JP2005127190A

JP2005127190A - Intake control valve device

Info

Publication number: JP2005127190A
Application number: JP2003362330A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Masui; 俊之増井; Katsuharu Ishikawa; 克治石川
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2005-05-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a configuration of an intake control valve device and compact the device. <P>SOLUTION: This intake control valve device is provided with a rotary shaft held coaxially with a central shaft 42 of rotation of a valve 40 supported on a bearing of a body 20 so as to prevent relative rotation and has a motor 60 for driving valve for rotating the valve 40 in one direction from an original position to a specified position and a spring 72 for returning the valve 40 from the specified position to the original position when releasing current carrying of the motor 60 for driving valve. In this motor 60 for driving valve, rotation torque is changed in accordance with rotation angle while substantially fixed current is supplied. Rotation torque of the motor 60 for driving valve in a range from a rotation angle θ1 corresponding to the original position of the valve 40 to a rotation angle θ2 corresponding to the specified position of the valve 40 is set to be larger than torque of the spring 72. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、多気筒エンジンの吸気系において使用される吸気制御バルブ装置に関する。 The present invention relates to an intake control valve device used in an intake system of a multi-cylinder engine.

従来、一般的に使用されている吸気制御バルブ装置が特許文献１に記載されている。吸気制御バルブ装置は、エンジンのサージタンク内を二分割する隔壁に装着されており、その隔壁の一部を開閉する働きをする。吸気制御バルブ装置は、図１０に示すように、連通孔９１ｈが形成された略枠状のボディ９１と、その連通孔９１ｈを開閉するバルブ９２と、そのバルブ９２を回転させる駆動部９５とから構成されている。バルブ９２は、円板状のバルブ本体９２ｖと、そのバルブ本体９２ｖを支持するシャフト９３とを備えている。バルブ９２のシャフト９３はボディ９１に設けられた一対の軸受け９１ｊによって支持されており、ボディ９１の基端部側の軸受け９１ｊから突出したシャフト９３の端部が駆動部９５のリンク機構９５ｂの一端に連結されている。そして、リンク機構９５ｂの他端がダイアフラム式のアクチュエータ９５ａに連結されている。 Conventionally, an intake control valve device generally used is described in Patent Document 1. The intake control valve device is mounted on a partition wall that bisects the inside of the engine surge tank, and functions to open and close a part of the partition wall. As shown in FIG. 10, the intake control valve device includes a substantially frame-shaped body 91 formed with a communication hole 91h, a valve 92 that opens and closes the communication hole 91h, and a drive unit 95 that rotates the valve 92. It is configured. The valve 92 includes a disk-shaped valve main body 92v and a shaft 93 that supports the valve main body 92v. The shaft 93 of the valve 92 is supported by a pair of bearings 91j provided on the body 91, and the end of the shaft 93 protruding from the bearing 91j on the base end side of the body 91 is one end of the link mechanism 95b of the drive unit 95. It is connected to. The other end of the link mechanism 95b is connected to a diaphragm actuator 95a.

ダイアフラム式のアクチュエータ９５ａは、電磁弁（図示省略）を介してエンジンの吸気管から分岐された負圧配管、あるいは外部（大気圧）と連通可能に構成されている。即ち、前記電磁弁がオン動作すると、アクチュエータ９５は前記負圧配管と連通し、吸気管内の負圧に起因する力でリンク機構９５ｂをバネ力に抗して所定の方向に駆動させる。これによって、バルブ９２が閉方向に回転し、サージタンク内の隔壁が閉じられる。
また、前記電磁弁がオフ動作すると、アクチュエータ９５ａは外部と連通し、バネ力に起因する力でリンク機構９５ｂを逆方向に駆動させる。これによって、バルブ９２が開方向に回転し、サージタンク内の隔壁が開かれる。 The diaphragm type actuator 95a is configured to be able to communicate with a negative pressure pipe branched from an intake pipe of the engine or an outside (atmospheric pressure) via a solenoid valve (not shown). That is, when the solenoid valve is turned on, the actuator 95 communicates with the negative pressure pipe, and drives the link mechanism 95b in a predetermined direction against the spring force by a force caused by the negative pressure in the intake pipe. As a result, the valve 92 rotates in the closing direction, and the partition in the surge tank is closed.
When the solenoid valve is turned off, the actuator 95a communicates with the outside, and drives the link mechanism 95b in the reverse direction with a force caused by the spring force. As a result, the valve 92 rotates in the opening direction, and the partition in the surge tank is opened.

実開昭６３−１５６４２２号公報Japanese Utility Model Publication No. 63-156422

上記した吸気制御バルブ装置によると、駆動部９５は、リンク機構９５ｂ、アクチュエータ９５ａ及び電磁弁等から構成されている。さらに、アクチュエータ９５ａに吸気管の負圧を導くための負圧配管やバキュームタンク等も必要になる。このため、駆動部９５の構成が複雑、かつ大掛かりなものになるという問題がある。 According to the intake control valve device described above, the drive unit 95 includes the link mechanism 95b, the actuator 95a, the electromagnetic valve, and the like. Furthermore, a negative pressure pipe and a vacuum tank for guiding the negative pressure of the intake pipe to the actuator 95a are required. For this reason, there is a problem that the configuration of the drive unit 95 is complicated and large.

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、本発明の技術的課題は、吸気制御バルブ装置の構成を簡単に、かつ装置をコンパクトにすることである。 The present invention has been made to solve the above problems, and a technical problem of the present invention is to simplify the configuration of the intake control valve device and to make the device compact.

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、エンジンの吸気路内を仕切る隔壁の開口部に取り付けられる枠状のボディと、前記ボディに設けられた一対の軸受けに支持されて、そのボディの内側で回転することにより、前記隔壁の開口部を開閉可能なバルブとを有する吸気制御バルブ装置であって、前記ボディの軸受けに支持される前記バルブの回転中心軸と同軸に、かつ相対回転不能に保持された回転軸を備えており、前記バルブを原位置から規定位置まで一方向に回転させるバルブ駆動用モータと、前記バルブ駆動用モータの通電解除時に、前記バルブを規定位置から原位置まで戻すバネとを有しており、前記バルブ駆動用モータは、ほぼ一定電流が供給されている状態で、回転角度に応じて回転トルクが変化する構成であり、前記バルブの原位置に対応する回転角度θ１から前記バルブの規定位置に対応する回転角度θ２までの範囲内における前記バルブ駆動用モータの回転トルクは、前記バネの回転トルクよりも大きく設定されていることを特徴とする。 The above-described problems are solved by the inventions of the claims.
The invention of claim 1 is supported by a frame-like body attached to an opening of a partition wall that partitions the intake passage of the engine, and a pair of bearings provided on the body, and rotates inside the body. An intake control valve device having a valve capable of opening and closing the opening of the partition wall, wherein the rotation shaft is coaxial with the rotation center axis of the valve supported by the bearing of the body and is held in a relatively non-rotatable manner A valve drive motor that rotates the valve in one direction from the original position to the specified position; and a spring that returns the valve from the specified position to the original position when the energization of the valve drive motor is released. The valve driving motor has a configuration in which the rotational torque changes according to the rotational angle in a state where a substantially constant current is supplied, and the motor corresponding to the original position of the valve. Rotational torque of said motor valve drive in the range from the angle θ1 to the rotational angle θ2 which corresponds to the defined position of the valve, characterized in that it is set larger than the rotational torque of the spring.

本発明によると、バルブ駆動用モータの回転軸とバルブの回転中心軸とは同軸、かつ相対回転不能に保持されており、バルブ駆動用モータがバルブを原位置から規定位置まで直接的に回転させる構成である。即ち、バルブ駆動用モータとバルブとの間にリンク機構や減速機構等が不要になるため、吸気制御バルブ装置の構成が簡易になり、装置がコンパクトになる。
また、バルブの原位置に対応する回転角度θ１からバルブの規定位置に対応する回転角度θ２までの範囲内におけるバルブ駆動用モータの回転トルクは、バネの回転トルクよりも大きく設定されている。このため、バルブ駆動用モータはバルブをバネ力に抗して原位置から規定位置まで確実に回転させることができる。 According to the present invention, the rotation shaft of the valve drive motor and the rotation center shaft of the valve are held coaxially and incapable of relative rotation, and the valve drive motor directly rotates the valve from the original position to the specified position. It is a configuration. That is, since a link mechanism, a speed reduction mechanism, and the like are not required between the valve driving motor and the valve, the configuration of the intake control valve device becomes simple and the device becomes compact.
Further, the rotational torque of the valve driving motor in the range from the rotational angle θ1 corresponding to the original position of the valve to the rotational angle θ2 corresponding to the specified position of the valve is set to be larger than the rotational torque of the spring. For this reason, the valve driving motor can reliably rotate the valve from the original position to the specified position against the spring force.

