(57)【要約】【課題】装置の大型化を抑えつつ、凍結固着を解除するために要するアクチュエータの駆動トルクが小さくて済むように構成する。【解決手段】スロットルボア２が形成されたスロットルボディ３と、スロットルボア内に配置されたバタフライ型のスロットルバルブ４と、スロットルバルブをスロットルボディに対して回転自在に支持するスロットル軸５とを有するスロットル装置において、スロットル軸が略鉛直方向に配置され、スロットルボディにおいてスロットル軸の下端部が貫通する部分に空室１４が形成されると共に、この空室を吸気マニホールドチャンバー１５に連通させる連通路１６が形成され、内燃機関の稼動時に生じる圧力差によって、スロットルボアの底部分２ａのスロットル軸の周囲に停留した水Ｗ及び空室に進入した水が、連通路を通って吸気マニホールドチャンバー側に吸引排出されるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルボアが形成されたスロットルボディと、前記スロットルボア内に配置されたバタフライ型のスロットルバルブと、該スロットルバルブを前記スロットルボディに対して回転自在に支持するスロットル軸とを有する内燃機関のスロットル装置であって、
前記スロットル軸が略鉛直方向に配置され、前記スロットルボディにおいて前記スロットル軸の下端部が貫通する部分に空室が形成されると共に、該空室を下流側吸気装置内の下流吸気通路に連通させる連通路が形成され、内燃機関の稼動時に生じる圧力差によって、前記スロットルボアの底部分のスロットル軸の周囲に停留した水及び前記空室に進入した水が、前記連通路を通って前記下流吸気通路側に吸引排出されるようにしたことを特徴とする内燃機関のスロットル装置。
【請求項２】
前記連通路は、前記空室側の小断面部と前記下流吸気通路側の大断面部とを有し、前記小断面部が前記大断面部の側面に開口すると共に、前記大断面部が前記下流吸気通路に開放され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装置。
【請求項３】
前記大断面部の開口面が、底面側を除いて邪魔板で覆われるようにし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装置。
【請求項４】
前記スロットルボディと前記下流側吸気装置との合せ面に、前記スロットルボアの開口面と前記連通路の開口面との双方を取り囲むようにシール部材が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の内燃機関のスロットル装置。
【請求項５】
前記空室の天井面から斜め下向きに傾斜して前記連通路の上面に接続されて、前記空室の天井面から前記空室内に進入した水を前記連通路に案内する案内面が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の内燃機関のスロットル装置。
【請求項６】
前記スロットルボディは、前記下流側吸気装置に締結されるフランジ部を有し、前記スロットルボディにおける前記フランジ部と前記スロットルボアとの間に、前記下流側吸気装置との合せ面側に開口した肉抜き部が、前記スロットルボアを取り囲むように環状に形成され、前記肉抜き部を前記空室と連通させて、前記肉抜き部を前記連通路となるようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の内燃機関のスロットル装置。
【請求項７】
前記スロットルボディは合成樹脂材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の内燃機関のスロットル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気系に設けられるスロットル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸気系に設けられるスロットル装置においては、スロットルバルブやスロットル軸の周辺に停滞した水が凍結して各部材が固着する凍結固着状態が発生することがあり、このような凍結固着状態となると、スロットルバルブを開閉動作させるアクチュエータに大きな駆動トルクを必要とするため、スロットルバルブの作動不良を招く。
【０００３】
