スロットルバルブ装置

【課題】スロットルバルブ本体とスロットルボディとのシール性を向上させる。
【解決手段】スロットルバルブ装置は、スロットルバルブ本体１０と、スロットルバルブ本体１０を収容するスロットルボディ８とを有する。スロットルバルブ本体１０は軸部１２とバルブ部１１とからなる。バルブ部１１は、バルブ部１１に対して二重成型で付加された弾性部２１を有する。弾性部２１は、軸部１２まで延長され、この延長部分の周縁はスロットルボディ８との密着性を良好にするため、波形断面形状に形成されている。軸部１２は、バルブ部１１より寸法が大きい大径部１３と寸法が小さい小径部１４とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スロットルバルブ装置に関し、特に、シール性能を向上するのに好適な構造を有するスロットルバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンの燃焼室に吸入される混合気の量を調節して内燃エンジンの出力を調節するためにキャブレータや電子燃料噴射装置にスロットルバルブ装置が組み込まれる。スロットルバルブ装置は、例えば、実開平３−１１２５４２号公報に記載されているように、スロットルチャンバまたはスロットルボディ内にバタフライ型スロットルバルブ本体が軸支され、このバルブ本体を回動させてバルブ開度を調節する。このスロットルバルブ装置は、スロットルボディを樹脂で構成している。また、実開平４−１３４６４３号公報には、スロットルバルブに付着する水分の氷結を防止するためにバルブ表面に樹脂コーティングまたは樹脂テープの貼り付けを施したスロットルバルブ装置が記載されている。
【特許文献１】実開平３−１１２５４２号公報
【特許文献２】実開平４−１３４６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のスロットルバルブ本体は、バタフライバルブ部と軸部とに分かれていて、これらは、ねじやかしめなどの方法で一体に組み立てられる。このようにバタフライバルブ部と軸部とが分かれているため、組み立て工数が多くかかるという課題がある。また、バルブの全閉時に、スロットルバルブ本体とスロットルボディとの寸法公差のばらつきによってシール性能がばらつくことがあり、組み立て後に空気の流量調整が必要になることがある。
【０００４】
図１４は、スロットルボディとバタフライバルブ部との角度公差によるシール性能のばらつきの例を示す従来技術の断面図である。バタフライバルブ部１００は、スロットルボディ１１０の段差１２０に当接してシールを確保するように構成される。しかし、この図から理解できるように、スロットルボディ１１０の段差１２０のばらつきにより、バタフライバルブ部１００が所定の全閉位置まで回動したにもかかわらず隙間１３０が生じている。
【０００５】
図１５は、スロットルボディとスロットルバルブ本体の軸方向の長さ公差によるシール性能のばらつきの例を示す従来技術の断面図である。スロットルバルブ本体は軸部のみを示す。この図から理解されるように、スロットルバルブ本体１４０とスロットルボディ１１０とが当接するように設定されているスロットルバルブ本体１４０の二つの面１５０，１６０のうち一方（１５０）はスロットルボディ１１０に当接しているが、他方（１６０）がスロットルボディ１１０に当接おらず、間隙１７０が生じている。
【０００６】
本発明の目的は、上述のようなシールの不完全さを解消するとともに、スロットルバルブ本体の組み立て工数を削減することができるスロットルバルブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明は、スロットルバルブ本体と、該スロットルバルブ本体を収容するスロットルボディとを有する内燃エンジン用スロットルバルブ装置において、前記スロットルバルブ本体が、前記スロットルボディ内の吸気通路部分を開閉するバタフライバルブ部と、該バタフライバルブ部を前記スロットルボディに対して支持する軸部とからなり、前記バタフライバルブ部が、好ましくは二重成型で付加される弾性材からなる弾性部で覆われている点に第１の特徴がある。
【０００８】
また、本発明は、前記スロットルバルブ本体には、前記弾性材が浸入することができる凹部および／もしくは孔が形成されている点に第２の特徴がある。
【０００９】
また、本発明は、前記弾性部が前記バルブ部から軸部に延長され、かつその延長部分が、波形周縁を含んでおり、前記スロットルボディには、前記周縁側部が当接する壁面が設けられている点に第３の特徴がある。
【００１０】
また、本発明は、前記バタフライバルブ部と前記軸部とは樹脂による一体構造であり、前記軸部が、前記バタフライバルブ部の一方側で該バタフライバルブ部の最大寸法より大きい直径を有し、他方側では前記最大寸法より小さい直径を有している点に第４の特徴がある。
【００１１】
