JP7424922B2

JP7424922B2 - エンジンのスロットル装置

Info

Publication number: JP7424922B2
Application number: JP2020106201A
Authority: JP
Inventors: 眞一関口; 竜也北岡
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2024-01-30
Anticipated expiration: 2040-06-19
Also published as: JP2022001738A; CN113818966A

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、本発明のエンジン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前記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ギヤ収容室を画成するギヤカバーと、ギヤ収容室内に収容され、少なくともスロットル軸に固定された被動ギヤ、及び被動ギヤに回転を伝達する駆動ギヤからなるギヤ列と、スロットルボディに取り付けられ、ギヤ収容室内に突出した出力軸に駆動ギヤが固定され、ギヤ列を介してスロットル弁を開閉し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、ギヤカバーに設けられ、先端をスロットルボディのスロットルボア内に突出させて、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、ギヤカバーに設けられ、圧力通路を介してスロットルボディのスロットルボア内と連通して、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、吸気温センサ及び圧力通路の少なくとも何れか一方が、スロットル軸に沿った方向から見て被動ギヤと重なる位置に配設されて、ギヤ収容室を貫通してスロットルボアへと延設され、被動ギヤに、被動ギヤの回動に伴って吸気温センサ及び圧力通路の少なくとも何れか一方が相対的に移動する経路に沿って円弧状の貫通溝が形成され、吸気温センサ及び圧力通路の少なくとも何れか一方が、貫通溝内に挿通されて被動ギヤとの干渉を防止されていることを特徴とする（請求項１）。

その他の態様として、駆動ギヤと被動ギヤとの間に、駆動ギヤと噛合する大径部及び被動ギヤと噛合する小径部からなる中間ギヤが設けられ、吸気温センサ及び圧力通路の少なくとも何れか一方が、スロットル軸に沿った方向から見て中間ギヤの大径部が被動ギヤと重なる領域を避けた位置に配設されていてもよい（請求項２）。
その他の態様として、圧力通路が、ギヤカバーに一体形成されてパイプ状をなし、ギヤ収容室を貫通して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開口させていてもよい（請求項３）。

その他の態様として、吸気温センサ及び圧力通路が、それぞれスロットル軸に沿った方向から見て被動ギヤと重なる位置に配設されてギヤ収容室を貫通し、被動ギヤに、吸気温センサ及び圧力通路との干渉をそれぞれ防止する貫通溝が形成されていてもよい（請求項４）。

その他の態様として、吸気温センサが、スロットルボア内の前記スロットル弁よりも吸気流通方向の上流側に配設され、吸気圧センサ及び圧力通路が、スロットルボア内のスロットル弁よりも吸気流通方向の下流側に配設されていてもよい（請求項５）。

その他の態様として、ギヤカバーに、スロットル軸の軸線上の位置にスロットル開度を検出するスロットル開度センサが設けられ、吸気温センサ及び吸気圧センサが、ギヤカバー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６）。

その他の態様として、スロットルボディに、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７）。

本発明のエンジン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。第１実施形態の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。ギヤ収容室内でのスロットル弁の全閉時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。ギヤカバーへの吸気温センサの埋設状態を示す図５のVII-VII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VIII-VIII線断面図である。ギヤ収容室内でのスロットル弁の全開時のギヤ列を示した図である。第２実施形態の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。ギヤ収容室内でのスロットル弁の全閉時のギヤ列を示した図である。ギヤ収容室内でのスロットル弁の全開時のギヤ列を示した図である。

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。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。この凹部１４は、本発明のスロットルボディの外側面に相当するものである。

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。

図４～６に示すように、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、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。

この知見の下に、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を設けてコンパクト化を図っている。吸気温の検出のためには、ギヤカバー７上から吸気温センサ２２をスロットルボディ５側に延設し、その先端をスロットルボア２内に突出させる必要がある。また、吸気圧の検出のために、吸気圧センサ２３とスロットルボア２内とを後述する圧力通路３７を介して連通させる必要がある。そこで、これらの吸気温センサ２２及び圧力通路３７は、ギヤカバー７とスロットルボディ５との間に介在するギヤ収容室６を貫通して配設されるが、ギヤ収容室６内に収容されているギヤ列８との干渉を防止する必要が生じる。しかしながら、干渉防止のために吸気温センサ２２や圧力通路３７を位置変更すると、例えば各センサ２２，２３やスロットルボア２が本来の適切な位置からずれて配置されたり、或いはスロットル装置１が大型化したりする等、種々の弊害が生じてしまう。

