JP2002309966A - モータ内蔵スロットル弁 - Google Patents
モータ内蔵スロットル弁Info
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- JP2002309966A JP2002309966A JP2001388056A JP2001388056A JP2002309966A JP 2002309966 A JP2002309966 A JP 2002309966A JP 2001388056 A JP2001388056 A JP 2001388056A JP 2001388056 A JP2001388056 A JP 2001388056A JP 2002309966 A JP2002309966 A JP 2002309966A
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Abstract
蔵モータの放熱性を向上し、アイシング防止を図ったス
ロットル弁を提供する。 【解決手段】 モータ13で弁開度を制御して内燃機関
の吸気管11内の空気流量を調節するモータ内蔵スロッ
トル弁1であって、モータ13のヨーク14の少なくと
も一部が弁体12の近傍において吸気管11内に露出さ
れることを特徴とするスロットル弁を提供する。このよ
うな構成とすることで、吸気管11内の空気流によって
モータ13の放熱が促進されてモータ13の放熱性が向
上されると共に、モータの熱によりアイシングが防止さ
れる。モータ13の放熱性の向上によりモータ13の過
熱によるモータトルクの低下を防ぐことが可能となるの
で、従来予想された低下分だけトルクの小さい小型のモ
ータを設定することが可能となり、モータ内蔵スロット
ル弁全体の小型化を図ることが可能となる。
Description
内の空気流量を調節するモータ内蔵スロットル弁に関す
る。
るスロットル弁においては、従来よりモータを用いてそ
の弁開度を制御するのが一般的である。このモータは普
通、被制御弁の近傍に設置されるが、モータが樹脂製の
スロットル弁ハウジングに内蔵されて設置される場合に
は、モータの放熱性が悪化してモータトルクが低下する
ことが懸念される。このモータトルクの低下のために、
結果として大型のモータを設置する必要が生じ、モータ
を内蔵したスロットル弁全体の小型化を妨げている。
して、特公平7-49780号公報に、モータ周辺にエ
ンジン冷却水を通して冷却を行っているスロットル弁が
開示されているが、この方法では冷却水配管が必要とな
り、構造が複雑で、コストも高くなる恐れがある。
燃機関の停止中、気温の低い場合には、吸気管内におい
て空気中の水分が凝縮し、その水分がスロットル弁の弁
体と吸気管内壁などとの接触部分において凍結して弁体
の作動不良(以下、「弁体の凍結による作動不良」とい
う)が生じる場合がある。
弁ハウジングの一部にエンジンの冷却水(比較的高温状
態にある)を流通させて弁体の近傍が低温にならないよ
うに加熱する方法が開示されている。しかしながら、こ
の公報に開示された方法では、構造が複雑でコストが高
くなる恐れがある上、エンジン冷却水の流通経路がスロ
ットル弁ハウジングの弁体近傍部分の極一部にのみ設け
られており、スロットル弁ハウジングが伝熱性の低い樹
脂などで製造されている場合には、弁体の凍結による作
動不良を確実に防止できない可能性がある。
鑑みてなされたもので、その第1の目的は、簡単且つ安
価な手段によって、スロットル弁を制御するモータの放
熱性を向上したモータ内蔵スロットル弁を提供すること
である。
段によって、スロットル弁を制御するモータの放熱性を
向上すると共に弁体の凍結による作動不良を防止するモ
ータ内蔵スロットル弁を提供することである。
弁を制御するモータの放熱性を向上すると共に弁体の凍
結による作動不良を確実に防止するモータ内蔵スロット
ル弁を提供することである。
決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に
記載されたスロットル弁を提供する。
のヨークの少なくとも一部が吸気管内に露出されるもの
である。このような構成により、吸気管内の空気流がヨ
