JP2017190747A - スロットル軸 - Google Patents

Abstract

【課題】安価に、高い同軸度を確保することができるスロットル軸を提供する。【解決手段】スロットル軸４３は、回転軸線３２に重なる長手方向を有し、回転軸線３２に平行に広がって回転軸線３２に同軸に弁体を受け止める平面６２を有する金属製の棒材４５と、回転軸線３２周りで棒材４５を囲む樹脂の成形体６３ａ、６３ｂで棒材４５に固定されて、回転軸線３２に同軸に棒材４５を囲む金属製の円筒体４６ａ、４６ｂとを備える。【選択図】図４

Description

本発明は燃料供給装置に用いられるスロットル軸に関する。

特許文献１はスロットル弁装置を開示する。スロットル軸は金属製の軸体で構成される。弁体の固定にあたって軸体にはスリットが形成される。スリットに円板形状の弁体は挿入され、ねじ留めされる。回転軸線上に弁体の重心が位置すると、重心の位置が回転軸線から偏心する場合に比べて、流量制御の精度は高められることができる。

特開２０１５−１２５０８６号公報 特開２００７−１６６７５号公報

特許文献１に記載のスロットル弁装置では、比較的に簡単に回転軸線上に弁体の重心を重ねることができるものの、スリットの加工に手間がかかる。その一方で、特許文献２に開示されるように、軸体の外周面に平面が削り出され、この平面に弁体が重ねられることもできる。この場合には、軸体の軸心に弁体の重心が重なるまで削り出しが実施されなければならない。いずれにしても製造コストの削減が要求される。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、安価に、高い同軸度を確保することができるスロットル軸を提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、回転軸線に重なる長手方向を有し、前記回転軸線に平行に広がって前記回転軸線に同軸に対称線を有する弁体を受け止める平面を有する金属製の棒材と、前記回転軸線周りで前記棒材を囲む樹脂の成形体で前記棒材に固定されて、前記回転軸線に同軸に前記棒材を囲む金属製の円筒体とを備えるスロットル軸は提供される。

第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、前記棒材は、前記長手方向に直交する断面で方形の断面形状を有する。

第３側面によれば、第２側面の構成に加えて、前記棒材は、前記長手方向に前記平面の前後で折り曲げ域を有する。

第４側面によれば、第３側面の構成に加えて、スロットル軸は、前記棒材の一端に連続し、前記回転軸線に直交する仮想平面に沿って広がる金属製の板片と、前記板片を包み込む樹脂成形体で形成されるスロットルドラムとを備える。

第５側面によれば、第４側面の構成に加えて、スロットル軸は、前記板片から連続しながら前記スロットルドラムから突き出て、前記円筒体周りで装着される捻りばねに回転方向に係り合う係り合い片を備える。

第６側面によれば、第４または第５側面の構成に加えて、スロットル軸は、前記板片から連続しながら前記スロットルドラムから突き出て、回転方向に不動体に当たって前記回転軸線回りに棒材の回転を阻止するストッパー片を備える。

第７側面によれば、第４〜第６のいずれかの構成に加えて、前記スロットルドラムには、前記円筒体が軸受けに支持された際に軸方向に力を受けるスラスト軸受け面が形成される。

第１側面によれば、円筒体が軸受けに支持されると、棒材は回転軸線回りで回転することができる。棒材の回転に伴って棒材の平面は回転軸線回りで姿勢を変化させる。平面には円板形状の弁体が同軸に対称線を有するように重ねられ固定されることができる。スロットル軸が軸心回りで駆動されると、弁体はスロットル軸の軸心回りで姿勢を変化させ吸気道内の気体の流量を調整する。スロットル軸では、棒材がいかなる形状であろうと、円筒体の働きで棒材の回転動作は確保される。平面の位置は自在に調整されることができる。平面の形成にあたって棒材の削り落としは回避され（あるいは抑制され）ることができる。こうして製造コストは低減される。棒材には十分な強度が確保される。

第２側面によれば、方形の断面形状を有する棒材はプレス加工や押し出し加工その他の加工方法で簡単に成形されることができる。こうして棒材は低コストで提供されることができる。

第３側面によれば、棒材の削り落としを経ずに折り曲げ加工に応じて平面の位置は調整されることができる。こうして平面に重ねられる弁体は回転軸線上に簡単に重心を重ねることができる。流量制御の精度は高められる。

第４側面によれば、スロットルドラムは棒材に一体化される。スロットルドラムは、円筒体の固定に用いられる成形体と同時に成型されることができ、製造工程の効率化および製造コストの低減は実現される。

第５側面によれば、スロットル軸には、閉じ位置に弁体を保持するように捻りばねから弾性力が作用する。係り合い片は棒材から連続することから、捻りばねの弾性力は確実に弁体に伝達される。

