JP2012154257A - 電子スロットル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で簡易な構成により収容空間に作用する高圧からカバーの破損を防止する。
【解決手段】収容凹部9a,9bを含むスロットルボディ２と、ボア８を開閉するスロットルバルブ４及びスロットルシャフト３と、収容凹部9a,9bに収容された駆動系部品と、収容凹部9a,9bの開口を覆うカバー１０と、収容凹部9a,9bの開口縁とカバー１０との間を密閉するガスケット２３とを備える。駆動系部品は、ＤＣモータ５と、スロットルシャフト３に固定されたスロットルギヤ１５と、モータシャフト５ａに固定されたモータギヤ１７と、モータシャフト５ａとスロットルシャフト３との間に配置された中間シャフト１８と、中間シャフト１８に設けられ、モータギヤ１７の回転力をスロットルギヤ１５へ伝達する中間ギヤ１８と含む。中間シャフト１８は中心孔１８ａを含む。スロットルボディ２に形成された、外部へ通じる連通孔は、中心孔１８ａに通じる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、内燃機関の吸気通路にて吸気流量を調節するために使用される電子スロットル装置に関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される電子制御式スロットル制御装置が知られている。この装置は、（ａ）スロットルボディのボア内を流れる吸気流量を制御するスロットルバルブと、（ｂ）スロットルバルブと一体的に回転するスロットルシャフトと、（ｃ）スロットルシャフトの軸方向に平行となる方向に配置されたモータシャフトを有する駆動モータと、（ｄ）スロットルシャフトの一端部に固定されたバルブ側ギヤ、モータシャフトの一端部に固定されたモータ側ギヤ、モータシャフトの軸方向に平行となる方向に配置された中間シャフト及びバルブ側ギヤとモータ側ギヤとの間に配置されて、中間シャフトを中心にして回転する中間ギヤを有し、駆動モータの回転動力を、スロットルバルブ及びスロットルシャフトに伝達する動力伝達装置と、（ｅ）スロットルボディの外壁面に一体に形成されて、内部にバルブ側ギヤ、モータ側ギヤ及び中間ギヤを回転自在に収容するギヤケースとを備える。ギヤケースの一端は開口し、その開口部を覆うように樹脂製のギヤカバーが設けられている。このギヤカバーとギヤケースとの間には、ゴム製の環状シール部材が装着され、異物の侵入を防止するようになっている。

特開２００４−１４４０３９号公報

ところで、特許文献１に記載の装置では、その使用時に、各種ギヤ等が配置された空間、すなわち、ギヤカバーとギヤケースとの間の収容空間（ギヤボックス）が、ギヤカバーとギヤケースとの間に装着された環状シール部材によって密閉されることとなった。そして、上記装置は、ターボチャージャー仕様のエンジンに使用されることがあり、その場合には、スロットルボディのボアからスロットルボディとスロットルシャフトとの間の隙間を通じてギヤボックス内に高圧の過給圧が作用するおそれがある。この場合、ギヤボックス内の圧力が上昇し、ギヤカバーに高圧が作用し、そのカバーに割れなどの破損が生じるおそれがあった。また、過給圧以外にもギヤボックス内が密閉状態の時に、外部との温度差によりギヤボックス内の圧力が上昇した場合でも、同様の破損が生じるおそれがあった。

ここで、ギヤカバーの破損を防止するために、ギヤボックスを呼吸孔などにより大気に連通させて呼吸作用を与えることが考えられる。しかし、単に呼吸孔を設けただけでは、外部から水分や極微細な塵埃等がギヤボックスに侵入するおそれがある。また、呼吸孔を設けるために、スロットルボディを別途加工したのでは、装置の製造コストが増大してしまう。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、ギヤ等の収容空間に作用する高圧からカバーの破損を防止できる電子スロットル装置を提供することにある。この発明の第２の目的は、上記第１の目的を安価で簡易な構成により実現できる電子スロットル装置を提供することにある。

