JP2013104389A - Throttle device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンの吸気通路に設けられ、吸気量を調節するために使用されるスロットル装置に関する。 The present invention relates to a throttle device that is provided in an intake passage of an engine and used for adjusting an intake air amount.
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献1に記載される電子式スロットル装置が知られている。この装置は、スロットルボディと、スロットルボディのボアにてスロットルシャフトを介して開閉自在に収容されたスロットルバルブと、電動モータの回転動力をスロットルシャフトに伝達するスロットルギヤを含むギヤ機構と、スロットルギヤと一体的に形成され、スロットルシャフトと一体的に回転するオープナ部と、スロットルバルブの中間開度位置を規定するためにスロットルボディに設けられた中間開度位置ストッパと、一端部がスロットルボディに係合され、他端部がオープナ部に当接するリターンスプリング部と、一端部がオープナ部に当接し、他端部がスロットルギヤに係合されるオープナスプリング部とを備える。そして、リターンスプリング部の他端部とオープナスプリング部の一端部とが結合してU字状のフック部をなす。このU字状のフック部は、中間開度位置から全開位置までの間でオープナ部に当接して、スロットルバルブを、オープナ部を介して閉方向へ付勢し、中間開度位置から全閉位置までの間では、中間開度位置ストッパに当接して、スロットルバルブを、オープナ部を介して開方向へ付勢するリターンスプリングを備える。
Conventionally, as this type of technology, for example, an electronic throttle device described in
ところが、特許文献1に記載の装置では、オープナスプリング部とスロットルギヤとの擦れ抵抗が増加する傾向があり、スロットルバルブの開閉動作に悪影響を与えるおそれがあった。この不具合を回避するためにオープナスプリング部を位置調整することが考えられるが、そのために複雑な調整機構が必要になった。
However, in the device described in
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、オープナスプリングとスロットルギヤとの擦れ抵抗を低減してスロットルバルブの円滑な開閉動作を確保することを可能としたスロットル装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the frictional resistance between the opener spring and the throttle gear and to ensure a smooth opening / closing operation of the throttle valve. Is to provide.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ボアを有するスロットルボディと、ボアを横切るように配置され、スロットルボディにて回転可能に支持されたスロットルシャフトと、ボアの中にてスロットルシャフトに設けられ、スロットルシャフトの回転によりボアを開閉するスロットルバルブと、スロットルバルブは、ボアを全閉とする全閉位置とボアを全開とする全開位置との間で開閉動作すると共に、全閉より大きい所定のオープナ開度を規定するオープナ開度位置にて保持されることと、スロットルシャフトに設けられたスロットルギヤを含むギヤ機構と、ギヤ機構に駆動連結された電動モータと、スロットルボディとスロットルギヤとの間に設けられ、スロットルギヤ及びスロットルシャフトを介してスロットルバルブを閉方向へ付勢するリターンスプリングと、スロットルボディとスロットルギヤとの間に設けられ、スロットルギヤ及びスロットルシャフトを介してスロットルバルブを全閉位置からオープナ開度位置へ向けて開方向へ付勢するオープナスプリングとを備え、電動モータによりギヤ機構を介してスロットルシャフトを回転させることにより、スロットルバルブによるボアの開度を変更してボアを流れる空気量を調節するスロットル装置であって、オープナスプリングを帯状の板バネにより構成し、オープナスプリングをスロットルギヤに設けたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, an invention according to
上記発明の構成によれば、スロットルバルブは、ボアを全閉とする全閉位置とボアを全開とする全開位置との間で開閉動作すると共に、全閉より大きい所定のオープナ開度を規定するオープナ開度位置にて保持される。ここで、スロットルバルブが全開位置に配置された状態では、電動モータの駆動力を解除することにより、リターンスプリングの付勢力により、スロットルギヤ及びスロットルシャフトを介してスロットルバルブが閉方向へ回動される。また、スロットルバルブが全閉位置に配置された状態では、電動モータの駆動力を解除することにより、オープナスプリングの付勢力により、スロットルギヤ及びスロットルシャフトを介してスロットルバルブが全閉位置からオープナ開度位置へ向けて開方向へ回動される。そして、スロットルギヤに設けられるオープナスプリングが、帯状の板バネにより構成されるので、オープナスプリングが、捩りコイルスプリングで構成されるよりも簡素な形状となり、オープナスプリングの付勢力がスロットルギヤに作用するときのオープナスプリングのヒステリシスが少なくなる。 According to the configuration of the invention, the throttle valve opens and closes between a fully closed position where the bore is fully closed and a fully open position where the bore is fully opened, and defines a predetermined opener opening larger than the fully closed position. It is held at the opener opening position. Here, when the throttle valve is in the fully opened position, the driving force of the electric motor is released, and the urging force of the return spring causes the throttle valve to rotate in the closing direction via the throttle gear and the throttle shaft. The When the throttle valve is in the fully closed position, the opening force of the opener spring is released by releasing the driving force of the electric motor, and the throttle valve is opened from the fully closed position via the throttle gear and the throttle shaft. It is turned in the opening direction toward the degree position. Since the opener spring provided in the throttle gear is constituted by a strip-shaped leaf spring, the opener spring has a simpler shape than that constituted by the torsion coil spring, and the biasing force of the opener spring acts on the throttle gear. The hysteresis of the opener spring is reduced.
