JP2021156262A - スロットル弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スロットル弁の上端部側から滴下された水分がスロットル弁の外周の広範囲で凍結することを防止することができるスロットル弁装置を提供する。【解決手段】スロットル弁装置１は、上下方向に延びるスロットルボディ２と、スロットルボディ２に回動自在に設けられたスロットル弁３と、を備え、スロットル弁３は、スロットルボディ２に回動自在に支持されたスロットルシャフト４と、スロットルシャフト４の両側のスロットル弁体と、を有し、スロットル弁体は、上側弁体部５及び下側弁体部６で構成され、スロットルボディ２の内壁面、上側弁体部５の上面、スロットルシャフト４、及び下側弁体部６の上面には、スロットルボディ２の内壁面の上側弁体部５の付近に滴下された水分Ｗを下側弁体部６の下方に順に誘導するための水分誘導凹部（誘導凹部７ａ、７ｂ、誘導溝７ｃ、誘導凹部７ｄ）がそれぞれ形成されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、上下方向に延びる吸気通路の一部を構成するスロットルボディを有するスロットル弁装置に関する。

自動車等の車両において、内燃機関（エンジン）の燃焼室から漏出してクランクケース内に滞留するブローバイガスを、吸気系に還流させて再燃焼させるブローバイガス還流装置が知られている。このブローバイガス中には、通常、多量の水分が含まれているため、吸気通路を流れる吸気の温度が低い場合、吸気通路に開口するブローバイガス還流通路の吐出ポートから吐出されたブローバイガスが冷却されることで、凝縮水が発生することがある。

また、吸気通路が上下方向に延び、かつスロットル弁が全閉位置において水平に対して斜めに設置される場合において、吐出ポートが、傾斜したスロットル弁の上側の端部（以下「上端部」という）の上流側に開口するようなレイアウトの場合、凝縮水がスロットルボディの内周面を伝わり、スロットル弁とスロットルボディの間の隙間（以下「スロットル隙間」という）に拡がる可能性がある。そして、内燃機関の停止後、雰囲気温度が氷点下となった場合に、スロットル隙間に拡がった凝縮水が凍結し、スロットル弁が作動不能に陥る場合がある。

また、凝縮水がスロットル弁の外周に沿って、スロットルシャフトの支持部に流入し凍結する可能性もあり、その場合には、特に凍結の解除が困難になる。

こうした問題に対し、従来は、ブローバイガス還流通路の吐出ポートが、傾斜したスロットル弁の下側の端部（以下「下端部」という）の上流側に配されるようなレイアウトとし、スロットルボディを伝わってスロットル弁に滴下した凝縮水がスロットル弁の外周に沿って拡がることを防止するようにしている。また、たとえば特許文献１に記載の内燃機関の吸気系では、スロットル弁の上流側に配されたエアクリーナケースの底面に、吸気通路のスロットルシャフトの支持部から周方向に離間した部位に水流を導くための誘導用流路を設けることにより、凝縮水が吸気通路を伝わってスロットル弁の下端部側に誘導されるようにしている。

特開２０１４−１２２５９０号公報

しかしながら、従来のように、ブローバイガス還流通路の吐出ポートを、傾斜したスロットル弁の下端部側に常に配することは、内燃機関の配管レイアウトを決める上での一つの制約となるため、望ましいものではない。また、他の構成部品の配置の関係上、このようなレイアウトとするのが困難な場合もあり、ブローバイガス還流通路の吐出ポートがスロットル弁の上端部側に配される場合には、上述した凝縮水の問題に対処することが困難である。

