JP2004360592A - スロットル制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カバーを安価に製作できるようにして、その分だけスロットル制御装置のコスト低減を図る。
【解決手段】本発明に係るスロットル制御装置は、スロットルボデー１に形成された組み付け用開口１ｘからスロットルバルブ２のシャフト９と、スロットルバルブ２の駆動源であるモータ４及び減速ギヤ機構３５、さらにスロットルバルブ２の回転角を測定する回転角センサ４０を組み込んだ状態で、その組み付け用開口１ｘをカバー１８で塞ぐ構造のスロットル制御装置であって、回転角センサ４０を支持するセンサ支持部６４と、その回転角センサ４０の電気的なコネクタ部６７とから構成されるコネクタ付支持部材６０を備えており、コネクタ付支持部材６０がカバー１８と別部材であることを特徴とする。このため、カバー１８は単なる覆いとしての機能を持つだけでよくなるため、カバー１８の製作精度を低下させることができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの吸入空気量の調節に使用されるスロットル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これに関する従来のスロットル制御装置が特許文献１に記載されている。
このスロットル制御装置は、図５に示すように、モータ９２で減速ギヤ機構９４を駆動させ、その減速ギヤ機構９４によりスロットルバルブ９６を回動動作させて、スロットルボデー９１に形成された吸気通路９３を流れる吸入空気量の制御を行う。
スロットル制御装置を組み付ける際には、スロットルボデー９１の組み付け用開口９１ｈからスロットルバルブ９６のシャフト９６ｓと、モータ９２及び減速ギヤ機構９４とを組み込んだ後、その組み付け用開口９１ｈをカバー９８で塞ぐようにしている。カバー９８には、スロットルバルブ９６の回転角度を検出するための回転角センサ９５がシャフト９６ｓと同軸に取付けられている。カバー９８は樹脂成形品であり、回転角センサ９５を規定位置に位置決めするための支持部材とその回転角センサ９５の配線用ターミナルとが一体化されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２８９６１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、カバー９８を回転角センサ９５の支持部材及び配線用ターミナルと一体化した状態で成形する構造では、回転角センサ９５やターミナルの位置決め精度を確保するために、カバー９８の製作精度を向上させる必要がある。即ち、カバー９８の製作精度が単なる覆いとしての製作精度をはるかに超えたものになり、カバー９８が高価になる。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、カバーを安価に製作できるようにして、スロットル制御装置のコスト低減を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、スロットルボデーに形成された組み付け用開口からスロットルバルブのシャフトと、スロットルバルブの駆動源であるモータ及び減速ギヤ機構、さらにスロットルバルブの回転角を測定する回転角センサを組み込んだ状態で、その組み付け用開口をカバーで塞ぐ構造のスロットル制御装置であって、前記回転角センサを支持するセンサ支持部と、その回転角センサの電気的なコネクタ部とから構成されたコネクタ付支持部材を備えており、前記コネクタ付支持部材が前記カバーと別部材であることを特徴とする。
【０００６】
本発明によると、回転角センサのコネクタ付支持部材がカバーと別部材であるため、そのカバーに回転角センサの位置決め機能及びコネクタ機能を持たせる必要がなくなる。即ち、カバーは単なる覆いとしての機能を持つだけでよくなるため、カバーの製作精度を低下させることができる。このため、カバーを安価に製作でき、その分だけスロットル制御装置のコスト低減を図ることができる。
ここで、カバーは、請求項２に示すように、プレス成形品であることがコスト的に好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１から図４に基づいて本発明の実施形態１に係るスロットル制御装置の説明を行う。ここで、図１は本実施形態に係るスロットル制御装置を示す平断面図、図２はスロットル制御装置の縦断面図（図１のＩＩ−ＩＩ矢視図）、図３は減速ギヤ機構を表す正面図（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図）である。また、図４はスロットルバルブの回転角度センサを表す縦断面図及び正面図等である。
