JPH10205359A - 空気量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寒冷地の早朝、エンジン始動時（冷間時）に
発生する氷結およびデポジットによるスロットルバルブ
の固着（貼り付き）および戻り不良の発生、および高温
雰囲気下におけるスロットルバルブとスロットルボディ
の干渉を防止できる空気量制御装置を提供すること。 【解決手段】 合成樹脂をマトリックスとする複合材料
を用いて形成したスロットルバルブ１０３およびスロッ
トルボディ１０１を有する空気量制御装置において、雰
囲気温度−４０℃以上２０℃以下の温度範囲で測定した
スロットルバルブの直径方向の線膨張係数が、前記温度
範囲で測定したスロットルボディの直径方向の線膨張係
数よりも０．００００３以上０．００００４以下の範囲
で大きいことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（エンジ
ン）等の吸気通路に設置されているスロットルバルブ
（絞り弁）によって吸気量を制御する装置に関するもの
であり、特に軽量化等の目的からスロットルバルブおよ
びスロットルボディを合成樹脂をマトリックスとする複
合材料を用いて形成した空気量制御装置の氷結またはデ
ポジットによるスロットルバルブの固着（貼り付き）お
よび戻り不良の発生を防止する構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】燃料噴射システムを備えたエンジンで
は、通常吸入空気を暖めることなく外気をそのまま取り
入れている。このため寒冷地走行等において冷たい外気
がそのまま吸気通路内に侵入すると、スロットルバルブ
近傍で氷結が発生する可能性が皆無とは言えない。

【０００３】これとは別に、ＥＧＲ（排気ガス再燃焼）
システムを採用するエンジンの場合には、スロットルバ
ルブ近傍に導かれる排気ガス中の水蒸気によって氷結が
発生することもある。

【０００４】また、キャブレター（気化器）仕様のエン
ジンにおいても、スロットルバルブがガソリンによって
冷却されて、スロットルバルブに付着した水分が氷結す
る場合があることが知られている。

【０００５】ところで、氷結によってスロットルバルブ
の固着、いわゆる「貼り付き」が発生すると、スロット
ルバルブの円滑な作動が阻害される可能性が皆無とは言
えない。

【０００６】氷結以外にも、特にＥＧＲシステムを採用
するエンジンの場合には、スロットルバルブ近傍に導か
れる排気ガス中の燃焼煤やブローバイガス中の（酸性の
劣化）オイル等から構成される燃焼生成物、いわゆる
「デポジット」がスロットルバルブやスロットルボディ
の内面に付着および堆積し、スロットルバルブの固着
（貼り付き）を引き起こす原因となることも知られてい
る。

【０００７】デポジットによるスロットルバルブの固着
（貼り付き）は、常温またはそれ以上の温度でも発生し
得るが、デポジットの主たる構成物質であるオイルの固
化が発生する低温環境下で顕著である。

【０００８】そこで、従来スロットルボディの周りにエ
ンジン冷却水を循環させる（以下、「温水加熱」と記
す）ことにより、また、キャブレター（気化器）仕様の
エンジンではスロットルバルブの周辺にヒーターを埋設
する（以下、「ヒーター加熱」と記す）ことにより、ス
ロットルボディを加熱して吸気通路内の氷結を防止する
技術がある。

【０００９】しかしながら、軽量化等の目的からスロッ
トルバルブおよびスロットルボディを合成樹脂をマトリ
ックスとする複合材料を用いて形成した場合、現在主流
となっているアルミ合金、亜鉛合金、真鍮等の金属材料
を用いて形成したスロットルバルブおよびスロットルボ
ディと比較すると、合成樹脂をマトリックスとする複合
材料は熱伝導率が小さいため、温水加熱やヒーター加熱
を行なってもスロットルボディのボア壁の温度上昇が不
十分であったり、昇温に長時間を要する等の問題が発生
することがある。

