CN112639269B - 通用发动机的节气门装置 - Google Patents

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Abstract

节气门装置具备节气门区(12)、节气门阀(13)、节气门轴(14)、电动马达(15)、驱动齿轮(23)、从动齿轮(24)、中间齿轮(25)及传感器组块(19)。中间齿轮(25)以齿轮轴从将马达轴和节气门轴(14)连结的假想直线(V)偏离的方式保持于节气门区(12)。在节气门区(12)的外表面形成有以中间齿轮(25)的偏离量向外侧鼓出的齿轮配置用鼓出部(34)和在与齿轮配置用鼓出部(34)的马达收容部(12b)侧邻接的位置向与齿轮配置用鼓出部(34)相同的一侧鼓出的连接器配置用鼓出部(35)。马达用连接器(36)以与马达轴的轴心平行且朝向节气门区(12)的另一端侧的方式配置于连接器配置用鼓出部(35)。传感器用连接器(20)以从与马达轴的轴心正交的方向指向轴心的方式配置于传感器组块(19)。

Description

通用发动机的节气门装置
技术领域
本发明涉及在割草机、农业机械、发电机等中使用的通用发动机的节气门装置。
背景技术
作为通用发动机的节气门装置，已知有通过电动马达来驱动节气门阀的节气门装置。
这种节气门装置中，节气门轴能够转动地支承于具有进气导入孔的节气门区，且在该节气门轴上安装有节气门阀。节气门轴能够转动地支承于节气门区，并且经由动力传递机构而由电动马达来驱动。
另外，这种节气门装置大多在节气门区一体地形成有用于收容电动马达的马达收容部。在节气门轴上安装有从动齿轮，在电动马达的马达轴上安装有驱动齿轮。驱动齿轮与从动齿轮经由中间齿轮而能够相互联动地关联。马达轴与节气门轴大致平行地配置，中间齿轮配置在与将马达轴和节气门轴连结的假想直线重叠的位置上。另外，驱动齿轮、从动齿轮及中间齿轮配置在节气门区的轴向(沿着节气门轴的轴心的方向)的一端侧。在节气门区的轴向的另一端侧安装有内置了用于检测节气门阀的附近的状态(例如节气门轴的旋转位置、进气温度、压力等)的传感器的传感器组块。在节气门区的外表面的马达收容部的附近设置有用于将电缆(例如电力线缆)与电动马达连接的马达用连接器。另外，在传感器组块的外表面设置有用于将电缆(例如信号线缆)与内部的传感器连接的传感器用连接器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2005－16438
专利文献2：日本国特开2006－97500
专利文献3：日本国特开2009－287476
发明内容
发明的概要
发明要解决的课题
上述现有的节气门装置中，中间齿轮以齿轮轴与将马达轴和节气门轴连结的假想直线重叠的方式配置。因此，存在节气门区的外表面形状在将马达轴和节气门轴连结的方向上的长度变长而无法将节气门装置紧凑地搭载于通用发动机的情况。
另外，上述现有的节气门装置为节气门区的外表面形状在一方向(将马达轴和节气门轴连结的方向)上长的形状，因此在马达用连接器的线缆引出方向与传感器用连接器的线缆引出方向不得不成为大致直角时，难以将从各连接器引出的线缆在节气门区的附近紧凑地捆扎。即，在上述现有的节气门装置的情况下，马达用连接器的线缆引出位置与传感器用连接器的线缆引出位置接近，因此捆扎两者的位置不得不成为从节气门区离开的位置。这会成为将节气门装置紧凑地搭载于通用发动机时的障碍。
本发明要解决的课题是提供能够紧凑地搭载于通用发动机的通用发动机的节气门装置。
用于解决课题的方案
