(57)【要約】  【目的】弁体の軸線方向への移動ストロークを確実に電気信号として検出し、検出装置の耐久性の向上と小型化を図る。  【構成】軸線移動型流体制御装置は、流体通路（吸気路２）と流体通路を開閉するとともに軸線方向に移動する弁体（摺動絞り弁４）と、弁体を閉塞する側に付勢するスプリング（絞り弁リターンスプリング８）と、により構成される。  前記スプリング８の一端は弁体４に係止され、他端は荷重を検出する圧力センサ７に係止され、弁体４の軸線方向移動に伴い変化するスプリング８の荷重に応じた電気信号を圧力センサ７を介して出力する。【選択図】  図１
2005194919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体制御装置本体内を流体通路が貫通して設けられ、
該流体通路が軸線方向に沿って移動する弁体によって開閉されるとともに前記弁体はスプリングによって流体通路を閉塞する側に付勢される軸線移動型流体制御装置において、
前記、弁体の軸線方向移動によって伸縮変位するスプリングの一端を弁体に係止するとともに他端を荷重を検出する圧力センサに係止し、
弁体の軸線方向移動により変化するスプリングの荷重に応じた電気信号を圧力センサを介して出力したことを特徴とする軸線方向移動型流体制御装置におけるストローク検出装置。
【請求項２】
前記流体制御装置本体は内部を吸気路が貫通して穿設された気化器本体又はスロットルボデーであり、
前記、弁体は吸気路に連設された摺動弁案内筒内に移動自在に配置される摺動絞り弁であり、
前記スプリングは摺動絞り弁を閉方向に付勢する絞り弁リターンスプリングであり、
前記絞り弁リターンスプリングの一端を摺動絞り弁に係止し、他端を摺動弁案内筒の上部開口を閉塞するトップカバーに配置した圧力センサに係止したことを特徴とする請求項１記載の軸線方向移動型流体制御装置におけるストローク検出装置。
【請求項３】
前記圧力センサを備えるトップカバーを、摺動絞り弁の軸線移動方向において移動自在に配置したことを特徴とする請求項２記載の軸線方向移動型流体制御装置におけるストローク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体制御装置本体内を貫通する流体通路が、軸線方向に沿って移動する弁体によって開閉される軸線方向移動型流体制御装置において、弁体の移動ストロークを電気信号に変換して検出するストローク検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバルブ装置において、流体通路を軸線方向に沿って移動する弁体は、その上方に向かって弁軸が延び、弁軸にはスライダが一体的に形成され、このスライダの側面にブラシが配設される。
一方、スライダと平行に、軸線方向に抵抗体が固定配置され、前記ブラシが抵抗体に接触して配置される。
従って、弁体が移動するとブラシが抵抗体に接触しつつ抵抗体上を移動し、ブラシの移動位置によって抵抗値が変化し、この抵抗値の変化によって弁体の位置を電気信号により検出できる。
（例えば特許文献１参照）
【０００３】
図４に示される従来の摺動絞り弁型気化器において、６０は内部を吸気路６１が貫通した気化器本体であり、吸気路６１は軸線方向に沿って移動する摺動絞り弁６２によって開閉される。（図４において軸線方向は紙面の背面、表面を指す）
６３は摺動絞り弁６２の側方の気化器本体６０に回転自在に支承された回転軸であり、回転軸６３の左端には開度検出レバー６４が取着され、検出レバー６４の先端にはコロ６５が取着され、このコロ６５は摺動絞り弁６２から側方に延びる鍔部６２ａの平坦面上に当接配置される。
６６は、基板上にプリントされた抵抗体と、抵抗体上を円周方向に移動して摺接するブラシを備えた回転型の角度センサであり、ブラシを備えたロータ６６ａが回転軸６３の右端に溝係合される。従って回転軸６３とブラシを備えたロータ６６ａとは同期的に回転する。
すなわち、摺動絞り弁６２が軸線方向に移動して吸気路６１を開閉すると、鍔部６２ａも摺動絞り弁６２と同期的に軸線方向に移動するもので、鍔部６２ａの移動はコロ６５を介して開度検出レバー６４を時計方向及び反時計方向に回転させる。
この開度検出レバー６４の回転によると、回転軸６３が回転してロータ６６ａを同期的に回転させるもので、ロータ６６ａに取着されたブラシが抵抗体の上を摺動して動くことにより、摺動絞り弁６２の開度に応じたリニアな出力電圧を出力できる。
