(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気弁または排気弁を収容するシリンダヘッドに設けられる吸気装置であって、前記吸気弁または排気弁を駆動するカムを収容する内部空間を形成しているヘッドカバーと、前記ヘッドカバーに形成され、前記内部空間と反燃焼室側の外部空間とを連通する通孔と、燃焼室に連通する吸気通路が形成されるスロットルボディと、前記スロットルボディに回動可能に支持されているスロットル軸と、前記スロットル軸に取り付けられ、前記吸気通路を流れる吸気流量を調整するスロットルバルブと、前記スロットルボディの外部に突出し、前記外部空間から前記通孔に挿入される筒状の導熱部と、を備え、
前記導熱部は、前記内部空間に露出し、かつ、金属部材または金属部材を含有する樹脂部材のいずれか一方で形成されることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記導熱部は前記スロットルボディと一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記スロットルボディは、前記スロットルバルブを迂回するバイパス通路を形成しているアイドル速度制御部を有し、
前記導熱部は前記アイドル速度制御部に設けられることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記導熱部は前記バイパス通路の壁部と一体に形成されていることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
前記スロットルボディは樹脂製であり、
前記スロットルボディに取り付けられ、前記スロットルバルブの外周を取り囲んでいる金属リングを備え、
前記導熱部は前記金属リングから前記スロットルボディの外部に突出していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
前記導熱部は、前記スロットル軸の前記スロットルボディの外部に突出している一方の端部であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項７】
前記導熱部は反スロットルボディ側端部に表面積拡大部を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は内燃機関（以下「内燃機関」をエンジンという。）の吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関のスロットルボディの凍結による作動不良を防止するための技術が知られている。この技術においては、一般に、スロットルボディに形成されている吸気通路の近傍にエンジン冷却水を循環させる温水通路を形成し、エンジンによって暖められた冷却水をその温水通路に流通させることによってスロットルボディを加熱し、スロットルボディの凍結を防止している。
【０００３】
例えば、特開平８−１３５５０６号公報に開示されているスロットルボディによると、吸気通路と温水通路とを仕切る隔壁を薄肉状に形成しリブで補強することによって、スロットルボディの熱伝導効率を向上させ、スロットルボディの凍結を防止している。
【０００４】
また、このような温水通路を形成していないものとしては特開平６−１１７３２８号公報に開示されているスロットルボディが知られている。このスロットルボディによると、スロットルボディとシリンダブロックとをヒートパイプで接続しヒートパイプ内に充填された作動液体の潜熱を利用することによって、シリンダブロックの熱をスロットルボディに伝導し、スロットルボディの凍結を防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−１３５５０６号に係るスロットルボディにおいては、エンジン冷却水をスロットルボディに導出しスロットルボディを経由してエンジン本体に環流させる配管が必要となる。このような配管はエンジン本体からスロットルボディに大きな熱量を伝導させるための複雑な構造が必要となる。したがって、スロットルボディの設置に必要なスペースが大きくなるとともに重量が増大し、組み付け工程が複雑になり、製造コストが増大するという問題がある。
【０００６】
一方、特開平６−１１７３２８号に係るスロットルボディにおいては、ヒートパイプの性質上、放熱側の端部を入熱側の端部より高くしてヒートパイプを設置しなければならないという制約がある。すなわち、エンジンルーム内のスペースの都合上、シリンダブロックよりスロットルボディを高く設置しヒートパイプで接続することができない場合には適用できないという問題がある。また、作動液体の漏洩に対する万全の対策が必要となるため製造コストが増大する。
【０００７】
本発明はこれらの問題を解決するために創作されたものであって、体格が小さく、スロットルボディの凍結による作動不良を防止し部品点数及び組み付け工数を低減する内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。
