(57)【要約】【課題】スロットルバルブ下流側への付着物質があっても、その影響を除去して、スロットルバルブの円滑な動作の可能であるとともに、低開度域での高精度な吸気量制御が可能な内燃機関用吸気制御装置を提供する。【解決手段】吸気通路を備えたボディ本体１に、スロットルバルブ５が回転可能に取り付けられている。スロットルバルブ５は、スロットルボディ１の上流側に回転する側の第１外側周縁５ａとスロットルボディ１の下流側に回転する側の第２外側周縁５ｂとを有している。ボディ本体１は、スロットルバルブ５の第１外側周縁５ａに対向する球状の吸気通路の壁面と、スロットルバルブ５の第２外側周縁５ｂに対向する円筒形状の吸気通路の壁面とを備えている。【選択図】図１
2006105158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路を備えたボディ本体と、
前記ボディ本体の上流側に回転する側の第１外側周縁と前記ボディ本体の下流側に回転する側の第２外側周縁を備え、
前記吸気通路に配設された絞弁と、
前記絞弁を回転駆動するアクチュエータと、
前記絞弁の回転角度を検出するセンサと、
アクセル操作量と前記センサからの信号に基づいて前記アクチュエータの回転を制御する制御手段とを有し、
前記ボディ本体は、前記絞弁の前記第１外側周縁に対向する球状の前記吸気通路の壁面と前記絞弁の前記第２外側周縁に対向する円筒形状の前記吸気通路の壁面とを備えている内燃機関用吸気制御装置。
【請求項２】
アクチュエータの駆動によって絞弁軸に固定された絞弁を開閉して吸気通路を流れる空気を制御する電子制御式の内燃機関用吸気制御装置であって、
前記絞弁が全閉状態から所定の角度回転して前記絞弁の外側周縁が描く前記所定の角度に対応する回転軌跡に沿って、前記絞弁軸より上流側の前記絞弁外側周縁と対向する吸気通路壁面を球状にした内燃機関用吸気制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の内燃機関用吸気制御装置において、
前記絞弁の下流側には、マルチポイントタイプの燃料噴射システムが接続されることを特徴とする内燃機関用吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用吸気制御装置に係り、特に、マルチポイント燃料噴射システムに使用するに好適な内燃機関用吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関用吸気制御装置としては、例えば、特開平５−２９６０６７号公報に記載のものが知られており、この装置においては、中空のボディ本体は、吸気導管に接続される上流側入口と、吸気マニホールドに接続される下流側出口を備えている。この中空のボディ本体に、軸受により支持されたスロットルシャフトが貫通して取り付けられており、このスロットルシャフトには、スロットルバルブが取り付けられている。
【０００３】
スロットルバルブは、スロットルシャフトを回転中心として回転可能であり、上流側に向かって回転する側の第１の外側周縁と、下流側に向かって回転する側の第１の外側周縁とを備えている。一方、このスロットルバルブに対向するボディ本体の内側の吸気通路壁には、スロットルバルブの第１の外側周縁に対向する第１の壁面と、スロットルバルブの第２の外側周縁に対向する第２の壁面が形成されている。ここで、この壁面形状は、特開平５−２９６０６７号公報に記載のように、第１及び第２の壁面を球状壁面に形成することが知られている。
従って、スロットルバルブが、全閉の位置（アイドル位置）にある時は、スロットルバルブの第１の外側周縁とこの周縁に対向する第１の壁面、及びスロットルバルブの第２の外側周縁とこの周縁に対向する第２の壁面は、ほぼ接する状態にあり、僅かな間隙が形成されている。また、スロットルバルブが、全閉の位置から所定角度回転する間も、この外側周縁と壁面の距離は一定である。
【０００４】
スロットルバルブが回転すると、その回転の変位分に応じた周囲面積増加分だけ、吸気通路の開口面積が増加することになり、スロットルボディを通過する吸気量が僅かに増加することになる。スロットルバルブの回転角度が所定角度を越えると、外側周縁と対向する吸気通路の壁面が球状壁面から外れるので、スロットルバルブの回転に対して吸気通路の開口面積が急激に増加し、吸気量が急激に増加するスロットル開度に対する吸気流量の特性となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２９６０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような内燃機関用吸気制御装置をマルチポイントタイプの燃料噴射システムに採用すると、エンジンの吹き返しやＥＧＲガスやＰＣＶガス等の影響により、スロットルバルブの下流側に付着物質が付着し、スロットルバルブとボディ本体の球状壁面を塞ぐという現象が発生する。気化器やシングルポイントタイプの燃料噴射システムにおいても同様に付着物質が付着することになるが、これらにおいては、スロットルバルブの上流側から燃料であるガソリンが流入してくるため、このガソリンによって、この付着物質も洗い流されるため、スロットルバルブとボディ本体の球状壁面を塞ぐという問題はさほど生じないが、マルチポイントタイプの燃料噴射システムでは、燃料噴射弁は、スロットルバルブの下流側の吸気マニホールドに設置されるため、ガソリンによる洗い流しは不可能である。
