JP2007255253A - スロットルボデー - Google Patents
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Abstract
【課題】 バルブ体の作動性を向上しながらも、全閉時の吸気漏れ量を低減することのできるスロットルボデーを提供する。
【解決手段】 スロットルボデーは、吸入空気が流れるボアを形成するボデー本体と、ボデー本体に回動可能に支持されるスロットルシャフト40及びボアを開閉するバタフライ式のバルブ部材32を有するバルブ体とを備える。スロットルシャフト40の軸方向に関して相互に対向する軸受部材20とバルブ部材32との対向端面20a,32a間に隙間CLが形成され、かつ対向端面20a,32a間に隙間CLを弾性的にシールするゴム状弾性材からなる円環状のシール部材70が同軸上に設けられる。
【選択図】 図3
【解決手段】 スロットルボデーは、吸入空気が流れるボアを形成するボデー本体と、ボデー本体に回動可能に支持されるスロットルシャフト40及びボアを開閉するバタフライ式のバルブ部材32を有するバルブ体とを備える。スロットルシャフト40の軸方向に関して相互に対向する軸受部材20とバルブ部材32との対向端面20a,32a間に隙間CLが形成され、かつ対向端面20a,32a間に隙間CLを弾性的にシールするゴム状弾性材からなる円環状のシール部材70が同軸上に設けられる。
【選択図】 図3
Description
本発明は、内燃機関(エンジン)の吸気流量を制御するスロットルボデーに関する。
スロットルボデー(スロットル装置、スロットル制御装置、絞り弁装置等とも呼ばれる。)には、吸入空気が流れるボアを形成するボデー本体と、そのボデー本体に回動可能に支持されるシャフト部及びボアを開閉するバタフライ式のバルブ部を有するバルブ体とを備えるものがある(例えば、特許文献1等参照。)。なお、図21はボデー本体とバルブ体との関係を示す断面図である。
前記特許文献1に記載されたスロットルボデーは、図21に示すように、ボデー本体101とバルブ体102とを備えている。ボデー本体101は、吸入空気が流れる吸気通路すなわちボア103を形成している。また、バルブ体102は、ボデー本体101に回動可能に支持されるシャフト部材107、及び、シャフト部材107に止めネジ109を用いて固定されかつボア103を開閉するバタフライ式のバルブ部材105を有している。シャフト部材107は、ボデー本体101に設けられた貫通孔125に挿入された状態で、ボデー本体101に固定された軸受部材131により回動可能に支持されている。貫通孔125内には、シャフト部材107の外周面に接触することにより、貫通孔125とシャフト部材107との間の隙間をシールするシール部材143が設けられている。シール部材143は、ボア103から貫通孔125とシャフト部材107との間の隙間を通じて流入する吸入空気が、ボア103の下流側、及び、軸受部材131側に漏れるのを防止する。
従来例のスロットルボデー(図21参照。)においては、シャフト部材107の軸方向に関して相互に対向するバルブ部材105の端面105aと、ボデー本体101の貫通孔125の周りの壁部104の端面104aとの間には、所定の隙間C1が設定されている。対向端面104a,105aの間に所定の隙間C1を設定することにより、対向端面104a,105aの間の摺動接触による摺動抵抗を低下することにより、バルブ体102の開閉にかかる作動性が向上されている。したがって、アイドル運転時等のバルブ体102の全閉時(単に、「全閉時」という。)において、対向端面104a,105aの間の隙間C1を通じて、吸入空気がバルブ体102の上流側から下流側へ漏れることにより、吸入空気の漏れ量(これを、「吸気漏れ量」という。)が増大し、ひいては吸気流量の増大を招くという問題があった。なお、前記特許文献1のものでは、シール部材143が、ボデー本体101の貫通孔125とシャフト部材107との間をシールするものであって、ボデー本体101の壁部104とバルブ部材105との対向端面104a,105aの間の隙間C1をシールするものでないことから、その隙間C1を通じての全閉時の吸気漏れ量すなわち吸気流量を低減することはできない。
本発明が解決しようとする課題は、バルブ体の作動性を向上しながらも、全閉時の吸気漏れ量を低減することのできるスロットルボデーを提供することにある。
前記課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とするスロットルボデーにより解決することができる。
すなわち、請求項1に記載されたスロットルボデーによると、バルブ体の回動により、バルブ部がボデー本体のボアを開閉することにより、そのボア内を流れる吸入空気の量すなわち吸気流量が制御される。
ところで、バルブ体のシャフト部の軸方向に関して相互に対向するバルブ部とボデー本体側の部材との対向端面間に隙間が形成されることにより、バルブ体の作動性を向上することができる。
また、バルブ部とボデー本体側の部材との対向端面間に設けたシール手段が、前記隙間を弾性的にシールすることにより、全閉時の吸気漏れ量を低減することができる。さらにシャフト部とボデー本体側の部材との間の隙間を通じて吸入空気がスロットルボデーの外部に漏れることも低減することができて好都合である。
したがって、バルブ体の作動性を向上しながらも、1つのシール手段により2経路からの全閉時の吸気漏れ量を低減することができる。
すなわち、請求項1に記載されたスロットルボデーによると、バルブ体の回動により、バルブ部がボデー本体のボアを開閉することにより、そのボア内を流れる吸入空気の量すなわち吸気流量が制御される。
ところで、バルブ体のシャフト部の軸方向に関して相互に対向するバルブ部とボデー本体側の部材との対向端面間に隙間が形成されることにより、バルブ体の作動性を向上することができる。
また、バルブ部とボデー本体側の部材との対向端面間に設けたシール手段が、前記隙間を弾性的にシールすることにより、全閉時の吸気漏れ量を低減することができる。さらにシャフト部とボデー本体側の部材との間の隙間を通じて吸入空気がスロットルボデーの外部に漏れることも低減することができて好都合である。
