JP2004301118A - Electronically controlled throttle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動モータの動作によってスロットルバルブの弁開度を調節して内燃機関への吸入空気量を制御する電子制御式スロットル制御装置に関するもので、特に途中をU字状に曲げて中間位置に固定されるU字フック部とし、両端部を異なる方向に巻き込んだ1本のコイルスプリングと、このコイルスプリングのコイル内径側を保持するスプリング内周ガイドを有する動力伝達装置とを備えた電子制御式スロットル制御装置に係わる。 The present invention relates to an electronically controlled throttle control device that controls the amount of intake air to an internal combustion engine by adjusting the opening degree of a throttle valve by the operation of a drive motor. Electronic control comprising a coil spring having a U-shaped hook portion fixed to the coil spring and winding both ends in different directions, and a power transmission device having a spring inner peripheral guide for holding the coil inner diameter side of the coil spring. The present invention relates to a throttle control device.
[従来の技術]
従来より、何らかの要因によって駆動モータへの電流の供給が遮断された際に、複数のスプリングのそれぞれの異なる付勢力を利用して機械的にスロットルバルブを全閉位置と全開位置との間の所定の中間位置に保持することで、内燃機関は直ちに停止状態となることなく、車両の退避走行を可能とするオープナ側機能を備えた電子制御式スロットル制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
[Conventional technology]
Conventionally, when supply of current to a drive motor is interrupted for some reason, the throttle valve is mechanically moved between a fully closed position and a fully opened position by utilizing different biasing forces of a plurality of springs. An electronically controlled throttle control device having an opener-side function that allows the vehicle to evacuate without holding the internal combustion engine immediately without being stopped by holding it at an intermediate position (for example, see Patent Document 1) 1).
ところが、従来の電子制御式スロットル制御装置においては、何らかの要因によって駆動モータへの電流の供給が断たれた時に、スロットルバルブを中間位置に保持するオープナ側機能を備えたものであるが、オープナ部材および中間ストッパ部材よりなる2つのレバー部材とオープナ側機能用のスプリングとリターン側機能用のスプリングよりなる2つのばね部材とが必要であり、部品点数が多く、高コストとなるという不具合があった。また、スロットルボデー側の係止部に当接する中間ストッパ部材は、オープナ部材との当接部位を介してスロットルバルブにおける中間位置を設定するという複雑な構成を採用しているため、部品公差等のバラツキによっても中間位置におけるスロットルバルブの開度位置が変化してしまうという不具合があった。 However, the conventional electronically controlled throttle control device has an opener side function of holding the throttle valve at an intermediate position when supply of current to the drive motor is interrupted for some reason. In addition, two lever members including an intermediate stopper member, and two spring members including a spring for an opener-side function and a spring for a return-side function are required, resulting in a problem that the number of parts is large and the cost is high. . In addition, since the intermediate stopper member abutting on the locking portion on the throttle body side adopts a complicated configuration in which an intermediate position in the throttle valve is set via a contact portion with the opener member, component tolerances and the like are reduced. There has been a problem that the opening position of the throttle valve at the intermediate position changes due to the variation.
そこで、上記の不具合を解決するために、電子制御式スロットル制御装置のオープナ機構において、部品点数を削減して構成を簡素化すると共に、中間位置(デフォルト位置とも言う)におけるスロットルバルブの開度位置精度を向上するという目的で、図10ないし図13に示したように、リターン側機能(以下リターンスプリング機能と言う)を有する第1スプリング部101とオープナ側機能(以下オープナスプリング機能と言う)を有する第2スプリング部102との結合部を略逆U字形状に曲げて、スロットルボデー114に固定された中間位置に固定されるU字フック部103とし、両端部(第1スプリング部101の一端部および第2スプリング部102の他端部)を異なる方向に巻き込んだ1本のコイル状のばね(コイルスプリング100)構造が提案されている(例えば、特許文献2参照)。なお、121はボデー側フックで、122はギヤ側フックで、123は横ズレ防止ガイドで、124はオープナ部材106に設けられる係合部で、125はボデー側のスプリング内周ガイドである。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, in the opener mechanism of the electronically-controlled throttle control device, the number of parts is reduced to simplify the configuration, and the opening position of the throttle valve at the intermediate position (also referred to as a default position). For the purpose of improving accuracy, as shown in FIGS. 10 to 13, a
[従来の技術の不具合]
しかしながら、上記の特許文献2に記載の電子制御式スロットル制御装置において、中間位置から全閉位置側にスロットルバルブ104およびスロットルシャフト105を閉じる場合には、1本のコイルスプリング100のU字フック部103が中間ストッパ部材115で係止され、駆動モータ110の回転動力をスロットルバルブ104およびスロットルシャフト105に伝達する動力伝達装置(例えばバルブギヤ111、中間減速ギヤ112、ピニオンギヤ113により構成される歯車減速装置)の一構成部品を成すバルブギヤ111の対向面に一体的に形成されたオープナ部材106が第2スプリング部102の他端部であるスプリングギヤ側フック107と共に回転して、全閉位置から中間位置へ戻す方向に付勢力を発生する際に、1本のコイルスプリング100の第2スプリング部102の内径側を保持するスプリング内周ガイド108が、第2スプリング部102の内周面に対して大きく相対運動する。
[Faults of conventional technology]
However, when the
したがって、上記のことから、デフォルト位置から全閉位置側にスロットルバルブ104およびスロットルシャフト105を閉じる場合において、バルブギヤ111の対向面にオープナ部材106と共に一体的に形成されたスプリング内周ガイド108の外周面と1本のコイルスプリング100の第2スプリング部102の内周面との間の相対運動における大きな摺動抵抗の発生に伴い、スロットルバルブ104およびスロットルシャフト105の動作不良や、駆動モータ110の回転負荷の増大が懸念されるという新たな問題を抱えている。
本発明の目的は、動力伝達装置の回転体と1本のコイルスプリングとの間の摺動抵抗を大幅に低減することで、駆動モータ等のアクチュエータの回転負荷を低減することができ、且つスロットルバルブの動作不良を防止することのできる電子制御式スロットル制御装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to significantly reduce the sliding resistance between a rotating body of a power transmission device and one coil spring, thereby reducing the rotational load of an actuator such as a drive motor and a throttle. An object of the present invention is to provide an electronically controlled throttle control device capable of preventing a malfunction of a valve.
請求項1に記載の発明によれば、一端部がスロットルボデーに係止され、且つ他端部が動力伝達装置の回転体に係止される1本のコイルスプリングのコイル形状を、コイルスプリングの他端部を回転体に組み付ける時に変形する方向とは反対側に、予めコイルスプリングの中心軸線を偏心させたコイル形状としたことにより、コイルスプリングの一端部をスロットルボデーに組み付け、且つコイルスプリングの他端部を回転体に組み付けた際に、回転体とコイルスプリングとの間に筒状隙間を形成できる。 According to the first aspect of the present invention, the coil shape of one coil spring whose one end is locked to the throttle body and the other end is locked to the rotating body of the power transmission device, The other end of the coil spring is formed in a coil shape in which the center axis of the coil spring is decentered on the side opposite to the direction in which the coil spring is deformed when assembled, so that one end of the coil spring is assembled to the throttle body, and When the other end is assembled to the rotating body, a cylindrical gap can be formed between the rotating body and the coil spring.
それによって、スロットルバルブをアクチュエータによって回転駆動して回転体とコイルスプリングとが相対運動しても、回転体とコイルスプリングとが摺接し難くなるので、回転体とコイルスプリングとの間の相対運動における摺動抵抗を従来品よりも大幅に低減できる。したがって、スロットルバルブの動作不良を防止でき、且つ駆動モータ等のアクチュエータの回転負荷を低減できるので、駆動モータ等のアクチュエータを小型化することができる。また、回転体とコイルスプリングとの摺動部の磨耗を防止できるので、経時的な摺動抵抗の悪化を防止できる。 Accordingly, even when the throttle valve is driven to rotate by the actuator and the rotating body and the coil spring move relative to each other, the rotating body and the coil spring hardly come into sliding contact with each other. Sliding resistance can be significantly reduced compared to conventional products. Therefore, malfunction of the throttle valve can be prevented, and the rotational load of the actuator such as the drive motor can be reduced, so that the size of the actuator such as the drive motor can be reduced. Further, wear of the sliding portion between the rotating body and the coil spring can be prevented, so that deterioration of sliding resistance over time can be prevented.
