JP4366324B2 - 内燃機関用吸気量制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、従動側歯車に設けられた衝突部が、ボディに形成された全閉ストッパ、全開ストッパに衝突して従動側歯車の回転が停止する内燃機関用吸気量制御装置に関するものである。

従来、従動側歯車が全閉、または全開ストッパに当たったときの衝突荷重を吸収する内燃機関用吸気量制御装置として、駆動側の歯車と従動側の歯車がはすば歯車からなり、これらの歯車の一方の歯車が回転軸にスラスト方向に可動的に連結されているとともに、歯車と回転軸との間に緩衝部材が設けられているものが知られている（特許文献１参照）。
そして、このものの場合、従動側歯車が全閉、または全開ストッパに当たって急に停止しても、一方の歯車がスラスト方向に移動して、緩衝部材がその衝突荷重を吸収するようになっている。

また、内燃機関用吸気量制御装置として、全閉ストッパ及び全開ストッパに衝突する衝突部がそれぞれ別個に構成したものが知られている（特許文献２参照）。

特開平１１−１７３１６６号公報（図１、図２） 特開２００３-１２０３３５号公報

しかしながら、上記特許文献１のものでは、構造が複雑でコストが高いはすば歯車を用いなければならないとともに、歯車と回転軸との間に歯車を回転軸に対して摺動させるための緩衝部材を用意しなければならず、それだけ部品点数が増加するとともに、歯車が円滑に摺動しない可能性あり、さらにその緩衝部材の組立作業性が面倒であるという問題点があった。
また、上記特許文献２のものでは、コストが高いはすば歯車が不要であり、また歯車を回転軸に対して摺動させるための緩衝部材が不要になるものの、衝突部が別個に構成されており、構造が複雑になるとともに、容積が大きくなってしまうという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、従動側歯車が全閉、または全開ストッパに当たったときの衝突荷重を、簡単な構成で容積を大きくすることなく、吸収することができる内燃機関用吸気量制御装置を得る。

この発明に係る内燃機関用吸気量制御装置は、吸気通路を有するボディと、前記吸気通路を横断して回転自在に設けられたシャフトと、このシャフトに固定された絞り弁と、
前記シャフトの端部に固定された従動側歯車と、この従動歯車に回転力を与える駆動モータと、前記ボディに設けられ、前記絞り弁の全閉位置を定める全閉ストッパ及び前記絞り弁の全開位置を定める全開ストッパと、前記従動側歯車に設けられ、前記全閉ストッパ、前記全開ストッパに衝突して従動側歯車の回転を停止させる衝突部とを備え、前記衝突部は、切り欠き部が形成されて、前記全閉ストッパに衝突して弾性変形する全閉側衝突片及び前記全開ストッパに衝突して弾性変形する全開側衝突片を有しており、また、前記衝突部は、前記切り欠き部の高さ及び幅、前記全閉側衝突片の幅、及び全開側衝突片の幅を、衝突荷重により塑性変形しない範囲とし、かつ全閉側衝突片が弾性変形しても前記絞り弁が回転し過ぎ、前記ボディの前記吸気通路の内壁に噛み込まない範囲で設定されており、前記従動側歯車は、金属製のプレートがインサート樹脂モールド成形されて形成された最終平歯車であり、前記衝突部は、前記プレートの縁部を突出、折曲して構成されている
。

この発明に係る内燃機関用吸気量制御装置によれば、簡単な構成でまた容積を大きくすることなく、従動側歯車が全閉、または全開ストッパに当たったときの衝突荷重が吸収される。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１の内燃機関用吸気量制御装置（以下、吸気量制御装置と呼ぶ）について図に基づいて説明する。
図１はこの吸気量制御装置の側断面図、図２は図１のカバー２０を取り除いたときの吸気量制御装置の左側面図である。
この吸気量制御装置では、直流電流により駆動する駆動モータ１の出力軸１ａに駆動側歯車であるモータ平歯車２が固定されている。このモータ平歯車２には樹脂製の中間平歯車３が歯合している。中間平歯車３には扇形形状の最終平歯車４が歯合している。
この従動側歯車である最終平歯車４は、吸気通路を形成するボディ８に対して回転自在であるシャフト６の端部に固定されている。このシャフト６には、吸気通路内を流れる空気流量を調整する絞り弁７が螺子止めされている。シャフト６の外周で最終平歯車４側には内燃機関がアイドル回転速度の時の初期位置に戻すためのコイル状のリターンスプリング１０が設けられている。