本发明的一方案的通用发动机的节气门装置具备：节气门区，其具有进气导入孔和马达收容部；节气门阀，其对所述进气导入孔进行开闭；节气门轴，其保持所述节气门阀，且能够转动地支承于所述节气门区；电动马达，其以马达轴与所述节气门轴大致平行的方式配置于所述马达收容部，且对所述节气门轴施加转动操作力；驱动齿轮，其一体地设置于所述马达轴；从动齿轮，其一体地设置于所述节气门轴；中间齿轮，其以齿轮轴相对于所述节气门轴和所述马达轴大致平行的方式保持于所述节气门区的一端，且与所述驱动齿轮和所述从动齿轮啮合；以及传感器组块，其安装于所述节气门区的另一端的与所述节气门轴的端部对置的位置，且内置有检测所述节气门阀的附近的状态的传感器，在所述节气门区的外表面的所述马达收容部的附近设置有用于将电缆与所述电动马达连接的马达用连接器，在所述传感器组块的外表面设置有用于将电缆与所述传感器连接的传感器用连接器，所述通用发动机的节气门装置的特征在于，所述中间齿轮以所述齿轮轴从将所述马达轴和所述节气门轴连结的假想直线偏离的方式保持于所述节气门区，在所述节气门区的外表面形成有齿轮配置用鼓出部和连接器配置用鼓出部，所述齿轮配置用鼓出部以所述中间齿轮的偏离量向外侧鼓出，所述连接器配置用鼓出部在与所述齿轮配置用鼓出部的马达收容部侧邻接的位置向与所述齿轮配置用鼓出部相同的一侧鼓出，所述马达用连接器以与所述马达轴的轴心平行且朝向所述节气门区的另一端侧的方式配置于所述连接器配置用鼓出部，所述传感器用连接器以从与所述马达轴的轴心正交的方向指向所述轴心的方式配置于所述传感器组块。
根据上述的结构，中间齿轮以齿轮轴从将马达轴和节气门轴连结的假想直线偏离的方式配置。因此，能够缩短马达轴与节气门轴之间的距离。其结果是，能够缩短节气门区的外表面形状中的在将马达轴和节气门轴连结的方向上的长度。另外，在节气门区的外表面形成有齿轮配置用鼓出部和连接器配置用鼓出部，在连接器配置用鼓出部配置有马达用连接器。由于连接器配置用鼓出部在与齿轮配置用鼓出部邻接的位置向与齿轮配置用鼓出部相同的一侧鼓出而形成，因此节气门区的外表面形状成为不会在一方向上长的块状的形状。因此，节气门区的周围的空间效率变得良好。另外，在本方案的节气门装置中，设置于连接器配置用鼓出部的马达用连接器以与马达轴的轴心平行且朝向节气门区的另一端侧(传感器组块所在的一侧)的方式配置，设置于传感器组块的传感器用连接器以从与马达轴的轴心正交的方向指向该轴心的方式配置。因此，能够使与马达用连接器连接的电缆和与传感器用连接器连接的电缆平缓地弯曲而在节气门区的附近部对它们进行捆扎。
也可以是，所述连接器配置用鼓出部的沿着所述马达轴的方向上的长度设定为比所述节气门区的马达收容部的轴向上的长度短，所述连接器配置用鼓出部偏靠所述节气门区的所述一端侧配置。
这种情况下，由于设置于连接器配置用鼓出部的马达用连接器配置于从节气门区的另一端分离的位置，因此能够使与马达用连接器连接的电缆更平缓地弯曲而在节气门区的附近与传感器用的电缆捆扎。
发明效果
本发明的一方案的通用发动机的节气门装置中，能够缩短节气门区的外表面形状中的在将马达轴和节气门轴连结的方向上的长度，而且与节气门区的外表面的齿轮配置用鼓出部邻接地形成有连接器配置用鼓出部，因此能够将节气门区的外表面形状形成为不会在一方向上长的块状的形状，从而能够提高节气门区的周围的空间效率。另外，本发明的一方案的通用发动机的节气门装置中，马达用连接器以与马达轴的轴心平行且朝向节气门区的另一端侧(传感器组块所在的一侧)的方式配置，传感器用连接器以从与马达轴的轴心交叉的方向指向该轴心的方式配置，因此能够使与两连接器连接的各电缆平缓地弯曲而在节气门区的附近部对它们进行捆扎。因而，能够将节气门装置紧凑地搭载于通用发动机。
