JP2010203359A - 内燃機関のスロットル装置の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】スロットル装置への負荷を軽減する内燃機関のスロットル装置の取り付け構造を提供する。
【解決手段】スロットルボディ６０はスロットルボア６２と同軸方向の第１貫通孔６５が穿設されたボス部６４が一端側の外側縁に形成され、第１貫通孔６５に挿入された第１締結部材４０は、スロットルボディの一端側に配設された第１固定部材７０に締結される締結部４４を一端に有し、他端に第２締結部４１を有し、スロットルボディを規制する第１規制部４３が外周に形成され、スロットルボディの他端側に配設された第２固定部材１０を規制する第２規制部４２が外周に形成されており、第２締結部材３０は、第１貫通孔６５と同軸であって第２固定部材１０に形成された第２貫通孔１１へ第１締結部材と同方向から挿入され、第２締結部４１と締結される第３締結部３２を有するように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のスロットル装置の構造に関するものである。

内燃機関（以下「エンジン」という）に付設される吸気装置は、燃焼室に流入する吸入気の量を制御するためのスロットル装置や、スロットル装置を通過した吸入気を燃焼室に導入するための吸気管等から構成されている。スロットル装置は、スロットルボディや、このスロットルボディのボア内に回動自在に保持されたスロットルバルブ等を備えている。通常、スロットル装置は、吸気マニホールドに連結されており、スロットルボディのボアと吸気マニホールドのボアとにより連続した吸気通路が形成される。

エンジンへの吸気を安定して供給するために、スロットル装置は高い精度で取り付けられる必要がある。エンジンへ吸気を供給するタンブルコントロールバルブも、スロットル装置と同様に高い精度で取り付ける必要があり、バルブ本体を確実に圧締保持するための構造が開示されている（特許文献１）。

特開２００８−２３２０３９号公報

スロットルボディやスロットルバルブは、自動車全体の要求として部品の軽量化が進められている。近年では、軽量化や生産性向上などの理由から、樹脂射出成形により製造する技術も開発されている。しかしながら、特許文献１において開示された技術はバルブを確実に取り付けられるものの、バルブ本体を締結するときのスロットル装置への負荷が高くなり、特に軽量化されたスロットル装置のスロットルボアに歪みが生ずるおそれがあった。スロットルボアの歪みは、吸気を安定して供給するために好ましいものではなかった。

本発明は、かかる課題を鑑み、スロットル装置への負荷を軽減する内燃機関のスロットル装置の構造を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関の吸気通路に備えられたスロットル装置の構造に関するものである。このスロットル装置は、回転可能に軸支されたスロットル弁と、このスロットル弁が配設され、前記吸気通路を画成するスロットルボアと、前記スロットル弁を収容し、前記スロットルボアが形成されるスロットルボディと、から構成されている。前記スロットルボディには前記スロットルボアと同軸方向の第１貫通孔が穿設されたボス部が一端側の外側縁に形成されている。前記第１貫通孔に挿入された第１締結部材は、前記スロットルボディの前記一端側に配設された第１固定部材に締結される締結部を一端に有し、他端に第２締結部を有し、前記スロットルボディを規制する第１規制部が外周に形成され、前記スロットルボディの他端側に配設された第２固定部材を規制する第２規制部が外周に形成されている。第２締結部材は、前記第１貫通孔と同軸であって前記第２固定部材に形成された第２貫通孔へ前記第１締結部材と同方向から挿入され、前記第２締結部と締結される第３締結部を有するように構成されている。

かかる構成は、第１締結部材に形成された第１規制部がスロットル装置を精度良く取り付けるとともに第２規制部が締結時の負荷を第１締結部材に分担させるため、取り付け精度を確保するとともにスロットルボアに歪みが生ずることを防止することができる。

前記構成において、前記第１規制部が前記ボス部と当接する第１端面によって前記スロットルボディを規制し、前記第２規制部が前記第２固定部材と当接する第２端面によって前記第２固定部材を規制し、前記スロットルボディと前記第２固定部材との間には所定の隙間が形成されるとともに、前記隙間にはシール部材が介挿するように構成することが好適である。

