JP2015113753A - Motor-driven throttle valve control device - Google Patents

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西村 光宣
Mitsunori Nishimura
光宣 西村
竹内 寛
Hiroshi Takeuchi
寛 竹内
英文 初沢
Hidefumi Hatsuzawa
英文 初沢
慶典 佐藤
Yoshinori Sato
慶典 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor-driven throttle valve control device having a structure capable of reducing abrasion of a full-open stopper portion, without increasing friction around a throttle shaft.SOLUTION: A motor-driven throttle valve control device has a structure that, in mechanically fully opening a throttle valve, a full-open stopper 13A of a throttle gear 13 and a full-open stopper 6ZA of a throttle body 6 are kept into contact with each other, and normal lines of the contact faces 13M, 6M obviously do not have an orthogonal relationship. Thus, an axial 3Z component FZ of a biasing force F of a return spring 16 acts on a throttle shaft 3 in the throttle gear 13, in mechanical full-opening of the throttle valve, the throttle shaft 3 is biased in an axial direction 3Z, and swing of the shaft by input of vibration can be suppressed. As a result, abrasion in a full-open stopper portion can be reduced.

Description

本発明は、内燃機関用のモータ駆動方式の絞り弁制御装置に係り、特に、ディーゼル機関用のモータ駆動方式の絞り弁制御装置に関する。 The present invention relates to a motor-driven throttle valve controller for an internal combustion engine, and more particularly to a motor-driven throttle valve controller for a diesel engine.

内燃機関用のモータ駆動方式の絞り弁制御装置として、特許文献1に記載したものが知られている。絞り弁での内燃機関の吸入空気流量、あるいは、吸入負圧の制御を必要とされない運転モードにおいて、モータの駆動電源は遮断され、ばねの力により絞り弁が全開側に付勢され、吸気通路を備えた筐体(以下スロットルボディと呼ぶ)に備えられたストッパと、シャフトに固定されたギアが当接し全開位置規制される。本従来技術では、シャフトを回転可能に保持する軸受はニードルベアリングで、シャフトに設けたスリット部にC型ワッシャ(以下スラストリテーナと呼ぶ)を挿入し、ニードルベアリングとスロットルボディとでスラストリテーナを挟み固定することで、シャフトを軸方向規制している。このシャフトのスリット部の側面とスラストリテーナの側面は摺動してフリクションが発生するが、滑り抵抗を増加させないためと、また、スリット部へのスラストリテーナの組み付け性を考慮し、スリット部の溝幅は、C型ワッシャの板厚より大きく設定するので、シャフトは軸方向規制されるものの、微小なガタが存在する。   As a motor-driven throttle valve control device for an internal combustion engine, one described in Patent Document 1 is known. In an operation mode in which control of the intake air flow rate of the internal combustion engine at the throttle valve or negative suction pressure is not required, the motor drive power is cut off and the throttle valve is biased to the fully open side by the spring force, and the intake passage A stopper provided in a housing (hereinafter referred to as a throttle body) provided with a gear fixed to the shaft comes into contact with each other and the fully open position is restricted. In this prior art, the bearing that rotatably holds the shaft is a needle bearing, and a C-type washer (hereinafter referred to as a thrust retainer) is inserted into a slit provided in the shaft, and the thrust retainer is sandwiched between the needle bearing and the throttle body. By fixing, the shaft is regulated in the axial direction. The side surface of the slit part of this shaft and the side surface of the thrust retainer slide to generate friction, but it does not increase the sliding resistance, and considering the ease of assembly of the thrust retainer to the slit part, Since the width is set larger than the plate thickness of the C-type washer, the shaft is restricted in the axial direction, but there is a minute backlash.

