(57)【要約】【課題】本発明の目的は、組立て性をより改善した内燃機関用スロットルボディ及び吸気装置を提供することである。【解決手段】スロットルボアを通過する空気の流量を測定するエアフローセンサと、前記スロットルボア内に設置されたスロットルバルブの開度を測定するスロットルポジションセンサと、エンジンを制御するエンジンコントロールユニットとを有する内燃機関用スロットルボディにおいて、前記エンジンコントロールユニットたる電子回路は前記スロットルボアを有するスロットルボアボディ以外の部材であるベースに固定されている。また、前記ベースは、前記スロットルバルブを駆動するスロットルバルブ駆動用モータ、前記エアフローセンサ及び前記スロットルポジションセンサの少なくとも何れかと電気的に接続する端子を有する。【選択図】  図１
2004176547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルボアを通過する空気の流量を測定するエアフローセンサと、
前記スロットルボア内に設置されたスロットルバルブの開度を測定するスロットルポジションセンサと、
エンジンを制御するエンジンコントロールユニットとを有する内燃機関用スロットルボディにおいて、
前記エンジンコントロールユニットたる電子回路は前記スロットルボアを有するスロットルボアボディ以外の部材であるベースに固定されていることを特徴とする内燃機関用スロットルボディ。
【請求項２】
請求項１において、前記ベースは、前記スロットルバルブを駆動するスロットルバルブ駆動用モータ、前記エアフローセンサ及び前記スロットルポジションセンサの少なくとも何れかと電気的に接続する端子を有すること特徴とする内燃機関用スロットルボディ。
【請求項３】
請求項１において、前記ベースには、前記エアフローセンサ、前記スロットルポジションセンサの少なくとも何れかが固定されていることを特徴とする内燃機関用スロットルボディ。
【請求項４】
請求項１において、前記ベースのうち、前記電子回路が固定されている部分の少なくとも一部は穴を有し、その穴を介して前記電子回路と前記スロットルボアボディとが接していることを特徴とする内燃機関用スロットルボディ。
【請求項５】
請求項４において、前記電子回路と前記スロットルボアボディの接している面には、グリスが塗布されていることを特徴とする内燃機関用スロットルボディ。
【請求項６】
請求項４において、前記スロットルボアボディは凸部を有し、該凸部が前記穴に入り込んでいることを特徴とする内燃機関用スロットルボディ。
【請求項７】
スロットルボアボディに設けられたスロットルボアを通過する空気の流量及び流速の少なくとも何れかを測定するエアフローセンサと、
前記スロットルボア内に設置され、モータによって駆動されるスロットルバルブの開度を測定するスロットルポジションセンサと、
エンジンを制御するエンジンコントロールユニットとを有する内燃機関用スロットルボディにおいて、
前記エンジンコントロールユニットたる電子回路は前記スロットルボアボディ以外の部材であるベースに固定されており、
前記スロットルボディ，前記ベース，スロットルボディカバーの順で配置されてそれら三者が締結されていることを特徴とする内燃機関用スロットルボディ。
【請求項８】
請求項７において、前記ベースには前記電子回路と外部とを電気的に接続するコネクタが設置されていることを特徴とする内燃機関用スロットルボディ。
【請求項９】
請求項８において、前記コネクタは、前記スロットルボアボディと前記スロットルボディカバーで構成される空間から前記スロットルボディカバーに設けられた穴を通して外部と接続されることを特徴とする内燃機関用スロットルボディ。
【請求項１０】
請求項７において、前記コネクタは複数個であり、少なくともエンジン制御用信号を入出力する端子を有するコネクタ，ＡＴのシフト情報及び車内通信の少なくとも何れかを入出力するコネクタの二つを有することを特徴とする内燃機関用スロットルボディ。
【請求項１１】
請求項７において、前記コネクタは、前記ベースに設けられた凹部と前記コネクタが有する凸部、あるいは、前記ベースに設けられた凸部と前記コネクタが有する凹部とが嵌合することによって前記ベースに設置されていることを特徴とする内燃機関用スロットルボディ。
【請求項１２】
