JP3958904B2 - エンジン用吸気量制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットル弁よりも上流側で吸気通路にブローバイガスまたはEGRガスが戻されるエンジン用吸気量制御装置に関し、特に、スロットル弁が固着される弁軸と、吸気通路を形成するとともに弁軸を回動可能に支承する吸気通路ボディ間との間に前記ブローバイガスまたはEGRガス中に含まれる油や異物が侵入することに起因して、前記弁軸およびスロットル弁の円滑な作動が阻害されることがないようにする構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
スロットル弁よりも上流側の吸気通路にエンジンのブローバイガスまたはEGRガスが戻される吸気量制御装置が、たとえば特開平11−257173号公報等で既に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような吸気量制御装置において、吸気通路ボディおよび弁軸間に介装される軸受は、吸気通路側に極力近接して配置されるのが一般的であり、上記公報に開示された吸気量制御装置でもそのように軸受が配置されているのであるが、自動車への搭載レイアウト上の問題からスロットルドラムを吸気通路から大きく離れた位置に配置して弁軸の長さを比較的大きくせざるを得ない場合がある。この際、荷重点(スロットルドラム)から支点(軸受)までのスパンを短縮して弁軸の撓みを極力防止するため、または他の機種との部品共通化を図るために軸受の位置が限定されてしまい、吸気通路からたとえば弁軸の直径の1/2以上の距離離れた位置に軸受が配置されることがある。
【0004】
ところで、前記軸受および吸気通路間で、弁軸および吸気通路ボディ間には環状の微小間隙が形成されるものである。
【0005】
またブローバイガスまたはEGRガスが、スロットル弁よりも上流側で吸気通路に戻されているので、ブローバイガスまたはEGRガス中に含まれる油や異物がスロットル弁の閉弁状態で弁軸の周囲に落下し、毛細管現象によって弁軸および吸気通路ボディ間に侵入することがあり、上述のように、吸気通路から軸受までの距離が比較的長いときには、侵入した油や異物が前記微小間隙に付着、堆積し、これによっても弁軸すなわちスロットル弁の円滑な回動作動が阻害される可能性がある。
【0006】
そこで弁軸および吸気通路ボディ間に形成される環状の微小間隙のクリアランスを大きくすることが考えられるが、前記クリアランスを単純に広げると、油や異物が侵入し易くなるだけでなく、スロットル弁を迂回して微小間隙を流通する吸気リーク量が大となり、エンジンのアイドル回転数の上昇を招くことになって好ましくない。
【0007】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、吸気通路および軸受間の距離が比較的大きいこと、ならびにスロットル弁よりも上流側の吸気通路にブローバイガスまたはEGRガスが戻されることに起因して弁軸およびスロットル弁の円滑な回動作動が阻害されることのないようにしたエンジン用吸気量制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、吸気通路ボディが備える吸気通路の開度を制御するスロットル弁が、前記吸気通路を横切るとともに前記吸気通路ボディに軸受を介して回動可能に支承される弁軸に固着され、前記スロットル弁よりも上流側の前記吸気通路にエンジンからのブローバイガスまたはEGRガスが戻されるエンジン用吸気量制御装置において、前記スロットル弁の少なくとも一側で前記弁軸を貫通させるべく前記吸気通路ボディに設けられてほぼ水平方向に延びる貫通孔が、内端を吸気通路に連通させる環状の微小間隙を弁軸との間に形成する円形の第1孔と、その第1孔よりも大径の円形に形成されると共に該第1孔よりも上方に偏心し且つ該第1孔とは下面相互が面一に連なっている第2孔とを有していて、その第2孔と弁軸との間に、前記微小間隙の外端に連なる逃げ空間が形成され、その逃げ空間の外端を閉じる位置で前記軸受が弁軸および吸気通路ボディ間に介装されることを特徴とすることを特徴とする。
【0009】