したがって、バルブ体の作動性を向上しながらも、1つのシール手段により2経路からの全閉時の吸気漏れ量を低減することができる。
また、請求項2に記載されたスロットルボデーによると、シール手段を、バルブ部とボデー本体側の部材との対向端面間に同軸上に配置されたゴム状弾性材からなる円環状のシール部材により容易に構成することができる。
また、請求項3に記載されたスロットルボデーによると、シール部材が、バルブ部とボデー本体側の部材との対向端面のうちの少なくとも1つの端面に近づくにしたがって先細り状をなす断面形状のシール部を有している。このため、バルブ部とボデー本体側の部材との対向端面のうちの少なくとも1つの端面に対するシール部材の接触面積が低減されることにより、その端面に対するシール部材のシール部の接触によるバルブ体の摺動抵抗を低減することができる。これにより、バルブ体の作動性を向上することができる。
また、請求項4に記載されたスロットルボデーによると、シール部材のシール部が、基端側から先端に向かって径方向外方へ傾斜している。このため、仮に、全閉時にバルブ体の上流側に作用する吸入空気の圧力が高くなった場合には、その吸入空気によりシール部材のシール部が素の弾性変形を利用して当該端面に押し付けられることにより、シール性を向上することができる。
また、請求項5に記載されたスロットルボデーによると、シール部材がバルブ部に取り付けられているので、シール部材の組付性を向上しかつ位置決めを容易化することができる。
また、請求項6に記載されたスロットルボデーによると、シール部材がボデー本体側の部材に取り付けられているので、バルブ部にシール部材を取り付ける場合に比べて、バルブ体の重量化を回避することができる。
また、請求項7に記載されたスロットルボデーによると、ボデー本体側の部材が、ボデー本体に配置されかつバルブ体のシャフト部を回動可能に支持する軸受部材である。このため、シール部材が軸受部材に取り付けられるので、シール部材の組付性を向上しかつ位置決めを容易化することができる。
また、請求項8に記載されたスロットルボデーによると、シール部材を、ゴム状弾性材としての合成樹脂材料又はゴム材料により形成することができる。
また、請求項9に記載されたスロットルボデーによると、シール部材のゴム状弾性材に、ニトリル系材料、フッ素系材料、シリコーン系材料のうちの少なくとも1つの材料が含まれている。このため、ゴム状弾性材にニトリル系材料が含まれる場合は、安価で耐油性に優れるシール部材を形成することができる。また、ゴム状弾性材にフッ素系材料が含まれる場合は、耐熱性に優れるシール部材を形成することができる。また、ゴム状弾性材にシリコーン系材料が含まれる場合は、安価で耐熱性に優れるシール部材を形成することができる。
本発明のスロットルボデーによれば、バルブ体の作動性を向上しながらも、全閉時の吸気漏れ量を低減することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例を参照して説明する。
[実施例1]
本発明の実施例1を説明する。本実施例では、モータによりバルブ体を開閉制御するいわゆる電子制御方式のスロットルボデーについて説明する。説明の都合上、スロットルボデーの構成、製造方法の概要を説明した後で、要部であるシール構造について説明する。なお、図1はスロットルボデーを示す平面図、図2は同じく平断面図である。
本発明の実施例1を説明する。本実施例では、モータによりバルブ体を開閉制御するいわゆる電子制御方式のスロットルボデーについて説明する。説明の都合上、スロットルボデーの構成、製造方法の概要を説明した後で、要部であるシール構造について説明する。なお、図1はスロットルボデーを示す平面図、図2は同じく平断面図である。
まず、スロットルボデーの構成の概要を説明する。図1に示すように、スロットルボデー10は、ボデー本体12とバルブ体30とを備えている。
図2に示すように、ボデー本体12は、樹脂製で、ボア壁部13とモータ収容部15とを有している。ボア壁部13はほぼ中空円筒状に形成されており、その中空部により吸入空気が流れるボア14が形成されている。なお、ボア壁部13の上流側(図1において紙面表側)にはエアクリーナ(図示省略)が連通され、その下流側(図1において紙面裏側)にはインテークマニホールド(図示省略)が連通される。したがって、エアクリーナから流れてくる吸入空気が、ボア壁部13内のボア14を通じてインテークマニホールドへ流れる。
図2に示すように、ボデー本体12は、樹脂製で、ボア壁部13とモータ収容部15とを有している。ボア壁部13はほぼ中空円筒状に形成されており、その中空部により吸入空気が流れるボア14が形成されている。なお、ボア壁部13の上流側(図1において紙面表側)にはエアクリーナ(図示省略)が連通され、その下流側(図1において紙面裏側)にはインテークマニホールド(図示省略)が連通される。したがって、エアクリーナから流れてくる吸入空気が、ボア壁部13内のボア14を通じてインテークマニホールドへ流れる。
前記ボア壁部13には、左右一対の軸受ボス部16が一体形成されている。両軸受ボス部16内には、左右対称状をなす一対の金属製の円筒状ブシュからなる軸受部材20がインサート成形により一体化されている。両軸受部材20の外周部は、それぞれ軸受ボス部16の樹脂材により取り囲まれることにより位置決めされている。また、軸受部材20は、円筒状の軸受本体部21と、その軸受本体部21のバルブ側端部の外周上に環状に突出するフランジ部22とを有している。
前記両軸受部材20には、前記ボア14を径方向(図2において左右方向)に横切る金属製のスロットルシャフト40が回動可能に支持されている。左側の軸受ボス部16の開口端は、プラグ17により封止されている。また、右側の軸受ボス部16とスロットルシャフト40との間には、両者間をシールするためのゴム状弾性材からなるシール材18が設けられている。
