JP2010223048A - エンジンの吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの出力運転時，バイパスの入口が吸気抵抗とはならず，しかも水滴が吸気道内面を流れる場合でも，その水滴のバイパスへの浸入を防ぐことができるようにした，エンジンの吸気制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】吸気道７を有するスロットルボディ１に，スロットル弁８を迂回して吸気道７に連通するバイパス３０を設け，このバイパス３０に，それを開閉する弁手段３１を設けた，エンジンの吸気制御装置において，バイパス３０の入口を，スロットルボディ１の上流端から始まりスロットル弁８の手前で行き止まりとなるように吸気道７に内側面に形成される凹溝３２で構成し，この凹溝３２に続くバイパス３０の他の通路３３を，凹溝３２の内側面３２ｂから一段隆起した段部３２ｃに開口させた。
【選択図】 図８

Description

本発明は，スロットル弁により開閉される吸気道を有するスロットルボディに，スロットル弁を迂回して吸気道に連通するバイパスを設け，このバイパスに，それを開閉する弁手段を設けた，エンジンの吸気制御装置の改良に関する。

かゝるエンジンの吸気制御装置は，特許文献１及び２に開示されるように，既に知られている。
実開昭５９−８８２３６号公報 実開昭６３−１５１９６５号公報

従来のエンジンの吸気制御装置では，バイパスの入口を吸気道の内面からパイプ状に突出させて形成していたので，スロットル弁を開放したエンジンの負荷運転時には，その突出したバイパスの入口が吸気抵抗となって，エンジンの出力性能に悪影響を及ぼすことになる。そこで，バイパスの入口を吸気道に突出させることなく，吸気道の内面に直接開口させることが考えられるが，そうした場合には，結露等により発生する水滴が吸気道の内面に沿って流れてきたとき，その水滴がバイパスに浸入する可能性がある。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，エンジンの出力運転時，バイパスの入口が吸気抵抗とはならず，しかも水滴が吸気道内面を流れる場合でも，その水滴のバイパスへの浸入を防ぐことができるようにした，エンジンの吸気制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，スロットル弁により開閉される吸気道を有するスロットルボディに，スロットル弁を迂回して吸気道に連通するバイパスを設け，このバイパスに，それを開閉する弁手段を設けた，エンジンの吸気制御装置において，前記バイパスの入口を，スロットルボディの上流端から始まりスロットル弁の手前で行き止まりとなるように吸気道の内側面に形成される凹溝で構成し，この凹溝に続くバイパスの他の通路を，前記凹溝の内側面から一段隆起した段部に開口させたことを第１の特徴とする。尚，前記弁手段は，後述する本発明の実施例中のアイドル調整弁３１に対応し，また前記他の通路は弁孔３３に対応する。

また，本発明は，第１の特徴に加えて，前記他の通路の前記段部への開口部を，前記段部の周縁から離して配置したことを第２の特徴とする。

さらに，本発明は，第１又は第２の特徴に加えて，前記段部３３ｃを，これが前記凹溝の天井面と行き止まり部とに連続するように形成したことを第３の特徴とする。

さらにまた，本発明は，第１〜第３の特徴の何れかに加えて，スロットルボディの円胴部に吸気道を，円胴部の外形の中心に対してスロットル弁の弁軸と直交する方向に偏心させて形成し，この吸気道の偏心方向と反対側の円胴部の厚肉部に前記凹溝を形成したことを第４の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，バイパスの入口は，吸気道の内面から陥没した凹溝となっているので，その凹溝が吸気道の流路面積を減少させず，またエンジンの負荷運転時，吸気道を直進する吸気の流れを妨げず，これによりエンジンの吸気抵抗を低減して，その出力向上に寄与し得る。

しかも，上記凹溝に続くバイパスの他の通路は，凹溝の内側面から一段隆起した段部に開口するので，凹溝の内側面を流れる水滴が存在しても，その水滴は，流れの慣性により段部の周囲を流れ，前記他の通路の開口部を避けることになり，バイパスの下流への水滴の浸入を防ぐことができる。

