JP2004156788A

JP2004156788A - 歯車伝達装置

Info

Publication number: JP2004156788A
Application number: JP2004042978A
Authority: JP
Inventors: Hisaaki Sato; 久明佐藤; Ikuo Mogi; 郁男茂木; Katsuto Kumagai; 勝人熊谷; Munehiro Kudo; 宗弘工藤; Keiichi Kai; 圭一甲斐
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】モータ回転を歯車減速装置によって減速して吸気絞り弁に伝達する構成の吸気絞り弁駆動装置において、前記歯車減速装置におけるバックラッシを防止し、吸気絞り弁の開度制御の精度を向上させる。
【解決手段】歯車減速装置を、モータ回転軸の駆動歯車６と、吸気絞り弁回転軸の絞り弁歯車７と、該駆動歯車６と絞り弁歯車７との間に介在する中間歯車10（歯車８，９）とから構成する。そして、中間歯車10，駆動歯車６，絞り弁歯車７の材質をそれぞれ永久磁石とし、かつ、駆動歯車６と中間歯車10との間、及び、中間歯車10と絞り弁歯車７との間で、磁気反発力が発生するように磁極を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は歯車伝達装置に関し、詳しくは、内燃機関の吸気絞り弁駆動装置などに用いられる歯車伝達装置におけるバックラッシを低減する技術に関する。

従来から、内燃機関の吸気絞り弁をモータを用いて開閉する構成の吸気絞り弁駆動装置が知られており、該吸気絞り弁駆動装置においては歯車伝達装置（歯車減速装置）によってモータの回転駆動力を減速して吸気絞り弁の回転軸に伝達する構成のものがあった（特許文献１参照）。
ところで、上記のような吸気絞り弁駆動装置においては、歯車伝達装置にバックラッシがあると吸気絞り弁の開度の制御精度が悪化することになってしまうので、バックラッシを防止することが必要となる。

バックラッシを防止する方法としては、例えば特許文献２に開示されるように、吸気絞り弁を全閉方向に付勢するリターンスプリングによって駆動歯車が受けるトルクとは逆向きに駆動歯車を付勢するスプリングを設ける方法があった。
特開平６−２６４７７７号公報実開平４−０４６２５７号公報

しかし、機関の停止時（モータへの非通電時）やモータの故障時に、吸気絞り弁をバネ力によって所定の中間開度に復帰保持させる構成のものにおいて、前記従来の方法を用いても、前記中間開度を基準とする一方の回転方向でしかバックラッシを防止できず、前記中間開度付近で制御振動を生じ、これによって、歯車の摩耗が進んで寿命が低下してしまうという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、たとえ上記のように吸気絞り弁が中間開度に復帰するように付勢されるような場合であっても、両回転方向でのバックラッシを防止できる簡便な構成の歯車伝達装置を提供することを目的とする。

そのため請求項１記載の発明では、歯車伝達装置の各歯車を永久磁石で構成し、かつ、噛み合う歯車が相互に磁力によって反発するよう構成した。
かかる構成によると、歯車間に常時反発し合う負荷が加わることになるため、回転駆動トルクが加わらない状態において、歯車の噛み合いを中立的な位置として両回転方向におけるバックラッシ（被制御量差）を減少し得る。

従って、歯車伝達装置における各歯車間に磁気反発力を発生させるよう構成することで、簡便にバックラッシの減少を図ることができる。
また、請求項２記載の発明では、前記歯車伝達装置が、モータの回転駆動力を内燃機関の吸気絞り弁の回転軸に伝達する構成であり、モータ回転軸の駆動歯車と、吸気絞り弁回転軸の絞り弁歯車と、前記駆動歯車と絞り弁歯車との間に介在する中間歯車とから構成されるものとした。

