(57)【要約】【課題】全閉ストッパとの衝突により生じる荷重によって衝突部分や従動歯車が破壊されることのない吸気量調整装置を提供する。【解決手段】吸気量調整装置１は、吸気通路２を開閉する絞り弁５を支持するシャフト４に固定されて全閉ストッパ７と当接するレバー部材８と、これを絞り弁５の閉方向Ｃに付勢するリターンスプリング１１と、従動歯車１０を絞り弁５の開方向Ｏに回転させる駆動モータ９とを備える。レバー部材８と従動歯車１０とをそれぞれ絞り弁５の閉方向Ｃ及び開方向Ｏに付勢する緩衝部材１４と、それぞれ閉方向Ｃ及び開方向Ｏに回転するのを阻止する係合部１５ａ、１５ｂが設けられる。【選択図】図１
2016121601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気量を調整する吸気量調整装置であって、
吸気通路を有するボディと、
前記吸気通路を横断して回転自在に設けられたシャフトと、
前記シャフトに固定され、前記吸気通路を開閉する絞り弁と、
前記シャフトの一側に設けられた従動レバーと、
前記絞り弁をその閉方向に付勢するリターンスプリングと、
前記従動レバーに前記絞り弁の開方向への回転力を与えて前記絞り弁を開閉制御するための駆動モータと、
前記ボディに設けられ、前記絞り弁の全閉位置を定めるために、前記従動レバーに当接する全閉ストッパとを備え、
前記従動レバーは、
前記シャフトの一側に固定され、前記全閉ストッパと当接するレバー部材と、
前記シャフトに対し、前記絞り弁と相対的に回転し得るように取り付けられ、前記駆動モータによって回転力が与えられる従動歯車とで構成され、
前記レバー部材及び前記従動歯車の間には、相対的に、それぞれを前記絞り弁の閉方向及び開方向に付勢する緩衝部材が設けられ、
前記レバー部材及び前記従動歯車は、相対的に、それぞれが前記絞り弁の閉方向及び開方向へ回転するのを阻止する係合部を備えることを特徴とする吸気量調整装置。
【請求項２】
前記駆動モータの電源がオフ状態になる場合があることを特徴とする請求項１に記載の吸気量調整装置。
【請求項３】
前記駆動モータの電源をオフ状態とする場合か否かを判定し、オフ状態とする場合であると判定したとき、該駆動モータの電源をオフ状態に設定する制御部を備えることを特徴とする請求項２に記載の吸気量調整装置。
【請求項４】
前記リターンスプリングは、その一端が前記レバー部材に固定されており、該レバー部材を絞り弁の閉方向に付勢するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸気量調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気量を調整する吸気量調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような吸気量調整装置は、吸気通路を有するボディと、吸気通路を横断するシャフトと、シャフトに固定されて吸気通路を開閉する絞り弁と、シャフトの端部に固定された従動歯車とを備える。絞り弁は、駆動モータにより従動歯車を介して回転力が付与され、開閉動作を行う（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の吸気量調整装置では、ボディに、絞り弁の全閉位置を定める全閉ストッパが設けられる。従動歯車には、全閉ストッパに衝突して従動歯車の回転を停止させる衝突部が設けられる。また、衝突部には、全閉ストッパに衝突して弾性変形する全閉側衝突片が設けられる。
【０００４】
この吸気量調整装置において、絞り弁が全閉位置に移動するとき、衝突部の全閉側衝突片が全閉ストッパに衝突する。このとき、全閉側衝突片が弾性変形することにより、衝突によって生じる衝突荷重が吸収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５７９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の吸気量調整装置によれば、全閉側衝突片が全閉ストッパに衝突するときの全閉方向への過度な衝突荷重により、従動歯車や全閉側衝突片が劣化する可能性がある。