本発明の第２の特徴によれば，前記他の通路の前記段部への開口部は，段部の周縁から離して配置されるので，段部の周囲を流れ水滴は前記他の通路に一層浸入し難くなり，バイパスの下流への水滴の浸入を一層防ぐことができる。

本発明の第３の特徴によれば，スロットルボディの型成形時，吸気道及び凹溝からの型抜きを段部に干渉されることなく行うことができる。

本発明の第４の特徴によれば，スロットルボディの強度を低下させることなく，凹溝の流路面積を充分に得ることができると共に，その凹溝に続くバイパスの他の部分を弁軸に邪魔されることなく容易に形成することができる。

本発明実施例に係る自動二輪車用エンジンの吸気制御装置の縦断側面図（図３の１−１線断面図）。 図１の２−２矢視図。 図１の３−３線断面図。 図２の４−４線断面図。 図２の５−５線断面図。 図２の６−６線断面図。 図２の７−７線拡大断面図（アイドル吸気量最小調整状態）。 図７に対応する作用説明図（アイドル吸気量最大調整状態）。 図３の９−９線断面図。 アイドル調整弁の回転角度とアイドル吸気量との関係を示す線図。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

先ず，図１〜図４において，スロットルボディ１は軽合金を素材とするダイカスト鋳造製であり，円胴部１ａと，この円胴部１ａの一端部から外周に張り出したフランジ部１ｂとで構成される。そのフランジ部１ｂは，正面視で（図３参照）略方形をなすと共に，その一方の対角線上の角部に上下一対の第１及び第２締結ボス２，２′が形成され，これら第１及び第２締結ボス２，２′が一対の締結ボルト３，３によりエンジンの吸気管５の接合フランジ部に結合される。また，円胴部１ａの外周には，エアクリーナに連なる入口チューブ６が嵌合接続される。

このスロットルボディ１は，入口チューブ６及び吸気管５間を連通する円筒状の吸気道７を有しており，この吸気道７は，スロットルボディ１の円胴部１ａの外形中心に対して弁軸８ａと直交する下方に偏心させて形成される。この吸気道７を開閉するバタフライ型のスロットル弁８の弁軸８ａが，スロットルボディ１に形成される一対の第１及び第２軸受ボス９，９′により回転自在に支承される。上記第１及び第２軸受ボス９，９′は，それらの一半周部が前記円胴部１ａに，また他の半周部が前記フランジ部１ｂにそれぞれ一体に形成される。その際，第１及び第２軸受ボス９，９′は，図示例のように，それらの一側面がフランジ部１ｂの端面と略面一となるように配置することが望ましい。

こうして，第１及び第２軸受ボス９，９′を円胴部１ａからフランジ部１ｂにかけて形成することで，スロットル弁８を吸気道７の下流端に近接配置することが可能となり，スロットルボディ１のコンパクト化，特に，スロットルボディ１の軸方向寸法の短縮化を大いに図ることができる。

図２〜図４に示すように，上記弁軸８ａの一端部にはスロットルドラム１０が固着され，このスロットルドラム１０には，スロットル弁８を開閉操作するための操作ワイヤ１１（図４参照）が接続される。

上側の第１締結ボス２は，平面視で一部が円胴部１ａと重ねるように配置され，この第１締結ボス２の外側にステーボス１５が一体に連設される。このステーボス１５には，上記操作ワイヤ１１のガイドチューブ１２の端部を支持するガイドチューブステー１３が，ステーボス１５の円胴部１ａ側の端面にビス１６により固着される。その際，ガイドチューブステー１３に穿設されてビス１６の下側に隣接する位置決め孔１７に，ステーボス１５の円胴部１ａ側の端面に突設される位置決めピン１８が嵌合され，その嵌合によりガイドチューブステー１３の上記ビス１６周りの回転が阻止される。これにより一本のビス１６によるガイドチューブステー１３のステーボス１５への固定が可能となる。この位置決めピン１８の先端部は，位置決め孔１７を貫通してガイドチューブステー１３の外側面より突出しており，その先端部に当接してスロットル弁８の全開位置を規制するストッパアーム１０ａがスロットルドラム１０に一体に形成される。即ち，位置決めピン１８は，スロットル弁８の全開位置を規制するストッパピンを兼ねることになるから，それ専用のストッパピンが不要となり，構造の簡素化を図ることができる。