請求項１において、前記スロットルバルブは、前記スロットルボアボディに設置されたモータによって駆動されることを特徴とする内燃機関用スロットルボディ。
【請求項１３】
スロットルボアボディに設けられたスロットルボアを通過する空気の流量及び流速の少なくとも何れかを測定するエアフローセンサと、
前記スロットルボア内に設置され、モータによって駆動されるスロットルバルブの開度を測定するスロットルポジションセンサと、
エンジンを制御するエンジンコントロールユニットとを有する内燃機関用スロットルボディにおいて、
前記スロットルボアと前記エアフローセンサとの当接部のシールは、該エアフローセンサを長手方向に押し付けることによってシールされるものであることを特徴とする内燃機関用スロットルボディ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用スロットルボディ及び吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術（例えば特許文献１）には、電子制御ユニットが搭載される第１基板が密閉収納室内のカバー側に固定され、第１基板に対抗して密閉収納室内のスロットルボディ側に固定される第２基板にセンサに連なる配線部が形成され、電子制御ユニットに接続されて第１基板に設けられる第１カプラと、前記配線部に接続されて第２基板に設けられる第２カプラとが相互に嵌合，接続されることが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１３０１８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、制御回路基板をスロットルボディカバー部に固定していた。スロットルボディカバー部は体積が大きいために、熱容量が大きく、組立て作業に温度を上げて処理する場合に、高温炉等に大型な設備が必要である。そのため、組立て性が悪かった。
【０００５】
本発明の目的は、組立て性をより改善した内燃機関用スロットルボディ及び吸気装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、スロットルボアを通過する空気の流量を測定するエアフローセンサと、前記スロットルボア内に設置されたスロットルバルブの開度を測定するスロットルポジションセンサと、エンジンを制御するエンジンコントロールユニットとを有する内燃機関用スロットルボディにおいて、前記エンジンコントロールユニットたる電子回路は前記スロットルボアを有するスロットルボアボディ以外の部材であるベースに固定されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
発明者らは、内燃機関用スロットルボディに関して種々検討した。従来のスロットルボディは、基板がスロットルボディカバー部に固定されているため、回路から発生する熱を風や対流を期待した大気中への放熱構造になっている。
【０００８】
それを解決するためには、制御回路基板や各種センサ等の回路部を体積の大きなスロットルボディボア部やスロットルボディカバー部から独立した体積の小さなベースに組込み、最終的にベースアッセンブリーを熱容量の大きなスロットルボディボア部に接触させる構造とする。これにより、放熱性を安定させ、且つ組立て性を改善することができるのである。
【０００９】
また、制御回路基板をスロットルボディカバー部に固定していたが、スロットルボディカバー部は体積が大きい（熱容量が大きい）ため、例えば組立て作業に必要な高温炉等は、投入数や熱容量を稼ぐために大型な設備が必要である。基板がスロットルボディカバー部に固定されているため、回路から発生する熱を風や対流を期待した大気中に逃す構造になっている。
【００１０】
また、ワイヤボンディングや接着あるいは熱硬化等、被加熱側の体積が小さい方が作業の効率向上が著しい工程を含む制御回路部を、スロットルボディとは別の部材上に組上げ、その後、その該部材をスロットルボディの組立工程で装着する。
【００１１】
一実施態様を説明する。
【００１２】
（実施例１）
スロットルボディはモジュール化が進む傾向にあり、スロットル開度を検出するスロットルポジションセンサや吸気量を測定するエアフローセンサや圧力センサのみならず、内燃機関の燃料噴射や点火時期を制御するエンジンコントロールユニットまでもが内蔵されつつある。
