(57)【要約】本装置によれば、吸気通路に配置されるスロットルバルブ３０、スロットルバルブ２０を開閉させるスロットルシャフト４０、スロットルシャフト４０を駆動するＤＣモータ５１等を備えた構成において、第２駆動手段６０を設けて、スロットルバルブ３０を休止位置に復帰させる際にだけ、スロットルシャフト４０に復帰力を及ぼす。これにより、通常の動作においては復帰力は作用せず、ＤＣモータ５１の負荷も低減され、スロットルバルブ３０の円滑な開閉動作が行なわれる。スロットルバルブ３０を休止位置に戻す際に、スプリング力ではなく別の手段によりスロットルシャフト４０を復帰させて、モータの負荷を低減し、スロットルバルブ３０の開閉動作の円滑化を図る。
2004033877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路に配置されるスロットルバルブと、前記スロットルバルブを開閉させるべく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転駆動するモータを含む第１駆動手段と、を備えたスロットル装置であって、
前記スロットルバルブを所定の休止位置に復帰させる際に、前記スロットルシャフトに復帰力を及ぼす第２駆動手段を有する、
ことを特徴とするスロットル装置。
【請求項２】
前記第２駆動手段は、前記スロットルシャフトに固着されたプーリと、前記プーリの周方向に沿って連結されたワイヤと、前記ワイヤを駆動する電磁ソレノイドと、を有する、
ことを特徴とする請求の範囲１記載のスロットル装置。
【請求項３】
前記スロットルバルブの角度位置を検出する角度検出センサと、少なくとも前記第１駆動手段の駆動制御を司る制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記角度検出センサの検出信号及び前記第１駆動手段の駆動信号に基づいて、前記電磁ソレノイドを駆動する、
ことを特徴とする請求の範囲２記載のスロットル装置。
【請求項４】
前記第２駆動手段は、前記スロットルシャフトに固着されたプーリと、前記プーリの周方向に沿って連結されたワイヤと、前記ワイヤを駆動する手動用の操作レバーと、を有する、
ことを特徴とする請求の範囲１記載のスロットル装置。
【請求項５】
前記プーリは、前記第１駆動手段の駆動力が及ぼされる近傍に配置されている、
ことを特徴とする請求の範囲２ないし４いずれかに記載のスロットル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、エンジンの吸気通路を開閉するスロットルバルブをもつスロットル装置に関し、特に、スロットルバルブを所定の休止位置に復帰させる機構を含むスロットル装置に関する。
【背景技術】  四輪車に搭載のエンジンに適用される従来のスロットル装置としては、ワイヤ兼電子制御式のスロットル装置あるいは電子制御式のみによるスロットル装置が知られている。
例えば、従来のワイヤ兼電子制御式のスロットル装置は、６気筒のＶ型エンジンにおいて、各気筒に対応する吸気通路を３本毎に集合させる２つのサージタンク及び各々のサージタンクから上流側に伸びる吸気通路を備える吸気系において、上流側のそれぞれの吸気通路に配置される２つのスロットルバルブを、一本のスロットルシャフトで連動させて、ワイヤ又はモータにより開閉駆動すると共に、復帰スプリングをスロットルシャフトの周りに配置して、閉じ側の休止位置に復帰させるものである（例えば、特許文献１参照）。
また、従来の電子制御式のスロットル装置は、スロットルボデーに形成された二つの吸気通路にそれぞれ配置されるスロットルバルブを、一本のスロットルシャフトで回動自在に連結し、スロットルシャフトの一端側に配置したモータにより開閉駆動すると共に、スロットルシャフトの他端側に配置した復帰スプリングにより閉じ側の休止位置に復帰させるものである（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】          特開平６−２０７５３５号公報
【特許文献２】          特開平８−２１８９０４号公報