また，フランジ部１ｂには，第１軸受ボス９を挟んでステーボス１５と反対側の個所で全閉ストッパボス２０が一体に形成され，この全閉ストッパボス２０には，前記ストッパアーム１０ａを受け止めてスロットル弁８の全閉位置を規制する全閉ストッパボルト２１が螺着される。

以上において，第１，第２締結ボス２，２′，ステーボス１５の各孔，位置決めピン１８，全閉ストッパボス２０の孔は，吸気道７と平行に配置される。こうすることで，吸気道７，第１，第２締結ボス２，２′，ステーボス１５，位置決めピン１８，及び全閉ストッパボス２０に対する型成形やドリル加工を一挙に行うことが可能であり，加工性が良好である。

第１軸受ボス９の周りには，ステーボス１５及び全閉ストッパボス２０との間を離隔するスペース２２が形成され，このスペース２２を利用して，スロットルドラム１０をスロットル弁８の閉じ方向に付勢する捩じりコイル型の戻しばね２３が軸受ボス９の外周に配設される。

かくして，ステーボス１５，第１軸受ボス９，戻しばね２３及び全閉ストッパボス２０をフランジ部１ｂの一側に整列することが可能となり，スロットルボディ１のコンパクト化に寄与し得る。その際，特に，平面視で円胴部１ａに一部が重ねるように配置した第１締結ボス２の外側にステーボス１５を一体に連設したことで，フランジ部１ｂの一側からのステーボス１５の突出長さを極力短く抑えことができ，これに伴ない，ステーボス１５と上下に並ぶ全閉ストッパボス２０のフランジ部１ｂからの突出長さも短く抑えることができ，スロットルボディ１のコンパクト化に一層寄与し得る。

図１及び図３に示すように，前記第２軸受ボス９′の外周には，スロットル弁８の開度を検出するスロットルセンサ２５のケーシング２５が嵌合される。一方，フランジ部１ｂには，第２軸受ボス９を挟むように第２締結ボス２′と並ぶセンサ支持ボス２７が一体に形成され，このセンサ支持ボス２７に，前記ケーシング２５が締結するボルト２８により締結される。上記センサ支持ボス２７は，第２軸受ボス９と平行に配置される。このような配置によれば，第２軸受ボス９及びセンサ支持ボス２７に対する型成形やドリル加工を一挙に行うことが可能であり，加工性が良好である。

かくして，第２締結ボス２′，第２軸受ボス９′及びセンサ支持ボス２７をフランジ部１ｂの他側に整列することが可能となり，ステーボス１５，第１軸受ボス９，戻しばね２３及び全閉ストッパボス２０をフランジ部１ｂの一側に整列したことゝ相俟って，スロットルボディ１全体のコンパクト化を大いに図ることができる。

図２，図３，図５〜図８において，スロットルボディ１には，スロットル弁８を迂回して吸気道７に連通するバイパス３０が形成される。このバイパス３０はエンジンにアイドリング用の吸気（以下，アイドル吸気という。）を供給するのに供されもので，そのアイドル吸気量の調整のためのアイドル調整弁３１がスロットルボディ１に螺着される。それらバイパス３０及びアイドル調整弁３１について以下に詳細に説明する。

バイパス３０は，スロットルボディ１の上流端からスロットル弁８の手前までの範囲で吸気道７に上側面に形成される凹溝３２（図２，図５，図６参照）と，この凹溝３２から直角に屈曲する方向に延びるシリンダ状の弁孔３３（図７参照）と，この弁孔３３の途中からスロットルボディ１の下流端に向かって延びる計量孔３４と，この計量孔３４を吸気道７の下流端部に連通すべく，スロットルボディ１のフランジ部１ｂの，吸気管５と接合される端面に形成される切欠き部３５（図３参照）とで構成される。

凹溝３２は，前述のように，スロットルボディ１の円胴部１ａの外形中心に対して吸気道７を弁軸８ａと直交する下方へ偏心させたことにより，円胴部１ａの上部に形成される厚肉部３６に形成される。これにより，スロットルボディ１の強度を低下させることなく，凹溝３２の流路面積を充分に得ることができると共に，その凹溝３２に続くバイパス３０の他の部分を弁軸８ａに邪魔されることなく容易に形成することができる。