このようなギヤ列８への干渉防止という新たな課題を鑑みて、本発明者はスロットル軸３に連結される被動ギヤ１８に着目した。上記のようなギヤ列８での減速を伴う回転伝達により、スロットル弁４が全開と全閉との間で開閉したときの各ギヤ１６～１８の回転角度には、駆動ギヤ１６＞中間ギヤ１７＞被動ギヤ１８の関係が成立する。他のギヤ１６，１７の回転角度が360°以上であるのに対し、被動ギヤ１８の回転角度は、バタフライ式のスロットル弁４に要求される開閉角度に相当する90°未満にとどまる。

従って、被動ギヤ１８上にスロットル軸３を中心とした90°より若干広い領域に亘って逃げ部を形成し、逃げ部を貫通して吸気温センサ２２や圧力通路３７を配設すれば、被動ギヤ１８の回動を許容した上で、被動ギヤ１８と吸気温センサ２２及び圧力通路３７との干渉を防止可能となる。このような逃げ部を利用した干渉防止は、360°以上の回転角度を有する他のギヤ１６，１７では不可能である。そして、被動ギヤ１８に形成した逃げ部を貫通して吸気温センサ２２や圧力通路３７を配設するには、右方視において、即ち本発明の「スロットル軸に沿った方向」から見た場合に、各センサ２２，２３を被動ギヤ１８と重なる位置に配設することが望ましいが、このような配置は、スロットル開度センサ２１の周辺に各センサ２２，２３が配設されることを意味するため、デッドスペースの有効利用の点からも好都合である

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を設けると共に、吸気温センサ２２や圧力通路３７との干渉防止のための逃げ部を被動ギヤ１８に形成している。逃げ部として、第１実施形態では貫通溝４１，４２を形成し、第２実施形態では切欠き５１を形成しており、各実施形態の説明に先立って構成が共通する部分を述べる。

《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により基板２６、各センサ２１～２３及び端子２７，２８がギヤカバー７に埋設されている。なお、図２，３では、ギヤカバー７から基板２６及び端子２７，２８を分離して示しているが、実際には射出成型時にギヤカバー７に埋設されており、あくまでも理解を容易にするために示したものである。

基板２６は略四角状をなし、前部には計４本の端子２７の一端が接続されて前方に延設されている。各端子２７の他端は、モータ９から延設された２本の端子２８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２９内に配設されてコネクタ３０を構成する。基板２６の左側面には、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が配設され、各センサ２１～２３は、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端子２７と電気的に接続されている。

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３０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。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、端子２７，２８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及び端子２７，２８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。

《スロットル開度センサ２１》
図５，６に示すように、スロットル開度センサ２１は、ギヤカバー７に埋設されたセンサ本体３１と、被動ギヤ１８に設けられた磁界生成部３２とからなり、それぞれスロットル軸線Ｃth上に配設されている。センサ本体３１は、上下一対のステータ３１ａの間に６個のホールＩＣ３１ｂを整列配置してなり、各ホールＩＣ３１ｂの端子３１ｃが基板２６に接続されている。磁界生成部３２は、被動ギヤ１８の右側面に環状をなして一体形成されてセンサ本体３１を包囲し、周方向に等間隔で複数のマグネット３２ａ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３２ａにより生成された磁界中でホールＩＣ３１ｂに電流が流され、スロットル軸３と共に磁界生成部３２が回動すると、回動角度に応じてホールＩＣ３１ｂ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。

《吸気温センサ２２》
図５，７に示すように、吸気温センサ２２の一対の端子３３ａは基板２６に接続されて左方に延設され、その先端にセンサ本体３３が支持されている。ギヤカバー７の内側面には、射出成型の際に左方に延びる細長い棒状をなす封止体３４が一体形成され、この封止体３４にセンサ本体３３及び端子３３ａが埋設されて吸気温センサ２２を構成している。スロットルボディ５へのギヤカバー７の結合状態では、吸気温センサ２２はギヤ収容室６を貫通してスロットルボディ５に形成された貫通孔３５内に挿入され、先端がスロットルボア２内のスロットル弁４よりも前側位置に突出している。このため、封止体３４の先端に埋設されているセンサ本体３３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。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５，８に示すように、吸気圧センサ２３のセンサ本体３６はギヤカバー７に埋設され、その端子３６ａが基板２６に接続されている。ギヤカバー７の内側面には、射出成型の際に左方に延びる細長いパイプ状の圧力通路３７が一体形成され、その基端はギヤカバー７内に形成された圧力室３８を介して吸気圧センサ２３と連通し、圧力通路３７の先端は開放されている。スロットルボディ５へのギヤカバー７の結合状態では、圧力通路３７はギヤ収容室６を貫通してスロットルボディ５に形成された貫通孔３９内に挿入され、先端がスロットルボア２内のスロットル弁４よりも後側位置に開口している。結果として吸気圧センサ２３のセンサ本体３６は、圧力室３８及び圧力通路３７を介してスロットルボア２内と連通し、内部を流通する吸気の圧力がセンサ本体３６に作用する。

