JP2009162073A - 内燃機関用の電子式スロットル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の停止時はスロットルバルブ３を全開保持してスロットルバルブ３のアイシングを防止し、さらに、内燃機関の始動時に、所定開度位置への閉弁作動を実施してアイスブレイクを図り、もって動作不良を防止して、かつ、構造簡素化した内燃機関用の電子式スロットル装置１を提供する。
【解決手段】スロットルバルブ３は、エンジンの停止後において、バルブギヤ２６のオープン駆動により全開位置に開弁保持され、かつ、エンジンの始動前のイグニッションスイッチＯＮ時には、バルブギヤ２６のリターン駆動により所定の中間開度位置に閉弁保持されるようにした。また、開弁保持構造は、ストッパ５０を、オープン側にはバルブギヤ２６の回転移動によって噛合うことなく可倒し、全開位置にて駆動モータ５が停止すれば復帰して正立し、バルブギヤ２６と噛合う構成としたので、全開位置での開度保持が簡単構造、かつ、確実に実施できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される内燃機関用の電子式スロットル装置に関する。

〔従来の技術〕
従来から、駆動モータによってスロットルシャフトを回転駆動してスロットルシャフトに一体的に保持されるスロットルバルブの弁開度を変更して、スロットルボディの吸気通路内を流れる吸入空気量を調整する内燃機関用の電子式スロットル装置がある。そして、この電子式スロットル装置では、内燃機関の停止後に、寒冷地や極低温時等において、スロットルバルブが全閉位置にて氷結固着（アイシング）する場合があり、内燃機関の始動時にスロットルバルブの開弁ができず、満足のいく運転ができなくなるという問題があった。

そこで、このような問題に対処するため、内燃機関の停止時にスロットルバルブを所定量開弁させておくことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示される電子式スロットル装置では、内燃機関の停止時等においてスロットルバルブを所定開度位置に精度良く、かつ、その開度位置を経時変化なく保持することができることを目的として、スロットルバルブを閉方向に付勢するリターンスプリングの付勢力よりも大きい吸引力を発生する電磁ソレノイドを設けて、スロットルバルブを一体的に保持するスロットルシャフトに係止されたカンチレバーの一端を着脱自在に吸引して、イグニッションスイッチ（Ｉｇスイッチ）ＯＦＦ時にはスロットルバルブを所定開度位置に開弁し、ＩｇスイッチＯＮ時にはスロットルバルブを閉方向に閉弁する構造を採用している。

また、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、スロットルシャフトと同軸に配設されたリターンスプリングの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し、併せて内燃機関の停止時にスロットルバルブの全閉時のアイシングを防止する中間開度位置に保持するオープン機能を備えた電子式スロットル装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平４−２０３２１８号公報 特開２００４−３０１１１８号公報

しかしながら、特許文献１に開示される電子式スロットル装置では、電磁ソレノイド、カンチレバー、アジャストスクリューならびに固定ナット、および取付金具等部品点数が多く、また構造が複雑で、所定の中間開度位置にスロットルバルブを精度良く位置決めするには、２箇所のアジャストスクリューで調整せざるを得ず、困難さを伴い信頼性と構造簡素化を欠くものとなっている。

さらに、特許文献１、２に開示される電子式スロットル装置において、所定の中間開度位置にスロットルバルブを精度良く位置決めしても、例えば、電子式スロットル装置の内燃機関への取り付けが、スロットルシャフトの軸方向が水平と傾きを有して取り付く場合には、スロットルバルブの開弁の中央端部でなく、スロットルシャフトを軸支する軸受部の近傍にてアイシングが生じる場合がある。この場合、アイシングが生じても所定の中間開度保持により吸入空気量は流れるため、内燃機関の始動は可能となるものの、スロットルバルブが固着して調整が効かないため、つづく満足のいく運転はできなくなるという問題を生じる可能性がある。

