JPS62197649A - 車両用スロツトル駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は車両用スロットル駆動装置に関し、詳しくは密
閉構造の高トルク型モータのロータシャフトにヒートパ
イプを装着し、スロットルに直付けしスロットル・バル
ブを介して熱を放散してモータを冷却する車両用スロッ
トル駆動装置に関する。

［従来の技術］ 現在、車両用スロットルは、ケーブル、リンク等を介し
てアクセルペダルと連結されており、スロットル・バル
ブは全閉からから全開までアクセルペダルによって機械
的に駆動されている。このような従来のスロットルを機
械的に駆動する方法に対し、スロットルをアクチュエー
タを用いて駆動する方法が考えられる。この方法による
ときは、アクセルペダルのポジションによるアクチュエ
ータの制御は勿論のこと、その他に、アイドル・スピー
ド、オートドライブ、あるいはトラクションの制御をも
付加することができる。また、将来、アイドル・スピー
ド制御、オートドライブ制御、トラクション制御のみで
なく、ステアリング系、サスペンション系、ブレーキ系
等、乗員の快適性をより一層向上させるためには、車両
全体をシステム制御する必要があり、そのためには、ス
ロ・７トル・バルブを全開から全開まで、高トルク、高
速応答、かつ高精度で駆動するためのアクチュエータが
必要となる。

従来、車両用スロットルを直接駆動するアクチュエータ
に小形直流モータを使用するものとして、米国特許第４
．２１２．２７２号明細書に記載のアイドル・スピード
コントロール装置がある。この従来の技術では、モータ
の回転を歯車列からなる減速機構で落として、スロット
ル・バルブのアイドリング・ポジションをコントロール
するものであって、ギアのバックラッシュがあるなど精
度が良くなく、。

応答速度も遅く、モータ効率も非常に悪い、また、本来
の目的がアイドルスピードコントロールであるため、ス
ロットル全閉付近の制御であり、制御範囲が狭（、車両
アイドリング時の短時間の作動にのみしか使用できない
。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は前記のごとき問題点に鑑みてなされたものであ
って、スロットル・バルブを全閉から全開まで、高トル
ク、高速応答、高精度に制御できる車両用スロットル駆
動装置に高トルク型モータを採用した場合に必″要とな
るモータの放熱を効率良く小型な構成で達成できるもの
を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の車両用スロットル駆動装置は、密閉構造の高ト
ルク型モータのロータシャフトの中にヒートパイプを装
着し、このロータシャフトをスロットル・バルブに直付
けすることを要旨とする。

［作用］ 本発明の車両用スロットル駆動装置は、ロータシャフト
の中にヒートパイプを装着し、このロータシャフトをス
ロットル・バルブに直付けしたので、ロータシャフトと
スロットル・バルブは機械的に連結されるだけでなく、
ロータシャフト内のヒートパイプの凝縮部がスロットル
・バルブに近接し熱的に連結される。そのため、モータ
本体で発生する熱はロータシャフトのヒートパイプで運
ばれ、スロットル・バルブを通して放散され、モータ本
体が冷却される。スロットル・バルブからの熱の放散は
スロットル・ボディ内に空気流があるためさらに助長さ
れる。

ロータシャフトを直接ヒートパイプとする従来公知のモ
ータとしては特開昭５６−１５７２３８に述べられてい
るが、その従来公知のモータの構造は第５図に示される
通りであり、そのモータ１の冷却室１２、冷却フィン１
３、冷却ファン１４に相当するのが、本発明装置におけ
るスロットル・ボディ、スロットル・バルブ、スロット
ル・ボディ内の吸気である。本発明装置では従来公知の
モータにおける冷却室、冷却フィンおよび冷却ファンが
不要なため、モータ自体は小形、軽量、低コトス化が図
れる。

［実施例］ 本発明の実施例を以下図面に従って説明する。

第１図は本発明の第１実施例の横断面図である。

第１図において、モータ１は、密閉構造の高トルク型直
流モータであり、ブラシ９よりコンミテータ８に直流を
給電され、積層コア２に巻かれた巻線１１に電流が流れ
、一方のヨーク４に固定された永久磁石１０との間で、
フレミングの左手の法則に従う向きに、ロータシャフト
３に回転トルクが働き、このトルクと図示されないリタ
ーンスプリングの弾発力が釣り合った位置にスロットル
・バルブ２１が開かれる。ロータシャフト３はボールベ
アリング７で支持されており、ロータシャフト３の一端
３ａはモータ１の端ｆｉ５より外へ突き出されている。

また、ロータシャフト３の中心には空洞が設けられ、そ
の中に作動流体を密封したヒートバイブロが装着されて
いる。ヒートバイブロの装着方法としては、圧入接着、
クラツド化などがあり、その他にも空洞内面をメッキし
たのちヒートパイプ化する方法がある。このモータ１は
スロットル本体２０の一側に固定され、ロータシャフト
３の突き出された一端３ａがスロットル・バルブ２１の
軸２３に連結されている。スロットル本体２０の他の一
側にはスロットルポジションセンサ３０が取り付けられ
、スロットル・バルブ２１の軸２３と連結されている。

第１図の破線は熱の流れを示すものであるが、ここで熱
の伝達機構について説明する。積層コア２に巻かれた巻
線１１に発生した銅損による熱、およびブラシ９、コン
ミテータ８の間で発生した熱は、ロータシャフト３に伝
えられロータシャフト３内のヒートバイブロの蒸発部６
ａ側を加熱する。ヒートパイプの蒸発部６ａでは加熱に
より密閉された空洞内の作動流体が蒸発し熱が吸収され
る。蒸発部６ａで熱を吸収した作動流体の蒸気は、蒸気
流となって凝縮部６ｂへ流れる。Ｗ締部６ｂのあるロー
タシャフト３の突出した一端３ａにはスロットル・バル
ブ２１の軸２３が連結されているので、熱はスロットル
・バルブ２１から大量に放散され、この冷却により蒸気
流はここで凝縮する。