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、スロットルボディは、スロットルバルブのオープナ開度以下への回動を規制するためにスロットルギヤの回転を規制するオープナストッパを含み、オープナスプリングは、平面視で略C形状をなすと共に第1端部と第2端部を含み、オープナスプリングの第1端部と第2端部がスロットルギヤに掛け止めされると共に、スロットルギヤから半径方向へ突出し、第1端部がオープナストッパに係合可能に設けられることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the throttle body rotates the throttle gear so as to regulate the rotation of the throttle valve below the opening of the opener. The opener spring has a substantially C shape in plan view and includes a first end and a second end, and the first end and the second end of the opener spring are hung on the throttle gear. It is intended that the first end portion is provided so as to be engageable with the opener stopper while being stopped and projecting radially from the throttle gear.
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、スロットルギヤに掛け止めされるオープナスプリングの第1端部がスロットルギヤから半径方向へ突出し、その第1端部がスロットルボディに設けられたオープナストッパに係合することで、スロットルギヤの回転が規制され、スロットルバルブのオープナ開度以下への回動が規制される。従って、バネ性を有する第1端部がオープナストッパに係合するが、その係合時にスロットルギヤに加わる衝撃が緩和される。また、スロットルギヤに、オープナストッパに対する係合部を別途設ける必要がない。
According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention according to
上記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、スロットルボディに、スロットルバルブの全開位置を規制する全開ストッパが設けられ、オープナスプリングの第2端部が全開ストッパに係合可能に設けられることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the throttle body is provided with a fully open stopper for restricting a fully open position of the throttle valve, and the second end of the opener spring is provided. It is intended that the portion is provided to be engageable with the fully open stopper.
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、スロットルギヤに掛け止めされるオープナスプリングの第2端部がスロットルギヤから半径方向へ突出し、その第2端部がスロットルボディに設けられた全開ストッパに係合することで、スロットルギヤの回転が規制され、スロットルバルブの全開以上への回動が規制される。従って、バネ性を有する第2端部が全開ストッパに係合するが、その係合時にスロットルギヤに加わる衝撃が緩和される。また、スロットルギヤに、全開ストッパに対する係合部を別途設ける必要がない。
According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の発明において、スロットルギヤは、円板状のギヤ本体と、ギヤ本体の外周部に形成された扇形状をなすギヤ部と、ギヤ本体の中央部から軸線方向へ突出する周壁部とを含み、オープナスプリングが、スロットルギヤの周壁部の外周に設けられることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the throttle gear is formed on a disc-shaped gear body and an outer peripheral portion of the gear body. It is intended that the opener spring is provided on the outer periphery of the peripheral wall portion of the throttle gear, including a fan-shaped gear portion and a peripheral wall portion protruding in the axial direction from the center portion of the gear body.
上記発明の構成によれば、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の作用に加え、オープナスプリングが、スロットルギヤの周壁部の外周に設けられるので、帯状の板バネよりなるオープナスプリングを、その周壁部の外周に巻くように設けることが可能となる。
According to the configuration of the invention, in addition to the action of the invention according to any one of
上記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、請求項2乃至4の何れかに記載の発明において、スロットルボディに、オープナスプリングの第2端部を案内するガイド部が設けられ、ガイド部は、第2端部のスラスト方向への移動を規制しながらスロットルギヤの回転に伴う第2端部の回動を許容するように形成されることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any of the second to fourth aspects, the throttle body is provided with a guide portion for guiding the second end portion of the opener spring. The guide portion is formed so as to allow rotation of the second end portion accompanying rotation of the throttle gear while restricting movement of the second end portion in the thrust direction.