第６側面によれば、スロットル軸の回転動作にあたってストッパー片は不動体に当たって棒材の回転を阻止する。ストッパー片は棒材から連続することから、ストッパー片は確実に弁体の規制位置を反映することができる。

第７側面によれば、樹脂成形体のスロットルドラムはスラスト軸受けを兼ねる。こうしてスロットル軸の軸方向変位は規制される。

本発明の一実施形態に係る燃料噴射システムの全体構成を概略的に示す燃料供給装置の側面図である。 燃料供給装置の正面図である。 スロットル軸の一端の拡大斜視図である。 （ａ）スロットル軸の拡大斜視図、および（ｂ）スロットル軸に含まれる棒材の拡大斜視図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る燃料噴射システム１１の構成を概略的に示す。燃料噴射システム１１は、内燃機関１２の吸気路に接続される吸気道１３を有する燃料供給装置１４と、燃料管１５および戻し管１５ａで燃料供給装置１４に接続される燃料タンク１６とを備える。燃料供給装置１４は、吸気道１３を流通する空気と、燃料タンク１６から供給される燃料とに基づき混合気を生成し、混合気の形態で内燃機関１２の燃焼室に向けて燃料を送り込む。こうした燃料噴射システム１１は例えば自動二輪車といった鞍乗り型車両に搭載されて利用される。

燃料供給装置１４は、吸気道１３を区画する本体１７と、本体１７に結合される燃料ポンプ１８と、本体１７に結合されて先端で吸気道１３に臨むインジェクター１９とを備える。吸気道１３は中心軸線Ｘｉｓを有する。少なくとも部分的に吸気道１３は円柱形の空間で形成される。本体１７は、中心軸線Ｘｉｓに直交する分割面２１でエアクリーナー側の第１体２２と内燃機関１２側の第２体２３とに分割される。第１体２２は吸気道１３の上流側を区画する。第２体２３は吸気道１３の下流側を区画し吸気道１３周りで気密に第１体２２に結合される。

燃料ポンプ１８には例えば電子制御ユニット（ＥＣＵ）２４が結合される。電子制御ユニット２４は、絶縁性樹脂成形体２５に包み込まれた制御基板２６を備える。制御基板２６上にはＩＣチップその他の電子部品が実装される。電子制御ユニット２４は燃料噴射システム１１の動作を制御する。

電子制御ユニット２４の絶縁性樹脂成形体２５は燃料ポンプ１８のハウジング２８に一体成型で結合される。絶縁性樹脂成形体２５およびハウジング２８はボルト２９で本体１７の第１体２２に結合される。絶縁性樹脂成形体２５の一端には雌コネクター３１が形成される。雌コネクター３１内には、制御基板２６の縁に沿って並べられる導電性の接続端子が露出する。

インジェクター１９は本体１７の第２体２３に搭載される。インジェクター１９の姿勢は内蔵の電磁ソレノイドの軸線Ｃｊで規定される。インジェクター１９の軸線Ｃｊは、後述されるスロットル弁の回転軸線３２に直交しつつ吸気道１３の中心軸線Ｘｉｓを含む仮想平面内に位置する。インジェクター１９の姿勢は吸気道１３の中心軸線Ｘｉｓに対して特定の角度αで傾斜する。

インジェクター１９のハウジング３３には雌カプラー３４が一体に形成される。雌カプラー３４には上方から対となる雄カプラーが受け入れられる。電子ソレノイドには雌カプラー３４内の導電端子から制御信号が供給される。ここでは、姿勢の傾斜に応じてインジェクター１９の噴射口（吸気道１３に臨む）の直上に雌カプラー３４は配置される。

燃料ポンプ１８のハウジング２８には吸込口３５、戻し口３６および吐出口３７が形成される。吸込口３５には燃料管１５が接続される。戻し口３６には戻し管１５ａが接続される。吐出口３７にはゴムホース３８が接続される。燃料ポンプ１８はゴムホース３８を介してインジェクター１９の燃料導入口に接続される。燃料ポンプ１８が作動すると、燃料タンク１６の燃料は吸込口３５から燃料ポンプ１８に吸引される。規定の圧力で燃料は吐出口３７から吐出され、ゴムホース３８を経てインジェクター１９に供給される。燃料ポンプ１８の内部で発生したベーパーは戻し管１５ａから燃料タンク１６に戻される。

図２に示されるように、本体１７の第１体２２にはスロットル弁４１が組み込まれる。スロットル弁４１はバタフライ型の弁体４２を備える。弁体４２は吸気道１３内に配置される。スロットル弁４１のスロットル軸４３は吸気道１３を横切って回転軸線３２回りに回転自在に第１体２２に支持される。弁体４２は円板形状を有する。弁体４２は吸気道１３の円柱形の空間を開閉する。

