットルシャフト16を挟むための挟持壁22a,22b(図1,図2)となっており、その挟持壁22a,22bの内側にスロットルシャフト16を挿通させるための半円筒状の挟持空間部24a,24b(図1及び図2)が形成される。
2個のスロットルボディ部材10a,10bにおける接合フランジ部18a,18b同士と軸受用ボス部20a,20b同士とを互いに接合させることによって、スロットルボディ10とその内部の吸気通路26とが形成される(図3乃至図5)。また、挟持空間部24aと挟持空間部24bとが合わさることによって、スロットルシャフト16が貫通するための筒状の挟持空間部24(図1,図2,図4)が形成される。
各スロットルボディ部材10a,10bの吸気通路26に対面する内壁には、吸気通路26の進行方向と直角方向に横断するものであって各2個の挟持空間部24a,24bと連絡する第一溝28a,28bが形成される。これらの第一溝28a,28bは、前記筒状体12に嵌合する形状並びに寸法に設定されている。これらの第一溝28a,28bにおける吸気通路26の進行方向の幅H(図1)は、前記挟持空間部24a,24bにおける吸気通路26の進行方向の幅h(図1)より広く設定されている。また、前記挟持壁22a,22bの吸気通路26側の縁の全域が第一溝28a,28bと合致即ち交差する。言い換えると、第一溝28a,28bの幅Hの範囲内に挟持空間部22の幅hが位置するように設定される。
第一溝28a,28bには、幅の狭い半環状の第二溝30a,30bが第一溝28a,28bの深さよりも深い位置に形成されている。この第二溝30a,30bは、吸気通路26の進行方向と直角方向に横断するものであり、挟持壁22a,22b即ち挟持空間部24a,24bと交わることが無い位置での第一溝28a,28bに形成されている。
図2に示すように、前記挟持壁22a,22bに、半環状の第三溝32a,32bが形成される。これら第三溝32a,32bは、スロットルシャフト16の軸方向に対して直角方向となる位置に形成される。
2個のスロットルボディ部材10a,10bにおける接合フランジ部18a,18b同士と軸受用ボス部20a,20b同士とを互いに接合させることによって、スロットルボディ部材10a,10bの内壁に形成される第一溝28a,28bによって円筒状の溝が形成され、第一溝28a,28bの深い位置に形成される半環状の第二溝30a,30bによって環状の溝が形成され、挟持壁22a,22bに形成される半環状の第三溝32a,32bによって環状の溝が形成される。
前記金属製の筒状体12には、一方の外縁から内部に向けて前記スロットルシャフト16の保持部としての2箇所の切欠34(図1で表裏にそれぞれ重なった位置)が形成される。スロットルシャフト16は筒状体12の切欠34に係合する寸法に設定されている。本発明に係る吸気量制御装置の各部材を組立てる場合に、事前に筒状体12の外壁にシール部材としての第一Oリング36を取付ける(図1)。この第一Oリング36の取付け位置は、切欠34と交差しない位置とする。一方、スロットルシャフト16にも、図1に示すように、スロットルバルブ14の付近の両側にシール部材としての第二Oリング38を取付ける。即ち、スロットルシャフト16の両端から内側に向けて第二Oリング38を嵌合挿入して、スロットルバルブ16の近傍に取付け、その後、スロットルシャフト16の一端に索ワイヤプーリ40を取付け、スロットルシャフト16の他端に接触スロットルポジションセンサ42を取付ける。
スロットルボディ部材10a,10bの少なくとも一方の外側には、吸気温センサ、圧力センサ、アイドルスピードコントロールバルブ、アイドルスピードコントローラのうちの一つを備えるセンサモジュール44を取付ける。これは、スロットルボディ部材10a,10bの素材を合成樹脂とすることで、センサモジュール44に対応した複雑な形状を作ることが可能となる。また、スロットルボディ部材10a,10bの少なくとも一方の外側には、センサモジュール44の他に電子制御装置(図示せず)を取付けることも可能である。更に、2個のスロットルボディ部材10a,10bのうちの少なくとも一方に、図示しない圧力センサパージ用エアー通路、アイドルスピードコントロールバルブ用エアー通路のうちの少なくとも1つを形成するようにしても良い。
