KR19980071263A

KR19980071263A - 스로틀밸브 제어장치

Info

Publication number: KR19980071263A
Application number: KR1019980004024A
Authority: KR
Inventors: 에이이치 도죠; 히데키 가토; 하지메 아카도; 히로미쓰 오니시; 유이치로 미우라; 게이이치 오카자키
Original assignee: 오카베 히로무; 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1998-02-11
Publication date: 1998-10-26
Also published as: US5996554A; EP0859139A3; JPH10288054A; EP0859139A2; CN1190712A

Abstract

스로틀 제어장치는 솔레노이드를 가지는 고정자 코어와 스로틀밸브 반송하는 회전자로 구성된다. 회전자는 방사상 두께방향으로 자화된 하나 또는 다수의 희토류 금속 영구자석으로 구성되는 한 쌍의 자극을 가진다. 고정자 코어는 회전자를 둘러싸는 내측 주변부를 가지고, 그리고 내측 주변부는 슬롯이 없이 부드러워, 자속밀도의 균일한 분포가 내측 주변부에 형성될 수 있어서, 이에 의해 저지토크를 감소시킨다.

Description

스로틀밸브 제어장치

관련출원에 상호참조

본 출원은 그 내용이 여기서 참조로 활용되는, 1997년 2월 13일 출원된 일본특허출원 Hei 9-28753호와 1998년 1월 8일 출원된 Hei 10-2448호를 기초로하고 그리고 우선권을 주장한다.

본 발명은 공기유입통로를 제어하기 위한 스로틀밸브 제어장치에 관한 것이다.

미국특허 제5,287,835호는 그 내에서 스로틀밸브가 토크모터에 의해 구동되는 공기유입통로를 제어하기 위한 스로틀밸브 제어장치를 기술하여 놓았다. 스로틀밸브의 응답속도를 증가시키기 위하여, 한 방향으로 스로틀밸브를 바이어싱시키기 위한 복귀스프링(return spring)이 생략된다.

미국특허 제5,287,835호의 도면은 회전자를 감싸는 내측 주변부에 슬롯이 없는 액츄에이터의 고정자 코어를 보여준다. 그러나, 도면은 단지 개략적인 모습만을 보여주고, 명세서에 고정자 코어의 내측 주변에 대한 설명이 없다. 다른 도면에 설명된 고정자 코어는 분리된 N-극 고정자부분과 S-극 고정자부분이고, 그리고 슬롯 또는 요입부들이 두 부분 사이에 형성된다. 만일 고정자에 네오듐, 사마륨 또는 코발트와 같은 희토류 금속으로 만들어진 영구자석이 구비된다면, 고정자내 자속밀도의 분포는 페라이트자석이 구비된 회전자에 의해 야기된 자속밀도의 분포보다 불균일하게 된다. 따라서, 구동코일이 턴오프되면 커다란 저지토크(detent torque)가 회전자에 인가된다.

스로틀밸브가 개방되는 것을 방지하기 위하여 완전히 밀폐된 위치로 회전자를 복귀시키기 위한 복귀스프링을 가지는 액츄에이터에서, 만일 토크모터의 현재 제어장치가 고장나게 된다면, 회전자를 감싸는 고정자의 내측 주변에 슬롯이 있다면 저지토크에 반대해 완전히 밀폐된 위치로 회전자를 복귀시키기 위해서는 커다란 스프링력이 필요하게 된다. 즉, 커다란 전기-자기력과, 이에 따른 커다란 크기의 토크모터가 스프링력에 반대해 스로틀밸브를 구동시키기 위해 필요하다.

회전자상의 자극을 위한 영구자석이 반경방향으로 자화되는 것이 바람직하다 하더라도, 만일 영구자석의 자극들이 다수의 소결된, 반경방향으로 자화된 입자들로 구성된다면 영구자석을 냉각시키는 단계동안 틈(crack)이 형성될 수 있다. 따라서, 생산율이 낮아지고 그리고 제조단가가 증가된다.

