JP2022135153A - 吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気制御装置における組付工数の削減を図ると同時に軽量化を図る。【解決手段】吸気制御装置１０は、内部に吸気通路２２を有したスロットルボディ１６と、該スロットルボディ１６の円胴部３２に接続されるエアダクト１４とを備え、前記円胴部３２には、径方向内側へ窪んだ嵌合凹部３４が形成され、前記エアダクト１４の下流端には、前記円胴部３２が挿入される接続フランジ４８が形成される。そして、スロットルボディ１６とエアダクト１４とが接続される際、嵌合凹部３４と嵌合凸部６２とが嵌合されることで、接続フランジ４８に形成され吸入通路４６と連通した連通溝６６が前記円胴部３２に開口したバイパス通路４４に臨むように配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関へ供給される空気の吸気量を制御するための吸気制御装置に関する。

本出願人は、車両に搭載される内燃機関に対して供給される空気の流量（吸気量）を制御可能な吸気制御装置を搭載した鞍乗型車両を提案している（特許文献１参照）。この吸気制御装置は、空気の流通する通路を開閉するためのスロットル弁を有し、前記通路の上流側となるようにコネクティングチューブが接続されている。そして、エアクリーナを通じて取り込まれた外気がコネクティングチューブを介して通路へと流通し、スロットル弁の開閉状態に応じた流量で下流側の内燃機関のシリンダ室へと供給される。

特開２０１５－１８３５３８号公報

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、組付工数の削減を図ると同時に軽量化を図ることが可能な吸気制御装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の態様は、内燃機関の燃焼室に接続され燃焼室に流入する吸気が通過する吸気通路の少なくとも一部を構成するスロットルボディと、吸気通路の通路断面積を変化させて吸気の量を調整するスロットル弁と、吸気通路の上流側に接続され外部から取り込まれた吸気の流通するチューブとを備え、
スロットルボディは、吸気通路の上流端が開口するスロットルボディ側端部を有し、スロットルボディ側端部の外周面にチューブの嵌合部が嵌合されることで吸気通路とチューブとが接続され、
チューブには、嵌合部の内側に形成されスロットルボディとチューブとの接続時にスロットルボディ側端部に対向し、吸気通路と連通するチューブ側端部を有し、
吸気通路は、スロットルボディ側端部の中心部に形成されスロットル弁の配置される第１主通路部と、第１主通路部の外側に形成されスロットル弁の上流側及び下流側で第１主通路部と連通することでスロットル弁を迂回するバイパス通路部とを有し、
チューブ側端部が、中心部に形成される第２主通路部と、第２主通路部の周面の一部を径方向外側へ拡幅させた副通路部とを備えた吸気制御装置において、
嵌合部の内周部には、第２主通路部側に向かって突出した嵌合凸部を備え、スロットルボディ側端部の外周部には第１主通路部側に向かって窪んだ嵌合凹部を備え、
スロットルボディとチューブとを接続する際、嵌合凸部と嵌合凹部とが嵌合されバイパス通路部と副通路部とが連通する。

本発明によれば、吸気制御装置を構成するスロットルボディは、吸気通路の上流端が開口するスロットルボディ側端部を有し、スロットルボディ側端部の外周面に、外部から取り込まれた空気の流通するチューブの嵌合部が嵌合されることで互いに接続されると共に、嵌合部の内周部に形成された嵌合凸部と、スロットルボディ側端部の外周部に形成された嵌合凹部とが嵌合可能に形成されている。

従って、スロットルボディ側端部とチューブ側端部とを接続する際、嵌合凸部と嵌合凹部とを嵌合させることで、スロットルボディ側端部とチューブ側端部とが周方向に位置決めされ、スロットルボディ側端部の中心部に形成されスロットル弁の配置される第１主通路部と、チューブ側端部の中心部に形成された第２主通路部とが接続され連通すると共に、第１主通路部の外側に形成されたバイパス通路部と、第２主通路部の周面の一部を径方向外側へ拡幅させた副通路部とを互いに対向するように配置して連通させることができる。