ークに直接接触するのでモータの放熱が促進され、何ら
付加的な部材を必要とせずにモータの放熱性が向上され
る。又、放熱性の向上によって、モータの過熱によるモ
ータトルクの低下を防ぐことが可能となるので、従来予
想されたトルク低下分だけトルクの小さい小型のモータ
を設定することが可能となり、モータ内蔵スロットル弁
全体の小型化を図ることが可能となる。
のヨークの少なくとも一部に接触して伝熱部材が配置さ
れ、この伝熱部材の一部が吸気管内に露出されるもので
ある。このような構成により、モータで発生した熱は伝
熱部材へと伝達され、伝熱部材が吸気管内の空気流に直
接接触することによって放熱が促進され、モータの放熱
性が向上される。
のヨークの少なくとも一部に接触して伝熱部材が配置さ
れ、この伝熱部材の一部が外気に露出されるものであ
る。このような構成により、モータで発生した熱は伝熱
部材へと伝達され、伝熱部材が外気に直接接触すること
によって放熱が促進され、モータの放熱性が向上され
る。
のヨークの少なくとも一部に接触して伝熱部材が配置さ
れ、この伝熱部材の一部が吸気管内に露出されると共
に、この伝熱部材の別の一部が外気に露出されるもので
ある。このような構成により、モータで発生した熱は伝
熱部材へと伝達され、伝熱部材が吸気管内の空気流に直
接接触すること及び伝熱部材が外気に直接接触すること
によって放熱が促進され、モータの放熱性が向上され
る。
のヨークの一部が吸気管内に露出されると共に、モータ
のヨークの別の一部に接触して伝熱部材が配置され、こ
の伝熱部材の一部が吸気管内に露出されるものである。
このような構成により、ヨークに吸気管内の空気流が直
接接触することと、モータで発生した熱が伝達される伝
熱部材に吸気管内の空気流が直接接触することとによっ
て放熱が促進され、モータの放熱性が向上される。
のヨークの一部が吸気管内に露出されると共に、モータ
のヨークの別の一部に接触して伝熱部材が配置され、こ
の伝熱部材の一部が外気に露出されるものである。この
ような構成により、ヨークに吸気管内の空気流が直接接
触することと、モータで発生した熱が伝達される伝熱部
材に外気が直接接触することとによって放熱が促進さ
れ、モータの放熱性が向上される。
のヨークの一部が吸気管内に露出されると共に、モータ
のヨークの別の一部に接触して伝熱部材が配置され、こ
の伝熱部材の一部が吸気管内に露出されると共に、この
伝熱部材の別の一部が外気に露出されるものである。こ
のような構成により、ヨークに吸気管内の空気流が直接
接触することと、モータで発生した熱が伝達される伝熱
部材に吸気管内の空気流及び外気が直接接触することと
によって放熱が促進され、モータの放熱性が向上され
る。
1又は2、もしくは4から7に記載のスロットル弁にお
いて、モータのヨークの吸気管内に露出された部分及び
伝熱部材の吸気管内に露出された部分の一方あるいは両
方が、吸気管内に配設された当該モータ内蔵スロットル
弁の弁体の近傍に配設されているものである。このよう
な構成により、モータの放熱性が向上されると共に、弁
体の近傍がモータからの熱によって暖められ、弁体の凍
結による作動不良(アイシング)を防止することができ
る。
2から8に記載のスロットル弁において、伝熱部材の吸
気管内に露出された部分及び伝熱部材の外気に露出され
た部分の一方あるいは両方に放熱面積を大きくするため
の凹凸が形成されているものである。このような構成に
より、モータで発生し伝熱部材へと伝達された熱がより
効率良く放熱され、モータの放熱性が更に向上される。
項1から9に記載のスロットル弁において、更に、吸気
管内に配設された当該モータ内蔵スロットル弁の弁体を
囲うように吸気管を構成する管壁内部に設けられた環状
通路を具備し、その環状通路の内部には熱媒体が流通す
ると共に、その環状通路の一部はモータの近傍を通ると
いうものである。このような構成により、請求項1から
9に記載の各スロットル弁の効果に加え、環状通路を流
通する熱媒体により、モータの更なる放熱促進と弁体の
凍結による作動不良(アイシング)の防止という二つの
効果が得られる。即ち、弁体の周囲が冷えていて凍結に
よる作動不良の恐れがある場合には、環状通路を流通す