【０００７】
マルチポイントタイプの燃料噴射システムでは、この付着物質がスロットルバルブとボディ本体の壁面の隙間に堆積する。また、この付着物質は、炭素，水素，硫黄分の合成されたタール状でものであり、温まった状態では粘性があるが、低温では固着する特性を持っているため、低温時にスロットルバルブが開き難く、スロットルバルブの円滑な動作を妨げるという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、スロットルバルブ下流側への付着物質があっても、その影響を除去して、スロットルバルブの円滑な動作の可能であるとともに、低開度域での高精度な吸気量制御が可能な内燃機関用吸気制御装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、吸気通路を備えたボディ本体と、前記ボディ本体の上流側に回転する側の第１外側周縁と前記ボディ本体の下流側に回転する側の第２外側周縁を備え、前記吸気通路に配設された絞弁と、前記絞弁を回転駆動するアクチュエータと、前記絞弁の回転角度を検出するセンサと、アクセル操作量と前記センサからの信号に基づいて前記アクチュエータの回転を制御する制御手段とを有し、 前記ボディ本体は、前記絞弁の前記第１外側周縁に対向する球状の前記吸気通路の壁面と前記絞弁の前記第２外側周縁に対向する円筒形状の前記吸気通路の壁面とを備えたものである。  
本発明では、ボディ本体は、前記絞弁の前記第１外側周縁に対向する球状の前記吸気通路の壁面と前記絞弁の前記第２外側周縁に対向する円筒形状の前記吸気通路の壁面とを備えるため、スロットルバルブの回転とともにその間隙が広がり、スロットルバルブの下流側に付着物質が堆積しても、付着物質の噛み込みの問題は発生しなくなり、スロットルバルブの円滑な動作を可能とし得るものとなる。また、絞弁低開度域での高精度の吸気量制御が可能となる。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明は、アクチュエータの駆動によって絞弁軸に固定された絞弁を開閉して吸気通路を流れる空気を制御する電子制御式の内燃機関用吸気制御装置であって、前記絞弁が全閉状態から所定の角度回転して前記絞弁の外側周縁が描く前記所定の角度に対応する回転軌跡に沿って、前記絞弁軸より上流側の前記絞弁外側周縁と対向する吸気通路壁面を球状にしたものである。  
また、前記絞弁が全閉状態から所定の角度回転して前記絞弁の外側周縁が描く前記所定の角度に対応する回転軌跡に沿って、前記絞弁軸より上流側の前記絞弁外側周縁と対向する吸気通路壁面を球状にしたため、付着物質の噛み込みの問題は発生しなくなり、スロットルバルブの円滑な動作を可能とし得るものとなる。また、絞弁低開度域での高精度の吸気量制御が可能となる。
【００１１】
上記内燃機関用吸気制御装置において、好ましくは、 前記絞弁の下流側には、マルチポイントタイプの燃料噴射システムが接続されるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、内燃機関用吸気制御装置において、スロットルバルブ下流側への付着物質があっても、その影響を除去して、スロットルバルブの円滑な動作の可能となるとともに、低開度域での高精度な吸気量制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、図面を用いて本発明の一実施例について、図１乃至図３を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例による内燃機関用吸気制御装置の要部の縦断面図である。
【００１４】
中空のボディ本体１は、吸気導管に接続される上流側入口２と、吸気マニホールドに接続される下流側出口３を備えている。この中空のボディ本体３に、図示しない軸受により支持されたスロットルシャフト４が貫通して取り付けられており、このスロットルシャフト４には、スロットルバルブ５が取り付けられている。
【００１５】
スロットルバルブ５は、スロットルシャフト４を回転中心として、矢印方向に回転可能である。図示の実線で示す状態は、スロットルバルブが全閉の状態（アイドル状態）を示している。
【００１６】
スロットルバルブ５は、上流側に向かって回転する側の第１の外側周縁５ａと、下流側に向かって回転する側の第２の外側周縁５ｂとを備えている。一方、このスロットルバルブに対向するボディ本体の内側の吸気通路壁には、スロットルバルブの第１の外側周縁５ａに対向する第１の壁面６と、スロットルバルブの第２の外側周縁５ｂに対向する第２の壁面８が形成されている。
【００１７】