ところで、上記従来の装置においては、休止時あるいは非常時等の際に、スロットルバルブを閉じ側の休止位置に復帰させるために、比較的付勢力の大きい捩り式の復帰スプリングを採用している。したがって、通常の開閉動作においては、復帰スプリングの付勢力が、モータ等に対して駆動負荷として作用するため、消費電力の増加あるいはモータの大型化、さらには装置全体の大型化を招くことになる。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、従来のような通常の開閉動作において不要となる復帰力を生じさせないようにして、円滑な開閉動作を図ると共に、休止時及び非常の場合には迅速に復帰動作が行なわれるスロットル装置を提供することにある。
【発明の開示】
本発明のスロットル装置は、エンジンの吸気通路に配置されるスロットルバルブと、スロットルバルブを開閉させるべく支持するスロットルシャフトと、スロットルシャフトを回転駆動するモータを含む第１駆動手段とを備えたスロットル装置であって、上記スロットルバルブを所定の休止位置に復帰させる際に、スロットルシャフトに復帰力を及ぼす第２駆動手段を有する、構成を採用している。
この構成によれば、通常の動作においては、第１駆動手段によりスロットルシャフトが回転されると、スロットルバルブが閉じ側の休止位置と全開位置との間を回動して開閉動作を行なう。一方、第１駆動手段が故障したような非常時等の場合には、（第２駆動手段が、電磁駆動式の場合には運転者のスイッチ操作によりあるいは自動的に、手動式の場合には運転者の手動操作により）第２駆動手段が作動してスロットルシャフトを回転させ、スロットルバルブを休止位置に復帰させる。このように、通常の動作においては第２駆動手段は作動せず復帰力を及ぼさないため、円滑な開閉動作が行なわれる。
上記構成において、第２駆動手段は、スロットルシャフトに固着されたプーリと、プーリの周方向に沿って連結されたワイヤと、ワイヤを駆動する電磁ソレノイドと、を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、電磁ソレノイドが作動してワイヤを引っ張ると、プーリが回転し、スロットルシャフトすなわちスロットルバルブが閉じ側に回転して休止位置に復帰する。このように、第２駆動手段が簡略な構造で電磁駆動式として構成されるため、装置の信頼性が確保され、又、装置が小型化される。
上記構成において、スロットルバルブの角度位置を検出する角度検出センサと、少なくとも第１駆動手段の駆動制御を司る制御手段とを有し、制御手段は、角度検出センサの検出信号及び第１駆動手段の駆動信号に基づいて、電磁ソレノイドを駆動する、構成を採用できる。
この構成によれば、角度検出センサの検出信号及び第１駆動手段の駆動信号に基づいて、制御手段が異常状態にあると判断したような場合には、運転者の認識如何に拘わらず、自動的に電磁ソレノイドが作動して、スロットルバルブが迅速に休止位置に復帰させられる。
また、上記構成において、第２駆動手段は、スロットルシャフトに固着されたプーリと、プーリの周方向に沿って連結されたワイヤと、ワイヤを駆動する手動用の操作レバーと、を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、運転者が操作レバーを作動させてワイヤを引っ張ると、プーリが回転し、スロットルシャフトすなわちスロットルバルブが閉じ側に回転して休止位置に復帰する。このように、第２駆動手段が簡略な構造で手動式として構成されるため、装置の信頼性が確保され、又、装置が小型化される。
上記構成において、プーリは、第１駆動手段の駆動力が及ぼされる近傍に配置されている、構成を採用できる。
この構成によれば、仮に、第１駆動手段の駆動力が作用している状態で、復帰動作を行なわせた場合には、この復帰動作の付勢力は駆動力の近傍において拮抗するため、スロットルシャフトの捩れが防止され、特に、スロットルシャフトが複数のスロットルバルブを支持している場合は、スロットルバルブ相互間における同調のずれが防止される。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明に係るスロットル装置を含むシステム全体を示すブロック図である。
