节气门装置的制作方法

本发明涉及节气门装置，特别涉及适于通过共同的致动器对发动机的进气路径上的多个节气门进行开度控制的多联装情况的节气门装置。

背景技术：

在多汽缸内燃机的电子节气门装置、特别是两轮车所搭载的发动机的节气门装置中，经常使用线控方式的多联装节气门装置，其用共同的电动致动器来驱动配置在进气口附近的多条进气通道中的多个节气门而使它们联动。

作为这种节气门装置，已知例如以下的节气门装置，其利用带减速机构的电机来驱动对节气门进行支承的节气门轴，另一方面，将节气门轴的转动(角位移)向与其平行配置的传感器轴进行齿轮传动，利用节气门位置传感器检测该角位移作为节气门的开度(例如，参照专利文献1)。

在该装置中，通过将用于从节气门轴向传感器轴进行旋转传动的齿轮、以及传感器轴、节气门位置传感器及带减速机构的电机设定在多个进气通道相邻的方向(汽缸排列方向)上的中央侧，并使用于从电机向节气门轴进行旋转传动的齿轮系位于节气门体的端部，由此能够防止该节气门体的总宽度增大。

作为现有的节气门位置传感器，存在例如以下的传感器，其通过将可动侧的电刷、磁铁固定于传感器轴等转子，另一方面，将固定侧的电阻体、霍尔元件固定于节气门体等固定构件，例如电刷会与转子的旋转相应地在电阻体上滑动，由此能够向外部输出与节气门轴的旋转相应的电压信号(例如，参照专利文献2、3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5901255号公报；

专利文献2：日本特开2003-201883号公报；

专利文献3：日本特开2010-19137号公报。

发明要解决的问题

然而，根据上述专利文献1、3所记载这样的节气门装置，在节气门体的中央附近不仅设置了不同于节气门轴的传感器轴，并且还集中配置了用于从节气门轴向传感器轴进行旋转传动的齿轮、节气门位置传感器及带减速机构的电机等。

因此，在这样的现有的节气门装置中，由于不得不扩大节气门装置的中央的两个进气通道的间隔，发动机的汽缸排列方向的总宽度会变大，因此在对于两轮车车身框架的搭载性上存在难点。

不仅如此，由于节气门位置传感器不仅检测了直接连接于节气门的节气门轴的旋转，还检测了经由齿轮与节气门轴联动的传感器轴的旋转，因此，由于齿隙(backlash)等误差因素会导致无法充分提高角度位置(旋转位移)的检测精度。

此外，根据专利文献2、3所记载的这样的节气门装置，由于在节气门轴、传感器轴等转子的轴端配置磁铁等，在与其相向的固定构件侧设置旋转检测用的传感器，因此，不仅发动机的汽缸排列方向上的节气门装置的总宽度仍然会变大，而且因为检测部位的旋转半径很小等，所以仍然无法得到充分的角度位置检测精度。

技术实现要素：

本发明为了解决这样的现有技术中的课题而完成，其目的在于提供一种抑制了节气门装置的节气门体的总宽度的紧凑的、且具有节气门开度检测精度高的节气门位置传感器的节气门装置。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明涉及一种节气门装置，其装配于具有进气口的多汽缸发动机，具备：第1节气门体，其形成有第1进气通道；第2节气门体，其形成有第2进气通道；节气门，其以能够转动的方式设置在所述第1进气通道和所述第2进气通道内；节气门轴，其支承所述节气门；致动器，其经由所述节气门轴对所述节气门进行开闭驱动；旋转传动机构，其存在于所述致动器和所述节气门轴之间；位移传递机构，其连接于所述节气门轴，将该节气门轴的旋转位移传递到规定检测位置；以及节气门开度传感器，其经由所述位移传递机构检测所述节气门的开度，所述旋转传动机构配设在所述第1节气门体与所述第2节气门体邻接的位置，并且所述致动器配设在所述第1节气门体、所述第2节气门体中任意一方的设置宽度内，所述节气门开度传感器配设在所述第1节气门体、所述第2节气门体中任意另一方的设置宽度内。

