JP7904406B2 - 吸気流動制御弁の駆動機構及び内燃機関の吸気装置 - Google Patents

吸気流動制御弁の駆動機構及び内燃機関の吸気装置

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Description

本発明は、例えばタンブル制御弁である吸気流動制御弁の駆動機構及び内燃機関の吸気装置に関する。
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する燃費向上に関する研究開発が行われている。例えば、内燃機関において、スロットル弁の下流側の吸気通路を仕切部つまり隔壁により複数の通路に分け、これにより燃焼室でタンブル流を生み出すことで、燃焼効率の向上を図る研究開発が行われている。そして、タンブル流を好適に生じさせるように、スロットル弁の下流側にタンブル制御弁(TCV)を設けることが種々提案されている(例えば特許文献1参照)。
例えば、特許文献2は、吸気上流側から順に、吸気通路にスロットル弁、タンブル制御弁及びインジェクタを設けた内燃機関を開示する。スロットル弁よりも下流側の吸気通路に仕切り板を設け、それにより吸気通路を上吸気通路及び下吸気通路に仕切り、それら上下吸気通路の吸気流量を調整して燃焼室内のタンブル流を制御するようにタンブル制御弁が配置されている。このタンブル制御弁は、リンク機構を介してスロットル弁と連動し、スロットル弁とともに開閉可能である。この内燃機関では、低負荷運転状態のとき、スロットル開度は所定角度未満の小開度であり、タンブル制御弁は開作動せず、下吸気通路の吸気入口を閉じたままとし、中負荷運転状態のとき、スロットル開度は所定角度を超えた中開度になり、タンブル制御弁は開作動して下吸気通路を開き始め、そして高負荷運転状態のとき、スロットル開度は最大(全開)になり、タンブル制御弁も全開となって下吸気通路への吸気導入量が最大になる。このように、特許文献2は、スロットル弁とタンブル制御弁とをリンク機構で連動させ、低負荷運転時にはタンブル制御弁を閉じたままとするように、スロットル弁が所定角度だけ開いた後にタンブル制御弁を開作動させるロストモーション機構を採用する。
日本国特許第6714764号公報 日本国特開2015-68320号公報
上記特許文献2の内燃機関のように、スロットル弁とタンブル制御弁とをリンク機構で連動させることも有効である。その一方で、更なる燃費効率の向上を目指して、スロットル弁とタンブル制御弁とを独立しても駆動することができるとともに、それらを連動させることも可能である新たな構成への期待もある。
例えば、従来、スロットル弁の電子制御つまりモーター駆動は広く行われてきているので、この電子制御式スロットル弁を採用しつつ、タンブル制御弁の上記ロストモーションを実現する新規な機構が期待される。つまり、燃費向上に関する本技術においては、吸気通路に上流側から順にスロットル弁及びタンブル制御弁を設けられた内燃機関において、スロットル弁とも連動可能でありかつ、アクセル操作の開始から遅れて作動する上記ロストモーションを含めて個別に作動されるタンブル制御弁の駆動機構の新たな創出が課題である。
本発明の目的は、内燃機関の吸気通路に設けたタンブル制御弁つまり吸気流動制御弁において、アクセル操作の開始から遅れて作動するロストモーションを可能にする新規な駆動機構を提供することにある。そして、延いてはエネルギーの効率化に寄与するものである。
本発明に係る第1態様は、
内燃機関の吸気通路において分岐した第1吸気通路と第2吸気通路との一方の通路側への吸気流れの指向性を制御する吸気流動制御弁の駆動機構であって、
前記吸気流動制御弁の第1の回転軸に相対回転可能であるように前記第1の回転軸に設けられた駆動部材と、
前記第1の回転軸から径方向に離れた位置に第2の回転軸を有する中間部材であって、前記駆動部材の回転に伴って作動する中間部材と、
前記第1の回転軸に固定された前記吸気流動制御弁の回転用の延出部であって、前記中間部材の作動により前記吸気流動制御弁の弁本体を動かすように作動する延出部と
を備え、
前記駆動部材は、前記中間部材を非作動させる第1回転範囲と、前記中間部材を作動させる第2回転範囲とを有する、
ことを特徴とする吸気流動制御弁の駆動機構
を提供する。
上記構成によれば、前記駆動部材は、前記中間部材を非作動させる第1回転範囲と、前記中間部材を作動させる第2回転範囲とを有するので、駆動部材が第1回転範囲の回転状態にあるとき、中間部材は作動されず、よって延出部は作動しないので、例えば吸気流動制御弁の弁本体を閉じたままとすることができ、一方で、駆動部材が第2回転範囲の回転状態にあるとき、中間部材が作動し、よって延出部も作動し、例えば吸気流動制御弁の弁本体を開くように動かすことができる。したがって、吸気通路にスロットル弁のような吸気流量制御弁と、吸気流動制御弁とを備えた内燃機関において、その吸気流動制御弁の駆動機構として上記駆動機構を採用したとき、アクセル操作に伴い作動する吸気流量制御弁が所定角度だけ開いた後に、つまり、アクセル操作の開始から遅れて吸気流動制御弁を開作動させるロストモーションを生じさせることができる。
好ましくは、前記中間部材は、前記第2の回転軸から前記駆動部材と関係する軸部に延びる第1のアーム部と、前記軸部から前記延出部との作用部に延びる第2のアーム部とを備え、前記駆動部材から前記軸部に力を受けたとき、前記第2の回転軸周りに回転し、前記延出部に作用するように構成されている。そして、前記第2の回転軸と前記軸部との間の長さは、前記第2の回転軸と前記作用部との長さよりも短いとよい。この構成によれば、第2の回転軸と前記軸部との間の長さは第2の回転軸と作用部との長さよりも短いので、それらの長さを同じにする場合に比して、駆動部材の回転に連れ回される中間部材の第2の回転軸周りの回転角に対して、作用部による第1の回転軸周りの延出部の回転角を相対的に大きくすることができる。したがって、遅れて吸気流動制御弁を開いたときの吸気流動制御弁の大きな開弁が可能になる。
好ましくは、前記延出部は、前記第1の回転軸から径方向に延び、前記中間部材と前記延出部とは平行に配置されているとよい。この構成によれば、駆動部材の回転方向と中間部材及び延出部の回転方向とを同じにすることができる。よって駆動部材から延出部への滑らかな動力伝達が可能になる。
好ましくは、前記第1の回転軸の軸線の方向において、前記駆動部材、前記中間部材、前記延出部及び前記吸気流動制御弁の前記弁本体の順に配置されている。この構成によれば、駆動部材から弁本体に滑らかに力を伝えることができる。また、力の伝達順にそれらの部材が第1の回転軸の軸線の方向に並ぶので、その軸線の方向にコンパクトにそれらの部材を並べて配置することができる。
好ましくは、前記駆動部材は、前記駆動部材の回転に伴って前記中間部材の軸部が移動する案内縁部を有し、前記案内縁部は、前記第1の回転軸からの距離が所定径方向長さで一定である円弧状部と、前記円弧状部に連続して前記円弧状部から離れるに従い前記第1の回転軸からの長さが前記所定径方向長さよりも徐々に長くなる動力伝達部とを有するとよい。この構成によれば、駆動部材の回転に対して、弁本体を滑らかに作動させることができる。よって、上記駆動機構が鞍乗型車両に搭載されていて、駆動部材がアクセル、例えばアクセルグリップに連動するように機械的に接続されているとき、駆動部材を連動させるグリップ操作を滑らかに行うことが可能になる。
好ましくは、前記駆動部材は、駆動用ケーブルが接続する中心本体部と、前記中心本体部から径方向に延出して前記案内縁部を有する案内部とを有し、前記第1の回転軸の軸線の方向において、前記案内部は、前記中心本体部の前記駆動用ケーブルの接続部よりも前記中間部材側にずれて配置されている。この構成によれば、例えば駆動部材の案内部を中間部材により近づけることが可能になる。これにより、駆動部材と中間部材との間での動力伝達距離をより短くすることができ、それらの間でのより滑らかな動力伝達が可能になる。よって、鞍乗型車両に搭載されているとき、駆動部材を連動させるアクセル操作、例えばグリップ操作をより滑らかに行うことが可能になる。
好ましくは、前記中間部材は、前記第1の回転軸周りに延びる湾曲構造を有する。この構成によれば、第1の回転軸周りの空間を有効に活用して、中間部材を配置することができる。
好ましくは、前述の駆動機構は、前記第1の回転軸周りに前記吸気流動制御弁の弁本体が閉じる向きに前記第1の回転軸を付勢する第1のリターンスプリングと、前記第1の回転軸周りに前記吸気流動制御弁の弁本体が閉じる向きに前記駆動部材を付勢する第2のリターンスプリングとを備えている。この構成によれば、第1のリターンスプリングにより吸気流動制御弁の弁本体が閉じる向きに吸気流動制御弁の第1の回転軸を付勢することができ、第2のリターンスプリングにより吸気流動制御弁の弁本体が閉じる向きに駆動部材を付勢することができるので、駆動部材に外力が作用していないとき吸気流動制御弁の弁本体をより好適に閉じることができる。
