JP4191721B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は，水平方向の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の軸受孔に水平に回転可能に支承される弁軸に取り付けられて吸気道を開閉するバタフライ型のスロットル弁と，スロットルボディの一側に取り付けられるセンサハウジングに，スロットル弁の開度を検出するスロットルセンサ及び吸気道の吸気負圧を検出する負圧センサを取り付けてなるセンサユニットとを備え，吸気道及び負圧センサ間を負圧伝達路を介して連通した，エンジンの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２００２−３３２９３６公報

図８に示すように，従来のエンジンの吸気装置では，エンジンの運転時，スロットルボディ１の吸気道２に発生する吸気負圧を負圧センサ２０に伝達する負圧伝達路３５が互いに直角に接続される第１通路３５ａ及び第２通路３５ｂにより鉤型に構成され，エンジンの吹き返しガスが負圧センサ２０にまで到達しないように配慮されている。しかしながら，第１通路３５ａが，吸気道２の軸線（＝スロットル弁５の弁軸５ａの軸線）を含む水平面Ｈから下方に大きく離れて吸気道２に開口するように配置されているため，吸気道２の内周面に付着した燃料の滴が流下して第１通路３５ａに浸入する虞がある。またスロットルボディ１におけるセンサユニット１６の取り付け面１５の形状を変えずに，吸気道２の直径を大小異にする複数種類のスロットルボディを鋳造又は射出により製作する場合には，大径の吸気道２Ｌになると，その吸気道２の内周面が第１通路３５ａの吸気道側端部を削除するように広がることになるので，第１通路３５ａが短くなってしまい，負圧伝伝達路３５の屈曲効果が薄れ，吹き返しガスの負圧センサ２０への侵入を許す結果となる。

本発明は，かゝる点に鑑みてなされたもので，吸気道の内周面に付着した燃料や，カーボン等の異物が負圧伝達路に浸入し難く，またスロットルボディにおけるセンサハウジングのための取り付け部の形状を変えずに，吸気道の直径を大小異にする複数種類のスロットルボディを鋳造等で製作する場合でも，負圧伝達路の第１通路が大きく短縮されることを回避し，何れのスロットルボディにおいても，吹き返しガスの負圧センサへの侵入を防ぐことができるようにした，前記エンジンの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，水平方向の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の軸受孔に水平に回転可能に支承される弁軸に取り付けられて吸気道を開閉するバタフライ型のスロットル弁と，スロットルボディの一側に取り付けられるセンサハウジングに，スロットル弁の開度を検出するスロットルセンサ及び吸気道の吸気負圧を検出する負圧センサを取り付けてなるセンサユニットとを備え，吸気道及び負圧センサ間を負圧伝達路を介して連通した，エンジンの吸気装置において，センサユニットの側面視で，前記負圧センサをスロットル弁の弁軸よりも吸気道の下流側で且つその吸気道の軸線の上方においてスロットルセンサに隣接するよう配置し，また前記吸気道の軸線に沿うそれら負圧センサ及びスロットルセンサの位置を前記センサユニットの側面視で互いに左右方向に重複するように配置し，前記負圧伝達路を，一端部を吸気道の軸線を含む水平面に近接して吸気道の上半周面に開口する第１通路と，この第１通路の他端部から上方へ略直角に屈曲して延びるようスロットルボディ及びセンサハウジングの接合面間に形成される溝状の第２通路と，この第２通路の上端から第１通路と反対側に延びて前記負圧センサに達するようセンサハウジングに形成される第３通路とでクランク状に構成したことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記第２通路と，この第２通路を囲繞してシール部材が装着されるシール溝とをスロットルボディ側の接合面に形成したことを第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，前記第２通路を，これがスロットルボディ及びセンサハウジング間を締結する３箇所以上の締結部の中心を直線で順次結んでなる多角形内で１本の前記直線に沿うように配置したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，負圧伝達路は吸気道の上半周面に開口するので，吸気道の内周面に付着して流下する燃料の滴の負圧伝達路への浸入を防ぐことができる。