前記スロットルシャフト40には、ほぼ円板状をなすバタフライ式の樹脂製のバルブ部材32がインサート成形により一体形成されている。バルブ部材32は、スロットルシャフト40と一体で回転することにより、前記ボア壁部13内のボア14を開閉し、そのボア14を流れる吸気流量を調整する。なお、図5はバルブ体を示す平面図、図6は同じく左側面図、図7は同じく右側面図である。
図5に示すように、前記バルブ部材32は、前記スロットルシャフト40を取り巻くシャフト被覆部33と、そのシャフト被覆部33から相反方向(図5において上下方向)に向けて半円形状に突出されかつ1枚の円板状をなす一対のバルブ板部34とを有している(図6及び図7参照。)。シャフト被覆部33の両端部には、両バルブ板部34に跨る円環状のボス部35が形成されている。各バルブ板部34の表裏面には、シャフト被覆部33に直交状に連続する複数本のリブ部36が形成されている。なお、バルブ部材32とスロットルシャフト40とにより、バルブ体30が構成されている。また、バルブ部材32は、本明細書でいう「バルブ部」に相当する。また、スロットルシャフト40は、本明細書でいう「シャフト部」に相当する。
図2に示すように、前記ボデー本体12の右側の軸受ボス部16を貫通した前記スロットルシャフト40の右端部には、例えば樹脂製の扇形ギヤからなるスロットルギヤ50が固定されている。また、スロットルギヤ50とボデー本体12との間には、そのギヤ50を常に閉じ方向に付勢するコイルスプリングからなるバックスプリング52が介装されている。また、ボデー本体12のモータ収容部15は、右方に開口するほぼ有底円筒状に形成されている。モータ収容部15内には、例えばDCモータ等からなる駆動モータ54が収容されかつ固定されている。また、駆動モータ54のモータシャフト55は、スロットルシャフト40と平行をなしている。モータシャフト55の出力端には、例えば樹脂製のモータピニオン56が固定されている。
前記ボデー本体12には、右側の開放端面を塞ぐ樹脂製のカバー体60が装着されている。ボデー本体12とカバー体60との間には、スロットルシャフト40に平行するカウンタシャフト58が支持されている。カウンタシャフト58には、例えば樹脂製のカウンタギヤ62が回転可能に支持されている。カウンタギヤ62は、同軸上にギヤ径の異なる大小2つのギヤ部63,64を有している。大径側のギヤ部63が前記モータピニオン56に噛み合わされ、また小径側のギヤ部64が前記スロットルギヤ50に噛み合わされている。なお、スロットルギヤ50とモータピニオン56とカウンタギヤ62とにより、減速ギヤ機構(符号省略。)が構成されている。減速ギヤ機構は、ボデー本体12とカバー体60との間に形成されるギヤ収容空間61内に収容されている。また、カバー体60には、バルブ体30の開度を検出するためのスロットルポジションセンサ66が設けられている。
前記スロットルボデー10(図2参照。)において、前記駆動モータ54は、自動車のエンジンコントロールユニットいわゆるECU等の制御装置(図示しない。)によって、アクセルペダルの踏み込み量に関するアクセル信号やトラクション制御信号,定速走行信号,アイドルスピードコントロール信号に基づいて駆動制御されるようになっている。また、駆動モータ54のモータシャフト55の駆動力は、モータピニオン56からカウンタギヤ62、スロットルギヤ50を介してスロットルシャフト40に伝達される。これにより、バルブ体30が回動され、そのバルブ体30のバルブ部材32によりボア14が開閉される結果、そのボア14内を流れる吸気流量が制御される。
次に、前記スロットルボデー10の製造方法について説明する。スロットルボデー10の製造方法としては、次に述べる製造方法1と製造方法2がある。
[スロットルボデー10の製造方法1]
(1a)まず、バルブ部材32が樹脂射出成形される。このとき、バルブ成形型(金型)内にスロットルシャフト40をインサートしておき、そのバルブ成形型のキャビティ内に樹脂を射出することにより、スロットルシャフト40にバルブ部材32が一体成形されたバルブ体30が得られる。
(1b)次に、ボデー本体12が樹脂射出成形される。このとき、ボデー成形型(金型)内にバルブ体30及び軸受部材20をインサートしておき、そのボデー成形型のキャビティ内に樹脂を射出することにより、バルブ体30及び軸受部材20を備えた樹脂製のボデー本体12が成形される。
(1c)次に、バルブ体30を備えたボデー本体12に対して、プラグ17、シール材18、バックスプリング52、駆動モータ54、減速ギヤ機構(符号省略。)、カバー体60等が組付けられることにより、スロットルボデー10が完成する(図3参照。)。
[スロットルボデー10の製造方法1]
(1a)まず、バルブ部材32が樹脂射出成形される。このとき、バルブ成形型(金型)内にスロットルシャフト40をインサートしておき、そのバルブ成形型のキャビティ内に樹脂を射出することにより、スロットルシャフト40にバルブ部材32が一体成形されたバルブ体30が得られる。
(1b)次に、ボデー本体12が樹脂射出成形される。このとき、ボデー成形型(金型)内にバルブ体30及び軸受部材20をインサートしておき、そのボデー成形型のキャビティ内に樹脂を射出することにより、バルブ体30及び軸受部材20を備えた樹脂製のボデー本体12が成形される。
(1c)次に、バルブ体30を備えたボデー本体12に対して、プラグ17、シール材18、バックスプリング52、駆動モータ54、減速ギヤ機構(符号省略。)、カバー体60等が組付けられることにより、スロットルボデー10が完成する(図3参照。)。
[スロットルボデー10の製造方法2]
(2a)まず、ボデー本体12が樹脂射出成形される。このとき、ボデー成形型(金型)内に、軸受部材20をインサートしておき、そのボデー成形型のキャビティ内に樹脂を射出することにより、軸受部材20を備えた樹脂製のボデー本体12が成形される。
(2b)次に、バルブ部材32が樹脂射出成形される。このとき、バルブ成形型(金型)内にボデー本体12及びスロットルシャフト40をインサートしておき、そのバルブ成形型のキャビティ内に樹脂を射出することにより、ボデー本体12に組込まれかつスロットルシャフト40にバルブ部材32が一体成形されたバルブ体30が得られる。
