JP2007332829A - エンジン用吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型でありながらエンジンの吹き返しガスがバイパス弁まで到達し難くした，しかも生産性の良好なエンジン用吸気装置を提供する。
【解決手段】スロットル弁７を迂回して吸気道２に接続されるバイパス１５と，このバイパス１５の開度を調節するバイパス弁２０とを備えるエンジン用吸気装置において，バイパス１５の少なくとも一部を，スロットル弁７より上流の吸気道２に開口するようスロットルボディ１に設けられる入口ポート１５ａと，バイパス弁２０を嵌装すべくスロットルボディ１に設けられる弁孔１５ｂと，スロットル弁７より下流の吸気道２に開口するようスロットルボディ１に設けられる出口ポート１５ｆとで構成し，弁孔１５ｂを，スロットル弁７を挟んで出口ポート１５ｆと反対側で出口ポート１５ｆより上方に且つスロットル弁７の弁軸７ａを支持する軸受孔５，６と平行に配置した。
【選択図】 図５

Description

本発明は，吸気道を有するスロットルボディと，このスロットルボディに形成される軸受孔に弁軸を支持されて前記吸気道を開閉するスロットル弁と，このスロットル弁を迂回して前記吸気道に接続されるバイパスと，このバイパスの開度を調節するバイパス弁と，このバイパス弁を作動するアクチュエータと，スロットルボディの一側壁に取り付けられてスロットル弁の開度を検出するスロットルセンサとを備えてなる，エンジン用吸気装置の改良に関する。

かゝるエンジン用吸気装置は，特許文献１に開示されるように，既に知られている。
特開２００３−７４４４４号公報

従来のエンジン用吸気装置では，スロットルボディに接合される制御ブロックに，バイパスの開度を調節するバイパス弁及びそのアクチュエータを取り付けているので，スロットルボディ側の組み立てと，制御ブロック側の組み立てとを平行して行うことができ，また制御ブロックに設けられるバイパス弁は，吸気道の下流側に開口するバイパスの出口ポートから必然的に遠く離れることになるから，エンジンの吹き返しガスがバイパス弁まで到達し難いという利点もある。

しかしながら，制御ブロックを結合したスロットルボディは，全体として大型となる傾向があるため，自動二輪車のようにエンジン周りの狭小なスペースにスロットルボディを設置する場合には不向きである。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，小型でありながらエンジンの吹き返しガスがバイパス弁まで到達し難く，しかもバイパス弁を嵌装する弁孔の加工が容易にできて生産性の良好な，前記エンジン用吸気装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，吸気道を有するスロットルボディと，このスロットルボディに形成される軸受孔に弁軸を支持されて前記吸気道を開閉するスロットル弁と，このスロットル弁を迂回して前記吸気道に接続されるバイパスと，このバイパスの開度を調節するバイパス弁と，このバイパス弁を作動するアクチュエータと，スロットルボディの一側壁に取り付けられてスロットル弁の開度を検出するスロットルセンサとを備えてなる，エンジン用吸気装置において，バイパスの少なくとも一部を，スロットル弁より上流の吸気道に開口するようスロットルボディに設けられる入口ポートと，バイパス弁を嵌装すべくスロットルボディに設けられる弁孔と，スロットル弁より下流の吸気道に開口するようスロットルボディに設けられる出口ポートとで構成し，前記弁孔を，スロットル弁を挟んで前記出口ポートと反対側で出口ポートより上方に且つ前記軸受孔と平行に配置したことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記弁孔をスロットルボディの軸線より上方に配置し，また前記出口ポートを同軸線より下方に且つ前記軸受孔と平行に配置したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１又は第２の特徴に加えて，前記入口ポートを，スロットルボディの上流側端面の上部に開口するように配置しことを第３の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１〜第３の特徴の何れかに加えて，前記スロットルセンサを保持するセンサボックスと前記アクチュエータとを，スロットルボディの同一方向を向いた端面に取り付けたことを第４の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，バイパス弁は，スロットルボディに形成される弁孔に嵌装され，それを作動するアクチュエータもスロットルボディに取り付けられるので，バイパス弁及びアクチュエータ付きのスロットルボディを全体的に小型化することができ，したがって自動二輪車のようにエンジン周りが狭小な場合でも，その設置を容易に行うことができる。