（ブラシ、抵抗体は図示されない）
【特許文献１】特開２００１−１９７７１５号公報
【非特許資料１】
【０００４】
本願明細書  図４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる従来のバルブ装置によると、弁体の弁開度は、スライダに設けられたブラシを抵抗体に接触させ、その抵抗値の変化により検出している。
以上によると、ブラシは常に抵抗体に接触して移動するものであり、この接触部において摩耗が生ずる恐れがあり、定期的なメンテナンス作業が必要となる。
又、前記スライダ及び抵抗体は弁体の移動ストロークに相当して軸線方向に沿って長く配置する必要があり、これによると軸線方向に沿って大型化し、特に装置を軸線方向において、コンパクトにまとめることが困難である。
又、従来の摺動絞り弁型気化器によると、ブラシは抵抗体上を摺動しつつ回転するもので前記と同様にブラシと抵抗体との摩耗が生ずる恐れがあり、更には摺動絞り弁６２の軸線方向の移動を回転軸６３の回転移動へ変換する変換機能を備える必要があり、部品点数の増加及び気化器が大型化して好ましいものでない。更にはコロと鍔部との当接部、回転軸の軸受部の摩耗に配慮する必要がある。
【０００６】
本発明は上記不具合に鑑み成されたもので、弁体の軸線方向への移動ストロークを確実に電気信号として検出し、装置の耐久性の向上を図るとともに小型化が可能な軸線方向移動型流体制御装置におけるストローク検出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】
【０００７】
本発明になる軸線方向移動型流体制御装置におけるストローク検出装置は前記目的達成の為に、流体制御装置本体内を流体通路が貫通して設けられ、
該流体通路が軸線方向に沿って移動する弁体によって開閉されるとともに前記弁体はスプリングによって流体通路を閉塞する側に付勢される軸線移動型流体制御装置において、
前記、弁体の軸線方向移動によって伸縮変位するスプリングの一端を弁体に係止するとともに他端を荷重を検出する圧力センサに係止し、
弁体の軸線方向移動により変化するスプリングの荷重に応じた電気信号を圧力センサを介して出力したことを第１の特徴とする。
【０００８】
又、本発明は前記第１の特徴に加え、前記流体制御装置本体は内部を吸気路が貫通して穿設された気化器本体又はスロットルボデーであり、
前記、弁体は吸気路に連設された摺動弁案内筒内に移動自在に配置される摺動絞り弁であり、
前記スプリングは摺動絞り弁を閉方向に付勢する絞り弁リターンスプリングであり、
前記絞り弁リターンスプリングの一端を摺動絞り弁に係止し、他端を摺動弁案内筒の上部開口を閉塞するトップカバーに配置した圧力センサに係止したことを第２の特徴とする。
【０００９】
更に本発明は前記第２の特徴に加え、前記圧力センサを備えるトップカバーを、摺動絞り弁の軸線移動方向において移動自在に配置したことを第３の特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の特徴によると、弁体が軸線方向に移動すると弁体に係止されたスプリングは弁体の移動に応じて圧力センサに作用する押圧荷重を変化させ、これによって圧力センサは弁体の移動位置に応じた電気信号を出力できる。
以上によると、スプリングと圧力センサとの接点は常に定位置に固定された係止状態にあって、弁体と圧力センサとが非接触状態に保持されるので検出部としての圧力センサには何等の摺動接触部の存在がなく長手の使用時にあっても摩耗を生ずることがなく、検出部としての圧力センサの耐久性を大きく向上できる。
又、圧力センサには可動部分を有することがなく、弁体の軸線方向の移動に何等の制限を受けることがないので特に弁体の軸線方向において小型化できる。
【００１１】
又、本発明の第２の特徴によると、摺動絞り弁が軸線方向に移動して吸気路を開閉すると、絞り弁リターンスプリングが摺動絞り弁の開度に応じた押圧荷重を圧力センサに作用させ、圧力センサは摺動絞り弁の開度に応じた電気信号を出力できる。
