(57)【要約】【課題】電動モータの休止時もしくは作動不能時には，単一の制御ばねにより絞り弁を所定のデフォルト開度に安定的に保持し得るようする。【解決手段】絞り弁２の弁軸２ａに結合されて電動モータ３により駆動される第２アーム部材１１と，第２アーム部材１２とを互いに偏心した位置でスロットルボディ１に回転可能に取り付け，第１及び第２アーム部材１１，１２に，第１アーム部材１１から第２アーム部材１２に絞り弁２の閉じ方向に回転力を伝達し得る当接ピン１５及び被当接片１６を設けると共に，両アーム部材１１，１２を当接ピン１５及び被当接片１６の当接方向に回転付勢する制御ばね１７の両端部１７ａ，１７ｂを係止し，第２アーム部材１２が当接状態の被当接片部１６及び当接ピン１５を介して第２アーム部材１１をデフォルト開度位置Ｄに対応する位置まで回転したとき，第２アーム部材１２のそれ以上の回転を阻止するデフォルトストッパ２２をスロットルボディ１に設けた。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気ポートに連なる吸気道（１ａ）を有するスロットルボディ（１）に回転可能に軸支されて吸気道（１ａ）を開閉する絞り弁（３）の弁軸（２ａ）を，スロットルボディ（１）に取り付けられた電動モータ（３）により回転駆動するようにした，エンジンの絞り弁制御装置において，
前記電動モータ（３）により駆動されて前記弁軸（２ａ）を回転駆動する第１アーム部材（１１）と，第２アーム部材（１２）とを，互いに偏心した位置で前記スロットルボディ（１）に回転可能に取り付け，これら第１及び第２アーム部材（１１，１２）に，互いに離間可能に当接して第１アーム部材（１１）から第２アーム部材（１２）に絞り弁（２）の閉じ方向に回転力を伝達し得る当接部（１５）及び被当接部（１６）をそれぞれ設け，さらに第１及び第２アーム部材（１１，１２）には，両アーム部材（１１，１２）を当接部（１５）及び被当接部（１６）の当接方向に回転付勢する制御ばね（１７）の両端部（１７ａ，１７ｂ）を係止し，この制御ばね（１７）の付勢力により第２アーム部材（１２）が当接状態の被当接部（１６）及び当接部（１５）を介して第２アーム部材（１１）を，絞り弁（２）のアイドル開度より若干大きいデフォルト開度位置（Ｄ）に対応する位置まで回転したとき，第２アーム部材（１２）のそれ以上の回転を阻止するデフォルトストッパ（２２）をスロットルボディ（１）に設けたことを特徴とする，エンジンの絞り弁制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの絞り弁制御装置において，
第１アーム部材（１１）を，電動モータ（３）に連結される減速装置（４）中の最終ギヤ（９）と一体に形成すると共に，この第２アーム部材（１１）を絞り弁（２）の弁軸（２ａ）に固着したことを特徴とする，エンジンの絞り弁制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のエンジンの絞り弁制御装置において，
絞り弁（２）の弁軸（２ａ）に対する偏心位置で該弁軸（２ａ）を囲繞する支持軸（１３）をスロットルボディ（１）に形成し，この支持軸（１３）に第２アーム部材（１２）を回転自在に支承したことを特徴とする，エンジンの絞り弁制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のエンジンの絞り弁制御装置において，
前記当接部（１５）及び被当接部（１６）を，これらが第１及び第２アーム部材（１１，１２）の互いに偏心した回転中心（Ｃ１，Ｃ２）を結ぶ直線（Ｙ）の近傍で当接するようにしたことを特徴とする，エンジンの絞り弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，エンジンの吸気ポートに連なる吸気道を有するスロットルボディに回転可能に軸支されて吸気道を開閉する絞り弁の弁軸を，スロットルボディに取り付けられた電動モータにより回転駆動するようにした，エンジンの絞り弁制御装置に関し，特に，電動モータの休止時もしくは作動不能時には，絞り弁を，通常のアイドル開度より若干大きいデフォルト開度に保持し得るようにしたものゝ改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
