JP5122503B2 - スロットル装置 - Google Patents

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    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type

Description

本発明は、空気量を制御するスロットル弁を駆動するアクチュエータを備えるスロットル装置に関し、詳細には、該アクチュエータの駆動力をスロットル弁に伝達する伝達機構が収容される収容室と外部空間とを連通させる換気路が設けられたハウジングを備えるスロットル装置に関する。そして、該スロットル装置は、例えば内燃機関に備えられる。
内燃機関において、スロットル弁を備えるスロットル装置が、該スロットル弁を駆動するアクチュエータ(例えば電動モータ)および該アクチュエータの駆動力をスロットル弁に伝達する伝達機構を備える駆動装置と、伝達機構が収容される収容室を形成するハウジングとを備え、該ハウジングには、ハウジングを囲む外気が存在する外部空間と前記収容室とを連通させる換気路が設けられたものは知られている。(例えば、特許文献1,2参照)
特開2007−40216号公報 特開2004−144039号公報
スロットル装置を備える内燃機関が例えば車両に搭載される場合、該スロットル装置は、そのハウジングを含めて、雨水などの水が存在する外部空間により囲まれている。このため、ハウジングが被水したとき、換気路を通じて収容室内へ水が侵入することを抑制するためには、所要の換気機能が確保されたうえでハウジングの外面での換気路の開口面積を小さくすることや、ハウジングに水切り用の突起を設けることや、換気路を迷路状とすることにより、前述の収容室への水の侵入が抑制される。
ところで、水が換気路を通じて収容室へ侵入する場合として、前記収容室を形成するハウジングに飛来する水滴や、該ハウジングに付着してその外面を流下する付着水が、換気路の外端開口(すなわち、ハウジングの外面での換気路の開口)に水膜を形成して、外端開口を塞いでいる状態で、温度変化などに起因する収容室内の圧力低下時に、該外端開口を塞いでいる水が収容室内に吸入される場合がある。
このような換気路の外端開口での水膜形成に起因する水の侵入に関して、換気路の外端開口が外部空間に露出している場合には、外端開口での水膜形成を抑制することは困難である。また、換気路への水の侵入を抑制するために、外端開口の開口面積が小さくされると、外端開口に水膜が形成されやすくなる。一方、水膜の形成抑制のために外端開口の開口面積が大きくされると、外端開口から換気路内に水が侵入しやすくなる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項1〜7記載の発明は、アクチュエータの駆動力をスロットル弁に伝達する伝達機構が収容される収容室と外部空間とを連通させる換気路が設けられたハウジングを備えるスロットル装置において、換気路の外端開口が開口する被覆空間を設けることにより、該外端開口での水膜の形成を抑制して、換気路を通じての収容室への水の侵入の抑制効果の向上を図ることを目的とする。そして、請求項7記載の発明は、さらに、収容室での圧力変化を被覆空間で低減することにより、換気路を通じての収容室への水の侵入抑制効果の向上を図ることを目的とする。
請求項1記載の発明は、空気通路を流れる空気の流量を制御するスロットル弁(11)を支持するスロットルボディ(10)と、前記スロットル弁(11)を駆動するアクチュエータ(13)および前記アクチュエータ(13)の駆動力を前記スロットル弁(11)に伝達する伝達機構(14)を備える駆動装置(12)と、前記伝達機構(14)が収容される収容室(40)と外部空間(S)とを連通させる換気路(50)が設けられたハウジング(H)とを備えるスロットル装置において、前記ハウジング(H)は、前記外部空間(S)の水が付着水として付着し得る外面部分を含む本体外面(Ha)を有すると共に前記換気路(50)が設けられたハウジング本体(H1)と、前記ハウジング本体(H1)との協働により前記外部空間(S)に開口する開放口(70a)を有する被覆空間(70)を形成する覆い壁(60)とを有し、前記換気路(50)の外端開口(50b)は、前記本体外面(Ha)のうちで鉛直下方に面する下外面(Hb)にて前記被覆空間(70)に開口し、前記覆い壁(60)は、前記外端開口(50b)の全体と前記下外面(Hb)において前記外端開口(50b)の周辺面(Hb1,Hb2)とからなる被覆領域(75,76)を鉛直下方から覆うと共に、前記下外面(Hb)を流下する前記付着水の流れに関して、前記被覆領域(75,76)において前記外端開口(50b)よりも上流側で前記ハウジング本体(H1)に連なり、前記開放口(70a)は、水平方向である特定水平方向(A3)に向かって開口し、前記特定水平方向(A3)から見たときに前記外端開口(50b)が最大開口幅(W1,W2)を有する最大幅方向(A5,A6)での前記外端開口(50)の開口範囲(R1a,R2a)で、前記外端開口(50b)の開口面積よりも大きな開口面積を有するスロットル装置である。
請求項2記載の発明は、請求項1記載のスロットル装置において、前記特定水平方向(A3)から見たときに前記最大幅方向(A5,A6)に直交する方向(A7,A8)での前記開放口(70a)の開口幅(W5,W6)は、前記開口範囲(R1a,R2a)を含むと共に前記最大幅方向(A5,A6)で前記開口範囲(R1a,R2a)よりも広い所定範囲(R1,R2)で、前記特定水平方向(A3)での前記外端開口(50b)の開口幅(W3,W4)よりも大きいものである。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のスロットル装置において、前記開放口(70a)は、前記下外面(Hb)を前記覆い壁(60)に向かって流下する付着水が、前記開放口(70a)を挟んで前記覆い壁(60)と前記ハウジング本体(H1)との間で分断される大きさに設定されているものである。
