JP2003083095A - エンジンのスロットル装置 - Google Patents

エンジンのスロットル装置

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JP2003083095A
JP2003083095A JP2002179824A JP2002179824A JP2003083095A JP 2003083095 A JP2003083095 A JP 2003083095A JP 2002179824 A JP2002179824 A JP 2002179824A JP 2002179824 A JP2002179824 A JP 2002179824A JP 2003083095 A JP2003083095 A JP 2003083095A
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valve
shaft
throttle
engine
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Tetsuya Yoneda
哲也 米田
Kazunori Mori
和徳 森
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Denso Corp
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    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バルブ側ギヤ5の歯部31とモータ側ギヤの
歯部との噛み合わせを良好に維持することのできるスロ
ットル装置を提供する。 【解決手段】 スロットルバルブのシャフト部4にバル
ブ側ギヤ5を樹脂一体成形等で一体的に形成し、そのバ
ルブ側ギヤ5のシャフト部4との一体化近傍に、肉盗み
部である段付き凹部32を設けることで、熱収縮による
バルブ側ギヤ5の各部のヒケ等を略均等にできる。これ
により、バルブ側ギヤ5の歯部31とモータ側ギヤの歯
部との噛み合わせを良好に維持することができる。ま
た、肉盗み部である段付き凹部32の外周部の一部を、
シャフト部4と平行な方向に貫通させ、専用の圧入治具
9を用いて組付作業を行うことにより、ボールベアリン
グ7の内輪および外輪の、スロットルボデーの軸受保持
部への組み付け(圧入固定)を容易に行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのスロッ
トルバルブのシャフト部にギヤを用いてモータのトルク
を伝達するスロットル装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、エンジンのスロットルバルブ
のシャフト部にギヤを用いてモータのトルクを伝達する
スロットル装置では、図5に示したように、ギヤ機構を
介してモータ101のトルクを、スロットルバルブ10
2のシャフト103に伝達するようにしている(特開平
10−89096号公報、特開平10−47520号公
報等)。すなわち、このようなモータ駆動タイプのスロ
ットル装置100のギヤ機構は、モータ101のシャフ
トに設けたモータ側ギヤ104と、このモータ側ギヤ1
04に噛み合う中間減速ギヤ105と、スロットルバル
ブ102のシャフト103の一端部に設けたバルブ側ギ
ヤ(扇状のギヤ)106とから構成されている。
【0003】そして、スロットルバルブ102のシャフ
ト103に直接組み付けられるバルブ側ギヤ106は、
シャフト103と別部品で設けられて、シャフト103
の一端部に中央部を嵌め込んだ後に、ナット111の締
め付けによりシャフト103の一端部に固定されてい
る。なお、バルブ側ギヤ106の中央部には、挿入穴1
07が設けられている。また、スロットルバルブ102
のシャフト103の両端部は、スロットルボデー108
内に形成される吸気通路と直交するように貫通し、ボー
ルベアリング109を介して回転自在に支持されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
のスロットル装置100においては、モータ側ギヤ10
4、中間減速ギヤ105の大径ギヤ112、小径ギヤ1
13、バルブ側ギヤ106を用いて減速したモータ10
1のトルクを、スロットルバルブ102のシャフト10
3に伝達しているが、バルブ側ギヤ106はシャフト1
03と別体の部品を、シャフト103の一端部の外周に
圧入等で取り付け、更にナット111の締め付けにより