このような凍結固着によるスロットルバルブの作動不良を避けるには、スロットル装置内の可動部に停滞する水を排除すれば良く、例えば、軸受け部に隣接して形成された空室を下流吸気通路に連通させて、軸受け部の周囲に停滞する水を重力の作用で下流吸気通路に排出させるようにした技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平４−６２３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、前記の従来技術では、軸受け部の周囲に停滞する水を排除することはできるが、スロットルバルブの外周縁とスロットルボアとの間に停滞した水を排除することはできない。特にスロットルバルブの外周縁におけるスロットル軸から離れた位置で水が停滞して凍結すると、凍結固着を解除するために大きなトルクを必要とする。このため、前記の従来技術では、スロットルバルブの作動不良を十分に防止することができない。また、前記の従来技術では、スロットル軸が水平方向に配置されてその両端に空室が設けられているため、装置が大型化する問題がある。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、装置の大型化を抑えつつ、凍結固着を解除するために要するアクチュエータの駆動トルクが小さくて済むように構成された内燃機関のスロットル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、スロットルボア（２）が形成されたスロットルボディ（３）と、前記スロットルボア内に配置されたバタフライ型のスロットルバルブ（４）と、該スロットルバルブを前記スロットルボディに対して回転自在に支持するスロットル軸（５）とを有する内燃機関のスロットル装置（１）であって、前記スロットル軸が略鉛直方向に配置され、前記スロットルボディにおいて前記スロットル軸の下端部が貫通する部分に空室（１４）が形成されると共に、該空室を下流側吸気装置（吸気マニホールド７）内の下流吸気通路（吸気マニホールドチャンバー１５）に連通させる連通路（１６）が形成され、内燃機関の稼動時に生じる圧力差によって、前記スロットルボアの底部分（２ａ）のスロットル軸の周囲に停留した水（Ｗ）及び前記空室に進入した水が、前記連通路を通って前記下流吸気通路側に吸引排出されるようにした構成とする。
【０００８】
これによると、スロットル軸が略鉛直方向に配置されているため、スロットルバルブの表面に付着した水は流下してスロットルボアの底部分のスロットル軸の周囲に停滞し、ここに停留した水は、内燃機関の稼動時に生じる圧力差によって下流吸気通路側に吸引排出されるため、スロットル軸の周囲に大量の水が停滞することを回避することができる。そして、スロットル軸の周囲に僅かに残留する水が凍結して凍結固着が生じても、その凍結固着を解除するためにアクチュエータに大きな駆動トルクは必要とされず、スロットルバルブの作動不良を確実に防止することができる。
【０００９】
この場合、空室内に進入した水が停留することなく円滑に下流吸気通路側に排出され、且つ逆流が発生しないように、連通路の底面は空室の底面と同じ高さ又はそれよりも低く形成され、下流吸気通路の底面は連通路の底面よりも低く形成される。
【００１０】
前記課題を解決するためになされた第２の発明は、前記第１の発明において、前記連通路は、前記空室側の小断面部（１８）と前記下流吸気通路側の大断面部（１９）とを有し、前記小断面部が前記大断面部の側面（１９ａ）に開口すると共に、前記大断面部が前記下流吸気通路に開放された構成とする。
【００１１】
これによると、下流吸気通路の吸気に含まれるオイル粒子が連通路の小断面部及び空室に侵入することを抑制することができる。
【００１２】
この場合、連通路内の水が停留することなく円滑に下流吸気通路側に排出されるように、大断面部の底面は小断面部の底面よりも低く形成され、下流吸気通路の底面は大断面部の底面よりも低く形成される。
【００１３】
前記課題を解決するためになされた第３の発明は、前記第２の発明において、前記大断面部の開口面が、底面（１９ｂ）側を除いて邪魔板（２５）で覆われるようにした構成とする。
【００１４】
これによると、連通路の小断面部及び空室へのオイル粒子の侵入を抑制する効果をより一層向上させることができる。
【００１５】