弁孔３３の外端側には，順次段階的に大径となるねじ孔３８及びガイド孔３９が同軸状に連なっており，そのガイド孔３９はスロットルボディ１の外側面に開口する。これらガイド孔３９，ねじ孔３８及び弁孔３３は，前記センサ支持ボス２７と同様に第２軸受ボス９′と平行に形成される。こうすることで，上記各孔，センサ支持ボス２７及び第２軸受ボス９′に対する型成形やドリル加工を一挙に行うことが可能であり，加工性が良好である。

図１，図５及び図６に示すように，前記凹溝３２は，その下流側に行き止まり部３２ａを有しており，前記弁孔３３は，上記行き止まり部３２ａの手前から直角に屈曲する方向に延びるように配置される。また，弁孔３３の凹溝３２への開口部３３ａは絞られており，且つその開口部３３ａは，凹溝３２の内側面３２ｂから段差ｈ分，一段隆起した段部３２ｃに開口し，さらに，開口部３３ａは，段部３２ｃの周縁から離して配置される。

上記段部３３ｃは，凹溝３２の天井面と行き止まり部３２ａとに連続するように形成される。これによれば，スロットルボディ１の型成形時，吸気道７及び凹溝３２からの型抜きを段部３２ｃに干渉されることなく行うことができる。

一方，アイドル調整弁３１は，主軸４１，ねじ軸４２及び調整弁軸４３を順次段階的に小径となるよう同軸状に一体に連ねて構成され，主軸４１は，工具溝４４付きの膨大頭部４１ａを外端に有し，また外周にはＯリング４５を装着している。そして，調整弁軸４３は前記弁孔３３に回転及び摺動自在に嵌合され，ねじ軸４２は前記ねじ孔３８に螺合され，主軸４１は，ガイド孔３９に上記Ｏリング４５を介して回転及び摺動自在に嵌合され，スロットルボディ１の外側面と膨大頭部４１ａとの間に，アイドル調整弁３１の回り止め用のコイルばね４６が縮設される。

調整弁軸４３には，その端面に開口して弁孔３３と連通する行き止まり孔４８と，調整弁軸４３の外周を取り巻いて前記計量孔３４と連通する環状の計量溝４９と，行き止まり孔４８の軸方向中間部を前記計量溝４９に連通する複数の通孔５０，５０…とが設けられ，計量溝４９の溝幅は，計量孔３４の内径より充分に長く設定される。また行き止まり孔４８の，通孔５０，５０…より奥の行き止まり部は異物溜まり５１とされる。

前記計量孔３４及び通孔５０，５０…は，調整弁軸４３の如何なる調整位置においても，常に，調整弁軸４３の軸方向に沿って相互にオフセットするように配置される。

複数の通孔５０，５０…の個数は，図１に示すように，調整弁軸４３の周方向に等間隔に並ぶ４個とすることが望ましい。調整弁軸４３の先端部の外周面には，ラビリンスシールを構成する１又は複数条の環状溝５２（図６参照）が形成される。

而して，スロットル弁８を全閉にしたエンジンのアイドリング時には，吸気道７に流入した空気がバイパス３０，即ち凹溝３２，弁孔３３，行き止まり孔４８，複数の通孔５０，５０…，計量溝４９及び切欠き部３５を順次経て，吸気道７の下流側に移り，さらに吸気管５を経てアイドル吸気としてエンジンに供給される。このアイドル吸気の量は，アイドル調整弁３１のねじ込み，ねじ戻しによる調整調整弁軸４３の進退調整により，計量溝４９の，計量孔３４との連通幅ｗを加減することで行うことができる。即ち，図７に示すように，その連通幅ｗを狭めれば，アイドル吸気量を減少させ，図８に示すように，その連通幅ｗを広げれば，アイドル吸気量を増加させることができる。