第１の壁面６は、スロットルバルブ５が、実線で示す全閉の状態から、破線で示す角度θだけ回転する状態まで、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａに対向する壁面であり、この壁面の形状は、球状となっている。即ち、実線で示すアイドル位置において、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａと球状の第１の壁面６の間隙をＬとすると、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａが回転して、破線で示す位置に回転した時も、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａと球状の第１の壁面６の間隙は、Ｌのまま一定である。この間隙Ｌは、例えば、５〜１０μｍである。ここで、角度θについては、エンジンに求められる特性によって異なるが、１０゜から３５゜程度の角度範囲まで球状の壁面が形成される。なお、本実施例の要点は、この球状壁面にあるのではないので、この角度θはさほど重要なものでない。
【００１８】
また、第２の壁面８は、円筒形状である。実線で示すアイドル位置において、スロットルバルブ５の第２の外側周縁５ｂと円柱状の第２の壁面８の間隙は、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａと球状の第１の壁面６との距離Ｌと同じく、Ｌである。しかしながら、スロットルバルブ５が回転するに従って、この間隙は、次第に増加していく。
【００１９】
スロットルバルブ５の形状は、スロットルシャフト４を中心として厳密には左右対称ではないが、ほぼ同一の形状をしている。
【００２０】
エンジンからの吹き返し等による付着物質は、スロットルバルブ５の下流側の面及びこのスロットルバルブ５よりも下流側のスロットルボディ本体１の内壁面に堆積する。従来は、スロットルバルブ５の第２の外側周縁５ｂに対向するボディ本体１の壁面形状は、球状であったので、スロットルバルブの第２の外側周縁と第２の壁面の間隙は、狭いものであった。そこで、このスロットルバルブの第２の外側周縁の近傍に付着物質が堆積すると、スロットルバルブが矢印Ｘ方向に回転した時、スロットルバルブの第２の外側周縁と第２の壁面の隙に噛み込んでしまう現象が発生していた。
【００２１】
しかしながら、第２の壁面を円筒形状とすることにより、スロットルバルブ５の第２の外側周縁５ｂと円柱状の第２の壁面８の間隙は、スロットルバルブ５の回転とともに広がるため、従来発生していたような付着物質の噛み込みの問題は発生しなくなり、スロットルバルブの円滑な動作を可能とするものである。
【００２２】
図２は、本発明の一実施例による内燃機関用吸気制御装置の縦断面図であり、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００２３】
エアークリーナーを通ってきた空気は、吸気通路内壁６とスロットルバルブ５の隙間で計量され、エンジンに供給される。スロットルバルブ５は、スロットルシャフト４に固定されている。スロットルシャフト４の一端には、ギア１１が固定され、このギア１１には、ギア１０が係合している。ギア１０は、モーター９のシャフトに取り付けられている。
【００２４】
運転者１５がペダル１６を踏み込むと、ペダル１６の踏み込み量は制御装置１４によって検出され、その踏み込み量に応じて、モーター９に制御指令を出力して、モーター９を回転させる。モーター９の駆動力は、ギア１０及びギア１１によって減速されて、スロットルシャフト４に伝達され、スロットルバルブ５を所定角度回転させる。
【００２５】
スロットルシャフト４の他端には、スロットル角度センサが取り付けられており、スロットルバルブ５の回転角度を検出する。検出されたスロットルバルブ５の回転角度は、制御装置１４に取り込まれ、モーター９に与えられる制御指令にフィードバックされ、スロットルバルブ５を所定角度に回転させる。
【００２６】
また、スロットルシャフト４には、スロットルスプリング１２が取り付けられており、このスロットルスプリング１２は、ギア１０，１１のバックラッシュの防止や、減速時に何らかの理由でモーターの動きが不円滑な場合にスロットルバルブを閉じるために設けられている。
【００２７】
吸気制御装置は、コンパクトに纏める必要があるため、モーターを小型化する必要があり、そのため、モーターの発生トルクは低下し、スロットルバルブを動かす最小トルクしかない状況である。従って、スロットルバルブと吸気通路の内壁にエンジンの付着物質が付着して噛み込みが発生するような状況では、この噛み込みによるスロットルバルブの開きの不具合が発生しやすくなるが、上述したようにスロットルバルブの第２の外側周縁に対向するボディ本体の壁面を円筒形状とすることにより、かかる噛み合いの問題を除去でき、モーターによりスロットルバルブを駆動する電子制御スロットルにおいても、小形モーターを用いてスロットルバルブの円滑な制御が可能となる。