また、本発明の別の目的は、振動を防止する簡便な構造の吸気装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の内燃機関の吸気装置によると、ヘッドカバーに通孔が形成され、スロットルボディの外部に突出している導熱部が反燃焼室側の外部空間から通孔に挿入され、吸気弁または排気弁を駆動するためのカムを収容するヘッドカバーの内部空間に導熱部が露出している。このため、ヘッドカバーの内部空間の熱がスロットルボディ及びスロットルバルブに伝導しやすく、スロットルバルブの凍結による作動不良を防止することができる。さらに、ヘッドカバーの内部空間の熱を導出しやすい構成であるため、スロットルボディに温水を導入する構成に比べ、導熱部を簡便な構成とすることができる。たとえば、熱伝導性の高い金属部材、またはそのような金属部材を含有する樹脂部材の成形体によって導熱部を構成することができる。また、体格を小さく、部品点数及び組み付け工数を低減することができる。また体格を小さくし部品点数を低減することにより軽量化を図ることができる。また、導熱部が筒状に形成されているため、吸気通路またはバイパス通路の壁部がヘッドカバーの内部空間の隔壁となり、ヘッドカバーの内部空間の熱により吸気通路またはバイパス通路の壁部を直接加熱することができる。したがって、吸気通路またはバイパス通路の壁部を加熱する効果を増大させることができる。また、導熱部をヘッドカバーの内部空間に露出させているため、混合気の燃焼によって発生する熱がスロットルボディに伝導しやすい。
【０００９】
本発明の請求項２記載の内燃機関の吸気装置によると、導熱部は吸気通路を形成しているスロットルボディと一体に形成されている。スロットルボディがヘッドカバーの内部空間の隔壁となるため、ヘッドカバーの内部空間の熱によりスロットルボディを直接加熱することができる。したがって、導熱部からスロットルボディに熱が伝導しやすく、スロットルバルブの凍結による作動不良を防止する効果を増大させることができる。また部品点数及び組み付け工数をさらに低減することができ、またさらに軽量化を図ることができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の内燃機関の吸気装置によると、スロットルボディはスロットルバルブを迂回するバイパス通路を形成しているアイドル速度制御部を有し、導熱部はそのアイドル速度制御部に設けられている。アイドル速度制御部を通じてヘッドカバーの内部空間の熱がスロットルバルブに伝導しやすい。このためスロットルボディ周辺の部品配置や配管等の取り回しを簡素化できるとともにスロットルバルブの凍結による作動不良を防止することができる。
【００１１】
本発明の請求項４記載の内燃機関の吸気装置によると、導熱部はバイパス通路の壁部と一体に形成されているため、導熱部からスロットルバルブ及びバイパス通路に熱が伝導しやすい。したがって、スロットルバルブ及びアイドル制御部の凍結による作動不良を防止する効果を向上させることができる。
【００１５】
本発明の請求項５記載の内燃機関の吸気装置によると、スロットルボディを樹脂製にし、吸気装置を軽量化している。さらに、スロットルバルブの外周を取り囲んでいる金属リングからスロットルボディの外部に導熱部が突出しているので、スロットルボディに熱が分散せず、金属リングを効率よく加熱することができる。
【００１６】
本発明の請求項６記載の内燃機関の吸気装置によると、スロットル軸の一方の端部をスロットルボディの外部に突出することにより導熱部を構成している。新たな部品を用いることなく導熱部を構成できるので、部品点数が減少する。
本発明の請求項７記載の内燃機関の吸気装置によると、導熱部は反スロットルボディ側端部に表面積拡大部を有している。大きな熱量を吸気装置に伝導できるので、吸気装置を素早く加熱し、スロットルバルブが吸気通路を形成する吸気内壁に凍り付き回動不能になる、所謂アイシングを解消できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるエンジンの吸気装置を図１〜図３に示す。
エンジンの燃焼室１４に連通する吸気通路１３と排気通路１５とがシリンダヘッド２に形成され、吸気通路１３に吸気弁７が開閉可能に、排気通路１５に排気弁８が開閉可能に設けられている。吸気弁７および排気弁８はスプリング９，１０により閉弁方向に付勢されており、カム１１，１２により往復駆動される。シリンダヘッド２に被せられるヘッドカバー３の内側に形成される内部空間１６にカム１１、１２が収容されている。吸気弁７が吸気通路１３を開放すると吸気通路１３から燃焼室１４に空気が流入し、排気弁８が排気通路１５を開放すると、燃焼室１４内の排気ガスが排気通路１５に排出される。
【００１９】
吸気装置１は、スロットル部４と、インテークマニホールド６と、ヘッドカバー３とからなる。