第２図は、本発明に係るスロットル装置の一実施形態を示す断面図である。
第３図は、第２図に示す装置の第１駆動手段及び電磁駆動式の第２駆動手段を示す側面図である。
第４図は、本発明に係るスロットル装置の他の実施形態における第１駆動手段及び手動式の第２駆動手段を示す側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
第１図ないし第３図は、本発明に係るスロットル装置の一実施形態を示すものであり、第１図は制御システムを示すブロック図、第２図はスロットル装置の断面図、第３図は電磁駆動手段等の側面図である。
この制御システムは、第１図に示すように、エンジン１、エンジン１の吸気系に装着された４連スロットル装置２、装置２に設けられた第１駆動手段５０を駆動する駆動回路３、第２駆動手段６０を駆動する駆動回路４、装置２におけるスロットルバルブ３０の角度位置を検出する角度検出センサ７０からの信号を処理する角度検出回路５、エンジン１の回転数を検出する回転センサ６及び回転数検出回路７、エンジン１の水温センサ８及び水温検出回路９、種々の制御情報、運転マップ等が予め記憶された記憶部１０、システム全体の制御を司る制御手段としての制御部１１等を備えている。
この装置２は、二輪車に搭載の直列４気筒エンジンに対して適用される４連スロットル装置であり、第２図及び第３図に示すように、吸気通路２１を画定する４つのスロットルボデー２０、吸気通路２１に配置された４つのスロットルバルブ３０、４つのスロットルバルブ３０を同時に開閉させるべく回動自在に支持するスロットルシャフト４０、スロットルシャフト４０を回転駆動する第１駆動手段５０、スロットルバルブ３０を所定の休止位置に復帰させる復帰力を及ぼす第２駆動手段６０、スロットルシャフト４０の回転角度を検出する角度検出センサ７０等を備えている。
尚、この装置２は、その他の構成として、スロットルシャフト４０を回動自在に支持する軸受８０、スロットルボデー２０同士を接続するスペーサ９０、４つのスロットルボデー２０を連結する連結フレーム１００等を備えている。
第１駆動手段５０は、第２図及び第３図に示すように、ピニオン５１ａをもつＤＣモータ５１、ピニオン５１ａに噛合する大歯車５２ａと小歯車５２ｂとを一体的にもつ歯車５２、歯車５２（小歯車５２ｂ）に噛合しスロットルシャフト４０の一端部に固着された歯車５３、歯車５３の回転端（角度位置）を規制する調整ネジ５４等により形成されている。
そして、ＤＣモータ５１が回転すると、その回転駆動力がピニオン５１ａから歯車列（歯車５２，歯車５３）を介してスロットルシャフト４０に伝達される。すると、スロットルシャフト４０は所定の回転角度範囲を回動して、スロットルバルブ３０は所定の休止位置から全開位置までの範囲で開閉作動する。
第２駆動手段６０は、第２図及び第３図に示すように、歯車５３の外側においてスロットルシャフト４０に固着されたプーリ６１、プーリ６１の溝に入り込んで周方向に沿って連結されたワイヤ６２、ワイヤ６２を引き込み駆動するプル式の電磁ソレノイド６３等により形成されている。
そして、スロットルバルブ３０が全開側に位置している状態から、非常時等の場合に電磁ソレノイド６３が駆動されると、ワイヤ６２が引き込まれて、プーリ６１が第３図中の時計回りに回転し、歯車５３が調整ネジ５４に当接して停止した時点で、スロットルバルブ３０は休止位置に復帰させられる。
すなわち、第２駆動手段６０は、非常時その他の所定の場合に、スロットルバルブ３０を閉じ側の休止位置に復帰させる際にのみ、スロットルシャフト４０に対して復帰力を及ぼし、それ以外の通常の開閉動作においては駆動されず、復帰力を及ぼさない。
ここで、歯車５３が駆動されてスロットルバルブ３０が開閉動作を行なう際には、ワイヤ６２が張力を生じて負荷を及ぼさないように、電磁ソレノイド６３が作動したときにのみ引き込まれて張力を生じるように形成されている。例えば、第３図において、プーリ６１が反時計回りの回転端に位置するとき、ワイヤ６２は伸びた状態にあっても張力を生じず、一方、プーリ６１が時計回りの回転端に位置するとき、ワイヤ６２の緩みを許容するようにするか若しくはこの緩みを吸収する機構が採用される。
