JP4307274B2

JP4307274B2 - 軸連結部構造

Info

Publication number: JP4307274B2
Application number: JP2004017411A
Authority: JP
Inventors: 真樹花里; 敏伸町田; 養之助初見
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2004-01-26
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2024-01-26
Also published as: JP2005207549A

Description

本発明は、スロットルバルブの開度を検知するためにスロットルシャフトとスロットルポジションセンサとを結合したり、駆動軸の回転を従動軸に伝達する場合などの２つの回転軸を連結する軸連結部構造に関する。

スロットルバルブを駆動用モータで開閉するようにした吸気装置が広く使用されている。この形式の装置では、スロットルバルブを開閉する回転軸と、この回転軸を駆動する駆動用モータとは別個に製造され、駆動用モータの回転軸をスロットルバルブの回転軸に結合して開閉することになる。

一般に、２つの回転軸を結合する場合には、半径方向のずれと、回転方向のずれの問題がある。半径方向のずれは、２つの回転軸の中心が一致しない状態で、駆動側の回転が偏心されて伝達されるので、周期的な回転ムラとなる。これに対し、回転方向のずれは、連結部のガタなどによって一方の回転角が他方に正確に伝達されない状態である。そして、スロットルバルブにおいては、半径方向のずれは組立精度がよいことからあまり問題にならず、回転方向のずれの方が重要である。回転方向のずれが生じると、アクセルの踏み込み量に応じてエンジンの回転数が追従しないという現象を起こすことになるからである。

スロットルバルブと駆動用モータとの回転軸の連結構造としては、特許文献１（特開平７−４２７３）が知られている。これは、スロットルバルブの軸に第１連結片を設け、駆動用モータの出力軸に第２連結片を設け、第１連結片に従動レバーを設け、第２連結片に駆動レバーを設けるものである。駆動用モータが回転すると、出力軸の第２連結片が回転し、これに設けられた駆動レバーが回転して従動レバーを押動し、スロットルバルブの軸を回転させるようになっている。駆動レバーが常時従動レバーに圧接できるようにスプリングを設けることで、回転上のガタを防止することができる。

しかしながら、前記の特許文献１の連結構造は、非常に複雑な構造となり、かつ、連結部が大きくなり、結果として、吸気装置全体の大きさ、特に、軸方向の寸法が大きくなるという問題があった。
特開平７−４２７３

本発明は、このような事情から考えられたもので、構成が簡単で、軸方向の長さを短縮することができる軸の連結構造を提供しようとするものである。

上記の目的を達成するために本願の請求項１の軸連結部構造は、同軸上に配置される２本の回転軸と、該２本の回転軸の一方に形成され軸方向に突出するとともに軸の外径以内に納まる凸状嵌合部と、該凸状嵌合部が遊嵌するために２本の回転軸の他方に形成され軸の外径以内に納まる凹状嵌合部と、前記凸状嵌合部と凹状嵌合部とが遊嵌したときの隙間に嵌装される弾性体とを有し、該弾性体が前記凸状嵌合部を凹状嵌合部の一方側に押圧する軸連結部構造であって、前記凸状嵌合部が凹状嵌合部に遊嵌することによって嵌合部の内側に空間が形成され、前記弾性体が前記回転軸の軸方向に弾性変位可能で、前記空間内に圧縮された状態で嵌装されることを特徴としている。

本願の請求項２の軸連結部構造は、前記凸状嵌合部と凹状嵌合部とが２つずつあり、前記弾性体が捻りばねで、該捻りばねの一端部が一方の凸状嵌合部と凹状嵌合部との嵌合部における凸状嵌合部の側面を押圧し、捻りばねの他端部が他方の凸状嵌合部と凹状嵌合部との嵌合部における凹状嵌合部の側面を押圧することを特徴としている。

本願の請求項３の軸連結部構造は、前記回転軸の一方がスロットルシャフトで、前記回転軸の他方がスロットルポジションセンサの回転軸又はスロットルシャフトの駆動軸であることを特徴としている。

請求項１の軸連結部構造によれば、一方の回転軸が駆動軸で、他方が従動軸とした場合、凸状嵌合部と該凹状嵌合部が遊嵌すると、隙間ができるので、この分のガタつきが起こる。そこで、この隙間に弾性体を嵌め込み、弾性体が前記凸状嵌合部を凹状嵌合部の一方側に押圧することで、ガタつきを抑える。これによって、駆動軸の回転角が正確に従動軸に伝達されるようになる。凸状嵌合部と該凹状嵌合部とは、共に、軸の外径以内に納まる寸法なので、軸連結部を小型化することができる。