また，バイパス弁を嵌装する弁孔は，スロットル弁を挟んで前記出口ポートと反対側で出口ポートより上方に配置されるので，弁孔を高所に配置しながら，弁孔及び出口ポート間の距離を長く確保でき，したがってエンジンの吹き返しが出口ポートに侵入しても，それは弁孔まで容易には届かず，吹き返しガス中の水分の凍結やカーボン等の付着によるバイパス弁の固着を未然に防ぐことができる。

さらに，弁孔は，スロットル弁の弁軸を支持する軸受孔と平行に配置されるので，弁孔を軸受孔と共に多軸ボール盤により一挙に加工することができ，生産性を高めることができる。

本発明の第２の特徴によれば，弁孔及び出口ポート間の上下方向距離をより充分に確保して，エンジンの吹き返しガスの弁孔への到達を効果的に抑えることができる。また出口ポートは，弁孔と同様に前記軸受孔と平行に配置されることで，出口ポートも，弁孔及び軸受孔と共に多軸ボール盤により一挙に加工することができ，生産性をより高めることができる。

本発明の第３の特徴によれば，入口ポートは，スロットルボディの上流側端面の上部に開口することで，吸気の流れに直面することになり，吸気を弁孔にスムーズに取り入れ，エンジンのアイドリングの安定化に寄与し得る。

本発明の第４の特徴によれば，センサボックス及びアクチュエータを，スロットルボディに，その向きを変えることなく，同一方向から容易に取り付けることができ，生産性をより高めることができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明に係るエンジン用吸気装置の平面図，図２は図１の２−２線断面図，図３は図２の３−３線断面図，図４は図１の４矢視図，図５は図４の５−５線断面図，図６は図１の６−６線断面図，図７は図６の７−７線断面図である。

先ず図１〜図４において，本発明の吸気装置は，主として自動二輪車のエンジンに用いられるもので，エンジンに取り付けられるスロットルボディ１を備える。このスロットルボディ１は，エンジンへの取り付け状態でその吸気ポート（図示せず）に連ねる水平方向の吸気道２を有する。このスロットルボディ１の，水平方向で対向する両側壁には，それぞれ外方に突出する第１及び第２軸受ボス３，４が形成されており，これら軸受ボス３，４の同軸に並ぶ水平方向の軸受孔５，６により，吸気道２を開閉するバタフライ型スロットル弁７の弁軸７ａが回転自在に支承される。第１軸受ボス３から外方に突出する弁軸７ａの一端部にはスロットルドラム８が固着され，このスロットルドラム８をスロットル弁７の閉じ方向に付勢する戻しばね９が第１軸受ボス３に装着される。

第２軸受ボス４の端面には，カプラ１４を一体に備えるセンサボックス１０が複数のビス３５，３５…により固着され，このセンサボックス１０により，スロットルセンサ１１，吸気温センサ１２，ブースト負圧センサ１３等が保持される。スロットルセンサ１１は，弁軸７ａの回転角度をスロットル弁７の開度として検出し，吸気温センサ１２は，スロットルボディ１の側壁の透孔３３を貫通して先端部を吸気道２に臨ませ，吸気温を検出するようになっており，またブースト負圧センサ１３は，スロットル弁７より下流の吸気道２に開口する検出孔３４（図７参照）からエンジンのブースト負圧を検出するようになっている。

スロットルボディ１には，スロットル弁７を迂回して吸気道２に接続されるバイパス１５が設けられる。このバイパス１５は，スロットルボディ１の上流側端面の上部に開口して吸気道２に沿って延びる入口ポート１５ａ（図４参照）と，この入口ポート１５ａの下流端から立ち上がるシリンダ状の弁孔１５ｂ（図５参照）と，この弁孔１５ｂの中間部に直交し且つ吸気道２に沿って延びる，弁孔１５ｂより小径の固定計量孔１５ｃ（図５参照）と，この固定計量孔１５ｃの下流端から立ち上がって第２軸受ボス４の端面に開口する横孔１５ｄと，第２軸受ボス４及びセンサボックス１０の接合面間に形成されて横孔１５ｄに繋がる溝状の中間屈曲路１５ｅ（図６参照）と，この中間屈曲路１５ｅの下流端に連通してスロットル弁７より下流の吸気道２に開口する出口ポート１５ｆ（図２及び図３参照）とで構成される。

