JP2004293452A - 内燃機関用スロットル装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スロットルボデー5のボア壁部6、つまり吸気通路の通路壁面に樹脂成形で一体的に形成されたボス状突起部56に、スロットルバルブ1が全閉方向に回転した際にスロットルバルブ1の全閉位置にてスロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20を係止する全閉ストッパ7と、スロットルバルブ1が全開方向に回転した際にスロットルバルブ1の全開位置にてスロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20を係止する全開ストッパ8とを設けた。また、全閉ストッパ7のバルブ荷重受け面を、吸入空気の流れ方向の下流側に向けて設置した。
【選択図】 図5
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットルバルブの全閉ストッパまたは全開ストッパの少なくとも一方のストッパを備えた内燃機関用スロットル装置に関するもので、特に駆動モータによってスロットルバルブの弁開度をスロットル操作量に対応して制御する電子制御式スロットル制御装置のストッパ構造に係わる。
【0002】
【従来の技術】
従来より、吸気管の吸気通路内において開閉自在に収容されたスロットルバルブの全閉方向への回転動作を、吸気管の吸気通路の通路壁面に設けたボス状突起部材(全閉ストッパ)によって、スロットルバルブの全閉位置にて規制するようにした内燃機関用スロットル装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、樹脂製スロットルボデーのボア壁部内に形成される吸気通路の通路壁面に樹脂成形で一体的に形成することによって、スロットルバルブの全閉方向への回転動作を、スロットルバルブの全閉位置にて規制するための全閉ストッパを設けた内燃機関用スロットル装置(例えば、特許文献2参照)も知られている。
【0003】
【特許文献1】
実開平05−032744号公報(第1−2頁、図1−図3)
【特許文献2】
特開平11−193726号公報(第1−5頁、図1−図4)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献1に記載の内燃機関用スロットル装置において、全閉ストッパが形成されるボス状突起部材は、それ自体が円筒形状であるためと、組み付けられる吸気管の支持部側に回転方向の動きを規制する部材が存在しない構成であるため、治具等を使用しないとスロットルバルブを最適な全閉位置に組み付け配置することは難しく、組付工数が多いという問題が生じる。また、上記のように、ボス状突起部材自体が吸気管やスロットルシャフト等とは異なる別部材であるため、内燃機関用スロットル装置を構成する構成部品の部品点数が増加し、コストアップとなるという問題も生じる。
【0005】
一方、上記の特許文献2に記載の内燃機関用スロットル装置において、スロットルバルブは金属製であり、スロットルバルブの全開方向の回転動作を、スロットルバルブの全開位置にて規制するための全開ストッパを有しない構成であるため、1つのストッパでスロットルバルブの全閉位置と全開位置との両方を同時に規制する思想は含まれていない。
【0006】
【発明の目的】
本発明の目的は、全閉ストッパまたは全開ストッパのうちの少なくとも1つ以上、または両方を、スロットルボデーのボア壁部の内壁面、つまり吸気通路の通路壁面、あるいはアクチュエータケースの内壁面に一体的に形成することで、組付工数および部品点数を減少して低コスト化を図ることのできる内燃機関用スロットル装置を提供することにある。また、1つのボス状突起部で、スロットルバルブの全閉位置と全開位置との両方を同時に規制することのできる内燃機関用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、スロットルボデーのボア壁部の内壁面、つまり吸気通路の通路壁面に、スロットルバルブの全閉方向の回転動作を、スロットルバルブの全閉位置にて規制するための全閉ストッパ、またはスロットルバルブの全開方向の回転動作を、スロットルバルブの全開位置にて規制するための全開ストッパのうちの少なくとも一方のストッパを一体的に形成したことにより、吸気通路の通路壁面に別部材でストッパを設けた従来品と比較して、組付工数および部品点数を減少できるので、低コスト化を図ることができるという効果が得られる。
また、スロットルバルブの全閉位置または全開位置のうちの少なくとも一方の規制位置にてスロットルバルブの回転動作を規制できる。これにより、例えばスロットル操作量に対するスロットルバルブの開度精度を向上できるので、内燃機関用スロットル装置(例えばアクチュエータによってスロットルバルブの弁開度をスロットル操作量に対応して制御する電子制御式スロットル制御装置)としての信頼性を向上できるという効果が得られる。
【0008】
請求項2に記載の発明によれば、スロットルボデーのボア壁部の構造を、内部に吸気通路を形成する円管形状のボア内管の外周側を所定の円環状隙間を隔てて取り囲むように、円管形状のボア外管を配置した二重管構造とすることにより、例えばスロットルボデー内に侵入する水分やデポジット等の異物がボア内管とボア外管との間に形成される略環状隙間に入るため、ボア内管内には異物が入り込まないようにすることができる。これにより、スロットルバルブに異物が付着するのを防止できるという効果が得られる。
なお、スロットルボデーのボア壁部の内壁面、あるいはボア壁部のボア内管の内壁面、つまり吸気通路の通路壁面に設けられるストッパは、全閉ストッパおよび全開ストッパの両方を同時に樹脂成形で一体的に形成しても良いし、全閉ストッパまたは全開ストッパのうちの少なくとも一方の必要となるストッパのみでも良い。
【0009】
請求項3に記載の発明によれば、全閉ストッパの、スロットルバルブが全閉方向に回転した際にスロットルバルブの被係止部を係止する係止部に、スロットルバルブの被係止部からバルブ荷重を受けるバルブ荷重受け面を設けている。そして、その全閉ストッパに設けられるバルブ荷重受け面を、吸気通路内を流れる吸入空気の流れ方向の下流側に向けて設置することにより、全閉ストッパのバルブ荷重受け面に水分やデポジット等の異物が堆積するのを防止できる。これにより、スロットルバルブの全閉位置の経時変化や、スロットルバルブの被係止部と全閉ストッパの係止部との食い付き等の過干渉および離間不能を防止できるという効果が得られる。
【0010】
請求項4に記載の発明によれば、スロットルボデーの軸受支持部に回転自在に支持されるスロットルシャフトのバルブ固定部にスロットルバルブを保持固定することにより、スロットルシャフトが動力伝達装置の回転体によって回転駆動されると、スロットルバルブもスロットルシャフトと一体的に回転する。また、全閉ストッパまたは全開ストッパのうちの少なくとも一方のストッパを、スロットルバルブの回転中心部近傍またはスロットルシャフト近傍に設定することにより、もともとボア壁部の吸気通路内において比較的に流速の遅い部位に上記のストッパを設置することになる。これにより、吸気通路内を流れる吸入空気の流れを乱すことはなく、また、吸気通路内を流れる吸入空気の圧力損失を低減できるという効果が得られる。
【0011】
また、全閉ストッパまたは全開ストッパのうちの少なくとも一方のストッパを、スロットルバルブの回転中心部近傍またはスロットルシャフト近傍に設定することにより、全閉ストッパまたは全開ストッパのうちの少なくとも一方のストッパと動力伝達装置の回転体との距離が短くなるので、スロットルシャフトとスロットルバルブとの間の捩れを小さくできる。これにより、例えばスロットル操作量に対するスロットルバルブの開度精度を向上できるので、内燃機関用スロットル装置(例えばアクチュエータによってスロットルバルブの弁開度をスロットル操作量に対応して制御する電子制御式スロットル制御装置)としての信頼性を向上できるという効果が得られる。
【0012】
請求項5に記載の発明によれば、全閉ストッパまたは全開ストッパのうちの少なくとも一方のストッパの形状を、吸入空気の流れ方向に対して上流側面が凸状となる略流線形状としたことにより、吸気通路内を流れる吸入空気の流れを乱すことはなく、また、吸気通路内を流れる吸入空気の圧力損失を更に低減できるという効果が得られる。
【0013】
請求項6に記載の発明によれば、スロットルボデーのボア壁部の内壁面、つまり吸気通路の通路壁面よりボア内径側に突出するようにボス状突起部を樹脂成形で一体的に形成することで、全閉ストッパおよび全開ストッパの両方のストッパを構成している。そして、ボス状突起部の、スロットルバルブが全閉方向に回転した際にスロットルバルブの全閉位置にてスロットルバルブを係止する第1係止部(全閉ストッパ)に、スロットルバルブからバルブ荷重を受ける第1バルブ荷重受け面を設けている。