附图说明
图1是实施方式的通用发动机的主视图。
图2是实施方式的节气门装置的主视图。
图3是实施方式的节气门装置的图2的III向视图。
图4是实施方式的节气门装置的沿着图3的IV－IV线的剖视图。
图5是实施方式的节气门装置的沿着图2的V－V线的剖面图。
图6是实施方式的节气门装置的沿着图2的VI－VI线的剖视图。
图7是实施方式的节气门装置的图6的VII部的放大图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的一实施方式。
图1是搭载有本发明的一实施方式的节气门装置10的通用发动机1的主视图。
本实施方式的通用发动机1是V型的双气缸发动机，作为输出轴的曲轴2从曲轴箱3大致水平地突出。一对气缸体4A、4B以呈大致V字形状的方式与曲轴箱3连结。与曲轴2连结为能够传递动力的活塞(未图示)滑动自如地收容在各气缸体4A、4B中。在各气缸体4A、4B的盖部与活塞之间形成有燃烧室(未图示)。在各燃烧室经由进气门(未图示)和排气门(未图示)而连接有进气管5A、5B和排气管(未图示)。
各气缸的进气管5A、5B配置在由两个气缸体4A、4B夹着的曲轴箱3上的大致V字状的空间中。各进气管5A、5B经由共用的节气门装置10与空气滤清器6连接。在通用发动机1运转时，通过空气滤清器6吸入的空气由节气门装置10来调整流量。在各进气管5A、5B上朝向对应的气缸的燃烧室方向而设置有燃料喷射装置7。通过节气门装置10后的空气在进气管5A、5B中分支，与从燃料喷射装置7喷射出的燃料一起向各气缸的燃烧室导入。
图2是节气门装置10的主视图，图3是节气门装置10的图2的III向视图。另外，图4是节气门装置10的沿着图3的IV－IV线的剖视图，图5是节气门装置10的沿着图2的V－V线的剖面图，图6是节气门装置10的沿着图2的VI－VI线的剖视图。需要说明的是，在以下的节气门装置10的说明中，为了便于说明，将图中的箭头UP所指的方向称为“上”，并将与箭头UP所指的方向相反的方向称为“下”。
节气门装置10具备：具有进气导入孔11的节气门区12；对进气导入孔11进行开闭的节气门阀13；保持节气门阀13的节气门轴14；以及对节气门轴14施加转动操作力的电动马达15。节气门区12的进气导入孔11的上游侧与空气滤清器6连接且下游侧与进气管5A、5B连接。
节气门区12在形成有进气导入孔11的大致长方体状的区主体部12a的下方一体地形成有有底圆筒状的马达收容部12b。在区主体部12a形成有与进气导入孔11正交而大致水平地延伸的保持孔16。节气门轴14能够转动地支承于保持孔16。
以下，将沿着支承于保持孔16的节气门轴14的轴心Ot的方向称为节气门区12的轴向。节气门轴14隔着进气导入孔11而贯通保持孔16，且两端部向节气门区12的轴向外侧突出。
节气门阀13由圆板状的板材形成。节气门阀13在节气门区12的进气导入孔11的内部一体地安装于节气门轴14。节气门阀13通过节气门轴14被进行转动操作来使进气导入孔11的开口面积变化。
电动马达15收容于节气门区12的马达收容部12b。电动马达15以沿着节气门区12的轴向的方式收容于马达收容部12b。电动马达15的输出轴17与节气门轴14的轴心Ot平行地延伸，且向节气门区12的轴向的一端侧突出。以下，将节气门区12的外表面中的电动马达15的输出轴17所突出的一侧的面称为第一侧面，将与输出轴17所突出的一侧相反的一侧的面称为第二侧面。另外，将节气门区12的外表面中的进气导入孔11的上游侧的端部开口的一侧的面称为前表面，将进气导入孔11的下游侧的端部开口的一侧的面称为后表面。