上記弁孔１５ｂ及び固定計量孔１５ｃは，図２及び図５に示すように，第２軸受ボス４に隣接してスロットルボディ１に一体に形成される弁ボディ部１６にドリル加工により形成される。即ち，弁孔１５ｂは，弁ボディ部１６の，第２軸受ボス４の端面と平行な第１端面１６ａから前記軸受孔５，６と平行にドリル加工され，また固定計量孔１５ｃは，弁孔１５ｂを横断するようにして弁ボディ部１６の，スロットルボディ１の上流側端面と平行な第２端面１６ｂから吸気道２の軸線Ａと平行にドリル加工される。この固定計量孔１５ｃの加工の際，弁ボディ部１６の第２端面１６ｂには固定計量孔１５ｃと同軸に並ぶ加工口１７が形成される。この加工口１７は，それに圧入もしくはねじ込まれる栓体１８により気密に閉鎖される。而して，互いに平行する第１，第２軸受孔５，６及び弁孔１５ｂは，多軸ボール盤により一挙に加工される。

また弁孔１５ｂは，加工口１７の長さＬ１が固定計量孔１５ｃの長さＬ２より充分に短くなるように，前記第２端面１６ｂに近接配置される。こうすることで加工口１７の加工量を極力少なくしてドリルの耐用寿命を延ばすことができる。

さらに弁孔１５ｂは，図２に示すように，吸気道２の軸線Ａよりも上方に，且つスロットル弁７を挟んでバイパス１５の前記出口ポート１５ｆと反対側に配置される。一方，出口ポート１５ｆは，吸気道２の軸線Ａより下方に配置される。その際，弁孔１５ｂ及び出口ポート１５ｆは，何れも第１，第２軸受孔３，４と平行に配置される。

再び図５において，弁孔１５には中空円筒状のバイパス弁２０が摺動可能に嵌装される。このバイパス弁２０は，固定計量孔１５ｃの上流端に対向する可動計量孔２１を一側壁に有しており，バイパス弁２０の昇降により，可動計量孔２１及び固定計量孔１５ｃの連通面積がバイパス１５の開度として調節されるようになっている。

このバイパス弁２０及び弁ボディ部１６間には，可動計量孔２１を固定計量孔１５ｃとの対向位置に保持しつゝバイパス弁２０の昇降を可能にする回り止め手段２２が設けられる。この回り止め手段２２は，バイパス弁２０の，可動計量孔２１と反対側の他側壁に設けられる縦方向のキー溝２４と，前記栓体１８の内端面中心部に一体に突設されるピン状のキー２３とで構成される。

また弁ボディ部１６には，弁孔１５ｂと同軸に並ぶ，それより大径の装着孔２５が前記第１端面１６ａに開口するように設けられる。この装着孔２５に，バイパス弁２０を開閉作動するアクチュエータとしてのステッピングモータ２７が，その出力軸２７ｂをバイパス弁２０側に突出させて装着される。このステッピングモータ２７の金属製のステータ２７ａには，その内外両端面及び外周面を覆う合成樹脂製の被覆体２８がモールド結合されており，またこの被覆体２８には，その外周面から張り出す取り付けフランジ２８ａと，この取り付けフランジ２８ａの外端面より突出する，ステッピングモータ２７のための給電用カプラ３１が一体に成形されている。ステッピングモータ２７の装着孔２５への装着に際しては，被覆体２８の外周面が装着孔２５の内周面に嵌合されると共に，被覆体２８の内端面と装着孔２５の底面との間に，前記出力軸２７ｂの外周面に密接するリップ２９ａを備えた板状のシール部材２９が介装される。そして取り付けフランジ２８ａは弁ボディ部１６の第１端面１６ａに複数のビス３６，３６により固着される。その際，取り付けフランジ２８ａ及び第１端面１６ａ間には，シール部材を介装しない。

而して，弁ボディ部１６及び前記第２軸受ボス４は，互いに隣接していて，各端面を同一方向に向けており，これら端面にステッピングモータ２７及びセンサボックス１０が取り付けられるので，それらの取り付け作業を，スロットルボディ１の向きを変えることなく容易に行うことができ，組立作業能率の向上に寄与し得る。

ステッピングモータ２７の出力軸２７ｂは，バイパス弁２０の中心部に取り付けられる雌ねじ部材３０に螺合していて，正，逆転することにより，バイパス弁２０を昇降（開閉）させることができる。カプラ３１内の端子には，ステッピングモータ２７に対する通電を制御する電子制御ユニット３２が接続される。この電子制御ユニット３２は，前記スロットルセンサ１１，吸気温センサ１２及びブースト負圧センサ１３等の検出信号が入力され，これら信号に応じてステッピングモータ２７の作動を制御する他，図示しないエンジンの燃料噴射弁の作動をも制御する。