かかる構成は、第１端面でスロットルボディを規制することによって安定してスロットル装置を取り付けられるとともに、第２端面で所定の隙間を確保することによってスロットルボアに歪みを生じさせず、かつ確実なシールを実現することができる。

本発明は、複数の気筒を備え、スロットルボディは気筒ごとに設けられた多気筒内燃機関に適用することができる。ここで、前記第２固定部材には、前記スロットルボディごとに前記第２端面と当接する当接部が設けられており、前記第２貫通孔は前記当接部に形成されており、前記シール部材は前記当接部と前記スロットルボディとの間に介挿されるように構成される。

前記構成は、第１固定部材に相当するインジェクタベースと第２固定部材に相当する吸気装置との間に備えられた多連スロットル装置を第１，２規制部が形成された第１締結部材、例えば段付きボルトを介して取り付けることができる。そして、スロットルボディごとに独立した吸気装置の当接部、例えばフランジで、締結時の負荷を分担することによって、スロットルボアに歪みを生じさせず、かつ、確実なシールも実現することができる。

前記構成において、前記ボス部は、前記スロットルボディごとに、前記スロットル弁の軸を挟むように少なくとも２カ所形成することが好適である。かかる構成によって、スロットル装置を確実に取り付けることができる。

本発明によれば、スロットル装置への負荷を軽減する内燃機関のスロットル装置の構造を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる内燃機関における吸気装置の要部を示す平面図である。 一実施形態にかかるスロットル装置の構造を示した図１のＡ−Ａ断面の模式図である。 吸気チャンバを外した状態でスロットル装置の構造を上部から見た平面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１と図２を参照すると、吸気装置は吸気チャンバ１０と、吸気チャンバ１０内に突出する気筒ごとに設けられた複数の分岐管２１〜２５と、から構成されている。吸気装置は、エアフィルタ（図示せず）、吸入ダクト（図示せず）を経由して、図１の左側の白矢印の方向から吸気チャンバ１０内の吸気導入部５０へ取り入れられた吸入空気を、さらに分岐管２１〜２５を経由して、図２のスロットルボディ６０に形成されたスロットルボア６２へ送出している。かかる構成の吸気チャンバ１０は、吸気慣性効果を十分に発揮するために構成されている。

スロットル装置の構造の構成を詳細に説明する。図１を参照すると、吸気チャンバ１０は、箱状の部材であり、例えば樹脂材料からなる射出成形によって成形される。図２を参照すると、吸気チャンバ１０は、スロットルボディ６０と結合している。

吸気チャンバ１０にはスロットルボディ６０への吸気通路の入口となる送出口１９が設けられている。図１も併せて参照すると、この送出口１９には、吸気チャンバ１０内へ突出して吸気通路を構成する分岐管２４（２１，２２，２３，２５）が取り付けられている。分岐管２４（２１，２２，２３，２５）は、ファンネルと呼ばれており、吸入抵抗を減少させるためにラッパ状に開いた開口端を備えた形状に形成されている。

スロットルボディ６０は、略円筒状で一端の外側縁には複数のボス（ボス部）６４を備え、機軸方向に吸気通路となるスロットルボア６２が形成されている。スロットルボディ６０は、例えば強化繊維（炭素繊維、ガラス繊維等）を含む樹脂材料からなる射出成形品とすることができる。スロットルボディ６０に設けられたスロットルバルブ６１は、その回転軸６３の両端が軸受によって回転自在に保持されている。また、スロットルバルブ６１は、スロットルボア６２の断面形状に対応する略円板状のバタフライ弁体を有し、その回動動作に基づきスロットルバルブ６１を開閉することで内燃機関の吸気量制御に供されている。

