(57)【要約】    【課題】  吸気通路の変形を抑制するとともに、軽量化が図れる内燃機関の吸気装置を提供する。    【解決手段】  ボア３０が形成されたスロットルボディ２１と、スロットルボディ２１に回転自在に支持され、ボア３０の通路の絞り制御に供されるスロットルバルブ２２と、ボア３０に連通する吸気通路４１が形成された吸気マニホールド３と、スロットルボディ２１と吸気マニホールド３のどちらか一方に突設されるとともに、雄ねじ３１ａが外周面に形成され、ボア３０と吸気通路４１との連結に供される連結管３１と、スロットルボディ２１と吸気マニホールド３とのどちらか他方に形成されるとともに、雄ねじ３１ａと螺合する雌ねじ４２ａが内周面に形成された連結管保持部４２とを備えたことを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１吸気通路が形成されたスロットルボディと、
前記スロットルボディに回転自在に支持され、前記第１吸気通路の絞り制御に供されるスロットルバルブと、
前記第１吸気通路に連通する第２吸気通路が形成された吸気部材と、
前記スロットルボディと前記吸気部材のどちらか一方に突設されるとともに、雄ねじが外周面に形成され、前記第１吸気通路と前記第２吸気通路との連結に供される連結管と、
前記スロットルボディと前記吸気装置とのどちらか他方に形成されるとともに、前記雄ねじと螺合する雌ねじが内周面に形成された連結管保持部と
を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記雄ねじが、基端側のフランク角が先端側のフランク角より小さい鋸歯ねじであることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記雄ねじが、ねじ山が断続的に形成された断続ねじであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記連結管と前記連結管保持部との間にシール部材が介装されたことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
前記スロットルボディと前記吸気部材との前記連結管回りの相対回転を規制する規制手段を備えたことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかの項に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
前記規制手段が、前記スロットルボディから延設されるとともに第１貫通孔が穿設された第１フランジと、前記吸気部材から延設されるとともに第１孔が穿設された第２フランジと、前記第１貫通孔と前記第１孔とに挿通される第１連結部材とを備え、
前記第１貫通孔と前記第１孔とは、前記スロットルボディと前記吸気部材とが連結された状態で、その軸心が一致することを特徴とする、請求項５に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項７】
前記スロットルボディは、前記スロットルバルブの駆動に供される電動モータを収容するモータ収容部と、前記電動モータの駆動力の前記スロットルバルブへの伝達に供される動力伝達機構を収容する伝達機構収容部とを備え、
前記第１貫通孔は、前記連結管の軸線方向視において、前記第１吸気通路と前記モータ収容部と前記伝達機構収容部との間に位置することを特徴とする、請求項６に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項８】
前記モータ収容部は、前記電動モータの回転軸が前記スロットルバルブの回転軸と平行になるように配置され、
前記スロットルボディは、前記モータ収容部の前記伝達機構収容部側の端部と異なる側の端部の近傍に、第２貫通孔を備えた第３フランジを備え、
前記吸気部材は、前記スロットルボディと前記吸気部材とが連結された状態で前記第２貫通孔と軸心が一致する第４貫通孔を備えた第４フランジを備え、
前記第２貫通孔と前記第４貫通孔とに、第２連結部材が挿通されることを特徴とする、請求項７に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項９】
前記スロットルボディは樹脂材料により形成されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかの項に記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気装置に係り、詳しくはスロットル装置と吸気マニホールド等の吸気部材との連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