【００２８】
次に、図３を用いて、スロットルバルブの開度に対するスロットルバルブ通過空気量の関係について説明する。図３は、本発明の一実施例及び従来例による内燃機関用吸気制御装置におけるスロットルバルブの開度に対するスロットルバルブ通過空気量の関係を示す図である。
【００２９】
図３において、実線で示す直線Ｏは、従来のスロットルバルブの開度変化に対して、スロットルバルブ通過空気量が直線的に変化する内燃機関用吸気制御装置の例であり、比較のために示している。
【００３０】
破線で示す曲線Ｐは、従来のスロットルバルブの第１及び第２の外側周縁に対向するボディ本体の壁面がそれぞれ球状のものの例であり、スロットルバルブ開度が０度からθ度までは、スロットルバルブ開度の変化に応じて、スロットルバルブ通過空気量が僅かずつ増加する特性であり、角度θを越えると増加割合が急激に増加する特性である。
【００３１】
それに対して、一点鎖線で示す曲線Ｑが、本発明の一実施例による内燃機関用吸気制御装置のスロットルバルブの開度変化に対して、スロットルバルブ通過空気量が直線的に変化する内燃機関用吸気制御装置の特性である。ボディ本体の一方の壁面は球状であるが、他方は円筒形状であるため、曲線Ｐに比べて、スロットルバルブの開度０からθまでのスロットルバルブ通過空気量の変化割合が大きくなっている。従って、曲線Ｐで示す従来の内燃機関用吸気制御装置に比べて、加速性能が向上している。しかも、付着物質の噛み込みの問題も発生せず、円滑なスロットルバルブの動きが実現するものである。
【００３２】
なお、２点鎖線で示す曲線Ｒについては、他の実施例に関するものであり、後述する。
【００３３】
次に、本発明の他の実施例について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、本発明の他の実施例による内燃機関用吸気制御装置の要部の縦断面図であり、図５は、図４のＰ矢視図である。
【００３４】
中空のボディ本体１は、吸気導管に接続される上流側入口２と、吸気マニホールドに接続される下流側出口３を備えている。この中空のボディ本体３に、図示しない軸受により支持されたスロットルシャフト４が貫通して取り付けられており、このスロットルシャフト４には、スロットルバルブ５が取り付けられている。
【００３５】
スロットルバルブ５は、スロットルシャフト４を回転中心として、矢印方向に回転可能である。図示の実線で示す状態は、スロットルバルブが全閉の状態（アイドル状態）を示している。
【００３６】
スロットルバルブ５は、上流側に向かって回転する側の第１の外側周縁５ａと、下流側に向かって回転する側の第２の外側周縁５ｂとを備えている。一方、このスロットルバルブに対向するボディ本体の内側の吸気通路壁には、スロットルバルブの第１の外側周縁５ａに対向する第１の壁面６と、スロットルバルブの第２の外側周縁５ｂに対向する第２の壁面８が形成されている。
【００３７】
第１の壁面６は、スロットルバルブ５が、実線で示す全閉の状態から、破線で示す角度θだけ回転する状態まで、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａに対向する壁面であり、この壁面の形状は、球状となっている。即ち、実線で示すアイドル位置において、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａと球状の第１の壁面６の間隙をＬ１とすると、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａが回転して、破線で示す位置に回転した時も、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａと球状の第１の壁面６の間隙は、Ｌ１のまま一定である。
【００３８】
ここで、この間隙Ｌ１は、例えば、５０〜１００μｍであり、図１に示す実施例に比べて広くなっている。即ち、上述したように角度θは、エンジンに求められる特性によって異なるが、３０゜前後である。そして、エンジンの吹き返しやＥＧＲガスやＰＣＶガスによる付着物質は、スロットルバルブ５が、実線で示すアイドル位置では殆ど発生せず、スロットルバルブ５が図中に示す角度θ１以上で発生する。ここで、θ１は、約２０゜程度である。従って、スロットルバルブ５が開いた状態でエンジンの吹き返し等が発生すると、その付着物質は、角度θ１で示すボディ本体１のスロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａに対向する壁面６にも付着することになる。このようにして、付着物質が壁面６にも堆積した状態で、スロットルバルブ５が閉まり、矢印Ｙ方向に回転すると、堆積した付着物質とスロットルバルブが噛み合うことになる。それを避けるために、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａと球状の第１の壁面６の間隙Ｌ１を、例えば、５０〜１００μｍと広くしたものである。
【００３９】
