JP3958904B2 - エンジン用吸気量制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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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