JPH06609Y2 - 内燃機関用吸気筒装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は内燃機関への燃焼空気が吸気される際に通過す
る吸気路と、該吸気路内で開閉して吸気量を調整する絞
り弁を有する吸気筒装置の改良に関する。

特に本考案は、絞り弁の開閉に要する操作力が操作スト
ローク中滑らかに変化するようにするものである。

（従来の技術） 内燃機関用吸気筒装置には、絞り弁の開度が比較的小さ
い範囲内では開度の微調整が容易であり、絞り弁の開度
が比較的大きくなると同一操作量で大きく開度が変化す
るような手段が講じられることがある。この為の手段の
一例には、アクセルケーブルを直接絞り弁の開閉の為の
部材に接続するのではなく、一旦中継部材に接続し、こ
の中継部材の回動をカムとカムフォロワー等を利用して
絞り弁の開閉に伝達する型式がある。このカム形状を工
夫することにより、操作量と絞り弁開度との間の関係を
最適に設定することができ、前記した非線形特性（操作
量と開度との間に比例関係が成立しない関係）を実現す
る。この型式の吸気筒装置は例えば特公昭６１−５３５
３６号公報などに開示されている。

ところでかかる型式の吸気筒装置は、主として開度調整
のための操作量を最適にすることを配慮したものであっ
て、その操作に要する力については必ずしも使い易く配
慮されていない。

本出願人は実願昭６３−９２１１号添附の明細書ないし
図面において（但し本願の出願時点ではなお未公開であ
る）、前記型式の吸気筒装置における絞り弁の開度と操
作に要する力との関係を紹介した。第４図の点線は従来
の吸気筒装置によるときの絞り弁の開度と操作に要する
力との関係を示しており、これで明らかなように、操作
力は絞り弁の開度の中間位置で急激に変化し、アクセル
操作に一種の違和感をもたらす。

（考案が解決しようとする課題） そこ本考案では、絞り弁の開度に対して操作力が滑かに
変化し、アクセル操作に違和感を生じさせない吸気筒装
置を実現しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本考案では上記課題を実現するために、以下２つの出力
を提供する。

第１の手段に関わる吸気筒装置は、 吸気路を有し、その吸気路を通って内燃機関へ吸気が流
れる。該吸気路内には絞り弁が設けられ、絞り弁軸を中
心に開閉することによって吸気量が調整される。この吸
気筒装置には中継レバーが設けられ、該中継レバーはア
クセルケーブルに引っぱられて中継軸を中心に回動す
る。この中継レバーにはカムが形成されている。さらに
前記絞り弁軸を中心に回動可能に絞り弁開閉レバーが設
けられている。この絞り弁開閉レバーは前記中心軸のカ
ムと係合するローラを有し、該中継レバーは前記絞り弁
軸を中心に、該中継レバーの回動に所定の関係で連動し
て回動する。この絞り弁開閉レバーないし絞り弁軸の回
動によって、絞り弁が開閉される。

前記絞り弁開閉レバーには引張ばねの一端が固定され
（以下この点を作用点という）、引張ばねの他端は吸気
筒装置の不動部分の固定されている（以下この点を支点
という）。この引張ばねは前記絞り弁を常時閉じる方向
へ付勢している。

ここで前記支点及び作用点の各位置は、前記絞り弁軸か
ら、前記支点と作用点を結ぶ線までの距離が、絞り弁が
開くにつれて徐々に減少する位置に設定されている。

さらに前記中継レバーのカムと前記絞り弁開閉レバーの
ローラとの接合点は、絞り弁が開くにつれて、絞り弁軸
と中継軸とを結ぶ線に接近するとともに、カム面の外方
に移動する位置関係に設定されている。

第２の手段に関わる吸気筒装置は、第１の手段とほぼ同
様に、吸気路を有し、その吸気路を通って内燃機関へ吸
気が流れる。該吸気路内には絞り弁が設けられ、絞り弁
軸を中心に開閉することによって吸気量が調整される。
この吸気筒装置には中継レバーが設けられ、該中継レバ
ーはアクセルケーブルに引張られて中継軸を中心に回動
する。この中継レバーにはカムが形成されている。さら
に前記絞り弁軸を中心に回動可能に絞り弁開閉レバーが
設けられている。この絞り弁開閉レバーは前記中継レバ
ーのカムと係合するローラを有し、該中継レバーの回動
に所定の関係で連動して回動する。この絞り弁開閉レバ
ーないし絞り弁軸の回動によって、絞り弁が開閉され
る。

