JP4690950B2 - エンジン用吸気装置 - Google Patents

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Description

本発明は、吸気道を有するスロットルボディと、このスロットルボディに形成される軸受孔に弁軸を支持されて前記吸気道を開閉するスロットル弁と、このスロットル弁を迂回して前記吸気道に接続されるバイパスと、このバイパスの開度を調節するバイパス弁と、このバイパス弁を作動するアクチュエータと、スロットルボディの一側壁に取り付けられてスロットル弁の開度を検出するスロットルセンサとを備えてなる、エンジン用吸気装置の改良に関する。
かゝるエンジン用吸気装置は、特許文献1に開示されるように、既に知られている。
特開2003−74444号公報
従来のエンジン用吸気装置では、スロットルボディに接合される制御ブロックに、バイパスの開度を調節するバイパス弁及びそのアクチュエータを取り付けているので、スロットルボディ側の組み立てと、制御ブロック側の組み立てとを並行して行うことができ、また制御ブロックに設けられるバイパス弁は、吸気道の下流側に開口するバイパスの出口ポートから必然的に遠く離れることになるから、エンジンの吹き返しガスがバイパス弁まで到達し難いという利点もある。
しかしながら、制御ブロックを結合したスロットルボディは、全体として大型となる傾向があるため、自動二輪車のようにエンジン周りの狭小なスペースにスロットルボディを設置する場合には不向きである。
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、小型でありながらエンジンの吹き返しガスがバイパス弁まで到達し難く、しかもバイパス弁を嵌装する弁孔の加工が容易にできて生産性の良好な、前記エンジン用吸気装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、吸気道を有するスロットルボディと、このスロットルボディに形成される軸受孔に弁軸を支持されて前記吸気道を開閉するスロットル弁と、このスロットル弁を迂回して前記吸気道に接続されるバイパスと、このバイパスの開度を調節するバイパス弁と、このバイパス弁を作動するアクチュエータと、前記スロットルボディの一側壁に取り付けられて前記スロットル弁の開度を検出するスロットルセンサとを備えてなる、エンジン用吸気装置において、前記バイパスの少なくとも一部を、前記スロットル弁より上流の前記吸気道に開口するよう前記スロットルボディに設けられる入口ポートと、前記バイパス弁を嵌装すべく前記スロットルボディ自体に穿設される弁孔と、前記スロットル弁より下流の前記吸気道に開口するよう前記スロットルボディ自体に穿設される出口ポートとで構成し、前記弁孔を、前記スロットル弁より上流の前記吸気道の上方に且つ前記軸受孔と平行に配置し、前記出口ポートを、前記吸気道の軸線よりも下方に且つ前記軸受孔と平行に配置したことを第1の特徴とする。
さらに本発明は、第の特徴に加えて、前記入口ポートを、スロットルボディの上流側端面の上部に開口するように配置しことを第の特徴とする。
さらにまた本発明は、第1又は第2の特徴に加えて、前記スロットルセンサを保持するセンサボックスと前記アクチュエータとを、スロットルボディの同一方向を向いた端面に取り付けたことを第の特徴とする。
さらにまた本発明は、第1〜第3の何れかの特徴に加えて、前記スロットルセンサを保持するセンサボックスが一体に備えるカプラの上端よりも下方に前記アクチュエータを配置したことを第4の特徴とする。
本発明の第1の特徴によれば、バイパス弁は、スロットルボディ自体に穿設した弁孔に嵌装され、それを作動するアクチュエータもスロットルボディに取り付けられるので、バイパス弁及びアクチュエータ付きのスロットルボディを全体的に小型化することができ、したがって自動二輪車のようにエンジン周りが狭小な場合でも、その設置を容易に行うことができる。