請求項２の発明によると、バルブを原位置から規定位置まで回転させているときのバルブ駆動用モータの回転トルクは、前記バルブの原位置に対応する回転角度θ１における回転トルクＴＭ１から最大回転トルクまで増加し、前記最大回転トルクから前記バルブの規定位置に対応する回転角度θ２における回転トルクＴＭ２まで減少し、さらに前記回転トルクＴＭ２が回転トルクＴＭ１よりも大きく、かつ前記回転トルクＴＭ２と回転トルクＴＭ１との差が前記バルブを原位置から規定位置まで回転させたときのバネの回転トルクの増加分よりも大きく設定されている。
このため、バルブの原位置に対応する回転角度θ１におけるバルブ駆動用モータの回転トルクＴＭ１をその原位置におけるバネの回転トルクＴＢ１よりも必要最小限だけ大きく設定すれば、原位置から規定位置までの全範囲において確実にバルブ駆動用モータの回転トルクをバネの回転トルクよりも大きくすることができる。 According to the invention of claim 2, when the valve is rotated from the original position to the specified position, the rotational torque of the valve driving motor is from the rotational torque TM1 at the rotational angle θ1 corresponding to the original position of the valve to the maximum rotational torque. , And decreases from the maximum rotational torque to a rotational torque TM2 at a rotational angle θ2 corresponding to the specified position of the valve. Further, the rotational torque TM2 is greater than the rotational torque TM1, and the rotational torque TM2 and the rotational torque TM1. Is set larger than the increase in the rotational torque of the spring when the valve is rotated from the original position to the specified position.
For this reason, if the rotational torque TM1 of the valve driving motor at the rotational angle θ1 corresponding to the original position of the valve is set larger than the rotational torque TB1 of the spring at the original position by a necessary minimum, the distance from the original position to the specified position is set. The rotational torque of the valve drive motor can be reliably made larger than the rotational torque of the spring in the entire range.

請求項３の発明によると、バルブの原位置に対応する回転角度θ１の近傍におけるバルブ駆動用モータの回転トルクの増加率は、規定位置に対応する回転角度θ２の近傍における前記バルブ駆動用モータの回転トルクの減少率よりも大きく設定されている。
このため、規定位置に対応する回転角度θ２におけるバルブ駆動用モータの回転トルクＴＭ２を原位置に対応する回転角度θ１におけるバルブ駆動用モータの回転トルクＴＭ１よりも大きくした状態で、回転トルクＴＭ２と回転トルクＴＭ１との差を大きく取ることができる。 According to the third aspect of the present invention, the rate of increase of the rotational torque of the valve driving motor in the vicinity of the rotational angle θ1 corresponding to the original position of the valve is as follows. It is set larger than the rate of decrease in rotational torque.
Therefore, the rotational torque TM2 and the rotational torque TM2 are rotated in a state where the rotational torque TM2 of the valve driving motor at the rotational angle θ2 corresponding to the specified position is larger than the rotational torque TM1 of the valve driving motor at the rotational angle θ1 corresponding to the original position. A large difference from the torque TM1 can be taken.

本発明によれば、吸気制御バルブ装置の構成が簡易になり、さらに装置がコンパクトになる。 According to the present invention, the configuration of the intake control valve device is simplified, and the device is further compact.

（実施形態１）
以下、図１から図９に基づいて本発明の実施形態１に係る吸気制御バルブ装置の説明を行う。ここで、図１は本実施形態に係る吸気制御バルブ装置の全体斜視図、図２は吸気制御バルブ装置の側面図等、図３は吸気制御バルブ装置の縦断面図である。また、図４から図８は、バルブ駆動用モータの背面図（図３のV-V矢視図）、動作図、固定子の製作図、回転トルク特性図及び電気回路図である。また、図９は吸気制御バルブ装置を備えるエンジンの吸気系を表す斜視図及び模式図等である。
吸気制御バルブ装置１０は、図９（Ｂ）に示すように、エンジンのサージタンク２を第１タンク室２ａと第２タンク室２ｂとに仕切る隔壁３に装着されており、その隔壁３の一部を開閉する働きをする。 (Embodiment 1)
Hereinafter, the intake control valve device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is an overall perspective view of the intake control valve device according to the present embodiment, FIG. 2 is a side view of the intake control valve device, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the intake control valve device. FIGS. 4 to 8 are a rear view of the valve driving motor (as viewed from the arrow VV in FIG. 3), an operation diagram, a stator fabrication diagram, a rotational torque characteristic diagram, and an electric circuit diagram. FIG. 9 is a perspective view and schematic view showing an intake system of an engine provided with an intake control valve device.
As shown in FIG. 9B, the intake control valve device 10 is mounted on a partition wall 3 that partitions the surge tank 2 of the engine into a first tank chamber 2a and a second tank chamber 2b. It works to open and close the part.

吸気制御バルブ装置１０は、図１〜図３等に示すように、ボディ２０と、バルブ４０と、バルブ駆動用モータ６０（図３参照）とを備えている。
ボディ２０は、例えば、樹脂製であり、バルブホルダ部２２と、サージタンク２の蓋部２４と、モータハウジング部２６とを一体に有している。バルブホルダ部２２は、図１に示すように、バルブ４０を回転可能に支持する略長方形をした枠体であり、先端側に近づくにつれて徐々に幅狭となるように形成されている。バルブホルダ部２２は、サージタンク２の隔壁３の切欠き部分３ｃ（図９（Ａ）参照）に横方向から嵌め込まれるように構成されている。そして、そのバルブホルダ部２２の内側開口２３が上側の第１タンク室２ａと下側の第２タンク室２ｂとを連通させる連通口となる。以後、内側開口２３を連通口２３と呼ぶことにする。
即ち、サージタンク２が本発明の吸気路に相当し、隔壁３の切欠き部分３ｃが本発明の隔壁の開口部に相当する。 As shown in FIGS. 1 to 3 and the like, the intake control valve device 10 includes a body 20, a valve 40, and a valve driving motor 60 (see FIG. 3).
The body 20 is made of, for example, resin, and integrally includes a valve holder portion 22, a lid portion 24 of the surge tank 2, and a motor housing portion 26. As shown in FIG. 1, the valve holder portion 22 is a substantially rectangular frame that rotatably supports the valve 40, and is formed so as to gradually become narrower as it approaches the distal end side. The valve holder portion 22 is configured to be fitted into the cutout portion 3c (see FIG. 9A) of the partition wall 3 of the surge tank 2 from the lateral direction. And the inner side opening 23 of the valve holder part 22 becomes a communicating port which connects the upper first tank chamber 2a and the lower second tank chamber 2b. Hereinafter, the inner opening 23 will be referred to as a communication port 23.
That is, the surge tank 2 corresponds to the intake passage of the present invention, and the cutout portion 3c of the partition wall 3 corresponds to the opening of the partition wall of the present invention.

バルブホルダ部２２の先端部２２ｆと基端部２２ｍとには、図３に示すように、そのバルブホルダ部２２の中心線Ｃｆと一致する位置に第１軸受け２２ｘと第２軸受け２２ｙとが設けられている。そして、その第１軸受け２２ｘ及び第２軸受け２２ｙに後記するバルブ４０の第１軸体４１及び第２軸体４２がそれぞれ回転可能に支持されている。
バルブホルダ部２２の連通口２３の側壁には、図２（Ｂ）に示すように、第１軸受け２２ｘ及び第２軸受け２２ｙに対して右側の位置に下向きの弁座２３ｄが連通口２３の縁に沿って形成されている。また、前記側壁には、第１軸受け２２ｘ等に対して左側の位置に上向きの弁座２３ｕが同じく連通口２３の縁に沿って形成されている。なお、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のB-B矢視断面図を表している。 As shown in FIG. 3, the front end portion 22f and the base end portion 22m of the valve holder portion 22 are provided with a first bearing 22x and a second bearing 22y at a position that coincides with the center line Cf of the valve holder portion 22. It has been. And the 1st shaft body 41 and the 2nd shaft body 42 of the valve | bulb 40 mentioned later are rotatably supported by the 1st bearing 22x and the 2nd bearing 22y, respectively.
On the side wall of the communication port 23 of the valve holder portion 22, as shown in FIG. 2B, a downward valve seat 23 d is positioned at the right side with respect to the first bearing 22 x and the second bearing 22 y, and the edge of the communication port 23. It is formed along. An upward valve seat 23u is also formed on the side wall along the edge of the communication port 23 at a position on the left side with respect to the first bearing 22x and the like. Note that FIG. 2B is a cross-sectional view taken along arrow BB in FIG.