好ましくは、前記第2のリターンスプリングは、前記第1の回転軸周りに配置され、前記第1の回転軸の軸方向において、前記中間部材は、前記第2のリターンスプリングと少なくとも部分的に重なるように配置されている。この構成によれば、第1の回転軸の軸線の方向において第2のリターンスプリング及び中間部材をコンパクトに配置することができる。
好ましくは、前記駆動部材の回転軸は、前記第1の回転軸と同軸上にある。この構成によれば、駆動部材が第1の回転軸の吸気流れ方向側に位置することを抑制することができ、よって内燃機関の吸気通路の長さを短くすることができる。
好ましくは、上記駆動機構は、前記駆動部材の回転角度に応じた信号を出力するセンサーを更に備える。この構成によれば、駆動部材の回転角度を検知することができ、よって、駆動部材の動きに連動する吸気流動制御弁の開度も検知することができる。
好ましくは、前記センサーは、前記吸気流動制御弁の前記第1の回転軸上に設けられている。この構成によれば、駆動部材の回転角度をより正確に検知することができる。
本発明に係る第2態様は、
鞍乗型車両に搭載される内燃機関の吸気装置であって、
吸気通路を流れる吸気の流量を制御するように設けられる吸気流量制御弁と、
前記吸気流量制御弁よりも下流側の吸気通路を前記第1吸気通路と前記第2吸気通路に分けるように設けられる仕切部と、
前記仕切部により仕切られた複数の流路への吸気の流れの指向性を制御するように設けられる前記吸気流動制御弁と、
請求項1から12のいずれか一項に記載の前記吸気流動制御弁の駆動機構であって、前記駆動部材は前記鞍乗型車両のアクセルに連動するように機械的に接続されている、駆動機構と、
前記駆動部材の回転角度に応じた信号を出力するセンサーと、
前記センサーからの入力に基づいて前記吸気流量制御弁の作動用のモーターを制御する制御装置と
を備える、
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置
を提供する。
上記第2態様に係る内燃機関の吸気装置によれば、上記吸気流動制御弁の駆動機構を備え、駆動部材の回転角度に応じた信号を出力するセンサーからの入力に基づいて吸気流量制御弁の作動用のモーターが制御される。駆動部材は鞍乗型車両のアクセルに連動するように、例えばアクセルグリップに連動するように機械的に接続されているので、吸気流量制御弁のモーターはアクセルに連動するように制御される。したがって、吸気流量制御弁が所定角度だけ開いた後に、つまり、アクセル操作の開始から遅れて、例えばそれまで閉状態にあった吸気流動制御弁を開作動させるロストモーションをより正確に生じさせることができる。
上記第1態様又は上記第2態様によれば、上記構成を備えるので、内燃機関の吸気通路に設けた吸気流動制御弁のロストモーションが可能になる。
図1は、一実施形態に係る内燃機関の吸気装置が適用された自動二輪車の左側全体を示す側面図である。 図2は、図1の自動二輪車に搭載された内燃機関の一部の概略構成図である。 図3は、図2の内燃機関の制御構成を示すブロック図である。 図4は、グリップ開度に対するスロットル弁及びタンブル制御弁の各開度の変化例を示すグラフである。 図5は、図1の自動二輪車に搭載された内燃機関の吸気装置における、タンブル制御弁と、その駆動機構を備え、そのタンブル制御弁が閉状態にあるときのタンブルボディの斜視図である。 図6は、図5のタンブルボディを別の角度からみた斜視図である。 図7は、図5のタンブルボディの正面図である。 図8は、図7のタンブルボディの右側面図である。 図9は、図7のタンブルボディの左側面図である。 図10は、図7のタンブルボディの背面図である。 図11は、図7のタンブルボディの上面図である。 図12は、タンブルボディの図8のXII-XII線に沿った断面図である。 図13は、タンブルボディの、図12のXIII-XIII線に沿った断面図である。 図14は、タンブルボディの、図12のXIV-XIV線に沿った断面図である。 図15は、タンブルボディの、図12のXV-XV線に沿った断面図である。 図16は、タンブルボディの、図12のXVI-XVI線に沿った断面図である。 図17は、駆動機構におけるタンブル制御弁の弁軸の斜視図である。 図18Aは、タンブル制御弁が全閉状態にあるときの、タンブルボディ内の駆動部材、中間部材及び、タンブル制御弁の弁軸から延出する延出部の位置関係を示す斜視図である。 図18Bは、タンブル制御弁が全閉状態にあるときの、タンブルボディ内の中間部材及び延出部の位置関係を示す斜視図である。 図18Cは、タンブル制御弁が全閉状態にあるときの、延出部の位置を示す斜視図である。 図18Dは、タンブル制御弁が全開状態にあるときの、タンブルボディ内の駆動部材、中間部材及び、タンブル制御弁の弁軸から延出する延出部の位置関係を示す斜視図である。 図18Eは、タンブル制御弁が全開状態にあるときの、タンブルボディ内の中間部材及び延出部の位置関係を示す斜視図である。 図18Fは、タンブル制御弁が全開状態にあるときの、延出部の位置を示す斜視図である。 図19Aは、グリップの操作がされていないときの、タンブルボディ内の駆動部材、中間部材及び延出部の位置関係を示す図である。 図19Bは、グリップ開度が所定開度であるときの、タンブルボディ内の駆動部材、中間部材及び延出部の位置関係を示す図である。 図19Cは、グリップ開度が別の所定開度であるときの、タンブルボディ内の駆動部材、中間部材及び延出部の位置関係を示す図である。 図19Bは、グリップ開度が更に別の所定開度であるときの、タンブルボディ内の駆動部材、中間部材及び延出部の位置関係を示す図である。 図19Eは、グリップ開度がタンブル制御弁の全開に対応する開度であるときの、タンブルボディ内の駆動部材、中間部材及び延出部の位置関係を示す図である。
以下、本発明に係る一実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態に係るスクータ型の自動二輪車1の左側全体を示す側面図を図1に示す。
図1に示されるように、車体前部1Fと車体後部1Rとが、低いフロア部1Cを介して連結されており、車体の骨格をなす車体フレームFは、概ねダウンチューブ3とメインパイプ4とからなる。すなわち車体前部1Fのヘッドパイプ2からダウンチューブ3が下方へ延出し、同ダウンチューブ3は下端で水平に屈曲してフロア部1Cの下方を後方へ延び、その後端において左右一対のメインパイプ4が連結され、メインパイプ4は該連結部から後方斜め上に延びた傾斜部4aを形成し、傾斜部4aの上部がさらに屈曲して後方に略水平に延びた水平部4bを形成している。
車体前部1Fでは、ヘッドパイプ2及びダウンチューブ3の上下指向部がフロントカバー1aとレッグシールド1bにより前後から覆われ、フロア部1Cは、ダウンチューブ3の前後指向部がロアサイドカバー1cにより覆われ、車体後部1Rは、メインパイプ4がボデイカバー1dにより左右及び後方が覆われる。車両の下方を覆うロアサイドカバー1cは、フロントカバー1aの下部から車両後方に延伸して、パワーユニットPの側部の一部を覆っている。
一対のメインパイプ4の間には前後に収納ボックス5と燃料タンク(不図示)が支持され、収納ボックス5と燃料タンクの上方はシート7が覆って配置されている。一方、車体前部1Fにおいては、ヘッドパイプ2に軸支されて上方にハンドル8が設けられ、下方にフロントフォーク9が延びてその下端に前輪10が軸支されている。なお、自動二輪車1では、図1に示す左側のハンドルつまりグリップ8aが、アクセルグリップになるが、不図示の右側のグリップ8がアクセルグリップになる場合もある。
メインパイプ4の傾斜部4aの長手方向における略半分に位置して、支持ブラケット11が後方に向けて突設されている。メインパイプ4の支持ブラケット11とパワーユニットPのハンガーはリンク部材12を介して連結されており、これらのリンク機構により、パワーユニットPはメインパイプ4に揺動可能に連結支持される。
パワーユニットPには、その前部に単気筒4ストローク空冷式の内燃機関15が、クランク軸16を車幅方向に指向させて軸支するクランクケース17から順次重ね合わされたシリンダブロック18,シリンダヘッド19,ヘッドカバー20を略水平に近い状態にまで大きく前傾した姿勢で前方に突出させて設けられている。したがって、シリンダ軸線Cは略水平に近い状態に示されている。
パワーユニットPにおいて、内燃機関15の後部に変速機、ここではベルト式無段変速機21が配設される。そして、ベルト式無段変速機21の後部に減速機構22が設けられ、減速機構22の減速機出力軸が後車軸23aであり、後車軸23aに後輪23が設けられている。
パワーユニットPの前部の内燃機関15のシリンダヘッド19の上面側に吸気ポート19aが形成され、該吸気ポート19aから吸気管24が上方に延出している。シリンダヘッド19の下面側に排気ポート19bが形成され、該排気ポート19bから排気管25が下方に延出する。