在节气门区12的第一侧面以覆盖第一侧面的大致整个区域的方式安装有区罩18。另外，在节气门区12的第二侧面中的节气门轴14的另一端部所突出的部分安装有传感器组块19。在传感器组块19中内置有用于检测节气门轴14、节气门轴14的附近的状态(例如节气门轴14的旋转位置、节气门阀13的附近的温度、压力等)的各种传感器。在传感器组块19的下表面突出设置有用于将内部的传感器的输出信号向外部取出的传感器用连接器20。如图2、图3所示，在传感器用连接器20上连接有传感器用的电缆21(信号线缆)。传感器用的电缆21与用于控制通用发动机1的运转状态的未图示的控制装置连接。
节气门装置10还具备图4、图5所示那样的用于将电动马达15的转动操作力向节气门轴14传递的动力传递机构22。动力传递机构22配置在节气门区12的第一侧面，且外侧由区罩18覆盖。动力传递机构22具备：安装于电动马达15的输出轴17的驱动齿轮23；设置于节气门轴14的轴向的一端部的从动齿轮24；以及配置在驱动齿轮23与从动齿轮24之间来从驱动齿轮23向从动齿轮24传递转动操作力的中间齿轮25。
中间齿轮25具有能够转动地支承于节气门区12的支承轴25a(齿轮轴)、与驱动齿轮23啮合的第一中间齿轮部25b、以及与从动齿轮24啮合的第二中间齿轮部25c。第一中间齿轮部25b与第二中间齿轮部25c同轴地固定于支承轴25a。第一中间齿轮部25b形成为外径比第二中间齿轮部25c的外径大。将电动马达15的转动操作力从驱动齿轮23向从动齿轮24以规定的减速比减速而传递。
从动齿轮24一体地形成于节气门轴14的轴向的一端部。节气门轴14具有保持于节气门区12的保持孔16的轴主体部14a、一体地形成于轴主体部14a的轴向的一端部的从动齿轮24、以及一体地形成于轴主体部14a的轴向的另一端部的小径部14b。轴主体部14a、从动齿轮24及小径部14b通过铸造等一体地形成。从动齿轮24在轴主体部14a插入到保持孔16中的状态下配置于节气门区12的轴向的一端侧(第一侧面侧)。小径部14b在轴主体部14a插入到保持孔16中的状态下配置于节气门区12的轴向的另一端侧。小径部14b的外径形成为比轴主体部14a的外径小。
在节气门轴14的小径部14b安装有通过传感器组块19内的传感器来检测旋转位置的被检测体组块26。被检测体组块26具有作为被检测体的磁铁27和保持磁铁27的大致圆筒状的磁铁壳体28。磁铁壳体28嵌合于小径部14b，且通过沿径向贯通小径部14b的支承销29而卡止固定于小径部14b。抱持磁铁27的外侧的磁铁壳体28的外径(被检测体组块26的外径)形成为比节气门区12的保持孔16的内径小。更具体而言，被检测体组块26的外径形成为与轴主体部14a的最大外径部大致相同的外径。
另外，如图4、图6所示，在轴主体部14a的外周面中的比对节气门阀13进行保持的保持部14c偏靠从动齿轮24的部分形成有环状槽30。在节气门区12安装有脱落限制销31(脱落限制突起)，该脱落限制销31滑动自如地卡合于轴主体部14a的环状槽30，从而在轴向上限制轴主体部14a脱落。脱落限制销31从节气门区12的外表面安装于以与保持孔16大致正交的方式形成的安装孔32。脱落限制销31的前端部滑动自如地卡合于环状槽30。
图7是将图6的VII部放大示出的图。
也如图7所示那样，环状槽30和脱落限制销31的前端部(接触部)形成为圆弧状的截面形状。脱落限制销31的前端部更准确来说形成为大致半球状。脱落限制销31在节气门轴14的轴主体部14a从节气门区12的第一侧面侧插入到保持孔16中时嵌入安装孔32内。此时，通过脱落限制销31的前端部与轴主体部14a的环状槽30卡合来限制节气门轴14的轴向的位移。脱落限制销31在这之后通过焊接等适当方法固定于安装孔32。
