JP7083746B2

JP7083746B2 - 吸気装置

Info

Publication number: JP7083746B2
Application number: JP2018243285A
Authority: JP
Inventors: 和也東; 一雄中村
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2022-06-13
Anticipated expiration: 2038-12-26
Also published as: US11674457B2; US20220056855A1; CN113227558B; CN113227558A; WO2020137008A1; JP2020104597A

Description

本明細書に開示する技術は、吸気装置に関する。

特許文献１に吸気装置が開示されている。特許文献１の吸気装置は、スロットルバルブを備えているスロットルボディと、スロットルボディの一方側に配置されているエアクリーナケースと、スロットルボディの他方側に配置されているインテークマニホールドとを備えている。特許文献１の吸気装置では、スロットルボディのフランジをエアクリーナケースとインテークマニホールドで直接挟持し、着脱自在に固着している。

特開２００２－２３５６１７号公報

特許文献１の吸気装置では、エアクリーナケースとインテークマニホールドとの間にスロットルボディが挟まれている状態で、スロットルボディのフランジがエアクリーナケースとインテークマニホールドによって強く締め付けられることによって、スロットルボディ全体に均一に締結力が作用しないことがあった。そのため、スロットルボディが歪んでしまうことがあった。例えば、スロットルボディに対してエアクリーナケースとインテークマニホールドを組み付ける際にボア部に力がかかってそれらが歪んでしまうことがあった。そこで本明細書は、スロットルボディが歪むことを抑制することができる技術を提供する。

本明細書に開示する吸気装置は、スロットルバルブを備えているスロットルボディと、前記スロットルボディの一方側に配置されている吸気ダクトと、前記スロットルボディの他方側に配置されているインテークマニホールドと、を備えていてもよい。前記吸気ダクトは、前記スロットルボディ側の端部から周囲に突出している第１フランジ部を備えていてもよい。前記インテークマニホールドは、前記スロットルボディ側の端部から周囲に突出している第２フランジ部を備えていてもよい。前記スロットルボディの周囲において前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との間に複数のスペーサが設けられていてもよい。前記吸気ダクトと前記インテークマニホールドとの間に前記スロットルボディが挟まれている状態で、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とが複数の前記スペーサを介して締結されていてもよい。

この構成によれば、吸気ダクトとインテークマニホールドとの間に複数のスペーサが設けられることによって、吸気ダクトとインテークマニホールドとの間に挟まれているスロットルボディに締結による局所的な力が作用することを抑制することができる。スロットルボディ全体に締結力が均一に作用する。また、スロットルボディに締結部分が無いので例えばインテークマニホールドのスロットルボディ側の面の平面度が悪い場合でもその影響がスロットルボディに直接伝わらない。これによって、スロットルボディが歪むことを抑制することができる。

前記吸気ダクトと前記スロットルボディとの間にガスケットが配置されていてもよい。この構成によれば、吸気ダクトとスロットルボディの間の気密性を高めることができ、スロットルボディよりも上流側（吸気ダクト側）の吸気通路に外部から空気が流入すること、及び吸気通路から空気が外部に流出することを抑制することができる。

前記スロットルボディが樹脂製であってもよい。スロットルボディが樹脂製であるとスロットルボディが歪み易くなるが、複数のスペーサが存在することによってスロットルボディの歪みを抑制することができる。また、スロットルボディに締結部分が無いので例えばインテークマニホールドのスロットルボディ側の面の平面度が悪い場合でもその影響がスロットルボディに直接伝わらない。

前記スロットルボディに中空部が形成されていてもよい。複数の前記スペーサの少なくとも１つが前記中空部に配置されていてもよい。この構成によれば、スロットルボディを軽量化することができる。また、例えば、スロットルボディのモータ部とボア部の間に中空部が形成されており、その中空部にスペーサが配置されていてもよい。この構成によれば、スロットルボディの重心付近で吸気ダクトとインテークマニホールドとを締結することができ、スロットルボディの耐久性を向上させることができる。