このように、第２駆動手段６０は通常の開閉動作において復帰力を及ぼさないため、第１駆動手段５０に作用する負荷が低減される。したがって、ＤＣモータ５１の消費電力が低減される。また、第２駆動手段６０が、プーリ６１、ワイヤ６２、電磁ソレノイド６３等の簡略な構造により形成されるため、装置の信頼性が確保され、又、装置が小型化される。
さらに、プーリ６２は、第２図に示すように、駆動力を伝達する歯車５３の近傍に配置されるため、仮に、ＤＣモータ５１の駆動力が作用している状態で電磁ソレノイド６３が作動して駆動力と拮抗する復帰力を生じても、スロットルシャフト４０の捩れが防止される。これにより、スロットルシャフト４０に支持された複数のスロットルバルブ３０における同調ずれ（相互間の位相のずれ）が防止される。
次に、上記スロットル装置の全体の動作について説明する。
制御部１１から発せられる制御信号に基づいて、ＤＣモータ５１が一方向に回転すると、歯車列（ピニオン５１ａ，歯車５２，歯車５３）を介して、回転駆動力がスロットルシャフト４０に伝達される。そして、スロットルシャフト４０が一方向に回転し始め、スロットルバルブ３０は休止位置から吸気通路１１を全開する位置まで回転する。
一方、制御部１１からの制御信号に基づいて、ＤＣモータ５１が逆向きに回転すると、逆の経路を辿って、スロットルシャフト４０が逆方向に回転し、スロットルバルブ３０は全開位置から吸気通路１１を閉じる休止位置まで回転する。
通常の運転時においては、制御モードに応じて、ＤＣモータ５１の回動が適宜制御され、スロットルバルブ３０は最適な開度となるように開閉駆動される。また、エンジン１を停止する際には、スロットルバルブ３０が休止位置に復帰した時点でＤＣモータ５１が停止する。
この通常の動作の際には、制御部１１は第２駆動手段６０に対して駆動信号を発しないため、復帰力を発生せず、スロットルバルブ３０は円滑に開閉動作を行なう。
一方、制御部１１が、角度検出センサ７０の検出信号及び第１駆動手段５０の駆動信号に基づいて、装置２が異常状態にあると判断した場合、例えば、スロットルバルブ３０が所望の開度に制御されない状態にあると判断した場合は、制御部１１が駆動回路４を介して第２駆動手段６０に駆動信号を発する。
これにより、電磁ソレノイド６３が作動してワイヤ６２を引き込み、プーリ６１がスロットルシャフト４０を回転させて、スロットルバルブ３０を閉じ側の休止位置に復帰させる。このように、運転者の認識如何に拘わらず、制御部１１が異常ありと判断した場合は、自動的に復帰動作が行なわれるため、危険な状態を未然に回避できる。この場合、電磁ソレノイド６３の駆動条件をオンオフ制御や、デューティー制御等適宜選択することにより、復帰動作に要する時間を任意に設定でき、搭載される車両に応じて最適なものを供給できる。
第４図は、本発明に係るスロットル装置の他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
この装置２´においては、第４図に示すように、前述の電磁駆動式の第２駆動手段６０に替えて、手動により駆動する第２駆動手段６０´が採用されている。
すなわち、第２駆動手段６０´は、第４図に示すように、前述同様のプーリ６１及びワイヤ６２、ワイヤ６２を手動にて引っ張る操作レバー６４等により形成されている。
そして、スロットルバルブ３０が全開側に位置している状態から、非常時等の場合に操作レバー６４が駆動されると、ワイヤ６２が引っ張られて、プーリ６１が第４図中の時計回りに回転し、歯車５３が調整ネジ５４に当接して停止した時点で、スロットルバルブ３０は休止位置に復帰させられる。
すなわち、第２駆動手段６０´は、非常時その他の所定の場合に、スロットルバルブ３０を閉じ側の休止位置に復帰させる際にのみ、スロットルシャフト４０に対して復帰力を及ぼし、それ以外の通常の開閉動作においては運転者が操作しない限り、復帰力を及ぼさない。
ここで、歯車５３が駆動されてスロットルバルブ３０が開閉動作を行なう際には、ワイヤ６２が張力を生じて負荷を及ぼさないように、操作レバー６４が操作されたときにのみ引っ張られて張力を生じるように形成されている。例えば前述同様に、第４図において、プーリ６１が反時計回りの回転端に位置するとき、ワイヤ６２は伸びた状態にあっても張力を生じず、一方、プーリ６１が時計回りの回転端に位置するとき、ワイヤ６２の緩みを許容するようにするか若しくはこの緩みを吸収する機構が採用される。