본 발명의 주 목적은 단순하고 컴팩트한 스로틀밸브 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스로틀위치를 정확히 제어하는 스로틀밸브 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 낮은 비용으로 쉽게 제조될 수 있는 스로틀밸브 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 전기-자기 구동유닛의 고정자 코어는, 고장자 코어에서 자속밀도의 분포의 불균일성이 감소될 수 있도록 슬롯이 없는 부드러운 내측주변을 가지도록 설치된다. 따라서, 솔레노이드에 공급되는 전류없이 회전자가 회전될 때 회전자에 인가된 저지토크가 제거될 수 있다. 따라서, 회전자를 구동시키기 위한 전기-자기력이 감소될 수 있다. 저지토크가 제거될 수 있기 때문에, 스로틀밸브 제어장치의 전기-자기력이 감소될 수 있다. 따라서, 전기-자기 구동유닛과 스로틀밸브 제어장치의 크기가 작게 만들어질 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 스로틀밸브 제어장치에 있어서, 회전자의 외측 주변에 설치된 영구자석부재는 회전자의 중심에서 반경방향으로 자화된다. 따라서, 회전자에 인가된 토크에서의 불균일이 회전자의 회전위치에 관계없이 감소될 수 있다. 결과적으로, 스로틀위치는 회전자의 회전위치에 관계없이 정확히 제어될 수 있어서, 유입공기가 정확히 제어될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 스로틀밸브 제어장치에 있어서, 동일 방향으로 자화된 다수의 영구자석들이 반경방향으로 자화된 자극을 제공하기 위하여 회전자의 외측 주변에 설치된다. 따라서, 영구자석은 높은 생산율과 저비용으로, 틈없이 손쉽게 제조될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 스로틀밸브 제어장치에 있어서, 회전자를 감싸는 내측 주변부는 고정자 코어의 부분과 결합시에 솔레노이드 부분의 폭으로부터 연장하는 영역외의 영역에 형성된다. 따라서, 결합부의 응력은 고정자 코어의 내측 주변에 영향을 미치지 않고, 그리고 고정자 코어의 내측 주변과 회전자간의 공기 갭은 균일하게 유지될 수 있다. 결과적으로, 회전자에 인가된 토크는 회전자의 부드러운 회전, 스로틀밸브 위치의 높은 정확성 및 유입공기의 정확한 제어를 보장하기 위해 정확하게 조절될 수 있다.

본 발명의 이들 목적과 특징과 특성들 뿐만 아니라 본 발명의 관련 부품의 기능들은 다음이 상세한 설명, 청구범위 및 도면을 면밀히 살펴봄으로써 보다 명확해지게 된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른, 커버가 없는 스로틀밸브 제어장치를 설명하는 정면도.

도 2는 제1실시예를 설명하는 종단면도.

도 3a는 고정자 코어를 설명하는 정면도.

도 3b와 도 3c는 솔레노이드를 설명하는 정면도.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 스로틀밸브 제어장치를 설명하는 도면.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 고정자 코어를 설명하는 정면도.

도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 스로틀밸브 제어장치를 설명하는 도면.

도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 스로틀밸브 제어장치를 설명하는 도면.

도 8은 본 발명의 제6실시예에 따른 스로틀밸브 제어장치를 설명하는 도면.

도 9는 본 발명의 제7실시예에 따른 스로틀밸브 제어장치를 설명하는 도면.

(제1실시예)

본 발명의 제1실시예에 따른 스로틀밸브 제어장치는 도 1, 2 및 3을 참조하여 설명된다. 스로틀밸브 제어장치(10)는 스로틀몸체(11), 스로틀밸브(13), 밸브축(12), 회전위치 센서(30) 및 차량의 가속도기의 위치에 따라 스로틀밸브(13)의 위치를 제어하는 전기-자기 토크모터(40)로 구성된다.

