JPH10196416A - スロットルアクチュエータ - Google Patents

スロットルアクチュエータ

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JPH10196416A
JPH10196416A JP9003932A JP393297A JPH10196416A JP H10196416 A JPH10196416 A JP H10196416A JP 9003932 A JP9003932 A JP 9003932A JP 393297 A JP393297 A JP 393297A JP H10196416 A JPH10196416 A JP H10196416A
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JP
Japan
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planetary
shaft
gear
valve
throttle actuator
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JP9003932A
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Kyohei Yamamoto
京平 山本
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements 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
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スロットルバルブのバルブ軸とモータの回転
軸とを同一軸線上に設けることにより、小型で、装着性
の良いスロットルアクチュエータを得る。 【解決手段】 スロットルバルブ1を有するバルブ軸3
と、固定子巻線7の磁界により回転すると共に回転軸9
に太陽歯車9aを有するブラシレスモータ4の回転子8
と、ブラシレスモータ4の回転軸9に設けられた太陽歯
車9aと外周に設けられた固定歯車14とに噛み合い回
転子8の回転により遊星運動する遊星歯車13を有する
遊星減速手段と、遊星歯車13を支承し、遊星歯車13
と共に公転運動する遊星歯車支持ピン16と、遊星歯車
支持ピン16とバルブ軸3とを連結する遊星腕17とを
備えることにより、バルブ軸3とブラシレスモータ4の
回転軸9とを同一軸心上に配置することを可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の吸気
通路に設けられるスロットルバルブを操作するスロット
ルアクチュエータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】スロットルバルブを減速機構を介した電
動アクチュエータにて操作するものとしては、例えば、
特開平5ー240070号公報に開示されているものが
公知である。この公知例によれば電動アクチュエータに
ブラシレスモータを使用するものにおいて、固定子巻線
に対する電流切り替え頻度を下げ、回転角検出装置の高
精度化を避けるために減速機構を介在させることが開示
され、さらに、ブラシレスモータとスロットルバルブの
間に介在させる減速機構として外歯の平歯車を組み合わ
せるものが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなスロットル
アクチュエータは内燃機関のスロットルボディに直接装
着されるものであり、装着性の良いものが要求されるの
は当然のことながら、車両用内燃機関の場合、エンジン
室のレイアウト上、より小型であることが何にも増して
強く要求される。しかし、上記公知例のように減速手段
に外歯の平歯車を使用したものにおいては、アクチュエ
ータとしてのモータの回転軸とスロットルバルブのバル
ブ軸との間を各軸に設けられた各歯車の半径の和に相当
する距離をオフセットするか、オフセットのスペースの
ない時にはアイドル歯車を使用して軸方向に積み重ねる
ことが必要で、何れの場合にも小型化するのは困難であ
り、更に、減速比を大きくするときバルブ軸側の歯車径
が減速比と共に大きくなり、オフセット量も大きくなっ
て装着性が悪化し、エンジン室内のレイアウトに問題を
生じるものであった。
【0004】この発明は以上のような課題を解決するた
めになされたものであって、スロットルバルブのバルブ
軸とアクチュエータの回転軸とを同一軸線上に設けるこ
とを可能にすると共に、減速機構を含めたアクチュエー
タを小型化することにより装着性の良いスロットルアク
チュエータを得ることを目的とし、さらに、部品点数の
低減を可能としたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係わるスロッ
トルアクチュエータは、固定子巻線が設けられた固定子
と回転軸に太陽歯車が設けられた回転子とを有する駆動
手段、回転軸の太陽歯車とこの太陽歯車の外周に設けら
れた固定歯車とこれらの両歯車に噛み合い回転子の回転
により遊星運動する遊星歯車とを有する遊星減速手段、
遊星歯車を支承し遊星歯車と共に公転運動する遊星歯車
支持ピン、遊星歯車支持ピンとスロットルバルブのバル
ブ軸との間に介在しバルブ軸を駆動する遊星腕を備えた
ものである。
【0006】また、駆動手段の回転軸は、スロットルバ
ルブのバルブ軸と同一軸心上に配置されている。また、
遊星腕に当接し遊星腕の回動量を制限する機構が設けら
れている。また、回転軸の一端は、バルブ軸の軸端部に
設けられた軸受けによって支承されている。