かかる過度な衝突荷重による劣化は、全閉側衝突片の長さ、硬さ、幅、厚み等を、従動歯車や全閉側衝突片が劣化し難いような値に設定した場合でも生じるおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、全閉ストッパとの衝突により生じる衝突荷重によって衝突部分や従動歯車が劣化し難い吸気量調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の吸気量調整装置は、内燃機関の吸気量を調整する吸気量調整装置であって、吸気通路を有するボディと、前記吸気通路を横断して回転自在に設けられたシャフトと、前記シャフトに固定され、前記吸気通路を開閉する絞り弁と、前記シャフトの一側に設けられた従動レバーと、前記絞り弁をその閉方向に付勢するリターンスプリングと、前記従動レバーに前記絞り弁の開方向への回転力を与えて前記絞り弁を開閉制御するための駆動モータと、前記ボディに設けられ、前記絞り弁の全閉位置を定めるために前記従動レバーに当接する全閉ストッパとを備え、前記従動レバーは、前記シャフトの一側に固定され、前記全閉ストッパと当接するレバー部材と、前記シャフトに対し、前記絞り弁と相対的に回転し得るように取り付けられ、前記駆動モータによって回転力が与えられる従動歯車とで構成され、前記レバー部材及び前記従動歯車の間には、相対的に、それぞれを前記絞り弁の閉方向及び開方向に付勢する緩衝部材が設けられ、前記レバー部材及び前記従動歯車は、相対的に、それぞれが前記絞り弁の閉方向及び開方向へ回転するのを阻止する係合部を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、通常の内燃機関の運転時には、レバー部材と従動歯車との位置関係は、リターンスプリングによる絞り弁を閉方向に付勢する力と、レバー部材と従動歯車の係合部とによって固定された状態にある。このため、従動歯車及びレバー部材は、これらが一体的に回動する従動レバーとして機能する。したがって、駆動モータにより、この従動レバーを介して絞り弁が開閉制御される。
【００１０】
一方、レバー部材及び従動歯車は、相対的に、それぞれ絞り弁の開方向及び閉方向に回転することが阻止されておらず、緩衝部材により抑制されているだけである。このため、レバー部材が全閉ストッパに衝突するときには、従動歯車は、緩衝部材の付勢力に抗して、絞り弁の閉方向に若干回転する。
【００１１】
このとき、その衝突によりレバー部材と全閉ストッパとの間、又は従動歯車と噛み合う部分に生じる荷重が、緩衝部材により緩和される。したがって、レバー部材と全閉ストッパとの衝突部分又は従動歯車の噛合い部分の破損や劣化を防止することができる。
【００１２】
また、駆動モータにより絞り弁を開く場合には、従動歯車の駆動力が、緩衝部材によらず、レバー部材及び従動歯車の係合部を介してレバー部材に伝達されるので、レバー部材と従動歯車の回転方向における位置関係がずれることがない。したがって、絞り弁の開閉位置を、駆動モータの回転量に対応させて、正確に制御することができる。
【００１３】
本発明において、前記駆動モータの電源がオフ状態になる場合があってもよい。かかる場合には、リターンスプリングの付勢力により、従動レバーや駆動モータ等の各部品の慣性力も加わり、レバー部材が勢いよく全閉ストッパに衝突する。しかし、この場合も、衝突時の衝突荷重が緩衝部材により緩和されるので、衝突部分や噛合い部分の破損や劣化を防止することができる。
【００１４】
本発明において、前記駆動モータの電源をオフ状態とする場合か否かを判定し、オフ状態とする場合であると判定したとき、該駆動モータの電源をオフ状態に設定する制御部を備えてもよい。
【００１５】
これによれば、駆動モータの電源がオフ状態に設定され、レバー部材が全閉ストッパに衝突する場合でも、上述のように、衝突による衝突荷重が緩和されて破損や劣化が防止される。したがって、制御部は、駆動モータの電源をオフ状態とする場合が生じた場合には、直ちに駆動モータの電源をオフ状態に設定することができる。
【００１６】
本発明において、前記リターンスプリングは、その一端が前記レバー部材に固定されており、該レバー部材を絞り弁の閉方向に付勢するものであってもよい。この場合も、リターンスプリングにより絞り弁を閉じる場合にも、リターンスプリングによる付勢力が、緩衝部材によらず、レバー部材に伝達されるので、リターンスプリングの付勢力と制御された駆動モータの駆動力とにより、絞り弁の開閉位置を、駆動モータの回転量に確実に対応させて、正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る吸気量調整装置の正面図である。