従って、アイシングを防止するために、内燃機関の停止時は、スロットルバルブを全開保持してスロットルバルブとボア壁部との接触領域を低減させて、水分等の滞留を解消し、さらに、内燃機関の始動時には、仮に、アイシングが生じた場合であっても、アイシングの破壊解消（アイスブレイク）が可能な駆動トルクによる所定開度位置への閉弁作動を実施して、動作不良を防止し、正常に始動して満足のいく運転ができ、かつ、構造簡素化した電子式スロットル装置の提供が重要な課題となる。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたもので、内燃機関の停止時はスロットルバルブを全開保持してスロットルバルブのアイシングを防止し、さらに、内燃機関の始動時に、所定開度位置への閉弁作動を実施してアイスブレイクを図り、もって動作不良を防止して、かつ、構造簡素化した内燃機関用の電子式スロットル装置を提供することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段によれば、内燃機関に吸入される吸入空気を流す吸気通路を内部に形成するスロットルボディと、スロットルボディ内において開閉自在に収容されたスロットルバルブと、スロットルバルブと一体的に回転し、所定の弁開度に駆動するとともに、両端部が軸受に軸支されるスロットルシャフトと、駆動モータの回転動力をスロットルシャフトに伝達するとともに、スロットルシャフトおよびスロットルバルブを全開方向にオープン駆動および全閉方向にリターン駆動の回転駆動する回転体を有する動力伝達装置と、一端部がスロットルボディに係止され、かつ、他端部が回転体に係止され、スロットルバルブを全開方向および全閉方向に付勢するリターンスプリングと、を備えた内燃機関用の電子式スロットル装置において、スロットルバルブは、内燃機関の停止後において、回転体のオープン駆動により全開位置に開弁保持され、かつ、内燃機関の始動前のイグニッションスイッチＯＮ時には、回転体のリターン駆動により所定の中間開度位置に閉弁保持されることを特徴としている。

これにより、内燃機関の停止後に、寒冷地や極低温時等において、スロットルバルブの全周領域およびスロットルシャフト部でのアイシングが防止できる。さらに、仮に、スロットルシャフトと軸受近傍に水が浸水してアイシングが生じても、回転体のリターン駆動による閉弁作動によってアイスブレイクがされて、内燃機関の始動ならびに運転等の動作不良が防止できる。

〔請求項２の手段〕
請求項２の手段によれば、内燃機関の停止後の全開位置での開弁保持は、回転体の外周部のギヤ部と、スロットルボディのギヤケース内に設けたストッパとの噛み合いによって、係合固定されることを特徴としている。
これにより、回転体のギヤ部の歯形と歯形との間（歯谷）に確実に引っ掛かって固定することが容易にできる。

〔請求項３の手段〕
請求項３の手段によれば、ストッパは、機械構造上の全開開度であるメカ全開位置と運転上の全開開度である制御全開位置との間に設けることを特徴としている。
これにより、スロットルバルブを略９０度、つまりボア壁部とスロットルバルブとが互いに接触することなく、しかも最大間隔を保持できるので、スロットルバルブの全周領域でのアイシングが良好に防止できる。

〔請求項４の手段〕
請求項４の手段によれば、ストッパは、回転体の周方向のオープン側およびリターン側の両方向に可倒可能に支持され、かつ、可倒した後復帰して正立するための付勢手段を備え、回転体のオープン駆動時には、リターンスプリングのリターン付勢力に抗して作用する駆動モータのオープン駆動力によって回転体のギヤ部と当接してオープン側に可倒し、駆動モータの停止時に、付勢手段による付勢力により正立して回転体のギヤ部と噛み合って、リターンスプリングのリターン付勢力に抗して開弁保持することを特徴としている。

これにより、オープン側には回転移動によって回転体と噛み合うことなく可倒し、全開位置にて駆動モータが停止すれば復帰して正立するので、全開位置での噛み合いが確実に、かつ、簡単に実施できる。

〔請求項５の手段〕
請求項５の手段によれば、ストッパは、回転体のリターン駆動時には、リターンスプリングのリターン付勢力と駆動モータのリターン駆動力の合力によってリターン側に可倒し、回転体を閉弁方向に回転移動することを特徴としている。
これにより、駆動モータのリターン駆動力によって、簡単に噛み合いが外れ、速やかに、かつ、確実に全閉作動が実施できる。

〔請求項６の手段〕
請求項６の手段によれば、回転体のリターン駆動力は、少なくとも単独でもスロットルシャフトの氷結固着を破壊解消することが可能な駆動力を発生する動力伝達装置により構成されることを特徴としている。
これにより、仮に、スロットルシャフト部にアイシングが発生しても、アイスブレイクしながら全閉駆動できるので、アイシングによる動作不良が防止できる。

〔請求項７の手段〕
請求項７の手段によれば、ストッパは、回転体の周方向のオープン側およびリターン側の回転移動に際し、回転体の径方向に進退可能に支持され、回転体と噛み合うことを特徴としている。

