JP2015081510A - 吸気システム - Google Patents

Abstract

【課題】 電子スロットルのバルブギアを合成樹脂で製造した場合には、バルブギアの全閉側ギア歯の歯幅を小さく、逆に、バルブギアの全開側ギア歯の歯幅が大きいため、射出成形時の溶融樹脂がバルブギアのギア歯形成部全体に十分に行き渡らず、ギア歯形成部の強度が不足したり、歯車寸法精度が悪化したりするという課題があった。【解決手段】 バルブギア９のギア歯形成部５３においては、最初の歯７１および最後の歯７２のみの歯厚が、複数の中間歯７３よりも厚くなっているので、バルブギア９におけるギア強度および耐摩耗性を向上することが可能となる。また、ギア歯形成部５３の歯幅が周方向に向かって徐々に変化（増加）する構成ではなく、最初の歯７１および最後の歯７２のみの歯厚を厚くする構成を採用しているので、バルブギア９の樹脂成形部５１を構成する素材重量の増加は微量であり、スロットルバルブの制御性に影響はない。【選択図】 図１

Description

本発明は、吸気システムに関するものである。

［従来の技術］
従来より、内燃機関の吸気装置（以下吸気システム）として、内燃機関（エンジン）のエアクリーナを通過した吸気が流れる吸気通路を形成するスロットルボディと、吸気通路を開閉するスロットルバルブと、このスロットルバルブの回転軸（スロットルシャフト）と一体回転可能に連結したスロットルバルブギア（スロットルギア：以下バルブギア）、およびこのバルブギアを回転駆動するモータを有し、スロットルシャフトを回転駆動してスロットルバルブを開閉動作させるアクチュエータと、スロットルバルブの回転角度に相当するスロットル開度を検出するスロットル開度センサとを備えた電子スロットルシステム（以下電子スロットル）が公知である（例えば、特許文献１参照）。

スロットルバルブの全開時のバルブギアの耐摩耗性および強度向上を目的として、バルブギアの全開側ギア歯の歯幅を大きくし、一方、スロットルバルブの全閉側のバルブギアの摺動ロス低減を目的として、バルブギアの全閉側ギア歯の歯幅を小さくしている。
そして、特許文献１に記載のバルブギアは、その歯幅がギア周方向で徐々に変化（徐変）している。具体的には、バルブギアの全閉側ギア歯から全開側ギア歯へ向かって徐々に増加するように構成されている。

［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載のバルブギアにおいては、バルブギアの全閉側から全開側へ向かって徐々に増加するように構成されているので、バルブギアの素材重量が増加するという問題が生じている。

また、バルブギアを合成樹脂で製造した場合には、バルブギアの全閉側ギア歯の歯幅が小さく、逆に、バルブギアの全開側ギア歯の歯幅が大きいため、射出成形時の溶融樹脂がバルブギアのギア歯形成部全体に十分に行き渡らず、ギア歯形成部の強度が不足したり、歯車寸法精度が悪化したりするという問題が生じている。
これによって、バルブギアにおいて、スロットルバルブのスロットルシャフトへのモータの回転動力の伝達に対する信頼性が低下するという問題が生じている。

特開２０１３−１４３８０８号公報

本発明の目的は、バルブギアの素材重量の増加を抑えることのできる吸気システムを提供することにある。また、合成樹脂製のギア歯形成部における歯車寸法精度の悪化を抑えることのできる内燃機関の吸気システムを提供することにある。

請求項１に記載の発明（吸気システム）によれば、第２ギアの第２噛合部において、最初の歯および最後の歯のみの歯厚が、その他の歯である複数の中間歯よりも厚くなっているので、ギア強度および耐摩耗性を向上することが可能となる。
また、第２ギアの第２噛合部の歯幅が周方向に向かって徐々に変化（増加）する構成ではなく、最初の歯および最後の歯のみの歯厚を厚くする構成を採用しているので、素材重量の増加は微量であり、バルブの制御性に影響はない。

電子スロットルを示した断面図である（実施例１）。 センサカバーを取り外した状態のアクチュエータを示した平面図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）はバルブギアの外観を示した側面図、正面図である（実施例１）。 バルブギアの全閉状態を示した説明図である（実施例１）。 バルブギアの全開状態を示した説明図である（実施例１）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

［実施例１の構成］
図１ないし図５は、本発明の吸気システムを適用した電子スロットル（実施例１）を示したものである。

本実施例の吸気システムは、複数の気筒を有する内燃機関（エンジン）の吸気管の途中に組み込まれる吸気絞り弁（スロットル弁）と、エンジンの運転状況（例えばアクセルペダルの踏み込み量、アクセル開度）に対応してスロットル開度を可変制御するエンジン制御ユニット（電子制御装置：ＥＣＵ）とを備えた電子スロットルとして使用される。
電子スロットルは、エアクリーナを通過した吸気の流量を調量するスロットルバルブ１、およびこのスロットルバルブ１と一体回転可能に連結したスロットルシャフト２を有する吸気絞り弁と、スロットルシャフト２を回転駆動してスロットルバルブ１を開閉駆動する電動アクチュエータとを備えている。