その結果、嵌合凹部と嵌合凸部とを嵌合させることでスロットルボディにチューブを接続する際、バイパス通路部と副通路部との位置調整を行うことなく互いに位置決めされた状態で容易且つ確実に接続することが可能となるため、吸気制御装置の組付工数を削減することができる。また、スロットルボディに嵌合凹部を設けることで、嵌合凹部を設けていない場合と比較し、スロットルボディの体積が減少するため軽量化を図ることが可能となる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、スロットルボディにおけるスロットルボディ側端部の外周部に嵌合凹部を設け、嵌合部の内周部に第２主通路部側へ突出した嵌合凸部を設け、スロットルボディ側端部とチューブ側端部とを接続する際、嵌合凸部と嵌合凹部とを嵌合させることで、スロットルボディ側端部とチューブ側端部とが周方向に位置決めされ、第１主通路部の外側に形成されたバイパス通路部と、第２主通路部の周面の一部を径方向外側へ拡幅させた副通路部とを互いに対向するように配置して連通させることができる。

その結果、スロットルボディに対してチューブを接続する際、嵌合凹部と嵌合凸部との嵌合作用下にバイパス通路部と副通路部との位置調整を行うことなく互いに位置決めされた状態で容易且つ確実に接続することが可能となるため、吸気制御装置の組付工数を削減することができる。また、スロットルボディに嵌合凹部を設けることで、吸気制御装置の軽量化を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る吸気制御装置のスロットルボディを示す外観斜視図である。 図１に示す吸気制御装置においてスロットルボディからエアダクトを取り外した状態を示す分解斜視図である。 図１の吸気制御装置にエアダクトが接続された状態を示す正面図である。 図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。

本発明に係る吸気制御装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

この吸気制御装置１０は、図１～図４に示されるように、内燃機関のインレットパイプ１２と外気が導入されるエアダクト（チューブ）１４との間に設けられ、スロットルボディ１６と、該スロットルボディ１６に回転自在に支持されるシャフト１８と、該シャフト１８に連結され前記スロットルボディ１６の内部に回転自在に設けられるバルブ（スロットル弁）２０とを含む。なお、この吸気制御装置１０は、図示しない車両に搭載された車載状態において、シャフト１８が略水平となるように搭載されて用いられる（図３参照）。

スロットルボディ１６は、例えば、金属製材料から形成され、その中心には断面円形状の吸気通路（第１主通路部）２２が貫通し、該吸気通路２２の下流側となる一端部には連結フランジ２４が形成されインレットパイプ１２の上流側端部と連結される（図４参照）。

吸気通路２２は、水平方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って一直線状に延在し、その延在方向と直交するようにシャフト１８が挿通されると共に、該シャフト１８の中央に円盤状のバルブ２０がねじ２６を介して連結され該吸気通路２２を自在に開閉する。そして、バルブ２０は、その上端が下流側（矢印Ｂ方向）、下端が上流側（矢印Ａ方向）となるように所定角度だけ傾いて配置されることで全閉状態となり、前記上端側が下流側（矢印Ｂ方向）に向かい前記下端側が上流側（矢印Ａ方向）に向かうように回動することで吸気通路２２が開放される。

シャフト１８は、図１に示されるように略水平方向（矢印Ｃ方向）に延在し、その両端部がスロットルボディ１６のシャフト孔２８（図４参照）へと挿通され回転自在に支持されると共に、その一端部がスロットルボディ１６の外側へと突出して回転検出センサ（図示せず）が装着される。一方、シャフト１８の他端部は、前記とは反対側となるスロットルボディ１６の側部から外側へと突出してスロットルドラム３０と連結される。

そして、車両における運転者のアクセル操作によってスロットルドラム３０に接続されたアクセルワイヤ（図示せず）が引っ張られることで、図示しないスプリングの弾発力に抗して前記スロットルドラム３０が所定量だけ回転し、それに伴って、シャフト１８及びバルブ２０が所定角度だけ回転する。

また、スロットルボディ１６は、吸気通路２２の上流側（矢印Ａ方向）となる他端部に向かって延在した円筒状の円胴部３２を有し、該円胴部３２の略中央に沿って前記吸気通路２２が貫通して開口すると共に、該円胴部３２の端部（スロットルボディ側端部）には外周面から径方向内側へと窪んだ嵌合凹部３４が形成される。

嵌合凹部３４は、円胴部３２の周方向（矢印Ｄ方向）において一部に形成され、外周面に対して径方向内側、すなわち、吸気通路２２側へ所定深さで窪むと共に、図３に示される吸気通路２２の軸方向から見て径方向に所定長さを有した断面円弧状に形成される。具体的には、嵌合凹部３４は、図３に示されるように、吸気制御装置１０が車両に搭載された状態において、吸気通路２２の中心を通り鉛直方向（矢印Ｅ方向）に延在する仮想線Ｌに対し、周方向（矢印Ｄ方向）に沿ってスロットルドラム３０側へ所定角度となる範囲で形成され、径方向外側が長尺で径方向内側が短尺となる断面円弧状に形成されている。