上記第１の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、内燃機関の吸気通路に連通するボアと、大気に対して密閉可能に設けられる収容空間とを含むスロットルボディと、ボアを開閉するスロットルバルブと、スロットルバルブをスロットルボディに回動可能に支持するスロットルシャフトと、収容空間に収容され、スロットルバルブを駆動するための駆動系部品とを備えた電子スロットル装置において、スロットルボディに設けられ、収容空間を外部へと迷路状に連通させる迷路連通手段を備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、この電子スロットル装置が、過給機を備えた内燃機関の吸気通路に設けられることがある。この場合、過給機が作動することにより、スロットルボディとスロットルシャフトとの隙間を通じ、ボアの中の高圧が収容空間に作用することがある。しかし、上記構成によれば、スロットルボディに、収容空間を外部へ連通させる迷路連通手段が設けられるので、収容空間に作用する高圧が、迷路連通手段を通じて外部へ抜け、収容空間の中が高圧になることはない。また、迷路連通手段が迷路状をなすので、外部からの異物や埃が収容空間に入り難い。

上記第２の目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、内燃機関の吸気通路に連通するボアと、収容凹部とを含むスロットルボディと、ボアを開閉するスロットルバルブと、スロットルバルブをスロットルボディに回動可能に支持するスロットルシャフトと、収容凹部に収容され、スロットルバルブを駆動するための複数の駆動系部品と、駆動系部品が、モータシャフトを有する駆動モータと、スロットルシャフトの一端部に固定されたスロットルギヤと、モータシャフトの一端部に固定されたモータギヤと、モータシャフトとスロットルシャフトとの間に配置された中間シャフトと、中間シャフトの一端部に回転可能に設けられ、モータギヤの回転力をスロットルギヤへ伝達する中間ギヤとを含むことと、収容凹部の開口を覆うカバーと、収容凹部の開口縁とカバーとの間を密閉する密閉手段とを備えた電子スロットル装置において、中間シャフトに形成され、中間シャフトの両端に開口した中心孔と、スロットルボディに形成され、外部へ通じる連通孔と、中間シャフトの中心孔が連通孔に通じることとを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、この電子スロットル装置が、過給機を備えた内燃機関の吸気通路に設けられることがある。この場合、過給機が作動することにより、スロットルボディとスロットルシャフトとの隙間を通じ、ボアの中の高圧が、カバーで覆われる収容凹部に作用することがある。しかし、上記構成によれば、スロットルボディに、外部へ連通する連通孔が形成される。また、スロットルボディに設けられる中間シャフトに、中心孔が形成され、その中心孔が連通孔に連通する。従って、収容凹部に作用する高圧が、中心孔及び連通孔を通じて外部へ抜け、収容凹部とカバーとの間の空間が高圧になることはない。また、中間シャフトを利用してその中心に中心孔を形成するので、スロットルボディの加工が少なくて済む。また、中心孔と連通孔との関係を屈折させることにより、外部からの異物や埃が収容空間に入り難い。

上記第２の目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、連通孔が、スロットルボディを、吸気通路を構成する吸気マニホールドに締結するためのボルト穴と、ボルト穴の開口縁に形成された連通溝とを含むことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、ボルト穴を利用して連通孔が設けられるので、スロットルボディの加工が少なくて済む。

請求項１に記載の発明によれば、ギヤ等の収容空間に作用する高圧からカバーの破損を防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ギヤ等の収容凹部とカバーとの間の空間に作用する高圧からカバーの破損を防止することができる。また、中間シャフトを利用するので、その分だけ安価で簡易な構成により上記効果を達成することができる。

請求項３に記載の発明によれば、ボルト穴を利用するので、その分だけ安価で簡易な構成により請求項２に記載の発明の効果を達成することができる。

一実施形態に係り、電子スロットル装置を示す正断面図。 同実施形態に係り、カバーを取り外した状態のスロットルボディを示す図１の右側面図。 同実施形態に係り、電子スロットル装置を示す背面図。