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。

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。
以上が第１及び第２実施形態の構成が共通する部分であり、次いで、第１実施形態の特徴部分を説明する。

《第１実施形態》
図２，５，９に示すように、本実施形態の被動ギヤ１８はスロットル軸線Ｃthを中心とした円形状をなし、その外周には、中間ギヤ１７の小径部１７ｂと噛合する90°より若干広い領域だけに歯が形成されている。このため、上記のようにギヤカバー７上に配設された吸気温センサ２２及び吸気圧センサ２３は、右方視において被動ギヤ１８と重なることになり、吸気温センサ２２と吸気圧センサ２３の圧力通路３７とがギヤ収容室６を貫通する際に被動ギヤ１８と干渉する。そこで、干渉防止のために被動ギヤ１８には、吸気温センサ２２が挿通される第１貫通溝４１、及び圧力通路３７が挿通される第２貫通溝４２が形成されている。

端的に表現すると、各貫通溝４１，４２は、被動ギヤ１８の回動に伴って吸気温センサ２２及び圧力通路３７が相対的に移動する経路に沿って形成されている。詳しくは、スロットル軸線Ｃthを中心として被動ギヤ１８は、図５に示すスロットル弁４の全閉時には時計回りに回動して一方のストローク端に達し、図９に示すスロットル弁４の全開時には反時計回りに回動して他方のストローク端に達する。被動ギヤ１８が双方のストローク端の間で回動したときに、吸気温センサ２２及び圧力通路３７は被動ギヤ１８上で円弧状の軌跡を辿って相対的に移動し、それぞれの移動経路に沿って、吸気温センサ２２や圧力通路３７の外径よりも若干大きな幅で第１及び第２貫通溝４１，４２が形成されている。

結果として各貫通溝４１，４２は、それぞれスロットル軸線Ｃthを中心とした90°程度の長さを有する円弧状をなし、その内周面と吸気温センサ２２や圧力通路３７との間には、被動ギヤ１８の回動角度に関わらず常に僅かな隙間が形成されている。従って、モータ９の駆動によるスロットル弁４の開閉時において、被動ギヤ１８は吸気温センサ２２及び圧力通路３７と干渉することなく回動し、何ら問題なく回転伝達の役割を果たす。

図５に示すように、被動ギヤ１８は円形状をなし、その中心にはスロットル開度センサ２１の磁界生成部３２が形成されている。このため、被動ギヤ１８上において第１及び第２貫通溝４１，４２を形成可能な領域は、磁界生成部３２を取り囲む環状の領域に限られる。各貫通溝４１，４２を円弧状とすることにより、被動ギヤ１８上の限られた領域を有効に利用して吸気温センサ２２や圧力通路３７との干渉を確実に防止することができる。

なお本実施形態では、吸気温センサ２２及び圧力通路３７が同一径で且つスロットル軸線Ｃthから等しい距離に配設されているため、第１及び第２貫通溝４１，４２の幅及び曲率半径は同一に設定されているが、これに限るものではない。吸気温センサ２２及び圧力通路３７の外径やスロットル軸線Ｃthからの距離が異なる場合には、それに応じた幅及び曲率半径で個別に第１及び第２貫通溝４１，４２の形状を設定してもよい。また、上記のように円弧状の第１及び第２貫通溝４１，４２は合理的な形状であるものの、必ずしもこれに限るものではなく、円弧状以外の形状としてもよい。