このようなアイドル吸気量の調整時，通孔５０，５０…及び計量孔３４間の，調整弁軸４３の軸方向に沿うオフセット量が一定であるとしても，調整弁軸４３の周方向における通孔５０，５０…の位置が変わると，計量孔３４と，それに最も近い通孔５０との間隔が変化するため，アイドル吸気量に多少の変化が生じる。そこで，アイドル調整弁３１の回転角度に対するアイドル吸気量の変化を，調整弁軸４３の周方向に２個の通孔５０を等間隔に配置した場合（Ａ）と，４個の通孔５０を等間隔に配置した場合（Ｂ）とについて実際に調べたところ，図１０のような結果を得た。それから明らかなように，（Ｂ）の場合の方がアイドル吸気量の変化がスムーズであり，アイドル吸気量の調整を容易，的確に行うことができる。しかも（Ｂ）の場合は，調整弁軸４３に単なる二方向からの孔加工を施すだけで４個の通孔５０を形成することができから，加工性が良好である。したがって，（Ｂ）を採用することが好ましい。

ところで，凹溝３２の内面に結露等による水滴が付着し，その水滴が前記アイドル吸気と共に凹溝３２に流れ込むことがある。この場合，この凹溝３２に連通する弁孔３３は，凹溝３２の行き止まり部３２ａの手前から略直角に屈曲する方向に配置され，且つその弁孔３３の凹溝３２への開口部３３ａは，凹溝３２の内側面３２ｂから一段高く形成された段部３２ｃに開口しており，さらに開口部３３ａは，段部３３ａの周縁から離して配置されるので，凹溝３２の内側面３２ｂを流れる水滴は，流れの慣性により図５の矢印ａ及び図６の矢印ｂのように段部３２ｃの周囲を流れ，開口部３３ａを避けることになり，弁孔３３への水滴の浸入を防ぐことができる。

また，万一，水滴や微細な塵埃等の異物がアイドル吸気と共に弁孔３３に流入した場合には，アイドル吸気は，行き止まり孔４８から通孔５０，５０…へ進路を直角に曲げて環状の計量溝４９に移るのに対して，行き止まり孔４８に侵入した異物は流れの慣性により直進して，行き止まり孔４８の奥の異物溜まり５１に捕捉され，アイドル吸気から分離されることになる。

さらに，万一，アイドル吸気と共に通孔５０，５０…から計量溝４９に移った異物があったとしても，通孔５０，５０…と計量孔３４とは，調整弁軸４３の如何なる調整位置においても，常に調整弁軸４３の軸方向に沿って互いにオフセットしているので，通孔５０，５０…から計量溝４９に移ったアイドル吸気は，直ちに進路を直角に曲げて計量孔３４に向かうのに対して，通孔５０，５０…を通過した異物は，慣性により弁孔３３の内周面に衝突して弁孔３３の下部に落下し，アイドル吸気から分離される。

かくして，計量溝４９及び計量孔３４の計量部への異物の付着を防ぐことができるので，アイドル調整弁３１により一旦調整したアイドル吸気量を長期間安定させることができる。

エンジンを加速すべく，スロットル弁８を開いていくと，吸気道７に流入した吸気は，スロットル弁８の開度により流量を制御されながら吸気道７を直進してエンジンに吸入される。このとき，バイパス３０の入口は，吸気道７の内面から陥没した凹溝３２となっているので，吸気道７の流路面積を減少させず，また吸気道７を直進する吸気の流れを妨げない。これによりエンジンの吸気抵抗を低減して，その出力向上に寄与し得る。

また，このようなエンジンの負荷運転時でも，凹溝３２の内側面３２ｂに沿って流れる水滴が存在しても，前述のアイドリング時と同様に，段部３２ｃによって，弁孔３３の開口部３３ａへの水滴の侵入を防ぐことができる。