固定しているので、部品点数や組付工数が多く、製造コ
ストが高くなるという問題が生じる。
【0005】そこで、部品点数や製造コストを低減する
目的で、従来のスロットルバルブ102と金属製シャフ
ト103とを一体化したもの(従来例:特開平5−14
1540号公報等)や、従来の金属製シャフト103と
金属製バルブ側ギヤ106とを一体化したもの(比較
例)が考えられる。また、例えば図6(a)、(b)に
示したように、シャフト部122にバルブ側ギヤ121
を樹脂一体成形することで、ギヤ一体型シャフト120
を製造することが考えられる。しかし、ギヤ一体型シャ
フト120においては、図7(a)、(b)に示したよ
うに、バルブ側ギヤ121は、その軸方向および径方向
の肉厚が異なる形状(肉厚の不均一な形状または非対称
的な形状)に起因して、樹脂成形の後の熱収縮のため
に、特にシャフト部122に対するバルブ側ギヤ121
の歯部の寸法変化や直角度が損なわれてしまう(図7破
線参照)。このため、バルブ側ギヤ121の歯部と中間
減速ギヤ105の歯部との噛み合わせを良好に維持する
ことができず、バルブ側ギヤ121の歯部がこじりを起
こしたり、欠けたりする等の可能性がある。
【0006】
【発明の目的】本発明の目的は、スロットルバルブのシ
ャフト部とバルブ側ギヤを一体化することにより、部品
点数および組付工数を減少することのできるスロットル
装置を提供することにある。また、バルブ側ギヤのシャ
フト部との一体化部近傍に、肉盗み部である凹部を設け
ることにより、バルブ側ギヤの歯部とモータ側ギヤの歯
部との噛み合わせを良好に維持することのできるスロッ
トル装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、ギヤ一体型シャフトのバルブ側ギヤは、モータ
側ギヤと噛み合ってモータのトルクが伝達される。これ
により、ギヤ一体型シャフトにモータのトルクが伝達さ
れて、エンジンのスロットルバルブの開度制御が成され
る。このように、スロットルバルブのシャフト部とバル
ブ側ギヤとを一体化したギヤ一体型シャフトを使用する
ことにより、従来の技術のような別体の部品とされたバ
ルブ側ギヤとシャフト部をネジ締め等で固定したり、バ
ルブ側ギヤとシャフト部との嵌合のために寸法精度を出
すための機械加工を廃止できる。それによって、部品点
数、組付工数および加工工数を軽減できるので、製造コ
ストを低減することができる。また、スロットルバルブ
のシャフト部とバルブ側ギヤを金属や焼結等で一体化す
る場合には、モータからの発熱を効率良くバルブ側ギヤ
を介してギヤ一体型シャフトに伝えることができ、スロ
ットルボデーの吸気通路内を流れる吸入空気によってモ
ータの発熱を効果的に放熱させることができる。
【0008】また、バルブ側ギヤのシャフト部との一体
化部近傍に、軸方向または半径方向の肉厚を略均等にす
るための凹部を設けることで、熱収縮によるバルブ側ギ
ヤの各部の成型収縮(ヒケ等)を略均等にできるため、
バルブ側ギヤの歯部の寸法変化を抑制でき、直角度を出
し易くなる。これにより、バルブ側ギヤの歯部とモータ
側ギヤの歯部との噛み合わせを良好に維持することがで
きるので、バルブ側ギヤの歯部がこじりを起こしたり、
欠けたりする等バルブ側ギヤの破損を防止できる。
【0009】請求項2に記載の発明によれば、スロット
ルバルブのシャフト部に一体化されたバルブ側ギヤに、
ギヤ一体型シャフトの重量を軽量化するための肉盗み部
を設けることにより、重量が減り、フリクションロスを
減少できるので、安価なモータを使用できる。また、ス
ロットルバルブのシャフト部に一体化されたバルブ側ギ
ヤ自体の重量も軽減できるので、バルブ側ギヤに使用す
る材料費分だけ、製品コストを低減できる。
【0010】請求項3および請求項4に記載の発明によ
れば、スロットルバルブのシャフト部に一体化されたバ
ルブ側ギヤの内周部の一部または凹部の外周部の一部
に、軸受部の外輪をスロットルボデーの軸受保持部の内
周に圧入固定するための圧入治具が貫通可能な少なくと
も2箇所以上の貫通穴を設けている。すなわち、バルブ
側ギヤの内周部の一部または凹部の外周部の一部を、シ
ャフト部と平行な方向に貫通させることにより、軸受部
(例えばスラストベアリング、ボールベアリング等)の
スロットルボデーの軸受保持部への組み付け(例えば圧
入固定)を容易に行なうことができる。また、軸受部と
してボールベアリングを用いた場合には、シャフト部の
軸受嵌合部の外周に内輪が圧入固定された軸受部の外輪
をスロットルボデーの軸受保持部の内周に圧入固定する