また、本発明は、前記スロットルバルブ本体が、前記軸部の軸線に沿って一方側に荷重された状態で前記軸線に沿った方向での前記スロットルボディに対する位置決めがなされている点に第５の特徴がある。
【発明の効果】
【００１２】
第１の特徴によれば、バタフライバルブ部が弾性部で覆われているので、バルブの回転角度の公差ばらつきや、バタフライバルブ部がスロットル閉時に当接するスロットルボディ内吸気通路の形状の公差ばらつきが大きい場合であっても、弾性部の変形によってこれらのばらつきを吸収できる。したがって、スロットル閉状態でのシール性を向上することができる。また、弾性部は二重成型により容易に付加できる。
【００１３】
第２の特徴によれば、成型時に弾性材が凹部および／もしくは孔に浸入するので、弾性部とスロットルバルブ本体との結合がより一層確実になる。
【００１４】
第３の特徴によれば、波形の周縁部がスロットルボディに形成された壁面に当接する。このとき周縁部は撓みを生じやすい波形であるので、スロットルボディ内の壁面に密着して高いシール性を付加することができる。
【００１５】
第４の特徴によれば、スロットルバルブ本体を、その小径部分からスロットルボディへ挿入することができるので、組み立てが容易である。
【００１６】
第５の特徴によれば、スロットルバルブ本体に軸線の延長方向に荷重がかけられることによって、弾性部の延長部分の周縁側部をより良くスロットルボディの壁面に押し当てることができるので、シール性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図２は本発明の一実施形態に係るスロットルバルブ装置を含む内燃エンジンの要部断面図である。同図において、内燃エンジンのシリンダヘッド１に形成された吸気ポート２には、吸気弁３が配置される。吸気ポート２に混合気を導入する吸気管４は、シリンダヘッド１に結合された口金５と、断熱材で形成されたヒートインシュレータ６と、エアクリーナケース７と、スロットルボディ８とで構成される。エアクリーナケース７の下部で形成された吸気管４の部分には、燃料噴射弁９がその噴射孔を吸気管４内に向けて配置されている。ヒートインシュレータ６は、エアクリーナ７やスロットルボディ８にエンジンからの熱が直接伝導するのを防止して、エアクリーナケース７およびスロットルボディ８を、耐熱性が比較的低い樹脂材料で形成するのを可能にする。
【００１８】
スロットルボディ８は、エアクリーナケース７の内部に組み込まれていて、図示しないエアクリーナ本体（エアフィルタ）で清浄化された空気が、内燃エンジンの吸気行程でスロットルボディ８の上部の拡張された吸入口８１から吸気管４内に導入される。スロットルボディ８には、スロットルバルブ本体１０が揺動自在に軸支される。スロットルバルブ本体１０は、バタフライバルブ部（以下、単に「バルブ部」という）１１とバルブ部１１をスロットルボディ８に支持させる軸部１２とからなる。
【００１９】
図１は、スロットルバルブ装置の断面図であり、図３は同側面図である。図１および図３において、軸部１２は、図１の上部に位置する大径部分１３と下部に位置する小径部分１４とからなる。バルブ部１１、および少なくともバルブ部１１が配置された位置での吸気管の断面形状は矩形であり、バルブ部１１は、スロットル閉状態でスロットルボディ８内に形成された段差の面に当接する。この段差はバルブ部１１の上流側と下流側とで吸気管４の軸線をシフトさせて形成される（図２のスロットルボディ８の断面形状参照）。
【００２０】
つまり大径部分１３の径は、バルブ部１１の矩形の一辺（つまりバルブ部の、軸部１２と直交する方向での最大寸法）より大きく、小径部分１４の径は、バルブ部１１の矩形の一辺より小さく設定されている。バルブ部１１は大径部分１３と小径部分１４とに両端を結合されて大径部分１３および小径部分１４の中間部に位置する。大径部分１３は、スロットルボディ８から突き出したスリーブ１５に挿入されており、小径部分１４は、スリーブ１５の反対側に突き出した二重のスリーブ１６の内側壁１７にカラー１８を介して挿入されている。小径部分１４の端部は内側壁１７から突出している。この突出部には、ワッシャ１９が通され、さらにストップリング２０が嵌め込まれていて、スロットルバルブ本体１０がスロットルボディ８から抜け出すのを阻止している。
【００２１】
バルブ部１１には、バルブ部１１を覆う弾性部２１が設けられる。弾性部２１はバルブ部１１から大径部分１３および小径部分１４にそれぞれ延在する環状部分２２，２３を含む。環状部分２２，２３の周縁は、スロットルボディ８に当接する部分で容易に撓んで密着性を良好にするため、波形に形成されている。弾性部２１は、弾性重合体から形成されるのがよい。弾性重合体は耐薬品性に優れた材料である。弾性部２１の作用はさらに後述する。
【００２２】
バルブ部１１と軸部１２とは樹脂成形で一体に形成される。また、弾性部２１は、樹脂成形されたバルブ部１１および軸部１２に対して成型により付加される。
【００２３】