스로틀몸체(11)는 베어링(15 및 16)을 통해 밸브축(12)을 회전적으로 지지한다. 스로틀밸브(13)는 원형 플레이트를 가지고 그리고 나사(14)로 밸브축(12)에 고정된다. 스로틀밸브(13)가 밸브축(12) 주위를 회전하면, 스로틀몸체(11)의 내측 주변에 의해 규정된 공기유입통로(11a)의 통로 영역이 변경되어, 유입공기량이 제어될 수 있다.

스로틀레버(21)는, 스로틀레버(21)가 밸브축(12)과 함께 회전할 수 있도록 밸브축(12)의 단부에 압입 맞춤된다. 스토퍼나사(22)는 스로틀밸브(13)와 함께 결합됨으로써 스로틀밸브의 완전-밀폐 위치를 고정한다. 스로틀밸브(13)의 완전-밀폐 위치는 나사(22)를 회전시킴으로써 조절될 수 있다.

회전위치 센서(30)는 스로틀몸체(11)의 측에서 밸브축(12)의 동일단에 설치된다. 회전위치 센서(30)는 접촉부재(31), 저항부재가 코팅된 저항판(32)과 하우징(33)으로 구성된다. 접촉부재(31)는 밸브축(12)에 압입 맞춤되어 밸브축과 함께 공전한다. 저항판(32)은, 접촉부재(31)가 저항판(32)의 저항부재상에서 회전될 수 있도록 하우징(33)에 고정된다. 5볼트의 일정한 전압이 저항판(32)의 저항부재에 인가된다. 저항부재와 접촉부재(31)간의 상대 위치가 변하면, 회전위치 센서(30)의 출력전압이 변한다. 스로틀밸브(13)의 위치를 검출하기 위하여 출력전압은 회전위치 센서(30)에서 엔진 제어유닛(ECU, 도시되지 않음)에 인가된다.

전기-자기 토크모터(40)는 회전자(41), 고정자 코어(45) 및 한 쌍의 솔레노이드(50)로 구성되고, 그리고 스로틀몸체(11)의 측에서 밸브축(12)의 타단에 설치된다.

회전자(41)는 밸브축(12)이 압입 맞추어지는 원통형 회전자 코어(42)와 영구자석(43 및 44)으로 구성된다. 회전자(41)는 고정자 코어(45)의 내측 주변부(45a)에 의해 감싸인다. 회전자 코어(42)는 자기재료로 만들어지고 그리고 밸브축(12)의 타단에 압입-끼워맞추어진다. 한 쌍의 영구자석(43 및 44)은 아크형이고 그리고 동일한 간격으로 회전자 코어(42)의 외측 주변에 부착된다. 스로틀밸브(13)는 90°의 각도내에서 회전할 수 있다. 따라서, 영구자석(43 및 44)의 아크 길이는 회전각내에서 회전자(41)가 회전되기에 충분하도록 구성된다. 영구자석(43 및 44)은 높은 네오듐 또는 사라륨-코발트 합금과 같은 희토류 금속으로 만들어진다.

고정자 코어(45)는 밸브축(12)의 축방향으로 적층된 다수의 얇은 자기시트로 만들어지고 그리고 회전자(41)를 감싸는 내측 주변부(45a)를 가진다. 회전자(41)를 감싸는 고정자 코어(45)의 내측 주변부(45a)는 균일하고 그리고 슬롯을 가지지 않는다. 솔레노이드(50 및 55)는 코어(51 및 56) 둘레를 각각 감싸는 코일(52 및 57)을 가지고 그리고 고정자 코어(45)의 홈(45c)에 압입된 돌출부(55a)를 가진다. 코일(52 및 57)에는 접속기(60)의 핀으로부터 제어전류가 공급된다.

도 3에 고정자 코어(45)와 솔레노이드(50 및 55)가 보다 상세히 도시되어 있다. 각 솔레노이드(50 및 55)는 고정자 코어(45)의 직사각형 오목부(45b)중 하나에, 도 3의 이 측에서 원 측으로 또는 원 측에서 도 3의 측으로의 방향으로 삽입된다.