【００１０】このような問題点を解決する手段として
は、例えば実開平４−１１９３５２号公報記載のものが
公知である。

【００１１】ここに開示されているものは、図６に示す
ように樹脂製のスロットルチャンバ本体１の、図示しな
いスロットル弁を囲む内壁に、アルミニウム製の円筒体
３が一体に設けられている。そして、この円筒体３の外
周に、アルミニウム製の突起部６を形成しておき、これ
に、凹溝７を形成して、ここに、温水パイプ４を嵌入し
ている。温水パイプ４と円筒体３（凹溝７）との接触面
積が大きいので、熱伝導率が良い。

【００１２】氷結によって発生する空気量制御装置のス
ロットルバルブの固着（貼り付き）を防止する構造とし
ては、下記のような技術が公知である。

【００１３】（１） 樹脂製のスロットルボディの、ス
ロットルバルブを囲む内壁に、金属製の円筒体を一体に
設け、樹脂製のスロットルボディ内に、円筒体を加熱す
る温水パイプを埋設することにより、アイシングを防止
する。

【００１４】これに該当または類似した発明・考案とし
ては、特開平２−９１４３１号公報、実開平３−１７２
４１号公報、実開平４−１１９３３８号公報、実開平４
−１１９３５２号公報、特開平７−７７１０８号公報が
ある。

【００１５】（２） 樹脂製のスロットルボディのボア
内壁近傍にヒータを埋設し、ヒータの発熱によってアイ
シングを防止する（実開平３−１７２４２号公報）。こ
れは前記（１）のものと同様に、樹脂製のスロットルボ
ディの、スロットルバルブを囲む内壁に、熱伝導率の大
きい金属製の円筒体を一体に設ける考案（実開平４−１
１９３３７号公報）も開示されている。

【００１６】（３） ボディの内側部に、金属素材から
なるインサートブッシュが一体的に組み込まれ、インサ
ートブッシュの下流側端部を機関側に当接されるフラン
ジに形成することによりアイシングを防止する。（実開
平４−４９６５１号公報） （４） スロットルバルブを導電性材料を含有する合成
樹脂材料で形成することにより、アイシングを防止す
る。（特開平２−４００３３号公報） （５） スロットルバルブの表面に、樹脂コーティング
または樹脂テープ貼り付けにより、熱伝導率および摩擦
係数の低い樹脂膜を形成し、アイシングを防止する。
（実開平４−１３４６４３号公報） また、デポジットによるスロットルバルブの固着（貼り
付き）を防止する手段としては、空気弁本体の内面に摩
擦係数の小さい粘性物質の薄膜を付着させる、またはア
イドル空気量調整に関わる部材を潤滑性の良い材料から
成る皮膜でコーティングすることにより、異物や燃焼
煤、粘着性物質等の燃焼生成物の堆積を防止する方法が
特開昭５６−１５６４６０号公報および特開昭５７−８
６５３８号公報に開示されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（１）〜（５）の従来技術のうち、（１）〜（４）はエ
ンジン冷却水またはエンジンおよびエンジン周辺部品を
熱源とするため、あるいはヒーター加熱によってスロッ
トルボディを瞬時に昇温させることは困難である。この
ため、寒冷地の早朝などのような極めて低い気温の場合
には、エンジン始動時（冷間時）に発生するスロットル
バルブの固着（貼り付き）を完全に防止することは難し
いという問題点を有している。

【００１８】また、本発明者等の検討では、前記従来技
術（５）および特開昭５６−１５６４６０号公報、特開
昭５７−８６５３８号公報に開示されているデポジット
によるスロットルバルブの固着（貼り付き）を防止する
手段は、スロットルバルブ全閉時の空気の漏れ量を少な
くする目的から、スロットルバルブ／スロットルボディ
間のクリアランスを小さく設定すると十分な効果が得ら
れないことが確認された。

【００１９】さらに、合成樹脂をマトリックスとする複
合材料を用いて形成したスロットルバルブ、スロットル
ボディを用いた場合には、スロットルバルブ／スロット
ルボディ間のクリアランスを小さく設定した場合のスロ
ットルバルブの固着（貼り付き）およびスロットルバル
ブの戻り不良が顕著であることも確認された。