【0014】
また、ボス状突起部の、スロットルバルブが全開方向に回転した際にスロットルバルブの全開位置にてスロットルバルブを係止する第2係止部(全開ストッパ)に、スロットルバルブからバルブ荷重を受ける第2バルブ荷重受け面を設けている。それによって、スロットルボデーのボア壁部の内壁面、つまり吸気通路の通路壁面に設けた1つのボス状突起部に、全閉ストッパおよび全開ストッパの両方を樹脂成形で一体的に形成できるので、1つのボス状突起部で、スロットルバルブの全閉位置と全開位置との両方を同時に規制することができるという効果が得られる。
なお、全閉ストッパおよび全開ストッパを、1つのボス状突起部の別々の第1、第2バルブ荷重受け面で構成しても良いし、1つのボス状突起部の同一の第1、第2バルブ荷重受け面で構成しても良い。
【0015】
請求項7に記載の発明によれば、スロットルボデーのボア壁部の内壁面、つまり吸気通路の通路壁面に、ストッパを樹脂成形で一体的に形成してボア壁部を硬化した後に、ストッパのバルブ荷重受け面にバルブ荷重印加面が倣うようにボア壁部内においてスロットルバルブを樹脂成形で一体的に形成することにより、ストッパの当接面とスロットルバルブの当接面との不一致による線接触または点接触によって生じる、ストッパの当接面とスロットルバルブの当接面との初期磨耗を、ストッパのバルブ荷重受け面とスロットルバルブのバルブ荷重印加面との一致による面接触によって低減できる。
これにより、治具等を使用しなくても、スロットルバルブを最適な全閉位置または全開位置に形成できるので、組付工数および部品点数を減少でき、低コスト化を図ることができるという効果が得られる。また、スロットルバルブの全閉方向の回転動作、あるいはスロットルバルブの全開方向の回転動作を、スロットルバルブの全閉位置または全開位置での保持精度を向上できるという効果が得られる。
【0016】
請求項8に記載の発明によれば、運転者のアクセル操作量に対応して回転駆動されるスロットルシャフトを、スロットルバルブを保持する樹脂製シャフト部と、この樹脂製シャフト部内にインサート成形される金属製シャフト部とによって構成することにより、スロットルシャフトの樹脂製シャフト部の外周にスロットルバルブを樹脂成形で一体的に形成することができる。これにより、スロットルバルブとスロットルシャフトとを締め付け固定するための、固定用ボルトや締結用ネジ等のスクリューを廃止することができるので、スロットルボデーのボア壁部内へのスクリューの脱落を防止することができるという効果が得られる。
また、金属製シャフト部によって樹脂製シャフト部を補強することにより、スロットルバルブおよびスロットルシャフトの耐久性を向上でき、また、スロットルバルブの樹脂製シャフト部や樹脂製ディスク部を補強用リブ等により補強すれば更にスロットルバルブおよびスロットルシャフトの耐久性を向上できる。したがって、スロットルバルブとスロットルシャフトとの組付工程を廃止できるので、耐久性に優れ、部品点数および組付工数を更に減少できるので、低コスト化を図ることができるという効果が得られる。
【0017】
請求項9に記載の発明によれば、スロットルボデーに、スロットルシャフトの樹脂製シャフト部の一端部を回転自在に支持する筒状の第1軸受支持部、およびスロットルシャフトの金属製シャフト部の他端部を回転自在に支持する筒状の第2軸受支持部を設けることにより、例えば樹脂製シャフト部の一端部とスロットルボデーの第1軸受支持部との間からボールベアリングやスラストベアリング等の軸受部品を廃止できるので、部品点数および組付工数を更に減少でき、低コスト化を図ることができるという効果が得られる。
また、第1軸受支持部内に形成されるシャフト貫通穴を、スロットルバルブの樹脂製ディスク部およびスロットルシャフトの樹脂製シャフト部の樹脂成形時に、溶融状態の樹脂材料を注入するためのゲートとして使用することにより、硬化したボア壁部内においてスロットルバルブの樹脂製ディスク部およびスロットルシャフトの樹脂製シャフト部の樹脂成形を容易に実施できるという効果が得られる。
【0018】
請求項10に記載の発明によれば、アクチュエータケースの内壁面に、動力伝達装置の回転体の全閉方向の回転動作を、スロットルバルブの全閉位置にて規制するための全閉ストッパ、または回転体の全開方向の回転動作を、スロットルバルブの全開位置にて規制するための全開ストッパのうちの少なくとも一方のストッパを一体的に形成したことにより、組付工数および部品点数を減少できるので、低コスト化を図ることができる。また、スロットルバルブの全閉位置または全開位置のうちの少なくとも一方の規制位置にてスロットルバルブの回転動作を規制できるので、スロットルバルブの開度精度を向上できるという効果が得られる。
【0019】
請求項11に記載の発明によれば、アクチュエータケースを、スロットルボデーのボア壁部の外壁面に樹脂成形で一体的に形成することにより、ボア壁部の外壁面に別部材でアクチュエータケースを設けるものと比較して、組付工数および部品点数を減少できるので、低コスト化を図ることができるという効果が得られる。
【0020】
請求項12に記載の発明によれば、減速歯車装置を構成する回転体は、スロットルバルブを保持固定するスロットルシャフト、あるいはこのスロットルシャフトの一端部に一体的に装着されて、中間減速ギヤと噛み合って回転するバルブギヤのいずれかによって構成されている。また、アクチュエータケースは、減速歯車装置を構成する各ギヤを回転自在に収容するギヤケース、およびこのギヤケースの開口側を閉塞するギヤカバーよって構成されている。
【0021】
請求項13に記載の発明によれば、ギヤケースの内壁面に樹脂成形で一体的に形成することによって全閉ストッパまたは全開ストッパのうちの少なくとも一方のストッパを一体的に形成したことにより、組付工数および部品点数を減少できるので、低コスト化を図ることができる。また、スロットルシャフトまたはバルブギヤに、スロットルバルブが全閉方向に回転した際に全閉ストッパに係止される第1被係止部が樹脂成形で一体的に形成されている。あるいは、スロットルシャフトまたはバルブギヤに、スロットルバルブが全開方向に回転した際に全開ストッパに係止される第2被係止部が樹脂成形で一体的に形成されている。
なお、スロットルシャフトまたはバルブギヤに設けられるストッパは、全閉ストッパおよび全開ストッパの両方を同時に樹脂成形で一体的に形成しても良いし、全閉ストッパまたは全開ストッパのうちの少なくとも一方の必要となるストッパのみでも良い。
【0022】
請求項14に記載の発明によれば、アクチュエータケースの内壁面に、ストッパを樹脂成形で一体的に形成してアクチュエータケースを硬化した後に、ストッパのバルブ荷重受け面にバルブ荷重印加面が倣うようにアクチュエータケース内において回転体(例えばスロットルシャフトまたはバルブギヤ等)を樹脂成形で一体的に形成することにより、ストッパの当接面と回転体の当接面との不一致による線接触または点接触によって生じる、ストッパの当接面と回転体の当接面との初期磨耗を、ストッパのバルブ荷重受け面と回転体のバルブ荷重印加面との一致による面接触によって低減できる。
これにより、治具等を使用しなくても、回転体を最適な全閉位置または全開位置に形成できるので、組付工数および部品点数を減少でき、低コスト化を図ることができるという効果が得られる。また、スロットルバルブおよび回転体の全閉方向の回転動作、あるいはスロットルバルブおよび回転体の全開方向の回転動作を、スロットルバルブおよび回転体の全閉位置または全開位置での保持精度を向上できるという効果が得られる。
【0023】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態の構成]
図1および図2は本発明の第1実施形態を示したもので、図1は電子制御式スロットル制御装置の全体構造を示した図で、図2はスロットルボデーのボア壁部構造を示した図である。
【0024】
本実施形態の電子制御式スロットル制御装置は、内燃機関(以下エンジンと呼ぶ)の吸入空気量を制御するスロットルバルブ1と、このスロットルバルブ1のシャフト部を構成するスロットルシャフト2と、スロットルバルブ1およびスロットルシャフト2を全開方向(または全閉方向)に駆動する駆動モータ3と、スロットルバルブ1およびスロットルシャフト2を全閉方向に付勢するコイルスプリング等のリターンスプリング(バルブ付勢手段)4と、駆動モータ3の回転出力をスロットルバルブ1およびスロットルシャフト2に伝達する歯車減速装置(動力伝達装置)と、この歯車減速装置を構成する各ギヤを回転自在に収容するアクチュエータケースと、内部に吸気通路を形成するスロットルボデー5と、駆動モータ3を電子制御するエンジン制御装置(エンジン制御ユニット:以下ECUと呼ぶ)とを備えた内燃機関用吸気制御装置である。