内燃機関15の吸気ポート19aには、吸気管24を含む、外気を吸入して内燃機関15に送る吸気装置26が接続されている。吸気装置26内は、内燃機関15の燃焼室15aに送られる吸気が通過する吸気通路27となっている。吸気通路27には、エアクリーナ装置28を介して吸気が取り入れられ、その吸気は、燃焼室15aに供給される。
図2に内燃機関15の一部の概略構成図を示す。内燃機関15は、上流側から順に、吸気通路27、吸気弁29、燃焼室15a、排気弁30及び排気通路31を備える。吸気通路27にはそこに燃料を噴射するように燃料噴射弁32が設けられている。燃料噴射弁32には、図示しない燃料タンク内の燃料が燃料ポンプ及び燃料供給路を介して圧送される。吸気通路27がつながる燃焼室15aに臨むように点火装置である点火プラグ33が設けられている。つまり、内燃機関15は、火花点火式内燃機関である。
内燃機関15では、エアクリーナ装置28よりも下流側の吸気通路27aに、吸気流量制御弁の一例であるスロットル弁35が設けられている。スロットル弁35よりも下流側の吸気通路27bには、吸気通路27bの吸気流れ方向に延びる仕切部36が設けられている。仕切部36により、吸気通路27bは、第1吸気通路に相当するタンブル流路37と、第2吸気通路に相当する主流路38とに分岐されている。仕切部36は、スロットル弁35の下流側位置から吸気ポート19aに向けて延びている。なお、シリンダ軸線Cの方向においてクランク軸16側からシリンダヘッド19側の方向A1を上側と定義するとき、主流路38はタンブル流路37の上側に延びるので、上吸気通路と称されてもよく、この場合、タンブル流路37は下吸気通路と称されてもよい。
吸気流動制御弁の一例であるタンブル制御弁40は、主流路38を流れる吸気の流量を制御するように設けられている。ここではタンブル制御弁40は主流路38の上流端側に設けられていて、主流路38を全閉することもできる。したがって、タンブル制御弁40は、タンブル流路37と主流路38との一方の通路、例えばタンブル流路37側への吸気流れの指向性を制御する吸気流動制御弁としての役目を担う。
なお、スロットル弁35はバタフライ弁であり、弁軸35aと、弁軸に固定された弁本体35bとを備え、弁軸35aの回転に伴い弁本体35bは回転し、吸気通路27を開閉することができる。タンブル制御弁40もバタフライ弁であり、弁軸40aと、弁軸40aに固定された弁本体40bとを備え、弁軸40aの回転に伴い弁本体40bは回転し、主流路38を開閉することができる。
図3に示すように、この内燃機関15を制御するECU(電子制御ユニット)41は、処理部(例えばCPU)と、記憶部(例えばROM、RAM)とを備え、所謂コンピュータとしての構成を備え、機能部として吸気制御部41a、燃料噴射制御部41b及び点火制御部41cを備えている。ECU41は、エンジン回転速度センサー42、エンジン負荷センサーの一例である後述するアクセルポジションセンサー43などの各種センサーが接続され、それらセンサーの出力つまりそれらセンサーからの入力に基づいて内燃機関15の運転状態を解析して、吸気制御部41aにより、スロットル弁35の作動を制御する。このスロットル弁35の作動に際しては、ECU41はスロットル弁35の作動用のモーター44を制御するように、そのモーター44に向けて作動信号を送信する。また、ECU41は、解析した内燃機関15の運転状態に基づいて、燃料噴射制御部41bにより、燃料噴射弁32の作動を制御する。また、ECU41は、解析した内燃機関15の運転状態に基づいて、点火制御部41cにより、点火プラグ33の作動を制御する。ECU41には、これらの制御のためのプログラム及び各種データが記憶されている。なお、タンブル制御弁40の駆動機構Dは、グリップ8aに駆動用ケーブルここではワイヤケーブル45で接続されていて、タンブル制御弁40は機械的に作動される。
さて、本実施形態に係る内燃機関15におけるスロットル弁35の制御及びタンブル制御弁40の駆動について図4に基づいて説明する。図4では、一例として、横軸にグリップ8aの操作量つまりグリップ開度(又はアクセル開度)を取り、グリップ開度に対するスロットル弁35の開度(符号「THV」の一点鎖線)と、タンブル制御弁40の開度(符号「TCV」の実線)との各変化を示している。図4に示すように、内燃機関15が低負荷運転状態のとき、つまり、グリップ開度が所定開度G1未満のとき、タンブル制御弁40を閉じたままに保ち、ECU41は、スロットル弁35をグリップ8aの操作量つまりグリップ開度に応じた開度に制御し、リーン運転を行う。なお、リーン運転では、吸入空気量と、燃料噴射弁32から噴射された燃料との割合である空燃比を理論空燃比(ストイキ)よりも空気過多である目標空燃比に追従させるように、内燃機関15の運転が行われる。一方、内燃機関15が中高負荷運転状態のとき、つまり、グリップ開度が所定開度G1以上のとき、タンブル制御弁40及びスロットル弁35をそれぞれグリップ開度に応じた開度に開き、ストイキ運転を行う。なお、ストイキ運転では、空燃比が理論空燃比に追従するように、内燃機関15の運転が行われる。ただし、本開示は、内燃機関15の運転がこのように運転されることに限定されることを意図せず、例えば、中負荷運転状態のときリーン運転が行われてもよい。
図4に示すように、自動二輪車1の運転中つまり内燃機関15の運転中、グリップ開度が大きくなり、所定開度G1に達すると、スロットル弁35の開度は、それまでのリーン運転での開度よりも小さな開度、つまりストイキ運転での開度になるように閉じ側に制御される。これは、グリップ開度の増加に応じてスロットル弁35の開度が増加することと逆の制御状態を意味する。一方で、タンブル制御弁40は、グリップ開度が全閉から所定開度G1になるまでは閉じたままであり、更にグリップ開度が所定開度G1よりも大きな開き開始開度G2になったとき以後、開かれる。このように、タンブル制御弁40は、アクセル操作つまりグリップ開度の増大開始時期から遅れて作動するように、つまり、ロストモーションを生じるように作動される。そして、図4にグリップ開度の増大に比例してタンブル制御弁40を開くと仮定したときのグリップ開度とタンブル制御弁40の開度との関係例を破線Nで示す。タンブル制御弁40の開度はグリップ開度が開き開始開度G2以上であるとき開くが、そのタンブル制御弁40の開度の傾きは、破線Nの傾きよりも大きい、つまり急である。そこで、以下に説明するように、タンブル制御弁40は、そのロストモーションと、グリップ開度G2以上のグリップ開度になったとき急激な開きを可能にするように、以下で説明する駆動機構Dを備えている。
駆動機構Dについて以下説明する。図5及び図6に、駆動機構Dを備えたタンブル制御弁40のボディ(以下、タンブルボディ)50の斜視図を示し、図7から図11にその正面図、右側面図、左側面図、背面図、及び、上面図をそれぞれ示す。更に、図12に、図8のXII-XII線に沿った断面図を示し、図13に、図12のXIII-XIII線に沿ったタンブルボディ50の断面図を示し、図14に、図12のXIV-XIV線に沿ったタンブルボディ50の断面図を示し、図15に、図12のXV-XV線に沿ったタンブルボディ50の断面図を示し、そして、図16に、図12のXVI-XVI線に沿ったタンブルボディ50の断面図を示す。更に、図17に、駆動機構Dにおけるタンブル制御弁40の弁軸40aの斜視図を示す。また、図18Aから図19Eに、駆動機構Dの各種部材の動きを表す。なお、図12において、タンブル制御弁40の弁本体40bは省略する。
タンブルボディ50は、タンブル流路37の一部となる第1吸気路50t及び主流路38の一部となる断面略円形の第2吸気路50aを区画形成する路本体部50Bを備える。その路本体部50Bに、タンブル制御弁40が設けられている。路本体部50Bの第2吸気路50aには、タンブル制御弁40の弁軸40aが延び、その弁軸40aに弁本体40bが取り付けられている。図12では、弁本体40は省略している。なお、図17に示すように、弁軸40aの軸線40cに沿った取付孔40jに平板円盤状の弁本体40bを差し込み、ねじ40d、40eで固定することで、弁軸40aに弁本体40bは取り付けられている。そして、弁軸40aの一端、特に弁本体40bの後述する機構取付部50M側とは反対側の端部に、リターンスプリング(以下、第1のリターンスプリング)40kが取り付けられている。第1のリターンスプリング40kは、タンブル制御弁40の弁本体40bが閉じる向きに、第1の回転軸である弁軸40aを付勢する。
弁軸40aは、棒状部材であり、その軸線40cの方向つまり軸線方向に順に並ぶ一端部(以下、第1端部)40f、取付孔40j、中間部40g、及び、他端部(以下、第2端部)40hを有する。弁軸40aは、その第1端部40fと中間部40gとで路弁本体部50Bに支持され、第2端部40hは路弁本体部50Bから突き出ている。その第2端部40hは、タンブルボディ50の機構取付部50Mに、路本体部50Bから延出する。