【００１３】
この時、設計としては各種電気信号の入出力数の増大に対する電気的接続構造の検討や基板小型化による発熱密度の増加に対する放熱構造の検討が、また、製造的には機械部品と電子部品の組合わせとなるため、効率よく組上げるための構造や工程検討が必須となる。
【００１４】
図１は、本実施形態に係わる斜視図である。
【００１５】
ベース３には、エアフローセンサ（以下、適宜ＡＦＳと呼ぶ）７，スロットルボディ外部との電気的接続用コネクタ（以下、適宜コネクタと呼ぶ）５，スロットルポジションセンサ９ｂ，基板４が設置されている。本実施態様においては、コネクタ５を二つ有する。コネクタの内一方（図１における右側）はアクセルペダルの位置信号等、エンジン制御に必要な信号を送受するコネクタであり、基板４上に構成されている電子回路と外部とを接続する。もう一方は車内通信やＡＴのシフト情報など、車室内の信号を送受するコネクタであり、基板４上に構成されている電子回路と外部とを接続する。
【００１６】
基板４はスロットルボディがエンジンに接続される部品であるため、それに付随する基板４にも耐熱性が要求される。そのため、基板４はセラミック基板である。セラミックである基板４の固定はベース３との間に熱硬化性の接着剤を介することで行う。スロットルポジションセンサ９ｂは、ベース３に設けられている。本実施態様におけるスロットルポジションセンサは磁気による非接触センサである。
【００１７】
内燃機関用スロットルボディ（以下、単にスロットルボディと呼ぶ）は、図１に示すように、スロットルボディボア部１にベース３，スロットルボディカバー部２の順で重ね、それらをそれぞれに設けられた穴にボルト（図示せず）を通して締結することによって構成される。
【００１８】
ベース３をスロットルボディボア部１に組付けることによって、ＡＦＳ７はスロットル弁６の上流側に位置する（図１においては、手前側が上流側にあたる）。
【００１９】
このスロットルボディにおいては、電子部品部（ベース３上に組付けられている）をサブアッセンブリーとして構成している。
【００２０】
次に、電子回路部の詳細を図５により説明する。図５はコネクタ５を取付ける前の状態のベース３を中心とした電子回路部を示したものである。基板４は、ベース３の上に熱硬化樹脂によって接着されている。基板４の上にはＩＣ，ダイオード等により電子回路（図示省略）が構成されている。本実施例において、この電子回路は、スロットル弁の制御の他にエンジン制御回路（ＥＣＵ）の機能も持つ。そのため、スロットル弁の制御を行う電子回路よりも発熱量が大きく、また、素子によってはかなりの高温になる。
【００２１】
エアフローセンサ７，スロットルポジションセンサ９ｂ，スロットル弁駆動用モータ側ターミナルとの電気的接続部８が、それぞれボンディングワイヤ１２にて電子回路と電気的に接続されている。各部品は、ベース３上に接着剤で固定されている。
【００２２】
次にコネクタ５の取付けについて説明する。コネクタ５は図５に示すように、コネクタベース１０に取付け位置とは逆向きに構成した状態でベース３に取付ける。次いで、コネクタの各端子１０１と基板４の上の電子回路とをフレキシブル基板１１によって接続する。次に、コネクタベース１０の切り欠き１０２を中心に、コネクタ５を基板４側に回転させる。回転に伴い、コネクタに設けた位置決め用の凸部１０３と同じくベース３に設けてある位置決め用の凹部１０４とが嵌合することで、コネクタを位置決め、固定する。コネクタ５が固定されたら、コネクタベース１０を取り除く。
【００２３】
以上により、コネクタ５を基板４と同じ側に固定することが出来る。コネクタ５を取付け終えた状態を図６に示す。二つのコネクタ５とベース３の間に基板４を挟んだような状態で、非常にコンパクトに基板とコネクタを配置することが出来る。また、ベース３にはＡＦＳ７及びスロットルポジションセンサ９ｂも取付けてある。コネクタ５内の端子（ターミナル）と基板４の上にある電子回路とは、フレキシブル基板１１で電気的に接続されている。ベース３の端部にある穴
３ｄはベース３の位置決め及び組立ての際の搬送に用いる事が出来る。
【００２４】