【0025】
そして、電子制御式スロットル制御装置は、自動車のアクセルペダル(図示せず)の踏み加減(アクセル操作量)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(アクセル開度信号)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。
【0026】
また、電子制御式スロットル制御装置は、スロットルバルブ1の開度を電気信号(スロットル開度信号)に変換し、ECUへどれだけスロットルバルブ1が開いているかを出力するスロットルポジションセンサを備えている。このスロットルポジションセンサは、磁界発生源である分割型(略角形状)の永久磁石11と、この永久磁石11に磁化される分割型(略円弧状)のヨーク(磁性体:図示せず)と、分割型の永久磁石11に対向するようにギヤカバー10側に一体的に配置されたホール素子13と、このホール素子13と外部のECUとを電気的に接続するための導電性金属薄板よりなるターミナル(図示せず)と、ホール素子13への磁束を集中させる鉄系の金属材料(磁性材料)よりなるステータ14とから構成されている。
【0027】
分割型の永久磁石11および分割型のヨークは、歯車減速装置の構成要素の1つであるバルブギヤ34の内周面に接着剤等を用いて固定されている。なお、分割型の永久磁石11は、隣設する2つのヨーク間に配されている。本実施形態の分割型の永久磁石11は、着磁方向が図7において図示上下方向(図示上側がN極、図示下側がS極)の略角形状の永久磁石が、互いに同じ極が同じ側になるように配置されている。ホール素子13は、非接触式の検出素子に相当するもので、永久磁石11の内周側に対向して配置され、感面にN極またはS極の磁界が発生すると、その磁界に感応して起電力(N極の磁界が発生すると+電位が生じ、S極の磁界が発生すると−電位が生じる)を発生するように設けられている。
【0028】
スロットルバルブ1は、樹脂材料(耐熱性樹脂:例えばポリフェニレンサルファイド:PPS、またはガラス繊維30%入りのポリブチレンテレフタレート:PBTG30等)により略円板形状に形成されて、エンジンに吸入される吸入空気量を制御するバタフライ形の回転弁で、スロットルシャフト2の樹脂製シャフト部21の外周に樹脂成形で一体的に形成されている。これにより、スロットルバルブ1とスロットルシャフト2とが一体化されて一体的に回転することが可能となる。
【0029】
ここで、本実施形態のスロットルバルブ1の樹脂製ディスク部(円板状部)20の片端面(例えば吸入空気の流れ方向の上流側)または両端面には、樹脂製ディスク部20を補強するための補強用リブ23が一体的に形成されている。そして、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の一端面(バルブ荷重印加面、ストッパ荷重受け面)には、スロットルバルブ1が全閉位置まで閉じた際に、スロットルボデー5のボア壁部6の内壁面に樹脂成形で一体的に形成された全閉ストッパ7に係止される被係止部としての全閉ストッパ部24が一体的に形成されている。
【0030】
スロットルシャフト2は、その両端部がスロットルボデー5の第1、第2軸受支持部に回転自在または摺動自在に支持されている。ここで、本実施形態のスロットルシャフト2は、スロットルバルブ1を保持すると共に、スロットルバルブ1の樹脂製シャフト部を兼ねる樹脂製シャフト部21と、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20および樹脂製シャフト部21を補強すると共に、樹脂製シャフト部21内にインサート成形される金属製シャフト部22とから構成されている。
【0031】
樹脂製シャフト部21は、スロットルバルブ1の樹脂製シャフト部と同様に、樹脂材料(耐熱性樹脂:例えばポリフェニレンサルファイド:PPS、またはガラス繊維30%入りのポリブチレンテレフタレート:PBTG30等)により略円筒形状に形成されており、その一端部(図示上端部)は、スロットルシャフト2の外周面に露出して、スロットルボデー5の第1軸受支持部内において回転自在に摺動する第1軸受摺動部として機能する。また、金属製シャフト部22は、例えばステンレス鋼等の金属材料により中軸丸棒状に形成されており、その他端部(図示下端部)は、スロットルシャフト2の外周面に露出して、スロットルボデー5の第2軸受支持部内において回転自在に摺動する第2軸受摺動部として機能する。
【0032】
なお、金属製シャフト部22の露出部の外周面とスロットルボデー5の第2軸受支持部の内周面との間には、ドライベアリング(軸受部品)26およびオイルシール等が装着されている。また、金属製シャフト部22の図示下端面(後述するギヤ室内に突出する端面)には、歯車減速装置の構成要素の1つであるバルブギヤ34の内周部に一体的に設けられた円環板状の金属部材27がかしめ固定されている。
【0033】
ここで、本実施形態のアクチュエータケースは、スロットルボデー5のボア壁部6の外壁面に樹脂成形で一体的に形成されギヤケース(ギヤハウジング、ケース本体)9と、このギヤケース9の開口側を閉塞すると共に、スロットルポジションセンサを保持するギヤカバー(センサカバー、カバー)10とから構成されている。ギヤケース9は、ボア壁部6と同一の樹脂材料によって所定の形状に形成されて、駆動モータ3を保持固定すると共に、内部に歯車減速装置を構成する各ギヤを回転自在に収容するギヤ室を形成する。また、ギヤケース9の内壁面には、スロットルバルブ1の全開方向の回転動作を、スロットルバルブ1の全開位置にて規制するための全開ストッパ(図示せず)が一体的に形成されている。そして、ギヤカバー10は、上述したスロットルポジションセンサの各端子間を電気的に絶縁する熱可塑性樹脂等の樹脂材料によって所定の形状に形成されている。そして、ギヤカバー10は、ギヤケース9の開口側に設けられた嵌合部に嵌め合わされる被嵌合部を有し、リベットおよびスクリュー(図示せず)もしくは熱かしめ等によってギヤケース9の開口側端部に組み付けられている。
【0034】
本実施形態の駆動モータ3は、ギヤケース9およびギヤカバー10内に埋設されたモータ用通電端子に一体的に接続されて、通電されるとモータシャフト31が正転方向または逆転方向に回転する電動式のアクチュエータ(駆動源)である。そして、減速歯車装置は、駆動モータ3の回転速度を所定の減速比となるように減速するもので、駆動モータ3のモータシャフト(出力軸)31の外周に固定されたピニオンギヤ32と、このピニオンギヤ32と噛み合って回転する中間減速ギヤ33と、この中間減速ギヤ33と噛み合って回転するバルブギヤ34とを有し、スロットルバルブ1およびそのスロットルシャフト2を回転駆動するバルブ駆動手段である。
【0035】
ピニオンギヤ32は、金属材料により所定の形状に一体的に形成され、駆動モータ3のモータシャフト31と一体的に回転するモータギヤである。中間減速ギヤ33は、樹脂材料により所定の形状に一体成形され、回転中心を成す支持軸35の外周に回転自在に嵌め合わされている。そして、中間減速ギヤ33には、ピニオンギヤ32に噛み合う大径ギヤ36、およびバルブギヤ34に噛み合う小径ギヤ37が設けられている。また、支持軸35は、スロットルボデー5のボア壁部6の外壁面に樹脂成形で一体的に形成されており、その先端部(図示下端部)がギヤカバー10の内壁面に形成された凹状部に嵌め込まれている。
【0036】
バルブギヤ34は、樹脂材料により所定の略円環形状に一体成形され、そのバルブギヤ34の外周面には、中間減速ギヤ33の小径ギヤ37と噛み合うギヤ部(歯部)38が一体的に形成されている。また、バルブギヤ34のボア壁部6側面から図示上方向に向かって突出するように一体的に形成された円筒状部の外周部は、リターンスプリング4の図示上端部のコイル内径側を保持するスプリング内周ガイド39として機能する。なお、バルブギヤ34の外周部には、スロットルバルブ1が全開位置まで開いた際に、ギヤケース9の内壁面に樹脂成形で一体的に形成された全開ストッパに係止される全開ストッパ部(図示せず)が一体的に形成されている。
【0037】
リターンスプリング4は、スロットルシャフト2の金属製シャフト部22の外周側に装着されており、その一端部(図示上端部)がスロットルボデー5のボア壁部6の外壁面、つまりギヤケース9の円筒凹形状の底壁面に設けられたボデー側フック(第1係止部:図示せず)に保持され、また、その他端部(図示下端部)がバルブギヤ34のボア壁部6側面に設けられたギヤ側フック(第2係止部)に保持されている。
【0038】