前記中継レバーには引張ばねの一端が固定され（以下こ
の点を作用点という）、引張ばねの他端は吸気筒装置の
不動部分に固定されている（以下この点を支点とい
う）。この引張ばねは前記絞り弁を常時閉じる方向へ付
勢している。

ここで前記支点及び作用点の各位置は、前記中継軸か
ら、前記支点と作用点を結ぶ線までの距離が、絞り弁が
開くにつれて徐々に減少する位置に設定されている。

さらに前記中継レバーのカムと前記絞り弁開閉レバーの
ローラとの接合点は、絞り弁が開くにつれて、絞り弁軸
と中継軸とを結ぶ線に接近するとともに、カム面の外方
に移動する位置関係に設定されている。

（作用） 前記第１、第２の手段によると、アクセル操作によって
アクセルケーブルが引張られることにより、中継レバー
が中継軸を中心として回動し、この回動に連動して絞り
弁開閉レバーが絞り弁軸を中心に回動する。絞り弁軸が
回動する結果、絞り弁は回動し、吸気路を開閉する。こ
こで中継レバーと絞り弁開閉レバーカムとローラの係合
関係によって、アクセル操作量と絞り弁の開度との関係
は任意に設定することができる。

ここで第１の手段による場合、絞り弁開閉レバーには引
張ばねが設定されていて、常時絞り弁が閉じる方向に付
勢されている。そこでアクセル操作に有する力は少なく
ともこのばね力に釣り合うものであることが必要とされ
る。ところでこの引張ばねの取付け位置は、絞り弁軸か
ら、引張ばねの作用点と支点を結ぶ線までの距離が、絞
り弁が開くにつれて減少する位置にあることから、絞り
弁開閉レバーに働く引張ばねの力による回転モーメント
は、絞り弁の開度が変化しても大きく変化しない。すな
わち絞り弁が開く程引張ばねによる力は大きくなるもの
の、回転中心から引張ばねまでの距離は減少し、結局回
転中心まわりの回転モーメントは力と距離の変化がそれ
ぞれ相殺されて大きく変化することがない。

さらに前記中継レバーの側にカムが設けられ、前記絞り
弁開閉レバーの側にローラが設けられ、カムとローラの
接合点は、絞り弁が開くにつれて、絞り弁軸と中継軸と
を結ぶ線に接近するとともに、カム面の外方に移動する
位置関係に設定されていることから、中継レバーと絞り
弁開閉レバーとの接合点に生じる力の方向が常時両者間
の相対移動を妨げない方向となり、これによっても絞り
弁の開閉に要する操作力の操作ストロークの途中で大き
く変化することが防止される。

これは第２の手段の場合もほぼ同様であって、この場合
には中継レバーの回転モーメントに関して、力と距離の
各変化が相殺されて回転モーメントには大きな変化が生
じることがない。また中継レバーのカムと絞り弁開閉レ
バーのローラとの接合点に生じる力の方向についても第
１の手段と同一の作用が得られ、結局絞り弁の開閉に要
する操作力が操作ストロークの途中で大きく変化するこ
とが防止される。

（効果） 本考案によると絞り弁の開閉操作ストローク中絞り弁を
開閉するのに必要な回転モーメントが滑らかに変化し、
かつ中継レバーと絞り弁開閉レバー間の相対移動がスム
ースに行なわれる。このため絞り弁の開閉操作に要する
力も滑らかに変化し、アクセル操作に違和感を生じさせ
ない。

（実施例） 以下図面を参照しつつ本考案の第１実施例について説明
する。

第１図は本考案に関わる吸気筒装置の平面図を示し、第
２図は第１図のII方向からの側面図を示している。

図中２は断面円形の吸気筒であり、これを矢印の方向に
吸気が流れる。吸気筒２には絞り弁軸１０が貫通してお
り、これに絞り弁８が固定されている。絞り弁８はほぼ
円板状であり、絞り弁軸を中心として回動することによ
り吸気路を開閉する。図中６はスロットルセンサであ
り、絞り弁軸１０の回動角度を電気信号に変換して出力
する。図中４はダッシュポットであり、絞り弁８が急激
に閉じて内燃機関は失速することを防止する。