スロットル装置の本体（以下、スロットルボディという）と吸気マニホールドとの連結にあたっては、それぞれの連結端にフランジを形成し、ガスケット等のシール部材を介装して各フランジをボルト等によって締結する方法が採られることが多い。しかしながら、スロットルボディを樹脂材料により形成した場合には、フランジ面の平面度が低いことやシール部材から反力を受けることによって締結時によりフランジが変形し、これに伴ってスロットルボディ内の吸気通路も変形する問題があった。吸気通路が変形した場合、吸気流量が当然に変化することから、最適な燃焼制御が阻害される虞があった。
【０００３】
上記した問題を解決すべく、スロットルボディの連結端に連結管を突設し、この連結管を吸気マニホールドの連結端内に挿入し、連結管外周面と吸気マニホールドの吸気通路の内周面との間にシール部材を介装して、ガスケットによる反力がフランジに伝わらないようにした連結構造が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許３６２００３４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に係る連結構造においても、スロットルボディにフランジを備え、フランジと吸気マニホールドの連結端とを当接させた状態で締結クリップにより締結しているため、フランジおよび吸気マニホールドの連結端の平面度が低い場合には締結時にフランジが変形し、スロットルボディ内の吸気通路が変形するという問題が解決されない。また、スロットルボディは、フランジを有することから径方向に大きくなり、重量が増加するとともにレイアウトが制限されるという問題がある。
【０００５】
本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであって、樹脂製スロットルボディの吸気通路の変形を抑制するとともに、軽量化が図れる内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の発明は、第１吸気通路（ボア３０）が形成されたスロットルボディ（２１）と、前記スロットルボディに回転自在に支持され、前記第１吸気通路の絞り制御に供されるスロットルバルブ（２２）と、前記第１吸気通路に連通する第２吸気通路（４１）が形成された吸気部材（吸気マニホールド３）と、前記スロットルボディと前記吸気部材のどちらか一方に突設されるとともに、雄ねじ（３１ａ）が外周面に形成され、前記第１吸気通路と前記第２吸気通路との連結に供される連結管（３１）と、前記スロットルボディと前記吸気装置とのどちらか他方に形成されるとともに、前記雄ねじと螺合する雌ねじ（４２ａ）が内周面に形成された連結管保持部（４２）とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、スロットルボディと吸気部材との結合は、連結管と連結管保持部との螺合により行われる。そのため、スロットルボディと吸気部材との結合端にフランジを設ける必要がなくなる。フランジによる締結を廃したことにより、フランジに起因する締結歪の発生を根絶することができるとともに、軽量化が図れる。
【０００８】
第２の発明は第１の発明において、前記雄ねじが、基端側のフランク角が先端側のフランク角より小さい鋸歯ねじであることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、連結管が連結管保持部から離脱する方向の荷重に対する抗力が増加され、結合状態が安定する。
【００１０】
第３の発明は第１または第２の発明において、前記雄ねじが、ねじ山が断続的に形成された断続ねじであることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、雄ねじは雌ねじとの螺合による応力を連結管の周方向に逃がすことができるため連結管および吸気通路に応力が加わることを防止することができる。
【００１２】
第４の発明は第１〜第３の発明のいずれかにおいて、前記連結管と前記連結管保持部との間にシール部材（Ｏリング４７）が介装されたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、連結管と連結通路との結合がシール部材を介して気密に行われるため、第１吸気通路と第２吸気通路との間での空気の漏れを防止することができる。また、シール部材は円管である連結管の外周部に配置されるため、連結管がシール部材の反力に抗して吸気通路の変形を抑制することができる。
【００１４】
第５の発明は第１〜第４の発明のいずれかにおいて、前記スロットルボディと前記吸気部材との前記連結管回りの相対回転を規制する規制手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、スロットルボディと吸気部材との連結管回りの相対回転が防止されるため、雄ねじと雌ねじの螺合が維持され、スロットルボディと吸気部材との結合状態が維持される。