ここで弁体の軸線方向移動を荷重変換して圧力センサに加えるスプリングを絞り弁リターンスプリングを利用したことによると、従来気化器又はスロットルボデーが備える部材をそのまま使用できるので部品点数が増加することがなく、且つスプリング収納空間を新たに設ける必要がない。又圧力センサをトップカバーに配置したことによると、従来のトップカバーをそのまま利用することができ、圧力センサを固定配置する新たな保持部材を用意する必要がない。
従って従来の気化器又はスロットルボデーへ極めて容易に採用することができる。その内特に、摺動絞り弁の開度を絞り弁リターンスプリングのバネ荷重の変化として圧力センサに作用させたことにより、摺動絞り弁の軸線方向移動を回転運動に変換する必要がなくなったもので、部品点数の増加、組みつけ工数の増加を抑止できるとともに気化器又はスロットルボデーを効果的に小型化できる。
【００１２】
又、本発明の第３の特徴によると、圧力センサを備えるトップカバーを摺動絞り弁の軸線移動方向において移動自在に配置したことにより、摺動絞り弁の設定開度における絞り弁リターンスプリングの圧力センサに対する押圧荷重を正確に調整して設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明になる軸線方向移動型流体制御装置におけるストローク検出装置の一実施例について図１により説明する。
図１においてストローク検出装置は、摺動絞り弁型気化器に通用された。
１は内部を側方に吸気路２が貫通して穿設された気化器本体であり、吸気路２の略中間部より上方に向けて摺動弁案内筒３が連設され、その上端は上方に向かって開口する。
４は摺動弁案内筒３内を上下方向の軸線方向に移動自在に配置される摺動絞り弁であり、吸気路２は摺動絞り弁４が軸線方向に移動することによって開閉制御される。
５は摺動弁案内筒３の上部開口を閉塞するトップカバーであり、鍔部５ａが摺動弁案内筒３の上部外方に延出して形成された本体鍔部１ａにビス６にて螺着される。
又、トップカバー５の摺動弁案内筒３内に臨む底面５ａには圧力センサ７が配置される。
この圧力センサ７は、それに加えられる押圧荷重を検出し、その荷重に応じて外部に向けて電気信号を出力するもので、圧力センサ７としては、例えば、歪みゲージをロードセル（荷重変換器）に貼着し、この歪みゲージで検出された歪みを電圧変化として出力してもよい。又機械的な歪みが生ずることにより電圧を発生するピエゾ素子等の圧電素子を用いてもよい。
又、トップカバー５には外方に向けてコネクタ５ｂが形成されるもので、コネクタ５ｂ内に配設される端子５ｃは圧力センサ７に電気的に接続される。
本実施例に示されるトップカバー５は合成樹脂材料にて形成されたもので、前記端子５ｃはトップカバー５を射出形成する際、アウトモールドされる。
そして、８は摺動絞り弁４に対して吸気路２を閉塞する側に付勢するコイルスプリングよりなる絞り弁リターンスプリングであり、この絞り弁リターンスプリング８は摺動弁案内筒３内に縮設され、その下端８ａが摺動絞り弁８の内底部４ａ上にＵ形状のスナップリング９を介して係止して配置され、又その上端８ｂはプレート１０を介して圧力センサ７の下面７ａに当接して係止される。
又、１０は運転者によって操作されるアクセルワイヤであり、その一端のワイヤエンド１０ａは摺動弁案内筒３内に挿入されて摺動絞り弁４に係止され、図示されぬ他端は例えば二輪車のアクセルグリップに係止される。
尚、気化器本体１の下方には内部に燃料が一定液面、貯溜される浮子室１１が配置され、浮子室１１内の燃料は噴孔１２を介して吸気路２内へ吸出される。
【００１４】
次にその作用について説明する。
図１に示された状態は、摺動絞り弁４がもっとも下方の位置にあって吸気路２の開口をもっとも閉塞した状態にある。
かかる摺動絞り弁４の第１開度状態（閉塞状態）において、絞り弁リターンスプリング８はもっとも伸張した状態にあり、絞り弁リターンスプリング８は、その上端８ｂ、プレート１０を介して圧力センサ７に対して小なる押圧力Ｆ１を作用させる。
これによると圧力センサ７にあってはこの押圧力Ｆ１に基いた電気信号をコネクタ５ｂの端子５ｃを介して外部の制御回路（図示せず）へと出力する。
そして、制御回路においては、前記電気信号に基いて摺動絞り弁４の弁開度位置を算出し、これによって摺動絞り弁４の前記第１開度状態を検出することができる。
【００１５】
一方、運転者によってアクセルワイヤ１０が牽引操作されると、摺動絞り弁４は徐々に吸気路２を開放し、遂には摺動絞り弁４がもっとも上方の位置にあって吸気路２を全開状態に保持する。（全開状態は一点鎖線で示される）