電動アクチュエータは、スロットルシャフト２の外周に回転可能に支持されたオープナレバー３と、スロットルバルブ１を閉弁（全閉）方向に付勢する付勢力を与えるリターンスプリング４と、スロットルバルブ１を開弁（全開）方向に付勢する付勢力を与えるオープナスプリング５と、電力の供給を受けるとスロットルバルブ１およびスロットルシャフト２を回転駆動する回転動力（トルク）を発生する電動モータ（以下モータ）Ｍと、このモータＭの出力軸（回転軸：以下モータシャフト）６の回転を２段減速してスロットルシャフト２に伝達する減速機構と、スロットルバルブ１またはスロットルシャフト２の回転角度を検出する回転角度検出装置とを備えている。

減速機構は、モータＭのモータシャフト６の外周に固定された円筒状のモータギア（以下ピニオンギア）７と、このピニオンギア７と噛み合って回転する中間ギア８と、この中間ギア８と噛み合って回転すると共に、スロットルシャフト２と一体回転可能に連結した出力ギア（以下バルブギア）９と、スロットルシャフト２と並列配置された支持軸（以下中間ギアシャフト１０）とを備えている。
なお、電動アクチュエータの詳細は、後述する。

電子スロットルは、吸気絞り弁および電動アクチュエータを収容（内蔵）するハウジングを備えている。このハウジングは、スロットルバルブ１を開閉自在に収容するバルブボディ（以下スロットルボディ）１１、モータＭを収容する円筒状のモータケース１２、およびスロットルシャフト２と電動アクチュエータを収容するギアケース１３等を備えている。また、ハウジングは、スロットル開度センサ１４を搭載するセンサカバー１５との間に、電動アクチュエータを収容する凹部を備えている。

吸気絞り弁は、本発明の吸気制御弁に相当するもので、スロットルボア（流路）を流れる吸気の流量を調整するスロットルバルブ１、およびこのスロットルバルブ１を回転可能に収容すると共に、スロットルバルブ１を支持固定するスロットルシャフト２を備えている。
吸気絞り弁は、スロットルシャフト２に形成されたスリット孔内にスロットルバルブ１を挿入した状態で、スロットルバルブ１をスロットルシャフト２にスクリュー（締結体）の螺子締結による軸力で固定（締結固定）するバルブ支持構造を採用している。

スロットルバルブ１は、金属または合成樹脂によって平板形状となるように一体的に形成されている。このスロットルバルブ１は、その全閉位置から全開位置に至るまでのバルブ可動範囲（開閉動作可能範囲）で回転（開閉）動作する回転バルブである。これにより、円筒状のインテークダクト（円筒部）１６の内部（吸気が流れる流路：以下スロットルボア１７）の流路断面積を絞ることで、エンジンの各気筒の燃焼室内に供給される吸気の流量が調整される。

スロットルバルブ１は、スロットルシャフト２のスリット孔に挿入された後に、スクリューでスロットルシャフト２のバルブ保持部に螺子締結（支持固定）されている。また、スロットルバルブ１は、ハウジングのスロットルボディ１１の流路方向の中心軸線と、スロットルシャフト２の中心軸線（回転軸線）との交点（Ｏ）を中心にして半径方向の外側に放射状に拡がる円板状のバタフライバルブである。

スロットルシャフト２は、金属または合成樹脂によって円柱形状（一部多角形状）となるように一体的に形成されている。このスロットルシャフト２は、スロットルボディ１１の流路方向（吸気流方向）に対して直交する垂直方向に横切るように配設されている。
スロットルシャフト２のバルブ保持部には、直径方向（半径方向）に貫通するスリット状のスリット孔が形成されている。このスリット孔は、スロットルボア１７の幅（内径）に対応した回転軸方向長を有している。

スロットルシャフト２は、その回転軸方向の両側に第１、第２突出軸部をそれぞれ備えている。第１、第２突出軸部間には、スロットルバルブ１を螺子締結する薄肉状のバルブ保持部が設けられている。
第１突出軸部は、バルブ保持部よりも回転軸方向の先端側の部分で、円形断面を有し、スロットルボディ１１の第１軸受支持部２１の第１軸受孔内に回転可能に収容されている。
第２突出軸部は、バルブ保持部よりも回転軸方向の基端側の部分で、円形断面を有し、スロットルボディ１１の第２軸受支持部２２の第２軸受孔内に回転可能に収容されている。この第２突出軸部の外周には、ボールベアリング２３の内輪が圧入嵌合によって嵌合保持されている。また、第２突出軸部の基端側には、２面幅を有する小径部（以下嵌合部）２４が設けられている。