【図２】図１における従動歯車の近傍部分についてのII−II線断面図である。
【図３】図１における従動歯車の近傍部分についてのIII−III線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。実施形態の吸気量調整装置は、内燃機関の吸気量を調整する装置である。図１に示すように、この吸気量調整装置１は、吸気通路２を有するボディ３と、吸気通路２を横断するようにしてボディ３により回転自在に支持されたシャフト４と、シャフト４に固定され、吸気量を調整するために吸気通路２を開閉する絞り弁５とを備える。
【００１９】
シャフト４のボディ３から突出した端部には、従動レバー６が設けられる。ボディ３には、従動レバー６に当接して絞り弁５の全閉位置を規定する全閉ストッパ７が設けられる。全閉位置は、絞り弁５が吸気通路２を機械的に最大限閉じたときの絞り弁５の位置である。
【００２０】
従動レバー６は、シャフト４の端部に固定されて全閉ストッパ７と当接するレバー部材８と、駆動モータ９によって回転力が与えられる従動歯車１０とで構成される。従動歯車１０は、シャフト４に対し、絞り弁５と相対的に回転し得るように取り付けられる。従動歯車１０は、絞り弁５の回動範囲に対応する部分にのみ歯が設けられた部分歯車として構成される。
【００２１】
従動レバー６は、一端がボディ３に固定され、他端がレバー部材８に固定されたリターンスプリング１１により、絞り弁５の閉方向Ｃに付勢される。
【００２２】
従動レバー６は、駆動モータ９により、中間ギア１２を介して、絞り弁５の開方向への回転力が付与される。中間ギア１２は、駆動モータ９の駆動軸に設けられたピニオン１３と噛み合う大径歯車１２ａと、従動歯車１０と噛み合う小径歯車１２ｂとで構成され、駆動モータ９の回転を、減速して従動歯車１０に伝達する。駆動モータ９は、内燃機関の運転状態やアクセル開度等を検知する各種のセンサ１７からの情報に基づき、絞り弁５を開閉制御するように駆動される。
【００２３】
図２に示すように、レバー部材８及び従動歯車１０の間には、相対的に、それぞれ絞り弁５の閉方向Ｃ及び開方向Ｏに付勢する緩衝部材１４が設けられる。緩衝部材１４は、コイルばねや弾性部材で構成される。また、レバー部材８及び従動歯車１０は、相対的に、それぞれ絞り弁５の閉方向Ｃ及び開方向Ｏ（図１参照）へ回転するのを阻止する係合部１５ａ及び１５ｂを備える。
【００２４】
したがって、レバー部材８及び従動歯車１０は、通常の吸気量の制御時には、レバー部材８を絞り弁５の閉方向Ｃに付勢するリターンスプリング１１と、閉方向Ｃに回転するのを阻止する係合部１５ａ及び１５ｂとによって一体化した従動レバー６として機能する。
【００２５】
ただし、レバー部材８が全閉ストッパ７と衝突するときには、両者間に大きな衝突荷重が加わる。このため、レバー部材８に対して従動歯車１０が絞り弁５の閉方向Ｃに、衝突荷重と緩衝部材１４のばね定数に応じた量だけ、若干回転する。
【００２６】
図１に示すように、駆動モータ９の駆動制御は、制御部１６によって行われる。その際に、制御部１６は、内燃機関等に設けられた各種センサ１７からの情報に基づき、電源をオフ状態とする場合か否かを判定し、オフ状態とする場合であると判定した場合に、駆動モータ９の電源をオフ状態に設定する機能を有する。制御部１６は、例えば内燃機関を制御するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）で構成することができる。
【００２７】
図３に示すように、上述のボディ３によるシャフト４の支持は、ベアリング１８を介して行われる。また、上述のレバー部材８に対するリターンスプリング１１の他端の固定は、その他端１１ａを、レバー部材８に設けられた係合片８ａに係合させることにより行われる。
【００２８】
この構成において、内燃機関の通常の運転時には、レバー部材８及び従動歯車１０は、上述のように、これらの係合部１５ａ及び１５ｂとリターンスプリング１１とによって相互の位置関係が固定され、本来の従動レバー６として機能する。したがって、制御部１６は、駆動モータ９で従動歯車１０を駆動することにより、従動レバー６を介して、絞り弁５の開度を適切に制御する。
【００２９】
その際、絞り弁５の開度は、駆動モータ９が従動レバー６に与える回転力に応じ、その回転力とリターンスプリング１１の付勢力とが釣り合う従動レバー６の位置に対応する開度に設定される。
【００３０】
