JP5192319B2 - スロットル装置 - Google Patents

Description

本発明は、スロットルシャフトとモータとを接続する歯車を備えたスロットル装置に関する。

この種のスロットル装置は、下記の特許文献１及び特許文献２に開示されている。特許文献１に記載のスロットル装置は、２つのスロットルボディーの備える各スロットルシャフトを、両スロットルボディー間に配置されたギアケース内の歯車に、両側から外嵌させて構成されている。

特開２００７−２３８５９号公報

上記特許文献１に記載のスロットル装置では、２本のスロットルシャフトと歯車とが連結されており、２本のシャフトを歯車に結合する構造が複雑化し、重量増加によるスロットルバルブの回動応答性の悪化という問題があった。また、２本のスロットルシャフトと歯車との連結剛性を確保するために、スロットルシャフトに外嵌される歯車の外嵌部が大型となり、その分ギアケースのサイズが大きくなってしまう。ギアケースが大型化してスロットルボディー間に空間がなくなると、スロットルボディーに相手部品を嵌めるための嵌合部を、ギアケースより突出した位置に設ける必要が生じ、吸気管長が全体的に長くなっていた。このため、スロットルバルブからシリンダヘッドまでのスロットルバルブの下流側の吸気管の容積が大きくなり、エンジンの応答性が悪くなるという問題があった。

本発明は、上記した点に鑑み、連装されるスロットルバルブの回動応答性を悪化させることなく、吸気管路を短くし、エンジンの応答性向上に優れるコンパクトなスロットル装置を提供することを目的とする。

このような課題を解決するために、本発明のスロットル装置は、複数の吸気通路を画定するスロットルボディーと、前記吸気通路に配置されて前記吸気通路での吸入流量を調整するスロットルバルブと、前記スロットルバルブを回動可能に支持するスロットルシャフトと、前記スロットルシャフトを回動させるモータと、前記スロットルシャフトと前記モータとを接続する歯車とを備えたスロットル装置であって、前記スロットルシャフトは、周面に設けられた突出部を備え、前記スロットルシャフトに外嵌して固定される歯車は、前記スロットルシャフトに外嵌される外嵌部に、前記突出部を収容する収容溝を備え、押付スプリングにより付勢されて前記突出部に押し付けられており、前記突出部、前記歯車、及び前記押付スプリングは、前記複数の吸気通路の間に配置され、前記付勢手段は、前記歯車を前記スロットルシャフトの回動方向に常に付勢し、前記歯車は、回動バネによって前記突出部の方向へ常に付勢され、前記歯車は、押付スプリングによって前記突出部の方向に常に付勢され、押付スプリングの座面はスロットルボディーに圧入されたベアリングの内輪としていることを特徴とする。
また、本発明は、前記歯車がギアケース内に設けられ、前記ギアケースが、一対の蓋体を組み合わせて構成されており、少なくとも一方の前記蓋体が、前記スロットルボディーと一体成型され、前記スロットルボディーと前記蓋体とが、凹部により区画されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記収容溝が、溝入口から溝底部にかけてテーパ状に形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記スロットルボディーを複数備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記スロットルシャフトは、複数の前記スロットルボディーが備える前記スロットルバルブに跨って前記スロットルバルブを回転可能に支持していることを特徴とする。

本発明によれば、歯車の外嵌部に設けられた収容溝をスロットルシャフトの突出部に押し付けることで、歯車をスロットルシャフトに確実に固定できる構成とし、ギアケースを小型化してスロットルボディー間に凹部空間を設けることで、複数のスロットルバルブを有する多連スロットル装置においてスロットルバルブの回動応答性を悪化させることなく、吸気管長の短いコンパクトなスロットル装置を提供することができる。これにより、エンジンの応答性向上を図ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の最良の形態を説明する。図１は、本実施形態のスロットル装置１の構成の概略を示す上方から見た断面図である。図２は、スロットル装置１のギアケース１Ｃの構成の概略を示す右方から見た断面図である。図３は、ギアケース１Ｃの構成の概略を示す図であり、図２のＡ−Ａ線断面図である。なお、以下の説明で用いる上下，前後，左右の各方向は説明に用いる各図に示している。この上下，前後，左右は説明のために記載したもので、実際の配置と異なってよいことはもちろんである。

図１に示すように、スロットル装置１は、吸気通路１ａを左右に並べて備えたスロットルボディー１Ａ及び１Ｂを、ギアケース１Ｃを挟んで左右に並べて構成されている。各吸気通路１ａは、エンジンへスロットル装置１を取り付けるキャブジョイントを外嵌して装着される筒状の後端開口部１ａ１を後方に延出させ、前端開口部１ａ２にはエアクリーナ嵌合部がねじ止めして装着される。