図中２２は第１中継レバーであり、吸気筒２に固定され
た中継軸２４に回動可能に取り付けられている。第１中
継レバー２２は、図示しないアクセルケーブルが取付け
られる円弧状のアクセルケーブル連結部２２ａ、第１ア
ーム２２ｂ、第２アーム２２ｃ、第２アーム２２ｃから
延びる係合部２２ｄ等を有する一体物である。第１アー
ム２２ｂには引張ばね２８（以下第１引張ばねともい
う）が取付けられ（以下この取付点２６を作用点とい
う）、引張ばね２８の他端は吸気筒２に固定されている
ブラケット３２に取付けられている（以下この点３０を
支点という）。このばね２８は第２図上第１中継レバー
２２を常時反時計回転方向に付勢している。後述のよう
に第１中継レバー２２が反時計方向へ回転すると絞り弁
８は閉じる方向へ回動する。吸気筒２はブラケットを介
してストッパ４２がナット４４によって固定されてい
る。アクセルケーブルが引張られない場合には、第１中
継レバー２２はその係合部２２ｄがストッパ４２に当接
して、第２図反時計方向へのそれ以上の回転が規制され
ている。なお、後述のように、このとき絞り弁８は吸気
路を完全に閉じるように調整されている。これはナット
４４の締付けによって調整される。第２図はこの状態を
示し、以下この状態を全閉状態という。

中継軸２４には第１中継レバー２２とは別に、第２中継
レバー１８が回動可能に取付けられている。第２中継レ
バー１８はオートスピード連結部１８ａ、カム板部１８
ｂ、係合部１８ｃ等を有する一体物である。カム板部１
８ｂは中央部が切り欠かれてカム面１８ｄが形成されて
いる。中継軸２４にはコイルばね３４（以下第２ばねと
もいう）が取付けられ、その一方の端は吸気筒２に固定
され（以下この点３４ａを支点という）、他方の端は第
２中継レバー１８にかけられている（以下この点３４ｂ
を作用点という）。第２ばね３４は第２中継レバー１８
を第２図上反時計方向に常時付勢している。

第１中継レバー２２の第２アーム２２ｃと第２中継レバ
ー１８の係合部１８ｃは通常当接し合っている。すなわ
ち、第２図上、第１中継レバー２２の第２アーム２２ｃ
は第２中継レバー１８の係合部１８ｃの上方に位置し、
かつ第２中継レバー１８が第２ばね３４によって常時反
時計方向に付勢されている為に、通常第２アーム２２ｃ
と係合部１８ｃは当接し合うことになる。このため、第
１中継レバー２２がアクセルケーブルに引かれて第２図
上時計方向に回転されると、第２中継レバー１８も第２
アーム２２ｃと係合部１８ｃの当接構造によって時計方
向に回転する。そしてアクセルケーブルが緩められる
と、第１中継レバー２２は第１引張ばね２８によって、
第２中継レバー１８は第２ばね３４によって反時計方向
に回転する。

但し、第２中継レバー１８に直接時計方向への回転力が
加えられると、第２中継レバー１８のみが回動し、第１
中継レバー２２は回動しない。これは第２アーム２２ｃ
が係合部１８ｃの反時計回転方向側にあるためである。

第２中継レバー１８のオートスピード連結部１８ａには
図示しないオートスピード調整機構からの図示しないケ
ーブルが取付けられ、オートスピード調整機構の作動に
よって第２中継レバー１８は時計方向に回転させる。こ
の場合、上記したように第１中継レバー２２は回動せ
ず、オートスピード調整機構の作動はアクセルケーブル
に伝えられることはない。このためオートスピード調整
機構が作動しても、アクセルケーブル、アクセルペダル
等に影響を与えず、運転者に違和感を感じさせない。