このような請求項1記載の発明の構成によれば、微小間隙および軸受間に逃げ空間が配置されるので、その微小間隙から逃げ空間に侵入した油および異物が、逃げ空間内で弁軸の外面に付着したり、弁軸の外面および吸気通路ボディの内面の両方に付着しても、弁軸の回動により前記油や異物の拘束が解かれて剥離し易い。すなわちスロットル弁の閉弁時に逃げ空間内の下部に油や異物が侵入しても、スロットル弁の開弁方向に弁軸が回動すると、前記油や異物が逃げ空間内で上方側に移動し、またスロットル弁の閉弁方向に弁軸が回動すると、前記油や異物が逃げ空間内で下方側に移動することになるので、弁軸の外面に付着したり、弁軸の外面および吸気通路ボディの内面の両方に付着した油や異物が逃げ空間内の下部で剥離され易い。しかも逃げ空間の下面は微小間隙の下面に面一に連なるものであるので、逃げ空間から微小間隙側への油や異物の移動は容易である。したがって、吸気通路の吸気負圧および弁軸の回動の相互作用により、逃げ空間内に侵入した油や異物が微小間隙から吸気通路側に効果的に排出されることになり、油や異物の付着に起因して弁軸およびスロットル弁の円滑な作動が阻害されることはない。また弁軸を貫通せしめるようにして吸気通路ボディに設けられる貫通孔の一部を偏心させるだけで、上記逃げ空間を容易に形成することができる。
【0010】
また請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の発明の構成に加えて、前記貫通孔が、前記第1孔と、前記第2孔と、前記軸受を弁軸との間に介装すべく第2孔よりも大径にして第1孔と同軸の円形に形成される第3孔とを吸気通路側から順に有することを特徴とし、かかる構成によれば、第2孔を吸気通路ボディの鋳造成形時に鋳抜き孔として形成したままとすることが可能であり、その際、第2孔が円形であるので鋳抜きピンの回り止め構造が不要であり、金型装置の構成が複雑になることはない。また第2孔を機械加工により形成することも可能であり、円形であることから仕上げ加工も容易である。
【0011】
請求項3記載の発明は、上記請求項1または2記載の発明の構成に加えて、前記軸受がシール付ボールベアリングであることを特徴とし、かかる構成によれば、比較的大きな外径を有するボールベアリングで逃げ空間の外端を塞いで油が外部に漏れることを防止することができる。これに対し、軸受をプレーンベアリングとした場合には、逃げ空間の外端を塞ぐためと、プレーンベアリングの内端を第2および第3孔間の段部に当接させて位置決めをするために、プレーンベアリングが必要以上に大径にならざるを得ず、プレーンベアリングの肉厚が必要以上に厚くなって無駄である。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0013】
図1〜図3は本発明の第1実施例を示すものであり、図1はエンジンルーム内でのエアクリーナ、スロットル装置および吸気マニホールドの配置を示す図、図2は図1の2−2線拡大断面図、図3は図2の3−3線拡大断面図である。
【0014】
先ず図1において、車両のエンジンルーム内でボンネット10の下方に配置されるエアクリーナ11の下部にダウンフロー型のスロットル装置12Aが連結され、該スロットル装置12Aの下部に、図示しないエンジン本体に接続される吸気マニホールド13が連結される。また前記エンジン本体からブローバイガスを導く導管14がスロットル装置12Aよりも上流側のエアクリーナ11に接続される。
【0015】
図2において、スロットル装置12Aは金属製の吸気通路ボディ15Aを備えるものであり、該吸気通路ボディ15Aには、上端がエアクリーナ11に接続される吸気通路16Aが上下に延びて形成される。また吸気通路16Aを横切る弁軸17が吸気通路ボディ15Aに回動可能に支承されており、吸気通路16Aの開度を制御するバタフライ形のスロットル弁18が一対のねじ部材19,19により弁軸17に固定される。而してブローバイガスがエアクリーナ11に導入されるので、ブローバイガスは、スロットル弁18よりも上流側で吸気通路16Aに戻されることになる。
【0016】
スロットル弁18の両側で吸気通路ボディ15Aには、弁軸17の一端側を貫通せしめる第1の貫通孔20Aと、弁軸17の他端側を貫通せしめる第2の貫通孔21Aとが、ほぼ水平方向に延びるようにして設けられる。
【0017】
図3を併せて参照して、第1の貫通孔20Aは、円形の第1孔22と、第1孔22よりも大径の円形に形成される第2孔23と、第2孔23よりも大径にして第1孔22と同軸の円形に形成される第3孔24と、第3孔24よりも大径にして第3孔24と同軸の円形に形成される第4孔25とが、吸気通路16A側から順に連設されて成り、第1の貫通孔20Aの吸気通路16A側の部分である第1孔22の内径は、弁軸17との間に環状の微小間隙35Aを形成するように設定される。