スロットルボディー１Ａ及び１Ｂは、スロットルシャフト２の挿通される軸受孔１ｂを備えている。軸受孔１ｂは、各吸気通路１ａの軸心に直交してスロットルボディー１Ａ，１Ｂを左右に貫通しており、スロットルシャフト２を回転自在に支持する。軸受孔１ｂに挿通されたスロットルシャフト２は、スロットルボディー１Ａの左側から左端部を、スロットルボディー１Ｂの右側から右端部を臨ませており、スロットルボディー１Ａ及び１Ｂの左右の両側部に装着されたベアリング１ｃに、それぞれ回転自在に支持されている。軸受孔１ｂに挿通されてスロットルボディー１Ａ及び１Ｂに軸支されたスロットルシャフト２には、吸気通路１ａを開閉するための４つのスロットルバルブ２１が固定されている。

ギアケース１Ｃは、スロットルボディー１Ａの右側面からスロットルボディー１Ａと一体となって右方に延びた蓋部１１に、樹脂製の蓋体１２を組み付けて構成されている。蓋体１１は、スロットルボディー１Ａと凹部１Ａ１により区画されている。蓋部１１に組み付けられた蓋体１２は、スロットルボディー１Ｂの左側部に組み付けられて、スロットルボディー１Ｂと一体化されている。

図２及び図３に示すように、ギアケース１Ｃは、蓋部１１に取付板１１ａで固定されたモータ３１と、モータ３１の駆動を減速してスロットルシャフト２に伝達するための駆動歯車３２，中間歯車３３，及び従動歯車３４とを備えている。駆動歯車３２は、モータ３１の出力軸３１ａに固定されており、中間歯車３３の大歯車３３ａと歯合している。中間歯車３３は、蓋部１１に軸支されており、小歯車３３ｂで従動歯車３４と歯合している。従動歯車３４は、スロットルシャフト２に固定されており、小歯車３３ｂと歯合している。

従動歯車３４は、蓋部１１と従動歯車３４との間に介装された回動バネ３５により、回転方向の一方（スロットルバルブの開方向又は閉方向）に付勢されている。回動バネ３５は、巻回された一端部３５ａを固定片１１ｂで蓋部１１に固定され、他端部３５ｂを従動歯車３４の掛止片３４ａに固定されている。蓋部１１には、掛止片３４ａに当接して従動歯車３４の回転を規制するストッパ３６が設けられている。

次に、スロットルシャフト２への従動歯車３４の取付構造を説明する。図４及び図５は、スロットルシャフト２への従動歯車３４の取付構造を説明する図であり、図４は上方から見たギアケース１Ｃの断面図，図５は前方から見たギアケース１Ｃの断面図である。図６は、スロットルシャフト２への従動歯車３４の取付構造を説明する拡大図である。

従動歯車３４は、別体に構成された固定リング４でスロットルシャフト２に外嵌されて固定される。従動歯車３４に形成された挿入孔３４ｃの内周面には、固定リング４の嵌入される嵌入突条３４ｄが設けられている。嵌入突条３４ｄは、挿入孔３４ｃの右端部に位置して、挿入孔３４ｃの周方向に沿って環状を呈して延びている。

固定リング４は、円筒状の概略形状を有しており、挿入孔３４ｃの内径とほぼ等しい外径の挿入部４ａと、嵌入突条３４ｄよりやや大きな外径まで外径を縮経させて挿入部４ａから右方に延びた嵌入部４ｂとを備えている。挿入部４ａの左端から左右方向の中央部にかけてには、挿入部４ａの左端に位置する溝入口から溝底部にかけてテーパ状に縮幅するように挿入部４ａの周壁を切り欠いた形状の収容溝４１が設けられている。スロットルシャフト２の外周面には圧入孔（不図示）が形成されており、ピン５は、この圧入孔に嵌入されて固定されている。嵌入部４ｂの左端から嵌入突条３４ｄの厚さとほぼ同じ距離をおいた嵌入部４ｂの右端部には、右端にかけて外径をテーパ状に拡径させて肉厚になる拡径部４ｂ１が設けられている。

固定リング４は、嵌入部４ｂ側から挿入孔３４ｃの左側に挿入され、テーパ状に拡径した嵌入部４ｂの拡径部４ｂ１を嵌入突条３４ｄの右側に貫通させて、嵌入部４ｂを嵌入突条３４ｄの内側に嵌入される。嵌入突条３４ｄの内側に嵌入された固定リング４は、挿入部４ａの右端面を嵌入突条３４ｄの左側面に当接させ、挿入部４ａの右端面と嵌入部４ｂの拡径部４ｂ１とで嵌入突条３４ｄを挟持して、従動歯車３４に固定されている。

