JP4433635B2 - エンジンのスロットル装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、寒冷時でのアイシング防止用に温水を導く温水ライザと呼ばれる温水通路を有するスロットルボデーを備えたエンジンのスロットル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特開平１０−３３１６６６号公報においては、金属製隔壁によって形成された温水溜めを流れる温水の熱が金属製隔壁に伝わって、スロットルバルブ付近の吸気通路を形成するコアを加熱することにより、アイシング防止効果を得るようにしたエンジンのスロットル装置（従来の技術）が提案されている。ここで、スロットルボデーの外側面には、スロットルバルブよりも上流側の吸気通路とスロットルバルブよりも下流側の吸気通路とを連通し、スロットルバルブを迂回するバイパス通路を流れる空気量を変更してアイドル回転速度を制御するアイドル回転速度制御弁のハウジングが取り付けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の技術では、バイパス通路と温水通路との間をシールするためにＯリング形状のガスケットを用いてきたが、バイパス通路と温水通路との間は１本の橋渡し型のシール材でシールされており、シール材の橋渡し型部の捩じれや変形等でシール性が低下する。これにより、温水通路内を流れる温水がバイパス通路側に洩れ、エンジンのシリンダ内に流入することで、エンジンストールの原因となるという問題が生じている。また、洩れた温水がバイパス通路から外部に洩れ出し、エンジンの排気系に触れると、エンジンに悪影響を与えるという問題が生じている。
【０００４】
【発明の目的】
本発明の目的は、空気通路と温水通路との間のシール性を向上することにより、温水が空気通路側に洩れることによるエンジンストールやエンジンへの悪影響を抑えることのできるエンジンのスロットル装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、空気通路の周囲を囲む環状の第１シール部、および温水通路の周囲を囲む環状の第２シール部を有するシール材の橋渡し型部を、２重構造以上の多重構造にすることにより、シール材の橋渡し型部の捩じれや変形等を抑制できるので、空気通路と温水通路との間のシール性を向上できる。それによって、温水が空気通路側に洩れることはなく、エンジンストールを抑えることができる。また、洩れた温水が空気通路から外部に洩れ出し、エンジンの排気系に触れることはなく、エンジンへの悪影響を抑えることができる。
また、スロットルボデーに、スロットルバルブを迂回するバイパス通路を流れる空気量を変更してアイドル回転速度を制御するアイドル回転速度制御弁を設け、第１シール部は、空気通路の一部を成すバイパス通路と外部との間を気密化し、多重構造の橋渡し型部は、バイパス通路と温水通路との間を液密化することを特徴としている。
また、多重構造の橋渡し型部のうちの隣設する２つの橋渡し型部の間には、橋渡し型部の板厚よりも薄い厚みの連結部が設けられている。そして、シール材は、アイドル回転速度制御弁のハウジングとスロットルボデーにより挟み込まれることで弾性変形する。また、このエンジンのスロットル装置は、ハウジングとスロットルボデーによりシール材が挟み込まれた際に、連結部が当接する凸状部を備える。
【０００６】
請求項２に記載の発明によれば、多重構造の橋渡し型部のうちの隣設する２つの橋渡し型部の中間に、迷路構造の空間を設けることにより、洩れた温水が通過し難くなり、空気通路と温水通路との間のシール性を向上できる。
また、請求項３に記載の発明によれば、多重構造の橋渡し型部のうちの隣設する２つの橋渡し型部の中間に、橋渡し型部の板厚よりも薄い肉薄部を設けることにより、シール材の橋渡し型部の捩じれや変形等を抑制できるので、空気通路と温水通路との間のシール性を向上できる。そして、シール材は、アイドル回転速度制御弁のハウジングとスロットルボデーにより挟み込まれることで弾性変形する。また、このエンジンのスロットル装置は、ハウジングとスロットルボデーによりシール材が挟み込まれた際に、肉薄部が当接する凸状部を備える。
【０００７】
請求項４に記載の発明によれば、温水通路の周囲を囲む環状の第２シール部を２重構造にすることにより、温水が外部に洩れ難くなり、エンジンの排気系に触れることはなく、エンジンへの悪影響を抑えることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
［第１実施例の構成］