また、バイパス弁を嵌装する弁孔は、スロットル弁より上流の吸気道の上方に且つスロットル弁軸の軸受孔と平行に配置され、また出口ポートは、吸気道の軸線よりも下方に且つ前記軸受孔と平行に配置されるので、弁孔を高所に配置しながら、弁孔及び出口ポート間の距離を充分長く確保でき、したがってエンジンの吹き返しが出口ポートに侵入しても、それは弁孔まで容易には届かず、吹き返しガス中の水分の凍結やカーボン等の付着によるバイパス弁の固着を未然に防ぐことができる。その上、出口ポート及び弁孔は、前記軸受孔と平行に配置されることで、出口ポート弁孔及び軸受孔共に多軸ボール盤により一挙に加工することができ、生産性をより高めることができる。
本発明の第の特徴によれば、入口ポートは、スロットルボディの上流側端面の上部に開口することで、吸気の流れに直面することになり、吸気を弁孔にスムーズに取り入れ、エンジンのアイドリングの安定化に寄与し得る。
本発明の第の特徴によれば、センサボックス及びアクチュエータを、スロットルボディに、その向きを変えることなく、同一方向から容易に取り付けることができ、生産性をより高めることができる。
本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。
図1は本発明に係るエンジン用吸気装置の平面図、図2は図1の2−2線断面図、図3は図2の3−3線断面図、図4は図1の4矢視図、図5は図4の5−5線断面図、図6は図1の6−6線断面図、図7は図6の7−7線断面図である。
先ず図1〜図4において、本発明の吸気装置は、主として自動二輪車のエンジンに用いられるもので、エンジンに取り付けられるスロットルボディ1を備える。このスロットルボディ1は、エンジンへの取り付け状態でその吸気ポート(図示せず)に連ねる水平方向の吸気道2を有する。このスロットルボディ1の、水平方向で対向する両側壁には、それぞれ外方に突出する第1及び第2軸受ボス3,4が形成されており、これら軸受ボス3,4の同軸に並ぶ水平方向の軸受孔5,6により、吸気道2を開閉するバタフライ型スロットル弁7の弁軸7aが回転自在に支承される。第1軸受ボス3から外方に突出する弁軸7aの一端部にはスロットルドラム8が固着され、このスロットルドラム8をスロットル弁7の閉じ方向に付勢する戻しばね9が第1軸受ボス3に装着される。
第2軸受ボス4の端面には、カプラ14を一体に備えるセンサボックス10が複数のビス35,35…により固着され、このセンサボックス10により、スロットルセンサ11、吸気温センサ12、ブースト負圧センサ13等が保持される。スロットルセンサ11は、弁軸7aの回転角度をスロットル弁7の開度として検出し、吸気温センサ12は、スロットルボディ1の側壁の透孔33を貫通して先端部を吸気道2に臨ませ、吸気温を検出するようになっており、またブースト負圧センサ13は、スロットル弁7より下流の吸気道2に開口する検出孔34(図7参照)からエンジンのブースト負圧を検出するようになっている。
スロットルボディ1には、スロットル弁7を迂回して吸気道2に接続されるバイパス15が設けられる。このバイパス15は、スロットルボディ1の上流側端面の上部に開口して吸気道2に沿って延びる入口ポート15a(図4参照)と、この入口ポート15aの下流端から立ち上がるシリンダ状の弁孔15b(図5参照)と、この弁孔15bの中間部に直交し且つ吸気道2に沿って延びる、弁孔15bより小径の固定計量孔15c(図5参照)と、この固定計量孔15cの下流端から立ち上がって第2軸受ボス4の端面に開口する横孔15dと、第2軸受ボス4及びセンサボックス10の接合面間に形成されて横孔15dに繋がる溝状の中間屈曲路15e(図6参照)と、この中間屈曲路15eの下流端に連通してスロットル弁7より下流の吸気道2に開口する出口ポート15f(図2及び図3参照)とで構成される。