以下、本発明における電子スロットル装置を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、この実施形態の電子スロットル装置１を正断面図により示す。この電子スロットル装置１は、主要な構成要素として、スロットルボディ２、スロットルシャフト３、スロットルバルブ４、ＤＣモータ５、減速機構６及びオープナ機構７を備える。

この実施形態で、スロットルボディ２は、内燃機関（エンジン）の吸気通路（図示略）に連通するボア８を含むアルミ製又は合成樹脂製のバルブハウジング９と、バルブハウジング９に形成された収容凹部９ａ，９ｂと、同ハウジング９の収容凹部９ａ，９ｂの開口を覆う合成樹脂製のカバー１０とを含む。スロットルシャフト３及びスロットルバルブ４は、それぞれバルブハウジング９に収容され、支持される。すなわち、スロットルシャフト３は、ボア８を貫通して配置され、その両端がベアリング１１，１２を介してバルブハウジング９にて回転可能に支持される。スロットルバルブ４は、スロットルシャフト３上にネジ１３により固定され、ボア８内に配置される。

収容凹部９ａ，９ｂは、それぞれ深さが異なるが、開口側が互いに連続して形成される。ＤＣモータ５、減速機構６及びオープナ機構７は、本発明の複数の駆動系部品を構成し、それぞれ収容凹部９ａ，９ｂに収容される。ＤＣモータ５は、モータシャフト５ａを有し、本発明の駆動モータに相当する。

カバー１０は、バルブハウジング９に対し複数のリベット１４（図３参照）により固定される。図１に示すように、カバー１０の内側には、スロットルシャフト３の一端部に対応して、スロットルバルブ４の開度（スロットル開度）を検出するためのスロットルセンサ３０が、同カバー１０と一体的に設けられる。このスロットルセンサ３０は、ホールＩＣ等により構成され、スロットルシャフト３の回転角度をスロットル開度として検出するように構成される。

図２に、カバー１０を取り外した状態のバルブハウジング９を、図１の右側面図により示す。図１，２に示すように、スロットルシャフト３の一端部には、スロットルギヤ１５が固定される。スロットルギヤ１５とバルブハウジング９との間には、スロットルバルブ４を閉方向へ付勢するためのリターンスプリング１６が設けられる。リターンスプリング１６は、オープナ機構７を構成する一要素である。

この実施形態で、ＤＣモータ５は、バルブハウジング９に形成された収容凹部９ｂに収容され、支持される。すなわち、ＤＣモータ５は、収容凹部９ｂに収容された状態で、ブラケット２１を介して複数のネジ２２によりバルブハウジング９に固定される。ＤＣモータ５は、スロットルバルブ４を開方向へ駆動するために減速機構６を介してスロットルシャフト３に駆動連結される。

減速機構６は、スロットルギヤ１５と、ＤＣモータ５のモータシャフト５ａの一端部に固定されたモータギヤ１７と、モータシャフト５ａとスロットルシャフト３との間に配置された中間シャフト１８と、中間シャフト１８の一端部に回転可能に設けられ、モータギヤ１７の回転力をスロットルギヤ１５へ伝達する中間ギヤ１９とを含む。すなわち、モータギヤ１７は、中間ギヤ１９を介してスロットルギヤ１５に連結される。中間ギヤ１９は、大径ギヤ１９ａと小径ギヤ１９ｂとを含む二段ギヤであり、中間シャフト１８を介してバルブハウジング９に支持される。大径ギヤ１９ａには、モータギヤ５ａが連結され、小径ギヤ１９ｂには、スロットルギヤ１５が連結される。この実施形態では、減速機構６を構成する各ギヤ１５，１７，１９として、それぞれ軽量化のために主として樹脂材料よりなる樹脂歯車が使用される。