【００２０】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を鑑みてなされたものであり、従来技術では解決困難で
あった寒冷地の早朝など、エンジン始動時（冷間時）に
発生するスロットルバルブの固着（貼り付き）を防止す
ると共に、スロットルバルブ／スロットルボディ間のク
リアランスを小さく設定してもスロットルバルブの固着
（貼り付き）およびスロットルバルブの戻り不良が発生
しない空気量制御装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、合成樹脂をマトリックスとする複合材料を
用いて形成したスロットルバルブおよびスロットルボデ
ィを有する空気量制御装置において、雰囲気温度−４０
℃以上２０℃以下の温度範囲で測定したスロットルバル
ブの直径方向の線膨張係数が、前記温度範囲で測定した
スロットルボディの直径方向の線膨張係数よりも０．０
０００３以上０．００００４以下の範囲で大きいことを
特徴とする。

【００２２】また、本発明は、前記空気量制御装置の２
０℃におけるスロットルバルブ全閉時の空気の漏れ量が
１５０Ｌ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする。

【００２３】また、本発明は、前記スロットルバルブお
よびスロットルボディを形成する複合材料のマトリック
スが、スロットルバルブ：ポリフェニレンサルファイド
またはポリフェニレンサルファイド以上のガラス転移温
度を有する合成樹脂、スロットルボディ：４０℃以上８
０℃以下の温度範囲にガラス転移温度を有する合成樹脂
の組み合わせであることを特徴とする。

【００２４】また、本発明は、前記スロットルバルブお
よびスロットルボディを形成する複合材料のマトリック
スが、スロットルバルブ：ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケト
ン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルホン、熱可
塑性ポリイミド、スロットルボディ：ポリアミド６、ポ
リアミド６６、ポリエチレンテレフタレート、芳香族ポ
リアミドの中から選ばれた合成樹脂の組み合わせである
ことを特徴とする。

【００２５】すなわち、本発明による空気量制御装置
は、雰囲気温度−４０℃以上２０℃以下の温度範囲で測
定したスロットルバルブの直径方向の線膨張係数を、前
記温度範囲で測定したスロットルボディのそれよりも大
きくすることによって、低温雰囲気下においても十分な
スロットルバルブ／スロットルボディ間のクリアランス
を確保し、氷結およびデポジットによるスロットルバル
ブの固着（貼り付き）および戻り不良の発生を防止する
と共に、スロットルボディの形成に用いる複合材料のマ
トリックスを空気量制御装置の常用温度範囲（４０〜８
０℃）にガラス転移温度を有する合成樹脂とし、なおか
つ、スロットルバルブの形成に用いる複合材料のマトリ
ックスに、スロットルボディの形成に用いる複合材料の
マトリックスよりもガラス転移温度の大きい合成樹脂を
用いることによって、高温雰囲気下におけるスロットル
バルブとスロットルボディの干渉を防止することを可能
にしたものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明による空気量制御装
置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
なお、添付の図面において、図１は本発明の空気量制御
装置の正面図、図２は本発明の空気量制御装置の垂直断
面図、図３は本発明の空気量制御装置の上面図であり、
図４は本発明の空気量制御装置のスロットルボディの上
面図、図５は本発明の空気量制御装置のシャフト支持部
近傍の構造を示す断面図（シャフト支持部はアクセルド
ラム側、反アクセルドラム側、同一構造のため、反アク
セルドラム側の構造のみ図示した。）である。

【００２７】まず、本発明の実施の形態における空気量
制御装置構成を説明すると、図１〜５に示すように、ス
ロットルボディ１０１の吸気通路１０２を開閉するスロ
ットルバルブ１０３が、ビス１０４でスロットルシャフ
ト１０５に固着されている。このスロットルシャフト１
０５はスロットルボディ１０１の相互に対向する一対の
シャフト支持部１０６によって回転可能に支承されてい
る。

【００２８】スロットルシャフト１０５の一方の端部は
スロットルボディ１０１から突出し、その突出部にアク
セルドラム１０７とアクセルレバー１０８がワッシャ１
０９を介してナット１１０で締結されている。