このため、モータの駆動電源を遮断し、スロットルボディのストッパにギアを当接し、全開規制している状態で、ばねの付勢力によって発生するストッパとギアの摩擦力を超えるシャフト軸方向の振動入力が加わると、ガタの存在によりシャフトが振動し、ストッパとギアの当接部がこすれて摩耗する。このガタの存在による振動入力時のシャフトの振動で、全開ストッパ部の接触部が摩耗するだけでなく、軸受がニードルベアリングの前記構造の場合、スラストリテーナとシャフトのスリット部の接触部、ニードルコロとシャフトの接触部がフレッティング摩耗する場合がある。特に、絞り弁開度が固定される機械的な全開点においては、接触部が固定されているため、局所的な摩耗が発生する。また、摩耗によって発生した摩耗が固定されて接触部に留まりやすく、発生した摩耗粉により、摩耗を加速させる場合がある。摩耗の加速は絞り弁制御装置の寿命低下を意味するが、それ以外の影響として、以下が考えられる。   For this reason, the shaft shaft direction vibration input exceeds the frictional force of the stopper and the gear generated by the spring biasing force when the motor drive power is cut off and the gear is in contact with the stopper of the throttle body and fully opened. When the is applied, the shaft vibrates due to the presence of play, and the contact portion between the stopper and the gear is rubbed and worn. Due to the vibration of the shaft due to the presence of this play, not only the contact portion of the fully open stopper portion wears but also the contact portion of the thrust retainer and the slit portion of the shaft, the needle roller, when the bearing is the above-mentioned structure of the needle bearing. And the contact part of the shaft may be fretting worn. In particular, at the mechanical full open point where the throttle valve opening is fixed, the contact portion is fixed, and therefore local wear occurs. In addition, the wear generated by the wear is fixed and tends to stay at the contact portion, and the generated wear powder may accelerate the wear. The acceleration of wear means a decrease in the life of the throttle valve control device, but other effects may be as follows.

機械的絞り弁全開点を基準にした絞り弁制御システムの場合、全開ストッパ接触部の摩耗により、基準開度が変化するので、制御システムの詳細にもよるが、絞り弁位置精度が悪化する。   In the case of a throttle valve control system based on the mechanical throttle valve full open point, the reference opening changes due to wear of the fully open stopper contact portion, so that the throttle valve position accuracy deteriorates depending on the details of the control system.

スラストリテーナとシャフトのスリット部、ニードルコロとシャフトの接触部の摩耗による摺動抵抗の増加により、作動させるに必要なモータの電力が増加し、消費電力が増える、また、消費電力の増加により、モータの発熱し易くなる。モータの発熱が極度に大きいと、モータ寿命が低下する場合がある。   Due to increased sliding resistance due to wear of the thrust retainer and the slit part of the shaft, and the contact part between the needle roller and the shaft, the power of the motor required for operation increases, the power consumption increases, and the power consumption increases, The motor is likely to generate heat. If the heat generation of the motor is extremely large, the motor life may be reduced.

また、ロバストネスの低い制御ロジックの場合、摩耗によるフリクション増加で、制御性が悪化する。
等が考えられる。
In the case of a control logic with low robustness, controllability deteriorates due to increased friction due to wear.
Etc. are considered.

このシャフトの振動を抑える方法としては、絞り弁を全開側に付勢するばねの圧縮反力利用し、シャフトに軸方向の与圧を与える方法があるが、絞り弁全閉近傍で、絞り弁とスロットルボディの吸気通路内壁面が接触摺動し、前記ばねの軸方向の与圧により前記接触摺動部の摩擦抵抗が増加、絞り弁および吸気通路壁の摩耗が摩耗するといった跳ね返りがある。前述したように摺動抵抗の増加は、消費電力を増加、あるいは、絞り弁の制御精度の悪化を招く。絞り弁および吸気通路壁が摩耗すると、絞り弁の吸入空気通路面積が変化し、空気流量、負圧の制御性の悪化を招く。   As a method of suppressing the vibration of the shaft, there is a method of applying an axial pressure to the shaft by using a compression reaction force of a spring that urges the throttle valve to the fully open side. And the inner wall surface of the intake passage of the throttle body are in sliding contact with each other, the frictional resistance of the contact sliding portion is increased by the axial pressure of the spring, and wear of the throttle valve and the intake passage wall is rebounded. As described above, an increase in sliding resistance increases power consumption or deteriorates the control accuracy of the throttle valve. When the throttle valve and the intake passage wall are worn, the intake air passage area of the throttle valve changes, leading to deterioration in controllability of the air flow rate and negative pressure.