上記弁孔15b及び固定計量孔15cは、図2及び図5に示すように、第2軸受ボス4に隣接してスロットルボディ1に一体に形成される弁ボディ部16にドリル加工により形成される。即ち、弁孔15bは、弁ボディ部16の、第2軸受ボス4の端面と平行な第1端面16aから前記軸受孔5,6と平行にドリル加工され、また固定計量孔15cは、弁孔15bを横断するようにして弁ボディ部16の、スロットルボディ1の上流側端面と平行な第2端面16bから吸気道2の軸線Aと平行にドリル加工される。この固定計量孔15cの加工の際、弁ボディ部16の第2端面16bには固定計量孔15cと同軸に並ぶ加工口17が形成される。この加工口17は、それに圧入もしくはねじ込まれる栓体18により気密に閉鎖される。而して、互いに平行する第1、第2軸受孔5,6及び弁孔15bは、多軸ボール盤により一挙に加工される。
また弁孔15bは、加工口17の長さL1が固定計量孔15cの長さL2より充分に短くなるように、前記第2端面16bに近接配置される。こうすることで加工口17の加工量を極力少なくしてドリルの耐用寿命を延ばすことができる。
さらに弁孔15bは、図2に示すように、吸気道2の軸線Aよりも上方に、且つスロットル弁7を挟んでバイパス15の前記出口ポート15fと反対側に配置される。一方、出口ポート15fは、吸気道2の軸線Aより下方に配置される。その際、弁孔15b及び出口ポート15fは、何れも第1、第2軸受孔3,4と平行に配置される。
再び図5において、弁孔15には中空円筒状のバイパス弁20が摺動可能に嵌装される。このバイパス弁20は、固定計量孔15cの上流端に対向する可動計量孔21を一側壁に有しており、バイパス弁20の昇降により、可動計量孔21及び固定計量孔15cの連通面積がバイパス15の開度として調節されるようになっている。
このバイパス弁20及び弁ボディ部16間には、可動計量孔21を固定計量孔15cとの対向位置に保持しつゝバイパス弁20の昇降を可能にする回り止め手段22が設けられる。この回り止め手段22は、バイパス弁20の、可動計量孔21と反対側の他側壁に設けられる縦方向のキー溝24と、前記栓体18の内端面中心部に一体に突設されるピン状のキー23とで構成される。
また弁ボディ部16には、弁孔15bと同軸に並ぶ、それより大径の装着孔25が前記第1端面16aに開口するように設けられる。この装着孔25に、バイパス弁20を開閉作動するアクチュエータとしてのステッピングモータ27が、その出力軸27bをバイパス弁20側に突出させて装着される。このステッピングモータ27の金属製のステータ27aには、その内外両端面及び外周面を覆う合成樹脂製の被覆体28がモールド結合されており、またこの被覆体28には、その外周面から張り出す取り付けフランジ28aと、この取り付けフランジ28aの外端面より突出する、ステッピングモータ27のための給電用カプラ31が一体に成形されている。ステッピングモータ27の装着孔25への装着に際しては、被覆体28の外周面が装着孔25の内周面に嵌合されると共に、被覆体28の内端面と装着孔25の底面との間に、前記出力軸27bの外周面に密接するリップ29aを備えた板状のシール部材29が介装される。そして取り付けフランジ28aは弁ボディ部16の第1端面16aに複数のビス36,36により固着される。その際、取り付けフランジ28a及び第1端面16a間には、シール部材を介装しない。
而して、弁ボディ部16及び前記第2軸受ボス4は、互いに隣接していて、各端面を同一方向に向けており、これら端面にステッピングモータ27及びセンサボックス10が取り付けられるので、それらの取り付け作業を、スロットルボディ1の向きを変えることなく容易に行うことができ、組立作業能率の向上に寄与し得る。
ステッピングモータ27の出力軸27bは、バイパス弁20の中心部に取り付けられる雌ねじ部材30に螺合していて、正、逆転することにより、バイパス弁20を昇降(開閉)させることができる。カプラ31内の端子には、ステッピングモータ27に対する通電を制御する電子制御ユニット32が接続される。この電子制御ユニット32は、前記スロットルセンサ11、吸気温センサ12及びブースト負圧センサ13等の検出信号が入力され、これら信号に応じてステッピングモータ27の作動を制御する他、図示しないエンジンの燃料噴射弁の作動をも制御する。
次に、この実施例の作用について説明する。