スリーブ１５の外周には軸部１２をスロットル閉方向に付勢するトーションばね２４が設けられる。トーションばね２４の一端はスリーブ１５の基部に固定され、他端は太径部分１３の上部に張り出しているフランジ部２５に固定される。フランジ部２５には、外周に沿って環状溝２６が形成されていて、この溝２６に案内されてフランジ部２５にスロットルケーブル２７が取り付けられている。スロットルケーブル２７の一端は、ピン２８でフランジ部２５に結合されるとともに、他端は図示しないアクセル操作部（自動二輪車ではステアリングバーのグリップ）に結合される。
【００２４】
トーションばね２４は、バルブ部１１をスロットル全閉方向に付勢するように軸部１２に設けられており、スロットルケーブル２７は、このスロットルケーブル２７を引いたときに、トーションばね２４による付勢方向と逆方向に軸部１２が回動してスロットルが開かれるようにフランジ部２５に取り付けられる。
【００２５】
スロットルボディ８にスロットルバルブ本体１０を組み付ける場合、スリーブ１５に対して小径部分１４側からスロットルバルブ本体１０を挿入する。そして、小径部分１４を、スリーブ１６の内側壁１７を貫通して、その端部を内側壁１７から突出させた後、ワッシャ１９とストップリング２０を小径部分１４の端部外周に嵌め込む。スロットルバルブ本体１０は大径部分１３および小径部分１４からなるので、スロットルボディ８に対して一方向からの組み付けが容易である。
【００２６】
スロットルバルブ本体１０は、弾性部２１周縁の、特に側面がスロットルボディ８に押圧されて確実なシール性能が得られるようにスロットルボディ８に組み付けられる。つまり大径部分１３側から小径部分１４側へ指向する方向（後述の方向Ｂ）へトーションばね２４でスラスト荷重がかかった状態で、軸部１２にストップリング２０が嵌め込まれる。
【００２７】
小径部分１４には、スロットルセンサ２８を小径部分１４に連結するための連結軸２９が結合される。スロットルセンサ２８は、例えば、可変抵抗器であり、小径部分１４に結合された連結軸２９の回転位置に対応する抵抗値に基づいてスロットル開度を検出することができる。
【００２８】
図４は、完成したスロットルバルブ本体１０の斜視図であり、図１および図３と同符号は同一部分を示す。
【００２９】
図５〜図１０は、スロットルバルブ本体１０および弾性部２１の成型方法の説明図である。成型では、まず、図５に示すように、弾性部２１を除いたスロットルバルブ本体１０を成型（インジェクション成型）するための型３０を準備する。型３０は部分３０１と部分３０２とからなる。この型３０内に樹脂注入口３０３から樹脂３１を注入する。型３０内に十分な樹脂３１を注入した図６の状態になったならば、注入を終了し、樹脂３１の冷却を待って型３０を外す（図７の矢印の方向に抜く）。
【００３０】
こうしてできあがったスロットルバルブ本体１０の芯の部分（つまり弾性部２１が付加されていないスロットルバルブ本体１０）３２に、弾性部２１を一体付加するための型３３を準備する（図８）。型３３は部分３３１と部分３３２とからなる。この型３３の内部にスロットルバルブ本体１０の芯の部分３２を嵌め込むと、図９のように弾性部２１用の空間３４ができる。そこで、弾性重合体注入口３５から弾性重合体３６を注入する。図１０は空間３４に弾性重合体が充てんされた状態を示す。冷却後、型３３を外すと、弾性重合体３６が弾性部２１としてスロットルバルブ本体１０の芯の部分３２に一体に付加されたスロットルバルブ本体１０（図４参照）ができあがる。
【００３１】
図１１は、バルブ部１１とスロットルボディ８との係合部を示す断面図である。同図において、バルブ部１１は、スロットル全閉時は、バルブ部１１はトーションばね２４の力によって矢印Ａの方向に付勢されている。したがって、バルブ部１１の周囲を覆っている弾性部２１の縁２１１がスロットルボディ８の段差８１，８２に押し付けられる。弾性部２１は、段差８１，８２に押し付けられて変形し、段差８１，８２の面の双方に確実に接触する。
【００３２】
図１２は、弾性部２１とスロットルボディ８との係合部を示す断面図である。同図において、スロットルバルブ本体１０は、矢印Ｂの方向にスラスト加重がかけられた状態でスロットルボディ８に組み付けられている。したがって、弾性部２１の環状部分２２，２３は、このスラスト加重によって、それぞれ、スロットルボディ８の段差８３，８４の面に押し付けられて撓む。撓み量はスロットルバルブ本体１０やスロットルボディ８の公差のばらつきによるが、図２の例では、環状部分２３の方が環状部分２２より大きく撓んでいる。
【００３３】
なお、図１２において、樹脂部２１は、大径部分１３および小径部分１４に形成された孔３７，３８を貫通して大径部分１３および小径部分１４内に張り出している部分３９，４０を有する。この張り出し部分３９，４０と環状部分２２，２３とによって大径部分１３および小径部分１４は挟まれているので、弾性部２１とスロットルバルブ本体１０の芯の部分２８はより確実に結合される。
【００３４】