タンブルボディ50において、路本体部50Bと機構取付部50Mとはタンブル制御弁40の軸線40cの方向に並ぶ。路本体部50Bから軸線40cの方向に延びる2つのボルト取付部50c、50dの先端部にエンド部材50Eがボルト50e、50fで取り付けられる(例えば図6参照)。このエンド部材50Eと路本体部50Bとの間に、駆動機構Dにおける駆動部材52、中間部材54及び延出部材56が取り付けられる。
駆動部材52は、タンブル制御弁40の第1の回転軸である弁軸40aに相対回転可能であるように、その弁軸40aに設けられる。そして、駆動部材52は、その回転軸が弁軸40aと同軸上にあるように、弁軸40aに設けられる。したがって、駆動部材52は、弁軸40aの軸線40c周りに、弁軸40aに対して相対回転可能に設けられる。ここでは、図12に示すように、駆動部材52は、弁軸40aの第2端部40hに第2端部40hを覆うように取り付けられ、弁軸40aとエンド部材50Eとの間に挟まれてそれらの間で軸線40c周りに回転可能にそれらに支持される。
駆動部材52の路本体部50B側には、中間部材54が設けられる。中間部材54は、タンブル制御弁40の弁軸40aから径方向に離れた位置に回転軸(以下、第2の回転軸)54aを有するように設けられる。図12に示すように、中間部材54の第2の回転軸54aは、路本体部50Bの外壁面50Beに第2の回転軸54aの軸線54b周りに回転可能に、第2の回転軸54aを軸線40cの方向に貫通するように設けられるボルト54cで取り付けられる。なお、後述するように、中間部材54は、駆動部材52の回転に伴って作動する。
中間部材54の概ね路本体部50B側には、延出部材56が設けられる。延出部材56は、延出部であり、タンブル制御弁40の弁軸40aに固定される。図17に示すように、弁軸40aの中間部40gと第2端部40hとの間には、弁軸40aの径方向に張り出す平板円盤状の円盤部40iが設けられている。その円盤部40iの第1端部40f側に隣り合うように延出部材56は固定されている。なお、延出部材56は、ここでは溶接により弁軸40aに固定されるが、その他の化学的接続手段により固定されても、ボルトなどの機械的接続手段により固定されても、圧入により固定されてもよい。延出部材56は、弁軸40aと予め一体の部分として構成され、それにより延出部とされてもよい。したがって、延出部材56は、弁軸40aと一体に動くことができ、タンブル制御弁40の回転のために機能し、中間部材54の作動によりタンブル制御弁40の弁本体40bを動かすように作動する。
延出部材56は、弁軸40aと一体に軸線40c周りに動くことができるが、その一端側の回転を規制するように、ストッパ部材57が設けられている。図16に示すように、ストッパ部材57には、延出部材56の側部つまり周側面56eが突き当り、それ以上の回転、ここではタンブル制御弁40の閉じ側へのそれ以上の回転が規制される。後述する説明から明らかなように、延出部材56は中間部材54の動きに連動して、軸線40c周りに動くことができる。中間部材54は、後述するリターンスプリング60により、タンブル制御弁40が閉じる向きに付勢されているので、延出部材56も、タンブル制御弁40が閉じる向きに付勢されている。例えばこのリターンスプリング60による付勢による動きを規制するように、ストッパ部材57は機能する。なお、ここではストッパ部材57はねじ部材であり、路本体部50Bから軸線40cの方向に延びるボルト取付部50d(図6及び図16参照)の内側側部に螺合されて取り付けられている。したがって、ストッパ部材57の延出部材56への当接位置は可変である。
延出部材56は平板状の部材であり、その長手方向に延びた細長い形状を有する。延出部材56は、互いに対して反対側を向く端面56c、56dとそれらの端面間に延びる周側面56eとを備える。図12に示すように、延出部材56は弁軸40aから径方向に延びるように弁軸40aに固定されていて、弁軸40aの軸線40cの方向に一定の厚さを有し、軸線40cの方向に端面56c、56dを貫通する貫通孔56aを区画形成する。図12、図15及び図16に示すように、貫通孔56aは、延出部材56の長手方向において、延出部材56の中間部辺りから径方向に延出した先端部56b付近にまで延びる細長い孔である。貫通孔56aの両端部は半円弧上であり、その両端間の孔幅は一定である。
図12及び図15に示すように、中間部材54は、概ね平板状の部材であり、互いに対して反対側を向く端面54i、54jとそれらの端面54i、54j間に延びる周側面54kとを備える。中間部材54は、延出部材56とは平行に配置されている。中間部材54においては、前述の第2の回転軸54aは、駆動機構Dにおいて軸線40cと実質的に平行になる第2の回転軸54aの軸線54bの方向(つまり軸線方向)に張り出して所定の厚みを有する。中間部材54は、駆動部材52と関係する軸部54dを有している。軸部54dは、中間部材54側から駆動部材52側に突出する円柱状の突出軸部である。図14に示すように、軸部54dの周囲にローラー58が回転可能に取り付けられている。なお、軸部54dはローラー58をつけることに限定されず、例えば、露出して、直接駆動部材52と関係してもよい。
そして、図12に示すように、中間部材54の第2の回転軸54aと路本体部50Bとの間には、リターンスプリング(以下、第3のリターンスプリング)60が取り付けられている。第3のリターンスプリング60は、第2の回転軸54aの周囲を囲むように配置されている。なお、以下の説明で明らかになるように、第3のリターンスプリング60は、第2の回転軸54a周りにタンブル制御弁40の弁本体40bが閉じる向きに中間部材54を付勢する。なお、第3のリターンスプリング60を設けることで、中間部材54のバタツキも抑制され得る。
図15に示すように、中間部材54は、軸部54dに加えて、第2の回転軸54aから軸部54dに延びる第1のアーム部54eと、軸部54dから延出部材56との作用部54fに延びる第2のアーム部54gとを備える。図12に示すように、作用部54fには、軸線40cの方向つまり軸線方向に張り出して所定の厚みを有する円柱部54hが形成されていて、この円柱部54hは延出部材56の貫通孔56aに移動可能に嵌められる。図16に示すように、円柱部54hは、断面円形であり、延出部材56の貫通孔56aの両端部の円弧状部の半径よりもわずかに小さな半径を有し、貫通孔56a内をその長手方向に移動できる。したがって、中間部材54は、駆動部材52から軸部54dに力を受けたとき、第2の回転軸54a周りに回転し、それに伴い、中間部材54の作用部54fの円柱部54hは延出部材56に作用することができる。
図15から明らかなように、第2の回転軸54aつまりその軸線54bと軸部54dつまりその軸線54daとの間の長さL1は、第2の回転軸54aつまりその軸線54bと作用部54fつまりその軸線、より具体的には円柱部54hの軸線54haまでの長さL2よりも短い(L1<L2)。そして、中間部材54は、第1の回転軸であるタンブル制御弁40の弁軸40a周りに延びる湾曲構造を有する。つまり、第1のアーム部54eと第2のアーム部54gとは弁軸40aの周りに延びるように配置されている。なお、軸線40cの方向からみた図15に示すように、第2の回転軸54aと作用部54fとの概ね中間に、タンブル制御弁40の弁軸40aが位置付けられている。したがって、第2の回転軸54a周りの中間部材54の回転のとき、第1の回転軸である軸部40a周りに延出部材56を回転させる力を中間部材54から延出部材56に効率よく伝えることができる。そして、第2の回転軸54aと軸部54dとの間の長さL1は第2の回転軸54aと作用部54fとの長さL2よりも短いので、それらの長さを同じにする場合に比して、駆動部材52の回転に連れ回される中間部材54の第2の回転軸54a周りの回転角に対して、作用部54fによる第1の回転軸である弁軸40a周りの延出部材56の回転角を大きくすることができる。したがって、ロストモーションにより遅れてタンブル制御弁40を開くとき、タンブル制御弁40を大きく開くことが可能になる。
図12に示すように、駆動部材52は、グリップ8aの操作に連動して動くようにグリップ8aにつながるワイヤケーブル45が接続する中心本体部62と、この中心本体部62から径方向に延出する案内部64とを有する。ワイヤケーブル45は、タンブルボディ50に取り付けられたケーブルホルダ55での保持姿勢でそのケーブル軸線の方向に沿って移動可能である。案内部64は、後述する案内縁部66を有する。中心本体部62は、弁軸40aの第2端部40hを覆って収納するような断面円形のカップ状部62aと、カップ状部62aから径方向に延びるケーブル接続部62bと、カップ状部62aからエンド部材50E側に延びて軸線40cに沿ってその周囲に延びる回転支持部62cとを有する。したがって、駆動部材52は、弁軸40aとエンド部材50Eとの間にそれらにより支持されて軸線40c周りに回転することができる。
