(57)【要約】【課題】低温時において水滴の氷結によりスロットル弁の回動が妨げられることを防止できるスロットル装置を提供する【解決手段】空気通路内壁２２に、空気通路２１の軸方向に長さを有する複数の溝２４を空気通路内壁２２全周にわたって設けると共に、空気通路内壁２２から空気通路２１内に空気通路２１と同軸上に突出す環状の突出し部２３を設け且つ突出し部２３の内周面２３ａをスロットル弁４が全閉位置にある時にスロットル弁４の外周面４ａと密着させた。これにより、空気通路内壁２２に付着した水滴の表面積を従来のスロットル装置の場合よりも拡大して短時間で蒸発させると共に、突出し部２３により水滴がスロットル弁４に到達することを阻止できるので、寒冷時においてスロットル弁４に水滴が付着し氷結してその回動が妨げられることを防止できるスロットル装置を実現できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動可能なスロットル軸と、
前記スロットル軸に固定されるスロットル弁と、
空気通路を備え前記スロットル弁と協働して前記空気通路中の空気流量を調整する筒状のスロットルボディとを備え、
前記空気通路内壁に前記スロットル弁が全閉位置にある時に前記スロットル弁の外周面と密着する部分を除いて前記空気通路の軸方向に長さを有する溝を設けることを特徴とするスロットル装置。
【請求項２】
回動可能なスロットル軸と、
前記スロットル軸に固定されるスロットル弁と、
空気通路を備え前記スロットル弁と協働して前記空気通路中の空気流量を調整する筒状のスロットルボディと、
前記空気通路内壁から前記空気通路内に前記空気通路と同軸上に且つ環状に突出して設けられる突出し部とを備え、
前記突出し部の内周面は前記スロットル弁が全閉位置にある時に前記スロットル弁の外周面と密着するように形成されることを特徴とするスロットル装置。
【請求項３】
前記突出し部の前記空気通路の軸方向端面に前記空気通路と同心上且つ環状の凹部あるいは凸部を設けることを特徴とする請求項２に記載のスロットル装置。
【請求項４】
前記突き出し部を除く前記空気通路内壁に前記空気通路の軸方向に長さを有する溝を設けることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のスロットル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）の空気通路を流れる空気流量を調整するスロットル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの排気による大気汚染防止を図るために、エンジンの排気の一部をエンジンの吸気通路途中に還流してシリンダ内に吸入させ、それにより燃焼温度を低下させＮＯｘの排出量を低減する、いわゆるＥＧＲ（排気再循環）が行われている。
【０００３】
エンジンの排気には燃焼過程で発生した水蒸気が含まれている。このため、ＥＧＲを行うと、排気中の水蒸気がスロットルボディの空気通路内壁に結露し、特に寒冷時においては結露した水滴が氷結してスロットル弁の回動が妨げられることがある。
【０００４】
スロットルボディの空気通路内壁における水滴の氷結を防止するために、スロットル弁近傍のスロットルボディ内にエンジン冷却水通路を設けて冷却水を流し、冷却水の熱によりスロットルボディを温めることが知られている。（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、別のスロットル装置においては、上述のＥＧＲにおいて、吸気通路に還流させる排気流量を調整するＥＧＲバルブをスロットルボディに近接して配置し、排気熱によりスロットルボディを温め、これにより、吸入空気に含まれる水分がスロットルボディ内壁に氷結することを防止する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開８−１４１０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スロットルボディ内に冷却水通路が形成されるスロットル装置では、スロットルボディに冷却水通路を追加するため当然ながら体格が大きくなるという問題がある。
【０００８】
また、特開８−１４１０８号公報に開示されるスロットル装置においては、高温になるＥＧＲバルブに近接配置されるためスロットル装置の耐熱性を向上させる必要が生じコスト増大を伴うという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、低温時において水滴の氷結によりスロットル弁の回動が妨げられることを防止できるスロットル装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。
【００１１】
本発明の請求項１に記載のスロットル装置は、回動可能なスロットル軸と、スロットル軸に固定されるスロットル弁と、空気通路を備えスロットル弁と協働して空気通路中の空気流量を調整する筒状のスロットルボディとを備え、空気通路内壁にスロットル弁が全閉位置にある時にスロットル弁の外周面と密着する部分を除いて空気通路の軸方向に長さを有する溝を設ける構成としている。