(2c)次に、バルブ体30を備えたボデー本体12に対して、プラグ17、シール材18、バックスプリング52、駆動モータ54、減速ギヤ機構(符号省略。)、カバー体60等が組付けられることにより、スロットルボデー10が完成する(図3参照。)。
(2a)まず、ボデー本体12が樹脂射出成形される。このとき、ボデー成形型(金型)内に、軸受部材20をインサートしておき、そのボデー成形型のキャビティ内に樹脂を射出することにより、軸受部材20を備えた樹脂製のボデー本体12が成形される。
(2b)次に、バルブ部材32が樹脂射出成形される。このとき、バルブ成形型(金型)内にボデー本体12及びスロットルシャフト40をインサートしておき、そのバルブ成形型のキャビティ内に樹脂を射出することにより、ボデー本体12に組込まれかつスロットルシャフト40にバルブ部材32が一体成形されたバルブ体30が得られる。
(2c)次に、バルブ体30を備えたボデー本体12に対して、プラグ17、シール材18、バックスプリング52、駆動モータ54、減速ギヤ機構(符号省略。)、カバー体60等が組付けられることにより、スロットルボデー10が完成する(図3参照。)。
次に、前記スロットルボデー10の要部であるシール構造、詳しくはボデー本体12の軸受部材20とバルブ体30のバルブ部材32との軸方向の対向端面間におけるシール構造について説明することにする。なお、バルブ部材32と両軸受部材20との対向端面間は、左右対称状に構成されているから、その左側部分について説明し、その右側部分についてはその説明を省略する。また、図3は要部を示す断面図、図4は図3のIV部を示す断面図である。
図3に示すように、軸受部材20とバルブ部材32との軸方向の対向端面間とは、スロットルシャフト40の軸方向(図3において左右方向)に関して相互に対向する軸受部材20の端面20aとバルブ部材32の端面32aとの間が相当する(図3参照。)。軸受部材20の端面20a及びバルブ部材32の端面32aは、それぞれスロットルシャフト40の軸線40L(図3参照。)に直交する平面により形成されている。また、本明細書でいうバルブ部材32の端面32aには、ボス部35の端面が相当する(図5〜図7参照。)。なお、本実施例では、両バルブ板部34の端面が、ボス部35の端面と同一平面をなしているが、ボス部35の端面と同一平面をなしていなくてもよい。また、前記軸受部材20の端面20aは、フランジ部22側の端面により形成されている。そして、軸受部材20の端面20aは、バルブ部材32の端面(両バルブ板部34の端面を含む。)32aが全面的に対向するように形成されている(図3参照。)。
図3に示すように、前記軸受部材20の端面20aと前記バルブ部材32の端面32aとの間には、前記バルブ体30の開閉にかかる作動性を向上するために、所定のクリアランスいわゆる隙間CLが設定されている(図4参照。)。なお、本明細書でいう「軸受部材の端面とバルブ部材の端面との間(対向端面間)の隙間」とは、ボア14内にバルブ部材32が同一軸線上に位置した状態での対向端面間の隙間CLのことをいう。また、軸受部材20は、本明細書でいう「ボデー本体側の部材」に相当する。
図3に示すように、前記軸受部材20には、前記隙間CLを弾性的にシールするゴム状弾性材からなる円環状のシール部材70が同軸上に配置されている。このため、バルブ部材32の端面32aは、単なる平面となっている。
詳しくは、図4に示すように、軸受部材20の端面20aには、前記スロットルシャフト40の軸線40L(図3参照。)を中心とする円環状の環状溝24が形成されている。環状溝24は、断面四角形凹状に形成されている。
詳しくは、図4に示すように、軸受部材20の端面20aには、前記スロットルシャフト40の軸線40L(図3参照。)を中心とする円環状の環状溝24が形成されている。環状溝24は、断面四角形凹状に形成されている。
前記シール部材70は、円環状をなす基部71と、その基部71の一側面(図4において右側面)に突出されたシール部72とを有している。基部71は断面四角形状に形成されており、シール部72はその基端側から先端に向かって先細り状をなす断面形状(図4では、断面三角形状を示す。)に形成されている。また、シール部材70を形成するゴム状弾性材は、合成樹脂材料又はゴム材料であり、ニトリル系材料、フッ素系材料、シリコーン系材料のうちの少なくとも1つの材料が含まれている。なお、シール部材70は、本明細書でいう「シール手段」に相当する。
前記軸受部材20の端面20aの環状溝24に、前記シール部材70の基部71を嵌合しかつ焼き付け、接着等の固定手段により固定する。これにより、軸受部材20の端面20a上に、シール部材70のシール部72が突出される。軸受部材20の端面20a上に突出するシール部72の突出量72xは、例えば40〜80μm程度である。その突出量72xは、例えば隙間CLより僅かに大きい程度に設定されている。
また、シール部材70を取り付けた軸受部材20は、ボデー成形型にインサートしてボデー本体12を樹脂成形することにより、そのボデー本体12に一体化することができる。この場合、前記したスロットルボデー10の製造方法1又は製造方法2が適用される。そして、いずれかの製造方法により製造されたスロットルボデー10において、軸受部材20に取り付けられているシール部材70のシール部72は、バルブ部材32(詳しくは、ボス部35)の端面32aに弾性的に当接する。シール部72は、バルブ部材32の端面32aに対して断面において点接触状でかつ周方向に線接触状に当接する。
上記したスロットルボデー10によると、バルブ体30のスロットルシャフト40の軸方向に関して相互に対向する軸受部材20とバルブ部材32との対向端面20a,32a間に隙間CLが形成されることにより、バルブ体30の作動性を向上することができる。