る熱媒体によって弁体の近傍部分が暖められ、弁体の凍
結による作動不良が防止される一方、モータの温度が上
昇した場合には、環状通路の一部がモータの近傍を通る
ように設けられていることから、モータからの熱が熱媒
体へ伝達され、モータの放熱が促進される。特に、環状
通路は吸気管内に配設された弁体を囲うようにして設け
られているので、例えば、スロットル弁ハウジングが伝
熱性の低い樹脂などで製造されている場合においても弁
体の周囲全体を十分に温めることができ、弁体の凍結に
よる作動不良を確実に防止することができる。
管内に配設された当該モータ内蔵スロットル弁の弁体を
囲うように吸気管を構成する管壁内部に設けられた環状
通路を具備し、その環状通路の内部には熱媒体が流通す
ると共に、その環状通路の一部はモータの近傍を通ると
いうものである。このような構成により、請求項10に
記載のスロットル弁について上述した環状通路を流通す
る熱媒体による作用効果(モータの放熱促進効果及び弁
体の凍結による作動不良(アイシング)防止効果)が得
られる。
弁においても、請求項1に記載のスロットル弁と同様
に、モータの放熱性向上に伴うモータ及びモータ内蔵ス
ロットル弁全体の小型化を図ることが可能である。
実施形態について詳細に説明する。尚、図面において、
同一又は類似の構成要素には共通の参照番号を付す。
蔵スロットル弁1の略示正面図であり、図2は、図1の
断面線A-Aに沿ったモータ内蔵スロットル弁1の略示
断面図である。スロットル弁ハウジング10は、ほぼ円
筒状の吸気管11を形成し内部にスロットル弁の弁体1
2を有する部分と、モータ13、即ちほぼ円筒状のヨー
ク14等のモータ構成要素を保持する部分とを有して構
成される。本実施形態においては、スロットル弁ハウジ
ング10は上記二つの部分を一体として樹脂により形成
される。スロットル弁ハウジング10の吸気管11内に
は、弁体12のスロットル弁シャフト15が回転可能に
設けられ、弁体12の回転動作によって吸気管11内の
通路を開閉する。モータ13は、その回転軸をスロット
ル弁シャフト15と平行にしてスロットル弁ハウジング
10内に設置される。モータ13の出力端は、スロット
ル弁シャフト15に連結されている動力伝達手段16に
接続されており、この動力伝達手段16を介してモータ
出力が弁体12に伝達され、開度が制御される。スロッ
トル弁開度(弁体開度)はスロットルポジションセンサ
17により検出され、スロットル弁の制御等に利用され
る。
及び図2に示すように、モータ13はそのヨーク14の
一部が弁体12の僅かに上流側において吸気管11内に
露出されるように配設されており、ヨーク14が吸気管
内を流れる空気流に直接接触するようになっている。吸
気管11内に露出されたヨーク14の部分は、吸気管1
1内へ突出しているが、上述したようにこの露出部分は
弁体12の僅かに上流側にあって、図2に矢印で示した
弁体12の回転動作には干渉しないように配慮されてい
る。
1内の空気流がヨーク14に直接接触するのでモータ1
3の放熱が促進され、図9に断面図で示したようなモー
タ13のヨーク14が完全に樹脂製のスロットル弁ハウ
ジング10に包囲されている場合に比べ、何ら付加的な
部材を必要とせずにモータの放熱性が向上される。これ
によりモータの過熱によるモータトルクの低下を防ぐこ
とが可能となるので、従来予想されたトルク低下分だけ
トルクの小さい小型のモータを設定することが可能とな
り、モータ内蔵スロットル弁全体の小型化を図ることが
可能となる。
ロットル弁2について説明する。図3は、本発明の第二
実施形態のモータ内蔵スロットル弁2の略示正面図であ
り、図4は、図3の断面線A-Aに沿った略示断面図で
ある。基本的なモータ内蔵スロットル弁の構成について
は、第一実施形態のモータ内蔵スロットル弁1と同じで
あるので説明を省略するが、第二実施形態のモータ内蔵
スロットル弁2では、モータ13のヨーク14の一部に
接触して伝熱部材18が配置されると共に、その伝熱部
材18が吸気管11内に露出されるように延設されてい
て、吸気管11内を流れる空気流に接触するようになっ
ている。図3及び図4に示すように、伝熱部材18の吸
