(57)【要約】【課題】  吸気通路や絞り弁とスロットルシャフトとの位置関係の自由度を得ることができる空気量制御装置における絞り弁のガタ取り構造を提供するものである。【解決手段】  作動用アーム３２をスロットルシャフト３０に取り付けるが、ガタ取り用アーム４０心をスロットルシャフト３０とは異なる軸５０に取り付ける。これによって、吸気通路２０や絞り弁２４に対するスロットルシャフト３０の位置を自由に変えても、条件（１）「作動用アーム３２に取り付けられた作動用ローラ３４がガイド部材３６の溝３８に常に係合していること」と、条件（２）「ガタ取り用アーム４０の先端に取り付けられたガタ取り用ローラ４２がガイド部材３６の上面に常に接触していること」とを満たすことができる。この結果、空気量制御装置とスロットルシャフト３０との相対的自由度を得ることができる。【選択図】  図１
2005098218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルボディと、そのスロットルボディの内部に形成される吸気通路と、スロットルシャフトに固定される作動用アームと、その作動用アームに取り付けられる第一係合手段と、前記吸気通路断面を可変させるための絞り弁と、その絞り弁に固定されるものであって前記第一係合手段と互いに変位可能な状態で係合する第二係合手段を備えたガイド部材と、前記ガイド部材に接触するガタ取り用ローラを備えたガタ取り用アームと、前記ガタ取り用ローラを前記ガイド部材に常に押圧させるために前記ガタ取り用アームに付勢力を与える付勢手段とを有する空気量制御装置において、前記ガタ取り用アームを前記スロットルシャフトとは別の軸中心位置の支持手段に回転自在に取り付けることを特徴とする空気量制御装置における絞り弁のガタ取り構造。
【請求項２】
前記付勢手段がスプリングであり、そのスプリングの一端を前記ガタ取り用アームに掛け止め、そのスプリングの他端を前記作動用アームに掛け止め、そのスプリングによって前記第一係合手段と前記ガタ取り用ローラとで前記ガイド部材を挟持することを特徴とする請求項１記載の空気量制御装置における絞り弁のガタ取り構造。
【請求項３】
前記第一係合手段を作動用ローラとし、前記第二係合手段を溝とすることを特徴とする請求項１または２記載の空気量制御装置における絞り弁のガタ取り構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関への吸入空気量を絞り弁で制御するための空気量制御装置に関し、特に絞り弁の移動方向のガタを無くすための絞り弁のガタ取り構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関への吸入空気量は、絞り弁によって吸気通路断面を可変させて制御している。絞り弁を作動させる手段として、スロットルシャフトに固定したアームと絞り弁とを連結して、スロットルシャフトの回転に応じて絞り弁を作動させる構造のものが知られている。ここで、スロットルシャフトの回転によって絞り弁を作動させる空気量制御装置の従来例を図３及び図４に示す。
【０００３】
スロットルボディ１０は第一スロットルボディ１２と第二スロットルボディ１４とから成り、第一スロットルボディ１２には吸気通路部分１６が形成され、第二スロットルボディ１４には吸気通路部分１８が形成され、吸気通路部分１６と吸気通路部分１８とを連絡してスロットルボディ１０の吸気通路２０を形成する。吸気通路２０の断面は、スロットルボディ１０と接触するベアリング２２を両側面に備えた絞り弁２４によって可変させられる。絞り弁２４は図では板状としたが、板状以外のものにも適用される。
【０００４】
図３で吸気通路２０より上位位置に、第一スロットルボディ１２と第二スロットルボディ１４とカバー２６とによって、吸気通路２０とは異なる空間２８が形成される。この空間２８内にはスロットルシャフト３０が貫通しており、空間２８内に位置するスロットルシャフト３０には２本の作動用アーム３２が固定されている。２本の作動用アーム３２の先端にはそれぞれ第一係合手段としての作動用ローラ３４が回転自在に取付けられている。
【０００５】
前記絞り弁２４の上部には断面Ｉ字形のガイド部材３６が固定され、そのガイド部材３６の両側面には第二係合手段としての溝３８を有する。このガイド部材３６は前記空間２８内に収容されている。前記２本の作動用アーム３２の先端に取付けられる各作動用ローラ３４を、ガイド部材３６に形成された各溝３８に係合装着する。
【０００６】
