JP2011190698A - スロットル弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スロットル弁装置１において、ギヤ室１２への水や異物の侵入を防止するとともに、ギヤ室１２内に正圧が生じた際のハウジングカバー１１の破損を防止することにある。
【解決手段】スロットル弁装置１は、ギヤハウジング部１０の接合面２０とハウジングカバー１１の接合面２１との間にシール部材２２が配され、シール部材２２は、ギヤハウジング部１０の接合面２０に当接するリップ部２６を有し、ギヤ室１２に所定値以上の正圧が生じたときに、リップ部２６が弾性変形することで圧力逃し弁として機能する。これにより、ギヤ室１２への水や異物の侵入を防止するとともに、ギヤ室１２に所定値以上の正圧が生じた際に圧力を逃してハウジングカバー１１の破損を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の内燃機関に搭載され、吸気通路の開度を操作するスロットル弁装置に関する。

従来より、スロットル弁装置のスロットルボディは、吸気通路を形成するとともにスロットル弁を収容する筒部と、スロットル弁を駆動するモータを収容するモータハウジング部と、モータの駆動力をスロットル弁に伝達するギヤを収納するためのギヤハウジング部とを有する。
そして、ギヤハウジング部の開口端面にはハウジングカバーが組み付けられ、ハウジングカバーとギヤハウジング部との間にギヤ室が形成される。

ところで、スロットルボディはエンジンルーム内に搭載されるため、降雨時やエンジンルームの清掃時に、ハウジングカバーとギヤハウジング部の開口端面との当接部から、ギヤ室に異物や水が侵入する虞がある。
そこで、ギヤ室に異物や水が侵入することを防ぐ、もしくは、低減するための技術が開示されている。

例えば、特許文献１は、ギヤ室への浸水を防ぐため、水抜き穴を設けるとともに、ギヤ室に連通する呼吸穴を設けて、水の排出を向上させている。
しかしながら、この構成では、水抜き穴の位置を車両搭載時に下側にしなければならないため、スロットル弁装置の搭載自由度が低くなる。

また、特許文献２では、ハウジングカバーとギヤハウジング部の開口端面との間にガスケットを装着し、ガスケットによりシールして、ギヤ室への異物や水の侵入を防止する技術が開示されている。
しかしながら、この技術では、ギヤ室内に正圧が生じる場合（過給機による吸気時）でも、ガスケットによりシールされているので、ギヤ室内の圧力を逃がすことができない。このため、ハウジングカバーが樹脂で形成されている場合には、正圧によってハウジングカバーが破損する虞がある。

特開２００２−３５７１３１号公報 特開２００１−１３２４９４号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、スロットル弁装置において、ギヤ室への水や異物の侵入を防止するとともに、ギヤ室内に正圧が生じた際のハウジングカバーの破損を防止することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のスロットル弁装置は、内燃機関への吸気通路を形成するスロットルボディと、スロットルボディ内に回動自在に支持されるとともにモータにより駆動されるスロットル弁とを備える。
また、スロットルボディは、モータの駆動力をスロットル弁に伝達するギヤを収納するためのギヤハウジング部を有し、ギヤハウジング部の開口がハウジングカバーにより覆われて、ハウジングカバーとギヤハウジング部との間にギヤを収納するギヤ室が形成される。

そして、ギヤハウジング部とハウジングカバーとの接合面間には、シール部材が配され、シール部材は、ギヤ室に所定値以上の正圧が生じたときに弾性変形することで、ギヤ室を低圧側に開放する圧力逃し弁として機能する。

これによれば、シール部材によってギヤ室への異物や水の侵入を防ぐとともに、ギヤ室内に所定値以上の正圧が生じる場合にはシール部材が変形してギヤ室内の圧力を逃すことができる。
このため、ギヤ室への水や異物の侵入を防止するとともに、ギヤ室に正圧が生じた際のハウジングカバーの破損を防止することができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のスロットル弁装置によれば、シール部材は、ギヤハウジング部の接合面またはハウジングカバーの接合面の少なくとも一方に当接するリップ部を有し、ギヤ室に所定値以上の正圧が生じたときに、リップ部が弾性変形することで圧力逃し弁として機能する。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のスロットル弁装置によれば、リップ部が、シール部材の厚さ範囲内に収まるように設けられている。

