(57)【要約】【課題】スロットルバルブの全閉時における吸入空気の洩れ量を低減することのできる吸気弁装置を提供する。【解決手段】吸入空気が流れるボア３を形成するスロットルボデー１と、スロットルボデー１に回転可能に設けられかつ径方向に貫通するスリット孔７が形成されたスロットルシャフト６と、スロットルシャフト６のスリット孔７内に挿入した状態でスクリュ１４によって固定されかつスロットルシャフト６の回転によりボア３を開閉するスロットルバルブ３０とを備える。スロットルバルブ３０には、そのスロットルバルブ３０とスロットルシャフト６のスリット孔７の内壁面との間に形成されかつ該スロットルバルブ３０を迂回する吸入空気の洩れ通路Ａを絞るための絞り部３４が形成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気が流れるボアを形成するスロットルボデーと、前記スロットルボデーに回転可能に設けられかつ径方向に貫通するスリット孔が形成されたスロットルシャフトと、前記スロットルシャフトのスリット孔内に挿入した状態で固定手段によって固定されかつ前記スロットルシャフトの回転により前記ボアを開閉するスロットルバルブとを備えた吸気弁装置であって、
前記スロットルバルブには、そのスロットルバルブと前記スロットルシャフトのスリット孔の内壁面との間に形成されかつ該スロットルバルブを迂回する前記吸入空気の洩れ通路を絞るための絞り部が形成されていることを特徴とする吸気弁装置。
【請求項２】
請求項１に記載の吸気弁装置であって、
前記絞り部は、前記スロットルバルブの中心点を通りかつ前記スロットルシャフトのスリット孔への挿入方向に交差する中心線を間にして線対称状に形成されていることを特徴とする吸気弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエンジンの吸入空気量を制御するための吸気弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の吸気弁装置は、図８に示すように、スロットルボデー１０１とスロットルシャフト１０６とスロットルバルブ１３０とを備えている。スロットルボデー１０１には、吸入空気が流れるほぼ円筒状のボア１０３が形成されている。また、スロットルシャフト１０６は、スロットルボデー１０１にボア１０３を横切る状態で回転可能に設けられている。スロットルシャフト１０６には、径方向に貫通しかつ軸方向に延びる長細状のスリット孔１０７が形成されている。また、スロットルバルブ１３０は、ほぼ円板状に形成されている。スロットルバルブ１３０は、スロットルシャフト１０６のスリット孔１０７内に挿入した状態で、スクリュ１１４の締着によって該スロットルシャフト１０６に固定されている。スロットルバルブ１３０は、スロットルシャフト１０６の回転によりボア１０３を開閉する。なお、この種の吸気弁装置には、例えば、特許文献１等に記載されたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１０１１３７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記スロットルシャフト１０６のスリット孔１０７の加工は、例えば、図１０に示すように、回転刃具いわゆるほぼ円板状のスリット孔形成用カッター１４０をスリット孔加工装置（図示省略）によって回転駆動させつつ、スロットルシャフト１０６の径方向に進退移動（図１０中、矢印Ｙ１参照）させることによって行われる。しかして、スリット孔形成用カッター１４０は、スロットルバルブ１３０（図１０中、二点鎖線１３０参照）の外径よりも大きい外径を有している。そのカッター１４０は、スリット孔１０７の長手方向（図１０において左右方向）の開口幅が所定寸法に開口されるまで進出（図１０において下動）された後に後退（図１０において上動）される。このため、スリット孔１０７の長手方向の両内壁面１０７ａはほぼテーパ状を呈する。また、スロットルシャフト１０６のスリット孔１０７には、加工寸法のバラツキを考慮した公差が存在する。
【０００５】
したがって、前記特許文献１によると、図９に示すように、スロットルバルブ１３０の外周面と、その外周面に対向するスロットルシャフト１０６のスリット孔１０７の端面との間に少なからず洩れ通路Ａが形成される。この洩れ通路Ａは、スロットルバルブ１３０の全閉時における吸入空気のバイパス流路となって吸入空気が洩れる（図９中、矢印Ｙ参照）ため、その全閉時における吸入空気の洩れ量の増加につながるという問題があった。なお、スロットルバルブを開けば、吸入空気はボア１０３内を流れるため、洩れ通路Ａからの吸入空気の洩れの問題はほとんど発生しない。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、スロットルバルブの全閉時における吸入空気の洩れ量を低減することのできる吸気弁装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とする吸気弁装置により解決することができる。