実施例に係る吸気装置を模式的に示す図である。実施例に係る吸気装置の吸気ダクト側から視た斜視図である。実施例に係る吸気装置の吸気ダクト側から視た平面図である。実施例に係る吸気装置の側面図である。実施例に係る吸気ダクトのスロットルボディ側とは反対側から視た斜視図である。実施例に係る吸気ダクトのスロットルボディ側から視た斜視図である。実施例に係るスロットルボディの吸気ダクト側から視た平面図である。実施例に係る吸気装置のインテークマニホールドから視た平面図である。実施例に係るインテークマニホールドのスロットルボディ側から視た斜視図である。

実施例に係る吸気装置について図面を参照して説明する。図１に示すように、実施例に係る吸気装置１は、エンジン２に接続されている。エンジン２は、例えば自動車に搭載されているガソリンエンジンである。吸気装置１は、吸気ダクト３０と、スロットルボディ２０と、インテークマニホールド４０とを備えている。吸気ダクト３０とインテークマニホールド４０との間にスロットルボディ２０が配置されている。インテークマニホールド４０がエンジン２に接続されている。吸気ダクト３０とスロットルボディ２０とインテークマニホールド４０とが連結されることによって吸気通路１０が構成されている。吸気ダクト３０とスロットルボディ２０とインテークマニホールド４０とが吸気通路１０の上流側から下流側に向かって順に配置されている。エンジン２に吸入される空気が吸気通路１０を流れる。エンジン２には排気ダクト８０も接続されている。排気ダクト８０は、エンジン２から排出されるガスが流れる排気通路１１を構成する。

図２から図５に示すように、吸気装置１の吸気ダクト３０は、ダクト部３１と、第１環状フランジ部３９と、複数の第１凸状フランジ部３２（第１フランジ部の一例）とを備えている。吸気ダクト３０は、例えば樹脂製又は金属製である。吸気ダクト３０のダクト部３１は、吸気通路１０の一部を構成している。エンジン２に吸入される空気がダクト部３１の内部を流れる。ダクト部３１は、略円管状であり、吸気通路１０の長手方向に延びている。なお、図面ではダクト部３１の一部のみが示されている。

吸気ダクト３０の第１環状フランジ部３９は、ダクト部３１の外周部に固定されている。第１環状フランジ部３９は、ダクト部３１の周方向に沿って延びている。第１環状フランジ部３９は、吸気通路１０の長手方向と直交する方向に突出している。第１環状フランジ部３９は、ダクト部３１の周囲に張り出している。

吸気ダクト３０の複数の第１凸状フランジ部３２は、第１環状フランジ部３９の外周部に固定されている。複数の第１凸状フランジ部３２は、第１環状フランジ部３９の周方向に沿って間隔をあけて並んでいる。各第１凸状フランジ部３２は、吸気通路１０の長手方向と直交する方向に突出している。各第１凸状フランジ部３２は、第１環状フランジ部３９の周囲に張り出している。複数の第１凸状フランジ部３２及び第１環状フランジ部３９は、吸気通路１０の長手方向における吸気ダクト３０のスロットルボディ２０側の端部に設けられている。

複数の第１凸状フランジ部３２のそれぞれにはスペーサ５０が固定されている。各スペーサ５０は、各第１凸状フランジ部３２と一体的に形成されている。各スペーサ５０は、例えば樹脂製又は金属製である。各スペーサ５０は、各第１凸状フランジ部３２のスロットルボディ２０側の端部に固定されている。各スペーサ５０は、略円筒状であり、吸気通路１０の長手方向に沿って延びている。吸気通路１０の長手方向における各スペーサ５０の端面５５は、後述するインテークマニホールド４０の第２凸状フランジ部４２に当接する。