かかる摺動絞り弁４の第２開度状態（全開状態）において、絞り弁リターンスプリング８はもっとも圧縮された状態にあり、絞り弁リターンスプリング８は、その上端８ｂ、プレート１０を介して圧力センサ７に対して大なる押圧力Ｆ２を作用させる。
これによると圧力センサ７にあってはこの押圧力Ｆ２に基いた電気信号をコネクタ５ｂの端子５ｃを介して外部の制御回路（図示せず）へと出力する。
そして、制御回路においては、前記電気信号に基いて摺動絞り弁４の弁開度位置を算出し、これによって摺動絞り弁４の前記第２開度状態を検出することができる。
尚、摺動絞り弁４は運転者によって前記閉塞状態から全開状態へと任意に操作されて吸気路２の開口を適当に制御するものであり、摺動絞り弁４が閉塞状態から全開状態へ移動する際、絞り弁リターンスプリング８は徐々に圧縮され、圧力センサ７に対する押圧力もＦ１からＦ２に向けて徐々に増加する。
いいかえると摺動絞り弁４のそれぞれの開度時において、それぞれの開度に応じた押圧力Ｆｘを圧力センサ７に加えることができて、それぞれの開度に応じた電気信号を圧力センサ７が出力するもので、これによると制御回路にあっては、前記それぞれの電気信号に基いて摺動絞り弁４の弁開度位置を検出し、これによって摺動絞り弁４のそれぞれの開度状態を検出できる。
【００１６】
以上のように、圧力センサ７は、荷重計でよく、可動部分を有しない非接触センサであるので構造が簡単で長期間の使用に際しても摩耗を発生することがなく、ストローク検出装置のメンテナンス作業サイクルをのばすことができる。
又、ストロークの検出をスプリングの変形に伴う押圧荷重の変化を利用し、弁体の移動と同期して移動する可動部材を有しないことから弁体の軸線方向の高さを小型化できる。
【００１７】
又、摺動絞り弁型気化器へ本ストローク検出装置を適用する際、摺動絞り弁型気化器が本来備える絞り弁リターンスプリングを、摺動絞り弁が位置変化する際に押圧荷重の変化としてとらえるスプリングとして使用できること。及び本来備えるトップカバーに圧力センサを配置したこと。により圧力センサ以外に特別に新規な部品を用意する必要がないのでその実施が極めて容易なものである。
又、かかるストローク検出装置を備える摺動絞り弁型気化器は、摺動絞り弁の軸線方向の高さが大きくなることが抑止されるもので、これによると特に二輪車の如き収納空間がせまく限定されるものへの搭載性を向上できる。
又、その外観性においては、トップカバーの形状が従来のものに比較し、わずかに異なるにとどめることができ、特に気化器そのものが外部に露出する二輪車への採用が好ましい。更に、圧力センサはトップカバーの底面に取着すればよく、これはトップカバーに予め組み込むことが容易であり、圧力センサの組付け性を大きく向上できる。
更に又、圧力センサのメンテナンス作業時にあっては、トップカバーを気化器本体より取り外すことにより圧力センサを容易に取外すことが可能であり、メンテナンス作業性を向上できる。
【００１８】
次に本発明の第２の実施例について図２により説明する。
尚、本実施例は燃料噴射装置のスロットルボデーへ実施した例を示すもので、図１と異なった構造部分について説明し、同一構造部分は同一符号を用いて説明を省略する。
２０は内部を吸気路２１が貫通して穿設されたスロットルボデーであり、摺動絞り弁４より下流側の吸気路２１内には電磁式の燃料噴射弁Ｊの噴孔が開口する。
この燃料噴射弁Ｊは内部に燃料が供給される燃料流路２２を備える燃料分配管２３とスロットルボデー２０とによって狭持される。
かかるスロットルボデー２０によると、摺動絞り弁型気化器と同様に、摺動絞り弁４の移動に応じて絞り弁リターンスプリング８が伸縮し、摺動絞り弁４の開度に応じた押圧力を圧力センサ７に作用させるもので、前記実施例と同様に摺動絞り弁４の開度に応じた電気信号を圧力センサ７を介して外部の制御回路に出力し、制御回路によって摺動絞り弁４の開度が検出される。
【００１９】
更に本発明の第３の実施例について図３により説明する。
これは図１、図２におけるトップカバー部分の変形実施例である。
摺動弁案内筒３の上部の外周にはオネジ３ａが形成される。このオネジ３ａは摺動絞り弁４の軸線移動方向に沿って形成される。
トップカバー５は摺動弁案内筒３内に向かって延びる筒部５ｄを備え、圧力センサ７は摺動弁案内筒３内に臨む筒部５ｄの底面５ａに配置される。