バルブホルダ部２２の外周壁には、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、そのバルブホルダ部２２の周方向にシール溝２３ｍが形成されている。そして、そのシール溝２３ｍにバルブホルダ部２２とサージタンク２の隔壁３の切欠き部分３ｃとの間をシールするシール部材２８が嵌め込まれている。
バルブホルダ部２２に形成されたシール溝２３ｍは、図２（Ａ）に示すように、そのバルブホルダ部２２の先端部で幅広に形成されている。また、シール部材２８の厚み寸法もシール溝２３ｍの幅寸法に合わせて先端部分で厚肉に形成されており、その先端部の厚み方向中央に支持溝２８ｓが形成されている。そして、シール部材２８の支持溝２８ｓに、サージタンク２の隔壁３の縁部が挟まれるようになっている。
バルブホルダ部２２の基端部２２ｍは、蓋部２４に対してほぼ直角に形成されている。蓋部２４は、バルブホルダ部２２をサージタンク２の隔壁３の切欠き部分３ｃに対して嵌め込んだ状態で、そのサージタンク２の開口２ｅ（図９（Ａ）参照）を塞ぐ部材であり、その開口２ｅの形状に合わせて形成されている。即ち、バルブホルダ部２２は、先端がシール部材２８を介して隔壁３に支持され、基端部が蓋部２４を介してサージタンク２の壁部に支持される。 As shown in FIGS. 2A and 2B, a seal groove 23 m is formed on the outer peripheral wall of the valve holder portion 22 in the circumferential direction of the valve holder portion 22. And the sealing member 28 which seals between the valve holder part 22 and the notch part 3c of the partition 3 of the surge tank 2 is engage | inserted by the seal groove 23m.
As shown in FIG. 2A, the seal groove 23m formed in the valve holder portion 22 is formed wide at the tip portion of the valve holder portion 22. Further, the thickness dimension of the seal member 28 is also formed thick at the tip portion according to the width dimension of the seal groove 23m, and a support groove 28s is formed at the center of the tip portion in the thickness direction. The edge of the partition wall 3 of the surge tank 2 is sandwiched between the support grooves 28 s of the seal member 28.
A base end portion 22 m of the valve holder portion 22 is formed at a substantially right angle with respect to the lid portion 24. The lid portion 24 is a member that closes the opening 2e (see FIG. 9A) of the surge tank 2 in a state where the valve holder portion 22 is fitted into the cutout portion 3c of the partition wall 3 of the surge tank 2. , And is formed in accordance with the shape of the opening 2e. That is, the tip of the valve holder portion 22 is supported by the partition wall 3 via the seal member 28, and the base end portion is supported by the wall portion of the surge tank 2 via the lid portion 24.

吸気制御バルブ装置１０のバルブ４０は、上記したバルブホルダ部２２の連通口２３を開閉する部材であり、バルブ本体４３と、バルブ本体４３の先端部に固定された第１軸体４１と、そのバルブ本体４３の基端部に固定された第２軸体４２とから構成されている。
バルブ本体４３は、アルミダイカスト製の略長方形をした板状体であり、図２（Ａ）に示すように、先端に近づくにつれて徐々に幅狭となるように形成されている。バルブ本体４３の先端部と基端部とには、図３に示すように、そのバルブ本体４３の長手方向に延びる中心線Ｃｆと一致する位置に、軸体固定用凹部４４,４５が形成されている。そして、バルブ本体４３の先端部側に設けられた軸体固定用凹部４４に第１軸体４１が圧入され、基端部側に設けられた軸体固定用凹部４５に第２軸体４２が圧入される。
即ち、第１軸体４１及び第２軸体４２が本発明の回転中心軸に相当する。 The valve 40 of the intake control valve device 10 is a member that opens and closes the communication port 23 of the valve holder portion 22 described above. The valve main body 43, the first shaft body 41 fixed to the distal end portion of the valve main body 43, The second shaft body 42 is fixed to the base end portion of the valve body 43.
The valve body 43 is a substantially rectangular plate-shaped body made of aluminum die casting, and is formed so as to gradually become narrower as it approaches the tip as shown in FIG. As shown in FIG. 3, shaft body fixing recesses 44 and 45 are formed at the front end portion and the base end portion of the valve main body 43 at positions corresponding to the center line Cf extending in the longitudinal direction of the valve main body 43. ing. The first shaft body 41 is press-fitted into the shaft body fixing recess 44 provided on the distal end side of the valve body 43, and the second shaft body 42 is inserted into the shaft body fixing recess 45 provided on the base end side. Press fit.
That is, the first shaft body 41 and the second shaft body 42 correspond to the rotation center axis of the present invention.

第１軸体４１は、所定長さ寸法に形成された短軸であり、鉄製で表面がデフリックコーティングされている。第２軸体４２は、後記するバルブ駆動用モータ６０の回転軸に兼用される長軸であり、同じく鉄製で表面がデフリックコーティングされている。
バルブ本体４３の周縁には、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、基端部側の軸体固定用凹部４５から先端部側の軸体固定用凹部４４までの間にゴム製のシール材４７が貼付けられている。 The first shaft body 41 is a short shaft formed in a predetermined length dimension, and is made of iron and has a surface subjected to deflick coating. The second shaft body 42 is a long shaft that is also used as a rotating shaft of a valve driving motor 60 to be described later, and is also made of iron and has a surface subjected to deflick coating.
As shown in FIGS. 2A and 2B, a rubber body is formed on the periphery of the valve body 43 between the shaft body fixing recess 45 on the proximal end side and the shaft body fixing recess 44 on the distal end side. A sealing material 47 is affixed.

バルブ本体４３の軸体固定用凹部４５に圧入される第２軸体４２は、図３に示すように、そのバルブ本体４３の回転中心軸とバルブ駆動用モータ６０の回転軸とに兼用される軸であり、その中央部分がバルブホルダ部２２の第２軸受け２２ｙによって支持されている。第２軸体４２の中央部分よりも後方（図３において左側）は、蓋部２４の貫通孔２４ｈからモータハウジング部２６の内側に突出しており、その突出部分にバルブ駆動用モータ６０の回転子６２が固定されている。また、回転子６２を囲む位置にバルブ駆動用モータ６０の固定子６４がモータハウジング部２６と一体に設けられている（図３参照）。 As shown in FIG. 3, the second shaft body 42 press-fitted into the shaft body fixing recess 45 of the valve body 43 is used both as the rotation center axis of the valve body 43 and the rotation axis of the valve driving motor 60. The shaft is supported at the center by the second bearing 22 y of the valve holder 22. The rear side (left side in FIG. 3) of the second shaft body 42 protrudes from the through hole 24h of the lid portion 24 to the inside of the motor housing portion 26, and the rotor of the valve driving motor 60 is projected to the protruding portion. 62 is fixed. Further, a stator 64 of the valve drive motor 60 is provided integrally with the motor housing portion 26 at a position surrounding the rotor 62 (see FIG. 3).

バルブ駆動用モータ６０の回転子６２は円柱形に成形されており、図４、図５等に示すように、その回転子６２の外周部に永久磁石からなる表皮層６２ｐが設けられている。ここで、図４、図５は、図２、図３のV−V矢視方向から見たバルブ駆動用モータ６０を表している。
表皮層６２ｐは、軸心を通る仮想平面で二分割された場合の一方の分割片（一方の半円筒形部位）がＮ極に着磁されており、他方の分割片（他方の半円筒形部位）がＳ極に着磁されている。即ち、回転子６２の外周面は0°〜180°の間がＮ極に着磁されており、180°〜360°（0°）の間がＳ極に着磁されている。
なお、図を分かり易くする観点からＮ極に着磁されている部位を着色して表示し、Ｓ極に着磁されている部位を無着色で表示する。 The rotor 62 of the valve driving motor 60 is formed in a columnar shape, and a skin layer 62p made of a permanent magnet is provided on the outer periphery of the rotor 62 as shown in FIGS. 4 and 5 show the valve driving motor 60 viewed from the direction of arrows V-V in FIGS.
In the skin layer 62p, one divided piece (one semi-cylindrical portion) when divided into two on a virtual plane passing through the axis is magnetized to the N pole, and the other divided piece (the other semi-cylindrical shape) Part) is magnetized to the south pole. That is, the outer peripheral surface of the rotor 62 is magnetized in the N pole between 0 ° and 180 °, and is magnetized in the S pole between 180 ° and 360 ° (0 °).
From the viewpoint of making the figure easy to understand, the part magnetized in the N pole is colored and displayed, and the part magnetized in the S pole is displayed without coloring.