スロットルボデー5は、内部にスロットルバルブ1を開閉自在に収容する円管状ボア壁部6を有し、且つこのボア壁部6内にエンジンに向かう吸入空気が流れる円形状の吸気通路を形成するスロットルハウジングであって、ボア壁部6のボア内径内(吸気通路内)にスロットルバルブ1を全閉位置から全開位置に至るまで回動方向に回転自在に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固定ボルトや締結ネジ等の締結具(図示せず)を用いて締め付け固定されている。
【0039】
このスロットルボデー5のボア壁部6には、スロットルシャフト2の樹脂製シャフト部21の第1軸受摺動部を回転自在に支持する円筒形状の第1軸受支持部41と、スロットルシャフト2の金属製シャフト部22の第2軸受摺動部をドライベアリング26を介して回転自在に支持する円筒形状の第2軸受支持部42とが設けられている。第1軸受支持部41には、樹脂製シャフト部21の第1軸受摺動部を回転自在に保持する丸穴形状の第1シャフト貫通穴43が設けられ、また、第2軸受支持部42には、金属製シャフト部22の第2軸受摺動部を回転自在に保持する丸穴形状の第2シャフト貫通穴44を有している。また、第1軸受支持部41の図示上端部には、その第1軸受支持部41の開口部を塞ぐためのプラグ45が装着されている。
【0040】
なお、第2軸受支持部42は、スロットルボデー5のボア壁部6の外壁面、つまりギヤケース9の円筒凹形状の底壁面から図示下方向に向かって突出するように一体的に形成されており、その外周部は、リターンスプリング4の図示下端部のコイル内径側を保持するスプリング内周ガイド46として機能する。また、ボア壁部6の外周部および取付ステー部には、エンジンのインテークマニホールドにスロットルボデー5を締め付け固定するための固定ボルトや締結ネジ等の締結具が挿通する挿通孔47が複数個(本例では4個)形成されている。
【0041】
ここで、本実施形態のスロットルボデー5のボア壁部6は、樹脂材料(耐熱性樹脂:例えばポリフェニレンサルファイド:PPS、またはガラス繊維30%入りのポリブチレンテレフタレート:PBTG30等)により所定の形状に形成され、円管形状のボア外管51内に、内部に吸気通路を形成する円管形状のボア内管52を配置した二重管構造に形成されている。ボア外管51およびボア内管52は、エアクリーナ(図示せず)から吸気管(図示せず)を介して吸入空気を吸い込むための空気入口部、およびエンジンのサージタンクまたはインテークマニホールドに吸入空気を流入させるための空気出口部を有し、吸入空気の流れ方向に渡って略同一の内径および外径となるように樹脂成形で一体的に形成されている。
【0042】
なお、ボア内管52内には、エンジンへの吸入空気が流れる吸気通路が形成されており、その吸気通路内には、スロットルバルブ1およびスロットルシャフト2が回転自在に収容されている。そして、ボア外管51とボア内管52との間の環状空間がそのほぼ中央(スロットルバルブ1の全閉位置の近傍のスロットルシャフト2の軸心部の径方向)で全周に渡って隔壁53で仕切られている。そして、隔壁53よりも上流側の環状空間は、吸気管の内周面を伝わって流入する水分を塞き止めるための塞き止め凹部(水分トラップ溝)54とされている。また、隔壁53よりも下流側の環状空間は、インテークマニホールドの内周面を伝わって流入する水分を塞き止めるための塞き止め凹部(水分トラップ溝)55とされている。
【0043】
なお、ボア外管51の外周部に、スロットルバルブ1を迂回するバイパス通路を流れる空気量を調整してエンジンのアイドル回転速度を制御するためのアイドル回転速度制御弁(アイドルスピード・コントロール・バルブ:以下ISCバルブと言う)が装着されていても良い。また、スロットルボデー5のボア壁部6よりも吸入空気の流れ方向の上流側の吸気管に、ブローバイガス還元装置(PCV)の出口孔または蒸散防止装置のパージ用チューブが取り付けられていても良い。この場合には、吸気管内に、ブローバイガスに含まれるエンジンオイルが霧状(ミスト状)に漂っている可能性があり、この霧状のエンジンオイルが吸気管の内壁面に堆積してデポジットとなっている可能性がある。このため、上記の塞き止め凹部54に、吸気管の内壁面より伝ってくるオイルミストやデポジットを塞き止めることで、スロットルバルブ1およびスロットルシャフト2の動作不良を防止できる。
【0044】
ここで、本実施形態のスロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52の内壁面、つまり吸気通路の通路壁面には、スロットルバルブ1の全閉方向の回転動作を、スロットルバルブ1の全閉位置にて規制するための全閉ストッパ7が設けられている。この全閉ストッパ7は、ボア内管52の内壁面、つまり吸気通路の通路壁面よりボア内径側に突出するように、吸気通路の通路壁面に1個または2個以上(複数個)のボス状突起部56を樹脂成形で一体的に形成(樹脂一体成形)することで、それぞれ設けられている。
【0045】
そして、ボス状突起部56の片端面、つまり全閉ストッパ7として機能する係止部には、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の全閉ストッパ部24のバルブ荷重印加面からバルブ荷重を受けるバルブ荷重受け面が設けられている。このボス状突起部56の、全閉ストッパ7として機能するバルブ荷重受け面は、ボア内管52の吸気通路内において吸入空気の流れ方向の下流側に向けて設置されており、スロットルバルブ1が全閉方向に回転動作した際に、スロットルバルブ1の全閉ストッパ部24を係止してスロットルバルブ1を保持することで、スロットルバルブ1を全閉位置で止める機能を有している。
【0046】
[第1実施形態の製造方法]
次に、本実施形態の電子制御式スロットル制御装置の製造方法を図1および図2に基づいて簡単に説明する。
【0047】
先ず、例えば吸気通路を形成する抜き型、第1、第2シャフト貫通穴43、44を形成する抜き型を含む樹脂成形型によって形成されるキャビティ内に、加熱されて溶融状態の樹脂材料(耐熱性樹脂:例えばPPSまたはPBTG30等)を1つまたは2つ以上のゲートから注入し、樹脂成形型のキャビティ内に樹脂材料を充填する。
そして、樹脂成形型内に充填された1次成形品を取り出し、冷却して硬化(固化)させると、あるいは樹脂成形型内で1次成形品を冷却して硬化(固化)させると、円管形状のボア外管51内に円管形状のボア内管52を配置した二重管構造のボア壁部6を有するスロットルボデー5が樹脂成形で一体的に形成される。
このとき、ボア壁部6のボア内管52の内壁面に、スロットルバルブ1の全閉位置を規定するための全閉ストッパ7も一体的に形成され、且つボア壁部6の外壁面に、駆動モータ3を保持固定すると共に、歯車減速装置を構成する各ギヤを回転自在に支持するためのギヤケース9も一体的に形成される。
【0048】
次に、スロットルボデー5のボア壁部6の第2軸受支持部42に一体化したドライベアリング26の内周に金属製シャフト部22の第2軸受摺動部の外周が嵌合するように、金属製シャフト部22をドライベアリング26の内周に差し込むことにより、スロットルボデー5のボア壁部6に金属製シャフト部22を組み付ける。このとき、金属製シャフト部22の一端部(図示上端部)を、スロットルボデー5のボア壁部6の第1軸受支持部41内において治具等により所定の位置に保持しておく。
【0049】
次に、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20および樹脂製シャフト部21を形成する抜き型を含む樹脂成形型によって形成されるキャビティ内に、スロットルボデー5および金属製シャフト部22を入れた後に、加熱されて溶融状態の樹脂材料(耐熱性樹脂:例えばPPSまたはPBTG30等)を、成形型として使用されるスロットルボデー5のボア壁部6の第1、第2シャフト貫通穴43、44およびボア壁部6内にボア壁部6の軸方向に設けられたゲート、あるいはゲートとして使用される第1シャフト貫通穴43または第2シャフト貫通穴44から注入する。
このとき、樹脂成形型の抜き型とスロットルボデー5のボア壁部6および金属製シャフト部22との隙間内に、溶融状態の樹脂材料が流し込まれて充填される。
【0050】
そして、樹脂成形型のキャビティ内より2次成形品を取り出し、冷却して硬化(固化)させると、あるいは樹脂成形型内で2次成形品を冷却して硬化(固化)させると、予め樹脂成形されたスロットルボデー5のボア壁部6内に、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20およびシャフト部(樹脂製シャフト部21)が樹脂モールド成形される。
このとき、全閉ストッパ7のバルブ荷重印加面に倣うようにスロットルバルブ1の全閉ストッパ部(バルブ荷重印加面)24が樹脂成形で一体的に形成される。また、金属製シャフト部22は、スロットルシャフト2を構成する樹脂製シャフト部21にインサート成形される。
【0051】