またエンジンの吸気吹き返し現象により燃料やカーボン等の異物が吸気道から負圧伝達路に侵入しても，負圧センサは，負圧伝達路の吸気道への開口部から上方に大きく離れており，しかも負圧伝達路は，第１〜第３通路により流路抵抗の大きいクランク状に構成されているから，上記異物は負圧センサに到達することができず，したがって異物から負圧センサを保護して，その機能及び耐久性を確保することができる。

しかも，スロットルボディにおけるセンサユニットの取り付け部の形状を変えずに，吸気道の直径を大小異にする複数種類のスロットルボディを鋳造又は射出により製作する場合，特に，大径の吸気道のスロットルボディを製作する場合でも，吸気道の広がる内周面により削除される量は極めて少ないため，何れの種類のスロットルボディにおいても負圧伝達路の屈曲効果を確保し得て，異物の負圧センサへの侵入を常に防ぐことができる。

本発明の第２の特徴によれば，スロットルボディの成型時，センサユニットのための取り付け面と共に第２通路及びシール溝を同時に形成することができ，製作コストの低減に寄与し得る。

本発明の第３の特徴によれば，締結部の締結力を第２通路周りのシール部材に効率よく作用させて，第２通路周りのシールを確実に行うことができる。

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の吸気装置の縦断平面図，図２は図１の２−２線断面図，図３は図１の３−３線断面図，図４は電子制御ユニットを外した状態で示す，図３の４矢視図，図５は図３の５−５線断面図，図６は図３の６−６線断面図，図７は図６の７−７線拡大断面図である。

先ず図１〜図３において，本発明のエンジンの吸気装置は，エンジンの吸気ポート（図示せず）に連なる水平方向の吸気道２を有す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の周壁には，吸気道２を挟んで水平方向に並ぶ一対の軸受孔３，４が形成されており，これら軸受孔３，４により，吸気道２を開閉するバタフライ型スロットル弁５の弁軸５ａが水平にして回転自在に支承され，各軸受孔３，４には，弁軸５ａの外周面に密接するシール部材６，７がそれぞれ装着される。軸受孔３から外方に突出する弁軸５ａの一端部にはスロットルドラム８が固着される。またスロットルボディ１の上部壁には，スロットル弁５より下流の吸気道２に向けて燃料を噴射し得る燃料噴射弁９が装着される。

スロットルボディ１の，スロットルドラム８側の側壁には，スロットル弁５を迂回して吸気道２に接続されるバイパス路１０が形成され，このバイパス路１０の途中に，これを開閉すべく電動モータ１２により作動されるバイパス弁１１が介装される。バイパス弁１１は，エンジンの冷間作動時，その温度に応じて電動モータ１２により開かれることにより，バイパス路１０を通してファーストアイドル用の空気をエンジンに供給することができる。

上記スロットルドラム８と反対側のスロットルボディ１の側面には，他の側面より一段高い取り付け面１５が形成されており，この取り付け面１５にセンサユニット１６が取り付けられる。

図１，図３〜図６において，センサユニットは，上記取り付け面１５に接合されるセンサハウジング１７に，スロットルセンサ１８，吸気温センサ１９，負圧センサ２０及び電子制御ユニット２１を取り付けて構成されるもので，これら構成要素について順次説明する。

先ず，センサハウジング１７は，その外周に３個以上（図示例では３個）の取り付けボス２５，２５…を一体に有しており，これら取り付けボス２５，２５…に対応するねじ孔２６，２６…が取り付け面１５に設けられ，各取り付けボス２５に挿通されるボルト２７を対応するねじ孔２６に螺合緊締することにより，センサハウジング１７は取り付け面１５に締結されるようになっている。

センサハウジング１７には，前記軸受孔４と同軸上に配置されるロータ支持孔２８が設けられ，このロータ支持孔２８に，前記弁軸５ａの端部に連結するロータ１８ａが回転自在に支承され，このロータ１８ａと協働してスロットルセンサ１８を構成するステータ１８ｂがセンサハウジング１７に固定される。而して，スロットルセンサ１８は，スロットル弁５の開度をロータ１８ａで検出し，それに対応した電気信号をステータ１８ｂから出力することができる。

スロットルボディ１には，取り付け面１５からスロットル弁５より上流の吸気道２に達する透孔２９が形成されており，この透孔２９を貫通して先端を吸気道２に臨ませるセンサ保持筒３０がセンサハウジング１７に一体に形成され，このセンサ保持筒３０に吸気道２の上流の温度を検知する吸気温センサ１９が装着される。