図１ないし図３は本発明の第１実施例を示したもので、図１はエンジンのスロットル装置の主要構造を示した図である。
【００１０】
本実施例のエンジンのスロットル装置は、自動車のアクセルペダル（図示せず）の踏み加減に基づいてエンジンに流入する吸入空気量を制御することでエンジンの回転速度をコントロールするものである。このスロットル装置は、エンジンの吸入空気量を制御する回転弁であるスロットル弁（スロットルバルブ）１と、このスロットルバルブ１と一体的に回転するスロットルバルブシャフト（以下シャフトと略す）２と、スロットルバルブ１およびそのシャフト２を駆動するためのアクセルレバー（図示せず）と、回転角検出手段であるスロットルポジションセンサ（図示せず）と、アイドル回転速度制御弁（アイドルスピード・コントロール・バルブ：以下ＩＳＣバルブと言う）３と、エンジンへの吸気通路４を形成するスロットルボデー５と、ＩＳＣバルブ３のハウジング６の図示右端面とスロットルボデー５の図示左端面との間をシールする２重構造の橋渡し型のＯリング状のガスケット７とを備えている。
【００１１】
スロットルバルブ１は、非鉄金属系の材料により製造されて、エンジンに吸入される吸入空気量をコントロールするバタフライ形の回転弁で、シャフト２にねじ等の締結具（図示せず）を用いて締め付け固定されている。シャフト２は、スラストベアリングまたはボールベアリングという軸受構造によりスロットルボデー５内で回転自在に支持され、鉄系もしくは非鉄金属系の材料により製造されている。
【００１２】
アクセルレバーは、固定用ボルトやワッシャ等の締結具を用いてシャフト２の一端部に締め付け固定されている。そして、アクセルレバーには、アクセルペダルに連動するワイヤーケーブル（図示せず）が取り付けられている。スロットルポジションセンサは、シャフト２の他端部に取り付けられて、シャフト２と一体的に回転する磁界発生源である永久磁石（図示せず）、およびこの永久磁石の磁力を受けて、スロットルバルブ１の回転角を検出する検出素子（ホール素子または磁気抵抗素子）等から構成されている。
【００１３】
ＩＳＣバルブ３は、スロットルバルブ１を迂回するバイパス通路１１〜１３を流れる空気量を変更してエンジンのアイドル回転速度を制御するもので、ハウジング６内に回転自在に支持されており、内部にバイパス通路１２に連通する連通路９が形成されている。ＩＳＣバルブ３は、エンジンのアイドリング状態の時に図１の状態（開弁状態）となり、自動車の走行時には閉弁状態となる。ここで、バイパス通路１２は、ハウジング６とスロットルボデー５の外壁面との間に形成され、スロットルバルブ１よりも上流側の吸気通路４に繋がるバイパス通路１１に連通し、且つスロットルバルブ１よりも下流側の吸気通路１６に繋がるバイパス通路１３に連通する。
【００１４】
ＩＳＣバルブ３のハウジング６は、アルミニウムダイカストまたは樹脂により所定の形状に製造されている。このハウジング６内には、寒冷時でのアイシング防止用に温水（冷却水）を導く温水ライザと呼ぶ温水通路１４が形成されている。本実施例の温水通路１４は、スロットルバルブ１付近のボア（スロットルボデー５）に形成された温水溜り部（図示せず）に温水（エンジン冷却水）を導く。そして、温水通路１４には、入口側の温水パイプ１５内の温水流路１７を介して温水が流入し、また、温水溜り部からは、出口側の温水パイプ内の温水流路（図示せず）を介して温水が流出する。
【００１５】
また、ハウジング６のスロットルボデー５側の端面には、バイパス通路１２の周囲を囲むように環状の第１装着溝２１、温水通路１４の周囲を囲むように環状の第２装着溝２２、および第１、第２装着溝２１、２２を繋ぐ２本の装着溝（図示せず）を有している。なお、第１、第２装着溝２１、２２には、２本の橋渡し型の装着溝２５、２６が設けられ、ガスケット７が嵌め込まれている。２本の橋渡し型の装着溝２５、２６間には、ガスケット７に当接する一文字状の凸状部２７が設けられている。
【００１６】
スロットルボデー５は、アルミニウムダイカスト製で、エンジンのインテークマニホールド８に連結されている。このスロットルボデー５には、エンジンへの吸入空気が流れる吸気通路４、およびエンジンのアイドリング（スロットルバルブ１の閉弁）状態の時の吸入空気量を確保するためのバイパス通路１１、１３が形成されている。これらの吸気通路４およびバイパス通路１１、１３は、インテークマニホールド８内に形成される吸気通路１６に連通している。
【００１７】