バルブ駆動用モータ６０の固定子６４は、図６（Ａ）に示すように、固定子本体部６４ｍと、一対のコイル支持部６４ｓとから構成されており、固定子本体部６４ｍに回転子６２が通される貫通孔６４ｈが形成されている。一対のコイル支持部６４ｓの間には、図６（Ｄ）に示すように、固定子６４に磁界を発生させるためのコイル６８の鉄心６８ｒが軸方向両側から挟まれるようになっている。また、固定子本体部６４ｍの前面側には、中心縦線Ｃｘに沿って一定幅、一定深さの前面溝６４ｆが貫通孔６４ｈと直交して形成されている。固定子本体部６４ｍの後面側には、同じく中心縦線Ｃｘに沿って前面溝６４ｆと等しい幅で、その前面溝６４ｆより若干深い後面溝６４ｂが貫通孔６４ｈと直交して形成されている。
ここで、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のB−B矢視断面図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）のC矢視図である。 As shown in FIG. 6A, the stator 64 of the valve driving motor 60 includes a stator main body portion 64m and a pair of coil support portions 64s. The stator main body portion 64m includes a rotor 62. A through-hole 64h through which is passed is formed. As shown in FIG. 6D, an iron core 68r of a coil 68 for generating a magnetic field in the stator 64 is sandwiched between the pair of coil support portions 64s from both sides in the axial direction. Further, on the front side of the stator main body 64m, a front groove 64f having a constant width and a constant depth is formed orthogonal to the through hole 64h along the center vertical line Cx. On the rear surface side of the stator main body portion 64m, a rear surface groove 64b having the same width as the front surface groove 64f and slightly deeper than the front surface groove 64f is formed perpendicularly to the through hole 64h along the center vertical line Cx.
Here, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 6A, and FIG. 6C is a view taken along the arrow C in FIG.

バルブ駆動用モータ６０のコイル６８には、図８の電気回路に示すように、電源線ＢとＥＣＵからの信号線Ｓとが接続されている。そして、ＥＣＵのスイッチングトランジスタＴＲ１がオンすることにより、電源からコイル６８に電流が供給されるように構成されている。ここで、コイル６８の抵抗値は、例えば、２０Ωに設定されており、電源電圧はＤＣ10ｖに設定されている。このため、スイッチングトランジスタＴＲ１がオンすると、コイル６８には約0.5Ａの電流が流れるようになる。
モータハウジング部２６には、前記コイル６８に電線Ｂ,Ｓを接続するための、コネクタ６６（図２（Ａ）参照）がモータハウジング部２６と一体に形成されている。 As shown in the electric circuit of FIG. 8, a power line B and a signal line S from the ECU are connected to the coil 68 of the valve driving motor 60. When the switching transistor TR1 of the ECU is turned on, a current is supplied from the power source to the coil 68. Here, the resistance value of the coil 68 is set to 20Ω, for example, and the power supply voltage is set to DC10v. For this reason, when the switching transistor TR1 is turned on, a current of about 0.5 A flows through the coil 68.
A connector 66 (see FIG. 2A) for connecting the electric wires B and S to the coil 68 is formed integrally with the motor housing portion 26 in the motor housing portion 26.

コイル６８に電流が流されると、固定子６４には、図６（Ｄ）の矢印に示すように、右回りの磁束が発生する。即ち、図において、前面溝６４ｆ及び後面溝６４ｂの右側がＮ極となり、左側がＳ極となる。ここで、磁束は、固定子本体部６４ｍの前面溝６４ｆ及び後面溝６４ｂの部分（空間部分）を通り難くなるため、その固定子本体部６４ｍから回転子６２に向かう磁束が多くなる。このため、前面溝６４ｆや後面溝６４ｂが存在しない場合と比べて、バルブ駆動用モータ６０の回転トルクを大きくすることができる。 When a current is passed through the coil 68, a clockwise magnetic flux is generated in the stator 64 as shown by the arrow in FIG. That is, in the drawing, the right side of the front groove 64f and the rear groove 64b is the N pole, and the left side is the S pole. Here, since it becomes difficult for the magnetic flux to pass through the front groove 64f and the rear groove 64b (space portion) of the stator main body 64m, the magnetic flux from the stator main body 64m toward the rotor 62 increases. For this reason, the rotational torque of the valve driving motor 60 can be increased as compared with the case where the front groove 64f and the rear groove 64b do not exist.

図５（Ａ）〜（Ｂ）には、バルブ駆動用モータ６０の回転角度が所定値（0°、90°、θ２＝74°、θ１＝124°）の場合における回転トルクの発生の様子が示されている。
バルブ駆動用モータ６０の回転角度が0°の場合には、図５（Ａ）に示すように、回転子６２のＮ極が左側に配置され、Ｓ極が右側に配置され、Ｎ極とＳ極との境界部分は固定子６４の中心縦線Ｃｘと一致するようになる。この状態で、回転子６２のＳ極が固定子６４のＮ極に吸引され、回転子６２のＮ極が固定子６４のＳ極に吸引されて、回転子６２はその位置に保持される。このため、回転子６２には回転力が加わらず、バルブ駆動用モータ６０の回転トルクは理論上零となる。
図７（Ａ）の実線ＴＭｕは、バルブ駆動用モータ６０における回転角度と回転トルクとの関係（回転トルク特性）を表すグラフである。なお、このときの回転トルク特性ＴＭｕは、バルブ駆動用モータ６０のコイル６８に約0.5Ａの電流を流した時のものである。 5A to 5B show the state of generation of rotational torque when the rotation angle of the valve driving motor 60 is a predetermined value (0 °, 90 °, θ2 = 74 °, θ1 = 124 °). It is shown.
When the rotation angle of the valve driving motor 60 is 0 °, as shown in FIG. 5A, the N pole of the rotor 62 is arranged on the left side, the S pole is arranged on the right side, and the N pole and S The boundary portion with the pole coincides with the center vertical line Cx of the stator 64. In this state, the south pole of the rotor 62 is attracted to the north pole of the stator 64, the north pole of the rotor 62 is attracted to the south pole of the stator 64, and the rotor 62 is held in that position. For this reason, no rotational force is applied to the rotor 62, and the rotational torque of the valve driving motor 60 is theoretically zero.
A solid line TMu in FIG. 7A is a graph showing a relationship (rotational torque characteristic) between the rotational angle and the rotational torque in the valve driving motor 60. The rotational torque characteristic TMu at this time is obtained when a current of about 0.5 A is passed through the coil 68 of the valve driving motor 60.

図５（Ａ）に示す位置（回転角度0°）から回転子６２が右に回転した状態（25°以上回転した状態）では、回転子６２と固定子６４との間にその回転子６２を回転角度0°の位置まで戻そうとする力が作用する。即ち、バルブ駆動用モータ６０には左回りの回転トルクが発生する。回転トルクの大きさは、図７（Ａ）に示すように、回転角度が増加するにつれて増加し、図５（Ｂ）に示すように、回転角度が90°の位置で理論的には最大となる。即ち、回転角度が90°の位置では、回転子６２のＮ極とＳ極との境界部分が中心横線Ｃｙと一致する。このため、固定子６４のＮ極側では、回転子６２のＮ極に対する反発力とＳ極に対する吸引力とがほぼ等しくなり、両者が回転子６２を左回転させる方向に作用する。また、固定子６４のＳ極側では、回転子６２のＳ極に対する反発力とＮ極に対する吸引力とがほぼ等しくなり、同じく両者が回転子６２を左回転させる方向に作用する。 In a state where the rotor 62 is rotated to the right from the position shown in FIG. 5A (rotation angle 0 °) (a state where the rotor 62 is rotated by 25 ° or more), the rotor 62 is placed between the rotor 62 and the stator 64. A force acts to return to the position of 0 ° rotation angle. That is, a counterclockwise rotational torque is generated in the valve driving motor 60. As shown in FIG. 7A, the magnitude of the rotational torque increases as the rotational angle increases, and as shown in FIG. 5B, the rotational torque is theoretically at a maximum at a position of 90 °. Become. That is, at the position where the rotation angle is 90 °, the boundary portion between the N pole and the S pole of the rotor 62 coincides with the central horizontal line Cy. For this reason, on the north pole side of the stator 64, the repulsive force of the rotor 62 with respect to the north pole and the attractive force with respect to the south pole are substantially equal, and both act in the direction of rotating the rotor 62 counterclockwise. On the south pole side of the stator 64, the repulsive force of the rotor 62 with respect to the south pole and the attractive force with respect to the north pole are substantially equal, and both act in the direction of rotating the rotor 62 counterclockwise.