ことが可能となり、軸受部のガタを最低限のガタに抑え
ることができる。これにより、バルブ側ギヤのガタを抑
えることができるので、バルブ側ギヤの破損、噛合いト
ルクアップの防止や、回転角度センサの出力ずれを抑え
ることができる。
【0011】請求項5に記載の発明によれば、従来の技
術では、シャフト部の中央部に、別体の部品とされたス
ロットルバルブを圧入固定するためのすり割り加工を必
要としていた。この加工方法は、加工が容易ではなく、
製造コストが高くなるという問題があった。そこで、本
発明のように、スロットルバルブのシャフト部にバルブ
側ギヤを一体化したギヤ一体型シャフトを、焼結金属ま
たは樹脂モールドまたはアルミニウムダイカストでバル
ブ挿入穴を有する形状に一体的に形成することにより、
加工工数を削減できるので、製造コストを低減できる。
また、焼結金属または樹脂モールドまたはアルミニウム
ダイカストで、スロットルバルブのシャフト部とバルブ
側ギヤとを一体的に形成することにより、従来の技術で
は組付バラツキまで考慮して高精度な単品公差を設定し
ていたものを、シャフト部とバルブ側ギヤとを一体化す
ることで公差を拡大できる。すなわち、寸法精度を緩和
できるので、製造コストを低減できる。
【0012】請求項6および請求項7に記載の発明によ
れば、例えばアルミニウムまたはステンレス鋼等よりな
る非磁性材料で、スロットルバルブのシャフト部とバル
ブ側ギヤとを一体的に形成することにより、非接触式の
回転角度センサの磁気回路に影響を与えずに、回転角度
センサの構成部品を保持することができる。このため、
従来の技術のように非磁性材料製の別部材で回転角度セ
ンサの構成部品を保持する保持部を設ける必要がなくな
る。これにより、組付工数を軽減できるので、製造コス
トを低減することができる。また、請求項8に記載の発
明によれば、バルブ側ギヤは、シャフト部の一端部に一
体的に形成された扇形状のギヤであり、スロットルボデ
ーの外壁面よりも突出して設けられて、スロットルボデ
ーの外壁面に沿って回動することを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】[実施例の構成]発明の実施の形
態を実施例に基づき図面を参照して説明する。ここで、
図1はギヤ一体型シャフトおよびボールベアリングのス
ロットルボデーへの組付方法を示した図で、図2はエン
ジンのスロットル装置を示した図である。
【0014】本実施例のエンジンのスロットル装置は、
電気的なアクチュエータ1と、このアクチュエータ1を
電子制御するエンジン制御装置(以下ECUと呼ぶ)
と、エンジンへの吸気通路を形成すると共に、内部でス
ロットルバルブ2を回動自在に保持するスロットルボデ
ー3と、スロットルバルブ2のシャフト部4にバルブ側
ギヤ5を一体化(例えば樹脂一体成形)したギヤ一体型
シャフト6とを備えている。そして、スロットルバルブ
2のシャフト部4とスロットルボデー3の貫通孔21、
22との間には、ギヤ一体型シャフト6の図示左端部
(一端部)を回転自在に支持するためのボールベアリン
グ(軸受部)7と、ギヤ一体型シャフト6の図示右端部
(他端部)を回転自在に支持するためのボールベアリン
グ(軸受部)8とが装着されている。
【0015】そして、エンジンのスロットル装置は、自
動車のアクセルペダル(図示せず)の踏み加減に基づい
てエンジンに流入する吸入空気量を制御することでエン
ジンの回転速度をコントロールするものである。なお、
ECUには、アクセルペダルの踏み加減を電気信号に変
換し、ECUへどれだけアクセルペダルが踏み込まれて
いるかを出力するアクセル開度センサ(図示せず)が接
続されている。また、ECUには、スロットルバルブ2
の開度(回転角度)を電気信号に変換し、ECUへどれ
だけスロットルバルブ2が開いているかを出力する非接
触式の回転角度センサ(スロットルポジションセンサ:
図示せず)が接続されている。
【0016】その回転角度センサは、ギヤ一体型シャフ
ト6の一端部に設けられた2個の内周凸部35間に形成
された2個の内周凹部36に一体的に取り付けられたヨ
ーク等の磁性体(図示せず)の内周に固定された円筒形
状の永久磁石(磁界発生源)と、この永久磁石に対向し
て配置されて、永久磁石の磁力を受けてスロットルバル
ブ2の開度を検出する非接触式の検出素子であるホール
素子と、このホール素子への磁束を集中させる鉄系金属
(磁性材料)よりなるステータ(いずれも図示せず)と
から構成されている。なお、ヨーク等の磁性体と永久磁
石とからロータが構成される。
【0017】アクチュエータ1は、ECUにより電子制