本発明の請求項２によれば、前記凸状嵌合部と凹状嵌合部の内側に空間を形成してこの中に弾性体を嵌装し、弾性体の一部を凸状嵌合部と凹状嵌合部との隙間に挿入するので、弾性体を安定して保持することができる。

本発明の請求項３によれば、前記凸状嵌合部と凹状嵌合部とが２つずつあり、弾性体が捻りばねで、捻りばねの一端部が一方の凸状嵌合部を押圧し、他端部が他方の凹状嵌合部を押圧するので、回転方向のガタつきの抑制を片寄ることなくバランスよく抑えることができる。

本発明の請求項４によれば、前記空間内に嵌装される弾性体が、前記回転軸の軸方向に弾性変位可能で、前記空間内に圧縮された状態で嵌装されるので、回転軸が軸方向にガタを有する場合でも、回転軸を一方に付勢するので、ガタを抑制することができる。

本発明の請求項５によれば、本発明の軸連結部構造をスロットルシャフトとこのシャフトの回転角を検知するスロットルポジションセンサの回転軸との結合構造に適用するので、スロットルバルブの開度を正確に検知することができる。又はスロットルシャフトとこれを回転駆動するモータ等の駆動軸との結合構造に適用する場合、アクセルの動きを正確にスロットルシャフトに伝達できる。いずれの場合も吸気装置を小型化することができる。

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。
図１は、本発明の軸結合構造を適用した例で、吸気装置としてのスロットルボディ１０の要部を示す図である。

なお、この実施例では、２つの回転軸はスロットルシャフトと、スロットルポジションセンサの回転軸とし、従来技術のスロットルシャフトとモータの駆動軸との組み合わせとは相違しているが、２つの回転軸の軸結合構造ということでは共通したものである。

同図において、スロットルボディ１０の本体１１は、その中央に断面が円形の吸気通路１２を有する。吸気通路１２の中央には、スロットルバルブ１３が収容される。スロットルバルブ１３は、円板形状で、スロットルシャフト１４に貫通形成された孔に差し込まれ、ビス１５，１５で締付固定される。スロットルシャフト１４は、両側のボス１１ａ，１１ｂに支持され、一方のボス１１ａには、スロットルポジションセンサ１６が取り付けられている。

他方のボス１１ｂには、図示しないスロットルレバーがあり、このスロットルレバーに図示しないワイヤの一端が接続されている。ワイヤの他端は、アクセルペダルやアクセルグリップに連結され、アクセルペダルの踏み込み量やアクセルグリップの回転量に応じた変位をスロットルレバーに伝達し、スロットルレバーがスロットルシャフト１４を回動してスロットルバルブ１３を開閉する。スロットルバルブ１３が開閉して吸気通路１２の開度を変化させ吸気通路１２を通過する空気量が調整されることになる。このスロットルバルブ１３の開度、すなわち、スロットルシャフト１４の回転角度をスロットルポジションセンサ１６の回転軸１７に伝達し、スロットルポジションセンサ１６が開度を検知することになる。

スロットルバルブ１３には、図示しないが、コイルスプリングからなるリターンスプリングがあり、このリターンスプリングにより、スロットルバルブ１３は、吸気通路１２を閉止する方向に常時回転付勢されている。

図２は一方の回転軸であるスロットルシャフト１４の軸連結部Ａ側端部の図で、（ａ）はスロットルポジションセンサ１６側から見た正面図、（ｂ）は平面図である。スロットルシャフト１４の端部には、２つの凸状嵌合部１４１，１４２が形成されている。凸状嵌合部１４１，１４２は、スロットルシャフト１４の先端部を切削加工などすることによって形成されたもので、凸状嵌合部１４１，１４２の外周面は、スロットルシャフト１４の外周面と一致しており、かつ、スロットルシャフト１４の軸方向と同じ方向に突出している。また、凸状嵌合部１４１，１４２の両側のスロットルシャフト１４の端面１４３，１４４の境界には、（ｂ）に示すように段差ｄが形成されている。

なお、凸状嵌合部１４１，１４２は、外周面がこの実施例ではスロットルシャフト１４の外径と一致しているが、スロットルシャフト１４の外径より大きくならなければ、外径未満であってもよい。