これにより、可倒型ストッパとは異なり、回転体の径方向に進退可能にスライドするのみでギヤ部と噛み合うことができるので、可倒のためのスペースの確保が不要でコンパクトに収容することが可能となる。従って、全開範囲を可倒スペースの必要ない分だけ大きくすることが容易となる。なお、このスライド型ストッパにおいても、請求項４の手段と同様な作用効果を奏する。

本発明の最良の実施形態を、図に示す実施例１とともに説明する。

〔実施例１の構成〕
図１および図２は本発明の実施例１を示したもので、図１は電子式スロットル装置の全体構造を示した正面断面図である。図２は電子式スロットル装置の動力伝達装置の構造を示し、（ａ）は電子式スロットル装置の側面図であり、（ｂ）は要部の拡大詳細図である。

本実施例の電子式スロットル装置１は、内燃機関（エンジン）の各気筒に吸入される吸入空気が中心軸方向に流れる吸気通路を形成する略円管状のスロットルボディ２と、吸入される吸入空気量を調整するスロットルバルブ３と、このスロットルバルブ３を保持するとともにスロットルボディ２に軸受を介して軸支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を回転駆動する駆動モータ５と、スロットルバルブ３およびスロットルシャフト４を全閉方向に付勢するコイルスプリング等のリターンスプリング（バルブ付勢手段）６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）７と、この歯車減速装置７を構成する各ギヤを回転自在に収容するギヤケース８がスロットルボディ２と一体化して備えられ、さらに、ギヤケース８に当接してギヤケース８内にダスト等の侵入を防ぐギヤカバー９を備えている。

そして、駆動モータ５を通電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、図示せず）と接続されてエンジン用吸気装置を構成する。この電子式スロットル装置１は、自動車のアクセルペダル（図示せず）の踏込み（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調整することでエンジンの出力ならびに回転数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込み量を電気信号（アクセル開度信号）に変換し、ＥＣＵへアクセル操作量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。

また、電子式スロットル装置１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へスロットルバルブ３がどれだけ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の他端部（図示右端部）に、固定手段によって固定された磁界を発生する略角形状の分割型の永久磁石１１と、この永久磁石１１に磁化される分割型のヨーク１２と、分割型の永久磁石１１に対向するようにギヤカバー９側に一体的に配置されたホール素子１３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。

スロットルボディ２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、円管状のボア壁部１８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転自在に保持するハウジングを構成し、エンジンのインテークマニホールド（図示せず）に締結ねじ等の締結具によって締め付け固定される。

このスロットルボディ２には、スロットルシャフト４の他端部を、ころがり軸受２０を介して回転自在に支持する円筒形状の軸受収容部２１と、スロットルシャフト４の一端部（図示左端部）を、すべり軸受２２およびプラグ（盲栓）２５を介して回転自在に支持する円筒形状の軸受収容部２３とを備えている。なお、ボア壁部１８の外周部には、固定ボルト等の締結具が挿通する挿通孔２４が複数個形成されている。

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盤形状に形成されて、エンジンに吸入される吸入空気量を調整するバタフライ弁で、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のバルブ保持部に形成されたバルブ挿入孔（図示せず）内に嵌着された状態で、スロットルシャフト４に締結ねじ等の締結具を用いて締め付け固定されている。

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、その両端部がスロットルボディ２の両軸受収容部２１、２３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の他端部には、歯車減速装置７の構成要素の１つであるバルブギヤ２６の内周部をかしめや締結等で固定するための円環形状のプレート２７が取り付けられている。なお、プレート２７は、バルブギヤ２６にインサート成形されている。

駆動モータ５は、通電されるとモータシャフトが正逆に回転可能な電動式のアクチュエータ（駆動源）である。そして、歯車減速装置７は、駆動モータ５の回転速度を所定のスロットルシャフト４の回転速度に減速するもので、スロットルシャフト４の他端部に固定されたバルブギヤ２６と、このバルブギヤ２６と噛み合って回転する中間ギヤ２８と、駆動モータ５のモータシャフトに嵌入されたピニオンギア２９とを有し、スロットルバルブ３および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。

