JP7424921B2 - エンジンのスロットル装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのスロットル装置に関する。

例えば、特許文献１には単気筒エンジン用のスロットル装置が開示されており、そのスロットルボディに形成された単一のスロットルボア内にはスロットル軸によりスロットル弁が開閉可能に支持されている。スロットル軸はスロットルボア内から一側方に向けて突出し、スロットル軸の端部を包囲するようにスロットルボディには凹部が一体形成されると共に、この凹部が一側方からカバー部材により閉塞されてギヤ収容室が画成されている。スロットルボディにはギヤ収容室内に出力軸を突出させた姿勢でモータが取り付けられ、出力軸の回転がギヤ列を介してスロットル軸に伝達され、スロットル弁の開閉に応じてスロットルボア内に流通する吸気の量が調整されるようになっている。

スロットルボディの他側方、換言するとスロットルボディを挟んだギヤ収容室とは反対側には、吸気温センサ及び吸気圧センサを備えたセンサユニットが取り付けられている。詳しくは、センサユニットからは吸気温センサが突出し、その先端がスロットルボディを貫通してスロットルボア内に突出して、スロットルボア内を流通する吸気の温度を検出するようになっている。またスロットルボディには圧力通路が形成され、この圧力通路を介して吸気圧センサがスロットルボア内と連通し、内部を流通する吸気の圧力を検出するようになっている。

特開２０１９－１３２２０２号公報

ところで、この種のスロットル装置はエンジンに装着された状態で車両に搭載されるため、エンジンの補機類等との干渉防止のためにコンパクト化が要求されている。例えば特許文献１に記載の単気筒エンジン用のスロットル装置は、車体が小さい原動機付き自転車等に搭載される上に、その周囲にはエンジンの補機類のみならず燃料タンクや車体フレーム等が位置することから、コンパクト化が特に要求されている。

特許文献１に記載のスロットル装置は、本来の吸気量の調整機能を奏するスロットルボディに加えて、その一側方にギヤ列を収容したギヤ収容室を画成し、他側方に吸気温及び吸気圧センサを備えたセンサユニットを取り付けている。結果として、スロットル軸線方向において全体としてのスロットル装置の占有スペースが増大してしまい、従来からコンパクト化の対策が要望されていた。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、スロットル軸線方向における占有スペースを縮小して、コンパクト化を達成することができるエンジンのスロットル装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のスロットル装置は、エンジンへの装着状態で筒内と連通するスロットルボアが形成され、スロットルボア内でスロットル軸によりスロットル弁が開閉可能に支持されると共に、外側面から一側方に向けてスロットル軸が突出したスロットルボディと、一側方からスロットルボディの外側面を閉塞して、外側面との間に伝達機構が収容された機構室を画成するカバー部材と、スロットルボディに取り付けられ、機構室内に突出した出力軸の回転を伝達機構を介してスロットル軸に伝達し、スロットル弁の開閉に応じてスロットルボア内を流通する吸気の量を調整するモータと、カバー部材に設けられ、スロットル軸の回動角度をスロットル開度として検出するスロットル開度センサと、カバー部材に設けられ、スロットルボア内を流通する吸気の温度を検出する吸気温センサと、カバー部材に設けられ、カバー部材からスロットルボアに向けて延設されたパイプとスロットルボディに形成された貫通孔とにより形成された圧力通路を介してスロットルボア内に接続され、スロットルボア内を流通する吸気の圧力を検出する吸気圧センサと、を備えたことを特徴とする（請求項１）。
その他の態様として、貫通孔が、スロットルボア内のスロットル弁の下流側に開口し、パイプが、カバー部材の内側面に一体形成されて基端が吸気圧センサと連通すると共に、スロットルボア側へと延設されて貫通孔内に挿入され、先端が貫通孔の中程まで達し、圧力通路は、貫通孔及びパイプの内部が互いに連続して形成されていてもよい（請求項２）。
その他の態様として、連通パイプの基端とスロットルボディとの間にシール部材が介装されていてもよい（請求項３）。

その他の態様として、スロットル開度センサが、機構室内におけるスロットル軸の軸線上に配設され、吸気温センサ及び吸気圧センサの少なくとも何れか一方が、カバー部材上のスロットル開度センサの周辺の領域に配設されていてもよい（請求項４）。

その他の態様として、吸気温センサ及び吸気圧センサの少なくとも何れか一方が、スロットル開度センサを基準として伝達機構とは反対側の領域に配設されていてもよい（請求項５）。

その他の態様として、吸気温センサが、カバー部材からスロットルボアに向けて延設され、スロットルボディに形成された貫通孔を介して先端をスロットルボア内に突出させていてもよい（請求項６）。

その他の態様として、吸気温センサの先端が、スロットルボア内のスロットル弁の上流側に突出し、カバー部材上で、吸気温センサが吸気流通方向の上流側に相当する位置に配設され、吸気圧センサが吸気流通方向の下流側に相当する位置に配設されていてもよい（請求項７）。

その他の態様として、スロットル開度センサと、吸気温センサ及び吸気圧センサの少なくとも何れか一方とが、カバー部材に設けられた共通の基板を介してカバー部材の一側に設けられた共通のコネクタに電気的に接続され、基板及びコネクタを介してそれぞれの検出信号をエンジンの運転を制御する制御装置に出力するようにしてもよい（請求項８）。

その他の態様として、スロットルボディが、単一のスロットルボアが形成され、鞍乗り型車両に走行用動力源として搭載された単気筒のエンジンに装着されていてもよい（請求項９）。