請求項2に記載の発明によれば、上記のコイルスプリングは、スロットルボデーの外壁面と回転体の対向面との間に装着されている。そして、上記のコイルスプリングとして、コイル外径が中心軸線方向に略同一で、且つコイルの間隔が同じ等ピッチコイル、あるいはコイル外径が中心軸線方向に略同一で、且つコイルの間隔を変更した不等ピッチコイル、あるいはコイル外径が中心軸線方向に変化する非線形ばねを用いても良い。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、アクチュエータの回転動力をスロットルバルブに伝達する動力伝達装置の一構成部品を成す回転体(例えばスロットルシャフトまたはバルブギヤ等)の、例えばスロットルボデーの外壁面に対向する対向面に、コイルスプリングのコイル内径側を保持すると共に、コイルスプリングと相対運転するスプリング内周ガイド、およびスロットルバルブと一体的に回転すると共に、コイルスプリングに全開方向または全閉方向に付勢されるオープナ部材を一体的に形成している。この場合には、スロットルバルブをアクチュエータによって回転駆動して回転体のスプリング内周ガイドの外周面とコイルスプリングの内周面とが相対運動しても、スプリング内周ガイドの外周面とコイルスプリングの内周面とが摺接し難くなるので、スプリング内周ガイドの外周面とコイルスプリングの内周面との間の相対運動における摺動抵抗を従来品よりも大幅に低減できる。 According to the third aspect of the present invention, a rotating body (for example, a throttle shaft or a valve gear) constituting one component of a power transmission device for transmitting the rotational power of the actuator to the throttle valve is opposed to, for example, an outer wall surface of a throttle body. While holding the coil inner diameter side of the coil spring on the opposite surface, it rotates integrally with the spring inner circumference guide that operates relative to the coil spring, and the throttle valve, and urges the coil spring in the fully open or fully closed direction The opener member is integrally formed. In this case, even if the throttle valve is driven to rotate by the actuator and the outer peripheral surface of the spring inner peripheral guide of the rotating body and the inner peripheral surface of the coil spring move relative to each other, the outer peripheral surface of the spring inner peripheral guide and the coil spring are moved. Since the sliding contact between the inner circumferential surface and the inner circumferential surface is difficult, the sliding resistance in the relative movement between the outer circumferential surface of the spring inner circumferential guide and the inner circumferential surface of the coil spring can be significantly reduced as compared with the conventional product.
請求項4に記載の発明によれば、コイルスプリングの第1スプリング部は、リターンスプリング機能を有しているため、スロットルバルブが中間位置以上で且つ全開位置以下の動作範囲で動作している場合に、オープナ部材を介してスロットルバルブを全開位置側から中間位置まで戻すことができる。また、コイルスプリングの第2スプリング部は、オープナスプリング機能(デフォルトスプリング機能)を有しているため、スロットルバルブが中間位置以下で且つ全閉位置以上の動作範囲で動作している場合に、オープナ部材を介してスロットルバルブを全閉位置側から中間位置まで戻すことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the first spring portion of the coil spring has a return spring function, when the throttle valve operates in the operation range of the intermediate position or more and the full open position or less. Then, the throttle valve can be returned from the fully open position side to the intermediate position via the opener member. Further, since the second spring portion of the coil spring has an opener spring function (default spring function), when the throttle valve is operated in the operating range below the intermediate position and above the fully closed position, the opener spring function is used. The throttle valve can be returned from the fully closed position side to the intermediate position via the member.
請求項5に記載の発明によれば、コイルスプリングとして、第1スプリング部と第2スプリング部との結合部を略逆U字状に曲げてU字フック部とし、且つ第1スプリング部の軸方向の一端部と第2スプリング部の軸方向の他端部とを異なる方向に巻き込んだ1本のコイル状のばね構造を採用している。それによって、部品点数を削減できるので、低コストとなるという効果が得られる。 According to the fifth aspect of the present invention, as a coil spring, a connecting portion between the first spring portion and the second spring portion is bent into a substantially inverted U shape to form a U-shaped hook portion, and a shaft of the first spring portion. One coil-shaped spring structure is employed in which one end in the direction and the other end in the axial direction of the second spring portion are wound in different directions. As a result, the number of parts can be reduced, and the effect of reducing costs can be obtained.
請求項6に記載の発明によれば、スロットルボデーに、何らかの要因によってアクチュエータ(例えば駆動モータ等)への電力が断たれた際に、U字フック部を係止してスロットルバルブを中間位置で保持する中間ストッパ部材、および第1スプリング部の一端部を係止する第1係止部を設けている。また、オープナ部材に、U字フック部に係脱自在に係合する係合部、および第2スプリング部の他端部を係止する第2係止部を設けている。これにより、スロットルバルブは、全閉位置と全開位置との間の所定の位置(中間位置)に確実に保持されるので、何らかの要因によってアクチュエータへの電力の供給が断たれた場合でも、内燃機関に少なくとも必要最小限の吸入空気を送り込むことができるので、内燃機関は直ちに停止状態となることなく、車両の退避走行が可能となる。
According to the invention described in
ここで、この場合には、1本のコイルスプリングの組み付け時に、すなわち、第1スプリング部と第2スプリング部との結合部であるU字フック部を回転体(例えばスロットルシャフトまたはバルブギヤ等)のオープナ部材に設けられた係合部にセットし、且つ第2スプリング部の他端部をそのオープナ部材に設けられた第2係止部にセットする時に発生する、第2スプリング部のオフセット量(回転変形量)を、1本のコイルスプリングの成型時に、予め逆方向に与えて成型しておくことで、1本のコイルスプリングを電子制御式スロットル制御装置に組み付けた際の、第2スプリング部のオフセット量を低減できるという効果が得られる。 Here, in this case, at the time of assembling one coil spring, that is, the U-shaped hook portion, which is the connecting portion between the first spring portion and the second spring portion, is connected to a rotating body (for example, a throttle shaft or a valve gear). An offset amount of the second spring portion (which is generated when the second spring portion is set on the engagement portion provided on the opener member and the other end of the second spring portion is set on the second locking portion provided on the opener member) The amount of rotational deformation) is given in the opposite direction in advance when molding one coil spring, so that the second spring portion when one coil spring is assembled to the electronic control type throttle control device. Can be reduced.
請求項7に記載の発明によれば、1本のコイルスプリングの第1スプリング部の一端部をスロットルボデー(の第1係止部)に組み付け、且つ1本のコイルスプリングの第2スプリング部の他端部をバルブギヤ(の第2係止部)に組み付けた際に、バルブギヤのスプリング内周ガイドの外周面とコイルスプリングの第2スプリング部の内周面(内径側)とが略同心円となり、バルブギヤのスプリング内周ガイドとコイルスプリングの第2スプリング部との間に筒状隙間を形成できる。それによって、スロットルバルブおよびスロットルシャフトをアクチュエータによって回転駆動してバルブギヤのスプリング内周ガイドの外周面とコイルスプリングの第2スプリング部の内周面とが相対運動しても、バルブギヤのスプリング内周ガイドの外周面とコイルスプリングの第2スプリング部の内周面とが摺接し難くなるので、バルブギヤのスプリング内周ガイドの外周面とコイルスプリングの第2スプリング部の内周面との間の相対運動における摺動抵抗を従来品よりも大幅に低減できる。 According to the invention described in claim 7, one end of the first spring portion of one coil spring is assembled to (the first locking portion of) the throttle body, and the second spring portion of one coil spring is When the other end is assembled to (the second locking portion of) the valve gear, the outer peripheral surface of the spring inner peripheral guide of the valve gear and the inner peripheral surface (inner diameter side) of the second spring portion of the coil spring become substantially concentric. A cylindrical gap can be formed between the spring inner circumference guide of the valve gear and the second spring portion of the coil spring. Accordingly, even when the throttle valve and the throttle shaft are driven to rotate by the actuator and the outer peripheral surface of the spring inner peripheral guide of the valve gear and the inner peripheral surface of the second spring portion of the coil spring move relative to each other, the spring inner peripheral guide of the valve gear is moved. The outer peripheral surface of the coil spring and the inner peripheral surface of the second spring portion of the coil spring are less likely to slide, so that the relative movement between the outer peripheral surface of the spring inner peripheral guide of the valve gear and the inner peripheral surface of the second spring portion of the coil spring. , The sliding resistance can be significantly reduced as compared with conventional products.
なお、スロットルバルブおよびスロットルシャフトと一体的に回転するオープナ部材に、コイルスプリングの第2スプリング部の他端部を係止する上記の第2係止部、第1スプリング部と第2スプリング部との結合部である上記のU字フック部に係脱自在に係合する係合部、およびコイルスプリングのU字フック部の軸方向のそれ以上の移動を規制する複数の横ズレ防止ガイド(軸方向規制手段)を一体的に設けても良い。 The above-mentioned second locking portion for locking the other end of the second spring portion of the coil spring to the opener member which rotates integrally with the throttle valve and the throttle shaft, the first spring portion and the second spring portion are provided. And a plurality of lateral displacement prevention guides (shafts) for restricting the further movement of the U-shaped hook portion of the coil spring in the axial direction. (Direction regulating means) may be provided integrally.