上記発明の構成によれば、請求項2乃至4の何れかに記載の発明の作用に加え、スロットルギヤをスロットルシャフト及びスロットルバルブと共に回転させることにより、スロットルギヤから半径方向へ突出するオープナスプリングの第2端部の回動が、スロットルボディ等に設けられたガイド部により案内される。このとき、第2端部のスラスト方向への移動がガイド部により規制されながら、スロットルギヤの回転に伴う第2端部の回動が許容される。従って、別途の部材を設けることなく、スロットルギヤと共にスロットルシャフト及びスロットルバルブのスラスト方向への移動が規制される。
According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention according to any one of
上記目的を達成するために、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、ガイド部は、全開ストッパに隣接して配置されたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項5に記載の発明の作用に加え、エンジンの運転時にスロットルバルブが全開位置の近傍で動作するときは、スロットルバルブの振動が比較的大きくなり、スロットルシャフトがスラスト方向へ動きがちとなる。しかし、ガイド部が全開ストッパに隣接して配置されるので、スロットルバルブの全開位置の近傍において、第2端部のスラスト方向への移動がガイド部により規制される。
According to the configuration of the invention described above, in addition to the action of the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、オープナスプリングとスロットルギヤとの擦れ抵抗を低減することができ、スロットルバルブの円滑な開閉動作を確保することができる。また、オープナスプリングが簡素な形状となることから、オープナスプリングの製造コストを低減することができる。 According to the first aspect of the present invention, the friction resistance between the opener spring and the throttle gear can be reduced, and a smooth opening / closing operation of the throttle valve can be ensured. Further, since the opener spring has a simple shape, the manufacturing cost of the opener spring can be reduced.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、スロットルギヤの耐久性を向上させることができ、スロットルギヤの関連構成を簡略化することができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明の効果に加え、スロットルギヤの耐久性を更に向上させることができ、スロットルギヤの関連構成を更に簡略化することができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の効果に加え、スロットルギヤに対するオープナスプリングの組み付け性を向上させることができ、オープナスプリングをスロットルギヤにコンパクトに設けることができる。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、請求項2乃至4の何れかに記載の発明の効果に加え、スラスト規制のために別途の部材を設ける必要がない分だけ、スロットルシャフトの関連構成を簡略化することができる。
According to the invention described in
請求項6に記載の発明によれば、請求項5に記載の発明の効果に加え、振動の多いスロットルバルブの全開位置近傍に特定して、スロットルギヤと共にスロットルシャフト及びスロットルバルブのスラスト方向への移動を規制することができる。
According to the invention described in
以下、本発明の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。この実施形態のスロットル装置は、自動車用エンジンの吸気通路に設けられて、エンジンの吸気量を調節するために使用される。 Hereinafter, an embodiment embodying a throttle device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The throttle device according to this embodiment is provided in an intake passage of an automobile engine and is used to adjust the intake air amount of the engine.
図1に、この実施形態のスロットル装置1を正面図により示す。図2に、同じくスロットル装置1を図1の底面図により示す。図3に、同じくスロットル装置1を図1の右側面図により示す。図1、図2に示すように、スロットル装置1は、金属製のスロットルボディ2と、樹脂製のギヤカバー3とを備える。
FIG. 1 is a front view of a
スロットルボディ2は、エンジンの吸気通路に連通するボア11を有する円筒状のスロットルパイプ12と、内部にギヤ機構9(図5参照)等を収容するギヤハウジング13と、内部に電動モータ8(図5参照)を収容するモータハウジング14とを含む。ギヤハウジング13は、図1において上下方向に伸びる。モータハウジング14は、その中心軸線L1が、ギヤハウジング13に対して垂直に交わるように配置される。スロットルパイプ12は、ギヤハウジング13からもモータハウジング14からも離間して配置される。スロットルパイプ12の一端部(空気の流れの下流側端部)には、フランジ15が形成される。このフランジ15には、合計3つのボルト挿通孔15aが形成される。フランジ15には、吸気マニホールドのマニホールドパイプ(図示略)が接続される。図1に示すように、スロットルパイプ12には、ボア11を径方向に横切るようにスロットルシャフト4が設けられる。スロットルボディ2には、このスロットルシャフト4の両端部を収容する一対の第1ボス部16A及び第2ボス部16Bが形成される。ボア11の中には、ス