【0007】また、固定子巻線に界磁電流を供給するコ
ネクタと、回転軸の一端を支承する軸受支持部材とを一
体に構成したものである。・また、遊星減速手段の固定
歯車と、回転軸の一端を支承する軸受支持部材とを一体
に構成したものである。また、固定子巻線に界磁電流を
供給するコネクタと、固定子のフレームとを一体に成形
したものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.図1及び図2は、この発明の実施の形態
1のスロットルアクチュエータの構成を示すもので、図
1はその断面図、図2は減速機構部の平面図である。図
において、1は内燃機関の吸気通路であるスロットルボ
ディ2に設けられ、吸入空気量を調整するスロットルバ
ルブ、3はスロットルバルブ1が取り付けられ、これを
回動してスロットルバルブ1を開閉するバルブ軸であ
る。4はフレーム5と、フレーム5に取り付けられた固
定子鉄心6と、固定子鉄心6に巻装された固定子巻線7
と、固定子巻線7の界磁により回転力を受ける回転子8
と、回転子8を支承すると共にバルブ軸3と同一軸心上
に設けられた回転軸9と、固定子巻線7に図示しない制
御器より電力を供給するコネクタ10とにより構成され
るブラシレスモータで、ブラシレスモータ4の回転軸9
は、その一端が軸受11を介してフレーム5に支承さ
れ、他端が軸受12を介してバルブ軸3の有底孔3aに
支承されると共に、回転軸9のバルブ軸3側外周には遊
星減速機構の太陽歯車9aが設けられている。
【0009】13は回転軸9の太陽歯車9aとスロット
ルボディ2及びフレーム5に固定された固定歯車14と
に噛み合う遊星歯車で、これらは遊星減速機構を構成
し、遊星歯車13はその回転中心において軸受15を介
して遊星歯車支持ピン16に支承され、遊星歯車支持ピ
ン16はバルブ軸3に固定された遊星腕17に取り付け
られている。18は遊星腕17の当接面17aと当接す
ることにより遊星腕17の回動、従ってバルブ軸3の回
動を制限するストッパで、ストッパ18はスロットルボ
ディ2に螺合し、スロットルバルブ1の全閉状態で遊星
腕17の当接面17aと当接してその回動を制限するよ
うに調整されている。また、10aはコネクタ10と一
体に構成された仕切部材で、回転軸9の外周近くまで配
設され減速機構とモータ部とを隔離すると共に、遊星歯
車13の軸方向位置を規制するように構成されている。
なお、19はバルブ軸3の有底孔3aと回転軸9との間
に介在する球状のスラスト方向軸受で、軸受11部に設
けられた波ワッシャ20と共に回転軸9を軸方向に位置
決めするものである。また、21はスロットルバルブ1
を閉じる方向に付勢する復帰バネ、22はスロットルバ
ルブ1の回転角を検出するセンサ、23はコネクタ10
の端子金具である。
【0010】固定子巻線7に電力が供給され、その磁界
により回転子8が回転すると回転軸9の太陽歯車9aが
回転し、太陽歯車9aと噛み合う遊星歯車13は自転し
ながら固定歯車14の内周を公転して遊星運動する。遊
星歯車13の公転は遊星歯車支持ピン16と遊星腕17
を介してバルブ軸3に伝達され、太陽歯車9aと固定歯
車14との歯数比で決まる減速比で減速されてバルブ軸
3は回動し、エンジンの吸入空気量を制御する。このよ
うに構成されたこの発明の実施の形態1のスロットルア
クチュエータにおいては、モータ駆動によりスロットル
バルブの開度を制御するときの減速機構に遊星減速機構
を使用したので、ブラシレスモータ1の回転軸9とバル
ブ軸3とを同一軸心上に設けることができ、小型で極め
て装着性の良いスロットルアクチュエータを得ることが
できるものである。
【0011】また、スロットルボディ2に支承されたバ
ルブ軸3に有底孔3aを設け、バルブ軸3によりブラシ
レスモータ4の回転軸9の一端を支承するようにしたの
でブラシレスモータ4の軸受用ブラケットを廃止するこ
とができ、更なる小型化と部品点数の低減が可能となる
ものである。さらに、アクチュエータの非動作時にスロ
ットルバルブ1を全閉状態とする復帰バネ21と共に全
閉位置を保持するストッパ機構を減速機構の遊星腕17
に設けたため装置を小型化しながら強度の確保ができ、
信頼性の向上にもつながるものである。さらにまた、コ
ネクタ10と一体に構成した仕切部材10aにより遊星
歯車13の位置決めと、減速機構とモータ部との隔離を
したので、遊星歯車13の抜け止め機構の廃止ができて
より小型化できると同時に減速機構の潤滑グリースなど
のモータ部への侵入が防止できるものである。
【0012】実施の形態2.図3は、この発明の実施の
形態2のスロットルアクチュエータの構成を示す断面図
である。この実施の形態は、スロットルアクチュエータ
の固定子巻線7に給電するためのコネクタ10と一体に
軸受支持部10bを設け、軸受支持部10bに装着され
た軸受12aによりブラシレスモータの回転軸9の一端
を支承すると共に、軸受支持部10bにより遊星歯車1
3の軸方向位置の規制ができるようにしたものである。
このように構成された実施の形態2のスロットルアクチ
ュエータによれば、実施の形態1の場合と同様に、ブラ
シレスモータの一方の軸受を保持するブラケットが不要
となり、装置の小型化と部品点数の低減が可能となるば
かりでなく、減速機構とモータ部との間が完全に隔離さ
れ、減速機構の潤滑グリースなどのモータ部への侵入が
完全に防止できるものである。
【0013】実施の形態3.図4は、この発明の実施の
形態3のスロットルアクチュエータの構成を示す断面図
である。この実施の形態は、スロットルアクチュエータ
の固定子巻線7に給電するためのコネクタ10と固定子
鉄心6などを保持するフレーム5aとを成形材により一