在该发明的节气门装置中，旋转传动机构配置在第1节气门体、第2节气门体的邻接位置附近，并且，致动器配设在第1节气门体、第2节气门体中任意一方的设置宽度内，节气门开度传感器配设在任意另一方的设置宽度内。因此，通过相对于第1节气门体、第2节气门体中容纳致动器的一个节气门体而将检测节气门轴的旋转位移的节气门开度传感器配置在另一节气门体的宽度内，因而该节气门开度传感器不会从节气门体的端缘部突出，能够抑制节气门装置总宽度。而且，通过酌情设定由节气门开度传感器进行位移检测的可动侧检测元件的配设位置、特别是旋转半径，从而能够扩大其转动位移的检测范围而确保需要的节气门开度检测精度，并且节气门开度传感器的配置、尺寸的自由度也会提高。

在本发明的节气门装置中能够设置成如下结构：所述位移传递机构在所述第1节气门体、所述第2节气门体中任意另一方的与所述任意一方不邻接的端部侧连接于所述节气门轴，所述节气门开度传感器相对于所述位移传递机构配置在所述第1节气门体、所述第2节气门体中任意另一方的进气通道侧。

如果这样设置，即使设为在节气门轴的轴向上使节气门开度传感器与旋转传动机构隔离的配置，也能够避免节气门开度传感器从节气门体的端部向宽度方向突出，抑制节气门装置的总宽度。

在本发明的节气门装置中，所述节气门包括设置在所述第1进气通道的第1节气门和设置在所述第2进气通道的第2节气门，所述第1节气门和所述第2节气门固定于同一所述节气门轴。

在该情况下，能够通过同一致动器以对于节气门操作高响应且准确的方式驱动在发动机的进气口附近的多个进气通道配设的多个节气门。

发明效果

根据本发明，不会将节气门位置传感器配置成突出到节气门体的总宽度范围外，并能够提高节气门装置的紧凑化和配置的自由度。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式涉及的节气门装置的主要部分的概要结构图。

图2是将本发明的第1实施方式涉及的节气门装置安装于4汽缸发动机的情况下其整体的概要结构图。

图3是示出本发明的第1实施方式涉及的节气门装置向4汽缸发动机安装的方式的正视图。

图4是搭载于4汽缸发动机的2个比较例的正视图。

图5是将本发明的第2实施方式涉及的节气门装置安装于4汽缸发动机的情况下其整体的概要结构图。

图6是示出本发明的第3实施方式涉及的节气门装置向4汽缸发动机安装的方式的正视图。

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。

(第1实施方式)

图1至图3示出本发明的第1实施方式涉及的节气门装置的结构。

首先，对其结构进行说明。

如图1和图2所示，本实施方式的节气门装置10为装配于多汽缸内燃机、例如两轮车用的4汽缸的发动机1的多联装节气门装置。另外，在此不对发动机1进行详述，多个汽缸1c以在左右方向(车宽方向)彼此相邻的方式在横置状态下搭载于沿两轮车的前后方向(垂直于图2的纸面的方向)延伸的车身框架。此外，如图3所示，一对节气门装置10(该图中10a、10b)以左右相邻的方式并列配置于发动机1。

如图1所示，节气门装置10具备：节气门体部11a(第1节气门体)，其具有进气通道12a(第1进气通道)；节气门体部11b(第2节气门体)，其具有进气通道12b(第2进气通道)；共同(同一)的节气门轴14，其可绕轴旋转地被节气门体部11a、11b支承；电机15和旋转传动机构20，其能够经由节气门轴14对多个节气门13a、13b进行开闭驱动。此外，旋转传动机构20以在邻接的节气门13a与节气门13b之间的相当于节气门体接合位置的宽度方向位置f附近连接于节气门轴14的方式，配设在节气门体部11a和11b之间，通过设置在节气门体部11a和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。