【００１２】
ここで、水滴が一様な平面状の物体の表面に付着した場合、水滴は、その表面張力と水滴の重量とが釣り合った状態（面積および厚さ）で静止する。一方、上述の水滴と同一体積の水滴が凹凸、たとえば溝が設けられた物体に付着した場合、溝の角部で表面張力が破られるため、水滴の広がる面積は上述の一様な平面に付着した場合よりも大幅に増加する。
【００１３】
したがって、本発明の請求項1に記載のスロットル装置の空気通路内壁、すなわち溝が設けられた面に水滴が付着した場合、その表面積は、空気通路内壁が一様な円筒面である従来のスロットル装置の空気通路内壁、すなわち溝の無い一様な円筒面に付着した場合と比較して格段に広くなる。表面積が広いほど、単位時間当りの水の蒸発量は増大する。これにより、水滴の蒸発を促進して短時間で蒸発させ、水滴がスロットル弁付近に滞留することを抑制できるので、低温時において水滴の氷結によりスロットル弁の回動が妨げられることを防止することができる。また、表面積が広がると水膜の厚さは薄くなるので、万が一スロットル弁近傍に水滴が氷結した場合でも、小さな力で剥離させることができる。
【００１４】
また、空気通路内壁に付着した水滴を、溝の毛細管現象により広く拡散させられるので、水滴の表面積をより効果的に拡大することができる。
【００１５】
また、空気通路内壁におけるスロットル弁が全閉位置にある時にスロットル弁の外周面と密着する部分には溝を形成していない、すなわち平滑面としてあるので、スロットル弁の全閉位置において良好な気密性を維持することができる。
【００１６】
また、空気通路内壁に空気通路の軸方向に長さを有する溝を設けるという容易な手段を採ることで、スロットル装置の体格を大きくしたりコストを増大させたりすることなく、低温時において氷結によりスロットル弁の回動が妨げられることを防止できるスロットル装置を実現できる。
【００１７】
本発明の請求項２に記載のスロットル装置は、回動可能なスロットル軸と、スロットル軸に固定されるスロットル弁と、空気通路を備えスロットル弁と協働して空気通路中の空気流量を調整する筒状のスロットルボディと、空気通路内壁から空気通路内に空気通路と同軸上に且つ環状に突出して設けられる突出し部とを備え、突出し部の内周面はスロットル弁が全閉位置にある時にスロットル弁の外周面と密着するように形成される構成としている。この場合、スロットル弁が全閉位置にある時にスロットル弁の外周面と密着する面を、従来のスロットル装置のように空気通路内壁とせず、空気通路内壁から空気通路内に突出した突出し部の内周面としている。これにより、空気通路内壁に付着した水滴が、空気流あるいは振動によりスロットル弁に向かって移動しても、突出し部によりスロットル弁に付着することを阻止できる。したがって、低温時において氷結によりスロットル弁の回動が妨げられることを防止できるスロットル装置を実現できる。
【００１８】
本発明の請求項３に記載のスロットル装置は、突出し部の空気通路の軸方向端面に空気通路と同心上且つ環状の凹部あるいは凸部を設ける構成としている。これにより、突出し部に環状の空間が形成される。空気通路内壁に付着した水滴が空気流あるいは振動によりスロットル弁に向かって移動して突出し部に達した場合、この水滴は上述の空間内に捕集・貯留されスロットル弁まで到達しないので、水滴がスロットル弁に付着することを確実に阻止できる。この場合、本発明の請求項４に記載のスロットル装置のように、突き出し部を除く空気通路内壁に空気通路の軸方向に長さを有する溝を設ける構成とすれば、請求項１に記載の発明における溝による効果と相まって、低温時において氷結によりスロットル弁の回動が妨げられることを確実に防止できるスロットル装置を実現できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるスロットル装置の複数の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるスロットル装置１の断面図である。図２は、本発明の第１実施形態によるスロットルボディ２の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。なお、図１は、スロットル弁４の全閉位置を示している。
【００２１】
スロットル装置１は、エンジン（図示せず）の吸気管（図示せず）の途中に取り付けられており、大きくは、空気通路２１が形成されるスロットルボディ２と、スロットルボディ２に回動可能に支持されるスロットル軸３と、スロットル軸に支持されスロットル軸と一体に回動するスロットル弁４を備えている。
【００２２】
また、スロットル装置１において、エンジンに吸入される空気流は、図１において矢印で示す方向に流れている。
【００２３】
スロットル装置１は、スロットルボディ２の空気通路２１に設置されるスロットル弁４をスロットル軸３を中心として回動させて空気通路２１の有効断面積を変えることにより、空気通路２１を通過する空気流量、すなわちエンジンの吸入空気流量を調整するものである。
【００２４】