凝縮して再び液体に戻った作動流体はヒートバイブロの
壁面を伝って蒸発部６ａへ還流する。蒸発Ｍ　６　ａへ
還流した作動流体は加熱により蒸気となり前と同じ作動
流体の状態変化動作を繰り返して、モータ１で発生した
熱をどんどん放散する。なお、スロットル・バルブ２１
は第２図（ａ）、（ｂ）のスロットル・バルブの横断面
図および側断面図に示すように、スロットル・ボディ２
２内に空気が流れているため、スロットル・バルブ２１
からの放熱を助長する構造となっている。

本実施例では、モータ１の位置、速度を検出するセンサ
を、モータ本体に内蔵させず、スロットル・バルブの軸
２３を介して連結されたスロットルポジションセンサ３
０の信号で対応している。

この方法により、センサとモータとが熱的に離隔され絶
縁される。

次に本実施例の装置全体の概略を示すブロック線図を第
３図に示す、高トルク型直流モータ１は、モータ駆動回
路１５により給電されて駆動する。

２０はスロットル本体であり、スロットル・バルブの軸
と高トルク型直流モータ１のシャフトとが直結、連結さ
れている。３０は、スロットルポジションセンサであり
、スロットル本体２０のスロットル・バルブの軸と直結
、連結されており、スロットル・バルブの開角度の情報
を制御回路４０に伝達し、また高トルク型直流モータ１
のシャフトはスロットル本体２０のスロットル・バルブ
の軸を介して、スロットルポジションセンサ３０と連結
されているため、スロットルポジションセンサ３０より
、高トルク型直流モータ１の位置情報、速度情報を制御
回路４０に伝達する。アクセルポジションセンサ５０は
、アクセルペダル６０と連結されており、アクセル開度
の情報を制御回路４０に伝達する。７０は外部制御信号
であり、外部の信号例えばアイドルスピード制御信号、
オートドライブ制御信号、トラクション信号等を、制御
回路４０に伝達する。なお、第３図において、スロット
ルポジションセンサ３０より、高トルク型直流モータ１
の位置情報、速度情報を制御回路４０に伝達され、また
外部の制御信号が制御回路４０に伝達され、高トルク型
直流モータ１を制御する過程は、公知のデジタル回路お
よびマイクロプロセッサ−によって簡単に実現される。

本実施例ではロータシャフト３とスロットル・バルブ２
１の軸２３とを直接連結するだけであるので、組立が極
めて簡単である。また、アクセルペダルの開度情報に基
づき、スロットル・バルブ駆動用のモータが高精度でか
つ高速で応答する。

第４図は本発明の第２実施例の断面図である６第４図に
おいて、ロータシャフト３はスロットル・バルブ側が延
長され、スロットル・バルブ２１の軸と一体化されてい
る。また、ロータシャフト３内に装着されるヒートバイ
ブロもスロットル・バルブ２１の一部まで延長されてい
る。

本実施例では、ヒートバイブロの凝縮部６ｂがスロット
ル・バルブ２１の中に深く差し込まれているので、凝縮
部の長さが長く、より効果的にモータを冷却することが
できる。

以上述べた本発明の実施例においては、ロータシャフト
を一方にのみ延長するものを示したが、ロータシャフト
とヒートパイプを両側に延長して両側から冷却するよう
にしてもよい。なお、本発明は以上例示の具体例にのみ
限定して解釈されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱
しない限り、当業者の知識に基づいて種々な変形、修正
、改良を加えうろこと勿論であり例えば高トルク型直流
モータでなく高トルク型交流モータを採用することもで
きる。また、実施悪様においては、スロットルポジショ
ンセンサをスロットル・バルブを介してロータシャフト
と連結したので、前記モータとセンサとが熱的に絶縁さ
れ、センサがモータの熱により悪影響を受けず信頼性が
良くなる。

［発明の効果コ 本発明は以上説明したように、ロータシャフトの中にヒ
ートパイプを装着し、スロットル・バルブに直付けする
密閉構造の車両用スロットル駆動装置であって、スロッ
トル・バルブに冷却用の放熱板の機能を持たせたので、
密閉構造の高トルク型モータに冷却室や冷却ファンを設
けることなく、ロータシャフトを通じて駆動装置全体を
冷却することができ、そのため、密閉型の駆動装置であ
りながら、小形化および軽量化を可能にするものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の横断面図、第２図（ａ）
、（ｂ）はスロットル・ボディの横断面図および側断面
図、第３図は第１実施例の装置全体概略を示すブロック
図、第４図は第２実施例の横断面図、第５図は従来例を
示す側断面図である。 １・・・密閉構造の高トルク型直流モータ、３・・・ロ
ータシャフト、６・・・ヒートパイプ、２０・・・スロ
ットル本体、２１・・・スロットル・バルブ、２３・・
・スロットル・バルブの軸、３０・・・スロットルポジ
ションセンサし暦ニ 第２ （ａ） （ｂ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉構造の高トルク型モータのロータシャフトの
   中にヒートパイプを装着し、前記ロータシャフトをスロ
   ットル・バルブに直付し該スロットルバルブを前記ヒー
   トパイプの放熱部とすることを特徴とする車両用スロッ
   トル駆動装置。
2. （２）ロータシャフトとスロットル・バルブの軸とを一
   体とした特許請求の範囲第１項に記載の車両用スロット
   ル駆動装置。
3. （３）スロットルポジションセンサを、スロットル・バ
   ルブを介してロータシャフトと連結した特許請求の範囲
   第１項に記載の車両用スロットル駆動装置。