そして、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20および樹脂製シャフト部21の成形収縮により、スロットルボデー5のボア壁部6の第1軸受支持部41の内周と樹脂製シャフト部21の第1軸受摺動部の外周との間に所定のクリアランスが形成され、また、スロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52の内周とスロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の外周との間に所定のクリアランスが形成され、また、全閉ストッパ7のバルブ荷重印加面に倣うようにスロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20に設けられる全閉ストッパ部24が樹脂成形で一体的に形成されるため、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20および樹脂製シャフト部21が、スロットルボデー5の第1、第2軸受支持部41、42およびドライベアリング26に回転自在に支持されることになる。
【0052】
ここで、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20およびスロットルシャフト2の樹脂製シャフト部21の樹脂成形は、スロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52および全閉ストッパ7を形成する抜き型を含む樹脂成形型を、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20およびスロットルシャフト2の樹脂製シャフト部21を形成する際にも使用するコアバック成形法(例えば全閉ストッパ7のバルブ荷重受け面を形成する第1抜き型を、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の樹脂成形時に、全閉ストッパ7のバルブ荷重受け面以外の面を形成する第2抜き型の成形面(キャビティ内壁面)に対して、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の板厚分だけ戻して樹脂成形を行う樹脂成形法)を用いても良く、あるいは通常のインサート成形を用いても良い。
【0053】
[第1実施形態の作用]
次に、本実施形態の電子制御式スロットル制御装置の作用を図1および図2に基づいて簡単に説明する。
【0054】
運転者(ドライバー)がアクセルペダルが踏み込むと、アクセル開度センサよりアクセル開度信号がECUに入力される。そして、ECUによってスロットルバルブ1が所定の開度となるように駆動モータ3が通電されて、駆動モータ3のモータシャフト31が回転する。そして、駆動モータ3のトルクが、ピニオンギヤ32、中間減速ギヤ33およびバルブギヤ34に伝達される。これにより、バルブギヤ34が、リターンスプリング4の付勢力に抗してアクセルペダルの踏み込み量に対応した回転角度だけ回転する。
【0055】
したがって、バルブギヤ34が回転するので、スロットルシャフト2がバルブギヤ34と同じ回転角度だけ回転し、スロットルバルブ1が全閉位置より全開位置側へ開く方向(全開方向)に回転駆動される。この結果、スロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52内に形成された吸気通路が所定の開度だけ開かれるので、エンジンの回転速度がアクセルペダルの踏み込み量に対応した速度に変更される。
【0056】
このとき、運転者がアクセルペダルを全開位置まで踏み込むと、アクセル開度センサよりアクセル開度信号(100%)が出力されるので、ECUによってスロットルバルブ1が全開時の開度となるように駆動モータ3が通電される。これにより、バルブギヤ34の全開ストッパ部のバルブギヤ荷重印加面が、ギヤケース9の内壁面に樹脂成形された全開ストッパのバルブ荷重受け面に当接するまで、スロットルバルブ1が全開方向に回転する。そして、全開ストッパによって、スロットルバルブ1のそれ以上の全開方向の回転動作が規制されるので、スロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52内に形成された吸気通路内においてスロットルバルブ1が所定の全開位置に保持される。これにより、エンジンへの吸気通路が全開となり、エンジンの回転速度が上がる。
【0057】
逆に、ドライバーがアクセルペダルから足を離すと、リターンスプリング4の付勢力によりスロットルバルブ1、スロットルシャフト2、バルブギヤ34およびアクセルペダル等が元の位置(アイドリング位置、スロットルバルブ1の全閉位置)まで戻される。なお、ドライバーがアクセルペダルを戻すと、アクセル開度センサよりアクセル開度信号(0%)が出力されるので、ECUによってスロットルバルブ1が全閉時の開度となるように駆動モータ3を通電して、駆動モータ3のモータシャフト31を逆回転させるようにしても良い。この場合には、駆動モータ3によってスロットルバルブ1を全閉方向に回転駆動できる。
【0058】
このとき、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20に設けられる全閉ストッパ部24のバルブ荷重印加面が、スロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52の内壁面に樹脂成形されたボス状突起部56の片端面に設けられる全閉ストッパ7のバルブ荷重受け面に当接するまで、リターンスプリング4の付勢力によりスロットルバルブ1が全開位置側より全閉位置側へ閉じる方向(全閉方向)に回転する。そして、全閉ストッパ7によって、スロットルバルブ1の全閉方向のそれ以上の回転動作が規制されるので、スロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52内に形成された吸気通路内においてスロットルバルブ1が所定の全閉位置に保持される。これにより、エンジンへの吸気通路が全閉されて、エンジンの回転速度がアイドル回転速度となる。
【0059】
[第1実施形態の効果]
以上のように、本実施形態の電子制御式スロットル制御装置においては、スロットルバルブ1の全閉方向の回転動作を、スロットルバルブ1の全閉位置にて規制するための全閉ストッパ7を、樹脂製のスロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52の内壁面、つまり吸気通路の通路壁面に樹脂成形で一体的に形成(樹脂一体成形)することで、吸気通路の通路壁面に別部材で全閉ストッパを設けた従来品と比較して、組付工数および部品点数を減少できるので、低コスト化を図ることができる。
【0060】
また、スロットルバルブ1の全閉位置(規制位置)にてスロットルバルブ1の全閉方向への回転動作を規制できるので、アクセルペダルの踏み加減(スロットル操作量)に対するスロットルバルブ1の開度精度を向上できる。これにより、駆動モータ3の回転出力によってスロットルバルブ1の弁開度をアクセルペダルの踏み加減に対応して電子制御する電子制御式スロットル制御装置としての信頼性を向上できる。
【0061】
また、ボス状突起部56の、全閉ストッパ7として機能するバルブ荷重受け面を、スロットルバルブ1よりも吸入空気の流れ方向の下流側に向けて設置することで、全閉ストッパ7のバルブ荷重受け面に水分やデポジット等の異物が堆積するのを防止できる。これにより、スロットルバルブ1の全閉位置の経時変化や、スロットルバルブ1の全閉ストッパ部24のバルブ荷重印加面と全閉ストッパ7のバルブ荷重受け面との食い付き等の過干渉および離間不能を防止できる。
【0062】
また、樹脂製のスロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52、つまり吸気通路の通路壁面に、片端面が全閉ストッパ7として機能するボス状突起部56を樹脂成形で一体的に形成(樹脂一体成形)し、スロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52およびボス状突起部56を硬化した後に、全閉ストッパ7のバルブ荷重受け面にバルブ荷重印加面が倣うようにボア壁部6のボア内管52内においてスロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20(特に全閉ストッパ部24)を樹脂成形で一体的に形成している。
【0063】