気管11内に露出された部分には放熱面積を増加するた
めに凹凸が形成され、吸気管11内へ突出している。伝
熱部材18のこの吸気管11内への突出部分は、第一実
施形態のモータ内蔵スロットル弁1の吸気管11内に突
出したモータ13のヨーク14と同様、図4に示したよ
うに弁体12の僅かに上流側にあって、矢印で示した弁
体12の回転動作には干渉しないように配慮されてい
る。又、図4から明らかなように、伝熱部材18の一部
はスロットル弁ハウジング10の外表面の一部を構成し
て外気へも露出されている。尚、ここで伝熱部材18は
熱伝導性の高い部材で形成される。
3で発生した熱は伝熱部材18へと伝達されるが、その
伝熱部材18が吸気管11内に露出されているので、吸
気管11内の空気流と伝熱部材18との接触によって、
結果としてモータ13の放熱が促進される。又、本実施
形態では上述のように伝熱部材18の一部が外気へも露
出されているので、モータの熱は外気へも放熱され、吸
気管11内への放熱のみの場合に比べより良好な放熱特
性が得られる。
管11内と外気の両方に対して露出するように構成して
いるが、これをどちらか一方にのみ露出するように構成
しても良い。又、本実施形態では、伝熱部材18の吸気
管11内に露出された部分にのみ放熱面積を増加するた
めの凹凸が形成されているが、同様の凹凸を外気に露出
された部分に設けても良い。
ロットル弁3について説明する。図5は、本発明の第三
実施形態のモータ内蔵スロットル弁3の略示正面図であ
り、図6は、図5の断面線A-Aに沿った略示断面図で
ある。本実施形態についても、基本的なモータ内蔵スロ
ットル弁の構成については、第一実施形態のモータ内蔵
スロットル弁1と同じであるので説明を省略する。
では、第一実施形態のモータ内蔵スロットル弁1と同様
に、モータ13のヨーク14の一部が吸気管11内に突
出して露出されるように配設されており、ヨーク14が
吸気管内を流れる空気流に直接接触するようになってい
る。更に、モータ内蔵スロットル弁3では、第二実施形
態のモータ内蔵スロットル弁2と同様に、ヨーク14の
一部に接触して伝熱部材18が配置されると共に、その
伝熱部材18が、吸気管11内に露出されるように延設
されていて、吸気管11内を流れる空気流に接触するよ
うになっている。本実施形態においては、ヨーク14の
みが吸気管11内に突出しているが、伝熱部材18の吸
気管11内への露出部分も又、第二実施形態と同様に吸
気管11内に突出していても良い。ヨーク14の吸気管
11内への突出部分は、第一実施形態と同様に弁体12
の僅かに上流側にあって、図6に矢印で示した弁体12
の回転動作には干渉しないように配慮されている。又、
図6から明らかなように、伝熱部材18の一部はスロッ
トル弁ハウジング10の外表面の一部を構成して外気へ
も露出されている。
4に吸気管11内の空気流が直接接触することで放熱を
促進するという第一実施形態のモータ内蔵スロットル弁
1と同様の効果と、伝熱部材18を用い、その伝熱部材
18が吸気管11内の空気流及び外気に接触することで
放熱を促進するという第二実施形態のモータ内蔵スロッ
トル弁2と同様の効果との両方が得られるので、上述の
他の実施形態に比べて更に良好な放熱特性が得られる。
管11内と外気の両方に対して露出するように構成して
いるが、これをどちらか一方にのみ露出するように構成
しても良い。又、本実施形態では、伝熱部材18の吸気
管11内に露出された部分及び外気に露出された部分に
は、特に凹凸等は設けられていないが、これらの部分の
両方あるいは一方に、第二実施形態で述べたような放熱
面積を増加するための凹凸が形成されていても良い。
する各図で示されたように、モータ13のヨーク14の
吸気管11内に露出された部分及び伝熱部材18の吸気
管11内に露出された部分の一方あるいは両方が、吸気
管11内に配設された当該モータ内蔵スロットル弁の弁
体12の近傍に配設されている。このような構成とする
ことで、弁体12の近傍がモータ13からの熱によって
暖められ、弁体12の凍結による作動不良(アイシン
グ)を防止することができる。
ロットル弁4について説明する。図7は、本発明の第四