請求項8に記載の発明によれば、回転体に、U字フック部と係脱自在に係合する係合部、およびこの係合部の周方向(例えば係合部と略同一円周上)に、コイルスプリングの他端部を係止する係止部を設けることにより、コイルスプリングのU字フック部を回転体の係合部に組み付け、且つコイルスプリングの他端部を回転体の係止部に組み付けた際に、コイルスプリングの回転を防止でき、回転体に一体的に設けられたスプリング内周ガイドとコイルスプリングとの間に筒状隙間を形成できる。それによって、回転体のスプリング内周ガイドの外周面とコイルスプリングの内周面との間の相対運動における摺動抵抗を更に減らすことができる。
According to the invention described in
請求項9に記載の発明によれば、回転体に、U字フック部と係脱自在に係合する係合部、およびこの係合部の周方向(例えば係合部と略同一円周上)に、コイルスプリングの他端部を係止する係止部を設けることにより、コイルスプリングのU字フック部を回転体の係合部に組み付け、且つコイルスプリングの他端部を回転体の係止部に組み付けた際に、コイルスプリングの回転を防止でき、回転体とコイルスプリングとの間に筒状隙間を形成できる。ここで、回転体に、コイルスプリングのコイル内径側を保持すると共に、コイルスプリングと相対運転するスプリング内周ガイドが一体的に形成されている場合には、回転体に一体的に設けられたスプリング内周ガイドとコイルスプリングとの間に筒状隙間を形成できる。 According to the ninth aspect of the present invention, the engaging portion that engages with the U-shaped hook portion in a detachable manner with the rotating body, and the circumferential direction of the engaging portion (for example, on the substantially same circumference as the engaging portion) ) Is provided with a locking portion for locking the other end of the coil spring, whereby the U-shaped hook portion of the coil spring is assembled to the engaging portion of the rotating body, and the other end of the coil spring is engaged with the rotating body. When assembled to the stop, the rotation of the coil spring can be prevented, and a cylindrical gap can be formed between the rotating body and the coil spring. Here, when the rotating body is formed integrally with the inner peripheral side of the coil spring of the coil spring and operating relative to the coil spring, the spring is provided integrally with the rotating body. A cylindrical gap can be formed between the inner peripheral guide and the coil spring.
それによって、スロットルバルブをアクチュエータによって回転駆動して回転体とコイルスプリングとが相対運動しても、回転体とコイルスプリングとが摺接し難くなるので、回転体とコイルスプリングとの間の相対運動における摺動抵抗を従来品よりも大幅に低減できる。したがって、スロットルバルブの動作不良を防止でき、且つ駆動モータ等のアクチュエータの回転負荷を低減できるので、駆動モータ等のアクチュエータを小型化することができる。また、回転体とコイルスプリングとの摺動部の磨耗を防止できるので、経時的な摺動抵抗の悪化を防止できる。 Accordingly, even when the throttle valve is driven to rotate by the actuator and the rotating body and the coil spring move relative to each other, the rotating body and the coil spring hardly come into sliding contact with each other. Sliding resistance can be significantly reduced compared to conventional products. Therefore, malfunction of the throttle valve can be prevented, and the rotational load of the actuator such as the drive motor can be reduced, so that the size of the actuator such as the drive motor can be reduced. Further, wear of the sliding portion between the rotating body and the coil spring can be prevented, so that deterioration of sliding resistance over time can be prevented.
本発明を実施するための最良の形態は、駆動モータ等のアクチュエータの回転負荷を低減し、且つスロットルバルブの動作不良を防止するという目的を、動力伝達装置の回転体と1本のコイルスプリングとの間の摺動抵抗を大幅に低減することで実現した。 The best mode for carrying out the present invention is to reduce the rotational load of an actuator such as a drive motor and to prevent a malfunction of a throttle valve by using a rotating body of a power transmission device and one coil spring. This was realized by greatly reducing the sliding resistance between the two.
[実施例1の構成]
図1ないし図6は本発明の実施例1を示したもので、図1は電子制御式スロットル制御装置の主要構造を示した図で、図2は電子制御式スロットル制御装置の全体構造を示した図で、図3はスロットルボデーの外壁面に一体的に形成されたギヤケースの内部に構成された駆動モータや歯車減速装置等の各構成部品を示した図で、図4は電子制御式スロットル制御装置の概略構造を示した図である。
[Configuration of First Embodiment]
1 to 6 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing a main structure of an electronically controlled throttle control device, and FIG. 2 is a diagram showing an entire structure of an electronically controlled throttle control device. FIG. 3 is a diagram showing components such as a drive motor and a gear reduction device formed inside a gear case integrally formed on the outer wall surface of the throttle body, and FIG. 4 is an electronically controlled throttle. FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic structure of a control device.
本実施例の電子制御式スロットル制御装置は、内燃機関(エンジン)の各シリンダへの吸気通路を形成するスロットルボデー1と、このスロットルボデー1の円管状ボア壁部2内において開閉自在に収容されて、エンジンへの吸入空気量を調節するスロットルバルブ3と、このスロットルバルブ3を保持すると共に、ボア壁部2の軸受支持部に回転自在に支持されるスロットルシャフト4と、スロットルバルブ3およびスロットルシャフト4を全開方向または全閉方向に回転駆動する駆動モータ(アクチュエータ、バルブ駆動手段)5と、駆動モータ5の回転出力をスロットルバルブ3およびスロットルシャフト4に伝達する歯車減速装置(動力伝達装置)と、アクセル操作量に基づいて駆動モータ5を電子制御するエンジン制御装置(エンジン制御ユニット:以下ECUと呼ぶ)とを備えた内燃機関用吸気制御装置である。
The electronically controlled throttle control device of the present embodiment is housed in a
また、本実施例の電子制御式スロットル制御装置は、図1ないし図4に示したように、リターンスプリング機能を有する第1スプリング部(以下リターンスプリングと言う)61とオープナスプリング機能を有する第2スプリング部(以下デフォルトスプリングと言う)62とを一体化することで、スロットルバルブ3を全閉方向または全開方向に付勢する1本のコイルスプリング(バルブ付勢手段)6を備えている。この1本のコイルスプリング6は、スロットルボデー1のボア壁部2の外壁面(図示右側端面)、つまりギヤケース7の円筒凹形状の底壁面とバルブギヤ9の図示左側端面との間に装着されて、リターンスプリング61とデフォルトスプリング62との結合部(途中)を略逆U字形状に曲げて中間ストッパ部材25に保持されるU字フック部63とし、両端部を異なる方向に巻き込んだ1本のコイル状のばね構造としたものである。
Further, as shown in FIGS. 1 to 4, the electronically controlled throttle control device of the present embodiment has a first spring portion (hereinafter referred to as a return spring) 61 having a return spring function and a second spring portion having an opener spring function. A single coil spring (valve biasing means) 6 for biasing the
そして、電子制御式スロットル制御装置は、自動車のアクセルペダル(図示せず)の踏み加減(アクセル操作量)に基づいてエンジンに流入する吸入空気量を制御することでエンジンの回転速度をコントロールするものである。なお、ECUには、アクセルペダルの踏み加減を電気信号(アクセル開度信号)に変換し、ECUへどれだけアクセルペダルが踏み込まれているかを出力するアクセル開度センサ(図示せず)が接続されている。 The electronically controlled throttle control device controls the rotation speed of the engine by controlling the amount of intake air flowing into the engine based on the degree of depression (accelerator operation amount) of an accelerator pedal (not shown) of the vehicle. It is. The ECU is connected to an accelerator opening sensor (not shown) which converts the degree of depression of the accelerator pedal into an electric signal (accelerator opening signal) and outputs to the ECU how much the accelerator pedal is depressed. ing.