しかし、実際には、図７（Ａ）に示すように、回転子６２の回転角度が90°〜約105°の範囲で回転トルクは緩やかに増加し、回転角度が約105°の位置で最大回転トルクとなる。
回転角度が90°を超えると、図５（Ｄ）に示すように、回転子６２のＮ極とＳ極との境界部分は、固定子６４のＮ極側で中心横線Ｃｙより低くなり、固定子６４のＳ極側で中心横線Ｃｙより高くなる。このため、固定子６４のＮ極側では、回転子６２のＮ極に対する反発力が若干大きくなり、回転子６２のＳ極に対する吸引力が低下する。また、固定子６４のＳ極側では、回転子６２のＳ極に対する反発力が若干大きくなり、回転子６２のＮ極に対する吸引力が低下する。前述のように、回転子６２の回転角度が90°〜約105°の範囲では、図７（Ａ）に示すように、回転トルクが緩やかに増加し、回転角度が約105°を超えると、回転トルクは比較的急勾配で低下し、回転角度が約145°を超えるとほぼ零になる。 However, in practice, as shown in FIG. 7A, the rotational torque gradually increases when the rotational angle of the rotor 62 is in the range of 90 ° to about 105 °, and reaches the maximum when the rotational angle is about 105 °. It becomes rotational torque.
When the rotation angle exceeds 90 °, as shown in FIG. 5D, the boundary portion between the N pole and the S pole of the rotor 62 becomes lower than the central horizontal line Cy on the N pole side of the stator 64 and is fixed. It becomes higher than the central horizontal line Cy on the S pole side of the child 64. For this reason, on the N pole side of the stator 64, the repulsive force of the rotor 62 with respect to the N pole slightly increases, and the attractive force with respect to the S pole of the rotor 62 decreases. On the S pole side of the stator 64, the repulsive force of the rotor 62 with respect to the S pole is slightly increased, and the attractive force of the rotor 62 with respect to the N pole is reduced. As described above, when the rotation angle of the rotor 62 is in the range of 90 ° to about 105 °, as shown in FIG. 7 (A), when the rotation torque gradually increases and the rotation angle exceeds about 105 °, The rotational torque decreases with a relatively steep slope and becomes almost zero when the rotational angle exceeds about 145 °.

本実施形態に係る吸気制御バルブ装置１０では、バルブ駆動用モータ６０の回転トルクが最も大きい範囲（回転角度74°〜124°）でそのバルブ駆動用モータ６０を使用している。即ち、バルブ駆動用モータ６０の回転角度が124°（θ１）のときにバルブ本体４３が全開位置（原位置）になるように、また、バルブ駆動用モータ６０の回転角度が74°（θ２）のときにバルブ本体４３が全閉位置（規定位置）となるように設計されている。したがって、バルブ駆動用モータ６０は、コイル６８に通電された状態（オン状態）でバルブ本体４３を全開位置（原位置図２（Ｂ）参照）から全閉位置（規定位置図２（二点鎖線参照）まで左回転させるようになる。 In the intake control valve device 10 according to the present embodiment, the valve driving motor 60 is used in the range where the rotational torque of the valve driving motor 60 is the largest (rotation angle 74 ° to 124 °). That is, when the rotation angle of the valve driving motor 60 is 124 ° (θ1), the valve main body 43 is in the fully open position (original position), and the rotation angle of the valve driving motor 60 is 74 ° (θ2). At this time, the valve body 43 is designed to be in the fully closed position (specified position). Therefore, the valve drive motor 60 moves the valve main body 43 from the fully open position (original position see FIG. 2B) to the fully closed position (specified position FIG. 2 (two-dot chain line) while the coil 68 is energized (on state). (Refer to left).

バルブ本体４３を全開位置（原位置）から全閉位置（規定位置）まで左回転させる際のバルブ駆動用モータ６０の回転トルクは、前述の図７（Ａ）において、回転角度θ１（124°）から回転角度θ２（74°）までの間で変化する。即ち、バルブ駆動用モータ６０の回転トルクは、バルブ４０の全開位置（原位置）に対応する回転角度θ１（124°）における回転トルクＴＭ１から最大回転トルクＴＭｍまで連続して増加する。そして、最大回転トルクＴＭｍから全閉位置（規定位置）に対応する回転角度θ２（74°）における回転トルクＴＭ２まで連続して減少する。ここで、回転角度θ２（74°）における回転トルクＴＭ２は、回転角度θ１（124°）における回転トルクＴＭ１よりも大きく設定されている。また、回転角度θ１（124°）の近傍（約115°〜124°）における回転トルクの増加率は、回転角度θ２（74°）の近傍（約85°〜74°）における回転トルクの減少率よりも小さく設定されている。 The rotational torque of the valve drive motor 60 when the valve body 43 is rotated counterclockwise from the fully open position (original position) to the fully closed position (specified position) is the rotation angle θ1 (124 °) in FIG. To a rotation angle θ2 (74 °). That is, the rotational torque of the valve driving motor 60 continuously increases from the rotational torque TM1 at the rotational angle θ1 (124 °) corresponding to the fully open position (original position) of the valve 40 to the maximum rotational torque TMm. Then, it continuously decreases from the maximum rotational torque TMm to the rotational torque TM2 at the rotational angle θ2 (74 °) corresponding to the fully closed position (specified position). Here, the rotational torque TM2 at the rotational angle θ2 (74 °) is set larger than the rotational torque TM1 at the rotational angle θ1 (124 °). The increase rate of the rotational torque in the vicinity of the rotation angle θ1 (124 °) (about 115 ° to 124 °) is the decrease rate of the rotation torque in the vicinity of the rotation angle θ2 (74 °) (about 85 ° to 74 °). Is set smaller than.

ここで、図７（Ａ）の細線Ｔｕは、固定子６４に前面溝６４ｆ及び後面溝６４ｂを設けなかった場合のバルブ駆動用モータ６０の回転トルク特性を表している。この場合、回転角度74°〜124°の範囲における回転トルクが大幅に減少するため、固定子６４に前面溝６４ｆ等を設けた場合のような回転トルクを得ようとすれば、固定子６４及び回転子６２を大型化する必要がある。即ち、固定子６４に前面溝６４ｆ及び後面溝６４ｂを設けることで、バルブ駆動用モータ６０を大型化することなく、回転トルクを増加させることができるようになる。
なお、バルブ駆動用モータ６０のコイル６８に対する通電が解除された状態（オフ状態）では、図７（Ａ）の点線に示すように、回転トルクＴ０はほぼ零になる。 Here, the thin line Tu in FIG. 7A represents the rotational torque characteristics of the valve driving motor 60 when the stator 64 is not provided with the front groove 64f and the rear groove 64b. In this case, since the rotational torque in the range of the rotational angle of 74 ° to 124 ° is greatly reduced, if the rotational torque as in the case where the front groove 64f or the like is provided in the stator 64 is obtained, the stator 64 and It is necessary to increase the size of the rotor 62. That is, by providing the stator 64 with the front groove 64f and the rear groove 64b, the rotational torque can be increased without increasing the size of the valve driving motor 60.
In the state where the energization to the coil 68 of the valve driving motor 60 is released (off state), the rotational torque T0 becomes substantially zero as shown by the dotted line in FIG.

ボディ２０のモータハウジング部２６の端部には、バルブ駆動用モータ６０の回転子６２を収納するための円形の開口部２６ｘが形成されており、その開口部２６ｘが略有底円筒形のキャップ８０によって塞がれている。
バルブ駆動用モータ６０の回転子６２から後方に突出した第２軸体４２の端部と、モータハウジング２６のキャップ８０との間には、図３に示すように、バルブ戻し機構７０が装着されている。バルブ戻し機構７０は、バルブ駆動用モータ６０の通電解除時に、バルブ４０を全閉位置（規定位置図２（Ｂ）の二点鎖線参照）から全開位置（原位置図２（Ｂ）の実線参照）まで戻す機構である。
バルブ戻し機構７０は、バルブ４０に対して開方向（図２（Ｂ）、図５において右回転方向）の回転トルクを付与するコイルバネ７２を備えている。 A circular opening 26x for accommodating the rotor 62 of the valve driving motor 60 is formed at the end of the motor housing portion 26 of the body 20, and the opening 26x is a substantially bottomed cylindrical cap. 80 is blocked.
As shown in FIG. 3, a valve return mechanism 70 is mounted between the end of the second shaft body 42 protruding rearward from the rotor 62 of the valve drive motor 60 and the cap 80 of the motor housing 26. ing. When the valve drive motor 60 is de-energized, the valve return mechanism 70 moves the valve 40 from the fully closed position (refer to the two-dot chain line in FIG. 2B) to the fully open position (see the solid line in FIG. 2B). ).
The valve return mechanism 70 includes a coil spring 72 that applies rotational torque to the valve 40 in the opening direction (FIG. 2B, right rotation direction in FIG. 5).

