JP3681510B2 - スロットルボデー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのスロットルボデーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスロットルボデーの一例について、図９の断面図を参照して述べる。スロットルボデーは、吸気通路１０２を形成するボデー本体１０１と、前記ボデー本体１０１に回転可能に設けたスロットルシャフト１０３と、前記スロットルシャフト１０３に取り付けられて前記吸気通路１０２を開閉可能なスロットルバルブ１０４とを備えている。ボデー本体１０１は、スロットルバルブ１０４付近の吸気通路１０２を形成する金属製コア１０５をインサート成形した樹脂製としている。なおコア１０５は、軸方向を長くする断面長四角形状をしたほぼリング状をなしている。
【０００３】
前記スロットルボデーは、スロットルバルブ１０４付近の吸気通路１０２を金属製コア１０５で形成することにより、樹脂製ボデー本体１０１の熱収縮を抑制し、スロットルバルブ１０４の円滑な作動を確保している。なお、このようなスロットルボデーは、例えば、特開平７−５１９０２号公報、実開平４−１１９３３７号公報にも開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
樹脂製ボデー本体１０１と金属製コア１０５との間には線膨張係数の差があるため、従来のスロットルボデーでは、温度状況によって、樹脂製ボデー本体１０１と金属製コア１０５との界面（符号、Ｘを付す。）に隙間ができ、その隙間を通じてエアが洩れるおそれがある。この点について図１０の説明図を参照して詳述する。図１０中、（ａ）は常温時、（ｂ）は高温時、（ｃ）は低温時の各状態の要部を断面図で示したものである。例えば、ボデー本体１０１の線膨張係数μ1 とコア１０５の線膨張係数μ2 が、
μ1 ＞μ2
の場合、常温時（図（ａ）参照）にはボデー本体１０１とコア１０５との界面Ｘが隙間なく接していても、高温時（図（ｂ）参照）にはボデー本体１０１とコア１０５との界面Ｘに隙間（符号、Ｃを付す。）ができる。
すると、吸気通路２を流れるエアの一部が前記隙間Ｃを通じて洩れる（図中、矢印参照）といったエア洩れが発生する。なお低温時（図（ｃ）参照）には、コア１０５がボデー本体１０１の熱収縮を抑制し、前記常温時と同様に界面Ｘが隙間なく接するためエア洩れは生じない。また、線膨張係数μ1 とμ2 が逆の関係、すなわち、
μ1 ＜μ2
の場合には、図（ｂ）が低温時の状態に相当し、図（ｃ）が高温時の状態に相当する。
【０００５】
また、前記実開平４−１１９３３７号公報のスロットルボデーについて図１１の説明図を参照して述べておく。図１１中、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は図１０の各図と同じ要領で示した断面図である。このスロットルボデーの場合、金属製コア２０５は、軸方向を長くする断面長四角形状をなしかつその端面２０５ａを外径側を内径側よりも高くする斜面としたほぼリング状をなしている。しかしながら、コア２０５の外径Ｄ、軸方向長さＨ及び端面２０５ａの傾斜角θの値によっては、図（ｂ）に示すように樹脂製ボデー本体２１０とコア２０５との界面に隙間Ｃができ、エア洩れが発生する。
【０００６】
上記したように、従来のスロットルボデーでは、樹脂製ボデー本体と金属製コアとの界面に温度変化によって隙間ができ、これによりエア洩れが発生するといった問題が残る。
【０００７】
本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、樹脂製ボデー本体と金属製コアとの界面に温度変化によって隙間ができることにより発生するエア洩れを防止することのできるスロットルボデーを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する請求項１の発明は、
吸気通路を形成するボデー本体と、
前記ボデー本体に回転可能に設けたスロットルシャフトと、
前記スロットルシャフトに取り付けられて吸気通路を開閉可能なスロットルバルブと
を備え、
前記ボデー本体は、スロットルバルブ付近の吸気通路を形成するほぼリング状の金属製コアをインサート成形した樹脂製としたスロットルボデーであって、
前記コアの軸方向の端面には、前記ボデー本体との界面において相互に平行をなす内側のシール面と外側のシール面とを有する凸型の断面形状のシール部を突出したことを特徴とするスロットルボデーである。