図13と図14とを比較することで明らかなように、案内部64は、弁軸40aの軸線40cの方向において、中心本体部62のワイヤケーブル45の接続部であるケーブル接続部62bよりも中間部材54側にずれて配置されている。これによりケーブル接続部62bよりも中間部材54の近くに位置する案内部64には、中間部材54の軸部54dつまりローラー58が嵌まって移動できる案内孔64aが形成されている。案内部64は、概ね平板状の部分であり、互いに対して反対側を向く端面64c、64dとそれらの端面間に延びる周側面64eとを備え、案内孔64aは端面64c、64dを貫通する(図18A及び図18D参照)。よって、案内部64は、軸線40cの方向において一定の厚さを有して構成されている。したがって、駆動部材52の軸線40c周りの回転に伴い、案内部64も軸線40cの周りに回転し、これによりそこの案内孔64aに位置するローラー58は案内孔64aの縁部(以下、案内縁部)66に沿って移動し、中間部材54を動かすことができる。特に、後述するリターンスプリング60により中間部材54はタンブル制御弁40が閉じる方向に付勢されているので、案内縁部66の後述する動力伝達部66bのうちの軸部40a側の内側の縁部66dに沿って、ローラー58は移動する。
案内部64の案内孔64aは、ローラー58がその案内孔64aの一端部から他端部に向けて過度の遊びなく移動できるように形成されている。案内孔64aは、案内孔64aの長手方向に延びる細長い孔であり、その両端部は半円弧状であり、その両端間の孔幅は略一定である。駆動部材52の案内部64の案内孔64aの環状に延びる縁部が、案内縁部66を構成する。案内縁部66は、第1の回転軸である軸部40a、特にその軸線40cからの距離が所定径方向長さで一定である円弧状部66aと、この円弧状部66aに連続して円弧状部66aから離れるに従い軸部40aからの長さが所定径方向長さよりも徐々に長くなる動力伝達部66bとを有する。
この円弧状部66aをローラー58が移動するとき、ローラー58は中間部材54が作動するほどの力を駆動部材52から受けないので、この円弧状部66aにローラー58が位置するときの駆動部材52の軸部40aの軸線40c周りの回転範囲は、中間部材54を非作動させる第1回転範囲(図19Aの角度範囲θ1に対応)となる。一方、この動力伝達部66bをローラー58が移動するとき、ローラー58は中間部材54が作動するのに足りる力を駆動部材52から受け得るので、この動力伝達部66bにローラー58が位置するときの駆動部材52の軸部40aの軸線40c周りの回転範囲は、中間部材54を作動させる第2回転範囲(図19Aの角度範囲θ2に対応)となる。動力伝達部66bは、軸部40aの軸線40cの方向から駆動部材52をみたとき、例えば図19Bに示すように、円弧状部66aに沿って定められる円弧66aAにおいて定められる接線66aTよりも外側に延びるように形成されている。したがって、円弧状部66aと動力伝達部66bとの間には、案内孔64aの縁部の湾曲が変化する遷移部66cが形成されている。
図5及び図6に示すように、駆動部材52と路本体部50Bとの間には、リターンスプリング(以下、第2のリターンスプリング)68が取り付けられている。第2のリターンスプリング68は、タンブル制御弁40の弁軸40a周りにタンブル制御弁40の弁本体40bが閉じる向きに駆動部材52を付勢する。第2のリターンスプリング68は、カップ状部62aの周囲を囲むように配置されている。図6に示すように、案内部64は、この第2のリターンスプリング68の径方向外側に延びる部分を有し、この部分を介して中心本体部62と一体になっている。
なお、図12に示すように、第1の回転軸である軸部40a周りに配置されている第2のリターンスプリング68は、軸部40aの軸線40cの方向つまり軸線方向において、中間部材54と一部が重なるように配置されている。コンパクトな配置を可能にするように、第2のリターンスプリング68は、軸部40aの軸線40cの方向において、中間部材54と少なくとも部分的に重なるように配置されているとよい。
この第2のリターンスプリング68による付勢によるタンブル制御弁40が閉じる側の駆動部材52の回転を規制するように、駆動部材52における延出当接部62dと、路本体部50Bにおける被当接部50hが形成されている。延出当接部62dは、駆動部材52における中心本体部62から径方向に延出する部分であり、被当接部50hは、路本体部50Bから軸線40cの方向に延出して延出当接部62dが当接することができる部分である(図18A参照)。
そして、タンブル制御弁40が開く側の駆動部材52の回転を規制するように、案内部64の周側面64eに突き出るように設けられた突起部64p(例えば図9参照)が当接することができる被当接部50iが、路本体部50Bに設けられている。図6に示すように、被当接部50iは、路本体部50Bから軸線40cの方向に延出して案内部64の突起部64pが当接することができる部分である(図18D参照)。
グリップ8aの操作に応じて作動するワイヤケーブル45により回転駆動される駆動部材52の回転角度を検出するように、前述のアクセルポジションセンサー43がタンブルボディ50に設けられている。アクセルポジションセンサー43は、駆動部材52の回転角度に応じた信号を出力するセンサーであり、タンブル制御弁40の弁軸40a上に設けられている。
上記構成を有する駆動機構Dでは、上記説明から明らかなように、また、例えば図12に示すように、タンブル制御弁40の軸部40aの軸線40cの方向(軸線方向)において、駆動部材52、中間部材54、延出部56及びタンブル制御弁40の弁本体40bの順に配置されている。これらの連動について、図18Aから図19Eに基づいて更に説明する。
図18Aから図18Cは、タンブル制御弁40が全閉状態にあるときの駆動部材52、中間部材54及び延出部材56の配置及びそれらの関係を示す斜視図であり、図18Bでは駆動部材52を省き、図18Cでは駆動部材52及び中間部材54を省いている。一方、図18Dから図18Fは、タンブル制御弁40が全開状態にあるときの駆動部材52、中間部材54及び延出部材56の配置及びそれらの関係を示す斜視図であり、図18Eでは駆動部材52を省き、図18Fでは駆動部材52及び中間部材54を省いている。図19Aの状態は、タンブル制御弁40が全閉状態にあるときの駆動部材52、中間部材54及び延出部材56の状態を示し、図19Bの状態は、図4のグリップ開度G1でのそれら部材52、54、56の状態を示し、図19Cの状態は、図4のグリップ開度G2でのそれら部材52、54、56の状態を示し、図19Dの状態は、図4のグリップ開度G3でのそれら部材52、54、56の状態を示し、図19Eの状態は、タンブル制御弁40が全開状態にあるときのそれら部材52、54、56の状態を示す。
グリップ開度が全閉つまりグリップ8aが操作されていないとき、タンブル制御弁40が全閉状態にあり、図18A、図18B、図18C及び図19Aに示すように、駆動部材52は第2のリターンスプリング68の付勢により駆動部材52の延出当接部62dが路本体部50Bの被当接部50hに当接する位置に位置している。このとき、中間部材54のローラー58は駆動部材52の案内孔64aの一端部に位置し、円弧状部66aに位置する。つまり、駆動部材52は、中間部材54を非作動させる第1回転範囲内での回転位置の状態にある。そして、中間部材54の作用部54fの円柱部54hは延出部材56の貫通孔56a内の軸線40cに最も近い側の端部に位置する。したがって、中間部材54は、非作動状態にある。
グリップ開度が図4のグリップ開度G1であるときつまりグリップ8aがわずかに操作されたとき、タンブル制御弁40は全閉状態にあり、図19Bに示すように、第2のリターンスプリング68の付勢力に抗して、駆動部材52はワイヤケーブル45でグリップ開度G1に応じた回転位置までわずかに回転される。このとき、中間部材54のローラー58は駆動部材52の案内孔64aの一端部からは離れるが、円弧状部66aに位置する。つまり、駆動部材52は、中間部材54を非作動させる第1回転範囲内での回転位置の状態にある。したがって、中間部材54は非作動状態にある。
グリップ開度が図4のグリップ開度G2(グリップ開度G1よりも開き側のグリップ開度)であるときつまりグリップ8aが更に操作されたとき、タンブル制御弁40はなお全閉状態にある。このとき、図19Cに示すように、第2のリターンスプリング68の付勢力に抗して、駆動部材52はワイヤケーブル45でグリップ開度G2に応じた回転位置まで更に回転され、中間部材54のローラー58は駆動部材52の案内孔64aの遷移部66cに位置する。したがって、中間部材54は駆動部材52から力を受け始めていて、タンブル制御弁40が全閉状態であるときと実質的に同じ状態にあり、つまり、タンブル制御弁40が開き始める状態にある。