도 3a에 도시된 바와 같이 내측 주변부(45a)의 반경방향 외측의 고정자(45)의 양부분에 오목부(45b)가 형성된다. 한 쌍의 홈(45c)들이 각 오목부(45b)의 양벽에 형성된다. 도 3b와 3c에 도시된 바와 같이, 솔레노이트(50 및 55)의 양단측에 한 쌍의 돌출부(50a 및 55a)가 형성된다.

각 오목부(45b)의 양 표면간의 거리(a1)는 솔레노이드(50 및 55)의 길이(c1)보다 길고, 그리고 홈(45c)의 깊이(a2)는 돌출부(50a 및 55a)의 높이(c2)보다 크다. 한편, 홈(45c)의 폭(b)은 돌출부(50a 및 55a)의 폭(d)보다 협소하다. 솔레노이드(50 및 55)가 홈(45c)내에 압입으로 끼워맞추어지면, 돌출부(50a 및 55a)들은 홈(45c)에 의해 단단히 지지된다. 솔레노이드(50 및 55)들은 홈(45c)외의 어떠한 부재에 의해서도 지지되지 않는다. 내측 주변부(45a)는 돌출부(50a 및 55a)의 신장부에 위치되는 영역외의 다른 영역에 위치된다.

따라서, 돌출부(50a 및 55a)가 홈(45c)에 압입으로 끼워맞추어지면, 돌출부(50a 및 55a)들은 내측 주변부(45a)를 팽창 또는 변형시키기 않게 되어, 균일한 공기갭이 고정자 코어(45)의 내측 주변부(45a)와 영구자석(43 및 44)간에 유지될 수 있다. 따라서, 회전자(41)에 인가된 토크가 일정하게 유지되고 그리고 회전자(41)는 부드럽게 회전할 수 있다. 솔레노이드(50 및 55)가 고정자 코어(45)에 압입으로 끼워맞추어짐으로써, 고정자 코어(45)에는 어떠한 슬롯이 없이 회전자(41)를 감싸는 부드러운 내측 표면이 제공된다. 결과적으로, 고정자 코어(45)내에서 자속밀도의 분포는 균일하게 되어, 회전동안 회전자(41)에 인가된 저지토크가 제거될 수 있다.

영구자석(43 및 44)들은 중심에서 반경방향으로 자화된다. 코일(52 및 57)에 전류가 통하면, 코일(52 및 57)과 영구자석(43 및 44)의 자력에 의해 발생된 토크가 회전자(41)에 인가된다. 회전자(41)에 인가된 토크의 특성곡선은 회전영역의 극단측에서 토크를 감소시키는 사인파가 아니라, 스로틀밸브(13)의 위치에 상관없이 토크를 균등화시키는 직사각형파이다. 따라서, 스로틀밸브(13)의 위치는 매우 정확하게 제어될 수 있다.

도 1과 2에 도시된 복귀스프링(17)의 한 단부는 회전자 코어(42)에 고정되고 그리고 다른 단부는 나사(18)에 의해 고정자 코어(45)의 축단 표면에 고정되어, 스로틀밸브(13)가 통로를 폐쇄하도록 바이어싱시킨다. 복귀스프링(17)은 원통형 회전자 코어(42)내에 설치된 주 나선코일부를 가진다. 복귀스프링(17)뿐만 아니라 회전자 코어(42)가 고정자 코어(45)내에 설치되기 때문에, 토크모터(40)의 크기는 고정자 코어(45)의 크기로 결정된다. 즉, 복귀스프링(17)은 크기를 상당히 증가시키지 않는다.

파형 와셔(wave washer)(19)는 작동시에 엔진의 진동으로 인한 축방향으로 밸브축(12)의 변위를 방지하기 위하여 축방향으로 밸브축(12)을 바이어스한다. 따라서, 저항판(32)에 대한 접촉부재(31)의 위치가 변경되지 않아서, 스로틀밸브(13)의 위치를 나타내는 신호가 변경되지 않게 되고, 그리고 저항부재와 접촉부재(31)간의 비정상적인 마찰에 의한 저항부재 또는 접촉부재의 마모가 방지될 수 있다.