前記請求項１記載のスロットルボデーによると、樹脂製ボデー本体と金属製コアとの界面に温度変化によって隙間ができる場合には、コアの端面に設けた凸型の断面形状のシール部の内側のシール面と外側のシール面とのいずれかのシール面がそれに面するボデー本体の当該面と隙間なく接し、前記界面における隙間を遮断することにより、エア洩れを防止することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、
吸気通路を形成するボデー本体と、
前記ボデー本体に回転可能に設けたスロットルシャフトと、
前記スロットルシャフトに取り付けられて吸気通路を開閉可能なスロットルバルブと
を備え、
前記ボデー本体は、スロットルバルブ付近の吸気通路を形成するほぼリング状の金属製コアをインサート成形した樹脂製としたスロットルボデーであって、
前記コアの軸方向の端面には、前記ボデー本体との界面において相互に平行をなす内側のシール面と外側のシール面とを有する凹型の断面形状のシール部を凹設したことを特徴とするスロットルボデーである。
前記請求項２記載のスロットルボデーによると、樹脂製ボデー本体と金属製コアとの界面に温度変化によって隙間ができる場合には、コアの端面に設けた凹型の断面形状のシール部の内側のシール面と外側のシール面とのいずれかのシール面がそれに面するボデー本体の当該面と隙間なく接し、前記界面における隙間を遮断することにより、エア洩れを防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態１〜３について説明する。
〔実施の形態１〕
実施の形態１について図１〜図３を参照して説明する。図１はスロットルボデーの説明図で、（ａ）は正断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１において、スロットルボデーは、吸気通路２を形成するボデー本体１と、前記ボデー本体１に回転可能に設けたスロットルシャフト３と、前記スロットルシャフト３に取り付けられて吸気通路２を開閉可能なスロットルバルブ４とを備えている。前記ボデー本体１は、例えば射出成形法により製造された例えばガラス繊維強化ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ガラス繊維強化ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）などの樹脂製であり、前記スロットルバルブ４付近の吸気通路２を形成するほぼリング状の例えばアルミニウム、マグネシウム等の金属製コア５をインサート成形によって一体成形している。なおコア５は、軸方向を長くする断面ほぼ長四角形状をなしている。
【００１２】
図３はコア５の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図３において、コア５の両端面５ａにはシール部７がそれぞれ突出されている。各シール部７は、図３（ｃ）に示すように、コア５の端面５ａにおける外周部に沿って形成されており、前記ボデー本体１との界面Ｘ（図１参照）において相互に平行をなす一対のシール面７ａ，７ｂを有する凸型の断面形状をなしている。外側のシール面７ｂは、コア５の外周面（符号５ｂを付す。）と同一面をなしている。なおコア５は、図３（ａ）に示すように、スロットルシャフト３を支持するための一対の軸受部６を有している。
【００１３】
前記コア５のシール部７は、図１（ｂ）に示すように、ボデー本体１へのコア５のインサート成形によって両端面５ａ及び外周面５ｂとともにボデー本体１の樹脂部で取り囲まれている。
【００１４】
上記スロットルボデーのシール部７の作用について図２の説明図を参照して詳述する。図２中、（ａ）は常温時、（ｂ）は高温時、（ｃ）は低温時の各状態の要部を断面図で示したものである。通常、ボデー本体１の線膨張係数μ1 とコア５の線膨張係数μ2 を比較すると、
μ1 ＞μ2
であるため、常温時（図（ａ）参照）にはボデー本体１とコア５との界面Ｘが隙間なく接していても、高温時（図（ｂ）参照）にはボデー本体１とコア５との界面Ｘにおけるコア５のシール面７ｂを含む外周面５ｂとそれに面するボデー本体１の面との間、及びコア５の端面５ａとそれに面するボデー本体１の面との間に隙間（符号、Ｃを付す。また図の隙間は誇張して表されている。）ができる。しかし、ボデー本体１はボア中心に対して大きくなり、コア５の端面５ａに設けたシール部７の内側のシール面７ａとそれに面するボデー本体１の当該面とが隙間なく接し、前記界面Ｘの隙間Ｃを遮断することにより、エア洩れを防止することができる。すなわち図２（ａ）から図２（ｂ）に変化する過程において、線膨張係数μ1 ＞μ2 であるから、常温から高温に変化する過程で樹脂ボデー本体１が膨張しコア５のシール面７ａを押しながら伸びるためエア洩れを防止することができる。