ガスケット７は、本発明のシール材に相当するもので、図１ないし図３に示したように、ゴム系の弾性体により一体成形されており、バイパス通路１２の周囲を囲んで、外部への吸入空気の洩れを防止する環状の第１シール部（空気側シール部）３１、温水通路１４の周囲を囲んで、外部への温水の洩れを防止する環状の第２シール部（温水側シール部）３２、および第１、第２シール部３１、３２を繋ぐ２本の連結部３３、３４等から構成されている。また、第１、第２シール部３１、３２は、略円形状の断面を有し、バイパス通路１２への温水の洩れを防止する２重構造の橋渡し型部（空気温水シール部）３５、３６が設けられている。
【００１８】
ここで、第１、第２シール部３１、３２は、ＩＳＣバルブ３のハウジング６の図示右端面に形成された環状の第１、第２装着溝２１、２２に装着され、２本の連結部３３、３４は、ハウジング６の図示右端面に形成された２本の装着溝に装着されている。そして、２重構造の橋渡し型部３５、３６は、ハウジング６の図示右端面に形成された２本の橋渡し型の装着溝２５、２６に装着されている。また、２本の連結部３３、３４は、２本の橋渡し型の装着溝２５、２６間に設けられた一文字状の凸状部２７に当接するように設けられている。
【００１９】
［第１実施例の組付方法］
次に、本実施例のエンジンのスロットル装置の組付方法を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
【００２０】
ＩＳＣバルブ３のハウジング６の外壁面（図示左端面）に温水パイプ１５を装着し、ＩＳＣバルブ３をハウジング６に回転自在に支持した後に、ハウジング６の図示右端面に形成された環状の第１、第２装着溝２１、２２に、２重構造の橋渡し型のＯリング状のガスケット７の第１、第２シール部３１、３２を嵌め込み、且つハウジング６の図示右端面に形成された２本の装着溝に、ガスケット７の２本の連結部３３、３４を嵌め込む。これにより、ハウジング６の図示右端面に形成された２本の橋渡し型の装着溝２５、２６に、ガスケット７の２重構造の橋渡し型部３５、３６が嵌め込まれることになる。
【００２１】
そして、スロットルバルブ１、およびそのシャフト２を吸気通路４内において回転自在に支持したスロットルボデー５の外壁面（図示左端面）とＩＳＣバルブ３のハウジング６の図示右端面とを密着させて、スロットルボデー５の外壁面とハウジング６の図示右端面との間にガスケット７を挟み込むことにより、ガスケット７が弾性変形する。これにより、バイパス通路１１〜１３、特にバイパス通路１２の周囲がガスケット７の第１シール部３１に気密的に囲まれるので、吸入空気が外部に洩れ出すことはなく、また、温水通路１４の周囲がガスケット７の第２シール部３２に液密的に囲まれるので、温水が外部に洩れ出すことはない。さらに、ガスケット７の第１、第２シール部３１、３２の連結部分である橋渡し型部を、２重構造の橋渡し型部３５、３６とすることにより、ガスケット７の橋渡し型部３５、３６の捩じれや変形等を抑制できる。
【００２２】
［第１実施例の作用］
次に、本実施例のエンジンのスロットル装置の作用を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
【００２３】
エンジンがアイドリング状態の時には、ＩＳＣバルブ３が図１に示した回動位置に設定されるため、スロットルボデー５内の吸気通路４をスロットルバルブ１が閉じていても、スロットルバルブ１の上流側の吸気通路４からバイパス通路１１→バイパス通路１２→ＩＳＣバルブ３の連通路９→バイパス通路１２→バイパス通路１３→スロットルバルブ１の下流側の吸気通路１６へと吸入空気が流れる。これにより、エンジンのシリンダ内に所定の吸入空気量の吸入空気が吸い込まれることになるので、混合比が濃くなり過ぎることはなく、エンジンストールを防止でき、ＩＳＣバルブ３の回動位置を制御することで、エンジンのアイドル回転速度を目標回転速度にコントロールすることができる。例えばアイドル回転速度を低く設定するようにすれば燃費を向上できる。
【００２４】
一方、本実施例のＩＳＣバルブ３のハウジング６内には、寒冷時でのアイシング防止用に温水（冷却水）を導く温水ライザと呼ぶ温水通路１４が形成されている。なお、アイシングというのは、燃料（ガソリン）が気化するときの気化熱により、吸入空気が部分的に冷却された結果、高い湿度の空気中の水分が氷結する氷結現象、つまりスロットルバルブ１およびその周辺（ボア）に空気中の水分が氷となって付着する現象で、特に高い湿度での約５℃前後の低温時に発生し易い。したがって、ハウジング６の温水通路１４およびスロットルボデー５の温水溜め部に温水が還流することにより、寒冷時でのアイシングを防止できる。すなわち、スロットルバルブ１およびその周辺が氷結する等を防止できるので、エンジンの不調を防止できる。
【００２５】
［第１実施例の効果］
