DE102010044690B4

DE102010044690B4 - Drosselklappensteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102010044690B4
Application number: DE102010044690.4A
Authority: DE
Inventors: Masanobu Kondo; Toru Sakurai; Atsushi Tanaka
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd; Denso Corp
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd; Denso Corp
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2019-03-28
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: US20110056461A1; JP2011058408A; US8448627B2; DE102010044690A1; JP5180170B2

Abstract

Elektronisch gesteuerte Drosselklappensteuerungsvorrichtung, mit:einem Drosselkörper (1), der einen darin gebildeten Luftansaugkanal (2a) aufweist;einer Drosselklappe (3), die in dem Luftansaugkanal (2a) aufgenommen ist, um den Luftansaugkanal (2a) zu schließen und zu öffnen;einer Leistungsübertragungsvorrichtung, die einen Drehkörper (9) aufweist, der in der Lage ist, eine Drehkraft eines Stellglieds (5) an die Drosselklappe (3) zu übertragen und die Drosselklappe (3) in eine vollständige Öffnungsrichtung und eine vollständige Schließrichtung zu drehen; undeiner Spiralfeder (6), die einen Endbereich aufweist, der in Eingriff ist mit dem Drosselköper (1), und deren anderer Endbereich in Eingriff ist mit dem Drehkörper (9), wobei die Spiralfeder (6) angeordnet und aufgebaut ist zum Vorspannen der Drosselklappe (3) in die vollständige Öffnungsrichtung oder die vollständige Schließrichtung;wobei der Drehkörper (9) eine Federführung (53) aufweist, die in der Lage ist, die Spiralfeder (6) von innen abzustützen, und der ein Öffnerbauteil (52) hat, das durch die Spiralfeder (6) in die vollständige Öffnungsrichtung oder die vollständige Schließrichtung vorgespannt ist,wobei die Spiralfeder (6) einen ersten Federbereich (61) enthält, der in der Lage ist, die Drosselklappe (3) über das Öffnerbauteil (52) in eine Richtung vorzuspannen, in die die Drosselklappe (3) von einer Position, die jenseits der mittleren Position geöffnet ist, in Richtung der mittleren Position geschlossen werden kann, einen zweiten Federbereich (62), der in der Lage ist, die Drosselklappe (3) über das Öffnerbauteil (52) in eine Richtung vorzuspannen, in die die Drosselklappe (3) von einer Position, die jenseits der mittleren Position geschlossen ist, in Richtung der mittleren Position geöffnet werden kann, und einen Wicklungsrichtungswechselbereich (63), in dem die Wicklungsrichtungen des ersten (61) und des zweiten Federbereichs (62) gewechselt sind, undwobei die Spiralfeder (6) derart gebildet ist, dass ein Spiralbereich (66), der benachbart zu dem Wicklungsrichtungswechselbereich (63) positioniert ist, radial nach außen relativ zu dem verbleibenden Spiralbereich (61a) positioniert ist, wenn die Spiralfeder (6) auf die Federführung (53) aufgesetzt ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drosselklappensteuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung eine elektronisch gesteuerte Drosselklappensteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors.
Beschreibung des betreffenden Standes der Technik:
EP 1 441 117 A1 offenbart eine Drosselklappensteuerungsvorrichtung mit einer Spiralfeder, die einen Zwischenspiralbereich und einen ersten Spiralbereich aufweist, wobei eine zentrale Achse des Zwischenspiralbereichs nicht radial nach außen relativ zu einer zentralen Achse des ersten Spiralbereichs versetzt ist.
DE 10 2004 040 632 B3 offenbart eine Stellvorrichtung für Stellorgane in Verbrennungskraftmaschinen mit einer Spiralfeder, die einen Zwischenspiralbereich, einen ersten Spiralbereich und einen zweiten Spiralbereich aufweist, wobei der erste Spiralbereich in der Lage ist das Stellorgan in eine erste Richtung vorzuspannen, wohingegen nicht gelehrt wird, dass der zweite Spiralbereich in der Lage ist das Stellorgan in eine zweite Richtung vorzuspannen.
DE 10 2007 000 346 A1 betrifft ein Drosselsteuerungsgerät mit einer Torsionsschraubenfeder, die eine Rückstellfeder und eine Öffnerfeder aufweist, die im Vorfeld ausmittig zueinander angeordnet sind.
US 7,275,557 B2 lehrt eine Spiralfeder mit einem ersten Spiralbereich und einem zweiten Spiralbereich, die im Vorfeld der Montage zueinander versetzt angeordnet sind.
Eine elektronisch gesteuerte Drosselklappensteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors wird beispielsweise durch die japanische Patentveröffentlichung JP 2004 - 301 118 A gelehrt.
Wie in den 9 und 10 gezeigt, enthält diese elektronisch gesteuerte Drosselklappensteuerungsvorrichtung einen Drosselkörper 114, eine Drosselklappe 104, ein Vorgelege 126 und eine Spiralfeder 100. Der Drosselkörper 114 hat einen Luftansaugkanal 114a, der in ihm ausgebildet ist. Die Drosselklappe 104 ist mit einer Drosselklappenwelle 105 verbunden und in dem Luftansaugkanal 114a des Drosselkörpers 114 untergebracht, um den Luftansaugkanal 114a zu schließen und zu öffnen. Die Drosselklappenwelle 105 ist drehbar an dem Drosselkörper 114 angebracht.
Das Vorgelege 126 ist angeordnet und aufgebaut zur Übertragung einer Drehkraft eines Antriebsmotors 110 (ein Stellglied) an die Drosselklappe 104. Speziell ist das Vorgelege 126 aufgebaut aus einer Klappensteuerung bzw. einem Klappenrad 111, einem Zahnrad 113 und einem dazwischen liegenden Untersetzungsgetriebe 112. Die Klappensteuerung 111 ist mit der Drosselklappenwelle 105 verbunden, um die Drosselklappe 104 in eine vollständig offene Richtung und eine vollständig geschlossene Richtung zu drehen. Das Zahnrad 113 ist mit einer Ausgangswelle des Antriebsmotors 110 verbunden. Das dazwischen liegende Untersetzungsgetriebe 112 ist mit dem Klappenrad 111 und dem Zahnrad 113 in Eingriff. Die Spiralfeder 100 ist aus einer einzelnen Torsionsspiralfeder gebildet. Ein Endbereich 100a der Spiralfeder 100 ist in Eingriff mit einem Eingriffsbereich 121, der an einer Seite des Drosselkörpers positioniert ist.
Dagegen ist der andere Endbereich 107 der Spiralfeder 100 in Eingriff mit einem Eingriffsbereich 122, der an einem Öffnerbauteil 106 gebildet ist, der an das Klappenrad 111 angreift.
Ferner hat das Klappenrad 111 eine Federführung 108, die in der Lage ist einen klappenradsteuerseitigen Spiralbereich der Spiralfeder 100 von innen abzustützen. Dagegen hat der Drosselkörper 114 eine Spiralführung 125, die in der Lage ist einen drosselkörperseitigen Spiralbereich der Spiralfeder 100 von innen abzustützen. Ferner ist das Öffnerbauteil 106 des Klappenrads 111 durch die Spiralfeder 100 in eine vollständig offene Richtung oder vollständig geschlossene Richtung der Drosselklappe 104 vorgespannt.