次に，この実施例の作用について説明する。

スロットル弁７を全閉にした状態でのエンジンの運転時には，吸気道２に流入した吸入空気は，スロットル弁７を迂回するバイパス１５，即ち入口ポート１５ａ，弁孔１５ｂ，固定計量孔１５ｃ，中間屈曲路１５ｅ及び出口ポート１５ｆを通ってエンジンに供給される。このとき，エンジンが暖機運転状態にあれば，ステッピングモータ２７は，制御ユニット３２によりバイパス弁２０を引き上げる方向に作動され，固定計量孔１５ｃ及び可動計量孔２１との連通面積を大きく調節するので，吸入空気は増量され，エンジンはファーストアイドリング状態となる。また暖機運転後は，ステッピングモータ２７は，制御ユニット３２によりバイパス弁２０を押し下げる方向に作動され，固定計量孔１５ｃ及び可動計量孔２１との連通面積を減少させるので，吸入空気は減量され，エンジンは通常のアイドリング状態となる。

このように昇降するバイパス弁２０は，その側壁の縦方向のキー溝２４と，弁ボディ部１６に固定されるキー２３との係合により回り止めされているので，バイパス弁２０の可動計量孔２１とスロットルボディ１の固定計量孔１５ｃとの対向関係を適正に保持して，吸入空気量の調節を安定させることができる。

特に，キー２３は，弁ボディ部１６に固定計量孔１５ｃをドリル加工した際の加工口１７を閉鎖する栓体１８に一体に形成されるものであるから，固定計量孔１５ｃとキー２３との一定の位置関係を，多量生産されるエンジン用吸気装置において，常に容易に且つ正確に保持することができ，エンジンのアイドリング特性の安定化に大いに寄与することができる。

しかも栓体１８がキー２３を持つことで，特別なキーを弁ボディ部１６に取り付ける必要がなくなり，その分，部品点数及び組立工数が削減され，コストの低減を図ることができる。

さらに弁孔１５ｂを形成する弁ボディ部１６をスロットルボディ１に一体に形成すること，換言すれば弁孔１５ｂをスロットルボディ１に穿設することにより，またその弁孔１５ｂに嵌装されるバイパス弁２０を作動するステッピングモータ２７も弁ボディ部１６，即ちスロットルボディ１に取り付けることにより，部品点数及び組立工数の削減を更に図ると共に，バイパス弁２０及びステッピングモータ２７付きのスロットルボディ１全体の小型化を効果的に図ることができ，したがって自動二輪車のようにエンジン周りが狭小な場合でも，その設置を容易に行うことができる。

その上，弁孔１５ｂ，装着孔２５及び出口ポート１５ｆは，弁軸７ａの第１及び第２軸受孔５，６と平行に配置されるので，弁孔１５ｂ，装着孔２５及び出口ポート１５ｆを第１及び第２軸受孔５，６と共に多軸ボール盤により一挙に加工することができ，これも加工工数の削減をもたらす。

しかも，弁孔１５ｂは，吸気道２の軸線Ａよりも上方に，且つ弁軸７ａを挟んでバイパス１５の前記出口ポート１５ｆと反対側に配置される一方，出口ポート１５ｆは，吸気道２の軸線Ａより下方に配置されるので，弁孔１５ｂを高所に配置しながら，弁孔１５ｂ及び出口ポート１５ｆ間の距離を充分長く確保でき，したがってエンジンの吹き返し時，その吹き返しガスが出口ポート１５ｆに侵入しても，それは弁孔１５ｂまで容易には届かず，吹き返しガス中の水分の凍結やカーボン等の付着によるバイパス弁２０の固着を未然に防ぐことができる。特に，スロットルボディ１では，バイパス付きの気化器とは異なり，上記バイパス１５に燃料は流れず，したがって弁孔１５ｂ周りで燃料による異物のクリーニング作用は生じないので，異物の弁孔１５ｂへの侵入防止は極めて重要である。

一方，バイパス１５の入口ポート１５ａは，スロットルボディ１の上流側端面の上部に開口するので，吸気の流れに直面することになり，吸気を弁孔１５ｂにスムーズに取り入れ，エンジンのアイドリングの安定化に寄与し得る。

