JPH0932590A - 内燃機関のスロットルバルブ装置 - Google Patents
内燃機関のスロットルバルブ装置Info
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Abstract
ら、スロットルボディの樹脂化を可能にする。 【解決手段】 スロットルボディ11を、樹脂の一体成
形により外管15内に内管16を同心状に配置した二重
管構造に形成し、内管16内にスロットルバルブ18を
組み込む。また、外管15と内管16との間の空間を全
周にわたって隔壁19で仕切り、その上流側空間20を
上流側からの水分を塞き止める塞き止め凹部20とする
一方、下流側空間21を隙間29を介してサージタンク
13に臨ませ、サージタンク13内で結露した水分を下
流側空間21で塞き止めるようにする。また、上流側空
間20→空気流入口22→囲壁24内の空間→空気流出
口23→下流側空間21の経路で空気が流れるバイパス
空気通路27を形成し、このバイパス空気通路27にI
SCバルブ28を設ける。
Description
バルブの上流側から吸気管の内周面を伝わってくる水分
によるスロットルバルブの凍結を防止する機能を備えた
内燃機関のスロットルバルブ装置に関するものである。
防止構造は、図7に示すように、冬季にスロットルバル
ブ1の上流側から吸気管2の内周面を伝わってくる水分
がスロットルバルブ1で塞き止められて凍結することを
防止するために、スロットルボディ3にエンジン冷却温
水を通す温水通路4を形成し、この温水通路4内にエン
ジン冷却温水を導入することで、スロットルボディ3を
暖めてスロットルバルブ3の凍結を防止するようにして
いる。
来構成では、スロットルボディ3の温水通路4の入口パ
イプ5とエンジン冷却系とをパイプやホース等で連結す
る必要があり、空きスペースの少ないエンジンルーム内
への組付けが面倒であるばかりか、パイプやホース等の
部品コストも高くつくという欠点がある。しかも、エン
ジン停止後の放置時間が長くなるに従って、エンジン冷
却水が放熱により温度低下するため、長時間放置された
車両については、エンジン冷却水による凍結防止が全く
機能しなくなる欠点もある。
低減や他部品との一体化を狙って、スロットルボディ3
を樹脂化することが考えられている。しかし、樹脂は熱
伝導率が低いため、スロットルボディ3を樹脂で形成す
ると、寒冷地では、エンジン冷却水を導入しただけで
は、スロットルボディ3を氷点以上に暖めることは困難
であり、スロットルバルブ3の凍結を防止しきれない。
ロットルボディにエンジン冷却水を導入せずにスロット
ルバルブの凍結を防止する構造が記載されているが、こ
のものは、スロットルボディの下流側に連結されたサー
ジタンク(コモンチャンバ)内で結露した水分によるス
ロットルバルブの凍結を防止するために、スロットルボ
ディの下流側フランジとサージタンクとの連結部分にサ
ージタンク側が低くなる段差部を形成し、サージタンク
内で結露した水分がスロットルボディ側に流れ込まない
ようにしている。この凍結防止構造は、EGR付きエン
ジンの場合にサージタンク内で結露する水分が多くなる
ことに対処したものであるが、スロットルバルブの上流
側から空気の流れに沿って吸気管の内周面を伝わってく
る水分に対しては全く効果がない。通常のエンジンで
は、スロットルバルブの上流側から入ってくる水分が問
題になり、この水分による凍結防止を如何に図るかが近
年の重要な技術的課題となっている。
たものであり、従ってその目的は、エンジン冷却水をス
ロットルボディに導入しなくても、上流側からの水分に
よるスロットルバルブの凍結を防止できると共に、組付
性向上、部品点数削減、樹脂化の要求も満たすことがで
きる内燃機関のスロットルバルブ装置を提供することに
ある。
に、本発明の請求項1の内燃機関のスロットルバルブ装
置は、管状のスロットルボディ内に吸入空気量を制御す
るスロットルバルブを開閉可能に設けたものにおいて、