本発明のスロットル装置によれば、スロットル軸線方向における占有スペースを縮小して、コンパクト化を達成することができる。

実施形態のスロットル装置を示す斜視図である。 スロットルボディからギヤカバーを取り外してギヤ収容室内のギヤ列を示した斜視図である。 スロットルボディからギヤカバーを取り外してギヤカバーの内側面を示した斜視図である。 モータ、ギヤ列及びスロットル軸の関係を示した分解斜視図である。 ギヤ収容室内でのギヤ列及び各センサの配置を示した図である。 モータ、ギヤ列及びスロットル軸の関係とスロットル開度センサとを示した図５のVI-VI線断面図である。 ギヤカバーと、これに埋設されるセンサユニットとの関係を示した分解斜視図である。 ギヤカバーと、これに埋設されるセンサユニットとの関係を別角度で示した分解斜視図である。 ギヤカバーへの吸気温センサの埋設状態を示す図５のIX-IX線断面図である。 ギヤカバーへの吸気圧センサの埋設状態を示す図５のX-X線断面図である。 コネクタを後方に指向させた別例を示す斜視図である。 コネクタを下方に指向させた別例を示す斜視図である。 コネクタを右方に指向させた別例を示す斜視図である。

以下、本発明を原動機付き自転車に走行用動力源として搭載される単気筒エンジン用のスロットル装置に具体化した一実施形態を説明する。
スロットル装置１は図示しないエンジンに装着され、運転者のスロットル操作に応じてエンジンの筒内に供給される吸気量を調整する機能を奏する。図１～３に示すように全体としてスロットル装置１は、エンジンの筒内と連通する単一のスロットルボア２内にスロットル軸３によりスロットル弁４が開閉可能に支持されたスロットルボディ５、スロットルボディ５との間でギヤ収容室６を画成するギヤカバー７、及びギヤ収容室６内に突出した出力軸９ａの回転をギヤ列８を介してスロットル軸３に伝達し、スロットル弁４を開閉するモータ９から構成されている。本実施形態においては、ギヤ収容室６が本発明の機構室に相当し、ギヤカバー７が本発明のカバー部材に相当し、ギヤ列８が本発明の伝達機構に相当する。

本実施形態のスロットル装置１は、図１に示す姿勢で車両に搭載される。この姿勢に倣って以下の説明では、スロットルボア２の軸線Ｃbに沿った吸気流通方向を前後方向と称し、これと直交するスロットル軸３の軸線Ｃthに沿ったスロットル軸線方向を左右方向と称し、何れの方向とも直交するギヤ列８が並んだギヤ列方向を上下方向と称する。無論、スロットル装置１の搭載姿勢はこれに限るものではなく、種々の姿勢に変更可能である。

《スロットルボディ５》
図４，６に示すようにスロットルボディ５には前後方向にスロットルボア２が貫設されると共に、その下方に隣接してモータ９を収容したモータ収容室１０が一体形成されている。スロットルボディ５は、スロットルボア２の後端に形成されたフランジ１１を介して図示しないボルトでエンジンの吸気マニホールドに連結され、スロットルボア２の前端には図示しないエアクリーナが連結される。このスロットルボディ５にはスロットルボア２を貫通してスロットル軸３が配設され、一対の軸受１２により回動可能に支持されている。スロットルボア２内においてスロットル軸３にはスロットル弁４が一対のビス１３により固定され、エンジンの運転中には、スロットル軸３の回動に伴ってスロットル弁４が開閉してスロットルボア２内を流通する吸気の量が調整される。

《ギヤ収容室６》
スロットル軸３はスロットルボディ５内で右方に向けて延設され、その端部はスロットルボディ５の右側面から外部に突出している。スロットルボディ５の右側面全体には、右方に向けて開口する凹部１４が形成されている。この凹部１４によりスロットル軸３の端部が包囲されており、モータ９の出力軸９ａも凹部１４内に突出している。スロットルボディ５の凹部１４には、左方に開口する凹状をなすギヤカバー７が配設され、ギヤカバー７の周囲は、図示しないパッキンを介して凹部１４の周囲に重ねられて４本のビス１５により締結されている。このギヤカバー７により凹部１４が閉塞され、ギヤカバー７と凹部１４との間には、上下方向に延びた形状をなすギヤ収容室６が画成されている。

ギヤ収容室６内においてモータ９の出力軸９ａとスロットル軸３との間には、ギヤ列８が設けられている。ギヤ列８は、モータ９の出力軸９ａに固定された駆動ギヤ１６、スロットル軸３に固定された被動ギヤ１８、駆動ギヤ１６と被動ギヤ１８との間に設けられた中間ギヤ１７からなり、各ギヤ１６～１８が上下方向に並設されている。中間ギヤ１７はスロットルボディ５とギヤカバー７と間に立設されたギヤ軸１９に回転可能に支持され、駆動ギヤ１６と噛合する大径部１７ａと、被動ギヤ１８と噛合する小径部１７ｂとを一体形成してなる。ギヤ収容室６内においてスロットル軸３上には戻りバネ２０が巻回され、図示はしないが、その一端がスロットルボディ５側に掛止され、他端がスロットル軸３に掛止されている。

この戻りバネ２０の付勢力によりスロットル弁４は所定開度、例えば全閉位置等に向けて付勢されている。そしてモータ９が作動すると、出力軸９ａの回転は中間ギヤ１７の大径部１７ａに伝達されて減速され、さらに中間ギヤ１７の小径部１７ｂから被動ギヤ１８に伝達されて減速され、戻りバネ２０の付勢力に抗してスロットル軸３が回動して上記のようにスロットル弁４を開閉する。