それによって、ボス状突起部56の片端面、つまり全閉ストッパ7の当接面(バルブ荷重受け面)とスロットルバルブ1の全閉ストッパ部24の当接面(バルブ荷重印加面)との不一致による線接触または点接触によって生じる、全閉ストッパ7の当接面とスロットルバルブ1の全閉ストッパ部24の当接面との初期磨耗を、全閉ストッパ7のバルブ荷重受け面とスロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20のバルブ荷重印加面との一致による面接触によって低減できる。これにより、治具等を使用しなくても、スロットルバルブ1の全閉ストッパ部24を最適な全閉位置または全開位置に形成できるので、組付工数および部品点数を減少できるので、低コスト化を図ることができる。
【0064】
また、スロットルバルブ1の全閉方向の回転動作を、スロットルバルブ1の全閉位置での保持精度を向上できる。また、ギヤケース9を、スロットルボデー5のボア壁部6の外壁面に樹脂成形で一体的に形成することで、スロットルボデー5のボア壁部6の外壁面に別部材でギヤケースを設けるものと比較して、組付工数および部品点数を減少できるので、更に低コスト化を図ることができる。なお、本実施形態では、ボス状突起部56を2個以上設けて、複数個のボス状突起部56の片端面に全閉ストッパ7をそれぞれ設けているが、ボス状突起部56を1個だけ設けて、その1つのボス状突起部56の片端面に全閉ストッパ7を設けても良い。
【0065】
[第2実施形態]
図3は本発明の第2実施形態を示したもので、電子制御式スロットル制御装置の主要構造を示した図である。
【0066】
本実施形態では、樹脂製のスロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52、つまり吸気通路の通路壁面に、片端面(バルブ荷重受け面)が全閉ストッパ7として機能するボス状突起部56を樹脂成形で一体的に形成している。そして、そのボス状突起部56の形状を、ボア壁部6のボア内管52の吸気通路内を流れる吸入空気の流れ方向に対して上流側面が凸状となる略流線形状にすることで、吸気通路内を流れる吸入空気の流れを乱すことはなく、また、吸気通路内を流れる吸入空気の圧力損失を更に低減できる。また、全閉ストッパ7のバルブ荷重受け面を、吸気通路内を流れる吸入空気の流れ方向の下流側に向けて設置することで、第1実施形態と同様な効果を得ることができる。
【0067】
[第3実施形態]
図4および図5は本発明の第3実施形態を示したもので、図4は電子制御式スロットル制御装置の全体構造を示した図である。
【0068】
本実施形態のスロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の片端面、特にスロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の回転中心部近傍またはスロットルシャフト2の樹脂製シャフト部21近傍には、スロットルバルブ1が全閉位置まで閉じた際に、ボス状突起部56の一端面(第1係止部)に設けられた全閉ストッパ7に係止される被係止部としての全閉ストッパ部24、およびスロットルバルブ1が全開位置まで開いた際に、ボス状突起部56の他端面(第2係止部)に設けられた全開ストッパ8に係止される被係止部としての全開ストッパ部25が一体的に形成されている。
【0069】
本実施形態のボス状突起部56は、樹脂製のスロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52、つまり吸気通路の通路壁面に樹脂成形で一体的に形成されている。すなわち、ボス状突起部56は、スロットルバルブ1が全閉方向に回転した際にスロットルバルブ1の全閉位置にてスロットルバルブ1の全閉ストッパ部24を係止する全閉ストッパ7として機能する第1係止部と、スロットルバルブ1が全開方向に回転した際にスロットルバルブ1の全開位置にてスロットルバルブ1の全開ストッパ部25を係止する全開ストッパ8として機能する第2係止部とを設けている。
【0070】
そして、ボス状突起部56は、全閉ストッパ7として機能する第1係止部に、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の第1バルブ荷重印加面(第1ストッパ荷重受け面)からバルブ荷重を受ける第1バルブ荷重受け面、および全開ストッパ8として機能する第2係止部に、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の第2バルブ荷重印加面(第2ストッパ荷重受け面)からバルブ荷重を受ける第2バルブ荷重受け面を設けている。
【0071】
それによって、樹脂製のスロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52、つまり吸気通路の通路壁面に設けた1つのボス状突起部56の両端面に、全閉ストッパ7と全開ストッパ8との両方を樹脂成形で一体的に形成することで、1つのボス状突起部56で、スロットルバルブ1の全閉位置と全開位置との両方を同時に規制することができる。また、ボス状突起部56の、全閉ストッパ7として機能するバルブ荷重受け面を、ボア壁部6のボア内管52の吸気通路内を流れる吸入空気の流れ方向の下流側に向けて設置することで、第1実施形態と同様な効果を得ることができる。
【0072】
また、全閉ストッパ7および全開ストッパ8の両方のストッパを、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の回転中心部近傍またはスロットルシャフト2の樹脂製シャフト部21近傍に設定することで、もともとスロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52内に形成される吸気通路の内部において比較的に流速の遅い部位に全閉ストッパ7および全開ストッパ8の両方のストッパを設置することになる。これにより、スロットルボデー5のボア壁部6のボア内径内、つまり吸気通路の内部を流れる吸入空気の流れを乱すことはなく、また、ボア壁部6のボア内径内、つまり吸気通路内を流れる吸入空気の圧力損失を低減できる。
【0073】
なお、本実施形態では、全閉ストッパ7および全開ストッパ8を、1つのボス状突起部56の別々の第1、第2バルブ荷重受け面で構成しているが、1つのボス状突起部56の同一の第1、第2バルブ荷重受け面で構成しても良い。また、本実施形態では、全閉ストッパ7および全開ストッパ8の両方のストッパを、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の回転中心部近傍またはスロットルシャフト2の樹脂製シャフト部21近傍に設定しているが、全閉ストッパ7または全開ストッパ8のうちのいずれか一方のストッパを、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の回転中心部近傍またはスロットルシャフト2の樹脂製シャフト部21近傍に設定しても良い。
【0074】
[第4実施形態]
図6および図7は本発明の第4実施形態を示したもので、図6は電子制御式スロットル制御装置の全体構造を示した図で、図7はスロットルボデーの外壁面に一体的に形成されたギヤケースの内部に構成された駆動モータや歯車減速装置等の各構成部品を示した図である。
【0075】
本実施形態の減速歯車装置の一構成部品を成すバルブギヤ34の外周部、つまりギヤ部38の周方向の片端面には、スロットルバルブ1が全閉位置まで閉じた際に、ボス状突起部28の一端面(第1係止部)に設けられた全閉ストッパ7に係止される被係止部としての全閉ストッパ部(第1被係止部)40が一体的に形成されている。また、スロットルボデー5のボア壁部6の外壁面には、駆動モータ3を保持固定すると共に、内部に歯車減速装置を構成する各ギヤを回転自在に収容するギヤケース9が樹脂成形で一体的に形成されている。
【0076】
そして、上記のボス状突起部28は、樹脂製のギヤケース9の内壁面に樹脂成形で一体的に形成されている。すなわち、ボス状突起部28は、スロットルバルブ1が全閉方向に回転した際にスロットルバルブ1の全閉位置にてバルブギヤ34の全閉ストッパ部40を係止する全閉ストッパ7として機能する第1係止部を設けている。そして、ボス状突起部28は、全閉ストッパ7として機能する第1係止部に、バルブギヤ34の全閉ストッパ部40のバルブギヤ荷重印加面(ストッパ荷重受け面)からバルブギヤ荷重を受けるバルブギヤ荷重受け面を設けている。
【0077】
したがって、スロットルバルブ1の全閉方向の回転動作を、スロットルバルブ1の全閉位置にて規制するための全閉ストッパ7を、樹脂製のギヤケース9の内壁面に樹脂成形で一体的に形成(樹脂一体成形)することで、ギヤケース9の内壁面にタッピングスクリュー等の別部品で全閉ストッパを構成する従来品と比較して、組付工数および部品点数を減少できるので、低コスト化を図ることができる。
【0078】