前記スロットルボディ内周部の少なくとも下部に、前記
スロットルバルブの上流側から吸気管内周面を伝わって
くる水分を塞き止めるコの字状の塞き止め凹部を形成
し、この塞き止め凹部の開口を前記スロットルバルブの
下流側から上流側に向けて臨ませた構成としたものであ
る。
から吸気管内周面を伝わってくる水分が、スロットルボ
ディ内周部の少なくとも下部に形成されたコの字状の塞
き止め凹部で塞き止められ、空気の流れに抗してそこに
溜めることができ、該水分がスロットルバルブに到達す
ることが防がれる。このため、冬季にスロットルボディ
にエンジン冷却水を導入しなくても、塞き止め凹部で塞
き止められ溜められた水分がそこで凍結するだけであ
り、スロットルバルブの凍結が防がれる。
を、外管内に内管を配置した二重管構造とし、前記内管
で吸気通路を形成してその内部にスロットルバルブを配
置すると共に、前記外管と前記内管との間の空間を全周
にわたって隔壁で仕切ってその上流側空間を塞き止め凹
部として機能させる構成としている。
全周にわたって塞き止め凹部が上流側に向けて形成され
るため、スロットルバルブの上流側から吸気管内周面を
伝わってくる水分が一層確実に塞き止め凹部で塞き止め
られる。また、スロットルボディが二重管構造であれ
ば、スロットルボディの成形も容易である。
との間に前記隔壁で仕切られた下流側空間の開口を前記
スロットルバルブの下流側に臨ませた構成としている。
この構成では、スロットルボディの下流側の空気通路
(サージタンク)内で結露した水分がスロットルボディ
側に伝ってきたとしても、その水分が下流側空間で塞き
止められ、スロットルバルブに到達することが防がれ
る。
との間に前記隔壁で仕切られた上流側空間と下流側空間
とを連通させるバイパス空気通路を形成し、このバイパ
ス空気通路を通過する空気流量を調整するバイパス空気
流量調整手段を設けた構成としている。
き止め凹部とバイパス空気通路との双方を形成すること
ができ、これらを一体成形し易い構造となる。そして、
バイパス空気通路を通過する空気流量を調整するバイパ
ス空気流量調整手段は、アイドルスピードコントロール
バルブ(ISCバルブ)或はバイパス空気通路面積をマ
ニュアル調整するバイパススクリューのいずれであって
も良い。ここで、ISCバルブは、アイドル運転時にア
イドル回転数を安定させるためにバルブ開度がアクチュ
エータでフィードバック制御され、バイパススクリュー
は、工場でアイドル回転数を初期設定するとき、或は、
吸気中の汚れの付着等によりスロットルバルブ全閉状態
での吸気量(通気面積)が経時的に低下したときに、バ
イパス空気通路面積をマニュアル調整するのに用いられ
る。
との間に前記隔壁で仕切られた下流側空間に吸気管圧力
センサの圧力検出部を配置している。これにより、隔壁
で仕切られた下流側空間を吸気管圧力センサの圧力検出
部の配置スペースとしても利用でき、圧力検出部の配置
スペースを別途設ける必要がない。
記吸気管圧力センサの圧力検出部に対向する位置にパー
ジ孔を形成した構成となっている。この構成では、隔壁
のパージ孔を通過した空気流が吸気管圧力センサの圧力
検出部に向かって流れる。これにより、吸気管圧力セン
サの圧力検出部が絶えず空気流にさらされて、吸気管圧
力センサの圧力検出部への異物の付着が防止され、異物
付着による吸気管圧力の検出精度の低下が抑えられる。
ィを樹脂で一体成形した構成としている。前述したよう
に、本発明は、スロットルバルブの上流側から入ってく
る水分を塞き止め凹部で塞き止めることで、スロットル
バルブの凍結を防ぐため、スロットルボディをエンジン
冷却水で暖める必要がなく、熱伝導率が低い材料である
樹脂でスロットルボディを一体成形しても、凍結防止性
能を何等損なうことはない。
図1乃至図3に基づいて説明する。スロットルボディ1
1は、ゴムダクトからなる吸気管12の下流にバンド
(図示せず)等で固定され、吸気管12の上流部にはエ
アクリーナ(図示せず)が装着されている。一方、スロ