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項記載のスロットル装置において、前記ハウジング本体(H1)には、第1換気路(51,52)および第2換気路(51,52)が別個に設けられ、前記換気路(50)は、前記第1換気路(51)および前記第2換気路(52)の少なくとも一方であり、前記第1換気路(51)は、前記収容室(40)内の水を前記外部空間(S)に流出させる水抜き通路を兼ね、前記第2換気路(52)は、前記第1換気路(51)よりも鉛直上方に位置すると共に前記第1換気路(51)の最小通路面積よりも小さい最小通路面積を有するものである。
請求項5記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項記載のスロットル装置において、前記換気路(50)は、別個に設けられた第1換気路(51)および第2換気路(52)であり、前記第1換気路(51)は、前記収容室(40)内の水を前記外部空間(S)に流出させる水抜き通路を兼ねるものである。
請求項6記載の発明は、請求項4または5記載のスロットル装置において、前記覆い壁(60)は、第1覆い壁(61)および第2覆い壁(62)であり、前記被覆空間(70)は、前記第1覆い壁(61)により形成されて前記第1換気路(51)が開口する第1被覆空間(71)と、前記第2覆い壁(62)により形成されて前記第2換気路(52)が開口する第2被覆空間(72)であり、前記ハウジング本体(H1)は、前記下外面(Hb)を流下する前記付着水の流れに関して、前記第1被覆空間(71)よりも上流に位置する第1突起(81)と、前記第1突起(81)および前記第2被覆空間(72)よりも上流に位置する第2突起(82)とを有し、前記第1突起(81)は前記第1換気路(51)の外端開口(51b)よりも、前記第2突起(82)は前記第2換気路(52)の外端開口(52b)よりも、それぞれ鉛直下方に突出しているものである。
請求項7記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項記載のスロットル装置において、前記覆い壁(60)には、前記被覆空間(70)に開口する凹空間(36a,37a)が設けられるものである。
請求項1記載の発明によれば、スロットル装置において、伝達機構が収容される収容室と外部空間とを連通させる換気路の外端開口は、ハウジング本体の外面のうちで鉛直下方に面している下外面に開口すると共に、覆い壁により鉛直下方から覆われて形成される被覆空間に開口し、しかも覆い壁は被覆領域において外端開口よりも上流側でハウジング本体に連なることにより、下外面を流下する付着水が被覆領域での上流側から被覆空間に流入しないようにされているので、ハウジング本体に飛来する水滴およびハウジング本体の下外面に付着して流下する付着水が、外端開口から換気路内に侵入することが抑制される。
また、被覆空間の開放口の開口面積は、最大幅方向での換気路の外端開口の位置に相当する開口範囲で外端開口の開口面積よりも大きいことから、外端開口の開口面積が小さい場合にも、該外端開口は、被覆空間の開放口を通じて外部空間に連通するので、該外端開口が外部空間に露出している場合に比べて、本体外面を流下する付着水が開放口に水膜を形成することが抑制され、したがって外端開口に水膜が形成されることが抑制されて、換気路を通じての収容室への水の侵入抑制効果が向上する。
請求項2記載の事項によれば、開口範囲よりも広い所定範囲に渡って、開放口の開口幅が大きいので、開放口の開口面積が外端開口の開口面積よりも一層大きくなって、付着水が開放口に水膜を形成することが抑制されて、換気路を通じての収容室への水の侵入抑制効果が向上する。
請求項3記載の事項によれば、付着水が、開放口を挟んで覆い壁とハウジング本体との間で分断されることにより、開放口を塞ぐ水膜を形成することが防止されるので、換気路を通じての収容室への水の侵入抑制効果が一層向上する。
請求項4記載の事項によれば、ハウジングには、第1,第2換気路が設けられるので、第2換気路よりも鉛直下方に位置して収容室からの水抜き通路を兼ねる第1換気路からの水の排出が、第2換気路による収容室と外部空間との通気により、そして第1換気路の最小通路面積が第2換気路の最小通路面積よりも大きいことにより、促進される。
そのうえ、ハウジングにおいて、第1,第2換気路の少なくとも一方は、被覆空間に開口するので、被覆空間に開口する第1換気路または第2換気路を通じての収容室への水の侵入が抑制され、さらに第2換気路の最小通路面積が第1換気路よりも小さいことにより、第2換気路を通じての収容室への水の侵入が抑制される。
請求項5記載の事項によれば、ハウジングには、第1,第2換気路が設けられるので、収容室からの水抜き通路を兼ねる第1換気路からの水の排出が、第2換気路による収容室と外部空間との通気により促進される。しかも、第1,第2換気路が被覆空間に開口するので、各換気路を通じての収容室への水の侵入が抑制される。
請求項6記載の事項によれば、第1,第2突起が付着水の水切り作用を行うので、第1,第2換気路への水の侵入が抑制される。また、各突起の下流側に被覆空間が形成されるので、各被覆空間の開放口での水膜の形成が一層抑制されて、水の侵入抑制効果が向上する。
請求項7記載の事項によれば、換気路は、被覆空間に開口する凹空間の分だけ、各被覆空間のみの場合に比べて、覆い壁内において大きな空間に連通するので、収容室の圧力変化が換気路を通じて被覆空間に生じさせる圧力変化が低減する。この結果、収容室の圧力低下時に、開放口を通じての水の吸引力が減少するので、換気路を通じての収容室への水の侵入抑制効果が向上する。
本発明が適用されたスロットル装置の要部断面図であり、図2のI−I線断面図である。 図1の、カバーが外されたスロットル装置を、特定水平方向に向かって見た図である。 カバーが二点鎖線で示された図2の要部拡大図である。 図3のIV矢視での要部の図である。 (a)は、図3のVa−Va線断面図であり、(b)は、図3のVb−Vb線断面図であり、(c)は、図3のVc−Vc線断面図である。 (a)は、図3のVIa−VIa線断面図であり、(b)は、図3のVIb−VIb線断面図であり、(c)は、図3のVIc−VIc線断面図である。
