JP2006090235A - スロットルバルブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 制御ユニットをスロットルボディへ容易に組み付けることができるようにする。
【解決手段】 スロットルバルブ装置は、スロットルバルブ本体１０と、スロットルバルブ本体１０を収容するスロットルボディ８とを有する。スロットルバルブ本体１０の軸部１２は連結軸４１によってスロットルセンサ３５に連結される。制御ユニット３４は、スロットルセンサ３５および制御回路を少なくとも収容するハウジング３４１，３４２を含む。制御ユニット３４は、スロットルボディ８に設けられたフランジ１８１と、ハウジング側に設けられてフランジ１８１に係合する鉤状の爪部３４５とによってスロットルボディ８に結合されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スロットルバルブ装置に関し、特に、スロットルバルブの他に電子制御装置（ＥＣＵ）やスロットルセンサ等を備えたスロットルボディを有するスロットルバルブ装置に関する。

内燃エンジンの燃焼室に吸入される混合気の量を調節して内燃エンジンの出力を調節するためにキャブレータや電子燃料噴射装置にスロットルバルブ装置が組み込まれる。スロットルバルブ装置には、スロットルバルブ本体だけでなく、ＥＣＵ、スロットルセンサ、アイドル制御弁（ＩＡＣＶ）等、電気的動作要素を備えたものが知られる。特開平９−３０３１６４号公報には、スロットルセンサや圧力センサなどを収容するハウジングをスロットルボディと別個に成形してスロットルボディの外壁に取り付けるとともに、別の電気的動作要素を収容するケースをスロットルボディと一体成型したスロットルバルブ装置が記載されている。

また、特開平４−６６７３８号公報には、ＥＣＵを構成するプリント配線板をスロットルボディ内に配置したシステムが記載されている。
特開平９−３０３１６４号公報 特開平４−６６７３８号公報

従来のスロットルバルブ装置は、スロットルボディに対してＥＣＵ、ＩＡＣＶ、およびスロットルセンサ等をねじ止めにより組み立てているので、組み立て工数が増えるという問題点があった。

本発明の目的は、組み立て工数を低減することができるスロットルバルブ装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は、スロットルバルブ本体と、該スロットルバルブ本体を収容するスロットルボディとを有する内燃エンジン用スロットルバルブ装置において、前記スロットルバルブ本体に連結されたスロットルセンサおよび該スロットルセンサの検出出力を処理する制御回路を少なくとも収容するハウジングを含む制御ユニットを具備し、前記制御ユニットが、前記ハウジング側および前記スロットルボディ側の一方に設けられた突起部と、他方に設けられて前記突起部に係合する鉤状の爪部とによって前記スロットルボディに結合されている点に特徴がある。

また、本発明は、前記スロットルボディおよび前記ハウジングが樹脂材料で形成されている点に第２の特徴がある。

第１の特徴を有する本発明によれば、スロットルボディに対して制御ユニットを押し付けると、爪部がスロットルボディに設けられているものでは、爪部がハウジングによって押し曲げられる。また、爪部が制御ユニットのハウジング側に設けられているものでは、爪部がスロットルボディによって押し広げられる。このように爪部が変形した状態からさらに押し付けられると、爪部の形状は、曲がりがない状態に復帰して突起部に引っ掛かる。こうして、制御ユニットをスロットルボディに押し付けるワンタッチ動作により、制御ユニットをスロットルボディに結合させることができる。

特に、第２の特徴によれば、爪部や突起部が比較的大きい変形に対して元の形状に復帰し易い（弾性が大きい）樹脂材料で形成されているので、爪部の鉤の大きさや突起部の突き出し量を大きくしても、爪部は突起部を乗り越えることができ、形状も元に復帰する。したがって、より強固な結合状態を実現することができる。

また、第３の特徴じよれば、スロットルボディおよびハウジングが共に樹脂材料からなるので、熱変形差が小さくなり、互いの合わせ部のシール性が向上する。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図２は本発明の一実施形態に係るスロットルバルブ装置を含む内燃エンジンの要部断面図である。同図において、内燃エンジンのシリンダヘッド１に形成された吸気ポート２には、吸気弁３が配置される。吸気ポート２に混合気を導入する吸気管４は、シリンダヘッド１に結合された口金５と、断熱材で形成されたヒートインシュレータ６と、エアクリーナケース７と、スロットルボディ８とで構成される。エアクリーナケース７の下部で形成された吸気管４の部分には、燃料噴射弁９がその噴射孔を吸気管４内に向けて配置されている。ヒートインシュレータ６は、エアクリーナケース７やスロットルボディ８にエンジンからの熱が直接伝導するのを防止して、エアクリーナケース７およびスロットルボディ８を、耐熱性が比較的低い樹脂材料で形成するのを可能にする。