かゝるエンジンの絞り弁制御装置は，下記特許文献１及び特許文献２に開示されているように既に知られている。
【特許文献１】米国特許第５，４９２，０９７号明細書
【特許文献２】特開２０００−１１０５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１記載のものでは，絞り弁をデフォルト開度に保持するために，スロットルボディ及び弁軸に，絞り弁のデフォルト開度で弁軸の半径方向に並ぶ固定ストッパ片及び可動ストッパ片をそれぞれ一体的に形成し，弁軸に装着される制御ばねの一対の挟みアームにより上記両ストッパ片を弾発的に挟持して，絞り弁をデフォルト開度に保持し得るようにしている。しかしながら，こうしたものでは，固定ストッパ片及び可動ストッパ片の，両挟みアームの挟み方向に沿う横幅寸法を完全に等しくすることは製作上，極めて困難であるため，現実には，絞り弁のデフォルト開度では，固定ストッパ片及び可動ストッパ片の何れか一方と両挟みアームとの間には間隙が生じ，それに起因して絞り弁がふらつき，デフォルト開度の安定保持が困難となる欠点がある。
【０００４】
また特許文献２記載のものでは，上記のような欠点はないものゝ，絞り弁のデフォルト開度の保持のために二本のばねと，それら間に介在するデフォルトレバーとを必要とするもので，部品点数が多い上，構造が複雑となり，コストの面で不利となる欠点がある。
【０００５】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，単一の制御ばねを使用して，電動モータの休止時もしくは作動不能時には，絞り弁を所定のデフォルト開度に安定的に保持し得るようにした，構造簡単で安価なエンジンの絞り弁制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために，本発明は，吸気道を有するスロットルボディに回転可能に軸支されて吸気道を開閉する絞り弁の弁軸を，スロットルボディに取り付けられた電動モータにより回転駆動するようにした，エンジンの絞り弁制御装置において，前記電動モータにより駆動されて前記弁軸を回転駆動する第１アーム部材と，第２アーム部材とを，互いに偏心した位置で前記スロットルボディに回転可能に取り付け，これら第１及び第２アーム部材に，互いに離間可能に当接して第１アーム部材から第２アーム部材に絞り弁の閉じ方向に回転力を伝達し得る当接部及び被当接部をそれぞれ設け，さらに第１及び第２アーム部材には，両アーム部材を当接部及び被当接部の当接方向に回転付勢する制御ばねの両端部を係止し，この制御ばねの付勢力により第２アーム部材が当接状態の被当接部及び当接部を介して第１アーム部材を，絞り弁のアイドル開度より若干大きいデフォルト開度位置に対応する位置まで回転したとき，第２アーム部材のそれ以上の回転を阻止するデフォルトストッパをスロットルボディに設けたことを第１の特徴とする。
【０００７】
尚，前記当接部及び被当接部は，後述する本発明の実施例中の当接ピン１５及び被当接片１６にそれぞれ対応する。
【０００８】
また本発明は，第１の特徴に加えて，第１アーム部材を，電動モータに連結される減速装置中の最終ギヤと一体に形成すると共に，この第１アーム部材を絞り弁の弁軸に固着したことを第２の特徴とする。
【０００９】
また本発明の第２の特徴によれば，第１アーム部材を減速装置中の最終ギヤと一体化したことで，エンジンの絞り弁制御装置の部品点数の削減，延いては構造の簡素化に寄与することができる。
【００１０】
さらに本発明は，第２の特徴に加えて，絞り弁の弁軸に対する偏心位置で該弁軸を囲繞する支持軸をスロットルボディに形成し，この支持軸に第２アーム部材を回転自在に支承したことを第３の特徴とする。
【００１１】
さらに本発明の第３の特徴によれば，第２アーム部材を弁軸の周囲に配置することができて，絞り弁制御装置のコンパクト化に寄与し得る。
【００１２】
さらにまた本発明は，第１〜第３の特徴の何れかに加えて，前記当接部及び被当接部を，これらが第１及び第２アーム部材の互いに偏心した回転中心を結ぶ直線の近傍で当接するようにしたことを第４の特徴とする。
【００１３】