また、軸受部材20とバルブ部材32との対向端面20a,32a間に設けたシール手段であるシール部材70が、前記隙間CLを弾性的にシールすることにより、全閉時の吸気漏れ量を低減することができる。詳しくは、対向端面20a,32a間の隙間CLにおけるシール部材70のシール部72で取り囲まれる内周側部分が、全閉時の吸入空気の通過すなわち漏れを制限することになるため、全閉時の吸気漏れ量を低減することができる。さらに、軸受部材20とスロットルシャフト40との間の隙間を通じて吸入空気がスロットルボデー10の外部に漏れることも低減することができて好都合である。したがって、例えば、軸受部材20とスロットルシャフト40との間をシールするためのシール部材を省略することが可能になる。この軸受部材20とスロットルシャフト40との間の隙間を通じての吸入空気のボア外への吸気漏れは、バルブ体30の全閉時に限らず、バルブ体30の開度に関係なく低減することができる。なお、全閉時の吸気漏れ量を低減することは、エンジンのアイドル回転数を低下させ、燃費を向上することに有益である。
したがって、バルブ体30の作動性を向上しながらも、1つのシール部材70により2経路からの全閉時の吸気漏れ量を低減することができる。
また、軸受部材20とバルブ部材32との対向端面20a,32a間に設けたシール手段であるシール部材70が、前記隙間CLを弾性的にシールすることにより、全閉時の吸気漏れ量を低減することができる。詳しくは、対向端面20a,32a間の隙間CLにおけるシール部材70のシール部72で取り囲まれる内周側部分が、全閉時の吸入空気の通過すなわち漏れを制限することになるため、全閉時の吸気漏れ量を低減することができる。さらに、軸受部材20とスロットルシャフト40との間の隙間を通じて吸入空気がスロットルボデー10の外部に漏れることも低減することができて好都合である。したがって、例えば、軸受部材20とスロットルシャフト40との間をシールするためのシール部材を省略することが可能になる。この軸受部材20とスロットルシャフト40との間の隙間を通じての吸入空気のボア外への吸気漏れは、バルブ体30の全閉時に限らず、バルブ体30の開度に関係なく低減することができる。なお、全閉時の吸気漏れ量を低減することは、エンジンのアイドル回転数を低下させ、燃費を向上することに有益である。
したがって、バルブ体30の作動性を向上しながらも、1つのシール部材70により2経路からの全閉時の吸気漏れ量を低減することができる。
また、軸受部材20とバルブ部材32との対向端面20a,32a間に設けられるシール手段を、軸受部材20とバルブ部材32との対向端面20a,32a間に同軸上に配置されたゴム状弾性材からなる円環状のシール部材70により容易に構成することができる。
また、シール部材70が、バルブ部材32の端面32aに近づくにしたがって先細り状をなす断面形状のシール部72を有している。このため、バルブ部材32の端面32aに対するシール部材70の接触面積が低減されることにより、その端面32aに対するシール部材70のシール部72の接触によるバルブ体30の摺動抵抗を低減することができる。これにより、バルブ体30の作動性を向上することができる。
また、シール部材70が軸受部材20に取り付けられているので、バルブ部材32にシール部材70を取り付ける場合に比べて、バルブ体30の重量化を回避することができる。
また、シール部材70を取り付けるボデー本体12側の部材が、ボデー本体12に配置されかつバルブ体30のスロットルシャフト40を回動可能に支持する軸受部材20である。このため、シール部材70が軸受部材20に取り付けられるので、シール部材70の組付性を向上しかつ位置決めを容易化することができる。
また、シール部材70を、ゴム状弾性材としての合成樹脂材料又はゴム材料により形成することができる。
また、シール部材70のゴム状弾性材に、ニトリル系材料、フッ素系材料、シリコーン系材料のうちの少なくとも1つの材料が含まれている。このため、ゴム状弾性材にニトリル系材料が含まれる場合は、安価で耐油性に優れるシール部材70を形成することができる。また、ゴム状弾性材にフッ素系材料が含まれる場合は、耐熱性に優れるシール部材70を形成することができる。また、ゴム状弾性材にシリコーン系材料が含まれる場合は、安価で耐熱性に優れるシール部材70を形成することができる。
また、シール部材70を、バルブ部材32(詳しくは、ボス部35)の端面32aに対応する軸受部材20の端面20aの外周寄りに配置するすなわち大径化することにより、対向端面20a,32a間におけるシール面積を増大し、全閉時の吸気漏れ量を低減することができる。
また、シール部材70を、バルブ部材32(詳しくは、ボス部35)の端面32aに対応する軸受部材20の端面20aの内周寄りに配置するすなわち小径化することにより、バルブ部材32の端面32aに対する摺動抵抗を低減することができる。
なお、シール部材70の配置位置すなわち径寸法は、バルブ部材32(詳しくは、ボス部35)の端面32aに対応する軸受部材20の端面20aの範囲内であれば、適宜選定することができる。
また、シール部材70を、バルブ部材32(詳しくは、ボス部35)の端面32aに対応する軸受部材20の端面20aの内周寄りに配置するすなわち小径化することにより、バルブ部材32の端面32aに対する摺動抵抗を低減することができる。
なお、シール部材70の配置位置すなわち径寸法は、バルブ部材32(詳しくは、ボス部35)の端面32aに対応する軸受部材20の端面20aの範囲内であれば、適宜選定することができる。
[実施例2]
実施例2を説明する。本実施例は、前記実施例1の一部に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。また、以降の実施例についても、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図8は要部を示す断面図である。
本実施例は、図8に示すように、シール部材(符号、74を付す。)の断面形状を四角形状に単純化するとともに径方向幅74wを増大したものである。
また、軸受部材20には、シール部材74を嵌合可能な環状溝(符号、26を付す。)が形成されている。環状溝26の深さ26hを、シール部材74の軸方向の肉厚74tよりも浅く設定することにより、軸受部材20の端面20a上にシール部材74の一部であるシール部74aが突出量74xをもって突出される。シール部材74の突出端面は、バルブ部材32(詳しくは、ボス部35)の端面32aに弾性的にかつ面接触状に当接する。
