JP4767933B2 - バイパス吸気量制御装置 - Google Patents

Description

本発明は，スロットル弁により開閉される吸気道を有するスロットルボディに，スロットル弁を迂回して吸気道に接続されるバイパスと，このバイパスに介入する弁孔とを設け，この弁孔に，軸方向の動きでバイパスを開閉するバイパス弁を摺動自在且つ回転不能に嵌装し，このバイパス弁と，スロットルボディに取り付けられるアクチュエータの出力軸とを略同軸状に配置すると共に，これら出力軸及びバイパス弁間をねじ機構を介して連結して出力軸の回転によりバイパス弁を軸方向に開閉駆動するようにしたバイパス吸気量制御装置の改良に関する。

かゝるバイパス吸気量制御装置は，下記特許文献１に開示されるように，既に知られている。
特許第３７８４６７９号公報

従来のかゝるバイパス吸気量制御装置では，弁孔とバイパス弁との間にはバイパス弁の摺動のための摺動間隙が存在するため，バイパス弁の開放時，バイパスを流れる空気に多少とも含まれるダストが上記摺動間隙を通過することがあり，そのダストの通過によれば，ダストがねじ機構に付着して，その作動の円滑性を阻害し，バイパス吸気量制御特性を変化させる可能性がある。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，ダストがバイパス弁の摺動間隙を通過することがあっても，そのダストのねじ機構への付着を防いで，ねじ機構の作動の円滑性を確保し，バイパス吸気量制御特性の安定性の向上に寄与し得るバイパス吸気量制御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，スロットル弁により開閉される吸気道を有するスロットルボディに，スロットル弁を迂回して吸気道に接続されるバイパスと，このバイパスに介入する弁孔とを設け，この弁孔に，軸方向の動きでバイパスを開閉するバイパス弁を摺動自在且つ回転不能に嵌装し，このバイパス弁と，スロットルボディに取り付けられるアクチュエータの出力軸とを略同軸状に配置すると共に，これら出力軸及びバイパス弁間をねじ機構を介して連結して出力軸の回転によりバイパス弁を軸方向に開閉駆動するようにしたバイパス吸気量制御装置において，バイパス弁に，アクチュエータ側に開口する有底の中空部を設け，この中空部で前記ねじ機構を囲繞するダストカバーをスロットルボディに取り付けたことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記ねじ機構を，前記出力軸に連設されるねじ軸と，このねじ軸に螺合するねじ孔を持った駆動部材とで構成し，この駆動部材をバイパス弁に連結するオルダムジョイントを，バイパス弁の有底の中空部の底壁に設けたことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１の特徴に加えて，前記ダストカバーには，スロットルボディと，それに取り付けられるアクチュエータとの間に挟持，固定されるフランジ部を形成したことを第３の特徴とする。

さらにまた本発明は，第２の特徴に加えて，前記ねじ孔が前記駆動部材を軸方向に貫通しており，この駆動部材の，バイパス弁の前記底壁を貫通する外端部に，前記出力軸の先端に当接してバイパス弁の全開側移動限界を規制するストッパピンと，このストッパピンより前記駆動部材の軸方向外側に位置してバイパス弁のセットばねを支承するセットピンとを，これらが駆動部材を横方向に貫通するように取り付け，これらストッパピン及びセットピン間の前記ねじ孔にグリースを充填したことを第４の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１の特徴に加えて，バイパス弁の回転を阻止しながらその軸方向摺動を許容する回り止め手段を，バイパス弁の側面に形成されて軸方向に延びるキー溝と，弁孔の内面に突設されて前記キー溝に摺動可能に係合するキーとで構成すると共に，前記キー溝の少なくとも一端を，バイパス弁の外周面に連続する隔壁で閉鎖したことを第５の特徴とする。

尚，前記アクチュエータは，後述する本発明の実施例中の電動モータに対応する。

本発明の第１の特徴によれば，バイパス弁に，アクチュエータ側に開口する有底の中空部を設け，この中空部で前記ねじ機構を囲繞するダストカバーをスロットルボディに取り付けたので，バイパスを通過する空気に含まれるダストがバイパス弁の摺動間隙を通過することがあっても，ダストカバーによりそのダストのねじ機構への付着を防いで，ねじ機構の作動の円滑性を確保し，バイパス吸気量制御特性の安定性の向上に寄与し得る。しかも，ダストカバーはバイパス弁内に収めることができ，バイパス吸気量制御装置の大型化を回避することができる。