次に、図1に示す2個のスロットルボディ部材10a,10bと、筒状体12と、スロットルバルブ14等を固定したスロットルシャフト16とを組立てる手順について説明する。先ず、外表面に第一Oリング36を取付けた状態の筒状体12の切欠34に、2個の第二Oリング38と索ワイヤ用プーリ40と非接触スロットルポジションセンサ42を取付けたスロットルシャフト16を係合させる。この係合によって、スロットルバルブ14を筒状体12に保持させる。その後、スロットルボディ部材10a,10bにおいて、互いの接合フランジ部18a,18b同士及び軸受用ボス部20a,20b同士を接合させる。この接合の際に、スロットルボディ部材10a,10baの第一溝20a,20bに筒状体12を嵌合させると共に、第一溝20a,20bに形成された第二溝30a,30bに筒状体12の外表面に取付けた第一Oリング36を嵌合させる。
更に、スロットルシャフト16に取付けた2個の第二Oリング38をスロットルボディ部材10a,10bの挟持壁22a,22bに形成した第三溝32a,32bに嵌合させ、軸受用ボス部20a,20bの挟持壁22a,22bでスロットルシャフト16を挟持する。即ち、スロットルシャフト16は、軸受用ボス部20a,20bの挟持空間部24a,24bで形成される挟持空間部24を貫通する状態となる。
スロットルボディ部材10a,10bの素材を合成樹脂とした場合に、スロットルボディ部材10aの接合フランジ部18aとスロットルボディ部材10bの接合フランジ部18bと、スロットルボディ部材10aのボス部20aとスロットルボディ部材10bのボス部20bとを接合た後、それらのスロットルボディ部材10a,10bの接合部同士を超音波溶着によって溶着させる。これによって、図3乃至図5に示すように、互いに溶着されたスロットルボディ部材10a,10bから成るスロットルボディ10の内部に吸気通路26が形成され、その吸気通路26の途中に筒状体12を備え、吸気通路26における筒状体12の位置にスロットルバルブ14を備える。また、スロットルボディ10にスロットルシャフト16が回転自在に保持され、スロットルバルブ14によって吸気通路26を通過する吸気量を調整することができる。
スロットルボディ部材10a,10bの接合部同士を超音波溶着して成る本発明では、筒状体12の外面と第一溝28a,28bの壁面との間の空気の流通を、第二溝30a,30bに嵌合した第一Oリング36で阻止しているので、スロットルバルブ14の位置の前後における筒状体12の外面と第一溝20の壁面との間から吸気が漏れることがない。また、スロットルシャフト16の外壁と挟持壁22a,22bとの間の空気の流通を、第三溝32a,32bに嵌合した第二Oリング38で阻止しているので、スロットルシャフト16の保持位置から吸気が漏れることがない。
本発明では、スロットルボディ10を2個のスロットルボディ部材10a,10bに分割したもので構成することで、吸気通路26の内壁等の形状に自由度を得ることができる。即ち、各スロットルボディ部材10a,10bに筒状体12を嵌合するための第一溝28a,28bや、第一Oリング36を嵌合するための第二溝30a,30bや、第二Oリング38を嵌合するための第三溝32a,32bや、図示しない圧力センサパージ用エアー通路やアイドルスピードコントロールバルブ用エアー通路等を、スロットルボディ部材10a,10bに形成することができる。従って、筒状体12に第一Oリング36を予め取付けておき、スロットルシャフト16に第二Oリング38を予め取付けておき、筒状体12とスロットルシャフト16とを挟んでスロットルボディ部材10a,10bの接合部同士を超音波溶着で固定するだけで、構成部材を簡単に組立てることができる。また、構成部材を組立てた結果、筒状体12とスロットルボディ10との接触箇所での吸気の漏れを第一Oリング36で防止し、かつスロットルシャフト16とスロットルボディ10との接触箇所での吸気の漏れを第二Oリング38で防止することができる。
なお、前述の説明では、スロットルボディ部材10a,10bの素材を合成樹脂としたが、素材は合成樹脂以外のものであっても良い。少なくとも一方を合成樹脂以外の素材とした場合には、ボルト等の従来既知の固定手段でスロットルボディ部材10aとスロットルボディ部材10bとを固定する。合成樹脂以外の素材を用いた場合には、接合箇所のシール性を確保しなければならない。このことから、スロットルボディ部材10a,10bの素材を合成樹脂とすれば、溶着するだけで接合箇所のシール性を確保した状態でスロットルボディ部材10a,10bを固定することができ、製造コストを低減することができる。