以上のように、本実施例のエンジンのスロットル装置は、ガスケット７の橋渡し型部を、２重構造の橋渡し型部３５、３６とすることにより、ガスケット７の橋渡し型部３５、３６の捩じれや変形等を抑制できるので、バイパス通路１１〜１３と温水通路１４との間のシール性を向上できる。それによって、温水が吸気通路４側に洩れることを抑制できるので、エンジンストール等を抑えることができる。また、本実施例では、シール材として１個のガスケット７を使用しているので、温水によるアイシング防止効果を低下させることなく、部品点数や組付工数を低減でき、スロットル装置の製品価格を低減できる。
【００２６】
また、洩れた温水が吸気通路４から外部に洩れ出し、エンジンの排気系に触れることはなく、エンジンの不調を防止でき、円滑な運転ができる。ここで、ガスケット７の２本の連結部３３、３４および２重構造の橋渡し型部３５、３６によって囲まれた中間部分には、所定の空間があるが、その空間を迷路構造とすることにより、温水通路１４内の温水がその空間内に洩れ出しても、洩れた温水が通過し難くすることで、更にシール性を向上することもできる。
【００２７】
［第２実施例］
図４ないし図６は本発明の第２実施例を示したもので、図４はエンジンのスロットル装置の主要構造を示した図である。
【００２８】
本実施例の２重構造の橋渡し型のＯリング状のガスケット７は、ゴム系の弾性体により一体成形されており、バイパス通路１２の周囲を囲む環状の第１シール部３１、および温水通路１４の周囲を囲む２重構造の第２シール部３２、３７等から構成されている。また、第１、第２シール部３１、３２、３７は、略円形状の断面を有し、バイパス通路１２への温水の洩れを防止する２重構造の橋渡し型部３５、３６が設けられている。
【００２９】
ここで、第１、第２シール部３１、３２、３７は、ＩＳＣバルブ３のハウジング６の図示右端面に形成された環状の第１、第２装着溝２１、２２、２８に装着されている。そして、２重構造の橋渡し型部３５、３６は、第１実施例と同様にして、ハウジング６の図示右端面に形成された２本の橋渡し型の装着溝２５、２６に装着されている。また、２重構造の第２シール部３２、３７の間には、２重構造の第２シール部３２、３７よりも肉厚が薄い環状の肉薄部３９が設けられており、その環状の肉薄部３９は、２本の橋渡し型の装着溝２５、２６間に設けられた環状の凸状部２９に当接するように設けられている。
【００３０】
［変形例］
本実施例では、アイシング防止用の温水通路１４をＩＳＣバルブ３のハウジング６の図示右端面に凹所を設けて形成したが、アイシング防止用の温水通路をスロットルボデー５の外壁面（図示左端面）に凹所を設けて形成しても良く、アイシング防止用の温水通路をスロットルボデー５の外壁面とＩＳＣバルブ３のハウジング６の図示右端面との両方に凹所を設けて形成しても良い。
【００３１】
本実施例では、ガスケット７の橋渡し型部を２重構造としたが、シール材の橋渡し型部を３重以上の多重構造としても良い。さらに、２重構造の橋渡し型部３５、３６間の中間部分に、迷路構造の空間やその他の部分よりも薄い肉薄部を設けても良く、また、ガスケット７の第１、第２シール部３１、３２のその他の部分よりも幅または厚み（肉厚）が大きい橋渡し型部を設けても良い。この場合には、２重構造の橋渡し型部３５、３６間の中間部分が橋渡し型部３５、３６と同程度の厚み（肉厚）となる。
【００３２】
本実施例では、スロットルバルブ１のシャフト２の一端部に固定用ボルトやワッシャ等の締結具を用いてアクセルレバーを締め付け固定し、そのアクセルレバーに、アクセルペダルに連動するワイヤーケーブルを取り付けるようにした例を説明したが、スロットルバルブ１のシャフト２にバルブ側ギヤを取り付け、そのバルブ側ギヤを中間減速ギヤを介してモータ側ギヤと噛み合わせて、スロットルバルブ１のシャフト２をモータ駆動するようにしても良い。この場合には、アクセルペダルの踏込み量に応じてスロットルバルブ１のシャフト２が回動される。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンのスロットル装置の主要構造を示した断面図である（第１実施例）。
【図２】２本の橋渡し型のガスケット形状を示した平面図である（第１実施例）。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である（第１実施例）。
【図４】エンジンのスロットル装置の主要構造を示した断面図である（第２実施例）。
【図５】２本の橋渡し型のガスケット形状を示した平面図である（第２実施例）。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である（第２実施例）。