図３は、もう一方の回転軸としてのスロットルポジションセンサ１６の回転軸１７の軸連結部Ａ側端部の図で、（ａ）はスロットルバルブ１３側から見た正面図、（ｂ）は平面図である。回転軸１７の端部には、スロットルシャフト１４に形成された２つの凸状嵌合部１４１，１４２が遊嵌可能な凹状嵌合部１７１，１７２が形成されている。これら２つの凹状嵌合部１７１，１７２の間には外周壁１７４，１７５が形成され、外周壁１７４，１７５の間には空間１７３が形成されている。外周壁１７４，１７５の外周面は、回転軸１７の外周面と一致している。また、空間１７３は、凹状嵌合部１７１，１７２と連通した状態である。

すなわち、この回転軸１７の連結部は、回転軸１７の先端部を切削加工などで加工して空間１７３部分を形成し、次に、凹状嵌合部１７１，１７２になる部分をカットすることで形成されたものである。

この外周壁１７４，１７５の外径は、凹状嵌合部１７１，１７２の外径と等しくなっているが、この外径は図３の実施例のように回転軸１７の外周面と一致している場合に限定されず、回転軸１７の外径未満であってもよい。また、凸状嵌合部１４１，１４２の外径と一致しなくてもよい。

図４は、軸連結部Ａの連結前の状態を示す斜視図で、図５は連結した状態を示す斜視図である。スロットルシャフト１４の凸状嵌合部１４１，１４２は、回転軸１７の凹状嵌合部１７１，１７２に遊嵌し、図５に示すように隙間ｓができる。また、遊嵌したとき、軸連結部Ａには空間１７３が形成されることになる。この空間１７３にコイルスプリングからなる弾性体２０が嵌装される。

図６は弾性体２０の図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。弾性体２０はコイル部分２０１の両端部２０２，２０３が突出した形状で、コイル部分２０１が圧縮ばねとして作用し、両端部２０２，２０３が図６の矢印方向に変位することによって、捻りばねとして作用する。

図７は、図５のＢ−Ｂ断面図で、図８は図５のＣ−Ｃ断面図である。図４から図８で組立方を説明する。

まず、回転軸１７の空間１７３内に弾性体２０を入れ、一方の端部２０３を凹状嵌合部１７２内に入れる。コイル部分２０１の外径が空間１７３の内径とほぼ同じ程度にしておくと、空間１７３内から外に飛び出すのを防止できる。次に、スロットルシャフト１４の凸状嵌合部１４１，１４２と、回転軸１７の凹状嵌合部１７１，１７２との遊嵌を開始する。このとき、弾性体２０の他方の端部２０２が凸状嵌合部１４１の一方の面１４１ａ側に当接するように弾性体２０の捻り力に抗して回転方向に変位させる。凸状嵌合部１４１，１４２と、回転軸１７の凹状嵌合部１７１，１７２とが遊嵌したとき、他方の端部２０２が、段差ｄの隙間から入って凸状嵌合部１４１の一方の側面１４１ａに当接する。このとき、一方の端部２０３は隙間ｓ内にあって、凹状嵌合部１７２の側面１７２ａに当接する。

弾性体２０は、端部２０２を凸状嵌合部１４１の側面１４１ａに圧接させ、端部２０３を、凹状嵌合部１７２の側面１７２ａに圧接させることで、凸状嵌合部１４１，１４２を凹状嵌合部１７１，１７２の一方に押し付け、回転軸１７に対してスロットルシャフト１４が弾性体２０の捻り力によって一方の回転方向に押圧し、回転方向のガタつきを抑えられることになる。弾性体２０のコイル部分２０１は、空間１７３内で圧縮され、スロットルシャフト１４と回転軸１７とを軸方向に相互に離反する方向に付勢する。

凸状嵌合部１４１，１４２と凹状嵌合部１７１，１７２とが遊嵌したときにできる隙間ｓの幅と、スロットルシャフト１４と回転軸１７との先端間にできる段差ｄによる隙間とは、共に、弾性体２０の両端部２０２，２０３が進入可能な大きさである。したがって、これら隙間ｓと段差ｄとは、同じ大きさとすることができる。

なお、スロットルシャフト１４と回転軸１７の中心軸の一致に関してであるが、スロットルボディ１０において、各軸を支持するボールベアリング３０のハウジング位置が決まっており、ほぼ自動的に中心軸を一致させることができるようになっている。

以上のようにして軸連結部Ａを組み立てると、回転軸１７はスロットルシャフト１４を回転方向の一方向に付勢して両回転軸は回転方向のガタがなくなるので、スロットルシャフト１４の回転角を正確に回転軸１７に伝達できることになる。

また、本発明の軸連結部Ａに使用される弾性体２０は、スロットルシャフト１４と回転軸１７とを相互に離れる方向に付勢するので、スロットルシャフト１４はスロットルボディ１０の本体１１の一方に寄せられ、軸方向のガタつきも抑えられた状態となる。

