JP2011231625A - エンジン用スロットル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取付けの部品点数が少なく、取付けは勿論、交換も簡単な呼吸構造を備えたエンジン用スロットル装置を提供することにある。
【解決手段】スロットルハウジング２に配設する呼吸構造２５を、呼吸機能を発揮するプラグ２７と、スロットルハウジング２に設けたプラグ取付穴２６との２部材から構成するとともに、プラグ２７を弾性体製にして、プラグ取付穴２６に、復元力を利用して着脱自在に嵌め付けることにより、呼吸構造２５の部品点数をプラグ２７一つにすることができ、しかも着脱自在であるため、プラグ２７の交換も簡単である。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のごとき車両に搭載されるエンジンに装着され、エンジンに吸入される吸気量を制御等するために用いられるエンジン用スロットル装置に関する。

(従来の技術）
従来、この種の装置としては種々の構成のものが知られているが、特に近年、複雑かつ高性能のエンジン制御を達成するために、エンジンに吸い込まれる吸気量の調整を行なうスロットルバルブの駆動系部品として、電動式アクチュエータ（例えば、直流モータ、ステッピングモータ等）を採用したスロットル装置が多用される傾向にある。

この電動式アクチュエータ型スロットル装置は、電動式アクチュエータ部分の防水、防塵等を図るために、エンジンに装着されるスロットルハウジング内に電動式アクチュエータを格納し、実質的に密封状態にしているのが一般的であるが、電動式アクチュエータ自体発熱部品であることもあって、スロットルハウジングが、その内部の温度変化に応じて呼吸し得るようにすることが肝要となる。

（従来技術の問題点）
このような呼吸機能の実現に向けては、スロットルハウジングの内部を大気に連通させなければならず、スロットルハウジングの側壁に単に呼吸穴を設けただけでは防水・防塵効果が阻害される恐れがある。
そこで、防水・防塵効果が阻害されない呼吸構造として、特許文献１のごとき提案がなされている。

かかる呼吸構造によれば、スロットルハウジングの側壁に設けた呼吸穴を覆うように、表側からシート状のフィルタ部材を接着により固定し、このフィルタ部材の損傷を防ぐためにカバーでフィルタ部材を覆っているので、防水、防塵効果を損なうことなく、呼吸作用を確保することができる。
しかしながら、上記構造のものは、フィルタ部材、カバーなど部品点数が多い上に、フィルタ部材を接着によって取付けなければならず、さらにはフィルタ部材を例えば目詰まり等の経年劣化により交換する際にはカバーを取外し、フィルタ部材を剥がさなければならず、煩雑な交換作業を伴うなどの諸問題がある。

特開２００８−１８４９４１号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、取付けの部品点数が少なく、取付けは勿論、交換も簡単な呼吸構造を備えたエンジン用スロットル装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、エンジン用スロットル装置は、エンジンに吸い込まれる吸気量の調整を行なうスロットルバルブの駆動系部品を収容する収容室を有するスロットルハウジングを具備しており、このスロットルハウジングには、収容室と外部とを連通するプラグ取付穴が形成されるとともに、復元力によってプラグ取付穴に嵌め付けられるプラグが設けられ、このプラグは、収容室と外部とを連続気泡を介して連通させる発泡部材を備えている。
このような構成にすることにより、発泡部材によって収容室の呼吸機能を確保することができ、しかも取付ける部品はプラグ一つで、かつこのプラグは復元力により着脱自在であるため、呼吸構造の取付けや交換を簡単に行なうことができる。