スロットルボディ１１は、金属または合成樹脂によって所定の形状に形成されている。このスロットルボディ１１には、エンジンの吸気管の途中に組み込まれる円筒状のインテークダクト（円筒部）１６が一体的に形成されている。また、インテークダクト１６の内部には、エンジンの各気筒の燃焼室に連通すると共に、エアクリーナを通過した吸気が流れる吸気通路（吸気流路）である断面円形状のスロットルボア１７が形成されている。
スロットルボディ１１には、モータケース１２およびギアケース１３が一体的に形成されている。ギアケース１３は、第１軸受支持部２１、円筒状の第２軸受支持部２２および結合フランジ２５を備えている。

第１軸受支持部２１は、ガイドブッシュ（第１軸受）２６の周囲を円周方向に取り囲むように配置されて、ガイドブッシュ２６を介してスロットルシャフト２の第１突出軸部を回転方向に摺動可能に支持している。この第１軸受支持部２１は、ガイドブッシュ２６の外周を保持する円筒状のベアリングホルダである。また、第１軸受支持部２１の内部には、スロットルシャフト２の回転軸方向（軸線方向）に真っ直ぐに延びる第１軸受孔が形成されている。 なお、第１軸受孔の開口部は、金属または合成樹脂製のプラグ２７で気密的に塞がれている。

第２軸受支持部２２は、ボールベアリング（第２軸受）２３の周囲を円周方向に取り囲むように配置されて、ボールベアリング２３を介してスロットルシャフト２の第２突出軸部を回転方向に摺動可能に支持している。この第２軸受支持部２２は、ボールベアリング２３の外輪を保持する円筒状のベアリングホルダである。また、第２軸受支持部２２の内部には、スロットルシャフト２の回転軸方向（軸線方向）に真っ直ぐに延びる第２軸受孔が形成されている。

結合フランジ２５は、スロットルボディ１１のスロットルボア１７の吸気流方向の下流端（または上流端）の開口周縁に設けられている。
結合フランジ２５は、電子スロットルの取付部材（例えばサージタンク等の固定部材）の支持部に取り付けられる平面状の結合端面を有している。この結合フランジ２５は、その板厚方向に貫通する複数の挿通孔を有し、ボルトやスクリューを用いて固定部材の支持部の取付面に締結固定される。これにより、電子スロットルがエンジン側（自動車等の車両側）の固定部材に固定される。

次に、本実施例の電動アクチュエータの詳細を図１ないし図５に基づいて説明する。
電動アクチュエータは、上述したように、オープナレバー３、リターンスプリング４、オープナスプリング５、モータＭ、減速機構および回転角度検出装置を備えている。
オープナレバー３は、ギアケース１３の第２軸受支持部２２およびボールベアリング２３とバルブギア９の表面との間に配置されて、スロットルシャフト２の外周に回転可能に支持されている。

オープナレバー３は、ギアケース１３との間にリターンスプリング４が介装されている。また、オープナレバー３は、バルブギア９との間にオープナスプリング５が介装されている。
オープナレバー３には、二重円筒状の円筒ボス３１、３２が一体的に形成されている。 オープナレバー３の外周部には、モータＭへの通電停止時およびエンジン停止時に、オープナ位置調整スクリュー（図示せず）の軸部先端に当接して係止される中間当接部（図示せず）が設けられている。この中間当接部は、少なくともスロットル開度が全閉開度とオープナ開度との間の時、つまりオープナ開度以下のスロットル開度の時に、オープナ位置調整スクリューに当接して係止される被係止部である。

リターンスプリング４は、スロットルバルブ１を、オープナ位置調整スクリューにより規定されるオープナ開度よりも大きい開度（全開開度側の開度）からオープナ開度まで戻す方向（閉弁方向）に付勢するコイルスプリングである。このリターンスプリング４は、金属素線を螺旋状に巻装して成形された第１コイル部を備えている。この第１コイル部は、ギアケース１３の第２軸受支持部２２、およびオープナレバー３の円筒ボス３１の周囲を螺旋状に取り囲むように巻回されている。
第１コイル部の巻回方向の一端側は、ギアケース１３の固定フック３３に係止または保持されている。
第１コイル部の巻回方向の他端側は、オープナレバー３の第１可動フック（図示せず）に係止または保持されている。