Die Spiralfeder 100 hat einen ersten Federbereich 101, der einen Spiralbereich aufweist, einen zweiten Federbereich 102, der einen Spiralbereich aufweist, und einen U-förmigen Hakenbereich 103. Der erste Federbereich 101 spannt das Öffnerbauteil 106 des Klappenrads 111 in eine Richtung vor, in die die Drosselklappe 104 von einer Position, die jenseits einer Mittelposition geöffnet ist, in Richtung Mittelposition geschlossen werden kann. Dagegen spannt der zweite Federbereich 102 das Öffnerbauteil 106 des Klappenrads 111 in eine Richtung vor, in die die Drosselklappe 104 von einer Position, die jenseits der Mittelposition geschlossen ist, in die Mittelposition geöffnet werden kann. Ferner hat der erste Federbereich 101 eine Federkraft, die größer als die Federkraft des zweiten Federbereichs 102 ist. Der U-förmige Hakenbereich 103 wird gebildet, indem ein Bereich der Spiralfeder 100 (ein Grenzbereich des ersten und zweiten Federbereichs 101 und 102) in eine im Wesentlichen U-Form gebogen wird. Als Ergebnis hat die Spiralfeder 100 einen spiralförmigen Bereich (einen Zwischenspiralbereich 103a), der benachbart oder in Fortsetzung zu dem U-förmigen Hakenbereich 103 positioniert ist, und der zwischen den Spiralbereichen des ersten Federbereichs 101 und des zweiten Federbereichs 102 positioniert ist.
Ferner kann der U-förmige Hakenbereich 103 als ein Wicklungsrichtungswechselbereich dienen, in welchem die Wicklungsrichtungen des ersten Federbereichs 101 und des zweiten Federbereichs 102 umgeschaltet bzw. gewechselt werden. Der erste Federbereich 101 hat also eine Wicklungsrichtung, die von der des zweiten Federbereichs 102 verschieden ist. Ferner greift der U-förmige Hakenbereich 103 mittels einer Federkraft des zweiten Federbereichs 102 an einem Eingriffsbereich 104 an, der in dem Öffnerbauteil 106 gebildet ist. Ferner ist der U-förmige Hakenbereich 103 in der Lage an ein Zwischenstopperbauteil 105 anzugreifen, das auf der Drosselkörperseite angeordnet ist, wenn die Drosselklappe 104 von der Mittelposition in Richtung ihrer vollständig geschlossenen Position geschlossen wird.
Wenn elektrische Leistung, die von dem Antriebsmotor 110 geliefert wird, gestoppt wird oder verloren geht, kann folglich die Drosselklappe 104 in der Mittelposition bleiben, aufgrund einer Differenz zwischen der Federkraft des ersten Federbereichs 101 und der Federkraft des zweiten Federbereichs 102, so dass verhindert werden kann, dass der Verbrennungsmotor plötzlich abstirbt. Ein Fahrzeug kann folglich an eine sichere Stelle bewegt bzw. gefahren werden.
In der elektronisch gesteuerten Drosselklappensteuerungsvorrichtung, die derart aufgebaut ist, ist jedoch der Zwischenspiralbereich 103a der Spiralfeder 100, der benachbart zu dem U-förmigen Hakenbereich 103 positioniert ist, koaxial zu einer Zentrumsachse jedes Spiralbereichs von dem ersten und zweiten Federbereich 101 und 102 gebildet (also eine zentrale Achse von verbleibenden Spiralbereichen der Spiralfeder 100). Bei einer Bedingung, bei der die Spiralfeder 100 an dem Klappenrad 111 angebracht ist, kann, aufgrund einer rückwirkenden Kraft des zweiten Federbereichs 102, der Zwischenspiralbereich 103a der Spiralfeder 100 stark gegen die Federführung 108 des Klappenrads 111 in eine Richtung gepresst werden, die in 10 durch einen Pfeil Y gezeigt ist.
Wenn die Drosselklappe 104 zwischen der mittleren Position und der vollständig geschlossenen Position geschlossen und geöffnet wird, wird das Klappenrad 111 gedreht, während der U-förmige Hakenbereich 103 an das Zwischenstopperbauteil 115 des Drosselkörpers 114 angreift bzw. dieses kontaktiert. Als Ergebnis kann die Spiralführung 108 des Klappenrads 111 sich relativ zu dem Zwischenspiralbereich 103a der Spiralfeder 100 bewegen oder drehen. Da zu diesem Zeitpunkt der Zwischenspiralbereich 103a der Spiralfeder 100 gegen die Federführung 108 des Klappenrads 111 gepresst wird, aufgrund der rückwirkenden Kraft des zweiten Federbereichs 102, kann eine starke Gleitreibungskraft zwischen dem Zwischenspiralbereich 103a und der Federführung 108 erzeugt werden. Als Ergebnis kann eine große Drehlast an den Antriebsmotor 110 angelegt werden. Ebenso kann ein Geräusch oder eine Störung zwischen dem Zwischenspiralbereich 103a und der Federführung 108 erzeugt werden.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer elektronisch gesteuerten Drosselklappensteuerungsvorrichtung mit einer Spiralfeder, die derart aufgebaut ist, dass eine Druckkraft eines Spiralbereichs, der benachbart zu einem Wicklungsrichtungswechselbereichs positioniert ist, gegen die Federführung eines Drehkörpers reduziert werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 3 gelöst.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine elektronisch gesteuerte Drosselklappensteuerungsvorrichtung einen Drosselkörper, in dem ein Luftansaugkanal gebildet ist, eine Drosselklappe, die in dem Luftansaugkanal aufgenommen ist, um den Luftansaugkanal zu schließen und zu öffnen, eine Leistungsübertragungsvorrichtung mit einem Drehkörper, der in der Lage ist eine Drehkraft eines Stellglieds an die Drosselklappe zu übertragen und die Drosselklappe in Richtung vollständiger Öffnung und Richtung vollständiger Schließung zu drehen, und eine Spiralfeder enthalten, die einen Endbereich aufweist, der in Eingriff ist mit dem Drosselkörper, und den anderen Endbereich, der in Eingriff steht mit dem Drehkörper. Die Spiralfeder ist angeordnet und aufgebaut, um die Drosselklappe in Richtung vollständiger Öffnung oder in Richtung vollständiger Schließung vorzuspannen bzw. zu belasten. Der Drehkörper hat eine Federführung, die in der Lage ist, die Spiralfeder von innen abzustützen, und hat ein Öffnerbauteil, das durch die Spiralfeder in Richtung vollständiger Öffnung oder in Richtung vollständiger Schließung vorgespannt ist. Die Spiralfeder enthält einen ersten Federbereich, der in der Lage ist die Drosselklappe über das Öffnerbauteil in eine Richtung vorzuspannen, in die die Drosselklappe von einer Position, die jenseits der Mittelposition geöffnet ist, in Richtung Mittelposition geschlossen werden kann, einen zweiten Federbereich, der in der Lage ist die Drosselklappe über das Öffnerbauteil in eine Richtung vorzuspannen, in die die Drosselklappe von einer Position jenseits der Mittelposition in Richtung der Mittelposition geöffnet werden kann, und einen Wicklungsrichtungswechselbereich, in dem die Wicklungsrichtungen des ersten und des zweiten Federbereichs gewechselt werden. Die Spiralfeder ist derart gebildet, dass eine zentrale Achse des Spiralbereichs, der benachbart zu dem Wicklungsrichtungswechselbereich positioniert ist, radial nach außen relativ zu einer zentralen Achse eines verbleibenden Spiralbereichs versetzt ist.