次にスロットル装置の取り付け構造について説明する。以下の説明では、取り付け手順について述べる場合があるが、手順は一例であり、この手順には限定されない。

スロットルボディ６０は、シリンダヘッド（図示せず）への吸気系部品であるインジェクタベース（第１固定部材）７０に気筒ごとに形成された開口７２とスロットルボア６２の孔とが整合されるように取り付けられ、通気路の一部を構成する。インジェクタベース７０の開口７２の周囲には少なくとも２カ所のメネジ７１が形成されている。スロットルボディ６０のボス６４にはメネジ７１と一致する箇所に第１貫通孔６５が穿設されている。第１貫通孔６５は、スロットルボディ６０がインジェクタベース７０に載置された後、後記する段付きボルト（第１締結部材）４０が通過するサイズに穿設されている。

スロットルボディ６０がインジェクタベース７０の所定位置に載置されると、第１貫通孔６５から段付きボルト４０が挿入される。段付きボルト４０は、一端にオネジ４４が形成された段付きオネジマウント（第１規制部）４３と、他端にメネジ４１が形成された段付きメネジマウント４２（第２規制部）と、を有している。挿入された段付きボルト４０のオネジ４４は、インジェクタベース７０のメネジ７１に螺合される。段付きオネジマウント４３のボス６４と当接する部分は面状に形成された第１端面４６となっており、オネジ４４が締結されることによって、第１端面４６がボス６４を押圧し、スロットルボディ６０を規制する。

図３も併せて参照すると、前記した少なくとも２カ所のメネジ７１，７１に対応する第１貫通孔６５が形成されたボス６４は、スロットルボア６２に備えられたスロットルバルブ６１の回転軸６３を挟むように形成されている。

スロットルボディ６０がインジェクタベース７０の所定位置に締結されると、吸気チャンバ１０が吸気チャンバ１０の気筒ごとに形成された送出口１９とスロットルボア６２の孔とが整合するように取り付けられ、通気路の一部が構成される。吸気チャンバ１０は、段付きボルト４０の段付きメネジマウント４２に形成された第２端面４５と当接するように載置される。

吸気チャンバ１０には分岐管２４の取り付けとスロットルボディ６０の取り付けのためにフランジ（当接部）１２が設けられている。フランジ１２は、吸気チャンバ１０の外郭を構成する壁に比べて厚みを有するものとしている。また、フランジ１２は、図１のような多連スロットルの内燃機関においては、それぞれのスロットルボディ６０，・・，６０に対して独立したものとすることが好ましい。独立したフランジ１２を備えることで、第２端面４５と当接する当接面を形成することによって、スロットルボディ６０を取り付ける際の締結力を適正に調整することができるからである。

フランジ１２には、段付きメネジマウント４２に形成されたメネジ４１と一致する箇所に第２貫通孔１１が穿設されている。第２貫通孔１１は、例えば、後記する第２ボルト（第２締結部材）３０のネジ部が少なくとも通過するサイズに形成されている。すなわち、第２貫通孔１１は、図２の上方から第２貫通孔１１を通してメネジ４１の開口が臨めるサイズに形成されている。

ここで、段付きボルト４０の第１端面４６と第２端面４５との距離Ｌ１は、ボス６４と第１端面４６との当接面とスロットルボディ６０の吸気チャンバ１０側の端面６６との距離Ｌ２より隙間ｔだけ大きくなっている。すなわち、吸気チャンバ１０が第２端面４５に当接するように載置されたとき、スロットルボディ６０の端面６６と吸気チャンバ１０のフランジ１２との間には隙間ｔが形成される。

かかる構成は、段付きボルト４０がスペーサーとして機能し、後記する第２ボルト３０を螺合した際にも、スロットルボディ６０の機軸方向には締結に伴う負荷がかからず、スロットルボア６２に歪みが生じて変形することを防止することができる。

また、フランジ１２の端面６６を臨む部分には溝が周設されており、この溝にシール部材１３が介挿されてシール構造を実現させている。隙間ｔは段付きボルト４０が距離Ｌ１を保持することでほぼ一定に保持されることから、安定したシール機能を実現させることができる。なお、シール部材はゴム系や樹脂系の通常使用されている材料を適用することができる。