オープナスプリング５は、スロットルバルブ１を、オープナ開度よりも小さい開度（全閉開度側の開度）からオープナ開度まで戻す方向（開弁方向）に付勢するコイルスプリングである。このオープナスプリング５は、金属素線を螺旋状に巻装して成形された第２コイル部を備えている。この第２コイル部は、オープナレバー３の円筒ボス３２、およびバルブギア９の円筒ボス３４の周囲を螺旋状に取り囲むように巻回されている。
第２コイル部の巻回方向の一端側は、オープナレバー３の第２可動フック（図示せず）に係止または保持されている。
第２コイル部の巻回方向の他端側は、バルブギア９の可動フック３５に係止または保持されている。

ここで、ハウジングのモータケース１２は、モータＭの円筒ヨークの周囲を円周方向に取り囲む有底円筒状の側壁部、およびこの側壁部の一端側で開口し、モータ組み付け時にモータＭをモータ収納凹部内に挿入するための開口部（モータ挿入口）を有している。このモータ挿入口は、モータＭのブラシターミナル３６を有するフロントブラケット３７により塞がれている。
また、ギアケース１３は、電動アクチュエータを収容するアクチュエータ収納凹部、このギア収納凹部の周囲を円周方向に取り囲む有底円筒状の側壁部、およびこの側壁部の一端側が開口し、電動アクチュエータ組み付け時に電動アクチュエータをアクチュエータ収納凹部内に挿入するための開口部を有している。この開口部は、合成樹脂製のセンサカバー１５により塞がれている。

センサカバー１５は、絶縁性を有する合成樹脂によって一体成形されている。
センサカバー１５には、モータＭのフロントブラケット３７より突出する一対のブラシターミナル３６との電気接続を行う内部接続用コネクタと、一対のモータターミナルおよびスロットル開度センサ１４の複数のセンサターミナルと外部回路（ＥＣＵやバッテリ）との電気接続を行う外部接続用コネクタが設けられている。また、センサカバー１５のギア収納凹部の開口周縁には、モータケース１２およびギアケース１３の側壁部の結合端面にボルトやスクリュー等により螺子締結される結合フランジ３８が設けられている。

モータＭは、有底円筒状のモータケース１２のモータ収納凹部内に収容保持されている。このモータＭのフロントブラケット３７は、モータケース１２のモータ挿入口の開口周縁にボルト等を用いて締結固定されている。これにより、モータＭがモータケース１２内に収容保持される。
モータＭは、ＥＣＵによって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載された外部電源（バッテリ）に電気的に接続されている。

ＥＣＵには、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）、電源回路、タイマー回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。
モータ駆動回路は、マイクロコンピュータまたはＣＰＵから与えられる制御信号（例えばＰＷＭ信号のデューティ比）に対してモータＭの内部導体（電機子コイル）への供給電力（モータ駆動回路またはモータ印加電圧）を可変制御する。

ＥＣＵは、エアフローメータ、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ１４、冷却水温センサ、吸気温センサおよび吸気圧センサ等の各種センサからの出力信号が、Ａ／Ｄ変換回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
ここで、ＥＣＵは、アクセル開度センサの出力信号であるアクセル開度信号に基づいて目標スロットル開度を算出し、スロットル開度センサ１４の出力信号である実スロットル開度と目標スロットル開度との偏差がなくなるようにモータＭへの供給電力をフィードバック制御している。

回転角度検出装置は、バルブギア９の円筒ボス３９に一体回転可能に設けられた円筒状の磁気回路部と、この磁気回路部の回転角度を測定して吸気絞り弁のバルブ開度を検出するスロットル開度センサ１４とを備え、磁気回路部とスロットル開度センサ１４との相対回転角度の変化をスロットル開度センサ１４に与えられる磁気変化によって検出する。
磁気回路部は、円筒ボス３９の直径方向に分割された一対の部分円筒状ヨーク１８と、このヨーク１８の分割部（対向部）に同一方向に磁極が向いて配置された一対のマグネット（磁石）１９とを備え、バルブギア９の円筒ボス３９の内周に接着剤等により固定されている。
なお、円筒ボス３９の材質が合成樹脂の場合には、磁気回路部が円筒ボス３９にインサート成形されていても構わない。

スロットル開度センサ１４は、センサカバー１５のセンサ搭載部に設置された一対のステータコアの対向部間に挟み込まれて保持されている。このスロットル開度センサ１４は、センサカバー１５の内面からバルブギア９の円筒ボス３９内へ突出するように設置されている。
スロットル開度センサ１４は、半導体ホール素子の感磁面を鎖交する磁束密度に対応したアナログ電圧信号をＥＣＵへ向けて出力するホールＩＣを主体として構成されている。このホールＩＣは、ホール素子および集積回路が１つのＩＣチップ（半導体チップ）として集積回路化された磁気センサである。
なお、ホールＩＣの代わりに、ホール素子単体、磁気抵抗素子等の非接触式の磁気検出素子を使用しても良い。