ロットルシャフト4に固定されたスロットルバルブ5が配置される。
The
ここで、図1に示すように、モータハウジング14は、スロットルパイプ12に対して隙間を隔てて配置される。また、モータハウジング14の中心軸線L1とスロットルシャフト4とが平行をなすように配置される。図2において、スロットルパイプ12は、図面上側が空気の流れに対する上流側端12aであり、図面下側が空気の流れに対する下流側端12bである。図2において、スロットルパイプ12の上流側端12aは、ギヤハウジング13の前後方向(幅方向)の前端縁13aとほぼ同じ位置に配置される。図2において、スロットルパイプ12の下流側端12bは、ギヤハウジング13の前後方向(幅方向)の後端縁13bよりも前端縁13a寄り位置に配置される。図2に示すように、モータハウジング14の外周面の一部(後側部)14aは、スロットルパイプ12の下流側端12bよりも更に下流側に配置される。
Here, as shown in FIG. 1, the
図1〜図3に示すように、ギヤカバー3は、ギヤハウジング13の開口部を閉鎖するように、ネジ6とナット7によりギヤハウジング13に締め付けられて固定される。ギヤカバー3は、外部配線用のコネクタ3aを含む。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図4に、スロットルパイプ12、スロットルシャフト4、スロットルバルブ5及び両軸受21A,21Bの関係を概略的に断面図により示す。図4に示すように、スロットルバルブ5は、ボア11を全閉とする全閉位置P1(2点鎖線で示す。)とボア11を全開とする全開位置P3(2点鎖線で示す。)との間で開閉動作するようになっている。また、スロットルバルブ5は、全閉より大きい所定のオープナ開度θ1を規定するオープナ開度位置P2(実線で示す。)にて保持されるようになっている。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing the relationship among the
図5に、スロットル装置1を図2のA−A線断面図により示す。図6に、スロットル装置1につき、図5の一部を拡大して断面図により示す。図7に、スロットル装置1からギヤカバー3を取り外した状態を図1の右側面図により示す。図8に、スロットル装置1からギヤカバー3を取り外した状態を図1のB−B線断面図により示す。
FIG. 5 shows the
図5において、スロットルパイプ12の左右両側部に形成された一対のボス部16A,16Bには、ボア11を横切るスロットルシャフト4が、それぞれ一対をなす第1軸受21A及び第2軸受21Bを介して回転可能に支持される。この実施形態で、両軸受21A,21Bは、比較的薄い板材により形成された滑り軸受より構成される。このため、両軸受21A,21Bの外径は、ボールベアリングよりなる軸受と比べて外径が比較的小さい。スロットルシャフト4に固定されたスロットルバルブ5は、ボア11の形状に合わせて円板状をなし、スロットルシャフト4と一体的に回動する。これにより、ボア11を開閉してボア11を流れる吸気量を調節するようになっている。
In FIG. 5, a pair of
図5、図8に示すように、スロットルシャフト4は、第1端部4aと第2端部4bを含む。スロットルシャフト4の第1端部4a(図5、図8の左端部)は、第1ボス部16Aにて第1軸受21Aを介して回転可能に支持される。第1ボス部16Aには、その開口部2を閉鎖するプラグ22が取り付けられる。スロットルシャフト4の第2端部4b(図5、図8の右端部)の近傍は、第2ボス部16Bにて第2軸受21Bを介して回転可能に支持される。第2軸受21Bに隣接して、第2ボス部16Bの端部には、スロットルシャフト4との間で気密性を保つためのシール材23が設けられる。第2端部4bは、ギヤハウジング13の中へ突出する。第2端部4bには、扇形ギヤを有するスロットルギヤ31が固定される。
As shown in FIGS. 5 and 8, the
図5に示すように、モータハウジング14の一端は、ギヤハウジング13に開口する。モータハウジング14には、例えば、DCモータ等の電動モータ8が収容される。電動モータ8の出力軸8aには、駆動ギヤ32が取り付けられる。
As shown in FIG. 5, one end of the
図5に示すように、スロットルシャフト4と電動モータ8との間には、スロットルボディ2とギヤカバー3との間にてカウンタシャフト24が設けられる。カウンタシャフト24には、カウンタギヤ33が回転可能に支持される。カウンタギヤ33は、駆動ギヤ32に噛み合う大径ギヤ部33aと、スロットルギヤ31に噛み合う小径ギヤ部33bとを有する。この実施形態では、これらスロットルギヤ31、駆動ギヤ32及びカウンタギヤ33により、減速ギヤ機構として機能する本発明のギヤ機構9が構成される。
As shown in FIG. 5, a
ここで、スロットルギヤ31及びその関連構成について詳しく説明する。図9に、スロットルギヤ31を関連部品と共に背面図により示す。図10及び図11に、スロットルギヤ31等につき図9に示す状態からの変化を背面図により示す。ここでは、説明の都合上、図5、図6において、スロットルギヤ31のスロットルボディ2に面している側をスロットルギヤ31の裏側とし、スロットルギヤ31のギヤカバー3に面している側をスロットルギヤ31の表側とする。図5〜図9に示すように、スロットルギヤ31は樹脂より形成され、円板状のギヤ本体31aと、ギヤ本体31aの外周部に形成された扇形状をなすギヤ部31bとを備える。図5〜図7に示すように、ギヤ部31bは、カウンタギヤ33の小径ギヤ33bと噛み合う。ギヤ本体31aは、その中央部に裏側へ突出する円筒部31cと、円筒部31cの周囲にて同じく裏側軸線方向へ突出する周壁部31dとを含む。円筒部31cの表側凹部には、スロットルシャフト4の異形の第2端部4bが回り止め状態で嵌合され、その第2端部4bをかしめることで結合された金属製のかしめプレート25が同心状に設けられる。