以上のような貫通溝４１，４２による干渉防止は、被動ギヤ１８の存在に制限されることなく、図５に示す右方視における吸気温センサ２２及び圧力通路３７の位置を任意に決定できることを意味する。圧力通路３７の位置に応じて吸気圧センサ２３の位置も定まるため、換言すると、被動ギヤ１８の存在に制限されることなく、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の位置を決定できることになる。このため、図５に基づき述べたように、スロットル開度センサ２１の周辺の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をギヤカバー７上の適切な位置に配設できる。これによりギヤカバー７の厚みをほとんど増大させることなく、スロットル開度センサ２１を含めた３種のセンサがギヤカバー７に集約されている。

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、干渉防止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、吸気温センサ２２や圧力通路３７の位置変更はスロットルボア２の配置にも影響するが、適切な位置からの変更が不要になることでスロットルボア２についてもスロットル装置１上の本来の適切な位置に保つことができる。また、上記した貫通溝４１，４２による干渉防止は、吸気温センサ２２及び吸気圧センサ２３を適切な位置に配設した上で、それらの部材２２，２３の位置に制限されることなく被動ギヤ１８を配置できることにもつながり、結果としてギヤ列８の構成、例えばギヤの数や配置等をより自由に設定することができる。これらの要因により、スロットル装置１全体の設計の自由度が向上するという効果も得られる。

一方、図５に示すように、本実施形態ではギヤ列８による所期の減速比を達成するために、駆動ギヤ１６と被動ギヤ１８との間に中間ギヤ１７を設けているため、右方視において中間ギヤ１７の大径部１７ａが被動ギヤ１８と部分的に重なる位置関係となっている。そして、この重なった領域を避けた位置に、吸気温センサ２２及び圧力通路３７を配設している。このような配置により、中間ギヤ１７に妨げられることなくギヤ収容室６に吸気温センサ２２及び圧力通路３７を貫通させた上で、各貫通溝４１，４２の形成により被動ギヤ１８との干渉防止の効果を達成することができる。

また、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、そのためには、スロットルボア２内のスロットル弁４よりも上流側に吸気温センサ２２の先端を突出させる必要がある。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、そのためには、スロットルボア２内のスロットル弁４よりも下流側に圧力通路３７を開口させる必要がある。

本実施形態では、これらの位置的な要求に倣って、スロットル弁４よりも上流側に吸気温センサ２２を配設し、スロットル弁４よりも下流側に吸気圧センサ２３及び圧力通路３７を配設している。このような配置により、吸気温センサ２２及び圧力通路３７はギヤカバー７から左方に延びる単純な直線状をなし、これらの部材２２，３７が挿通されるスロットルボディ５の貫通孔３５，３９についても直線形状で何ら問題なく機能する。結果として、ギヤカバー７及びスロットルボディ５の構造を簡素化できるという別の効果も実現できる。

また本実施形態では、ギヤカバー７に圧力通路３７を一体形成している。圧力通路３７を介してギヤカバー７側の吸気圧センサ２３とスロットルボディ５側のスロットルボア２とを連通させるには、例えば、スロットルボディ５から一体的に圧力通路３７を右方に延設して吸気圧センサ２３に接続することも可能ではあるが、接続箇所をＯリング等で気密保持する必要が生じる。ギヤカバー７への一体形成により、圧力通路３７の先端をスロットルボア２内に開口させるだけで通路として機能するため、この点もスロットル装置１の構造の簡素化に貢献する。

《第２実施形態》
第１実施形態との相違点は、第１及び第２貫通溝４１，４２に代えて被動ギヤ１８に切欠き５１を形成した点にあるため、相違点を重点的に述べる。
図１０～１２に示すように、本実施形態の被動ギヤ１８は、スロットル軸線Ｃthを中心とした円形状の外周の内、歯が形成されていない領域が切り欠かれることにより切欠き５１が形成されている。切欠き５１は、被動ギヤ１８の回動に伴って吸気温センサ２２及び圧力通路３７が相対的に移動する経路を含む形状、より詳しくはスロットル軸線Ｃthを中心とした180°以上の扇状をなし、この切欠き５１内に吸気温センサ２２及び圧力通路３７が配設されている。

これにより切欠き５１と吸気温センサ２２や圧力通路３７との間には、被動ギヤ１８の回動角度に関わらず常に僅かな隙間が形成されている。従って、モータ９の駆動によるスロットル弁４の開閉時において、被動ギヤ１８は吸気温センサ２２及び圧力通路３７と干渉することなく回動し、何ら問題なく回転伝達の役割を果たす。