【００１５】
また低温時（図（ｃ）参照）には、コア５がボデー本体１の熱収縮を抑制し、前記界面Ｘにおけるコア５のシール面７ｂを含む外周面５ｂとそれに面するボデー本体１の面とが隙間なく接するためエア洩れは生じない。なお、前記界面Ｘにおけるコア５のシール部７の内側のシール面７ａとそれに面するボデー本体１の当該面との間には隙間Ｃができる。
【００１６】
また、線膨張係数μ1 とμ2 が逆の関係、すなわち、
μ1 ＜μ2
の場合には、図（ｂ）が低温時の状態に相当し、図（ｃ）が高温時の状態に相当し、コア５のシール部７の作用については上記と同様であるからその説明は省略する。
【００１７】
上記スロットルボデーによると、樹脂製ボデー本体１と金属製コア５との界面Ｘに温度変化によって隙間Ｃができる場合には、コア５の端面５ａに設けた凸型のシール部７のシール面７ａ，７ｂがそれに面するボデー本体１の当該面と隙間なく接し、前記界面Ｘにおける隙間を遮断することにより、エア洩れを防止することができる。なおシール部７は、コア５の少なくとも一方の端面５ａに設けられてあればよいが、本形態のように両端面５ａに設けた方がエア洩れ防止効果の高いものが得られる。
【００１８】
また、エア洩れ防止効果にともない、エンジン振動によるコア５のがたつきを防止することができ、そのがたつきによる異音やがたつき部分での摩耗を防止できるといった付随的効果も認められる。なお本形態は、本発明の請求項１に対応するものである。
【００１９】
〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について図４の説明図を参照して説明する。本実施の形態２は実施の形態１の一部を変更したものであるからその変更部分について詳述し、実施の形態１と同一もしくは実質的に同一構成と考えられる部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。なお、次以降の実施の形態３〜６についても同様の考えで重複する説明は省略する。また、各実施の形態２〜６を示す説明図である図４〜図８において、（ａ）は常温時、（ｂ）は高温時、（ｃ）は低温時の各状態の要部を断面図でそれぞれ示したものである。
【００２０】
図４に示すように、本形態は、実施の形態１の凸型のシール部７に代えて、コア５の両端面５ａに凹型のシール部８を凹設したものである。シール部８は、ボデー本体１との界面Ｘにおいて相互に平行をなす一対のシール面８ａ，８ｂを有する凹型の断面形状をなしている。前記コア５のシール部８は、ボデー本体１へのコア５のインサート成形によって両端面５ａ及び外周面５ｂとともにボデー本体１の樹脂部で取り囲まれている。
【００２１】
上記スロットルボデーによると、高温時（図（ｂ）参照）に界面Ｘに隙間Ｃができるときには、コア５の端面５ａに設けたシール部８における外側のシール面８ｂとそれに面するボデー本体１の当該面とが隙間なく接し、前記界面Ｘの隙間Ｃを遮断することにより、エア洩れを防止することができる。また、コア５のシール部８のシール面８ａ，８ｂの間の溝幅（図４（ａ）のＷ₁ 参照）が小さく、そのシール部８における幅方向すなわちコア５の半径方向の膨張及び収縮は小さいため、高温時（図（ｂ）参照）及び低温時（図（ｃ）参照）に関わらず、シール部８の一対のシール面８ａ，８ｂはそれに面するボデー本体１のそれぞれの当該面とほとんど隙間なく接することから、エア洩れ防止効果の高いものが得られる。なお本形態は、本発明の請求項２に対応するものである。
【００２２】
〔実施の形態３〕
実施の形態３について説明図を示した図５を参照して説明する。本形態は、コア５の両端面５ａに、実施の形態１におけるシール部７と、実施の形態２におけるシール部８とをそれぞれ形成したものである。本形態によると、シール部７とシール部８との相乗作用により、高いエア洩れ防止効果が得られる。なお本形態も、本発明の請求項１に対応するものである。
【００２３】
〔実施の形態４〕
