JP3620034B2 - 内燃機関用吸気装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）用吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、製造コストの低減化および軽量化等の要求からスロットルボディを樹脂で成形する吸気装置が知られている。
米国特許番号第５３４１７７３号明細書に開示されている吸気装置では、スロットルボディおよびインテークマニホールドを樹脂で成形し、インテークマニホールドにスロットルボディのスリーブを嵌入している。そして、インテークマニホールドに形成したキー溝にスロットルボディに形成した突起を嵌合し、キー溝と突起との嵌合部にピンを通すことによりインテークマニホールドからのスロットルボィの抜けを防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、米国特許番号第５３４１７７３号明細書に開示されている吸気装置では、キー溝と突起との嵌合部に通したピンはインテークマニホールドからのスロットルボィの抜けを防止しているだけであり、スロットルボディとインテークマニホールドとを軸方向に押しつけ合う力が働かない。したがって、キー溝と突起との嵌合部に隙間があるとエンジン振動等によりスロットルボディとインテークマニホールドとががたつくので、キー溝と突起との嵌合部が摩耗し破損する恐れがある。さらに、がたつきにより増大された振動によりスロットル弁の軸受け等が摩耗しスロットル弁が回動不能になったりする。
【０００４】
また、スロットルボディとインテークマニホールドとのシールをスロットルボディの外周壁に嵌め込んだＯリングにより行っているので、加工誤差等によりＯリングの周方向の圧縮率がばらつくことがある。すると、吸気流れにより生じる負圧により圧縮率の低いシール箇所から吸気通路内に空気が流入することがあるので、スロットル弁の開度に応じて吸気流量を高精度に制御できないという問題がある。一方、Ｏリングの圧縮率を周方向に一定にするためには、スロットルボディとインテークマニホールドとの嵌入箇所を高精度に加工する必要あるので、加工工数が増加し、製造コストが上昇するという問題がある。
【０００５】
また、樹脂成形したスロットルボディおよびインテークマニホールドが熱膨張および収縮して変形すると、この変形量にＯリングが追随できないという問題がある。
また、インテークマニホールドにスロットルボディのスリーブが嵌入した二重管構造になっているが、この二重管構造の詳細が開示されていないので、インテークマニホールドとスロットルボディとの段差の程度によっては内壁を伝わってインテークマニホールド側からスロットルボディ内に水が侵入する恐れがある。スロットルボディ内に水が侵入すると、低温時においてスロットル弁とスロットルボディ内壁とが凍りつきスロットル弁が回動不能になる、所謂アイシングが生じる恐れがある。
【０００６】
本発明の目的は、スロットルボディスロットルボディと接続管との接続箇所に加工誤差があってもスロットルボディと接続管との間を簡単な構造で良好にシールする加工の容易なエンジン用吸気装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、スロットルボディ内への水の侵入を防止し、スロットル弁のアイシングを防止するエンジン用吸気装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のエンジン用吸気装置によると、スロットルボディを樹脂で成形しているので、製造コストが低減するとともに吸気装置が軽量化される。さらに、摩耗し易い樹脂でスロットルボディを成形してもスロットルボディと接続管との接続箇所ががたつかないので、スロットルボディの摩耗を防止することができる。
また、両吸気口のうち少なくとも一方と接続管との間をリップシールでシールしているので、吸気流れにより吸気通路が負圧になるとスロットルボディと接続管との接続箇所においてリップシールが広がるので、スロットルボディと接続管との接続箇所に加工誤差があったり、スロットルボディと接続管との接続箇所が熱膨張または収縮してもスロットルボディと接続管との間を良好にシールする。したがって、スロットルボディと接続管との接続箇所から吸気通路に外部の空気が流入しないので、スロットル弁の開度に応じて吸気流量を高精度に制御できる。特にスロットルボデイを樹脂成形している場合、加工誤差、ならびに熱膨張または収縮による変形量が大きくなるので、これら加工誤差、ならびに熱膨張または収縮による変形量にリップシールが追随してスロットルボディと接続管との間を良好にシールすることができる。
【０００９】
さらに、スロットルボディおよび接続管を高精度に加工する必要がないので、加工が容易になり加工工数がが低減する。