このようにすることにより、エンジンの吹き返し等により付着物質が堆積しても、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａと球状の第１の壁面６の噛み合いを防止して、スロットルバルブの円滑な動作を可能とするものである。
【００４０】
また、第２の壁面８は、円筒形状である。実線で示すアイドル位置において、スロットルバルブ５の第２の外側周縁５ｂと円柱状の第２の壁面８の間隙は、Ｌ２である。ここで、Ｌ２は、例えば、５〜１０μｍである。しかしながら、スロットルバルブ５が回転するに従って、この間隙は、次第に増加していく。
【００４１】
スロットルバルブ５の形状は、スロットルシャフト４を中心として厳密には左右対称ではないが、ほぼ同一の形状をしている。
【００４２】
エンジンからの吹き返し等による付着物質は、スロットルバルブ５の下流側の面及びこのスロットルバルブ５よりも下流側のスロットルボディ本体１の内壁面に堆積する。従来は、スロットルバルブ５の第２の外側周縁５ｂに対向するボディ本体１の壁面形状は、球状であったので、スロットルバルブの第２の外側周縁と第２の壁面の間隙は、狭いものであった。そこで、このスロットルバルブの第２の外側周縁の近傍に付着物質が堆積すると、スロットルバルブが矢印Ｘ方向に回転した時、スロットルバルブの第２の外側周縁と第２の壁面の隙に噛み込んでしまう現象が発生していた。
【００４３】
しかしながら、第２の壁面を円筒形状とすることにより、スロットルバルブ５の第２の外側周縁５ｂと円柱状の第２の壁面８の間隙は、スロットルバルブ５の回転とともに広がるため、従来発生していたような付着物質の噛み込みの問題は発生しなくなり、スロットルバルブの円滑な動作を可能とするものである。
【００４４】
ここで、図３を用いて、本実施例における内燃機関用吸気制御装置におけるスロットルバルブの開度に対するスロットルバルブ通過空気量の関係について説明する。
【００４５】
図３において、２点鎖線で示す曲線Ｒが、本実施例による内燃機関用吸気制御装置のスロットルバルブの開度変化に対して、スロットルバルブ通過空気量が直線的に変化する内燃機関用吸気制御装置の特性である。ボディ本体の一方の壁面は球状であるが、他方は円筒形状であるため、曲線Ｐに比べて、スロットルバルブの開度０からθまでのスロットルバルブ通過空気量の変化割合が大きくなっている。また、球状壁面とスロットルバルブの外側周縁の間隙を大きくしているため、曲線Ｑに比べて、通過空気量が僅かに多くなっている。
【００４６】
従って、曲線Ｐで示す従来の内燃機関用吸気制御装置に比べて、加速性能が向上している。しかも、付着物質の噛み込みの問題も発生せず、円滑なスロットルバルブの動きが実現するものである。
【００４７】
次に、本発明のその他の実施例について、図６，図７及び図８を用いて説明する。図６は、本発明のその他の実施例による内燃機関用吸気制御装置の要部の縦断面図であり、図７は、図６のＰ矢視図である。
【００４８】
中空のボディ本体１は、吸気導管に接続される上流側入口２と、吸気マニホールドに接続される下流側出口３を備えている。この中空のボディ本体３に、図示しない軸受により支持されたスロットルシャフト４が貫通して取り付けられており、このスロットルシャフト４には、スロットルバルブ５が取り付けられている。
【００４９】
スロットルバルブ５は、スロットルシャフト４を回転中心として、矢印方向に回転可能である。図示の実線で示す状態は、スロットルバルブが全閉の状態（アイドル状態）を示している。
【００５０】
スロットルバルブ５は、上流側に向かって回転する側の第１の外側周縁５ａと、下流側に向かって回転する側の第２の外側周縁５ｂとを備えている。一方、このスロットルバルブに対向するボディ本体の内側の吸気通路壁には、スロットルバルブの第１の外側周縁５ａに対向する第１の壁面６と、スロットルバルブの第２の外側周縁５ｂに対向する第２の壁面８が形成されている。
【００５１】
第１の壁面６は、スロットルバルブ５が、実線で示す全閉の状態から、破線で示す角度θだけ回転する状態まで、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａに対向する壁面であり、この壁面の形状は、球状となっている。即ち、実線で示すアイドル位置において、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａと球状の第１の壁面６の間隙をＬ１とすると、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａが回転して、破線で示す位置に回転した時も、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａと球状の第１の壁面６の間隙は、Ｌ１のまま一定である。なお、Ｌ１は、図示していないが、図４と同じ場所を示すものである。
【００５２】