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のスロットル弁装置によれば、シール部材が、Ｃ字状もしくはＯ字状の横断面形状を有する。
これによれば、シール部材の断面において応力集中が生じる箇所がなくなり、耐久性が向上する。

〔請求項５の手段〕
請求項５に記載のスロットル弁装置によれば、シール部材は、ギヤハウジング部側の端部またはハウジングカバー側の端部の少なくとも一方に薄肉部を有し、ギヤ室に所定値以上の正圧が生じたときに、薄肉部が弾性変形することで圧力逃し弁として機能する。
これによれば、リップ部を形成する場合と比較して、シール部材の製造を容易にすることができる。

〔請求項６の手段〕
請求項６に記載のスロットル弁装置によれば、薄肉部が当接するギヤハウジング部またはハウジングカバーは、薄肉部のギヤ室側に、薄肉部の先端部に当接する壁を有し、ギヤ室に所定値以上の正圧が生じたときに、薄肉部が弾性変形し、先端部が壁から離れることで圧力逃し弁として機能する。
これによれば、外部からの水や異物の侵入に対しても壁の存在により薄肉部が変形しにくく、シール性が向上する。

（ａ）はスロットル弁装置の全体構成を示した断面図であり、（ｂ）はスロットル弁装置の要部拡大図である（実施例１）。 （ａ）はシール部材の説明図であり、（ｂ）はスロットル弁装置の要部拡大断面図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）は、スロットル弁装置の要部拡大断面図であり、（ｃ）はシール部材の説明図である（実施例２）。 （ａ）〜（ｄ）は、スロットル弁装置の要部拡大断面図である（実施例３〜５）。

本発明を実施するための形態１のスロットル弁装置は、内燃機関への吸気通路を形成するスロットルボディと、スロットルボディ内に回動自在に支持されるとともにモータにより駆動されるスロットル弁とを備える。
また、スロットルボディは、モータの駆動力をスロットル弁に伝達するギヤを収納するためのギヤハウジング部を有し、ギヤハウジング部の開口がハウジングカバーにより覆われて、ハウジングカバーとギヤハウジング部との間にギヤを収納するギヤ室が形成される。

そして、ギヤハウジング部とハウジングカバーとの接合面間には、シール部材が配され、シール部材は、ギヤハウジング部の接合面またはハウジングカバーの接合面の少なくとも一方に当接するリップ部を有し、ギヤ室に所定値以上の正圧が生じたときに、リップ部が弾性変形することで圧力逃し弁として機能する。

本発明を実施するための形態２のスロットル弁装置では、リップ部が、シール部材の厚さ範囲内に収まるように設けられている。

本発明を実施するための形態３のスロットル弁装置では、シール部材が、Ｃ字状もしくはＯ字状の横断面形状を有する。
本発明を実施するための形態４のスロットル弁装置では、シール部材が、ギヤハウジング部側の端部またはハウジングカバー側の端部の少なくとも一方に薄肉部を有し、ギヤ室に所定値以上の正圧が生じたときに、薄肉部が弾性変形することで圧力逃し弁として機能する。

本発明を実施するための形態５のスロットル弁装置では、薄肉部が当接するギヤハウジング部またはハウジングカバーが、薄肉部のギヤ室側に、薄肉部の先端部に当接する壁を有し、ギヤ室に所定値以上の正圧が生じたときに、薄肉部が弾性変形し、先端部が壁から離れることで圧力逃し弁として機能する。

〔実施例１の構成〕
実施例１のスロットル弁装置１の構成を、図１と図２とを用いて説明する。
スロットル弁装置１は、例えば自動車等の車両に搭載されて、運転者のアクセル操作量に基づいて、内燃機関の各気筒の燃焼室内へ供給する吸入空気量を変更するものである。