スロットル制御装置は、エンジンの吸気系において吸気通路を流れる吸入空気量を制御する装置であり、例えばＰＰＳ等の樹脂製のスロットルボデー１を備えている。
【０００８】
スロットルボデー１は、図１、図２等に示すように、ボア部２０とモータハウジング部２４とを一体に有している。ボア部２０には、上下方向（図２において上下方向）に貫通するほぼ中空円筒状の吸気通路１ａが形成されている。ボア部２０の上部にはエアクリーナ（図示省略）が接続され、また、ボア部２０の下部にはインテークマニホルド２６（図２では接続部分のみを示す）が接続される。前記ボア部２０には、前記吸気通路１ａを径方向に横切る金属製のスロットルシャフト９が配置されている。
【０００９】
図１に示すように、前記スロットルシャフト９は、スロットルボデー１のボア部２０に一体形成された左右の軸受部２１，２２に対して左右の軸受８，１０によって回転可能に支持されている。なお、左側の軸受８はスラストベアリングからなり、右側の軸受１０はボールベアリングからなる。右側の軸受１０の内輪１０ａにスロットルシャフト９が圧入されており、その軸受の外輪１０ｂが樹脂製のスロットルボデー１の軸受部２２内に対して「すきまばめ」によって嵌合されている。
【００１０】
前記スロットルシャフト９には、図１に示すように、吸気通路１ａを回動によって開閉可能な樹脂製のスロットルバルブ２がビス３によって固定されている。スロットルバルブ２は、モータ４（後述する）の駆動によって吸気通路１ａの開度を調節し、これにより吸気通路１ａを流れる吸入空気量を制御する。なお、スロットルバルブ２は、図２に示す状態が閉状態であり、その状態より図２において左回り方向（矢印「開」方向参照）へ回動されることによって吸気通路１ａを開く。
【００１１】
スロットルシャフト９の一方（図１で左方）の端部９ａに対応する前記軸受部２１には、その端部９ａを前記ボア部２０内に密封するプラグ７が装着されている。また、スロットルシャフト９の他方（図１で右方）の端部９ｂは、前記軸受部２２を貫通している。スロットルシャフト９の他方の端部９ｂには、樹脂製の扇形ギヤからなるスロットルギヤ１１が回り止めされた状態で固定されている（図１、図３参照）。スロットルボデー１とスロットルギヤ１１との間には、図１に示すように、バックスプリング１２が設けられている。バックスプリング１２は、スロットルバルブ２を常に閉じる方向へ付勢している。なお、図示しないが、スロットルボデー１とスロットルギヤ１１との間には、スロットルバルブ２を所定の閉止位置にて停止させるためのストッパ手段が設けられている。
【００１２】
図１に示すように、スロットルボデー１のモータハウジング部２４は、スロットルシャフト９の回転軸線Ｌに平行するほぼ有底円筒状に形成されている。モータハウジング部２４内は、スロットルボデー１の右方に開口するモータ収容空間２４ａとなっている。モータ収容空間２４ａには、例えばＤＣモータ等からなるモータ４が収納されている。モータ４は、前面側がモータ収容空間２４ａの開口側に位置決めされるように、そのモータ収容空間２４ａに収納される。モータ４の外郭を形成するモータケーシング２８の前面側（図１で右端側）には取付フランジ２９が設けられており、その取付フランジ２９がモータハウジング部２４にスクリュ５によって固定されている。これによって、モータ４の軸線（図１におけるＰ）はスロットルシャフト９の回転軸線Ｌに平行保持される。
【００１３】
モータ４の出力回転軸４ａには、図１、図３に示すように、モータピニオン３２が設けられている。また、前記スロットルボデー１には、図１に示すように、ボア部２０とモータハウジング部２４との間においてスロットルシャフト９の回転軸線Ｌに平行するカウンタシャフト３４が設けられている。カウンタシャフト３４には、樹脂製のカウンタギヤ１４が回転可能に支持されている。カウンタギヤ１４はギヤ径の異なる二つのギヤ部１４ａ，１４ｂを有しており、大径側のギヤ部１４ａが、図３に示すように、モータピニオン３２に噛み合わされ、また小径側のギヤ部１４ｂがスロットルギヤ１１に噛み合わされている。即ち、モータピニオン３２とカウンタギヤ１４とスロットルギヤ１１とによって、減速ギヤ機構３５が構成されている。
【００１４】