また、樹脂製のギヤケース9の内壁面に、片端面が全閉ストッパ7として機能するボス状突起部28を樹脂成形で一体的に形成(樹脂一体成形)し、ストッパを樹脂成形で一体的に形成してアクチュエータケースを硬化した後に、スロットルボデー5、ギヤケース9およびボス状突起部28を硬化した後に、全閉ストッパ7のバルブ荷重受け面にバルブ荷重印加面が倣うようにギヤケース9内においてバルブギヤ34の全閉ストッパ部40を樹脂成形で一体的に形成しても良い。
【0079】
この場合には、ボス状突起部28の片端面、つまり全閉ストッパ7の当接面(バルブ荷重受け面)とバルブギヤ34の全閉ストッパ部40の当接面(バルブ荷重印加面)との不一致による線接触または点接触によって生じる、全閉ストッパ7の当接面とバルブギヤ34の全閉ストッパ部40の当接面との初期磨耗を、全閉ストッパ7のバルブ荷重受け面とバルブギヤ34のバルブ荷重印加面との一致による面接触によって低減できる。これにより、治具等を使用しなくても、バルブギヤ34の全閉ストッパ部40を最適な全閉位置に形成できるので、組付工数および部品点数を減少できるので、低コスト化を図ることができる。
【0080】
また、ギヤケース9を、スロットルボデー5のボア壁部6の外壁面に樹脂成形で一体的に形成することで、スロットルボデー5のボア壁部6の外壁面に別部材でギヤケースを設けるものと比較して、組付工数および部品点数を減少できるので、更に低コスト化を図ることができる。なお、本実施形態では、ボス状突起部28を1個だけ設けて、その1つのボス状突起部28の片端面に全閉ストッパ7を設けているが、ボス状突起部28を2個以上設けて、複数個のボス状突起部28の片端面に全閉ストッパ7をそれぞれ設けても良い。
【0081】
また、本実施形態では、全閉ストッパ7のみをギヤケース9の内壁面(特にスロットルバルブ1が全閉位置に存する時にバルブギヤ34の全閉ストッパ部40のバルブ荷重印加面に対向する部位)に樹脂成形で一体的に形成しているが、全閉ストッパ7および全開ストッパ8の両方をギヤケース9の内壁面に樹脂成形で一体的に形成しても良い。この場合には、全閉ストッパ7および全開ストッパ8を、1つのボス状突起部28の別々の第1、第2バルブギヤ荷重受け面で構成して良いし、1つのボス状突起部28の同一の第1、第2バルブギヤ荷重受け面で構成しても良いし、複数個のボス状突起部に別々に第1、第2バルブギヤ荷重受け面を構成しても良い。
【0082】
[第5実施形態]
図8および図9は本発明の第5実施形態を示したもので、図8は電子制御式スロットル制御装置の全体構造を示した図である。
【0083】
本実施形態のスロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の片端面には、スロットルバルブ1が全閉位置まで閉じた際に、ボス状突起部57の一端面(第1係止部)に設けられた全閉ストッパ7に係止される被係止部としての全閉ストッパ部29が一体的に形成されている。本実施形態のボス状突起部57は、樹脂製のスロットルボデー5のボア壁部6のボア内管52、つまり吸気通路の通路壁面に樹脂成形で一体的に形成されている。すなわち、ボス状突起部57は、スロットルバルブ1が全閉方向に回転した際にスロットルバルブ1の全閉位置にてスロットルバルブ1の全閉ストッパ部29を係止する全閉ストッパ7として機能する第1係止部を設けている。
【0084】
そして、ボス状突起部57は、全閉ストッパ7として機能する第1係止部に、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20の第1バルブ荷重印加面(第1ストッパ荷重受け面)からバルブ荷重を受ける第1バルブ荷重受け面を設けている。そして、このボス状突起部57の、全閉ストッパ7として機能する第1バルブ荷重受け面を、ボア壁部6のボア内管52の吸気通路内を流れる吸入空気の流れ方向の上流側に向けて設置している。
【0085】
[他の実施形態]
本実施形態では、非接触式の検出素子としてホール素子13を使用した例を説明したが、非接触式の検出素子としてホールICまたは磁気抵抗素子等を使用しても良い。また、本実施形態では、磁界発生源として分割型の永久磁石11を採用した例を説明したが、磁界発生源として円筒形状の永久磁石を採用しても良い。
【0086】
本実施形態では、本発明を、減速歯車機構を介して駆動モータ3等のアクチュエータによりバルブギヤ34およびスロットルシャフト2を回転駆動して、スロットルバルブ1を回転駆動するようにした電子制御式スロットル制御装置に適用した例を説明したが、本発明を、アクセルペダルの踏み込み量をワイヤーケーブルを介して機械的にスロットルレバーおよびスロットルシャフトに伝えて、スロットルバルブを作動させるようにした内燃機関用スロットル装置に適用しても良い。
【0087】
本実施形態では、スロットルボデー5のボア壁部6を、円管形状のボア外管51内に円管形状のボア内管52を配置し、且つボア外管51の軸心に対してボア内管52の軸心を天地方向の地側に偏心させた二重管構造に形成したが、スロットルボデー5のボア壁部6を、円管形状のボア外管51内に円管形状のボア内管52を配置し、且つボア外管51の軸心に対してボア内管52の軸心を天地方向の天側に偏心させた二重管構造に形成しても良い。また、ボア外管51とボア内管52とを同心状に配置しても良い。また、スロットルボデー5のボア壁部6を一重管構造としても良い。
【0088】
本実施形態では、エンジン冷却水をスロットルボデー5に導入することなく、冬季等の寒冷時のスロットルバルブ1のアイシングを防止して部品点数を減少する目的で、スロットルバルブ1よりも上流側および下流側からボア壁部6内に流入する水分を塞き止めるための塞き止め凹部54、55を設けているが、少なくともスロットルバルブ1よりも上流側の吸気管の内周面を伝ってボア壁部6内に流入する水分を塞き止めるための塞き止め凹部54のみを設けるようにしても良い。
【0089】
本実施形態では、全閉ストッパ7または全開ストッパ8のいずれか一方のストッパを、例えば耐熱性樹脂製のスロットルボデー5のボア壁部6の内壁面、あるいは例えば耐熱性樹脂製のギヤケース9の内壁面に樹脂成形で一体的に形成しているが、全閉ストッパ7または全開ストッパ8のいずれか一方のストッパを、例えばアルミニウムダイカスト製のスロットルボデーのボア壁部の内壁面、あるいは例えばアルミニウムダイカスト製のギヤケースの内壁面に鋳造成形で一体的に形成しても良い。
【0090】
本実施形態では、スロットルバルブ1の樹脂製ディスク部20を、スロットルシャフト2の樹脂製シャフト部21の外周に樹脂成形で一体的に形成しているが、例えばスロットルバルブ1の円筒状の樹脂製シャフト部を、金属材料製のスロットルシャフトのバルブ保持部の外周に嵌め合わせても良い。また、スロットルバルブとスロットルシャフトとの両方とも金属材料または樹脂材料で形成して、スロットルバルブとスロットルシャフトとを締結部材により締め付け固定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子制御式スロットル制御装置の全体構造を示した断面図である(第1実施形態)。
【図2】図1のA−A断面図である(第1実施形態)。
【図3】電子制御式スロットル制御装置の主要構造を示した断面図である(第2実施形態)。
【図4】電子制御式スロットル制御装置の全体構造を示した概略図である(第3実施形態)。
【図5】図4のB−B断面図である(第3実施形態)。
【図6】電子制御式スロットル制御装置の全体構造を示した概略図である(第4実施形態)。
【図7】図6のC−C断面図である(第4実施形態)。
【図8】電子制御式スロットル制御装置の全体構造を示した概略図である(第5実施形態)。
【図9】図8のD−D断面図である(第5実施形態)。
【符号の説明】
1 スロットルバルブ
2 スロットルシャフト
3 駆動モータ(アクチュエータ)
4 リターンスプリング
5 スロットルボデー
6 ボア壁部
7 全閉ストッパ(第1係止部)
8 全開ストッパ(第2係止部)
9 ギヤケース(アクチュエータケース)
10 ギヤカバー(アクチュエータケース)
20 樹脂製ディスク部
21 樹脂製シャフト部
22 金属製シャフト部
24 全閉ストッパ部(第1被係止部)
25 全開ストッパ部(第2被係止部)
28 ボス状突起部
29 全閉ストッパ部(第1被係止部)
31 モータシャフト(出力軸)
32 ピニオンギヤ
33 中間減速ギヤ
34 バルブギヤ(回転体)
40 全閉ストッパ部(第1被係止部)
41 第1軸受支持部
42 第2軸受支持部
43 第1シャフト貫通穴
44 第2シャフト貫通穴
51 ボア外管
52 ボア内管
56 ボス状突起部
57 ボス状突起部
Claims (14)
- (a)内燃機関への吸入空気量を制御するためのスロットルバルブと、
(b)内部に前記スロットルバルブを開閉自在に収容する管状ボア壁部を有し、且つこのボア壁部内に吸気通路を形成するスロットルボデーと