図９は、本発明の軸連結部Ａをボールベアリング３０との嵌合部に形成した状態を示す。本発明の軸連結部Ａは、スロットルシャフト１４や回転軸１７の外側に突出する部分が一切なく、しかも、凸状嵌合部１４１，１４２や凹状嵌合部１７１，１７２の間にある外周壁１７４，１７５は、その外周面がスロットルシャフト１４及び回転軸１７の外径と一致している。そのため軸連結部Ａを、回転軸１７を支持するボールベアリング３０との嵌合部に形成することが可能となる。このようにボールベアリング３０との嵌合部に軸連結部Ａを形成すると、スロットルシャフト１４と回転軸１７との中心軸を一致させることができるという効果もある。また、軸連結部Ａの軸方向寸法をさらに小さくすることが可能となる。

本発明は、図示の実施例に限定されるものではない。たとえば、空間１７３は無くてもよい。一方の回転軸に凸状嵌合部を形成し、他方の回転軸に凹状嵌合部を形成し、両者を遊嵌させたときにできる隙間に弾性体を圧入する構成としてもよい。この場合、凸状嵌合部と凹状嵌合部とが複数個ずつある場合には、各嵌合部にできる隙間に弾性体を圧入することが望ましい。

また、弾性体２０として前記実施例ではコイルスプリングを使用したが、板バネやゴム等を使用することもできる。

本発明の軸連結部Ａは、凸状嵌合部１４１，１４２の軸方向長さだけあればよいので、従来のものより、直径方向、軸方向ともに大幅に小型化できる。特に、ボールベアリングとの嵌合部に軸連結部を形成するとさらに小型化が可能となる。特に、２輪車においては、車体の幅方向の寸法を小さくする要請が強いので、本発明の軸連結構造をスロットルボディやキャブレータなどの吸気装置に適用すると小型化に大きく貢献できる。

本発明の軸結合構造を適用した例で、吸気装置としてのスロットルボディの要部を示す図である。一方の回転軸であるスロットルシャフトの軸連結部側端部の図で、（ａ）はスロットルポジションセンサ側から見た正面図、（ｂ）は平面図である。もう一方の回転軸であるスロットルポジションセンサの回転軸の軸連結部側端部の図で、（ａ）はスロットルバルブ側から見た正面図、（ｂ）は平面図である。軸連結部の連結前の状態を示す斜視図である。連結した状態を示す斜視図である。弾性体の図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図５のＢ−Ｂ断面図である。図５のＣ−Ｃ断面図である。本発明の軸連結部をボールベアリングとの嵌合部に形成した状態を示す図である。

符号の説明

Ａ軸連結部
ｓ隙間
１０スロットルボディ
１１スロットルボディ本体
１４スロットルシャフト（一方の回転軸）
１６スロットルポジションセンサ
１７スロットルポジションセンサの回転軸（他方の回転軸）
２０弾性体
３０ボールベアリング
１４１，１４２凸状嵌合部
１７１，１７２凹状嵌合部
１７３空間
２０２，２０３両端部

Claims

同軸上に配置される２本の回転軸と、該２本の回転軸の一方に形成され軸方向に突出するとともに軸の外径以内に納まる凸状嵌合部と、該凸状嵌合部が遊嵌するために２本の回転軸の他方に形成され軸の外径以内に納まる凹状嵌合部と、前記凸状嵌合部と凹状嵌合部とが遊嵌したときの隙間に嵌装される弾性体とを有し、該弾性体が前記凸状嵌合部を凹状嵌合部の一方側に押圧する軸連結部構造であって、前記凸状嵌合部が凹状嵌合部に遊嵌することによって嵌合部の内側に空間が形成され、前記弾性体が前記回転軸の軸方向に弾性変位可能で、前記空間内に圧縮された状態で嵌装されることを特徴とする軸連結部構造。
前記凸状嵌合部と凹状嵌合部とが２つずつあり、前記弾性体が捻りばねで、該捻りばねの一端部が一方の凸状嵌合部と凹状嵌合部との嵌合部における凸状嵌合部の側面を押圧し、捻りばねの他端部が他方の凸状嵌合部と凹状嵌合部との嵌合部における凹状嵌合部の側面を押圧することを特徴とする請求項１記載の軸連結部構造。
前記回転軸の一方がスロットルシャフトで、前記回転軸の他方がスロットルポジションセンサの回転軸又はスロットルシャフトの駆動軸であることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸連結構造。