节气门装置的制作方法

本发明涉及节气门装置，尤其涉及通过共用的致动器对发动机的进气路径上的多个节气门阀进行开度控制的多联式(多連式)节气门装置。

背景技术：

在多缸内燃机的电子节气门装置、尤其是搭载于两轮车上的发动机的节气门装置中，广泛使用如下这样的线控方式的多联式结构：通过共用的电动致动器对配置于进气口附近的多个进气通路中的多个节气门阀进行驱动并使它们联动。

作为这种节气门装置，已知如下的结构：例如利用带减速机构的马达来驱动支承节气门阀的节气门轴，另一方面，将节气门轴的转动(角度位移)齿轮传动至与其平行配置的传感器轴，并利用节气门位置传感器检测出该角度位移而作为节气门阀的开度(例如参照专利文献1)。

在该装置中，用于从节气门轴向传感器轴传动旋转的齿轮、传感器轴、节气门位置传感器以及带减速机构的马达被设定于多个进气通路相邻的方向(气缸排列方向)的中央侧，用于从马达向节气门轴传动旋转的齿轮系位于节气门体的端部，从而能够防止该节气门体的全宽增大。

专利文献1：日本特许第5901255号公报

但是，在上述那样的以往的节气门装置中，在多个进气口相邻的气缸排列方向上的节气门体中央附近，除了设置有不同于节气门轴的其它传感器轴之外，用于从节气门轴向传感器轴传动旋转的齿轮、传感器轴、节气门位置传感器以及带减速机构的马达等也被集中配置于此，因此不得不拓宽气缸排列方向上的中央处的两个进气通路的间隔。

因此，即使不使节气门阀开度控制用的旋转传动机构(齿轮系)和节气门位置传感器分别突出到节气门体的全宽范围外，也不容易在整体上实现节气门装置的紧凑化，而且，伴随着传感器轴和其轴端部的传感器配置等，还存在节气门装置在上下方向上的配置自由度受到限制的问题。

技术实现要素：

本发明就是为了解决这样的以往问题而完成的，其目的在于提供一种节气门装置，不将位置传感器配置成突出到节气门体的全宽范围外即可，能够实现装置的紧凑化且扩大配置的自由度。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明的节气门装置被安装于具有多个进气口的发动机上，其中，所述节气门装置具备：多个节气门体，它们形成有进气通路；以能够进行开度控制的方式分别设置于所述进气通路内的节气门阀；节气门轴，其支承所述节气门阀；致动器，其经由所述节气门轴对所述节气门阀进行开闭驱动；旋转传动机构，其介于所述致动器与所述节气门轴之间；以及位置传感器，其检测所述旋转传动机构中的位移，所述旋转传动机构具有：第一传动部件，其被所述致动器驱动；和第二传动部件，其能够与所述第一传动部件联动，且在旋转方向上与所述节气门轴结合为一体，检测所述第二传动部件的位移的所述位置传感器、和所述旋转传动机构被配设于所述多个节气门体之间。

在本发明的节气门装置中，当第一传动部件被致动器驱动时，节气门轴和与第一传动部件卡合的第二传动部件一体地转动，从而节气门阀开度变化。而且，第二传动部件的角度位移由位置传感器检测出，从而检测出节气门阀的开度。因而，不需要为了使位置传感器检测节气门轴的角度位移而设置传感器轴等其它部件的传动要素这样的进气通路周围的功能部位，从而能够缩窄在气缸排列方向上相邻的两个进气通路的间隔。

在本发明的节气门装置中，可以构成为，所述多个节气门体由第一节气门体和第二节气门体构成，其中，所述第一节气门体具有第一进气通路，所述第二节气门体具有第二进气通路，且具有收纳所述致动器的收纳部，在所述第一进气通路与所述第二进气通路之间具有所述位置传感器。在这种情况下，能够极力减少进气通路周围的功能部位，并能够减少节气门体的壁厚部位，因此能够抑制节气门体的大型化。