스로틀밸브 제어장치(10)의 동작은 아래에서 설명된다.

(1) 정상운행모드 :

정상운행모드는 일반적인 운행뿐만 아니라 ISC(idle speed control : 유휴 속도제어)와 주행제어하에서의 운행을 포함한다. 스로틀밸브(13)의 위치는 가속기 위치와 엔진의 회전속도를 포함하는 엔진상태에 따라 ECU(도시되지 않음)에 의해 계산되어, 계산결과에 따라 제어전류가 코일(52 및 57)에 공급된다.

코일(52 및 57)에 전류가 흐를 때 회전자(41)에 인가된 회전토크가 복귀스프링(17)의 바이어싱력보다 크기 때문에, 회전자(41)는 복귀스프링(17)의 바이어싱력에 반대해 회전된다.

회전자(41)에 의해 회전되는 스로틀밸브(13)의 위치는 회전위치 센서(30)에 의해 검출되어, 코일(52 및 55)에 공급되는 전류를 제어하는 ECU에 역공급된다. 따라서, 온도변화등으로 인한 회전자(41)에 공급된 토크의 변화는 스로틀밸브 위치를 검출함으로써 조절될 수 있다. 그리고 스로틀밸브 위치는 상당히 정확하게 제어될수 있다.

(2) 고장시 제어 :

만일 스로틀밸브(13)의 위치의 목표값이 회전위치 센서(30)에 의해 검출된 스로틀밸브(13)의 실제 위치와 다르다면, ECU의 스로틀밸브 제어가 실패한 것을 판단된다. 따라서, ECU는 스로틀밸브(13)를 폐쇄하도록 신호를 제공한다. 그런 다음, 스로틀밸브(13)는 복귀스프링(17)에 의해 완전-폐쇄위치로 복귀되어, 이에 의해 스로틀밸브(13)가 비정상적인 위치로 이동하는 것을 방지한다.

ECU는 ECU의 비정상적인 상태를 항상 감시하는 부-ECU를 가진다. ECU가 고장나면, 부-ECU는 코일(52 및 57)에 공급된 제어전류를 차단한다. 따라서, 스로틀밸브(13)는 ECU가 고장날 때 마다 복귀스프링(17)에 의해 완전-폐쇄위치로 복귀된다.

(제2실시예)

본 발명의 제2실시예가 도 4를 참조하여 설명된다. 제1실시예와 실질적으로 동일한 부분들은 동일한 참조번호로 참조된다.

한 쌍의 자극(46 및 47)들은 회전자 코어(42)의 외측 주변부에 부착되는, 네 개의 평평한 영구자석(46a 및 47a)으로 구성된다. 영구자석(46a 및 47a)들은 희토류 금속으로 만들어지고, 그리고 도 4에 도시된 바와 같이 회전자 코어(42)의 원주에 설치되어, 영구자석(46 및 47)들은 회전자(48)의 중심에서 반경방향으로 자화된다.

다수의 영구자석(46a 및 47a)들을 가지는 제2실시예는 반경방향으로 자화된 한 쌍의 영구자석을 가지는 제1실시예와 실질적으로 동일한 구성을 가지도록 설치된다. 평평한 자석들은 쉽게 제조될 수 있고 그리고 쉽게 자화될 수 있다.

만일 상당수의 자화된 입자들이 소결되어 아크-형 외측 표면을 가지는 제1실시예에 사용된 영구자석(43 및 44)을 형성한다면, 자화된 방향으로 이의 열적인 팽창이 자화된 방향에 수직인 방향으로의 열적인 팽창과 다르게 된다. 이는, 소결단계 후에 영구자석들이 냉각될 때 영구자석내에 틈(crack)이 발생되게 할 수 있다. 이 실시예에 사용된 평평한 영구자석(46a 및 47a)들은 상기에서 설명된 문제점을 가지지 않는다. 따라서, 영구자석의 생산율이 높게 되고 그리고 이의 제조단가 또한 감소될 수 있다.