Here, the
図5、図6に示すように、円筒部31cの表側凹部には、一対の永久磁石41と、両永久磁石41の周方向の相互間に介在される円弧状のヨーク42とが同心状に設けられる。また、図5、図6及び図9に示すように、円筒部31cと周壁部31dとの間には、リターンスプリング43が設けられる。リターンスプリング43は、捩りコイルスプリングから構成され、スロットルシャフト4と同心状に配置される。図7に示すように、リターンスプリング43は、スロットルボディ2(ギヤハウジング13)とスロットルギヤ31との間に設けられる。リターンスプリング43は、スロットルギヤ31及びスロットルシャフト4を介してスロットルバルブ5を閉方向へ付勢するために設けられる。すなわち、図7に示すように、リターンスプリング43は、第1端部43a及び第2端部43bを含み、その第1端部43aは、スロットルボディ2に設けられた掛止部2aに掛け止めされる。また、図7、図9に示すように、リターンスプリング43の第2端部43bは、スロットルギヤ31に設けられた掛止部31eに掛け止めされる。これにより、リターンスプリング43が、スロットルギヤ31を、スロットルバルブ5がボア11を閉じる全閉方向ヘ常に付勢している。
As shown in FIGS. 5 and 6, a pair of
図5〜図9に示すように、スロットルギヤ31の周壁部31dの外周には、オープナスプリング44が設けられる。この実施形態で、オープナスプリング44は、帯状の板バネを平面視でC形状をなすように曲げられて構成される。図7、図9に示すように、オープナスプリング44は、スロットルボディ2(ギヤハウジング13)とスロットルギヤ31との間に設けられる。オープナスプリング44は、スロットルギヤ31及びスロットルシャフト4を介してスロットルバルブ5を全閉位置からオープナ開度位置P2(図4参照)へ向けて開方向へ付勢するために設けられる。すなわち、図7、図9に示すように、オープナスプリング44は第1端部44a及び第2端部44bを含み、第1端部44a及び第2端部44bは、ギヤ本体31aの外周に形成された閉じ側掛止部31f及び開き側掛止部31gにそれぞれ掛け止めされる。このオープナスプリング44の両端部44a,44bは、それぞれスロットルギヤ31から半径方向へ突出している。この第1端部44aが、スロットルバルブ5のオープナ開度位置P2及び全閉位置P1(図4参照)を規制
するための閉止位置規制部となっている。また、第2端部44bが、スロットルバルブ5の全開位置P3(図4参照)を規制するための全開規制部となっている。
As shown in FIGS. 5 to 9, an
図7に示すように、スロットルギヤ31を表側から見た場合に、オープナスプリング44の第1端部44aは、反時計方向において、ギヤ部31bの一端に対して所定の角度離れて配置される。一方、図7に示すように、オープナスプリング44の第2端部44bは、反時計方向において、ギヤ部31bの一端に対して所定の角度離れて配置される。
As shown in FIG. 7, when the
図7、図9に示すように、ギヤハウジング13の中には、突起状のオープナストッパ13cが設けられる。このオープナストッパ13cは、スロットルバルブ5のオープナ開度θ1以下への回動を規制するためにスロットルギヤ31の回転を規制するようになっている。すなわち、オープナストッパ13cには、スロットルバルブ5が閉方向へ回動するときに、スロットルギヤ31に設けられたオープナスプリング44の第1端部44aが係合可能となっている。そして、図7、図9に示すように、オープナスプリング44の第1端部44aがオープナストッパ13cに係合することにより、スロットルバルブ5が、全閉位置P1に近いオープナ開度位置P2(図4参照)に保持される。
As shown in FIGS. 7 and 9, the
また、図7、図9に示すように、ギヤハウジング13内には、突起状の全開ストッパ13dが設けられる。この全開ストッパ13dは、スロットルバルブ5の全開位置P3(図4参照)を規制するために設けられる。すなわち、全開ストッパ13dには、スロットルバルブ5が開方向へ回転するときに、スロットルギヤ31に設けられたオープナスプリング44の第2端部44bが係合可能となっている。そして、図10に示すように、スロットルギヤ31が回転して、オープナスプリング44の第2端部44bが、全開ストッパ13dに係合することにより、スロットルバルブ5の最大開度、すなわち全開位置P3(図4参照)が規制される。
Further, as shown in FIGS. 7 and 9, a protrusion-like fully
図12、図13に、スロットルギヤ31と、スロットルボディ2、リターンスプリング43及びオープナスプリング44との関係をモデル図により示す。図12は、スロットルバルブ5がオープナ開度位置P2(図4参照)に保持された状態に対応する。この状態では、オープナスプリング44の第1端部44aが、スロットルギヤ31の閉じ側掛止部31fに掛け止めされながら、ギヤハウジング13のオープナストッパ13cに係合し、オープナスプリング44の第2端部44bがスロットルギヤ31の開き側掛止部31gに掛け止めされる(図9参照)。これにより、スロットルギヤ31が、オープナスプリング44により、スロットルバルブ5を開く向へ付勢される。また、スロットルギヤ31が、スロットルボディ2とスロットルギヤ31との間に設けられたリターンスプリング43により、スロットルバルブ5を閉じる方向へ付勢される。そして、オープナスプリング44とリターンスプリング43との付勢力のバランスにより、スロットルバルブ5が、全閉位置P1からわずかに開いたオープナ開度位置P2(図4参照)に保持される。
12 and 13 show the relationship among the
図12に示す状態から、電動モータ8を動作させてギヤ機構9を介してスロットルシャフト4を回転させ、スロットルバルブ5を閉じ方向へ回動させる。これにより、図11、図12に示すように、スロットルギヤ31の全閉掛止部31hが、オープナスプリング44の第1端部44aに当接するまでスロットルギヤ31が回動され、その状態でスロットルバルブ5が全閉位置P1に規制される(図4参照)。