【００２９】参照番号１１１はスロットルボディ１０１
のシャフト支持部１０６の外周部に緩く巻回したリター
ンスプリングであり、スロットルバルブ１０３を閉じる
方向にスロットルシャフト１０５を付勢する。リターン
スプリング１１１の先端フック部１１１ａは、スロット
ルボディ１０１から突出するボス状のストッパー１１２
に係合している。また、リターンスプリング１１１の他
端フック部１１１ｂは、アクセルレバー１０８に係合し
ている。

【００３０】スロットルシャフト１０５の他方の端部は
スロットルボディ１０１から突出し、ワッシャ１１３ａ
〜１１３ｃを介してナット１１４で締結されている。

【００３１】シャフト支持部１０６においては、スロッ
トルボディ１０１に圧入されたブッシュ（滑り軸受け）
１１５がスロットルシャフト１０５を回転可能に支承し
ており、その外側には気密性を保持するためシール部材
１１６がスロットルボディ１０１に圧入され、さらにワ
ッシャ１１３ａ〜１１３ｃを介してナット１１４で締結
されている。

【００３２】次に、本発明の実施の形態における実施例
（実施例１〜２３）を比較例（比較例１〜２７）を参照
しながら詳細に説明する。

【００３３】本実施例および比較例では、ポリエーテル
サルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテル
ケトン、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド、ポ
リフェニレンサルファイド、ポリアミドＭＸＤ６、ポリ
アミド６、ポリアミド６６、ポリエチレンテレフタレー
トの中から選ばれた合成樹脂をマトリックスとする複合
材料を用いてスロットルボディ１０１およびスロットル
バルブ１０３を形成し、氷結やデポジットによるスロッ
トルバルブの固着（貼り付き）、スロットルバルブの戻
り不良、スロットルバルブの熱膨張によるスロットルバ
ルブとスロットルボディの干渉の発生の有無を調査し
た。

【００３４】マトリックスとして用いた合成樹脂のメー
カーおよび商品名・グレードは以下の通りである。ポリ
エーテルサルホン［ＰＥＳ］（三井東圧化学（株）製、
商品名「ビクトレックスＰＥＳ３６００Ｇ」）、ポリエ
ーテルエーテルケトン［ＰＥＥＫ］（三井東圧化学
（株）製、商品名「ビクトレックスＰＥＥＫ４５０
Ｇ」）、ポリエーテルケトン［ＰＥＫ］（英国ＩＣＩ社
製、商品名「ビクトレックスＰＥＫ２２０Ｇ」）、ポリ
エーテルイミド［ＰＥＩ］（米国ＧＥ社製、商品名「ウ
ルテム１０００」）、熱可塑性ポリイミド［ＴＰＩ］
（三井東圧化学（株）製、商品名「オーラム５００Ｐ
Ｌ」）、ポリフェニレンサルファイド［ＰＰＳ］（大日
本インキ化学工業（株）製、商品名「ＤＩＣ．ＰＰＳ
ＦＺ−２１００」）、ポリアミドＭＸＤ６［ＰＡ−ＭＸ
Ｄ６］（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）
製、商品名「レニー６００２」）、ポリアミド６［ＰＡ
６］（東レ（株）製、商品名「アミランＣＭ１０１
７」）、ポリアミド６６［ＰＡ６６］（旭化成（株）
製、商品名「レオナ１４０２Ｓ」）、ポリエチレンテレ
フタレート［ＰＥＴ］（デュポン（株）製、商品名「ラ
イナイト５００」）。

【００３５】また、スロットルバルブとスロットルボデ
ィの線膨張係数差の影響を明らかにするため、スロット
ルボディを形成する複合材料には、重量分率で６０％の
ガラスビーズ（東芝バロティーニ（株）製、商品名「極
小フィラービーズＭＢ−１０」）を配合した前記合成樹
脂を用い、スロットルバルブについては表１−１、表１
−２に示した実施例・比較例の線膨張係数差になるよう
に前記ガラスビーズの重量分率を適宜変更した。