中間ギヤ２８は、樹脂材料により所定の形状に一体成形され、回転中心をなす中間シャフト３０に回転自在に挿着されている。そして、中間ギヤ２８には、バルブギヤ２６に噛み合う小径ギヤ３１、およびピニオンギア２９に噛み合う大径ギヤ３２が設けられている。ここで、中間シャフト３０の軸方向の一端部は、スロットルボディ２のボア壁部１８の外壁面に形成された凹部に圧入固定され、また、他端部はギヤカバー９の内壁面に形成された凹部に嵌め込まれ固定されている。

ピニオンギア２９は、金属材料により所定の形状に一体的に成形され、駆動モータ５のモータシャフトに嵌入され、一体的に回転するドライブギヤである。ここで、ピニオンギア２９および中間ギヤ２８は、駆動モータ５の回転トルクをバルブギヤ２６に伝達するトルク伝達手段である。

バルブギヤ２６は、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２６の図示下部側の外周面には、中間ギヤ２８の小径ギヤ３１と噛み合うギヤ部３３が一体的に、かつ、部分的に形成されている。ここで、外周面を部分的に形成されるギヤ部３３は、スロットルバルブ３の最大開度である略９０度を僅かに超える範囲に形成されれば事足りる。そして、バルブギヤ２６の他の外周部は、ギヤ部３３の形成されないボス部１９を構成し、このボス部１９にスロットルバルブ３が全閉した際に全閉位置ストッパ３４に係止される被係止部としての全閉ストッパ部３５が一体的に形成されている。

また、バルブギヤ２６のボス部１９には、オープナ部３９が略円環形状のバルブギヤ２６の軸方向に突出するように一体成形されている。オープナ部３９の一端部には、後記するリターンスプリング６のＵ字状フック部３８を係脱自在に係止するコの字形のガイドを有する係合部が一体成形されている。また、オープナ部３９の他端部には、リターンスプリング６の他端部を係止するバルブギヤ側スプリングフック（図示せず）が一体成形されている。なお、このコの字形の係合部によって、リターンスプリング６のＵ字状フック部３８の軸方向の移動（横ズレ）を規制している。

さらに、バルブギヤ２６の外周のギヤ部３３の他端部には、スロットルバルブ３が全開した際に、全開位置ストッパ１６に係止される被係止部としての全開ストッパ部１７が一体的に形成されている。

そして、スロットルボディ２のボア壁部１８の他端部、つまりギヤケース８には、円筒凹形状のリターンスプリング収容部が、スロットルシャフト４を軸支する各軸受収容部２１、２３と同心に設けられ、リターンスプリング収容部にはリターンスプリング６が収容されている。

リターンスプリング６は、リターンスプリング部３６とデフォルトスプリング部３７とからなり、リターンスプリング部３６とデフォルトスプリング部３７とは互いに巻回方向が異なる方向のコイルスプリングである。そして、リターンスプリング部３６とデフォルトスプリング部３７との結合部には略逆Ｕ字形状に曲げられて後記する中間開度ストッパ４０に保持されるＵ字状フック部３８が形成されている。

リターンスプリング部３６は、ばね鋼材をコイル状に成形されて、オープナ部３９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ように付勢するリターン機能を有する第１スプリングであり、リターンスプリング部３６の一端部は、スロットルボディ２のボア壁部１８の他端部に設けられたリターンスプリング収容部の底壁面に一体的に形成されたボディ側スプリングフック（図示せず）に係止または保持されている。

また、デフォルトスプリング部３７は、ばね鋼材をコイル状に成形されて、オープナ部３９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ように付勢するオープン機能を有する第２スプリングであり、デフォルトスプリング部３７の他端部は、バルブギヤ２６のオープナ部３９のバルブギヤ側スプリングフック（図示せず）に係止または保持されている。

また、スロットルボディ２の他端部、つまりギヤケース８の図示上部側において、長手方向中心線上には、内周壁より図示下方側に突出したボス形状の全閉位置ストッパ３４が設けられている。この全閉位置ストッパ３４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２６に一体的に成形された全閉ストッパ部３５が当接するのを調節するアジャストスクリューがねじ込まれている。

また、スロットルボディ２の他端部、つまりギヤケース８の図示上部側には、内周壁より図示下方側に突出したボス形状の中間開度ストッパ４０が設けられている。この中間開度ストッパ４０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、リターンスプリング６のリターンスプリング部３６とデフォルトスプリング部３７とのそれぞれ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開度位置に保持または係止するものであり、中間開度ストッパ４０には、所定の中間開度に調節するアジャストスクリューがねじ込まれている。これにより、駆動モータ５への電流の供給が遮断された場合においても、スロットルバルブ３は所定の開弁角度を有する中間開度に保持され、退避走行を可能とするようになっている。