次に、本実施例のハウジングのギアケース１３の詳細を図１ないし図５に基づいて説明する。
ギアケース１３の上部中央には、側壁部の内面からアクチュエータ収納凹部の内部へ向かって突出（膨出）した突出部（肉厚部、全閉ストッパ固定部）４１が設けられている。この突出部４１の軸線方向（図２において図示左右方向）の両端面を連通するように、突出部４１をその軸線方向に貫通する雌螺子孔が設けられている。この雌螺子孔の内周（孔壁面）には、ストップスクリュー（全閉規制部）４２の軸部外周の螺旋状の雄螺子が螺合する螺旋状の雌螺子が形成されている。
すなわち、雌螺子孔には、エンジンの運転中にスロットルバルブ１が全閉位置まで閉じた際に、バルブギア９の全閉当接部（後述する）が当接して係止されるストップスクリュー４２の軸部がねじ込まれている。

一方、ギアケース１３の上部右側には、側壁部の内面からアクチュエータ収納凹部の内部へ向かって突出（膨出）した突出部（肉厚部、全開規制部）４３が設けられている。この突出部４３には、平坦面形状の段差面が設けられている。
また、ギアケース１３の上部左側には、側壁部の内面からアクチュエータ収納凹部の内部へ向かって突出（膨出）した突出部（肉厚部、中間ストッパ固定部）４４が設けられている。この突出部４４の軸線方向（図２において図示上下方向）の両端面（外面、内面）を連通するように、突出部４４をその軸線方向に貫通する雌螺子孔が設けられている。この雌螺子孔の内周（孔壁面）には、オープナ位置調整スクリュー（図示せず）の軸部外周の螺旋状の雄螺子が螺合する螺旋状の雌螺子が形成されている。
すなわち、雌螺子孔には、モータＭへの通電停止時およびエンジン停止時にスロットルバルブ１が中間位置（オープナ開度）まで閉じた際（または中間位置まで開いた際）に、オープナレバー３の中間当接部が当接して係止されるオープナ位置調整スクリューの軸部がねじ込まれている。

次に、本実施例の減速機構の詳細を図１ないし図５に基づいて説明する。
減速機構は、モータＭのモータシャフト６の回転を２段減速してスロットルシャフト２に伝達する歯車装置（減速ギア機構）である。この減速機構は、モータＭのモータシャフト６の回転動力（トルク）をスロットルシャフト２に伝えてスロットルバルブ１をその回転方向に開閉動作させる動力伝達機構である。
減速機構は、モータＭのモータシャフト６と一体回転可能に連結したピニオンギア７、このピニオンギア７と噛み合って回転する中間ギア８、この中間ギア８と噛み合って回転するバルブギア９、およびスロットルシャフト２とモータシャフト６と並列配置された中間ギアシャフト１０等によって構成されている。

ピニオンギア７、中間ギア８およびバルブギア９は、ハウジングのギア収納凹部とセンサカバー１５のギア収納凹部との間に形成される内部空間内に回転自在に収容されている。
ピニオンギア７は、合成樹脂または金属によって一体的に形成されている。このピニオンギア７は、モータＭのモータシャフト６の先端外周に圧入嵌合等により固定される円筒部を有している。この円筒部の外周には、中間ギア８と噛み合うピニオンギア歯４５が円周方向全体に形成されている。

中間ギア８は、本発明の第１ギアに相当するもので、合成樹脂または金属によって一体的に形成されている。この中間ギア８は、中間ギアシャフト１０の外周に相対回転可能に嵌め合わされて、中間ギアシャフト１０の中心軸線周りに回転する円筒部を有している。 円筒部の軸線方向の一端部には、円筒部の外径よりも大きい大径ギア部が形成されている。この大径ギア部の外周には、ピニオンギア歯４５と噛み合う大径ギア（以下中間ギア歯）４６が円周方向全体に形成されている。
また、円筒部の軸線方向の他端部には、円筒部の外径と同一で、且つ大径ギア部の外径よりも小さい小径ギア部（第１噛合部）４７が形成されている。この小径ギア部４７の外周には、バルブギア９と噛み合う小径ギア（以下中間ギア歯）４８が円周方向全体に形成されている。

［実施例１の特徴］
次に、本実施例のバルブギア９の詳細を図１ないし図５に基づいて説明する。
バルブギア９は、本発明の第２ギアに相当するもので、合成樹脂または金属によって一体的に形成されている。このバルブギア９には、スロットルシャフト２と共に減速機構の出力部を構成している。また、バルブギア９は、円筒状の磁気回路部および合成樹脂製の樹脂成形部５１等により構成されている。
円筒ボス３９の内周部には、一対のヨーク１８や一対のマグネット１９等により構成される磁気回路部が固定されている。