Gemäß der derart aufgebauten elektronisch gesteuerten Drosselklappensteuerungsvorrichtung, kann die Druckkraft des Spiralbereichs, der benachbart zu dem Wicklungsrichtungswechselbereich angeordnet ist, gegen die Federführung des Drehkörpers reduziert werden. In einem Zustand, bei dem die Spiralfeder an dem Drehkörper angebracht ist, wenn der Spiralbereich, der benachbart zu dem Wicklungsrichtungswechselbereich positioniert ist, aufgrund der rückwirkenden Kraft des zweiten Federbereichs gegen die Federführung des Drehkörpers gedrückt wird, kann somit verhindert werden, dass der Spiralbereich, der benachbart zu dem Wicklungsrichtungswechselbereich positioniert ist, stark gegen die Federführung gepresst wird. Wenn folglich die Spiralführung des Drehkörpers sich relativ zu dem Spiralbereich, der benachbart zu dem Wicklungsrichtungswechselbereich der Spiralfeder ist, bewegt oder sich dreht, kann eine Gleitreibungskraft, die zwischen der Federführung und dem Spiralbereich, der benachbart zu dem Wicklungsrichtungswechselbereich positioniert ist, erzeugt wird, reduziert werden. Als Ergebnis kann eine Drehlast, die an das Stellglied angelegt wird, reduziert werden. Ein Geräusch oder eine Störung, die zwischen dem Spiralbereich, der benachbart zu dem Wicklungsrichtungswechselbereich ist, und der Spiralführung erzeugt wird, kann ferner verhindert werden.
Die Spiralfeder kann ferner derart gebildet sein, dass der Spiralbereich, der benachbart zu dem Wicklungsrichtungswechselbereich positioniert ist, relativ zu dem verbleibenden Spiralbereich radial nach außen positioniert ist. Speziell kann die Spiralfeder derart gebildet werden, dass eine zentrale Achsel des Spiralbereichs, der benachbart zu dem Wicklungsrichtungswechselbereich positioniert ist, relativ zu einer zentralen Achse des verbleibenden Spiralbereichs radial nach außen versetzt ist.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen leicht verstanden.
Figurenliste

1 zeigt eine Querschnittsansicht einer elektronisch gesteuerten Drosselklappensteuerungsvorrichtung gemäß einem repräsentativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine Seitenansicht der elektronisch gesteuerten Drosselklappensteuerungsvorrichtung, bei der eine Radabdeckung entfernt ist;
3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Spiralfeder und entsprechender Teile der elektronisch gesteuerten Drosselklappensteuerungsvorrichtung;
4 zeigt eine Aufrissansicht eines Klappenrads mit dem die Spiralfeder gekoppelt ist;
5 zeigt eine Seitenansicht des Klappenrads, mit dem die Spiralfeder gekoppelt ist;
6 zeigt eine Aufrissansicht der Spiralfeder;
7 zeigt eine Seitenansicht der Spiralfeder;
8 zeigt eine beispielhafte Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Spiralfeder und einer Federführung zeigt;
9 zeigt eine perspektivische Ansicht von wesentlichen Teilen einer herkömmlichen elektronisch gesteuerten Drosselklappensteuerungsvorrichtung; und
10 zeigt eine beispielhafte Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Spiralfeder und einer Federführung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Als nächstes wird ein repräsentatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben.
Eine elektronisch gesteuerte Drosselklappensteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Drosselklappensteuerungsvorrichtung, die in der Lage ist das Ausmaß bzw. die Menge von angesaugter Luft zu steuern, die in einen internen Verbrennungsmotor (der im Folgenden einfach als „Verbrennungsmotor“ bezeichnet wird) eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Autos, eingeleitet wird. Wie in 1 gezeigt, enthält die elektronisch gesteuerte Drosselklappensteuerungsvorrichtung einen Drosselkörper 1, eine Drosselklappe 3, ein Vorgelege 40 (eine Leistungsübertragungsvorrichtung) und eine Spiralfeder 6. Der Drosselkörper 1 hat eine zylindrische Bohrungswand 2, die einen Luftansaugkanal 2a definiert. Die Drosselklappe 3 ist als ein scheibenförmiges Klappenventil aufgebaut. Die Drosselklappe 3 ist mit einer Drosselklappenwelle 4 in Verbindung und in dem Luftansaugkanal 2a des Drosselkörpers 1 aufgenommen, um den Luftansaugkanal 2a zu schließen und zu öffnen. Die Drosselklappenwelle 4 ist drehbar an dem Drosselkörper 1 angebracht, während sie den Luftansaugkanal 2a quert.
Das Vorgelege 40 ist angeordnet und aufgebaut, um eine Drehkraft eines Antriebsmotors 5 (ein Stellglied) an die Drosselklappe 3 zu übertragen. Wie am besten in 2 gezeigt, ist das Vorgelege 40 speziell aufgebaut aus einem Klappenrad 9 (ein Drehkörper), das im Folgenden auch Drosselklappenrad 9 bezeichnet wird, einem Zahnrad 41 und einem Zwischenuntersetzungsrad 42. Das Klappenrad 9 ist mit der Drosselklappenwelle 4 verbunden, um die Drosselklappe 3 in Richtung vollständiger Öffnung und in Richtung vollständiger Schließung zu drehen. Das Zahnrad 41 ist mit einer Ausgangswelle 36 des Antriebsmotors 5 verbunden. Das Zwischenuntersetzungsrad 42 ist in Eingriff mit dem Klappenrad 9 und dem Zahnrad 41.
Der Antriebsmotor 5 (1) ist elektrisch mit einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) (nicht gezeigt) verbunden, um in Antwort auf ein Betätigungsausmaß eines Gaspedals (nicht gezeigt) steuernd anzutreiben. Ferner ist der Drosselkörper 1 in einem Ansaugrohr (nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors über ein Befestigungsmittel, wie beispielsweise Fixierungsbolzen und Befestigungsschrauben fixiert.
Wie in 1 gezeigt, enthält der Drosselkörper 1 einen zylindrischen Lagerhalterungsbereich 16, der an seiner einen Seite (eine rechte in 1) positioniert ist. Der Lagerhalterungsbereich 16 ist angeordnet und aufgebaut, um ein Ende der Drosselklappenwelle 4 über ein Kugellager 15 drehbar abzustützen. Der Drosselkörper 1 enthält auch einen zylindrischen Lagerhalterungsbereich 18, der an seiner anderen Seite (eine linke Seite in 1) positioniert ist. Der Lagerhalterungsbereich 18 ist angeordnet und aufgebaut, um das andere Ende der Drosselklappenwelle 4 über ein Trockenlager abzustützen. Ferner enthält der Drosselkörper 1 ein Stellgliedgehäuse 43, das an seiner einen Seite (die rechte Seite in 1) positioniert ist. Das Stellgliedgehäuse 43 ist angeordnet und aufgebaut, um den Antriebsmotor 5 und das Vorgelege 40 darin aufzunehmen. Das Stellgliedgehäuse 43 besteht aus einem Radgehäuse 7 mit einer offenen Seite und einer Radabdeckung 8. Das Radgehäuse 7 ist mit dem Drosselkörper 1 integriert ausgebildet und hat eine Seitenöffnung. Die Radabdeckung 8 ist aufgebaut, um die Seitenöffnung des Radgehäuses 7 zu schließen. Ferner hat das Radgehäuse 7 einen Motoraufnahmebereich 7a, in dem der Antriebsmotor 5 angeordnet ist. Der Antriebsmotor 5 kann als eine Antriebsquelle arbeiten und derart aufgebaut sein, dass seine Antriebswelle 36 in einer normalen Richtung und einer umgekehrten Richtung drehen kann.