ットルボディ11の下流側にはサージタンク13がシー
ル材10を挟んでボルト(図示せず)等で連結され、こ
のサージタンク13から吸気マニホールド14を通して
エンジン(図示せず)の各気筒に吸入空気が導入され
る。
る樹脂の一体成形により外管15内にそれより少し短い
内管16を同心状に配置した二重管構造に形成され、内
管16で吸気通路が形成されてその中央部に軸17を介
してスロットルバルブ18が組み込まれている。更に、
外管15と内管16との間の空間がそのほぼ中央で全周
にわたって隔壁19で仕切られ、この隔壁19の上流側
空間20が吸気管12の内周面を伝わってくる水分を塞
き止める塞き止め凹部20となっている。尚、外管15
と内管16の上流側端面部は、吸入空気の通風抵抗を少
なくするために、アール形状(丸みのある形状)に形成
され、内管16の上流側端面部が外管15の上流側端面
部よりも下流側にずらされている。これにより、塞き止
め凹部20の空間をかせぐとともに、必要以上に内管1
6を上流部に突出させることを避け、材料の節減を図っ
ている。
9で仕切られた上流側空間20(塞き止め凹部)と下流
側空間21には、それぞれ外管15の上壁部に空気流入
口22と空気流出口23が形成され、外管15の外周部
に空気流入口22と空気流出口23とを囲むように囲壁
24が一体形成されている。そして、この囲壁24の上
面開口部にシール材25を挟んでステップモータ26を
嵌合装着して囲壁24の上面開口部を閉鎖することで、
上流側空間20(塞き止め凹部)→空気流入口22→囲
壁24内の空間→空気流出口23→下流側空間21の経
路で空気が流れるバイパス空気通路27が形成されてい
る。
出口23に対向する位置にステップモータ26で駆動さ
れるアイドルスピードコントロールバルブ(以下「IS
Cバルブ」と略記する)28がバイパス空気流量調整手
段として設けられ、アイドル運転時に上記ISCバルブ
28の開度(つまりISCバルブ28と空気流出口23
との隙間)をステップモータ26でフィードバック制御
することにより、アイドル回転数を安定化させるように
なっている。尚、空気流出口23の上縁部は、ISCバ
ルブ28の形状に対応してテーパ状に形成され、弁座と
して機能するようになっている。
部13aの開口面積は、スロットルボディ11内の空気
通路面積である内管16の開口面積とほぼ同一になるよ
うに設定され、内管16からサージタンク13への通風
抵抗を小さくするようにしている。また、フランジ部1
3aのISCバルブ28側端面13aaは空気流出口2
3を塞ぐように設けられているので、下流側からの汚れ
がISCバルブ28に悪影響を与えない。フランジ部1
3aの重力方向側端面13abは後述する下流側空間2
1に水分を溜めるように構成されていれば良く、下流側
からの水分が隙間29を飛び越えてスロットルバルブ1
8に付着しないよう、フランジ部13aの重力方向側端
面13abを図1に示された位置より下方に形成しても
良い。
流側フランジ部13a端面との間には、全周にわたって
隙間29が形成され、バイパス空気通路27を通過した
バイパス空気が上記隙間29からサージタンク13内に
流入すると共に、サージタンク13内で結露した水分が
上記隙間29からスロットルボディ11内の下流側空間
21に流れ込んで溜められるようになっている。
トルボディ11の外周左側部には、半導体圧力センサか
らなる吸気管圧力センサ30が取り付けられ、スロット
ルボディ11内の下流側空間21の外周壁(外管15)
に形成されたセンサ導入穴31から吸気管圧力センサ3
0の圧力検出部32(圧力導入管部)が下流側空間21
内に導入され、これら圧力検出部32とセンサ導入穴3
1との間がシール材33によってシールされている。更
に、上流側空間20(塞き止め凹部)と下流側空間21
とを仕切る隔壁19には、吸気管圧力センサ30の圧力
検出部32に対向する位置に小径のパージ孔34が形成
され、このパージ孔34を通過した空気流が圧力検出部