スロットルボディ８は、エアクリーナケース７の内部に組み込まれていて、吸気口８１は、エアクリーナケース７内に突出している。図示しないエアクリーナ本体（エアフィルタ）で清浄化された空気が、内燃エンジンの吸気行程でスロットルボディ８の上部の拡張された吸入口８１から吸気管４内に導入される。スロットルボディ８には、スロットルバルブ本体１０が揺動自在に軸支される。スロットルバルブ本体１０は、バタフライバルブ部（以下、単に「バルブ部」という）１１とバルブ部１１をスロットルボディ８に支持させる軸部１２とからなる。

図１は、スロットルバルブ装置の断面図、図３は同正面図、図５はスロットルボディの断面図、図６はスロットルボディの側面図である。図１〜図６において、スロットルボディ８に組み付けられているスロットルバルブ本体１０は、バルブ部１１、軸部１２、およびドラム部１３からなる。軸部１２は、バルブ部１１をスロットルボディ８に両端で支持させる。ドラム部１３には、外部からバルブ８をスロットル開度調整のために回動させるスロットルケーブル（図示しない）が結合される。バルブ部１１、軸部１２、およびドラム部１３は、樹脂で一体成型される。

バルブ部１１、および少なくともバルブ部１１が配置された位置での吸気管４の断面形状は略正方形であり（図３参照）、バルブ部１１は、スロットルバルブ閉状態でスロットルボディ８内に形成された段差の面に当接する。この段差は、バルブ部１１の上流側と下流側とで吸気管４の軸線をシフトさせて形成される（図２の、スロットルボディ８の断面形状参照）。

スロットルボディ８は、ドラム部１３側に突出した壁部１６および壁部１６の内周側に形成された円筒形のスリーブ１７を有する。また、スロットルボディ８は、ドラム部１３とは反対側に突出した壁部１８および壁部１８の内周側に形成されたスリーブ１９を有する。

軸部１２は、図１においてバルブ部１１の上方に位置する軸部分１４とバルブ部１１の下部に位置する軸部分１５とからなる。軸部分１４の外周には、軸部１２の軸線に沿った面で２分割されたブッシュ２０を設け、軸部分１４はこのブッシュ２０と共にスロットルボディ８のスリーブ１７に挿入される。軸部分１４を取り囲むブッシュ２０の直径は、バルブ部１１の寸法（軸部１２と直交する辺の長さ）より大きく、軸部分１５の直径は、バルブ部１１の寸法より小さく設定されている。

図１において下方に位置する軸部分１５は、スリーブ１９に挿入されている。軸部分１５の端部はスリーブ１９から突出している。この突出部には、ワッシャ２１が通され、さらにストップリング２２が嵌め込まれている。これらワッシャ２１およびストップリング２２によって、スロットルバルブ本体１０がスロットルボディ８から抜け出さないように固定される。

バルブ部１１には、弾性部２３が設けられる。弾性部２３は、バルブ部１１を覆うとともに、軸部１２とスロットルボディ８との間のシール部材として機能する。弾性部２３はバルブ部１１から軸部分１４および軸部分１５にそれぞれ延在する環状部分２４，２５を含む。環状部分２４，２５の周縁は、スロットルボディ８に当接する部分が、容易に撓んでスロットルボディ８との密着性が良好となるように波形に形成されている。弾性部２３は、弾性重合体から形成されるのがよい。弾性重合体は耐薬品性に優れた材料である。弾性部２３は、樹脂成形されたスロットルバルブ本体１０に対して成型により付加される。つまり弾性部２３は二重成型によってスロットルバルブ本体１０と一体化される。二重成型は、まずスロットルバルブ本体１０を樹脂のインジェクション成型によって形成する。そして、このスロットルバルブ本体１０の周囲に、弾性部２３を形成する弾性重合体が注入されるための空間を確保した型を配置し、この型内に弾性重合体を注入する。

弾性部２３は波形の周縁部を有する環状部分２４，２５は、トーションばね２７で軸部１２が該軸部１２の長手方向に付勢されたときに、スロットルボディ８の段差に着座して軸部１２とスロットルボディ８とのシールを良好にする。また、バルブ部１１を覆う弾性部２３は、バルブ部１１が前記スロットルボディ８の段差に当接したときの、バルブ部１１とスロットルボディ８とのシール性も良好にする。