(제3실시예)

본 발명의 제3실시예에 사용된 분할된 고정자 코어가 도 5에 도시되어 있다. 제3실시예에서, 두 조각의 고정자 코어(70) 사이에 제조단계에 의해 야기된 약 0.1mm의 갭(71)이 있다. 그러나, 이는 저지토크를 발생시키기에 무시할 정도로 작다. 따라서, 회전자를 구동시키기 위해 필요한 전기-자기력 토크가 감소될 수 있다.

(제4실시예)

본 발명의 제4실시예가 도 6을 참조하여 설명된다. 제1 및 제2실시예의 것과 실질적으로 동일한 부분들은 동일한 참조번호로 표시된다.

자극(80 및 81)들은 네 개의 영구자석(80a 및 81a)들로 각각 구성된다. 각 영구자석(80a 및 81a)들은 회전자 코어(42)의 측에서의 평평한 표면과 고정자 코어(45)에 면하는 반-원통형 표면을 가지고, 그리고 회전자 코어(42)의 외측 주변부에 부착된다. 영구자석(80a 및 81a)들은 방사상 두께방향으로 자화되는 희토류 금속재료로 만들어지고 또한 도 6에 도시된 바와 같이 반-원통형 표면을 아크로 형성시키도록 설치된다. 따라서, 두 개의 자극(80 및 81)들은 회전자(82)의 중심에서 반경방향으로 자화된다.

제4실시예에서 사용된 영구자석의 반-원통형 표면들은 영구자석(80a 및 81a)과 고정자 코어(45)의 내측 주변부 사이의 공기갭을 균일하게 하고, 그리고 영구자석의 평평한 표면들은 기계작업과 본딩과 같은 조립작업이 보다 간단해지게 한다.

제4실시예에서 사용된 영구자석의 외측 표면은, 사다리꼴 또는 평평한 영구자석들이 회전자 코어(42)의 외측 주변부에 부착된 후에 기계가공으로 원통형으로 형성될 수 있다. 이 경우, 영구자석들과 고정자 코어(45)의 내측 주변부간의 공기갭이 보다 균일해질 수 있다.

(제5실시예)

본 발명의 제5실시예가 도 7을 참조하여 설명된다. 제4실시예의 것과 실질적으로 동일한 부분들은 동일한 참조번호로 표시된다.

자극(83 및 84)들은 회전자 코어(42)의 외측 주변부에 부착되는 네 개의 영구자석(83a 및 84a)으로 각각 구성된다. 각 영구자석(83a 및 84a)들은 회전자 반 원통형 부재를 형성하는, 코어(42)측의 반-원통형 내측표면과 고정자 코어(45)의 내측 주변부에 면하는 반-원통형 외측표면을 가진다. 영구자석(83a 및 84a)들은 희토류 금속으로 만들어지고 그리고 방사상 두께방향으로 자화된다. 자석들은, 도 7에 도시된 바와 같이 회전자 코어(42)의 원주방향을 따라 아크를 형성하도록 설치된다. 따라서, 영구자석(83 및 84)들은 회전자(85)의 중심에서 반경방향으로 자화된다.

제5실시예에서 사용된 영구자석(83a 및 84a)의 고정자 코어(45)에 면하는 외측 표면은 반-원통형이고, 영구자석(83a 및 84a)과 고정자 코어(45)의 내측 주변부 사이의 공기갭은 균일하게 된다. 회전자 코어(42)의 측에 있는 내측 표면 또한 반-원통형이기 때문에, 영구자석의 체적은 감소될 수 있다. 이는 자기재료를 감소시키고 또한 제조단가를 감소시킨다.

(제6실시예)

본 발명의 제6실시예가 도 8을 참조하여 설명된다. 제2실시예의 것과 동일한 부분들은 동일한 참조번호로 표시된다.