なお、バタフライ式のスロットル弁４が全開と全閉との間で開閉するときの角度領域は90°より若干小さく、スロットル軸３を介して被動ギヤ１８も同一の角度領域で回動する。このため被動ギヤ１８は、中間ギヤ１７の小径部１７ｂとの噛合のために必要な領域だけに歯が形成された扇状をなしている。なお、ギヤ列８の構成はこれに限るものではなく、モータ９の出力軸９ａの回転を減速しながらスロットル軸３に伝達するものであれば、ギヤ数や各ギヤの配置等を任意に変更可能である。

以上のように本実施形態のスロットル装置１は、本来の吸気量の調整機能を奏するスロットルボディ５に加えて、その右側にモータ駆動のためのギヤ列８を収容したギヤ収容室６を設けており、この点は特許文献１の技術と同様である。そして、エンジン制御のためにスロットル装置１には、スロットルボア２内を流通する吸気の温度を検出する吸気温センサ、及び吸気の圧力を検出する吸気圧センサが備えられる点も、特許文献1と同様である。このため、仮にスロットルボディ５の左側、換言するとスロットルボディ５を挟んだギヤ収容室６とは反対側に各センサを取り付けた場合には、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、左右方向におけるスロットル装置１の占有スペースが増大してしまうという問題が生じる。

このような不具合を鑑みて、本発明者はスロットルボディ５との間でギヤ収容室６を画成しているギヤカバー７に着目した。この種のモータ駆動のスロットル装置１にはスロットル開度センサが備えられる場合があり、本実施形態においてもギヤ収容室６内にギヤ列８と共に磁気式のスロットル開度センサ２１が収容されている。スロットル開度センサ２１は、スロットル軸３の回動角度をスロットル開度として検出するために、図６示すようにギヤ収容室６内におけるスロットル軸線Ｃth上の位置で、被動ギヤ１８と相対向する姿勢で配設されている。
結果としてスロットル開度センサ２１は被動ギヤ１８とギヤカバー７の内側面との間に配設され、その設置スペースを確保するために、元々ギヤカバー７は被動ギヤ１８に対して右方に離間した断面形状をなしている。このためギヤカバー７上、特にスロットル開度センサ２１の周辺にはデッドスペースが形成されており、吸気温センサや吸気圧センサを配設可能な余地が存在する。

以上の知見の下に、本実施形態ではギヤカバー７に、スロットル開度センサ２１と共に吸気温センサ２２及び吸気圧センサ２３を設けている。以下、各センサ２１～２３の詳細を説明するが、それに先立ってギヤカバー７の全体的な構成を述べる。

《ギヤカバー７の全体構成》
図２，３に示すように、ギヤカバー７は合成樹脂材料を射出成型して製作されており、その際のインサート成型及び成型後の樹脂封止を利用して、各センサ２１～２３と共に、後述する基板２６、中継端子３０及びコネクタ端子３１，３２等の各部品が、ギヤカバー７及び樹脂封止により形成された樹脂封止体２４に埋設されている。以下、ギヤカバー７及び樹脂封止体２４を除外した、各センサ２１～２３、基板２６、中継端子３０及びコネクタ端子３１，３２等の各部品の集合体をセンサユニット２５と称する。またギヤカバー７の呼称については、センサユニット２５及び樹脂封止体２４を含めた完成状態の意味でも、これらを除外した単体の意味でも使用する。

図２，３はインサート成型及び樹脂封止によりセンサユニット２５が埋設された完成状態のギヤカバー７が示され、図７，８はギヤカバー７からセンサユニット２５及び樹脂封止体２４を分離した状態が示されている。なお、図７，８に示す分離状態は実際のギヤカバー７の製作過程では発生せず、あくまでも理解を容易にするために示したものである。

《センサユニット２５》
まず図７，８に基づき、センサユニット２５を構成する各部品の関係を説明する。基板２６は略四角状をなし、その左側面に各センサ２１～２３が接続されている。詳しくは、基板２６の左側面の略中央にスロットル開度センサ２１のセンサ本体２７が配設され、センサ本体２７は、上下一対のステータ２７ａの間に６個のホールＩＣ２７ｂを整列配置してなり、各ホールＩＣ２７ｂの端子２７ｃが基板２６に接続されている。センサ本体２７が被動ギヤ１８上に設けられた磁界生成部３６と相対向してスロットル開度センサ２１を構成するが、その詳細は後述する。

基板２６の上部前側には吸気温センサ２２の一対の端子２８ａが接続され、各端子２８ａは左方に延設されて先端にセンサ本体２８が支持されている。スロットルボディ５へのギヤカバー７の結合状態では、センサ本体２８はスロットルボア２内に突出して吸気の温度を検出可能となるが、その詳細は後述する。

基板２６の上部後側には吸気圧センサ２３のセンサ本体２９が配設され、その３本の端子２９ａが基板２６に接続されている。スロットルボディ５へのギヤカバー７の結合状態では、センサ本体２９は、圧力通路４４を介してスロットルボア２内と連通して吸気の圧力を検出可能となるが、その詳細は後述する。

基板２６の下部には計６本の中継端子３０の上端が接続され、各中継端子３０は短い棒状をなして下方に延び、それぞれの下端にコネクタ端子３１の上端が接続されている。各コネクタ端子３１は、対応する中継端子３０、及び基板２６上に形成された図示しない配線パターンを介して各センサ２１～２３の端子２７ｃ，２８ａ，２９ａと電気的に接続されている。各コネクタ端子３１は屈曲しつつ下方に延設され、それぞれの下端は、モータ９から延設された２本のコネクタ端子３２と共に整列配置され、ギヤカバー７の射出成型後には、その一側に一体形成された端子収容部３３内に配設されてコネクタ３４を構成する。