吸気チャンバ１０が第２端面４５に当接するように載置された後、第２貫通孔１１から第２ボルト３０が挿入され、第２ボルト３０のオネジ３２は、段付きボルト４０の段付きメネジマウント４２に形成されたメネジ４１に螺合される。かかる構成は、前記したように、スロットルボディ６０の機軸方向には締結に伴う負荷をかけずに、確実にスロットルボディ６０の取り付け状態を保持できるトルクで第２ボルト３０を締結することができる。

第２ボルト３０は、例えば６角ボルトを適用することができ、ボルトの頭部が第２貫通孔１１を通過しないサイズとすることができる。なお、第２ボルト３０を締結するにあたって微妙な締結力調整を実現するためにワッシャー３１を介するようにすることが好ましい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において改変して用いることができる。例えば、段付きボルト４０とボス６４との間にプレート状のスペーサを介挿して隙間ｔの微妙な調整を行うことができ、スロットルボディ６０の微小な製造誤差等を吸収することができる。

１０ 吸気チャンバ（第２固定部材）
１１ 第２貫通孔
１２ フランジ
１３ シール部材
１９ 送出口
２１，２２，２３，２４，２５ 分岐管
３０ 第２ボルト（第２締結部材）
３１ ワッシャー
３２ オネジ
４０ 段付きボルト（第１締結部材）
４１ メネジ
４２ 段付きメネジマウント
４３ 段付きオネジマウント
４４ オネジ
４５ 第２端面
４６ 第１端面
５０ 吸気導入部
６０ スロットルボディ
６１ スロットルバルブ
６２ スロットルボア
６３ 回転軸
６４ ボス
６５ 第１貫通孔
７０ インジェクタベース（第１固定部材）
７１ メネジ
７２ 開口

Claims (4)

1. 内燃機関の吸気通路に備えられたスロットル装置の構造であって、
   前記スロットル装置は、回転可能に軸支されたスロットル弁と、このスロットル弁が配設され、前記吸気通路を画成するスロットルボアと、前記スロットル弁を収容し、前記スロットルボアが形成されるスロットルボディと、から構成されており、
   前記スロットルボディには前記スロットルボアと同軸方向の第１貫通孔が穿設されたボス部が一端側の外側縁に形成されており、
   前記第１貫通孔に挿入された第１締結部材は、前記スロットルボディの前記一端側に配設された第１固定部材に締結される締結部を一端に有し、他端に第２締結部を有し、前記スロットルボディを規制する第１規制部が外周に形成され、前記スロットルボディの他端側に配設された第２固定部材を規制する第２規制部が外周に形成されており、
   第２締結部材は、前記第１貫通孔と同軸であって前記第２固定部材に形成された第２貫通孔へ前記第１締結部材と同方向から挿入され、前記第２締結部と締結される第３締結部を有する、ことを特徴とするスロットル装置の構造。
2. 前記第１規制部は、前記ボス部と当接する第１端面によって前記スロットルボディを規制しており、
   前記第２規制部は、前記第２固定部材と当接する第２端面によって前記第２固定部材を規制しており、
   前記スロットルボディと前記第２固定部材との間には所定の隙間が形成されるとともに、前記隙間にはシール部材が介挿されている、ことを特徴とする請求項１に記載のスロットル装置の構造。
3. 前記内燃機関は、複数の気筒を備えており、
   前記スロットルボディは気筒ごとに設けられており、
   前記第２固定部材には、前記スロットルボディごとに前記第２端面と当接する当接部が設けられており、
   前記第２貫通孔は前記当接部に形成されており、
   前記シール部材は前記当接部と前記スロットルボディとの間に介挿されている、ことを特徴とする請求項２に記載のスロットル装置の構造。
4. 前記ボス部は、前記スロットルボディごとに、前記スロットル弁の軸を挟むように少なくとも２カ所形成されている、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のスロットル装置の構造。
   

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