前記課題を解決するためになされた第４の発明は、前記第１〜第３の発明において、前記スロットルボディと前記下流側吸気装置との合せ面（２６）に、前記スロットルボアの開口面と前記連通路の開口面との双方を取り囲むようにシール部材（２７）が設けられた構成とする。
【００１６】
これによると、スロットルボア及び連通路の各シールが共通のシール部材で済むため、製造コスト及び組立工数の削減を図ることができる。
【００１７】
前記課題を解決するためになされた第５の発明は、前記第１〜第４の発明において、前記空室の天井面（１４ａ）から斜め下向きに傾斜して前記連通路の上面（１８ａ）に接続されて、前記空室の天井面から前記空室内に進入した水を前記連通路に案内する案内面（２１）が設けられた構成とする。
【００１８】
これによると、空室の天井面から空室内に進入した水が確実に連通路に導かれるため、空室の下側に配置された軸受け部に水が落下することを回避することができる。
【００１９】
前記課題を解決するためになされた第６の発明は、前記第１〜第５の発明において、前記スロットルボディは、前記下流側吸気装置に締結されるフランジ部（７４）を有し、前記スロットルボディにおける前記フランジ部と前記スロットルボアとの間に、前記下流側吸気装置との合せ面（７８）側に開口した肉抜き部（７９）が、前記スロットルボアを取り囲むように環状に形成され、前記肉抜き部を前記空室と連通させて、前記肉抜き部を前記連通路となるようにした構成とする。
【００２０】
これによると、フランジ部とスロットルボアとの間に肉抜き部が介在することから、フランジ部に作用する締結力がスロットルボアに影響することを回避することができるため、スロットルボアの真円度を向上させることができる。また、スロットルボディが合成樹脂材料からなる場合には、スロットルボディにフランジ部を形成したことで発生する収縮（ひけ）の影響がスロットルボアに及ぶことを回避することができ、これによりスロットルボアの真円度を向上させることができる。
【００２１】
前記課題を解決するためになされた第７の発明は、前記第１〜第６の発明において、前記スロットルボディは合成樹脂材料からなる構成とする。
【００２２】
これによると、合成樹脂材料は濡れ性が低いため、スロットルボア内の水の停留を抑制することができる。また、合成樹脂材料は摩擦抵抗が小さいため、凍結固着の解除に要するトルクを低減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
このように本発明によれば、スロットル軸が略鉛直方向に配置されているため、スロットルバルブの表面に付着した水は流下してスロットルボアの底部分のスロットル軸の周囲に停滞し、ここに停留した水は、内燃機関の稼動時に生じる圧力差によって下流吸気通路側に吸引排出されるため、スロットル軸の周囲に大量の水が停滞することを回避することができる。そして、スロットル軸の周囲に僅かに残留する水が凍結して凍結固着が生じても、その凍結固着を解除するためにアクチュエータに大きな駆動トルクは必要とされず、スロットルバルブの作動不良を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスロットル装置を示す断面図である。
【図２】図１に示したスロットル装置の要部断面図である。
【図３】図１に示したスロットル装置の変形例を示す要部断面図である。
【図４】図１に示したスロットル装置の変形例を示す要部断面図である。
【図５】図１に示したスロットル装置のＶ−Ｖ線矢視図である。
【図６】図１に示したスロットル装置のVI−VI線矢視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るスロットル装置を示す断面図である。
【図８】図７に示したスロットル装置のVIII−VIII線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
＜第１の実施形態＞
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るスロットル装置１は、スロットルボア２が形成されたスロットルボディ３と、スロットルボア２内に配置されたバタフライ型のスロットルバルブ４と、このスロットルバルブ４をスロットルボディ３に対して回転自在に支持するスロットル軸５とを備え、吸気が略水平方向に流通する横置き配置で、且つスロットル軸５が略鉛直方向に配置されている。