複数の第１凸状フランジ部３２及び複数のスペーサ５０のそれぞれには挿入孔３３が形成されている。各挿入孔３３にはスリーブ５３が挿入されている。挿入孔３３とスリーブ５３がインサート成形によって一体的に形成されていてもよい。各スリーブ５３は、例えば金属製である。各スリーブ５３は、略円筒状であり、吸気通路１０の長手方向に沿って延びている。各スリーブ５３の内部にはボルト６０が挿入される。

図６に示すように、吸気ダクト３０のスロットルボディ２０側の端面３４には溝部３５が形成されている。溝部３５は環状に形成されている。溝部３５はダクト部３１の周囲に形成されている。溝部３５には環状の第１ガスケット６１が挿入されている（図６では、第１ガスケット６１を破線で示している。）。第１ガスケット６１は、吸気ダクト３０とスロットルボディ２０との間に配置される。

図２及び図７に示すように、吸気装置１のスロットルボディ２０は、ボア部２１と、スロットルバルブ２２と、ハウジング部２６とを備えている。スロットルボディ２０は、例えば樹脂製又は金属製である。ボア部２１は、吸気通路１０の一部を構成している。エンジン２に吸入される空気がボア部２１の内部を流れる。ボア部２１は、略円管状であり、吸気通路１０の長手方向に延びている。

スロットルバルブ２２は、例えばバタフライバルブである。スロットルバルブ２２は、回転軸２３と弁体２４を備えている。スロットルバルブ２２の回転軸２３は、ボア部２１に対して回転可能に設けられている。スロットルバルブ２２の弁体２４は、ボア部２１の内部（吸気通路１０）に配置されている。弁体２４は回転軸２３に固定されており、回転軸２３が回転することによって回転する。スロットルバルブ２２の回転軸２３及び弁体２４が回転することによって吸気通路１０が開閉する。スロットルバルブ２２が開状態になると、吸気通路１０を通じてエンジン２に空気が吸入される。スロットルバルブ２２が全閉状態になると、エンジン２に空気が吸入されなくなる。スロットルバルブ２２は、吸気通路１０を流れる空気の流量を制御する。

ハウジング部２６は、ボア部２１と一体的に形成されている。ハウジング部２６は、モータ部２７とギヤ部２８を備えている。モータ部２７の内部にモータ９０が配置されており、ギヤ部２８の内部に複数のギヤ９１が配置されている。ボア部２１とモータ部２７とギヤ部２８の間には中空部２９が形成されている。中空部２９に１個のスペーサ５０が配置されている。また、ハウジング部２６には複数の孔７３が形成されている。ハウジング部２６のモータ部２７とギヤ部２８のそれぞれに孔７３が形成されている。各孔７３には後述するインテークマニホールド４０の突起７２が挿入される。

モータ９０は、例えばステッピングモータ又はＤＣモータである。モータ９０は、ギヤ９１を介してスロットルバルブ２２に接続されている。モータ９０が回転すると、ギヤ９１を介してスロットルバルブ２２が回転する。モータ９０は、正転及び逆転可能に構成されている。例えばモータ９０が正転するとスロットルバルブ２２が開側に回転し、モータ９０が逆転するとスロットルバルブ２２が閉側に回転する。モータ９０の動作は例えばＥＣＵ（Engine Control Unit）によって制御される。

図２、図８及び図９に示すように、インテークマニホールド４０は、マニホールド部４１と、第２環状フランジ部４９と、複数の第２凸状フランジ部４２（第２フランジ部の一例）と、複数の第３凸状フランジ部７１とを備えている。インテークマニホールド４０は、例えば樹脂製又は金属製である。インテークマニホールド４０のマニホールド部４１は、吸気通路１０の一部を構成している。エンジン２に吸入される空気がマニホールド部４１の内部を流れる。マニホールド部４１は、略円管状であり、吸気通路１０の長手方向に延びている。なお、図面ではマニホールド部４１の一部のみが示されている。