Das Vorgelege 40 ist als ein Radantriebsmechanismus aufgebaut, der eine Drehzahl des Antriebsmotors 5 mit einem bestimmten Untersetzungsverhältnis reduzieren kann. Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist das Zwischenuntersetzungsrad 42 des Vorgelege 40 über eine Trägerwelle 44 drehend angestützt, die zwischen dem Radgehäuse 7 und der Radabdeckung 8 angeordnet ist. Das Zwischenuntersetzungsrad 42 enthält einen Radbereich 45 mit großem Durchmesser, der in Eingriff ist mit dem Zahnrad 41, und einen Radbereich 46 mit kleinem Durchmesser, der in Eingriff ist mit dem Klappenrad 9. Ferner ist das Klappenrad 9 durch ein Zahnsegment bzw. Zahnbogen mit einem Radbereich 51 gebildet, der auf dessen äußerer Umfangsfläche gebildet ist. Der Radbereich 51 kann an dem Radbereich 46 mit kleinem Durchmesser des Zwischenuntersetzungsrads 42 angreifen (2).
Wie in 1 gezeigt, hat das Drosselklappenrad 9 einen zylindrischen Rotor 10, der durch Einführungsformung bzw. Einsetzformen integriert gebildet wird. Der Rotor 10 kann vorzugsweise bezüglich des Drosselklappenrads 9 konzentrisch positioniert sein. Der Rotor 10 hat ein Paar von (geteilten) Dauermagneten 11 und ein Paar von (geteilten) Jochs 12, die an einer inneren Umfangsfläche des Rotors jeweils positioniert sind. Der Rotor 10 ist mit einem Ende (ein rechtes Ende in 1) der Drosselklappenwelle 4 verbunden. Ferner ist ein Hall-Eelement 13 (ein kontaktloses Detektionsbauteil) an einer inneren Seitenfläche der Radabdeckung 8 bereitgestellt. Das Hall-Element 13 ist in einen zylindrischen Bereich des Rotors 10 lose eingepasst. Das Hall-Element 13 kann ein elektrisches Signal erzeugen, das repräsentativ ist für einen Magnetfluss, der sich mit einer Drehung des Drosselklappenrads ändert, und das erzeugte elektrische Signal an die ECU ausgeben. Ferner können die Dauermagneten 11, die Jochs 12 und das Hall-Element 13 einen Drosselklappenpositionssensor bilden, der in der Lage ist einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 3 zu detektieren.
Wie in 2 gezeigt, hat das Drosselklappenrad 9 einen Stopper 22 für eine vollständig geschlossene Position und einen Stopper 26 für eine vollständig geöffnete Position, die an seinem äußeren Umfangsbereich gebildet sind. Der Stopper 22 für die vollständig geschlossene Position ist angeordnet und aufgebaut, um ein Arretierungsbauteil 23 für eine vollständig geschlossene Position zu kontaktieren, wenn das Drosselklappenrad 9 in eine vollständig geschlossene Position dreht (also wenn das Drosselklappenrad 9 zu einer Position dreht, die einer vollständig geschlossenen Position der Drosselklappe 3 entspricht). Das Arretierungsbauteil 23 für die vollständig geschlossene Position ist aus einer Einstellschraube gebildet. Die Einstellschraube ist an einer Halterung 21 für das Arretierungsbauteil für die vollständig geschlossene Position angebracht, die an einer Innenseite des Radgehäuses 7 gebildet ist. Umgekehrt ist der Stopper 26 für die vollständig offene Position angeordnet und aufgebaut, um in Kontakt mit dem Arretierungsbauteil 29 für die vollständig offene Position zu sein, wenn das Drosselklappenrad 9 in die vollständig geöffnete Position dreht (also wenn das Drosselklappenrad 9 an eine Position dreht, die einer vollständig geöffneten Position der Drosselklappe 3 entspricht). Das Arretierungsbauteil 29 für die vollständig geöffnete Position ist an der Innenseite des Radgehäuses 7 gebildet.
Wie in den 1 und 3 gezeigt, hat das Drosselklappenrad 9 eine konzentrisch gebildete zylindrische Federführung 53, die zu einer Bodenwand des Radgehäuses 7 vorsteht. Die zylindrische Federführung 53 ist dem Lagerhalterungsbereich 16, der in dem Drosselkörper 1 gebildet ist, gegenüberliegend positioniert und ist bezüglich des Lagerhalterungsbereichs 16 konzentrisch positioniert. Die zylindrische Federführung 53 hat ferner im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser, wie der Lagerhalterungsbereich 16. Wie am besten in 3 gezeigt, hat das Drosselklappenrad 9 ein Öffnerbauteil 52. Das Öffnerbauteil 52 ist an dem äußeren Umfangsbereich des Drosselklappenrads 9 gebildet, um in Richtung Bodenwand des Radgehäuses 7 vorzustehen. Das Öffnerbauteil 52 hat einen zweiten Eingriffsbereich 54, der an seinem proximalen Ende gebildet ist, und einen Eingriffsbereich 55, der an seinem distalen Ende gebildet ist. Ferner hat das Öffnerbauteil 52 ein Paar von lateralen Führungsbauteilen 56, die an dessen distalem Ende gebildet sind. Die lateralen Führungsbauteile 56 können vorzugsweise parallel zueinander positioniert sein.
Die Spiralfeder 6 hat einen ersten Federbereich 61, der einen Spiralbereich 61a aufweist (der als erster Spiralbereich 61a bezeichnet wird), einen zweiten Federbereich 62, der einen Spiralbereich 62a aufweist (der als zweiter Spiralbereich 62a bezeichnet wird), und einen U-förmigen Hakenbereich 63. Die Spiralfeder 6 ist aus einer einstückigen Torsionsspiralfeder gebildet, die gebildet wird durch Formen eines einzelnen Drahts, der im Wesentlichen einen konstanten Drahtdurchmesser hat. Der erste Federbereich 61, der zweite Federbereich 62 und der U-förmige Hakenbereich 63 sind also integriert ausgebildet. Der erste Federbereich 61 und der zweite Federbereich 62 sind konzentrisch zueinander gebildet und haben jeweils unterschiedliche Wicklungsrichtungen. Der erste Federbereich 61 hat im Wesentlichen den gleichen Spiralabstand bzw. Spiralgewindegang und Spiraldurchmesser, wie der zweite Federbereich 62. Der zweite Federbereich 62 hat eine Wicklungsanzahl, die kleiner ist als die des ersten Federbereichs 61. Folglich hat der zweite Federbereich 62 eine Vorspannkraft, die kleiner ist als die Vorspannkraft des ersten Federbereichs 61. Der U-förmige Hakenbereich 63 wird gebildet, indem ein Bereich der Spiralfeder 6 (ein Grenzbereich des ersten und zweiten Federbereichs 61 und 62) in eine im Wesentlichen U-Form gebogen wird. Als Ergebnis hat die Spiralfeder 6 einen Spiralbereich (einen Zwischenspiralbereich) 66, der benachbart zu oder in Fortsetzung zu dem U-förmigen Hakenbereich 63 positioniert ist, und ist zwischen dem ersten und dem zweiten Spiralbereich 61a und 62a des ersten und zweiten Federbereichs 61 und 62 positioniert. Ferner kann der U-förmige Hakenbereich 63 als ein Wicklungsrichtungswechselbereich dienen, bei dem die Wicklungsrichtungen des ersten und zweiten Federbereichs 61 und 62 gewechselt werden. Der erste Federbereich 61 hat also eine Wicklungsrichtung, die von der des zweiten Federbereichs 62 verschieden ist.