在本发明的节气门装置中，可以构成为，所述节气门阀由第一节气门阀和第二节气门阀构成，其中，所述第一节气门阀设置于所述第一进气通路，所述第二节气门阀设置于所述第二进气通路，所述第一节气门阀和所述第二节气门阀固定于同一所述节气门轴。在这种情况下，只有一个检测第二传动部件的角度位移的位置传感器即可，节气门装置在整体上能够实现紧凑化，提高车辆布局上的自由度。

在本发明的节气门装置中，也可以是，所述位置传感器由可动侧检测构件和固定侧检测构件构成，其中，所述可动侧检测构件被支承于所述第二传动部件，所述固定侧检测构件被配置于收纳所述旋转传动机构的收纳罩上。另外，所述可动侧检测构件可以构成为配置在所述第二传动部件的沿所述节气门轴的径向延伸的面上。这样，能够在第二传动部件的对置面上配置可动侧检测构件，因此装配容易且其设置空间较小即可，转动径向的设置自由度也变高。另外，检测可动侧检测构件的转动的固定侧检测构件的固定配置也变得容易。在进一步具备介于所述节气门体与所述节气门轴之间、且对所述节气门阀向规定的开度位置施力的扭转螺旋弹簧的情况下，所述位置传感器可以配置得比所述扭转螺旋弹簧的配置区域靠径向外侧。

本发明的节气门装置还可以是，所述位置传感器的所述可动侧检测构件由配置于所述第二传动部件的齿宽方向一端侧的侧面上的磁铁或刷构成，所述位置传感器的所述固定侧检测构件由霍尔元件或电阻覆膜构成。这样，则会变成能够以较少的部件数量检测出可动侧检测构件的位移的、简单的位置传感器。

根据本发明，不将位置传感器配置成突出到节气门体的全宽范围外即可，能够实现节气门装置的紧凑化和配置自由度的扩大。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的节气门装置的主要部分的概要结构图。

图2是将本发明的一个实施方式的节气门装置装配于四缸发动机的情况下的其整体的概要结构图。

图3是示出本发明的一个实施方式的节气门装置向四缸发动机装配的装配形态的主视图。

图4是沿图3的iv－iv线的箭头观察的剖视图。

图5是示出将搭载于四缸发动机的两个节气门装置设置成以往的配置的两个例子的主视图。

图6是将本发明的一个实施方式的节气门装置装配于三缸发动机的情况下的其整体的概要结构图。

标号说明

1：发动机；1a：进气口；10：节气门装置；11：单元体(节气门体)；11a：节气门体部(第一节气门体)；11b：节气门体部(第二节气门体)；11c：齿轮罩部；11d：马达罩部(收纳部)；11f：第一段体(第一节气门体)；11s：第二段体(第二节气门体)；12a、12b：进气通路；13a、13b：节气门阀；14：节气门轴；15：马达(致动器)；16：扭转螺旋弹簧(施力构件)；20：旋转传动机构；21：小齿轮(第一传动部件、齿轮)；22：惰轮(齿轮)；23：控制齿轮(第二传动部件、齿轮)；23a：对置面(一个侧面、轴径向的面)；30：位置传感器(节气门位置传感器)；31：可动侧检测构件(磁铁或刷)；32：固定侧检测构件(霍尔元件或电阻覆膜)；41：燃料喷射阀；42：燃料管；d1：间隔；w1：全宽。

具体实施方式

以下，引用附图对用于实施本发明的方式进行说明。

(一个实施方式)

图1至图4示出了本发明的一个实施方式的节气门装置的结构。

首先对其结构进行说明。

如图1及图2所示，本实施方式的节气门装置10是应用于多缸内燃机、例如两轮车用的四缸发动机1的多联式节气门装置。此外，在此，关于发动机1，不详细进行说明，但其以多个气缸1c相对于沿两轮车的前后方向(垂直于图2的纸面的方向)延伸的车架在左右方向(车宽方向)上彼此相邻的方式、即以曲轴在车宽方向上延伸的横置状态进行搭载。另外，如图3所示，一对节气门装置10(该图中10a、10b)针对发动机1以在左右方向上相邻的方式并排配置。