図示はしないが、車体へのスロットル装置１の搭載状態ではコネクタ３４に車体側コネクタが接続され、スロットル装置１は車体側コネクタ及びハーネスを介して車体に搭載されたＥＣＵと電気的に接続される。このＥＣＵが本発明の「エンジンの運転を制御する制御装置」に相当するものである。そして、エンジンの運転中には、ＥＣＵからハーネス、車体側コネクタ、コネクタ端子３１，３２、中継端子３０及び基板２６を介してモータ９及び各センサ２１～２３に電力が供給されて作動すると共に、各センサ２１～２３から出力された検出信号が上記とは逆の経路を辿ってＥＣＵに入力される。このように基板２６、中継端子３０及びコネクタ端子３１，３２は、各センサ２１～２３及びモータ９とＥＣＵとの間の電力や検出信号の中継機能を奏するが、その構成に関しては上記に限るものではなく任意に変更可能である。

《ギヤカバー７へのセンサユニット２５の埋設状態》
次いで、以上のように構成されたセンサユニット２５のギヤカバー７への埋設状態を説明する。なお、上記のようにセンサユニット２５を構成する各部品は、ギヤカバー７の射出成型及び成型後の樹脂封止を経て順次ギヤカバー７に埋設されるが、以下の説明では、ギヤカバー７に全ての部品が埋設されてスロットルボディ５への結合も完了している状態を述べる。

〈基板２６及び端子３０，３１，３２〉
図５～７に示すように、ギヤカバー７の外側面の上部には右方に向けて開口する略四角状をなす樹脂充填枠３５が一体形成され、その内部に右方から基板２６が配設されている。樹脂充填枠３５内には合成樹脂が充填され、硬化して形成された樹脂封止体２４内に基板２６及び各中継端子３０が封止されている。各コネクタ端子３１，３２はギヤカバー７に埋設されており、それぞれの下端は、上記のようにギヤカバー７の端子収容部３３内に配設されてコネクタ３４を構成している。本実施形態では、端子収容部３３が前方に開口することによりコネクタ３４が前方、換言するとエアクリーナ側に指向している。車体へのスロットル装置１の搭載状態でエアクリーナ側にスペース的な余裕があり、前方から車体側コネクタを接続し易く、且つ周囲の部材との干渉を簡単に防止できるとの観点に基づくものである。

〈スロットル開度センサ２１〉
図５，６に示すようにギヤカバー７の内側面には、スロットル開度センサ２１のセンサ本体２７が埋設され、これによりギヤカバー７の内側面はセンサ本体２７と対応する円筒状をなして左方に突出している。図５はギヤカバー７を非表示として各センサ２１～２３の位置関係を示しており、スロットルボディ５へのギヤカバー７の結合状態では、センサ本体２７はスロットル軸線Ｃth上の位置で、被動ギヤ１８の右側面から僅かに離間して相対向している。

スロットル開度センサ２１の磁界生成部３６は、被動ギヤ１８の右側面に設けられている。詳しくはセンサ本体２７を包囲するように、磁界生成部３６はスロットル軸線Ｃthを中心とした環状をなして被動ギヤ１８の右側面に一体形成され、周方向に等間隔で複数のマグネット３６ａが埋設されている。

磁気式のスロットル開度センサ２１の原理は周知のため概略説明にとどめるが、マグネット３６ａにより生成された磁界中でホールＩＣ２７ｂに電流が流され、スロットル軸３と共に磁界生成部３６が回動すると、回動角度に応じてホールＩＣ２７ｂにはローレンツ力に起因する電位差が生じる。この電位差がスロットル軸３の回動角度と相関する電気信号に変換されて出力される。

なお、スロットル開度センサ２１は磁気式に限定されるものではなく種々の原理のものを採用でき、例えばインダクティブ式センサを用いることができる。当該センサの原理は磁気式と同様に周知のため詳細は説明しないが、例えば被動ギヤ１８の右側面に励起導体を備えたホルダを固定し、このホルダに相対向してギヤカバー７上に励磁導体及び信号検出導体を備えた基板を配置してなる。スロットル軸３と共に被動ギヤ１８が回動すると、基板の励磁導体に流される交流電流に応じてホルダ上の励起導体に電流が励起され、この励起された電流により、基板の信号検出導体には交流電流が励起され、スロットル軸３の回動角度と相関する電気信号に変換されて出力される。

本実施形態では、上記のようにギヤカバー７の内側面にセンサ本体２７が埋設され、被動ギヤ１８の右側面に磁界生成部３６が一体形成され、センサ本体２７が磁界生成部３６に包囲される位置関係になっている。そして、センサ本体２７の右方には基板２６を封止した樹脂封止体２４が位置しているため、結果としてスロットル開度センサ２１を設置するために、左右方向において図６中に寸法Ｌで示す領域が使われている。

スロットル開度センサ２１を備えない場合には、より樹脂封止体２４を被動ギヤ１８の右側面に近接して配置できるが、このようにスロットル開度センサ２１の設置のための寸法Ｌの領域が必要なことから、元々ギヤカバー７の左右方向の厚みが増大している。従って、ギヤカバー７上、特にスロットル開度センサ２１の周辺の領域にはデッドスペースが形成されている。なお、インダクティブ式センサも、ホルダや基板の設置スペースを要することから同様の結果になる。
そこで、このようなスロットル開度センサ２１の設置により形成されたデッドスペースを利用して、吸気温センサ２２及び吸気圧センサ２３が配設されている。

〈吸気温センサ２２〉
図８，９に示すように、吸気温センサ２２は、その全体が樹脂封止体２４を介してギヤカバー７内に埋設されてなる。詳しくは、ギヤカバー７の樹脂充填枠３５内に封止された基板２６からは吸気温センサ２２の一対の端子２８ａが左方に延設され、その先端にセンサ本体２８が支持されている。このようなセンサ本体２８及び端子２８ａを内包するように、ギヤカバー７の内側面からは細長い封止パイプ３７が一体形成されて左方に延設され、その先端は閉塞されて内部にセンサ本体２８が位置している。