またステッピングモータ２７は，そのステータ２７ａの内外両端面及び外周面に合成樹脂製の被覆体２８をモールド結合すると共にその被覆体２８の内端面と装着孔２５の底面との間に出力軸の外周面に密接するシール部材２９を介装することで，これを防水型に構成することができ，したがってステータ２７ａ外面の浸水による発錆を防ぐことができる。即ち，前記シール部材２９は，それ一個で出力軸２７ｂの外周面からステッピングモータ２７内部への浸水を防ぐのみならず，被覆体２８の内端部とステータ２７ａとの間への浸水をも防ぐ二役を果たすことになるから，装着孔２５への浸水を防ぐシール部材は不要となり，部品点数及び組立工数が削減され，コストの低減を図ることができる。

しかもステッピングモータ２７を弁ボディ部１６に取り付ける取り付けフランジ２８ａは，被覆体２８に一体に形成されるものであるから，ステッピングモータ２７を保持するための特別な蓋体も不要となり，部品点数が更に削減され，コストの低減を更に図ることができる。

さらに，被覆体２８には，ステッピングモータ２７への給電用のカプラ３１が取り付けフランジ２８ａの外方に突出するように一体に形成されるので，取り付けフランジ２８ａは，ステッピングモータ２７のみならずカプラ３１の取り付けにも供されることになり，これも部品点数及び組立工数の削減に寄与する。

以上，本発明の実施例について説明したが，本発明はそれに限定されることなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，取り付けフランジ２８ａは，被覆体２８と別体の押さえ板に置き換えることもできる。

本発明に係るエンジン用吸気装置の平面図。 図１の２−２線断面図。 図２の３−３線断面図。 図１の４矢視図。 図４の５−５線断面図。 図１の６−６線断面図。 図６の７−７線断面図。

符号の説明

１・・・・・スロットルボディ
２・・・・・吸気道
７・・・・・スロットル弁
１０・・・・センサボックス
１１・・・・スロットルセンサ
１５・・・・バイパス
１５ａ・・・入口ポート
１５ｂ・・・弁孔
１５ｆ・・・出口ポート
２０・・・・バイパス弁
２７・・・・アクチュエータステッピングモータ）

Claims (4)

1. 吸気道を有するスロットルボディ（１）と，このスロットルボディ（１）に形成される軸受孔（５，６）に弁軸（７ａ）を支持されて前記吸気道（２）を開閉するスロットル弁（７）と，このスロットル弁（７）を迂回して前記吸気道（２）に接続されるバイパス（１５）と，このバイパス（１５）の開度を調節するバイパス弁（２０）と，このバイパス弁（２０）を作動するアクチュエータ（２７）と，スロットルボディ（１）の一側壁に取り付けられてスロットル弁（７）の開度を検出するスロットルセンサ（１１）とを備えてなる，エンジン用吸気装置において，
   バイパス（１５）の少なくとも一部を，スロットル弁（７）より上流の吸気道（２）に開口するようスロットルボディ（１）に設けられる入口ポート（１５ａ）と，バイパス弁（２０）を嵌装すべくスロットルボディ（１）に設けられる弁孔（１５ｂ）と，スロットル弁（７）より下流の吸気道（２）に開口するようスロットルボディ（１）に設けられる出口ポート（１５ｆ）とで構成し，前記弁孔（１５ｂ）を，スロットル弁（７）を挟んで前記出口ポート（１５ｆ）と反対側で出口ポート（１５ｆ）より上方に且つ前記軸受孔（５，６）と平行に配置したことを特徴とする，エンジン用吸気装置。
2. 請求項１記載のエンジン用吸気装置において，
   前記弁孔（１５ｂ）をスロットルボディ（１）の軸線（Ａ）より上方に配置し，また前記出口ポート（１５ｆ）を同軸線（Ａ）より下方に且つ前記軸受孔（５，６）と平行に配置したことを特徴とする，エンジン用吸気装置。
3. 請求項１又は２記載のエンジン用吸気装置において，
   前記入口ポート（１５ａ）を，スロットルボディ（１）の上流側端面の上部に開口するように配置しことを特徴とする，エンジン用吸気装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のエンジン用吸気装置において，
   前記スロットルセンサ（１１）を保持するセンサボックス（１０）と前記アクチュエータ（２７）とを，スロットルボディ（１）の同一方向を向いた端面に取り付けたことを特徴とする，エンジン用吸気装置。

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