第２中継レバー１８のカム板部１８ｂには第２図に明瞭
に示されるように、カム面１８ｄが形成されている。こ
れに後述のローラー１２ｆが係合する。

前記絞り弁軸１０には絞り弁開閉レバー１２が相対回転
不能にナット１４によって固着されている。絞り弁開閉
レバー１２はケーブル引き部１２ａ、第１アーム１２
ｂ、第２アーム１２ｃ、第３アーム１２ｄ、第４アーム
１２ｅ、第４アーム１２ｅに回転可能に取付けられたロ
ーラー１２ｆを有する。

ローラ１２ｆは第４アーム１２ｅにナット２０によって
回転可能に取付けられており、前記第２中継レバー１８
のカム面１８ｄに係合している。第２中継レバー１８が
第２図上時計方向に回転すると、ローラー１２ｆは絞り
弁軸１０を中心として同じく時計方向に回転し、この結
果絞り弁開閉レバー１２、それに取付けられている絞り
弁軸１０、絞り弁８のそれぞれが時計方向に回転し、吸
気路が開けられる。

絞り弁開閉レバー１２には引張ばね３６（以下第３引張
ばね３６ともいう）が取付けられている。引張ばね３６
の一端は絞り弁開閉レバー１２の第２アーム１２ｃに取
付けられ（以下この取付点１６を作用点という）、他端
は吸気筒２に固定されたブラケット４０（第２図参照）
に取付けられている（以下この取付点３８を支点とい
う）。第２図に示されるように、絞り弁開閉レバー１２
は常時第３引張ばね３６によって反時計方向（絞り弁の
閉方向）に付勢されている。

上記構造の吸気筒装置において、アクセルケーブルが引
張られていない状態では、第１中継レバー２２は第１引
張ばね２８で反時計方向に回転し、係合部２２ｄがスト
ッパ４２に当接し、第２中継レバー１８は第２ばね３４
で反時計方向に回転し、係合部１８ｃが第２アーム２２
ｃに当接し、絞り弁開閉レバー１２は第３引張ばね３６
で反時計方向に回転し、ローラー１２ｆがカム面１８ｄ
に当接し、この状態で絞り弁８は全閉状態となる。第２
図はこの状態を示す。アクセルケーブルは引張られる
と、第１図中継レバー２２が時計方向に回転し、第２ア
ーム２２ｃによって係合部１８ｃが押されることにより
第２中継レバー１８も時計方向に回転し、カム面１８ｄ
とローラー１２ｆの係合により、絞り弁開閉レバー１２
も時計方向へ回転して絞り弁８が開けられる。

第３図は説明の為に第１中継レバー２２とナット２０を
外した状態の拡大図であり、中継軸２４、絞り弁軸１
０、カム面１８ｄ、ローラ１２ｆの相対的位置関係が明
瞭に示されている。ここで実線が絞り弁８の全閉状態、
２点鎖線は全開状態のローラー１２ｆ、カム面１８ｄに
回転位置を示している。ここで明らかなように、ローラ
ー１２ｆとカム面１８ｄの接触点におけるカム面１８ｄ
の垂線Ａ，Ｂ等はローラの移動軌跡Ｃよりも常時外方を
向いており、絞り弁８を開く操作ストローク中ローラー
１２ｆはカム面１８ｄをスムースに相対的に外方へ転動
できるようになっている。このため、操作に有する力は
全体として軽く、しかも途中で急激な変化が起きない。
また、ローラ１２ｆとカム面１８ｄの接触点は全ストロ
ーク中常時中継軸２４と絞り弁軸１０を結ぶ線Ｄの一方
の側にあり、これを横切ることがない。このこともまた
カムとローラー間のスムースな転動を許容している。

なおローラ１２ｆとカム面１８ｄの接触点は全閉状態で
中継軸２４と絞り弁軸１０を結ぶ線Ｄから最も遠く、絞
り弁８が閉じるにつれて線Ｄに接近し、全開状態におい
て線Ｄに最も近付くような位置関係に設定されている。

第６図ないし第９図は、第１０図に示される非線形特性
を実現するためのカム形状とローラの移動軌跡の関係を
示した図である。なおカム形状は全閉位置における回転
状態で示されている。