また、嵌合凹部３４は、エアダクト１４が接続される円胴部３２の先端から軸方向（矢印Ｂ方向）に沿って同一断面形状で所定長さで延在すると共に、その延在方向に沿った基端側（矢印Ｂ方向）には、前記嵌合凹部３４の周面に対して径方向外側へ突出した段付部３６が形成されている。段付部３６は、嵌合凹部３４と同様に、図３に示される吸気通路２２の軸方向から見て、径方向外側へ凸状となる断面円弧状に形成されている。

そして、図３及び図４に示されるように、円胴部３２の外周面に対して後述するエアダクト１４の下流端に設けられた接続フランジ（嵌合部）４８が接続されることで、前記エアダクト１４を通じて供給された空気がスロットルボディ１６の吸気通路２２へと供給され流通することとなる。

さらに、円胴部３２の上部には、図１～図３に示されるように、上方に向かって突出したボス部３８が形成され、このボス部３８の上端に開口した挿入孔（図示せず）にはアイドル調整弁４０が上下方向（矢印Ｅ方向）に沿って進退自在に螺合されている。そして、アイドル調整弁４０は、その先端が後述するバイパス通路（バイパス通路部）４４内に挿入され、ボス部３８に対して進退させることでバイパス通路４４内の開口面積を調整可能に設けられる。

さらにまた、スロットルボディ１６において、円胴部３２の外側となる位置には、前記スロットルボディ１６を図示しない内燃機関へと固定するための取付フランジ４２が形成される。

また、スロットルボディ１６には、吸気通路２２に設けられたバルブ２０の上流側と下流側とをバイパスするバイパス通路４４が形成される。バイパス通路４４は、吸気通路２２に対して径方向外側となる位置に略平行に形成され、その上流端４４ａが円胴部３２の先端面、且つ、吸気通路２２に対して径方向外側へ所定距離だけ離間した位置に開口している。一方、バイパス通路４４の下流端は、バルブ２０の下流側において吸気通路２２と接続されている。

そして、図４に示されるバルブ２０の全閉時において、バルブ２０を迂回するようにエアダクト１４からの吸気がバイパス通路４４を通じて前記バルブ２０の下流側へと流れて内燃機関へと供給される。また、バイパス通路４４は、その延在方向中央近傍でボス部３８の挿入孔と連通しており、該ボス部３８に螺合されたアイドル調整弁４０によってバイパス通路４４を流れるアイドリング用吸気の吸気量が調整される。

エアダクト１４は、図２～図４に示されるように、例えば、樹脂製材料から断面円形状の管状に形成され、その内部には空気の流通する吸入通路（第２主通路部）４６が形成されると共に、その上流端が図示しないエアクリーナに接続され、下流端が接続フランジ４８を介してスロットルボディ１６の円胴部３２に接続される。

接続フランジ４８は、径方向外側へ拡径した断面略円形状に形成されると共に軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に所定幅で形成されており、その外周面には締結用バンド５０の装着される環状溝５２が形成される。環状溝５２は、接続フランジ４８の外周面に対して径方向内側へ窪んで軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に所定幅で形成され、帯状の締結用バンド５０が外周面に装着される。

締結用バンド５０は、例えば、弾性を有した金属製の薄板からなるバンド部５４と、該バンド部５４の長手方向両端にそれぞれ設けられる一組の留め具５６ａ、５６ｂと、一方の留め具５６ａと他方の留め具５６ｂとを締結する締結ボルト５８とから構成される。

また、接続フランジ４８の内部には、エアダクト１４の上流端側へ向けて窪んで円胴部３２の先端が挿入される挿入凹部６０が形成される。挿入凹部６０は、その略中央部に吸入通路４６が開口して連通すると共に、軸方向から見た円胴部３２の先端形状に対応した形状で形成され、嵌合凹部３４に嵌合される嵌合凸部６２を有している。

そして、エアダクト１４は、図３に示されるように、その接続フランジ４８の挿入凹部６０に円胴部３２の先端が挿入されて接続される際、嵌合凸部６２が嵌合凹部３４へと挿入されることで前記円胴部３２に対する周方向（矢印Ｄ方向）への位置決めがなされると共に、前記嵌合凸部６２の軸方向端部が段付部３６へと当接することで、軸方向（矢印Ｂ方向）における位置決めも同時になされる。