請求項２に記載の発明によれば、プラグは、発泡部材のみで形成されている。
よって、プラグ全体を周知の発泡成形技術により容易に得ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、プラグは、復元力によってプラグ取付穴に嵌め付けられる弾性体製の保持部材と、この保持部材に形成された貫通穴の内部に装着された発泡部材とからなり、貫通穴で収容室と外部とを連通している。
このような構成にすることにより、保持部材と発泡部材とをそれぞれの使用目的に適合する材料で形成することができ、プラグの取付強度の確保と、良好な呼吸機能の確保とを同時に図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、貫通穴の内周面には、発泡部材を嵌め入れる嵌合溝が設けられている。
よって、嵌合溝にて発泡部材の抜止めを行なえるため、発泡部材がプラグから脱落するのを確実に防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、貫通穴のうち、嵌合溝より収容室側に設けられる内側貫通穴は、嵌合溝より大気側に設けられる外側貫通穴より、小径で、かつ長く設けられている。
よって、外部から発泡部材を通ってくる水分を、内側貫通穴における表面張力作用により受け止めさせることができ、水分が当該穴を通じて収容室へ浸入するのを抑止することができる。

請求項６に記載の発明によれば、貫通穴のうち、嵌合溝より収容室側に設けられる内側貫通穴には、保持部材自体を形成している弾性体の復元力によって閉じ、収容室の内圧上昇によって開くバルブ部が設けられている。
かかる構成によれば、外部からの水分をバルブ部によって強制的に塞き止めることができ、収容室の的確な防水を図ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、嵌合溝における収容室側の保持部材には、環状凹部形状による水浸入防止壁が形成されている。
よって、外部からの水分は、水浸入防止壁の表面を伝わって流れ落ちるため、当該水分を嵌合溝内に留めることができ、収容室に対する防水を図ることができる。

請求項８に記載の発明によれば、発泡部材において少なくとも大気に触れる側の表面には、水を弾く撥水コート剤が塗布されている。
このような構成にすることにより、プラグの入口側（大気側）において極力浸水を防ぐことができる。

請求項９に記載の発明によれば、プラグは、収容室と外部とを連通する貫通穴を備え、
この貫通穴には、プラグ自体を形成する弾性体の復元力によって閉じ、収容室の内圧上昇によって開くバルブ部が設けられている。
このような構成にすることにより、バルブ部によって呼吸機能と防水機能との両機能を得ることができる。

（ａ）本発明のエンジン用スロットル装置の全体構成を示す模式的縦断面図、（ｂ）図１（ａ）のＡ部を拡大して示す模式的断面図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）本発明のエンジン用スロットル装置の主要部を拡大して示す模式的断面図である（実施例２、３）。 （ａ）、（ｂ）本発明のエンジン用スロットル装置の主要部を拡大して示す模式的断面図である（実施例４、５）。 本発明のエンジン用スロットル装置の主要部を拡大して示す模式的断面図である（実施例６）。

本発明を実施するための最良の形態は、取付けの部品点数が少なく、取付けは勿論、交換も簡単な呼吸構造を備えるという課題を、呼吸機能を発揮する部材を弾性体製のプラグ一つとし、このプラグを、スロットルハウジングに設けたプラグ取付穴に、復元力を利用して着脱自在に嵌め付ける構成にすることで実現した。

［実施例１］
図１は、本発明の実施例１を説明するためのもので、まず、図１（ａ）に基づいてエンジン用スロットル装置の全体構成を概説したのち、本発明のスロットル装置の実施例１について主として図１（ｂ）を参照しながら詳説する。

（スロットル装置の構成全体の説明）
このスロットル装置１は、主要な構成要素として、スロットルハウジング２、スロットルシャフト３、スロットルバルブ４、直流モータ５、減速機構６およびオープナ機構７を備えている。

スロットルハウジング２は、エンジンに装着されるもので、エンジンの吸気通路（図示せず）に連通するボア８を含むアルミニウム合金製又は合成樹脂製のスロットルボディ９と、このスロットルボディ９の開口端を閉鎖する合成樹脂製のカバー１０とから構成されている。
スロットルボディ９には、スロットルシャフト３が軸受１１、１２を介して回転可能に支持されている。スロットルシャフト３には、ボア８に収納される円板状のスロットルバルブ４が固定されており、全体としていわゆるバタフライ型バルブをなしている。
スロットルバルブ４は、スロットルシャフト３により回動されてボア８の開口面積を変えること（ボア８の開閉）によって、エンジンへ吸い込まれる吸気量（吸入空気流量）を調整（制御）する。

