(57)【要約】【課題】電動モータの出力軸を所望の位置に正確に配置して出力軸とスロットルシャフトの位置関係にバラツキが生じないようにし、よってそれらを接続する動力伝達機構にフリクションが発生するのを防止するようにした汎用エンジンのスロットル装置を提供する。【解決手段】電動モータの出力軸４２ｏの両端を電動モータのハウジング４２ｈから突出させ、一端４２ｏ１をスロットルシャフト５４に動力伝達機構５８を介して接続すると共に、他端４２ｏ２を、電動モータ４２の取り付け部であるユニットケース６０に形成された凹状のボス７６に挿入する。即ち、出力軸の他端４２ｏ２をユニットケース６０に形成されたボス７６に挿入することにより、電動モータ４２のユニットケース６０に対する位置決めを行う。【選択図】  図３
2005016437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汎用エンジンの吸気路に配置されたスロットルバルブと、前記スロットルバルブを支持するスロットルシャフトと、前記スロットルシャフトを回動させる電動モータとを備え、前記電動モータを駆動して前記スロットルシャフトを回動させることによって前記スロットルバルブを開閉し、前記吸気路を介して吸入される空気量を調整する汎用エンジンのスロットル装置において、前記電動モータのハウジングから出力軸の両端を突出させ、一端を前記スロットルシャフトに動力伝達機構を介して接続すると共に、他端を前記電動モータの取り付け部に形成された凹状のボスに挿入し、よって前記取り付け部に対する前記電動モータの位置決めを可能とするように構成したことを特徴とする汎用エンジンのスロットル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、汎用エンジンのスロットル装置に関し、より詳しくは、スロットルバルブを電動モータで開閉するようにした汎用エンジンのスロットル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電機や農業機械など、様々な用途で駆動源として使用される汎用エンジン（火花点火式の内燃機関）にあっては、通例、ウエイトとスプリングからなる機械式ガバナでスロットルバルブの開度を調整し、エンジン回転数を制御している。
【０００３】
また、近時、この種の汎用エンジンにあっても、スロットルバルブをステッピングモータなどの電動モータで開閉する電子制御式のスロットル装置（電子ガバナ）を用い、エンジン回転数を精度良く制御することが提案されている。
【０００４】
ところで、スロットルバルブを開閉する電動モータは、スロットルボディ付近に設けられた取り付け部にネジなどによって固定される。また、取り付け部に対する電動モータの位置決めは、一般に、電動モータのハウジングに形成された突設部を取り付け部に形成された凹状のボスに挿入する、あるいは、電動モータの外形（ハウジング形状）に対応する凹部を取り付け部に形成し、電動モータを前記凹部に嵌め込むことによって行われていた（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２６３０９８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の手法では、電動モータに設けられた突設部と出力軸の位置関係、あるいはモータのハウジングと出力軸の重心位置にズレ（成形誤差）が生じると、出力軸とスロットルシャフトの位置関係にバラツキが生じ、それらを接続するギヤなどの動力伝達機構にフリクションが発生するという不具合があった。
【０００７】
従って、この発明の目的は上記した不都合を解消することにあり、電動モータの出力軸を所望の位置に正確に配置して出力軸とスロットルシャフトの位置関係にバラツキが生じないようにし、よってそれらを接続する動力伝達機構にフリクションが発生するのを防止するようにした汎用エンジンのスロットル装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１項にあっては、汎用エンジンの吸気路に配置されたスロットルバルブと、前記スロットルバルブを支持するスロットルシャフトと、前記スロットルシャフトを回動させる電動モータとを備え、前記電動モータを駆動して前記スロットルシャフトを回動させることによって前記スロットルバルブを開閉し、前記吸気路を介して吸入される空気量を調整する汎用エンジンのスロットル装置において、前記電動モータのハウジングから出力軸の両端を突出させ、一端を前記スロットルシャフトに動力伝達機構を介して接続すると共に、他端を前記電動モータの取り付け部に形成された凹状のボスに挿入し、よって前記取り付け部に対する前記電動モータの位置決めを可能とするように構成した。