【００３６】表１−１、表１−２に空気量制御装置の評
価結果を示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】氷結によるスロットルバルブの固着（貼り
付き）および戻り不良の評価は、霧吹きを用いて５ｍｌ
の水をスロットルボディ内に散布した後、−４０℃の冷
蔵庫内に３０分間放置し、スロットルバルブの開き始め
トルクを測定すると共に、スロットルバルブの戻り不良
発生の有無を調べた。

【００４０】デポジットによるスロットルバルブの固着
（貼り付き）および戻り不良の評価は、廃車に搭載され
ていたガソリンエンジンから回収したデポジットをスロ
ットルバルブの外周およびスロットルボディの内面に塗
布した後、−４０℃の冷蔵庫に３０分間放置し、スロッ
トルバルブの開き始めトルクを測定すると共に、スロッ
トルバルブの戻り不良発生の有無を調べた。

【００４１】スロットルバルブの熱膨張によるスロット
ルバルブとスロットルボディの干渉の評価は、１２０℃
のオーブン内に３０分間放置し、スロットルバルブの開
き始めトルクを測定すると共に、スロットルバルブの戻
り不良発生の有無を調べた。

【００４２】なお、実施例・比較例ともに各５個の空気
量制御装置を評価に供した。

【００４３】スロットルバルブの戻り不良が発生した場
合、およびスロットルバルブの固着（貼り付き）やスロ
ットルバルブとスロットルボディの干渉によってスロッ
トルバルブの開き始めトルクがスロットルバルブの全開
トルクを上回った場合は、当該空気量制御装置は実用性
がないと判断し、全数（５個）実用性があると判断され
た場合は○、全数（５個）実用性がないと判断された場
合は×、それ以外の場合を△と判定した。

【００４４】表１−１、表１−２に示したように、ポリ
エーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ
エーテルケトン、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイ
ミド、ポリフェニレンサルファイドをマトリックスとす
る複合材料を用いて形成したスロットルバルブに対し
て、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ
６、ポリエチレンテレフタレートの中から選ばれた合成
樹脂をマトリックスとする複合材料を用いて形成したス
ロットルボディを組み合わせて用いる空気量制御装置
は、スロットルバルブの熱膨張によるスロットルバルブ
とスロットルボディの干渉という弊害を伴うこと無く、
氷結やデポジットによるスロットルバルブの固着（貼り
付き）、スロットルバルブの戻り不良という従来の空気
量制御装置の問題点を解決していることが分かる。

【００４５】また、表１−１、表１−２から、スロット
ルバルブの直径方向の線膨張係数がスロットルボディの
それよりも０．００００３〜０．００００４の範囲で大
きい場合、本発明の効果が顕著であることが分かる。

【００４６】近年、アイドリング時の燃費の向上を図る
目的から、スロットルバルブ全閉時の空気の漏れ量を少
なくする傾向が強まっている。

【００４７】このため、所望の漏れ量の範囲に収まるよ
うに空気量制御装置組み立て時に管理・調整を実施する
のが通例であり、前記のような観点からスロットルバル
ブ／スロットルボディ間のクリアランスを小さくするこ
とが望まれている。

【００４８】ところで、射出成形、押し出し成形、圧縮
成形等で製造する、合成樹脂をマトリックスとする複合
材料を用いて形成したスロットルバルブおよびスロット
ルボディは、仕上加工を実施している金属製のそれらと
比較すると概して真円度が劣る。

【００４９】このため金属製の空気量制御装置と同レベ
ルの漏れ量になるように管理・調整を行なうと、スロッ
トルバルブ／スロットルボディ間のクリアランスが大き
い部位と小さい部位が発生する。

【００５０】この結果、雰囲気温度が低下すると、スロ
ットルバルブとスロットルボディの線膨張係数または温
度分布の僅かな相違によって、スロットルバルブとスロ
ットルボディが干渉したり、スロットルバルブ／スロッ
トルボディ間のクリアランスが小さい部位においてデポ
ジットが強く圧縮されて、スロットルバルブの固着（貼
り付き）や戻り不良が発生すること、また、氷結による
スロットルバルブの固着（貼り付き）はスロットルバル
ブ／スロットルボディ間のクリアランスが小さい部位に
おいて顕著なことが本発明者等の検討により判明した。