すなわち、請求項１に記載された吸気弁装置によると、スロットルシャフトの回転によってスロットルバルブが開閉されることによって、スロットルボデーのボア内を流れる吸入空気の流量いわゆる吸入空気量が調整される。しかして、スロットルバルブに形成された絞り部によって、スロットルバルブとスロットルシャフトのスリット孔の内壁面との間に形成される洩れ通路が絞られる。このため、スロットルバルブの全閉時における吸入空気の洩れ量を低減することができる。なお、スロットルバルブの絞り部は、スロットルバルブを間にしてその両側に形成される洩れ通路のうち少なくとも一方の洩れ通路に対応するように設けられておればよい。しかし、スロットルバルブの絞り部は、両方の洩れ通路にそれぞれ対応するように設ける方が効果的である。
【０００８】
また、請求項２に記載された吸気弁装置によると、絞り部が、スロットルバルブの中心点を通りかつ前記スリット孔への挿入方向に交差する中心線を間にして線対称状に形成されている。したがって、スロットルシャフトのスリット孔に対してスロットルバルブを逆方向から挿入した場合でも、スロットルバルブの全閉時における吸入空気の洩れ量を低減することができる。このため、スロットルシャフトに対するスロットルバルブの組付性を向上することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面にしたがって説明する。まず、吸気弁装置の概要を述べる。図１及び図２に示すように、電子制御式の吸気弁装置は、樹脂製あるいはアルミ合金製等のスロットルボデー１を備えている。スロットルボデー１は、ボア形成筒部２とモータハウジング部４とを一体に有している。ボア形成筒部２は、図２に示すように、上下方向（図２において上下方向）に貫通するほぼ中空円筒状のボア３を形成している。なお、ボア形成筒部２の上流側にはエアクリーナ（図示省略）が接続され、また、ボア形成筒部２の下流側にはインテークマニホルド（図示省略）が接続される。
【００１０】
図１に示すように、前記スロットルボデー１のボア形成筒部２には、前記ボア３を径方向に横切る金属製のスロットルシャフト６が配置されている。スロットルシャフト６は、ボア形成筒部２に一体形成された左右の軸受部９，１０に対して、左右の軸受１２，１３によって回転可能に支持されている。なお、左側の軸受１２はボールベアリングからなり、右側の軸受１３はスラストベアリングからなる。
【００１１】
図１に示すように、前記スロットルシャフト６には、ボア３（図２参照）を回動によって開閉可能なスロットルバルブ３０がスクリュ１４によって固定されている。スロットルバルブ３０は、モータ１５（後述する）の駆動によってボア３を開閉し、これによりボア３を流れる吸入空気量を制御する。なお、スロットルバルブ３０は、図２に示す状態が閉状態であり、その状態より図２において左回り方向（矢印「開」方向参照）へ回動されることによってボア３を開く。また、スロットルシャフト６に対するスロットルバルブ３０の取付構造については後で詳しく説明する。また、スクリュ１４は、本明細書でいう「固定手段」に相当する。
【００１２】
図１に示すように、前記右側の軸受部１０の開口端部内には、その内部を密封するプラグ１７が装着されている。また、前記左側の軸受部９を貫通したスロットルシャフト６の端部には、樹脂製の扇形ギヤからなるスロットルギヤ１８が回り止め状態で固定されている。スロットルボデー１とスロットルギヤ１８との間には、バックスプリング１９が設けられている。バックスプリング１９は、スロットルバルブ３０を常に閉じる方向へ付勢している。なお、図示しないが、スロットルボデー１とスロットルギヤ１８との間には、スロットルバルブ３０を所定の閉止位置にて停止させるためのストッパ手段が設けられている。
【００１３】
図１に示すように、前記スロットルボデー１のモータハウジング部４は、前記スロットルシャフト６の回転軸線Ｌに平行するほぼ有底円筒状に形成されている。モータハウジング部４内には、例えばＤＣモータ等からなるモータ１５が挿入されかつ固定されている。モータ１５の出力回転軸（図示省略）は、反挿入側（図１において左方）へ指向されている。その出力回転軸には、モータピニオン２０が設けられている。
【００１４】