ドラム部１３の上側つまりバルブ部１１から遠い側には、凹部２６が形成され、この凹部２６には軸部１２を一方向にねじるように作用するトーションばね２７のコイル一端部が支持される。トーションばね２７のコイル他端部は壁部１６の上部に被せられる外部カバー２８で受けられる。トーションばね２７の端部２７１は軸部１２に係止され、端部２７２は外部カバー２８に係止される。外部カバー２８は、トーションばね２７の座屈を防止するガイド用の筒部分２８１を有する。ドラム部１３には、外周に沿って溝２９が形成されていて、この溝２９に案内されてスロットルケーブル（図示せず）が取り付けられる。

トーションばね２７は、バルブ部１１をスロットル全閉方向に付勢するように設定されており、スロットルケーブルを引いたときに、トーションばね２７による付勢方向と逆方向に軸部１２が回動してスロットルが開かれる。

外部カバー２８の下面には、シール部材としてのＯ（オー）リング３０を嵌め込むための環状溝３１が設けられ、壁部１６の上に被せられた外部カバー２８と壁部１６の上端部分とはこのＯリング３０によってシールされる。

壁部１６の外周面には、突起部３２が２個所設けられている。一方、外部カバー２８には、この突起部３２と係合する引っ掛け部３３が設けられている。図４は、引っ掛け部３３と突起部３２との結合部を示す側面図である。引っ掛け部３３は、垂下部分３３１と、垂下部分３３１から延びて、突起部３２の下側に回り込む水平部分３３２とからなるＬ字型の鍵になっている。

外部カバー２８を壁部１６に固定する場合、まず、引っ掛け部３３が突起部３２と干渉しない位置で上方から外部カバー２８を壁部１６に被せる。Ｏリング３０は、予め環状溝３１内に配置される。外部カバー２８を壁部１６に被せたならば、外部カバー２８を水平部分３３２の延在方向Ｒに廻してこの水平部分３３２を突起部３２の下面に係合させる。外部カバー２８を壁部１６に対して廻すときの操作は、外部カバー２８を壁部１６の端面に押し付けてＯリング３０を圧縮させた状態で行う。このような操作によって、引っ掛け部３３を突起部３２に引っ掛け、外部カバー２８に対する押し付け力を解除したときにＯリング３０の形状が復元しようとする弾力が作用し、外部カバー２８と壁部１６とのシール状態を確保した状態で引っ掛け部３３と突起部３２とが互いに係合する。

壁部１８には、樹脂材料で形成された制御ユニット３４が取り付けられる。制御ユニット３４は、スロットルセンサ３５、連結軸３６、および制御基板３７、ならびに図示しないＩＡＣＶ機構を組み込んだブロックもしくはハウジングを備える。図７はハウジングの平面図、図８は図７のＡ−Ａ位置での断面図である。制御基板３７は、スロットルセンサ３５の検出出力を処理してＩＡＣＶ機構を制御するための機能を少なくとも有する回路（この回路はマイクロコンピュータで構成できる）を保持する。制御ユニット３４のハウジングは第１部分３４１と第２部分３４２とからなる。第１部分３４１は、スロットルバルブ本体１０の軸部１２とスロットルセンサ３５を結合する連結軸３６を支持する。第１部分３４１には、壁部１８に設けられたアイドルポート３８，３９をＩＡＣＶ機構つまり自動絞り弁機構につなげる管路４０，４１を含む。そして、第１部分３４１には複数の止めねじ４２で第２部分３４２が結合される。第２部分３４２には、スロットルセンサ３５および制御基板３７、ならびに図示しないＩＡＣＶ機構が収容される。

第２部分３４２には、キャップ４３が被せられる。キャップ４３は、第２部分３４２から突出した環状部３４３に被せられ、この環状部３４３の一部に形成された爪３４４を、キャップ４３側の孔４３１に係合させて固定される。

壁部１８の端部はフランジ１８１を有していて、第１部分３４１には、このフランジ１８１に引っ掛かる複数の爪３４５を有している。爪３４５はフランジ１８１の端面に沿う形状を有していて、フランジ１８１のあご１８２に引っ掛かって制御ユニット３４をスロットルボディ８に結合している。制御ユニット３４のハウジングおよびスロットルボディ８は樹脂材料で形成されているので、フランジ１８１に対して制御ユニット３４を押し付けると、爪３４５は押し広げられ、さらに制御ユニット３４を押し込むと、爪３４５の先端鉤部はフランジ１８１のあご１８２に引っ掛かり、その弾性で係合状態を維持する。