また、電子制御式スロットル制御装置は、スロットルバルブ3の開度を電気信号(スロットル開度信号)に変換し、ECUへどれだけスロットルバルブ3が開いているかを出力するスロットルポジションセンサを備えている。このスロットルポジションセンサは、スロットルシャフト4の図示右端部にかしめ等の固定手段によって固定されたロータ10と、磁界発生源である分割型(略角形状)の永久磁石11と、この永久磁石11に磁化される分割型(略円弧状)のヨーク(磁性体)12と、分割型の永久磁石11に対向するようにギヤカバー8側に一体的に配置されたホール素子13と、このホール素子13と外部のECUとを電気的に接続するための導電性金属薄板よりなるターミナル(図示せず)と、ホール素子13への磁束を集中させる鉄系の金属材料(磁性材料)よりなるステータ14とから構成されている。
The electronically controlled throttle control device includes a throttle position sensor that converts the opening of the
分割型の永久磁石11および分割型のヨーク12は、歯車減速装置の構成要素の1つであるバルブギヤ9にインサート成形されたロータ10の内周面に接着剤等を用いて固定されている。なお、分割型の永久磁石11は、隣設する2つのヨーク12間に配されている。本実施例の分割型の永久磁石11は、着磁方向が図3において図示上下方向(図示上側がN極、図示下側がS極)の略角形状の永久磁石が、互いに同じ極が同じ側になるように配置されている。ホール素子13は、非接触式の検出素子に相当するもので、永久磁石11の内周側に対向して配置され、感面にN極またはS極の磁界が発生すると、その磁界に感応して起電力(N極の磁界が発生すると+電位が生じ、S極の磁界が発生すると−電位が生じる)を発生するように設けられている。
The split type
スロットルボデー1は、金属材料、例えばアルミニウムダイカストにより製造され、ボア壁部2に形成される略円形断面を有する吸気通路内にスロットルバルブ3を全閉位置から全開位置に至るまで回動方向に回転自在に保持する装置であり、エンジンのインテークマニホールドに固定ボルトや締結ネジ等の締結具(図示せず)を用いて締め付け固定されている。このスロットルボデー1には、スロットルシャフト4の図示右端部(一端部)をボールベアリング(軸受)15を介して回転自在に支持する円筒形状の軸受支持部16と、スロットルシャフト4の図示左端部(他端部)をドライベアリング(軸受)17を介して回転自在に支持する円筒形状の軸受支持部18と、駆動モータ5および歯車減速装置を収容するアクチュエータケースとを備えている。
The
ここで、本実施例のアクチュエータケースは、スロットルボデー1のボア壁部2の外壁面に一体的に形成されたギヤケース(ギヤハウジング、ケース本体)7と、このギヤケース7の開口側を閉塞すると共に、スロットルポジションセンサを保持するギヤカバー(センサカバー、カバー)8とから構成されている。ギヤカバー8は、上述したスロットルポジションセンサの各端子間を電気的に絶縁する熱可塑性樹脂よりなる。そして、ギヤカバー8は、ギヤケース7の開口側に設けられた嵌合部に嵌め合わされる被嵌合部を有し、リベットとスクリュー(図示せず)によってギヤケース7の開口側端部に組み付けられている。
Here, the actuator case of this embodiment includes a gear case (gear housing, case body) 7 integrally formed on the outer wall surface of the
なお、2つの軸受支持部16、18のうちの一方の軸受支持部16は、図2および図3に示したように、スロットルボデー1のボア壁部2の外壁面、つまりギヤケース7の円筒凹形状の底壁面から図示右方向に向かって突出するように一体的に形成されて、コイルスプリング6のリターンスプリング61の内径側を保持する。また、ボア壁部2の外周部には、固定ボルトや締結ネジ等の締結具が挿通する挿通孔19が複数個形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, one of the two bearing
そして、ギヤケース7の図示下部側には、図示上部側のギヤ収納部(ギヤケース部)と比べて大きく凹んだモータ収納部(モータケース部)が設けられている。そして、スロットルボデー1のギヤケース7の図示上部側の中央部には、内周側に突出したボス形状の全閉位置ストッパ21が設けられている。この全閉位置ストッパ21には、スロットルバルブ3が全閉位置まで閉じた際に、バルブギヤ9に一体的に形成された全閉ストッパ部22が当接する係止部を有する全閉ストッパ部材(調整ねじ機能付きのアジャストスクリュー)23が捩じ込まれている。
A motor housing portion (motor case portion) that is greatly recessed as compared with the gear housing portion (gear case portion) on the upper side in the figure is provided on the lower side of the gear case 7 in the figure. A boss-shaped fully-closed
また、スロットルボデー1のギヤケース7の図示左側には、内周側に突出したボス形状の中間位置ストッパ(ボデーフック、デフォルトストッパとも言う)24が設けられている。この中間位置ストッパ24には、何らかの要因によって駆動モータ5への電流の供給が遮断された際に、コイルスプリング6のリターンスプリング61とデフォルトスプリング62とのそれぞれの異なる方向の付勢力を利用して機械的にスロットルバルブ3を全閉位置と全開位置との間の所定の中間位置(中間ストッパ位置)に保持または係止する係止部を有する中間ストッパ部材(調整ねじ機能付きのアジャストスクリュー)25が捩じ込まれている。
A boss-shaped intermediate position stopper (also referred to as a body hook or a default stopper) 24 protruding inwardly is provided on the left side of the gear case 7 of the
ここで、中間位置ストッパ24とは反対側のギヤケース7の内周部には、内周側に突出したボス形状の全開位置ストッパ29が設けられている。この全開位置ストッパ29は、スロットルバルブ3が全開位置まで開いた際に、バルブギヤ9に一体的に形成された全開ストッパ部(図示せず)が当接するように構成されている。また、スロットルボデー1のボア壁部2の外壁面、つまりギヤケース7の円筒凹形状の底壁面に、コイルスプリング6のリターンスプリング61の一端部を係止する第1係止部(ボデー側フック)27が一体的に形成されている。
Here, a boss-shaped fully
スロットルバルブ3は、金属材料または樹脂材料により略円板形状に形成されて、エンジンに吸入される吸入空気量を制御するバタフライ形の回転弁で、スロットルシャフト4のバルブ保持部に形成されたバルブ挿入孔(図示せず)内に差し込まれた状態で、スロットルシャフト4に締結ねじ等の締結具28を用いて締め付け固定されている。これにより、スロットルバルブ3とスロットルシャフト4とが一体化されて一体的に回転することが可能となる。
The
スロットルシャフト4は、金属材料により丸棒形状に形成されており、その両端部が軸受支持部16、18に回転自在または摺動自在に支持されている。そして、スロットルシャフト4の図示右端部には、歯車減速装置の構成要素の1つであるバルブギヤ9の内周部にインサート成形された、スロットルポジションセンサの構成要素の1つであるロータ10がかしめ固定されている。
The throttle shaft 4 is formed in a round bar shape from a metal material, and both ends thereof are rotatably or slidably supported by bearing
駆動モータ5は、ギヤケース7およびギヤカバー8内に埋設されたモータ用通電端子に一体的に接続されて、通電されるとモータシャフト36が正転方向または逆転方向に回転する電動式のアクチュエータ(駆動源)である。この駆動モータ5は、内周面に複数の永久磁石30を保持した鉄系の金属材料(磁性材料)製のヨーク31等よりなるフィールドと、このヨーク31の図示右端部にかしめ等の固定手段により固定されたベアリングケース32と、ヨーク31およびベアリングケース32内に回転自在に支持されるアーマチャと、このアーマチャに電流を供給するブラシ33とから構成されている。
The
アーマチャは、図示左端部がヨーク31の軸受保持部にスラストベアリング34を介して回転自在に支持され、且つ図示右側部がベアリングケース32の軸受保持部にボールベアリング35を介して回転自在に支持されたモータシャフト36、このモータシャフト36の外周に固定されて、外周部にアーマチャコイル37を巻回したアーマチャコア38、アーマチャコイル37に電気的に接続されたコンミテータ39等から構成されるロータ(固定子)である。ブラシ33は、ベアリングケース32に固定されたブラシホルダ内に摺動可能に保持されて、コイルスプリング(図示せず)により常に後記するコンミテータ39の外周面に摺接するように押圧されている。
The armature is rotatably supported at its left end in the bearing holding portion of the
減速歯車装置は、駆動モータ5の回転速度を所定の減速比となるように減速するもので、駆動モータ5のモータシャフト36の外周に固定されたピニオンギヤ41と、このピニオンギヤ41と噛み合って回転する中間減速ギヤ42と、この中間減速ギヤ42と噛み合って回転するバルブギヤ9とを有し、スロットルバルブ3およびそのスロットルシャフト4を回転駆動するバルブ駆動手段である。ピニオンギヤ41は、金属材料により所定の形状に一体的に形成され、駆動モータ5のモータシャフト36と一体的に回転するモータギヤである。