スロットル弁7を全閉にした状態でのエンジンの運転時には、吸気道2に流入した吸入空気は、スロットル弁7を迂回するバイパス15、即ち入口ポート15a、弁孔15b、固定計量孔15c、中間屈曲路15e及び出口ポート15fを通ってエンジンに供給される。このとき、エンジンが暖機運転状態にあれば、ステッピングモータ27は、制御ユニット32によりバイパス弁20を引き上げる方向に作動され、固定計量孔15c及び可動計量孔21との連通面積を大きく調節するので、吸入空気は増量され、エンジンはファーストアイドリング状態となる。また暖機運転後は、ステッピングモータ27は、制御ユニット32によりバイパス弁20を押し下げる方向に作動され、固定計量孔15c及び可動計量孔21との連通面積を減少させるので、吸入空気は減量され、エンジンは通常のアイドリング状態となる。
このように昇降するバイパス弁20は、その側壁の縦方向のキー溝24と、弁ボディ部16に固定されるキー23との係合により回り止めされているので、バイパス弁20の可動計量孔21とスロットルボディ1の固定計量孔15cとの対向関係を適正に保持して、吸入空気量の調節を安定させることができる。
特に、キー23は、弁ボディ部16に固定計量孔15cをドリル加工した際の加工口17を閉鎖する栓体18に一体に形成されるものであるから、固定計量孔15cとキー23との一定の位置関係を、多量生産されるエンジン用吸気装置において、常に容易に且つ正確に保持することができ、エンジンのアイドリング特性の安定化に大いに寄与することができる。
しかも栓体18がキー23を持つことで、特別なキーを弁ボディ部16に取り付ける必要がなくなり、その分、部品点数及び組立工数が削減され、コストの低減を図ることができる。
さらに弁孔15bを形成する弁ボディ部16をスロットルボディ1に一体に形成すること、換言すれば弁孔15bをスロットルボディ1に穿設することにより、またその弁孔15bに嵌装されるバイパス弁20を作動するステッピングモータ27も弁ボディ部16、即ちスロットルボディ1に取り付けることにより、部品点数及び組立工数の削減を更に図ると共に、バイパス弁20及びステッピングモータ27付きのスロットルボディ1全体の小型化を効果的に図ることができ、したがって自動二輪車のようにエンジン周りが狭小な場合でも、その設置を容易に行うことができる。
その上、弁孔15b、装着孔25及び出口ポート15fは、弁軸7aの第1及び第2軸受孔5,6と平行に配置されるので、弁孔15b、装着孔25及び出口ポート15fを第1及び第2軸受孔5,6と共に多軸ボール盤により一挙に加工することができ、これも加工工数の削減をもたらす。
しかも、弁孔15bは、吸気道2の軸線Aよりも上方に、且つ弁軸7aを挟んでバイパス15の前記出口ポート15fと反対側に配置される一方、出口ポート15fは、吸気道2の軸線Aより下方に配置されるので、弁孔15bを高所に配置しながら、弁孔15b及び出口ポート15f間の距離を充分長く確保でき、したがってエンジンの吹き返し時、その吹き返しガスが出口ポート15fに侵入しても、それは弁孔15bまで容易には届かず、吹き返しガス中の水分の凍結やカーボン等の付着によるバイパス弁20の固着を未然に防ぐことができる。特に、スロットルボディ1では、バイパス付きの気化器とは異なり、上記バイパス15に燃料は流れず、したがって弁孔15b周りで燃料による異物のクリーニング作用は生じないので、異物の弁孔15bへの侵入防止は極めて重要である。
一方、バイパス15の入口ポート15aは、スロットルボディ1の上流側端面の上部に開口するので、吸気の流れに直面することになり、吸気を弁孔15bにスムーズに取り入れ、エンジンのアイドリングの安定化に寄与し得る。
またステッピングモータ27は、そのステータ27aの内外両端面及び外周面に合成樹脂製の被覆体28をモールド結合すると共にその被覆体28の内端面と装着孔25の底面との間に出力軸の外周面に密接するシール部材29を介装することで、これを防水型に構成することができ、したがってステータ27a外面の浸水による発錆を防ぐことができる。即ち、前記シール部材29は、それ一個で出力軸27bの外周面からステッピングモータ27内部への浸水を防ぐのみならず、被覆体28の内端部とステータ27aとの間への浸水をも防ぐ二役を果たすことになるから、装着孔25への浸水を防ぐシール部材は不要となり、部品点数及び組立工数が削減され、コストの低減を図ることができる。