【００１６】
第６の発明は第５の発明において、前記規制手段が、前記スロットルボディから延設されるとともに第１貫通孔（３７）が穿設された第１フランジ（フランジ３６）と、前記吸気部材から延設されるとともに第１孔（ねじ孔４５）が穿設された第２フランジ（４４）と、前記第１貫通孔と前記第１孔とに挿通される第１連結部材（ボルト４６）とを備え、前記第１貫通孔と前記第１孔とは、前記スロットルボディと前記吸気部材とが連結された状態で、その軸心が一致することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、簡潔な構成で、スロットルボディと吸気部材との連結管回りの相対回転を確実に防止することができる。
【００１８】
第７の発明は第６の発明において、前記スロットルボディは、前記スロットルバルブの駆動に供される電動モータ（２３）を収容するモータ収容部（３３）と、前記電動モータの駆動力の前記スロットルバルブへの伝達に供される動力伝達機構（２４）を収容する伝達機構収容部（３４）とを備え、前記第１貫通孔は、前記連結管の軸線方向視において、前記第１吸気通路と前記モータ収容部と前記伝達機構収容部との間に位置することを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、連結管の軸線方向視において、第１吸気通路とモータ収容部と伝達機構収容部とに囲まれた空間を利用するため、スロットルボディのコンパクト化および軽量化が図れる。また、モータ収容部と伝達機構収容部とに近接した位置に第１連結部材が設けられることになるため、電動モータおよび動力伝達機構の振動を効果的に抑制することができる。
【００２０】
第８の発明は第７の発明において、前記モータ収容部は、前記電動モータの回転軸（２３ａ）が前記スロットルバルブの回転軸（スロットルシャフト２２ａ）と平行になるように配置され、前記スロットルボディは、前記モータ収容部の前記伝達機構収容部側の端部と異なる側の端部の近傍に、第２貫通孔（５１）を備えた第３フランジ（５０）を備え、前記吸気部材は、前記スロットルボディと前記吸気部材とが連結された状態で前記第２貫通孔と軸心が一致する第４貫通孔を備えた第４フランジを備え、前記第２貫通孔と前記第４貫通孔とに、第２連結部材が挿通されることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、モータ回転軸の両端のそれぞれに近接して連結部材が設けられるため、電動モータから発生する振動を効果的に抑制することができる。
【００２２】
第９の発明は第１〜第８の発明のいずれかにおいて、前記スロットルボディは樹脂材料により形成されていることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、吸気装置の軽量化および製造コストの低減が図れる。
【発明の効果】
【００２４】
以上の構成によれば、スロットルボディに形成された第１吸気通路を変形させることなく、スロットルボディを吸気部材に連結した吸気装置を得ることができる。吸気装置の連結構造は簡潔であるため、吸気装置の軽量化、製造コストの低減および組付け作業の作業性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明を自動車用エンジンの吸気装置に適用した実施形態について詳細に説明する。図１は第１実施形態に係る吸気装置の斜視図であり、図２は第１実施形態に係る吸気装置の分解斜視図である。
【００２６】
図１および図２に示すように、第１実施形態の吸気装置１は、電子制御スロットル装置２と、電子制御スロットル装置２の下流側に連結された吸気マニホールド３とを主要構成要素とする。電子制御スロットル装置２の上流端は、図示しないエアクリーナに連通する吸気ダクト４の下流端に連結され、吸気マニホールド３の下流端は自動車用の直列４気筒ガソリンエンジン（以下、エンジンと略称する）ＥのシリンダヘッドＥ１に図示しないインジェクタベースを介して連結されている。吸気マニホールド３は樹脂材料の射出成形品である。
【００２７】
電子制御スロットル装置２は、スロットルボディ２１、スロットルバルブ２２、スロットルバルブ２２の駆動力を発生する電動モータ２３、電動モータ２３の駆動力をスロットルバルブ２２に伝達する動力伝達機構（減速機構）２４により構成されている。電動モータ２３は図示しないＥＣＵによって駆動制御され、動力伝達機構２４は電動モータ２３の駆動力をスロットルバルブ２２に伝達する。
【００２８】