本発明の第２の特徴によれば，オルダムジョイントがアクチュエータの出力軸とバイパス弁との半径方向のずれを吸収することで，バイパス弁のスムーズな摺動を保証することができる。しかも，このオルダムジョイントを，ダストカバーとの干渉を防ぎながら，バイパス弁にコンパクト収めることができ，バイパス吸気量制御装置のコンパクト化に寄与し得る。

本発明の第３の特徴によれば，ダストカバーの取り付けは，ダストカバーが備えるフランジ部をスロットルボディと，それに取り付けられるアクチュエータとの間に挟持，固定されることでなされるので，その取り付けのための特別な固着手段は不要であり，その取り付け構造の簡素化を図ることができる。

本発明の第４の特徴によれば，前記グリースは，セットピン及びストッパピン間に保持されてねじ孔を埋めることになり，したがって，ねじ孔に特別な栓体を嵌合させることなく，ねじ孔を塞ぐことができ，ねじ孔からねじ機構側へのダストの侵入を防ぐことができる。

本発明の第５の特徴によれば，回り止め手段のキー溝を通してダストがバイパス弁の中空部側に侵入することを前記隔壁により効果的に防ぐことができる。

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は本発明の第１実施例に係るバイパス吸気量制御装置をバイパス弁の全閉状態で示す縦断面図，図２は同装置をバイパス弁の全開状態で示す縦断面図，図３は図２の３−３線断面図，図４は同装置におけるダストカバーの斜視図，図５は本発明の第２実施例を示す，図２との対応図である。

先ず，図１〜図４に示す本発明の第１実施例の説明より始める。

図１及び図２において，本発明のバイパス吸気量制御装置Ａは，エンジンのシリンダヘッド（図示せず）に取り付けられるスロットルボディ１を有する。このスロットルボディ１は，エンジンの吸気ポートに連なる吸気道２を有するメインボディ１ａと，このメインボディ１ａの一側にボルト接合されるサブボディ１ｂとで構成され，メインボディ１ａには，吸気道２を開閉するバタフライ型のスロットル弁３が軸支され，このスロットル弁３を迂回して吸気道２に接続されるバイパス４がメインボディ１ａからサブボディ１ｂに亙り形成される。

サブボディ１ｂには，有底シリンダ状の弁孔５がバイパス４の途中に介入するように形成される。この弁孔５の底面には，バイパス４の上流側通路４ａの下流端が弁孔入口５ａとして開口し，また弁孔５の一側面にはバイパス４の下流側通路４ｂの上流端が弁孔出口５ｂとして開口する。メインボディ１ａ及びサブボディ１ｂの接合面間には，これら接合面を貫通す上記上流側通路４ａ及び下流側通路４ｂをそれぞれ囲繞するＯリング７，８が介装される。

弁孔５には，弁孔入口５ａ及び弁孔出口５ｂ間を開閉するピストン状のバイパス弁１０が摺動自在に嵌装される。その際，バイパス弁１０及びサブボディ１ｂ間には，バイパス弁１０の回転を阻止する回り止め手段１１が設けられる。この回り止め手段１１は，バイパス弁１０の一側面に形成されてバイパス弁１０の軸方向に延びるキー溝１２と，このキー溝１２に摺動可能に係合すべくサブボディ１ｂに螺着されるキー１３とで構成され，キー溝１２の，電動モータ１７側の端部は，バイパス弁１０の外周面に一体に連続する隔壁１４により閉鎖される。

またバイパス弁１０の他側面には，弁孔入口５ａに向けて開口する計量用の切欠き１５が設けられ，この切欠き１５と弁孔出口５ｂとの連通度合をゼロから最大まで調節するように，バイパス弁１０は，図１の全閉位置から図２の全開位置へと軸方向に移動することができる。