樹脂成形部５１の内周部には、内部に円形状の貫通孔が形成された円筒ボス３９が一体的に形成されている。この樹脂成形部５１は、円筒ボス３９の開口端の外側に放射状に拡がる円環状のプレート５２を介して、円筒ボス３９よりも半径方向の外側に一体的に形成された部分円筒状のギア歯形成部（第２噛合部）５３を有している。
プレート５２には、ギア歯形成部５３の内周側に扇状（円弧状）の肉盗み凹部５４が形成されている。

ギア歯形成部５３の外周部（バルブギア９の最大外径部）には、中間ギア歯４８と噛み合うバルブギア歯５５が形成されている。そして、ギア歯形成部５３およびバルブギア歯５５は、バルブ可動範囲に対応した回転角度（例えば８０°〜９５°）分だけ扇状に形成されている。ギア歯形成部５３およびバルブギア歯５５の歯幅（軸線方向の歯車寸法）は、プレート５２の軸方向の肉厚よりも大きくなっている。
なお、ギア歯形成部５３のバルブギア歯５５の詳細は、後述する。

バルブギア９の円筒ボス３９の先端側には、インサート部材である金属製のインサートプレート（以下金属プレート５６）がインサート成形されている。この金属プレート５６の中央部には、２面幅（スロットルシャフト２の空回りを防ぐ構造、回り止め構造）を有する嵌合孔５７が形成されている。この嵌合孔５７には、スロットルシャフト２の回転軸方向の一端部（スロットルシャフト２の嵌合部２４）が嵌合する。この嵌合部２４は、金属プレート５６の嵌合孔５７を貫通した後に、嵌合孔５７を通り抜けた嵌合部２４の突出端部（基端部分）をカシメることにより、金属プレート５６の中央部に固定される。これにより、バルブギア９は、金属プレート５６を介して、スロットルシャフト２に回り止めされた状態で固定されている。

また、バルブギア９の外周部、特にバルブギア歯５５の最後の歯７２よりも回転方向の一端側（閉じ側）に所定の回転角度分だけ離間したプレート５２の外周部には、半径方向の外側に突出した凸状の全閉当接部６１が一体的に形成されている。この全閉当接部６１は、スロットルバルブ１が全閉位置まで閉じた際に、ギアケース１３の突出部４１に形成された雌螺子孔の雌螺子にねじ込まれるストップスクリュー４２の軸部先端に当接して係止される。これにより、バルブギア９の全閉当接部６１がストップスクリュー４２に当接した際に、スロットルバルブ１、スロットルシャフト２およびバルブギア９のこれ以上の閉弁方向への回転動作が規制される。

また、バルブギア９の外周部、特にバルブギア歯５５の最初の歯７１よりも回転方向の他端側（開き側）に所定の回転角度分だけ離間したプレート５２の外周部には、半径方向の外側に突出した凸状の全開当接部６２が一体的に形成されている。この全開当接部６２は、スロットルバルブ１が全閉位置まで閉じた際に、ギアケース１３の突出部４３の段差面に当接して係止される。これにより、バルブギア９の全開当接部６２が突出部４３に当接した際に、スロットルバルブ１、スロットルシャフト２およびバルブギア９のこれ以上の開弁方向への回転動作が規制される。

次に、本実施例のバルブギア９のバルブギア歯５５の詳細を図１ないし図５に基づいて説明する。
バルブギア９は、スロットルバルブ１の可動範囲に渡って中間ギア８の小径ギア部４７の中間ギア歯４８との噛み合いが可能なギア歯形成部５３、このギア歯形成部５３において最もバルブ全開側に位置する最初の歯（全開側ギア歯）７１、ギア歯形成部５３において最もバルブ全閉側に位置する最後の歯（全閉側ギア歯）７２、および最初の歯７１と最後の歯７２との間に円周方向に縦列して設けられる複数の中間歯７３を備えている。
なお、複数の中間歯７３の歯数、隣接する２つのギア歯（７１〜７３）の各ピッチ、歯幅および歯厚は、減速比等によって変更される。また、ギア歯（７１〜７３）の各歯幅は、中間ギア歯４８よりも小さくなっている。