The reduction gear device reduces the rotation speed of the
中間減速ギヤ42は、樹脂材料により所定の形状に一体成形され、回転中心を成す支持軸44の外周に回転自在に嵌め合わされている。そして、中間減速ギヤ42には、ピニオンギヤ41に噛み合う大径ギヤ45、およびバルブギヤ9に噛み合う小径ギヤ46が設けられている。ここで、ピニオンギヤ41および中間減速ギヤ42は、駆動モータ5のトルクをバルブギヤ9に伝達するトルク伝達手段である。また、支持軸44の軸方向の一端部(図示右端部)は、ギヤカバー8の内壁面に形成された凹状部に嵌め込まれ、他端部(図示左端部)は、スロットルボデー1のボア壁部2の外壁面に形成された凹状部に圧入固定されている。
The
本実施例のバルブギヤ9は、図1ないし図4に示したように、樹脂材料により所定の略円環形状に一体成形され、そのバルブギヤ9の外周面には、中間減速ギヤ42の小径ギヤ46と噛み合うギヤ部51が一体的に形成されている。そして、バルブギヤ9の外周部には、スロットルバルブ3が全閉した際に全閉ストッパ部材23に係止される被係止部としての全閉ストッパ部22が一体的に形成されている。また、バルブギヤ9の外周部には、スロットルバルブ3が全開位置まで開いた際に全開位置ストッパ29に係止される被係止部としての全開ストッパ部が一体的に形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
また、バルブギヤ9のボア壁部側面(図示左側端面)からは、スロットルバルブ3およびスロットルシャフト4と一体的に回転すると共に、コイルスプリング6のデフォルトスプリング62に全閉位置から中間位置側(全開方向)に付勢されるオープナ部材52、およびコイルスプリング6のデフォルトスプリング62の内径側を保持する円筒形状のスプリング内周ガイド53が軸方向の図示左方向に向けて突出するように一体成形されている。なお、スプリング内周ガイド53の内径側には、鉄系の金属材料(磁性材料)よりなるロータ10がインサート成形されている。
Further, from the side of the bore wall of the valve gear 9 (the left end face in the figure), it rotates integrally with the
オープナ部材52には、コイルスプリング6のデフォルトスプリング62の他端部を係止する第2係止部54、リターンスプリング61とデフォルトスプリング62との結合部であるU字フック部63に係脱自在に係合する係合部55、およびこの係合部55の近傍に、コイルスプリング6のU字フック部63の軸方向(図示左右方向)のそれ以上の移動を規制する複数の横ズレ防止ガイド56が一体成形されている。
The
スプリング内周ガイド53は、コイルスプリング6のリターンスプリング61の内径側を保持する軸受支持部16と略同一軸心上で、且つ略同一外径を有するように、しかも軸受支持部16に対向して配置されており、コイルスプリング6のU字フック部63近傍のリターンスプリング61からデフォルトスプリング62の他端部近傍までのコイルスプリング6の内径側を保持する。
The spring inner
ここで、本実施例の1本のコイルスプリング6は、図1ないし図6に示したように、スロットルボデー1のボア壁部2の外壁面とバルブギヤ9の対向面との間に装着されており、リターンスプリング61とデフォルトスプリング62とを一体化し、且つリターンスプリング61の一端部およびデフォルトスプリング62の他端部を異なる方向に巻き込んだ1本のコイル状のばねである。そして、リターンスプリング61とデフォルトスプリング62との結合部には、何らかの要因によって駆動モータ5への電力の供給が断たれた際に、中間ストッパ部材25に保持されるU字フック部63が設けられている。
Here, one
リターンスプリング61は、ばね鋼の丸棒をコイル状に成形されて、オープナ部材52を介してスロットルバルブ3を全開位置から中間位置(デフォルト位置とも言う)まで戻す方向に付勢するリターンスプリング機能を有する第1スプリングである。また、デフォルトスプリング62は、ばね鋼の丸棒をコイル状に成形されて、オープナ部材52を介してスロットルバルブ3を全閉位置から中間位置まで戻す方向に付勢するオープナスプリング機能を有する第2スプリングである。
The
なお、リターンスプリング61の一端部には、スロットルボデー1のボア壁部2の外壁面に一体的に形成された第1係止部27に係止または保持されるスプリングボデー側フック(第1被係止部)64が設けられている。また、デフォルトスプリング62の他端部には、オープナ部材52の第2係止部54に係止または保持されるスプリングギヤ側フック(第2被係止部)65が設けられている。
One end of the
ここで、本実施例の1本のコイルスプリング6は、図1、図5および図6に示したように、リターンスプリング61の一端部をスロットルボデー1のボア壁部2の第1係止部27に組み付け、且つデフォルトスプリング62の他端部をバルブギヤ9のオープナ部材52の第2係止部54に組み付ける時に回転変形する方向とは反対側に、予めデフォルトスプリング62の中心軸線を偏心(オフセット)させたコイル形状を有している。
Here, as shown in FIGS. 1, 5 and 6, one
また、デフォルトスプリング62は、リターンスプリング61の巻き方向(コイル方向)とは逆向きとなるように、しかもリターンスプリング61の巻き数(リターンスプリング61の中心軸線方向の高さ)よりも少ない巻き数(デフォルトスプリング62の中心軸線方向の高さ)でコイル状に巻かれており、リターンスプリング61と共に、コイル外径が中心軸線方向に略同一で、且つコイル間隔が略等しい略等ピッチコイルを構成している。さらに、デフォルトスプリング62の線径は、リターンスプリング61の線径と略等しく、また、デフォルトスプリング62のコイル外径は、リターンスプリング61のコイル外径と略等しい。
The
[実施例1の作用]
次に、本実施例の電子制御式スロットル制御装置の作用を図1ないし図6に基づいて簡単に説明する。
[Operation of First Embodiment]
Next, the operation of the electronically controlled throttle control device according to the present embodiment will be briefly described with reference to FIGS.
電子制御式スロットル制御装置の正常時において、スロットルバルブ3を中間位置より開く場合の作動について説明する。運転者(ドライバー)がアクセルペダルを踏み込むと、アクセル開度センサよりアクセル開度信号がECUに入力される。そして、ECUによってスロットルバルブ3が所定の開度となるように駆動モータ5が通電されて、駆動モータ5のモータシャフト36が回転する。そして、駆動モータ5のトルクが、ピニオンギヤ41および中間減速ギヤ42に伝達される。
The operation when the
このとき、リターンスプリング機能を有するリターンスプリング61の付勢力に抗してオープナ部材52の係合部55が、コイルスプリング6のリターンスプリング61とデフォルトスプリング62との結合部に設けられたU字フック部63を押圧する。このとき、バルブギヤ9が開方向に回転するに従って、スプリングボデー側フック64が、スロットルボデー1のボア壁部2の外壁面に一体的に形成された第1係止部27に係止または保持されたリターンスプリング61に、オープナ部材52を介してスロットルバルブ3を全開位置から中間位置まで戻す方向に付勢する付勢力が生じる。
At this time, the engaging
これにより、バルブギヤ9が回転するので、スロットルシャフト4が所定の回転角度だけ回転し、スロットルバルブ3が中間位置より全開位置側へ開く方向(開方向)に回転駆動される。このスロットルバルブ3の開方向の回転に対しては、デフォルトスプリング62の付勢力は関与せず、オープナ部材52がデフォルトスプリング62の結合部側端部とスプリングギヤ側フック65とによって挟み込まれた状態を維持する。
As a result, the
逆に、電子制御式スロットル制御装置の正常時において、スロットルバルブ3を中間位置より閉じる場合の作動について説明する。ドライバーがアクセルペダルを戻すと、駆動モータ5のモータシャフト36が逆方向に回転し、スロットルバルブ3、スロットルシャフト4およびバルブギヤ9も逆方向に回転する。このとき、デフォルトスプリング62の付勢力に抗してオープナ部材52の第2係止部54が、デフォルトスプリング62のスプリングギヤ側フック65を押圧する。このとき、バルブギヤ9が閉方向に回転するに従って、スプリングギヤ側フック65が、オープナ部材52の第2係止部54に係止または保持されたデフォルトスプリング62に、オープナ部材52を介してスロットルバルブ3を全閉位置から中間位置まで戻す方向に付勢する付勢力が生じる。
Conversely, the operation when the
これにより、スロットルシャフト4が所定の回転角度だけ回転し、スロットルバルブ3が中間位置より全閉位置側へ閉じる方向(つまりスロットルバルブ3の開方向とは逆方向の閉方向)に回転駆動される。そして、バルブギヤ9の外周部に一体成形された全閉ストッパ部22が、全閉ストッパ部材23に当接することで、スロットルバルブ3が全閉位置に保持される。このスロットルバルブ3の閉方向の回転に対しては、リターンスプリング61の付勢力は関与しない。なお、駆動モータ5に流される電流の向きは中間位置を境にして互いに逆向きである。
As a result, the throttle shaft 4 rotates by a predetermined rotation angle, and the