さらにまた本発明の第４の特徴によれば，絞り弁が全閉位置とデフォルト開度位置との間を回転するとき，互いに当接する当接部及び被当接部の間の滑りを略最少にし，当接部及び被当接部の摩耗を極力防ぎ，絞り弁制御装置の耐久性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の特徴によれば，電動モータの休止時もしくは作動不能時には，単に１個の制御ばねによって，絞り弁を所定のデフォルト開度位置にガタ無く安定良く保持することができるので，絞り弁制御装置の部品点数の削減及び構造の簡素化を図りつゝ，その品質を高めることができる。
【００１５】
また本発明の第２の特徴によれば，第１アーム部材を減速装置中の最終ギヤと一体化したことで，エンジンの絞り弁制御装置の部品点数の削減，延いては構造の簡素化に寄与することができる。
【００１６】
さらに本発明の第３の特徴によれば，第２アーム部材を弁軸の周囲に配置することができて，絞り弁制御装置のコンパクト化に寄与し得る。
【００１７】
さらにまた本発明の第４の特徴によれば，絞り弁が全閉位置とデフォルト開度位置との間を回転するとき，互いに当接する当接部及び被当接部の間の滑りを略最少にし，当接部及び被当接部の摩耗を極力防ぎ，絞り弁制御装置の耐久性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。
【００１９】
図１は本発明の自動車用エンジンの絞り弁制御装置を，絞り弁のデフォルト開度状態で示す縦断正面図，図２は図１の２−２線拡大断面図，図３は絞り弁の全閉状態を示す，図２との対応図，図４は絞り弁の全開状態を示す，図２との対応図，図５は図２に対応した作用説明図である。
【００２０】
先ず，図１及び図２において，符号１は，自動車用エンジンのスロットルボディを示す。このスロットルボディ１は，その中心部を貫いてエンジンの吸気ポートに連なる吸気道１ａを有しており，この吸気道１ａを開閉してエンジンの吸気量を制御するバタフライ型の絞り弁２の弁軸２ａがスロットルボディ１にベアリング１０を介して回転自在に支承される。
【００２１】
弁軸２ａは，一端部をスロットルボディ１の外側方に突出しており，その一端部に，スロットルボディ１に取り付けられる電動モータ３の出力軸３ａが減速装置４を介して連結される。その減速装置４は，出力軸３ａに固設されるピニオンギヤ５と，スロットルボディ１に支持される中間軸６に回転自在に支承されて上記ピニオンギヤ５に噛合する中間大径ギヤ７と，この中間大径ギヤ７に同軸で結合される中間小径ギヤ８と，この中間小径ギヤ８に噛合する大径のセクタ状の最終ギヤ９とで構成されており，この最終ギヤ９は，弁軸２ａの一端部に固着される円板状の第１アーム部材１１の外周にセクタ状に一体に形成され，電動モータ３の出力軸３ａの回転を減速して絞り弁２に伝達し，それを全閉から全開に至る全開度域で開閉駆動するようになっている。
【００２２】
スロットルボディ１には，弁軸２ａに対して所定距離ｅ偏心した位置で前記ベアリング１０を囲繞する支持軸１３が形成され，この支持軸１３に円板状の第２アーム部材１２が回転自在に支承される。こゝで，第１アーム部材１１の回転中心（即ち弁軸２ａの回転中心）に符号Ｃ１を付し，第２アーム部材１２の回転中心（即ち支持軸１３の中心）に符号Ｃ２を付し，これら回転中心Ｃ１，Ｃ２相互の偏心距離がｅである。また上記両回転中心Ｃ１，Ｃ２間を結ぶ直線に符号Ｙを付す。
【００２３】
第１及び第２アーム部材１１，１２の対向面には，絞り弁２がアイドル開度より若干大きいデフォルト開度位置Ｄを占めるとき，上記直線Ｙの近傍に互いに離間可能に当接する当接ピン１５及び被当接片１６が一体に突設され，第１アーム部材１１が絞り弁２の閉じ方向に回転するとき，当接ピン１５が被当接片１６に当接して第２アーム部材１２を同方向に回転し得るようになっている。
【００２４】
絞り弁２の全閉位置Ａ及び全開位置Ｂは，セクタ状の最終ギヤ９の一端面９ａ及び他端面９ｂが，スロットルボディ１に固設された全閉ストッパ２４及び全開ストッパ２５にそれぞれ当接することにより規制される。また絞り弁２のデフォルト開度位置Ｄは，当接ピン１５及び被当接片１６の当接状態のとき，第２アーム部材１２と一体の突片２３がスロットルボディ１に固設されたデフォルトストッパ２２に当接することにより規制される。
【００２５】