From the state shown in FIG. 12, the
一方、図13は、スロットルバルブ5が全開位置P3(図4参照)に保持された状態に対応する。すなわち、電動モータ8を動作させてギヤ機構9を介してスロットルシャフト4を回転させ、スロットルバルブ5を全開位置P3まで回動させている状態に対応する。この状態では、図10に示すように、オープナスプリング44の第1端部44aが、スロットルギヤ31の閉じ側掛止部31fに掛け止めされ、オープナスプリング44の第2端部44bがスロットルギヤ31の開き側掛止部31gに掛け止めされながら、全開ストッパ13dに係合する。これにより、スロットルギヤ31が、リターンスプリング43の付勢力に抗して、電動モータ8の駆動力により回転され、回転トルクが付与され、スロットルバルブ5が全開位置P3に保持される(図4参照)。
On the other hand, FIG. 13 corresponds to a state in which the
図7に示すように、スロットルボディ2のギヤケース13には、オープナスプリング44の第2端部44bを案内するガイド部13eが設けられる。図14に、このガイド部13e、第2端部44b、スロットルシャフト4及びスロットルバルブ5等の関係を説明図により示す。ガイド部13eは、第2端部44bを案内する溝形状をなし、第2端部44bのスラスト方向F1への移動を規制しながらスロットルギヤ31の回転に伴う第2端部44bの回動を許容するように形成される。この実施形態では、図7に示すように、ガイド部13eが全開ストッパ13dに隣接して配置される。
As shown in FIG. 7, the
図5、図6に示すように、スロットルギヤ31に隣接して、スロットルギヤ31とギヤハウジング13との間には、スロットルバルブ5によるボア11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10が設けられる。スロットルセンサ10は、ギヤカバー3に設けられたMRE(Magnet Resistive Element)素子45と、スロットルギヤ31の円筒部31cに設けられた一対の永久磁石41とにより構成される。MRE素子45は、スロットルギヤ31の円筒部31cの表側凹部に遊嵌されて配置される。MRE素子45は、一対の永久磁石41の間に発生する磁界の方向を検出する素子として構成される。MRE素子45として、例えば、磁界の方向を検出可能に配置された磁気抵抗素子及びホール素子等の磁気検出素子、あるいは、磁気検出素子を有する検出部に演算部を一体に備え、磁界の方向に応じた信号を出力する素子等を使用することができる。MRE素子45は、一対の永久磁石41の間に発生する磁界の方向を、スロットルギヤ31の回転角、すなわちスロットルバルブ5のスロットル開度として検出し、その検出信号を出力するようになっている。
As shown in FIGS. 5 and 6, adjacent to the
上記構成において、通電による電動モータ8の駆動力が、ギヤ機構9、すなわち駆動ギヤ32、カウンタギヤ33及びスロットルギヤ31を介して、スロットルシャフト4に伝達される。これにより、スロットルバルブ5が回動してボア11が開閉される。このとき、オープナ開度θ1以上の開度領域では、スロットルギヤ31が、リターンスプリング43の付勢力に抗して回転される。また、オープナ開度θ1以下の開度領域では、スロットルギヤ31がオープナスプリング44の付勢力に抗して回転され、図11に示すように、オープナスプリング44の第1端部44aがギヤハウジング13のオープナストッパ13cに係合すると共に、スロットルギヤ31の全閉掛止部31hに当接することで、全閉位置P1より閉じ側へのスロットルギヤ31の回転が規制される。一方、電動モータ8の非通電時には、スロットルギヤ31がリターンスプリング43の付勢力とオープナスプリング44の付勢力とのバランスにより、図9に示す状態に戻り、スロットルバルブ5が所定のオープナ開度位置P2に保持される(図4参照)。
In the above configuration, the driving force of the
以上説明したようにこの実施形態のスロットル装置1によれば、電動モータ8によりギヤ機構9を介してスロットルシャフト4を回転させることにより、スロットルバルブ5によるボア11の開度が変更されてボア11を流れる吸気量が調節される。ここで、図4に示すように、スロットルバルブ5は、ボア11を全閉とする全閉位置P1とボア11を全開とする全開位置P3との間で開閉動作すると共に、全閉より大きい所定のオープナ開度θ1を規定するオープナ開度位置P2にて保持される。そして、スロットルバルブ5が全開位置P3に配置された状態では、通電停止により、電動モータ8の駆動力を解除することにより、リターンスプリング43の付勢力により、スロットルギヤ31及びスロットルシャフト4を介してスロットルバルブ5が閉方向へ回動される。また、スロットルバルブ5が全閉位置P1に配置された状態では、通電停止により、電動モータ8の駆動力を解除することにより、オープナスプリング44の付勢力により、スロットルギヤ31及びスロットルシャフト4を介してスロットルバルブ5が全閉位置P1からオープナ開度位置P2へ向けて開方向へ回動される。そして、スロットルギヤ31に設けられるオープナスプリング44が、帯状の板バネにより構成されるので、オープナスプリング44が、捩りコイルスプリングで構成されるよりも簡素な形状となり、オープナスプリング44の付勢力がスロットルギヤ31に作用するときのオープナスプリング44のヒステリシスが少なくなる。このため、オープナスプリング44とスロットルギヤ31との擦れ抵抗を低減することができ、スロットルバルブ5の円滑な開閉動作を確保することができる。また、オープナスプリング44が簡素な形状となることから、オープナスプリング44の製造コストを低減することができる。
As described above, according to the