前述の絞り弁とスロットルボディの吸気通路内壁面の接触については、絞り弁と吸気通路壁の隙間を、スラストリテーナとシャフトのスリット部のガタより大きく設定すれば、絞り弁と吸気通路壁の摺動は回避できるが、絞り弁全閉漏れ量が増加し、絞り弁の要求流量特性が得られない可能性もある。また、前述したようにスラストリテーナの側面とスリット部の側面が摺動し、前記ばねの軸方向の与圧により前記接触摺動部の摩擦抵抗が増加かするといった跳ね返りがある。   Regarding the contact between the throttle valve and the inner wall of the intake passage of the throttle body described above, if the clearance between the throttle valve and the intake passage wall is set larger than the backlash between the thrust retainer and the slit portion of the shaft, the sliding between the throttle valve and the intake passage wall will be described. Although the movement can be avoided, there is a possibility that the throttle valve fully closed leakage amount increases and the required flow rate characteristic of the throttle valve cannot be obtained. Further, as described above, there is a rebound in which the side surface of the thrust retainer and the side surface of the slit portion slide, and the frictional resistance of the contact sliding portion increases due to the axial pressure of the spring.

前述したシャフトの軸方向ガタによる課題は、シャフトの軸受がニードルベアリングだけではなく、ボールベアリングの場合でも、ラジアル隙間を設定していると、同様な課題が発生する場合がある。なお、軸受がボールベアリングの場合、ボールベアリングの外輪をスロットルボディに固定し、ボールベアリングの内輪にシャフトを固定し、シャフト軸方向を規制する。ボールベアリングの場合には、シャフト軸方向の与圧による摺動抵抗の影響は小さいので、絞り弁を全開側に付勢するばねの圧縮反力利用しシャフト軸方向に与圧を与えるのが一般的であるが、シャフト回転方向に付勢するねじりばねであるため、シャフト軸方向に圧縮して得られる反力は、回転方向の付勢力に対して小さいので、シャフト軸方向の振動入力加速度が大きい環境においては、シャフトの軸方向の振れを抑えられない場合がある。   The problem due to the axial play of the shaft described above may occur when the radial clearance is set even when the shaft bearing is not only a needle bearing but also a ball bearing. When the bearing is a ball bearing, the outer ring of the ball bearing is fixed to the throttle body, the shaft is fixed to the inner ring of the ball bearing, and the shaft axial direction is regulated. In the case of ball bearings, the effect of sliding resistance due to the pressure in the shaft axial direction is small, so it is common to apply pressure in the shaft axial direction using the compression reaction force of the spring that biases the throttle valve to the fully open side. However, since it is a torsion spring that urges in the shaft rotation direction, the reaction force obtained by compressing in the shaft axis direction is smaller than the urging force in the rotation direction. In a large environment, the shaft may not be able to suppress axial deflection.

特に、排気量の大きい内燃機関の絞り弁制御装置の場合、大口径の吸気通路、吸気通路に対応した絞り弁を設定し、絞り弁およびシャフト質量も増すため、小口径の絞り弁制御装置に比べて、同振動入力加速度に対して、シャフトが振れやすくなる。   In particular, in the case of a throttle valve control device for an internal combustion engine with a large displacement, a throttle valve corresponding to a large-diameter intake passage and an intake passage is set, and the mass of the throttle valve and the shaft is also increased. In comparison, the shaft is likely to swing with respect to the same vibration input acceleration.

このように、振動負荷の大きい環境において、全開ストッパ部の摩耗の抑制とスロットル軸周りの低フリクションの確保が困難であった。   As described above, in an environment where the vibration load is large, it is difficult to suppress wear of the fully-open stopper and to secure low friction around the throttle shaft.

特開2012−247323JP2012-247323A

本発明の目的は、スロットル軸回りのフリクションを増加させることなく、全開ストッパ部の摩耗を低減できる構造を有するモータ駆動方式の絞り弁制御装置の提供にある。   An object of the present invention is to provide a motor-driven throttle valve control device having a structure that can reduce wear of a fully-open stopper without increasing friction around the throttle shaft.

本発明の目的を達成するために、モータの駆動電源が切断されているとき、ばねによって絞り弁全開方向に付勢されるギアとスロットルボディに備えられたストッパとが当たる接触面の法線ベクトルと、スロットル回転軸が明らかに直行関係にない構造とする。   In order to achieve the object of the present invention, when the motor drive power is cut off, the normal vector of the contact surface where the gear urged by the spring in the fully open direction and the stopper provided in the throttle body abuts. And the throttle rotation shaft is clearly not in a direct relationship.