Wie in 1 gezeigt, ist die Spiralfeder 6 zwischen der Bohrungswand 2 des Drosselkörpers 1 (die Bodenwand des Radgehäuses 7) und dem Drosselklappenrad 9 angeordnet. Wie in den 1 und 3 gezeigt, ist der drosselkörperseitige Spiralbereich der Spiralfeder 6 (also ein bohrungswandseitiger Bereich des ersten Spiralbereichs 61a) auf den Lagerhalterungsbereich 16 aufgesetzt bzw. daran angepasst und wird durch den Lagerhalterungsbereich 16 von innen abgestützt. Folglich kann der Lagerhalterungsbereich 16 als eine drosselkörperseitige Federführung der Spiralfeder 6 dienen. Die Spiralfeder 6 enthält ferner einen ersten Hakenbereich 64, der auf ihrem einen Endbereich gebildet ist (ein freier Endbereich des ersten Federbereichs 61). Der erste Hakenbereich 64 ist mit einem ersten Eingriffsbereich 27, der in der Bodenwand des Radgehäuses 7 gebildet ist, in Eingriff.
Wie in den 1 und 3 gezeigt, ist ein drosselklappenradseitiger Spiralbereich der Spiralfeder 6 (also ein drosselklappenradseitiger Bereich des ersten Spiralbereichs 61 und der gesamte Bereich des zweiten Spiralbereichs 62a) auf der Federführung 53 aufgesetzt bzw. an diese angepasst, und wird von der Federführung 53 von innen abgestützt. Die Spiralführung 63 kann folglich als eine drosselklappenradseitige Federführung der Spiralfeder 6 dienen. Ferner enthält die Spiralfeder 6 einen zweiten Hakenbereich 65, der an ihrem anderen Endbereich gebildet ist (ein freier Endbereich des zweiten Federbereichs 62). Der zweite Hakenbereich 65 greift in einen zweiten Eingriffsbereich 54 ein, der in dem Öffnerbauteil 52 des Drosselklappenrads 9 gebildet ist.
Der U-förmige Hakenbereich 63 der Spiralfeder 6 greift entfernbar an dem Eingriffsbereich 55 des Öffnerbauteils 52 des Drosselklappenrads 9 an, während er zwischen den lateralen Führungsbauteilen 56 und dem Öffnerbauteil 52 angeordnet ist. Folglich wird das Drosselklappenrad 9 mit einer Vorspannungskraft über den zweiten Federbereich 62 in eine Richtung belastet, in die die Drosselklappe 3 geöffnet werden kann. Ferner ist ein distaler Endbereich (ein äußerer Endbereich) des U-förmigen Hakenbereichs 63 in der Lage einen Zwischenstopper 25 zu kontaktieren bzw. an diesen anzugreifen. Der Zwischenstopper 52 ist aus einer Einstellungsschraube gebildet, die an der Zwischenstopperhalterung 24 (2) angebracht ist, die an der Innenseite des Radgehäuses 7 gebildet ist.
Der Betrieb der elektronisch gesteuerten Drosselklappensteuerungsvorrichtung wird jetzt im Einzelnen beschrieben.
Wenn der Verbrennungsmotor nicht läuft, kontaktiert der U-förmige Hakenbereich 63 den Zwischenstopper 25 über die Vorspannkraft des ersten Federbereichs 61 der Spiralfeder 6. Ebenso kontaktiert der U-förmige Hakenbereich 63 den Eingriffsbereich 55 des Drosselklappenrads 9 über die Vorspannkraft des zweiten Federbereichs 62 der Spiralfeder 6. Folglich kann das Drosselklappenrad 9 (die Drosselklappe 3) in einer mittleren Position (die als eine Standardposition bezeichnet wird) zwischen der vollständig geschlossenen Position und der vollständig geöffneten Position gehalten werden. Dies liegt daran, dass die Vorspannkraft des ersten Federbereichs 61 von der Vorspannkraft des zweiten Federbereichs 62 verschieden ist.
Bei einer normalen Betriebsbedingung, um die Drosselklappe 3 von der mittleren Position in Richtung vollständig geöffnete Position zu öffnen, wird eine Drehkraft des Antriebsmotors 5 in normaler Richtung an das Drosselklappenrad 9 über das Zahnrad 41 und das Zwischenuntersetzungsrad 42 übertragen. Als Ergebnis können das Drosselklappenrad 9 und die Drosselklappenwelle 4 drehen, um die Drosselklappe 3 zu öffnen. Zu diesem Zeitpunkt drückt der Eingriffsbereich 55 des Öffnerbauteils 52 des Drosselklappenrads 9 den U-förmigen Hakenbereich 63 gegen die Vorspannkraft des ersten Federbereichs 61 der Spiralfeder 6. Folglich, wenn das Drosselklappenrad 9 in Klappenöffnungsrichtung dreht, kann der erste Federbereich 61 (der erste Spiralbereich 61a) eine Vorspannkraft (Rückstellkraft) haben, die in der Lage ist, das Drosselklappenrad 9 in eine Richtung (eine erste Richtung) vorzuspannen, in die die Drosselklappe 3 von einer Position, die jenseits der Mittelposition geöffnet ist, zu der Mittelposition zu schließen. Wenn das Drosselklappenrad 9 ferner von der mittleren Position in die Klappenöffnungsrichtung dreht, wird das Öffnerbauteil 52 in einem Zustand gehalten, bei dem das Öffnerbauteil 52 zwischen dem U-förmigen Hakenbereich 63 und dem zweiten Hakenbereich 65 gehalten wird. Als Ergebnis kann die Vorspannkraft des zweiten Federbereichs 62 nicht erzeugt oder erhöht werden.
Im Gegensatz dazu, um die Drosselklappe 3 von der mittleren Position in Richtung vollständig geschlossene Position zu schließen, wird eine Drehkraft des Antriebsmotors 5 in der umgekehrten Richtung an das Drosselklappenrad 9 übertragen. Als Ergebnis können das Drosselklappenrad 9 und die Drosselklappenwelle 4 drehen, um die Drosselklappe 3 zu schließen. Zu diesem Zeitpunkt drückt der zweite Eingriffsbereich 54 des Öffnerbauteils 52 des Drosselklappenrads 9 den zweiten Hakenbereich 65 gegen die Vorspannkraft des zweiten Federbereichs 62 der Spiralfeder 6, während der U-förmige Hakenbereich 63 der Spiralfeder den Zwischenstopper 25 des Drosselkörpers 1 kontaktiert. Wenn das Drosselklappenrad 9 in Klappenschließrichtung gedreht wird, kann folglich der zweite Federbereich 62 (der zweite Spiralbereich 62a) eine Vorspannkraft (eine Rückstellkraft) haben, die in der Lage ist, das Drosselklappenrad 9 in eine Richtung (eine zweite Richtung) vorzubelasten bzw. vorzuspannen, in die die Drosselklappe 3 von einer geschlossenen Position jenseits der Mittelposition in Richtung Mittelposition geöffnet werden kann. Ferner, wie oben beschrieben, wird der U-förmige Bereich 63 in einem Zustand gehalten, bei dem der U-förmige Hakenbereich 63 den Zwischenstopper 25 kontaktiert, wenn das Drosselklappenrad 9 von der Mittelposition in die Schließrichtung dreht. Als Ergebnis kann die Vorspannkraft des ersten Federbereichs 61 nicht erzeugt oder erhöht werden.