御されるモータ10と、このモータ10の出力軸11の
外周に固定されたモータ側ギヤ12と、このモータ側ギ
ヤ12と噛み合って回転する中間減速ギヤ13と、この
中間減速ギヤ13と噛み合って回転するバルブ側ギヤ5
(後述する)と、これらを収容するギヤカバー(図示せ
ず)とを有し、スロットルバルブ2およびギヤ一体型シ
ャフト6を回転駆動する。
【0018】モータ側ギヤ12は、モータ10の出力軸
11と一体的に回転する。また、中間減速ギヤ13は、
例えば樹脂により一体成形され、回転中心を成す支持軸
(シャフト)15の外周に回転自在に嵌め合わされて、
一端部の外周に一体的に設けられてモータ側ギヤ12と
噛み合う大径ギヤ16、および他端部の外周に一体的に
設けられてバルブ側ギヤ5と噛み合う小径ギヤ(本発明
のモータ側ギヤに相当する)17等から構成されてい
る。
【0019】なお、支持軸15は、スロットルボデー3
に連結する固定部材(図示せず)に形成された嵌合孔内
に圧入等により固定されて、固定部材の壁面と大径ギヤ
16との間にワッシャ(図示せず)が装着されている。
また、アクチュエータ1は、アクチュエータカバー(図
示せず)によって覆われている。このアクチュエータカ
バーは、スロットルボデー3の外壁面にボルト等の締結
具を用いて締め付け固定されている。
【0020】スロットルボデー3は、アルミニウムダイ
カスト製で、スロットルバルブ2を保持する装置であ
り、エンジンのインテークマニホールドにボルト等の締
結具を用いて締め付け固定されている。このスロットル
ボデー3には、ギヤ一体型シャフト6のシャフト部4が
貫通する貫通孔21、22、ギヤ一体型シャフト6の一
端部をボールベアリング(ころがり玉軸受)7を介して
回転自在に支持する軸受保持部23、およびギヤ一体型
シャフト6の他端部をボールベアリング8を介して回転
自在に支持する軸受保持部24を有している。
【0021】そして、ギヤ一体型シャフト6は、スロッ
トルバルブ2のシャフト部4とバルブ側ギヤ5とを例え
ば樹脂一体成形(樹脂モールド)によって一体化したも
のである。ここで、スロットルバルブ2は、エンジンに
吸入される吸入空気量をコントロールするバタフライ形
の回転弁で、シャフト部4に溶着等で取り付け固定され
ている。なお、ギヤ一体型シャフト6を、焼結金属また
はアルミニウムダイカストによって一体化しても良い。
この場合には、シャフト部4の中央部のすり割り溝(バ
ルブ挿入穴:図示せず)を貫通するようにスロットルバ
ルブ2が取り付けられ、シャフト部4の中央部にボルト
等の締結具19を用いてスロットルバルブ2が締め付け
固定される。
【0022】スロットルバルブ2のシャフト部4の図示
左端部(一端部)には、スロットルボデー3の軸受保持
部23の内周にボールベアリング7を介して回転自在に
支持される軸受嵌合部25が設けられている。また、シ
ャフト部4の図示右端部(他端部)には、スロットルボ
デー3の軸受保持部24の内周にボールベアリング8を
介して回転自在に支持される軸受嵌合部26が設けられ
ている。
【0023】また、バルブ側ギヤ5は、上述したよう
に、スロットルバルブ2のシャフト部4の図示左端部に
例えば樹脂により一体成形されており、ギヤ一体型シャ
フト6の一端部に一体成形された扇形状の突出部(扇形
状部)30、およびこの突出部30の外周面に歯形状に
形成されたギヤ部(歯部)31を有し、スロットルボデ
ー3の外壁面よりも突出して設けられて、スロットルボ
デー3の外壁面に沿って所定の回転角度の間で回動す
る。
【0024】そして、バルブ側ギヤ5のシャフト部4と
の一体化部近傍、つまりバルブ側ギヤ5の一端面(図示
左側端面)には、その中央部からシャフト部4の軸心部
にかけて、軽量化、材料費の低減化を目的とした肉盗み
部である略円形状の段付き凹部32が設けられている。
この段付き凹部32の内周には、円環状の段差33が設
けられている。そして、段付き凹部32の周囲には、円
環状の環状部34が設けられ、その環状部34の一部の
外周に突出部30が設けられている。その段付き凹部3
2は、環状部34の軸方向の肉厚または半径方向の肉厚
(肉厚の不均一な形状または非対称的な形状)を略均等
にするための本発明の凹部に相当するものである。
【0025】また、環状部34の図示左側部の内周に
は、2個の内周凸部35と、これらの内周凸部35間に
形成された2個の内周凹部36とが形成されている。ま
た、環状部34の図示右側端面には、シャフト部4より
も外径の大きい小環状部と、この小環状部よりも外径の
大きい中環状部とが設けられている。そして、シャフト