スロットル部４は図示しないエアクリーナの出口側に接続されている。スロットル部４は吸気通路４１を形成している筒状のスロットルボディ４２と、スロットルボディ４２に回動可能に支持され吸気通路４１の開口面積を調整するスロットルバルブ４３とを有する。スロットルボディ４２には筒状の導熱部４４が径外方向に突出して形成されている。導熱部４４が形成される位置はスロットルバルブ４３の直近である。スロットルボディ４２と導熱部４４とは熱伝導性の良いアルミ等の金属材料またはそのような金属材料を含有する樹脂材料によって一体に形成されている。導熱部４４は筒状に限らず、柱体等の中空でない形状であっても良い。スロットル部４をヘッドカバー３になるべく近接させて設置し、導熱部４４をなるべく短くすることが望ましい。スロットル部４は、図示しないエンジン制御装置（ＥＣＵ）からの制御信号によりスロットル開度を制御しシリンダヘッド２の各気筒に供給する空気量を調整する。
【００２０】
サージタンク５と一体に形成されたインテークマニホールド６は、一端がスロットル部４の出口側に接続され、他端がシリンダヘッド２とボルト等で接続されている。インテークマニホールド６は、エアクリーナで異物を除去された空気をシリンダヘッド２の各気筒に供給するものであり、シリンダヘッド２の気筒数と同数の図示しない４本の枝管を有する。
【００２１】
ヘッドカバー３はシリンダヘッド２の上部にボルト等によって固定されている。ヘッドカバー３には内外を連通する通孔３１が形成されている。通孔３１には導熱部４４が挿入され、その外周壁と通孔３１の内壁との隙間がリング状のシール部材３２によってシールされている。
【００２２】
次に吸気装置１の作動について説明する。
エアクリーナを通過することによって異物を除去された空気は、スロットル部４においてスロットルバルブ４３の角度に応じて流量を調整される。流量が調整された空気は、サージタンク５からインテークマニホールド６の各枝管を通りシリンダヘッド２の各気筒に供給される。シリンダヘッド２の各気筒に供給される空気は、図示しない燃料噴射装置から噴射された燃料と混合され燃焼室１４で燃焼する。燃焼によって発生した熱はシリンダヘッド２を通じてヘッドカバー３の内部空間１６に伝導する。ヘッドカバー３の内部空間１６に伝導した熱は、導熱部４４を通じて吸気通路４１の壁部であるスロットルボディ４２に伝導する。
【００２３】
以上説明した本発明の第１実施例では、スロットルボディ４２と一体に形成された導熱部４４をヘッドカバー３の内部空間１６に露出させているため、混合気の燃焼によって発生する熱がスロットルボディ４２に伝導しやすい。このため、低温時におけるスロットル部４の凍結を防止できる。さらに、導熱部４４の底に相当するスロットルボディ４２の壁部はヘッドカバー３の内部空間１６の隔壁でもあるため、その壁部はヘッドカバー３の内部空間の熱によって直接加熱される。したがって、特にその壁部を加熱する効果が高く、その壁部近傍に設けられるスロットルバルブ４３が凍結することによる作動不良を防止することができる。また、導熱部４４を十分短くすることによってその壁部を加熱する効果を向上させることができる。さらに、エンジンの冷却水をスロットル部４に循環させる配管を必要としないため体格が小さく、また部品点数と組み付け工数を低減することができる。また、部品点数が少ないことから軽量である。
【００２４】
（第２実施例）
次に、図４に基づいて本発明の第２実施例を説明する。第１実施例と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。
第２実施例による吸気装置ではスロットル部４６と導熱部４５とは別々に形成されたものである。導熱部４５は端部にフランジ４５ａが形成されている柱状の部材であって、熱伝導性の良いアルミ等の金属材料またはそのような金属材料を含有する樹脂材料からなる。導熱部４５はフランジ４５ａがスロットル部４６にボルト等で結合され他方の端部がヘッドカバー３の通孔３１に挿入され、その外周壁と通孔３１の内壁との隙間がリング状のシール部材３２によってシールされている。
【００２５】
本発明の第２実施例では、スロットル部４６に直接接触して設けられる導熱部４５をヘッドカバー３の内部空間に露出させているため、混合気の燃焼によって発生する熱がスロットル部４６に伝導しやすい。導熱部４５を十分短くすることによってスロットル部４６を加熱する効果を向上させることができる。さらに、導熱部４５が形成されている位置がスロットルバルブ４３の直近であるため、特にスロットルバルブ４３が凍結することによる作動不良を防止することができる。さらに、エンジンの冷却水をスロットルボディに循環させる配管を必要としないため体格が小さく、また部品点数と組み付け工数を低減することができる。また、部品点数が少ないことから軽量である。
【００２６】
（第３実施例）
次に、図５に基づいて本発明の第３実施例を説明する。第１実施例と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。
第３実施例による吸気装置ではスロットルボディにアイドル速度制御部４９が設けられている。アイドル速度制御部４９には、スロットルバルブ４３の上流側と下流側の吸気通路４１に開口しスロットルバルブ４３を迂回して空気を流通させる図示しないバイパス通路が形成されている。そのバイパス通路にはＩＳＣＶ（Idle Speed Control Valve）が配設されている。アイドル速度制御部４９には円柱状の導熱部４７が設けられる。導熱部４７はアイドル速度制御部４９と別々に形成されるものであってもよいし、アイドル速度制御部４９の筐体と一体に形成されるものであってもよい。導熱部４７は、熱伝導性の良いアルミ等の金属材料またはそのような金属材料を含有する樹脂材料からなる。導熱部４７の端部はヘッドカバー３の通孔３１に挿入され、その外周壁と通孔３１の内壁との隙間がリング状のシール部材３２によってシールされている。