再び，図３及び図７において，フランジ部１ｂの，吸気管５と対向する端面には，吸気道７の斜め上方に，バイパス３０の下流端部となる切欠き状の前記切欠き部３５が開口し，この切欠き部３５と吸気道７を囲繞する水滴形状のシール溝５３がフランジ部１ｂの端面に形成され，このシール溝５３には，フランジ部１ｂの第１及び第２締結ボス２，２′が締結ボルト３，３により吸気管５に締結されるとき，吸気管５の端面に密接するＯリング５４が装着される。その際，各締結ボス２，２′には，フランジ部１ｂのシール溝５３形成面より僅かに隆起した座面２ａ，２ａ′が形成される。また，前記切欠き部３５は，吸気道７を横断して上記第１及び第２締結ボス２，２′の中心間を結ぶ直線５５の一側に配置され，その他側においては，フランジ部１ｂのシール溝５３形成面より僅かに隆起した円弧状の当接座５６（図３，図９参照）がシール溝５３の外側縁の一部に沿うように形成される。この当接座５６及び前記座面２ａ，２ａ′は，スロットルボディ１の鋳造後，同一平面に仕上げ加工される。

而して，上記締結時，これら座面２ａ，２ａ′及び当接座５６の三個所が吸気管５の端面に当接することにより，Ｏリング５４の圧縮変形量を正確に規制し，そのシール機能を長期に保つことができる。しかも，フランジ部１ｂの吸気管５との当接面を同一平面に仕上げ加工する際は，第１及び第２締結ボス２，２′の座面２ａ，２ａ′及び当接座５６の三個所を仕上げ加工するだけで済み，その加工能率の向上と，加工工具の延命を図ることができる。また，切欠き部３５及び当接座５６を，両締結ボス２，２′の中心間を結ぶ直線５５を挟んで互いに反対側に配置したことで，形状が複雑な部分を分散させることになり，ダイカスト鋳造時，湯回り性の向上を図ることができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，シール溝５３は，フランジ部１ｂに対向する吸気管５の端面に形成することもできる。また，上記実施例では，本発明を，吸気道７を水平にしたホリゾンタル型スロットルボディ１に適用したが，吸気道７を鉛直方向に向けたバーチカル型のスロットルボディにも適用可能である。また，手動式のアイドル調整弁３１に代えて，電動式又はワックス式の自動弁をバイパスに設けることもできる。

１・・・・・スロットルボディ
１ａ・・・・円胴部
７・・・・・吸気道
８・・・・・スロットル弁
８ａ・・・・弁軸
３０・・・・バイパス
３１・・・・弁手段（アイドル調整弁）
３２・・・・凹溝
３２ａ・・・行き止まり部
３２ｂ・・・内側面
３２ｃ・・・段部
３３・・・・バイパスの他の通路（弁孔）
３３ａ・・・開口部
３６・・・・厚肉部

Claims (4)

1. スロットル弁（８）により開閉される吸気道（７）を有するスロットルボディ（１）に，スロットル弁（８）を迂回して吸気道（７）に連通するバイパス（３０）を設け，このバイパス（３０）に，それを開閉する弁手段（３１）を設けた，エンジンの吸気制御装置において，
   前記バイパス（３０）の入口を，スロットルボディ（１）の上流端から始まりスロットル弁（８）の手前で行き止まりとなるように吸気道（７）の内側面に形成される凹溝（３２）で構成し，この凹溝（３２）に続くバイパス（３０）の他の通路（３３）を，前記凹溝（３２）の内側面（３２ｂ）から一段隆起した段部（３２ｃ）に開口させたことを特徴とする，エンジンの吸気制御装置。
2. 請求項１記載のエンジンの吸気制御装置において，
   前記他の通路（３３）の前記段部（３２ｃ）への開口部（３３ａ）を，前記段部（３２ｃ）の周縁から離して配置したことを特徴とする，エンジンの吸気制御装置。
3. 請求項１又は２記載のエンジンの吸気制御装置において，
   前記段部３３ｃを，これが前記凹溝（３２）の天井面と行き止まり部（３２ａ）とに連続するように形成したことを特徴とする，エンジンの吸気制御装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のエンジンの吸気制御装置において，
   スロットルボディ（１）の円胴部（１ａ）に吸気道（７）を，円胴部（１ａ）の外形の中心に対してスロットル弁（８）の弁軸（８ａ）と直交する方向に偏心させて形成し，この吸気道（７）の偏心方向と反対側の円胴部（１ａ）の厚肉部（３６）に前記凹溝（３２）を形成したことを特徴とする，エンジンの吸気制御装置。

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