ギヤカバー９は、上記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９は、スロットルボディ２の他端部の歯車減速装置７を収容するように、スロットルボディ２の他端部の開口側に設けられた鍔状の接合端面に、固定ボルトや締結ねじ等の締結具（図示せず）を用いて締め付け固定される鍔状の被接合端面を有している。また、両接合端面との間には、ギヤカバー９内へのダスト等の異物の侵入を防止するゴム製の環状シール部材（例えば、弾性シール材、ゴムパッキン、ガスケットなど）が装着されている。

本実施例に採用するスロットルバルブ３の全開位置での保持構造は、図２（ａ）に示すように、バルブギヤ２６がオープン側に全開駆動されて全開ストッパ部１７が全開位置ストッパ１６に当接したときに、バルブギヤ２６のギヤ部３３の歯形のうち全開ストッパ部１７に最も近接した歯形（以下、第１歯形と呼ぶ）と、この第１歯形に引っ掛かりして噛合いするストッパ５０とから構成されている。

ストッパ５０は、図２（ｂ）に示すように、一端が引っ掛けを可能とする歯形形状の突部５１を有し、他端がボス形状のボス部５２を有してその中心にピン孔５３とスリット孔５４を有する金属製の駒状の構造部材である。また、ギヤケース８の全開位置ストッパ１６近傍には、バルブギヤ２６の機械構造上の全開開度であるメカ全開位置と運転上の全開開度である制御全開位置との間で、バルブギヤ２６の回転中心より所定の距離を隔てた位置に支持ピン５５が嵌入され固定されている。そして、支持ピン５５の周囲は、支持ピン５５にストッパ５０を装着したとき、ギヤケース８と干渉しないように、しかも、オープン側およびリターン側に可倒した場合にも干渉しないように、さらに、可倒したストッパ５０を所定の位置に正立させるための復帰用の付勢手段を収容するための肉盗み（座グリ）部５６が好適に設けられている。

そして、ストッパ５０は、付勢手段として、例えば、板状もしくは線状の丸めスプリング５７を、ストッパ５０のスリット孔５４とギヤケース８の肉盗み部５６の内周面に設けたスリット孔５８とに端渡すように介在させて支持ピン５５に嵌入され組付けられる。ストッパ５０のピン孔５３と支持ピン５５との組付けは適度なすきま嵌めであり、ストッパ５０がオープン側およびリターン側へ自在に可倒できるようになっている。

また、丸めスプリング５７はフリー状態の中立時にはストッパ５０がバルブギヤ２６の求心方向に向かい（以下、これを正立と呼ぶ）、オープン側への可倒時には丸めスプリング５７の付勢力は正立状態に復帰するように作用し、またリターン側への可倒時には丸めスプリング５７の付勢力は正立状態に復帰するように作用して、共にその付勢力は略等価となるようになっている。また、丸めスプリング５７のばね定数は、比較的高く、リターンスプリング６の付勢力よりも大きくなるように設定されている。つまり、正立したストッパ５０は、リターンスプリング６のリターン付勢力のみでは可倒できないようになっている。

なお、本実施例ではストッパ５０の付勢手段として、板状もしくは線状の丸めスプリング５７を採用したが、これに限ることなく、渦巻状（ヘリカル）スプリングやリーフスプリングであってもよく、中立状態にて付勢力が生じずに中立状態から両方向に可倒したときに復帰のための付勢力がオープン側およびリターン側ともに略同等に作用する構成のスプリング構造を有するものであれば好適である。

以上の構成になる本実施例の電子式スロットル装置１の動作を、上記したストッパの全開位置での保持動作も含めて以下に説明する。

〔実施例１の作用〕
本実施例の電子式スロットル装置１の作用を、図１および図２に基づいて、また、ストッパ５０による全開位置での保持動作を図３に基づいて説明する。図３は、バルブギヤ２６とストッパ５０との噛合いの作動説明図であり、（ａ）は全開作動時のオープン側可倒状態を、（ｂ）は全開時の正立状態を、（ｃ）は全閉作動時のリターン側可倒状態を示す。