一方、電子制御式スロットル制御装置において、何らかの要因によって駆動モータ5への電流の供給が断たれた場合の作動を説明する。この際、オープナ部材52がデフォルトスプリング62の結合部側端部とスプリングギヤ側フック65とによって挟み込まれた状態で、リターンスプリング61のリターンスプリング機能、つまりオープナ部材52を介してスロットルバルブ3を全開位置から中間位置まで戻す方向に付勢する付勢力、およびデフォルトスプリング62のオープナスプリング機能、つまりオープナ部材52を介してスロットルバルブ3を全閉位置から中間位置まで戻す方向に付勢する付勢力によって、オープナ部材52の係合部55がコイルスプリング6のU字フック部63に当接状態となる。これにより、スロットルバルブ3は中間位置に確実に保持されるので、何らかの要因によって駆動モータ5への電流の供給が断たれた場合の退避走行が可能となる。
On the other hand, the operation of the electronically controlled throttle control device when the current supply to the
[実施例1の特徴]
本実施例の電子制御式スロットル制御装置においては、オープナ機構の部品点数を削減して構成を簡素化すると共に、中間位置におけるスロットルバルブ3の開度位置精度を向上するという目的で、リターンスプリング61とデフォルトスプリング62との結合部を略逆U字形状に曲げて、スロットルボデー1に固定された中間位置ストッパ24(中間ストッパ部材25)に固定されるU字フック部63とし、両端部を異なる方向に巻き込んだ1本のコイル状のばね構造を採用している。
[Features of Embodiment 1]
In the electronic control type throttle control device of this embodiment, the
ここで、中間位置からスロットルバルブ3を開く場合に、スロットルボデー1のボア壁部2側のスプリングボデー側フック64はスロットルボデー1のボア壁部2の第1係止部27に係止または保持され、コイルスプリング6のU字フック部63がスプリングギヤ側フック65と共に回転して、オープナ部材52を介してスロットルバルブ3を全開位置から中間位置まで戻す方向に付勢する付勢力をリターンスプリング61が発生する際に、コイルスプリング6のリターンスプリング61の内径を押さえるスロットルボデー1のボア壁部2に一体的に形成された軸受支持部16は、コイルスプリング6のリターンスプリング61の内周面に対して大きくは相対運動しない。このとき、コイルスプリング6のU字フック部63とバルブギヤ9に一体的に形成されたオープナ部材52の係合部55および複数の横ズレ防止ガイド56とは一体的に動作するため、U字フック部63とオープナ部材52との相対運動は無い。
Here, when opening the
また、中間位置からスロットルバルブ3を閉じる場合に、コイルスプリング6のU字フック部63はスロットルボデー1に固定された中間ストッパ部材(ボデーフック)25の係止部に固定され、オープナ部材52がスプリングギヤ側フック65と共に回転して、オープナ部材52を介してスロットルバルブ3を全閉位置から中間位置まで戻す方向に付勢する付勢力をデフォルトスプリング62が発生する際に、コイルスプリング6のデフォルトスプリング62の内径側を保持するスプリング内周ガイド53は、コイルスプリング6のデフォルトスプリング62の内周面に対して大きく相対運動する。
When the
ここで、図10ないし図13に示したような、1本のコイルスプリング100を備えた電子制御式スロットル制御装置(従来品)の場合には、中間位置(デフォルト位置)から全閉位置側にスロットルバルブ104を駆動する際、1本のコイルスプリング100の第2スプリング部(デフォルトスプリング)102の内周面(内径側)とバルブギヤ111のスプリング内周ガイド108の外周面との間で大きな相対運動が起こり、スプリング内周ガイド108の外周面と第2スプリング部102の内周面との間に大きな摺動抵抗が発生し、相対運動における摺動抵抗の発生に伴うスロットルバルブ104の動作不良が懸念される。
Here, in the case of an electronically controlled throttle control device (conventional product) having one
これは、1本のコイルスプリング100の第2スプリング部102の他端部をバルブギヤ111のオープナ部材106に設けられるギヤ側フック122にセットし、U字フック部103をバルブギヤ111のオープナ部材106に設けられる係合部124にセットする際に、コイルスプリング100が、特に第2スプリング部102が回転変形するため、図11および図13に示したように、スプリング内周ガイド108の外周面と第2スプリング部102の内周面とが接触し、中間位置(デフォルト位置)から全閉位置側にスロットルバルブ104を駆動する際に、スプリング内周ガイド108の外周面と第2スプリング部102の内周面との間の相対運動における摺動抵抗の発生の要因となっている。
This means that the other end of the
また、スプリング内周ガイド108の外周面と第2スプリング部102の内周面との間の摺動摩擦により磨耗粉(金属粉または樹脂粉)が発生し、この磨耗粉がスプリング内周ガイド108の外周面と第2スプリング部102の内周面との摺動部に介在すると、スプリング内周ガイド108の外周面と第2スプリング部102の内周面との間の摺動摩擦によりその摺動部に磨耗粉が擦り付けられ、スプリング内周ガイド108または第2スプリング部102の表面がいびつになり、スプリング内周ガイド108の外周面と第2スプリング部102の内周面との間の相対運動における摺動抵抗、つまりスプリング内周ガイド108の外周面と第2スプリング部102の内周面との間に磨耗粉が介在することを要因とする摺動抵抗をより悪化させてしまい、スロットルバルブ104の動作不良を更に進めるという問題が生じる。
Further, abrasion powder (metal powder or resin powder) is generated due to sliding friction between the outer peripheral surface of the spring inner
そこで、本実施例の電子制御式スロットル制御装置においては、デフォルトスプリング62の他端部をバルブギヤ9のオープナ部材52の第2係止部(ギヤ側フック)54にセットし、且つU字フック部63をオープナ部材52の係合部55にセットする時に回転変形する方向とは反対側に、予めデフォルトスプリング62の中心軸線を偏心させたコイル形状を有する1本のコイルスプリング6を採用している。
Therefore, in the electronic control type throttle control device of the present embodiment, the other end of the
すなわち、デフォルトスプリング62の他端部をバルブギヤ9のオープナ部材52の第2係止部(ギヤ側フック)54にセットし、且つU字フック部63をオープナ部材52の係合部55にセットする時に発生する、デフォルトスプリング62のオフセット量(回転変形量)を、1本のコイルスプリング6の成型時に、予め逆方向に与えて成型しておく。これにより、1本のコイルスプリング6を電子制御式スロットル制御装置にセットした際の、デフォルトスプリング62のオフセット量を低減できる。
That is, the other end of the
したがって、1本のコイルスプリング6を電子制御式スロットル制御装置にセットすると、図1、図5および図6に示したように、バルブギヤ9の対向面(ボア壁部2の外壁面に対向する側の面)にオープナ部材52と共に一体的に形成されたスプリング内周ガイド53の外周面とデフォルトスプリング62の内周面(内径側)とが略同心円となり、スプリング内周ガイド53の外周面とデフォルトスプリング62の内周面(内径側)との間に略円筒状隙間を形成できる。つまり、スプリング内周ガイド53の外周面とデフォルトスプリング62の内周面との摺動部が構成されることはない。これにより、中間位置(デフォルト位置)から全閉位置側にスロットルバルブ3を駆動する際の相対運動における摺動抵抗を従来品よりも大幅に低下させることができる。
Therefore, when one
それによって、スロットルバルブ3、スロットルシャフト4およびバルブギヤ9を円滑に動作させることができるので、駆動モータ5の回転負荷を低減でき、駆動モータ5を小型化できる。その上、部品点数を削減して構成を簡素化すると共に、中間位置におけるスロットルバルブ3の開度位置精度を向上する効果に加えて、中間位置からスロットルバルブ3を閉じる際の、スロットルバルブ3、スロットルシャフト4およびバルブギヤ9の動作不良の発生を大幅に低減できるという効果が得られる。ここで、仮にバルブギヤ9の別の部分(例えばギヤ部51の歯部、全閉ストッパ部22、全開ストッパ部等)から磨耗粉が発生しても、接触抵抗が無い、または従来品よりも低いため、摩擦抵抗の悪化が起こらない。
Thus, the
上記の理由から、中間位置(デフォルト位置)から全閉位置側にスロットルバルブ3を駆動する際の相対運動における摺動抵抗を低減できるので、1本のコイルスプリング6のスプリング負荷のヒステリシスも低減できるため、特に自動車等の車両のアイドリング運転時を含むエンジン低速回転時のスロットルバルブ3、スロットルシャフト4およびバルブギヤ9の制御性を向上することができる。また、スプリング内周ガイド53の外周面とデフォルトスプリング62の内周面との摺動部の磨耗を限りなく完全に防止できるため、経時的な摺動抵抗の悪化を防止できる。すなわち、コイルスプリング6のデフォルトスプリング62およびバルブギヤ9のスプリング内周ガイド53の耐久性を大幅に向上でき、経時的に特性変化の少ない高信頼性の電子制御式スロットル制御装置を得ることができる。
For the above reason, the sliding resistance in the relative movement when driving the
図7は本発明の実施例2を示したもので、電子制御式スロットル制御装置の概略構造を示した図である。 FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention and is a view schematically showing the structure of an electronically controlled throttle control device.