【０００９】
このように、請求項１項にあっては、電動モータのハウジングから出力軸の両端を突出させ、一端をスロットルシャフトに動力伝達機構を介して接続すると共に、他端を電動モータの取り付け部に形成された凹状のボスに挿入し、よって前記取り付け部に対する前記電動モータの位置決めを可能とするように構成したので、例えば出力軸とハウジングの重心位置にズレが生じた場合であっても、電動モータの位置決めはハウジングではなく出力軸によって行われることから、出力軸を所望の位置に正確に配置することができる。従って、出力軸とスロットルシャフトの位置関係にバラツキが生じることがなく、よってそれらを接続する動力伝達機構にフリクションが発生するのを防止することができる。
【００１０】
また、動力伝達機構にフリクションが発生するのを防止できることから、電動モータの駆動速度を向上させると共に、伝達トルクの損失を低下させることができるため、搭載する電動モータを従来に比して小さくすることができるという副次的な効果も得ることができる。さらに、一般に電動モータの出力軸は、ハウジングはもちろん、従来技術で形成されていた位置決めのための突設部より小径であるので、ボスの径を小さく設定することができ、加工が容易になるという効果もある。
【００１１】
尚、この明細書で「ハウジング」とは、電動モータの回転子や固定子を収容し、モータの外形形状を規定するケース状の部材を意味する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即し、この発明の一つの実施の形態に係る汎用エンジンのスロットル装置について説明する。
【００１３】
図１は、この実施の形態に係る汎用エンジンのスロットル装置を全体的に示す概略図である。
【００１４】
図１において、符号１０は、汎用エンジン（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は１個の気筒（シリンダ）１２を備え、その内部にピストン１４が往復動自在に収容される。ピストン１４の頭部と気筒壁面の間には燃焼室１６が形成されると共に、気筒壁面には吸気バルブ１８と排気バルブ２０が配置され、燃焼室１６と吸気路２２あるいは排気路２４の間を開閉する。尚、エンジン１０は、具体的には水冷４サイクルの単気筒ＯＨＶ型の内燃機関であり、１９６ｃｃの排気量を備える。
【００１５】
ピストン１４はクランクシャフト２８に連結され、クランクシャフト２８はギヤを介してカムシャフト３０と連結される。また、クランクシャフト２８にはフライホイール３２が取り付けられると共に、フライホイール３２の先端側にはエンジン１０を手動で始動するためのリコイルスタータ３４が取り付けられる。フライホイール３２の内側には発電コイル（オルタネータ）３６が配置され、交流電流を発電する。発電コイル３６で発電された交流電流は、図示しない処理回路を介して直流電流に変換された後、後述するＥＣＵやモータドライバ、図示しない点火回路などに動作電源として供給される。
【００１６】
また、吸気路２２の上流にはスロットルボディ４０が配置される。図１での図示は省略するが、スロットルボディ４０にはスロットルバルブが収容され、スロットルバルブは後述するスロットルシャフトと動力伝達機構を介して電動モータ４２（ステッピングモータ）に接続される。また、スロットルボディ４０においてスロットルバルブの上流側には、キャブレタ・アシーが設けられる。キャブレタ・アシーは、燃料タンクに接続され、スロットルバルブの開度に応じて吸入された空気にガソリン燃料を噴射して混合気を生成する。生成された混合気は、スロットルバルブ、吸気路２２および吸気バルブ１８を通って気筒１２の燃焼室１６に吸入される。
【００１７】
電動モータ４２の付近にはスロットル開度センサ４６が配置され、スロットルバルブの開度θＴＨ（以下「スロットル開度」という）に応じた信号を出力する。また、フライホイール３２の付近には電磁ピックアップからなるクランク角センサ４８が配置され、所定クランク角度ごとにパルス信号を出力する。