本発明によれば、ばねの付勢力によってギアがストッパに押し当てられたとき、ばねの付勢力のベクトルと、ギアとストッパの接触面の法線ベクトルが、平行でないため、ばねの付勢力が、ギアとストッパの接触面方向とスロットル回転軸方向への分力が発生し、シャフト回転軸方向に付勢する力がシャフトに作用する。このシャフト回転方向に付勢する力は、ギアとストッパの接触面の法線方向を制御することで、振動入力によってシャフトがガタ付かないシャフト回転軸方向の付勢力を得ることができる。言いかえれば、振動入力が作用しても、シャフトのガタつきを抑えることができる。このシャフト回転軸方向の付勢力は、ギアがストッパに当接したときに発生し、モータを駆動して、ギアがストッパから離れれば、付勢力はゼロとなる。モータで絞り弁を制御しているときには付勢力は作用しないので、スロットル軸方向力によるスロットル軸のフリクションの増加ない。本発明により、スロットル軸回りのフリクションを増加させることなく、全開ストッパ部の摩耗を低減できる構造を有するモータ駆動方式の絞り弁制御装置の提供できる。   According to the present invention, when the gear is pressed against the stopper by the biasing force of the spring, the spring biasing force vector and the normal vector of the contact surface of the gear and the stopper are not parallel. A component force is generated in the direction of the contact surface between the gear and the stopper and in the direction of the throttle rotation axis, and a force urging in the direction of the shaft rotation axis acts on the shaft. The biasing force in the shaft rotation direction can be obtained by controlling the normal direction of the contact surface between the gear and the stopper so that the shaft does not rattle due to vibration input. In other words, even if the vibration input is applied, the shakiness of the shaft can be suppressed. The urging force in the direction of the shaft rotation axis is generated when the gear comes into contact with the stopper. When the motor is driven and the gear is separated from the stopper, the urging force becomes zero. Since the urging force does not act when the throttle valve is controlled by the motor, the friction of the throttle shaft due to the throttle shaft direction force does not increase. According to the present invention, it is possible to provide a motor-driven throttle valve control device having a structure capable of reducing the wear of the fully open stopper without increasing the friction around the throttle shaft.

本発明の実施例における絞り弁装置の拡大断面図The expanded sectional view of the throttle valve device in the example of the present invention 図1の軸受部の拡大断面図1 is an enlarged sectional view of the bearing portion of FIG. 図1を用い本発明の効果を説明する図The figure explaining the effect of this invention using FIG. ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁装置の断面図Sectional view of motor-driven throttle valve device used in diesel engine vehicles ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁装置のギア収納室の平面図Plan view of gear storage chamber of motor-driven throttle valve device used in diesel engine vehicles ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁装置の外観矢視図External view of motor-driven throttle valve device used in diesel engine vehicles ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁装置のギアカバーを外した矢視図Arrow view with the gear cover removed of a motor-driven throttle valve device used in diesel engine vehicles

本発明の実施毛の形態にかかかるモータ駆動式の絞り弁装置は、モータの駆動電源が切断されているとき、ばねによって絞り弁全開方向に付勢されるギアとスロットルボディに備えられたストッパとが当たる接触面の法線ベクトルと、スロットル回転軸が明らかに直行していない構造である。   The motor-driven throttle valve device according to the embodiment of the present invention includes a gear that is urged by a spring in the full-open direction of the throttle valve when the motor drive power is cut off, and a stopper provided on the throttle body. The normal vector of the contact surface that hits and the throttle rotation axis is not clearly perpendicular.

本発明をモータ駆動式の絞り弁装置に適用した実施例1を図1〜図7を用いて説明する。   A first embodiment in which the present invention is applied to a motor-driven throttle valve device will be described with reference to FIGS.

図1は本発明の実施例における絞り弁装置の拡大断面図である。   FIG. 1 is an enlarged sectional view of a throttle valve device in an embodiment of the present invention.