本実施例では、実施例1と同様にして、デフォルトスプリング62の他端部をバルブギヤ9のオープナ部材52の第2係止部(ギヤ側フック)54にセットし、且つU字フック部63をオープナ部材52の係合部55にセットする時に回転変形する方向とは反対側に、予めデフォルトスプリング62の中心軸線を偏心させたコイル形状を有する1本のコイルスプリング6を採用している。
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the other end of the
そして、スロットルボデー1の第1係止部(ボデー側フック)27に、1本のコイルスプリング6のリターンスプリング61の一端部であるスプリングボデー側フック(第1被係止部)64が係止されている。また、バルブギヤ(回転体)9のオープナ部材52の第2係止部54に、1本のコイルスプリング6のデフォルトスプリング62の他端部であるスプリングギヤ側フック(第2被係止部)65が係止されている。
A spring body side hook (first locked portion) 64 which is one end of the
そして、バルブギヤ9のオープナ部材52の横ズレ防止ガイド56間に設けられた係合部55に、1本のコイルスプリング6のU字フック部63が係合している。なお、バルブギヤ9のオープナ部材52の第2係止部54と係合部55との間、すなわち、1本のコイルスプリング6のスプリングギヤ側フック65とU字フック部63との間は、スプリング内周ガイド53の軸方向に所定の距離を隔てて設けられている。
The
図8および図9は本発明の実施例3を示したもので、図8は1本のコイルスプリングとバルブギヤを示した図で、図9は1本のコイルスプリングを示した図である。 8 and 9 show a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing one coil spring and a valve gear, and FIG. 9 is a diagram showing one coil spring.
本実施例では、1本のコイルスプリング6のデフォルトスプリング62の他端部を、U字フック部63に近づくようにS字状に延長し、このS字状部分によってスプリングギヤ側フック65を構成している。そして、スロットルボデー1の第1係止部27に、1本のコイルスプリング6のリターンスプリング61の一端部であるスプリングボデー側フック64が係止されている。また、バルブギヤ9のオープナ部材57の第2係止部54に、1本のコイルスプリング6のデフォルトスプリング62のスプリングギヤ側フック65が係止されている。また、バルブギヤ9のオープナ部材52の横ズレ防止ガイド56間に設けられた係合部55に、1本のコイルスプリング6のU字フック部63が係合している。
In the present embodiment, the other end of the
また、本実施例では、バルブギヤ9のオープナ部材57の第2係止部54と係合部55とは、すなわち、1本のコイルスプリング6のスプリングギヤ側フック65とU字フック部63とは、バルブギヤ9およびスプリング内周ガイド53の周方向(例えば略同一円周上)に所定の距離を隔てて設けられている。つまり、第2係止部54は、バルブギヤ9の、デフォルトスプリング62を収容する円環状の収容部(図示せず)を囲む外壁部58より図示左方向に延長されたオープナ部材57に設けられている。なお、オープナ部材57の根元には、1本のコイルスプリング6のデフォルトスプリング62の他端部と接触しないように凹状部59が設けられている。この凹状部59を有する窓部60は、1本のコイルスプリング6をバルブギヤ9に組み付ける際にスプリングギヤ側フック65を通すことが可能なように、図示左方向が開口している。また、オープナ部材52、57は、外壁部58に一体的に形成されている。
Further, in the present embodiment, the
ここで、実施例1、2の場合には、1本のコイルスプリング6をバルブギヤ9に組み付ける際に、つまり1本のコイルスプリング6のデフォルトスプリング62の一端部であるU字フック部63を、バルブギヤ9のオープナ部材52の係合部55に組み付けた後に、1本のコイルスプリング6のデフォルトスプリング62の他端部であるスプリングギヤ側フック65を、バルブギヤ9のオープナ部材52の第2係止部54に組み付けた際に、第2係止部54を中心にしてデフォルトスプリング62が図示左回転方向に回転して、1本のコイルスプリング6のデフォルトスプリング62の内径面(内周面)とバルブギヤ9のスプリング内周ガイド53の外周面とが摺動する可能性があった。特に、デフォルトスプリング62は、リターンスプリング61に比べてスプリングコイルの巻数が少ないため、ばね定数(剛性)が高く、回転によってスプリング内周ガイド53の外周面と摺接する力が強い。
Here, in the case of the first and second embodiments, when assembling one
そこで、本実施例では、バルブギヤ9のオープナ部材57の第2係止部54と係合部55とを、すなわち、1本のコイルスプリング6のスプリングギヤ側フック65とU字フック部63とを、バルブギヤ9およびスプリング内周ガイド53の周方向(例えば略同一円周上)に所定の距離を隔てて設置し、1本のコイルスプリング6のデフォルトスプリング62の一端部であるU字フック部63と他端部であるスプリングギヤ側フック65とを、バルブギヤ9の第2係止部54と係合部55とで挟み込むように保持することで、1本のコイルスプリング6をバルブギヤ9に組み付ける際に、つまり1本のコイルスプリング6のU字フック部63を、バルブギヤ9のオープナ部材52の係合部55に組み付けた後に、1本のコイルスプリング6のデフォルトスプリング62のスプリングギヤ側フック65を、バルブギヤ9のオープナ部材57の第2係止部54に組み付けても、第2係止部54を中心に回転せず、1本のコイルスプリング6のデフォルトスプリング62の内径面(内周面)とバルブギヤ9のスプリング内周ガイド53の外周面とが摺接することはない。
Therefore, in the present embodiment, the
したがって、1本のコイルスプリング6を、スロットルボデー1およびバルブギヤ9に組み付けても、バルブギヤ9のスプリング内周ガイド53の外周面とデフォルトスプリング62の内周面との間に略円筒状隙間を確実に形成できるので、中間位置(デフォルト位置)から全閉位置側にスロットルバルブ3を駆動する際の相対運動における摺動抵抗を従来品よりも大幅に低下させることができる。それによって、実施例1と同様な効果を達成することができる。
Therefore, even when one
本実施例では、デフォルトスプリング62の他端部をバルブギヤ9のオープナ部材52の第2係止部54にセットし、且つU字フック部63をオープナ部材52の係合部55にセットする時に回転変形する方向とは反対側に、予めデフォルトスプリング62の中心軸線を偏心させたコイル形状を有する1本のコイルスプリング6を採用しているが、回転変形する方向とは反対側に、予めデフォルトスプリング62の中心軸線を偏心させなくても良い。
In this embodiment, when the other end of the
[変形例]
本実施例では、非接触式の検出素子としてホール素子13を使用した例を説明したが、非接触式の検出素子としてホールICまたは磁気抵抗素子等を使用しても良い。また、本実施例では、磁界発生源として分割型の永久磁石11を採用した例を説明したが、磁界発生源として円筒形状の永久磁石を採用しても良い。
[Modification]
In this embodiment, the example in which the
なお、1本のコイルスプリング6として、すなわち、リターンスプリング(第1スプリング部)61またはデフォルトスプリング(第2スプリング部)62として、特にデフォルトスプリング(第2スプリング部)62として、コイル外径が中心軸線方向に略同一で、且つコイルの間隔が同じ等ピッチコイル、あるいはコイル外径が中心軸線方向に略同一で、且つコイルの間隔を変更した不等ピッチコイル、あるいはコイル外径が中心軸線方向に変化する非線形ばね(例えば鼓形ばね、俵形ばね、円錐台形状ばね等)を用いても良い。
In addition, as one
本実施例では、駆動モータ5の回転出力をスロットルバルブ3に伝達する歯車減速装置(動力伝達装置)の一構成部品を成すバルブギヤ(回転体)9の対向面(ボア壁部2の外壁面に対向する対向面)にオープナ部材52およびスプリング内周ガイド53を一体的に設けているが、スロットルバルブ3と一体的に回転するスロットルシャフト4の外周にオープナ部材およびスプリング内周ガイドを一体的に設けても良い。この場合には、スロットルシャフト4が回転体を構成する。
In the present embodiment, a valve gear (rotating body) 9 which is a component of a gear reduction device (power transmission device) that transmits the rotation output of the
1 スロットルボデー
2 ボア壁部
3 スロットルバルブ
4 スロットルシャフト
5 駆動モータ(アクチュエータ)
6 1本のコイルスプリング
9 バルブギヤ(回転体)
24 中間位置ストッパ
25 中間ストッパ部材
27 第1係止部(ボデー側フック)
41 ピニオンギヤ
42 中間減速ギヤ
52 オープナ部材
53 スプリング内周ガイド
54 第2係止部(ギヤ側フック)
55 係合部
61 リターンスプリング(第1スプリング部)
62 デフォルトスプリング(第2スプリング部)
63 U字フック部(結合部)
64 スプリングボデー側フック(第1被係止部)
65 スプリングギヤ側フック(第2被係止部)
DESCRIPTION OF
6 One
24
41
55
62 Default spring (2nd spring part)
63 U-shaped hook part (joining part)
64 Spring body side hook (first locked part)
65 Spring gear side hook (second locked part)
Claims (9)
(b)前記吸気通路内において開閉自在に収容されたスロットルバルブと、
(c)アクチュエータの回転動力を前記スロットルバルブに伝達すると共に、前記スロットルバルブを全開方向および全閉方向に回転駆動する回転体を有する動力伝達装置と、 (d)一端部が前記スロットルボデーに係止され、且つ他端部が前記回転体に係止され、前記スロットルバルブを全開方向または全閉方向に付勢する1本のコイルスプリングとを備え、
前記コイルスプリングは、前記コイルスプリングの他端部を前記回転体に組み付ける時に変形する方向とは反対側に、予め前記コイルスプリングの中心軸線を偏心させたコイル形状を有していることを特徴とする電子制御式スロットル制御装置。 (A) a throttle body forming an intake passage inside;
(B) a throttle valve housed in the intake passage so as to be openable and closable;
(C) a power transmission device having a rotating body that transmits the rotational power of the actuator to the throttle valve and drives the throttle valve to rotate in a fully open direction and a fully closed direction; and (d) one end is connected to the throttle body. A single coil spring that is stopped and the other end is locked to the rotating body, and biases the throttle valve in a fully open direction or a fully closed direction,
The coil spring has a coil shape in which the center axis of the coil spring is eccentric in advance on the side opposite to the direction in which the other end of the coil spring is deformed when assembled to the rotating body. Electronically controlled throttle control.