サブボディ１ｂには，弁孔５の，弁孔入口５ａと反対側の端部に環状肩部１６ａを介して同軸に連なる取り付け孔１６が設けられ，この取り付け孔１６に電動モータ１７が装着される。この電動モータ１７の出力軸１８に，ねじ機構１９及びオルダムジョイント２０を順次介してバイパス弁１０が連結される。バイパス弁１０には，電動モータ１７側に開口する有底の中空部２１が設けられており，この中空部２１にねじ機構１９が収容され，中空部２１の底壁２１ａにオルダムジョイント２０が設けられる。

ねじ機構１９は，電動モータ１７の出力軸１８に一体に連設されるねじ軸１８ａと，このねじ軸１８ａが螺合するねじ孔２２ａを持った駆動部材２２とで構成される。

またオルダムジョイント２０は，図２及び図３に示すように，バイパス弁１０の有底の中空部２１の底壁２１ａに設けられる第１角孔２４と，この第１角孔２４に第１の横方向Ｘ１での摺動を可能として嵌合されるジョイント部材２６と，このジョイント部材２６に設けられ，前記駆動部材２２が第１の横方向Ｘ１と直角をなす第２の横方向Ｘ２での摺動を可能として嵌合される第２角孔２５とで構成される。駆動部材２２は，ジョイント部材２６及び前記底壁２１ａを貫通するように比較的長く形成されており，これを前記ねじ孔２２ａが軸方向に貫通している。この駆動部材２２の中間部には，ジョイント部材２６の外端面に当接するフランジ２２ｂが形成される。

また駆動部材２２の，前記底壁２１ａ外に突出した外端部には，これを横断するようにセットピン２７が嵌装され，このセットピン２７とバイパス弁１０の間に円錐コイル状のセットばね２８が縮設され，このセットばね２８は，その圧縮反発力により駆動部材２２のフランジ２２ｂをジョイント部材２６の外端面に押しつけて，ジョイント部材２６を前記底壁２１ａとの当接状態に保持する。

さらに駆動部材２２には，セットピン２７より軸方向内側に位置するストッパピン３０が駆動部材２２を横断するように装着される。このストッパピン３０は，前記ねじ軸１８ａの先端を受け止めてバイパス弁１０の全開側移動限界を規制するようになっている。

上記セットピン２７及びストッパピン３０間において，ねじ孔２２ａにはそれを塞ぐようにグリース３１が充填される。

上記２本のピン２７，３０は，何れもスプリングピンで構成され，それぞれの駆動部材２２の取り付け孔３２，３３内周面に弾発密着することで保持される。

図２及び図４に示すように，サブボディ１ｂには，特にバイパス弁１０が全開位置もしくはその近傍位置を占めるとき，バイパス弁１０の有底中空部２１において前記ねじ機構１９を囲繞するダストカバー３５が取り付けられる。このダストカバー３５は，ねじ機構１９を同軸状に取り囲む円筒部３５ａと，この円筒部３５ａの，電動モータ１７側端部に円錐部３５ｂを介して一体に連設されるフランジ部３５ｃとからなっており，このフランジ部３５ｃは，サブボディ１ｂの前記環状肩部１６ａと，それに対して押圧保持される電動モータ１７の端面との間に，シール部材３６と共に挟持される。シール部材３６は，出力軸１８の根元外周面に密接するシールリップ３６ａを備えており，ダストカバー３５の前記円錐部３５ｂが上記シールリップ３６ａを半径方向内方に押圧保持するようになっている。

ダストカバー３５の円筒部３５ａの先端は，バイパス弁１０の全開側移動限界位置において，駆動部材２２の，ジョイント部材２６を押えるフランジ２２ｂに当接する手前で終わっている。

さらにサブボディ１ｂには図示しない電子制御ユニットが備えられ，その電子制御ユニットがスロットルセンサ，吸気温センサ及びブースト負圧センサ等の各種センサの出力信号に基づいて，エンジン始動時，ファストアイドリング時，通常アイドリング時，エンジンブレーキ時などのエンジンの運転状態を判定し，それに応じて電動モータ１７を正転又は逆転作動するようになっている。

次に，この実施例の作用について説明する。

電動モータ１７の出力軸１８が正転又は逆転すると，駆動部材２２がねじ機構１９の軸方向送り作用を受けて軸方向に進退し，ジョイント部材２６を介してバイパス弁１０を弁孔５に沿って軸方向に摺動させ，切欠き１５と弁孔出口５ｂとの連通度合，即ちバイパス４の開度を増減させて，バイパス４の上流側通路４ａ，弁孔入口５ａ，弁孔５，切欠き１５，弁孔出口５ｂ及び下流側通路４ｂを順次通過する，エンジンのバイパス吸気流量を制御することができる。