次に、本発明に係る吸気量制御装置の他の実施例について説明する。図6は本発明に係る吸気量制御装置の他の実施例を示す構成部材の分解構成図、図7は図6の構成部材を組み立てた状態を示す正面図である。図6及び図7において、図1乃至図5と異なる点はスロットルボディ部材の形状のみである。スロットルボディ50は、合成樹脂を素材とするスロットルボディ部材50aとスロットルボディ部材50bとから成る。2個のスロットルボディ部材50a,50bは、それらを組み合わせて内部に吸気通路26を形成するものであり、スロットルシャフト16の軸中心位置で2つの部材に分割するものとする。この実施例2では、一方のスロットルボディ部材50bの両端付近を筒状として、そのスロットルボディ部材50bの両端付近の筒状の外周面に、エアクリーナや吸気管に接続する際の気密を保つための連結箇所であるスピゴット部52を形成する。スピゴット部52にフランジも含まれるものとする。スピゴット部52を形成するために、一方のスロットルボディ部材50aは、筒状の軸方向の長さの途中の一部を切り取った形状(図6の方向から見て台形形状)とし、他方のスロットルボディ部材50bは、筒状形状からスロットルボディ部材50aを切り取った残りの形状とする。
スロットルボディ部材50aには、その切断箇所の外壁の外縁に接合フランジ部54aを有し、その接合フランジ部54aの途中にスロットルボディ部材50aの長手方向に対して直角方向でかつ外側に伸びる半円筒状の軸受用ボス部20aを有する。スロットルボディ部材50bには、その切断箇所の外壁の外縁に接合フランジ部54bを有し、その接合フランジ部54bの途中にスロットルボディ部材50bの長手方向に対して直角方向でかつ外側に伸びる半円筒状の軸受用ボス部20bを有する。スロットルボディ部材50aとスロットルボディ部材50bとを重ねると、スロットルボディ部材50aの接合フランジ部54aとスロットルボディ部材50bの接合フランジ部54bとは丁度接合する形状に設定されている。また、軸受用ボス部20aと軸受用ボス部20bも丁度接合するように設定されている。
図6及び図7に示す吸気量制御装置においても、スロットルボディ50を2個のスロットルボディ部材50a,50bに分割して構成するものである。よって、吸気通路26の内壁等の形状に自由度を得ることができ、スロットルボディ部材50a,50bに、筒状体12を嵌合するための第一溝28a,28bや、第一Oリング36を嵌合するための第二溝30a,30bや、第二Oリング38を嵌合するための第三溝32a,32bや、図示しない圧力センサパージ用エアー通路やアイドルスピードコントロールバルブ用エアー通路等を形成することができる。従って、筒状体12に第一Oリング36を予め取付けておき、スロットルシャフト16に第二Oリング38を予め取付けておき、筒状体12とスロットルシャフト16とを挟んでスロットルボディ部材50a,50bの接合部同士を超音波溶着で固定するだけで、構成部材を簡単に組立てることができる。更に、スロットルボディ50と筒状体12との接触箇所からの吸気の漏れを第一Oリング36で防止し、かつスロットルボディ10とスロットルシャフト16との接触箇所からの吸気の漏れを第二Oリング38で防止することができる。
次に、本発明に係る吸気量制御装置のその他の実施例について説明する。図8は本発明に係る吸気量制御装置のその他の実施例を示す構成部材の分解構成図である。図8において図1と同一符号は同一部材を示す。図8に示す筒状体60は、図1に示した筒状体12の両端外周に外方に突出するフランジ62を備えるものである。このため、スロットルボディ部材10aの第一溝28aの両端位置の深い箇所にフランジ62が嵌合する第四溝64aを形成すると共に、スロットルボディ部材10bの第一溝28bの両端位置の深い箇所にフランジ62が嵌合する第四溝64bを形成する。この実施例3では、実施例1で使用した第一Oリング36を省略し、スロットルボディ部材10a,10bには実施例1で形成した第二溝30a,30bを形成しない。