スロットルボディ９の開口端側において、ボア８に隣接する側部（図示右側部上方）には、カバー１０内に開口するギヤハウジング部１３が形成されている。スロットルボディ９（主としてこのギヤハウジング部１３）とカバー１０との間には、減速機構６およびオープナ機構７が組み込まれている。
スロットルシャフト３の軸受１２で支持されている一端部（図示右端部）は、スロットルボディ９に形成された軸受１２保持用のボス部１４を貫通し、ギヤハウジング部１３内に突出している。このスロットルシャフト３の突出端部には、扇形ギヤからなるスロットルギヤ１５が固定されている。スロットルギヤ１５の内周面には、一対の永久磁石１６が対向して配置されている。

また、スロットルボディ９の開口端側において、ギヤハウジング部１３に隣接する側部（図示右側部下方）には、カバー１０内に開口するモータ収容凹部１７が形成されている。モータ収容凹部１７内には、直流モータ５が設置されている。直流モータ５の出力軸には、駆動ギヤ１８が固定されている。なお、直流モータ５が、本明細書でいう「電動式アクチュエータ」に相当する。
減速ギヤ１９は、駆動ギヤ１８に噛み合わされた大径のギヤ部１９ａと、スロットルギヤ１５に噛み合わされた小径のギヤ部１９ｂとを有している。なお、スロットルギヤ１５、駆動ギヤ１８および減速ギヤ１９で、前述の減速機構６が構成されている。

かくして、制御回路（図示しない）が、アクセルペダルの踏み込み量等のエンジンの運転状態に応じた信号に基づいて、直流モータ５を駆動制御すると、直流モータ５の駆動力は、減速機構６の駆動ギヤ１８、減速ギヤ１９およびスロットルギヤ１５を順次介して、スロットルシャフト３に伝達されることにより、スロットルバルブ４が回動し、ボア８が開閉される。

スロットルシャフト３には、スロットルボディ９のボス部１４とスロットルギヤ１５との間に位置させてオープナ機構７が介装されている。このオープナ機構７は、リリーフスプリング２０、バックスプリング２１を含み、スロットルバルブ４の全閉位置を調整するものである。
カバー１０の内側には回転角センサ２２が設けられている。回転角センサ２２は、スロットルギヤ１５内に遊嵌しており、永久磁石１６との相対的な位置関係に基づいてスロットルギヤ１５の回転角を検出し、その検出信号を前述制御回路に出力する。

しかして、スロットルボディ９とカバー１０とは、ゴム製のガスケット２３によりシールされ、大気に対して密閉された空間、つまり収容室２４を形成している。
本実施例では、直流モータ５および減速機構６が、本明細書でいう「スロットルバルブ４の駆動系部品」に相当し、収容室２４に収容されている。

（実施例１の背景）
この収容室２４は、駆動系部品であると同時に発熱部品でもある直流モータ５および減速機構６の発熱および放熱や、スロットルハウジング２がエンジンに装着されていることによるエンジンからの加熱などにより、内部が高温・高圧になり易く、換気させるための呼吸作用が必要である。

（実施例１の特徴）
そのため、収容室２４を外部（大気）に連通させるための呼吸構造２５がカバー１０に装着されている。
この呼吸構造２５は、図１（ｂ）に拡大して示すように、カバー１０に設けられたプラグ取付穴（以下取付穴と略称する）２６と、この取付穴２６に嵌め合わされて組み付けられた弾性体製のプラグ２７よりなる。プラグ２７は弾性体製であるため、その復元力によって取付穴２６に対し着脱自在である。