次に、図７（Ｂ）に基づいて、バルブ駆動用モータ６０とコイルバネ７２との関係について説明する。図７（Ｂ）は、中央の零レベルＬよりも上側にバルブ駆動用モータ６０の回転トルク特性を表しており、零レベルＬよりも下側にコイルバネ７２の回転トルク特性を表している。なお、コイルバネ７２の回転トルクは下向きが正方向である。
特性ＴＭｕ１は、バルブ駆動用モータ６０の低温時における回転トルク特性を表している。特性ＴＭｕ２は、バルブ駆動用モータ６０の通常使用時における回転トルク特性を表している。また、特性ＴＭｕ３は、バルブ駆動用モータ６０の高温時における回転トルク特性を表している。即ち、図７（Ｂ）のグラフから明らかなように、バルブ駆動用モータ６０の回転トルクは高温時に小さくなる。以下、高温時の回転トルク特性ＴＭｕ３を最小トルク特性ＴＭｕ３と呼ぶ。 Next, the relationship between the valve driving motor 60 and the coil spring 72 will be described with reference to FIG. FIG. 7B shows the rotational torque characteristic of the valve driving motor 60 above the central zero level L, and the rotational torque characteristic of the coil spring 72 below the zero level L. FIG. The downward direction of the rotational torque of the coil spring 72 is the positive direction.
A characteristic TMu1 represents a rotational torque characteristic of the valve driving motor 60 at a low temperature. The characteristic TMu2 represents the rotational torque characteristic during normal use of the valve driving motor 60. A characteristic TMu3 represents a rotational torque characteristic of the valve driving motor 60 at a high temperature. That is, as is apparent from the graph of FIG. 7B, the rotational torque of the valve driving motor 60 decreases at high temperatures. Hereinafter, the rotational torque characteristic TMu3 at a high temperature is referred to as a minimum torque characteristic TMu3.

特性ＴＢｕ１はコイルバネ７２の最小トルク特性、特性ＴＢｕ２はコイルバネ７２の通常トルク特性、特性ＴＢｕ３はコイルバネ７２の最大トルク特性を表している。
コイルバネ７２は、バルブ本体４３が全開位置（原位置）から全閉位置（規定位置）まで回転することにより捻られて、バネ定数（ｋ）×変位量（撓み量）（ｘ）に相当する値だけ回転トルクが増加する。このため、全開位置（原位置）におけるコイルバネ７２の回転トルクＴＢ１とし、全閉位置（規定位置）におけるコイルバネ７２の回転トルクをＴＢ２とした場合に、（回転トルクＴＢ２）−（回転トルクＴＢ１）＝Ｃ１ｋｘとなる。なお、Ｃ１は比例定数である。 The characteristic TBu1 represents the minimum torque characteristic of the coil spring 72, the characteristic TBu2 represents the normal torque characteristic of the coil spring 72, and the characteristic TBu3 represents the maximum torque characteristic of the coil spring 72.
The coil spring 72 is twisted when the valve body 43 rotates from the fully open position (original position) to the fully closed position (specified position), and corresponds to a spring constant (k) × displacement amount (deflection amount) (x). Only the rotational torque increases. Therefore, when the rotational torque TB1 of the coil spring 72 at the fully open position (original position) and the rotational torque of the coil spring 72 at the fully closed position (specified position) are TB2, (rotational torque TB2) − (rotational torque TB1) = C1kx. C1 is a proportionality constant.

また、バルブ駆動用モータ６０の回転トルク特性ＴＭｕ１〜ＴＭｕ３における（回転トルクＴＭ２）−（回転トルクＴＭ１）は、コイルバネ７２の回転トルクの増加分（Ｃ１ｋｘ）よりも大きく設定されている。
バルブ駆動用モータ６０によってバルブ本体４３を全開位置（原位置）から全閉位置（規定位置）まで回転させるための条件は、図７（Ｂ）におけるバルブ駆動用モータ６０の最小トルク特性ＴＭｕ３における回転トルクＴＭ１がコイルバネ７２の最大トルク特性ＴＢｕ３の回転トルクＴＢ１を超えることである。
また、コイルバネ７２によってバルブ本体４３を全閉位置（規定位置）から全開位置（原位置）まで戻すための条件は、図７（Ｂ）におけるコイルバネ７２の最小トルク特性ＴＢｕ１の回転トルクＴＢ１がオフ状態のバルブ駆動用モータ６０の回転トルクＴ０を超えることである。 Further, (rotational torque TM2) − (rotational torque TM1) in the rotational torque characteristics TMu1 to TMu3 of the valve driving motor 60 is set to be larger than an increase (C1kx) of the rotational torque of the coil spring 72.
The condition for rotating the valve body 43 from the fully open position (original position) to the fully closed position (specified position) by the valve drive motor 60 is the rotation in the minimum torque characteristic TMu3 of the valve drive motor 60 in FIG. That is, the torque TM1 exceeds the rotational torque TB1 of the maximum torque characteristic TBu3 of the coil spring 72.
The condition for returning the valve body 43 from the fully closed position (specified position) to the fully open position (original position) by the coil spring 72 is that the rotational torque TB1 of the minimum torque characteristic TBu1 of the coil spring 72 in FIG. The rotational torque T0 of the valve driving motor 60 is exceeded.

上記した条件を満足するように、バルブ駆動用モータ６０及びコイルバネ７２を設計することにより、バルブ駆動モータ６０によってバルブ本体４３をコイルバネ７２のバネ力に抗して全開位置（原位置）から全閉位置（規定位置）まで回転させることが可能になる。また、バルブ駆動モータ６０のオフ時に、コイルバネ７２のバネ力でバルブ本体４３を全閉位置（規定位置）から全開位置（原位置）まで戻すことが可能になる。 By designing the valve drive motor 60 and the coil spring 72 so as to satisfy the above conditions, the valve drive motor 60 causes the valve body 43 to be fully closed from the fully open position (original position) against the spring force of the coil spring 72. It is possible to rotate to a position (specified position). Further, when the valve drive motor 60 is turned off, the valve body 43 can be returned from the fully closed position (specified position) to the fully open position (original position) by the spring force of the coil spring 72.

次に、吸気制御バルブ装置１０の製作手順を簡単に説明する。
先ず、バルブホルダ部２２、蓋部２４及びモータハウジング部２６からなるボディ２０が樹脂により射出成形される。このとき、バルブ駆動用モータ６０の固定子６４、コイル６８及びコネクタ６６の端子類は予めボディ２０を成形する型内にセットされており、ボディ２０を成形する際にそのボディ２０と一体化される。ボディ２０の成形後に、そのボディ２０の外周壁に設けられたシール溝２３ｍにシール部材２８が嵌め込まれる。
また、ボディ２０の成形と平行して、バルブ本体４３がアルミダイカスト成形され、バルブ本体４３の成形後、そのバルブ本体４３の周縁部分にシール材４７が貼付される。 Next, the manufacturing procedure of the intake control valve device 10 will be briefly described.
First, the body 20 including the valve holder portion 22, the lid portion 24, and the motor housing portion 26 is injection-molded with resin. At this time, the stator 64 of the valve drive motor 60, the coil 68, and the terminals of the connector 66 are set in advance in a mold for molding the body 20, and are integrated with the body 20 when the body 20 is molded. The After the body 20 is molded, the seal member 28 is fitted into a seal groove 23m provided on the outer peripheral wall of the body 20.
In parallel with the molding of the body 20, the valve main body 43 is die-casted with aluminum, and after the valve main body 43 is molded, a sealing material 47 is attached to the peripheral portion of the valve main body 43.