32に向かって流れるようになっている。
11の外周右側部には、スロットルバルブ18の軸17
に連結されたスロットルレバー35が設けられ、このス
ロットルレバー35とアクセルペダル(図示せず)との
間がアクセルワイヤ(図示せず)で連結されている。こ
れにより、アクセルペダルの踏み込み量に応じてスロッ
トルレバー35が回動され、それと一体的にスロットル
バルブ18が回動される。
トルボディ11が二重管構造となっていて、スロットル
ボディ11内の全周にわたって塞き止め凹部20(上流
側空間)が上流側に向けて形成されているので、スロッ
トルバルブ18の上流側から吸気管12の内周面を伝わ
ってくる水分がスロットルボディ11に到達しても、そ
の水分が確実に塞き止め凹部20で塞き止められ、スロ
ットルバルブ18に到達することが防がれる。しかも、
スロットルボディ11内の隔壁19で仕切られた下流側
空間21の開口を隙間29を介してスロットルバルブ1
8の下流側のサージタンク13に臨ませているので、サ
ージタンク13内で結露した水分がスロットルボディ1
1側に伝ってきても、その水分が隙間29から下流側空
間21に流れ込んで溜められ、スロットルバルブ18に
到達することが防がれる。このため、従来のように冬季
にスロットルボディ11にエンジン冷却水を導入しなく
ても、塞き止め凹部20(上流側空間)と下流側空間2
1で塞き止められた水分がそこで凍結するだけであり、
スロットルバルブ18の凍結が防がれる。しかも、スロ
ットルボディ11にエンジン冷却水を導入する構成にす
る必要がないので、スロットルボディ11とエンジン冷
却系とをパイプやホース等で連結する必要が無くなり、
エンジンルーム内への組付けが著しく簡単になると共
に、部品点数削減、部品コスト削減も実現できる。
16との間に隔壁19で仕切られた塞き止め凹部20
(上流側空間)と下流側空間21とを連通させるバイパ
ス空気通路27を形成し、このバイパス空気通路27を
利用してISCバルブ28を設けるようにしたので、ス
ロットルボディ11の二重管構造を利用して、塞き止め
凹部20とISCバルブ28のバイパス空気通路27と
の双方を形成することができ、これらを一体成形し易い
構造となり、成形型の構成簡単化、成形コスト低減の要
求も満たすことができる。
27にISCバルブ28を設けたが、バイパススクリュ
ーを空気流入口22に対向させて設けるようにしても良
い。このバイパススクリューは、工場でアイドル回転数
を初期設定するとき、或は、吸気中の汚れの付着等によ
りスロットルバルブ18の全閉状態での吸気量(通気面
積)が経時的に低下したときに、それをマニュアル調整
するのに用いられる。ISCバルブ28とバイパススク
リューの双方を設けても良いし、いずれか一方のみを設
けるようにしても良い。
ィ11内の下流側空間21に吸気管圧力センサ30の圧
力検出部32を配置しているので、下流側空間21を圧
力検出部32の配置スペースとしても利用でき、圧力検
出部32の配置スペースを別途設ける必要がなく、加工
費削減が可能になると共に、吸気管圧力センサ30の組
み付けも容易である。
ける圧力検出部32に対向する位置にパージ孔34を形
成しただけで、圧力検出部32に絶えず空気流を当て
て、圧力検出部32への異物の付着を防止することがで
き、異物付着による吸気管圧力の検出精度の低下を抑え
ることができる。
は、二重管構造のスロットルボディ11内に仕切り形成
された塞き止め凹部20(上流側空間)と下流側空間2
1とによってスロットルボディ11内で水分を塞き止め
ることで、スロットルバルブ18の凍結を防ぐため、ス
ロットルボディ11をエンジン冷却水で暖める必要がな
い。このため、スロットルボディ11の形成材料に要求
される物理特性として高熱伝導性は不要となり、熱伝導
率が低い樹脂でスロットルボディ11を一体成形して
も、凍結防止性能を何等損なうことはなく、優れた凍結
防止性能を確保できる。しかも、スロットルボディ11