スロットルギヤ１１には、図１、図４に示すように、スロットルシャフト９の右端面よりも右方へ突出するほぼ円筒状の筒状部１１ａがスロットルシャフト９と同心状に形成されている。筒状部１１ａの内周面には、図４（Ａ）に示すように、後記する回転角センサ４０の円筒形のヨーク４５がスロットルシャフト９と同軸に固定されている。さらに、ヨーク４５の内側面には、スロットルシャフト９の回転軸線Ｌを間にして対向状に配置されて磁界を発生する一対の磁石４７，４８が配置されている。一対の磁石４７，４８は、ヨーク４５と共に、スロットルギヤ１１の筒状部１１ａ内にインサート成形によって一体化されている。ヨーク４５及び一対の磁石４７，４８の両端面は筒状部１１ａ内に埋設されており、一対の磁石４７，４８の内周面のみが筒状部１１ａの内周面に露出している。
一対の磁石４７，４８は、図４（Ｂ）に示すように、ヨーク４５内の空間にほぼ平行な磁界を発生させることができるように、平行着磁されている。
【００１５】
上記したスロットルシャフト９、スロットルギヤ１１、カウンタギヤ１４、モータ４及びモータピニオン３２等は、スロットルボデー１の組み付け用開口１ｘ（図１参照）からスロットルボデー１に組み付けられる。そして、組み付け後、そのスロットルボデー１の組み付け用開口１ｘが、図１に示すように、例えば鉄板製のカバー１８によって塞がれる。カバー１８は、内部の気密が保持されるように、例えば係合手段あるいはネジ手段（図示省略）により、スロットルボデー１に取付けられる。
カバー１８には、カウンタシャフト３４に対応する位置に、そのカウンタシャフト３４の端部を回転可能に支持する軸受け凹部１８ｊが形成されている。
また、カバー１８には、スロットルギヤ１１の筒状部１１ａに対応する位置に、回転角センサ４０のセンサ本体５４を支持する支持部材６０が取付けられている。
【００１６】
回転角センサ４０のセンサ本体５４は、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、一対の磁石４７，４８間に位置決めされている。センサ本体５４は、一対の磁石４７，４８がスロットルシャフト９と共に回転することによる磁界の方向の変化を検出し、その磁界の方向の変化に基づいて演算によりスロットルシャフト９の回転角度を求めるセンサである。即ち、センサ本体５４は、磁界の方向を検出し、その磁界の方向に対応する信号を発生させる磁気検出部５５と、磁気検出部５５の信号に基づいてスロットルシャフト９の回転角度を演算する出力演算部５６とを備えている。
【００１７】
センサ本体５４の磁気検出部５５は、図４（Ｂ）に示すように、一対の磁石４７，４８間においてほぼ同心状に、かつ磁気検出部５５の前面（先端面）が出力回転軸４ａの回転軸線Ｌと直角になるように配置される。なお、磁気検出部５５の素子には、例えば、磁気抵抗素子等が使用される。
センサ本体５４の出力演算部５６は、半導体集積回路（ＩＣ）から構成されており、スロットルバルブ２の開度（０°〜Ｈ°）に対応するリニアな電圧信号（０〜Ｅｖ）を出力できるようにプログラムされている。ここで、出力演算部５６のスロットルバルブ２の開度を表す電圧信号は、自動車のエンジンの制御に使用されるＥＣＵ等の制御手段（図示省略）に入力される。
【００１８】
センサ本体５４は、図１に示すように、前述のカバー１８に固定された支持部材６０により支持されている。
支持部材６０は、センサ本体５４を支持する機能と電気コネクタのケーシングとしての機能とを併せ持つ樹脂製部材であり、図１に示すように、センサ支持部６４とフランジ部６２とコネクタ部６７とから構成されている。支持部材６０のコネクタ６７は雌型コネクタであり、複数のセンサ用ターミナル６８を備えている。各々のセンサ用ターミナル６８は途中部分が支持部材６０の内部に埋め込まれており、そのセンサ側端部（図示省略）がセンサ本体５４の出力演算部５６に設けられた各々の端子と電気的に接続されている。
【００１９】
支持部材６０のセンサ支持部６４は、カバー１８の所定位置に形成された開口１８ｈからそのカバー１８内に一定寸法だけ挿入可能に構成されている。フランジ部６７は、センサ支持部６４とコネクタ部６７との境界部分に形成されており、そのセンサ支持部６４が開口１８ｈからカバー１８内に挿入された状態で、カバー１８の外側から、例えば、ビス等によって開口１８ｈの周縁に固定される。これによって、支持部材６０がカバー１８に固定されるとともに、回転角センサ４０のセンサ本体５４が一対の磁石４７，４８間に位置決めされるようになる。
即ち、支持部材６０が本発明のコネクタ付支持部材に相当するとともに、センサ支持部６４とフランジ部６２とが本発明のセンサ支持部に相当する。
【００２０】
次に、上記したスロットル制御装置の動作説明を行う。
自動車のエンジンが始動された状態で運転者がアクセルベタルを踏むと、ＥＣＵ等の制御手段によってモータ４が正転方向に駆動される。モータ４が正転方向に回転すると、そのモータ４の回転が減速ギヤ機構３５を介してスロットルシャフト９に伝達される。これによって、スロットルシャフト９及びスロットルバルブ２が開方向に回動して吸気通路１ａが開かれ、エンジンに吸入される空気流量が増加するようになる。