実施例2を説明する。本実施例は、前記実施例1の一部に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。また、以降の実施例についても、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図8は要部を示す断面図である。
本実施例は、図8に示すように、シール部材(符号、74を付す。)の断面形状を四角形状に単純化するとともに径方向幅74wを増大したものである。
また、軸受部材20には、シール部材74を嵌合可能な環状溝(符号、26を付す。)が形成されている。環状溝26の深さ26hを、シール部材74の軸方向の肉厚74tよりも浅く設定することにより、軸受部材20の端面20a上にシール部材74の一部であるシール部74aが突出量74xをもって突出される。シール部材74の突出端面は、バルブ部材32(詳しくは、ボス部35)の端面32aに弾性的にかつ面接触状に当接する。
本実施例によっても、前記実施例1とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。
また、シール部材74のシール部74aが、バルブ部材32(詳しくは、ボス部35)の端面32aに弾性的にかつ面接触状に当接するため、シール面積を増大することにより、全閉時の吸気漏れ量を一層低減することができる。
また、シール部材74の断面形状を四角形状に単純化することができる。
また、シール部材74のシール部74aが、バルブ部材32(詳しくは、ボス部35)の端面32aに弾性的にかつ面接触状に当接するため、シール面積を増大することにより、全閉時の吸気漏れ量を一層低減することができる。
また、シール部材74の断面形状を四角形状に単純化することができる。
[実施例3]
実施例3を説明する。本実施例は、前記実施例1の一部に変更を加えたものである。図9は要部を示す断面図、図10はバルブ体を示す平面図、図11は同じく左側面図、図12は同じく右側面図である。
本実施例は、図9に示すように、シール部材70を、前記実施例1の軸受部材20に代えて、バルブ体30のバルブ部材32に配置したものである。このため、軸受部材20の端面20aは、単なる平面となっている。
実施例3を説明する。本実施例は、前記実施例1の一部に変更を加えたものである。図9は要部を示す断面図、図10はバルブ体を示す平面図、図11は同じく左側面図、図12は同じく右側面図である。
本実施例は、図9に示すように、シール部材70を、前記実施例1の軸受部材20に代えて、バルブ体30のバルブ部材32に配置したものである。このため、軸受部材20の端面20aは、単なる平面となっている。
詳しくは、バルブ部材32(詳しくは、ボス部35)の端面32aには、前記スロットルシャフト40の軸線40L(図10参照。)を中心とする円環状の環状溝(符号、37を付す。)が、前記実施例1の環状溝24と同様に形成されている。環状溝38には、シール部材70の基部71を嵌合しかつ焼き付け、接着等の固定手段により固定する。これにより、バルブ部材32の端面32a上に、シール部材70のシール部72が突出される(図10〜図12参照。)。また、シール部材70を取り付けたバルブ部材32は、ボデー成形型にインサートしてボデー本体12を樹脂成形することにより、そのボデー本体12に組込むことができる。この場合、前記したスロットルボデー10の製造方法1を適用することができる。
本実施例によっても、前記実施例1とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。
また、シール部材70が、軸受部材20の端面20aに近づくにしたがって先細り状をなす断面形状のシール部72を有している(図9参照。)。このため、軸受部材20の端面20aに対するシール部材70の接触面積が低減されることにより、その端面20aに対するシール部材70のシール部72の接触によるバルブ体30の摺動抵抗を低減することができる。これにより、バルブ体30の作動性を向上することができる。
また、シール部材70が、軸受部材20の端面20aに近づくにしたがって先細り状をなす断面形状のシール部72を有している(図9参照。)。このため、軸受部材20の端面20aに対するシール部材70の接触面積が低減されることにより、その端面20aに対するシール部材70のシール部72の接触によるバルブ体30の摺動抵抗を低減することができる。これにより、バルブ体30の作動性を向上することができる。
また、シール部材70がバルブ部材32に取り付けられているので、シール部材70の組付性を向上しかつ位置決めを容易化することができる。
[実施例4]
実施例4を説明する。本実施例は、前記実施例3の一部に変更を加えたものである。図13は要部を示す断面図、図14はバルブ体を示す平面図、図15は同じく左側面図、図16は同じく右側面図である。
本実施例は、図13に示すように、シール部材(符号、75を付す。)の断面形状を四角形状に単純化するとともに径方向幅75wを増大したものである(図14〜図16参照。)。また、バルブ部材32には、シール部材75を嵌合可能な環状溝(符号、38を付す。)が形成されている。環状溝38の深さ38hを、シール部材75の軸方向の肉厚75tよりも浅く設定することにより、バルブ部材32の端面32a上にシール部材75の一部をシール部75aとして突出量75xをもって突出される。シール部材75の突出端面は、軸受部材20の端面20aに弾性的にかつ面接触状に当接する。
実施例4を説明する。本実施例は、前記実施例3の一部に変更を加えたものである。図13は要部を示す断面図、図14はバルブ体を示す平面図、図15は同じく左側面図、図16は同じく右側面図である。
本実施例は、図13に示すように、シール部材(符号、75を付す。)の断面形状を四角形状に単純化するとともに径方向幅75wを増大したものである(図14〜図16参照。)。また、バルブ部材32には、シール部材75を嵌合可能な環状溝(符号、38を付す。)が形成されている。環状溝38の深さ38hを、シール部材75の軸方向の肉厚75tよりも浅く設定することにより、バルブ部材32の端面32a上にシール部材75の一部をシール部75aとして突出量75xをもって突出される。シール部材75の突出端面は、軸受部材20の端面20aに弾性的にかつ面接触状に当接する。