如图1所示，节气门装置10具备：节气门体部11a(第一节气门体)，其具有进气通路12a(第一进气通路)；节气门体部11b(第二节气门体)，其具有进气通路12b(第二进气通路)；共用(相同)的节气门轴14，其可绕轴旋转地支承于节气门体部11a、11b；以及马达15及旋转传动机构20，它们能够经由节气门轴14对多个节气门阀13a、13b进行开闭驱动。

另外，旋转传动机构20以在相邻的节气门阀13a与节气门阀13b之间的位置处与节气门轴14连接的方式配设于节气门体部11a与11b之间，通过设置于节气门体部11a与11b的中间位置，从而能够向节气门轴14的大致中心位置传递动力。

节气门体部11a、11b分别具有圆形截面的内周壁面，并且并排设置，形成有与多个进气口1a连通的多个进气通路12a、12b(在是歧管的情况下是多支通路)。另外，在各个进气通路12a、12b内，能够控制开度地设置有多个节气门阀13a、13b。此外，在图1中，用四边形大致示出了多个节气门体部11a、11b和除它们之间的旋转传动路径的周边以外的主体部分(后述的单元体11)的形状。另外，多个节气门阀13a、13b分别是向阀开闭方向转动的方式例如蝶式，也可以是其它方式。

节气门轴14作为在其两端侧的一定长度的区域中将多个节气门阀13a、13b支承成能够转动的转动中心轴而发挥作用，并且在其轴中央部经由旋转传动机构20而对应于来自马达15的旋转(角度)操作量进行转动，由此能够控制多个节气门阀13a、13b的开度。

马达15是致动器，例如是步进电机或步进电机以外的脉冲马达，马达15能够根据与两轮车辆的油门操作相对应的加速要求输入，来控制与节气门阀13a、13b所要求的开度位置(节气门位置)相对应的节气门轴14的旋转角度位置。

旋转传动机构20构成为包括：小齿轮21，其一体地安装于马达15的旋转输出轴；惰轮22，其能够绕轴旋转地支承于单元体11，并且与小齿轮21啮合而卡合；以及控制齿轮23，其与节气门轴14一体地结合，并且与惰轮22啮合而卡合。

即，旋转传动机构20具有：小齿轮21，其是作为第一传动部件的齿轮，在沿车辆的左右方向相邻的各一对进气通路12a、12b之间受马达15驱动；以及控制齿轮23，其是作为第二传动部件的齿轮，能够相对于该小齿轮21联动，并且在旋转方向上与节气门轴14结合成一体，所述旋转传动机构20还具有介于两个齿轮间的惰轮22。

该旋转传动机构20按照小齿轮21、惰轮22、控制齿轮23的顺序使节圆半径变大，并通过使它们介于马达15与节气门轴14之间而能够发挥减速功能及高精度定位功能。

在节气门装置10上还设置有：可动侧检测构件31，其被支承于控制齿轮23；以及固定侧检测构件32，其能够检测可动侧检测构件31的角度位移(移位)。而且，利用这些可动侧检测构件31及固定侧检测构件32构成了如下这样的位置传感器30(节气门位置传感器)：检测节气门轴14及控制齿轮23的角度位移、即与节气门阀13a、13b的开度对应的旋转传动机构20中的特定部位的移位，并输出位置信号pth。

该位置传感器30的可动侧检测构件31由配置于控制齿轮23的齿宽方向一端侧的侧面上的磁铁(也可以是交互配置有n/s磁极而成的磁性图案)或刷构成，另一方面，位置传感器30的固定侧检测构件32由霍尔元件或者电阻覆膜构成。

图2以将本节气门装置10应用于四缸发动机1的布局来进行例示。在该图中，全宽为w1的两个节气门装置10分别具有使节气门体部11a、11b一体化而成的单元体11，其中，每个节气门装置10分别以2个气缸的量覆盖在发动机1的气缸排列方向上排成一排的多个进气口1a。而且，在各单元体11中，节气门体部11a、11b相邻地设置，从而使得与多个进气口1a连通的进气通路12a、12b并排排列，在每个进气通路12a、12b内，能够控制开度地设置有多个节气门阀13a、13b。