また、両吸気口のうち少なくとも一方が接続管内に嵌入しており、接続管に嵌入している吸気口の外周壁と接続管の内周壁との間に円筒状の間隙が形成されているので、吸気装置の搭載状態によっては接続管側からスロットルボディに流れてくる水が前述した間隙に溜まり、スロットルボディ内に侵入しない。したがって、スロットル弁がアイシングを起こすことを防止できるので、スロットル弁の円滑な回動を維持することができる。
【００１０】
また、両吸気口のうち少なくとも一方が嵌入している接続管とスロットルボディとが軸方向に押しつけられて接続されているので、スロットルボディと接続管との接続箇所のがたつきを防止できる。したがって、スロットルボディと接続管との接続箇所の摩耗を防止することができるので、接続箇所の破損を防止することができる。特に、樹脂でスロットルボディを成形しているので、摩耗しやすいスロットルボディの破損を防止することができる。
【００１１】
さらに、スロットルボディががたつくことによるスロットル弁の軸受け等の摩耗を防止するので、スロットル弁が円滑に回動する。
本発明の請求項２記載のエンジン用吸気装置によると、接続管に嵌入している吸気口が開口側に向けて縮径しているので、スロットルボディと接続管との間に形成される間隙の容量が増大する。したがって、接続管からスロットルボディに侵入しようとする水をスロットルボディと接続管との間に形成される間隙により多く溜めることができるので、スロットルボディ内への水の侵入を防止し、スロットル弁がスロットルボディに凍りつき回動不能になることを防止する。
【００１２】
本発明の請求項３記載のエンジン用吸気装置によると、スロットルボディの吸気出口および吸気入口のうち少なくとも一方と接続する接続管とスロットルボディとをクランプを用いて軸方向に挟持するので、接続管とスロットルボディとの接続箇所のがたつきを防止することができる。したがって、スロットルボディと接続管との接続箇所の摩耗を防止し、接続箇所の破損を防止することができる。さらに、スロットルボディががたつくことによるスロットル弁の軸受け等の摩耗を防止するので、スロットル弁が円滑に回動できる。
【００１３】
本発明の請求項４記載のエンジン用吸気装置によると、クランプに挟持される接続管またはスロットルボディのいずれかにクランプの一端が揺動可能に支持されているので、スロットルボディと接続管との組付け時または取外し時にクランプを紛失することを防止できる。
【００１４】
本発明の請求項５記載のエンジン用吸気装置によると、クランプが脱着可能であるので、クランプの組付けが容易であり、簡単な構造でスロットルボディと接続管とを軸方向に挟持できる。したがって、組付け工数が低減するとともに製造コストが減少する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例について説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるエンジン用吸気装置を図１に示す。
吸気装置１は、スロットルボディ１０、スロットル弁２０、接続管としてのインテークマニホールド３０、およびスロットルボディ１０とインテークマニホールド３０とを軸方向に挟持するクランプ４０を有する。スロットルボディ１０およびインテークマニホールド３０は樹脂で成形されている。
【００１８】
スロットルボディ１０は、筒部１１と筒部１１の外周に径方向外側に延びて形成された環状のフランジ１２とを有する。このフランジ１２には後述するクランプ４０の係止部としての凹部１４が形成されており、しかもこのフランジ１２は接続管としてのインテークマニホールド３０との当接部も兼ねている。よって、スロットルボディ１０の固定のための応力はフランジ１２に加わり筒部１１への応力が緩和されている。スロットル弁２０は、スロットルボディ１０に回動可能に支持されたスロットル軸２１に取り付けられており、開度に応じて吸気通路１００を流れる吸気流量を制御する。
【００１９】
筒部１１の一方の吸気口である吸気出口１１ａはインテークマニホールド３０内に嵌入しており、吸気出口１１ａとインテークマニホールド３０とが二重管構造になっている。スロットルボディ１０のフランジ１２がインテークマニホールド３０の開口側端面に当接することによりインテークマニホールド３０へのスロットルボディ１０の嵌入量が規定される。フランジ１２に形成した位置決め部としての凹部１３にインテークマニホールド３０の開口側端面に形成した位置決め部としての凸部３１が嵌合することによりスロットルボディ１０とインテークマニホールド３０との周方向の位置決めがなされる。スロットルボディ１０とインテークマニホールド３０との周方向の位置決めを行う凹部と凸部との嵌合関係は、スロットルボディ１０に凸部、インテークマニホールド３０に凹部を形成してもよい。
