JP2018159364A - 吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの振動による共振に対する耐久性を改善できる吸気制御装置を提供する。【解決手段】吸気制御装置は、吸気ポートに締結される外端面を有する接続部が形成された吸気道を備えるボディ本体と、吸気道を横切り且つボディ本体に回動可能に支持されるスロットル弁軸を有し且つ吸気道を開閉するスロットル弁と、スロットル弁軸の一端に固定されるセクター歯車及びセクター歯車に噛み合うピニオンを含み且つボディ本体の側面に設けられた動力伝達機構と、ボディ本体の側面においてピニオンに一端が固定される回転軸を備え且つ回転軸とスロットル弁軸とが平行となるようにボディ本体に内蔵される電動モータと、を具備する。電動モータは、接続部の外端面を含む平面から電動モータの回転軸までの距離が接続部の外端面を含む平面からスロットル弁軸までの距離未満に位置するように、配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のシリンダヘッドの吸気ポートへの吸気量を制御する吸気制御装置に関し、特に自動二輪車に利用される吸気制御装置に関する。

特許文献１に示されるように、内燃機関の吸気制御装置において、スロットルボディが円筒状穴部の内壁に形成された位置決め用凹部を有し、駆動モータがフランジ部の位置決め用凸部に対応する位置に形成された少なくとも１つの位置決め用凹部を有し、かつ、駆動モータは、位置決め用凹部が位置決め用凸部と当接した状態で、モータ用円筒状穴部に組み付けられている吸気制御装置が提案されている。

さらに、電子スロットル制御装置を備え、そのスロットル弁が車両の平面視でエンジンのシリンダの上面と重なり、そのスロットルモータが車両の側面視でシリンダの上面と吸気通路との間に挟まれる位置に、且つ、車両の平面視で、少なくとも一部が吸気通路と重なって配置される鞍乗型車両が知られている（特許文献２）。

特開２０１３−１９４７２６号公報 特開２０１４−１６７２９６号公報

従来の内燃機関においては、吸気制御装置とエンジンとの締結位置（エンジン側フランジ）と重量物であるモータとの距離が離れている。よって、吸気制御装置のエンジンへの搭載性が低い、エンジンの振動による共振に対する耐久性が低い等の問題がある。

本発明は、以上の従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、エンジンの振動による共振に対する耐久性を改善できる吸気制御装置を提供することを目的とする。

本発明の吸気制御装置は、内燃機関のシリンダヘッドの吸気ポートに対し吸気量を制御する吸気制御装置であって、
前記吸気ポートに締結される外端面を有する接続部が形成された吸気道を備えるボディ本体と、
前記吸気道を横切り且つ前記ボディ本体に回動可能に支持されるスロットル弁軸を有し且つ前記吸気道を開閉するスロットル弁と、
前記スロットル弁軸の一端に固定されるセクター歯車及び前記セクター歯車に噛み合うピニオンを含み且つ前記ボディ本体の側面に設けられた動力伝達機構と、
前記ボディ本体の側面において前記ピニオンに一端が固定される回転軸を備え且つ前記回転軸と前記スロットル弁軸とが平行となるように前記ボディ本体に内蔵される電動モータと、を具備し、
前記電動モータは、前記接続部の外端面を含む平面から前記電動モータの前記回転軸までの距離が前記接続部の外端面を含む平面から前記スロットル弁軸までの距離未満に位置するように、配置されることを特徴とする。

本発明の吸気制御装置によれば、重い電動モータがスロットル弁よりも前記吸気道の接続部に近い位置に搭載できる故に、エンジンの振動による共振に対する吸気系の耐久性が改善できる。さらに、締結位置（エンジン側接続部）と電動モータとの距離が近くなるので、吸気制御装置の小型化による搭載性が向上する。