ここで、この間隙Ｌ１は、例えば、５０〜１００μｍであり、図１に示す実施例に比べて広くなっている。即ち、上述したように角度θは、エンジンに求められる特性によって異なるが、３０゜前後である。そして、エンジンの吹き返しやＥＧＲガスやＰＣＶガスによる付着物質は、スロットルバルブ５が、実線で示すアイドル位置では殆ど発生せず、スロットルバルブ５が図中に示す角度θ１以上で発生する。ここで、θ１は、約２０゜程度である。従って、スロットルバルブ５が開いた状態でエンジンの吹き返し等が発生すると、その付着物質は、角度θ１で示すボディ本体１のスロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａに対向する壁面６にも付着することになる。このようにして、付着物質が壁面６にも堆積した状態で、スロットルバルブ５が閉まり、矢印Ｙ方向に回転すると、堆積した付着物質とスロットルバルブが噛み合うことになる。それを避けるために、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａと球状の第１の壁面６の間隙Ｌ１を、例えば、５０〜１００μｍと広くしたものである。
【００５３】
このようにすることにより、エンジンの吹き返し等により付着物質が堆積しても、スロットルバルブ５の第１の外側周縁５ａと球状の第１の壁面６の噛み合いを防止して、スロットルバルブの円滑な動作を可能とするものである。
【００５４】
また、第２の壁面８は、円筒形状である。実線で示すアイドル位置において、スロットルバルブ５の第２の外側周縁５ｂと円柱状の第２の壁面８の間隙は、Ｌ２であり、このＬ２は、例えば、５〜１０μｍである。しかしながら、スロットルバルブ５が回転するに従って、この間隙は、次第に増加していく。
【００５５】
スロットルバルブ５の形状は、スロットルシャフト４を中心として厳密には左右対称ではないが、ほぼ同一の形状をしている。
【００５６】
エンジンからの吹き返し等による付着物質は、スロットルバルブ５の下流側の面及びこのスロットルバルブ５よりも下流側のスロットルボディ本体１の内壁面に堆積する。従来は、スロットルバルブ５の第２の外側周縁５ｂに対向するボディ本体１の壁面形状は、球状であったので、スロットルバルブの第２の外側周縁と第２の壁面の間隙は、狭いものであった。そこで、このスロットルバルブの第２の外側周縁の近傍に付着物質が堆積すると、スロットルバルブが矢印Ｘ方向に回転した時、スロットルバルブの第２の外側周縁と第２の壁面の隙に噛み込んでしまう現象が発生していた。
【００５７】
しかしながら、第２の壁面を円筒形状とすることにより、スロットルバルブ５の第２の外側周縁５ｂと円柱状の第２の壁面８の間隙は、スロットルバルブ５の回転とともに広がるため、従来発生していたような付着物質の噛み込みの問題は発生しなくなり、スロットルバルブの円滑な動作を可能とするものである。
【００５８】
さらに、本実施例では、スロットルバルブ５の下流側に潤滑性のある低摩擦係数の物質の塗布層２０、例えば、二硫化モリブデンを塗布してある。この塗布層２０の塗布領域は、スロットルシャフト４とボディ本体１に形成されたスロットルシャフト４の軸穴の内部領域２０ａと、スロットルバルブ５の下流側で、スロットルバルブ５の外側周縁領域２０ｂと、スロットルバルブ５の下流側で、スロットルバルブ５の外側周縁に対向するボディ本体１の内壁面の領域２０ｃである。
【００５９】
図３の曲線Ｒで示したように、スロットルバルブ５の第１の外側周縁とこれに対向するボディ本体１の内壁面の間隙Ｌ１を大きくしたため、空気量が多少多くなっている。そこで、図３の曲線Ｑで示す並の空気量を確保するため、潤滑性のある低摩擦係数の塗布層２０を塗布してある。例えば、二硫化モリブデンを溶剤で溶解した上で、上述の領域に塗布し、乾燥すると、スロットルバルブとボディ本体の内壁面の間隙はなくなるが、塗布層２０の乾燥後にスロットルバルブ２０を回転することにより、スロットルバルブとボディ本体の内壁面の間には５〜１０μｍの間隙が形成される。従って、初期時の隙間を減少させることができ、図３の曲線Ｑで示す並の空気量を確保するができる。
【００６０】
塗布層は、潤滑性のある低摩擦係数の物質を使用するため、狭い隙間に入っても、接触部に引っかかることがなく、スロットルバルブは良好な動きを示す。
【００６１】
ここで、潤滑性のある低摩擦係数の塗布層２０としては、二硫化モリブデン以外にも、黒鉛やフッ素樹脂を用いることも可能である。
【００６２】
塗布層２０の厚さは、５０μｍ乃至１００μｍ以上としている。これは、スロットルバルブ５の第１の周縁とこの第１の周縁に対向するボディ本体の間隙を５０〜１００μｍとしたことと関連しており、間隙を塞ぐことができる厚さとしている。また、この厚さを、例えば、数ｍｍのように厚くしても、塗布層が一度に剥がれ落ちてしまうため、付着物質の堆積−塗布層の剥離が繰り返されなくなるので、あまり厚くすることは効果がない。
【００６３】
また、この塗布層の塗布は、図１に示した実施例にも適用できるものであり、その時は、塗布層の厚さは、５〜１０μｍ以上あればよい。
【００６４】