運転者（ドライバー）がアクセルペダルを踏込むと、アクセル開度センサに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のモータシャフトが回転する。そして、駆動モータ５のトルクが、ピニオンギア２９および中間ギヤ２８を経て、バルブギヤ２６に伝達される。これにより、バルブギヤ２６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の開方向に回転駆動されて、ボア壁部１８内の吸気通路が所定の開度だけ開かれる。このとき、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部３７の付勢力は関与せず、オープナ部３９がデフォルトスプリング部３７の結合部側端部とスプリング側フックとによって挟み込まれた状態を維持する。

逆に、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２６も逆方向に回転する。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へ閉方向に回転駆動される。そして、バルブギヤ２６の外周部に一体成形された全閉ストッパ部３５が全閉位置ストッパ（アジャストスクリュ）３４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。このとき、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部３６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。

ここで、何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には、オープナ部３９がデフォルトスプリング部３７の結合部側端部とスプリング側フックとによって挟み込まれた状態で、リターンスプリング部３６のリターン機能、つまりオープナ部３９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部３７のオープン機能、つまりオープナ部３９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３９の係合部が１本のコイルスプリングのＵ字状フック部３８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。

そして、ＩｇスイッチをＯＦＦにしてエンジンを停止させるとき、このＩｇスイッチＯＦＦ信号がＥＣＵに入力され、ＥＣＵによってスロットルバルブ３が全開となるように駆動モータ５が通電される。駆動モータ５の回転により動力伝達装置７を介してバルブギヤ２６は開方向に回転する。そして、ストッパ５０がバルブギヤ２６の運転上の全開開度である制御全開位置以上、および機械構造上の全開開度であるメカ全開位置以下に設けられているので、バルブギヤ２６が全開位置ストッパ１６に当接するときに、図３（ａ）に示すように、バルブギヤ２６のギヤ部３３の第１歯形が、ストッパ５０の突部５１に当接してオープン側に倒しながら第１歯形が通過する。このとき、ストッパ５０は丸めスプリング５７の付勢力に抗して可倒するが、オープン駆動力Ｆ１が十分に大きいためリターンスプリング６のリターン付勢力Ｆ２が逆方向に作用しても作用力（Ｆ１−Ｆ２）にて可倒されるものである。

そして、バルブギヤ２６がメカ全開位置、すなわち全開位置ストッパ１６に当接すると、ストッパ５０と第１歯形との当接が外れ、ストッパ５０は丸めスプリング５７の付勢力によって中立位置に復帰するが、このとき、ギヤ部３３の第２歯形と当接し、引っ掛かって第１歯形と第２歯形との間に噛合ったまま中立位置に復帰する。このとき、全開位置ストッパ１６に当接して後、駆動モータ５への通電は遮断され、オープン駆動力Ｆ１は作用しなくなる。従って、リターンスプリング６のリターン付勢力Ｆ２のみがバルブギヤ２６に作用するが、中立位置に保持する丸めスプリング５７のばね定数は高いため、リターン付勢力Ｆ２によって可倒されることはない。つまり、バルブギヤ２６は略全開位置に保持される（図３（ｂ）参照）。

以上の動作が、ＩｇスイッチをＯＦＦしてエンジンが停止した後に、連続的に実行され、エンジン停止後はスロットルバルブ３は全開位置で保持された状態となる。従って、寒冷地や極低温時等においても、スロットルバルブ３がアイシングする心配がない。

つづいて、エンジンの始動時には、ＩｇスイッチＯＮにて、このＩｇスイッチＯＮ信号がＥＣＵに入力され、ＥＣＵによってスロットルバルブ３が全閉となるように駆動モータ５が通電される。駆動モータ５の逆回転により動力伝達装置７を介してバルブギヤ２６は閉方向に回転する。すると、図３（ｃ）に示すように、ストッパ５０はギヤ部３３の第１歯形によってリターン側に押され、可倒しながら第１歯形が通過する。第１歯形が通過するとバルブギヤ２６はギヤ部３３のないボス部１９となるので、ストッパ５０はボス部１９とは当接することなく中立位置に復帰する。このとき、丸めスプリング５７の付勢力に抗してリターン駆動力Ｆ３とリターン付勢力Ｆ２との合力（Ｆ３＋Ｆ２）によってストッパ５０を押すため、ストッパ５０は容易に可倒するものである。