在图3及图4中，示出了将本节气门装置10应用于两轮车用的四缸发动机1的情况的一个方式。在单元体11上安装有：能够向多个进气通路12a、12b内喷射燃料的多个燃料喷射阀41；和向这些多个燃料喷射阀41分配及供给燃料的燃料管42。另外，单元体11是将第一段体11f(第一节气门体)和第二段体11s(第二节气门体)在节气门体部11a、11b相邻的方向(图3中的左右方向)上一体紧固而成的，其中，所述第一段体11f是将在一面侧覆盖旋转传动机构20的齿轮罩部11c与节气门体部11a或11b中的任意一方一体结合而成的，所述第二段体11s是将收纳马达15的马达罩部11d(收纳部)与节气门体部11b或者11a中的任意另一方一体化而成的。而且，在第一段体11f及第二段体11s上分别安装有燃料喷射阀41，并以连结第一段体11f与第二段体11s的方式安装有燃料管42。

如图1、图3以及图4所示，可动侧检测构件31被配置于控制齿轮23的与齿轮罩部11c对置的对置面23a(一个侧面、沿着轴径向的面)上。固定侧检测构件32安装于齿轮罩部11c。由此，不需要为位置传感器另设壳体。此外，在设置有对控制齿轮23向规定的旋转角度位置施力的扭转螺旋弹簧16等施力构件或轴承(未图示)等的情况下，可动侧检测构件31及固定侧检测构件32可以配置在比该扭转螺旋弹簧16等的配置区域靠径向外侧处。这里所说的扭转螺旋弹簧16等施力构件例如被夹装在单元体11与节气门轴14或控制齿轮23之间，绕节气门轴14的轴对节气门阀13a、13b向规定的开度位置(典型的是闭阀位置)施力，径向外侧是指设置扭转螺旋弹簧16等施力构件所需要的半径区域的外侧的任意半径位置。

接着对作用进行说明。

在本实施方式的节气门装置10中，当小齿轮21根据与两轮车辆的油门操作相对应的加速要求输入而被马达15驱动时，节气门轴14和与其卡合的控制齿轮23一体地转动，从而节气门阀13a、13b的开度变化。即，执行与节气门阀13a、13b所要求的开度位置相对应的、节气门轴14的旋转角度位置的控制。

在该旋转角度位置的控制中，支承于控制齿轮23的对置面23a(侧面)上的可动侧检测构件31的角度位移被作为直接连结到节气门轴14上的控制齿轮23的旋转角度位置，由设置于齿轮罩部11c侧的固定侧检测构件32检测出来，从而检测出节气门阀13a、13b的开度。

在本实施方式中，无需为了将节气门轴14的角度位移传递至位置传感器30而设置传感器轴等其它部件的旋转传动构件(进气通路周围的功能部位)。因而，能够将隔着旋转传动机构20在发动机1的气缸排列方向上相邻的两个进气通路12a、12b的间隔d1(参照图2)、以及与此对应的单元体11的壁厚部(包围旋转传动机构20的部分)的宽度尺寸抑制得很小。

另外，在本实施方式中，将两个单元体11组合并应用于四缸发动机1，能够缩窄中央的两个节气门体部11a、11b之间的间隔d2。而且，通过对四缸发动机1组合两个单元体11，设置的自由度也变高。

而且，位置传感器30的可动侧检测构件31被配置于控制齿轮23的与单元体11的齿轮罩部11c对置的对置面23a上，检测可动侧检测构件31的转动的固定侧检测构件32的固定配置也处于控制齿轮23的对置面23a的旋转半径区域中的、第一段体11f(节气门体)的齿轮罩部11c的对置面附近。因而，节气门装置10中的位置传感器30的安装形态非常紧凑，且其安装操作变得容易。由此，位置传感器的配置容易，且配置空间较少即可，还能够缩窄进气通路12a、12b的间隔d1。