この実施形態では、スロットルギヤ31に掛け止めされるオープナスプリング44の第1端部44aがスロットルギヤ31から半径方向へ突出し、その第1端部44aがスロットルボディ2のギヤハウジング13に設けられたオープナストッパ13cに係合することで、スロットルギヤ31の回転が規制され、スロットルバルブ5のオープナ開度θ1以下への回動が規制される。従って、バネ性を有する第1端部44aがオープナストッパ13cに係合するが、その係合時にスロットルギヤ31に加わる衝撃が緩和される。このため、スロットルギヤ31の耐久性を向上させることができる。また、スロットルギヤ31に、オープナストッパ13cに対する係合部を別途設ける必要がない。このため、スロットルギヤ31の関連構成を簡略化することができる。
In this embodiment, a
この実施形態では、スロットルギヤ31に掛け止めされるオープナスプリング44の第2端部44bがスロットルギヤ31から半径方向へ突出し、その第2端部44bがスロットルボディ2のギヤハウジング13に設けられた全開ストッパ13dに係合することで、スロットルギヤ31の回転が規制され、スロットルバルブ5の全開以上への回動が規制される。従って、バネ性を有する第2端部44bが全開ストッパ13dに係合するが、その係合時にスロットルギヤ31に加わる衝撃が緩和される。このため、スロットルギヤ31の耐久性を更に向上させることができる。また、スロットルギヤ31に、全開ストッパ13dに対する係合部を別途設ける必要がない。このため、その意味でも、スロットルギヤ31の関連構成を更に簡略化することができる。
In this embodiment, a
この実施形態では、オープナスプリング44が、スロットルギヤ31の周壁部31dの外周に設けられるので、帯状の板バネよりなるオープナスプリング44を、その周壁部31dの外周に巻くように設けることが可能となる。このため、スロットルギヤ31に対するオープナスプリング44の組み付け性を向上させることができ、オープナスプリング44をスロットルギヤ31にコンパクトに設けることができる。
In this embodiment, since the
この実施形態では、スロットルギヤ31をスロットルシャフト4及びスロットルバルブ5と共に回転させることにより、スロットルギヤ31から半径方向へ突出するオープナスプリング44の第2端部44bの回動が、ギヤハウジング13に設けられたガイド部13eにより案内される。このとき、この第2端部44bのスラスト方向への移動がガイド部13eにより規制されながら、スロットルギヤ31の回転に伴う第2端部44bの回動が許容される。従って、Cリングなどの別途の部材をスロットルシャフト4等に設けることなく、スロットルギヤ31と共にスロットルシャフト4及びスロットルバルブ5のスラスト方向への移動が規制される。このため、スラスト規制のために別途の部材を設ける必要がない分だけ、スロットルシャフト4の関連構成を簡略化することができる。
In this embodiment, when the
この実施形態では、エンジンの運転時にスロットルバルブ5が全開位置P3(図4参照)の近傍で動作するときは、スロットルバルブ5の振動が比較的大きくなり、スロットルシャフト4がスラスト方向へ動きがちとなる。しかし、上記したガイド部13eが全開
ストッパ13dに隣接して配置されるので、スロットルバルブ5の全開位置P3の近傍において、オープナスプリング44の第2端部44bのスラスト方向への移動がガイド部13eにより規制されることとなる。このため、振動の多いスロットルバルブ5の全開位置P3の近傍に特定して、スロットルギヤ31と共にスロットルシャフト4及びスロットルバルブ5のスラスト方向への移動を規制することができる。
In this embodiment, when the
この実施形態では、スロットルセンサ10が、スロットルギヤ31に設けられた一対の永久磁石41と、一対の永久磁石41の間に発生する磁界の方向を検出するMRE素子45とを含む。そして、MRE素子45が一対の永久磁石41の磁界の方向を検出することで、スロットルバルブ5によるボア11の開度(スロットル開度)が検出される。従って、例えば、スロットルシャフト4の位置ずれに伴う永久磁石41の位置ずれや温度変化等により永久磁石41の磁界の強さが変化しても、永久磁石41の磁界の方向に影響がない。つまり、永久磁石41の磁界強度に変化が生じても、それに影響されることなく、磁界の方向に基づき、MRE素子45によりスロットル開度が検出される。このことは、比較的簡易な滑り軸受よりなる両軸受21A,21Bを使用してスロットルシャフト4を回転可能に支持する本実施形態のスロットル装置1に好適である。このため、滑り軸受よりなる両軸受21A,21Bを使用したスロットル装置1につき、スロットル開度の検出精度を低下させることなく確保することができる。
In this embodiment, the
この実施形態では、モータハウジング14がスロットルパイプ12に対して隙間を隔てて配置される。また、モータハウジング14とスロットルシャフト4が平行をなし、モータハウジング14の外周面の一部である後側部14aが、スロットルパイプ12のボア11の下流側端11bよりも更に下流側に配置される。従って、モータハウジング14それ自体の表面積が増える。このため、モータハウジング14による電動モータ8の放熱性を向上させることができる。
In this embodiment, the
なお、この発明は前記各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変更して実施することもできる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and a part of the configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
例えば、前記実施形態では、スロットルシャフト4の軸受21A,21Bを滑り軸受により構成したが、この軸受をボールベアリングにより構成することもできる。
For example, in the above-described embodiment, the
この発明は、自動車等のエンジンに利用することができる。詳しくは、エンジンの吸気通路にて吸気量を調節するために利用することができる。 The present invention can be used for engines such as automobiles. Specifically, it can be used to adjust the intake air amount in the intake passage of the engine.