これにより、スロットルバルブ３はエンジンの始動前に全閉位置もしくは中間開度位置に戻り保持されるので、つづくエンジン始動が正常に実施できる。また、エンジン始動前にスロットルバルブ３の全閉駆動を実施することは、仮に、寒冷地や極低温時等においてアイシングがスロットルバルブ３の全周領域でなくスロットルシャフト４の軸受との軸支部で生じても、このアイシングを１回の全閉駆動で容易にアイスブレイクさせることができる。

〔実施例１の効果〕
本実施例では、以上のように、電子式スロットル装置１において、スロットルバルブ３は、エンジンの停止後において、バルブギヤ２６のオープン駆動により全開位置に開弁保持され、かつ、エンジンの始動前のＩｇスイッチＯＮ時には、バルブギヤ２６のリターン駆動により所定の中間開度位置に閉弁保持されるようにした。

従って、エンジンの停止後に、寒冷地や極低温時等において、スロットルバルブ３の全周領域およびスロットルシャフト部でのアイシングが防止できる。さらに、仮に、スロットルシャフト４と軸受近傍に水が浸水してアイシングが生じても、バルブギヤ２６のリターン駆動による閉弁作動によってアイスブレイクがされて、エンジンの始動ならびに運転等の動作不良が防止できる。

また、全開位置に開弁保持するストッパ５０は、バルブギヤ２６の周方向のオープン側およびリターン側の両方向に可倒可能に支持され、かつ、可倒した後復帰して正立するための丸めスプリング５７を備え、バルブギヤ２６のオープン駆動時には、リターンスプリング６のリターン付勢力Ｆ２に抗して作用する駆動モータ５のオープン駆動力Ｆ１によってバルブギヤ２６のギヤ部３３と当接してオープン側に可倒し、駆動モータ５の停止時に、丸めスプリング５７による付勢力により正立してバルブギヤ２６のギヤ部３３と噛み合って、リターンスプリング６のリターン付勢力Ｆ２に抗して開弁保持するようにした。

従って、ストッパ５０は、オープン側にはバルブギヤ２６の回転移動によって噛合うことなく可倒し、全開位置にて駆動モータ５が停止すれば復帰して正立し、バルブギヤ２６と噛合うので、全開位置での開度保持が簡単構造、かつ、確実に実施できる。つまり、信頼性の向上と構造簡素化が図られる。

〔変形例１〕
実施例１でのストッパ５０が、オープン側にはバルブギヤ２６の回転移動によって噛合うことなく可倒し、全開位置にて駆動モータ５が停止すれば復帰して正立し、バルブギヤ２６と噛合う可倒型ストッパを採用したが、これに限ることなく、常に正立位置で噛合いのための突部５１がバルブギヤ２６の求心方向に進退可能に支持されるスライド型ストッパであってもよい。

本変形例で採用するスライド型ストッパのストッパ５０は、図４（ａ）に示すように、スロットルボディ２の全開位置ストッパ１６近傍の、バルブギヤ２６の機械構造上の全開開度であるメカ全開位置と運転上の全開開度である制御全開位置との間で、バルブギヤ２６の回転中心より所定の距離を隔てた位置において、ギヤケース８の側壁部に垂直な小孔６１と大孔６２をそれぞれ所定の深さに設け、この小孔６１に２段の段差構造のストッパ５０の小径軸部６３を嵌着し、大径部６４と大孔６２との間に圧縮コイルスプリング６５を挟装して組付け、小径軸部６３が小孔６１内を軸方向にスライドして進退自在に移動する構造である。

ストッパ５０の先端、つまりバルブギヤ２６のギヤ部３３との当接部は、ギヤ部３３の歯形形状と同様な歯形形状を有するが、噛合いが確実であり、かつ、噛合いの離脱も容易となすために曲率の小さい歯形形状、つまり滑らかな円弧状となる突部６６を備えている。これにより、バルブギヤ２６のオープン駆動時には、全開位置の直前において、ギヤ部３３の第１歯形とストッパ５０とが当接し、バルブギヤ２６のオープン駆動力Ｆ１の滑らかな円弧状突部６６の軸方向成分力がストッパ５０を後退するように押し込むため、ストッパ５０は第１歯形を乗り越えて、隣接する第２歯形との間に噛合い、バルブギヤ２６を開弁保持する（図４（ｂ）参照）。

逆に、閉弁時は、図４（ｃ）に示すように、オープン駆動力Ｆ１が逆方向に作用するリターン駆動力Ｆ３となることのみの差異であるため、ストッパ５０はオープン駆動と同様な進退挙動を呈し、第１歯形を乗り越えて噛合いを解消する。従って、バルブギヤ２６は所定の閉弁位置まで回転する。