グリップ開度が図4のグリップ開度G3(グリップ開度G2よりも開き側のグリップ開度)であるときつまりグリップ8aが更に操作されたとき、タンブル制御弁40はそのグリップ開度G3に応じた開度に開かれる。このとき、図19Dに示すように、第2のリターンスプリング68の付勢力に抗して、駆動部材52はワイヤケーブル45でグリップ開度G3に応じた回転位置まで回転され、これにより、中間部材54のローラー58は駆動部材52の案内孔64aの動力伝達部66bに位置する。つまり、駆動部材52は、中間部材54を作動させる第2回転範囲内での回転位置の状態にある。したがって、駆動部材52からの駆動力により中間部材54は第3のリターンスプリング60の付勢力に抗して第2の回転軸54a周りに回転される。この中間部材54の作動に伴い、中間部材54の作用部54fの円柱部54hは延出部材56の貫通孔56a内を移動し、延出部材56をグリップ開度G3に応じた位置にまで動かす。したがって、延出部材56はタンブル制御弁40の弁軸40aに固定されているので、延出部材56の動きに対応する位置にまで、タンブル制御弁40の弁軸40aは回転され、弁本体40bはグリップ開度G3に応じた開度に開く。
前述のように、中間部材54は、第2の回転軸54aから駆動部材52と関係する軸部54dに延びる第1のアーム部54eと、軸部54dから延出部56との作用部54fに延びる第2のアーム部54gとを備える。この構成を備える中間部材54は、駆動部材52から軸部54dに力を受けたとき、第2の回転軸54a周りに回転し、延出部56に作用するように構成されている。そして、第2の回転軸54aと軸部54dとの間の長さL1は、第2の回転軸54aと作用部54fとの長さL2よりも短い(L1<L2)。第2の回転軸54aと軸部54dとの間の長さL1は、支点となる第2の回転軸54aと力点となる軸部54dとの長さであり、第2の回転軸54aと作用部54fとの長さL2は、支点となる第2の回転軸54aと作用点となる作用部54fとの長さである。したがって、第2の回転軸54aと軸部54dとの間の長さL1は第2の回転軸54aと作用部54fとの長さL2よりも短いので、それらの長さを同じにする場合に比して、駆動部材52の回転に連れ回される中間部材54の第2の回転軸54a周りの回転角に対して、作用部54fによる弁軸40a周りの延出部材56の回転角を大きくすることができる。したがって、グリップ8aの操作に遅れてタンブル制御弁40を開いたときのタンブル制御弁40の大きな開弁が可能になる。
駆動部材52の回転とタンブル制御弁40の動きが比例する場合のそれらの関係は、図4の線Nの関係である。これに対して、第2の回転軸54aと軸部54dとの間の長さL1を第2の回転軸54aと作用部54fとの長さL2よりも短くすることで、駆動部材52の回転に対応するグリップ開度の変化のわりに、タンブル制御弁40のバルブ開度を大きくすることができる。つまり、図4に線DLで示すように、タンブル制御弁40の開き開始時の開く度合い(図4における線DLの傾きに相当)を、前述の線Nの傾きよりも大きくすることができる。
そして第1のアーム部54eと第2のアーム部54gとは弁軸40aの周りに延びるように配置されていて、軸線40cの方向からみた図15に示すように、第2の回転軸54aと作用部54fとの概ね中間に、タンブル制御弁40の弁軸40aが位置付けられている。したがって、第2の回転軸54a周りの中間部材54の回転のとき、第1の回転軸である軸部40a周りに延出部材56を回転させる力を中間部材54から延出部材56に効率よく伝えることができる。
そして、グリップ開度が全開のグリップ開度であるときつまりグリップ8aの操作量が所定量に達しているとき、タンブル制御弁40は全開に開かれる。このとき、図18D、図18E、図18F及び図19Eに示すように、第2のリターンスプリング68の付勢力に抗して、駆動部材52はワイヤケーブル45で全開のグリップ開度に応じた回転位置まで回転され、これにより、中間部材54のローラー58は駆動部材52の案内孔64aの動力伝達部66bに位置する。つまり、駆動部材52は、中間部材54を作動させる第2回転範囲内での回転位置の状態にある。したがって、駆動部材52からの駆動力により中間部材54は第3のリターンスプリング60の付勢力に抗して第2の回転軸54a周りに回転される。この中間部材54の作動に伴い、中間部材54の作用部54fの円柱部54hは延出部材56の貫通孔56a内を移動し、延出部材56を全開のグリップ開度に応じた位置にまで動く。したがって、延出部材56の動きに対応する全開位置にまで、タンブル制御弁40の弁軸40aは回転され、弁本体40bは全開に開くことができる。なお、このとき駆動部材52の案内部64の突起部64pは、路本体部50Bの被当接部50iに当接してもよい。
このように、グリップ8aの操作つまりアクセル操作の開始時(例えば図19Bの状態)は、駆動部材52は回転され始めるが、そのとき、タンブル制御弁40は閉じたままに維持される。そして、グリップ開度が所定開度G2以上になり、駆動部材52の軸線40c周りの回転量が所定回転量以上になったとき、駆動部材52が中間部材54を作動させて、延出部材56を介してタンブル制御弁40の弁軸40aは回転される。したがって、上記駆動機構Dによれば、グリップ開度が所定開度以上になるまで、つまり駆動部材52の軸線40c周りの回転量が所定回転量以上になるまで、タンブル制御弁40の開弁を遅らせるロストモーションが可能になる。
一方で、グリップ8aの操作に応じてグリップ8aにつながるワイヤケーブル45でグリップ8aの操作量に応じた量だけ駆動部材52は回転される。この駆動部材52の回転量は、アクセルポジションセンサー43により検出される。そして、その検出された駆動部材の回転角度をグリップ8aの操作量つまりアクセル操作量であると処理して、ECU41はモーター44に作動信号を送り、スロットル弁35の開度を制御する。したがって、タンブル制御弁40、駆動機構D、アクセルポジションセンサー43、モーター44、制御装置であるECU41及びスロットル弁35を含む上記内燃機関15の吸気装置26によれば、スロットル弁35とタンブル制御弁40とを独立して作動させることができ、また、タンブル制御弁40のロストモーションが可能になる。
なお、図19Aにおいて、タンブル制御弁40の回転軸線40cと軸部54dつまりローラー58の軸線とを通る線L3を引く。また、図19Cにおいて、タンブル制御弁40の回転軸線40cと軸部54dつまりローラー58の軸線とを通る線L4を引き、図19Eにおいて、タンブル制御弁40の回転軸線40cと軸部54dつまりローラー58の軸線とを通る線L5を引く。図19Aの駆動部材52の案内部64の案内縁部66内においてローラー58が図19C又は図19Eに示す相対的位置にあると仮定して、図19Cの線L4と図19Eの線L5とを、図19Aにおいて引く。このとき、図19Aにおいて定められる角度範囲θ1は、駆動部材52が中間部材54を非作動させる第1回転範囲に対応し、角度範囲θ2は、駆動部材52が中間部材54を作動させる第2回転範囲に対応する。なお、図19Aの角度範囲θ1、θ2は、説明上示したに過ぎず、実際には、駆動部材52が軸線40c周りに回転するので、実際の駆動部材52の回転範囲とは位置が相違することは理解できよう。
なお、案内縁部66は環状の縁部であるので、円弧状部66aと動力伝達部66bとは、それぞれ、案内縁部66内を移動するローラー58の軸線40c側つまり内側の縁部と、ローラー58よりも外側の縁部とがある。本実施形態では、タンブル制御弁40が閉状態から開かれるとき、第3のリターンスプリング60により中間部材54はタンブル制御弁40が閉じる方向に付勢されているので、主に、案内縁部66の動力伝達部66bのうちの軸部40a側の内側の縁部66dに沿って、ローラー58は移動する。これは、ローラー58が案内縁部66のうち円弧状部66aにあるときにも同様である。そして、タンブル制御弁40が開状態から閉じられるとき、第1のリターンスプリング40kにより弁軸40aはタンブル制御弁40が閉じる方向に付勢されていて、かつ、第3のリターンスプリング60により中間部材54はタンブル制御弁40が閉じる方向に付勢されているので、主に、案内縁部66の動力伝達部66bのうちの軸部40a側の内側の縁部66dに沿って、ローラー58は移動する。ただし、案内縁部66を環状にして、動力伝達部66bの外側の縁部66eがあることで、例えばグリップ操作が解除されたとき、縁部66eで中間部材54に作用して、延出部材56を作用させ、確実にタンブル制御弁40を閉じることが可能になる。
上記構成の自動二輪車1の内燃機関15の吸気装置26、特にそこに備えられた駆動機構Dにおける、一部の構成と、それによる作用効果について以下説明する。