この実施例3では、筒状体60とスロットルボディ部材10a,10bとを嵌合させた場合に、筒状体60と第一溝28a,28bとの接合箇所の前後にフランジ62を介在させているので、そのフランジ62の存在によって、筒状体60とスロットルボディ部材10a,10bとの間の空気の漏れを低減させることができる。なお、実施例2では2個のフランジ62と2個の第四溝64a,64bとを形成したが、それらの個数は1個以上であれば良い。
本発明に係る吸気量制御装置の構成部材の分解構成図である。 図1に示すスロットルボディの要部分解斜視図である。 本発明に係る吸気量制御装置の構成部材を組み立てた状態を示す平面図である。 図3のA−A線の要部断面である。 図3のB−B線の要部断面図である。 本発明に係る吸気量制御装置の他の実施例を示す構成部材の分解構成図である。 図6の構成部材を組み立てた状態を示す正面図である。 本発明に係る吸気量制御装置のその他の実施例を示す構成部材の分解構成図である。
符号の説明
10 スロットルボディ
10a,10b スロットルボディ部材
12 筒状体
14 スロットルバルブ
16 スロットルシャフト
22a,22b 挟持壁
24a,24b 挟持空間部
26 吸気通路
28a,28b 第一溝
30a,30b 第二溝
32a,32b 第三溝
36 第一Oリング
38 第二Oリング
50 スロットルボディ
50a,50b スロットルボディ部材
52 スピゴット部
60 筒状体
62 フランジ
64a,64b 第四溝

Claims (10)

  1. スロットルボディの内部に吸気通路を形成し、前記吸気通路の断面を可変させるスロットルバルブを前記吸気通路の途中に備え、前記スロットルバルブを取付けたスロットルシャフトを前記スロットルボディに回転自在に保持する吸気量制御装置において、前記スロットルボディを前記スロットルシャフトの軸中心位置で分割した2個のスロットルボディ部材から構成し、前記各スロットルボディ部材に前記スロットルシャフトを挟むための2箇所の挟持壁を形成し、前記スロットルシャフトを前記挟持壁に挟んだ状態で前記2個のスロットルボディ部材を固定することを特徴とする吸気量制御装置。
  2. 前記スロットルシャフトを保持する保持部を形成した筒状体を有し、前記2個の各スロットルボディ部材の内壁において前記吸気通路に対して直角方向に横断して前記2個の挟持壁の両方と連絡するものであって前記挟持壁における吸気通路方向の幅より広い幅の第一溝を形成し、前記スロットルシャフトを前記保持部に保持した前記筒状体を前記第一溝に嵌合させることを特徴とする請求項1記載の吸気量制御装置。
  3. 前記第一溝において前記吸気通路に対して直角方向に横断するものであって前記挟持空間部に交わらない位置に前記第一溝より深い第二溝を形成し、その第二溝に前記第一溝と前記筒状体の外面との間から空気が漏れるのを防止するための第一Oリングを装着したことを特徴とする請求項2記載の吸気量制御装置。
  4. 前記筒状体の外周に外部に突出するフランジを形成し、前記2個のスロットルボディ部材の内壁に前記フランジと嵌合する第四溝を形成したことを特徴とする請求項2記載の吸気量制御装置。
  5. 前記2個のスロットルボディ部材の前記挟持壁において、前記スロットルシャフトの軸方向に対して直角な方向に横断する半環状の第三溝を形成し、その第三溝に前記挟持壁と前記スロットルシャフトの外面との間から吸気が漏れるのを防止するための第二Oリングを装着したことを特徴とする請求項1記載の吸気量制御装置。
  6. 前記2個のスロットルボディ部材の素材を合成樹脂としたことを特徴とする請求項1記載の吸気量制御装置。
  7. 前記2個のスロットルボディ部材を超音波溶接によって固定したことを特徴とする請求項6記載の吸気量制御装置。
  8. 前記一方のスロットルボディ部材の外壁にスピゴット部を形成したことを特徴とする請求項1記載の吸気量制御装置。
  9. 前記2個のスロットルボディ部材のうちの一方に、スロットルポジションセンサ、吸気温センサ、圧力センサ、アイドルスピードコントロールバルブの少なくとも1個を備えたセンサモジュールを取付けたことを特徴とする請求項1記載の吸気量制御装置。
  10. 前記2個のスロットルボディ部材のうちの少なくとも一方に、圧力センサパージ用エアー通路、アイドルスピードコントロールバルブ用エアー通路の少なくとも1個を形成したことを特徴とする請求項1に記載の吸気量制御装置。
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