以下、本発明の実施形態を図1〜図6を参照して説明する。
図1,図2を参照すると、本発明が適用されたスロットル装置1は、内燃機関が備える吸気装置を構成する。そして、該吸気装置が接続される機関本体を備える前記内燃機関は、機械としての車両である自動二輪車に搭載される。
前記吸気装置は、スロットル装置1のほかに、エアクリーナを有する空気取入管2と、燃焼室が形成された前記機関本体に接続される吸気管3とを備え、外部空間Sから空気取入管2を通じて取り入れた外気を、燃焼用の空気として、スロットル装置1および吸気管3を順次経て前記燃焼室に導く空気通路としての吸気通路を形成する。
この明細書および特許請求の範囲において、外部空間Sは、スロットル装置1を囲む、したがって後述するスロットルボディ10およびハウジングHを囲む前記外気が存在する空間であり、便宜上、後述する被覆空間70を除いた空間であるとする。
スロットル装置1は、前記吸気通路の一部であるスロットル通路10aを形成する弁ボディであるスロットルボディ10と、スロットルボディ10に移動可能に、この実施形態では回動可能に支持されると共にスロットル通路10aに配置されるスロットル弁11と、スロットル弁11を駆動する駆動装置12と、駆動装置12を収容するハウジングHとを備える。
スロットル弁11は、運転者が指示する指示開度量であるアクセル操作量と、内燃機関の機関運転状態および車両の状態である走行状態を含む運転状態とに応じて、制御装置4により制御されて作動する駆動装置12により駆動されることでその開度が制御されて、前記吸気通路を流れる空気の流量(以下、「空気量」という。)をアクセル操作量、機関運転状態および走行状態に応じて制御する。
金属または合成樹脂、ここではアルミニウム合金により形成されるスロットルボディ10は、スロットル通路10aの周囲に配置されてスロットルボディ10をスロットル通路10aに沿って挿通する複数のボルト19により、一端部10bにて空気取入管2に接続され、他端部10cにて吸気管3に接続される。
蝶形弁からなるスロットル弁11は、スロットル通路10aに配置される円板状の弁板11aと、弁板11aに固定されると共にスロットル通路10aを横断して延びている弁軸11bとを備える。弁軸11bは、その両軸端部11b1,11b2でスロットルボディ10に軸受15を介して支持されて、スロットル軸線としての回動中心線L1を中心に移動可能、ここでは回動可能に支持される。
スロットルボディ10に設けられた調整ネジ18は、戻しバネ16により閉弁方向に付勢されていているスロットル弁11のアイドル開度を調整する。
駆動装置12は、スロットルボディ10に取り付けられるアクチュエータとしての電動モータ13と、電動モータ13の駆動力をスロットル弁11に伝達する伝達機構14とを備える。電動モータ13は、本体13aと、該本体13aから突出すると共に回動中心線L1に平行な回転中心線L2を有する回転軸である駆動軸13bとを有する。制御装置4により制御されて駆動軸13bを回転駆動する駆動機構を備える本体13aは、スロットルボディ10に一体成形により一体に設けられた駆動部用収容部22により形成される駆動部用収容室41内に、そのほぼ全体が収容された状態で、該駆動部用収容部22に固定されている。
なお、この明細書において、「ほぼ」との表現は、「ほぼ」との修飾語がない場合を含むと共に、「ほぼ」との修飾語がない場合とは厳密には一致しないものの、「ほぼ」との修飾語がない場合と比べて作用効果に関して有意の差異がない範囲を意味する。
電動モータ13は、アクセル操作量を検出するアクセル検出手段5と、スロットル弁11の開度を検出するスロットル開度検出手段6と、走行状態としての車速および前記内燃機関の機関運転状態を含む運転状態を検出する運転状態検出手段7とから構成される検出手段からの検出信号が入力される制御装置4により制御される。
制御装置4は、アクセル検出手段5により検出されるアクセル操作量をパラメータとして予め定められた基本設定開度が、運転状態検出手段7により検出される運転状態により必要に応じて補正される設定開度となるように、スロットル開度検出手段6により検出されるスロットル弁11の実際の開度に基づいて、スロットル弁11の開度をフィードバック制御する。
駆動軸13bは、伝達機構14と共に、スロットル通路10aを横切る方向であり、かつスロットル軸線方向としての回動中心線方向A1でのスロットルボディ10の一側部に配置される。この実施形態において、回動中心線方向A1は、鉛直方向に直交する平面である水平面にほぼ平行、ここでは該水平面に平行である。
伝達機構14は、減速機構を構成するギヤ機構であり、駆動軸13bに設けられた駆動回転体としての駆動ギヤ14aと、軸端部11b1に設けられた被動回転体としての合成樹脂製の被動ギヤ14bと、駆動ギヤ14aと被動ギヤ14bとの間の駆動力伝達経路を形成する中間伝達体である中間回転体としての中間ギヤ14cとを備える。ハウジングHのケース20およびカバー30により保持される支持軸14dに回転可能に支持される合成樹脂製の中間ギヤ14cは、駆動ギヤ14aと噛合する大ギヤ14c1と、セグメントギヤである被動ギヤ14bと噛合すると共に大ギヤ14c1と一体に回転する小ギヤ14c2とから構成される。
ハウジングHは、スロットルボディ10に一体成形により一体に設けられたケース20と、ケース20により形成されるハウジング開口20aを水平方向の1つである後述する特定水平方向A3に平行な方向(以下、「主水平方向」という。)A2または回動中心線方向A1から覆うようにケース20に結合されるカバー30とから構成される。この実施形態では、主水平方向A2と回動中心線方向A1とは一致する。
ケース20は、その一部として、ハウジング開口20aを形成する矩形状で環状のケース側周縁部21と、前記駆動部用収容部22とを有する。合成樹脂により一体成形されたカバー30は、その一部として、周縁部21に結合される矩形状で環状のカバー側周縁部31とを有する。