実施の形態４について説明図を示した図６を参照して説明する。本形態は、本発明の関連技術を例示するもので、コア５の外周面５ｂのほぼ中央部に、相互に平行をなす一対のシール面９ａ，９ｂを有する凸型のシール部９を形成したものである。本形態によると、コア５の外周面５ｂに設けたシール部９は小さい突出幅（図６（ａ）のＷ₂ 参照）であり、そのシール部８における幅方向すなわちコア５の軸方向の膨張及び収縮は小さいため、高温時（図（ｂ）参照）及び低温時（図（ｃ）参照）に関わらず、シール部９の一対のシール面９ａ，９ｂはそれに面するボデー本体１のそれぞれの当該面とほとんど隙間なく接することから、エア洩れ防止効果の高いものが得られる。
【００２４】
また、エア洩れ防止効果にともない、エンジン振動によるコア５のがたつきを防止することができ、そのがたつきによる異音やがたつき部分での摩耗を防止できるといった付随的効果も認められる。またシール部９は、コア５の外周面５ｂに複数個設けることも考えられる。
【００２５】
〔実施の形態５〕
実施の形態５について説明図を示した図７を参照して説明する。コア５の両端面５ａに実施の形態１におけるシール部７を形成し、そのコア５の外周面５ｂに実施の形態４におけるシール部９を形成したものである。本形態によると、コア５の両端面５ａに設けたシール部７と、コア５の外周面５ｂに設けたシール部９との相乗作用により、高いエア洩れ防止効果を得ることができる。またシール部７は、実施の形態２におけるシール部８と代えることもでき、また前記シール部８を追加することもできる。
【００２６】
〔実施の形態６〕
実施の形態６について説明図を示した図８を参照して説明する。本形態は、実施の形態５における凸型のシール部９に代えて、コア５の外周面５ｂに相互に平行をなす一対のシール面１０ａ，１０ｂを有する凹型のシール部１０を形成したものである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、樹脂製ボデー本体と金属製コアとの界面に温度変化によって隙間ができることにより発生するエア洩れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１を示すスロットルボデーの正断面図である。
【図２】常温時、高温時及び低温時の変化状態を示す説明図である。
【図３】コアの説明図である。
【図４】実施の形態２を示す説明図である。
【図５】実施の形態３を示す説明図である。
【図６】実施の形態４を示す説明図である。
【図７】実施の形態５を示す説明図である。
【図８】実施の形態６を示す説明図である。
【図９】従来例を示すスロットルボデーの断面図である。
【図１０】常温時、高温時及び低温時の変化状態を示す説明図である。
【図１１】別の従来例の常温時、高温時及び低温時の変化状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ボデー本体
２ 吸気通路
３ スロットルシャフト
４ スロットルバルブ
５ コア
７ シール部
７ａ，７ｂ シール面
８ シール部
８ａ，８ｂ シール面
９ シール部
９ａ，９ｂ シール面
１０ シール部
１０ａ，１０ｂ シール面

Claims (2)

1. 吸気通路を形成するボデー本体と、
   前記ボデー本体に回転可能に設けたスロットルシャフトと、
   前記スロットルシャフトに取り付けられて吸気通路を開閉可能なスロットルバルブと
   を備え、
   前記ボデー本体は、スロットルバルブ付近の吸気通路を形成するほぼリング状の金属製コアをインサート成形した樹脂製としたスロットルボデーであって、
   前記コアの軸方向の端面には、前記ボデー本体との界面において相互に平行をなす内側のシール面と外側のシール面とを有する凸型の断面形状のシール部を突出したことを特徴とするスロットルボデー。
2. 吸気通路を形成するボデー本体と、
   前記ボデー本体に回転可能に設けたスロットルシャフトと、
   前記スロットルシャフトに取り付けられて吸気通路を開閉可能なスロットルバルブと
   を備え、
   前記ボデー本体は、スロットルバルブ付近の吸気通路を形成するほぼリング状の金属製コアをインサート成形した樹脂製としたスロットルボデーであって、
   前記コアの軸方向の端面には、前記ボデー本体との界面において相互に平行をなす内側のシール面と外側のシール面とを有する凹型の断面形状のシール部を凹設したことを特徴とするスロットルボデー。

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