第１及び第２アーム部材１１，１２間には，この両者１１，１２を前記当接ピン１５及び被当接片１６の当接方向に回転付勢する制御ばね１７が接続される。この制御ばね１７は捩じりコイルばねで構成されるもので，上記回転付勢のための荷重を付与された状態で，その一端部１７ａが第１アーム部材１１の側面に突設された第１ばね係止部１９に係止され，その他端部１７ｂが第２アーム部材１２の側面に突設された第２ばね係止部２０に係止される。
【００２６】
ところで，上記第１ばね係止部１９は，絞り弁２が全閉位置Ａとデフォルト開度位置Ｄとの間を回転するとき，第１アーム部材１１の回転中心Ｃ１側で前記直線Ｙの近傍で回転するように第１アーム部材１１上に配置され，また上記第２ばね係止部２０は，絞り弁２が全閉位置Ａとデフォルト開度位置Ｄとの間を回転するとき，第２アーム部材１２の回転中心Ｃ２側で前記直線Ｙの近傍で回転するように第２アーム部材１２上に配置される。また第１ばね係止部１９の回転半径をＲ１，第２ばね係止部２０の回転半径をＲ２，当接ピン１５の回転半径をＬ１，被当接片１６の回転半径をＬ２としたとき，Ｒ１≦Ｒ２，Ｌ１＞Ｌ２，Ｌ２＜Ｒ２と設定される。
【００２７】
尚，図１中，符号２７は，上記電動モータ３，減速装置４及び第１，第２アーム部材１１，１２等を覆ってスロットルボディ１に接合されるカバーである。
【００２８】
次に，この実施例の作用について説明する。
【００２９】
いま，電動モータ３が休止もしくは作動不能となって，その出力軸３ａが自由になったとすると，図２及び図５に示すように，第１及び第２ばね係止部１９，２０には，制御ばね１７の付勢力Ｆが，当接ピン１５及び被当接片１６を相互に当接させるように，第１及び第２ばね係止部１９，２０にそれぞれの回転方向に作用する。このとき，当接ピン１５が被当接片１６に与える力ｆ１と，被当接片１６が当接ピン１５に与える力ｆ２との大小関係について考察する。
【００３０】
前述のように，第１ばね係止部１９の回転半径はＲ１，第２ばね係止部２０の回転半径はＲ２，当接ピン１５の回転半径はＬ１，被当接片１６の回転半径はＬ２であるから，力ｆ１及びｆ２は下記の（１）及び（２）式で求めることができる。
【００３１】
ｆ１＝Ｆ・Ｒ１／Ｌ１・・・・・・・・（１）
ｆ２＝Ｆ・Ｒ２／Ｌ２・・・・・・・・（２）
ところで，前述のように，Ｒ１≦Ｒ２，Ｌ１＞Ｌ２と設定されているから，ｆ１＜ｆ２となる。その結果，第２アーム部材１２と一体の被当接片１６は，（ｆ２−ｆ１）の力で第２アーム部材１２と一体の当接ピン１５を押し動かし，第２アーム部材１２を絞り弁２の開き方向に回転させるが，その回転は，第２アーム部材１２と一体の突片２３がデフォルトストッパ２２に当接することで阻止されるから，結局，絞り弁２は所定のデフォルト開度位置Ｄに保持されることになる。
【００３２】
而して，第２アーム部材１２の突片２３の回転半径をＬ３とすると，突片２３は，
ｆ３＝（ｆ２−ｆ１）・Ｌ２／Ｌ３・・（３）
の力でデフォルトストッパ２２との当接状態に保持されるので，電動モータ３の休止もしくは作動不能の状態では，絞り弁２を所定のデフォルト開度位置Ｄにガタ無く安定良く保持することができる。このようなデフォルト開度位置Ｄの絞り弁２は吸気道１ａの内壁から一定距離，離れているから，電動モータ３の休止状態では，寒冷時，アイシングによる絞り弁２の吸気道１ａの内壁へ固着を防ぐことができる。また電動モータ３の作動不能状態では，エンジンに規定量の吸気を安定供給して，エンジンの低速運転を安定させることができ，自動車の目的地（例えば整備工場）までの安定した低速走行を可能にする。
【００３３】
絞り弁２が上記のようにデフォルト開度位置Ｄにあるとき，電動モータ３の作動により，その駆動トルクを減速装置４及び第１アーム部材１１を介して絞り弁２を全閉位置Ａまで回転すると，それに伴ない当接ピン１５が第２アーム部材１２の被当接片１６を押し返えし，突片２３はデフォルトストッパ２２から離間する（図３及び図５参照）。
【００３４】
このとき，図５から明らかなように，第１及び第２アーム部材１１，１２の回転中心Ｃ１，Ｃ２間に偏心距離ｅが存在すること，並びにＬ２＜Ｒ２となっていることにより，第１ばね係止部１９の回転角度θ１よりも第２ばね係止部２０の回転角度θ２の方が大きくなると共に，第１ばね係止部１７ａの変位Ｓ１よりも第２ばね係止部１７ｂの変位Ｓ２の方が大きくなり，それらの変位の差（Ｓ２−Ｓ１）が制御ばね１７に荷重の増加方向に捩じりを与えることになるから，制御ばね１７の反発力は増加する。このことは，絞り弁２が全閉位置Ａにあるとき，電動モータ３が休止もしくは作動不能になると，制御ばね１７の反発力で絞り弁２をデフォルト開度位置Ｄまで速やかに開き得ることを意味する。