ところで，特に，バイパス弁１０の全開位置もしくはその近傍位置では，バイパス４での吸気流量が多く，その空気に多少とも含まれるダストが空気と共に，弁孔５におけるバイパス弁１０の摺動間隙を通過することがあっても，サブボディ１ｂに取り付けられるダストカバー３５が電動モータ１７の出力軸１８及び駆動部材２２間を連結するねじ機構１９を囲繞しているから，上記ダストがねじ機構１９，即ちねじ軸１８ａやねじ孔２２ａに付着，堆積することをダストカバー３５により防ぐことができる。したがって，ねじ機構１９の作動の円滑性を確保し，バイパス吸気量制御特性の安定性向上を図ることができる。

しかも，ダストカバー３５の取り付けは，ダストカバー３５が備えるフランジ部３５ｃをサブボディ１ｂの取り付け孔１６の環状肩部１６ａと，取り付け孔１６に装着される電動モータ１７の端面との間に挟持させることでなされるので，その取り付けのための特別な固着手段は不要であり，その取り付け構造の簡素化を図ることができる。

またバイパス４を流れる空気は，バイパス弁１０の回り止め手段１１のキー溝１２に流入することもあるが，キー溝１２の電動モータ１７側端部は，バイパス弁１０の外周面に連続する隔壁１４により閉鎖してあるので，キー溝１２に流入した空気がバイパス４の中空部２１に移行することは，隔壁１４により効果的に抑えられる。したがって，キー溝１２を通してダストがバイパス弁１０の中空部２１側に侵入することを効果的に防ぐことができる。

しかも，ダストカバー３５は，バイパス弁１０の中空部２１に配置されるので，ダストカバー３５をバイパス弁１０内に収めることができて，バイパス吸気量制御装置Ａの大型化を回避することができる。

バイパス弁１０と，電動モータ１７の出力軸１８との軸線相互に製作誤差に起因するずれがある場合には，そのずれは，オルダムジョイント２０のジョイント部材２６の第１の横方向Ｘ１に沿う移動と，駆動部材２２の第２の横方向Ｘ２に沿う移動とに吸収されるから，そのずれにも拘らず，バイパス弁１０のスムーズな摺動を保証することができ，同時にセットばね２８によりバイパス弁１０の振動を抑制することができる。しかも，オルダムジョイント２０は，バイパス弁１０の有底の中空部２１の底壁２１に設けられるので，このオルダムジョイント２０と，上記中空部２１に配置されるダストカバー３５との干渉を防ぐことができ，したがってオルダムジョイント２０及びダストカバー３５をバイパス弁１０にコンパクト収めることができて，バイパス吸気量制御装置Ａのコンパクト化に寄与し得る。

またセットピン２７とストッパピン３０との間のねじ孔２２ａには，グリース３１が充填されるので，このグリース３１は，セットピン２７及びストッパピン３０間に保持されてねじ孔２２ａを埋めることになる。したがって，ねじ孔２２ａに特別な栓体を嵌合させることなく，ねじ孔２２ａを塞ぐことができ，ねじ孔２２ａからねじ機構１９側へのダストの侵入を防ぐことができる。

次に，図５に示す本発明の第２実施例について説明する。この第２実施例では，ダストカバー３５の円筒部３５ａの一端から直接延設されるフランジ部３５ｃの外周端に浅い円筒状の嵌合部３５ｄを連設し，この嵌合部３５ｄを弁孔５の内周面に圧入，溶接又は接着により固定したものであり，その他の構成は前実施例と略同様であるので，図５中，前実施例との対応部分には同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，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，スロットルボディ１をメインボディ１ａとサブボディ１ｂとに分割せず，スロットルボディ１全体を一体に形成することもできる。

本発明の第１実施例に係るバイパス吸気量制御装置をバイパス弁の全閉状態で示す縦断面図。 同装置をバイパス弁の全開状態で示す縦断面図。 図２の３−３線断面図。 同装置におけるダストカバーの斜視図。 本発明の第２実施例を示す，図２との対応図。