従動歯車３４は、一体化された固定リング４の備える収容溝４１をスロットルシャフト２の外周面のピン５に嵌め合わせてスロットルシャフト２に外嵌され、右側から押付スプリング６の付勢力で固定リング４の嵌入部４ｂをピン５側に押し付けられて、スロットルシャフト２に対する周方向及び左右方向の位置決めをされる。

押付スプリング６は、スロットルシャフト２の外径よりもやや大きな内径を有した左端部から、右端部にかけて徐々に拡径する構成を有しており、右端部を支持リング７に支持されてスロットルシャフト２に外嵌されている。支持リング７は、左端から右端側にかけて外径を徐々に拡径させて肉厚になる円筒状を呈しており、右端には側方に向けて突出した鍔部７１を備えている。支持リング７は、その外周面で押付スプリング６の右端部を内側から支持し、鍔部７１の左端面で押付スプリング６の右端部を右側から支持し、スロットルボディー１Ｂに支持されるベアリング１ｃで右方への移動を規制されている。

本実施形態によれば、スロットルシャフト２の周面に設けられたピン５を、スロットルシャフト２への従動歯車３４の外嵌部となる固定リング４に備えられた収容溝４１に収容し、押付スプリング６の付勢力で収容溝４１をピン５に押し付けることで、従動歯車３４がスロットルシャフト２に固定されて両者が一体化されるので、従動歯車３４のスロットルシャフト２への外嵌部を収容する空間を、ギアケース１Ｃ内に必要としない。この結果、ギアケース１Ｃの小型化及び形状の単純化も可能となる。また、ギアケース１Ｃ内でのモータ３１や歯車３２〜３４のレイアウトの自由度を高め、ギア比の設定の自由度も高められる。

また、本実施形態によれば、ギアケース１Ｃのスロットルボディー１Ａ，１Ｂ間における左右の幅を狭くできることから、スロットルボディー１Ａ，１Ｂとギアケース１Ｃとの間に、キャブジョイント及びエアクリーナ嵌合部を吸気通路１ａに装着するための凹部１Ａ１，１Ｂ１を設け、吸気通路１ａの全長を短くできる。つまり、従動歯車３４の外嵌部を収容する空間を削減した分だけギアケース１Ｃを小型化することで、キャブジョイント及びエアクリーナ嵌合部を収容する凹部１Ａ１，１Ｂ１を形成する空間を、スロットルボディー１Ａ，１Ｂ間に設けることができる。

つまり、図４に示すように、ギアケース１Ｃの幅Ｌ１を狭くすることで、両スロットルボディー１Ａ，１Ｂ間の距離Ｌ２はそのままで、各スロットルボディー１Ａ，１Ｂとギアケース１Ｃとの間隔Ｌ３を長くすることが可能となる。従って、スロットルボディー１Ａ，１Ｂとギアケース１Ｃとの間の凹部１Ａ１，１Ｂ１に、吸気通路１ａに装着するキャブジョイント及びエアクリーナ嵌合部の一部を収容することが可能となる。

このため、図７（ａ）に示す従来のスロットル装置１０では、ギアケース１Ｃとキャブジョイント及びエアクリーナ嵌合部との干渉を避けるために、ギアケース１Ｃの外方（前方及び後方）に配置させていた吸気通路１ａの前端開口部１ａ１及び後端開口部１ａ２を、図７（ｂ）に示すスロットル装置１では、ギアケース１Ｃの内側に配置することができる。従って、スロットル装置１０での吸気通路１ａの全長Ｈ１を、スロットル装置１ではＨ２と短くすることができる。従って、スロットルバルブ２１の下流側の吸気通路１ａの容積を減らして、エンジンレスポンスを向上させることができる。以上のように、複数のスロットルボディーを有する多連スロットル装置においても吸気管長の短いコンパクトなスロットル装置１を提供することにより、エンジンの応答性向上を図ることができる。

また、スロットルボディー１Ａ，１Ｂの間隔を狭くして、スロットル装置１の小型化を図ることもできる。また、ギアケース１Ｃの形状を自由に選べることから、ギアケース１Ｃに他の機能を付加することも可能となる。例えば、樹脂製の蓋体１２に周辺部品のホルダ機能を付加することもできる。

また、本実施形態によれば、溝入口から溝底部にかけてテーパ状に形成された収容溝４１にピン５が常時押し付けられていることから、収容溝４１とピン５との当接部に磨耗が発生した場合でも、収容溝４１とピン５との嵌合を維持させて、両者の間にガタが生じるのを防ぐことができる。

また、スロットルボディー１Ａ，１Ｂの備えるスロットルバルブ２１を、１本のスロットルシャフト２を用いて開閉させることから、複数のスロットルシャフトを同調させるための機構を備えることなく、各スロットルバルブ２１の開閉動作を正確に同調させることかできる。この結果、複数のスロットルボディーを有する多連スロットル装置においてスロットルバルブの回動応答性のよいコンパクトなスロットル装置１を提供することができる。