実施形態のモータ内蔵スロットル弁4の略示正面図であ
り、図8は、図7の断面線A-Aに沿った略示断面図で
ある。本実施形態についても、基本的なモータ内蔵スロ
ットル弁の構成については、第一実施形態のモータ内蔵
スロットル弁1と同じであるので説明を省略する。
では、第一実施形態のモータ内蔵スロットル弁1と同様
に、モータ13のヨーク14の一部が吸気管11内に突
出して露出されるように配設されており、ヨーク14が
吸気管内を流れる空気流に直接接触するようになってい
る。ヨーク14の吸気管11内への突出部分は、第一実
施形態と同様に弁体12の僅かに上流側にあって、図8
に矢印で示した弁体12の回転動作には干渉しないよう
に配慮されている。
及び図8に示すように、吸気管11内に配設された弁体
12を囲うようにして吸気管11を構成する管壁内部に
環状の中空部分、即ち環状通路19が設けられている。
この環状通路19は図8に示すようにその一部がモータ
13の近傍を通るように設けられ、その内部には熱媒体
として例えばエンジン冷却水が流通させられる。
ーク14に吸気管11内の空気流が直接接触することで
放熱を促進するという第一実施形態のモータ内蔵スロッ
トル弁1と同様の効果に加えて、環状通路19を流通す
る熱媒体により、モータ13の放熱促進と弁体12の凍
結による作動不良(アイシング)の防止という二つの効
果が得られる。即ち、例えば気温が低い場合などで、弁
体12の周囲が冷えていて凍結による作動不良の恐れが
ある場合には、環状通路19を流通する熱媒体によって
弁体の近傍部分が暖められ、弁体12の凍結による作動
不良が防止される。その一方、モータ13の温度が上昇
した場合には、環状通路19はその一部がモータ13の
近傍を通るように設けられているので、モータ13から
の熱が熱媒体へ伝達され、モータ13の放熱が促進され
る。尚、環状通路19を流通する熱媒体の温度を、これ
らの効果が発揮できるように制御してもよい。
通路19は吸気管11内に配設された弁体12を囲うよ
うにして設けられているので、例えば、スロットル弁ハ
ウジング10が伝熱性の低い樹脂などで製造されている
場合においても弁体12の周囲全体を十分に温めること
ができ、弁体12の凍結による作動不良を確実に防止す
ることができる。
水が環状通路19内を流通することとしたが、その他の
温水や加熱空気などの他の熱媒体を流通させてもよい。
(環状通路)19を有するスロットル弁ハウジングは、
公知の様々な方法で製造可能であるが、例えば、スロッ
トル弁ハウジングを、環状の中空部分19を二分する位
置において吸気管11の軸方向に直交する面にて分割さ
れた二つの部材から構成するようにして、各部材に構成
された環状の溝部を合わせて二つの部材を組立てたとき
にスロットル弁ハウジング内部に上述のような環状通路
19が構成されるようにしてもよい。あるいは、樹脂ブ
ロー成形法や溶融中子による樹脂成形法などによって中
空部を形成することにより、一体的で継目の無いスロッ
トル弁ハウジングとしてもよい。
第三実施形態の説明において述べた伝熱部材18を有す
る構成を組み合わせてもよく、その場合にはモータ13
からの放熱が更に促進される。
蔵スロットル弁においては、付加的な部材を必要としな
い単純な構造変更のみ、あるいは単純な構造変更と伝熱
部材のみを付加するという簡単且つ安価な手段によって
モータの放熱性が向上されている。これにより、モータ
の過熱によるトルク低下が防止されるので、従来予想さ
れたトルク低下分だけトルクの小さい小型のモータを設
定することが可能となり、モータ内蔵スロットル弁全体
の小型化を図ることが可能となる。又、同様の手段によ
って同時に、モータから生じる熱を利用して、弁体の凍
結による作動不良(アイシング)を防止することができ
る。更に、弁体を囲うように環状通路を設け、内部に熱
媒体を流通させることによって、モータの放熱性の更な
る向上と弁体の凍結による作動不良(アイシング)のよ
り確実な防止を図ることができる。
モータを配置しているが、バルブの下流側でも当然同様
な効果が得られる。
ロットル弁の略示正面図である。
蔵スロットル弁の略示断面図である。
ロットル弁の略示正面図である。
蔵スロットル弁の略示断面図である。