图2中以应用于4汽缸的发动机1的布局例示本节气门装置10。在该图中，各自总宽度为w1的2个节气门装置10以每次2个汽缸的方式覆盖沿发动机1的汽缸排列方向排列成一列的多个进气口1a，该2个节气门装置10分别具有将节气门体部11a、11b一体化而得到的单元节气门体11。这些节气门体部11a、11b各自具有圆形剖面的内周壁面且并列设置，形成有连通于多个进气口1a的多个进气通道12a、12b(在进气歧管的情况下为多个分支通道)。此外，各进气通道12a、12b内开度可控地设置有多个节气门13a、13b。另外，在图1中，用四边形大致示出多个节气门体部11a、11b以及除了它们之间的旋转传动路径的周边以外的节气门体部分(后述的单元节气门体11)的形状。此外，多个节气门13a、13b分别是在阀开闭方向转动的方式、例如蝶(butterfly)式的阀，也可以是其它方式的阀。

图3示出将本节气门装置10应用于两轮车用的4汽缸的发动机1的情况的一个方式。如图3所示，单元节气门体11是将第1段节气门体11f(第1节气门体)和第2段节气门体11s(第2节气门体)在节气门体部11a、11b的相邻方向(图3中的左右方向)一体连接而成的，所述第1段节气门体11f是将从单侧覆盖并容纳旋转传动机构20的齿轮罩部11c与节气门体部11a或11b中任意一方一体结合而成的，所述第2段节气门体11s是将容纳电机15的电机罩部11d(容纳部)与节气门体部11b或11a中任意另一方一体化而成的。而且，对于第1段节气门体11f和第2段节气门体11s，各自装配有可向多个进气通道12a、12b内喷射燃料的多个燃料喷射阀41，并且以连接第1段节气门体11f和第2段节气门体11s的方式装配有对这些多个燃料喷射阀41分配和供给燃料的燃料管42。

回到图1和图2，由于节气门轴14作为在其两端侧的固定长度区域可转动地支承多个节气门13的转动中心轴而发挥功能，并且在其轴向中央部经由旋转传动机构20根据来自电机15的旋转(角位移)操作量而转动，由此能够控制多个节气门13的开度。

电机15为致动器，例如步进电机、其它脉冲电机，能够根据基于两轮车辆的加速操作而输入的加速要求，控制与节气门13所要求的开度位置(节气门位置)对应的节气门轴14的旋转角度位置。

旋转传动机构20构成为包含：小齿轮(pinion)21，其与电机15的旋转输出轴一体装配；惰轮(idlergear)22，其可绕轴旋转地被节气门体11支承且与小齿轮21啮合；控制齿轮(controlgear)23，其一体结合于节气门轴14且与惰轮22啮合。

即，旋转传动机构20在车辆的左右方向相邻的各一对进气通道12之间具有：小齿轮21，其是作为由电机15驱动的第1传动构件的齿轮；控制齿轮23，其是作为可与该小齿轮21联动且与节气门轴14在旋转方向一体结合的第2传动构件的齿轮，旋转传动机构20还具有存在于两齿轮之间的惰轮22。

该旋转传动机构20中，通过小齿轮21、惰轮22、控制齿轮23依次节圆半径增大，它们存在于电机15和节气门轴14之间，由此能够发挥减速功能和高精度定位功能。

节气门装置10中还设置有：可动侧检测元件31，其被节气门轴14的一端部一体(旋转方向一体)地支承；以及固定侧检测元件32，其被节气门体11支承，通过这些可动侧检测元件31和固定侧检测元件32来检测节气门轴14和控制齿轮23的角位移、即与节气门13a、13b的开度对应的旋转传动机构20中的特定部位的位移，构成对位置信号pth进行输出的位置传感器30(节气门开度传感器)。这里的位置信号pth用于根据基于两轮车的节气门操作的加速要求，通过电机15经由旋转传动机构20控制节气门13a、13b的开度。