さらに、挿入凹部６０には、図２及び図４に示されるように、吸入通路４６との境界部に該吸入通路４６の延在方向と直交する端壁部（チューブ側端部）６４を有し、該端壁部６４には、前記吸入通路４６側へ向けて延在する連通溝（副通路部）６６が形成される。連通溝６６は、吸入通路４６の延在方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に対して所定角度傾斜した傾斜状に形成され、吸入通路４６の上流側から下流端側（矢印Ｂ方向）へ向けて該吸入通路４６の内周面から径方向外側へ傾斜するように形成される。換言すれば、連通溝６６は、端壁部６４の一部を切り欠くように形成され、挿入凹部６０と吸入通路４６とを連通可能に形成される。

また、図３及び図４に示されるように、エアダクト１４の接続フランジ４８をスロットルボディ１６の円胴部３２に対して接続した際、嵌合凸部６２と嵌合凹部３４との嵌合作用下に互いに周方向（矢印Ｄ方向）及び軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に位置決めされることで、上述した連通溝６６がバイパス通路４４の上流端４４ａに臨む位置となり、前記連通溝６６を介して前記バイパス通路４４と吸入通路４６とが連通する。すなわち、連通溝６６は、吸入通路４６とバイパス通路４４とを連通可能な連通手段として機能する。

本発明の実施の形態に係る吸気制御装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にスロットルボディ１６に対してエアダクト１４を接続する場合について説明する。

先ず、図２に示されるように、吸気制御装置１０を構成するスロットルボディ１６の円胴部３２とエアダクト１４の下流端となる接続フランジ４８とが対向するように配置し、前記円胴部３２の嵌合凹部３４が、接続フランジ４８の嵌合凸部６２と接続方向において一直線状となった状態とし、前記円胴部３２を前記接続フランジ４８の挿入凹部６０へと挿入する。すなわち、嵌合凹部３４の周方向（矢印Ｄ方向）に沿った位置と、嵌合凸部６２の周方向に沿った位置とを一致させた状態で円胴部３２を接続フランジ４８の挿入凹部６０へと挿入する。

そして、図３及び図４に示されるように、嵌合凸部６２が嵌合凹部３４へと挿入されることで、円胴部３２に対する接続フランジ４８の周方向（矢印Ｄ方向）における相対的な位置決めがなされ、連通溝６６が円胴部３２の先端面に開口したバイパス通路４４の上流端４４ａに臨むように配置される。また、嵌合凸部６２の端部が嵌合凹部３４において段付部３６へと当接することで、該嵌合凸部６２を含む接続フランジ４８のスロットルボディ１６側（矢印Ｂ方向）へのさらなる移動が規制され、前記スロットルボディ１６に対するエアダクト１４の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）への位置決めがなされる。

これにより、図４に示されるように、接続フランジ４８の端壁部６４に円胴部３２の先端面が当接し、吸入通路４６と吸気通路２２とが略同軸状に配置されて互いに連通すると共に、連通溝６６を通じて前記吸入通路４６とバイパス通路４４とが互いに連通した状態となる。

上述したように嵌合凸部６２と嵌合凹部３４との嵌合作用下にスロットルボディ１６の円胴部３２に対してエアダクト１４の下流端（接続フランジ４８）が周方向（矢印Ｄ方向）及び軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に位置決めされた状態で、締結用バンド５０の締結ボルト５８を螺回させ一組の留め具５６ａ、５６ｂを互いに接近させることで、バンド部５４が縮径するように弾性変形し、それに伴って、接続フランジ４８が径方向内側へと締め付けられることで円胴部３２の外周面に密着する。

これにより、円胴部３２と接続フランジ４８とが互いに位置決めされた状態で締結用バンド５０によって強固に接続され、スロットルボディ１６とエアダクト１４とが接続された状態となる。

次に、上述したようにエアダクト１４の接続された吸気制御装置１０の動作について説明する。

先ず、内燃機関が始動して車両におけるアクセル操作部（図示せず）が操作されていないアイドリング状態において、吸気通路２２内でバルブ２０によって吸気通路２２が全閉状態となり、図示しないエアクリーナで取り込まれてエアダクト１４の吸入通路４６を通じて供給された吸気は、連通溝６６を通じてバイパス通路４４へと流通することでバルブ２０の下流側へと流れ、インレットパイプ１２を通じて内燃機関のシリンダ室（燃焼室）へと供給される。この際、バイパス通路４４を流れる吸気は、アイドル調整弁４０の調整作用下に所望の吸気量に調整がなされた後に下流側へと供給される。このアイドリング用の吸気は、吸気通路２２の延在方向に対して斜め方向に延在する連通溝６６によって吸入通路４６からバイパス通路４４へと円滑に導かれることとなる。