このように、ベースを中心に各部材をモジュール化するのは、以下の理由による。即ち、スロットルボアを有する部材に直接各部材を取付けるよりも、小さな部材（ここではベース）に各部材を取付けることにより、組立て時の取回しを格段に向上させることが出来る。また、最終的にスロットルボディと共に組上がる電子回路の基板には耐熱性が要求されるため、セラミック基板を用いる。セラミック基板はネジによる取付けが難しいため、電子回路と反対面を熱硬化樹脂で固定する。固定する側の熱容量が小さければ、基板の接着にあって、加熱炉の規模を小さくすることが出来る。本実施態様においては、ベースはスロットルボアを有する部材よりも小さな熱容量である。そのベースに基板を熱硬化接着剤で取付けているため、スロットルボアを有する部材にベースを接着する場合よりも小さな加熱炉で基板の接着を行うことが出来る。また、ワイヤボンディングにあっても、ベースと基板上の電子回路とを接続するため、熱容量の小さいよりベースを用いることによってワイヤボンディングの効率を上げることが出来る。
【００２５】
また、ベースを中心に各部材を組付けることによって、種々の構成を取付ける作業の際の取回しを容易に行うことが出来る。これにより作業性，作業効率が向上する。それにより、製造コストを低減することが出来る。
【００２６】
ここで、電子回路の発熱への対応について述べる。ベース３は、図７に示すように、下部穴３ｅを有する。図７に示すように、スロットルボディボア部１には基板放熱用突起１ａが設けてあり、上述の如く基板４を図７の破線部に配置して、ベースをスロットルボディボア部１に固定することにより、基板４から基板放熱用突起１ａを介して熱量の移動を行うことが出来る。基板放熱用突起１ａの基板側には熱伝導グリス１３を塗布し、熱伝達率を更に向上させる。熱伝導グリス１３の代わりに放熱シートを貼付けしてもよい。このような構成にすることにより、ベース３を介した熱伝達は基板４の冷却上の役割を小さくすることが出来る。そのため、ベース３の材料として樹脂を使用することが出来る。これにより、ベースを金属にする場合よりもスロットルボディ全体を軽量化することが出来る。
【００２７】
以上により作成したベース３を中心としたモジュールを図１の如く、スロットルボディカバー部２とスロットルボディボア部１とで挟み、ボルトで締結することによりスロットルボディが完成する。
【００２８】
これによれば、ＥＣＵを備えたスロットルボディを提供することが出来る。また、ＥＣＵ部の発熱対策を行ったスロットルボディを提供することが出来る。
【００２９】
図８に完成したスロットルボディの外観を示す。各部の説明は図１と同様なのでここでは省略する。
【００３０】
次に、ＡＦＳの取付け部のシール構造について説明する。図９は、エアフローセンサ７部のシール構造である。本実施例においては、モータターミナルとの勘合やエアフローセンサ７のスロットルボディボア部への挿入等、多軸を同時に勘合する必要が生じるため、ガタを設ける事により作業性を向上させる。エアフローセンサ７のシールをセンサ側面ではなくベース３と平行な面にＯリング１４を装着する事により、水平方向にガタを設けているのでかん合作業性をより向上することが出来る。
【００３１】
（実施例２）
本実施例の大部分は実施例１と同様なので、ここでは異なる部分を述べる。本実施例は、エアフローセンサ７やスロットルポジションセンサが単品，標準品が準備できる場合の実施例である。
【００３２】
図２に示すのは、ベース３にエアフローセンサ７とスロット弁駆動用モータ側ターミナルとの電気的接続部８を組付け、スロットルポジションセンサは標準品を用いて別に取付ける場合である。ターミナル９に標準品のスロットルポジションセンサを接続する。ＡＦＳ７と基板との接続は、ワイヤボンディング用のパッド７ａを通じて行い、スロット弁駆動用モータ側ターミナルとの電気的接続部８と基板との接続は、パッド８ａを通じて行う。また、ターミナル９と基板との接続はパッド９ａを通じて行う。
【００３３】
（実施例３）
本実施例の大部分は実施例１と同様なので、ここでは異なる部分を述べる。本実施例は、エアフローセンサ７やスロットルポジションセンサが単品，標準品が準備できる場合の実施例である。図３に示すのは、スロットルボア側にＡＦＳとスロットルポジションセンサを取付けるものである。ベース３には、スロット弁駆動用モータ側ターミナルとの電気的接続部８，スロットルポジションセンサとの電気的接続部９，ＡＦＳとの電気的接続部７ｂが設けられている。これに基板４，コネクタ５を取付けることにより、基板と各構成部材との接続部、そしてコネクタ５を設けたモジュールが出来る。本実施例において基板上にはＥＣＵが構成されている訳であるから、このモジュールを交換することによって、エアフローセンサ，スロット弁駆動用モータ，スロットルポジションセンサを標準品として、ＥＣＵが異なる様々な製品を容易に提供することが出来る。