前記コイルスプリングは、前記スロットルボデーの外壁面と前記回転体の対向面との間に装着されており、コイル外径が中心軸線方向に略同一で、且つコイルの間隔が同じ等ピッチコイル、あるいはコイル外径が中心軸線方向に略同一で、且つコイルの間隔を変更した不等ピッチコイル、あるいはコイル外径が中心軸線方向に変化する非線形ばねであることを特徴とする電子制御式スロットル制御装置。 The electronically controlled throttle control device according to claim 1,
The coil spring is mounted between an outer wall surface of the throttle body and an opposing surface of the rotating body, the outer diameter of the coil is substantially the same in the center axis direction, and the pitch of the coil is the same pitch coil, or An electronically controlled throttle control device characterized in that the outer diameter of the coil is substantially the same in the direction of the central axis, and the coil is an irregular pitch coil in which the distance between the coils is changed, or a non-linear spring in which the outer diameter of the coil changes in the direction of the central axis. .
前記回転体は、前記コイルスプリングのコイル内径側を保持すると共に、前記コイルスプリングと相対運転するスプリング内周ガイド、および前記スロットルバルブと一体的に回転すると共に、前記コイルスプリングに全開方向または全閉方向に付勢されるオープナ部材を一体的に設けていることを特徴とする電子制御式スロットル制御装置。 The electronically controlled throttle control device according to any one of claims 1 and 2,
The rotator holds the inner diameter side of the coil spring of the coil spring, rotates integrally with the spring inner peripheral guide that operates relative to the coil spring, and the throttle valve, and fully opens or closes the coil spring. An electronically controlled throttle control device, wherein an opener member biased in a direction is integrally provided.
前記コイルスプリングは、前記オープナ部材を介して前記スロットルバルブを全開位置から中間位置まで戻す方向に付勢するリターンスプリング機能を有する第1スプリング部、および前記オープナ部材を介して前記スロットルバルブを全閉位置から中間位置まで戻す方向に付勢するオープナスプリング機能を有する第2スプリング部とを一体化した1本のコイル状のばねであることを特徴とする電子制御式スロットル制御装置。 The electronically controlled throttle control device according to claim 3,
A first spring portion having a return spring function for urging the throttle valve from a fully open position to an intermediate position via the opener member in a direction to return the throttle valve to a middle position, and fully closing the throttle valve via the opener member An electronically controlled throttle control device, comprising a single coil-shaped spring integrated with a second spring portion having an opener spring function for urging in a direction returning from a position to an intermediate position.
前記コイルスプリングは、前記第1スプリング部と前記第2スプリング部との結合部を略逆U字状に曲げてU字フック部とし、且つ前記第1スプリング部の軸方向の一端部と前記第2スプリング部の軸方向の他端部とを異なる方向に巻き込んだ1本のコイル状のばねであることを特徴とする電子制御式スロットル制御装置。 The electronically controlled throttle control device according to claim 4,
The coil spring may be configured such that a coupling portion between the first spring portion and the second spring portion is bent into a substantially inverted U-shape to form a U-shaped hook portion, and one end of the first spring portion in the axial direction and the second spring portion. An electronically controlled throttle control device comprising a single coiled spring in which the other end of the two spring portions in the axial direction is wound in different directions.
前記スロットルボデーは、何らかの要因によって前記アクチュエータへの電力が断たれた際に、前記U字フック部を係止して前記スロットルバルブを中間位置で保持する中間ストッパ部材、および前記第1スプリング部の一端部を係止する第1係止部を有し、
前記オープナ部材は、前記U字フック部に係脱自在に係合する係合部、および前記第2スプリング部の他端部を係止する第2係止部を有していることを特徴とする電子制御式スロットル制御装置。 The electronically controlled throttle control device according to claim 4 or 5,
An intermediate stopper member that locks the U-shaped hook portion to hold the throttle valve at an intermediate position when power to the actuator is cut off for some reason; A first locking portion for locking one end portion,
The opener member has an engaging portion that is removably engaged with the U-shaped hook portion, and a second locking portion that locks the other end of the second spring portion. Electronically controlled throttle control.
前記スロットルバルブは、前記スロットルボデーに回転自在に支持されたスロットルシャフトのバルブ保持部に保持固定されたバタフライ形の回転弁であって、
前記回転体は、前記スロットルシャフトと一体的に回転するバルブギヤであって、
前記スプリング内周ガイドは、前記第2スプリング部の内径側を保持するように、前記スロットルボデーの外壁面に対向する前記バルブギヤの対向面に一体的に設けられていることを特徴とする電子制御式スロットル制御装置。 The electronically controlled throttle control device according to any one of claims 4 to 6,
The throttle valve is a butterfly-type rotary valve held and fixed to a valve holding portion of a throttle shaft rotatably supported by the throttle body,
The rotating body is a valve gear that rotates integrally with the throttle shaft,
The electronic control unit is characterized in that the spring inner circumference guide is integrally provided on an opposing surface of the valve gear opposing an outer wall surface of the throttle body so as to hold an inner diameter side of the second spring portion. Type throttle control device.
前記回転体は、前記U字フック部と係脱自在に係合する係合部、およびこの係合部の周方向に設けられて、前記コイルスプリングの他端部を係止する係止部を有していることを特徴とする電子制御式スロットル制御装置。 The electronically controlled throttle control device according to claim 5,
The rotating body includes an engaging portion that is detachably engaged with the U-shaped hook portion, and a locking portion that is provided in a circumferential direction of the engaging portion and locks the other end of the coil spring. An electronically controlled throttle control device comprising:
(b)前記吸気通路内において開閉自在に収容されたスロットルバルブと、
(c)アクチュエータの回転動力を前記スロットルバルブに伝達すると共に、前記スロットルバルブを全開方向および全閉方向に回転駆動する回転体を有する動力伝達装置と、 (d)一端部が前記スロットルボデーに係止され、且つ他端部が前記回転体に係止され、前記スロットルバルブを全開方向または全閉方向に付勢する1本のコイルスプリングとを備え、
前記コイルスプリングは、前記回転体を介して前記スロットルバルブを全開位置から中間位置まで戻す方向に付勢するリターンスプリング機能を有する第1スプリング部、および前記回転体を介して前記スロットルバルブを全閉位置から中間位置まで戻す方向に付勢するオープナスプリング機能を有する第2スプリング部とを有し、
前記第1スプリング部と前記第2スプリング部との結合部を略逆U字状に曲げてU字フック部とし、且つ前記第1スプリング部の軸方向の一端部と前記第2スプリング部の軸方向の他端部とを異なる方向に巻き込んだ1本のコイル状のばねであって、
前記回転体は、前記U字フック部と係脱自在に係合する係合部、およびこの係合部の周方向に設けられて、前記コイルスプリングの他端部を係止する係止部を有していることを特徴とする電子制御式スロットル制御装置。
(A) a throttle body forming an intake passage inside;
(B) a throttle valve housed in the intake passage so as to be openable and closable;
(C) a power transmission device having a rotating body that transmits the rotational power of the actuator to the throttle valve and drives the throttle valve to rotate in a fully open direction and a fully closed direction; and (d) one end is connected to the throttle body. A single coil spring that is stopped and the other end is locked to the rotating body, and biases the throttle valve in a fully open direction or a fully closed direction,
A first spring portion having a return spring function for biasing the throttle valve from a fully open position to an intermediate position through the rotator, in a direction to return the throttle valve from the fully open position to an intermediate position; and the throttle valve is fully closed via the rotator. A second spring portion having an opener spring function for urging in a direction to return from the position to the intermediate position,
A connecting portion between the first spring portion and the second spring portion is bent into a substantially inverted U-shape to form a U-shaped hook portion, and one end of the first spring portion in the axial direction and a shaft of the second spring portion. One coil-shaped spring in which the other end of the direction is wound in a different direction,
The rotating body includes an engaging portion that is detachably engaged with the U-shaped hook portion, and a locking portion that is provided in a circumferential direction of the engaging portion and locks the other end of the coil spring. An electronically controlled throttle control device comprising:
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