JP6456730B2 - スロットル装置 - Google Patents

Description

本発明は、スロットル装置に関する。詳しくは、自動車等の車両に搭載されるスロットル装置に関する。

スロットル装置を用いて、エンジンに導入される空気の量を調整することは広く行われている。スロットル装置には通気可能な吸気通路が備えられており、吸気通路を通じる空気の量を弁体の開度で調整している。この弁体を動かすために使用されるスロットルギヤなどは、一般的にスロットルボデーとギヤケースカバーにより区画された空間内に配置される。弁体に繋がるスロットルギヤが所定の範囲以上に動くことを抑制するため、ストッパ部（全開位置ストッパ）をスロットルボデーに設けることが知られている（特許文献１参照）。

特開２００４−１４４０３９号公報

ところで、ストッパ部はスロットルギヤと当接する部位であるため、スロットルギヤの組み込み位置と隣接した部分に形成されることとなる。このため、特許文献１に記載の構成ではスロットルギヤなどをスロットルボデー側に取り付ける際、スロットルボデーに形成されたストッパ部が邪魔になる虞があった。

本発明は、上記した点に鑑みて創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、スロットルギヤの移動範囲を規制するストッパ部が形成されたスロットル装置に関し、スロットルギヤなどの組み付け作業を効率良く行えるようにすることにある。

上記課題を解決するために、本発明は次の手段をとる。先ず、第１の手段は、吸気通路を有するスロットルボデーと、吸気通路に回転可能に備えられる弁と、弁と接続するスロットルギヤと、スロットルボデーに取り付けられるギヤケースカバーと、を備えるスロットル装置であって、スロットルギヤと当接することにより弁が移動する範囲を規制可能なストッパ部をギヤケースカバーに備えたスロットル装置である。

この第１の手段によれば、スロットルボデー側にスロットルギヤを取り付ける際に、ストッパ部を迂回するように取り付ける必要性がないため、作業性が高まり得る。また、ストッパ部を形成していることから、当該作業性を確保しつつスロットル装置としての機能を確保することが可能と成り得る。

本発明によれば、スロットルギヤの移動範囲を規制するストッパ部が形成されたスロットル装置に関し、スロットルギヤなどの組み付け作業を効率良く行えるようにすることが可能となり得る。

実施例のスロットル装置の斜視図である。 実施例のスロットル装置においてギヤケースカバーを外した状態を示す斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 スロットルギヤ周りの部品を取り付ける前の分解斜視図である。 図１のＶ−Ｖ断面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、適宜図面を用いながら説明する。なお、本明細書における前後方向、上下方向、左右方向などの方向は、図１などに示したＸが前方向、Ｙが左方向、Ｚが上方向と規定する。例えば、図１では、スロットル装置１の吸気通路４の開口が前側に示されており、蓋部材であるギヤケースカバー３はスロットルボデー２の左側に示されている。なお、以下においては、特に断りが無い限り、図１の状態を基準にして方向について言及する。

本実施の形態におけるスロットル装置１は乗物に搭載されるものである。特に、乗物の中でも車両に搭載されるものである。スロットル装置１は、車両の内燃機関（図示せず）に対して外気の導入量を調整するために使用するものであり、吸気通路４を備えるスロットルボデー２に対して弁５が回動可能に取り付けられている。この弁５はスロットルボデー２に備えるモータ２２により向きを調整することが可能である。スロットル装置１は、モータ軸に備えられた歯車２２ａに対して噛み合う中間ギヤ２３を備えるとともに、中間ギヤ２３に噛み合うスロットルギヤ２１を備えている（図２及び図３参照）。スロットルギヤ２１には弁軸５１が固定されており、弁軸５１には弁体５２が固定されている。このような構成であるため、モータ２２を回転させることにより、スロットルギヤ２１が動かされ、弁体５２を回転させることが可能となる。

弁体５２が固定されている弁軸５１はスロットルギヤ２１に対して相対移動できないように固定されている。弁軸５１の一端側には、弁軸５１の外周を覆うようにスロットルギヤガイド部２１１が設けられている（図３参照）。スロットルギヤ２１と相対移動不能な状態で形成されているスロットルギヤガイド部２１１は、その外周側に、略円筒形状のガイド部材２４が配置されている。このガイド部材２４はスロットルギヤガイド部２１１の筒状の部位の外径よりやや大きな内径を有するように構成されており、ガイド部材２４とスロットルギヤガイド部２１１は摺動可能とされている。

ガイド部材２４の外周には、弦巻状のスプリング６が配置されている。このスプリング６はガイド部材２４の筒状の部位の外径よりやや大きな内径を有するように形成されている。スプリング６は、その一端がスロットルギヤ２１に固定されており、弁５を回転方向に付勢可能なように配置されている。

スロットルギヤ２１などが取り付けられたスロットルボデー２には、スロットルギヤ２１などを覆うようにギヤケースカバー３が取り付けられる。ギヤケースカバー３には、スロットルギヤ２１の移動範囲を規制することで弁体５２の移動範囲を規制することが可能なストッパ部３１が備えられている。