また、特許文献１の技術では、エアクリーナケースよりも上流側で発生した凝縮水をスロットル弁の下端部側に誘導することは可能であっても、エアクリーナケースよりも下流側にブローバイガス還流通路の吐出ポートが設けられている場合に、この吐出ポートから滴下する凝縮水に対応することは困難である。また、特許文献１の技術の場合にも、エアクリーナケースの底面に設けられた誘導用流路を、常にスロットル弁の下端部側に配する必要があるので、レイアウトの都合上、スロットル弁の上端部側に凝縮水が滴下される場合には、上述の問題に対処することが困難である。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、スロットル弁の上方に傾斜した端部側から水分が滴下された場合であっても、滴下された水分がスロットル隙間やスロットルシャフトの支持部を含む広範囲で凍結することを防止でき、それにより配管レイアウトの自由度を向上させることができるスロットル弁装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の請求項１に係るスロットル弁装置１は、上下方向に延びる吸気通路の一部を構成するスロットルボディ２と、スロットルボディ２に回動自在に設けられ、吸気通路を開閉するためのスロットル弁３と、を備え、スロットル弁３は、スロットルボディ２に回動自在に支持され、ほぼ水平に延びるスロットルシャフト４と、スロットルシャフト４の軸線に直交する方向の両側に一体に設けられ、吸気通路を全閉状態で閉鎖する全閉位置において、水平に対して斜めに延びる円盤状のスロットル弁体と、を有し、スロットル弁体は、全閉位置においてスロットルシャフト４よりも上方及び下方にそれぞれ配される上側弁体部５及び下側弁体部６によって構成され、スロットルボディ２の内壁面、上側弁体部５の上面、スロットルシャフト４、及び下側弁体部６の上面には、スロットルボディ２の内壁面の上側弁体部５の付近に滴下された水分Ｗを下側弁体部６の下方に順に誘導するための水分誘導凹部（誘導凹部７ａ、７ｂ、誘導溝７ｃ、誘導凹部７ｄ）がそれぞれ形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、スロットルボディの内壁面、スロットル弁の上側弁体部の上面、スロットルシャフト、及びスロットル弁の下側弁体部の上面に、水分誘導凹部がそれぞれ形成されている。そして、スロットルボディの内壁面の上側弁体部の上流側に滴下された水分は、スロットルボディ、上側弁体部、スロットルシャフト及び下側弁体部の各水分誘導凹部を順に伝わり、下側弁体部の下方へと誘導される。これにより、スロットル弁の上側弁体部側に水分が滴下された場合であっても、滴下した水分がスロットル隙間やスロットルシャフトの支持部に広範囲に伝わり、凍結することを防止することができる。また、これにより、ブローバイガス還流通路の吐出ポートなどの、凝縮水を生じさせる可能性がある配管を、スロットル弁の上側弁体部側に配置することが可能となり、配管レイアウトの自由度を向上させることができる。

実施形態に係るスロットル弁装置の概略的な平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態に係るスロットル弁装置１は、内燃機関の吸気通路が上下方向に延びるダウンフロー構造になっており、スロットルボディ２は、吸気通路の一部を構成している。スロットル弁装置１の上方が吸気通路の上流側、下方が吸気通路の下流側となっている。上流側の吸気通路には、エアクリーナやブローバイガス還流通路の吐出ポート（いずれも不図示）が設けられている。下流側の吸気通路には、インテークマニホルドを介して内燃機関の各気筒の吸気ダクト（いずれも不図示）が連通している。

スロットルボディ２は円筒状のものであり、その内部空間が上流側及び下流側の吸気通路に連通している。このスロットルボディ２の内部には、スロットルシャフト４及び円盤状のスロットル弁体を有するスロットル弁３が、スロットルシャフト４を介して回動自在に設けられている。スロットルシャフト４は、スロットルボディ２内の吸気通路の中央部を通り、ほぼ水平に延び、スロットルボディ２内に設けられた支持部（不図示）に支持されている。

スロットル弁３は、モータ（不図示）によりスロットルシャフト４を中心として回動されることによって吸気通路を開閉し、その回転角度によって吸気通路を通過する空気（吸気）の流量を調整する。図１及び図２には、スロットル弁３が吸気通路を全閉位置で閉鎖した全閉状態が示されており、図中では、スロットル弁３の外縁部がスロットルボディ２の内壁面に接しているように見えるものの、実際には、滑らかな回動を確保するために、スロットル弁３とスロットルボディ２の内壁面との間に微小な隙間を有している。

スロットル弁体は、スロットル弁３の全閉位置において、水平に対して僅かに斜めに傾いて延びており、この状態において、スロットルシャフト４の上方に位置する上側弁体部５と、スロットルシャフト４の下方に位置する下側弁体部６とを有する。

スロットルボディ２の内壁面には、スロットル弁３の上側弁体部５の上方に、上流側から滴下された水分Ｗを上側弁体部５へと誘導するための誘導凹部７ａが設けられている。誘導凹部７ａは、スロットルシャフト４の軸と直交する図１に示す軸線Ｌ上において最も深くなるように、また、スロットルシャフト４の軸線方向の幅が、上側弁体部５に向かって次第に狭くなるように形成されている。この構成により、誘導凹部７ａに流入した水分Ｗは、図２に矢印で示すように、軸線Ｌに沿いながら下方へと流れることにより、上側弁体部５の中央部に向けて誘導される。