【００１８】
エンジン１０の付近には、ＥＣＵ（電子制御ユニット）５０が配置される。ＥＣＵ５０はマイクロコンピュータからなり、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびカウンタを備える。
【００１９】
前記したスロットル開度センサ４６およびクランク角センサ４８の出力は、ＥＣＵ５０に入力される。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ４８の出力パルスをカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出（算出）する。
【００２０】
ＥＣＵ５０は、検出されたエンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度θＴＨに基づいてエンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥＤに一致するように電動モータ４２の通電指令値を算出すると共に、算出した通電指令値を電動モータ４２に出力して電動モータ４２の駆動を制御する。
【００２１】
このように、この実施の形態にあっては、スロットルボディ４０、ＥＣＵ５０、および各種センサなどからなる電子制御式のスロットル装置（電子ガバナ）によってスロットルバルブが開閉され、エンジン回転数ＮＥが制御される。
【００２２】
さらに、図２以降を参照してこの実施の形態に係る汎用エンジンのスロットル装置について詳説する。図２は、そのスロットル装置のうち、スロットルボディ４０を示す平面図である。また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００２３】
図３に示すように、スロットルボディ４０の吸気路の途中にはスロットルバルブ５２が配置される。スロットルバルブ５２は、スロットルシャフト５４によって支持される。また、スロットルボディ４０の吸気路において、スロットルバルブ５２より上流側には、前記したキャブレタ・アシー５６が取り付けられる。
【００２４】
さらに、スロットルボディ４０には、図２および図３に示すように、電動モータ４２と、後述する４個のギヤからなる動力伝達機構５８（減速ギヤ機構）と、スロットルシャフト５４の一部とを収容するユニットケース６０が一体的に設けられる。電動モータ４２は、ユニットケース６０に２本のねじ６４で締結固定されると共に、その出力軸４２ｏは、動力伝達機構５８を介してスロットルシャフト５４に接続される。
【００２５】
具体的には、電動モータの出力軸の一端４２ｏ１には、第１のギヤ６６が取り付けられ、第１のギヤ６６は、ユニットケース６０の内部に回転自在に支持された第２のギヤ６８と噛合される。第２のギヤ６８と同軸上には第３のギヤ７０が取り付けられ、第３のギヤ７０は、スロットルシャフト５４に取り付けられた第４のギヤ７２と噛合される。これにより、電動モータ４２の出力は、各ギヤのギヤ比に応じて減速されつつスロットルシャフト５４に伝達され、スロットルバルブ５２が開閉される。
【００２６】
尚、第３のギヤ７０と第４のギヤ７２は、図２に良く示すように偏心ギヤとされる。より具体的には、第３のギヤ７０と第４のギヤ７２は、スロットル開度θＴＨが小さくなるに従って第３のギヤ７０の回転角に対する第４のギヤ７２の回転角が小さくなる（減速比が大きくなる）ように設定される。これは、スロットルバルブ５２の上流側と下流側の圧力差が、スロットル開度θＴＨが大きくなるに従って減少し、ついには飽和する（即ち、スロットルバルブ５２を通過する吸入空気量の変化量はスロットル開度θＴＨが小さいときほど大きくなる）ことを勘案したためであり、上記のように設定することで、スロットル開度θＴＨが小さいときは精緻な開度調整を、スロットル開度θＴＨが大きいときは速い開閉スピードでの開度調整が可能となり、目標とするエンジン回転数に精度良く、かつ応答性良く追従させることができる。
【００２７】
ところで、課題で述べたように、電動モータの出力軸４２ｏとスロットルシャフト５４の位置関係にバラツキが生じると、それらを接続する動力伝達機構５８にフリクションが発生するおそれがある。
【００２８】