スロットルシャフト3の軸受であるニードルベアリング9は筐体であるスロットルボディ6の軸受ボス部7に圧入固定されている。C型ワッシャであるスラストリテーナ12がスロットルシャフト3のスリット3Aに挿入され、スラストリテーナ12の側面12Aをニードルベアリング9のシェル9Aと軸受ボス部7の低側面7Aとで挟はさみ、スラストリテーナ12は固定されている。スロットルシャフト3には金属プレート14と樹脂成形部15で構成されるスロットルギア13がナット17で固定されている。スロットルギア13には絞り弁全開側の回転規制する全開ストッパ13Aを備えている。スロットルボディには一体で構成される全開ストッパ6Aを備えており、スロットルシャフト3が絞り弁全開方向に回転したとき、スロットルギア13の全開ストッパ13Aと、スロットルボディ6の全開ストッパ6Aが当接することで、絞り弁全開側の開度が機械的に規制される。軸受ボス7の外周部には、ターンスプリング16が配置され、スロットルギア13を絞り弁全開側回転方向に付勢している。図1の拡大断面図はスロットルギア13の全開ストッパ13Aと、スロットルボディ6の全開ストッパ6Aが当接している状態を示している。   A needle bearing 9 that is a bearing of the throttle shaft 3 is press-fitted and fixed to a bearing boss portion 7 of a throttle body 6 that is a casing. A thrust retainer 12, which is a C-type washer, is inserted into the slit 3A of the throttle shaft 3, and the side surface 12A of the thrust retainer 12 is sandwiched between the shell 9A of the needle bearing 9 and the lower side surface 7A of the bearing boss portion 7. It is fixed. A throttle gear 13 including a metal plate 14 and a resin molding portion 15 is fixed to the throttle shaft 3 with a nut 17. The throttle gear 13 is provided with a fully open stopper 13A for restricting rotation on the throttle valve fully open side. The throttle body is provided with a fully-open stopper 6A configured integrally, and when the throttle shaft 3 rotates in the throttle valve fully-open direction, the fully-open stopper 13A of the throttle gear 13 and the fully-open stopper 6A of the throttle body 6 abut. Thus, the opening on the throttle valve fully open side is mechanically regulated. A turn spring 16 is disposed on the outer peripheral portion of the bearing boss 7 to urge the throttle gear 13 in the rotation direction of the throttle valve fully opened. The enlarged sectional view of FIG. 1 shows a state where the fully open stopper 13A of the throttle gear 13 and the fully open stopper 6A of the throttle body 6 are in contact.

図2は図1の軸受部の拡大断面図である。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the bearing portion of FIG.

スロットルシャフト3のスリット部3Aの溝幅は、スラストリテーナ12の厚みより、広く設定している。このため、スロットルシャフト3のスリット部3Aの側面3Bとスラストリテーナ12の側面12Aに隙間3Cが存在し、スロットルシャフトには、シャフト回転軸方向にわずかなガタが存在する。   The groove width of the slit portion 3 </ b> A of the throttle shaft 3 is set wider than the thickness of the thrust retainer 12. Therefore, a gap 3C exists between the side surface 3B of the slit portion 3A of the throttle shaft 3 and the side surface 12A of the thrust retainer 12, and the throttle shaft has a slight backlash in the shaft rotation axis direction.

このため、絞り弁制御装置にスロットルシャフト3の回転軸方向に大きな振動入力が作用すると、前記ガタによりスロットルシャフトが振動する。   For this reason, when a large vibration input acts on the throttle valve control device in the direction of the rotation axis of the throttle shaft 3, the throttle shaft vibrates due to the play.

図3は図1を用い本発明の効果を示すため図である。   FIG. 3 is a diagram showing the effect of the present invention using FIG.

符号3Zはスロットルシャフト3の回転軸である。   Reference numeral 3Z denotes a rotation shaft of the throttle shaft 3.

符号Fはリターンスプリング16によってスロットルギア13のストッパ13Aをスロットルボディのストッパ6Bに押し付ける付勢力で、回転軸3Zに対し直行方向の付勢力である。   Reference numeral F is an urging force that presses the stopper 13A of the throttle gear 13 against the stopper 6B of the throttle body by the return spring 16, and is an urging force in a direction perpendicular to the rotary shaft 3Z.

スロットルギア13の全開ストッパ13Aの側面3Mとスロットルボディ6の全開ストッパ6Aの側面6Mは、絞り弁機械的全開状態において接触しており、側面3M、側面6Mはスロットルシャフト3の回転軸3Zに対して角度θ傾斜している。このため、付勢力Fは、ストッパ6Aの側面6Mの法線方向の成分FNと回転軸3Z方向の成分FZに分解され、付勢力Fにより、スロットルギア13には回転軸3Z方向の力FZが作用する。   The side surface 3M of the fully open stopper 13A of the throttle gear 13 and the side surface 6M of the fully open stopper 6A of the throttle body 6 are in contact with each other in the throttle valve mechanically fully open state, and the side surface 3M and the side surface 6M are in contact with the rotation shaft 3Z of the throttle shaft 3. Is inclined at an angle θ. Therefore, the urging force F is decomposed into a component FN in the normal direction of the side surface 6M of the stopper 6A and a component FZ in the direction of the rotation shaft 3Z, and the force FZ in the direction of the rotation shaft 3Z is applied to the throttle gear 13 by the urging force F. Works.