而且，在本实施方式中，由于位置传感器30的可动侧检测构件31及固定侧检测构件32分别配置于控制齿轮23的规定的旋转半径位置处，因此，即使在径向内侧配置有其它部件、例如对控制齿轮23向规定角度位置施力的扭转螺旋弹簧16等，也能够在其径向外侧配置位置传感器，从而能够获得充分高的检测精度。

除此之外，在本实施方式中，通过配置于控制齿轮23的齿宽方向一端侧的侧面即对置面23a上的磁铁或者刷构成了可动侧检测构件31，另一方面，由霍尔元件或者电阻覆膜构成了固定侧检测构件32，因此，成为紧凑且结构简单的位置传感器30，从而能够提供抑制了全宽w1的紧凑的节气门装置10。

这样，根据本实施方式，不将位置传感器30如以往那样配置成突出到节气门体的全宽的范围外即可，能够实现节气门装置10的紧凑化及扩大配置的自由度。因而，能够提高装配了节气门装置10的发动机1向两轮车架搭载的搭载性。

图5示出了对应于发动机的四个气缸的、以往配置的节气门装置110、120。在该图中，齿轮传动机构112、122和位置传感器113、123配置于各个的节气门轴的两端侧，其中，所述齿轮传动机构112、122构成了从马达111、121朝向节气门轴(无标号)的旋转传动。在这种情况下，能够利用位置传感器113、123直接检测节气门轴的角度位移，能够如在马达111、121侧设置传感器那样不包含由传动路径的晃动所造成的误差，但由于两个节气门位置传感器113、123及齿轮传动机构112、122的存在，节气门装置110、120的全宽wa1、wb1相对于节气门体115、125的全宽来说分别增大了与齿轮传动机构112、122或节气门位置传感器113、123的宽度相应的量。

本发明的节气门装置通过将以往配置于节气门轴的端部侧的齿轮传动机构、位置传感器配置在两个节气门体之间，从而，与以往的节气门装置相比，能够缩窄节气门装置的全宽，有助于提高针对发动机的搭载性。而且，通过将位置传感器配置于节气门轴的中央，能够不受到节气门轴的扭转所造成的精度误差等的影响，从而能够确保良好的检测精度，并且，通过设置于收纳齿轮传动机构的壳体内，而能够进一步缩窄全宽w1，从而能够提高相对于两轮车的安装性。

此外，在上述的实施方式中，节气门装置搭载于四缸发动机，但本发明也能够应用于搭载在双气缸以上的发动机中的节气门装置。例如，在如图6所示那样装配于三缸发动机1的情况下，能够组合节气门装置10a和节气门装置10b进行装配，其中，所述节气门装置10a是与图1所示的一个实施方式的主要部分相同的双气缸的量的结构，所述节气门装置10b具有一个气缸的量的第三段体11t，在该第三段体11t中，除去了其一侧的节气门阀13而残留有节气门轴14的一部分14′。在这种情况下，也能够抑制发动机1的全宽w2，容易向两轮车架内配置，搭载性较高。

另外，使用三个齿轮例示了旋转传动机构20，但齿轮的数量可以任意，旋转传动构件也可以是齿轮以外的构件。在气缸排列方向上配置多个分别为双气缸的量的节气门装置10的情况下，如图2所示，不是将马达15相对于旋转传动机构20配置于车体左右方向的一侧，可以一边基于与其它装备的关系考虑重心，一边反转地配置在车体左右方向的两侧。

而且，用于检测节气门开度的位置传感器30的可动侧检测构件31及固定侧检测构件32在控制齿轮23的齿宽方向上对置，控制齿轮23的啮合齿部仅形成于足够进行节气门阀13的转动位置控制的范围内，而不是形成于整周，因此可动侧检测构件31及固定侧检测构件32也可以在缺齿侧的规定角度范围内配置成在控制齿轮23的径向上对置。

如以上说明的那样，本发明不将位置传感器配置成突出到节气门体的全宽范围外即可，能够起到可实现节气门装置的紧凑化及配置的自由度扩大这样的效果，对利用共用的致动器对发动机的进气路径上的多个节气门阀进行开度控制的所有多联式的节气门装置都有效。