樹脂充填枠３５内に充填された合成樹脂は封止パイプ３７内にも侵入・硬化して樹脂封止体２４を形成し、この樹脂封止体２４によりセンサ本体２８及び端子２８ａが封止パイプ３７内に封止されて吸気温センサ２２が構成されている。結果として、吸気温センサ２２は、ギヤカバー７から左方に延びてスロットルボア２に達する細長い形状をなしている。

スロットルボディ５へのギヤカバー７の結合状態では、スロットルボディ５に形成された貫通孔３８内に吸気温センサ２２が挿入され、吸気温センサ２２の基端とスロットルボディ５との間にはＯリング３９が介装されている。吸気温センサ２２の先端はスロットルボア２内のスロットル弁４よりも前側位置に突出し、内部に埋設されているセンサ本体２８には、スロットルボア２内を流通する吸気の温度が伝達される。詳しくは、センサ本体２８は封止パイプ３７及び樹脂封止体２４を形成する二層の合成樹脂に封止され、互いに密着状態にある合成樹脂を介して吸気の温度が効率的にセンサ本体２８に伝達されるため、その検出感度及び応答性を向上させることができる。例えば吸気温センサ２２としては、温度変化に応じて抵抗が変化するサーミスタ等を用いることができ、抵抗変化が吸気温と相関する電気信号に変換されて出力される。

〈吸気圧センサ２３〉
図８，１０に示すように、ギヤカバー７には吸気圧センサ２３が埋設されている。詳しくは、樹脂充填枠３５内に封止された基板２６に近接する位置で、ギヤカバー７内に吸気圧センサ２３が埋設されている。吸気圧センサ２３の左側位置において、ギヤカバー７には圧力室４０が形成されて吸気圧センサ２３と連通している。ギヤカバー７の内側面からは細長い連通パイプ４１が一体的に形成されて左方に延設され、その先端が開放されると共に、基端が圧力室４０と連通している。この連通パイプ４１が本発明の「パイプ」に相当するものである。

スロットルボディ５へのギヤカバー７の結合状態では、スロットルボディ５に形成された貫通孔４２内に連通パイプ４１が挿入され、連通パイプ４１の基端とスロットルボディ５との間にはＯリング４３が介装されている。このＯリング４３が本発明の「シール部材」に相当するものである。貫通孔４２はスロットルボア２内のスロットル弁４よりも後側位置に開口し、連通パイプ４１の先端は貫通孔４２の中程まで達している。貫通孔４２及び連通パイプ４１の内部は互いに連続して左右方向に延びる圧力通路４４を形成し、この圧力通路４４及び圧力室４０を介してスロットルボア２内と吸気圧センサ２３とが連通している。

このため、スロットルボア２内を流通する吸気の圧力が、圧力通路４４及び圧力室４０を介して吸気圧センサ２３のセンサ本体２９に作用する。センサ本体２９はギヤカバー７への埋設により強固に位置保持されているため、圧力を受けても位置変位することなく所期の検出機能を奏する。

例えば吸気圧センサ２３としては、半導体式圧力センサや歪みゲージ式圧力センサ等を用いることができる。これらの圧力センサの原理は周知のため詳細は説明しないが、半導体圧力センサは、シリコンゲージを形成したダイヤフラム受圧面に圧力を作用させて、圧力に応じたシリコンゲージの撓みによる抵抗変化（ピエゾ抵抗効果）を吸気圧と相関する電気信号に変換して出力する。また歪みゲージ式圧力センサは、裏面に抵抗ブリッジを貼った金属ダイヤフラムに圧力を作用させて、金属ダイヤフラムの撓みに応じた抵抗ブリッジの電圧変化を吸気圧と相関する電気信号に変換して出力する。

このように構成されたギヤカバー７の製作は、射出成型及び成型後の樹脂封止の順に実施され、その際に以下の手順でセンサユニット２５を構成する各部品が埋設される。なお、この製作過程は一例であり、その内容を任意に変更可能なことは言うまでもない。

まずギヤカバー７の射出成型を実施する際に、スロットル開度センサ２１のセンサ本体２７、吸気圧センサ２３、各コネクタ端子３１，３２をギヤカバー７に埋設する。次いで、予め基板２６に吸気温センサ２２の端子２８ａをハンダ付けしておき、ギヤカバー７の封止パイプ３７内にセンサ本体２８及び端子２８ａを挿入しながら、基板２６を樹脂充填枠３５内の所定位置に配設する。自ずと基板２６のスルーホールには、スロットル開度センサ２１のセンサ本体２７の端子２７ｃ及び吸気圧センサ２３の端子２９ａが挿入され、各挿入箇所をハンダ付けする。また、基板２６と各コネクタ端子３１の上端との間に中継端子３０を架け渡して配置し、各中継端子３０の上端を基板２６に、各中継端子３０の下端をコネクタ端子３１にそれぞれカシメ等で連結する。これにより各中継端子３０を介して基板２６と各コネクタ端子３１とが電気的に接続される。

その後、外側面を上に向けた姿勢にギヤカバー７を保ち、上方に開口する樹脂充填枠３５内に合成樹脂を流し込む。合成樹脂は樹脂充填枠３５内に充填されると共に、封止パイプ３７内にも侵入して樹脂封止体２４として硬化する。これにより樹脂充填枠３５内に基板２６及び各中継端子３０が封止されると共に、封止パイプ３７内にセンサ本体２８及び端子２８ａが封止されて吸気温センサ２２が形作られ、ギヤカバー７の製作が完了する。