なお、付勢力Fの分解成分FN、FZは以下の式で示せる。
FN=F/cosθ
FZ=F×tanθ
Note that the decomposition components FN and FZ of the urging force F can be expressed by the following equations.
FN = F / cos θ
FZ = F × tanθ

絞り弁機械的全開状態において、スロットルギア13に付勢力Fの回転軸3Z方向成分の力FZが作用するので、スロットルシャフトのガタつきを抑えることができる。絞り弁制御状態においては、スロットルギア13の全開ストッパ13Aとスロットルボディ6の全開ストッパ6Aが当接していないので、FZ成分の力は作用しないので、制御性への影響はない。   In the throttle valve mechanically fully opened state, the force FZ of the urging force F component in the direction of the rotation axis 3Z acts on the throttle gear 13, so that rattling of the throttle shaft can be suppressed. In the throttle valve control state, since the fully open stopper 13A of the throttle gear 13 and the fully open stopper 6A of the throttle body 6 are not in contact with each other, the force of the FZ component does not act, so there is no influence on controllability.

次に上記ストッパ構造をディーゼルエンジン用のモータ駆動式絞り弁制御装置に適用した例を図4〜図7を参照して具体的に説明する。   Next, an example in which the stopper structure is applied to a motor-driven throttle valve controller for a diesel engine will be specifically described with reference to FIGS.

図4はその主要断面図であり、図5〜図7は詳細構造を説明するための図である。   FIG. 4 is a main cross-sectional view, and FIGS. 5 to 7 are diagrams for explaining the detailed structure.

以下モータ駆動式の絞り弁制御装置の構成について説明する。   The configuration of the motor-driven throttle valve control device will be described below.

アルミダイキャスト製の絞り弁組体であるスロットルボディ6には吸気通路1(以下ボアと呼ぶ)とモータ20収納用のモータハウジング20Aが一緒に成型されている。   An intake passage 1 (hereinafter referred to as “bore”) and a motor housing 20A for housing the motor 20 are molded together in a throttle body 6 which is an aluminum die-cast throttle valve assembly.

スロットルボディ6にはボア1の一つの直径線に沿って金属製の回転軸(以下スロットルシャフトと呼ぶ)3が配置されている。スロットルシャフト3の両端はニードルベアリング9,10で回転支持されている。ニードルベアリング9,10はスロットルボディ6に設けた軸受ボス部7,8に圧入固定されている。また、スロットルシャフト3上に設けたスリット部にC型ワッシャ(以下スラストリテーナと呼ぶ)12を挿入後、ニードルベアリング9を圧入することで、スロットルシャフト3の軸方向の可動量を規制している。   A metal rotating shaft (hereinafter referred to as a throttle shaft) 3 is disposed on the throttle body 6 along one diameter line of the bore 1. Both ends of the throttle shaft 3 are rotatably supported by needle bearings 9 and 10. The needle bearings 9 and 10 are press-fitted and fixed to bearing boss portions 7 and 8 provided on the throttle body 6. Further, after inserting a C-type washer (hereinafter referred to as a thrust retainer) 12 into a slit portion provided on the throttle shaft 3, a needle bearing 9 is press-fitted, thereby restricting the axial movable amount of the throttle shaft 3. .

かくしてスロットルシャフト3はスロットルボディ6に対して回転可能に支持されている。スロットルシャフト3には金属材製の円板で構成される絞り弁(以下絞り弁と呼ぶ)2がスロットルシャフト3に設けたスリットに差し込まれ、ねじ4,5でスロットルシャフト3に固定されている。   Thus, the throttle shaft 3 is rotatably supported with respect to the throttle body 6. On the throttle shaft 3, a throttle valve (hereinafter referred to as a throttle valve) 2 made of a metal disk is inserted into a slit provided on the throttle shaft 3 and fixed to the throttle shaft 3 with screws 4 and 5. .

かくして、スロットルシャフト3が回転すると絞り弁2が回転し、結果的に吸気通路の断面積が変化してエンジンへの吸入空気流量が制御される。   Thus, when the throttle shaft 3 rotates, the throttle valve 2 rotates, and as a result, the cross-sectional area of the intake passage changes and the intake air flow rate to the engine is controlled.