図３において、作動用アーム３２とガイド部材３６の実線で示す位置は、絞り弁２４によって吸気通路２０を閉鎖している状態を示している。この図３の状態から吸気通路２０を開く場合には、スロットルシャフト３０を反時計方向に回転させ、作動用アーム３２をスロットルシャフト３０を中心に反時計方向に回転させ、作動用アーム３２の先端の作動用ローラ３４を円弧方向に上昇させる。この際、作動用ローラ３４がガイド部材３６の溝３８の壁面に接触しながら溝３８内を移動し、ガイド部材３６を上方へ持ち上げ、そのガイド部材３６に固定されている絞り弁２４を図３で上方に移動させる。作動用アーム３２、作動用ローラ３４及びガイド部材３６が最大に上昇した位置を２点鎖線で示す。
【０００７】
作動用アーム３２の作動用ローラ３４がガイド部材３６の溝３８の壁面と接触しながら溝３８に沿って移動することを可能にするために、作動用ローラ３４の直径は溝３８の高さより若干小さく設定されている。この結果、吸気通路２０に内燃機関からの吸気脈動等が及ぶと、その脈動などによって絞り弁２４がその移動方向にガタついて吸入空気量が変動するという不具合が生じていた。
【０００８】
この絞り弁２４の移動方向のガタを無くす工夫が、従来からなされている。絞り弁２４の移動方向のガタを無くすものとして、２つの作動用アーム３２とは別にスロットルシャフト３０に対して揺動自在なガタ取り用アーム４０を取り付け、そのガタ取り用アーム４０の先端にガタ取り用ローラ４２を備える。更に、スロットルシャフト３０にガタ取り用スプリング４４を巻き付け、そのガタ取り用スプリング４４の一端を一方の作動用アーム３２に巻き掛け、そのガタ取り用スプリング４４の他端をガタ取り用アーム４０に巻き掛け、そのガタ取り用スプリング４４によってガタ取り用アーム４０に図３で時計方向の付勢力を与える。これによって、作動用ローラ３４とガタ取り用ローラ４２とでガイド部材３６を挟持する。作動用アーム３２がどの角度に揺動しても、ガタ取り用スプリング４４は、ガタ取り用ローラ４２を前記ガイド部材３６の上面に常に接触させ、更にガイド部材３６を図３で下方に押し付ける。
【０００９】
作動用アーム３２の作動用ローラ３４の位置はスロットルシャフト３０が回転しない限り動かないので、ガタ取り用ローラ４２によってガイド部材３６は下方へ押し下げられると、作動用ローラ３４とガイド部材３６の溝３８とに隙間があるとしても、作動用ローラ３４はガイド部材３６の溝３８の上面３８ａに接触する。この結果、ガイド部材３６はガタ取り用ローラ４２と作動用ローラ３４とに挟まれて、図３で上下に移動することがなくなり、ガイド部材３６と固定関係にある絞り弁２４が移動方向にガタつくことがない。絞り弁２４が移動方向にガタをなくした先行技術としては、例えば特許文献１がある。
【特許文献１】特公平７−２６５９５号公報（第２−４頁、第１，３，６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図３に示した従来の空気量制御装置では、作動用アーム３２とガタ取り用アーム４０との両方がスロットルシャフト３０に取り付けられる構成となっている。即ち、作動用アーム３２の回転中心とガタ取り用アーム４０の回転中心が同一のスロットルシャフト３０となっている。また、図３に示した絞り弁のガタ取り構造が成り立つ条件としては、絞り弁２４がどの位置に移動しても、条件（１）「作動用アーム３２に取り付けられた作動用ローラ３４がガイド部材３６の溝３８に常に係合していること」と、条件（２）「ガタ取り用アーム４０の先端に取り付けられたガタ取り用ローラ４２がガイド部材３６の上面に常に接触していること」が求められる。従って、図３に示すスロットルシャフト３０の位置は、条件（１）と条件（２）の両方を満たす位置となっている。しかし、現実には、条件（１）と条件（２）の両方を満たすスロットルシャフト３０の位置は非常に狭いものである。
【００１１】
ここで、条件（１）と条件（２）とのいずれか一方の条件を満たさない状態を図６及び図７に示す。図６は、図３に示したスロットルシャフト３０の位置から、スロットルシャフト３０の半径の長さ分だけ、スロットルシャフト３０の位置を下方に移動させた状態を示す。下方に移動したスロットルシャフト３０の断面位置を実線で示し、図３のスロットルシャフト３０の断面断面を二点鎖線で示す。この図６から分るように、絞り弁２４（ガイド部材３６）が下端から上端まで移動するどの位置においても、条件（１）「作動用アーム３２に取り付けられた作動用ローラ３４がガイド部材３６の溝３８に常に係合する」は満足する。しかし、絞り弁２４が最上位に移動した時に、ガタ取り用ローラ４２がガイド部材３６の上面から接触しなくなり、条件（２）「ガタ取り用アーム４０の先端に取り付けられたガタ取り用ローラ４２がガイド部材３６の上面と接触する」を満足しなくなる。
【００１２】