スロットル弁装置１は、運転者のアクセル操作量に応じて駆動されるバタフライ弁方式のスロットル弁２と、内燃機関への吸気通路を形成するとともに、スロットル弁２を収容するスロットルボディ３とを備える。

スロットルボディ３には、金属により形成され、吸気通路を形成するとともにスロットル弁２を収容する筒部５と、スロットル弁２を駆動するモータ６を収容するモータハウジング部７と、モータ６の駆動力をスロットル弁２に伝達するギヤ９を収納するためのギヤハウジング部１０を有する。

そして、ギヤハウジング部１０の開口端面には、樹脂製のハウジングカバー１１が接合され、ハウジングカバー１１とギヤハウジング部１０との間にギヤ室１２が形成されている。
なお、モータハウジング部７の内部には、モータ６を収容可能なモータ室１４が形成されており、モータ室１４とギヤ室１２とは連通している。

ギヤ室１２には、モータ６の出力軸の外周に固定されたピニオンギヤ１５、ピニオンギヤ１５と噛み合って回転する中間減速ギヤ１６、中間減速ギヤ１６と噛み合って回転するバルブギヤ１７が収容される。また、ギヤ室１２に、スロットル弁２の開度を検出するスロットルポジションセンサ１８を収容してもよい。

そして、ギヤハウジング部１０のハウジングカバー１１に接合する面（接合面２０）とハウジングカバー１１のギヤハウジング部１０に接合する面（接合面２１）との間には、ゴム製のシール部材２２が配されている。

ハウジングカバー１１の接合面２１にはシール部材２２を配するための溝２３がハウジングカバー１１の全周にわたって環状に形成されており、溝２３に対応した環状のシール部材２２が配されている。
そして、ギヤハウジング部１０とハウジングカバー１１とは、シール部材２２を挟み込んだ状態でクリップやボルト等の締結手段（図示せず）により締結される。
これにより、シール部材２２が接合面２０と溝２３の底面とに当接した状態になり、ハウジングカバー１１とギヤハウジング部１０との間はシール部材２２によりシールされる。

なお、シール部材２２の高さは、溝２３の深さよりもわずかに大きくなっているため、シール部材２２が接合面２０と溝２３の底面とに当接した状態において、シール部材２２の内側（ギヤ室１２側）および外側（反ギヤ室１２側）の接合面２１と接合面２０との間には隙間２５が形成される。

〔実施例１の特徴〕
実施例１のスロットル弁装置１は、シール部材２２が、ギヤハウジング部１０の接合面２０に当接するリップ部２６を有し、ギヤ室１２に所定値以上の正圧が生じたときに、リップ部２６が弾性変形することで圧力逃し弁として機能する。

リップ部２６は、シール部材２２の周方向の少なくとも１箇所に形成されている（図２（ａ）参照）。シール部材２２の接合面２０側の端部がリップ部２６となっており、リップ部２６の基部２７よりもリップ部２６の先端２８が外側（反ギヤ室１２側）に位置するように形成され、リップ部２６の先端２８が接合面２０に当接している。

なお、本実施例では、リップ部２６の基部２７がシール部材２２の外側（反ギヤ室１２側）部分にあり、リップ部２６の先端２８がシール部材２２の外側側面３０よりも外側に突出している。また、溝２３の幅は、後述するリップ部２６の弾性変形が可能な大きさに設定されている。

〔実施例１の作用〕
次に、実施例１のスロットル弁装置１の作用を説明する。
ギヤ室１２に正圧が生じていない状態では、リップ部２６が接合面２０に当接しており（図１参照）、ハウジングカバー１１とギヤハウジング部１０との間はシール部材２２によりシールされる。
これにより、外部からギヤ室１２内への異物や水の侵入を防止することができる。

一方、過給機によって吸気される場合にギヤ室１２内に正圧が生じることがあるが、ギヤ室１２内に所定値以上の正圧が生じた状態では、リップ部２６に圧力が加わって、リップ部２６が弾性変形し、リップ部２６の先端２８と接合面２０との間に隙間３１が生じる（図２（ｂ）参照）。
これにより、隙間２５、３１を通じてギヤ室１２は外部（低圧側）に開放されるので、圧力を逃すことができる。