【００２７】
スロットルボディ３の上流側端部は、エアクリーナーを流通した吸気を導く吸気管（上流側吸気装置）６に接続されている。スロットルボディ３の下流側端部は、吸気を各気筒に導く吸気マニホールド（下流側吸気装置）７に接続されている。
【００２８】
スロットル軸５は、上下の軸受け部８・９を介してスロットルボディ３に支持されており、電動モータ及び減速機構を備えたアクチュエータ１１により駆動される。アクチュエータ１１は、万一の被水の可能性を考慮して、スロットルボディ３の上方に配置されている。
【００２９】
このスロットル装置１においては、スロットル軸５が略鉛直方向に配置されているため、スロットルバルブ４の表面に付着した水は流下してスロットルボア２の底部分２ａのスロットル軸５の周囲に停滞し、ここで凍結固着が生じても、その凍結固着部位とスロットル軸５とが近接しているため、凍結固着を解除するために要するアクチュエータ１１の駆動トルクが小さくて済む。
【００３０】
しかしながら、スロットルボア２の底部分２ａのスロットル軸５の周囲に停留する水Ｗが大量であると、その凍結固着を解除するために相応のトルクが必要となり、凍結固着を解除するトルクを低減する上で、スロットルボア２の底部分２ａのスロットル軸５の周囲に停滞する水Ｗをできるだけ排除することが望ましい。
【００３１】
そこで、このスロットル装置１では、図２に示すように、スロットルボディ３においてスロットル軸５の下端部が貫通する部分に空室１４が形成されると共に、この空室１４を吸気マニホールド７内の吸気マニホールドチャンバー（下流吸気通路）１５と連通する連通路１６が形成されている。
【００３２】
空室１４とスロットルボア２との間には仕切壁部１３があり、この仕切壁部１３には、スロットル軸５が挿通される軸挿通孔１７が開設されている。空室１４は、スロットル軸５の全周面を露出させる態様で、下側の軸受け部９の上方に形成されている。連通路１６は、空室１４側の小断面部１８と吸気マニホールドチャンバー１５側の大断面部１９とを有し、小断面部１８が大断面部１９の側面１９ａに開口すると共に、大断面部１９が吸気マニホールドチャンバー１５に開放されている。小断面部１８は円形状の断面をなし、大断面部１９は方形状の断面をなす（図５参照）。
【００３３】
内燃機関の稼動時には、スロットルバルブ４による圧力損失によってスロットルバルブ４の上流側と下流側との間に圧力差が生じ、この圧力差によって、スロットルボア２の底部分２ａのスロットル軸５の周囲に停留した水Ｗ、及び仕切壁部１３に開設された軸挿通孔１７とスロットル軸５との間隙を通って空室１４内に進入した水が、連通路１６を介して吸気マニホールドチャンバー１５側に吸引排出される。
【００３４】
また、内燃機関の稼動中に、スロットルボア２の底部分２ａのスロットル軸５の周囲に停留した水Ｗを全て排除することができなかった場合や、内燃機関の停止後に、昇温で溶けた水が流れてきた場合には、スロットルボア２の底部分２ａのスロットル軸５の周囲に水が残留することがあるが、この場合、水は軸挿通孔１７とスロットル軸５との隙間に侵入するものの、表面張力によって空室１４側の軸挿通孔１７の開口面で止まり、空室１４内には流入しない。このため、仕切壁部１３を極力薄く（例えば２ｍｍ程度に）形成しておけば、軸挿通孔１７とスロットル軸５との隙間で水が凍結することによる固着力は小さく、小さなトルクで凍結固着を解除することができる。
【００３５】
特にここでは、空室１４の天井面１４ａから空室１４内に進入した水を連通路１６に案内する案内面２１が設けられている。この案内面２１は、空室１４の天井面１４ａから斜め下向きに傾斜して連通路１６の小断面部１８の上面１８ａに接続されている。これにより、空室１４の天井面１４ａから空室１４内に進入した水が確実に連通路１６に導かれる。
【００３６】
ここで、図３（Ａ）に示すように、案内面を設けない構成も可能であるが、この場合、空室３１の天井面３１ａから側面３１ｂを伝って流下した水が、連通路１６の小断面部１８に進入せずに、空室３１の側面３１ｂと連通路の小断面部１８の上面１８ａとが交わるエッジ部から軸受け部９に落下するおそれあり、軸受け部９への水の落下を確実に回避するには、図２に示したように案内面２１を設けた構成が望ましい。