【００２０】
吸気出口１１ａの外周壁とインテークマニホールド３０の内周壁との間に円筒状の間隙５０が形成されており、この間隙５０に配設されたリップシール３５が吸気出口１１ａの外周壁とインテークマニホールド３０の内周壁との間をシールしている。吸気流れにより吸気通路１００が負圧になるとリップシール３５が広がり、吸気出口１１ａの外周壁とインテークマニホールド３０の内周壁との間をシールする。
【００２１】
また、インテークマニホールド３０側から水１１０がスロットルボディ１０側に侵入しようとしても水１１０が間隙５０に溜められるので、スロットルボディ１０内に水１１０が侵入することを防止できる。
両端部に係止部を有し、一端に操作用つまみ部を延長形成した板ばね製のクランプ４０はインテークマニホールド３０の外周壁の径方向において１８０°反対側に二個取り付けられている。複数のクランプ４０はスロットル軸２１の両端側を避け、スロットル軸２１を挟んでその両側に位置するように配置されている。クランプ４０の一端は、インテークマニホールド３０に取り付けられたクランプ４０の係止部かつ揺動支持部としてのピン４１に揺動可能に支持されている。クランプ４０の他端は、吸気出口１１ａがインテークマニホールド３０に嵌入した状態でフランジ１２の反インテークマニホールド３０側に形成された凹部１４に嵌合可能である。クランプ４０の他端が凹部１４に嵌合することによりスロットルボディ１０とインテークマニホールド３０とはクランプ４０により軸方向に挟持され、互いに押しつけ合う。ここで、クランプ４０がスロットルボディ１０とインテークマニホールド３０とを挟持する力と、クランプ４０を取り付ける数とは、エンジン振動等によりスロットルボディ１０とインテークマニホールド３０とががたつかない範囲で設定すればよい。
【００２２】
以上説明した第１実施例の吸気装置１では、スロットルボディ１０とインテークマニホールド３０とをクランプ４０を用いて軸方向に挟持しているので、スロットルボディ１０とインテークマニホールド３０との間に互いに軸方向に押しつけ合う力が働く。したがって、スロットルボディ１０とインテークマニホールド３０との接続箇所のがたつきを防止できるので、スロットルボディ１０とインテークマニホールド３０との接続箇所の摩耗を防止し、接続箇所の破損を防止できる。
【００２３】
さらに、スロットルボディ１０およびインテークマニホールド３０を樹脂で成形しているので、製造コストが低減するとともに、吸気装置１が軽量化する。さらに、摩耗し易い樹脂でスロットルボディ１０およびインテークマニホールド３０を成形しても、スロットルボディ１０とインテークマニホールド３０との接続箇所ががたつかないので、スロットルボディ１０およびインテークマニホールド３０の摩耗を防止することができる。
【００２４】
また、スロットルボディ１０ががたつくことによるスロットル軸２１の軸受けの摩耗を防止するので、スロットル弁２０が円滑に回動する。
また、スロットルボディ１０の吸気出口１１ａとインテークマニホールド３０との間をリップシール３５でシールしているので、吸気通路１００を流れる吸気流れにより生じる負圧によってスロットルボディ１０とインテークマニホールド３０との接続箇所においてリップシール３５が広がるので、スロットルボディ１０とインテークマニホールド３０との接続箇所において加工誤差があってもスロットルボディ１０とインテークマニホールド３０との間を良好にシールする。したがって、吸気流れにより吸気通路１００に負圧が生じてもスロットルボディ１０とインテークマニホールド３０との接続箇所から吸気通路１００に外部の空気が流入しないので、スロットル弁２０の開度に応じて吸気流量を高精度に制御できる。
【００２５】
特に、樹脂成形したスロットルボデイ１０およびインテークマニホールド３０の加工誤差、ならびに熱膨張または収縮による変形量は大きいので、これら加工誤差、ならびに熱膨張または収縮による変形量にリップシール３５が追随してスロットルボディ１０とインテークマニホールド３０との間を良好にシールすることができる。
さらに、スロットルボディ１０およびインテークマニホールド３０を高精度に加工する必要がないので、加工が容易になり加工工数が低減する。
【００２６】
また、吸気出口１１ａがインテークマニホールド３０内に嵌入しており、吸気出口１１ａの外周壁とインテークマニホールド３０の内周壁との間に円筒状の間隙５０が形成されているので、インテークマニホールド３０側からスロットルボディに流れてくる水１００が間隙５０に溜まり、スロットルボディ１０内に侵入しない。したがって、スロットル弁２０がアイシングを起こすことを防止できる。したがって、スロットル弁２０の円滑な回動を維持し、吸気流量を適切に制御することができる。