そこで、この実施の形態にあっては、電動モータの出力軸４２ｏの両端を電動モータのハウジング４２ｈから突出させ、一端４２ｏ１を、前述の如くスロットルシャフト５４に動力伝達機構５８を介して接続すると共に、他端４２ｏ２を、電動モータ４２の取り付け部であるユニットケース６０に形成された凹状のボス７６（図３に示す）に挿入するようにした。即ち、出力軸の他端４２ｏ２をユニットケース６０に形成されたボス７６に挿入することにより、電動モータ４２のユニットケース６０に対する位置決めを行うように構成した。
【００２９】
これにより、例えば出力軸４２ｏとハウジング４２ｈの重心位置にズレ（成形誤差）が生じた場合であっても、電動モータ４２の位置決めはハウジング４２ｈではなく出力軸４２ｏによって行われることから、出力軸４２ｏを所望の位置に正確に配置することができる。従って、出力軸４２ｏとスロットルシャフト５４の位置関係にバラツキが生じることがなく、よってそれらを接続する動力伝達機構５８にフリクションが発生するのを防止することができる。
【００３０】
また、動力伝達機構５８にフリクションが発生するのを防止できることから、電動モータ４２の駆動速度を向上させると共に、伝達トルクの損失を低下させることができるため、搭載する電動モータ４２を従来に比して小さくすることができる。さらに、一般に電動モータの出力軸は、ハウジングはもちろん、従来技術で形成されていた位置決めのための突設部より小径であるので、ボス７６の径を小さく設定することができ、加工が容易になる。
【００３１】
尚、「ハウジング４２ｈ」とは、前述した如く、電動モータ４２の回転子や固定子（図示せず）を収容し、モータの外形形状を規定するケース状の部材を意味する。
【００３２】
図２および図３の説明を続けると、スロットルシャフト５４は、その一端がユニットケース６０の内部を通過してユニットケース６０の外方へと突出される。そして、スロットルシャフト５４においてユニットケース６０の外方に突出した部位（図に符号５４１で示す）には、手動操作自在な手動操作レバー８０が取り付けられる。
【００３３】
ユニットケース６０の外周において手動操作レバー８０の付近には、エンジン１０のアイドル回転数を調整するための手動操作自在なアイドル回転数調整機構８２が設けられる。アイドル回転数調整機構８２は、ユニットケース６０の外周面に突設されて中心部に雌ネジが螺刻された雌ネジ部８４と、前記雌ネジに螺嵌されるボルト８６とからなる。
【００３４】
図３に示すように、ユニットケース６０の内部においてスロットルシャフト５４の外周には、スロットルリターンスプリング９０（ねじりコイルばね）が配置される。スロットルリターンスプリング９０の一端は、スロットルシャフト５４に取り付けられた第４のギヤ７２に接続されると共に、他端は、ユニットケース６０の内部に突設されたフックピン９２に接続される。尚、スロットルリターンスプリング９０の巻き方向は、スロットルシャフト５４がスロットルバルブ５２を閉鎖する方向に回動されるように設定される。
【００３５】
スロットルリターンスプリング９０によってスロットルバルブ５２を閉鎖する方向に付勢されたスロットルシャフト５４は、手動操作レバー８０が前記したボルト８６の先端に当接することにより、その回動位置（角）が保持される。このときのスロットルバルブ５２の開度がエンジン１０のアイドル運転時のスロットル開度となる。従って、ボルト８６を回転させてその先端位置を変更することにより、アイドル運転時のスロットル開度を変更してエンジン１０のアイドル回転数を調整することができる。
【００３６】
ここで、上述の如く、エンジン１０への燃料供給をキャブレタ・アシー５６で行うようにしたので、エンジン始動時のスロットル開度は全開あるいはその付近の開度であることが必要とされる。従って、ＥＣＵ５０は、エンジン１０を停止させた後、スロットルバルブ５２が全開位置に戻るように電動モータ４２を駆動するように設定されるが、エンジン停止時の動作エラーなどによってスロットルバルブ５２が全閉開度付近で保持されてしまった場合、次回のエンジン始動が困難になるという不具合が生じる。
【００３７】