需要说明的是，在如上述那样将节气门轴14的轴主体部14a插入到保持孔16之前，预先将检测体组块26组装于节气门轴14的另一端的小径部14b。此时，被检测体组块26由于最大外径比保持孔16的最小内径小，因此能够与轴主体部14a一起顺畅地插入到保持孔16中。
另外，如图4、图6所示，在节气门区12与从动齿轮24之间夹设有受扭螺旋弹簧33。受扭螺旋弹簧33绕着节气门轴14的轴心Ot配置，绕着轴心对节气门轴14施力。由受扭螺旋弹簧33施力的施力方向设定为使节气门阀13闭塞进气导入孔11的方向。
这里，如图5所示，中间齿轮25的支承轴25a(支承轴25a的轴心Os)配置在从将电动马达15的输出轴17(马达轴)的轴心Om和节气门轴14的轴心Ot连结的假想直线V向后方侧偏离了规定量的位置。因此，节气门区12的外表面(后表面)的上下方向的大致中央区域以中间齿轮25(第一中间齿轮部25b)向后方侧偏离的偏离量向后表面方向鼓出地形成。将该向后表面方向鼓出的部分称为齿轮配置用鼓出部34。
另外，在节气门区12的外表面(后表面)中的齿轮配置用鼓出部34的下方形成有与齿轮配置用鼓出部34连续而向后表面侧鼓出的连接器配置用鼓出部35。连接器配置用鼓出部35如图2所示，轴向的长度比节气门区12的马达收容部12b的轴向的长度形成得短，且偏靠节气门区12的一端侧(第一侧面侧)配置。
在连接器配置用鼓出部35的轴向的另一端部设置有马达用连接器36。马达用连接器36以与电动马达15的输出轴17(马达轴)平行且朝向节气门区12的轴向的另一端侧的方式突出设置于连接器配置用鼓出部35。在马达用连接器36上连接有用于向电动马达15供给电力的电缆37(参照图2、图3)。电动马达15用的电缆37在节气门区12的前表面侧的下方的接近节气门区12的位置与传感器用的电缆21捆扎而被向未图示的控制装置的方向引出。
需要说明的是，如图3所示，传感器用连接器20以从与电动马达15的输出轴17(马达轴)的轴心Om正交的方向指向轴心Om(轴心Om的延长部)的方式突出设置于传感器组块19。从马达用连接器36大致沿着输出轴17引出的电缆37朝向传感器用连接器20的下方位置平缓地弯曲，在节气门区12的偏靠第二侧面的前表面侧下方的接近节气门区12的位置与传感器用的电缆21捆扎。此时，传感器用的电缆21也平缓地弯曲。
如以上那样，本实施方式的节气门装置10中，中间齿轮25的输出轴17以从将电动马达15的输出轴17的轴心Om和节气门轴14的轴心Ot连结的假想直线V偏离的方式配置于节气门区12。因此，能够缩短节气门区12的外表面形状的在将输出轴17和节气门轴14连结的方向上的长度。
另外，在本实施方式的节气门装置10中，在节气门区12的外表面以向相同方向鼓出的方式形成有齿轮配置用鼓出部34和连接器配置用鼓出部35，在连接器配置用鼓出部35配置有马达用连接器36。由此，节气门区12的外表面形状成为不会在一方向上长的块状的形状。因而，在采用了本实施方式的节气门装置10的情况下，节气门区12的周围的空间效率变得良好。
另外，本实施方式的节气门装置10中，设置于连接器配置用鼓出部35的马达用连接器36以与电动马达15的输出轴17的轴心Om平行且朝向节气门区12的轴向的另一端侧的方式配置，设置于传感器组块19的传感器用连接器20以从与电动马达15的输出轴17的轴心Om正交的方向指向轴心Om(轴心Om的延长部)的方式配置。因此，在本实施方式的节气门装置10中，能够使与马达用连接器36连接的电缆37和与传感器用连接器20连接的电缆21平缓地弯曲而在节气门区12的附近部对它们进行捆扎。因而，在采用了本实施方式的节气门装置10的情况下，能够将节气门装置10紧凑地搭载于通用发动机1。