【００５１】前記課題を解決するため、本発明では雰囲
気温度−４０℃以上２０℃以下の温度範囲で測定したス
ロットルバルブの直径方向の線膨張係数を、前記温度範
囲で測定したスロットルボディのそれよりも大きくする
ことによって、雰囲気温度が低下するにしたがってスロ
ットルバルブ／スロットルボディ間のクリアランスが大
きくなるように設定し、氷結やデポジットによるスロッ
トルバルブの固着（貼り付き）や戻り不良を防止する。

【００５２】しかしながら、スロットルバルブの直径方
向の線膨張係数をスロットルボディのそれよりも大きく
しただけでは、正規の使用温度範囲（４０〜８０℃）に
おいて、線膨張係数の大きいスロットルバルブの熱膨張
によってスロットルバルブとスロットルボディの干渉が
発生し、スロットルバルブの円滑な開閉が損なわれる可
能性が皆無ではない。

【００５３】このような不具合を防止するため、スロッ
トルバルブおよびスロットルボディを形成する複合材料
のマトリックスとして用いる合成樹脂の組み合わせの最
適化を図ることが望ましい。

【００５４】即ち、合成樹脂をマトリックスとする複合
材料の熱膨張・熱収縮は低温領域では線形挙動を示す
が、高温領域では非線形挙動に転じる。

【００５５】線形挙動から非線形挙動に転じる温度はマ
トリックスとして使用する合成樹脂によって異なり、ま
た、その温度を厳密に定義することは容易ではないが、
ガラス転移温度をおおよその目安とすることが可能と考
えられる。

【００５６】したがって、空気量制御装置の正規の使用
温度範囲（４０〜８０℃）にガラス転移温度を有する合
成樹脂をマトリックスとする複合材料を用いてスロット
ルボディを形成すれば、スロットルバルブの熱膨張によ
るスロットルバルブとスロットルボディの干渉を防止す
ることが可能である。

【００５７】この場合、空気量制御装置の正規の使用温
度範囲（４０〜８０℃）にガラス転移温度を有する合成
樹脂をマトリックスとする複合材料を用いてスロットル
バルブを形成することも不可能ではないが、スロットル
ボディを形成する複合材料のマトリックスとして用いる
合成樹脂よりもガラス転移温度が低い場合には、スロッ
トルバルブの熱膨張によるスロットルバルブとスロット
ルボディの干渉を防止する効果が得られない場合があ
る。

【００５８】したがって、スロットルバルブを形成する
複合材料のマトリックスとしては、空気量制御装置の正
規の使用温度範囲（４０〜８０℃）よりもガラス転移温
度が大きい合成樹脂が望ましい。

【００５９】スロットルバルブおよびスロットルボディ
の形成に用いる複合材料のマトリックスとしては、例え
ばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系
樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート等のポリエステル系樹脂、ポリアミド６、ポ
リアミド６６、透明ポリアミド、ポリアミドＭＸＤ６、
ポリアミド４６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１
２、ポリアミド１１、ポリアミド１２等のポリアミド系
樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリ
アセタール等の汎用樹脂および変性ポリフェニレンエー
テル、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、
ポリメチルペンテン、ふっ素樹脂、ポリアミドイミド、
ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケ
トン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルエーテ
ルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルケ
トンエーテルケトンケトン、ポリエーテルニトリル、ポ
リエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリオキシベ
ンゾイルエステル、液晶ポリエステル等の耐熱性エンジ
ニアリングプラスチックや超耐熱性エンジニアリングプ
ラスチック、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコー
ン、ポリイミド等の熱硬化性樹脂等の合成樹脂が考えら
れるが、本発明の空気量制御装置のスロットルボディを
形成する複合材料のマトリックス（空気量制御装置の正
規の使用温度範囲（４０〜８０℃）にガラス転移温度を
有する合成樹脂）としては、例えばポリアミド６、ポリ
アミド６６等のポリアミド系樹脂、ポリアミドＭＸＤ６
等の芳香族ポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレ
ート等のポリエステル系樹脂等が該当する。