図１に示すように、バルブハウジング９とカバー１０との間には、収容空間２０が設けられる。この収容空間２０は、上記した収容凹部９ａ，９ｂを含む。ここで、カバー１０には、収容凹部９ａ，９ｂの開口縁とカバー１０との間を密閉する密閉手段としてのゴム製のガスケット２３が設けられる。このように、バルブハウジング９とカバー１０との間にガスケット２３が介在することで、収容空間２０が大気に対して密閉可能に設けられる。

従って、図１に示すように、スロットルバルブ４の全閉状態から、ＤＣモータ５が通電により作動してモータシャフト５ａが正方向へ回転することにより、モータギヤ１７が回転する。これにより、その回転が中間ギヤ１９により減速されてスロットルギヤ１５へ伝達される。そして、スロットルシャフト３及びスロットルバルブ４が、リターンスプリング１６の付勢力に抗して回動してボア８が開かれ、スロットルバルブ４が開弁される。また、スロットルバルブ４をある開度に保持するために、ＤＣモータ５に通電により回転力を発生させることにより、その回転力がモータギヤ１７、中間ギヤ１９及びスロットルギヤ１５を介して保持力としてスロットルシャフト３及びスロットルバルブ４に伝達される。この保持力がリターンスプリング１６の付勢力に均衡することにより、スロットルバルブ４がある開度に保持される。

そして、この実施形態で、図１，２に示すように、中間シャフト１８には、同シャフト１８の両端に開口した中心孔１８ａが形成される。中間シャフト１８は、バルブハウジング９に形成されたシャフト穴２４に組み付けられる。シャフト穴２４の底部には、中間シャフト１８の中心孔１８ａが連通している。また、バルブハウジング９には、複数のボルト穴２５が形成される。これらボルト穴２５は、バルブハウジング９を、吸気通路を構成する吸気マニホールドに（図示略）締結するためのものである。そして、中間シャフト１８の中心孔１８ａが、シャフト穴２４を介して、複数のボルト穴２５の一つであるボルト穴２５Ａに通じている。

図３に、電子スロットル装置１を背面図により示す。電子スロットル装置１の背面側には、スロットルボディ２（バルブハウジング９）を、吸気マニホールドに締結するためのフランジ２６が形成される。このフランジ２６の端面であって、中間シャフト１８のシャフト穴２４に連通するボルト穴２５Ａの開口縁には、フランジ２６の外周縁に開放した連通溝２７が形成される。この実施形態では、ボルト穴２５Ａと連通溝２７とにより、本発明の連通孔が構成される。この実施形態で、中間シャフト１８の中心孔１８ａ、シャフト穴２４、ボルト穴２５及び連通溝２７は、複数回屈折した通路を形成しており、収容空間２０を外部へと迷路状に連通させる本発明の迷路連通手段に相当する。

以上説明したこの実施形態によれば、この電子スロットル装置１が、過給機を備えたエンジンの吸気通路に設けられることがある。この場合、過給機が作動することにより、スロットルボディ２（バルブハウジング９）とスロットルシャフト３との隙間を通じ、ボア８の中の高圧が、カバー１０で覆われる収容凹部に作用することがある。

しかしながら、この実施形態の電子スロットル装置１によれば、スロットルボディ２（バルブハウジング９）に、外部へ連通する連通孔が形成される。また、スロットルボディ２（バルブハウジング９）に設けられる中間シャフト１８に、中心孔１８ａが形成され、その中心孔１８ａが連通孔に連通する。従って、収容凹部９ａ，９ｂに作用する高圧が、中心孔１８ａ及び連通孔を通じて外部へ抜け、収容凹部９ａ，９ｂとカバー１０との間の収容空間２０が高圧になることはない。このため、収容空間２０に作用する高圧からカバー１０の破損を防止することができる。