次いで、このようにしてギヤカバー７に埋設された吸気温センサ２２及び吸気圧センサ２３の配置状態を、スロットル開度センサ２１を基準として説明する。
図６に基づき述べたように、ギヤカバー７にスロットル開度センサ２１を埋設するための寸法Ｌの領域を確保すべく、ギヤカバー７の左右方向の厚みが増大し、結果としてギヤカバー７上、特にスロットル開度センサ２１の周辺の領域にはデッドスペースが形成されている。

そして、図５に示すようにスロットル開度センサ２１を基準として、吸気温センサ２２は上方且つ前方に配設され、吸気圧センサ２３は上方且つ後方に配設されており、何れの位置もスロットル開度センサ２１の周辺のデッドスペース内に含まれる。従って、ギヤカバー７の厚みをほとんど増大させることなく、ギヤカバー７内に両センサ２２，２３が埋設されている。結果として、スロットル装置１に備えられるべきスロットル開度センサ２１、吸気温センサ２２及び吸気圧センサ２３の全てが、ギヤカバー７に集約して設けられている。

特許文献１のスロットル装置では、スロットルボディの一側方にギヤ収容室を設け、他側方に吸気温センサ及び吸気圧センサからなるセンサユニットを設けているが、このセンサユニットの機能が本実施形態ではギヤカバー７により果たされる。結果としてセンサユニットの左右方向の厚み相当分だけ、本実施形態ではスロットル装置１の左右方向の占有スペースを縮小してコンパクト化することができる。特に本実施形態のスロットル装置１は、車体が小さい原動機付き自転車に搭載される上に、その周囲にはエンジンの補機類のみならず燃料タンクや車体フレーム等が位置する。このためスロットル装置１が十分にコンパクト化されていないと、干渉回避のために車体側の対策が必要になる場合もあり得るが、このような不具合を未然に回避することができる。
加えて、特許文献１のギヤユニットに相当する部材が不要となるため、部品点数を削減してスロットル装置１全体の構成を簡略化でき、この要因は製造コストの低減に貢献する。

また、上記のような吸気温センサ２２及び吸気圧センサ２３の配置は、以下の点でも優れる。
図５に示すように、被動ギヤ１８は扇状をなしてスロットル軸線Ｃthを中心として図示の姿勢から反時計回りに回動し、その回動範囲は、スロットル弁４の開閉に要求される90°弱に余裕分を加えた値になる。この被動ギヤ１８の回動範囲にも吸気温センサ２２や吸気圧センサ２３を配設することはできるが、その場合には、例えば被動ギヤ１８に対して各センサ２２，２３を左右方向にずらして干渉防止する等の対策が必要になる。しかし、このような対策はギヤカバー７の厚みの増大、ひいてはスロットル装置１のコンパクト化を妨げる要因になり得る。

スロットル開度センサ２１を基準とした上方且つ前方の位置、及び上方且つ後方の位置は、共に被動ギヤ１８の回動範囲から外れた位置に相当する。従って、それぞれの位置に吸気温センサ２２及び吸気圧センサ２３を配設することにより、被動ギヤ１８との干渉防止の対策に起因するギヤカバー７の厚みの増大を未然に防止でき、スロットル装置１のコンパクト化をより確実に実現することができる。以上の各センサ２２，２３が配設された位置を表す、スロットル開度センサ２１を基準とした上方且つ前方の位置、及び上方且つ後方の位置が、本発明の「前記スロットル開度センサ２１を基準として前記伝達機構とは反対側の領域」に相当するものである。

加えて、このような各センサ２２，２３の配置により、スロットルボディ５内に吸気温センサ２２と吸気圧センサ２３の圧力通路４４とを容易に配置できるという効果も得られる。
即ち、図９に示すように吸気温センサ２２は、封止パイプ３７内にセンサ本体２８及び端子２８ａを挿入するために直線形状が望ましい。また、図１０に示すように吸気圧センサ２３の圧力通路４４は、圧力伝達の観点から、複雑に屈曲した形状よりも直線形状が望ましい。また、スロットルボディ５の構造的な観点からも、それぞれ単純な直線形状とすることが望まれる。一方で、図６に示すように、スロットルボディ５内ではスロットル軸３に戻りバネ２０が巻回され、その下方には中間ギヤ１７を支持するギヤ軸１９等の部材が配設されているため、これらの部材を避けて吸気温センサ２２及び圧力通路４４を設ける必要がある。

上記のようにギヤカバー７上の前側位置から直線形状の吸気温センサ２２が左方に延設された場合、スロットルボディ５内において吸気温センサ２２は戻りバネ２０の上方且つ前方に位置して干渉が防止され、より下方位置のギヤ軸１９等の部材に対しても全く干渉しない。同じくギヤカバー７上の後側位置の吸気圧センサ２３から直線形状の圧力通路４４が左方に延設された場合、スロットルボディ５内において圧力通路４４は戻りバネ２０の上方且つ後方に位置して干渉を防止され、より下方位置のギヤ軸１９等の部材に対しても全く干渉しない。結果として、吸気温センサ２２及び圧力通路４４を機能面で望ましい直線形状とした上で、それぞれをスロットルボディ５内で他の部材と干渉させることなく容易に配置できるという効果が得られる。