1 スロットル装置
2 スロットルボディ
4 スロットルシャフト
5 スロットルバルブ
8 電動モータ
9 ギヤ機構
11 ボア
13 ギヤハウジング
13c オープナストッパ
13d 全開ストッパ
13e ガイド部
31 スロットルギヤ
31a ギヤ本体
31b ギヤ部
31c 円筒部
31d 周壁部
31e 掛止部
31f 閉じ側掛止部
31g 開き側掛止部
31h 全閉掛止部
43 リターンスプリング
43a 第1端部
43b 第2端部
44 オープナスプリング
44a 第1端部
44b 第2端部
θ1 オープナ開度
F1 スラスト方向
P1 全閉位置
P2 オープナ開度位置
P3 全開位置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ボアを横切るように配置され、前記スロットルボディにて回転可能に支持されたスロットルシャフトと、
前記ボアの中にて前記スロットルシャフトに設けられ、前記スロットルシャフトの回転により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は、前記ボアを全閉とする全閉位置と前記ボアを全開とする全開位置との間で開閉動作すると共に、前記全閉より大きい所定のオープナ開度を規定するオープナ開度位置にて保持されることと、
前記スロットルシャフトに設けられたスロットルギヤを含むギヤ機構と、
前記ギヤ機構に駆動連結された電動モータと、
前記スロットルボディと前記スロットルギヤとの間に設けられ、前記スロットルギヤ及び前記スロットルシャフトを介して前記スロットルバルブを閉方向へ付勢するリターンスプリングと、
前記スロットルボディと前記スロットルギヤとの間に設けられ、前記スロットルギヤ及び前記スロットルシャフトを介して前記スロットルバルブを前記全閉位置から前記オープナ開度位置へ向けて開方向へ付勢するオープナスプリングと
を備え、前記電動モータにより前記ギヤ機構を介して前記スロットルシャフトを回転させることにより、前記スロットルバルブによる前記ボアの開度を変更して前記ボアを流れる空気量を調節するスロットル装置であって、
前記オープナスプリングを帯状の板バネにより構成し、前記オープナスプリングを前記スロットルギヤに設けたことを特徴とするスロットル装置。 A throttle body having a bore;
A throttle shaft disposed across the bore and rotatably supported by the throttle body;
A throttle valve provided on the throttle shaft in the bore and opening and closing the bore by rotation of the throttle shaft;
The throttle valve opens and closes between a fully closed position in which the bore is fully closed and a fully open position in which the bore is fully opened, and an opener opening position that defines a predetermined opener opening larger than the fully closed position Being held at,
A gear mechanism including a throttle gear provided on the throttle shaft;
An electric motor drivingly connected to the gear mechanism;
A return spring provided between the throttle body and the throttle gear and biasing the throttle valve in the closing direction via the throttle gear and the throttle shaft;
An opener spring provided between the throttle body and the throttle gear and biasing the throttle valve in the opening direction from the fully closed position toward the opener opening position via the throttle gear and the throttle shaft; A throttle device that adjusts the amount of air flowing through the bore by changing the opening of the bore by the throttle valve by rotating the throttle shaft through the gear mechanism by the electric motor,
2. A throttle device according to claim 1, wherein the opener spring is constituted by a strip-shaped plate spring, and the opener spring is provided in the throttle gear.
前記オープナスプリングは、平面視で略C形状をなすと共に第1端部と第2端部を含み、
前記オープナスプリングの前記第1端部と前記第2端部が前記スロットルギヤに掛け止めされると共に、前記スロットルギヤから半径方向へ突出し、
前記第1端部が前記オープナストッパに係合可能に設けられる
ことを特徴とする請求項1に記載のスロットル装置。 The throttle body includes an opener stopper that restricts rotation of the throttle gear in order to restrict rotation of the throttle valve below the opener opening;
The opener spring has a substantially C shape in plan view and includes a first end and a second end.
The first end and the second end of the opener spring are latched on the throttle gear and project from the throttle gear in a radial direction,
The throttle device according to claim 1, wherein the first end portion is provided so as to be engageable with the opener stopper.
前記オープナスプリングの前記第2端部が前記全開ストッパに係合可能に設けられる
ことを特徴とする請求項2に記載のスロットル装置。 The throttle body is provided with a fully open stopper that restricts the fully open position of the throttle valve,
The throttle device according to claim 2, wherein the second end portion of the opener spring is provided so as to be engageable with the fully open stopper.
前記オープナスプリングが、前記スロットルギヤの前記周壁部の外周に設けられる
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のスロットル装置。 The throttle gear includes a disc-shaped gear main body, a fan-shaped gear portion formed on the outer peripheral portion of the gear main body, and a peripheral wall portion protruding in the axial direction from a central portion of the gear main body,
The throttle device according to any one of claims 1 to 3, wherein the opener spring is provided on an outer periphery of the peripheral wall portion of the throttle gear.
前記ガイド部は、前記第2端部のスラスト方向への移動を規制しながら前記スロットルギヤの回転に伴う前記第2端部の回動を許容するように形成される
ことを特徴とする請求項2乃至4の何れかに記載のスロットル装置。 The throttle body is provided with a guide portion for guiding the second end portion of the opener spring,
The said guide part is formed so that rotation of the said 2nd end part accompanying rotation of the said throttle gear may be permitted, restrict | limiting the movement to the thrust direction of the said 2nd end part. The throttle device according to any one of 2 to 4.
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