部4の図示左端部と小環状部との間には、図4に示した
ように、円環状の段差37が設けられ、また、小環状部
と中環状部との間には、円環状の段差38が設けられ、
また、中環状部と大環状部(環状部34)との間には、
円環状の段差39が設けられている。
【0026】なお、バルブ側ギヤ5の環状部34には、
図1および図2に示したように、ボールベアリング7の
外輪をスロットルボデー3の軸受保持部23の内周に圧
入固定するための圧入治具9の2個の突起部43が貫通
可能な2個の貫通穴40が環状部34の図示左側端面と
図示右側端面とを連通するように略円弧形状にそれぞれ
設けられている。
【0027】ここで、圧入治具9の円形状の基板部41
の外周部からは、図1に示したように、円筒形状の側板
部42が軸方向に突出するように設けられており、その
側板部42の軸方向の端部からは2個の貫通穴40をそ
れぞれ貫通可能な円弧形状の突起部43が軸方向に突出
するように設けられている。これらの2個の突起部43
間には、バルブ側ギヤ5の環状部34の2個の内周凸部
35に嵌合する2個の溝状部(スリット)44が設けら
れている。
【0028】また、バルブ側ギヤ5の環状部34に形成
された2個の内周凹部36は、2個の貫通穴40と連通
するように略円弧形状にそれぞれ設けられている。な
お、2個の貫通穴40は、ギヤ一体型シャフト6のバル
ブ側ギヤ5の、肉盗み部である段付き凹部32の外周部
の一部(本例では2個の内周凸部35間)を、シャフト
部4と平行な方向で、且つ圧入治具9の2個の突起部4
3の挿入方向と平行な方向(軸方向)に貫通するように
設けられている。
【0029】[実施例の作用]次に、本実施例のエンジ
ンのスロットル装置の作用を図2に基づいて簡単に説明
する。
【0030】運転者がアクセルペダルを踏み込むと、ア
クセル開度センサより電気信号がECUに入力される。
そして、ECUによってスロットルバルブ2が所定の開
度となるようにモータ10が通電されて、モータ10の
出力軸11が回転する。そして、出力軸11が回転する
ことによりモータ側ギヤ12が回転して中間減速ギヤ1
3の大径ギヤ16にモータ10のトルクが伝達される。
そして、大径ギヤ16の回転に伴って小径ギヤ17が回
転すると、小径ギヤ17と噛み合うバルブ側ギヤ5が回
転する。
【0031】これにより、バルブ側ギヤ5にシャフト部
4を一体成形したギヤ一体型シャフト6が回転するの
で、ギヤ一体型シャフト6のシャフト部4が所定の回転
角度だけ回転し、スロットルボデー3に形成されるエン
ジンへの吸気通路内において、ギヤ一体型シャフト6に
一体成形されたスロットルバルブ2が所定の回転角度に
保持される。
【0032】一方、スロットルポジションセンサは、ギ
ヤ一体型シャフト6の一端部に設けられたロータと一体
的に回転する永久磁石の位置をホール素子によって検出
して、ECUに電気信号を送る。この電気信号によって
ECUはどれだけ燃料を噴射するかを判断する。
【0033】[実施例の組付方法]次に、本実施例のギ
ヤ一体型シャフト6およびボールベアリング7のスロッ
トルボデー3への組付方法を図1ないし図3に基づいて
簡単に説明する。ここで、図3(a)スロットルバルブ
のシャフト部に樹脂一体成形されたバルブ側ギヤを示し
た図で、図3(b)〜図3(d)はギヤ一体型シャフト
およびボールベアリングのスロットルボデーへの組付方
法を示した図である。
【0034】本実施例では、図3(a)、(b)に示し
たように、突出部30、歯部31および段付き凹部32
を有するバルブ側ギヤ5を、スロットルバルブ2のシャ
フト部4の一端部(図示左端部)に樹脂一体成形するこ
とで、ギヤ一体型シャフト6を製造している。このと
き、バルブ側ギヤ5のシャフト部4との一体化部近傍、
つまりバルブ側ギヤ5の環状部34の内周部には、図2
に示したように、肉盗み部である段付き凹部32が一体
成形され、また、この段付き凹部32の内周には円環状
の段差33が一体成形される。
【0035】また、図1に示したように、圧入治具9の
基板部41より軸方向に突出した突起部43が貫通可能
な2個の貫通穴40も略円弧形状に成形される。また、
シャフト部4の図示左端部と小環状部との間に円環状の
段差37が一体成形され、また、小環状部と中環状部と
の間に円環状の段差38が一体成形され、また、中環状
部と大環状部(環状部34)との間に円環状の段差39
が一体成形される。
【0036】図3(b)に示したように、バルブ側ギヤ
5とシャフト部4を一体化したギヤ一体型シャフト6お
よびボールベアリング7をスロットルボデー3に組み付