次に、図示しない運転者によってアクセル操作部が操作されることで、この操作部に接続された図示しないアクセルワイヤを通じてスロットルドラム３０が所定回転量（回転角度）だけ回転することでシャフト１８と共にバルブ２０が吸気通路２２内で回転する。これにより、図示しないエアクリーナを通じて車両の外部から取り込まれた空気は、エアダクト１４の吸入通路４６から吸気制御装置１０の吸気通路２２へと流通し、バルブ２０の開度によって流量が制御された後、下流側に接続されたインレットパイプ１２を通じて内燃機関のシリンダ室へと所望の吸気量で供給される。

以上のように、本実施の形態では、吸気制御装置１０を構成するスロットルボディ１６の円胴部３２に、外気の取り込まれるエアダクト１４の下流端が接続されると共に、前記円胴部３２の外周面から吸気通路２２側へ窪んだ嵌合凹部３４が形成され、一方、エアダクト１４の接続フランジ４８には、前記円胴部３２が挿入される挿入凹部６０の内部から径方向内側へ突出した嵌合凸部６２が形成される。また、挿入凹部６０の内部には、吸入通路４６の下流端から径方向外側に向けて延在する連通溝６６が形成される。

そして、スロットルボディ１６の円胴部３２にエアダクト１４における接続フランジ４８を接続する際、嵌合凹部３４と嵌合凸部６２とを嵌合させることで、前記円胴部３２に対して前記接続フランジ４８が周方向（矢印Ｄ方向）に位置決めされ、前記エアダクト１４の連通溝６６を前記円胴部３２の先端に開口したバイパス通路４４に臨むように配置して組み付けることができる。

その結果、嵌合凹部３４と嵌合凸部６２とを嵌合させることでスロットルボディ１６にエアダクト１４を接続する際、バイパス通路４４と連通溝６６との位置調整を行うことなく互いに位置決めされた状態で容易且つ確実に接続することが可能となり、吸気制御装置１０の組付工数の削減を図ることができる。また、金属製材料からなるスロットルボディ１６に嵌合凹部３４を設けることで、該嵌合凹部３４を設けていない場合と比較し、前記スロットルボディ１６の体積を減少させることができ、それに伴って、吸気制御装置１０の軽量化を図ることができる。

なお、本発明に係る吸気制御装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…吸気制御装置 １４…エアダクト
１６…スロットルボディ ２０…バルブ
２２…吸気通路 ３２…円胴部
３４…嵌合凹部 ３６…段付部
４４…バイパス通路 ４６…吸入通路
４８…接続フランジ ６０…挿入凹部
６２…嵌合凸部 ６６…連通溝

Claims (1)

1. 内燃機関の燃焼室に接続され該燃焼室に流入する吸気が通過する吸気通路の少なくとも一部を構成するスロットルボディと、該吸気通路の通路断面積を変化させて前記吸気の量を調整するスロットル弁と、前記吸気通路の上流側に接続され外部から取り込まれた前記吸気の流通するチューブとを備え、
   前記スロットルボディは、前記吸気通路の上流端が開口するスロットルボディ側端部を有し、該スロットルボディ側端部の外周面に前記チューブの嵌合部が嵌合されることで前記吸気通路と前記チューブとが接続され、
   前記チューブには、前記嵌合部の内側に形成され前記スロットルボディと前記チューブとの接続時に前記スロットルボディ側端部に対向し、前記吸気通路と連通するチューブ側端部を有し、
   前記吸気通路は、前記スロットルボディ側端部の中心部に形成され前記スロットル弁の配置される第１主通路部と、前記第１主通路部の外側に形成され前記スロットル弁の上流側及び下流側で前記第１主通路部と連通することで該スロットル弁を迂回するバイパス通路部とを有し、
   前記チューブ側端部が、中心部に形成される第２主通路部と、該第２主通路部の周面の一部を径方向外側へ拡幅させた副通路部とを備えた吸気制御装置において、
   前記嵌合部の内周部には、前記第２主通路部側に向かって突出した嵌合凸部を備え、前記スロットルボディ側端部の外周部には前記第１主通路部側に向かって窪んだ嵌合凹部を備え、
   前記スロットルボディと前記チューブとを接続する際、前記嵌合凸部と前記嵌合凹部とが嵌合され前記バイパス通路部と前記副通路部とが連通する、吸気制御装置。

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