【００２７】
本発明の第３実施例では、アイドル速度制御部４９に直接接触して設けられる導熱部４７をヘッドカバー３の内部空間に露出させているため、混合気の燃焼によって発生する熱がアイドル速度制御部４９に伝導しやすい。したがって、低温時におけるアイドル速度制御部４９の凍結を防止することができる。導熱部４５を十分短くすることによってアイドル速度制御部４９を加熱する効果を向上させることができる。さらに、アイドル速度制御部４９に伝導した熱は吸気通路の壁部４８に伝導し、スロットルバルブ４３を加熱することができる。したがって、低温時におけるスロットルボディの凍結を防止でき、特にスロットルバルブ４３が凍結することによる作動不良を防止することができる。また、スロットルボディ周辺の部品配置や配管等の取り回しを簡素化でき、エンジンの冷却水をスロットルボディに循環させる配管を必要としないため体格が小さく、また部品点数と組み付け工数を低減することができる。また、部品点数が少ないことから軽量である。
【００２８】
（参考例１）
次に、図６に基づいて本発明の参考例１を説明する。第１実施例と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。
参考例１による吸気装置ではスロットルボディ４２とヘッドカバー３３とを一体に形成している。一体に形成された成形体３０は、熱伝導性の良いアルミ等の金属材料またはそのような金属材料を含有する樹脂材料からなる。
【００２９】
参考例１では、吸気通路４１の壁部がヘッドカバー３３の内部空間の隔壁となっているため、混合気の燃焼によって発生する熱が吸気通路４１に伝導しやすい。したがって、低温時におけるスロットルボディ４２の凍結を防止でき、特にスロットルバルブ４３が凍結することによる作動不良を防止することができる。また、エンジンの冷却水をスロットルボディに循環させる配管を必要としないため体格が小さく、また部品点数と組み付け工数を低減することができる。また、部品点数が少ないことから軽量である。さらに、スロットルボディ４２がシリンダヘッドに直接固定されることになるため、スロットルボディ４２の振動を防止することができる。したがってスロットルバルブ４３を滑らかに回動させることができる。
【００３０】
（第４実施例）
次に、図７に基づいて本発明の第４実施例を説明する。第１実施例と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。
第４実施例のスロットルボディ５０は樹脂製である。環状部材５１および導熱部５２は金属製であり一体に形成されている。環状部材５１は、吸気通路４１に面しスロットルバルブ４３の外周を取り囲むようにスロットルボディ５０にインサート成形されている。導熱部５２はヘッドカバー３内に挿入されている。
【００３１】
スロットルボディ５０が樹脂製であるから、吸気装置を軽量化できる。導熱部５２の熱がスロットルボディ５０に拡散せず、効率よく環状部材５１に熱を伝導できる。さらに、環状部材５１と導熱部５２が一体に形成されているので、部品点数および組み付け工数を低減し、吸気装置を軽量化できる。
第４実施例では環状部材５１および導熱部５２を金属製にしたが、通常の樹脂よりも熱伝導率の高いものであれば金属に限らずどんな材質を用いてもよい。例えば、樹脂に金属粉を混入した材質でもよい。
【００３２】
（第５実施例）
次に、図８に基づいて本発明の第５実施例を説明する。第４実施例と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。
第５実施例では、環状部材５１と導熱部５３とが別部材である。環状部材５１の一部がスロットルボディ５０から露出しており、この露出部と導熱部５３とが接続している。導熱部５３は、通常の樹脂よりも熱伝導率の高いものであれば金属に限らずどんな材質を用いてもよい。例えば、樹脂に金属粉を混入した材質でもよい。
【００３３】
（第６実施例）
次に、図９に基づいて本発明の第６実施例を説明する。第１実施例と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。
スロットル軸５５はスロットルバルブ４３を取り付けており、スロットルボディ４２に回動自在に支持されている。スロットル軸５５の軸方向の一方の端部５５ａはスロットルボディ４２の外部に突出するように延びており、ヘッドカバー３内に挿入されている。スロットル軸５５とヘッドカバー３との間は、リング状のシール部材３２によりシールされている。シール部材３２としてＯリングまたはボールベアリングを用いることにより、スロットル軸５５の摺動抵抗を低くしたままヘッドカバー３内からヘッドカバー３外にエンジンオイルが拡散することを防止できる。
【００３４】
第６実施例では、スロットル軸５５の一方の端部５５ａが導熱部を構成しているので、部品点数および組み付け工数を低減し、吸気装置を軽量化できる。