図７は、図３に示したスロットルシャフト３０の位置から、スロットルシャフト３０の半径の長さ分だけ、スロットルシャフト３０の位置を上方に移動させた状態を示す。上方に移動したスロットルシャフト３０の断面位置を実線で示し、図３のスロットルシャフト３０の断面断面を二点鎖線で示す。この図７から分るように、絞り弁２４（ガイド部材３６）が下端から上端まで移動するどの位置においても、条件（２）「ガタ取り用アーム４０の先端に取り付けられたガタ取り用ローラ４２がガイド部材３６の上面と接触する」は満足する。しかし、絞り弁２４が最下位に位置する時に、作動用アーム３２に取り付けられた作動用ローラ３４はガイド部材３６の溝３８に係合しなくなり、条件（１）「作動用アーム３２に取り付けられた作動用ローラ３４がガイド部材３６の溝３８に常に係合する」を満足しなくなる。
【００１３】
なお、図７で、絞り弁２４の最下位位置において作動用アーム３２の作動用ローラ３４をガイド部材３６の溝３８に係合させるように設定した場合に、絞り弁２４の上昇途中で、作動用ローラ３４が第二スロットルボディ１４の立上げ壁面１４ａに接触し、作動用アーム３２が上昇方向に揺動しなくなる。この第二スロットルボディ１４の立上げ壁面１４ａは一般に、他の部品との関係から、図７において右方向へ拡張配置することが制限される。
【００１４】
図６のスロットルシャフト３０の位置は、図３のスロットルシャフト３０の位置よりも図で下方に移動したものであり、図７のスロットルシャフト３０の位置は、図３のスロットルシャフト３０の位置よりも図で上方に移動したものであり、どちらも条件（１）と条件（２）のいずれか一方を満たさないものである。また、図示はしないが、スロットルシャフト３０の位置を図３の位置より左右いずれかに移動させた場合でも、条件（１）と条件（２）のいずれか一方を満たさないものである。このように、条件（１）と条件（２）の両方を満たすスロットルシャフト３０の位置（吸気通路２０と絞り弁２４に対するスロットルシャフト３０の位置）は、非常に狭い範囲に限られるものであった。
【００１５】
作動用アーム３２とガタ取り用アーム４０との回転中心をスロットルシャフト３０とする場合には、吸気通路２０と絞り弁２４に対するスロットルシャフト３０の位置によっては、条件（１）と条件（２）のいずれか一方を満たさないものが生じ、絞り弁２４のガタ取りができなくなる欠点があった。
【００１６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、吸気通路や絞り弁とスロットルシャフトとの位置関係の自由度を得ることができる空気量制御装置における絞り弁のガタ取り構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するための本発明は、スロットルボディと、そのスロットルボディの内部に形成される吸気通路と、スロットルシャフトに固定される作動用アームと、その作動用アームに取り付けられる第一係合手段と、前記吸気通路断面を可変させるための絞り弁と、その絞り弁に固定されるものであって前記第一係合手段と互いに変位可能な状態で係合する第二係合手段を備えたガイド部材と、前記ガイド部材に接触するガタ取り用ローラを備えたガタ取り用アームと、前記ガタ取り用ローラを前記ガイド部材に常に押圧させるために前記ガタ取り用アームに付勢力を与える付勢手段とを有する空気量制御装置において、前記ガタ取り用アームを前記スロットルシャフトとは別の軸中心位置の支持手段に回転自在に取り付けるようにしたものである。
【００１８】
本発明はまた、前記付勢手段がスプリングであり、そのスプリングの一端を前記ガタ取り用アームに掛け止め、そのスプリングの他端を前記作動用アームに掛け止め、そのスプリングによって前記第一係合手段と前記ガタ取り用ローラとで前記ガイド部材を挟持するようにしたものである。本発明は更に、前記第一係合手段を作動用ローラとし、前記第二係合手段を溝としたものである。
【発明の効果】
【００１９】
作動用アームの回転中心位置をガタ取り用アームの回転中心位置とは異なる位置とする。これによって、吸気通路と絞り弁に対するスロットルシャフトの位置を自由に設定しても、作動用ローラがガイド部材の溝に常に係合するような作動用アームの長さと、ガタ取り用ローラがガイド部材の上面に常に接触するようなガタ取り用アームの長さとを、互いに関係無く設定することができる。これによって、条件（１）「作動用アーム３２に取り付けられた作動用ローラがガイド部材の溝に常に係合していること」と、条件（２）「ガタ取り用アームの先端に取り付けられたガタ取り用ローラがガイド部材の上面に常に接触していること」との両方を満たすことができる。