モータハウジング20Aはスロットルシャフト3とほぼ並行に形成されており、ブラシ式直流モータで構成されるモータ20がモータハウジング20A内に差込まれ、スロットルボディ6の側壁6Aにモータ20のブラケット20Bのフランジ部をねじ21でねじ止めすることで固定されている。また、モータ20の端部にはウェーブワッシャ25が配設されモータ20を保持する。   The motor housing 20A is formed substantially parallel to the throttle shaft 3, and the motor 20 composed of a brush type DC motor is inserted into the motor housing 20A, and the flange of the bracket 20B of the motor 20 is inserted into the side wall 6A of the throttle body 6. The part is fixed by screwing with a screw 21. A wave washer 25 is disposed at the end of the motor 20 to hold the motor 20.

軸受ボス部7,8の開口はニードルベアリング9,10で封止されており、シャフトシール部を構成し、機密を保つよう構成されている。また、軸受ボス部8側の端部はキャップ11で封止されており、スロットルシャフト3の端部およびニードルベアリング10が露出することを防止している。   The openings of the bearing boss portions 7 and 8 are sealed with needle bearings 9 and 10 to constitute a shaft seal portion so as to keep secret. Further, the end on the bearing boss 8 side is sealed with a cap 11 to prevent the end of the throttle shaft 3 and the needle bearing 10 from being exposed.

これにより、軸受部からの空気の漏れ、あるいは軸受の潤滑用のグリースが外気中や、後述するセンサ室に漏れ出すのを防止している。   As a result, air leakage from the bearing portion or grease for lubricating the bearing is prevented from leaking into the outside air or into a sensor chamber to be described later.

モータ20の回転軸端部には歯数の最も少ない金属製の出力ギア22が固定されている。この出力ギア22が設けられた側のスロットルボディ側面部にはスロットルシャフト3を回転駆動するための減速歯車機構やばね機構が纏めて配置されている。そして、これら機構部は、スロットルボディ6の側面部に固定される樹脂材製のカバー(以下ギアカバーと呼ぶ)26で覆われている。そして、このギアカバー26で覆われた、いわゆるギア収納室にインダクタンス式の非接触型回転角度検出装置(以下スロットルセンサと呼ぶ)が設けられ、スロットルシャフト3の回転角度、結果的には絞り弁2の開度が検出される。   A metal output gear 22 having the smallest number of teeth is fixed to the rotating shaft end of the motor 20. A reduction gear mechanism and a spring mechanism for rotationally driving the throttle shaft 3 are collectively arranged on the side surface of the throttle body on which the output gear 22 is provided. These mechanisms are covered with a resin cover (hereinafter referred to as a gear cover) 26 fixed to the side surface of the throttle body 6. The so-called gear housing chamber covered with the gear cover 26 is provided with an inductance-type non-contact type rotational angle detection device (hereinafter referred to as a throttle sensor), and the rotational angle of the throttle shaft 3, and consequently the throttle valve. An opening of 2 is detected.

ギアカバー26側のスロットルシャフト3の端部にはスロットルギア13が固定されている。スロットルギア13は金属プレート14と、この金属プレート14に樹脂成形された樹脂材製ギア部15とから構成されている。金属プレート14の中心部にはカップ状の凹部を備えられ、凹部の開放側端部にギア成型用のフランジ部を有する。このフランジ部に樹脂成形によって樹脂材製ギア部15がモールド成型されている。   A throttle gear 13 is fixed to the end of the throttle shaft 3 on the gear cover 26 side. The throttle gear 13 includes a metal plate 14 and a resin gear portion 15 formed by resin molding on the metal plate 14. A cup-shaped recess is provided at the center of the metal plate 14, and a gear-forming flange is provided at the open end of the recess. A resin material gear portion 15 is molded on the flange portion by resin molding.

金属プレート14は凹部の中央に孔を有する。スロットルシャフト3の先端部の周囲にはねじ溝が刻まれている。金属プレート14の凹部の孔にスロットルシャフト3の先端を差込み、ねじ部にナット17を螺合することでスロットルシャフト3に金属プレート14を固定する。かくして、金属プレート14及び、そこに成形された樹脂材製ギア部15はスロットルシャフト3と一体に回転する。   The metal plate 14 has a hole in the center of the recess. A screw groove is formed around the tip of the throttle shaft 3. The metal plate 14 is fixed to the throttle shaft 3 by inserting the tip of the throttle shaft 3 into the hole of the concave portion of the metal plate 14 and screwing the nut 17 into the screw portion. Thus, the metal plate 14 and the resin gear portion 15 molded there rotate integrally with the throttle shaft 3.