また、このような吸気温センサ２２を前側とし、吸気圧センサ２３を後側とした配置は、吸気温及び吸気圧を適切に検出する観点からも合理的なものである。即ち、周知のように吸気温は、スロットルボア２への導入直後の吸気、換言するとスロットル弁４の上流側の吸気を検出対象とすることが要求される。また吸気圧は、スロットル弁４を経て負圧を生じた吸気、換言するとスロットル弁４の下流側の吸気を検出対象とすることが要求される。これらの要求を満たすには、スロットルボア２内において吸気温センサ２２の先端をスロットル弁４よりも上流側、即ち前側位置に突出させ、圧力通路４４をスロットル弁４よりも下流側、即ち後側位置に開口させる必要がある。

仮に吸気温センサ２２と吸気圧センサ２３との前後関係を本実施形態とは逆転させた場合には、スロットルボディ５内で直線形状の吸気温センサ２２と圧力通路４４とを交差して配置するか、或いはそれぞれを複雑に屈曲した形状とする必要が生じ、何れの場合もスロットルボディ５が構造的に複雑化してしまう。本実施形態では、吸気温センサ２２及び圧力通路４４に要求される吸気流通方向の位置関係に対応して、ギヤカバー７上での各センサ２２，２３の前後関係が定められている。具体的には、吸気温センサ２２が前側、即ち、本発明の「吸気流通方向の上流側に相当する位置」に配設され、吸気圧センサ２３が後側、即ち本発明の「吸気流通方向の下流側に相当する位置」に配設されている。

このため、吸気温センサ２２及び圧力通路４４を直線形状に保ち、且つスロットル弁４の前後の所期の吸気を検出対象とした上で、スロットルボディ５の構造的な複雑化を回避できるという別の効果も実現できる。
なお、このようにギヤカバー７上での両センサ２２，２３の前後関係が設定されていれば、必ずしも吸気温センサ２２及び圧力通路４４を直線形状とする必要はない。スロットルボディ５内での互いの交差配置を回避できるため、たとえ直線形状でなくても交差配置させた場合よりは単純な形状となり、スロットルボディ５の構造の簡素化に貢献するためである。

一方、スロットル開度センサ２１、吸気温センサ２２及び吸気圧センサ２３は、ＥＣＵからの電力供給及びＥＣＵへの検出信号の出力のために、基板２６、中継端子３０及びコネクタ端子３１を介して車体側と電気的に接続されている。そして、各センサ２１～２３の端子２７ｃ，２８ａ，２９ａは共通の基板２６に接続され、基板２６は各中継端子３０及び各コネクタ端子３１を介して共通のコネクタ３４に接続されている。結果として各センサ２１～２３とＥＣＵとは、共通の基板２６及びコネクタ３４を介して電力や検出信号の遣り取りがなされる。

センサ毎にギヤカバー７上に基板２６やコネクタ３４を設けた場合には、同じくギヤカバー７上に設けるべき各センサ２１～２３自体の配置、或いはギヤ列８等の他の部品の配置が制約されてしまう上に、部品点数の増加により製造コスト面でも不利になる。基板２６及びコネクタ３４を共通化することにより、限られたギヤカバー７上のスペースを有効活用でき、ひいてはギヤカバー７上での各センサ２１～２３やギヤ列８等の配置に関する自由度を拡大でき、しかも、部品点数を一層削減してコスト低減を達成することができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、原動機付き自転車に搭載される単一のスロットルボア２を備えたスロットル装置１に具体化したが、用途やスロットル装置１の形式については、これに限るものではない。本発明は、運転者がサドルに跨って搭乗するいわゆる鞍乗り型車両の全般に適用可能であり、この種の鞍乗り型車両としては、スクーターやモペット等の小排気量エンジンを搭載した２輪車（原動機付き自転車等）のみならず、より大排気量のエンジンを搭載した２輪車（自動二輪車等）、或いは４輪バギー等のＡＴＶ（All Terrain Vehicle）等が存在する。従って、これらの各種車両に走行用動力源として搭載されるエンジンを対象として、本発明のスロットル装置を任意に適用することができる。また、走行用動力源以外の用途で利用されるエンジン、例えば発電機用のエンジン等に本発明のスロットル装置を適用してもよい。さらに、複数のスロットルボアを備えた多連スロットル装置として具体化してもよい。

また上記実施形態では、ギヤカバー７へのスロットル開度センサ２１の設置により、その周囲に形成されたデッドスペースを利用して吸気温センサ２２及び吸気圧センサ２３を配設したが、これに限るものではない。ギヤカバー７上の何れの箇所にデッドスペースが形成されるかは、ギヤカバー７上に設けられる各部材の構成によって相違し、例えばギヤ列８を構成するギヤ数や配置等が変われば、ギヤ列８の周辺にデッドスペースが形成されることもある。何れにしてもデッドスペースを利用してギヤカバー７上に各センサ２１～２３を集約して設ければ、上記実施形態で述べた効果が得られるため、それらの設置位置についてはギヤカバー７上であれば何れの箇所であってもよい。

また上記実施形態では、スロットル開度センサ２１に加えて吸気温センサ２２及び吸気圧センサ２３を備えたが、必ずしも全てのセンサ２１～２３を備える必要はなく、例えばエンジン制御からの要請等に応じて、吸気温センサ２２と吸気圧センサ２３との何れかを省略してもよい。

また上記実施形態では、スロットルボア２内での吸気温センサ２２及び圧力通路４４の前後関係と、ギヤカバー７上での吸気温センサ２２及び吸気圧センサ２３の前後関係とを対応させることにより、スロットルボディ５内での吸気温センサ２２と圧力通路４４との交差配置を回避したが、必ずしもこのような前後関係とする必要はなく、両センサ２２，２３の前後関係を逆転させてもよい。

また上記実施形態では、モータ９の回転をスロットル軸３に伝達するためにギヤ列８を用いたが、本発明の伝達機構はこれに限るものではなく、周知の伝達機構を任意に適用することができる。