ケース20およびカバー30により形成される収容室40には、電動モータ13および伝達機構14、スロットル開度検出手段6、戻しバネ16、軸端部11b1に固定されて戻しバネ16のバネ力を弁軸11bに伝達すると共に調整ネジ18が当接する伝達体17とが収容される。収容室40は、電動モータ13の本体13aが収容される駆動部用収容室41と、伝達機構14、スロットル開度検出手段6、戻しバネ16および伝達体17が収容されると共に駆動部用収容室41と連通する伝達部用収容室42とを有する。
ケース20とカバー30とは、両周縁部21,31にそれぞれ設けられた複数のボス部23,33(図3,図4も参照)において、結合具としての締付具であるボルト49により、両周縁部21,31の結合面24,34(図5,図6も参照)同士が面接触する状態で結合される。各ボス部23,33は、各周縁部21,31において局部的に外側方向に突出する突出部である。
ここで、外側方向とは、両周縁部21,31を挟んで、伝達部用収容室42から、ハウジングHにより収容室40と仕切られる空間である外部空間Sに向かう方向であり、内側方向とは、両周縁部21,31を挟んで、外部空間Sから伝達部用収容室42に向かう方向であるとする。そして、外側方向および内側方向は、この実施形態では、回動中心線L1または回転中心線L2を中心とする放射方向外方および放射方向内方にそれぞれ相当すると共に、回動中心線L1または主水平方向A2に直交する平面(以下、「直交平面」という。)に平行な方向であり、各結合面24,34のほぼ全体は、該直交平面にほぼ平行である。
両結合面24,34の間は、シール部材であるOリング45により液密および気密に密封される。Oリング45は、両周縁部21,31の一方、この実施形態ではカバー側周縁部31に設けられて結合面34に開口する環状のシール溝46(図3〜図6も参照)に装着される。また、収容室40とスロットル通路10aとの間は、伝達部用収容室42内に突出している軸端部11b1の周囲に配置されたシール部材47により液密および気密に密封される。
カバー30には、スロットル開度検出手段6が取り付けられると共に、スロットル開度検出手段6および電動モータ13に電気的に接続されている接続端子部(図示されず)が設けられる。そして、該接続端子部を通じてスロットル開度検出手段6により検出された検出信号が制御装置4に入力され、制御装置4からの駆動信号が電動モータ13に伝えられる。
スロットル開度検出手段6は、スロットル弁11と一体に回動する被動ギヤ14bに設けられた被検出部と、該被検出部の回動位置を検出する検出部とを備え、例えば前記被検出部の回動位置を磁気的に検出する磁気式検出手段である。
図3,図4を参照すると、カバー30はその一部として、周縁部31に一体成形により一体に設けられた突条壁32(図1,図5,図6も参照)を有する。突条壁32は、ケース側周縁部21の外周側に、該周縁部21の外周面を外側方向から全周に渡って囲む環状壁である。突条壁32は、結合面34から主水平方向A2(または回動中心線方向A1)に突出してケース側周縁部21の結合面24を越えて、突出幅Waで主水平方向A2に平行に延びていて、外側方向からケース側周縁部21において結合面24寄りの部分を覆い、かつ後述する覆い壁60を除く大部分において、周縁部21にほぼ接触している。突出幅Waは、この実施形態では全周に渡って均一であるが、別の例として、部分的に異なっていてもよい。
そして、カバー側周縁部31の一部および突条壁32の一部は、覆い壁60(図5,図6も参照)を構成することから、ケース20とカバー30とから構成されるハウジングHは、カバー30の一部である覆い壁60と、該覆い壁60以外のハウジング本体H1とを有することになる。このため、ハウジング本体H1は、ケース20と、カバー30において覆い壁60以外の部分とから構成される。
また、ハウジングHの外面は、ハウジング本体H1において外部空間Sに面する本体外面Haと、覆い壁60の壁面60a(図5(c),図6(c)参照)とを有する。それゆえ、ハウジングHの外面は、ハウジングHにおいて外部空間Sまたは被覆空間70に接する面である。
そして、本体外面Haは、鉛直下方に面する、すなわち鉛直下方を向いている下外面Hbを有する。
図2〜図4を参照すると、ハウジングHにおいて、鉛直方向での収容室40の伝達部用収容室42の最下部42bを含む下部室42aを形成する下部壁Hcには、収容室40内の空気の換気および圧力調整のために、外部空間Sと収容室40とを連通させる1以上である所定数の換気路50が設けられる。この実施形態において、該換気路50は、複数としての2つの第1,第2換気路51,52から構成される。両換気路51,52は、ハウジングHにおいて異なる位置に配置された別個の連通路であり、各周縁部21;31の周方向(またはハウジング開口20aの周方向)で隣接するボス部23a,23b;33a,33bの間に位置する。
ここで、下部壁Hcは、ハウジングHにおいて、したがってケース20およびカバー30において、鉛直方向で回動中心線L1および回転中心線L2よりも鉛直下方に位置する部分である。
そして、この下部壁Hcにおいて、ハウジング本体H1に第1,第2換気路51,52が設けられる。
各換気路51,52は、下部壁Hcにおいて、両周縁部21,31の少なくとも一方の周縁部としてのケース側周縁部21に設けられて、その結合面24に開口する溝53,54と、水平方向から該溝53,54を覆う両周縁部21,31の他方の周縁部としてのカバー側周縁部31により形成される。
各換気路51,52は、鉛直方向に、または鉛直方向に対して鋭角に傾斜する方向に延びており、この実施形態では、第1換気路51は鉛直方向に延びており、第2換気路52は前記傾斜方向に延びている。また、各換気路51,52は、伝達部用収容室42に開口する内端開口としての上端開口51a,52aと、上端開口51a,52aよりも鉛直下方に位置すると共に外部空間Sに開口する外端開口として下端開口51b,52bとを有する。したがって、上端開口51a,52aは下部壁Hcにおける周縁部21の内面21aに開口し、下端開口51b,52bは下部壁Hcにおける周縁部21での下外面Hbに開口する。また、換気路50において、その内端開口としての上端開口50aは両上端開口51a,52aから構成され、その外端開口としての下端開口50bは両下端開口51b,52bから構成される。