【００６０】また、本発明の空気量制御装置のスロット
ルバルブを形成する複合材料のマトリックスとしては、
ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリ
サルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケト
ン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリルエーテル
ケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルケト
ンエーテルケトンケトン、ポリエーテルニトリル、ポリ
エーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等、空気量制御装
置の正規の使用温度範囲（４０〜８０℃）よりも高い温
度領域にガラス転移温度を有する合成樹脂が該当する。

【００６１】本発明の空気量制御装置は、前記の合成樹
脂をマトリックスとする複合材料を用いて形成したスロ
ットルバルブおよびスロットルボディによって構成され
るが、スロットルバルブおよびスロットルボディを形成
する複合材料のマトリックスの組み合わせによっては、
スロットルバルブとスロットルボディの線膨張係数の差
が後述する条件を満たしていないと氷結やデポジットに
よるスロットルバルブの固着（貼り付き）や戻り不良を
防止する効果が不十分であったり、スロットルバルブの
熱膨張によるスロットルバルブとスロットルボディの干
渉が発生する可能性が皆無ではない。

【００６２】スロットルバルブとスロットルボディの線
膨張係数の差を制御する手段としては、例えばガラス繊
維、炭素繊維、セラミックス繊維、鉱物繊維等の無機繊
維、ステンレス、黄銅、ニッケル等の金属繊維、ポリア
クリロニトリル繊維、セルロース繊維、ポリベンゾチア
ゾール繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、液晶芳
香族ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ア
ラミド等の有機繊維等の補強用の繊維、炭酸カルシウ
ム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、タルク、珪
酸、珪酸カルシウム、マイカ、ガラス、ガラスバルン、
石英バルン、黒鉛、ホウ素、アルミナ、炭化珪素、炭化
ホウ素、ボリア、窒化ホウ素、窒化珪素、窒化アルミニ
ウム、シリカ、ベリリウム、酸化ベリリウムの無機粉
末、アスベスト、チタン酸カリ、炭素、黒鉛、ホウ素、
アルミナ、炭化珪素、炭化ホウ素、ボリア、石英、シリ
カ、ベリリウム、窒化ほう素等の無機ウイスカ、アラミ
ドパルプ、マイクロセルロース、熱硬化性樹脂粉末の配
合が有効であり、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、
潤滑剤、着色剤、熱安定剤等の各種安定剤や充填剤、高
級脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アル
コールエステル、流動パラフィン、流動バリウム、シラ
ス、酸化アンチモン等の離型剤や無機フィラー、結晶化
促進剤としてアルキレングリコール誘導体、ポリアルキ
レングリコール誘導体、アイオノマー、雲母、二酸化チ
タン等を成形性や機械的特性等を損なわない範囲内で添
加しても良い。

【００６３】なお、本明細書中の空気量制御装置とは、
燃料噴射システムを備えたエンジンに使用される空気量
制御装置、通常スロットルチャンバおよびキャブレター
（気化器）に組み込まれた空気量制御装置のうち、スロ
ットルバルブおよびスロットルボディを合成樹脂をマト
リックスとする複合材料で形成したものと同義であり、
スロットルチャンバに関しては、２０℃におけるスロッ
トルバルブ全閉時の空気の漏れ量が１５０Ｌ／ｍｉｎ以
下のガソリンエンジン用スロットルチャンバを主たる対
象としている。

【００６４】ディーゼルエンジン用スロットルチャンバ
は、スロットルバルブ／スロットルボディ間のクリアラ
ンスを比較的大きく設定可能なため、氷結およびデポジ
ットによるスロットルバルブの固着（貼り付き）および
戻り不良が発生する可能性は非常に小さいが、スロット
ルバルブ／スロットルボディ間のクリアランスが十分に
確保されていない場合、あるいはスロットルバルブおよ
びスロットルボディの真円度が不十分な場合には、前記
不具合が発生する可能性は皆無とは言い切れず、この場
合、本発明の対象となることは言うまでもない。