【００３４】
以上述べた各実施例によれば、ベースをスロットルボディボア部に接触させることにより、ＥＣＵをスロットルボディボアの外に設置する場合に比べ、エアフローセンサと基板の間の配線長を短く抑えることができる。また、インピーダンスの増大を防止することができる。これにより、ＡＰＳの出力をより早くＥＣＵに送ることが出来、応答性を向上させることが出来る。
【００３５】
また、制御回路基板や各種センサ等の回路部を体積の大きなスロットルボディボア部やスロットルボディカバー部から独立した、体積の小さなベースに組込み、最終的にベースアッセンブリーを熱容量の大きなスロットルボディボア部に接触させる構造を提供することが出来る。これにより、基板の放熱性を安定させることができる。また、スロットルボディ及びＥＣＵの組立て性をより改善することができる。
【００３６】
また、制御回路基板や各種センサ等の回路部を体積の大きなスロットルボディボア部やスロットルボディカバー部から独立した体積の小さなベースに組込んで、最終的にベースアッセンブリーを熱容量の大きなスロットルボディボア部に接触させる構造とすることより、放熱性を安定させ、且つ組立て性を改善できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、組立て性をより改善した内燃機関用スロットルボディ及び吸気装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スロットルボディに対するベースアッセンブリーの位置関係を示した斜視図。
【図２】ベースにエアフローセンサを一体化し、更にスロットル弁駆動用モータとスロットルポジションセンサとの電気的接続部を設けた状態を示す斜視図。
【図３】ベースにエアフローセンサとスロットル弁駆動用モータとスロットルポジションセンサとの電気的接続部を設けた状態を示す斜視図。
【図４】ベースに搭載するスロットルボディ外部との電気的接続用コネクタの搭載加工前状態を示す斜視図。
【図５】ベースにコネクタを搭載する工程を示すためのコネクタ搭載加工前状態を示す斜視図。
【図６】ベースにコネクタを搭載した状態を示す斜視図。
【図７】ベースの基板搭載部下に穴を開け、更にスロットルボディボア部側のベース接触面に、ベース側の穴に対応する凸部を設けた状態を示す斜視図。
【図８】スロットルボディの外観斜視図。
【図９】エアフローセンサのシール状態を示す断面図。
【符号の説明】
１…スロットルボディボア部、１ａ…基板放熱用突起、２…スロットルボディカバー部、３…ベース、３ａ…スロットルボディ駆動部品との干渉防止用逃げ穴、３ｂ…コネクタの水平方向位置決め用穴、３ｃ…コネクタの水平方向位置決め用切り欠き、３ｄ…穴、３ｅ…下部穴、４…基板、５…スロットルボディ外部との電気的接続用コネクタ（コネクタ）、６…スロットル弁、７…エアフローセンサ、７ａ，８ａ，９ａ…パッド、７ｂ…エアフローセンサの電気的接続部、８…スロットル弁駆動用モータ側ターミナルとの電気的接続部、９ｂ…スロットルポジションセンサ、１０…コネクタベース、１０ａ…ベースとの位置決め突起、
１０ｂ…搬送用穴、１０ｃ…フレキシブル基板位置決め及び固定用突起、１０ｄ…コネクタの高さ方向位置決め用スペーサ、１１…フレキシブル基板、１２…ボンディングワイヤ、１３…放熱シートあるいは熱伝導グリス、１４…Ｏリング、１５…モータ。
【図１】
2004176547.tif 000003
【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】
2004176547.tif 000008
【図７】
2004176547.tif 000009
【図８】
2004176547.tif 000010
【図９】
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