の樹脂化により低コスト化と軽量化が可能となり、更に
は、スロットルボディ11と吸気管12やサージタンク
13との樹脂一体化も可能となる。
トルボディ11を二重管構造にしたが、本発明の所期の
目的を達成するのに必ずしも二重管構造にする必要はな
く、例えば図4に示す本発明の第2の実施形態のよう
に、樹脂の一体成形によりスロットルボディ41の下部
のみに塞き止め凹部42を形成し、この塞き止め凹部4
2の開口をスロットルバルブ18の上流側に臨ませた構
成としても良い。
形態で設けられていたバイパス空気通路27や下流側空
間21が無く、塞き止め凹部42のみが設けられた極め
て単純な構成となっている。この構成でも、スロットル
ボディ41の下部に形成された塞き止め凹部42によっ
て上流側からの水分を塞き止めることができ、本発明の
所期の目的は達成できる。
では、樹脂の一体成形によりスロットルボディ43の全
周に塞き止め凹部44を形成し、この塞き止め凹部44
の開口をスロットルバルブ18の上流側に臨ませた構成
としている。この第3の実施形態でも、前記第1の実施
形態で設けられていたバイパス空気通路27や下流側空
間21が無い。
では、前記第1の実施形態と同じく、スロットルボディ
45を、樹脂の一体成形により外管46内にそれより短
い内管47を同心状に配置した二重管構造に形成し、外
管46と内管47との間の空間をそのほぼ中央で全周に
わたって隔壁48で仕切って、塞き止め凹部49(上流
側空間)と下流側空間50を形成している。この第4の
実施形態の特徴は、内管47の内周面を中央部から上流
側/下流側に向けて拡開するテーパ状に形成した点であ
り、これにより、水分がスロットルバルブ18に一層到
達しにくくなっている。この第4の実施形態でも、前記
第1の実施形態で設けられていたバイパス空気通路27
が無い。
ロットルボディを樹脂で形成したが、従来同様、アルミ
ニウム等の金属で形成しても良い。
間20(塞き止め凹部)→空気流入口22→囲壁24内
の空間→空気流出口23→下流側空間21の経路で空気
が流れるバイパス空気通路27を形成したが、上流側空
間20(塞き止め凹部)と下流側空間21とを仕切る隔
壁19にバイパス通気口を形成し、上流側空間20(塞
き止め凹部)→バイパス通気口→下流側空間21の経路
でバイパス空気通路を形成し、バイパス通気口の開口面
積をスライドバルブ等で調整するバイパス空気流量調整
手段を設けた構成としても良い。
SCバルブ28の駆動源として、ステップモータ26に
代えて、ロータリソレノイド、リニアソレノイド等の他
のアクチュエータを用いるようにしても良い。
の請求項1の構成によれば、スロットルボディ内周部の
少なくとも下部に塞き止め凹部を形成し、スロットルバ
ルブの上流側から吸気管内周面を伝わってくる水分を上
記塞き止め凹部で塞き止めるようにしたので、エンジン
冷却水をスロットルボディに導入しなくても、上流側か
らの水分によるスロットルバルブの凍結を防止できると
共に、スロットルボディとエンジン冷却系とをパイプや
ホース等で連結する必要が無くなり、エンジンルーム内
への組付性を向上することができると共に、部品点数削
減、部品コスト削減も実現できる。しかも、樹脂による
スロットルボディの一体成形を凍結防止性能を損なうこ
となく実現でき、スロットルボディの軽量化やコストダ
ウンの要求も満たすことができる。
を、外管内に内管を配置した二重管構造とし、スロット
ルボディ内周部の全周にわたって塞き止め凹部を形成し
たので、スロットルバルブの上流側から吸気管内周面を
伝わってくる水分を一層確実に塞き止め凹部で塞き止め
ることができて、凍結防止性能を向上できると共に、ス
ロットルボディが二重管構造であれば、スロットルボデ
ィの成形も極めて容易である。
隔壁で仕切られた下流側空間の開口をスロットルバルブ
の下流側に臨ませているので、スロットルボディの下流
側の空気通路(サージタンク)内で結露した水分を下流
側空間で塞き止めることができて、凍結防止性能を一層
向上できる。