该位置传感器30的可动侧检测元件31经由与节气门轴14的一端部一体连接的板状的杠杆构件33而被控制齿轮23一体地支承，环绕节气门轴14的轴线的可动侧检测元件31的检测部位31a的旋转半径设定为例如控制齿轮23的节圆半径左右。

此外，可动侧检测元件31配置在板状的杠杆构件33的两面中与控制齿轮23的齿宽(齿线)方向一端侧的侧面23a相向的内面侧，由磁铁(可以是n/s的磁极交替配置而成的磁图案)或电刷构成。另一方面，位置传感器30的固定侧检测元件32由霍尔元件或电阻覆膜构成。

杠杆构件33为位移传递机构，其连接于节气门轴14，将该节气门轴14的旋转位移传递到位置传感器30提供的规定检测半径位置。该杠杆构件33只要与节气门轴14一体旋转，则可以是例如支承作为可动侧检测元件31的电刷的棒状、板状的构件，也可以是支承圆弧状的磁图案等的扇形的或者放射状地配置的多个板状的构件。

像这样，在本实施方式的节气门装置10中，构成为对于多个进气通道12内的节气门13，经由节气门轴14可转动地分别进行支承并且通过电机15来进行开闭驱动，存在于电机15和节气门轴14之间的旋转传动机构20具有控制齿轮23，其作为在多个进气通道12之间与节气门轴14在旋转方向一体连接的传动构件。

而且，由在旋转方向一体地支承在节气门轴14的端部的可动侧检测元件31、以及与可动侧检测元件31相比配置在节气门轴14的轴向中央部侧的固定侧检测元件32，构成检测节气门13和节气门轴14的转动位移的位置传感器30。

然而，在本实施方式中，旋转传动机构20在第1段节气门体11f与第2段节气门体11s邻接的位置配设有其旋转传动部位(齿轮啮合部位)，作为致动器的电机15配设在由其容纳部与节气门体部11b(也可以是节气门体部11a)一体化而成的第2段节气门体11s的设置宽度ws内。此外，第2段节气门体11s与从单面侧覆盖旋转传动机构20的齿轮罩部11c一体结合。

另一方面，输出用于控制电机15的位置信号pth的位置传感器30配设在第1段节气门体11f的设置宽度wt内。

此外，作为位移传递机构的杠杆构件33在第1段节气门体11f(第1、第2节气门体中任意另一方)的与段节气门体11s(任意一方)不邻接的端部侧连接于节气门轴14，在该状态下，位置传感器30的固定侧检测元件32相对于杠杆构件33配置在第1段节气门体11f中形成进气通道12a(第1进气通道)的宽度区域(进气通道形成宽度)侧。

而且，节气门13a、13b由设置在第1进气通道12a的第1节气门13a和设置在第2进气通道13b的第2节气门13b形成，两节气门13a、13b通过固定于同一节气门轴14，因此经由旋转传动机构20被电机15同步驱动。

接着，对作用进行说明。

在本实施方式的节气门装置10中，当根据与两轮车辆的加速操作对应的、输入的加速要求，通过电机15驱动小齿轮21时，节气门轴14同与小齿轮21卡合的控制齿轮23一体地转动，节气门开度变化。即，执行与节气门13所要求的开度位置对应的节气门轴14的旋转角度位置的控制。

在该旋转角度位置的控制中，通过节气门体11侧的固定侧检测元件32，来检测相对于节气门轴14在旋转方向一体地被支承的可动侧检测元件31的旋转角度位置，将其作为节气门13和节气门轴14的旋转角度位置，从而检测节气门13的开度。

在本实施方式中，不需要为了将节气门轴14的角位移传递至位置传感器30而在节气门轴14附近设置专用的其它构件的旋转传动元件(进气通道周围的功能部位)。因此，能够将隔着旋转传动机构20而在发动机1的汽缸排列方向相邻的2个进气通道12a、12b的间隔d1(参照图1)以及与其对应的单元节气门体11的壁厚部(围绕旋转传动机构20的部分)的宽度尺寸抑制得很小。