を備えた内燃機関用スロットル装置において、
前記吸気通路の通路壁面には、前記スロットルバルブの全閉方向の回転動作を、前記スロットルバルブの全閉位置にて規制するための全閉ストッパ、または前記スロットルバルブの全開方向の回転動作を、前記スロットルバルブの全開位置にて規制するための全開ストッパのうちの少なくとも一方のストッパが一体的に形成されていることを特徴とする内燃機関用スロットル装置。 - 請求項1に記載の内燃機関用スロットル装置において、
前記スロットルボデーのボア壁部は、樹脂成形で一体的に形成されており、内部に前記吸気通路を形成する円管形状のボア内管の外周側を所定の円環状隙間を隔てて取り囲むように、円管形状のボア外管を配置した二重管構造とされていることを特徴とする内燃機関用スロットル装置。 - 請求項1または請求項2に記載の内燃機関用スロットル装置において、
前記スロットルバルブは、樹脂成形で一体的に形成されて、前記スロットルバルブが全閉方向に回転した際に、前記全閉ストッパに係止される被係止部を有し、
前記全閉ストッパは、前記被係止部を係止する係止部に、前記被係止部からバルブ荷重を受けるバルブ荷重受け面を有し、
前記バルブ荷重受け面は、前記吸気通路内を流れる吸入空気の流れ方向の下流側に向けて設置されていることを特徴とする内燃機関用スロットル装置。 - 請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載の内燃機関用スロットル装置において、
前記スロットルバルブを保持固定すると共に、前記スロットルボデーの軸受支持部に回転自在に支持されるスロットルシャフトと、
アクチュエータの回転動力を前記スロットルバルブおよび前記スロットルシャフトに伝達すると共に、前記スロットルバルブおよび前記スロットルシャフトと一体的に回転する回転体を有する動力伝達装置とを備え、
前記ストッパは、前記スロットルバルブの回転中心部近傍または前記スロットルシャフト近傍に設置されていることを特徴とする内燃機関用スロットル装置。 - 請求項1ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載の内燃機関用スロットル装置において、
前記ストッパは、吸入空気の流れ方向に対して上流側面が凸状となる略流線形状の断面を有していることを特徴とする内燃機関用スロットル装置。 - 請求項1ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載の内燃機関用スロットル装置において、
前記スロットルボデーのボア壁部は、樹脂成形で一体的に形成されており、
前記ストッパは、前記吸気通路の通路壁面よりボア内径側に突出するようにボス状突起部を樹脂成形で一体的に形成することで設けられており、
前記ボス状突起部は、前記スロットルバルブが全閉方向に回転した際に、前記スロットルバルブの全閉位置にて前記スロットルバルブを係止する前記全閉ストッパとしての第1係止部に、前記スロットルバルブからバルブ荷重を受ける第1バルブ荷重受け面、および前記スロットルバルブが全開方向に回転した際に、前記スロットルバルブの全開位置にて前記スロットルバルブを係止する前記全開ストッパとしての第2係止部に、前記スロットルバルブからバルブ荷重を受ける第2バルブ荷重受け面を有していることを特徴とする内燃機関用スロットル装置。 - 請求項1ないし請求項6のうちのいずれか1つに記載の内燃機関用スロットル装置において、
前記スロットルボデーのボア壁部は、樹脂成形で一体的に形成されており、
前記スロットルバルブは、樹脂成形で一体的に形成されており、前記スロットルバルブが全閉方向または全開方向に回転した際に、前記ストッパに接触してバルブ荷重を印加するバルブ荷重印加面を有し、
前記ストッパは、樹脂成形で一体的に形成されており、前記バルブ荷重印加面からバルブ荷重を受けるバルブ荷重受け面を有し、
前記吸気通路の通路壁面に、前記ストッパを樹脂成形で一体的に形成して前記ボア壁部を硬化した後に、前記ストッパのバルブ荷重受け面に前記バルブ荷重印加面が倣うように前記ボア壁部内において前記スロットルバルブを樹脂成形で一体的に形成することを特徴とする内燃機関用スロットル装置の製造方法。 - 請求項7に記載の内燃機関用スロットル装置の製造方法において、
運転者のアクセル操作量に対応して回転駆動されて、前記スロットルバルブと一体的に回転するスロットルシャフトを備え、
前記スロットルシャフトは、前記スロットルバルブを保持する樹脂製シャフト部、およびこの樹脂製シャフト部を補強すると共に、前記樹脂製シャフト部内にインサート成形される金属製シャフト部を有することを特徴とする内燃機関用スロットル装置の製造方法。 - 請求項8に記載の内燃機関用スロットル装置の製造方法において、
前記樹脂製シャフト部の一端部は、前記スロットルシャフトの外周面に露出しており、
前記金属製シャフト部の他端部は、前記スロットルシャフトの外周面に露出しており、
前記スロットルボデーは、前記樹脂製シャフト部の一端部を回転自在に支持する筒状の第1軸受支持部、および前記金属製シャフト部の他端部を回転自在に支持する筒状の第2軸受支持部を有し、
前記第1軸受支持部内に形成されるシャフト貫通穴を、前記スロットルバルブの樹脂成形時に、溶融状態の樹脂材料を注入するためのゲートとして使用することを特徴とする内燃機関用スロットル装置の製造方法。 - (a)内燃機関への吸入空気量を制御するためのスロットルバルブと、
(b)アクチュエータの回転動力を前記スロットルバルブに伝達すると共に、前記スロットルバルブと一体的に回転する回転体を有する動力伝達装置と、
(c)前記アクチュエータを保持固定すると共に、前記回転体を回転自在に収容するアクチュエータケースと
を備えた内燃機関用スロットル装置において、
前記アクチュエータケースの内壁面には、前記回転体の全閉方向の回転動作を、前記スロットルバルブの全閉位置にて規制するための全閉ストッパ、または前記回転体の全開方向の回転動作を、前記スロットルバルブの全開位置にて規制するための全開ストッパのうちの少なくとも一方のストッパが一体的に形成されていることを特徴とする内燃機関用スロットル装置。 - 請求項10に記載の内燃機関用スロットル装置において、
内部に前記スロットルバルブを開閉自在に収容する管状ボア壁部を有する樹脂製のスロットルボデーを備え、
前記アクチュエータケースは、前記ボア壁部の外壁面に一体的に形成されていることを特徴とする内燃機関用スロットル装置。 - 請求項10または請求項11に記載の内燃機関用スロットル装置において、
前記アクチュエータは、通電により回転する出力軸を有する駆動モータであって、
前記動力伝達装置は、前記駆動モータの出力軸に固定されたピニオンギヤ、およびこのピニオンギヤと噛み合って回転する中間減速ギヤを有し、前記駆動モータの回転速度を所定の減速比となるように減速する減速歯車装置であって、
前記回転体は、前記スロットルバルブを保持固定するスロットルシャフト、あるいはこのスロットルシャフトの一端部に一体的に装着されて、前記中間減速ギヤと噛み合って回転するバルブギヤであって、
前記アクチュエータケースは、前記減速歯車装置を構成する各ギヤを回転自在に収容するギヤケース、およびこのギヤケースの開口側を閉塞するギヤカバーより構成されていることを特徴とする内燃機関用スロットル装置。 - 請求項12に記載の内燃機関用スロットル装置において、
前記ストッパは、前記ギヤケースの内壁面に樹脂成形で一体的に形成された前記全閉ストッパまたは前記全開ストッパであって、
前記スロットルシャフトまたは前記バルブギヤは、樹脂成形で一体的に形成されて、前記スロットルバルブが全閉方向に回転した際に、前記全閉ストッパに係止される第1被係止部、または前記スロットルバルブが全開方向に回転した際に、前記全開ストッパに係止される第2被係止部を有していることを特徴とする内燃機関用スロットル装置。 - 請求項10ないし請求項13のうちのいずれか1つに記載の内燃機関用スロットル装置において、
前記アクチュエータケースは、樹脂成形で一体的に形成されており、
前記回転体は、樹脂成形で一体的に形成されており、前記スロットルバルブが全閉方向または全開方向に回転した際に、前記ストッパに接触して回転体荷重を印加する回転体荷重印加面を有し、
前記ストッパは、樹脂成形で一体的に形成されており、前記回転体荷重印加面から回転体荷重を受ける回転体荷重受け面を有し、
前記アクチュエータケースの内壁面に、前記ストッパを樹脂成形で一体的に形成して前記アクチュエータケースを硬化した後に、前記ストッパのバルブ荷重受け面に前記バルブ荷重印加面が倣うように前記アクチュエータケース内において前記回転体を樹脂成形で一体的に形成することを特徴とする内燃機関用スロットル装置の製造方法。
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