インテークマニホールド４０の第２環状フランジ部４９は、マニホールド部４１の外周部に固定されている。第２環状フランジ部４９は、マニホールド部４１の周方向に延びている。第２環状フランジ部４９は、吸気通路１０の長手方向と直交する方向に突出している。第２環状フランジ部４９は、マニホールド部４１の周囲に張り出している。

インテークマニホールド４０の複数の第２凸状フランジ部４２及び複数の第３凸状フランジ部７１は、第２環状フランジ部４９の外周部に固定されている。複数の第２凸状フランジ部４２は、第２環状フランジ部４９の周方向に沿って間隔をあけて並んでいる。各第２凸状フランジ部４２は、吸気通路１０の長手方向と直交する方向に突出している。各第２凸状フランジ部４２は、第２環状フランジ部４９の周囲に張り出している。複数の第２凸状フランジ部４２及び第２環状フランジ部４９は、吸気通路１０の長手方向におけるインテークマニホールド４０のスロットルボディ２０側の端部に設けられている。

複数の第２凸状フランジ部４２のそれぞれには挿入孔４３が形成されている。各挿入孔４３には丸型のナット４６が挿入されて固定されている。挿入孔４３とナット４６がインサート成形によって一体的に形成されていてもよい。また、ナット４６が挿入孔４３に圧入されていてもよい。各ナット４６は、例えば樹脂製又は金属製である。各ナット４６は、略円筒状であり、吸気通路１０の長手方向と同じ方向に延びている。各ナット４６にはボルト６０が締結される。

複数の第３凸状フランジ部７１のそれぞれに突起７２が設けられている。複数の突起７２のそれぞれは、スロットルボディ２０側に突出している。各突起７２は、スロットルボディ２０のハウジング部２６に形成されている各孔７３に挿入される。インテークマニホールド４０の各突起７２がスロットルボディ２０の各孔７３に挿入されることによって、スロットルボディ２０とインテークマニホールド４０との相対的な回転が規制される。各突起７２と各孔７３によって回転規制機構が構成されている。

インテークマニホールド４０のスロットルボディ２０側の端面４４には溝部４５が形成されている。溝部４５は環状に形成されている。溝部４５はマニホールド部４１の周囲に形成されている。溝部４５には環状の第２ガスケット６２が挿入されている（図９では、第２ガスケット６２を破線で示している。）。第２ガスケット６２は、インテークマニホールド４０とスロットルボディ２０との間に配置される。

以上、実施例に係る吸気装置１について説明した。上記の説明から明らかなように、吸気装置１は、スロットルボディ２０と、スロットルボディ２０の一方側に配置されている吸気ダクト３０と、スロットルボディ２０の他方側に配置されているインテークマニホールド４０とを備えている。吸気ダクト３０は、スロットルボディ２０側の端部から周囲に突出している複数の第１凸状フランジ部３２を備えている。インテークマニホールド４０は、スロットルボディ２０側の端部から周囲に突出している複数の第２凸状フランジ部４２を備えている。スロットルボディ２０の周囲において複数の第１凸状フランジ部３２のそれぞれと複数の第２凸状フランジ部４２のそれぞれとの間にスペーサ５０がそれぞれ設けられている。吸気ダクト３０とインテークマニホールド４０との間にスロットルボディ２０が挟まれている状態で吸気ダクト３０の複数の第１凸状フランジ部３２のそれぞれとインテークマニホールド４０の複数の第２凸状フランジ部４２のそれぞれとが複数のスペーサ５０のそれぞれを介して締結されている。

上記の構成によれば、複数のスペーサ５０によって吸気ダクト３０とインテークマニホールド４０の間の距離を均一にすることができる。そのため、吸気ダクト３０とインテークマニホールド４０の間に挟まれているスロットルボディ２０全体に締結力が均一に作用する。また、スロットルボディ２０にボルトによる締結部分が無いので例えばインテークマニホールド４０のスロットルボディ２０側の面の平面度が悪い場合でもその影響がスロットルボディ２０に直接伝わらない。これによって、スロットルボディ２０が歪むことを抑制することができる。