而且，在本实施方式中，将2个单元节气门体11组合而应用于4汽缸的发动机1，能够缩小中央2个节气门部11b之间的间隔d2(参照图2、图3)。进而，通过对4汽缸的发动机1组合2个单元节气门体11，从而设置的自由度也可提高。

此外，在本实施方式中，旋转传动机构20配置在第1、第2段节气门体11f、11s的邻接位置附近，并且电机15配置在第1、第2段节气门体11f、11s中任意一方的车宽方向的设置宽度ws内，节气门开度传感器30配设在任意另一方的车宽方向的设置宽度wt内。因此，由于相对于第1、第2段节气门体11f、11s中容纳电机15的一个段节气门体11s，检测节气门轴14的旋转位移的位置传感器30配置在另一段节气门体11f的设置宽度wt内，因此该位置传感器30不会从节气门体的端缘部突出，能够抑制节气门装置的总宽度w1。但是，左右的节气门装置10a、10b的两旋转传动机构20的2个电机15只要配置在包含左右2个段节气门体11s的车宽方向的设置宽度ws的、车宽方向中央侧的设置宽度区域wi(参照图2)即可。

此外，在本实施方式中，通过酌情设定作为位移传递机构的杠杆构件33的长度，从而酌情设定由位置传感器30进行位移检测的可动侧检测元件31的配设位置、特别是旋转半径，通过扩大可动侧检测元件31的转动位移的检测宽度而确保需要的节气门开度检测精度，从而提高固定侧检测元件32的配置、尺寸的自由度。进而，在本实施方式中，位置传感器30的杠杆构件33在第1段节气门体11f的一端部侧连接于节气门轴14，位置传感器30的固定侧检测元件32相对于杠杆构件33配置在第1段节气门体11f中的进气通道12a的形成宽度侧。因此，即使在节气门轴14的轴向上将位置传感器30与旋转传动机构20设置成隔离的易于操作的配置，也能够避免位置传感器30从节气门体11的端部向宽度方向突出，抑制节气门装置的总宽度w1。

此外，在本实施方式中，由于节气门13a、13b固定于同一节气门轴14，因此能够通过同一电机15以对于节气门操作高响应且准确的方式驱动在发动机1的进气口1a附近的多个进气通道12a、12b配设的多个节气门13a、13b。

像这样，根据本实施方式的节气门装置10，不会将位置传感器30配置成突出到节气门体11的总宽度w1的范围外，并能够提高节气门装置10的紧凑化和配置的自由度。

(比较例)

图4示出发动机的4汽缸对应的现有技术的配置的节气门装置110、120。在该图中，将完成从电机111、121向节气门轴(无附图标记)的旋转传动的齿轮传动机构112、122以及位置传感器113、123配置在各节气门轴的两端侧。在该情况下，能够通过位置传感器113、123直接检测节气门轴的角位移，能够像在电机111、121侧设置传感器的情况那样使该角位移不包含传动路径的松动所导致的误差，但是，由于两节气门位置传感器113、123和齿轮传动机构112、122的存在，导致节气门装置110、120的总宽度wa1、wb2相对于节气门体115、125的总宽度分别变大齿轮传动机构112、122或节气门位置传感器113、123的宽度的量。

因此，能够说本发明的节气门装置与现有技术的配置的比较例相比，能够在确保良好的检测精度的同时充分有助于提高节气门装置的紧凑化和对发动机的搭载性。

(第2实施方式)

图5示出本发明的第2实施方式涉及的节气门装置的结构。

本实施方式的节气门装置10是以将与发动机1的左右每2个汽缸对应的左右的节气门装置10a、10b各自的电机15和位置传感器30相反配置的方式对图2所示的第1实施方式进行反转后的节气门装置。

除此以外的结构与所述第1实施方式同样，在本实施方式中也可得到与上述第1位实施方式同样的效果。

在本实施方式中，与第1实施方式同样，能够抑制发动机1的总宽度w2，提供易于向两轮车车身框架内配置的搭载性高的节气门装置。

(第3实施方式)