符号の説明

Ａ・・・・・バイパス吸気量制御装置
１・・・・・スロットルボディ
２・・・・・吸気道
３・・・・・スロットル弁
４・・・・・バイパス
５・・・・・弁孔
１０・・・・バイパス弁
１１・・・・回り止め手段
１２・・・・キー溝
１３・・・・キー
１４・・・・隔壁
１７・・・・アクチュエータ（電動モータ）
１８・・・・出力軸
１８ａ・・・ねじ軸
１９・・・・ねじ機構
２０・・・・オルダムジョイント
２１・・・・中空部
２１ａ・・・中空部の底壁
２２・・・・駆動部材
２２ａ・・・ねじ孔
２７・・・・セットピン
２８・・・・セットばね
３０・・・・ストッパピン
３１・・・・グリース
３５・・・・ダストカバー
３５ｃ・・・フランジ部

Claims (5)

1. スロットル弁（３）により開閉される吸気道（２）を有するスロットルボディ（１）に，スロットル弁（３）を迂回して吸気道（２）に接続されるバイパス（４）と，このバイパス（４）に介入する弁孔（５）とを設け，この弁孔（５）に，軸方向の動きでバイパス（４）を開閉するバイパス弁（１０）を摺動自在且つ回転不能に嵌装し，このバイパス弁（１０）と，スロットルボディ（１）に取り付けられるアクチュエータ（１７）の出力軸（１８）とを略同軸状に配置すると共に，これら出力軸（１８）及びバイパス弁（１０）間をねじ機構（１９）を介して連結して出力軸（１８）の回転によりバイパス弁（１０）を軸方向に開閉駆動するようにした，バイパス吸気量制御装置において，
   バイパス弁（１０）に，アクチュエータ（１７）側に開口する有底の中空部（２１）を設け，この中空部（２１）で前記ねじ機構を囲繞するダストカバー（３５）をスロットルボディ（１）に取り付けたことを特徴とするバイパス吸気量制御装置。
2. 請求項１記載のバイパス吸気量制御装置において，
   前記ねじ機構（１９）を，前記出力軸（１８）に連設されるねじ軸（１８ａ）と，このねじ軸（１８ａ）に螺合するねじ孔（２２ａ）を持った駆動部材（２２）とで構成し，この駆動部材（２２）をバイパス弁（１０）に連結するオルダムジョイント（２０）を，バイパス弁（１０）の有底の中空部（２１）の底壁（２１ａ）に設けたことを特徴とするバイパス吸気量制御装置。
3. 請求項１記載のバイパス吸気量制御装置おいて，
   前記ダストカバー（３５）には，スロットルボディ（１）と，それに取り付けられるアクチュエータ（１７）との間に挟持，固定されるフランジ部（３５ｃ）を形成したことを特徴とするバイパス吸気量制御装置。
4. 請求項２記載のバイパス吸気量制御装置おいて，
   前記ねじ孔（２２ａ）が前記駆動部材（２２）を軸方向に貫通しており，この駆動部材（２２）の，バイパス弁（１０）の前記底壁（２１ａ）を貫通する外端部に，前記出力軸（１８）の先端に当接してバイパス弁（１０）の全開側移動限界を規制するストッパピン（３０）と，このストッパピン（３０）より前記駆動部材（２２）の軸方向外側に位置してバイパス弁（１０）のセットばね（２８）を支承するセットピン（２７）とを，これらが駆動部材（２２）を横方向に貫通するように取り付け，これらストッパピン（３０）及びセットピン（２７）間の前記ねじ孔（２２ａ）にグリース（３１）を充填したことを特徴とするバイパス吸気量制御装置。
5. 請求項１記載のバイパス吸気量制御装置おいて，
   バイパス弁（１０）の回転を阻止しながらその軸方向摺動を許容する回り止め手段（１１）を，バイパス弁（１０）の側面に形成されて軸方向に延びるキー溝（１２）と，弁孔（５）の内面に突設されて前記キー溝（１２）に摺動可能に係合するキー（１３）とで構成すると共に，前記キー溝（１２）の少なくとも一端を，バイパス弁（１０）の外周面に連続する隔壁（１４）で閉鎖したことを特徴とするバイパス吸気量制御装置。

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