〔実施例１の効果〕
実施例１のスロットル弁装置１は、ギヤハウジング部１０の接合面２０とハウジングカバー１１の接合面２１との間にシール部材２２が配され、シール部材２２は、ギヤハウジング部１０の接合面２０に当接するリップ部２６を有し、ギヤ室１２に所定値以上の正圧が生じたときに、リップ部２６が弾性変形することで圧力逃し弁として機能する。

これにより、〔実施例１の作用〕で説明したとおりに、ギヤ室１２への水や異物の侵入を防止するとともに、ギヤ室１２に所定値以上の正圧が生じた際に圧力を逃してハウジングカバー１１の破損を防止することができる。

〔実施例２の構成〕
実施例２のスロットル弁装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図３を用いて説明する。
実施例２のスロットル弁装置１は、リップ部２６が、シール部材２２の厚さ範囲内に収まるように設けられている。シール部材２２の厚さとは、リップ部２６以外の部分のシール部材２２の厚さであり、シール部材２２の外側側面３０と内側側面３２との間の距離を指す。

すなわち、リップ部２６の基部２７がシール部材２２の内側（ギヤ室１２側）部分にあり、リップ部２６の先端２８は、シール部材２２の外側側面３０よりも内側に収まっている（図３（ａ）参照）。また、ギヤ室１２内に所定値以上の正圧が生じた場合にリップ部２６が弾性変形した状態においても、リップ部２６がシール部材２２の厚さ範囲内に収まっている（図３（ｂ）参照）。
これにより、シール部材２２を収容する溝２３の幅を小さくすることができる。

〔実施例３の構成〕
実施例３のスロットル弁装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
実施例３のスロットル弁装置１は、シール部材２２が周方向全周においてＣ字状の横断面を有し、例えば、Ｃ字の開口部３４が外側を向くように溝２３内に配置されている。

そして、ギヤ室１２内に所定値以上の正圧が生じた場合には、シール部材２２の開口部３４が閉じるように弾性変形し、シール部材２２と接合面２０との間に隙間３１が生じる（図４（ｂ）参照）。これにより、隙間２５、３１を通じてギヤ室１２は外部（低圧側）に開放されるので、圧力を逃すことができる。

リップ部２６の場合、基部２７の周辺に応力集中が生じる虞があるが、本実施例では応力集中が生じる箇所がなくなり、耐久性が向上する。

〔実施例４の構成〕
実施例４のスロットル弁装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図４（ｃ）を用いて説明する。
実施例４のスロットル弁装置１は、シール部材２２の接合面２０側の端部に厚さを薄くした薄肉部３６が形成されている。薄肉部３６は、シール部材２２の周方向の少なくとも１箇所に形成されている。

ギヤ室１２に正圧が生じていない状態では、薄肉部３６の先端３７が接合面２０に当接しており（図４（ｃ）参照）、ハウジングカバー１１とギヤハウジング部１０との間はシール部材２２によりシールされる。
一方、ギヤ室１２に所定値以上の正圧が生じたときには、薄肉部３６が弾性変形して、薄肉部３６の先端３７が接合面２０から離れ、圧力逃し弁として機能する。

これによれば、リップ部２６を形成する場合と比較して、シール部材２２の製造を容易にすることができる。

〔実施例５の構成〕
実施例５のスロットル弁装置１の構成を、実施例４とは異なる点を中心に、図４（ｄ）を用いて説明する。
実施例５のスロットル弁装置１は、薄肉部３６のギヤ室１２側において、接合面２０に壁４０が形成されている。
壁４０は、薄肉部３６の基部４１までには到達せず、薄肉部３６の先端部４２のみが当接するような高さに設定されている。

そして、ギヤ室１２に正圧が生じていない状態では、壁４０の外側に薄肉部３６の先端部４２が当接することで、ギヤハウジング部１０とハウジングカバー１１との間のシールがなされている。
一方、ギヤ室１２に所定値以上の正圧が生じたときには、薄肉部３６が弾性変形し、先端部４２が壁４０から離れることで圧力逃し弁として機能する。