ける場合には、先ず、図3(c)に示したように、ギヤ
一体型シャフト6のシャフト部4の外周の所定の位置に
ボールベアリング7の内輪を圧入固定する。これによ
り、ギヤ一体型シャフト6のシャフト部4の軸受嵌合部
25の外周にボールベアリング7を一体的に組み付けた
(圧入固定した)組付部品(アッセンブリ)が構成され
る。
【0037】次に、図3(d)に示したように、スロッ
トルボデー3の貫通孔21に、ギヤ一体型シャフト6の
シャフト部4を差し込んだ後に、圧入治具9の基板部4
1より軸方向に突出した2個の突起部43を、バルブ側
ギヤ5の環状部34に設けられた2個の貫通穴40に差
し込み、圧入治具9の2個の突起部43でスロットルボ
デー3の軸受保持部23の内周にボールベアリング7の
外輪を圧入固定する。これにより、ギヤ一体型シャフト
6およびボールベアリング7がスロットルボデー3に容
易に組み付けられる。
【0038】[実施例の効果]以上のように、本実施例
のエンジンのスロットル装置は、従来の技術では別体の
部品であったスロットルバルブ2のシャフト部4とバル
ブ側ギヤ5とを例えば樹脂一体成形し、シャフト部4と
バルブ側ギヤ5とを一体化している。そして、そのバル
ブ側ギヤ5のシャフト部4との一体化近傍に、肉盗み部
である段付き凹部32を設けることにより、熱収縮によ
るバルブ側ギヤ5の各部のヒケ等を略均等にできるた
め、バルブ側ギヤ5の突出部30および歯部31の寸法
変化を抑制することができる。これにより、シャフト部
4の軸方向に対するバルブ側ギヤ5の半径方向の度合、
つまりバルブ側ギヤ5の直角度を出し易くなり、バルブ
側ギヤ5の歯部31と中間減速ギヤ13の小径ギヤ17
との噛み合わせを良好に維持することができる。
【0039】また、スロットルバルブ2のシャフト部4
とバルブ側ギヤ5とを焼結金属またはアルミニウムダイ
カスト等で一体的に形成することで、シャフト部4とバ
ルブ側ギヤ5とを一体化しているので、出力軸11、モ
ータ側ギヤ12、中間減速ギヤ13、バルブ側ギヤ5を
経てシャフト部4にモータ10等の発熱部からの熱が伝
わり易く、スロットルボデー3内に形成される吸気通路
を流れる吸入空気で、通電されると発熱するモータ10
等の発熱部からの熱を有効的に放熱できる。すなわち、
モータ10等の発熱部からの熱を効率良く、吸入空気で
冷却できる効果を向上することができる。
【0040】また、スロットルバルブ2のシャフト部4
とバルブ側ギヤ5とを樹脂一体成形することで、シャフ
ト部4とバルブ側ギヤ5とを一体化しているので、従来
のバルブ側ギヤ106の中央部(回転中心部)の挿入穴
107内に従来のシャフト103の一端部を圧入固定し
たり、従来のシャフト103と従来のバルブ側ギヤ10
6とをナット111やネジ等により締め付け固定したり
する必要はなく、また、シャフト部4の寸法精度出しの
ための機械加工を廃止することもできる。これにより、
部品点数、組付工数および加工工数が少なくなるので、
製造コストを低減することができる。
【0041】また、スロットルバルブ2のシャフト部4
とバルブ側ギヤ5とを樹脂一体成形することで、シャフ
ト部4とバルブ側ギヤ5とを一体化しているので、バル
ブ側ギヤ5をシャフト部4の一端部に圧入固定するため
の挿入穴を設ける必要は無く、バルブ側ギヤ5の中央部
の挿入穴周辺の厚肉部を廃止できる。その上、バルブ側
ギヤ5のシャフト部4との一体化近傍に、軽量化、材料
費の低減化を目的とした肉盗み部である段付き凹部32
を設けることが可能となる。
【0042】この結果、バルブ側ギヤ5の重量を軽減で
き、段付き凹部32の分(材料費分)だけ、スロットル
装置の製品コストも低減できる。これにより、モータ1
0が回転する時に失う摩擦抵抗の損失(フリクションロ
ス)を減少でき、モータ10に加わる負荷トルクを軽減
できるので、安価なモータ10を使用できるため、製品
コストを低減することができる。
【0043】また、本実施例のエンジンのスロットル装
置は、従来品では組付バラツキまで考慮して高精度な単
品公差を設定していたバルブ側ギヤ5とシャフト部4を
一体化することで、公差を拡大できる。また、従来の技
術では、スロットルバルブとシャフト部とを連結する接
合部、嵌合部、およびシャフト部とバルブ側ギヤとを連
結する接合部、嵌合部は、寸法精度が要求され、加工工
数が非常に大であったが、本実施例においては、バルブ
側ギヤ5とシャフト部4とを一体化したギヤ一体型シャ
フト6を採用しているので、寸法精度を緩和でき、製造
コストを低減することができる。
【0044】ここで、図5および図6に示したように、