かかる構成によると、例えばモータによる回転駆動トルクが加わらない状態において、吸気絞り弁をバネ力によって中間開度に復帰させる構成において、前記中間開度を基準とする両回転方向におけるバックラッシ（被制御量差）を減少し得る。
従って、モータの回転を歯車伝達装置（歯車減速装置）によって減速して吸気絞り弁に伝達する構成において、吸気絞り弁のバネ力による復帰開度が中間開度であっても、簡便な構成でバックラッシを減少させることができる。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は内燃機関のスロットルチャバーの横断面図である。
この図１において、図示しない内燃機関の吸気通路１に介装される吸気絞り弁２は、円板状の弁体３ａと、スロットルチャンバーに対して軸受を介して回転可能に支持され前記弁体３ａが取り付けられる回転軸３ｂとから構成され、前記回転軸３ｂの回転に応じて弁体３ａの開度が変化することで、吸気通路１の開口面積を変化させて機関の吸入空気量を調整するものである。

前記吸気絞り弁２において、例えば、吸気絞り弁２を閉方向に付勢する戻しばねと、該戻しばねに抗して開方向に吸気絞り弁２を付勢する対抗ばねとを用いて、所定の中間開度に対する復帰保持力を発生させるようにしてある。
ここで、前記吸気絞り弁２は、モータ４によって開閉駆動されるようになっており、具体的には、モータ４の回転が歯車減速装置（歯車伝達装置）５によって減速されて前記回転軸３ｂに伝達される構成となっている。

前記歯車減速装置５は、各歯車が平歯車である平行軸歯車で構成され、モータ４の回転軸に軸支された駆動歯車６と、吸気絞り弁回転軸３ｂに軸支された絞り弁歯車７と、２つの歯車８，９を同軸に軸方向に並べて連結してなる中間歯車10とからなり、駆動歯車６の回転が、中間歯車10（歯車８，９）を介して絞り弁歯車７に伝達される（図２参照）。
ここで、各歯車が固定された回転軸周りに回転する構成であって、中間歯車10，駆動歯車６，絞り弁歯車７の材質をそれぞれ永久磁石とし、かつ、駆動歯車６と中間歯車10との間、及び、中間歯車10と絞り弁歯車７との間で、磁気反発力が発生するように磁極を設定してある。

かかる構成によると、モータの回転駆動トルクが加わらず、吸気絞り弁２が中間開度に復帰しているときに、歯車の噛み合いを中立的な位置、即ち、両回転方向の歯面隙間が略同じ状態とすることができ、以って、前記中間開度を基準とする両回転方向におけるバックラッシ（被制御量差）を減少させることができる。
尚、上記では、中間歯車10が、２つの歯車を同軸上に軸方向に並べて構成されるものとしたが、吸気絞り弁の開閉角は最大でも90°程度であり、中間歯車10の回転角を180°以内として吸気絞り弁の開閉を図ることが可能であるので、軸を挟んで相対する同一平面上の独立した角度領域それぞれに径の異なる歯を備えなる中間歯車、換言すれば、径の異なる２つの歯車を半分ずつ組み合わせたような歯車を中間歯車として用いる構成も可能である。

本発明にかかる歯車伝達装置を用いる吸気絞り弁駆動装置を示すスロットルチャバーの横断面図。実施形態の歯車減速装置の構成を示す図。

符号の説明

１…吸気通路，２…スロットル弁、４…モータ，６…駆動歯車，７…絞り弁歯車、８，９…歯車、10…中間歯車

Claims

歯車伝達装置の各歯車を永久磁石で構成し、かつ、噛み合う歯車が相互に磁力によって反発するよう構成したことを特徴とする歯車伝達装置。
前記歯車伝達装置が、モータの回転駆動力を内燃機関の吸気絞り弁の回転軸に伝達する構成であり、モータ回転軸の駆動歯車と、吸気絞り弁回転軸の絞り弁歯車と、前記駆動歯車と絞り弁歯車との間に介在する中間歯車とから構成されることを特徴とする請求項１記載の歯車伝達装置。