【００３７】
また、図３（Ｂ）に示す構成も可能である。ここでは、図２に示した例と同様に、空室３２の天井面３２ａから斜め下向きに傾斜した案内面３３が形成されているが、特にここでは、案内面３３の終点が、軸受け部９を収容する軸受け収容孔３４の連通路１６側の側面３４ａに整合する位置に設定されている。図２に示した例のように、案内面２１が、軸受け収容孔３４の側面３４ａより下流側に延びた構成では、軸受け部９への水の落下を確実に回避する上で都合が良いが、案内面２１の形成のために、成型時に中子や脱型治具を必要としたり、あるいは成型後の加工を必要とするため、製造が面倒になるが、図３（Ｂ）に示す構成では、このような製造上の面倒がなく、低コスト化を図ることができる。
【００３８】
このように、スロットルボア２の底部分２ａのスロットル軸５の周囲に停留した水及び空室１４内に進入した水が、圧力差によって連通路１６を介して吸気マニホールドチャンバー１５側に吸引排出されるが、空室１４内に進入した水が停留することなく円滑に吸気マニホールドチャンバー１５側に排出され、且つ逆流が発生しないように、連通路１６の小断面部１８の底面１８ｂは空室１４の底面１４ｂと同じ高さ又はそれよりも低く形成され、連通路１６の大断面部１９の底面１９ｂは小断面部１８の底面１８ｂよりも低く形成され、吸気マニホールドチャンバー１５の底面１５ａは連通路１６の大断面部１９の底面１９ｂよりも低く形成されている。
【００３９】
また、スロットルボディ３は合成樹脂材料で形成されている。合成樹脂材料は濡れ性が低いため、スロットルボア２内の水の停留を抑制することができる。また、合成樹脂材料は摩擦抵抗が小さいため、凍結固着の解除に要するトルクを低減することができる。なお、スロットルバルブ４及びスロットル軸５は、強度及び耐久性を確保するために金属材料で形成されている。
【００４０】
ところで、吸気マニホールドチャンバー１５にはブローバイガスが導入され、吸気マニホールドチャンバー１５内の吸気は、ブローバイガスに起因するオイル粒子を含み、吸気脈動によりオイル粒子が上流側に吹き返される場合がある。このオイル粒子が空室１４に侵入すると軸受け部９の性能低下を招き、またオイル粒子が連通路１６の内面に付着することで連通路１６、特に小断面部１８の閉塞の問題を引き起こす。
【００４１】
そこで、ここでは、連通路１６の吸気マニホールドチャンバー１５側に大断面部１９を設けて空室１４側の小断面部１８を大断面部１９の側面１９ａに開口させると共に、吸気マニホールド７におけるスロットルボディ３との合せ面に、連通路１６の大断面部１９の開口面の上側部分を覆う邪魔板部２５が設けられている（図６参照）。
【００４２】
これにより、吸気マニホールドチャンバー１５内の吸気に含まれるオイル粒子が連通路１６の大断面部１９内に侵入することが邪魔板部２５で阻止される。また、オイル粒子が連通路１６の大断面部１９内に侵入しても、小断面部１８が開口する大断面部１９の側面１９ａで阻止されるため、オイル粒子が小断面部１８及び空室１４に侵入することを回避することができる。また、大断面部１９は底面１９ｂ側が開放されているため、底面１９ｂを流れる水の排出の支障とはならない。なお、邪魔板部２５をスロットルボディ３側に形成する構成も可能である。
【００４３】
ここで、図４（Ａ）に示すように、邪魔板部を設けない構成も可能である。この構成でも、連通路１６の小断面部１８が開口する大断面部１９の側面１９ａでオイル粒子が阻止されるため、小断面部１８を十分に小径に形成しておけば、オイル粒子が小断面部１８及び空室１４に侵入することを抑制することができる。
【００４４】
また、図４（Ｂ）に示すように、連通路４１を小断面部のみとして大断面部を設けない構成も可能であり、この構成では、連通路４１を十分に小径に形成しておけば、吸気マニホールドチャンバー１５内のオイル粒子は、吸気マニホールド７に対するスロットルボディ３の合せ面４２で阻止され、大量のオイル粒子が連通路４１に侵入することはない。
【００４５】
また、図４（Ｃ）に示すように、スロットルボア２の底部分２ａを凹設して段差面４４を設けて、その段差面４４で連通路４３を開口させるようにしても良い。この構成でも、連通路４３を十分に小径に形成しておけば、吸気マニホールドチャンバー１５内のオイル粒子は段差面４４で阻止され、大量のオイル粒子が連通路４３に侵入することはない。