取付穴２６は単なる円形穴であるのに対し、プラグ２７はボタン型をなした単品で、かつ次のような基本構成を有している。
プラグ２７は、取付穴２６に嵌合される嵌合部２７ａと、この嵌合部２７ａの両側にそれぞれ設けられ、取付穴２６より大径で取付穴２６の外周箇所を挟み込む一対の挟持部２７ｂ、２７ｃと、これら嵌合部２７ａおよび挟持部２７ｂ、２７ｃによって形成される保持部分２７ｄ（２点鎖線にて区画される骨格相当部分）の内側に設けられ、収容室２４と大気（外部）とを連通する連続した気泡（連続気泡）を有する発泡部材２７ｅとで構成されている。

本実施例では、プラグ２７は、全体が弾性体としての発泡材のみで作製されていて、特に上記各部２７ａ〜２７ｅが一体形成されている。このようなプラグ２７は、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、スポンジゴムなど周知の弾性発泡材を用い、周知の発泡成形技術によって容易に製作することができる。
そして、プラグ２７は、一方（収容室２４側）の挟持部２７ｂが、収容室２４側に向かって先細りとなる円錐台形状をなしており、その先端部分がなす最小径部は取付穴２６の内径より若干小なる外径を有している。したがって、プラグ２７を、カバー１０の外から矢印Ｂのごとく取付穴２６に嵌め入れる際には、プラグ２７それ自体の弾性変形も手伝って簡単に挿し通すことができ、かつ復元力によって原状態に復するわけである。なお、一対の挟持部２７ｂ、２７ｃは、取付穴２６の外周箇所を挟み込んでおり、プラグ２７が取付穴２６から抜ける（脱落する）のを防ぐ抜止め突起をなしている。

（実施例１の効果）
上記構成によれば、収容室２４内の温度・圧力が変化するときは、収容室２４が呼吸構造２５のプラグ２７、とりわけ発泡部材２７ｅ部分の連続気泡を通して呼吸することで、収容室２４が換気される。
また、プラグ２７を目詰まり等の経年劣化により交換する際には、プラグ２７自体を弾性変形させて、取付穴２６から抜き、新たなプラグ２７を前述のごとく矢印Ｂ方向から挿し通すだけでよく、プラグ２７の交換も簡単に行なうことができる。

［実施例２］
次に、図２（ａ）を参照して、本発明の実施例２について説明する。
本実施例の吸気構造２５は、プラグ２７それ自体は単品であるものの、実施例１における保持部分２７ｄ（嵌合部２７ａおよび一対の挟持部２７ｂ、２７ｃからなる）に相当する保持部材２８と、発泡部材２７ｅに相当する発泡部材２９とを、別部材で形成できるように分けたものである。

本実施例によれば、プラグ２７は、縦断面円筒状の貫通穴２８ａを有する保持部材２８を、取付強度を確保するのに有利な構造用の弾性体、例えばパッキン材として好適なシリコーンゴムやフッ素スポンジで作製しておき、収容室２４側と大気側（外部）とを連通する貫通穴２８ａに、別途作製した円柱状の発泡部材２９を装填する、つまり弾性力を利用して圧入すれば完成であり、単品として取り扱うことができる。また、発泡部材２９の材質には呼吸作用のみを重視した材料を選定することができるため、一層効果的な呼吸作用を確保し得ることは勿論である。

［実施例３］
次に、図２（ｂ）を参照して、本発明の実施例３について説明する。
本実施例の吸気構造２５は、上記実施例２に比して、発泡部材２９の装着構造を工夫したものである。
本実施例によれば、保持部材２８の上記貫通穴２８ａに相当する貫通穴３０には、中央付近において内周面に大径穴を形成する嵌合溝３０ａが設けられており、この嵌合溝３０ａに円柱状の発泡部材２９が嵌め入れられている。大径穴の嵌合溝３０ａの両側は当然のことながら、小径の抜止め穴部３０ｂとなっており、発泡部材２９が脱落するのを確実に防止することができる。