第1換気路51の上端開口51aは、伝達部用収容室42のほぼ最下部42bに開口し、収容室40内に侵入した水を外部空間Sに流出させる水抜き通路を兼ねる。第2換気路52の上端開口52aおよび下端開口52bは、第1換気路51の上端開口51aよりも鉛直上方に位置すると共に第1換気路51の最小通路面積よりも小さい最小通路面積を有する。
前記内燃機関が自動二輪車に搭載された状態で、スロットルボディ10およびハウジングHの一部は、鉛直上方および水平方向から、燃料タンクおよび車体カバーにより覆われる。しかしながら、例えば、燃料タンクと車体カバーとの隙間などを通じての雨水等の水が飛来して、または該隙間から水が落下してハウジングHに付着すること、すなわちハウジングHが被水することを完全に防止することはできない。
それゆえ、ハウジングHの外面は、ハウジング本体H1の外面である本体外面Haを含めて、外部空間Sの水が付着水として付着し得る外面部分を有する面である。そして、ハウジング本体H1が被水したとき、ハウジング本体H1に飛来した水または本体外面Haに付着した水が、各換気路51,52の下端開口51b,52bを塞ぐように水膜を形成すると、温度変化等に起因して収容室40内での圧力が低下したときに、水が各換気路51,52を通じて伝達部用収容室42、ひいては収容室40内に侵入する。
そこで、各換気路51,52を通じての収容室40への水の侵入を抑制する観点から、各下端開口51b,52bでの水膜の形成を抑制するために、ハウジングHの構成部材であるカバー30は、その一部として覆い壁60を有する。覆い壁60は、第1,第2換気路51,52のそれぞれの下端開口51b,52bの全体と下外面Hbのうちの下端開口51b,52bの周辺面Hb1,Hb2とからなる被覆領域75,76を鉛直下方からそれぞれ覆う1以上の、ここでは複数としての2つの第1,第2覆い壁61,62から構成される。
第1,第2覆い壁61,62は、両周縁部21,31との協働により被覆空間70を構成する第1,第2被覆空間71,72(図3,図4において、点線のクロスハッチングで示されている。)をそれぞれ形成する。そして、各覆い壁61,62は、下外面Hbに付着した付着水が、各覆い部61,62に向かって下外面Hbを流下するとき、各被覆領域75,76または各被覆空間71,72において下端開口51b,52bよりも上流側から被覆空間71,72へ付着水が流入しないように、各被覆領域75,76または各被覆空間71,72において下端開口51b,52bよりも上流側でハウジング本体H1の一部である突条壁32および周壁部31に連なる。
なお、この明細書および特許請求の範囲において、上流および下流は、ハウジング本体H1の本体外面Haに付着して重力により下外面Hbを含む本体外面Haを流れ方向A10,A11(図2参照)に流下する付着水の流れに関してのものである。
このため、鉛直方向で第1,第2覆い壁61,62と第1,第2被覆領域75,76とのそれぞれの間には、各換気路51,52の下端開口51b,52bが開口する被覆空間71,72が形成され、各換気路51,52は、被覆空間71,72を通じて、収容室40と外部空間Sとの間で換気を行う。各被覆空間71,72は、ケース20とカバー30との協働により形成される換気路51,52に対して、ケース20に結合される部分であるカバー側周縁部31に設けられる覆い壁61,62により形成されるので、簡単な構造で被覆空間71,72を形成することができる。
併せて図5(c),図6(c)を参照すると、各換気路51,52の下端開口51b,52bが開口する各被覆空間71,72において、鉛直下方側は、突条壁32の一部であって周縁部21,31から鉛直下方に離隔している離隔部である下覆い壁61a,62aにより覆われ、主水平方向A2での一方側である特定水平方向A3側は、該特定水平方向A3に向かって外部空間Sに開口する開放口70aである第1,第2開放口71a,72aであり、主水平方向A2での他方側である特定水平方向A3とは反対側は、周縁部31の延長部である側方覆い壁61b,62bにより閉塞されている。側方覆い壁61b,62bは、結合面34から外側方向に延びている。
それゆえ、両周縁部21,31との協働により各被覆空間71,72を形成する各覆い壁61,62は、鉛直下方で被覆空間71,72を形成する下覆い壁61a,62aと、主水平方向A2で被覆空間71,72を形成する側方覆い壁61b,62bとから構成される。そして、側方覆い壁61b,62bには、被覆空間71,72に開口する凹空間36a,37aを形成する凹部36,37が設けられている。
図3,図4を参照すると、各開放口71a,72aの最大開口幅W1,W2は、下外面Hbを各覆い壁61,62に向かって流下する付着水または各開放口71a,72aに飛来した水滴が、開放口71a,72aに水膜を形成しようとしても、その表面張力により、鉛直方向で開放口71a,72aを挟んで下覆い壁61a,62aと周縁部21との間で分断されて、開放口71a,72aを塞ぐ水膜を形成することを防止する大きさに設定されている。また、特定水平方向A3からの開放口71a,72aへの水の飛来は、特定水平方向A3で開放口71a,72aと対向する遮蔽部材としてのスロットルボディ10(図2参照)により抑制される。
具体的には、第1,第2換気路51,52のそれぞれに関連して、鉛直方向で被覆領域75,76と覆い壁61,62との間で、特定水平方向A3に向かって外部空間Sに開口する開放口71a,72aは、特定水平方向A3(すなわち主水平方向A2)から見たときに下端開口51b,52bが最大開口幅W1,W2を有する特定水平方向(A3)方向A5,A6での下端開口51b,52bの開口範囲R1a,R2aで、下端開口51b,52bの開口面積よりも大きな開口面積を有する。