次に、第２軸体４２の位相とバルブ駆動用モータ６０の回転子６２の位相とが合わせられた状態で、その第２軸体４２に回転子６２が固定される。
次に、ボディ２０のバルブホルダ部２２にバルブ本体４３がセットされ、そのバルブ本体４３の軸体固定用凹部４４に対して第１軸体４１がバルブホルダ部２２の第１軸受け２２ｘ側から圧入される。さらに、バルブ駆動用モータ６０の回転子６２に固定された第２軸体４２がバルブホルダ部２２の第２軸受け２２ｙ側からバルブ本体４３の軸体固定用凹部４５に対して圧入される。このとき、第２軸体４２及びバルブ駆動用モータ６０の回転子６２の位相とバルブ本体４３の位相とが合わせられる。
次に、バルブ駆動用モータ６０の回転子６２から後方に突出した第２軸体４２の端部にバルブ戻し機構７０のコイルバネ７２等が装着された状態でモータハウジング２６の開口２６ｘにキャップ２６ｋが嵌合され、吸気制御バルブ装置１０の製作が終了する。 Next, the rotor 62 is fixed to the second shaft body 42 in a state where the phase of the second shaft body 42 and the phase of the rotor 62 of the valve driving motor 60 are matched.
Next, the valve body 43 is set on the valve holder portion 22 of the body 20, and the first shaft body 41 is press-fitted from the first bearing 22 x side of the valve holder portion 22 into the shaft body fixing recess 44 of the valve body 43. Is done. Further, the second shaft body 42 fixed to the rotor 62 of the valve driving motor 60 is press-fitted into the shaft body fixing recess 45 of the valve body 43 from the second bearing 22 y side of the valve holder portion 22. At this time, the phase of the rotor 62 of the second shaft body 42 and the valve driving motor 60 and the phase of the valve body 43 are matched.
Next, the cap 26k is attached to the opening 26x of the motor housing 26 with the coil spring 72 and the like of the valve return mechanism 70 attached to the end of the second shaft body 42 protruding rearward from the rotor 62 of the valve driving motor 60. The fitting of the intake control valve device 10 is completed.

次に、図９等に基づいて、上記した吸気制御バルブ装置１０の働きを説明する。
エンジンの吸気系を構成するサージタンク２の第１タンク室２ａには、図９（Ａ）に示すように、吸気行程が重なる第１シリンダ、第３シリンダ及び第５シリンダの各吸気枝管５ａ,５ｃ,５ｅが接続されている。また、第２タンク室２ｂには、同じく吸気行程が重なる第２シリンダ、第４シリンダ及び第６シリンダの各吸気枝管５ｂ,５ｄ,５ｆが接続されている。なお、第１、第３、第５シリンダの吸気行程と、第２、第４、第６シリンダの吸気行程とは重なることはない。 Next, the operation of the intake control valve device 10 will be described with reference to FIG.
In the first tank chamber 2a of the surge tank 2 constituting the intake system of the engine, as shown in FIG. 9 (A), the intake branch pipes 5a of the first cylinder, the third cylinder, and the fifth cylinder where the intake strokes overlap are provided. , 5c, 5e are connected. The second tank chamber 2b is connected to the intake branch pipes 5b, 5d, and 5f of the second cylinder, the fourth cylinder, and the sixth cylinder, which have the same intake stroke. The intake strokes of the first, third, and fifth cylinders do not overlap with the intake strokes of the second, fourth, and sixth cylinders.

エンジンの回転数が規定値Ｎを超えると、吸気制御バルブ装置１０のバルブ駆動用モータ６０はＥＣＵ（図８参照）からの信号でオフ状態となる。これによって、バルブ４０はコイルバネ７２のバネ力で全開位置（原位置、図２（Ｂ）参照）まで右回転し、サージタンク２の第１タンク室２ａと第２タンク室２ｂとが連通する。これによって、吸気管長が短くなったと同様の効果が得られ、そのサージタンク２内で吸気脈動による気柱振動の節ができる。このため、吸気脈動の振動数が高くなり、エンジンの高速運転時において吸気慣性効果による空気の供給効率が高くなる。この結果、エンジンの高速運転時におけるトルクが大きくなる（図９（Ｃ）参照）。 When the engine speed exceeds the specified value N, the valve drive motor 60 of the intake control valve device 10 is turned off by a signal from the ECU (see FIG. 8). As a result, the valve 40 rotates rightward to the fully open position (original position, see FIG. 2B) by the spring force of the coil spring 72, and the first tank chamber 2a and the second tank chamber 2b of the surge tank 2 communicate with each other. As a result, the same effect as that when the intake pipe length is shortened can be obtained, and the air column vibration caused by the intake pulsation can be created in the surge tank 2. For this reason, the frequency of intake pulsation increases, and the efficiency of air supply due to the intake inertia effect during high-speed operation of the engine increases. As a result, the torque during high-speed operation of the engine increases (see FIG. 9C).

また、エンジンの回転数が規定値Ｎ以下になると、吸気制御バルブ装置１０のバルブ駆動用モータ６０はＥＣＵからの信号でオン状態となる。これによって、バルブ４０は、バルブ駆動用モータ６０の回転トルクによりコイルバネ７２のバネ力に抗して全閉位置（規定位置、図２（Ｂ）二点鎖線参照）まで左回転する。即ち、バルブ４０が閉じられることで、サージタンク２の第１タンク室２ａと第２タンク室２ｂとが仕切られる。これによって、吸気管長が長くなったと同様の効果が得られ、サージタンク２の上流集合部で吸気脈動による気柱振動の節ができる。このため、吸気脈動の振動数が低くなり、エンジンの低速運転時において吸気慣性効果による空気の供給効率が高くなる。この結果、エンジンの低速運転時におけるトルクが大きくなる（図９（Ｃ）参照）。 When the engine speed becomes equal to or less than the specified value N, the valve drive motor 60 of the intake control valve device 10 is turned on by a signal from the ECU. As a result, the valve 40 rotates counterclockwise to the fully closed position (specified position, see the two-dot chain line in FIG. 2B) against the spring force of the coil spring 72 by the rotational torque of the valve driving motor 60. That is, by closing the valve 40, the first tank chamber 2a and the second tank chamber 2b of the surge tank 2 are partitioned. As a result, the same effect can be obtained as the intake pipe length becomes longer, and air column vibration nodes due to intake pulsation can be created at the upstream collecting portion of the surge tank 2. For this reason, the frequency of intake pulsation is reduced, and the efficiency of air supply due to the intake inertia effect is increased during low-speed operation of the engine. As a result, the torque during low-speed operation of the engine increases (see FIG. 9C).

上記したように、本実施形態に係る吸気制御バルブ装置１０によると、バルブ駆動用モータ６０の回転軸とバルブ４０の回転中心軸とは同軸、かつ相対回転不能に保持されており、バルブ駆動用モータ６０がバルブ４０を原位置から規定位置まで直接的に回転させる構成である。即ち、バルブ駆動用モータ６０とバルブ４０との間にリンク機構や減速機構等が不要になるため、吸気制御バルブ装置１０の構成が簡易になり、装置がコンパクトになる。
また、バルブ４０の全開位置（原位置）に対応する回転角度θ１からバルブ４０の全閉位置（規定位置）に対応する回転角度θ２までの範囲内におけるバルブ駆動用モータ６０の回転トルクは、コイルバネ７２の回転トルクよりも大きく設定されている。このため、バルブ駆動用モータ６０はバルブ４０をコイルバネ７２のバネ力に抗して全開位置（原位置）から全閉位置（規定位置）まで確実に回転させることができる。 As described above, according to the intake control valve device 10 according to the present embodiment, the rotation shaft of the valve drive motor 60 and the rotation center shaft of the valve 40 are held coaxially and non-rotatably relative to each other. The motor 60 directly rotates the valve 40 from the original position to the specified position. That is, since a link mechanism, a speed reduction mechanism, or the like is not required between the valve driving motor 60 and the valve 40, the configuration of the intake control valve device 10 is simplified and the device is compact.
The rotational torque of the valve driving motor 60 in the range from the rotational angle θ1 corresponding to the fully open position (original position) of the valve 40 to the rotational angle θ2 corresponding to the fully closed position (specified position) of the valve 40 is a coil spring. It is set to be larger than the rotational torque of 72. Therefore, the valve driving motor 60 can reliably rotate the valve 40 from the fully open position (original position) to the fully closed position (specified position) against the spring force of the coil spring 72.

また、バルブ４０を原位置から規定位置まで回転させているときのバルブ駆動用モータ６０の回転トルクは、バルブ４０の原位置に対応する回転角度θ１における回転トルクＴＭ１から最大回転トルクＴＭｍまで増加し、最大回転トルクＴＭｍからバルブ４０の規定位置に対応する回転角度θ２における回転トルクＴＭ２まで減少する。さらに回転トルクＴＭ２が回転トルクＴＭ１よりも大きく、かつ回転トルクＴＭ２と回転トルクＴＭ１との差が前記バルブを原位置から規定位置まで回転させたときのコイルバネ７２の回転トルクの増加分よりも大きく設定されている。
このため、バルブ４０の原位置に対応する回転角度θ１におけるバルブ駆動用モータ６０の回転トルクＴＭ１をその原位置におけるコイルバネ７２の回転トルクＴＢ１よりも必要最小限だけ大きく設定すれば、原位置から規定位置までの全範囲において確実にバルブ駆動用モータ６０の回転トルクをコイルバネ７２の回転トルクよりも大きくすることができる。 Further, the rotational torque of the valve driving motor 60 when the valve 40 is rotated from the original position to the specified position increases from the rotational torque TM1 at the rotational angle θ1 corresponding to the original position of the valve 40 to the maximum rotational torque TMm. The torque decreases from the maximum rotational torque TMm to the rotational torque TM2 at the rotational angle θ2 corresponding to the specified position of the valve 40. Further, the rotational torque TM2 is larger than the rotational torque TM1, and the difference between the rotational torque TM2 and the rotational torque TM1 is set larger than the increase in the rotational torque of the coil spring 72 when the valve is rotated from the original position to the specified position. Has been.
For this reason, if the rotational torque TM1 of the valve driving motor 60 at the rotational angle θ1 corresponding to the original position of the valve 40 is set larger than the rotational torque TB1 of the coil spring 72 at the original position, it is specified from the original position. The rotational torque of the valve drive motor 60 can be reliably made larger than the rotational torque of the coil spring 72 in the entire range up to the position.