このように、第２駆動手段６０´は通常の開閉動作において復帰力を及ぼさないため、第１駆動手段５０に作用する負荷が低減される。したがって、ＤＣモータ５１の消費電力が低減される。また、第２駆動手段６０´が、プーリ６１、ワイヤ６２、操作レバー６４等の簡略な構造により形成されるため、装置の信頼性が確保され、又、装置が小型化される。
次に、上記スロットル装置の全体の動作について説明する。
制御部１１から発せられる制御信号に基づいて、ＤＣモータ５１が一方向に回転すると、歯車列（ピニオン５１ａ，歯車５２，歯車５３）を介して、回転駆動力がスロットルシャフト４０に伝達される。そして、スロットルシャフト４０が一方向に回転し始め、スロットルバルブ３０は休止位置から吸気通路１１を全開する位置まで回転する。
一方、制御部１１からの制御信号に基づいて、ＤＣモータ５１が逆向きに回転すると、逆の経路を辿って、スロットルシャフト４０が逆方向に回転し、スロットルバルブ３０は全開位置から吸気通路１１を閉じる休止位置まで回転する。
通常の運転時においては、制御モードに応じて、ＤＣモータ５１の回動が適宜制御され、スロットルバルブ３０は最適な開度となるように開閉駆動される。また、エンジン１を停止する際には、スロットルバルブ３０が休止位置に復帰した時点でＤＣモータ５１が停止する。
この通常の動作の際には、運転者が誤って第２駆動手段６０´を操作しない限り、復帰力は生じないため、スロットルバルブ３０は円滑に開閉動作を行なう。
一方、運転者が、装置２´に異常があると認識した場合は、例えば、スロットルを絞る操作をしたにも拘わらずエンジン１の回転が下がらないと認識した場合は、運転者は操作レバー６４を操作する。
これにより、ワイヤ６２が引っ張られて、プーリ６１はスロットルシャフト４０を回転させ、スロットルバルブ３０は閉じ側の休止位置に復帰する。このように、運転者が異常ありと認識した場合は、復帰動作を行なうことで、危険な状態を未然に回避できる。この場合、ワイヤ６２の張力を適宜調整することにより、復帰動作に要する時間を任意に設定でき、搭載される車両に応じて最適なものを供給できる。
上記実施形態においては、４つのスロットルバルブ３０がスロットルシャフト４０に一体的に支持された４連のスロットル装置を示したが、これに限定されるものではなく、単一のスロットルバルブをもつスロットル装置、あるいは、３連、５連以上の多連スロットル装置において、本発明の構成を採用してもよい。
また、上記実施形態においては、第２駆動手段６０として、電磁ソレノイド６３を適用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、その他の駆動源を採用してもよい。
尚、上記実施形態においては、従来の捩り式の復帰スプリングは採用していないが、第１駆動手段５０の歯車列におけるバックラッシュ等を取り除くために、付勢力の弱い捩りスプリングを追加してもよい。
【産業上の利用可能性】  以上述べたように、本発明のスロットル装置によれば、エンジンの吸気通路に配置されるスロットルバルブを開閉させるスロットルシャフト、スロットルシャフトを回転駆動するモータを含む第１駆動手段を備えた構成において、スロットルバルブを所定の休止位置に復帰させる際にスロットルシャフトに復帰力を及ぼす、電磁駆動式の又は手動式の第２駆動手段を採用したことにより、通常の開閉動作においては復帰力が作用しないため、円滑な開閉動作が行なわれる。特に、第１駆動手段のモータに加わる負荷が低減されるため、消費電力を低減でき、又は、モータの小型化、装置の小型化を行なうことができる。
【図１】
2004033877.tif 000003
【図２】
2004033877.tif 000004
【図３】
2004033877.tif 000005
【図４】
2004033877.tif 000006
【国際調査報告】
2004033877.tif 000007
2004033877.tif 000008