これによれば、外部からの水や異物の侵入に対しても壁４０の存在により薄肉部３６が変形しにくく、シール性が向上する。

なお、本実施例では、シール部材２２がハウジングカバー１１の溝２３に圧入されている。これは、壁４０と薄肉部３６との位置決めを行いやすくするためである。

〔変形例〕
スロットル弁装置１の態様は、実施例に限定されず、様々な変形例を考えることができる。例えば、実施例１〜５では、ハウジングカバー１１の接合面２１に溝２３設けたが、ギヤハウジング部１０の接合面２０に溝２３を設けて、ハウジングカバー１１の接合面２１とシール部材２２との間で圧力逃し弁を構成してもよい。

また、実施例３では、シール部材２２をＣ字状断面に設けたが、Ｏ字状断面であってもよい。Ｏ字状断面の場合も圧力を受けた場合に扁平に変形することにより、Ｃ字状断面の場合と同様に圧力逃し弁として機能することができる。
また、シール部材２２を周方向において部分的にＣ字状断面にし、それ以外をＯ字状断面にしてもよい。

１ スロットル弁装置
２ スロットル弁
３ スロットルボディ
６ モータ
９ ギヤ
１０ ギヤハウジング部
１１ ハウジングカバー
１２ ギヤ室
２０ ギヤハウジング部の接合面
２１ ハウジングカバーの接合面
２２ シール部材
２６ リップ部
３６ 薄肉部
４０ 壁
４２ 薄肉部の先端部

Claims (6)

1. 内燃機関への吸気通路を形成するスロットルボディと、
   前記スロットルボディ内に回動自在に支持されるとともにモータにより駆動されるスロットル弁とを備え、
   前記スロットルボディは、前記モータの駆動力を前記スロットル弁に伝達するギヤを収納するためのギヤハウジング部を有し、
   前記ギヤハウジング部の開口がハウジングカバーにより覆われて、前記ハウジングカバーと前記ギヤハウジング部との間に前記ギヤを収納するギヤ室が形成されるスロットル弁装置であって、
   前記ギヤハウジング部と前記ハウジングカバーとの接合面間には、シール部材が配され、
   前記シール部材は、前記ギヤ室に所定値以上の正圧が生じたときに弾性変形することで、前記ギヤ室を低圧側に開放する圧力逃し弁として機能することを特徴とするスロットル弁装置。
2. 請求項１に記載のスロットル弁装置において、
   前記シール部材は、前記ギヤハウジング部の接合面または前記ハウジングカバーの接合面の少なくとも一方に当接するリップ部を有し、
   前記ギヤ室に所定値以上の正圧が生じたときに、前記リップ部が弾性変形することで前記圧力逃し弁として機能することを特徴とするスロットル弁装置。
3. 請求項２に記載のスロットル弁装置において、
   前記リップ部は、前記シール部材の厚さ範囲内に収まるように設けられていることを特徴とするスロットル弁装置。
4. 請求項１に記載のスロットル弁装置において、
   前記シール部材は、Ｃ字状もしくはＯ字状の横断面形状を有することを特徴とするスロットル弁装置。
5. 請求項１に記載のスロットル弁装置において、
   前記シール部材は、前記ギヤハウジング部側の端部または前記ハウジングカバー側の端部の少なくとも一方に薄肉部を有し、
   前記ギヤ室に所定値以上の正圧が生じたときに、前記薄肉部が弾性変形することで前記圧力逃し弁として機能することを特徴とするスロットル弁装置。
6. 請求項５に記載のスロットル弁装置において、
   前記薄肉部が当接する前記ギヤハウジング部または前記ハウジングカバーは、
   前記薄肉部のギヤ室側に、前記薄肉部の先端部に当接する壁を有し、
   前記ギヤ室に所定値以上の正圧が生じたときに、前記薄肉部が弾性変形し、前記先端部が前記壁から離れることで前記圧力逃し弁として機能することを特徴とするスロットル弁装置。

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