スロットル軸４３は、回転軸線３２に重なる長手方向を有する棒材４５を備える。棒材４５には吸気道１３の両側で金属製の円筒体４６ａ、４６ｂが固定される。円筒体４６ａ、４６ｂは、回転軸線３２に同軸に棒材４５を囲む。円筒体４６ａ、４６ｂは本体１７の第１体２２に形成される滑り軸受け４７ａ、４７ｂに回転自在に支持される。

スロットル軸４３の一端には被操作部材としてのスロットルドラム４８が結合される。スロットルドラム４８は樹脂成形体で形成される。スロットルドラム４８にはボーデンケーブル（図示されず）が連結される。ボーデンケーブルの引っ張り力はスロットル弁４１の開き方向にスロットル軸４３を駆動する。

滑り軸受け４７ａ、４７ｂは第１体２２に一体に形成される筒体５１の内面に形成される。滑り軸受け４７ａの外端５２は回転軸線３２に直交する平面で仕切られる。スロットルドラム４８には、滑り軸受け４７ａの外端５２に向き合わせられて回転軸線３２に直交する平面で仕切られるスラスト軸受け面５３が区画される。スラスト軸受け面５３は滑りながら滑り軸受け４７ａの外端５２に接触する。円筒体４６ａが滑り軸受け４７ａに支持された際にスラスト軸受け面５３は軸方向に力を受けることができる。

図３に示されるように、滑り軸受け４７ａの筒体５１には円筒体４６ａ周りで捻りばね５４が装着される。捻りばね５４は、閉じ位置に弁体４２を保持する弾性力を発揮する。捻りばね５４の一端は、スロットルドラム４８の内向き面から吸気道１３に向かって突き出る係り合い片５６に回転方向ＤＤＲに係り合う。係り合い片５６は回転軸線３２回りに回転方向ＤＤＲに引っ張られる。捻りばね５４の捻り力は係り合い片５６からスロットル軸４３に伝えられる。

係り合い片５６にはストッパー片５７が連続する。ストッパー片５７は回転軸線３２を含む仮想平面内で広がる当たり面５７ａを有する。ストッパー片５７は、当たり面５７ａで回転方向ＤＤＲに不動体５８に当たって、回転軸線３２回りに棒材４５の回転を阻止する。ここでは、不動体５８は、筒体５１に並列に第１体２２から突き出る規制体５９と、規制体５９に支持されて、ストッパー片５７の当たり面５７ａに面接触する当たり部材６１とで形成される。捻りばね５４の弾性力を受けてストッパー片５７の当たり面５７ａが不動体５８の当たり部材６１に衝突すると、弁体４２は閉じ位置に位置決めされる。

図４に示されるように、棒材４５は、回転軸線３２に平行に広がって回転軸線３２に同軸に弁体４２を受け止める平面６２を有する。棒材４５は金属材から成形される。金属製の円筒体４６ａ、４６ｂは、回転軸線３２周りで棒材４５を囲む樹脂の成形体６３ａ、６３ｂで棒材４５に固定される。円筒体４６ａ、４６ｂと棒材４５との間には全域にわたって樹脂の成形体６３ａ、６３ｂが挟まれる。成形体６３ａはスロットルドラム４８に一体化される。

棒材４５は、長手方向に直交する断面で方形の断面形状を有する。棒材４５は長手方向に平面６２の前後で折り曲げ域６４ａ、６４ｂを有する。折り曲げ加工に応じて平面６２の位置は調整される。棒材４５の一端には板片６５が連続する。板片６５は、回転軸線３２に直交する仮想平面に沿って広がる。板片６５は、樹脂成形体で形成されるスロットルドラム４８に包み込まれる。板片６５には係り合い片５６が連続し、係り合い片５６にはストッパー片５７が連続する。言い換えると、棒材４５、板片６５、係り合い片５６およびストッパー片５７は１枚の板材から切り出されて成形加工される。

円筒体４６ａ、４６ｂが滑り軸受け４７ａ、４７ｂに支持されると、棒材４５は回転軸線３２回りで回転することができる。棒材４５の回転に伴って棒材４５の平面６２は回転軸線３２回りで姿勢を変化させる。平面６２には円板形状の弁体４２が同軸に重ねられ固定される。スロットル軸４３が軸心回りで駆動されると、弁体４２はスロットル軸４３の軸心回りで姿勢を変化させ吸気道１３内の気体の流量を調整する。スロットル軸４３では、棒材４５がいかなる形状であろうと、円筒体４６ａ、４６ｂの働きで棒材４５の回転動作は確保される。平面６２の位置は自在に調整されることができる。平面６２の形成にあたって棒材４５の削り落としは回避され（あるいは抑制され）る。こうして製造コストは低減される。棒材４５には十分な強度が確保される。