ギア歯形成部５３は、最初の歯７１および最後の歯７２のみの歯厚が、複数の中間歯７３よりも厚くなっている。また、ギア歯形成部５３は、最初の歯７１から最後の歯７２まで歯幅が一定である。
また、バルブギア９は、スロットルバルブ１を全閉した際に全閉当接部６１がストップスクリュー４２（または突出部４１の段差面）に当接して係止されることで、中間ギア８の中間ギア歯４８以外は当たらないように構成されている。また、バルブギア９は、スロットルバルブ１を全開した際に全開当接部６２が突出部４３に当接して係止されることで、中間ギア８の中間ギア歯４８以外は当たらないように構成されている。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の電子スロットルにおいては、少なくともスロットルバルブ１およびスロットルシャフト２を回転駆動する回転動力を発生するモータＭ、およびこのモータＭのモータシャフト６の回転を２段減速してスロットルシャフト２に伝達する減速機構等を有する電動アクチュエータを備えている。
減速機構は、ピニオンギア７、中間ギア８、バルブギア９および中間ギアシャフト１０等を有している。

ここで、中間ギア８の大径ギア部の外周には、中間ギア歯４６が円周方向全体に形成されている。また、中間ギア８の小径ギア部４７の外周には、中間ギア歯４８が円周方向全体に形成されている。
一方、バルブギア９のギア歯形成部５３の外周には、中間ギア歯４８と噛み合うバルブギア歯５５が形成されている。
そして、バルブギア９のギア歯形成部５３においては、最初の歯７１および最後の歯７２のみの歯厚が、その他の歯である複数の中間歯７３よりも厚くなっているので、バルブギア９のギア歯形成部５３におけるギア強度および耐摩耗性を向上することが可能となる。

また、バルブギア９を合成樹脂で製造した場合であっても、バルブギア９のギア歯形成部５３の歯幅が周方向に向かって徐々に変化（増加）する構成ではなく、最初の歯７１および最後の歯７２のみの歯厚を厚くする構成を採用しているので、バルブギア９の樹脂成形部５１を構成する合成樹脂材料の重量（素材重量）の増加は微量であり、スロットルバルブ１の制御性に影響はない。
また、ギア歯形成部５３を含む樹脂成形部５１を射出成形する際に成形型のキャビティ内に射出充填される溶融樹脂が、バルブギア９のギア歯形成部５３を形成するキャビティ全体に十分に行き渡るため、バルブギア９のギア歯形成部５３の強度が不足したり、歯車寸法精度が悪化したりする不具合の発生を抑制することができる。
これによって、バルブギア９における、スロットルバルブ１のスロットルシャフト２へのモータＭの回転動力の伝達に対する信頼性を向上することがきる。

また、スロットルバルブ１を全閉した際に全閉当接部６１がストップスクリュー４２（または突出部４１の段差面）に当接して係止されることで、中間ギア８の中間ギア歯４８以外はバルブギア９のギア歯形成部５３に当たらないので、第１、第２ギアの破損を防止することができる。
また、スロットルバルブ１を全開した際に全開当接部６２が突出部４３に当接することで、中間ギア８の中間ギア歯４８以外はバルブギア９のギア歯形成部５３に当たらないので、第１、第２ギアの破損を防止することができる。

［変形例］
本実施例では、本発明の吸気システムを電子スロットルに適用しているが、本発明の吸気システムを、内燃機関（エンジン）の吸気ポートの高さ方向（ピストンの摺動方向を上下方向とした場合は上下方向）の一方側に片寄った直進的な吸気の流れ（偏流）を発生させることで、エンジンの燃焼室内において縦方向の吸気渦流（旋回流、タンブル流）を発生させるタンブル制御弁を備えた内燃機関の吸気システムに適用しても良い。

また、内燃機関（エンジン）の吸気ポートの幅方向（横方向、ピストンの摺動方向を上下方向とした場合は水平方向）の一方側に片寄った直進的な吸気の流れ（偏流）を発生させることで、エンジンの燃焼室内において横方向の吸気渦流（旋回流、スワール流）を発生させるスワール制御弁を備えた内燃機関の吸気システムに適用しても良い。
また、吸気制御弁の弁体を構成するバルブとして、バタフライバルブを採用しているが、フラップバルブ、プレートバルブ、ロータリバルブ等の回転型バルブを採用しても良い。
また、吸気制御弁としては、吸気絞り弁（吸気スロットル弁）の他に、タンブル制御弁、スワール制御弁、吸気圧力制御弁、吸気流路切替弁等が考えられる。

本実施例では、リターンスプリング４とオープナスプリング５とが別体で構成されたコイルスプリング等の弾性部材を採用しているが、リターンスプリング４とオープナスプリング５とを連続して一体化したコイルスプリング等の弾性部材を採用しても良い。
また、リターンスプリング４またはオープナスプリング５をコイルスプリングと異なる形状のスプリング等の弾性部材（板ばね）によって構成しても良い。