さらに、潤滑性のある低摩擦係数の塗布層２０をスロットルバルブ５の下流側に塗布する利点について、図８を用いて説明する。図８は、本発明のその他の実施例による内燃機関用吸気制御装置による走行距離に対するアイドル回転数の変化を示す図である。
【００６５】
図８において、実線Ｓは、スロットルバルブの外側周縁に対向するボディ本体の壁面を球状として、二硫化モリブデンを塗布していない内燃機関用吸気制御装置を初期状態は、７５０ｒｐｍで駆動した時の走行距離に対するエンジンのアイドル回転数の変化を示す図である。図示するように、走行距離が増加するにしたがって、付着物質の影響でアイドル回転数が低下し、約５０００ｋｍ走行時には、アイドル回転数が３００回転に達し、エンジンは停止する。
【００６６】
一方、破線Ｔは、本実施例による走行距離に対するアイドル回転数の変化を示している。走行距離にして４０００ｋｍくらいまでの破線Ｔ１は、付着物質が堆積するため、吸気通路が次第に狭くなり、アイドル回転数が低下する。しかしながら、エンジンの種類や熱等の条件により一概には決まらないが、例えば、４気筒２０００ｃｃのエンジンでは、４０００ｋｍ位になると、二硫化モリブデンが表面から少しずつ剥がれ落ちる。この剥離は、ガソリンの吹き返しやエンジンオイル中の揮発性物質が、二硫化モリブデンに作用することによって生じる。塗布層である二硫化モリブデンが剥離すると同時に、この二硫化モリブデンの表面に堆積していた付着物質も剥がれ落ちる。走行距離４０００ｋｍから５０００ｋｍ程度までは、破線Ｔ２で示すように、徐々に、アイドル回転数が上昇してくる。これは、塗布層である二硫化モリブデンが剥離することによって、付着物質も剥離することによって、スロットルバルブの外側周縁とボディ本体との間隙が徐々に広がり、吸気流量が増加することによる。走行距離５０００ｋｍ以降では、初期状態と同様に、また、付着物質が徐々に堆積することによって吸入空気量が減少し、アイドル回転数が低下する。以上のような現象によって、破線Ｔで示すように、所定の走行距離毎に、アイドル回転が変位するが、エンジンに供給する空気量を初期設定した値の近傍に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施例による内燃機関用吸気制御装置の要部の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施例による内燃機関用吸気制御装置の縦断面図であり、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の一実施例及び従来例による内燃機関用吸気制御装置におけるスロットルバルブの開度に対するスロットルバルブ通過空気量の関係を示す図である。
【図４】本発明の他の実施例による内燃機関用吸気制御装置の要部の縦断面図である。
【図５】図４のＰ矢視図である。
【図６】本発明のその他の実施例による内燃機関用吸気制御装置の要部の縦断面図である。
【図７】図６のＰ矢視図である。
【図８】本発明のその他の実施例による内燃機関用吸気制御装置による走行距離に対するアイドル回転数の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…ボディ本体
２…上流側入口
３…下流側入口
４…スロットルシャフト
５…スロットルバルブ
５ａ…第１の外側周縁
５ｂ…第２の外側周縁
６…第１の壁面
８…第２の壁面
９…モーター
１０，１１…ギア
１２…スロットルスプリング
１３…スロットル角度センサ
１４…制御装置
１５…運転者
１６…ペダル
２０…塗布層
【図１】
2006105158.tif 000003
【図２】
2006105158.tif 000004
【図３】
2006105158.tif 000005
【図４】
2006105158.tif 000006
【図５】
2006105158.tif 000007
【図６】
2006105158.tif 000008
【図７】
2006105158.tif 000009
【図８】
2006105158.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月12日(2006.1.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
このモータのシャフトに取り付けられた出力ギアと、
この出力ギアを介してモータのトルクを受けるギアと、
前記モータのトルクを受けるギアが固定されたスロットルシャフトと、
このスロットルシャフトに取り付けられたスロットルバルブと、
このスロットルバルブによって通路断面積が制御される吸気通路と、
この吸気通路が形成されると共に、前記モータのトルクを受けるギアが固定された前記スロットルシャフトを支持する軸穴を備えたスロットルボディと、
前記軸穴に設けられた低摩擦係数の物質の塗布層と
を備えることを特徴とする内燃機関用吸気制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関用吸気制御装置において、