棒材４５は、長手方向に直交する断面で方形の断面形状を有する。方形の断面形状を有する棒材４５はプレス加工や押し出し加工その他の加工方法で簡単に成形される。こうして棒材４５は低コストで提供されることができる。

棒材４５は、長手方向に平面６２の前後で折り曲げ域６４ａ、６４ｂを有する。棒材４５の削り落としを経ずに折り曲げ加工に応じて平面６２の位置は調整される。こうして平面６２に重ねられる弁体４２は回転軸線３２上に簡単に重心を重ねることができる。流量制御の精度は高められる。

樹脂成形体で形成されるスロットルドラム４８は、棒材４５の一端に連続し、回転軸線３２に直交する仮想平面に沿って広がる金属製の板片６５を包み込む。スロットルドラム４８は棒材４５に一体化される。スロットルドラム４８は、円筒体４６ａの固定に用いられる成形体６３ａと同時に成型されることができ、製造工程の効率化および製造コストの低減は実現される。

係り合い片５６は、板片６５から連続しながらスロットルドラム４８から突き出て、円筒体４６ａ周りで装着される捻りばね５４に回転方向に係り合う。スロットル軸４３には、閉じ位置に弁体４２を保持するように捻りばね５４から弾性力が作用する。係り合い片５６は棒材４５から連続することから、捻りばね５４の弾性力は確実に弁体に伝達される。

ストッパー片５７は、係り合い片５６から連続しながらスロットルドラム４８から突き出て、回転方向ＤＤＲに不動体５８に当たって回転軸線３２回りに棒材４５の回転を阻止する。スロットル軸４３の回転動作にあたってストッパー片５７は不動体５８に当たって棒材４５の回転を阻止する。ストッパー片５７は棒材４５から連続することから、ストッパー片５７は確実に弁体４２の規制位置を反映することができる。

スロットルドラム４８には、円筒体４６ａが滑り軸受け４７ａに支持された際に軸方向に力を受けるスラスト軸受け面５３が形成される。樹脂成形体のスロットルドラム４８はスラスト軸受けを兼ねる。こうしてスロットル軸４３の軸方向変位は規制される。

３２…回転軸線、４３…スロットル軸、４５…棒材、４６ａ…円筒体、４６ｂ…円筒体、４７ａ…軸受け（滑り軸受け）、４８…スロットルドラム、５３…スラスト軸受け面、５４…捻りばね、５６…係り合い片、５７…ストッパー片、５８…不動体、６２…平面、６４ａ…折り曲げ域、６４ｂ…折り曲げ域、６５…板片、ＤＤＲ…回転方向。

Claims (7)

1. 回転軸線（３２）に重なる長手方向を有し、前記回転軸線（３２）に平行に広がって前記回転軸線（３２）に同軸に対称線を有する弁体（４２）を受け止める平面（６２）を有する金属製の棒材（４５）と、
   前記回転軸線（３２）周りで前記棒材（４５）を囲む樹脂の成形体（６３ａ、６３ｂ）で前記棒材（４５）に固定されて、前記回転軸線（３２）に同軸に前記棒材（４５）を囲む金属製の円筒体（４６ａ、４６ｂ）と
   を備えることを特徴とするスロットル軸。
2. 請求項１に記載のスロットル軸において、前記棒材（４５）は、前記長手方向に直交する断面で方形の断面形状を有することを特徴とするスロットル軸。
3. 請求項２に記載のスロットル軸において、前記棒材（４５）は、前記長手方向に前記平面（６２）の前後で折り曲げ域（６４ａ、６４ｂ）を有することを特徴とするスロットル軸。
4. 請求項３に記載のスロットル軸において、
   前記棒材（４５）の一端に連続し、前記回転軸線（３２）に直交する仮想平面に沿って広がる金属製の板片（６５）と、
   前記板片（６５）を包み込む樹脂成形体で形成されるスロットルドラム（４８）と
   を備えることを特徴とするスロットル軸。
5. 請求項４に記載のスロットル軸において、前記板片（６５）から連続しながら前記スロットルドラム（４８）から突き出て、前記円筒体（４６ａ）周りで装着される捻りばね（５４）に回転方向（ＤＤＲ）に係り合う係り合い片（５６）を備えることを特徴とするスロットル軸。
6. 請求項４または５に記載のスロットル軸において、前記板片（６５）から連続しながら前記スロットルドラム（４８）から突き出て、回転方向（ＤＤＲ）に不動体（５８）に当たって前記回転軸線（３２）回りに棒材（４５）の回転を阻止するストッパー片（５７）を備えることを特徴とするスロットル軸。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載のスロットル軸において、前記スロットルドラム（４８）には、前記円筒体（４６ａ）が軸受け（４７ａ）に支持された際に軸方向に力を受けるスラスト軸受け面（５３）が形成されることを特徴とするスロットル軸。

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