한 쌍의 고정자 코어(90 및 91)가 두 개의 자극을 가지는 회전자(88)의 외측 주변부를 둘러싸도록 설치된다. 한 쌍의 슬롯(92 및 93)들이 회전자(88)의 양측에 180°로 설치되어, 고정자 코어의 자기경로를 분리한다.

제6실시예에서, 회전자는 단일 방향으로 자화된 평평한 영구자석(86a 및 87a)들로 각각 구성되는 두 개의 자극(86 및 87)을 가진다. 단일 방향으로 평평한 자석들을 자화시키기가 쉽기 때문에, 자극(86 및 87)들은 낮은 생산비용으로 쉽게 제공될 수 있다.

제6실시예에서, 각 영구자석들은 회전자(88)의 축방향 외측에서 볼 때 사다리꼴 단면을 가져, 영구자석(86a 및 87a)들은 회전자(88)의 각 자극에서 서로 가깝게 접촉한채로 원주방향으로 늘어선다. 따라서, 회전자(88)에 인가된 저지토크에서의 변화가, 도 4에 도시된 바와 같이 고정자 코어의 내측 주변부에 면하는 회전자의 표면상의 영구자석들 간에 공간이 있는 제2실시예의 것보다 작다.

(제7실시예)

본 발명의 제7실시예가 도 9를 참조하여 설명된다. 응답시간을 향상시키기 위해 제공되는, 제1 내지 제6실시예에 사용된 한 쌍의 솔레노이드(50 및 55) 대신에 단일의 솔레노이드(58)가 사용된다. 따라서, 장치는 저비용으로 보다 작게 만들어질 수 있다.

제7실시예는 솔레노이드(58)에 전류가 흐를 때, 두 개의 슬롯(96 및 97)에 의해 분리되는 두 개의 극화된 코어를 형성하는 한 쌍의 고정자 코어(94 및 95)를 가진다. 두 개의 슬롯(96 및 97)들은 180°에서 영구자석(86a 및 87a)중 하나의 약 반 피치로 변위된 각도로 회전자(42)의 양측의 부분에 각각 설치된다. 다수의 평평한 영구자석들은 회전자의 원주에 설치되고, 그리고 평평한 영구자석의 중간 표면에서 공기갭이 증가하여, 회전위치에 관련된 주기적 토크변화를 야기시킨다. 이 실시예에서, 최대 토크가 슬롯쌍에 근접한 회전자에 인가된다. 최대 토크를 상쇄시키기 위해, 슬롯들은 회전자의 양측에 180°에서 영구자석(86a 및 87a)중 하나의 약 반 피치로 변위된 각도로 위치된다. 따라서, 회전영역에서 회전자는 균일한 토크를 가진다. 이러한 방식으로 토크에서의 변화는, 회전자가 각 영구자석간에 간격을 두고서 회전자의 원주에 설치된 다수의 영구자석을 가진다 하더라도 제거될 수 있다.

본 발명의 상기 실시예에서, 작동이 중지되면, 복귀스프링(17)은 회전자를 완전-폐쇄위치로 복귀시킨다. 그러나, 복귀스프링(17)을 생략하여 양 방향으로 회전자가 회전할 수 있게 할 수 있다.

회전자에 영구자석을 수용하기 위하여 원통형 수용커버가 제공될 수 있다. 만일 이 커버가 자석재료로 만들어진다면, 커버는 영구자석에 의해 자화되어, 회전자의 자극과 고정자 코어의 내측 주변부 사이의 공기갭이 균일하게 만들어질 수 있다.

본 발명의 상기 설명에서, 본 발명은 본 발명의 특정 실시예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 다양한 변형과 수정들이 청구범위에서 주어진 것과 같은 본 발명의 폭넓은 사상과 범위를 벗어남이 없이 본 발명의 특정 실시예에 이루어질 수 있다는 것이 명백하다. 따라서, 이 서류에서 본 발명의 설명은 제한적인 의미 보다는 설명적인 의미로 여겨질 수 있다.