图6示出本发明的第3实施方式涉及的节气门装置的结构。

在本实施方式的节气门装置10中，与图2所示的第1实施方式同样，在第1段节气门体11f与第2段节气门体11s邻接的位置配设有旋转传动机构20的旋转传动部位(齿轮啮合部位)，与发动机1的左右每2个汽缸对应的左右的节气门装置10a、10b直线配置。此外，相对于各旋转传动机构20，在车宽方向内方侧配置作为致动器的电机15，在车宽方向外方侧配置各位置传感器30。

但是，在第1实施方式中，对电机15进行容纳的电机罩部11d在车宽方向上配置在作为第2段节气门体11s的主要部分的节气门体部11b的宽度内，相对于此，在本实施方式中，电机罩部11d与节气门体部11b的宽度相比向车宽方向内方侧突出。

但是，左右的节气门装置10a、10b的两电机罩部11d配置在包含左右的节气门装置10a、10b的第2段节气门体11s的设置宽度ws(参照图2)的、车宽方向中央侧的设置宽度区域wi(参照图6)的范围内，不会向车宽方向外方侧突出。

另外，在图6中，虽然将左右的节气门装置10a、10b各自的电机15示出在同一直线上，但也可以配置成平行且彼此不同轴。

其它结构与所述第1实施方式同样，在本实施方式中，与所述第1位实施方式同样，也能够抑制发动机1的总宽度w2(参照图2)，提供易于向两轮车车身框架内配置的搭载性高的节气门装置。

另外，在所述各实施方式中设为了4汽缸或3汽缸发动机所搭载的节气门装置，但本发明也能够应用于2汽缸以上的发动机所安装的节气门装置。此外，电机只要是能够产生旋转的电动致动器类即可。此外，以使用3个齿轮的机构例示了旋转传动机构20，但齿轮的数量可以任选，而且旋转传动元件也可以是除齿轮以外的元件。在以每2个汽缸1个节气门装置的方式在汽缸排列方向配置多个节气门装置10的情况下，也可以不像图2所示的那样相对于旋转传动机构20将电机15配置在车身左右方向的一方侧，而在由于与其它设备的关系考虑重心的同时，反转配置在车身左右方向的两侧。

此外，可以在第1、第2段节气门体11f、11s各自形成多个进气通道，当然也可以通过同一电机15驱动3个以上的节气门。

像以上说明的那样，在本发明中，能够实现不会将节气门位置传感器配置成突出到节气门体的总宽度范围外、提高节气门装置的紧凑化和配置的自由度的这样的效果，可用于所有适于通过共同的致动器来对发动机的进气路径上的多个节气门进行开度控制的多联装节气门装置。

附图标记说明

1：发动机；

1a：进气口；

10、10a、10b：节气门装置；

11：节气门体；

11a：节气门体部(第1节气门体)；

11b：节气门体部(第2节气门体)；

11f：第1段节气门体(第1节气门体)；

11s：第2段节气门体(第2节气门体)；

12a：进气通道(第1进气通道)；

12b：进气通道(第2进气通道)；

13a、13b：节气门；

14：节气门轴；

15：电机(致动器)；

20：旋转传动机构；

21：小齿轮(第1传动构件、齿轮)；

22：惰轮(齿轮)；

23：控制齿轮(第2传动构件、齿轮、位移传递机构)；

23a：相向面；

30：节气门位置传感器(节气门开度传感器)；

31：可动侧检测元件(磁铁或电刷)；

32：固定侧检测元件(霍尔元件或电阻覆膜)；

33：杠杆构件(位移传递机构)；

41：染料喷射阀；

42：燃料管；

d1：第1通道间区域；

d2：第2通道间区域；

f：宽度方向位置(邻接的节气门间的宽度方向位置)；

w1：总宽度；

ws：设置宽度(一方的设置宽度)；

wt：设置宽度(另一方的设置宽度)；

wi：车宽方向中央侧的设置宽度区域。