【００２７】
第１実施例では、インテークマニホールド３０側でクランプ４０を揺動可能に支持したが、スロットルボディ１０側でクランプ４０を揺動可能に支持することも可能である。
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図２に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
【００２８】
第２実施例では、スロットルボディ６０の一方の吸気口である吸気出口６０ａがインテークマニホールド３０に嵌入しているだけでなく、他方の吸気口である吸気入口６０ｂが接続管としてのエアダクト６２に嵌入し、それぞれ二重管構造を構成している。スロットルボディ６０およびエアダクト６２は樹脂製である。エアダクト６２への吸気入口６０ｂの嵌入量はフランジ６１がエアダクト６２に当接することにより規定されている。
【００２９】
吸気出口６０ａの外周壁とインテークマニホールド３０の内周壁との間に間隙５０が形成されているとともに、吸気入口６０ｂの外周壁とエアダクト６２の内周壁との間に間隙５１が形成されている。そして、間隙５０および間隙５１にリップシール３５が配設されており、吸気出口６０ａの外周壁とインテークマニホールド３０の内周壁との間、ならびに吸気入口６０ｂの外周壁とエアダクト６２の内周壁との間をシールしている。吸気通路１００を通過する吸気流れにより吸気通路１００が負圧になると各リップシール３５が広がるので、吸気出口６０ａとインテークマニホールド３０との接続箇所、ならびに吸気入口６０ｂとエアダクト６２との接続箇所に加工誤差があっても各接続箇所を良好にシールすることができる。
【００３０】
（第３実施例）
本発明の第３実施例を図３に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
樹脂製のスロットルボディ６５の吸気出口６５ａはインテークマニホールド３０に嵌入し二重管構造を構成している。フランジ１２を貫通する貫通孔６６は、インテークマニホールド３０の凸部３１が嵌合するとともに、クランプ４０が嵌合する。
【００３１】
第３実施例では、インテークマニホールド３０の凸部３１およびクランプ４０が嵌合する凹部を共通の貫通孔６６で形成したことにより加工工数が低減する。
（第４実施例）
本発明の第４実施例を図４に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
【００３２】
インテークマニホールド３０に嵌入する樹脂製のスロットルボディ７０の吸気出口７０ａは、リップシール３５よりも下流側において開口側に向けて縮径するように形成されているので、吸気出口を同一径にする場合に比べ、吸気出口７０ａの外周壁とインテークマニホールド３０の内周壁との間に形成される間隙５２の容量が大きくなる。したがって、間隙５２に溜められる水の量がより多くなるので、インテークマニホールド３０からスロットルボディ７０内に水が侵入することを防止できる。
【００３３】
吸気出口７０ａを縮径する代わりに、リップシール３５よりも下流側においてインテークマニホールド３０の内径を拡径してもよい。
（第５実施例）
本発明の第５実施例を図５に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
【００３４】
スロットルボディ１０の吸気出口１１ａは接続管としての樹脂製のインテークマニホールド８０内に嵌入し二重管構造を構成している。スロットルボディ１０とインテークマニホールド８０との周方向の位置決めは、インテークマニホールド８０に形成した凸部８１が凹部１３に嵌合することにより規定される。
クランプ８５は、インテークマニホールド８０の反スロットルボディ１０側に形成した凹部８２およびスロットルボディ１０の反インテークマニホールド８０側に形成した凹部１４に嵌合することによりスロットルボディ１０とインテークマニホールド８０とを軸方向に挟持している。凹部１４および凹部８２との嵌合を解除、あるいは凹部１４および凹部８２と嵌合することにより、クランプ８５は容易に脱着可能である。
【００３５】
（第６実施例）
本発明の第６実施例を図６に示す。第５実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
スロットルボディ１０の吸気出口１１ａは接続管としての樹脂製のインテークマニホールド９０内に嵌入し二重管構造を構成している。スロットルボディ１０とインテークマニホールド９０との周方向の位置決めは、インテークマニホールド９０に形成した凸部９１が凹部１３に嵌合することにより規定される。
【００３６】