従来のスロットルバルブ102のシャフト103のガタ
付きは、即バルブ側ギヤ106の噛合いに影響するた
め、バルブ側ギヤ106が損傷したり、バルブ側ギヤ1
06の噛合いトルクがアップしたりするという問題を生
じる。また、シャフト103のガタ付きは、スロットル
バルブ102の開度を検出する回転角度センサの出力誤
差を引き起こし、アイドルハンチング等のドライバビリ
ティの悪化を発生させるという問題がある。また、特に
接触式の回転角度センサでは、抵抗体、ブラシ等の異常
摩耗が生じ、耐久性を低下させるという問題がある。
【0045】そこで、本実施例では、ギヤ一体型シャフ
ト6のシャフト部4の軸受嵌合部25の外周に組み付け
たボールベアリング7の外輪をスロットルボデー3の軸
受保持部23の内周に容易に組み付ける(圧入固定す
る)ために、ギヤ一体型シャフト6のバルブ側ギヤ5
の、肉盗み部である段付き凹部32の外周部の一部に、
シャフト部4と平行な方向(軸方向)に貫通する、すな
わち、バルブ側ギヤ5の環状部34の段付き凹部32側
の端面と外壁面とを貫通する2個の貫通穴40を設けて
いる。
【0046】この結果、専用の圧入治具9を用いて組付
作業を行うことにより、ボールベアリング7の内輪およ
び外輪の、スロットルボデー3の軸受保持部23への組
み付け(圧入固定)を容易に行うことができ、且つボー
ルベアリング7のガタを最低限のガタに抑えることがで
きる。これにより、軸ガタが拡大することで生じるバル
ブ側ギヤ5の破損、噛合いトルクアップの防止や、接触
式の回転角度センサの出力ずれ等を抑えることができ
る。
【0047】本実施例では、ギヤ一体型シャフト6のバ
ルブ側ギヤ5の、肉盗み部である段付き凹部32の外周
部の一部またはバルブ側ギヤ5の環状部34の内周部の
一部に、2個の貫通穴40を設けたが、圧入治具9と異
なる形状の圧入治具により組み付けることが可能であれ
ば、図4に示したように、2個の貫通穴40、2個の内
周凸部35および内周凹部36を廃止しても良い。
【0048】[変形例]本実施例では、バルブ側ギヤ5
およびシャフト部4を焼結金属または樹脂モールドまた
はアルミニウムダイカストまたは非磁性材料で一体化し
たギヤ一体型シャフト6を構成したが、スロットルバル
ブ2、バルブ側ギヤ5およびシャフト部4を焼結金属ま
たは樹脂モールドまたはアルミニウムダイカストで一体
化したバルブ・ギヤ一体型シャフトを構成しても良い。
なお、ボールベアリング7の内輪もギヤ一体型シャフト
6またはバルブ・ギヤ一体型シャフトに一体的に形成し
ても良い。また、ボールベアリング8の内輪もギヤ一体
型シャフト6またはバルブ・ギヤ一体型シャフトに一体
的に形成しても良い。
【0049】また、本実施例に示したようなスロットル
バルブ2の開度(回転角度)を電気信号に変換し、EC
Uへどれだけスロットルバルブ2が開いているかを出力
する非接触式の回転角度センサ(スロットルポジション
センサ:図示せず)を用いたスロットル装置では、ギヤ
一体型シャフト6を非磁性材料(ステンレス鋼またはア
ルミニウム材)で構成することにより、磁気回路に影響
を与えず、回転角度センサの構成材料を保持できるよう
にしても良い。これにより、非磁性材料の別部材で、回
転角度センサの構成材料の保持部を設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】ギヤ一体型シャフトおよびボールベアリングの
スロットルボデーへの組付方法を示した斜視図である
(実施例)。
【図2】エンジンのスロットル装置を示した概略図であ
る(実施例)。
【図3】(a)はスロットルバルブのシャフト部に樹脂
一体成形されたバルブ側ギヤを示した正面図で、(b)
〜(d)はギヤ一体型シャフトおよびボールベアリング
のスロットルボデーへの組付方法を示した工程図である
(実施例)。
【図4】エンジンのスロットル装置を示した概略図であ
る(変形例)。
【図5】エンジンのスロットル装置を示した断面図であ
る(従来の技術)。
【図6】(a)はスロットルバルブのシャフト部に樹脂
一体成形されたバルブ側ギヤを示した正面図で、(b)
はギヤ一体型シャフトのスロットルボデーへの組付方法
を示した概略図である(比較例)。
【図7】(a)はスロットルバルブのシャフト部に樹脂
一体成形されたバルブ側ギヤを示した正面図で、(b)
はエンジンのスロットル装置の組付方法を示した概略図
である(比較例)。
【符号の説明】