また、作動用アームとガタ取り用アームとの間に相対的自由度を得るようにすることで、ガタをより確実に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に本発明を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る空気量制御装置における絞り弁のガタ取り構造を示す要部断面図、図２は図１の要部側面図である。本発明において図３乃至図５と同一符号は同一部材を示す。本発明は従来と同様に、第一スロットルボディ１２と第二スロットルボディ１４とから成るスロットルボディ１０と、そのスロットルボディ１０に形成される吸気通路２０と、吸気通路２０断面を可変する絞り弁２４と、その絞り弁２４に固定されるものであって第二係合手段としての溝３８を備えたガイド部材３６とを有する。更に、第一係合手段としての作動用ローラ３４を取り付けた作動用アーム３２をスロットルシャフト３０に固定し、作動用ローラ３４をガイド部材３６の溝３８に係合させ、スロットルシャフト３０の回転に伴って絞り弁２４を変位させて吸気通路２０断面を可変させる。
【００２１】
本発明では、ガタ取り用ローラ４２を取り付けたガタ取り用アーム４０を、スロットルシャフト３０とは別の軸中心位置の軸（支持手段）５０に回転自在に取り付ける。この軸５０は例えばスロットルボディ１０に固定されるが、固定位置はスロットルボディ１０に限るものではない。図２に示すように、作動用アーム３２が揺動しても、軸５０に作動用アーム３２が接触しないように、軸５０と作動用アーム３２との位置関係を設定する。
【００２２】
前記作動用アーム３２と前記ガタ取り用アーム４０とを、付勢手段としてのガタ取り用スプリング５２で付勢する。このガタ取り用スプリング５２をコイルスプリングとして、その主体部分をスロットルシャフト３０に巻き掛け、その一端を作動用アーム３２に掛け止め、その他端をガタ取り用アーム４０に掛け止める。このガタ取り用スプリング５２によって、ガタ取り用アーム４０に取り付けられたガタ取り用ローラ４２は、ガイド部材３６の上面に常に接触させられる。また、このガタ取り用スプリング５２によって、作動用アーム３２と作動用ローラ３４とを介して、吸気通路２０の断面を広げる方向に絞り弁２４を付勢させる。
【００２３】
以上のように構成した本発明では、ガタ取り用ローラ４２を取り付けたガタ取り用アーム４０を、スロットルシャフト３０とは異なる軸５０に回転自在に取り付ける。即ち、ガタ取り用アーム４０の回転中心軸の位置を、作動用アーム３２の回転中心軸であるスロットルシャフト３０とは異なる位置とする。これによって、吸気通路２０や絞り弁２４に対するスロットルシャフト３０の位置を変えても、軸５０の位置と、作動用アーム３２やガタ取り用アーム４０の長さとを適宜設定すれば、条件（１）「作動用アーム３２に取り付けられた作動用ローラ３４がガイド部材３６の溝３８に常に係合していること」と、条件（２）「ガタ取り用アーム４０の先端に取り付けられたガタ取り用ローラ４２がガイド部材３６の上面に常に接触していること」とを満たすことができる。よって、吸気通路２０や絞り弁２４とスロットルシャフト３０との相対的位置関係について自由度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る空気量制御装置における絞り弁のガタ取り構造を示す要部断面図である。
【図２】図１の要部側面図である。
【図３】従来の空気量制御装置における絞り弁のガタ取り構造示を示す要部断面図である。
【図４】図３の要部斜視図である。
【図５】図３の要部側面図である。
【図６】スロットルシャフトの位置を図３より下方に移動した状態を示す要部断面図である。
【図７】スロットルシャフトの位置を図３より上方に移動した状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０    スロットルボディ
２０    吸気通路
２４    絞り弁
３０    スロットルシャフト
３４    作動用ローラ
３６    ガイド部材
３８    溝
４０    ガタ取り用アーム
４２    ガタ取り用ローラ
５０    軸
５２    スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005098218.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005098218.tif 000007
【図６】
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【図７】
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