本実施例におけるスロットル装置１は、金属製のスロットルボデー２に備えられた吸気通路４上に金属製で略円盤状の弁体５２が回動可能な状態で配置されている。弁体５２は棒状の弁軸５１に対して固定されており、弁軸５１を回転させることにより弁体５２を回転させることが可能となる。弁軸５１の一端側はスロットルギヤ２１に差し込まれており、弁軸５１とスロットルギヤ２１は相対移動不能に固定されている。この弁軸５１は、スロットルボデー２に取り付けられたベアリング７１により回転可能に支えられている。

スロットルボデー２には電動のモータ２２が取り付けられている。モータ２２は棒状のモータ軸の先端側に歯車２２ａが備えられている。この歯車２２ａは大歯車部２３１と小歯車部２３２を備える二段歯車により形成される中間ギヤ２３と噛み合うものであり、特に大歯車部２３１と歯車２２ａが噛み合うように構成されている。二段歯車の小歯車部２３２はスロットルギヤ２１と噛み合うように配置されており、モータ軸の回転速度よりもゆっくりとスロットルギヤ２１が回転することを可能としている。なお、モータ軸の回転方向を変えれば、弁体５２の回転方向も変わることになる。

吸気通路４内を移動する空気の流れに対して直交するように弁体５２が位置する状態は全閉状態である。本実施例のスロットル装置１は、モータ２２に電気が通じていない状態において、全閉状態とならないように構成されている。具体的には、モータ２２に電気が通じていない状態においては、全閉状態から弁体５２が少し傾いた状態となるように構成している。この状態を本明細書ではデフォルト状態と呼ぶ。デフォルト状態においては、少量の空気が吸気通路４内を通気可能な状態となる。

モータ２２に電気が通じていない場合にデフォルト状態とすることを可能とするため、本実施例のスロットル装置１にはスプリング６を備えている。スプリング６はデフォルト状態とは異なる状態である場合にデフォルト状態に付勢することを可能とするものである。スプリング６の付勢力は、モータ２２に通電されている状態（モータ軸をコントロールできる状態）ではスプリング６によりデフォルト状態にすることはできないが、モータ２２への通電が途切れた場合にスプリング６の復元力を利用してデフォルト状態にすることが可能なように選定されている。

本実施例のスプリング６はデフォルト状態から弁体５２が開いている状態であっても閉じている状態であっても、一つのスプリング６でデフォルト状態に戻すことが可能なものである。このスプリング６は、スプリング６を巻回す方向を途中で変えるものであり、スプリング６の一端であるギヤ側端部６１がスロットルギヤ２１に備えられたギヤ係止部２１２に接続され、他端であるボデー側端部６２がスロットルボデー２に備えられたボデー係止部（図示せず）に接続されるものである。スプリング６の巻回方向を変える部分は、スプリング６の外径より外方に突出するように形成されており、スロットルギヤ２１に備えられたフックストッパ２１３に引掛けられるフック部６３としてＵ字状に形成されている。なお、ギヤ側端部６１もボデー側端部６２もスプリング６の外径より外方に突出するように形成されている。

本実施の形態のスプリング６は、力が加えられていない状態においては、ギヤ側端部６１とフック部６３との間に位置する螺旋部６４の外径及び内径は略一様に形成されている（図４参照）。またボデー側端部６２とフック部６３との間に位置する第二螺旋部６５の外径及び内径も略一様に形成されている。なお、図示はしないが、スロットルギヤ２１に取り付けたスプリング６は、螺旋部６４の内径が小さくなるように捩じられている。

ところで、本実施例のスプリング６の内側であって弁軸５１が差し込まれる部位の周囲には、弁軸５１の外周を囲うようにスロットルギヤガイド部２１１が設けられている（図３及び図４参照）。スロットルギヤガイド部２１１は、その外周側に配置されるガイド部材２４と摺動可能な部位であり、円筒状に設けられている。円筒状のスロットルギヤガイド部２１１はスロットルギヤ２１において弁体５２側に突出するように形成されている。スロットルギヤガイド部２１１の外周側に位置する円筒状のガイド部材２４は、スロットルギヤガイド部２１１の外径よりも大きい内径を有するように構成されており、スロットルギヤガイド部２１１とガイド部材２４がスムーズに摺動できるように構成されている。

ガイド部材２４の外周側に配置されたスプリング６の内径はガイド部材２４の外径よりも大きく形成されている。特に、スロットル装置１にスプリング６が取り付けられた状態において、弁体５２がとりうるいずれの位置においても、スプリング６の内径よりもガイド部材２４の外径のほうが小さくなるように構成されている。