Gemäß der elektronisch gesteuerten Drosselklappensteuerungsvorrichtung, wenn elektrische Leistung, die an den Antriebsmotor 5 geliefert wird, gestoppt wird oder aus irgendeinem Grund verloren geht, wenn die Drosselklappe 3 von der Mittelposition in Richtung vollständig geöffnete Position geöffnet wird, kann der U-förmige Hakenbereich 63 den Zwischenstopper 25 des Drosselkörpers 1 durch die Vorspannkraft des ersten Federbereichs 61 kontaktieren, wobei die Vorspannkraft in der Lage ist das Drosselklappenrad 9 in die Richtung vorzuspannen, in die die Drosselklappe 3 von der Position, die jenseits der Mittelposition geöffnet ist, in Richtung Mittelposition geschlossen werden kann. Zu diesem Zeitpunkt kontaktiert der Eingriffsbereich 55 des Öffnerbauteils 52 den U-förmigen Hakenbereich 63 durch die Vorspannkraft des zweiten Federbereichs 62. Im Gegensatz dazu, wenn elektrische Leistung, die an den Antriebsmotor 5 geliefert wird, stoppt oder verloren geht, wenn die Drosselklappe 3 von der mittleren Position in Richtung vollständig geschlossene Position geschlossen wird, kann der Eingriffsbereich 55 des Öffnerbauteils 52 den U-förmigen Hakenbereich 63 durch die Vorspannkraft des zweiten Federbereichs 62 kontaktieren, wobei die Vorspannkraft in der Lage ist das Drosselklappenrad 9 in die Richtung vorzuspannen, in die die Drosselklappe 3 von der Position, die jenseits der Mittelposition geschlossen ist, in Richtung Mittelposition geöffnet werden kann. Zu diesem Zeitpunkt kontaktiert der U-förmige Hakenbereich 63 den Zwischenstopper 25 des Drosselkörpers 1 durch die Vorspannkraft des ersten Federbereichs 61. Selbst wenn elektrische Leistung, die an den Antriebsmotor 5 geliefert wird, stoppt, kann folglich die Drosselklappe 3 in der Mittelposition gehalten werden, so dass verhindert werden kann, dass der Verbrennungsmotor plötzlich abstirbt bzw. ausgeht. Als ein Ergebnis kann das Fahrzeug an einen sicheren Platz gefahren werden.
Als nächstes wird die elektrisch gesteuerte Drosselklappensteuerungsvorrichtung im Einzelnen beschrieben.
Wie in 7 gezeigt, enthält der zweite Hakenbereich 65 der Spiralfeder 6 einen Endbereich 65a. Der Endbereich 65a ist in eine S-Form gebogen, um auf dem zweiten Spiralbereich 62a des zweiten Federbereichs 62 positioniert zu sein. Ferner kann der zweite Spiralbereich 62a des zweiten Federbereichs 62 vorzugsweise derart gebildet sein, dass seine zentrale Achse 62L relativ zu einer zentralen Achse 61L des ersten Spiralbereichs 61a des ersten Federbereichs 61 in eine bestimmte Richtung versetzt oder gewinkelt ist (nach unten in 7). Wie in 5 gezeigt, wenn die Spiralfeder 6 an dem Drosselklappenrad 9 angebracht ist (also wenn die Spiralfeder 6 auf die Federführung 53 aufgesetzt bzw. daran angepasst ist), kann der zweite Spiralbereich 62a des zweiten Federbereichs 62 drehdeformiert oder in eine entgegengesetzte Richtung versetzt sein (nach oben in 7), so dass die zentrale Achse 62L des zweiten Spiralbereichs 62a im Wesentlichen zu der zentralen Achse 61L des ersten Spiralbereichs 61a ausgerichtet sein kann.
Wie in 6 gezeigt (in der der zweite Federbereich 62 der Spiralfeder 6 weggelassen ist), kann der Zwischenspiralbereich 66 der Spiralfeder 6 ferner vorzugsweise derart gebildet sein, dass eine zentrale Achse 66L von diesem radial nach außen versetzt sein kann (nach links in 6) relativ zu der zentralen Achse 61L des ersten Spiralbereichs 61a des ersten Federbereichs 61. Folglich kann der Zwischenspiralbereich 66 der Spiralfeder 6 radial nach außen relativ zu dem ersten Spiralbereich 61a des ersten Federbereichs 61 positioniert sein (welcher Spiralbereich als „ein restlicher bzw. verbleibender Spiralbereich“ der Spiralfeder 6 bezeichnet werden kann). Wenn die Spiralfeder 6 auf die Federführung 53 des Drosselklappenrads 9 aufgesetzt bzw. daran angepasst ist, kann somit eine Druckkraft (in der 8 durch den Pfeil y gezeigt) des Zwischenspiralbereichs 66 der Spiralfeder 6 gegen die Federführung 53 effizient reduziert werden. Mit anderen Worten, es kann verhindert werden, dass der Zwischenspiralbereich 66 stark gegen die Federführung 53 gepresst wird.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, hat das Drosselklappenrad 9 einen gekrümmten Abdeckungsbereich 58, der in der Lage ist, teilweise den zweiten Spiralbereich 62a des zweiten Federbereichs 62 abzudecken. Das Öffnerbauteil 52 ist mit dem Abdeckungsbereich 58 integriert ausgebildet. Ferner können der zweite Eingriffsbereich 54 und der Eingriffsbereich 55 auf gegenüberliegenden Seiten des Öffnerbauteils 52 gebildet sein. Ein ausgenommener Bereich 59 ist ferner in dem Abdeckungsbereich 58 gebildet. Der ausgenommene Bereich 59 ist benachbart zu dem zweiten Eingriffsbereich 54 des Öffnerbauteils 52 positioniert. Der ausgenommene Bereich 59 ist derart geformt, dass der zweite Hakenbereich 65 der Spiralfeder 6 selbigen kontaktieren bzw. an ihm angreifen kann, wenn die Spiralfeder 6 an dem Drosselklappenrad 9 angebracht ist.