【００２１】
また、運転者がアクセルベタルを緩めると、ＥＣＵ等の制御手段によってモータ４が逆転方向に駆動される。これによって、スロットルシャフト９及びスロットルバルブ２が閉方向に回動して吸気通路１ａの開度が減少し、エンジンに吸入される空気流量が減少するようになる。
【００２２】
スロットルシャフト９が回転すると、そのスロットルシャフト９に固定されている回転角センサ４０のヨーク４５及び磁石４７，４８が回転し、その回転に伴って磁界の方向が変化する。磁界の方向の変化は、センサ本体５４の磁気検出部５５で検出される。即ち、磁気検出部５５は可動部４１の回転に伴う磁界の方向の変化に対応する信号を出力する。センサ本体５４の出力演算部５６は、磁気検出部５５からの信号を受けてスロットルシャフト９及びスロットルバルブ２の回動角度を演算する。スロットルバルブ２の回動角度信号（スロットル開度）はＥＣＵ等の制御手段にフィードバックされる。
【００２３】
ＥＣＵ等の制御手段は、スロットルバルブ２の回動角度（スロットル開度）と、車速センサ（図示省略）によって検出された車速と、クランク角センサによるエンジン回転数と、Ｏ_２センサ、エアフローメータ等からの検出信号に基づいて、燃料噴射制御、スロットルバルブ２の開度補正制御、オートトランスミッションの変速制御等のいわゆる制御パラメータを調整する。
【００２４】
このように、本実施形態に係るスロットル制御装置によると、回転角センサ４０の支持部材６０がカバー１８と別部材であるため、そのカバー１８に回転角センサ４０（センサ本体５４）の位置決め機能及びコネクタ機能を持たせる必要がなくなる。即ち、カバー１８は単なる覆いとしての機能を持つだけでよくなるため、カバー１８の製作精度を低下させることができる。このため、カバー１８を安価に製作でき、その分だけスロットル制御装置のコスト低減を図ることができる。
ここで、カバー１８は、プレス成形品であることがコスト的に好ましい。
【００２５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では回転角センサ４０をスロットルシャフト９の軸端に設ける例を示したが、モータ４の出力回転軸４ａの軸端に設け、モータ４の回転角度からスロットルバルブ２の回転角度を演算する方式でもよい。このような構成にすることで、回転角センサ４０の支持部材６０をカバー１８から完全に分離することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のスロットル制御装置よれば、カバーの製作精度を低下させることができるため、カバーを安価に製作でき、その分だけスロットル制御装置のコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るスロットル制御装置を示す平断面図である。
【図２】スロットル制御装置の縦断面図（図１のＩＩ−ＩＩ矢視図）である。
【図３】減速ギヤ機構を表す正面図（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図）である。
【図４】スロットルバルブの回転角度センサを表す縦断面図（Ａ図）及び横断面図（Ｂ図）である。
【図５】従来のスロットル制御装置を示す平断面図である。
【符号の説明】
１ スロットルボデー
１ｘ 組み付け用開口
２ スロットルバルブ
４ モータ
９ スロットルシャフト
１８ カバー
３５ 減速ギヤ機構
４０ 回転角センサ
６０ 支持部材（コネクタ付支持部材）
６２ フランジ部（センサ支持部）
６４ センサ支持部
６７ コネクタ部

Claims (2)

1. スロットルボデーに形成された組み付け用開口からスロットルバルブのシャフトと、スロットルバルブの駆動源であるモータ及び減速ギヤ機構、さらにスロットルバルブの回転角を測定する回転角センサを組み込んだ状態で、その組み付け用開口をカバーで塞ぐ構造のスロットル制御装置であって、
   前記回転角センサを支持するセンサ支持部と、その回転角センサの電気的なコネクタ部とから構成されたコネクタ付支持部材を備えており、
   前記コネクタ付支持部材が前記カバーと別部材であることを特徴とするスロットル制御装置。
2. 請求項１に記載された回転角センサであって、
   カバーはプレス成形品であることを特徴とするスロットル制御装置。

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