そして、特定水平方向A3から見たときに特定水平方向(A3)方向A5,A6に直交する方向A7,A8での開放口71a,72aの開口幅W5,W6は、開口範囲R1a,R2aを含むと共に特定水平方向(A3)方向A5,A6で開口範囲R1a,R2aよりも広い所定範囲R1,R2で、特定水平方向A3での下端開口51b,52bの開口幅W3,W4よりも大きい。この実施形態では、最大開口幅W1は最大開口幅W2よりも大きく、両開口幅W3,W4はほぼ等しい。
第1被覆空間71では、所定範囲R1は、換気路51の下端開口51bの最上部から最下部を超えて該最下部の鉛直下方(または下流)までの範囲であり、開口幅W5は、所定範囲R1のほぼ全体に渡ってほぼ等しい。第2被覆空間72では、所定範囲R2は、換気路52の下端開口52bの最下部から最上部を超えて該最上部の鉛直上方(または上流)までの範囲であり、下端開口52bよりも上流側で上流に位置するほど開口幅W6が大きくなる。
そして、この実施形態では、第1,第2被覆空間は、主水平方向での第1,第2被覆空間の全幅に渡って、開口幅W5,W6とほぼ等しい直交方向A7,A8での幅を有する。
また、図4に示されるように、主水平方向A2での各被覆空間71,72の奥行W7,W8は、突出幅Waに等しく、主水平方向A2での下端開口51b,52bの開口幅W3,W4よりも、該開口幅W3,W4の1/2以上、好ましくは2/3以上大きい。このため、下覆い壁61a,62aは、各下端開口51b,52bに対して、該開口幅W3,W4の1/2以上、好ましくは2/3以上の所定突出量で、特定水平方向A3に突出し、したがって庇状に延びている。
図2〜図4を参照すると、ハウジング本体H1の一部であるケース側周縁部21は、第1被覆空間71よりも上流に位置する第1突起81と、第1突起81および第2被覆空間72よりも上流に位置する第2突起82とを有する。第1突起81は第1換気路51の下端開口51bよりも、第2突起82は第2換気路52の下端開口52bよりも、それぞれ鉛直下方に突出している。
さらに、ケース側周縁部21は、第1突起81および第1被覆空間71よりも下流に位置する第3突起83と、周縁部21の周方向(またはハウジング開口20aの周方向)で第3突起83を挟んで第1突起81とは反対側に位置する第4突起84とを有する。第3突起83は、第1〜第4突起81〜84のうちで、最も鉛直下方に位置し、周縁部21の最下部から鉛直下方に突出している。
特定水平方向A3から見たとき、またはハウジング開口20aの周方向で、第1被覆空間71は第1,第3突起81,83の間に形成され、第2被覆空間72は第1,第2突起81,82の間に形成される。
併せて図5,図6を参照すると、主水平方向A2に直交する前記直交平面にほぼ平行な平板状の各突起81〜84は、主水平方向A2で、下覆い部61a,62aおよび突条壁32の近傍、すなわち下覆い部61a,62aおよび突条壁32と接触するか、または僅かな空隙を置いて特定水平方向A3に位置する。前記空隙は、水が、下覆い部61a,62aおよび突条壁32と各突起81〜84との間で、該空隙を塞ぐ水膜を形成する程度の間隔を有する。
そして、下外面Hbを流下する付着水は、第1,第2突起81,82にそれぞれ達すると、各突起81,82において主水平方向A2で開放口71a,72a寄りの側面に付着して流下することにより、各突起81,82への付着水の付着が促進される。
そして、各突起81〜84を伝う付着水は、各突起81〜84の下端部から落下する。
それゆえ、第1〜4突起81〜84は水切り用突起として機能する。そして、第1,第2突起81,82は、該突起81,82の下流近傍または直下流に位置する各開放口71a,72aおよび下端開口51b,52bに、下外面Hbを流下する付着水が水膜を形成することを抑制する。
また、周縁部21,31には、ハウジング開口20aの周方向で第1〜第3突起81〜83と同じ位置に、下端開口51b,52bよりも鉛直下方まで突出する突出部25、第1換気路51の下端開口51bよりも鉛直下方まで突出する突出部としてのボス部23b、第2換気路52の下端開口52bよりも鉛直下方まで突出する突出部としてのボス部23aとをそれぞれ有する。突出部25は第1被覆空間71の上流側を規定する上流壁を構成し、ボス部23bは第1被覆空間71の下流側を規定する下流壁を構成し、ボス部23aは第2被覆空間72の上流側を規定する上流壁を構成する。
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
内燃機関の吸気通路を流れる空気の流量を制御するスロットル弁11を駆動する電動モータ13の駆動力をスロットル弁11に伝達する伝達機構14が収容される収容室40を形成するハウジングHを備えるスロットル装置1において、ハウジングHには外部空間Sと収容室40とを連通させる第1,第2換気路51,52が設けられ、ハウジングHは、外部空間Sの水が付着水として付着し得る外面部分を含む本体外面Haを有すると共に各換気路51,52が設けられたハウジング本体H1の周縁部21,31と、該周縁部21,31との協働により外部空間Sに開口する開放口71a,72aを有する第1,第2被覆空間71,72を形成する覆い壁61,62とを有し、換気路51,52の下端開口51b,52bは、本体外面Haのうちで鉛直下方に面する下外面Hbにて被覆空間71,72に開口し、覆い壁61,62は、下端開口51b,52bの全体と下外面Hbにおいて下端開口51b,52bの周辺面Hb1,Hb2とからなる被覆領域75,76を鉛直下方から覆うと共に被覆領域71,72の上流側で周縁部31および突条壁32に連なり、開放口71a,72aは、特定水平方向A3に向かって開口し、特定水平方向A3から見たときに下端開口51b,52bが最大開口幅W1,W2を有する最大幅方向A5,A6での下端開口51b,52bの開口範囲R1a,R2aで、下端開口51b,52bの開口面積よりも大きな開口面積を有する。