［実施例４］
次に、図３（ａ）を参照して、本発明の実施例４について説明する。
本実施例の吸気構造２５は、発泡部材２９の抜け止めに関する基本的考え方は上記実施例３と同様であるが、プラグ２７の保持部材２８には次のごとき２点の特徴を有する。
（１）貫通穴３０のうち、嵌合溝３０ａより収容室２４側に位置する内側貫通穴３０ｃが、嵌合溝３０ａより大気側に位置する外側貫通穴３０ｄに比して、小径でかつ長く設けられている。
（２）嵌合溝３０ａにおける収容室２４側の保持部材２８には、環状凹部形状による水浸入防止壁３１が形成されている。この水浸入防止壁３１は大気側に向かって先細りの円錐台部３２を形成しており、その頂部中央に内側貫通穴３０ｃが開口している。

本実施例によれば、円盤型に近い円柱状の発泡部材２９は、嵌合溝３０ａにおいて外側貫通穴３０ｄ側に弾性力を利用して嵌め入れられていて、外部から外側貫通穴３０ｄおよび発泡部材２９を通過して浸入してくる大気中の水分（あるいは被水による水）に対し、次のごとき防水効果を期待できる。
まずは、上記（１）の構成により、内側貫通穴３０ｃに到来してきた水分は、その入口付近もしくは当該穴３０ｃ内に表面張力による水膜を形成するため、当該穴３０ｃを通じて収容室２４内に水分が浸入するのを抑止することができる。
また、上記（２）の構成により、発泡部材２９を通過してきた水分は、円錐台形状をなす水浸入防止壁３１の表面に付着しそれを伝わって流れ落ちる。よって、上記水分を嵌合溝３０ａ内に留めることができる。

［実施例５］
次に、図３（ｂ）を参照して、本発明の実施例５について説明する。
本実施例の吸気構造２５は、上記実施例４に比して、防水面でさらに改良をなしたものである。
貫通穴３０のうち、実施例４における内側貫通穴３０ｃに相当する穴部３０ｅには、保持部材２８自体を形成している弾性体の復元力によって閉じ、収容室２４の内圧上昇によって開くバルブ部３３が設けられている。つまり、実施例４の円錐台部３２に相当する箇所が、バルブ部３３を構成している。
かかる構成によれば、収容室２４の内部温度が上昇し、内圧が上昇すると、バルブ部３３が開弁し、良好に換気が行なわれる。一方、発泡部材２９を通過してきた水分は、バルブ部３３の閉弁によって、強制的に塞き止められ、穴部３０ｅを通過することがなくなる。よって、収容室２４のより的確な防水を図ることができる。

［実施例６］
次に、図４を参照して、本発明の実施例６について説明する。
本実施例の吸気構造２５は、基本的には上記実施例５における発泡部材２９を省略したものである。
プラグ２７は、全体が取付強度を確保するのに有利な構造用の弾性体、例えばパッキン材として好適なシリコーンゴムやフッ素スポンジで形成されており、収容室２４と外部とを連通する貫通穴３０を備えているが、収容室２４側のみに、内側貫通穴３０ｃに相当する小径の穴部３０ｅを有している。そして、この穴部３０ｅにプラグ２７自体を形成している弾性体の復元力によって閉じ、収容室２４の内圧上昇によって開くバルブ部３３が設けられている。
このような構成にすることにより、バルブ部３３によって通気機能と防水機能との両機能を得ることができる。

［変形例］
以上、本発明の実施例１〜６について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、実施例１におけるプラグ２７および実施例２〜５における発泡部材２９において、少なくとも大気に触れる側の表面には、水を弾く撥水コート剤を塗布すると良い。このような構成にすることにより、プラグ２７の入口側（大気側）で水を弾くことができ、プラグ２７を通して浸水を極力防ぐことができる。
また、呼吸構造２５の配設位置は、収容室２４内の温度変化状況に応じて選定すれば良く、図1（ａ）のＣ部のごとく、モータ収容凹部１７の隔壁に設けても良い。特に、車両に搭載されるエンジンに装着されるスロットル装置の場合には、呼吸構造２５を車両に対して横面または下面に位置するように配設することにより、呼吸構造２５自体の被水を極力避けることができる。