図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図、図４は図２の最終平歯車４を示す斜視図である。
最終平歯車４は、インサート樹脂モールド成形により金属製のプレート５と一体化されて構成されている。プレート５では、外周縁部の一部が絞り弁７側にシャフト６と平行に突出した衝突部１１が形成されている。この衝突部１１は、ボディ８の内壁面から内側に突出した、全閉ストッパ１２及び全開ストッパ１３に衝突するようになっている。
衝突部１１は、端面がＵ字形状に切り欠かれた切り欠き部１４を境にして、全閉側衝突片１１ａ及び全開側衝突片１１ｂを有している。

図５に示すように、切り欠き部１４の高さＨ１は、衝突部１１が全閉ストッパ１２に衝突するときの衝突位置の高さＨ２、全開ストッパ１３に衝突するときの衝突位置の高さＨ３よりも高い。

なお、衝突部１１が全閉ストッパ１２及び全開ストッパ１３に衝突したときに受ける衝突荷重は、絞り弁７の全閉時には、主に全閉側衝突片１１ａで受け止め、絞り弁８の全開時には、主に全開側衝突片１１ｂで受け止めることになるが、全閉時、全開時それぞれでの衝突荷重値が異なることが多い。
その衝突荷重の違いは、全閉側衝突片１１ａの幅寸法Ｌ１及び全開側衝突片１１ｂの幅寸法Ｌ２を調整することで、それら全閉側衝突片１１ａ及び全開側衝突片１１ｂの弾性変形量をそれぞれ所定の範囲に調整することが可能となる。

なお、全閉側衝突片１１ａの弾性変形量を大きく設定し過ぎると、絞り弁７が全閉ストッパ１２に衝突して停止すべき位置よりも、図２において反時計方向に回転し過ぎ、ボディ８の吸気通路の内壁に噛み込む恐れがある（通常、絞り弁７の全閉位置設定は、絞り弁７の吸気通路内壁への噛み込みを防止するため、絞り弁７が吸気通路内壁に接触する位置から若干開いた位置を全閉としている）。
よって、特に、全閉ストッパ１２に衝突した位置から絞り弁７がボディ８の吸気通路内壁に接触するまでの範囲で、かつ全閉側衝突片１１ａが衝撃荷重により塑性変形しない範囲で、切り欠き部１４の高さＨ１、幅Ｌ３、全閉側衝突片１１ａの幅Ｌ１及び全開側衝突片１１ｂの幅Ｌ２を設定する必要性がある。

上記構成の吸気量制御装置では、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（図示せず）よりアクセル開度信号がＥＣＵに入力される。ＥＣＵでは絞り弁７が所定の開度となるように駆動モータ１に通電し、駆動モータ１の出力軸１ａが回転する。そして、出力軸１ａが回転することにより、モータ平歯車２、中間平歯車３、最終平歯車４が回転する。これにより、最終平歯車４と一体のシャフト６が所定の回転角度だけ回転し、ボディ８に形成された吸気通路内において絞り弁７は所定の回転角度に保持される。

そして、絞り弁７が全開のときには、プレート５の衝突部１１が全開ストッパ１３に衝突して絞り弁７の回動が停止するが、そのときの衝撃荷重は、衝突部１１に切り欠き部１４が形成されているので、特に全開側衝突片１１ｂが大きく弾性変形して吸収される。そのため、例えば衝突部１１の衝突で最終平歯車４及び中間平歯車３それぞれの歯面に応力集中が発生し、歯面が損傷するというようなことが防止される。
また、絞り弁７が全閉のときには、プレート５の衝突部１１が全閉ストッパ１２に衝突して絞り弁７の回動が停止するが、そのときにも、絞り弁７の全開のときと同様に、衝撃荷重は、特に全閉側衝突片１１ａが大きく弾性変形して吸収され、最終平歯車４及び中間平歯車３それぞれの歯面の損傷が防止される。