なお、切欠き５１の形状は上記のような扇状に限るものではなく、干渉防止が可能であれば任意に変更可能である。
重複する説明はしないが、本実施形態によれば、第１実施形態で述べた全ての作用効果を達成できる。例えば切欠き５１を扇状とすることにより、第１実施形態の円弧状の貫通溝４１，４２と同様に、被動ギヤ１８上の限られた領域を有効に利用して干渉防止を達成できる。

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、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３種のセンサを備えたが、エンジン制御からの要請等に応じて、例えばスロットル開度センサ２１を省略してもよい。また、必ずしもギヤ収容室６を貫通して吸気温センサ２２及び圧力通路３７をそれぞれ配設する必要はないし、それぞれに対する逃げ部４１，４２，５１を被動ギヤ１８に形成する必要もない。例えば吸気温センサ２２及び圧力通路３７の何れか一方は、ギヤ収容室６を貫通させることなく、ギヤ収容室６を迂回した経路を辿ってギヤカバー７からスロットルボディ５を経てスロットルボア２に達するように配設してもよい。この場合には、何れか一方との干渉防止のための逃げ部４１，４２，５１が不要となる。

また上記実施形態では、駆動ギヤ１６、中間ギヤ１７及び被動ギヤ１８からなるギヤ列８を設けたが、ギヤ列８の構成はこれに限るものではなく、ギヤの数や配置等を変更してもよい。

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
７ギヤカバー
８ギヤ列
９モータ
９ａ出力軸
１６駆動ギヤ
１７中間ギヤ
１７ａ大径部
１７ｂ小径部
１８被動ギヤ
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圧力通路
３９貫通孔
４１第１貫通溝（逃げ部）
４２第２貫通溝（逃げ部）

Claims

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ギヤ収容室を画成するギヤカバーと、
前記ギヤ収容室内に収容され、少なくとも前記スロットル軸に固定された被動ギヤ、及び前記被動ギヤに回転を伝達する駆動ギヤからなるギヤ列と、
前記スロットルボディに取り付けられ、前記ギヤ収容室内に突出した出力軸に前記駆動ギヤが固定され、前記ギヤ列を介して前記スロットル弁を開閉し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、
前記ギヤカバーに設けられ、先端を前記スロットルボディのスロットルボア内に突出させて、前記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、
前記ギヤカバーに設けられ、圧力通路を介して前記スロットルボディのスロットルボア内と連通して、前記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、
前記吸気温センサ及び前記圧力通路の少なくとも何れか一方は、前記スロットル軸に沿った方向から見て前記被動ギヤと重なる位置に配設されて、前記ギヤ収容室を貫通して前記スロットルボアへと延設され、
前記被動ギヤには、前記被動ギヤの回動に伴って前記吸気温センサ及び前記圧力通路の少なくとも何れか一方が相対的に移動する経路に沿って円弧状の貫通溝が形成され、
前記吸気温センサ及び前記圧力通路の少なくとも何れか一方は、前記貫通溝内に挿通されて前記被動ギヤとの干渉を防止されている
ことを特徴とするエンジンのスロットル装置。
前記駆動ギヤと前記被動ギヤとの間には、前記駆動ギヤと噛合する大径部及び前記被動ギヤと噛合する小径部からなる中間ギヤが設けられ、
前記吸気温センサ及び前記圧力通路の少なくとも何れか一方は、前記スロットル軸に沿った方向から見て前記中間ギヤの大径部が前記被動ギヤと重なる領域を避けた位置に配設されている
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。
前記圧力通路は、前記ギヤカバーに一体形成されてパイプ状をなし、前記ギヤ収容室を貫通して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開口させている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンのスロットル装置。
前記吸気温センサ及び前記圧力通路は、それぞれ前記スロットル軸に沿った方向から見て前記被動ギヤと重なる位置に配設されて前記ギヤ収容室を貫通し、
前記被動ギヤには、前記吸気温センサ及び前記圧力通路との干渉をそれぞれ防止する前記貫通溝が形成されている
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。
前記吸気温センサは、前記スロットルボア内の前記スロットル弁よりも吸気流通方向の上流側に配設され、
前記吸気圧センサ及び前記圧力通路は、前記スロットルボア内の前記スロットル弁よりも吸気流通方向の下流側に配設されている
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。
前記ギヤカバーは、前記スロットル軸の軸線上の位置にスロットル開度を検出するスロットル開度センサが設けられ、
前記吸気温センサ及び前記吸気圧センサは、前記ギヤカバー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５の何れか１項に記載のエンジンのスロットル装置。
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６の何れか１項に記載のエンジンのスロットル装置。