本実施例によっても、前記実施例3とほぼ同様の作用・効果を得ることができる。
また、シール部材75のシール部75aが、軸受部材20の端面20aに弾性的にかつ面接触状に当接するため、シール面積を増大することにより、全閉時の吸気漏れ量を一層低減することができる。
また、シール部材75の断面形状を四角形状に単純化することができる。
また、シール部材75のシール部75aが、軸受部材20の端面20aに弾性的にかつ面接触状に当接するため、シール面積を増大することにより、全閉時の吸気漏れ量を一層低減することができる。
また、シール部材75の断面形状を四角形状に単純化することができる。
[実施例5]
実施例5を説明する。本実施例は、シール部材の変更例である。図17はシール部材を示す断面図である。
図17に示すように、本実施例のシール部材(符号、76を付す。)は、前記実施例1におけるシール部材70のシール部72を、断面台形形状のシール部(符号、76aを付す。)に変更したものである。なお、シール部材76は、前記実施例3と同様に、バルブ部材32に取り付けることもできる。
実施例5を説明する。本実施例は、シール部材の変更例である。図17はシール部材を示す断面図である。
図17に示すように、本実施例のシール部材(符号、76を付す。)は、前記実施例1におけるシール部材70のシール部72を、断面台形形状のシール部(符号、76aを付す。)に変更したものである。なお、シール部材76は、前記実施例3と同様に、バルブ部材32に取り付けることもできる。
[実施例6]
実施例6を説明する。本実施例は、シール部材の変更例である。図18はシール部材を示す断面図である。
図18に示すように、本実施例のシール部材(符号、78を付す。)は、前記実施例1におけるシール部材70のシール部72を、断面台形形状のシール部(符号、78aを付す。)に変更したものである。なお、シール部材78は、前記実施例3と同様に、バルブ部材32に取り付けることもできる。
実施例6を説明する。本実施例は、シール部材の変更例である。図18はシール部材を示す断面図である。
図18に示すように、本実施例のシール部材(符号、78を付す。)は、前記実施例1におけるシール部材70のシール部72を、断面台形形状のシール部(符号、78aを付す。)に変更したものである。なお、シール部材78は、前記実施例3と同様に、バルブ部材32に取り付けることもできる。
[実施例7]
実施例7を説明する。本実施例は、シール部材の変更例である。図19はシール部材を示す断面図である。
図19に示すように、本実施例のシール部材(符号、80を付す。)は、前記実施例1におけるシール部材70のシール部72を、断面リップ形状のシール部(符号、80aを付す。)に変更したものである。さらに、シール部80aは、基端側(図19において左側)から先端(図19において右側)に向かって径方向外方へ傾斜している。なお、シール部材80は、前記実施例3と同様に、バルブ部材32に取り付けることもできる。
実施例7を説明する。本実施例は、シール部材の変更例である。図19はシール部材を示す断面図である。
図19に示すように、本実施例のシール部材(符号、80を付す。)は、前記実施例1におけるシール部材70のシール部72を、断面リップ形状のシール部(符号、80aを付す。)に変更したものである。さらに、シール部80aは、基端側(図19において左側)から先端(図19において右側)に向かって径方向外方へ傾斜している。なお、シール部材80は、前記実施例3と同様に、バルブ部材32に取り付けることもできる。
本実施例のシール部材80によると、シール部80aが、基端側から先端に向かって径方向外方へ傾斜している。このため、仮に、全閉時にバルブ体30の上流側に作用する吸入空気の圧力が高くなった場合には、その吸入空気によりシール部材70のシール部72がその弾性変形(図19中、二点鎖線80a参照。)を利用して当該端面32aに押し付けられることにより、シール性を向上することができる。
[実施例8]
実施例8を説明する。本実施例は、シール部材の変更例である。図20はシール部材を示す断面図である。
図20に示すように、本実施例のシール部材(符号、84を付す。)は、断面菱形形状に形成したものである。この場合、シール部材84の両側方(図20において左右両側方)に突出するシール部(符号、84aを付す)を、軸受部材20の端面20aと、バルブ部材32の端面32aとにそれぞれ当接させることができる。また、シール部材84の両シール部84aの相互間における基部(符号、84bを付す。)は、例えば、基部84bの内側に支持部84cを設け、その支持部84cをスロットルシャフト40上に回転可能に支持させたり、あるいは、スロットルシャフト40上に回り止め状態で支持させたりすることにより、前記隙間CL(図3参照。)に同軸上に配置することができる。
実施例8を説明する。本実施例は、シール部材の変更例である。図20はシール部材を示す断面図である。
図20に示すように、本実施例のシール部材(符号、84を付す。)は、断面菱形形状に形成したものである。この場合、シール部材84の両側方(図20において左右両側方)に突出するシール部(符号、84aを付す)を、軸受部材20の端面20aと、バルブ部材32の端面32aとにそれぞれ当接させることができる。また、シール部材84の両シール部84aの相互間における基部(符号、84bを付す。)は、例えば、基部84bの内側に支持部84cを設け、その支持部84cをスロットルシャフト40上に回転可能に支持させたり、あるいは、スロットルシャフト40上に回り止め状態で支持させたりすることにより、前記隙間CL(図3参照。)に同軸上に配置することができる。