1 アクチュエータ 2 スロットルバルブ 3 スロットルボデー 4 シャフト部 5 バルブ側ギヤ 6 ギヤ一体型シャフト 7 ボールベアリング(軸受部) 8 ボールベアリング(軸受部) 9 圧入治具 10 モータ 12 モータ側ギヤ 13 中間減速ギヤ 16 大径ギヤ 17 小径ギヤ(モータ側ギヤ) 21 貫通孔 22 貫通孔 23 軸受保持部 24 軸受保持部 25 軸受嵌合部 26 軸受嵌合部 30 突出部(扇形状のギヤ) 31 歯部(ギヤ部、扇形状のギヤ) 32 段付き凹部(肉盗み部) 40 貫通穴

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンのスロットルバルブにモータのト
    ルクを伝達するスロットル装置において、 (a)内部に吸気通路を形成するスロットルボデーと、 (b)このスロットルボデーに回転自在に支持されて、
    前記スロットルバルブと一体的に回転するシャフト部
    と、 (c)前記モータにより回転駆動されるモータ側ギヤ
    と、 (d)このモータ側ギヤと噛み合う歯部を有し、前記モ
    ータ側ギヤから前記モータのトルクを受けて前記シャフ
    ト部を回転させるバルブ側ギヤとを備えたエンジンのス
    ロットル装置において、 前記シャフト部と前記バルブ側ギヤとを一体化したギヤ
    一体型シャフトを備え、 前記バルブ側ギヤの前記シャフト部との一体化部近傍に
    は、軸方向または半径方向の肉厚を略均等にするための
    凹部が設けられていることを特徴とするエンジンのスロ
    ットル装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のエンジンのスロットル装
    置において、 前記凹部は、前記ギヤ一体型シャフトの重量を軽量化す
    るための肉盗み部も兼ねていることを特徴とするエンジ
    ンのスロットル装置。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2に記載のエンジン
    のスロットル装置において、 前記ギヤ一体型シャフトの外周に、前記シャフト部の軸
    受嵌合部の外周に圧入固定される内輪、および前記スロ
    ットルボデーの軸受保持部の内周に圧入固定される外輪
    を有する軸受部を一体的に組み付けたことを特徴とする
    エンジンのスロットル装置。
  4. 【請求項4】請求項3に記載のエンジンのスロットル装
    置において、 前記バルブ側ギヤの内周部の一部または前記凹部の外周
    部の一部には、前記軸受部の外輪を前記スロットルボデ
    ーの軸受保持部の内周に圧入固定するための圧入治具が
    貫通可能な少なくとも2箇所以上の貫通穴が設けられて
    おり、 前記2箇所以上の貫通穴は、前記バルブ側ギヤの内周部
    の一部または前記凹部の外周部の一部を、前記シャフト
    部と平行な方向に貫通するように設けられていることを
    特徴とするエンジンのスロットル装置。
  5. 【請求項5】請求項1ないし請求項4のうちのいずれか
    に記載のエンジンのスロットル装置において、 前記シャフト部には、前記スロットルバルブを挿入固定
    するためのバルブ挿入穴が設けられ、 前記ギヤ一体型シャフトは、焼結金属または樹脂モール
    ドまたはアルミニウムダイカストで、前記バルブ挿入穴
    を有する形状に一体的に形成されていることを特徴とす
    るエンジンのスロットル装置。
  6. 【請求項6】請求項1ないし請求項4のうちのいずれか
    に記載のエンジンのスロットル装置において、 前記ギヤ一体型シャフトと一体的に回転する磁石と、 この磁石に対向して配置されて、前記磁石の磁力を受け
    て前記スロットルバルブの開度を検出する非接触式の回
    転角度センサとを備えたことを特徴とするエンジンのス
    ロットル装置。
  7. 【請求項7】請求項6に記載のエンジンのスロットル装
    置において、 前記ギヤ一体型シャフトは、非磁性材料で一体的に形成
    されていることを特徴とするエンジンのスロットル装
    置。
  8. 【請求項8】請求項1ないし請求項7に記載のエンジン
    のスロットル装置において、 前記バルブ側ギヤは、前記シャフト部の一端部に一体的
    に形成された扇形状のギヤであり、前記スロットルボデ
    ーの外壁面よりも突出して設けられて、前記スロットル
    ボデーの外壁面に沿って回動することを特徴とするエン
    ジンのスロットル装置。
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