また、前記スロットルボデー１には、ボア形成筒部２とモータハウジング部４との間においてスロットルシャフト６の回転軸線Ｌに平行する軸線上にカウンタシャフト２１が設けられている。カウンタシャフト２１には、カウンタギヤ２２が回転可能に支持されている。カウンタギヤ２２はギヤ径の異なる二つのギヤ部２２ａ，２２ｂを有しており、大径側のギヤ部２２ａが前記モータピニオン２０に噛み合わされ、また小径側のギヤ部２２ｂが前記スロットルギヤ１８に噛み合わされている。なお、モータピニオン２０とカウンタギヤ２２とスロットルギヤ１８とによって、減速ギヤ機構２３が構成されている。
【００１５】
図１に示すように、前記スロットルボデー１の左側面には、前記減速ギヤ機構２３等を覆うカバー２５が、スナップフィット手段、ねじ手段、クランプ手段等の結合手段（図示省略）により結合されている。スロットルボデー１とカバー２５との間には、Ｏリング（オーリング）２６が介在されており、内部の気密が保持されている。なお、カバー２５はスロットルボデー１の一部を構成している。
【００１６】
図１に示すように、前記スロットルギヤ１８とカバー２５との間には、スロットルバルブ３０の開度を検出するためのスロットルセンサ２８が設けられている。
【００１７】
また、前記モータ１５は、自動車のエンジンコントロールユニットいわゆるＥＣＵ等の制御手段（図示省略）によって、アクセルペダルの踏み込み量に関するアクセル信号やトラクション制御信号、定速走行信号、アイドルスピードコントロール信号等に応じて駆動制御されるようになっている。モータ１５の駆動力は、前記減速ギヤ機構２３、すなわちモータピニオン２０、カウンタギヤ２２、スロットルギヤ１８を介してスロットルシャフト６に伝達される。また、制御手段は、前記スロットルセンサ２８（図１参照）によって検出されたスロットル開度と、車速センサ（図示省略）によって検出された車速と、クランク角センサによるエンジン回転数と、アクセルペダルセンサ、Ｏ２センサ、エアフローメータ等のセンサからの検出信号等に基づいて、燃料噴射制御、スロットルバルブ３０の開度の補正制御、オートトランスミッションの変速制御等の、いわゆる制御パラメータを制御する。
【００１８】
引き続いて、スロットルシャフト６に対するスロットルバルブ３０の取付構造について詳しく説明する。図１に示すように、前記スロットルシャフト６には、例えば、前記従来技術のところで述べた加工方法（図１０参照）によってスリット孔７が形成されている（図５参照）。このため、スリット孔７の長手方向（図１において左右方向）の両内壁面７ａはほぼテーパ状を呈する（図３参照）。また、スロットルシャフト６には、スリット孔７に直交するように左右一対の取付孔８が形成されている。取付孔８は、図４に示すように、スリット孔７の一側（図４において上側）に形成されたねじ挿通孔８ａと、スリット孔７の他側（図４において上側）に形成されためねじ孔８ｂとを同一軸線上に有している。
【００１９】
一方、図５に示すように、スロットルバルブ３０は、板状素材をプレス機により打ち抜き加工することによって所定外径を有するほぼ円板状に形成されている。また、スロットルバルブ３０には、その中心点を通りかつ前記スロットルシャフト６のスリット孔７への挿入方向に交差する中心線（便宜上、軸線Ｌと同一符号を付す）上に、前記両取付孔８にほぼ対応する左右一対のねじ挿通孔３２がそれぞれ形成されている。ねじ挿通孔３２は、取付孔８の口径よりも大きくかつ左右方向を長くするほぼ長円形状に形成されている。
【００２０】
前記スロットルバルブ３０は、予めスロットルボデー１に組付けられたスロットルシャフト６を全開状態（スリット孔７がボア３の軸線に沿って開口する状態）において、図２において上方からボア３内を通じて、該スロットルシャフト６のスリット孔７内にその長手方向の開口を長くする開口側から挿入される（図５参照）。
次に、スロットルバルブ３０は、スロットルシャフト６とともに全閉状態におかれる（図２参照）。すると、スロットルバルブ３０は、スロットルボデー１のボア３の周壁面に倣う状態に位置決めされる。
この状態で、図４に示すように、頭付きスクリュ１４のねじ軸部１４ａをスロットルシャフト６の取付孔８のねじ挿通孔８ａからスロットルバルブ３０のねじ挿通孔３２に挿通し、さらに取付孔８のめねじ孔８ｂにねじ付けることにより締着する。すると、スロットルバルブ３０が、スロットルシャフト６のスリット孔７内に締め付けられることによって固定される。
【００２１】
しかして、図３及び図５に示すように、前記スロットルバルブ３０の外周面には、左右の絞り部３４が左右対称状に一体形成されている。図３に示すように、絞り部３４は、前記スリット孔７の内壁面７ａとの間の洩れ通路Ａを絞る、すなわち通路面積を削減するように形成されている。さらに、各絞り部３４は、前記中心線Ｌを間にして線対称状（図３において上下対称状）に形成されている。また、各絞り部３４は、スロットルバルブ３０の中心線Ｌに直交する接線に沿う側端面３４ａを有している。なお、各絞り部３４は、スロットルバルブ３０の打ち抜き加工と同時に形成することができる。また、絞り部３４をスロットルバルブ３０の中心線Ｌに直交する接線よりも側方へ突出すること考えられるが、そうするとボア３の内壁面と干渉することになるため好ましくない。