Claims

공기유입통로를 가지는 스로틀몸체;

상기 공기유입통로의 통로영역을 제어하기 위한 밸브부재; 및

상기 밸브부재를 구동시키기 위한 전기-자기 구동유닛을 포함하고,

상기 구동유닛은 상기 밸브부재를 회전시키는 회전자, 상기 회전자를 둘러싸는 내측 주변부를 가지는 고정자 코어 및 상기 고정자 코어상에 설치된 솔레노이드로 구성되고, 상기 고정자 코어의 내측 주변부는 균일하고 또한 슬롯을 가지지 않는 것이 특징인 스로틀밸브 제어장치.
공기유입통로를 가지는 스로틀몸체;

공기유입통로의 통로영역을 제어하기 위한 밸브부재; 및

상기 밸브부재를 구동시키기 위한 전기-자기 구동유닛을 포함하고,

상기 구동유닛은 상기 밸브부재를 회전시키는 한 쌍의 자극을 가지는 회전자, 상기 회전자를 둘러싸는 내측 주변부를 가지는 고정자 코어 및 상기 고정자 코어상에 설치된 솔레노이드로 구성되고, 상기 각 자극들은 상기 회전자의 원주에 설치된 다수의 영구자석을 포함하고, 그리고 상기 회전자의 중심에서 반경방향으로 자화되는 것이 특징인 스로틀밸브 제어장치.
제2항에 있어서, 상기 영구자석들은 희토류 금속으로 만들어지는 것이 특징인 제어장치.
제2항에 있어서, 상기 고정자 코어의 상기 내측 주변부는 부드럽고 또한 슬롯을 가지지 않는 것이 특징인 제어장치.
제2항에 있어서, 상기 구동유닛은 상기 회전자를 한 방향으로 바이어스시키기 위하여 상기 고정자 코어내에 설치된 복귀스프링을 더 포함하는 것이 특징인 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 솔레노이드는 그의 양단에 한 쌍의 제1결합부를 가지고,

상기 고정자 코어는 상기 제1결합부에 대응하는 그의 부분에 한 쌍의 제2결합부를 가지고,

상기 제1결합부는 상기 제2결합부와 결합하고, 그리고

상기 회전자를 둘러싸는 상기 고정자 코어의 상기 내측 주변부는 서로 결합할 때 상기 결합부들의 폭에서부터 연장하는 영역외의 영역에 설치되는 것이 특징인 제어장치.
공기유입통로를 가지는 스로틀몸체;

상기 공기유입통로의 통로영역을 제어하기 위한 밸브부재; 및

상기 밸브부재를 구동시키기 위한 전기-자기 구동유닛을 포함하고,

상기 구동유닛은 상기 밸브부재를 회전시키는 다수의 자극을 가지는 회전자, 상기 회전자를 둘러싸는 내측 주변부를 가지는 고정자 코어 및 상기 고정자 코어상의 솔레노이드로 구성되고, 상기 자극들중 적어도 일부는 다수의 영구자석을 포함하는 것이 특징인 스로틀밸브 제어장치.
제7항에 있어서, 상기 영구자석들은 희토류 금속으로 만들어지는 것이 특징인 제어장치.
제7항에 있어서, 상기 영구자석들은 상기 회전자의 원주에 설치되는 것이 특징인 제어장치.
제7항에 있어서, 상기 영구자석 각각은 평평한 것이 특징인 제어장치.
제7항에 있어서, 상기 영구자석 각각은 아크형 외측 표면과 평평한 내측 표면을 가지는 것이 특징인 제어장치.
제7항에 있어서, 상기 영구자석 각각은 아크형 외측 표면과 내측 표면을 가지는 것이 특징인 제어장치.
제7항에 있어서, 상기 고정자 코어의 내측 주변부는 슬롯을 가지지 않는 것이 특징인 제어장치.