また上記実施形態では、ギヤカバー７の外側面に設けられたコネクタ３４を前方に指向させたが、これに限るものではない。スロットル装置１は種々の車体に搭載され、車体毎にスロットル装置１の周囲に位置する部材の配置が異なり、またスロットル装置１自体の搭載姿勢も異なる。そして何れの車体においても、コネクタへの相手側コネクタの接続し易さ、或いは周囲の部材との干渉防止等が要求されることから、結果として、それらの要求を満足できるコネクタの指向方向が車体毎に異なる。

図１１～１３は、説明の便宜上、実施形態と同一姿勢でスロットル装置１を表しており、図１１ではコネクタ５１を後方に指向させ、図１２ではコネクタ５２を下方に指向させ、図１３ではコネクタ５３を右方に指向させている。実際のスロットル装置１の車体への搭載姿勢は図示のものと異なるかもしれないが、何れにしても図１１ではエンジン側にスペース的な余裕があるとの観点の下に、図１２ではエンジン下部にスペース的な余裕があるとの観点の下に、図１３ではエンジンの側部にスペース的な余裕があるとの観点の下に、それぞれギヤカバー７上のコネクタ５１～５３の指向方向が決定されている。例えば、これらのギヤカバー７を車体側からの要求に応じて選択的にスロットルボディ５に結合すれば、スロットルボディ５を共用できるためスロットル装置１のコスト低減にもつながる。

１ スロットル装置
２ スロットルボア
３ スロットル軸
４ スロットル弁
５ スロットルボディ
６ ギヤ収容室（機構室）
７ ギヤカバー（カバー部材）
８ ギヤ列（伝達機構）
９ モータ
９ａ 出力軸
２１ スロットル開度センサ
２２ 吸気温センサ
２３ 吸気圧センサ
３７ 封止パイプ（パイプ）
３８ 貫通孔
４３ Ｏリング（シール部材）
４４ 圧力通路
２６ 基板
３４,５１～５３ コネクタ

Claims (9)

1. エンジンへの装着状態で筒内と連通するスロットルボアが形成され、前記スロットルボア内でスロットル軸によりスロットル弁が開閉可能に支持されると共に、外側面から一側方に向けて前記スロットル軸が突出したスロットルボディと、
   前記一側方から前記スロットルボディの外側面を閉塞して、前記外側面との間に伝達機構が収容された機構室を画成するカバー部材と、
   前記スロットルボディに取り付けられ、前記機構室内に突出した出力軸の回転を前記伝達機構を介して前記スロットル軸に伝達し、前記スロットル弁の開閉に応じて前記スロットルボア内を流通する吸気の量を調整するモータと、
   前記カバー部材に設けられ、前記スロットル軸の回動角度をスロットル開度として検出するスロットル開度センサと、
   前記カバー部材に設けられ、前記スロットルボア内を流通する前記吸気の温度を検出する吸気温センサと、
   前記カバー部材に設けられ、前記カバー部材から前記スロットルボアに向けて延設されたパイプと前記スロットルボディに形成された貫通孔とにより形成された圧力通路を介して前記スロットルボア内に接続され、前記スロットルボア内を流通する前記吸気の圧力を検出する吸気圧センサと、
   を備えたことを特徴とするエンジンのスロットル装置。
2. 前記貫通孔は、前記スロットルボア内の前記スロットル弁の下流側に開口し、
   前記パイプは、前記カバー部材の内側面に一体形成されて基端が前記吸気圧センサと連通すると共に、前記スロットルボア側へと延設されて前記貫通孔内に挿入され、先端が前記貫通孔の中程まで達し、
   前記圧力通路は、前記貫通孔及び前記パイプの内部が互いに連続して形成されている
   ことを特徴とする請求項1に記載のエンジンのスロットル装置。
3. 前記連通パイプの基端と前記スロットルボディとの間にシール部材が介装されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のエンジンのスロットル装置。
4. 前記スロットル開度センサは、前記機構室内における前記スロットル軸の軸線上に配設され、
   前記吸気温センサ及び前記吸気圧センサの少なくとも何れか一方は、前記カバー部材上の前記スロットル開度センサの周辺の領域に配設されている
   ことを特徴とする請求項1乃至３の何れか１項に記載のエンジンのスロットル装置。
5. 前記吸気温センサ及び前記吸気圧センサの少なくとも何れか一方は、前記スロットル開度センサを基準として前記伝達機構とは反対側の領域に配設されている
   ことを特徴とする請求項４に記載のエンジンのスロットル装置。
6. 前記吸気温センサは、前記カバー部材から前記スロットルボアに向けて延設され、前記スロットルボディに形成された貫通孔を介して先端を前記スロットルボア内に突出させている
   ことを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載のエンジンのスロットル装置。
7. 前記吸気温センサの先端は、前記スロットルボア内の前記スロットル弁の上流側に突出し、
   前記カバー部材上で、前記吸気温センサが吸気流通方向の上流側に相当する位置に配設され、前記吸気圧センサが吸気流通方向の下流側に相当する位置に配設されている
   ことを特徴とする請求項６に記載のエンジンのスロットル装置。
8. 前記スロットル開度センサと、前記吸気温センサ及び前記吸気圧センサの少なくとも何れか一方とは、前記カバー部材に設けられた共通の基板を介して前記カバー部材の一側に設けられた共通のコネクタに電気的に接続され、前記基板及び前記コネクタを介してそれぞれの検出信号を前記エンジンの運転を制御する制御装置に出力する
   ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のエンジンのスロットル装置。
9. 前記スロットルボディは、単一のスロットルボアが形成され、鞍乗り型車両に走行用動力源として搭載された単気筒のエンジンに装着される
   ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のエンジンのスロットル装置。

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