鞍乗型車両である自動二輪車1に搭載された内燃機関15は、吸気装置26を備え、この吸気装置26は、スロットル弁35よりも下流側の吸気通路27bに設けられた仕切部36と、仕切部36により分岐されたタンブル流路37と主流路38のうちの主流路38の流量を制御し、タンブル流路37側への吸気の流れの指向性を制御する吸気流動制御弁の一例であるタンブル制御弁40とを備える。このタンブル制御弁40の駆動機構Dは、タンブル制御弁40の回転軸(第1の回転軸)である弁軸40aに相対回転可能であるように弁軸40aに設けられた駆動部材52と、弁軸40aから径方向に離れた位置に回転軸(第2の回転軸)54aを有する中間部材54と、弁軸40aに固定されたタンブル制御弁40の回転用の延出部である延出部材56とを備える。中間部材54は、駆動部材52の回転に伴って作動し、延出部材56は中間部材54の作動によりタンブル制御弁40の弁本体40bを動かすように作動する。そして、駆動部材52は、中間部材54を非作動させる第1回転範囲と、中間部材54を作動させる第2回転範囲とを有する。上記実施形態では、第1回転範囲は、案内縁部66の円弧状部66aでローラー58が移動する回転範囲であり、第2回転範囲は、案内縁部66の動力伝達部66bでローラー58が移動する回転範囲である。
したがって、駆動部材52は、中間部材54を非作動させる第1回転範囲と、中間部材54を作動させる第2回転範囲とを有するので、駆動部材52が第1回転範囲の回転状態にあるとき、中間部材54は作動されず、よって延出部材56は作動しないので、タンブル制御弁40の弁本体40bを閉じたままとすることができる。一方で、駆動部材52が第2回転範囲の回転状態にあるとき、中間部材54が作動し、よって延出部材56も作動し、タンブル制御弁40の弁本体40bを開くように動かすことができる。したがって、吸気通路27にスロットル弁35と、タンブル制御弁40とを備えた内燃機関15において、アクセル操作に伴い作動するスロットル弁35が所定角度だけ開いた後に、つまり、アクセル操作の開始から遅れてタンブル制御弁40を開作動させるロストモーションを生じさせることができる。
また、中間部材54は、第2の回転軸54aから駆動部材52と関係する軸部54dに延びる第1のアーム部54eと、軸部54dから延出部材56との作用部54fまで延びる第2のアーム部54gとを備える。中間部材54は、駆動部材52から軸部54dに力を受けたとき、第2の回転軸54a周りに回転し、延出部56に作用するように構成されている。そして、第2の回転軸54aと軸部54dとの間の長さL1は、第2の回転軸54aと作用部54fとの長さL2よりも短いので、それらの長さを同じにする場合に比して、駆動部材52の回転に連れ回される中間部材54の第2の回転軸54a周りの回転角に対して、作用部54fによる弁軸40a周りの延出部材56の回転角を大きくすることができる。したがって、遅れてタンブル制御弁40を開いたときのタンブル制御弁40の大きな開弁が可能になる(図4の線DL参照)。
ここで、図19Aにおいて、第2の回転軸54aの軸線54bと軸部54dの軸線54daとを通る線L6を引くとともに、タンブル制御弁40の回転軸線40cと作用部54fの軸線54haとを通る線L7を引く。この線L6、L7は、グリップ開度がゼロつまり全閉のグリップ開度であるときのそれらの位置関係を示す。一方、図19Eにおいて、第2の回転軸54aの軸線54bと軸部54dの軸線54daとを通る線L8を引くとともに、タンブル制御弁40の回転軸線40cと作用部54fの軸線54haとを通る線L9を引く。この線L8、L9は、グリップ開度が全開のグリップ開度であるときのそれらの位置関係を示す。ここで、図19Aの線L6、L7とを、図19Eにおいて引く。このとき、図19Eにおいて線L6と線L8との間に定められる角度範囲θ3は、駆動部材52の回転に連れ回される中間部材54の第2の回転軸54a周りの最大回転角である。そして、図19Eにおいて線L7と線L9との間に定められる角度範囲θ4は、中間部材54の第2の回転軸54a周りの角度範囲θ3の回転に伴う作用部54fの弁軸40a周りの最大回転角である。この角度範囲θ4は、角度範囲θ3よりも大きい。このように、第2の回転軸54aと軸部54dとの間の長さL1は、第2の回転軸54aと作用部54fとの長さL2よりも短いので、それらの長さを同じにする場合に比して、駆動部材52の回転に連れ回される中間部材54の第2の回転軸54a周りの回転角、例えば角度範囲θ3に対して、作用部54fによる弁軸40a周りの延出部材56の回転角、例えば角度範囲θ4を大きくすることができる。したがって、グリップ開度の変化量のわりに、つまり、駆動部材52の回転量のわりに、延出部材56を大きく動かし、よってタンブル制御弁40の弁本体40bを大きく開くことが可能になる。
そして、延出部材56は、弁軸40aから径方向に延び、中間部材54と延出部材56とは平行に配置されている。したがって、この構成によれば、駆動部材52の回転方向と中間部材54及び延出部材56の回転方向とを同じにすることができる。よって駆動部材52から延出部材56への滑らかな動力伝達が可能になる。
また、弁軸40aの軸線40cの方向つまりタンブル制御弁40の軸線方向において、駆動部材52、中間部材54、延出部材56及びタンブル制御弁40の弁本体40bの順に配置されている。したがって、この構成によれば、駆動部材52から弁本体40bに滑らかに力を伝えることができる。また、力の伝達順にそれらの部材が弁軸40aの軸線40cの方向に並ぶので、その軸線40cの方向にコンパクトにそれらの部材52、54、56、40bを並べて配置することができる。
更に、駆動部材52は、駆動部材52の回転に伴って中間部材54の軸部54dが移動する案内縁部66を有する。案内縁部66は、タンブル制御弁40の弁軸40aからの距離が所定径方向長さで一定である円弧状部66aと、円弧状部66aに連続して円弧状部66aから離れるに従い弁軸40aからの長さがその所定径方向長さよりも徐々に長くなる動力伝達部66bとを有する。したがって、この構成によれば、駆動部材52の回転に対して、タンブル制御弁40の弁本体40bを滑らかに作動させることができる。よって、自動二輪車1において、運転者は、駆動部材52を連動させるアクセル操作、具体的にはグリップ8aの操作を滑らかに行うことが可能になる。
また、駆動部材52は、駆動用ケーブルであるワイヤケーブル45が接続する中心本体部62と、中心本体部62から径方向に延出して案内縁部66を有する案内部64とを有する。タンブル制御弁40の弁軸40aの軸線40cの方向つまり軸線方向において、案内部64は、中心本体部62のワイヤケーブル45が接続するケーブル接続部62bよりも中間部材54側にずれて配置されている。この構成によれば、駆動部材52の案内部64を中間部材54により近づけることが可能になる。これにより、駆動部材52と中間部材54との間での動力伝達距離をより短くすることができ、それらの間でのより滑らかな動力伝達が可能になる。よって、自動二輪車1において、駆動部材52を連動させるアクセル操作、つまりグリップ8aの操作をより滑らかに行うことが可能になる。
なお、中間部材54は、タンブル制御弁40の弁軸40a周りに延びる湾曲構造を有する。この構成によれば、弁軸40a周りの空間を有効に活用して、中間部材54を配置することができる。
そして、駆動機構Dは、タンブル制御弁40の第1の回転軸である弁軸40a周りにタンブル制御弁40の弁本体40bが閉じる向きに弁軸40aを付勢する第1のリターンスプリング40kと、弁軸40a周りにタンブル制御弁40の弁本体40bが閉じる向きに駆動部材52を付勢する第2のリターンスプリング68とを備えている。この構成によれば、駆動部材52に外力が作用していないときタンブル制御弁40の弁本体40bをより好適に閉じることができる。
そして、第2のリターンスプリング68は、タンブル制御弁40の弁軸40a周りに配置され、弁軸40aの軸線40cの方向(軸線方向)において、中間部材54は、第2のリターンスプリング68と一部が重なるように配置されている。この構成によれば、タンブル制御弁40の軸部40aの軸線40cの方向において第2のリターンスプリング68及び中間部材54をコンパクトに配置することができる。
駆動部材52の回転軸は、タンブル制御弁40の弁軸40aと同軸上にある。この構成によれば、駆動部材52が弁軸40aの吸気流れ方向側に位置することを抑制することができ、よって内燃機関15の吸気通路27の長さを短くすることができる。これは、自動二輪車1のようにスペースが限られている車両では特に有効である。
駆動機構Dは、駆動部材52の回転角度に応じた信号を出力するセンサーの一例であるアクセルポジションセンサー43を備える。この構成によれば、駆動部材52の回転角度を検知することができ、よって、駆動部材52の動きに連動するタンブル制御弁40の開度も検知することができる。特に、ここでは、アクセルポジションセンサー43は、タンブル制御弁40の弁軸40a上に設けられている。したがって、駆動部材52の回転角度をより正確に検知することができる。