また、バルブ４０を原位置から規定位置まで回転させているときの原位置近傍におけるバルブ駆動用モータ６０の回転トルクの増加率は、規定位置の近傍におけるバルブ駆動用モータ６０の回転トルクの減少率よりも大きく設定されている。このため、規定位置におけるバルブ駆動用モータ６０の回転トルクＴＭ２を原位置におけるバルブ駆動用モータの回転トルクＴＭ１よりも大きくした状態で、回転トルクＴＭ２と回転トルクＴＭ１との差を大きく取ることができる。 The rate of increase of the rotational torque of the valve drive motor 60 near the original position when the valve 40 is rotated from the original position to the specified position is the rate of decrease of the rotational torque of the valve drive motor 60 near the specified position. Is set larger than. Therefore, the difference between the rotational torque TM2 and the rotational torque TM1 can be made large in a state where the rotational torque TM2 of the valve driving motor 60 at the specified position is larger than the rotational torque TM1 of the valve driving motor at the original position. .

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、バルブ駆動用モータ６０の通電時にバルブ４０を閉じ、バルブ駆動用モータ６０の通電解除時にコイルバネ７２のバネ力でバルブ４０を所定開度位置まで戻す例を示したが、上記動作を逆にすることも可能である。
また、バルブ４０の第２軸体４２とバルブ駆動用モータ６０の回転軸とを兼用する例を示したが、第２軸体４２と前記回転軸とを別体にし、回り止め部材で両者を連結する構造でも良い。
また、本実施形態では、バルブ駆動用モータ６０のコイル６８の抵抗値を従来の電磁弁の抵抗値に合わせて２０Ωに設定しているため、ＥＣＵのスイッチングトランジスタＴＲ１の仕様を変更する必要がなく、経済的である。なお、コイル６８の抵抗値はＥＣＵのスイッチングトランジスタＴＲ１の仕様に応じて適宜変更可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified without departing from the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, the valve 40 is closed when the valve driving motor 60 is energized, and the valve 40 is returned to the predetermined opening position by the spring force of the coil spring 72 when the valve driving motor 60 is deenergized. It is also possible to reverse the above operation.
Moreover, although the example which combines the 2nd shaft body 42 of the valve 40 and the rotating shaft of the valve drive motor 60 was shown, the 2nd shaft body 42 and the said rotating shaft were made into a different body, and both were prevented by the rotation prevention member. A connected structure may be used.
In this embodiment, since the resistance value of the coil 68 of the valve driving motor 60 is set to 20Ω in accordance with the resistance value of the conventional solenoid valve, it is not necessary to change the specification of the switching transistor TR1 of the ECU. Is economical. The resistance value of the coil 68 can be changed as appropriate according to the specification of the switching transistor TR1 of the ECU.

本発明の実施形態１に係る吸気制御バルブ装置の全体斜視図である。1 is an overall perspective view of an intake control valve device according to Embodiment 1 of the present invention. 吸気制御バルブ装置の全体側面図（Ａ図）、及びＡ図のB-B矢視断面図（Ｂ図）である。It is the whole intake control valve apparatus side view (A figure), and BB arrow sectional drawing (B figure) of A figure. 吸気制御バルブ装置の全体縦断面図である。It is a whole longitudinal cross-sectional view of an intake control valve apparatus. バルブ駆動用モータの背面図（Ａ図）及び縦断面図（Ｂ図）である。It is the rear view (A figure) and longitudinal cross-sectional view (B figure) of a valve drive motor. バルブ駆動用モータの動作を表す背面図（Ａ図〜Ｄ図）である。It is a rear view (A figure-D figure) showing operation | movement of the valve drive motor. バルブ駆動用モータの固定子を表す背面図（Ａ図）、B−B矢視断面図（Ｂ図）、Ｃ矢視図（Ｃ図）及びバルブ駆動用モータの磁束の様子を表す背面図（Ｄ図）である。Rear view showing stator of valve drive motor (A figure), BB arrow sectional view (B figure), C arrow view (C figure) and rear view showing the state of magnetic flux of the valve drive motor ( (D diagram). バルブ駆動用モータの回転トルク特性を表すグラフ（Ａ図）、バルブ駆動用モータの回転トルク特性とコイルバネの回転トルク特性との関係を表すグラフ（Ｂ図）である。It is a graph (A figure) showing the rotational torque characteristic of a valve drive motor, and a graph (B figure) showing the relationship between the rotational torque characteristic of a valve drive motor and the rotational torque characteristic of a coil spring. バルブ駆動用モータの電気回路図である。It is an electric circuit diagram of the motor for valve drive. 本実施形態に係る吸気制御バルブ装置を備えるエンジンの吸気系を表す斜視図（Ａ図）、模式図（Ｂ図）、及び吸気制御バルブ装置の働きを表すグラフ（Ｃ図）である。It is a perspective view (A figure) showing an intake system of an engine provided with an intake control valve device concerning this embodiment, a schematic diagram (B figure), and a graph (C figure) showing an operation of an intake control valve device. 従来の吸気制御バルブ装置を表す全体平面図である。It is a whole top view showing the conventional intake control valve apparatus.

Explanation of symbols

２サージタンク（吸気路）
３隔壁
３ｃ切欠き部分（開口部）
２０ボディ
４０バルブ
４２第２軸体（回転軸、回転中心軸）
４３バルブ本体
６０バルブ駆動用モータ
６２回転子
６４固定子
７２コイルバネ（バネ）
ＴＭｕ回転トルク特性
ＴＭ１回転トルク
ＴＭ２回転トルク
ＴＢ１回転トルク
ＴＢ２回転トルク
2 Surge tank (intake passage)
3 Bulkhead 3c Notch (opening)
20 Body 40 Valve 42 Second shaft (rotary axis, central axis of rotation)
43 Valve body 60 Valve driving motor 62 Rotor 64 Stator 72 Coil spring (spring)
TMu rotational torque characteristics TM1 rotational torque TM2 rotational torque TB1 rotational torque TB2 rotational torque

Claims

Supported by a frame-like body attached to the opening of the partition wall that partitions the inside of the intake passage of the engine and a pair of bearings provided on the body, and rotates inside the body, the opening of the partition wall is An intake control valve device having a valve that can be opened and closed,
A valve drive shaft is provided that has a rotation shaft that is coaxial with the rotation center axis of the valve supported by the bearing of the body and is held in a relatively non-rotatable manner, and that rotates the valve in one direction from an original position to a specified position. A motor,
A spring that returns the valve from the specified position to the original position when the energization of the valve driving motor is released;
The valve driving motor is configured such that the rotational torque changes according to the rotational angle in a state where a substantially constant current is supplied.
The rotational torque of the valve driving motor in the range from the rotational angle θ1 corresponding to the original position of the valve to the rotational angle θ2 corresponding to the specified position of the valve is set to be larger than the rotational torque of the spring. An intake control valve device.

An intake control valve device according to claim 1,
The rotational torque of the valve drive motor when the valve is rotated from the original position to the specified position increases from the rotational torque TM1 at the rotational angle θ1 corresponding to the original position of the valve to the maximum rotational torque, and the maximum rotational torque. To the rotational torque TM2 at the rotational angle θ2 corresponding to the specified position of the valve, and the rotational torque TM2 is larger than the rotational torque TM1, and the difference between the rotational torque TM2 and the rotational torque TM1 is the origin of the valve. An intake control valve device characterized in that the intake control valve device is set to be larger than an increase in rotational torque of a spring when rotated from a position to a specified position.

An intake control valve device according to claim 2,
The rate of increase in the rotational torque of the valve drive motor near the rotational angle θ1 corresponding to the original position of the valve is greater than the rate of decrease in the rotational torque of the valve drive motor near the rotational angle θ2 corresponding to the specified position. An intake control valve device characterized by being set.