而且，在本实施方式的节气门装置10中，连接器配置用鼓出部35的轴向的长度设定为比节气门区12的马达收容部12b的轴向的长度短，且连接器配置用鼓出部35偏靠节气门区12的轴向的一端侧配置。因此，设置于连接器配置用鼓出部35的马达用连接器36配置在从节气门区12的轴向的另一端下降了一段的位置。因而，在采用了本实施方式的结构的情况下，能够使与马达用连接器36连接的电缆37平缓地弯曲而在节气门区12更附近的位置与传感器用的电缆21捆扎。由此，在将节气门装置10紧凑地搭载于通用发动机1的方面更有利。
需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种设计变更。例如，上述实施方式的通用发动机1是V型的双气缸发动机，但气缸的数目、配置形状是任意的而不局限于此。另外，曲轴2的突出方向也不局限于水平方向，可以是铅垂方向。
符号说明：
1 通用发动机
10 节气门装置
11 进气导入孔
12 节气门区
12b 马达收容部
13 节气门阀
14 节气门轴
15 电动马达
17输出轴(马达轴)
19 传感器组块
20 传感器用连接器
21 电缆
23 驱动齿轮
24 从动齿轮
25 中间齿轮
25a支承轴(齿轮轴)
34 齿轮配置用鼓出部
35 连接器配置用鼓出部
36 马达用连接器
37 电缆
V 假想直线

Claims (2)

1.一种通用发动机的节气门装置，其具备：
节气门区，其具有进气导入孔和马达收容部；
节气门阀，其对所述进气导入孔进行开闭；
节气门轴，其保持所述节气门阀，且能够转动地支承于所述节气门区；
电动马达，其以马达轴与所述节气门轴大致平行的方式配置于所述马达收容部，且对所述节气门轴施加转动操作力；
驱动齿轮，其一体地设置于所述马达轴；
从动齿轮，其一体地设置于所述节气门轴；
中间齿轮，其以齿轮轴相对于所述节气门轴和所述马达轴大致平行的方式保持于所述节气门区的一端，且与所述驱动齿轮和所述从动齿轮啮合；以及
传感器组块，其安装于所述节气门区的另一端的与所述节气门轴的端部对置的位置，且内置有检测所述节气门阀的附近的状态的传感器，
在所述节气门区的外表面的所述马达收容部的附近设置有用于将电缆与所述电动马达连接的马达用连接器，
在所述传感器组块的外表面设置有用于将电缆与所述传感器连接的传感器用连接器，
所述通用发动机的节气门装置的特征在于，
所述中间齿轮以所述齿轮轴从将所述马达轴和所述节气门轴连结的假想直线偏离的方式保持于所述节气门区，
在所述节气门区的外表面形成有齿轮配置用鼓出部和连接器配置用鼓出部，所述齿轮配置用鼓出部以所述中间齿轮的偏离量向外侧鼓出，所述连接器配置用鼓出部在与所述齿轮配置用鼓出部的马达收容部侧邻接的位置向与所述齿轮配置用鼓出部相同的一侧鼓出，
所述马达用连接器以与所述马达轴的轴心平行且朝向所述节气门区的另一端侧的方式配置于所述连接器配置用鼓出部，
所述传感器用连接器以从与所述马达轴的轴心正交的方向指向所述轴心的方式配置于所述传感器组块。
2.根据权利要求1所述的通用发动机的节气门装置，其特征在于，
所述连接器配置用鼓出部的沿着所述马达轴的方向上的长度设定为比所述节气门区的马达收容部的轴向上的长度短，
所述连接器配置用鼓出部偏靠所述节气门区的所述一端侧配置。
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