本発明による実施例の吸気制御装置を備えた内燃機関の一部断面図である。

以下、本発明の実施例の吸気制御装置を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における前後、左右及び上下の方向の記載は、特に明記がない限り、紙面の左方向を前方向とし、紙面の右方向を後方向とする。また、紙面に垂直な方向を幅方向とし、紙面の垂直奥方向を右方向とし、紙面の垂直手前方向を左方向とする。また、紙面の上下方向をそれぞれ上下方向とする。なお、図中、矢印ＦＲは車両の前方を示し、矢印ＵＰは車両の上方を示す。

図１に示す実施例の吸気制御装置（以下、スロットルボディという）１０を備えた内燃機関（以下、エンジンという）２０において、エンジン２０は、４サイクル１気筒エンジンである。エンジン２０は、シリンダヘッドカバー２１と、シリンダヘッド２２と、燃焼室のシリンダを備えるシリンダブロック２３と、クランクケース２４と、を主体として外形が構成される。シリンダヘッドカバー２１が車両の前側に位置し、クランクケース２４が車両の後側に位置するようにエンジン２０は配置される。エンジン２０は、シリンダブロック２３の軸線が略水平になるように配置される。これにより、エンジン２０の上面も略水平となっている。ここで、略水平とは、水平状態及びこの水平状態から若干（２０度以内）傾斜した状態を含む概念である。

エンジン２０の内部には、吸気弁２５及び排気弁２６と、これら吸気弁２５及び排気弁２６に連結されるカム軸（図示せず）と、ピストン２７と、コンロッド２８と、クランク軸（図示せず）及びカムチェーン（図示せず）とが、主として収容される。

シリンダヘッド２２は、上面に形成された吸気口２５ａと、下面に形成された排気口２６ａと、を備える。吸気口２５ａは、シリンダヘッド２２の上面における幅方向の略中央部に設けられる。

シリンダブロック２３は、エンジン２０を冷却するための冷却水が流通する冷却水路（図示せず）を備える。

図１に示す実施例のエンジン２０のための吸気通路３０は、吸気口２５ａに接続される吸気ポート３１と、この吸気ポート３１の後端に接続されるスロットルボディ１０と、このスロットルボディ１０の後端とエンジン２０の後部上方のエアクリーナ（図示せず）とを接続するコネクティングチューブ３２と、を備えて構成される。スロットルボディ１０は、シリンダブロック２３の上方に配置される。

吸気ポート３１の上部側面には、吸気ポート３１の中に燃料を噴射する燃料噴射弁３３が設けられている。燃料噴射弁３３には、燃料パイプ（図示せず）を経て燃料が供給される。

［スロットルボディ］
スロットルボディ１０は、ボディ本体４１と、このボディ本体４１を貫通して設けられ吸気通路３０の一部を構成する円筒状の吸気道４２と、この吸気道４２内に配置されて吸気道４２とほぼ同じ直径を有する円形板で構成されるバタフライ型のスロットル弁４３と、円筒形の直流モータである電動モータ５０と、電動モータ５０からスロットル弁４３へ動力を伝達する動力伝達機構６０と、を備える。吸気道４２は、ボディ本体４１を車両の前後方向に貫通して設けられる。

スロットルボディ１０は、電動モータ５０及び動力伝達機構６０を収容するハウジングとして構成される。ボディ本体４１は、スロットル弁４３を駆動する電動モータ５０や動力伝達機構６０を収める各収納室部を備える。その動力伝達機構６０の部分を収める収納室が車両の前方から見て右側側面に作られ、この収納室はカバー（図示せず）で覆われる。図１は当該カバーが外されたスロットルボディ１０の動力伝達機構の収納室の状態を示している。

ボディ本体４１は、その吸気道４２が吸気ポート３１に締結される外端面Ｐｏを有する接続部Ｆを備える。

スロットル弁４３は吸気道４２の延びる方向と直交する方向に延びるスロットル弁軸４３ａを有し、このスロットル弁軸４３ａが吸気道４２を横切り且つボディ本体４１に回動可能に軸受（図示せず）よって支持される。スロットル弁軸４３ａは、本実施形態ではスロットルボディ１０の幅方向に沿って配置される。