【００３５】
また絞り弁２が前記デフォルト開度位置Ｄにあるとき，電動モータ３の作動により，減速装置４を介して第１アーム部材１１を絞り弁２の全開方向に回転すれば，図４に示すように，第２アーム部材１２を，突片２３がデフォルトストッパ２２に当接した位置に置き去りにして，当接ピン１５が被当接片１６から離間していき，それに伴ない第１ばね係止部１９が制御ばね１７の荷重の増加方向に移動するので，絞り弁２が全開位置Ｂに近づくに応じて制御ばね１７の反発力は増加する。したがって，絞り弁２がデフォルト開度以上に開放された状態で，電動モータ３が休止もしくは作動不能になった場合には，その制御ばね１７の反発力により，絞り弁２を前記デフォルト開度位置Ｄまで速やかに閉じることができる。
【００３６】
上記のように，本発明のエンジンの絞り弁制御装置では，電動モータ３の休止時もしくは作動不能時には，単に１個の制御ばね１７によって，絞り弁２を所定のデフォルト開度位置Ｄにガタ無く安定良く保持することができるので，絞り弁制御装置の部品点数の削減及び構造の簡素化を図りつゝ，その品質を高めることができる。
【００３７】
また上記絞り弁制御装置では，第１アーム部材１１が，減速装置４中の最大径の最終ギヤ９と一体に形成される共に，絞り弁２の弁軸２ａに固着されるので，絞り弁制御装置の部品点数の削減，延いては構造の簡素化に寄与することができる。
【００３８】
さらに絞り弁２の弁軸２ａに対する偏心位置で弁軸２ａのベアリング１０を囲繞する支持軸１３がスロットルボディ１に形成され，この支持軸１３に第２アーム部材１２が回転自在に支承されるので，第２アーム部材１２を弁軸２ａの周囲に配置することができて，絞り弁制御装置のコンパクト化を図ることができる。
【００３９】
さらにまた第１アーム部材１１の当接ピン１５と，第２アーム部材１２の被当接片１６は，これらが第１及び第２アーム部材１１，１２の互いに偏心した回転中心Ｃ１，Ｃ２間を結ぶ直線Ｙの近傍で当接するようになっているので，絞り弁２が全閉位置Ａとデフォルト開度位置Ｄとの間を回転するとき，当接ピン１５及び被当接片１６相互の滑りを略最少にし，当接ピン１５及び被当接片１６の摩耗を極力防ぎ，絞り弁制御装置の耐久性を高めることができる。
【００４０】
本発明は，上記実施例に限定されるものではなく，その要旨の範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，制御ばねとして，ゼンマイばねを使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の自動車用エンジンの絞り弁制御装置を，絞り弁のデフォルト開度状態で示す縦断正面図。
【図２】図１の２−２線拡大断面図。
【図３】絞り弁の全閉状態を示す，図２との対応図。
【図４】絞り弁の全開状態を示す，図２との対応図。
【図５】図２に対応した作用説明図。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・・・スロットルボディ
２・・・・・絞り弁
２ａ・・・・弁軸
３・・・・・電動モータ
４・・・・・減速装置
９・・・・・最終ギヤ
１１・・・・第１アーム部材
１２・・・・第２アーム部材
１５・・・・当接部（当接ピン）
１６・・・・被当接部（被当接片）
１７・・・・制御ばね
１７ａ・・・制御ばねの一端部
１７ｂ・・・制御ばねの他端部
１９・・・・第１ばね係止部
２０・・・・第２ばね係止部
２２・・・・デフォルトストッパ
Ａ・・・・・絞り弁の全閉位置
Ｂ・・・・・絞り弁の全開位置
Ｄ・・・・・絞り弁のデフォルト開度位置
Ｃ１・・・・第１アーム部材の回転中心
Ｃ２・・・・第２アーム部材の回転中心
Ｙ・・・・・回転中心Ｃ１，Ｃ２間を結ぶ直線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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