この構造により、伝達機構14が収容される収容室40と外部空間Sとを連通させる換気路51,52の外端開口51b,52bは、ハウジング本体H1の外面の下外面Hbに開口すると共に、覆い壁61,62により鉛直下方から覆われて形成される被覆空間71,72に開口し、しかも覆い壁61,62は被覆領域71,72において下端開口51b,52bよりも上流側でハウジング本体H1の一部である周縁部31および突条壁32に連なることにより、下外面Hbを流下する付着水が被覆領域71,72での上流側から該被覆空間71,72に流入しないようにされているので、ハウジング本体H1の周縁部21,31付近に飛来する水滴およびハウジング本体H1の本体外面Haに付着して流下する付着水が、下端開口51b,52bから換気路51,52内に侵入することが抑制される。
また、被覆空間71,72の開放口71a,72aの開口面積は、最大幅方向A5,A6での換気路51,52の下端開口51b,52bの位置に相当する開口範囲R1a,R2aで下端開口51b,52bの開口面積よりも大きいことから、所要の換気機能を確保したうえで水の侵入を抑制するために外端開口51b,52bの開口面積が小さい場合にも、該下端開口51b,52bは、被覆空間71,72の開放口71a,72aを通じて外部空間Sに連通するので、該下端開口51b,52bが外部空間Sに露出している場合に比べて、本体外面Haを流下する付着水が開放口71a,72aに水膜を形成することが抑制され、したがって下端開口51b,52bに水膜が形成されることが抑制されて、換気路51,52を通じての収容室40への水の侵入抑制効果が向上する。
特定水平方向A3から見たときに最大幅方向A5,A6に直交する直交方向A7,A8での開放口71a,72aの開口幅W5,W6は、開口範囲R1a,R2aを含むと共に該開口範囲R1a,R2aよりも広い所定範囲R1,R2で、特定水平方向A3での下端開口51b,52bの開口幅W3,W4よりも大きいことにより、開口範囲よりも広い所定範囲R1,R2に渡って、開放口71a,72aの開口幅W5,W6が大きいので、開放口71a,72aの開口面積が外端開口51b,52bの開口面積よりも一層大きくなって、付着水が開放口71a,72aに水膜を形成することが抑制されて、換気路51,52を通じての収容室40への水の侵入抑制効果が向上する。
各開放口71a,72aは、下外面Hbを各覆い壁61,62に向かって流下する付着水が、開放口71a,72aを挟んで覆い壁61,62とハウジング本体H1の周縁部21との間で分断される大きさに設定されていることにより、付着水が、開放口71a,72aを挟んで覆い壁61,62とハウジング本体H1との間で分断されることにより、開放口71a,72aを塞ぐ水膜を形成することが防止されるので、換気路51,52を通じての収容室40への水の侵入抑制効果が一層向上する。
別個に設けられた第1,第2換気路51,52が、それぞれ第1,第2被覆空間71,72に開口し、第1換気路51は、収容室40内の水を外部空間Sに流出させる水抜き通路を兼ねることにより、ハウジングHには、第1,第2換気路51,52が設けられるので、収容室40からの水抜き通路を兼ねる第1換気路51からの水の排出が、第2換気路52による収容室40と外部空間Sとの通気により促進される。しかも、第1,第2換気路51,52が被覆空間71,72に開口するので、各換気路51,52を通じての収容室40への水の侵入が抑制される。
また、第2換気路52は、第1換気路51よりも鉛直上方に位置すると共に第1換気路51の最小通路面積よりも小さい最小通路面積を有することにより、第2換気路52よりも鉛直下方に位置する第1換気路51からの水の排出が、第1換気路51の最小通路面積が第2換気路52の最小通路面積よりも大きいことにより促進される。さらに第1換気路51よりも鉛直上方に位置する第2換気路52の最小通路面積が第1換気路51よりも小さいことにより、第2換気路52を通じての収容室40への水の侵入が抑制される。
覆い壁61,62は、第1覆い壁61および第2覆い壁62であり、被覆空間71,72は、第1覆い壁61により形成されて第1換気路51が開口する第1被覆空間71と、第2覆い壁62により形成されて第2換気路52が開口する第2被覆空間72であり、ハウジング本体H1は、第1被覆空間71よりも上流に位置する第1突起81と、第1突起81および第2被覆空間72よりも上流に位置する第2突起82とを有し、第1突起81は第1換気路51の下端開口51bよりも、第2突起82は第2換気路52の下端開口52bよりも、それぞれ鉛直下方に突出している。
この構造により、第1,第2突起81,82が付着水の水切り作用を行うので、第1,第2換気路51,52への水の侵入が抑制される。また、各突起81,82の下流側に被覆空間71,72が形成されるので、各被覆空間71,72の開放口71a,72aでの水膜の形成が一層抑制されて、水の侵入抑制効果が向上する。
各覆い壁61,62において、カバー30の周縁部31を利用して形成される水平覆い壁61b,62bには、被覆空間71,72に開口する凹空間36a,37aが設けられることにより、各換気路51,52は、被覆空間71,72に開口する凹空間36a,37aの分だけ、各被覆空間71,72のみの場合に比べて、各覆い壁61,62内において大きな空間に連通するので、収容室40の圧力変化が各換気路51,52を通じて被覆空間71,72に生じさせる圧力変化が低減する。この結果、収容室40の圧力低下時に、開放口71a,72aを通じての水の吸引力が減少するので、各換気路51,52を通じての収容室40への水の侵入抑制効果が向上する。
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した形態について、変更した構成に関して説明する。
換気路は、1つまたは2以外の複数である所定数であってもよい。そして、前記所定数の換気路が設けられる場合、換気路のそれぞれに対応して前記所定数の被覆空間が設けられることにより、または、該所定数よりも少ない被覆空間が設けられる場合、1つの被覆空間に2以上の換気路が開口することにより、前記所定数の換気路のそれぞれが被覆空間に開口してもよい。
第2換気路52は第2被覆空間72に開口していなくてもよく、また第1換気路51は第1被覆空間71に開口していなくてもよい。
第1被覆空間71が、ハウジング開口20aの周方向で隣接する1対の突起の間に位置し、第2被覆空間72が、前記1対の突起とは別個の、ハウジング開口20aの周方向で隣接する1対の突起の間に位置していてもよい。