一方、制御部１６は、駆動モータ９の電源をオフ状態とする場合であると判定した場合には、駆動モータ９の電源をオフ状態に設定する。これに応じ、リターンスプリング１１の付勢力により、従動レバー６、駆動モータ９等の各部品の慣性力も加わって、従動レバー６が絞り弁５の閉方向Ｃに回動される。このため、従動レバー６のレバー部材８が、勢いよく全閉ストッパ７に衝突する。
【００３１】
この衝突により、レバー部材８と全閉ストッパ７との間や、従動歯車１０と噛み合う部分に、衝突荷重が生じる。このとき、上述のように、従動歯車１０は、レバー部材８に対して相対的に絞り弁５の開方向Ｏに回転することが、緩衝部材１４により抑制されているだけで、阻止されてはいない。このため、生じた衝突荷重により、従動歯車１０は、緩衝部材１４の付勢力に抗して、絞り弁５の閉方向Ｃに若干回転する。
【００３２】
これにより、衝突によって生じた衝突荷重は、緩衝部材１４を収縮させるエネルギーに変換されて緩和される。したがって、衝突荷重によりレバー部材８と全閉ストッパ７との衝突部分や、従動歯車１０と中間ギア１２とが噛み合う部分などの破損や劣化が回避される。
【００３３】
以上のように、本実施形態によれば、従動レバー６がレバー部材８と従動歯車１０とで構成され、レバー部材８と従動歯車１０との間に緩衝部材１４が設けられ、レバー部材８と従動歯車１０とに係合部１５ａ及び１５ｂが設けられる。これにより、レバー部材８と全閉ストッパ７との衝突部分や、従動歯車１０の噛合い部分の破損や劣化を防止することができる。
【００３４】
また、駆動モータ９により絞り弁５を開く場合には、従動歯車１０の駆動力が、レバー部材８及び従動歯車１０の係合部１５ａ及び１５ｂを介してレバー部材８に伝達されるので、レバー部材８と従動歯車１０との回転方向における位置関係がずれることがない。したがって、絞り弁５の開閉位置を、駆動モータ９の回転量に対応させて、正確に制御することができる。
【００３５】
また、リターンスプリング１１は、その一端がレバー部材８に固定されており、レバー部材８を絞り弁５の閉方向に付勢するので、リターンスプリング１１により絞り弁５を閉じる場合にも、リターンスプリング１１による付勢力が、緩衝部材１４によらず、レバー部材８に伝達される。したがって、リターンスプリング１１の付勢力と制御された駆動モータ９の駆動力とにより、絞り弁５の開閉位置を、駆動モータ９の回転量に確実に対応させて、正確に制御することができる。
【００３６】
また、駆動モータ９の電源がオフ状態になり、リターンスプリング１１の付勢力と、従動レバー６や駆動モータ等の各部品の慣性力とにより、レバー部材８が勢いよく全閉ストッパ７に衝突する場合でも、衝突部分や噛合い部分の破損や劣化を防止することができる。したがって、制御部１６は、駆動モータ９の電源をオフ状態とする場合が生じた場合に、直ちに駆動モータ９の電源をオフ状態に設定することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は実施形態に限定されない。例えば、リターンスプリング１１は、その一端が、レバー部材８にではなく、従動歯車１０に固定されてもよい。この場合も、レバー部材８と従動歯車１０との位置関係が、係合部１５ａ及び１５ｂとリターンスプリング１１とによって固定された状態で、駆動モータ９により従動レバー６を駆動し、絞り弁５を正確に制御することができる。
【００３８】
ただし、この場合、リターンスプリング１１の付勢力に抗することができないほど緩衝部材１４が弱いと、リターンスプリング１１により絞り弁５を閉じる場合に、緩衝部材１４がリターンスプリング１１により押しつぶされた状態となることが考えられ、また、緩衝部材１４による衝撃荷重の緩和機能が働かないことも考えられる。したがって、リターンスプリング１１の付勢力に抗する強さを有する緩衝部材１４を使用する必要がある。
【符号の説明】
【００３９】
１…吸気量調整装置、２…吸気通路、３…ボディ、４…シャフト、５…絞り弁、６…従動レバー、７…全閉ストッパ、８…レバー部材、９…駆動モータ、１０…従動歯車、１１…リターンスプリング、１４…緩衝部材、１５ａ、１５ｂ…係合部。
【図１】
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【図２】
2016121601.tif 000004
【図３】
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