隔壁で仕切られた上流側空間と下流側空間とを連通させ
るバイパス空気通路を形成したので、二重管構造を利用
して塞き止め凹部とバイパス空気通路との双方を形成す
ることができ、スロットルボディの構造を一層単純化す
ることができ、スロットルボディの成形性を更に向上で
きる。
隔壁で仕切られた下流側空間を吸気管圧力センサの圧力
検出部の配置スペースとしても利用するので、圧力検出
部の配置スペースを別途設ける必要がなく、加工費削減
が可能になる。
ジ孔を通過した空気流が吸気管圧力センサの圧力検出部
に向かって流れるようになっているので、吸気管圧力セ
ンサの圧力検出部への異物の付着を空気流によって防止
することができて、異物付着による吸気管圧力の検出精
度の低下を抑えることができる。
樹脂で一体成形することにより、スロットルボディの軽
量化やコストダウンが可能になると共に、他の部品との
一体成形も可能となり、一層の部品点数削減、組立性向
上も実現できる。
ィの縦断面図
ィの縦断面図
ィの縦断面図
ィの縦断面図
タンク、15…外管、16…内管、18…スロットルバ
ルブ、19…隔壁、20…塞き止め凹部(上流側空
間)、21…下流側空間、22…空気流入口、23…空
気流出口、24…囲壁、26…ステップモータ、27…
バイパス空気通路、28…ISCバルブ(バイパス空気
流量調整手段)、30…吸気管圧力センサ、32…圧力
検出部、34…パージ孔、41…スロットルボディ、4
2…塞き止め凹部、43…スロットルボディ、44…塞
き止め凹部、45…スロットルボディ、46…外管、4
7…内管、48…隔壁、49…塞き止め凹部(上流側空
間)、50…下流側空間。
Claims (7)
- 【請求項1】 管状のスロットルボディ内に吸入空気量
を制御するスロットルバルブを開閉可能に設けた内燃機
関のスロットルバルブ装置において、 前記スロットルボディ内周部の少なくとも下部に、前記
スロットルバルブの上流側から吸気管内周面を伝わって
くる水分を塞き止めるコの字状の塞き止め凹部を形成
し、この塞き止め凹部の開口を前記スロットルバルブの
下流側から上流側に向けて臨ませたことを特徴とする内
燃機関のスロットルバルブ装置。 - 【請求項2】 前記スロットルボディを、外管内に内管
を配置した二重管構造とし、前記内管で吸気通路を形成
してその内部に前記スロットルバルブを配置すると共
に、前記外管と前記内管との間の空間を全周にわたって
隔壁で仕切ってその上流側空間を前記塞き止め凹部とし
て機能させるようにしたことを特徴とする請求項1に記
載の内燃機関のスロットルバルブ装置。 - 【請求項3】 前記外管と前記内管との間に前記隔壁で
仕切られた下流側空間の開口を前記スロットルバルブの
下流側に臨ませたことを特徴とする請求項2に記載の内
燃機関のスロットルバルブ装置。 - 【請求項4】 前記外管と前記内管との間に前記隔壁で
仕切られた上流側空間と下流側空間とを連通させるバイ
パス空気通路を形成し、このバイパス空気通路を通過す
る空気流量を調整するバイパス空気流量調整手段を設け
たことを特徴とする請求項2又は3に記載の内燃機関の
スロットルバルブ装置。 - 【請求項5】 前記外管と前記内管との間に前記隔壁で
仕切られた下流側空間に吸気管圧力センサの圧力検出部
を配置したことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか
に記載の内燃機関のスロットルバルブ装置。 - 【請求項6】 前記隔壁には、前記吸気管圧力センサの
圧力検出部に対向する位置にパージ孔を形成したことを
特徴とする請求項5に記載の内燃機関のスロットルバル
ブ装置。 - 【請求項7】 前記スロットルボディを樹脂で一体成形
したことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載
の内燃機関のスロットルバルブ装置。
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