すなわちトップカバー５の筒部５ｄは摺動弁案内筒３内に移動自在に配置され、圧力センサ７は摺動弁案内筒３内に臨んで配置される。
以上によると、トップカバー５は摺動絞り弁４の軸線方向に沿って移動自在に配置されることになる。
尚、５ｅは筒部５ｄの上端より側方に向かって延びる係止鍔部である。
又、３０は下方がリング状に開口し、上方に底部３０ａを有する有底カップ状の調整リングであり、調整リング３０の環状部３０ｂの内壁には摺動弁案内筒３のオネジ３ａに螺着されるメネジ３０ｃが形成される。
尚、前記底部３０ａにはトップカバー５の突部５ｆを挿入しうるＵ字溝３０ｄが切欠き形成される。
そしてトップカバー５は以下によって摺動弁案内筒３に組みつけられる。トップカバー５の突部５ｆに調整リング３０のＵ字溝３０ｄを挿入し、トップカバー５の筒部５ｄの外周に調整リング３０を配置するもので、これによると、トップカバー５の係止鍔部５ｅの上面が調整リング３０の底部３０ａに臨んで配置され、メネジ３０ｃは筒部５ｄの外周に臨んで配置される。
次いでトップカバー５の筒部５ｄを摺動弁案内筒３内に挿入配置するとともにメネジ３０ｃを摺動弁案内筒３のオネジ３ａに向けて螺着する。
以上によると、トップカバー５は調整リング３０を介して摺動弁案内筒３に螺着配置されたもので、このとき、絞り弁リターンスプリング８の上端８ｂがプレート１０を介して圧力センサ７を含むトップカバー５を上方に押圧するもので、これによると係止鍔部５ｅの上面が調整リング３０の底部３０ａに当接した状態でトップカバー５の位置が決定されて固定される。
【００２０】
かかる実施例によると、摺動絞り弁４が所定の開度に設定された状態において、絞り弁リターンスプリング８の圧力センサ７に対する押圧荷重の設定を行なうことができる。
例えば、摺動絞り弁４が最低アイドリング開度に設定された状態において調整リング３０を時計方向に回転させて調整リング３０を下方へ移動させると、この移動は底部３０ａを介してトップカバー５の係止鍔部５ｅに伝達され、トップカバー５を調整リング３０と同期させて下方へ移動できる。
以上によると絞り弁リターンスプリング８はトップカバー５の下方向移動に応じて圧縮されるもので絞り弁リターンスプリング８の圧力センサ７に対する押圧荷重を強く設定することができる。
又、調整リング３０を反時計方向に回転させて調整リング３０を上方へ移動させると、この移動は底部３０ａを介してトップカバー５の係止鍔部５ｅに伝達され、トップカバー５を調整リング３０と同期させて上方へ移動できる。
以上によると絞り弁リターンスプリング８はトップカバー５の上方向移動に応じて伸張されるもので絞り弁リターンスプリング８の圧力センサ７に対する押圧荷重を弱く設定することができる。
以上の如く、本実施例によれば、摺動絞り弁４が所定の開度に設定された状態において、絞り弁リターンスプリング８の圧力センサ７に対する押圧荷重を常に一定に設定することができ、正確な位置を検出する上で効果的である。
すなわち、絞り弁リターンスプリング８自身が有するバネ力のバラツキ、あるいは摺動絞り弁４の内底部４ａから圧力センサ７に至る軸線方向のスプリングセット時における長さのバラツキ、を確実に補正することができる。尚、上記実施例は図３に示されるスロットルボデーに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明になる軸線方向移動型流体制御装置におけるストローク検出装置の第１実施例としての気化器を示す縦断面図。
【図２】本発明になる軸線方向移動型流体制御装置におけるストローク検出装置の第２実施例としてのスロットルボデーを示す縦断面図。
【図３】本発明になる軸線方向移動型流体制御装置におけるストローク検出装置の第３実施例を示す要部縦断面図。
【図４】従来の気化器におけるストローク検出装置の要部横断面図を含む上部平面図。
【符号の説明】
【００２２】
１        気化器本体
２        吸気路
４        摺動絞り弁
５        トップカバー
７        圧力センサ
８        絞り弁リターンスプリング
【図１】
2005194919.tif 000003
【図２】
2005194919.tif 000004
【図３】
2005194919.tif 000005
【図４】
2005194919.tif 000006