以上説明したように、この発明による吸気量制御装置によれば、衝突部１１は、切り欠き部１４が形成されて、全閉ストッパ１２に衝突して弾性変形する全閉側衝突片１１ａ及び全開ストッパ１３に衝突して弾性変形する全開側衝突片１１ｂを有しているので、最終平歯車４が全閉ストッパ１２、または全開ストッパ１３に当たったときの衝突荷重が確実に吸収され、そのため例えば衝突部１１の衝突で最終平歯車４及び中間平歯車３それぞれの歯面に応力集中が発生し、歯面が損傷するといったことが防止される。

また、衝突部１１は、プレート５の縁部を突出、折曲するだけで簡単に形成される。

また、衝突部１１の先端面を基準として、切り欠き部１４の高さＨ１は、衝突部１１が全閉ストッパ１２に衝突するときの衝突位置の高さＨ２、衝突部１１が全開ストッパ１３に衝突するときの衝突位置の高さＨ３よりも高いので、衝突部１１の衝突により、全閉側衝突片１１ａ、全開側衝突片１１ｂは確実に弾性変形し、衝突荷重は確実に吸収される。

また、衝突部１１の弾性変形量は、切り欠き部１４の高さＨ１及び幅Ｌ３、全閉側衝突片１１ａの幅Ｌ１、及び全開側衝突片１１ｂの幅Ｌ２の調整により設定されるので、全閉時、全開時それぞれでの衝突荷重値が異なるときでも、簡単に最適な弾性変形量に設定することができる。

この発明の実施の形態１の内燃機関用吸気量制御装置を示す側断面図である。 図１のカバーを取り除いたときの内燃機関用吸気量制御装置の左側面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。 図２の最終平歯車を示す斜視図である。 衝突部の切り欠き部と、衝突部が全閉ストッパ、全開ストッパに衝突するときの衝突位置との関係を説明するための説明図である。

符号の説明

１ モータ、１ａ 出力軸、２ モータ平歯車（駆動側歯車）、３ 中間平歯車、４ 最終平歯車（従動側歯車）、５ プレート、６ シャフト、７ 絞り弁、８ ボディ、１１ 衝突部、１１ａ 全閉側衝突片、１１ｂ 全開側衝突片、１２ 全閉ストッパ、１３ 全開ストッパ、１４ 切り欠き部。

Claims (1)

1. 吸気通路を有するボディと、
   前記吸気通路を横断して回転自在に設けられたシャフトと、
   このシャフトに固定された絞り弁と、
   前記シャフトの端部に固定された従動側歯車と、
   この従動歯車に回転力を与える駆動モータと、
   前記ボディに設けられ、前記絞り弁の全閉位置を定める全閉ストッパ及び前記絞り弁の全開位置を定める全開ストッパと、
   前記従動側歯車に設けられ、前記全閉ストッパ、前記全開ストッパに衝突して従動側歯車の回転を停止させる衝突部とを備え、
   前記衝突部は、切り欠き部が形成されて、前記全閉ストッパに衝突して弾性変形する全閉側衝突片及び前記全開ストッパに衝突して弾性変形する全開側衝突片を有しており、
   また、前記衝突部は、前記切り欠き部の高さ及び幅、前記全閉側衝突片の幅、及び全開側衝突片の幅を、衝突荷重により塑性変形しない範囲とし、かつ全閉側衝突片が弾性変形しても前記絞り弁が回転し過ぎ、前記ボディの前記吸気通路の内壁に噛み込まない範囲で設定されており、
   前記従動側歯車は、金属製のプレートがインサート樹脂モールド成形されて形成された最終平歯車であり、前記衝突部は、前記プレートの縁部を突出、折曲して構成されている
   内燃機関用吸気量制御装置。

Images