【００４６】
ところで、図１に示したように、スロットルボディ３と吸気マニホールド７との合せ面２６にはシール部材２７が設けられており、このシール部材２７は、図５に示すように、スロットルボア２の開口面と連通路１６の開口面との双方を取り囲むように設けられている。なお、シール部材２７は、スロットルボア２と連通路１６とで別々に設けることも可能であるが、スロットルボア２及び連通路１６の各シールを、共通のシール部材２７で行うようにすると、製造コスト及び組立工数の削減を図ることができる。
【００４７】
＜第２の実施形態＞
図７に示すように、本発明の第２の実施形態に係るスロットル装置７１では、スロットルボディ７２に、吸気マニホールド（下流側吸気装置）７３に締結されるフランジ部７４が設けられている。このフランジ部７４は、ボルト７６及びナット７７により吸気マニホールド７３側のフランジ部７５と締結される。
【００４８】
また、スロットルボディ７２におけるフランジ部７４とスロットルボア２との間には、吸気マニホールド７３との合せ面７８側に開口した肉抜き部７９が形成され、この肉抜き部７９を空室１４と連通させることで、肉抜き部７９が、空室１４を吸気マニホールドチャンバー（下流吸気通路）８２に連通させる連通路の一部となる。これにより、内燃機関の稼動時に生じる圧力差によって、スロットルボア２の底部分２ａのスロットル軸５の周囲に停留した水Ｗ及び空室１４内に進入した水を吸気マニホールドチャンバー８２側に吸引排出させることができる。
【００４９】
特にここでは、肉抜き部７９が小断面の連通路８０により空室１４と連通され、連通路８０が肉抜き部７９の側面７９ａに開口しており、肉抜き部７９及び連通路８０がそれぞれ第１の実施形態における連通路の大断面部と小断面部に相当する。これにより、吸気マニホールドチャンバー８２の吸気に含まれるオイル粒子が連通路８０や空室１４に侵入することを抑制することができる。
【００５０】
肉抜き部７９は、図８に示すように、スロットルボア２を取り囲むように環状に形成されている。また、肉抜き部７９の開口面を取り囲むようにシール部材８１が設けられている。なお、その他の構成は第１の実施形態と同様であり、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５１】
このように構成すると、フランジ部７４とスロットルボア２との間に肉抜き部７９が介在するため、フランジ部７４に作用する締結力がスロットルボア２に影響することを回避することができ、また、合成樹脂材料で形成されるスロットルボディ７２にフランジ部７４を形成したことで発生する収縮（ひけ）の影響がスロットルボア２に及ぶことを回避することができ、これによりスロットルボア２の真円度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  スロットル装置
２  スロットルボア、２ａ  底部分
３  スロットルボディ
４  スロットルバルブ
５  スロットル軸
７  吸気マニホールド（下流側吸気装置）
８・９  軸受け部
１１  アクチュエータ
１３  仕切壁部
１４  空室、１４ａ  天井面、１４ｂ  底面
１５  吸気マニホールドチャンバー（下流吸気通路）、１５ａ  底面
１６  連通路
１７  軸挿通孔
１８  小断面部、１８ａ  上面、１８ｂ  底面
１９  大断面部、１９ａ  側面、１９ｂ  底面
２１  案内面
２５  邪魔板部
２６  合せ面
２７  シール部材
７１  スロットル装置
７２  スロットルボディ
７３  吸気マニホールド（下流側吸気装置）
７４  フランジ部
７８  合せ面
７９  肉抜き部、７９ａ  側面
８０  連通路
８２  吸気マニホールドチャンバー（下流吸気通路）
【図１】
2011111940.tif 000003
【図２】
2011111940.tif 000004
【図３】
2011111940.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011111940.tif 000007
【図６】
2011111940.tif 000008
【図７】
2011111940.tif 000009
【図８】
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