ロットル弁の略示正面図である。
蔵スロットル弁の略示断面図である。
ロットル弁の略示正面図である。
蔵スロットル弁の略示断面図である。
弁の略示断面図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 モータで弁開度を制御して内燃機関の吸
気管内の空気流量を調節するモータ内蔵スロットル弁で
あって、 前記モータのヨークの少なくとも一部が前記吸気管内に
露出されることを特徴とする、スロットル弁。 - 【請求項2】 モータで弁開度を制御して内燃機関の吸
気管内の空気流量を調節するモータ内蔵スロットル弁で
あって、 前記モータのヨークの少なくとも一部に接触して伝熱部
材が配置され、該伝熱部材の一部が前記吸気管内に露出
されることを特徴とする、スロットル弁。 - 【請求項3】 モータで弁開度を制御して内燃機関の吸
気管内の空気流量を調節するモータ内蔵スロットル弁で
あって、 前記モータのヨークの少なくとも一部に接触して伝熱部
材が配置され、該伝熱部材の一部が外気に露出されるこ
とを特徴とする、スロットル弁。 - 【請求項4】 モータで弁開度を制御して内燃機関の吸
気管内の空気流量を調節するモータ内蔵スロットル弁で
あって、 前記モータのヨークの少なくとも一部に接触して伝熱部
材が配置され、該伝熱部材の一部が前記吸気管内に露出
されると共に、該伝熱部材の別の一部が外気に露出され
ることを特徴とする、スロットル弁。 - 【請求項5】 モータで弁開度を制御して内燃機関の吸
気管内の空気流量を調節するモータ内蔵スロットル弁で
あって、 前記モータのヨークの一部が前記吸気管内に露出される
と共に、前記モータのヨークの別の一部に接触して伝熱
部材が配置され、該伝熱部材の一部が前記吸気管内に露
出されることを特徴とする、スロットル弁。 - 【請求項6】 モータで弁開度を制御して内燃機関の吸
気管内の空気流量を調節するモータ内蔵スロットル弁で
あって、 前記モータのヨークの一部が前記吸気管内に露出される
と共に、前記モータのヨークの別の一部に接触して伝熱
部材が配置され、該伝熱部材の一部が外気に露出される
ことを特徴とする、スロットル弁。 - 【請求項7】 モータで弁開度を制御して内燃機関の吸
気管内の空気流量を調節するモータ内蔵スロットル弁で
あって、 前記モータのヨークの一部が前記吸気管内に露出される
と共に、前記モータのヨークの別の一部に接触して伝熱
部材が配置され、該伝熱部材の一部が前記吸気管内に露
出されると共に、該伝熱部材の別の一部が外気に露出さ
れることを特徴とする、スロットル弁。 - 【請求項8】 前記モータのヨークの吸気管内に露出さ
れた部分及び前記伝熱部材の吸気管内に露出された部分
の一方あるいは両方が、前記吸気管内に配設された当該
モータ内蔵スロットル弁の弁体の近傍に配設され、弁体
の凍結による作動不良を防止することを特徴とする、請
求項1又は2、もしくは4から7の何れか一項に記載の
スロットル弁。 - 【請求項9】 前記伝熱部材の吸気管内に露出された部
分及び前記伝熱部材の外気に露出された部分の一方ある
いは両方に放熱面積を大きくするための凹凸が形成され
ていることを特徴とする、請求項2から8の何れか一項
に記載のスロットル弁。 - 【請求項10】 更に、前記吸気管内に配設された当該
モータ内蔵スロットル弁の弁体を囲うように前記吸気管
を構成する管壁内部に設けられた環状通路を具備し、該
環状通路の内部には熱媒体が流通すると共に、該環状通
路の一部は前記モータの近傍を通ることを特徴とする、
請求項1から9の何れか一項に記載のスロットル弁。 - 【請求項11】 モータで弁開度を制御して内燃機関の
吸気管内の空気流量を調節するモータ内蔵スロットル弁
であって、 前記吸気管内に配設された当該モータ内蔵スロットル弁
の弁体を囲うように前記吸気管を構成する管壁内部に設
けられた環状通路を具備し、該環状通路の内部には熱媒
体が流通すると共に、該環状通路の一部は前記モータの
近傍を通ることを特徴とする、スロットル弁。
Priority Applications (4)
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