動力伝達機構６０は、スロットル弁軸４３ａの一端に固定されるセクター歯車６１と、セクター歯車６１に噛み合うピニオン６２と、を備える。セクター歯車６１及びピニオン６２は、ボディ本体４１の側面（図１では右側端部）に設けられる。セクター歯車６１は、ギヤ歯面部６１ａを有する扇形部６１ｂを備える。

電動モータ５０は、ボディ本体４１の側面においてピニオン６２に一端が固定される回転軸５１を備える。電動モータ５０は、その回転軸５１がスロットル弁軸４３ａと平行となるようにスロットルボディ１０の下部に内蔵される。

電動モータ５０は、これに接続されている電子制御装置（図示せず）からの制御信号により駆動されたときに、その回転軸５１のピニオン６２とセクター歯車６１とからなる動力伝達機構６０を介してスロットル弁軸４３ａを駆動する。これにより、スロットル弁４３の回転位置に応じて、スロットル弁４３の開度が変化してエンジン２０への吸気量が制御される。なお、図示しないが開度センサは、例えば、スロットル弁軸４３ａのいずれか端部近傍に配置されることが可能である。開度センサは、スロットル弁軸４３ａの回転角度を検出することにより、スロットル弁４３の開度を検出し、検出信号（検出値）が当該開度センサに接続されている電子制御装置（図示せず）に出力される。

ピニオン６２と噛み合うセクター歯車６１の扇形部６１ｂのギヤ歯面部６１ａは、ピニオン６２よりも大径である平歯車の円弧部分（略１／４円弧）である。

電動モータ５０は、接続部Ｆの外端面Ｐｏを含む平面Ｐから電動モータ５０の回転軸５１までの距離ｄ１が接続部Ｆの外端面Ｐｏを含む平面Ｐからスロットル弁軸４３ａまでの距離ｄ２未満に位置するように、配置される。さらに、電動モータ５０は、本実施形態では吸気道４２の下に配置される。

実施例のスロットルボディ１０によれば、重い電動モータ５０がスロットル弁４３よりも吸気ポート３１との接続部Ｆに近い位置に搭載できる故に、電動モータ５０を含むスロットルボディ１０の重量バランスが良好なものとなる。これにより、エンジン２０が振動した際に、スロットルボディ１０の共振の影響を抑制することができる。また、本実施例によれば、スロットル弁４３、シリンダヘッドカバー２１及び電動モータ５０の位置関係を上述のように設定したので、エンジン２０の吸気系構造のコンパクト化を促進する効果が得られる。

１０…吸気制御装置（スロットルボディ）、２０…エンジン、３０…吸気通路、３１…吸気ポート、４１…ボディ本体、４２…吸気道、４３…スロットル弁、４３ａ…スロットル弁軸、５０…電動モータ、５１…回転軸、６０…動力伝達機構、６１…セクター歯車、６２…ピニオン、Ｆ…接続部。

Claims (1)

1. 内燃機関のシリンダヘッドの吸気ポートに対し吸気量を制御する吸気制御装置であって、
   前記吸気ポートに締結される外端面を有する接続部が形成された吸気道を備えるボディ本体と、
   前記吸気道を横切り且つ前記ボディ本体に回動可能に支持されるスロットル弁軸を有し且つ前記吸気道を開閉するスロットル弁と、
   前記スロットル弁軸の一端に固定されるセクター歯車及び前記セクター歯車に噛み合うピニオンを含み且つ前記ボディ本体の側面に設けられた動力伝達機構と、
   前記ボディ本体の側面において前記ピニオンに一端が固定される回転軸を備え且つ前記回転軸と前記スロットル弁軸とが平行となるように前記ボディ本体に内蔵される電動モータと、を具備し、
   前記電動モータは、前記接続部の外端面を含む平面から前記電動モータの前記回転軸までの距離が前記接続部の外端面を含む平面から前記スロットル弁軸までの距離未満に位置するように、配置されることを特徴とする吸気制御装置。