第６図は中継レバー側にローラ、絞り弁開閉レバー側に
カムを設け、かつ絞り弁が開くにつれてローラ（すなわ
ち中継レバーと絞り弁開閉レバーとの接合点）が線Ｄ
（中継軸と絞り弁軸とを結ぶ線）から遠ざかる条件下で
の関係を示している。

第７図は中継レバー側にローラ、絞り弁開閉レバー側に
カムを設け、かつ絞り弁が開くにつれてローラが線Ｄに
接近する条件下での関係を示している。

第８図は中継レバー側にカム、絞り弁開閉レバー側にロ
ーラを設け、かつ絞り弁が開くにつれてローラが線Ｄか
ら遠ざかる条件下での関係を示している。

第９図は中継レバー側にカム、絞り弁開閉レバー側にロ
ーラを設け、かつ絞り弁が開くにつれてローラが線Ｄに
接近する条件下での関係を示している。

この第７図と第９図に示されるように、絞り弁が開くに
つれてローラが線Ｄに接近する条件下でのカム形状は比
較的直線に近いのに対し、第６図と第８図に示されるよ
うに、絞り弁が開くにつれてローラが線Ｄから遠ざかる
条件下でのカム形状は大きく湾曲することが認められ
る。

カム形状が大きく屈曲する場合にはカムとローラ間の摩
擦力が全閉状態位置に復帰する側に働き絞り弁を開くに
要する操作力は大きくなり、かつその力が操作ストロー
ク中比較的大きく変動することとなる。一方カム形状が
比較的直線に近い場合にはカムとローラ間の相対移動が
スムースにおこなわれ絞り弁を開くに要する操作力比較
的小さく、かつその力が操作ストローク中あまり大きく
変動することはない。

第３図中１６は絞り弁８の全閉状態における第３引張ば
ね３６の作用点位置であり、１６Ａは全開状態でのそれ
である。図中Ｌは絞り弁軸１０から作用点１６と支点３
８を結ぶ線におろした垂線の足の長さを示し、Ｌ１は全
閉状態のそれ、Ｌ２は全開状態のそれを示している。同
図から明らかに垂線の足Ｌは全開状態でのＬ１から弁が
開くにつれて徐々に減少し、全開状態で最低値Ｌ２にな
るように設定されている。

第３ばね３６によって、絞り弁開閉レバー１２に働く回
転モーメントは第３ばね３６の力に垂線の足Ｌを乗じた
値であるところ、同図からも明らかなように絞り弁８が
開くにつれてばね３６の力は増加する一方、垂線の足Ｌ
の値の減少し、結局回転モーメントは絞り弁が開いても
大きく変化しないようにされている。

第４図は本実施例による場合の絞り弁開度とその開度に
要する操作力の関係を示したものであり、従来に見られ
た急激な変化が認められないことが理解される。

第５図はカム面とローラーとの接触点が絞り弁軸と中継
軸を結んだ線を越えて移動せず、しかも、絞り弁が開く
につれて前記仮想線に近づくという条件化で設定可能な
中継レバーの開度と絞り弁の開度との関係を示した図で
あり、図中斜線で示す領域が設定可能な領域を示してい
る。

このように絞り弁の開度が小さいうちは中継レバーを大
きく動かさないと開度が所定の値だけ変化せず（これは
絞り弁の開度の微調整が容易なことを意味する）、絞り
弁の開度が大きくなると僅かな中継レバーの回動で、絞
り弁が大きく変化する非線型特性が実現できることを意
味している。

本実施例によると、このような関係を満足させるための
カム面の面率を従来のそれに比して直線に近づけること
ができ、これによりカム板の面積は小さくできる。

本実施例では、第３ばねについて回転モーメントが大き
く変化しないようにしている他、第２図で示されるよう
に第１ばねについても第１中継レバーに生じる回転モー
メントが大きく変化しないようにしている。これは中継
軸２４から第１ばね２８の作用点２６と支点３０を結ぶ
線におろした垂線の足が全閉状態で最大で、以後徐々に
減る関係にセットされているためである。