【符号の説明】
１ スロットルバルブ（スロットル弁）
２ シャフト
３ ＩＳＣバルブ（アイドル回転速度制御弁）
４ 吸気通路（空気通路）
５ スロットルボデー
６ ハウジング
７ ガスケット（シール材）
１１ バイパス通路
１２ バイパス通路
１３ バイパス通路
１４ 温水通路
２１ 第１装着溝
２２ 第２装着溝
２５ 装着溝
２６ 装着溝
２７ 凸状部
２８ 第２装着溝
２９ 凸状部
３１ 第１シール部
３２ 第２シール部
３３ 連結部
３４ 連結部
３５ 橋渡し型部
３６ 橋渡し型部
３７ 第２シール部
３９ 肉薄部

Claims (4)

1. （ａ）エンジンのスロットルバルブを回転自在に支持するスロットルボデーと、
   （ｂ）このスロットルボデー内に形成されて、内部を前記エンジンへの吸入空気が流れる空気通路と、
   （ｃ）前記スロットルボデー内に形成されて、内部をアイシング防止用の温水が流れる温水通路と、
   （ｄ）前記空気通路の周囲を囲んで、外部への吸入空気の洩れを防止する環状の第１シール部、前記温水通路の周囲を囲んで、外部への温水の洩れを防止する環状の第２シール部、
   および前記第１、第２シール部の一部を構成すると共に、前記空気通路への前記温水の洩れを防止する多重構造の橋渡し型部
   を有するシール材と
   を備えるエンジンのスロットル装置であって、
   前記スロットルボデーには、前記スロットルバルブよりも上流側の前記空気通路と前記スロットルバルブよりも下流側の前記空気通路とを連通し、前記スロットルバルブを迂回するバイパス通路を流れる空気量を変更してアイドル回転速度を制御するアイドル回転速度制御弁が設けられ、
   前記シール材は、前記アイドル回転速度制御弁のハウジングと前記スロットルボデーにより挟み込まれることで弾性変形し、
   前記第１シール部は、前記空気通路の一部を成す前記バイパス通路と外部との間を気密化し、
   前記多重構造の橋渡し型部は、前記バイパス通路と前記温水通路との間を液密化し、
   前記多重構造の橋渡し型部のうちの隣設する２つの橋渡し型部の間には、前記橋渡し型部の板厚よりも薄い厚みの連結部が設けられ、
   前記ハウジングと前記スロットルボデーにより前記シール材が挟み込まれた際に、前記連結部が当接する凸状部を備えることを特徴とするエンジンのスロットル装置。
2. 請求項１に記載のエンジンのスロットル装置において、
   前記多重構造の橋渡し型部のうちの隣設する２つの橋渡し型部の中間には、迷路構造の空間が設けられたことを特徴とするエンジンのスロットル装置。
3. （ａ）エンジンのスロットルバルブを回転自在に支持するスロットルボデーと、
   （ｂ）このスロットルボデー内に形成されて、内部を前記エンジンへの吸入空気が流れる空気通路と、
   （ｃ）前記スロットルボデー内に形成されて、内部をアイシング防止用の温水が流れる温水通路と、
   （ｄ）前記空気通路の周囲を囲んで、外部への吸入空気の洩れを防止する環状の第１シール部、前記温水通路の周囲を囲んで、外部への温水の洩れを防止する環状の第２シール部、
   および前記第１、第２シール部の一部を構成すると共に、前記空気通路への前記温水の洩れを防止する多重構造の橋渡し型部
   を有するシール材と
   を備えるエンジンのスロットル装置であって、
   前記スロットルボデーには、前記スロットルバルブよりも上流側の前記空気通路と前記スロットルバルブよりも下流側の前記空気通路とを連通し、前記スロットルバルブを迂回するバイパス通路を流れる空気量を変更してアイドル回転速度を制御するアイドル回転速度制御弁が設けられ、
   前記シール材は、前記アイドル回転速度制御弁のハウジングと前記スロットルボデーにより挟み込まれることで弾性変形し、
   前記第１シール部は、前記空気通路の一部を成す前記バイパス通路と外部との間を気密化し、
   前記多重構造の橋渡し型部は、前記バイパス通路と前記温水通路との間を液密化し、
   前記多重構造の橋渡し型部のうちの隣設する２つの橋渡し型部の中間には、前記橋渡し型部の板厚よりも薄い肉薄部が設けられ、
   前記ハウジングと前記スロットルボデーにより前記シール材が挟み込まれた際に、前記肉薄部が当接する凸状部を備えることを特徴とするエンジンのスロットル装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちいずれかに記載のエンジンのスロットル装置において、
   前記第２シール部は、２重構造であることを特徴とするエンジンのスロットル装置。

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