前記モータのトルクを受けるギアが固定された前記スロットルシャフトに取り付けられた前記スロットルバルブの下流側周囲及び、前記スロットルバルブが全閉状態に位置するときに対面する前記吸気通路の内周壁面に、前記モータのトルクを受けるギアが固定されたスロットルシャフトに取り付けられたスロットルバルブと前記吸気通路の内壁面との間に形成した低摩擦係数の物質の塗布層
を備えることを特徴とする内燃機関用吸気制御装置。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の内燃機関用吸気制御装置において、
前記モータのトルクを受けるギアが固定された前記スロットルシャフトに取り付けられた前記スロットルバルブの回転方向の一方側で当該スロットルバルブと対面する吸気通路壁面部に設けられた球面形状壁面部と、
前記モータのトルクを受けるギアが固定された前記スロットルシャフトに取り付けられた前記スロットルバルブの回転方向の他方側で当該スロットルバルブと対面する吸気通路壁面部に設けられた円筒形状壁面部と
を備えることを特徴とする内燃機関用吸気制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の内燃機関用吸気制御装置において、
前記モータのトルクを受けるギアが固定された前記スロットルシャフトに取り付けられた前記スロットルバルブが全閉状態に位置するときに対面する前記吸気通路の内周壁面との間の隙間は前記球面形状側の隙間より、前記円筒形状側の隙間の方が小さい
ことを特徴とする内燃機関用吸気制御装置。
【請求項５】
請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の内燃機関用吸気制御装置において、
前記モータのトルクを受けるギアが固定された前記スロットルシャフトに取り付けられた前記スロットルバルブの開度が、当該スロットルバルブの開度とアクセルの踏み込み量に応じて、前記モータにより前記複数のギアを介してフィードバック制御されることを特徴とする内燃機関用吸気制御装置。
【請求項６】
請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の内燃機関用吸気制御装置において、
前記低摩擦係数の物質の塗布層が、二硫化モリブデン、黒鉛もしくはフッ素樹脂の層であることを特徴とする内燃機関用吸気制御装置。
【請求項７】
請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の内燃機関用吸気制御装置において、
前記低摩擦係数の物質の塗布層が、厚さ５０・x ｍ乃至１００・x ｍ以上の二硫化モリブデンの層であることを特徴とする内燃機関用吸気制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、内燃機関用吸気制御装置に係り、特に、アイドル空気量制御機能を備えた内燃機関用吸気制御装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記従来技術の内燃機関用吸気制御装置では、低開度領域でスロットルバルブと吸気通路ない壁面との間に形成される空気通路断面積の変化が小さく設定できるにも拘らず、スロットルバルブをアクセルワイヤによって運転者のアクセル操作で直接開閉するため、精度の良いきめ細かな空気量の制御ができないという問題があった。また、アクセルを踏んでいないアイドル運転時の空気量制御がスロットルバルブ周囲の空気通路部へ付着物質が発生することで、経年変化を起こす問題があった。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の目的は、スロットルバルブ周囲の空気通路部へ付着する物質があっても、その影響を除去して、スロットルバルブの円滑な動作が可能であるとともに、低開度域での高精度な吸気量制御が可能な内燃機関用吸気制御装置を提供するにある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、スロットルバルブが取り付けられたスロットルシャフトにギアを固定し、モータのシャフトに取り付けた出力ギアを介してモータのトルクをスロットルシャフトに伝えるように構成し、特にギアが固定されたスロットルシャフトを支持する軸穴に低摩擦係数の物質の塗布層を設けたものである。
好適には、スロットルバルブ低開度領域において、スロットルバルブの回転方向の一方側に球面形状の壁面部を設け、他方側に円筒状の壁面部を設けたもの
である。
本発明では、スロットルシャフトを支持するスロットルボディの軸穴が初期の状態から低摩擦係数の物質の塗布層で埋められていることでスロットルバルブの円滑な動作を可能とし、モータのトルクを小さくできるので小さなモータを用いることができ、装置を小型にできる。また、低開度領域での空気流量の経年変化がもともと発生することもがなく、モータによってきめ細かい空気流量制御が可能となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】