１ スロットル装置
２ スロットルハウジング
３ スロットルシャフト
４ スロットルバルブ
５ 駆動系部品をなす直流モータ
９ スロットルボディ
１０ カバー
２４ 収容室
２５ 呼吸構造
２６ プラグ取付穴
２７ プラグ
２７ａ 嵌合部
２７ｅ、２９ 発泡部材
２８ 保持部材
２８ａ、３０ 貫通穴
３０ａ 嵌合溝
３０ｃ 内側貫通穴
３０ｄ 外側貫通穴
３０ｅ 穴部（内側貫通穴）
３１ 水浸入防止壁
３３ バルブ部

Claims (9)

1. エンジンに吸い込まれる吸気量の調整を行なうスロットルバルブの駆動系部品を収容する収容室を内部に有するスロットルハウジングを具備するエンジン用スロットル装置において、
   前記スロットルハウジングには、前記収容室と外部とを連通するプラグ取付穴が形成されるとともに、復元力によって前記プラグ取付穴に嵌め付けられるプラグが設けられ、
   このプラグは、前記収容室と外部とを連続気泡を介して連通させる発泡部材を備えることを特徴とするエンジン用スロットル装置。
2. 請求項１に記載のエンジン用スロットル装置において、
   前記プラグは、発泡部材のみで形成されていることを特徴とするエンジン用スロットル装置。
3. 請求項１に記載のエンジン用スロットル装置において、
   前記プラグは、
   復元力によって前記プラグ取付穴に嵌め付けられる弾性体製の保持部材と、
   この保持部材に形成された前記収容室と外部とを連通する貫通穴の内部に装着された前記発泡部材と、
   によって設けられることを特徴とするエンジン用スロットル装置。
4. 請求項３に記載のエンジン用スロットル装置において、
   前記貫通穴の内周面には、前記発泡部材を嵌め入れる嵌合溝が設けられていることを特徴とするエンジン用スロットル装置。
5. 請求項４に記載のエンジン用スロットル装置において、
   前記貫通穴のうち、前記嵌合溝より前記収容室側に設けられる内側貫通穴は、前記嵌合溝より大気側に設けられる外側貫通穴より、小径で、かつ長く設けられていることを特徴とするエンジン用スロットル装置。
6. 請求項４に記載のエンジン用スロットル装置において、
   前記貫通穴のうち、前記嵌合溝より前記収容室側に設けられる内側貫通穴には、前記保持部材をなす弾性体の復元力によって閉じ、前記収容室の内圧上昇によって開くバルブ部が設けられていることを特徴とするエンジン用スロットル装置。
7. 請求項５または請求項６に記載のエンジン用スロットル装置において、
   前記嵌合溝における前記収容室側の前記保持部材には、環状凹部形状による水浸入防止壁が形成されていることを特徴とするエンジン用スロットル装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載のエンジン用スロットル装置において、
   前記発泡部材において少なくとも大気に触れる側の表面には、水を弾く撥水コート剤が塗布されていることを特徴とするエンジン用スロットル装置。
9. エンジンに吸い込まれる吸気量の調整を行なうスロットルバルブの駆動系部品を収容する収容室を内部に有するスロットルハウジングを具備するエンジン用スロットル装置において、
   前記スロットルハウジングには、前記収容室と外部とを連通するプラグ取付穴が形成されるとともに、復元力によって前記プラグ取付穴に嵌め付けられるプラグが設けられ、
   このプラグは、前記収容室と外部とを連通する貫通穴を備え、
   この貫通穴には、前記プラグをなす弾性樹脂の復元力によって閉じ、前記収容室の内圧上昇によって開くバルブ部が設けられていることを特徴とするエンジン用スロットル装置。
   

Images