上記の吸気装置１では、複数の第１凸状フランジ部３２のそれぞれと複数の第２凸状フランジ部４２のそれぞれとがボルト６０によってそれぞれ締結されている。吸気ダクト３０とインテークマニホールド４０がボルトによって締結される場合はボルトの近傍に大きな締結力が作用することがある。しかしながら、上記の構成によれば、複数のスペーサ５０が存在することによってスロットルボディ２０全体に締結力が均一に作用するので、ボルト６０によって締結されてもスロットルボディ２０の歪みを抑制することができる。また、スロットルボディ２０に締結部分が無いので例えばインテークマニホールド４０のスロットルボディ２０側の面の平面度が悪い場合でもその影響がスロットルボディ２０に直接伝わらない。

また、上記の吸気装置１では、複数のスペーサ５０のそれぞれが、ボルト６０が挿入される挿入孔３３を備えている。この構成によれば、ボルト６０をスペーサ５０に挿入し易くすることができ、吸気ダクト３０とインテークマニホールド４０をボルト６０によってスムーズに締結することができる。

また、上記の吸気装置１では、吸気ダクト３０とスロットルボディ２０との間に第１ガスケット６１が配置されている。この構成によれば、吸気ダクト３０とスロットルボディ２０との間の気密性を高めることができる。そのため、スロットルボディ２０よりも上流側（吸気ダクト３０側）の吸気通路１０に外部から空気が流入すること、及び吸気通路１０から外部に空気が流出することを抑制することができる。

また、上記の吸気装置１は、スロットルボディ２０とインテークマニホールド４０との相対的な回転を規制する回転規制機構を備えている。回転規制機構は、スロットルボディ２０に形成されている複数の孔７３と、インテークマニホールド４０のスロットルボディ２０側の端部からスロットルボディ２０側に突出する複数の突起７２とを備えている。複数の孔７３のそれぞれに複数の突起７２のそれぞれが挿入されることによってスロットルボディ２０とインテークマニホールド４０との相対的な回転が規制される。この構成によれば、スロットルボディ２０とインテークマニホールド４０との位置ずれを抑制することができる。また、スロットルボディ２０とインテークマニホールド４０を組み立てる際に、スロットルボディ２０の複数の孔７３にインテークマニホールド４０の複数の突起７２を挿入するだけで両者の位置合わせをすることができる。

また、上記の吸気装置１では、スロットルボディ２０が樹脂製である。スロットルボディ２０が樹脂製であるとスロットルボディ２０が歪み易くなるが、スペーサ５０が存在することによってスロットルボディ２０の歪みを抑制することができる。また、スロットルボディ２０に締結部分が無いので例えばインテークマニホールド４０のスロットルボディ２０側の面の平面度が悪い場合でもその影響がスロットルボディ２０に直接伝わらない。

また、上記の吸気装置１では、スロットルボディ２０に中空部２９が形成されている。スペーサ５０が中空部２９に配置されている。この構成によれば、中空部２９を設けることによってスロットルボディ２０を軽量化することができる。

以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上記の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

（他の実施例）
（１）上記の実施例では、スペーサ５０が吸気ダクト３０の第１凸状フランジ部３２に固定されていたが、他の実施例では、スペーサ５０が吸気ダクト３０の第１凸状フランジ部３２から分離されていてもよい。すなわち、スペーサ５０と、吸気ダクト３０の第１凸状フランジ部３２とが別体で構成されていてもよい。また、更に他の実施例では、スペーサ５０がインテークマニホールド４０の第２凸状フランジ部４２に固定されていてもよい。