上側弁体部５の上面には、スロットルボディ２から誘導された水分Ｗを、スロットルシャフト４の中央部へと誘導するための誘導凹部７ｂが設けられている。誘導凹部７ｂは、誘導凹部７ａと同様、軸線Ｌ上において最も深くなるとともに、その幅がスロットルシャフト４に向かって次第に狭くなるように形成されている。この構成により、誘導凹部７ａから誘導凹部７ｂに水分Ｗが誘導されるとともに、誘導凹部７ｂ内の水分Ｗは、図２に矢印で示すように、軸線Ｌに沿いながら下方へと流れることにより、スロットルシャフト４の中央部に向けて誘導される。

スロットルシャフト４の中央部には、上側弁体部５から誘導された水分Ｗを、下側弁体部６へと誘導するための誘導溝７ｃが設けられている。誘導溝７ｃは、誘導凹部７ａ、７ｂと同様に、軸線Ｌ上において最も深くなるように形成されるとともに、その幅は一定になっている。この構成により、誘導凹部７ｂから誘導溝７ｃに水分Ｗが誘導されるとともに、誘導溝７ｃ内の水分Ｗは、図２に矢印で示すように、軸線Ｌに沿いながら下方へと流れることにより、下側弁体部６の中央部に向けて誘導される。

下側弁体部６の上面には、スロットルシャフト４から誘導された水分Ｗを、さらに下方へと誘導するための誘導凹部７ｄが設けられている。誘導凹部７ｄは、誘導凹部７ａ、７ｂと同様、軸線Ｌ上において最も深くなるとともに、その幅が下方に向かって次第に狭くなるように形成されている。この構成により、誘導溝７ｃから誘導凹部７ｄに水分Ｗが誘導されるとともに、誘導凹部７ｄ内の水分Ｗは、図２に矢印で示すように、軸線Ｌに沿いながら下方へと流れることにより、下側弁体部６のスロットルシャフト４から周方向に離間した部位へと誘導される。

このように誘導された水分Ｗは、スロットル弁３とスロットルボディ２の隙間を伝わって広範囲に広がることがないので、たとえ凍結したとしても、モータによるスロットル弁３の駆動を妨げず、スロットル弁３が作動不能になるおそれがない。

以上のように、本実施形態によれば、スロットルボディ２の内壁面、上側弁体部５の上面、スロットルシャフト４の中央部、及び下側弁体部６の上面に、誘導凹部７ａ、７ｂ、誘導溝７ｃ、誘導凹部７ｄがそれぞれ設けられていることにより、スロットルボディ２の内壁面の上側弁体部５側に滴下された水分Ｗは、誘導凹部７ａ、７ｂ、誘導溝７ｃ、誘導凹部７ｄを順に伝わり、下側弁体部６のスロットルシャフト４から周方向に離間した部位へと誘導される。

したがって、スロットル弁３の上側弁体部５側に水分Ｗが滴下された場合であっても、滴下した水分Ｗがスロットル弁３とスロットルボディ２の隙間やスロットルシャフト４の支持部に広範囲に伝わり、凍結することを防止することができる。また、これにより、ブローバイガス還流通路の吐出ポートなどの、凝縮水を生じさせる可能性がある配管を、スロットル弁３の上側弁体部５側に配置することが可能となり、配管レイアウトの自由度を向上させることができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。たとえば、誘導凹部及び誘導溝の位置及び形状は、本発明の趣旨を満たす限り、実施形態で説明したものに限定されず、異なる位置及び形状とすることが可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

１ スロットル弁装置
２ スロットルボディ
３ スロットル弁
４ スロットルシャフト
５ 上側弁体部
６ 下側弁体部
７ａ，７ｂ，７ｄ 誘導凹部
７ｃ 誘導溝

Claims (1)

1. 上下方向に延びる吸気通路の一部を構成するスロットルボディと、
   前記スロットルボディに回動自在に設けられ、前記吸気通路を開閉するためのスロットル弁と、を備え、
   前記スロットル弁は、前記スロットルボディに回動自在に支持され、ほぼ水平に延びるスロットルシャフトと、前記スロットルシャフトの軸線に直交する方向の両側に一体に設けられ、前記吸気通路を全閉状態で閉鎖する全閉位置において、水平に対して斜めに延びる円盤状のスロットル弁体と、を有し、
   前記スロットル弁体は、前記全閉位置において前記スロットルシャフトよりも上方及び下方にそれぞれ配される上側弁体部及び下側弁体部によって構成され、
   前記スロットルボディの内壁面、前記上側弁体部の上面、前記スロットルシャフト、及び前記下側弁体部の上面には、前記スロットルボディの内壁面の前記上側弁体部の付近に滴下された水分を前記下側弁体部の下方に順に誘導するための水分誘導凹部がそれぞれ形成されていることを特徴とするスロットル弁装置。

Images