【0018】
第2および第3孔23,24間の段部に対応する位置で弁軸17には、外方側に臨む環状の段部17aが設けられており、軸受であるシール付ボールベアリング26の内輪が段部17aに当接され、第2および第3孔23,24間の段部には前記シール付ボールベアリング26の外輪が当接される。また弁軸17の一端にはナット28が螺合されており、前記シール付ボールベアリング26の内輪を前記段部17aとの間に挟んで弁軸17を同軸に囲繞する円筒状のスペーサ29と、前記ナット28との間にスロットルドラム30が挟持、固定される。このスロットルドラム30には、スロットル操作に応じた駆動力を該スロットルドラム30を介して弁軸17に伝達するためのスロットルワイヤ31(図1参照)が巻掛け、連結される。
【0019】
前記シール付ボールベアリング26の外輪は、第2および第3孔23,24間の段部と、前記スペーサ29を同軸に囲繞して吸気通路ボディ15Aの第4孔25に嵌合されるカラー32との間に挟持されるものであり、カラー32の内面およびスペーサ29の外面間には環状のシール部材33が嵌入、保持される。これにより、弁軸17の一端側は吸気通路ボディ15Aを気密に貫通して外部に突出されることになるが、吸気通路ボディ15Aおよび弁軸17間にシール付ボールベアリング26が介装されているので、前記シール部材33を省略することも可能である。またスロットルドラム30および前記カラー32間には、コイル状のねじりばねである第1戻しばね34が介装される。
【0020】
ところで、前記スロットルドラム30は、吸気通路16Aから大きく離れた位置に配置されており、吸気通路16Aからたとえば弁軸17の直径の1/2以上の距離離れた位置に前記シール付ボールベアリング26が配置されている。このため、微小間隙35Aが吸気通路16Aからシール付ボールベアリング26までの比較的長い距離にわたって形成されている。またブローバイガスが、スロットル弁18よりも上流側で吸気通路16Aに戻されているので、ブローバイガス中に含まれる油や異物がスロットル弁18の閉弁状態で弁軸17の周囲に落下し、毛細管現象によって弁軸17および吸気通路ボディ15A間に侵入することがあり、上述のように、吸気通路16Aからシール付ボールベアリング26までの距離が比較的長いときには、侵入した油や異物が前記微小間隙35Aに付着、堆積し、これによっても弁軸17すなわちスロットル弁18の円滑な回動作動が阻害される可能性がある。
【0021】
そこで、第2孔23は、弁軸17の軸線に沿う方向から見たときに第1孔22の下端に下端を内接せしめるとともに第1および第3孔22,24よりも上方に偏心するようにして円形に形成されるものであり、この第2孔23の内面および弁軸17の外面間には、微小間隙35Aの下面に面一に連なる下面を有する逃げ空間36Aが微小間隙35Aの外端に通じるようにして形成され、該逃げ空間36Aの外端はシール付ボールベアリング26で閉じられる。しかも第2孔23が上方に偏心していることにより、逃げ空間36Aは、弁軸17および吸気通路ボディ15A間の間隔が上方に向かうにつれて大となるように形成されることになる。
【0022】
再び図2において、第2の貫通孔21Aは、弁軸17の外面との間に微小間隙37を形成する小径孔38と、小径孔38よりも大径の中径孔39と、中径孔39よりも大径の大径孔40とが吸気通路16A側から順に同軸に連設されて成るものであり、中径孔39には軸受である円筒状のプレーンベアリング41が弁軸17および吸気通路ボディ15A間に介装されるようにして嵌入され、大径孔40の内面および弁軸17の外面間には環状のシール部材42が嵌入される。
【0023】
前記シール部材42から突出した弁軸17の他端にはレバー43が固着される。また吸気通路ボディ15Aには、前記レバー43を囲繞して外方に突出する取付筒部44が一体に設けられており、レバー43と吸気通路ボディ15Aとの間には第2戻しばね45が設けられる。
【0024】
取付筒部44内には、スロットル弁18の開度を検出する開度センサを収納可能であるが、該開度センサが用いられないときには、取付筒部44の外端開口部が図示しない蓋部材で閉塞される。
【0025】