スロットルボディ２は、たとえばアルミニウム合金あるいは樹脂等から略筒状に形成され、その内部に空気通路２１が形成されている。スロットルボディ２は、後述するスロットル軸３を回動可能に保持している。スロットルボディ２の空気通路内壁２２には、空気通路内壁２２から空気通路２１内に突出す突き出し部２３が設けられている。突出し部２３は、図１に示すように、空気通路２１と同軸上且つ環状に形成されている。突出し部２３の内周面２３ａは、スロットル弁４が全閉位置にあるとき、すなわち図１に示す位置にあるときに、スロットル弁４の外周面４ａと密着するように形成されている。また、空気通路内壁２２には、上述の突き出し部２３を除いた部分に、空気通路２１の軸方向（図１の左右方向）に長さを有する溝２４が複数個形成されている。溝２４は、図２に示すように、空気通路内壁２１の全周に等角度間隔で配置されている。溝２４の一端は、図１に示すように、突き出し部２３の端面２３ｂに開口すると共に、他端は、スロットルボディ２の端面２ａに開口している。
【００２５】
スロットル弁４は、金属、たとえば真鍮、アルミニウム等、あるいは樹脂から形成され、スロットル軸3に固定されて、空気通路２１内においてスロットル軸３と一体に回動する。スロットル弁４は、その全閉位置、すなわち図１に示す位置において、スロットル弁４の外周面４ａはスロットルボディ２の突き出し部２３の内周面２３ａに密着して、空気通路２１の連通を遮断する。
【００２６】
スロットル軸３は、金属あるいは樹脂等から形成され、スロットル弁４を保持している。このスロットル軸３とスロットル弁４は、別個の部品として製作された後に組み付けられているが、両者を樹脂等により一体的に形成してもよい。
【００２７】
スロットル軸３は、スロットルボディ２の外側において、アクセルケーブル（図示せず）の一端に係合されている。アクセルケーブルの他端は運転席のアクセルペダル（図示せず）に係合され、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれると、それに連動してスロットル軸３はスロットル弁４が開弁する方向（図１において、時計回り）に回動し、空気通路２１を通過する空気流量、すなわちエンジンに吸入される空気流量が調整される。
【００２８】
また、スロットル軸３には、リターンスプリング（図示せず）が係合され、このリターンスプリングの弾性力により、閉弁方向（頭において、反時計回り）に付勢されている。したがって、運転者がアクセルペダルから足を外した時、あるいはアクセルペダルとスロットル軸３との係合が何らかの理由で開放された時には、スロットル弁４は全閉位置、すなわち図１に示す位置まで回動して停止する。
【００２９】
次に、本発明の特徴である、スロットルボディ２の構成の作用、効果について説明する。
【００３０】
一般にエンジンにおいては、エンジン排気中のＮＯｘの排出量を低減させるためにエンジンの排気の一部をエンジンの吸気通路途中に還流させるいわゆるＥＧＲ（排気再循環）が実施されている。エンジン排気中には燃焼過程で発生した水蒸気が含まれている。この水蒸気が、スロットル装置の空気通路内壁上に結露することがある。特に寒冷時においては結露した水滴が氷結してスロットル弁の回動が妨げられることがある。
【００３１】
また、一様な平面状の物体の表面に付着した水滴は、その表面張力と水滴の重量とが釣り合った状態（面積および厚さ）で静止する。
【００３２】
本発明の第１実施形態によるスロットル装置１においては、空気通路内壁２２に、空気通路２１の軸方向（図１において左右方向）に長さを有する複数の溝２４を、空気通路内壁２２全周にわたって設けているので、水滴が空気通路内壁２２に付着すると、溝２４の角部２４ａにより水滴の表面張力が破られる。したがって、水滴は、上述の一様な平面に付着した場合よりも面積は広く、厚さは薄い状態で静止する。このとき、水滴は、溝２４の毛細管現象により溝２４に沿ってさらに拡散され表面積が拡大される。これにより、水滴をより短時間で蒸発させてスロットル弁４付近に滞留することを抑制できるので、寒冷時においてスロットル弁４に水滴が付着し氷結してその回動が妨げられることを防止することができる。
【００３３】
さらに、本発明の第１実施形態によるスロットル装置１においては、空気通路内壁２２から空気通路２１内に空気通路２１と同軸上に突出す環状の突出し部２３を設け、且つ突出し部２３の内周面２３ａはスロットル弁４が全閉位置にある時にスロットル弁４の外周面４ａと密着するように形成している。これにより、スロットル弁４が全閉位置時におけるスロットル弁４とスロットルボディ２との密着部を、従来のスロットル装置における空気通路内壁と同一平面上とせずに、空気通路内壁２２から空気通路２１内に突出した突出し部２３の内周面２３ａとしている。これにより、空気通路内壁２２に付着した水滴が空気流あるいはエンジンの振動等によりスロットル弁４に向かって移動しても、突出し部２３で堰き止められてスロットル弁４に付着することが阻止される。したがって、寒冷時においてスロットル弁４に水滴が付着し氷結してその回動が妨げられることを防止することができる。
【００３４】