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、ボデー本体12は、樹脂製に限らず、金属製とすることができる。また、ボデー本体12に、バルブ部材32の端面32aに面する端面を有する壁部(例えば、従来例における壁部104(図21参照。))が形成される場合には、その壁部を「ボデー本体側の部材」とすることができる。また、ボデー本体12に、スロットルシャフト40を回動可能に支持する軸受部材に相当する軸受部を一体に形成することにより、軸受部材20を省略することができる。この場合、軸受部がバルブ部材32の端面32aに面する端面を有する場合には、その軸受部を「ボデー本体側の部材」とすることができる。
また、前記実施例では、スロットルシャフト40とバルブ部材32とを一体化してバルブ体30を構成したが、これに代え、スロットルシャフト40に相当するシャフト部とバルブ部材に相当するバルブ部とを樹脂により一体化(例えば、一体成形)することにより、1部品のバルブ体30とすることもできる。また、金属製又は樹脂製のスロットルシャフト40に、金属製又は樹脂製のバルブ部材32をスクリュ等で取り付けることにより、バルブ体30を構成することもできる。また、シール手段は、シール部材に限らず、バルブ部材32の端面32a及び/又は軸受部材20の端面20aに当接する当接部材と、その当接部材を当該端面に押圧する弾性部材とにより構成することも考えられる。また、シール部材は、バルブ部材32の端面32a及び/又は軸受部材20の端面20aに設けた環状溝に嵌合して固定するものに限らず、バルブ部材32の端面32a及び/又は軸受部材20の端面20aに焼き付けたり、接着したりする等の方法により固定することができる。また、シール部材は、バルブ部材32の端面32a及び/又は軸受部材20の端面20aにゴム状弾性材を吹き付けることよっても形成することができる。また、軸受部材20は、金属製に限らず、樹脂製とすることができる。また、軸受部材20のフランジ部22は省略してもよい。また、軸受部材20には、玉軸受、ころ軸受等の転がり軸受を用いることができる。転がり軸受にあっては、内輪がスロットルシャフト40上に配置され、また、外輪がボデー本体12側に配置されるため、その外輪を「ボデー本体側の部材」とすることができる。
10 スロットルボデー
12 ボデー本体
14 ボア
20 軸受部材
20a 端面
30 バルブ体
32 バルブ部材(バルブ部)
32a 端面
40 スロットルシャフト(シャフト部)
70 シール部材
72 シール部
74 シール部材
74a シール部
75 シール部材
75a シール部
76 シール部材
76a シール部
78 シール部材
78a シール部
80 シール部材
80a シール部
84 シール部材
84a シール部
CL 隙間
12 ボデー本体
14 ボア
20 軸受部材
20a 端面
30 バルブ体
32 バルブ部材(バルブ部)
32a 端面
40 スロットルシャフト(シャフト部)
70 シール部材
72 シール部
74 シール部材
74a シール部
75 シール部材
75a シール部
76 シール部材
76a シール部
78 シール部材
78a シール部
80 シール部材
80a シール部
84 シール部材
84a シール部
CL 隙間
Claims (9)
- 吸入空気が流れるボアを形成するボデー本体と、
前記ボデー本体に回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボアを開閉するバタフライ式のバルブ部を有するバルブ体と
を備えるスロットルボデーであって、
前記シャフト部の軸方向に関して相互に対向する前記バルブ部と前記ボデー本体側の部材との対向端面間に隙間が形成され、かつ前記対向端面間に前記隙間を弾性的にシールするシール手段が設けられていることを特徴とするスロットルボデー。 - 請求項1に記載のスロットルボデーであって、
前記シール手段が、前記バルブ部と前記ボデー本体側の部材との対向端面間に同軸上に配置されたゴム状弾性材からなる円環状のシール部材であることを特徴とするスロットルボデー。 - 請求項2に記載のスロットルボデーであって、
前記シール部材が、前記バルブ部と前記ボデー本体側の部材との対向端面のうちの少なくとも1つの端面に近づくにしたがって先細り状をなす断面形状のシール部を有していることを特徴とするスロットルボデー。 - 請求項3に記載のスロットルボデーであって、
前記シール部材のシール部が、基端側から先端に向かって径方向外方へ傾斜していることを特徴とするスロットルボデー。 - 請求項2〜4のいずれか1つに記載のスロットルボデーであって、
前記シール部材が、前記バルブ部に取り付けられていることを特徴とするスロットルボデー。 - 請求項2〜4のいずれか1つに記載のスロットルボデーであって、
前記シール部材が、前記ボデー本体側の部材に取り付けられていることを特徴とするスロットルボデー。 - 請求項6に記載のスロットルボデーであって、
前記ボデー本体側の部材が、前記ボデー本体に配置されかつ前記バルブ体のシャフト部を回動可能に支持する軸受部材であることを特徴とするスロットルボデー。 - 請求項2〜7のいずれか1つに記載のスロットルボデーであって、
前記シール部材のゴム状弾性材が、合成樹脂材料又はゴム材料であることを特徴とするスロットルボデー。 - 請求項8に記載のスロットルボデーであって、
前記シール部材のゴム状弾性材に、ニトリル系材料、フッ素系材料、シリコーン系材料のうちの少なくとも1つの材料が含まれていることを特徴とするスロットルボデー。
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Cited By (1)
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JP2011220124A (ja) * | 2010-04-05 | 2011-11-04 | Denso Corp | スロットル装置 |
-
2006
- 2006-03-22 JP JP2006078586A patent/JP2007255253A/ja not_active Withdrawn
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