しかしながら、この実施の形態にあっては、スロットルシャフト５４の一端をユニットケース６０から突出させ、突出させた部位に手動操作自在な手動操作レバー８０を取り付けるように構成したので、エンジン停止時にスロットルバルブ５２が全閉開度付近で保持されてしまった場合であっても、図４に示すように手動操作レバー８０を操作（回動）することによってスロットルバルブ５２を開放することができるため、次回のエンジン始動を容易に行うことができる。
【００３８】
また、手動操作レバー８０の位置（回動位置）を調整してエンジン１０のアイドル回転数を調整するアイドル回転数調整機構８２を設けるように構成したので、１本のレバーでエンジン始動時のスロットルバルブの開放とアイドル回転数の調整を行うことが可能となり、構成をコンパクト化することができる。
【００３９】
以上のように、この発明の一つ実施の形態にあっては、汎用エンジン（１０）の吸気路（２２）に配置されたスロットルバルブ（５２）と、前記スロットルバルブ（５２）を支持するスロットルシャフト（５４）と、前記スロットルシャフト（５４）を回動させる電動モータ（４２）とを備え、前記電動モータ（４２）を駆動して前記スロットルシャフト（５４）を回動させることによって前記スロットルバルブ（５２）を開閉し、前記吸気路（２２）を介して吸入される空気量を調整する汎用エンジン（１０）のスロットル装置において、前記電動モータ（４２）のハウジング（４２ｈ）から出力軸（４２ｏ）の両端を突出させ、一端（４２ｏ１）を前記スロットルシャフト（５４）に動力伝達機構（５８）を介して接続すると共に、他端（４２ｏ２）を前記電動モータ（４２）の取り付け部（ユニットケース６０）に形成された凹状のボス（７６）に挿入し、よって前記取り付け部（６０）に対する前記電動モータ（４２）の位置決めを可能とするように構成した。
【００４０】
尚、上記において、電動モータ４２をステッピングモータとしたが、ＤＣモータなどであっても良い。また、ロータリソレノイドなどを用いても良い。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、電動モータのハウジングから出力軸の両端を突出させ、一端をスロットルシャフトに動力伝達機構を介して接続すると共に、他端を電動モータの取り付け部に形成された凹状のボスに挿入し、よって前記取り付け部に対する前記電動モータの位置決めを可能とするように構成したので、例えば出力軸とハウジングの重心位置にズレが生じた場合であっても、電動モータの位置決めはハウジングではなく出力軸によって行われることから、出力軸を所望の位置に正確に配置することができる。従って、出力軸とスロットルシャフトの位置関係にバラツキが生じることがなく、よってそれらを接続する動力伝達機構にフリクションが発生するのを防止することができる。
【００４２】
また、動力伝達機構にフリクションが発生するのを防止できることから、電動モータの駆動速度を向上させると共に、伝達トルクの損失を低下させることができるため、搭載する電動モータを従来に比して小さくすることができるという副次的な効果も得ることができる。さらに、一般に電動モータの出力軸は、ハウジングはもちろん、従来技術で形成されていた位置決めのための突設部より小径であるので、ボスの径を小さく設定することができ、加工が容易になるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る汎用エンジンのスロットル装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１に示す装置のうち、スロットルボディを示す平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１に示す装置のうち、スロットルボディを示す図２と同様な平面図である。
【符号の説明】
１０      エンジン（汎用エンジン）
２２      吸気路
４２      電動モータ
４２ｈ    電動モータのハウジング
４２ｏ    電動モータの出力軸
４２ｏ１  出力軸の一端
４２ｏ２  出力軸の他端
５２      スロットルバルブ
５４      スロットルシャフト
５８      動力伝達機構
６０      ユニットケース（取り付け部）
７６      ボス
【図１】
2005016437.tif 000003
【図２】
2005016437.tif 000004
【図３】
2005016437.tif 000005
【図４】
2005016437.tif 000006