本実施例のスロットル装置１においては、スロットルギヤ２１及び弁体５２を動かすための各部品を取り付けた後、スロットルギヤ２１などを覆うギヤケースカバー３が取り付けられる。このギヤケースカバー３には、スロットルギヤ２１の移動範囲を規制するストッパ部３１が形成されている。ストッパ部３１はデフォルト状態から開くように動いた弁体５２が所定以上、同方向に向けて回転しないようにするために形成されている。逆に言うと、スロットルボデー２にギヤケースカバー３が取り付けられていない状態においては、スロットルギヤ２１はデフォルト状態から開くように動いた弁体５２は、十分に吸気通路４を開放した状態を超えて動き続けることが可能となるように構成されている。

本実施例のスロットル装置１のデフォルト状態における断面図が図５には示されており、この状態から矢印で示したようにスロットルギヤ２１が回転することで、スロットルギヤ２１とストッパ部３１は当接することになる。このストッパ部３１は吸気通路４内を空気が十分に通過することが可能な位置でスロットルギヤ２１の進行を停止可能なように構成している。なお、スロットルギヤ２１とストッパ部３１は平面同士が当接するように構成されており、当接する部位の面積を十分に確保している。このため、スロットルギヤ２１とストッパ部３１が当接する場合にも、局所的に荷重がかかることが抑制されている。

本実施例のスロットルギヤ２１は一部がスロットルボデー２の内側に位置しており、それ以外の部位がスロットルボデー２から飛び出すように配置されている。そこで、本実施例においては、ギヤケースカバー３をスロットルボデー２に取り付けた際、ストッパ部３１の一部がスロットルボデー２の内側に入り込むように構成している。このようにすることにより、ストッパ部３１とスロットルギヤ２１とが当接する面積を確保している。

本実施例のスロットル装置１は、ガイド部材２４を設けることにより、スプリング６に比して摺動部分の接触面積を大きくすることが可能となるため、局所的に荷重が掛けられることを抑制可能となる。したがって、摺動面が荒れることを抑制可能と成り得る。

本実施例のスロットル装置１のストッパ部３１は、弁を開いた状態で当接可能である。開いた状態の弁は、多少開度が異なっていても、通気量に与える影響は比較的小さい。したがって、弁の開度に厳密さが求められない。このため、組み付け後にストッパ部３１の位置を調整する必要がなく、ストッパ部３１をギヤケースカバー３と相対的に移動可能にする必要性がない。したがって、ギヤケースカバー３を射出成形する際にストッパ部３１を同時に形成しても必要な機能を果たす。

本実施例のスロットル装置１は、樹脂を用いて形成されたスロットルギヤ２１が、樹脂を用いて形成されたギヤケースカバー３に当接する構成である。スロットルギヤ２１とギヤケースカバー３が同様な硬度の素材で形成可能であるため、部品が破損し易くなることを回避可能としている。また、樹脂で形成されたギヤケースカバー３にストッパ部３１を形成しているため、金属で形成されたスロットルボデー２にストッパ部３１を形成するよりも軽量化が可能と成り得る。

本実施例のスロットル装置１は、スプリング６からの弾性力に抵抗しながらギヤスロットルをスロットルボデー２側に取り付けることになる。ギヤスロットルの取り付け作業は、このような負荷がかかる作業であるため、スロットルボデー２側の空間を確保することで、効果的に作業性を高めることが可能となる。

以上、一つの実施例を用いて実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態のほか、その他各種の形態で実施可能なものである。例えば、ギヤケースカバーに形成したストッパ部は、スロットルボデーの内部に侵入可能なように形成する必要性は無い。例えば、スロットルギヤがスロットルボデーからはみ出すように配置されていれば、はみ出している部分のみをストッパ部と当接させることも可能である。

スロットルギヤを付勢するスプリングは必ずしも一本のみで形成されている必要性は無く、複数本のスプリングを使用することも可能である。例えば、ギヤ側端部とフック部との間に一本のスプリングを配置し、フック部とボデー側端部との間に別のスプリングを配置することも可能である。

本実施例では弁体を全閉とした状態を超えて弁体が移動することを抑制させるストッパ部は形成していないが、当該目的のためにストッパ部（全閉ストッパ部）を形成することも可能である。この様な目的で利用するストッパ部はスロットルボデーに形成しても良いし、ギヤケースカバーに形成しても良い。

また、乗物としては、車両であることに限らず、飛行機やヘリコプターなど空中を飛行する乗物や、船舶や潜水艇など海面や海中などを移動する乗物としてもよい。

１ スロットル装置
２ スロットルボデー
３ ギヤケースカバー
５ 弁
６ スプリング
２１ スロットルギヤ
３１ ストッパ部

Claims (1)

1. 吸気通路を有するスロットルボデーと、
   吸気通路に回転可能に備えられる弁体と、
   スロットルボデーに回転可能に設けられかつ弁体が固定された弁軸と、
   弁軸に固定されたスロットルギヤと、
   スロットルギヤを回転させるモータと、
   スロットルボデーに取り付けられ、スロットルギヤを覆うギヤケースカバーと、を備えるスロットル装置であって、
   スロットルギヤと当接することにより弁軸と共に弁体の開く方向へ移動する範囲を規制可能なストッパ部をギヤケースカバーに備えたスロットル装置。
   

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