（２）上記の実施例では、第２凸状フランジ部４２に形成されている挿入孔４３にナット４６が挿入されていたが、他の実施例では、ナット４６が無くてもよい。この場合は、第２凸状フランジ部４２に形成されている挿入孔４３に雌ネジが形成されていてもよい。挿入孔４３の雌ネジにボルト６０が締結されていてもよい。

（３）上記の実施例では、スロットルボディ２０に複数の孔７３が形成されており、インテークマニホールド４０に複数の突起７２が設けられていたが、他の実施例では、スロットルボディ２０に複数の突起７２が設けられており、インテークマニホールド４０に複数の孔７３が形成されていてもよい。スロットルボディ２０の複数の突起７２がインテークマニホールド４０の複数の孔７３に挿入されることによって、スロットルボディ２０とインテークマニホールド４０との相対的な回転が規制されてもよい。また、スロットルボディ２０における複数の孔７３又は複数の突起７２の位置は特に限定されるものではない。また、インテークマニホールド４０における複数の突起７２又は複数の孔７３の位置は特に限定されるものではない。

（４）他の実施例では、吸気装置１が、スロットルボディ２０とインテークマニホールド４０との相対的な回転を規制する回転規制機構だけでなく、スロットルボディ２０と吸気ダクト３０との相対的な回転を規制する第２の回転規制機構を備えていてもよい。

（５）上記の実施例では、吸気ダクト３０の第１凸状フランジ部３２とインテークマニホールド４０の第２凸状フランジ部４２との間にスペーサ５０が設けられていたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、例えば吸気ダクト３０の第１環状フランジ部３９と、インテークマニホールド４０の第２環状フランジ部４９との間にスペーサ５０が設けられていてもよい。その場合は、第１凸状フランジ部３２と第２凸状フランジ部４２が無くてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１：吸気装置、２：エンジン、１０：吸気通路、１１：排気通路、２０：スロットルボディ、２１：ボア部、２２：スロットルバルブ、２３：回転軸、２４：弁体、２６：ハウジング部、２７：モータ部、２８：ギヤ部、２９：中空部、３０：吸気ダクト、３１：ダクト部、３２：第１凸状フランジ部、３３：挿入孔、３９：第１環状フランジ部、４０：インテークマニホールド、４１：マニホールド部、４２：第２凸状フランジ部、４３：挿入孔、４６：ナット、４９：第２環状フランジ部、５０：スペーサ、５３：スリーブ、６０：ボルト、６１：第１ガスケット、６２：第２ガスケット、７１：第３凸状フランジ部、７２：突起、７３：孔、８０：排気ダクト、９０：モータ、９１：ギヤ

Claims

スロットルバルブを備えているスロットルボディと、
前記スロットルボディの一方側に配置されている吸気ダクトと、
前記スロットルボディの他方側に配置されているインテークマニホールドと、を備えており、
前記吸気ダクトは、前記スロットルボディ側の端部から周囲に突出している第１フランジ部を備えており、
前記インテークマニホールドは、前記スロットルボディ側の端部から周囲に突出している第２フランジ部を備えており、
前記スロットルボディの周囲において前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との間に複数のスペーサが設けられており、
前記吸気ダクトと前記インテークマニホールドとの間に前記スロットルボディが挟まれている状態で、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とが複数の前記スペーサを介して締結されている、吸気装置。
請求項１に記載の吸気装置であって、
前記吸気ダクトと前記スロットルボディとの間にガスケットが配置されている、吸気装置。
請求項１又は２に記載の吸気装置であって、
前記スロットルボディが樹脂製である、吸気装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の吸気装置であって、
前記スロットルボディは、ボア部と、前記ボア部と一体的に形成されているハウジング部と、を備えており、
前記ハウジング部は、モータ部とギヤ部を備えており、
前記ボア部と前記モータ部と前記ギヤ部の間に複数の前記スペーサの少なくとも１つが配置されている、吸気装置。