このようにして本考実施例では非線型特性を実現し、な
おかつ操作力をなだらかに変化させることに成功してい
る。

なお、オートスピード調整機構からのケーブル操作はカ
ムとローラーとの機械的連携関係を経たのち絞り弁の開
度に変換される。このため、絞り弁開度の小さい範囲で
はオートスピード調整機構によって絞り弁の開度は微調
整されることになる。また第１中継レバーと第２中継レ
バーに分けられていること等によってオートスピード調
整機構が作動してもアクセルペダル等に伝搬しないよう
になっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係わる吸気筒装置の平面
図、第２図はその側面図、第３図は側面の一部拡大図、
第４図は開度と操作力の関係を示す図、第５図は中継レ
バーの回動角と絞り弁の開度との関係を示す図、第６図
から第９図はローラの移動軌跡とカムの形状との関係を
示し、第１０図は第６図から第９図に示されるローラの
移動軌跡とカムの形状との関係によって実現される中継
レバーの回動角と絞り弁の開度との関係を示す図であ
る。 ２…吸気筒 ４…ダッシュポット ６…スロットルセンサ ８…絞り弁 10…絞り弁軸 12…絞り弁開閉レバー 12a…ケーブル引き部 12b…第１アーム 12c…第２アーム 12d…第３アーム 12e…第４アーム 12f…ローラー 14…ナット 16…作用点 18…第２図中継レバー 18a…オートスピード連結部 18b…カム板部 18c…係合部 18d…カム面 20…ナット 22…第１中継レバー 22a…アクセスケーブル連結部 22b…第１アーム 22…第２アーム 22d…係合部 24…中継軸 26…作用点 28…第１引張ばね 30…支点 32…ブラケット 34…第２ばね 34a…支点 34b…作用点 36…第３引張ばね 38…支点 40…ブラケット 42…ストッパ 44…ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 香野 康秋 愛知県大府市共和町１丁目１番地の１ 愛 三工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−159940（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−81244（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関への吸気が流れる吸気路と、 該吸気路内で絞り弁軸を中心に開閉して吸気量を調整す
   る絞り弁と、 アクセルケーブルの引張りによって中継軸を中心に回動
   する中継レバーと、 該中継レバーに形成されたカムと、 該中継レバーの該カムと係合するローラを有し、該中継
   レバーの回動に所定の関係で連動して前記絞り弁軸を中
   心に回動して前記絞り弁を開閉させる絞り弁開閉レバー
   と、 一端（支点）が吸気筒装置の不動部分に固定され、他端
   （作用点）が前記絞り弁開閉レバーに固定されて、前記
   絞り弁を常時閉じる方向へ付勢する引張ばねとを有し、 前記支点及び作用点の位置は、前記絞り弁軸から、前記
   支点と作用点を結ぶ線までの距離が、絞り弁が開くにつ
   れて徐々に減少する位置であり、かつ、前記中継レバー
   のカムと前記絞り弁開閉レバーのローラとの接合点が、
   絞り弁が開くにつれて、絞り弁軸と中継軸とを結ぶ線に
   接近するとともに、カム面の外方に移動する位置関係に
   あることを特徴とする内燃機関用吸気筒装置。
2. 【請求項２】内燃機関への吸気が流れる吸気路と、 該吸気路内で絞り弁軸を中心に開閉して吸気量を調整す
   る絞り弁と、 アクセルケーブルの引張りによって中継軸を中心に回動
   する中継レバーと、 該中継レバーに形成されたカムと、 該中継レバーの該カムと係合するローラを有し、該中継
   レバーの回動に所定の関係で連動して前記絞り弁軸を中
   心に回動して前記絞り弁を開閉させる絞り弁開閉レバー
   と、 一端（支点）が吸気筒装置の不動部分に固定され、他端
   （作用点）が前記中継レバーに固定されて、絞り弁が閉
   じる方向へ前記中継レバーを常時付勢する引張ばねとを
   有し、 前記支点及び作用点の位置は、前記中継軸から、前記支
   点と作用点を結ぶ線までの距離が、絞り弁が開くにつれ
   て徐々に減少する位置であり、かつ、前記中継レバーの
   カムと前記絞り弁開閉レバーのローラとの接合点が、絞
   り弁が開くにつれて、絞り弁軸と中継軸とを結ぶ線に接
   近するとともに、カム面の外方に移動する位置関係にあ
   ることを特徴とする内燃機関用吸気筒装置。