またセンサハウジング１７には，取り付け面１５から充分に離間した外側面にセンサ保持凹部３１が形成され，このセンサ保持凹部３１に負圧センサ２０が装着される。

図３に明示するように，スロットル弁５より下流の吸気道２を負圧センサ２０に連通する負圧伝達路３５がスロットルボディ１からセンサハウジング１７に亙り設けられる。この負圧伝達路３５は，一端部を，吸気道２の軸線を含む水平面Ｈに近接し且つ吸気道２の上半周面に開口して水平に延びるようスロットルボディ１に設けられる第１通路３５ａと，この第１通路３５ａの他端部から上方へ略直角に屈曲して延びるようスロットルボディ１及びセンサハウジング１７の接合面間に形成される溝状の第２通路３５ｂと，この第２通路３５ｂの上端から再び水平に延びて負圧センサ２０に達するようセンサハウジング１７に形成される第３通路３５ｃとでクランク状に構成され，その第３通路３５ｃには，伝達される負圧の脈動を減衰するオリフィス３６が設けられる。

溝状の第２通路３５ｂは，図示例ではスロットルボディ１の取り付け面１５に形成され，この第２通路３５ｂを囲繞する第１シール溝３７と，スロットルセンサ１８を囲繞する第２シール溝３８と，前記透孔２９を囲繞する第３シール溝３９とが相互に連通するようにして取り付け面１５に形成される。これらシール溝３７〜３９には，一連のシール部材４０が装着される。このように，第２通路３５ｂ及び第１〜第３シール溝３７〜３９を取り付け面１５に形成すると，スロットルボディ１の鋳造又は射出成形により製作するとき，これら第２通路３５ｂ及びシール溝３７〜３９を狂いなく同時に形成することができ，製作コストの低減を図ることができると共に，シール溝３７〜３９に装着されるシール部材４０により第２通路３５ｂ周りを確実にシールすることができる。

また第２通路３５ｂは，センサハウジング１７の３個以上の取り付けボス２５，２５…の中心を直線４２ａで順次結んでなる多角形４２（図５及び図６参照）内に，且つ多角形４２の１本の直線４２ａに沿って配置される。こうすることで，ボルト２７，２７…の締結力を取り付けボス２５，２５…から第２通路３５ｂ周りのシール部材４０に効率よく伝達することができて，第２通路３５ｂ周りのシールを確実に行うことができる。

図１及び図４に示すように，センサハウジング１７の外端部には，電子制御ユニット２１の基板４５が設置される。その際，基板４５には前記スロットルセンサ１８，吸気温センサ１９及び負圧センサ２０の端子が接続される。また基板４５上に各種半導体素子４６が付設される。さらにセンサハウジング１７の一側には，電子制御ユニット２１を介して上記各種センサ１８〜２０の出力信号を外部に引き出すカプラ４７が一体に形成される。

而して，エンジンの運転中，スロットルセンサ１８，吸気温センサ１９及び負圧センサ２０の各出力信号は，燃料噴射量，点火時期，ファーストアイドル吸気量等の制御に使用される。

なお負圧センサ２０は，図４、５に示すように，センサユニット１６の側面視で，スロットル弁５の弁軸５ａよりも吸気道２の下流側で且つその吸気道２の軸線の上方においてスロットルセンサ１８に隣接するように配置されており，更に該負圧センサ２０とスロットルセンサ１８とは，吸気道２の軸線に沿う両者の位置が，センサユニット１６の側面視で互いに左右方向に重複するように配置されている。

ところで，負圧伝達路３５は吸気道２の上半周面に開口するので，吸気道２の内周面に付着して流下する燃料の滴の負圧伝達路３５への浸入を防ぐことができる。

またエンジンの吸気吹き返し現象により燃料やカーボン等の異物が吸気道２から負圧伝達路３５に侵入しても，負圧センサ２０は，負圧伝達路３５の吸気道２への開口部から上方に大きく離れており，しかも負圧伝達路３５は，第１〜第３通路３５ａ〜３５ｃにより流路抵抗の大きいクランク状に構成されているから，上記異物は負圧センサ２０に到達することができず，したがって異物から負圧センサ２０を保護して，その機能及び耐久性を確保することができる。