体に成形し、さらに、フレーム5aとスロットルボディ
2との間に保持される固定歯車14と一体に、軸受12
aを保持すると共に遊星歯車13の抜け止めとなる軸受
支持部14aを構成するようにしたものである。このよ
うに構成された実施の形態3のスロットルアクチュエー
タによれば、固定子鉄心6や端子金具23などをインサ
ート材としてコネクタ10とフレーム5aを一つの工程
で一体に成形することができ、生産性の向上と軽量化が
可能になり、さらに、実施の形態2と同様にブラシレス
モータの一方の軸受を保持するブラケットが不要となっ
て装置の小型化と部品点数の低減が可能となり、減速機
構とモータ部との間が完全に隔離され、減速機構の潤滑
グリースなどのモータ部への侵入が完全に防止できるも
のである。
【0014】
【発明の効果】この発明のスロットルアクチュエータに
よれば、ブラシレスモータの回転軸とスロットルバルブ
のバルブ軸とを遊星歯車による減速機構にて結合するよ
うにしたので、回転軸とバルブ軸とを同一軸心上に配置
することができ、小型で装着性の良い優れたスロットル
アクチュエータを得ることができるものであり、同一軸
心上に回転軸とバルブ軸とを配置できるために、回転軸
の一方の軸端をバルブ軸にて支承し、より小型化するこ
とが可能となってエンジン室のレイアウトを容易とする
ことができるものである。
【0015】また、コネクタや遊星減速機構の固定歯車
によりモータの一方の軸受支持部を構成し、減速機構と
モータ部との隔離と遊星歯車の抜け止めを行えるように
したので、小型化でき、減速機構の潤滑グリースがモー
タ部に侵入することがなく、部品点数の低減が可能なス
ロットルアクチュエータを得ることができるものであ
る。さらに、遊星減速機構の遊星腕を利用してスロット
ル全閉時のストッパを構成したので小型で信頼性の高い
スロットルアクチュエータを得ることができ、さらにま
た、コネクタとモータのフレームとを一体に成形できる
ようにしたので軽量化と生産性の向上が可能となるもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の構成を示す断面図
である。
【図2】 この発明の実施の形態1の減速機構部の平面
図である。
【図3】 この発明の実施の形態2の構成を示す断面図
である。
【図4】 この発明の実施の形態3の構成を示す断面図
である。
【符号の説明】
1 スロットルバルブ、3 バルブ軸、3a 有底孔、
4 ブラシレスモータ、5、5a フレーム、6 固定
子鉄心、7 固定子巻線、8 回転子、9 回転軸、9
a 太陽歯車、10 コネクタ、10a 仕切部材、1
0b、14a 軸受支持部、13 遊星歯車、14 固
定歯車、16 遊星歯車支持ピン、17 遊星腕、18
ストッパ、21 復帰バネ、23 端子金具。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定子巻線が設けられた固定子と回転軸
    に太陽歯車が設けられた回転子とを有する駆動手段、前
    記回転軸の太陽歯車とこの太陽歯車の外周に設けられた
    固定歯車とこれらの両歯車に噛み合い回転子の回転によ
    り遊星運動する遊星歯車とを有する遊星減速手段、前記
    遊星歯車を支承し遊星歯車と共に公転運動する遊星歯車
    支持ピン、この遊星歯車支持ピンとスロットルバルブの
    バルブ軸との間に介在しバルブ軸を駆動する遊星腕を備
    えたことを特徴とするスロットルアクチュエータ。
  2. 【請求項2】 駆動手段の回転軸は、スロットルバルブ
    のバルブ軸と同一軸心上に配置されていることを特徴と
    する請求項1記載のスロットルアクチュエータ。
  3. 【請求項3】 遊星腕に当接し遊星腕の回動量を制限す
    る機構が設けられていることを特徴とする請求項1また
    は請求項2記載のスロットルアクチュエータ。
  4. 【請求項4】 回転軸の一端は、バルブ軸の軸端部に設
    けられた軸受けによって支承されていることを特徴とす
    る請求項1〜請求項3のいずれか一項記載のスロットル
    アクチュエータ。
  5. 【請求項5】 固定子巻線に界磁電流を供給するコネク
    タと、回転軸の一端を支承する軸受支持部材とを一体に
    構成したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれ
    か一項記載のスロットルアクチュエータ。
  6. 【請求項6】 遊星減速手段の固定歯車と、回転軸の一
    端を支承する軸受支持部材とを一体に構成したことを特
    徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項記載のスロ
    ットルアクチュエータ。
  7. 【請求項7】 固定子巻線に界磁電流を供給するコネク
    タと、固定子のフレームとを一体に成形したことを特徴
    とする請求項1〜請求項6のいずれか一項記載のスロッ
    トルアクチュエータ。
JP9003932A 1997-01-13 1997-01-13 スロットルアクチュエータ Pending JPH10196416A (ja)

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JP9003932A JPH10196416A (ja) 1997-01-13 1997-01-13 スロットルアクチュエータ
US08/858,563 US5777412A (en) 1997-01-13 1997-05-19 Throttle actuator

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