また、この実施形態では、減速機構６を構成する中間シャフト１８を利用して、その中心に中心孔１８ａを形成するので、スロットルボディ２（バルブハウジング９）の加工が少なくて済む。このため、中間シャフト１８を利用する分だけ安価で簡易な構成により上記効果を達成することができる。また、中心孔１８ａと連通孔との関係を屈折させることにより、外部からの異物や埃が収容凹部９ａ，９ｂとカバー１０との間の収容空間２０に入り難い。すなわち、連通孔は、ボルト穴２５Ａと、連通溝２７とにより構成され、ボルト穴２５Ａと連通溝２７が直角に屈折している。連通溝２７は、フランジ２６に吸気マニホールドのフランジが接続されることで、連通路を構成することとなる。このため、減速機構６に異物や埃が被るのを防止することができる。

更に、この実施形態では、ボルト穴２４を利用して連通孔が設けられるので、スロットルボディ２（バルブハウジング９）の加工が少なくて済む。この意味でも、ボルト穴２４を利用する分だけ安価で簡易な構成により上記効果を達成することができる。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。

例えば、前記実施形態では、駆動モータとしてＤＣモータ５を使用したが、駆動モータとしてステップモータを使用することもできる。

この発明は、自動車用の内燃機関に利用することができる。特に、過給機を備えた内燃機関に利用することができる。

１ 電子スロットル装置
２ スロットルボディ
３ スロットルシャフト
４ スロットルバルブ
５ ＤＣモータ（駆動モータ）
５ａ モータシャフト
６ 減速機構
７ オープナ機構
８ ボア
９ バルブハウジング
９ａ 収容凹部
９ｂ 収容凹部
１０ カバー
１５ スロットルギヤ
１７ モータギヤ
１８ 中間シャフト
１８ａ 中心孔
１９ 中間ギヤ
２０ 収容空間
２３ ガスケット（密閉手段）
２５Ａ ボルト穴
２７ 連通溝

Claims (3)

1. 内燃機関の吸気通路に連通するボアと、大気に対して密閉可能に設けられる収容空間とを含むスロットルボディと、
   前記ボアを開閉するスロットルバルブと、
   前記スロットルバルブを前記スロットルボディに回動可能に支持するスロットルシャフトと、
   前記収容空間に収容され、前記スロットルバルブを駆動するための駆動系部品と
   を備えた電子スロットル装置において、
   前記スロットルボディに設けられ、前記収容空間を外部へと迷路状に連通させる迷路連通手段を備えたことを特徴とする電子スロットル装置。
2. 内燃機関の吸気通路に連通するボアと、収容凹部とを含むスロットルボディと、
   前記ボアを開閉するスロットルバルブと、
   前記スロットルバルブを前記スロットルボディに回動可能に支持するスロットルシャフトと、
   前記収容凹部に収容され、前記スロットルバルブを駆動するための複数の駆動系部品と、
   前記駆動系部品が、
   モータシャフトを有する駆動モータと、
   前記スロットルシャフトの一端部に固定されたスロットルギヤと、
   前記モータシャフトの一端部に固定されたモータギヤと、
   前記モータシャフトと前記スロットルシャフトとの間に配置された中間シャフトと、
   前記中間シャフトの一端部に回転可能に設けられ、前記モータギヤの回転力を前記ス ロットルギヤへ伝達する中間ギヤと
   を含むことと、
   前記収容凹部の開口を覆うカバーと、
   前記収容凹部の開口縁と前記カバーとの間を密閉する密閉手段と
   を備えた電子スロットル装置において、
   前記中間シャフトに形成され、前記中間シャフトの両端に開口した中心孔と、
   前記スロットルボディに形成され、外部へ通じる連通孔と、
   前記中間シャフトの中心孔が前記連通孔に通じることと
   を備えたことを特徴とする電子スロットル装置。
3. 前記連通孔が、前記スロットルボディを、前記吸気通路を構成する吸気マニホールドに締結するためのボルト穴と、前記ボルト穴の開口縁に形成された連通溝とを含むことを特徴とする請求項２に記載の電子スロットル装置。

Images