図２に示すように、スロットルボディ２１は、内部に吸気通路を形成する円形断面のボア３０と、ボア３０の一端に同軸に突設された連結管３１と、ボア３０の他端に同軸に突設された吸気ダクト連結部３２と、ボア３０の外周部に突設されたモータ収容部３３および伝達機構収容部３４とを備えている。スロットルボディ２１は、樹脂材料の射出成形品である。
【００２９】
図３は、第１実施形態に係る吸気装置の要部を示す平面図であって、吸気ダクトを取り外した状態を示す。図４は図３のIV−IV断面図であり、図５は図３のV−V断面図である。図３および図４に示すように、ボア３０には、図示しない軸受を介してスロットルバルブ２２のスロットルシャフト２２ａが回転自在に軸支されている。連結管３１は、内径がボア３０の内径に等しく、外径がボア３０の外径よりも小さくなるように形成されており、その外周面には基端側のフランク角が先端側のフランク角より小さい鋸歯ねじの雄ねじ３１ａが形成されている。鋸歯ねじは、好ましくは基端側のフランク角がごく小さく（０〜３°程度）に形成されている。また、雄ねじ３１ａは、ねじ山が断続的に形成された断続ねじである。
【００３０】
吸気ダクト連結部３２は、円管形状を呈し、先端部３２ａが全周にわたって径方向外方に突出して形成されている。図１に示すように、吸気ダクト連結部３２は、吸気ダクト４の下流端の内部に挿入され、吸気ダクト４の外周部に設けられた環状のホースクランプ３５によって吸気ダクト４と締結されている。先端部３２ａは、ホースクランプ３５との間に吸気ダクト４を挟持して、吸気ダクト４の抜け止めとして作用する。
【００３１】
モータ収容部３３は、内部に電動モータ２３を収容して支持する空間を備え、支持する電動モータ２３の回転軸２３ａがスロットルシャフト２２ａと平行になるように配置されている。伝達機構収容部３４は、一端がモータ収容部３３の電動モータ２３の駆動端側に連結され、他端がボア３０のスロットルシャフト２２ａの一端が位置する部分に連結されている。伝達機構収容部３４は内部に動力伝達機構２４を支持する空間を有し、この空間内に電動モータ２３の回転軸２３ａの出力端およびスロットルシャフト２２ａの一端が延出している。動力伝達機構２４は、１つ以上の減速ギアから構成され、電動モータ２３の回転軸２３ａの出力端とスロットルシャフト２２ａの一端との間に介装され、電動モータ２３の駆動力を減速してスロットルシャフト２２ａに伝達する。
【００３２】
図３に示すように、ボア３０と、モータ収容部３３と、伝達機構収容部３４とに囲まれた部分には、フランジ３６が形成されており、フランジ３６にはボア３０の軸線方向と平行な貫通孔３７が形成されている。
【００３３】
吸気マニホールド３の吸気通路４１は円管状に形成され、スロットルボディ２１との結合端に連結管３１が挿入される円管状の連結管保持部４２が形成されている。連結管保持部４２の内周面には、連結管３１の雄ねじ３１ａと螺合する雌ねじ４２ａが形成されている。
【００３４】
図２および図５に示すように、連結管保持部４２の外周面には、径方向外方へと突設されたフランジ４４が形成されており、フランジ４４にはねじ孔４５が形成されている。スロットルボディ２１が吸気マニホールド３に結合された状態、すなわち連結管３１の雄ねじ３１ａが連結管保持部４２の雌ねじ４２ａに螺合した状態において、ねじ孔４５とスロットルボディ２１の貫通孔３７との軸線が一致するようにフランジ４４およびねじ孔４５は配置されている。
【００３５】
スロットルボディ２１と吸気マニホールド３との連結は、連結管３１と連結管保持部４２との間にＯリング４７を介装し、連結管３１の雄ねじ３１ａと連結管保持部４２の雌ねじ４２ａを螺合させることにより行われる。Ｏリング４７は、連結管３１の基端部に配置され、連結管３１の径方向において連結管３１の外周面と連結管保持部４２の内周面との間に挟持されるとともに、連結管３１の軸線方向においてボア３０の端面と雌ねじ４２ａとの間に挟持される。
【００３６】
スロットルボディ２１が吸気マニホールド３に結合された状態において、貫通孔３７およびねじ孔４５にはボルト４６が挿通され、スロットルボディ２１と吸気マニホールド３との連結管３１回りの回転が規制されている。ボルト４６とねじ孔４５との螺合は締結によりスロットルボディ２１のフランジ３６が変形しないように締結力が調整され、スロットルボディ２１と吸気マニホールド３とは緩く締結されている。
【００３７】
以上のように構成した第１実施形態の作用効果について説明する。第１実施形態における吸気装置１のスロットルボディ２１と吸気マニホールド３との締結は、連結管３１と連結管保持部４２との螺合により行われる。そのため、スロットルボディ２１および吸気マニホールド３のそれぞれの連結端に締結用フランジを設ける必要がなく、軽量化およびコンパクト化が図れる。また、締結用フランジによりスロットルボディ２１と吸気マニホールド３との締結を行わないため、フランジ面の平面度が低いことに起因する締結時のボア３０の変形が防止される。