本実施例では、アクチュエータとして、モータＭのモータシャフト６の回転を２段減速してスロットルシャフト２に伝達する減速機構を備えた電動アクチュエータを採用しているが、アクチュエータとして、モータＭのモータシャフト６の回転を１段減速してスロットルシャフト２に伝達する減速機構を備えた電動アクチュエータを採用しても良い。
この場合には、モータＭの出力軸と一体回転可能に連結したモータギア（入力ギア）が第１ギアとして使用され、また、スロットルシャフト２等のバルブシャフトと一体回転可能に連結したバルブギア（出力ギア）が第２ギアとして使用される。

１ スロットルバルブ
２ スロットルシャフト
８ 中間ギア（第１ギア）
９ バルブギア（第２ギア）
４７ 小径ギア部（第１噛合部）
４８ 中間ギア歯（第１噛合部）
５３ ギア歯形成部（第２噛合部）
７１ 最初の歯（第２噛合部）
７２ 最後の歯（第２噛合部）
７３ 中間歯（第２噛合部）

Claims (8)

1. 内燃機関の気筒に連通する流路（１７）を開閉するバルブ（１）、およびこのバルブ（１）を支持するシャフト（２）を有する吸気制御弁と、前記シャフト（２）を回転駆動して前記バルブ（１）を全閉位置から全開位置までの前記バルブ（１）の可動範囲内で開閉動作させるアクチュエータとを備えた吸気システムにおいて、
   前記アクチュエータは、前記バルブ（１）を駆動する動力を発生するモータ（Ｍ）、このモータ（Ｍ）の動力を受けて回転する第１ギア（８）、およびこの第１ギア（８）と噛み合って回転すると共に、前記シャフト（２）と一体回転可能に連結した第２ギア（９）を有し、
   前記第１ギア（８）は、前記バルブ（１）の可動範囲に渡って前記第２ギア（９）との噛み合いが可能な第１噛合部（４７、４８）を有し、
   前記第２ギア（９）は、前記バルブ（１）の可動範囲に渡って前記第１噛合部（４７、４８）との噛み合いが可能な第２噛合部（５３、５５、７１〜７３）、この第２噛合部（５３、５５、７１〜７３）において最もバルブ全開側に位置する最初の歯（７１）、前記第２噛合部（５３、５５、７１〜７３）において最もバルブ全閉側に位置する最後の歯（７２）、および前記最初の歯（７１）と前記最後の歯（７２）との間に周方向に縦列して設けられる複数の中間歯（７３）を有し、
   前記第２噛合部（５３、５５、７１〜７３）は、前記最初の歯（７１）および前記最後の歯（７２）のみの歯厚が、前記複数の中間歯（７３）よりも厚くなっていることを特徴とする吸気システム。
2. 請求項１に記載の吸気システムにおいて、
   内部に少なくとも前記第１ギア（８）および前記第２ギア（９）を収容するハウジング（１１〜１３）を備えたことを特徴とする吸気システム。
3. 請求項２に記載の吸気システムにおいて、
   前記ハウジング（１１〜１３）は、前記バルブ（１）を全閉した際に前記第２ギア（９）のこれ以上の閉弁方向への回転動作を規制する全閉規制部（４１、４２）、および前記バルブ（１）を全開した際に前記第２ギア（９）のこれ以上の開弁方向への回転動作を規制する全開規制部（４３）を有していることを特徴とする吸気システム。
4. 請求項３に記載の吸気システムにおいて、
   前記第２ギア（９）は、前記バルブ（１）を全閉した際に前記全閉規制部（４１、４２）に当接する全閉当接部（６１）、および前記バルブ（１）を全開した際に前記全開規制部（４３）に当接する全開当接部（６２）を有していることを特徴とする吸気システム。
5. 請求項４に記載の吸気システムにおいて、
   前記第２ギア（９）は、前記バルブ（１）を全閉した際に前記全閉当接部（６１）が前記全閉規制部（４１、４２）に当接することで、前記第１噛合部（４７、４８）以外は当たらないように構成されていることを特徴とする吸気システム。
6. 請求項４または請求項５に記載の吸気システムにおいて、
   前記第２ギア（９）は、前記バルブ（１）を全開した際に前記全開当接部（６２）が前記全開規制部（４３）に当接することで、前記第１噛合部（４７、４８）以外は当たらないように構成されていることを特徴とする吸気システム。
7. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の吸気システムにおいて、
   前記第２噛合部（５３、５５、７１〜７３）は、前記バルブ（１）の可動範囲に対応した回転角度分だけ扇状に形成されていることを特徴とする吸気システム。
8. 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の吸気システムにおいて、
   前記第２ギア（９）は、少なくとも前記第２噛合部（５３、５５、７１〜７３）が、合成樹脂により形成されていることを特徴とする吸気システム。

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