次にこの第1実施例の作用について説明すると、スロットル弁18の一側で弁軸17および吸気通路ボディ15A間には、内端を吸気通路16Aに連通させる環状の微小間隙35Aと、微小間隙35Aの外端に連なるとともに該微小間隙35Aの下面に面一に連なる下面を有する逃げ空間36Aとが形成されている。
【0026】
また逃げ空間36Aは、弁軸17および吸気通路ボディ15A間の間隔が上方に向かうにつれて大となるように形成されているので、微小間隙35Aから逃げ空間36Aに侵入した油および異物が、逃げ空間36A内で弁軸17の外面に付着したり、弁軸17の外面および吸気通路ボディ15Aの内面の両方に付着しても、弁軸17の回動により前記油や異物の拘束が解かれて剥離し易い。すなわちスロットル弁18の閉弁時に逃げ空間36A内の下部に油や異物が侵入しても、スロットル弁18の開弁方向に弁軸17が回動すると、前記油や異物が逃げ空間36A内で吸気通路ボディ15Aとの間の間隔が大きくなる上方側に移動し、またスロットル弁18の閉弁方向に弁軸17が回動すると、前記油や異物が逃げ空間36A内で吸気通路ボディ15Aとの間の間隔が小さくなる下方側に移動することになり、弁軸17の外面に付着したり、弁軸17の外面および吸気通路ボディ15Aの内面の両方に付着した油や異物が逃げ空間36A内の下部で剥離され易い。
【0027】
しかも逃げ空間36Aの下面は微小間隙35Aの下面に面一に連なるものであるので、逃げ空間36Aから微小間隙35A側への油や異物の移動は容易である。したがって、吸気通路16Aの吸気負圧および弁軸17の回動の相互作用により、逃げ空間36A内に侵入した油や異物が微小間隙35Aから吸気通路16A側に効果的に排出されることになり、油や異物の付着に起因して弁軸17およびスロットル弁18の円滑な作動が阻害されることはない。
【0028】
また弁軸17の一端側を貫通させるべく吸気通路ボディ15Aに設けられる第1の貫通孔20Aは、弁軸17との間に微小間隙35Aを形成する円形の第1孔22と、逃げ空間36Aの外周面を形成して第1孔22よりも大径の円形に形成されるとともに第1孔22よりも上方に偏心した第2孔23と、シール付ボールベアリング26を弁軸17との間に介装すべく第2孔23よりも大径にして第1孔22と同軸の円形に形成される第3孔24とを吸気通路16A側から順に有するので、弁軸17の一端側を貫通せしめるようにして吸気通路ボディ15Aに設けられる第1の貫通孔20Aの一部を偏心させるだけで逃げ空間36Aを容易に形成することができる。しかも第2孔23を吸気通路ボディ15Aの鋳造成形時に鋳抜き孔として形成したままとすることが可能であり、その際、第2孔23が円形であるので鋳抜きピンの回り止め構造が不要であり、金型装置の構成が複雑になることはない。また第2孔23を機械加工により形成することも可能であり、円形であることから仕上げ加工も容易である。
【0029】
さらにシール付ボールベアリング26は、比較的大きな外径を有するものであり、逃げ空間36Aの外端を塞いで油が外部に漏れることを防止することができる。これに対し、逃げ空間36Aの外端をプレーンベアリングで塞ぐようにした場合には、逃げ空間36Aの外端を塞ぐためと、プレーンベアリングの内端を第2および第3孔23,24間の段部に当接させて位置決めをするために、プレーンベアリングが必要以上に大径にならざるを得ず、プレーンベアリングの肉厚が必要以上に厚くなって無駄である。
【0030】
図4および図5は本発明の第2実施例を示すもので、図4はスロットル装置の縦断側面図であって図5の4−4線に沿う断面図、図5は図4の5−5線断面図である。
【0031】
サイドフロー型のスロットル装置12Bが備える吸気通路ボディ15Bには、ほぼ水平に延びる吸気通路16Bが設けられており、吸気通路16Bの開度を制御するスロットル弁18よりも上流側で吸気通路16Bに、エンジンからのブローバイガスが戻される。
【0032】
前記スロットル弁18を一対のねじ部材19,19で固着する弁軸17はほぼ水平に延びる軸線を有して吸気通路ボディ15Bに回動可能に支承されるものであり、吸気通路ボディ15Bには、弁軸17を貫通せしめる第1および第2の貫通孔20B,21Bが設けられる。
【0033】
このようなサイドフロー型のスロットル装置12Bでは、スロットル弁18の閉弁時に、ブローバイガスに含まれる油や異物が弁軸17の周囲に落下することはなく、スロットル弁18の下端部付近に落下、堆積するので、弁軸17および吸気通路ボディ15B間に前記油や異物が侵入する可能性は少ないが、万一侵入しても弁軸17およびスロットル弁18の円滑な作動が阻害されることのないように、たとえば第1の貫通孔20B側で弁軸17および吸気通路ボディ15B間に、上記第1実施例と同様にして、微小空間35Bおよび逃げ空間36Bが形成される。