Ｓ１０Ｃ等の熱伝導率が高く、かつ強度の高い材質でスロットル軸５５を形成することが望ましい。しかし、吸気装置周囲の温度およびスロットル軸自体の強度等の条件により、例えば樹脂でスロットル軸を形成することも可能である。また、真鍮等の熱伝導率が高く、かつ強度の高い材質でスロットルバルブ４３を形成することが望ましい。しかし、吸気装置周囲の温度およびスロットルバルブ自体の強度等の条件により、例えば樹脂でスロットルバルブを形成することも可能である。また、スロットルボディ４２は金属製または樹脂製のどちらでもよい。
【００３５】
（第７実施例）
次に、図１０に基づいて本発明の第７実施例を説明する。第６実施例と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。
スロットル軸５５の端部５５ａはスロットルボディ４２の外部に突出するように延びており、ヘッドカバー３内に挿入されている。表面積拡大部としての円板部５６は端部５５ａに接続されており、ヘッドカバー３内に配設されている。
ヘッドカバー３内に配設されている円板部５６の表面積が広いので、大きな熱量を吸気装置に伝導できる。したがって、スロットルバルブ４３およびスロットルボディ４２の温度上昇を早め、アイシングを解消できる。
【００３６】
（第８実施例）
次に、図１１に基づいて本発明の第８実施例を説明する。第６実施例と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。
スロットル軸５５の端部５５ａはスロットルボディ４２の外部に突出するように延びており、ヘッドカバー３の上壁ではなく側壁３ａ内に挿入されている。エンジンルーム内の配置または吸気装置の形状により、ヘッドカバー３のどの位置にスロットル軸５５を挿入することも可能である。
【００３７】
（参考例２）
次に、図１２に基づいて本発明の参考例２を説明する。第６実施例と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。
ヘッドカバー３に凹部３ｂが形成されており、スロットル軸５５の端部５５ａは凹部３ｂに嵌合している。ヘッドカバー３とスロットル軸５５との間をシールする必要がないので、部品点数が減少し、吸気装置の組み付け工数が低減する。スロットル軸５５の端部５５ａとヘッドカバー３は接触してもよいし、端部５５ａがヘッドカバー３に接近しているだけでもよい。
【００３８】
（参考例３）
次に、図１３に基づいて本発明の参考例３を説明する。第６実施例と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付している。
シリンダブロック６０の外周壁に円筒状の突出部６１が一体に形成されている。スロットル軸５５の端部５５ａは突出部６１に嵌合している。突出部６１はシリンダブロック６０と別部材でもよい。突出部は、シリンダブロック６０に限らず、シリンダヘッドまたはヘッドカバーに形成してもよい。シリンダブロック６０、シリンダヘッドおよびヘッドカバーはエンジンブロックを構成している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例による吸気装置を示す模式的な断面図である。
【図２】  本発明の第１実施例による吸気装置の一部を示す斜視図である。
【図３】  本発明の第１実施例に係るスロットル部を示す斜視図である。
【図４】  本発明の第２実施例による吸気装置の一部を示す模式的な断面図である。
【図５】  本発明の第３実施例による吸気装置の一部を示す模式的な断面図である。
【図６】  本発明の参考例１による吸気装置の一部を示す模式的な断面図である。
【図７】  本発明の第４実施例による吸気装置の一部を示す模式的な断面図である。
【図８】  本発明の第５実施例による吸気装置の一部を示す模式的な断面図である。
【図９】  本発明の第６実施例による吸気装置の一部を示す模式的な断面図である。
【図１０】  本発明の第７実施例による吸気装置の一部を示す模式的な断面図である。
【図１１】  本発明の第８実施例による吸気装置の一部を示す模式的な断面図である。
【図１２】  本発明の参考例２による吸気装置の一部を示す模式的な断面図である。
【図１３】  本発明の参考例３による吸気装置の一部を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１    吸気装置
２    シリンダヘッド
３    ヘッドカバー
４    スロットル部
３１    通孔
３３    成形体
４１    吸気通路
４２    スロットルボディ
４３    スロットルバルブ
４４    導熱部
４９    アイドル速度制御部
５０    スロットルボディ
５１    環状部材（金属リング）
５２，５３          導熱部
５５    スロットル軸
５５ａ  端部（導熱部）
５６    円板部（表面積拡大部）
６０    シリンダブロック
【図１】
0004325063.tif 000002
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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