電子式スロットル装置の全体構造を示した正面断面図である（実施例１）。 電子式スロットル装置の動力伝達装置の構造を示し、（ａ）は電子式スロットル装置の側面図であり、（ｂ）は要部の拡大詳細図である（実施例１）。 バルブギヤとストッパとの噛合いの作動説明図であり、（ａ）は全開作動時のオープン側可倒状態を、（ｂ）は全開時の正立状態を、（ｃ）は全閉作動時のリターン側可倒状態を示す（実施例１）。 バルブギヤとストッパとの噛合いの作動説明図であり、（ａ）は全開作動時の後退状態を、（ｂ）は全開時の正立保持状態を、（ｃ）は全閉作動時の前進状態を示す。（変形例１）。

符号の説明

１ 電子式スロットル装置
２ スロットルボディ
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
６ リターンスプリング
７ 歯車減速装置（動力伝達装置）
８ ギヤケース
２６ バルブギヤ（回転体）
３３ ギヤ部
５０ ストッパ
５７ 丸めスプリング（付勢手段）

Claims (7)

1. 内燃機関に吸入される吸入空気を流す吸気通路を内部に形成するスロットルボディと、前記スロットルボディ内において開閉自在に収容されたスロットルバルブと、前記スロットルバルブと一体的に回転し、所定の弁開度に駆動するとともに、両端部が軸受に軸支されるスロットルシャフトと、
   駆動モータの回転動力を前記スロットルシャフトに伝達するとともに、前記スロットルシャフトおよび前記スロットルバルブを全開方向にオープン駆動および全閉方向にリターン駆動の回転駆動する回転体を有する動力伝達装置と、
   一端部が前記スロットルボディに係止され、かつ、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および全閉方向に付勢するリターンスプリングと、
   を備えた内燃機関用の電子式スロットル装置において、
   前記スロットルバルブは、前記内燃機関の停止後において、前記回転体のオープン駆動により全開位置に開弁保持され、
   かつ、前記内燃機関の始動前のイグニッションスイッチＯＮ時には、前記回転体のリターン駆動により所定の中間開度位置に閉弁保持されることを特徴とする内燃機関用の電子式スロットル装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関用の電子式スロットル装置において、
   前記内燃機関の停止後の全開位置での開弁保持は、
   前記回転体の外周部のギヤ部と、
   前記スロットルボディのギヤケース内に設けたストッパとの噛み合いによって、
   係合固定されることを特徴とする内燃機関用の電子式スロットル装置。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関用の電子式スロットル装置において、
   前記ストッパは、機械構造上の全開開度であるメカ全開位置と運転上の全開開度である制御全開位置との間に設けることを特徴とする内燃機関用の電子式スロットル装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関用の電子式スロットル装置において、
   前記ストッパは、前記回転体の周方向のオープン側およびリターン側の両方向に可倒可能に支持され、かつ、可倒した後復帰して正立するための付勢手段を備え、
   前記回転体のオープン駆動時には、前記リターンスプリングのリターン付勢力に抗して作用する前記駆動モータのオープン駆動力によって前記回転体の前記ギヤ部と当接してオープン側に可倒し、
   前記駆動モータの停止時に、前記付勢手段による付勢力により正立して前記回転体の前記ギヤ部と噛み合って、前記リターンスプリングのリターン付勢力に抗して開弁保持することを特徴とする内燃機関用の電子式スロットル装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関用の電子式スロットル装置において、
   前記ストッパは、前記回転体のリターン駆動時には、前記リターンスプリングのリターン付勢力と前記駆動モータのリターン駆動力の合力によってリターン側に可倒し、前記回転体を閉弁方向に回転移動することを特徴とする内燃機関用の電子式スロットル装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関用の電子式スロットル装置において、
   前記回転体のリターン駆動力は、少なくとも単独でも前記スロットルシャフトの氷結固着を破壊解消することが可能な駆動力を発生する前記動力伝達装置により構成されることを特徴とする内燃機関用の電子式スロットル装置。
7. 請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関用の電子式スロットル装置において、
   前記ストッパは、前記回転体の周方向のオープン側およびリターン側の回転移動に際し、前記回転体の径方向に進退可能に支持され、前記回転体と噛み合うことを特徴とする内燃機関用の電子式スロットル装置。

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