第1被覆空間71の第1開放口71aは、下端開口51bまたは下端開口51bよりも上流側で、上流側ほど開口幅W5が大きくなる形状でもよい。
換気路は、カバー側周縁部31に設けられた溝およびケース側周縁部21により形成されてもよく、また両周縁部21,31に設けられた溝により形成されてもよい。さらに、ケース側周縁部21とカバー側周縁部31との協働により形成されることなく、ケース20のみ、または、カバー30のみに形成されてもよい。
突条壁および覆い壁がケース20に設けられてもよく、さらに覆い壁は突条壁以外の部分により構成されてもよい。
被覆空間は、前記実施形態では主水平方向A2での一方側のみに開放口を有していたが、主水平方向A2での両側にそれぞれ開放口を有していてもよい。
スロットル装置は、弁装置として、内燃機関において、燃焼用空気以外の空気または気体の流量を制御する流量制御弁としてのスロットル弁を備えるものであってもよく、さらに、内燃機関以外の機械における流体通路を流れる流体の流量を制御する流量制御弁としてのスロットル弁を備えるものでもよい。
通路形成部材を有し、ハウジングHを構成するケースがスロットルボディとは別個の部材により構成されて、該ケースが、スロットルボディに取り付けられて該スロットルボディに設けられてもよい。
換気路が水抜き通路を兼ねない場合、その内端開口は、上下方向で外端開口よりも鉛直下方に位置してもよい。
1…スロットル装置、10…スロットルボディ、11…スロットル弁、13…電動モータ、14…伝達機構、20…ケース、21…周縁部、30…カバー、31…周縁部、32…突条部、36a,37a…凹空間、40…収容室、51,52…換気路、61,62…覆い壁、71,72…被覆空間、71a,72a…開放口、75,76…被覆領域、81〜84…突起、
S…外部空間、H…ハウジング、H1…ハウジング本体、Ha…本体外面、A3…特定水平方向、A5,A6…最大幅方向、W1〜W6…開口幅、R1,R2…所定範囲、R1a,R2a…開口範囲。

Claims (7)

  1. 空気通路を流れる空気の流量を制御するスロットル弁を支持するスロットルボディと、前記スロットル弁を駆動するアクチュエータおよび前記アクチュエータの駆動力を前記スロットル弁に伝達する伝達機構を備える駆動装置と、前記伝達機構が収容される収容室と外部空間とを連通させる換気路が設けられたハウジングとを備えるスロットル装置において、
    前記ハウジングは、前記外部空間の水が付着水として付着し得る外面部分を含む本体外面を有すると共に前記換気路が設けられたハウジング本体と、前記ハウジング本体との協働により前記外部空間に開口する開放口を有する被覆空間を形成する覆い壁とを有し、
    前記換気路の外端開口は、前記本体外面のうちで鉛直下方に面する下外面にて前記被覆空間に開口し、
    前記覆い壁は、前記外端開口の全体と前記下外面において前記外端開口の周辺面とからなる被覆領域を鉛直下方から覆うと共に、前記下外面を流下する前記付着水の流れに関して、前記被覆領域において前記外端開口よりも上流側で前記ハウジング本体に連なり、
    前記開放口は、水平方向である特定水平方向に向かって開口し、前記特定水平方向から見たときに前記外端開口が最大開口幅を有する最大幅方向での前記外端開口の開口範囲で、前記外端開口の開口面積よりも大きな開口面積を有することを特徴とするスロットル装置。
  2. 請求項1記載のスロットル装置において、
    前記特定水平方向から見たときに前記最大幅方向に直交する方向での前記開放口の開口幅は、前記開口範囲を含むと共に前記最大幅方向で前記開口範囲よりも広い所定範囲で、前記特定水平方向での前記外端開口の開口幅よりも大きいことを特徴とするスロットル装置。
  3. 請求項1または2記載のスロットル装置において、
    前記開放口は、前記下外面を前記覆い壁に向かって流下する付着水が、前記開放口を挟んで前記覆い壁と前記ハウジング本体との間で分断される大きさに設定されていることを特徴とするスロットル装置。
  4. 請求項1から3のいずれか1項記載のスロットル装置において、
    前記ハウジング本体には、第1換気路および第2換気路が別個に設けられ、
    前記換気路は、前記第1換気路および前記第2換気路の少なくとも一方であり、
    前記第1換気路は、前記収容室内の水を前記外部空間に流出させる水抜き通路を兼ね、
    前記第2換気路は、前記第1換気路よりも鉛直上方に位置すると共に前記第1換気路の最小通路面積よりも小さい最小通路面積を有することを特徴とするスロットル装置。
  5. 請求項1から3のいずれか1項記載のスロットル装置において、
    前記換気路は、別個に設けられた第1換気路および第2換気路であり、
    前記第1換気路は、前記収容室内の水を前記外部空間に流出させる水抜き通路を兼ねることを特徴とするスロットル装置。
  6. 請求項4または5記載のスロットル装置において、
    前記覆い壁は、第1覆い壁および第2覆い壁であり、
    前記被覆空間は、前記第1覆い壁により形成されて前記第1換気路が開口する第1被覆空間と、前記第2覆い壁により形成されて前記第2換気路が開口する第2被覆空間であり、
    前記ハウジング本体は、前記下外面を流下する前記付着水の流れに関して、前記第1被覆空間よりも上流に位置する第1突起と、前記第1突起および前記第2被覆空間よりも上流に位置する第2突起とを有し、
    前記第1突起は前記第1換気路の外端開口よりも、前記第2突起は前記第2換気路の外端開口よりも、それぞれ鉛直下方に突出していることを特徴とするスロットル装置。
  7. 請求項1から6のいずれか1項記載のスロットル装置において、
    前記覆い壁には、前記被覆空間に開口する凹空間が設けられることを特徴とするスロットル装置。
JP2009042808A 2009-02-25 2009-02-25 スロットル装置 Active JP5122503B2 (ja)

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