なお、以上説明した、本発明の第１実施形態によるスロットル装置１においては、溝２４の断面形状を、図２に示すように、略長方形としているが、長方形に限る必要は無く他の形状であってもよい。たとえば、図３に示す本発明の第１実施形態によるスロットル装置１の変形例のように、台形状としてもよい。あるいは、図４に示す本発明の第１実施形態によるスロットル装置１の他の変形例のように、三角形状としてもよい。さらに、図４に示す本発明の第１実施形態によるスロットル装置１の他の変形例のように、空気通路内壁２２および溝２４を連続する曲線状としてもよい。
【００３５】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態によるスロットル装置１の部分断面図である。
【００３６】
本発明の第２実施形態によるスロットル装置１は、本発明の第１実施形態によるスロットル装置１に対して、突出し部２３の端面２３ｂに、空気通路２１と同心上且つ環状の凹部である環状溝２３ｃを追加したものである。この構成により、突出し部２３の端面２３ｂに環状の空間が形成される。空気通路内壁２２に付着した水滴が空気流あるいはエンジンの振動等によりスロットル弁４に向かって移動し突出し部２３に達すると、この水滴は、上述の本発明の第１実施形態によるスロットル装置１の場合と同様に突出し部２３で堰き止められると共に、突出し部２３の端面２３ｂに設けられた環状溝２３ｃ内に捕集・貯留される。これにより、上述の本発明の第１実施形態によるスロットル装置１の場合と比べて、より多くの水滴を突出し部２３、つまり環状溝２３ｃ内に捕集・貯留することができるので、水滴がスロットル弁４に付着することを確実に阻止できる。
【００３７】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態によるスロットル装置１の部分断面図である。
【００３８】
本発明の第３実施形態によるスロットル装置１は、本発明の第１実施形態によるスロットル装置１に対して、突出し部２３を廃止したものである。本発明の第３実施形態によるスロットル装置１において、スロットルボディ２の空気通路内壁２２に設けられる溝２４は、スロットル弁４の全閉時に、図７に示すように、溝２４のスロットル弁４側端部とスロットル弁４との間に隙間Ｃが形成されるように設けられている。また、隙間Ｃの長さは、たとえば、スロットル弁４の開度が小さい時においても空気通路２１を流れる空気流量が不安定とならないように設定される。本発明の第３実施形態によるスロットル装置１においても、空気通路内壁２２に付着した水滴の面積を広く、厚さを薄くして、水滴をより短時間で蒸発させてスロットル弁４付近に滞留することを抑制できるので、寒冷時においてスロットル弁４に水滴が付着し氷結してその回動が妨げられることを防止することができる。
【００３９】
なお、以上説明した、本発明の第１実施形態および第実施形態によるスロットル装置１において、溝２４を省略してもよい。この場合も、空気通路内壁２２に付着した水滴が空気流あるいはエンジンの振動等によりスロットル弁４に向かって移動しても、突出し部２３、あるいは突出し部２３および環状溝２３ｃによりで堰き止められてスロットル弁４に付着することが阻止される。したがって、寒冷時においてスロットル弁４に水滴が付着し氷結してその回動が妨げられることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるスロットル装置１の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるスロットル装置１の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるスロットル装置１の変形例の部分断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるスロットル装置１の他の変形例の部分断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるスロットル装置１の他の変形例の部分断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態によるスロットル装置１の部分断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態によるスロットル装置１の部分断面図である。
【符号の説明】
１    スロットル装置
２    スロットルボディ
２ａ    端面
２１    空気通路
２２    空気通路内壁
２３    突出し部
２３ａ    内周面
２３ｂ    端面
２３ｃ    環状溝（凹部）
２４    溝
３    スロットル軸
４    スロットル弁
４ａ    外周面
Ｃ    隙間
【図１】
2004204820.tif 000003
【図２】
2004204820.tif 000004
【図３】
2004204820.tif 000005
【図４】
2004204820.tif 000006
【図５】
2004204820.tif 000007
【図６】
2004204820.tif 000008
【図７】
2004204820.tif 000009