Als nächstes werden Verfahren zum Anbringen der Spiralfeder an dem Drosselklappenrad 9 beschrieben. Zuerst wird der drosselklappenradseitige Spiralbereich der Spiralfeder 6 auf die Spiralführung 53 des Drosselklappenrads 9 aufgesetzt bzw. daran angepasst. Anschließend wird der zweite Hakenbereich 65 der Spiralfeder 6 in den ausgenommenen Bereich 59 des Drosselklappenrads 9 eingeführt, und der S-förmige Endbereich 65 des zweiten Hakenbereichs 65 wird in Eingriff gebracht mit dem zweiten Eingriffsbereich 54 des Öffnerbauteils 52. Ferner wird der U-förmige Hakenbereich 63 der Spiralfeder 6 entfernbar mit dem Eingriffsbereich 55 in Eingriff gebracht, während der U-förmige Hakenbereich 63 zwischen den lateralen Führungsbauteilen 56 des Öffnerbauteils 52 positioniert wird. Folglich kann das Drosselklappenrad 9 mit der Vorspannkraft über den zweiten Federbereich 62 in die Richtung belastet werden, in die Drosselklappe 3 geöffnet werden kann. Zu diesem Zeitpunkt ist der Zwischenspiralbereich 66 der Spiralfeder 6 radial nach außen relativ zu dem ersten Spiralbereich 61a des ersten Federbereichs 61 positioniert. Wenn die Spiralfeder 6 an dem Drosselklappenrad 9 angebracht ist, kann folglich der Zwischenspiralbereich 66 der Spiralfeder 6 von der Federführung 53 beabstandet sein (8). Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel der zweite Spiralbereich 62a des zweiten Federbereichs 62 derart gebildet, dass seine zentrale Achse 62L relativ zu der zentralen Achse 611 des ersten Spiralbereichs 61a des ersten Federbereichs 61 gewinkelt ausgebildet ist. Wenn die Spiralfeder 6 an dem Drosselklappenrad 9 angebracht ist, kann folglich der zweite Spiralbereich 62a zu der zentralen Achse 61L des ersten Spiralbereichs 61a im Wesentlichen ausgerichtet sein. Als Ergebnis kann ein zylindrischer Raum (nicht gezeigt) zwischen der Federführung 53 und dem zweiten Spiralbereich 62a des zweiten Federbereichs 62 gebildet werden.
Nachdem die Spiralfeder 6 an dem Drosselklappenrad 9 angebracht ist, wird das Drosselklappenrad 9, das die Spiralfeder 6 aufweist, mit der Drosselklappenwelle 4 verbunden, während der drosselkörperseitige Spiralbereich der Spiralfeder 6 (der erste Spiralbereich 61a des ersten Federbereichs 61) auf den Lagerhalterungsbereich 61 des Drosselkörpers 1 aufgesetzt bzw. daran angepasst. Ferner wird der erste Hakenbereich 64 der Spiralfeder 6 in Eingriff gebracht mit dem ersten Eingriffsbereich 27 des Drosselkörpers 1 (3). Ferner wird der Rotor 10 des Drosselklappenrads 9 mit der Drosselklappenwelle 4 verbunden (1).
Gemäß der elektronisch gesteuerten Drosselklappensteuerungsvorrichtung, wenn die Drosselklappe 3 zwischen der mittleren Position und der vollständig geschlossenen Position geschlossen und geöffnet wird, wird das Drosselklappenrad 9 gedreht, während der U-förmige Hakenbereich 63 der Spiralfeder 6 an das Zwischenstopperbauteil 25 des Drosselkörpers 1 angreift oder dieses kontaktiert. Als Ergebnis kann die Federführung 53 des Drosselklappenrads 9 sich relativ zu dem Zwischenspiralbereich 66 der Spiralfeder 6 bewegen oder drehen.
Wenn die Spiralfeder 6 auf die Federführung 53 des Drosselklappenrads 9 aufgesetzt ist, kann jedoch die Federkraft (in der 8 durch einen Pfeil y gezeigt) des Zwischenspiralbereichs 66 der Spiralfeder 6 gegen die Federführung 53 effizient reduziert werden, da der Zwischenspiralbereich 66 relativ zu dem ersten Spiralbereich 61a des ersten Federbereichs 61 radial nach außen positioniert sein kann. Bei einem Zustand, bei dem die Spiralfeder 6 an dem Drosselklappenrad 9 angebracht ist, wenn der Zwischenspiralbereich 66 gegen die Federführung 53 des Drosselklappenrads 9 aufgrund einer rückwirkenden Kraft des zweiten Federbereichs 62 gedrückt wird, kann folglich verhindert werden, dass der Zwischenspiralbereich 66 stark gegen die Spiralführung 53 gepresst wird. Der Zwischenspiralbereich 66 kann also die Federführung 53 mit einer geringen Kontaktkraft, verglichen mit der herkömmlichen elektronisch gesteuerten Drosselklappensteuerungsvorrichtung, kontaktieren. In einigen Situationen kann der Zwischenspiralbereich 66 in einem Zustand gehalten werden, bei dem der Zwischenspiralbereich 66 von der Federführung 33 beabstandet ist, ohne selbige zu kontaktieren. Wenn die Federführung 53 sich relativ zu dem Zwischenspiralbereich 66 bewegt oder dreht, kann folglich eine Gleitreibungskraft, die zwischen dem Zwischenspiralbereich 66 und der Federführung 53 erzeugt wird, reduziert werden. Als Ergebnis kann die Drehlast, die an den Antriebsmotor 5 angelegt wird, reduziert werden. Ferner kann ein Geräusch, das zwischen dem Zwischenspiralbereich 66 und der Federführung 53 erzeugt wird, verhindert werden.
Der Zwischenspiralbereich 66 der Spiralfeder 6 ist derart gebildet, dass dessen zentrale Achse 66L radial nach außen relativ zu der zentralen Achse 61L des ersten Spiralbereichs 61 a des ersten Federbereichs 61 versetzt sein kann. Der Zwischenspiralbereich 66 der Spiralfeder 6 ist also radial nach außen jenseits des ersten Spiralbereichs 61a des ersten Federbereichs 61 positioniert (6). Wenn die Spiralfeder 6 auf die Federführung 53 des Drosselklappenrads 9 gesetzt bzw. an diese angepasst ist, kann folglich die Druckkraft (in der 8 mit dem Pfeil y gezeigt) des Zwischenspiralbereichs 66 gegen die Federführung 53 effizient reduziert werden. Mit anderen Worten, es kann verhindert werden, dass der Zwischenspiralbereich 66 stark gegen die Federführung 53 gepresst wird.
Bei der Spiralfeder 6 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist folglich die zentrale Achse 66L des Zwischenspiralbereichs 66 der Spiralfeder 6 einfach radial nach außen relativ zu der zentralen Achse 61L des ersten Spiralbereichs 61a des ersten Federbereichs 61 versetzt, um die Druckkraft des Zwischenspiralbereichs 66 gegen die Federführung 53 zu reduzieren. Folglich ist es möglich, die Spiralfeder 6 herzustellen, bei der die Druckkraft des Zwischenspiralbereichs 66 gegen die Federführung 53 effizient reduziert werden kann.
Die zentrale Achse 62L des zweiten Spiralbereichs 62a des zweiten Federbereichs 62 ist ferner relativ zu der zentralen Achse 61L des ersten Spiralbereichs 61a des ersten Federbereichs 61 gewinkelt. Wenn die Spiralfeder 6 an dem Drosselklappenrad 9 angebracht ist, kann folglich der zylindrische Raum zwischen der Federführung 53 und dem zweiten Spiralbereich 62a des zweiten Federbereichs 62 gebildet werden, so dass im Wesentlichen verhindert werden kann, dass der zweite Spiralbereich 62a mit der Federführung 53 in Kontakt kommt. Als Ergebnis, wenn die Federführung 53 und der zweite Spiralbereich 62a des zweiten Federbereichs 62 sich aufgrund eines Betriebs der elektronisch gesteuerten Drosselklappensteuerungsvorrichtung relativ zueinander bewegen, kann eine Gleitreibungskraft, die zwischen der Federführung 53 und dem zweiten Spiralbereich 62a des zweiten Federbereichs 62 erzeugt wird, reduziert werden.