バルブ部１１と弾性部２１との結合をよりよくするために、バルブ部１１にも、成型時に弾性重合体が流入可能な孔や凹部を設けることができる。図１３は、弾性部２１を除いたバルブ部１１の斜視図であり、複数の凹部４１がバルブ部１１の表面に形成されている。凹部４１は、軸部１２の、弾性部２１の環状部分２２，２３が密着する面にも設けるとよい。なお、凹部４１に代えてバルブ部１１を貫通する孔を設けてもよいし、その個数は限定されない。また、孔と凹部とが混在していてもよい。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、バルブ部１１に設けた弾性体２１によってスロットルバルブ本体１０とスロットルボディ８とのシールが確実に行われる。
【００３６】
なお、軸部１２は、フランジ１８１側の軸径を大きくした大径部分を設けず、一定の軸径にしてもよいし、フランジ１８１側の軸径を小さくしてもよい。その場合は、スロットルボディ８の一方側からスロットルバルブ本体１０の挿入を可能にするため、フランジ１８１側の軸（図１で大径部分）を支持する軸受（ブッシュ）を２分割構造つまり軸部１２の長手方向に沿った分割面で分割したものを使用する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係るスロットルバルブ装置の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るスロットルバルブ装置を含む吸気系統の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るスロットルバルブ装置の側面図である。
【図４】スロットルバルブ本体１０の斜視図である。
【図５】スロットルバルブ本体および弾性部の成型方法を示す説明図である。
【図６】スロットルバルブ本体および弾性部の成型方法を示す説明図である。
【図７】スロットルバルブ本体および弾性部の成型方法を示す説明図である。
【図８】スロットルバルブ本体および弾性部の成型方法を示す説明図である。
【図９】スロットルバルブ本体および弾性部の成型方法を示す説明図である。
【図１０】スロットルバルブ本体および弾性部の成型方法を示す説明図である。
【図１１】バルブ部とスロットルボディとの係合部を示す断面図である。
【図１２】弾性部とスロットルボディとの係合部を示す断面図である。
【図１３】弾性部を除いたバルブ部の斜視図である。
【図１４】スロットルボディとバタフライバルブ部との角度公差によるシール不完全の例を示す従来装置の断面図である。
【図１５】スロットルボディとスロットルバルブ本体の軸方向の長さ公差によるシール不完全の例を示す従来装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…シリンダヘッド、２…吸気ポート、４…吸気管、７エアクリーナケース、８…スロットルボディ、１０…スロットルボディ本体、１１…バルブ部、１２…軸部、１３…大径部分、１４…小径部分、１５…スリーブ、２１…弾性部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルバルブ本体と、該スロットルバルブ本体を収容するスロットルボディとを有する内燃エンジン用スロットルバルブ装置において、
前記スロットルバルブ本体が、前記スロットルボディ内の吸気通路部分を開閉するバタフライバルブ部と、該バタフライバルブ部を前記スロットルボディに対して支持する軸部とからなり、
前記バタフライバルブ部が弾性部で覆われていることを特徴とするスロットルバルブ装置。
【請求項２】
前記弾性部が、成型されたスロットルバルブ本体上にさらに弾性材を成型で付加する二重成型方法によって前記スロットルバルブ本体に固着されていることを特徴とする請求項１記載のスロットルバルブ装置。
【請求項３】
前記スロットルバルブ本体には、前記弾性材が浸入することができる凹部および／もしくは孔が形成されていることを特徴とする請求項２記載のスロットルバルブ装置。
【請求項４】
前記弾性部が前記バルブ部から軸部に延長され、かつその延長部分が、波形周縁を含んでおり、
前記スロットルボディには、前記周縁側部が当接する壁面が設けれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスロットルバルブ装置。
【請求項５】
前記バタフライバルブ部と前記軸部とは樹脂による一体構造であり、
前記軸部が、前記バタフライバルブ部の一方側で該バタフライバルブ部の最大寸法より大きい直径を有し、他方側では前記最大寸法より小さい直径を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスロットルバルブ装置。
【請求項６】
前記スロットルバルブ本体が、前記軸部の軸線に沿って一方側に荷重された状態で前記軸線に沿った方向での前記スロットルボディに対する位置決めがなされていることを特徴とする請求項４または５記載のスロットルバルブ装置。

【図１】