こゝで，スロットルボディ１におけるセンサユニット１６のための取り付け面１５の形状を変えずに，吸気道２の直径を大小異にする複数種類のスロットルボディ１を鋳造又は射出により製作する場合について説明すると，図３に示すように，直径を異にする大小の吸気道２Ｌ，２Ｓは，全て軸受孔４の吸気道２への開口端側で接するように形成される。而して，大径の吸気道２Ｌが形成されるときは，その内周面が負圧伝達路３５の第１通路３５ａを削除するように広がることになるが，その第１通路３５ａは，元々，吸気道の軸線を含む水平面Ｈに近接して配置されているから，吸気道２の広がる内周面により削除される量は極めて少なく，したがって何れの種類のスロットルボディ１においても負圧伝達路３５の屈曲効果を確保し得て，異物の負圧センサ２０への侵入を防ぐことができる。小径の吸気道２Ｓを形成する場合は，第１通路３５ａは多少長くなるので，何等問題は起きない。

次に，センサハウジング１７の取り付け面１５への位置決め固定構造について，図５〜図７を参照しながら説明する。

スロットルボディ１の取り付け面１５には，弁軸５ａを同心上で囲繞する円形の位置決め凹部５０と，この位置決め凹部５０から半径方向に離間した位置決め孔５２が設けられる。一方，センサハウジング１７は合成樹脂製であって，上記位置決め凹部５０に嵌合する位置決め筒５１と，上記位置決め孔５２に嵌合する位置決めピン５３とが３個以上の前記取り付けボス２５，２５…と共に，センサハウジング１７の成形と共に形成される。その際，位置決めピン５３は，放射状に突出する４条の突条５３ａ，５３ａ，５３ｂ，５３ｂを断面十字状に一体に連結して構成されると共に，位置決めピン５３の直径線上に並ぶ一対の突条５３ａ，５３ａが上記位置決め筒５１の中心と位置決めピン５３の中心とを結ぶ直線Ｌ上に来るように配置される。したがって他の一対の突条５３ｂ，５３ｂは，上記突条５３ａ，５３ａと直交関係にある。

位置決め筒５１及び位置決めピン５３は，取り付け面１５に開口する位置決め凹部５０及び位置決め孔５２にそれぞれ隙間嵌めされるように成形される。

而して，センサユニット１６の構成後，そのセンサハウジング１７を取り付け面１５に取り付ける際には，先ず，位置決め筒５１を位置決め凹部５０に，また位置決めピン５３を位置決め孔５２にそれぞれ隙間嵌めする。これによって取り付けボス２５，２５…の固定位置が決定され，図示例では３個の取り付けボス２５，２５…を，それに対応する取り付け面１５上の３個のねじ孔２６，２６…に合致させることができる。そこで，各取り付けボス２５に挿通したボルト２７をねじ孔２６に螺合緊締する。かくしてセンサハウジング１７は取り付け面１５に定位置に固定される。

ところで，位置決めピン５３は，前述のように，放射状に突出する４つの突条５３ａ，５３ａ，５３ｂ，５３ｂを断面十字状に一体に連結して構成されると共に，位置決めピン５３の直径線上の一対の５３ａ，５３ａが上記位置決め筒５１の中心と位置決めピン５３の中心とを結ぶ直線Ｌ上に来るように配置されるので，センサハウジング１７の位置決め時，センサハウジング１７の位置決め筒５１周りの回転は，位置決めピン５３と位置決め孔５２との嵌合，特に，位置決めピン５３の，前記直線Ｌと直交する方向に並ぶ一対の位置決め突条５３ｂ，５３ｂが位置決め孔５２の内周面に嵌合することで阻止される。したがって，位置決め突条５３ｂ，５３の製作誤差のみを考慮することで，センサハウジング１７の，位置決め筒５１周りの所定の位置決め精度を得ることができ，精度管理が単純化し，コストの低減に寄与し得る。

また前記直線Ｌ上に配置される一対の突条５３ａ，５３ａは，上記他方の一対の突条５３ｂ，５３ｂに一体に連結して，相互に補強することで，位置決めピンの剛性を強化することができる。