上記実施形態では、スロットルシャフト２の外周面に形成された圧入孔にピン５を嵌入して、突出部を構成した場合について説明したが、突出部の構成は任意であり、例えばスロットルシャフト２と一体に形成されていてもよい。また、スロットルシャフト２の外周面に突出した部分のピン５の形状も、押し付けられた固定リング４の収容溝４１との間で位置決めができるのであれば任意である。

また、上記実施形態では、従動歯車３４と別体に構成された固定リング４を、スロットルシャフト２に対する従動歯車３４の外嵌部とした場合について説明したが、両者が一体に形成されていてもよい。つまり、スロットルシャフト２に従動歯車３４を固定するための部材を別途設けずに、嵌入孔３４ｃの周壁に収容溝４１を設けてもよい。また、従動歯車３４への固定リング４の固定方法も任意であり、嵌入孔３４ｃに嵌入突条３４ｄを設けずに、嵌入孔３４ｃにそのまま固定リング４を嵌入してもよい。

また、ピン５と嵌合してスロットルシャフト２に対する固定リング４の位置決めができるのであれば、収容溝４１の形状も任意であり、必ずしも溝入口から溝底部にかけてテーパ状に形成されている必要はない。収容溝４１は、挿入部４ａの内側から外側までを貫通していなくてもよく、例えば、挿入部４ａの内側に凹部を設けて構成してもよい。また、固定リング４の収容溝４１をピン５に押し付けて、両者の間での位置決めができるのであれば、付勢手段の構成も任意である。

本発明の一実施形態のスロットル装置の構成の概略を示す上方から見た断面図である。 スロットル装置のギアケースの構成の概略を示す右方から見た断面図である。 ギアケースの構成の概略を示す図であり、図２のＡ−Ａ線断面図である。 スロットルシャフトへの従動歯車の取付構造を説明する図であり、上方から見たギアケースの断面図である。 スロットルシャフトへの従動歯車の取付構造を説明する図であり、前方から見たギアケースの断面図である。 スロットルシャフト及び従動歯車への固定リングの取付構造を説明する拡大図である。 スロットルボディーが備える吸気通路の長さを従来のスロットル装置の吸気通路の長さと比較して示す図である。

符号の説明

１ スロットル装置
１ａ 吸気通路
１Ａ，１Ｂ スロットルボディー
１Ｃ ギアケース
２ スロットルシャフト
２１ スロットルバルブ
１１ 蓋部
１２ 蓋体
３４ 従動歯車
３４ｃ 嵌入孔
３４ｄ 嵌入突条
４ 固定リング
４ａ 挿入部
４ｂ 嵌入部
４１ 収容溝
４ｂ１ 拡径部
５ ピン
６ 押付スプリング
７ 支持リング
７１ 鍔部

Claims (5)

1. 複数の吸気通路を画定するスロットルボディーと、前記吸気通路に配置されて前記吸気通路での吸入流量を調整するスロットルバルブと、前記スロットルバルブを回動可能に支持するスロットルシャフトと、前記スロットルシャフトを回動させるモータと、前記スロットルシャフトと前記モータとを接続する歯車とを備えたスロットル装置であって、
   前記スロットルシャフトは、周面に設けられた突出部を備え、
   前記スロットルシャフトに外嵌して固定される歯車は、前記スロットルシャフトに外嵌される外嵌部に、前記突出部を収容する収容溝を備え、押付スプリングにより付勢されて前記突出部に押し付けられており、
   前記突出部、前記歯車、及び前記押付スプリングは、前記複数の吸気通路の間に配置され、
   前記歯車は、回動バネによって前記スロットルシャフトの回動方向に常に付勢され、
   前記歯車は、押付スプリングによって前記突出部の方向に常に付勢され、押付スプリングの座面はスロットルボディーに圧入されたベアリングの内輪としていることを特徴とするスロットル装置。
2. 前記歯車はギアケース内に設けられ、
   前記ギアケースは、一対の蓋体を組み合わせて構成されており、少なくとも一方の前記蓋体は、前記スロットルボディーと一体成型され、前記スロットルボディーと前記蓋体とは、凹部により区画されていることを特徴とする請求項１に記載のスロットル装置。
3. 前記収容溝は、溝入口から溝底部にかけてテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスロットル装置。
4. 前記スロットルボディーを複数備えることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のスロットル装置。
5. 前記スロットルシャフトは、複数の前記スロットルボディーが備える前記スロットルバルブに跨って前記スロットルバルブを回転可能に支持していることを特徴とする請求項４に記載のスロットル装置。

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