そして、内燃機関15の吸気装置26は、自動二輪車1に搭載される内燃機関の吸気装置であり、吸気通路27を流れる吸気の流量を制御するように設けられるスロットル弁35と、スロットル弁35よりも下流側の吸気通路27bを複数の流路に分けるように設けられる仕切部36と、仕切部36により仕切られた複数の流路37、38への吸気の流れの指向性を制御するように設けられるタンブル制御弁40と、自動二輪車1のアクセルに連動するように機械的に接続されている駆動部材52を備えた駆動機構Dと、駆動部材52の回転角度に応じた信号を出力するアクセルポジションセンサー43と、アクセルポジションセンサー43からの入力に基づいてスロットル弁35の作動用のモーター44を制御する制御装置であるECU41とを備える。したがって、スロットル弁35が所定角度だけ開いた後に、つまり、アクセル操作の開始から遅れて、例えばそれまで閉状態にあったタンブル制御弁40を開作動させるロストモーションをより正確に生じさせることができる。
以上、本発明に係る実施形態及び変形例について説明したが、本発明はそれらに限定されない。本願の請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、種々の置換、変更が可能である。
1 自動二輪車(鞍乗型車両)
8a グリップ(アクセルグリップ)
15 内燃機関
26 吸気装置
27、27b 吸気通路
35 スロットル弁
36 仕切部
37 タンブル流路
38 主流路
40 タンブル制御弁
40a 弁軸(第1の回転軸)
40b 弁本体
40c 軸線
52 駆動部材
54 中間部材
54a 第2の回転軸
56 延出部材(延出部)
64 案内部
66 案内縁部
66a 円弧状部
66b 動力伝達部

Claims (13)

  1. 内燃機関(15)の吸気通路(27)において分岐した第1吸気通路(37)と第2吸気通路(38)との一方の通路側への吸気流れの指向性を制御する吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)であって、
    前記吸気流動制御弁(40)の第1の回転軸(40a)に相対回転可能であるように前記第1の回転軸(40a)に設けられた駆動部材(52)と、
    前記第1の回転軸(40a)から径方向に離れた位置に第2の回転軸(54a)を有する中間部材(54)であって、前記駆動部材(52)の回転に伴って作動する中間部材(54)と、
    前記第1の回転軸(40a)に固定された前記吸気流動制御弁(40)の回転用の延出部(56)であって、前記中間部材(54)の作動により前記吸気流動制御弁(40)の弁本体(40b)を動かすように作動する延出部(56)と
    を備え、
    前記駆動部材(52)は、前記中間部材(54)を非作動させる第1回転範囲(θ1)と、前記中間部材(54)を作動させる第2回転範囲(θ2)とを有する、
    ことを特徴とする吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)。
  2. 前記中間部材(54)は、前記第2の回転軸(54a)から前記駆動部材(52)と関係する軸部(54d)に延びる第1のアーム部(54e)と、前記軸部(54d)から前記延出部(56)との作用部(54f)に延びる第2のアーム部(54g)とを備え、前記駆動部材(52)から前記軸部(54d)に力を受けたとき、前記第2の回転軸(54a)周りに回転し、前記延出部(56)に作用するように構成されていて、
    前記第2の回転軸(54a)と前記軸部(54d)との間の長さ(L1)は、前記第2の回転軸(54a)と前記作用部(54f)との長さ(L2)よりも短い、
    ことを特徴とする請求項1に記載の吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)。
  3. 前記延出部(56)は、前記第1の回転軸(40a)から径方向に延び、
    前記中間部材(54)と前記延出部(56)とは平行に配置されている、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)。
  4. 前記第1の回転軸(40a)の軸線(40c)の方向において、前記駆動部材(52)、前記中間部材(54)、前記延出部(56)及び前記吸気流動制御弁(40)の前記弁本体(40b)の順に配置されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)。
  5. 前記駆動部材(52)は、前記駆動部材(52)の回転に伴って前記中間部材(54)の軸部が移動する案内縁部(66)を有し、
    前記案内縁部(66)は、前記第1の回転軸(40a)からの距離が所定径方向長さで一定である円弧状部(66a)と、前記円弧状部(66a)に連続して前記円弧状部(66a)から離れるに従い前記第1の回転軸(40a)からの長さが前記所定径方向長さよりも徐々に長くなる動力伝達部(66b)とを有する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)。
  6. 前記駆動部材(52)は、駆動用ケーブル(45)が接続する中心本体部(62)と、前記中心本体部(62)から径方向に延出して前記案内縁部(66)を有する案内部(64)とを有し、
    前記第1の回転軸(40a)の軸線(40c)の方向において、前記案内部(64)は、前記中心本体部(62)の前記駆動用ケーブル(45)の接続部(62b)よりも前記中間部材(54)側にずれて配置されている、
    ことを特徴とする請求項5に記載の吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)。
  7. 前記中間部材(54)は、前記第1の回転軸(40a)周りに延びる湾曲構造を有する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)。
  8. 前記第1の回転軸(40a)周りに前記吸気流動制御弁(40)の弁本体(40b)が閉じる向きに前記第1の回転軸(40a)を付勢する第1のリターンスプリング(40k)と、
    前記第1の回転軸(40a)周りに前記吸気流動制御弁(40)の弁本体(40b)が閉じる向きに前記駆動部材(52)を付勢する第2のリターンスプリング(68)と
    を備えている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)。
  9. 前記第2のリターンスプリング(68)は、前記第1の回転軸(40a)周りに配置され、
    前記第1の回転軸(40a)の軸線(40c)の方向において、前記中間部材(54)は、前記第2のリターンスプリング(68)と少なくとも部分的に重なるように配置されている、
    ことを特徴とする請求項8に記載の吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)。
  10. 前記駆動部材(52)の回転軸は、前記第1の回転軸(40a)と同軸上にある、
    ことを特徴とする請求項1に記載の吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)。
  11. 前記駆動部材(52)の回転角度に応じた信号を出力するセンサー(43)を更に備える、
    ことを特徴とする請求項1に記載の吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)。
  12. 前記センサー(43)は、前記吸気流動制御弁(40)の前記第1の回転軸(40a)上に設けられている、
    ことを特徴とする請求項11に記載の吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)。
  13. 鞍乗型車両(1)に搭載される内燃機関(15)の吸気装置(26)であって、
    吸気通路(27)を流れる吸気の流量を制御するように設けられる吸気流量制御弁(35)と、
    前記吸気流量制御弁(35)よりも下流側の吸気通路(27b)を複数の流路に分けるように設けられる仕切部(36)と、
    前記仕切部(36)により仕切られた前記第1吸気通路(37)と前記第2吸気通路(38)への吸気の流れの指向性を制御するように設けられる前記吸気流動制御弁(40)と、
    請求項1に記載の前記吸気流動制御弁(40)の駆動機構(D)であって、前記駆動部材(52)は前記鞍乗型車両(1)のアクセル(8a)に連動するように機械的に接続されている、駆動機構(D)と、
    前記駆動部材(52)の回転角度に応じた信号を出力するセンサー(43)と、
    前記センサー(43)からの入力に基づいて前記吸気流量制御弁(35)の作動用のモーター(44)を制御する制御装置(41)と
    を備える、
    ことを特徴とする内燃機関(15)の吸気装置(26)。
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