【0034】
このようにすれば、弁軸17および吸気通路ボディ15B間に前記油や異物が万一侵入したとしても、油や異物の付着により弁軸17の円滑な作動が阻害される事態が生じるのを防止することができるとともに、弁軸17が撓んで吸気通路ボディ15Bに接触する可能性がある微小間隙35Bの長さを極力短くして、弁軸17の吸気通路ボディ15Bへの接触こじれが生じる可能性を極力低くすることができる。
【0035】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【0036】
たとえば上記実施例では、スロットル弁18よりも上流側で吸気通路16A,16Bにブローバイガスが戻される場合について説明したが、エンジンからEGRガスが戻されるようにしたものにも本発明を適用することができる。
【0037】
【発明の効果】
以上のように請求項1,2記載の発明によれば、逃げ空間内に侵入した油や異物を微小間隙から吸気通路側に効果的に排出することができ、油や異物の付着に起因して弁軸およびスロットル弁の円滑な作動が阻害されることはない。また弁軸を貫通せしめるようにして吸気通路ボディに設けられる貫通孔の一部を偏心させるだけで逃げ空間を容易に形成することができる。
【0038】
請求項3記載の発明によれば、逃げ空間の外端を塞いで油が外部に漏れることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施例におけるエンジンルーム内でのエアクリーナ、スロットル装置および吸気マニホールドの配置を示す図
【図2】 図1の2−2線拡大断面図
【図3】 図2の3−3線拡大断面図
【図4】 第2実施例のスロットル装置の縦断側面図であって、図5の4−4線に沿う断面図
【図5】 図4の5−5線断面図
【符号の説明】
15A,15B・・・吸気通路ボディ
16A,16B・・・吸気通路
17・・・弁軸
17b・・・偏心小径部
18・・・スロットル弁
20A,20B・・・貫通孔
22・・・第1孔
23・・・第2孔
24・・・第3孔
26・・・軸受としてのシール付ボールベアリング
35A,35B・・・微小間隙
36A,36B・・・逃げ空間
Claims (3)
- 吸気通路ボディ(15A,15B)が備える吸気通路(16A,16B)の開度を制御するスロットル弁(18)が、前記吸気通路(16A,16B)を横切るとともに前記吸気通路ボディ(15A,15B)に軸受(26,41)を介して回動可能に支承される弁軸(17)に固着され、前記スロットル弁(18)よりも上流側の前記吸気通路(16A,16B)にエンジンからのブローバイガスまたはEGRガスが戻されるエンジン用吸気量制御装置において、
前記スロットル弁(18)の少なくとも一側で前記弁軸(17)を貫通させるべく前記吸気通路ボディ(15A,15B)に設けられてほぼ水平方向に延びる貫通孔(20A,20B)が、内端を吸気通路(16A,16B)に連通させる環状の微小間隙(35A,35B)を弁軸(17)との間に形成する円形の第1孔(22)と、その第1孔(22)よりも大径の円形に形成されると共に該第1孔(22)よりも上方に偏心し且つ該第1孔(22)とは下面相互が面一に連なっている第2孔(23)とを有していて、その第2孔(23)と弁軸(17)との間に、前記微小間隙(35A,35B)の外端に連なる逃げ空間(36A,36B)が形成され、
その逃げ空間(36A,36B)の外端を閉じる位置で前記軸受(26)が弁軸(17)および吸気通路ボディ(15A,15B)間に介装されることを特徴とする、エンジン用吸気量制御装置。 - 前記貫通孔(20A,20B)が、前記第1孔(22)と、前記第2孔(23)と、前記軸受(26)を弁軸(17)との間に介装すべく第2孔(23)よりも大径にして第1孔(22)と同軸の円形に形成される第3孔(24)とを吸気通路(16A,16B)側から順に有することを特徴とする、請求項1記載のエンジン用吸気量制御装置。
- 前記軸受(26)がシール付ボールベアリングであることを特徴とする、請求項1または2記載のエンジン用吸気量制御装置。
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