スロットルボディ１０と対向するインテークマニホールド９０の端面に環状の凹溝９２が形成され、この凹溝９２にＯリング９３が嵌合している。Ｏリング９２はスロットルボディ１０とインテークマニホールド９０との間をシールしている。
以上説明した本発明の実施の形態を示す複数の上記実施例によると、スロットルボディと接続管としてのインテークマニホールドまたはエアダクトとをクランプで軸方向に挟持することにより、樹脂で成形したスロットルボディ、インテークマニホールドおよびエアダクトの接続箇所にがたつきが発生しないので、接続箇所における摩耗を防止できる、さらに、スロットルボディががたつくことによるスロットル弁２０の軸受け等の摩耗を防止できるので、スロットル弁２０の回動を円滑に保持できる。
【００３７】
また、インテークマニホールドまたはエアダクトとスロットルボディとの接続構造のうち少なくともインテークマニホールドとスロットルボディとの接続構造を円筒状の間隙を形成する二重管構造にしている。したがって、この間隙にスロットルボディに侵入しようとする水が溜められるので、スロットルボディ内に水が侵入せず、低温時にスロットル弁がスロットルボディと凍りつくことを防止できる。
【００３８】
上記複数の実施例では、スロットルボディ、インテークマニホールドおよびエアダクトを樹脂で成形したが、金属で成形することも可能である。
なお、以上に述べた実施例では、スロットルボディとインテークマニホールドとをクランプで固定するものを説明したが、他方の吸気口としての吸気入口と接続管としての図２に図示されるようなダクト６２とをクランプで固定する構成を採用してもよい。また、両吸気口にクランプ式固定構造を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるエンジン用吸気装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例によるエンジン用吸気装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施例によるエンジン用吸気装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施例によるエンジン用吸気装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第５実施例によるエンジン用吸気装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第６実施例によるエンジン用吸気装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 吸気装置
１０ スロットルボディ
１１ａ 吸気出口（吸気口）
１１ｂ 吸気入口（吸気口）
２０ スロットル弁
３０ インテークマニホールド（接続管）
４０ クランプ
６０ スロットルボディ
６０ａ 吸気出口（吸気口）
６０ｂ 吸気入口（吸気口）
６２ エアダクト（接続管）
６５ スロットルボディ
６５ａ 吸気出口（吸気口）
７０ スロットルボディ
７０ａ 吸気出口（吸気口）
８０、９０ インテークマニホールド（接続管）
８５ クランプ
１００ 吸気通路

Claims (5)

1. 樹脂製の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支持され、吸気流量を調整するスロットル弁と、
   前記スロットルボディの吸気出口および吸気入口にそれぞれ接続し、前記スロットルボディとともに吸気通路を形成する接続管と、
   前記両吸気口のうち少なくとも一方と接続する前記接続管と前記スロットルボデイとの間をシールするリップシールと、
   前記両吸気口のうち少なくとも一方は前記接続管内に嵌入しており、前記接続管の内周壁との間に円筒状の間隙を形成しており、前記両吸気口のうち少なくとも一方が嵌入している前記接続管と前記スロットルボディとは軸方向に押しつけられて接続されていることを特徴とする内燃機関用吸気装置。
2. 前記接続管に嵌入している吸気口は開口側に向けて縮径していることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用吸気装置。
3. 前記両吸気口のうち少なくとも一方と接続する前記接続管と前記スロットルボディとを軸方向に挟持するクランプを備えることを特徴とする請求項１または２内燃機関用吸気装置。
4. 前記クランプに挟持される前記接続管または前記スロットルボディのいずれかに前記クランプの一端が揺動可能に支持されていることを特徴とする請求項３記載の内燃機関用吸気装置。
5. 前記クランプは脱着可能であることを特徴とする請求項３記載の内燃機関用吸気装置。

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