さらに上記突条５３ａ，５３ａ，５３ｂ，５３ｂは，位置決め孔５２に隙間嵌めしてあるから，エンジンの発する熱によりセンサハウジング１７が膨張して，位置決め筒５１及び位置決めピン５３の中心間距離が多少変化しても，その変化は位置決めピン５３及び位置決め孔５２間の隙間に吸収されることで，センサハウジング１７に歪みを生じさせることはなく，したがってその歪みによるスロットルセンサ１８の誤動作を防ぐことができる。

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。

本発明に係るエンジンの吸気装置の縦断平面図である。 図１の２−２線断面図である。 図１の３−３線断面図である。 電子制御ユニットを外した状態で示す，図３の４矢視図である。 図３の５−５線断面図である。 図３の６−６線断面図である。 図６の７−７線拡大断面図である。 従来装置を示す，図３との対応断面図である。

符号の説明

１・・・・・スロットルボディ
２・・・・・吸気道
４・・・・・軸受孔
５・・・・・スロットル弁
５ａ・・・・弁軸
１５・・・・取り付け面
１６・・・・センサユニット
１７・・・・センサハウジング
１８・・・・スロットルセンサ
２０・・・・負圧センサ
２５・・・・締結部（取り付けボス）
３５・・・・負圧伝達路
３５ａ・・・第１通路
３５ｂ・・・第２通路
３５ｃ・・・第３通路
３７・・・・シール溝（第１シール溝）
４２・・・・多角形
４２ａ・・・直線
Ｈ・・・・・吸気道の軸線を含む水平面

Claims (3)

1. 水平方向の吸気道（２）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）の軸受孔（４）に水平に回転可能に支承される弁軸（５ａ）に取り付けられて吸気道（２）を開閉するバタフライ型のスロットル弁（５
   ）と，スロットルボディ（１）の一側に取り付けられるセンサハウジング（１７）に，スロットル弁（５）の開度を検出するスロットルセンサ（１８）及び吸気道（２）の吸気負圧を検出する負圧センサ（２０）を取り付けてなるセンサユニット（１６）とを備え，吸気道（２）及び負圧センサ（２０）間を負圧伝達路（３５）を介して連通した，エンジンの吸気装置において，
   センサユニット（１６）の側面視で，前記負圧センサ（２０）をスロットル弁（５）の弁軸（５ａ）よりも吸気道（２）の下流側で且つその吸気道（２）の軸線の上方においてスロットルセンサ（１８）に隣接するよう配置し，また前記吸気道（２）の軸線に沿うそれら負圧センサ（２０）及びスロットルセンサ（１８）の位置を前記センサユニット（１６）の側面視で互いに左右方向に重複するように配置し，前記負圧伝達路（３５）を，一端部を吸気道（２）の軸線を含む水平面（Ｈ）に近接して吸気道（２）の上半周面に開口する第１通路（３５ａ）と，この第１通路（３５ａ）の他端部から上方へ略直角に屈曲して延びるようスロットルボディ（１）及びセンサハウジング（１７）の接合面間に形成される溝状の第２通路（３５ｂ）と，この第２通路（３５ｂ）の上端から第１通路（３５ａ）と反対側に延びて前記負圧センサ（２０）に達するようセンサハウジング（１７）に形成される第３通路（３５ｃ）とでクランク状に構成したことを特徴とする，エンジンの吸気装置。
2. 請求項１記載のエンジンの吸気装置において，
   前記第２通路（３５ｂ）と，この第２通路（３５ｂ）を囲繞してシール部材（４０）が装着されるシール溝（３７）とをスロットルボディ（１）側の接合面（１５）に形成したことを特徴とする，エンジンの吸気装置。
3. 請求項１又は２記載のエンジンの吸気装置において，
   前記第２通路（３５ｂ）を，これがスロットルボディ（１）及びセンサハウジング（１７）間を締結する３箇所以上の締結部（２５，２５…）の中心を直線（４２ａ）で順次結んでなる多角形（４２）内で１本の前記直線（４２ａ）に沿うように配置したことを特徴とする，エンジンの吸気装置。

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