スロットルボディ８にスロットルバルブ本体１０を組み付ける場合、スリーブ１７に対して軸部分１５側からスロットルバルブ本体１０をスロットルボディ８内に挿入する。そして、軸部分１５を、スリーブ１９を貫通させて、その端部をスリーブ１９から突出させた後、ワッシャ２１とストップリング２２を軸部分１５の端部外周に嵌め込む。スロットルバルブ本体１０は、ブッシュ２０の直径をバルブ部１１の寸法より大きくし、軸部分１５の直径をバルブ部１１の寸法より小さくして、スロットルボディ８に対して一方向からの組み付けを可能にしている。しかし、軸部１２はこの形状に限らず、軸部分１４の直径をブッシュ２０と同様に大きくして、分割型のブッシュ２０を不要にすることもできる。このようにしても、スロットルバルブ本体１０をスロットルボディ８に対して一方から組み付けることができる。

スロットルバルブ本体１０は、トーションばね２７の反発力の作用で、弾性部２１の周縁部がスロットルボディ８に押圧されて確実なシール性能が得られる。さらに、軸部分１４側から軸部分１５側へ指向する方向へスラスト荷重がかかった状態で、軸部１２にストップリング２２を嵌め込むようにすれば、より高いシール性が得られる。

図９は、第２実施形態に係るスロットルバルブ装置の要部断面図であり、図１〜図４と同符号は同一または同等部分を示す。図１および図３に関して説明したスロットルバルブ装置では、制御ユニット３４の第１部分３４２に爪３４５を形成して、この爪３４５をスロットルボディ８に設けられた壁部１８のフランジ１８１に引っ掛けるようにした。図９の第２実施形態では、スロットルボディ８の壁部１８のフランジ１８１に爪１８３を形成し、制御ユニット３４のフランジ３４６にこの爪１８３を係合させるようにした。この第２実施形態においても、制御ユニット３４のハウジングおよびスロットルボディ８は樹脂材料で形成されているので、壁部１８に対して制御ユニット３４を押し付けると、爪１８３は押し広げられ、さらに制御ユニット３４を押し込むと、爪１８３の先端鉤部がフランジ３４６のあご３４７に引っ掛かり、その弾性で係合状態が維持される。

本発明の一実施形態に係るスロットルバルブ装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係るスロットルバルブ装置を含む吸気系統の断面図である。 本発明の一実施形態に係るスロットルバルブ装置の正面図である。 スロットルバルブ装置のトーションばね収容部の外観図である。 スロットルボディの断面図である。 スロットルボディの側面図である。 制御ユニットのハウジングの平面図である。 図７のＡ−Ａ位置での断面図である。 本発明の第２実施形態に係るスロットルバルブ装置の要部断面図である。

符号の説明

１…シリンダヘッド、 ２…吸気ポート、 ４…吸気管、 ７…エアクリーナケース、 ８…スロットルボディ、 １０…スロットルバルブ本体、 １１…バルブ部、 １２…軸部、 ３４…制御ユニット、 ３５…スロットルセンサ、 ３６…連結軸、 ３７…制御基板

Claims (3)

1. スロットルバルブ本体と、該スロットルバルブ本体を収容するスロットルボディとを有する内燃エンジン用スロットルバルブ装置において、
   前記スロットルバルブ本体に連結されたスロットルセンサおよび該スロットルセンサの検出出力を処理する制御回路を少なくとも収容するハウジングを含む制御ユニットを具備し、
   前記制御ユニットが、前記ハウジング側に設けられた突起部と、前記スロットルボディ側に設けられて前記突起部に係合する鉤状の爪部とによって前記スロットルボディに結合されていることを特徴とするスロットルバルブ装置。
2. スロットルバルブ本体と、該スロットルバルブ本体を収容するスロットルボディとを有する内燃エンジン用スロットルバルブ装置において、
   前記スロットルバルブ本体に連結されたスロットルセンサおよび該スロットルセンサの検出出力を処理する制御回路を少なくとも収容するハウジングを含む制御ユニットを具備し、
   前記制御ユニットが、前記スロットルボディ側に設けられた突起部と、前記ハウジング側に設けられて前記突起部に係合する鉤状の爪部とによって前記スロットルボディに結合されていることを特徴とするスロットルバルブ装置。
3. 前記スロットルボディおよび前記ハウジングが樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のスロットルバルブ装置。

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