しかもステッピングモータ27を弁ボディ部16に取り付ける取り付けフランジ28aは、被覆体28に一体に形成されるものであるから、ステッピングモータ27を保持するための特別な蓋体も不要となり、部品点数が更に削減され、コストの低減を更に図ることができる。
さらに、被覆体28には、ステッピングモータ27への給電用のカプラ31が取り付けフランジ28aの外方に突出するように一体に形成されるので、取り付けフランジ28aは、ステッピングモータ27のみならずカプラ31の取り付けにも供されることになり、これも部品点数及び組立工数の削減に寄与する。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、取り付けフランジ28aは、被覆体28と別体の押さえ板に置き換えることもできる。
本発明に係るエンジン用吸気装置の平面図。 図1の2−2線断面図。 図2の3−3線断面図。 図1の4矢視図。 図4の5−5線断面図。 図1の6−6線断面図。 図6の7−7線断面図。
1・・・・・スロットルボディ
2・・・・・吸気道
7・・・・・スロットル弁
10・・・・センサボックス
11・・・・スロットルセンサ
14・・・・カプラ
15・・・・バイパス
15a・・・入口ポート
15b・・・弁孔
15f・・・出口ポート
20・・・・バイパス弁
27・・・・アクチュエータステッピングモータ)
A・・・・・吸気道の軸線

Claims (4)

  1. 吸気道を有するスロットルボディ(1)と、このスロットルボディ(1)に形成される軸受孔(5,6)に弁軸(7a)を支持されて前記吸気道(2)を開閉するスロットル弁(7)と、このスロットル弁(7)を迂回して前記吸気道(2)に接続されるバイパス(15)と、このバイパス(15)の開度を調節するバイパス弁(20)と、このバイパス弁(20)を作動するアクチュエータ(27)と、前記スロットルボディ(1)の一側壁に取り付けられて前記スロットル弁(7)の開度を検出するスロットルセンサ(11)とを備えてなる、エンジン用吸気装置において、
    前記バイパス(15)の少なくとも一部を、前記スロットル弁(7)より上流の前記吸気道(2)に開口するよう前記スロットルボディ(1)に設けられる入口ポート(15a)と、前記バイパス弁(20)を嵌装すべく前記スロットルボディ(1)自体に穿設される弁孔(15b)と、前記スロットル弁(7)より下流の前記吸気道(2)に開口するよう前記スロットルボディ(1)自体に穿設される出口ポート(15f)とで構成し、
    前記弁孔(15b)を、前記スロットル弁(7)より上流の前記吸気道(2)の上方に且つ前記軸受孔(5,6)と平行に配置し
    前記出口ポート(15f)を、前記吸気道(2)の軸線(A)よりも下方に且つ前記軸受孔(5,6)と平行に配置したことを特徴とする、エンジン用吸気装置。
  2. 請求項記載のエンジン用吸気装置において、
    前記入口ポート(15a)を、スロットルボディ(1)の上流側端面の上部に開口するように配置したことを特徴とする、エンジン用吸気装置。
  3. 請求項1又は2記載のエンジン用吸気装置において、
    前記スロットルセンサ(11)を保持するセンサボックス(10)と前記アクチュエータ(27)とを、スロットルボディ(1)の同一方向を向いた端面に取り付けたことを特徴とする、エンジン用吸気装置。
  4. 請求項1〜3の何れかに記載のエンジン用吸気装置において、
    前記スロットルセンサ(11)を保持するセンサボックス(10)が一体に備えるカプラ(14)の上端よりも下方に前記アクチュエータ(27)を配置したことを特徴とする、エンジン用吸気装置。
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