【００２２】
上記した吸気弁装置において、エンジンが始動されると、ＥＣＵ等の制御手段（図示省略）によってモータ１５（図１参照）が駆動制御される。これにより、前にも述べたように、減速ギヤ機構２３を介してスロットルバルブ３０が開閉される結果、スロットルボデー１のボア３（図２参照）を流れる吸入空気量が調整される。そして、スロットルバルブ３０の開度は、スロットルセンサ２８によって検出される。
【００２３】
ところで、スロットルバルブ３０に形成された両絞り部３４によって、スロットルバルブ３０とスロットルシャフト６のスリット孔７の内壁面との間に形成される左右の洩れ通路Ａ（図３参照）が絞られる。このため、スロットルバルブ３０の全閉時における吸入空気の洩れ量を低減することができる。
さらには、小排気量のエンジンにおいて必要性の低い全閉時の吸入空気の洩れ量レベルと、大排気量のエンジンにおいて必要性の高い全開時の吸入空気の流量レベルとを両立させることが可能となる。このため、所定口径のボア３（図２参照）に適応するエンジン排気量を拡大し、吸気弁装置の種類を削減することができる。
また、吸入空気のフリクションの少ないエンジンに対応した洩れ量レベルの吸気弁装置を実現することができ、燃費向上を目的とした低フリクション化に対応することができる。
【００２４】
また、スロットルバルブ３０の絞り部３４が、その中心点を通りかつ前記スリット孔７への挿入方向に交差する中心線Ｌを間にして線対称状に形成されている。したがって、スロットルシャフト６のスリット孔７に対してスロットルバルブ３０を逆方向（図３において上下逆方向）から挿入した場合でも、スロットルバルブ３０の全閉時における吸入空気の洩れ量を低減することができる。このため、スロットルシャフト６に対するスロットルバルブ３０の組付性を向上することができる。
【００２５】
また、スロットルバルブ３０の両絞り部３４は、左側のみあるいは右側のみに設けたものでもよい。
また、左右のうち少なくとも一方の絞り部３４は、図６に示すように、スロットルバルブ３０の挿入側（図６において下側）のみに形成したものでもよい。
また、前記絞り部３４は、図７に示すように、ほぼ瘤起状に形成してもよい。
【００２６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、スロットルバルブ３０は、モータ駆動式に限らず、アクセル操作によって機械的に開閉されるものでもよい。また、スロットルシャフト６にスロットルバルブ３０を固定する固定手段は、スクリュ１４に限定されるものではなく、例えばリベット、溶接、溶着等を採用することができる。また、絞り部３４の形状も適宜変更することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の吸気弁装置によれば、スロットルバルブに形成した絞り部によって、スロットルバルブとスロットルシャフトのスリット孔の内壁面との間に形成される洩れ通路を絞るようにしたため、スロットルバルブの全閉時における吸入空気の洩れ量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる吸気弁装置を一部破断して示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ部を示す断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】スロットルシャフトとスロットルバルブを分解して示す斜視図である。
【図６】絞り部の変更例を示す要部断面図である。
【図７】絞り部の変更例を示す要部断面図である。
【図８】従来の技術にかかる吸気弁装置を一部破断して示す断面図である。
【図９】図８のＩＸ部を示す断面図である。
【図１０】スロットルシャフトのスリット孔の加工方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１  スロットルボデー
３  ボア
６  スロットルシャフト
７  スリット孔
７ａ  内壁面
１４  スクリュ（固定手段）
３０  スロットルバルブ
３４  絞り部
Ａ  洩れ通路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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