【００６５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
空気量制御装置は、雰囲気温度−４０℃以上２０℃以下
の温度範囲で測定したスロットルバルブの直径方向の線
膨張係数を、前記温度範囲で測定したスロットルボディ
のそれよりも大きくすることによって、低温雰囲気下に
おいても十分なスロットルバルブ／スロットルボディ間
のクリアランスを確保し、寒冷地の早朝、エンジン始動
時（冷間時）に発生する氷結およびデポジットによるス
ロットルバルブの固着（貼り付き）および戻り不良の発
生を防止すると共に、スロットルボディの形成に用いる
複合材料のマトリックスを空気量制御装置の常用温度範
囲（４０〜８０℃）にガラス転移温度を有する合成樹脂
とし、なおかつ、スロットルバルブの形成に用いる複合
材料のマトリックスに、スロットルボディの形成に用い
る複合材料のマトリックスよりもガラス転移温度の大き
い合成樹脂を用いることによって、高温雰囲気下におけ
るスロットルバルブとスロットルボディの干渉を防止す
ることを可能にした。

【００６６】さらに、従来金属製の空気量制御装置では
必須であった温水加熱を廃止することが可能になり、軽
量化およびコスト低減をも可能にした。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気量制御装置の正面図である。

【図２】本発明による空気量制御装置の垂直断面図であ
る。

【図３】本発明の空気量制御装置の上面図である。

【図４】本発明の空気量制御装置のスロットルボディの
上面図である。

【図５】本発明の空気量制御装置のシャフト支持部近傍
の構造を示す断面図である。

【図６】従来技術のスロットルチャンバの氷結防止装置
を示す図である。

【符号の説明】

１０１ スロットルボディ １０２ 吸気通路 １０３ スロットルバルブ １０４ ビス １０５ スロットルシャフト １０６ シャフト支持部 １０７ アクセルドラム １０８ アクセルレバー １０９ ワッシャ １１０ ナット １１１ リターンスプリング １１１ａ，１１１ｂ リターンスプリングフック部 １１２ ストッパー １１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ ワッシャ １１４ ナット １１５ ブッシュ（滑り軸受け） １１６ シール部材 １１７ スロットルバルブ開度調整ねじ １１８ カラー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂をマトリックスとする複合材料
   を用いて形成したスロットルバルブおよびスロットルボ
   ディを有する空気量制御装置において、 雰囲気温度−４０℃以上２０℃以下の温度範囲で測定し
   たスロットルバルブの直径方向の線膨張係数が、前記温
   度範囲で測定したスロットルボディの直径方向の線膨張
   係数よりも０．００００３以上０．００００４以下の範
   囲で大きく設定されていることを特徴とする空気量制御
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の空気量制御装置におい
   て、 前記空気量制御装置の２０℃におけるスロットルバルブ
   全閉時の空気の漏れ量が１５０Ｌ／ｍｉｎ以下に設定さ
   れていることを特徴とする空気量制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の空気量制御装置におい
   て、 前記スロットルバルブおよびスロットルボディを形成す
   る複合材料のマトリックスが、スロットルバルブ：ポリ
   フェニレンサルファイドまたはポリフェニレンサルファ
   イド以上のガラス転移温度を有する合成樹脂、スロット
   ルボディ：４０℃以上８０℃以下の温度範囲にガラス転
   移温度を有する合成樹脂の組み合わせであることを特徴
   とする空気量制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の空気量制御装置におい
   て、 前記スロットルバルブおよびスロットルボディを形成す
   る複合材料のマトリックスが、スロットルバルブ：ポリ
   フェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケト
   ン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエ
   ーテルサルホン、熱可塑性ポリイミド、スロットルボデ
   ィ：ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリエチレンテレ
   フタレート、芳香族ポリアミドの中から選ばれた合成樹
   脂の組み合わせであることを特徴とする空気量制御装
   置。