Verschiedene Änderungen und Modifikationen können für die elektronisch gesteuerte Drosselklappensteuerungsvorrichtung vorgenommen werden. Beispielsweise ist in dem Ausführungsbeispiel die Spiralfeder 6 aus einer einstückigen Torsionsspiralfeder gebildet. Die Spiralfeder 6 kann jedoch aus zwei oder mehreren Federkomponenten gebildet werden, die separat gebildet werden.
In dem Ausführungsbeispiel ist ferner die zentrale Achse 66L des Zwischenspiralbereichs 66 der Spiralfeder 6 radial nach außen relativ zu der zentralen Achse 61L des ersten Spiralbereichs 61a des ersten Federbereichs 61 versetzt. Stattdessen kann ein Spiraldurchmesser des Zwischenspiralbereichs 66 vergrößert werden.
Ferner ist in dem Ausführungsbeispiel die zentrale Achse 62L des zweiten Spiralbereichs 62a des zweiten Federbereichs 62 relativ zu der zentralen Achse 61L des ersten Spiralbereichs 61a des ersten Federbereichs 61 gewinkelt ausgebildet. Die zentrale Achse 62L des zweiten Spiralbereichs 62a des zweiten Federbereichs 62 kann jedoch zu der zentralen Achse 61 L des ersten Spiralbereichs 61a des ersten Federbereichs 61 ausgerichtet sein (in Linie gebracht), falls notwendig.
Ferner sind in dem Ausführungsbeispiel das Öffnerbauteil 52 und die Federführung 53 jeweils in dem Drosselklappenrad 9 gebildet. Stattdessen können das Öffnerbauteil 52 und die Federführung 53 in der Drosselklappenwelle gebildet sein. Bei dieser Modifikation kann die Drosselklappenwelle 4 als Drehkörper dienen.
In dem Ausführungsbeispiel ist ferner ein Hall-Element 13 als kontaktloses Detektionsbauteil als Drosselklappenpositionssensor verwendet worden. Das Hall-Element 13 kann jedoch durch ein Hall-IC, ein magnetoresistives Element oder durch andere derartige Bauteile ersetzt werden.
Ferner können die unterteilten Dauermagnete 11 des Rotors 10 durch einen zylindrischen Dauermagnet ersetzt werden. Die Formen des U-förmigen Hakenbereichs 63 des ersten Hakenbereich 64 und des zweiten Hakenbereichs 65 können auch geändert werden, falls notwendig.

Claims

Elektronisch gesteuerte Drosselklappensteuerungsvorrichtung, mit: einem Drosselkörper (1), der einen darin gebildeten Luftansaugkanal (2a) aufweist; einer Drosselklappe (3), die in dem Luftansaugkanal (2a) aufgenommen ist, um den Luftansaugkanal (2a) zu schließen und zu öffnen; einer Leistungsübertragungsvorrichtung, die einen Drehkörper (9) aufweist, der in der Lage ist, eine Drehkraft eines Stellglieds (5) an die Drosselklappe (3) zu übertragen und die Drosselklappe (3) in eine vollständige Öffnungsrichtung und eine vollständige Schließrichtung zu drehen; und einer Spiralfeder (6), die einen Endbereich aufweist, der in Eingriff ist mit dem Drosselköper (1), und deren anderer Endbereich in Eingriff ist mit dem Drehkörper (9), wobei die Spiralfeder (6) angeordnet und aufgebaut ist zum Vorspannen der Drosselklappe (3) in die vollständige Öffnungsrichtung oder die vollständige Schließrichtung; wobei der Drehkörper (9) eine Federführung (53) aufweist, die in der Lage ist, die Spiralfeder (6) von innen abzustützen, und der ein Öffnerbauteil (52) hat, das durch die Spiralfeder (6) in die vollständige Öffnungsrichtung oder die vollständige Schließrichtung vorgespannt ist, wobei die Spiralfeder (6) einen ersten Federbereich (61) enthält, der in der Lage ist, die Drosselklappe (3) über das Öffnerbauteil (52) in eine Richtung vorzuspannen, in die die Drosselklappe (3) von einer Position, die jenseits der mittleren Position geöffnet ist, in Richtung der mittleren Position geschlossen werden kann, einen zweiten Federbereich (62), der in der Lage ist, die Drosselklappe (3) über das Öffnerbauteil (52) in eine Richtung vorzuspannen, in die die Drosselklappe (3) von einer Position, die jenseits der mittleren Position geschlossen ist, in Richtung der mittleren Position geöffnet werden kann, und einen Wicklungsrichtungswechselbereich (63), in dem die Wicklungsrichtungen des ersten (61) und des zweiten Federbereichs (62) gewechselt sind, und wobei die Spiralfeder (6) derart gebildet ist, dass ein Spiralbereich (66), der benachbart zu dem Wicklungsrichtungswechselbereich (63) positioniert ist, radial nach außen relativ zu dem verbleibenden Spiralbereich (61a) positioniert ist, wenn die Spiralfeder (6) auf die Federführung (53) aufgesetzt ist.
Elektronisch gesteuerte Drosselklappensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Spiralfeder (6) derart geformt ist, dass eine zentrale Achse (66L) des Spiralbereichs (66), der benachbart zu dem Wicklungsrichtungswechselbereich (63) positioniert ist, radial nach außen relativ zu einer zentralen Achse (61L) des verbleibenden Spiralbereichs positioniert ist.
Elektronisch gesteuerte Drosselklappensteuerungsvorrichtung, mit: einem Drosselkörper (1), der einen Luftansaugkanal (2a) aufweist, der in ihm gebildet ist; einer Drosselklappe (3), die in dem Luftansaugkanal (2a) aufgenommen ist, um den Luftansaugkanal (2a) zu öffnen und zu schließen; einem Drehkörper (9), der in der Lage ist, die Drosselklappe (3) in eine Richtung zum vollständigen Öffnen und eine Richtung zum vollständigen Schließen zu drehen; und einer Spiralfeder (6), die mit dem Drosselkörper (1) und dem Drehkörper (9) in Eingriff ist zum Vorspannen der Drosselklappe (3) in die Richtung zum vollständigen Öffnen oder die Richtung zum vollständigen Schließen; einer Federführung (53), die für den Drehkörper (9) bereitgestellt und in der Lage ist, die Spiralfeder (6) von innen abzustützen; und einem Öffnerbauteil (52), das für den Drehkörper (9) bereitgestellt ist und durch die Spiralfeder (6) in die Richtung zum vollständigen Öffnen oder die Richtung zum vollständigen Schließen vorgespannt ist, wobei die Spiralfeder (6) einen ersten Spiralbereich (61a) enthält, der in der Lage ist, die Drosselklappe (3) in eine erste Richtung vorzuspannen, einen zweiten Spiralbereich (62a), der in der Lage ist, die Drosselklappe (3) in eine zweite Richtung vorzuspannen, die von der ersten Richtung verschieden ist, und einen Zwischenspiralbereich (66), der zwischen dem ersten und dem zweiten Spiralbereich positioniert ist, und wobei die Spiralfeder (6) derart gebildet ist, dass der Zwischenspiralbereich (66) radial nach außen relativ zu dem ersten Spiralbereich (61a) positioniert ist, wenn die Spiralfeder (6) auf die Federführung (53) aufgesetzt ist.