【００３８】
連結管３１と連結管保持部４２との連結は、鋸歯ねじの螺合によって行われているため、連結管３１が連結管保持部４２から離脱する方向の荷重に対する抵抗力が大きく、連結状態が安定する。また、雄ねじ３１ａは断続ねじであるため、雄ねじ３１ａと雌ねじ４２ａとが螺合する際に雄ねじ３１ａに応力が加わりにくく、連結管３１の変形が抑制される。
【００３９】
Ｏリング４７は、ボア３０の端面に当接して配置されているため、Ｏリング４７の反力はボア３０の軸線方向に加わる。そのため、ボア３０はＯリング４７の反力に抗することができ、変形が抑制される。また、Ｏリング４７の反力は連結管３１の外周面にも加わるが、円管である連結管３１は外周面に加わる荷重に対して強いため変形が抑制され、ボア３０の変形が抑制される。
【００４０】
スロットルボディ２１が吸気マニホールド３に結合された状態において、貫通孔３７およびねじ孔４５にボルト４６が挿通されているため、スロットルボディ２１と吸気マニホールド３との相対回転が規制されている。そのため、スロットルボディ２１と吸気マニホールド３との連結状態が安定的に維持される。また、スロットルボディ２１と吸気マニホールド３とはボルト４６により緩く締結されていため、電動モータ２３より発生する振動が抑制される。貫通孔３７を有するフランジ３６は、連結管３１の軸線方向視において、ボア３０とモータ収容部３３と伝達機構収容部３４とに囲まれた空間を利用するため、スロットルボディ２１のコンパクト化および軽量化が図れる。
【００４１】
次に、第１実施形態の一部変形実施形態について説明する。図６は、第１実施形態の一部変形実施形態に係る吸気装置の要部を示す平面である。一部変形実施形態に係るスロットルボディ２１は、モータ収容部３３の駆動端側と異なる側からボア３０の外周面に延びるフランジ５０を備えており、フランジ５０のモータ収容部３３に隣接する部分に貫通孔５１が形成されている。連結管保持部４２の外周面には、径方向外方へと突設されたフランジ（図示しない）が形成されており、フランジにはねじ孔（図示しない）が形成されている。スロットルボディ２１が吸気マニホールド３に結合された状態において、ねじ孔とスロットルボディ２１の貫通孔３７との軸線が一致するようにフランジ４４およびねじ孔４５は配置されている。貫通孔３７とねじ孔にはボルトが挿入され、緩く締結される。
【００４２】
以上のような構成とすることによって、モータ収容部３３の両端付近でスロットルボディ２１が吸気マニホールド３に締結されるため、電動モータ２３の振動が効果的に抑制される。
【００４３】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、電子制御スロットル装置２の代えて、アクセルとアクセルワイヤを介して連結されたアクセルドラム６１を備えた機械式スロットル装置６０を用いる場合であって、スロットルボディにモータ収容部等を有さない場合には、図７に示すように、任意の位置に貫通孔６２が形成されたフランジ部６３を突設し、これに対応する吸気マニホールドの連結管保持部にねじ孔を備えたフランジを突設してもよい。また、貫通孔３７，５１は長穴であってもよい。その他装置の構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１実施形態に係る吸気装置の斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る吸気装置の分解斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る吸気装置の要部を示す平面図である。
【図４】第１実施形態に係る吸気装置の要部を示す縦断面図である。
【図５】図３のV−V断面図である。
【図６】第１実施形態の一部変形実施形態に係る吸気装置の要部を示す平面図である。
【図７】変形実施形態に係る吸気装置の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：吸気装置、２：電子制御スロットル装置、３：吸気マニホールド、２１：スロットルボディ、２２：スロットルバルブ、２２ａ：スロットルシャフト、２３：電動モータ、２３ａ：回転軸、２４：動力伝達機構、３０：ボア、３１：連結管、３１：雄ねじ、３３：モータ収容部、３４：伝達機構収容部、３６：フランジ、３７：貫通孔、４１：吸気通路、４２：連結管保持部、４２ａ：雌ねじ、４４：フランジ、４５：ねじ孔、４６：ボルト、４７：Ｏリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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