スロットルギア13の背面とスロットルボディ6の側面との間に弦巻ばねで形成されたリターンスプリング16が挟持されている。   A return spring 16 formed of a string-wound spring is sandwiched between the back surface of the throttle gear 13 and the side surface of the throttle body 6.

リターンスプリング16の片側は軸受ボス部7の周囲を取巻き、その先端がスロットルボディ6に形成された切欠きに係止され、端部は回転方向には回転できないように構成されている。他端は金属プレート14のカップ状部を取巻き、その先端が金属プレート14に形成された孔に係止され、こちらの端部も回転方向には回転できないように構成されている。   One side of the return spring 16 surrounds the periphery of the bearing boss portion 7, and its tip is engaged with a notch formed in the throttle body 6, so that the end portion cannot rotate in the rotational direction. The other end surrounds the cup-shaped portion of the metal plate 14, and its tip is locked in a hole formed in the metal plate 14, so that this end portion cannot rotate in the rotation direction.

本実施例はディーゼルの絞り弁制御装置に関するため、絞り弁2のイニシャル位置、つまりモータ20の電源が切断されているときに絞り弁2が初期位置として、与えられている開度位置は全開位置である。   Since the present embodiment relates to a diesel throttle valve control device, the initial position of the throttle valve 2, that is, when the motor 20 is powered off, the throttle valve 2 is set as the initial position, and the given opening position is the fully open position. It is.

このため、リターンスプリング16はモータ20が通電されていないとき絞り弁2が全開位置を維持するよう回転方向に予荷重が与えられている。   For this reason, the return spring 16 is preloaded in the rotational direction so that the throttle valve 2 maintains the fully open position when the motor 20 is not energized.

モータ20の回転軸に取付けられた出力ギア22とスロットルシャフト3に固定されたスロットルギア13との間にはスロットルボディ6の側面に圧入固定された金属材製のギアシャフト24に回転可能に支持された中間ギア23が噛み合っている。中間ギア23は出力ギア22と噛み合う大径ギア23Aとスロットルギア13と噛み合う小径ギア23Bとから構成されている。両ギアは樹脂成形により一体に成型される。これらギア22,23A,23B,15は2段の減速歯車機構を構成している。   Between the output gear 22 attached to the rotating shaft of the motor 20 and the throttle gear 13 fixed to the throttle shaft 3, it is rotatably supported by a metal gear shaft 24 press-fitted and fixed to the side surface of the throttle body 6. The intermediate gear 23 is engaged. The intermediate gear 23 includes a large-diameter gear 23A that meshes with the output gear 22 and a small-diameter gear 23B that meshes with the throttle gear 13. Both gears are integrally molded by resin molding. These gears 22, 23A, 23B, and 15 constitute a two-stage reduction gear mechanism.

かくして、モータ20の回転はこの減速歯車機構を介してスロットルシャフト3に伝達される。   Thus, the rotation of the motor 20 is transmitted to the throttle shaft 3 through this reduction gear mechanism.

これら減速機構やばね機構は樹脂材製のギアカバー26によって覆われている。ギアカバー26の開口端側周縁にはシール部材30を挿入する溝が形成されており、シール部材30がこの溝に装着された状態で、ギアカバー26をスロットルボディ6に被せると、シール部材30がスロットルボディ6の側面に形成されているギア収納室の周囲のフレームの端面に密着してギア収納室内を外気から遮蔽する。この状態でギアカバー26をスロットルボディ6に6個のクリップ27で固定する。   These speed reduction mechanism and spring mechanism are covered with a gear cover 26 made of a resin material. A groove into which the seal member 30 is inserted is formed on the periphery of the opening end side of the gear cover 26. When the gear cover 26 is put on the throttle body 6 with the seal member 30 mounted in the groove, the seal member 30 is inserted. Is in close contact with the end face of the frame around the gear storage chamber formed on the side surface of the throttle body 6 to shield the gear storage chamber from the outside air. In this state, the gear cover 26 is fixed to the throttle body 6 with six clips 27.

1 ボア
2 絞り弁
3 スロットルシャフト
4,5,21 ねじ
6 スロットルボディ
7,8 軸受ボス部
9,10 ニールドベアリング
11 キャップ
12 スラストリテーナ
13 スロットルギア
14 金属プレート
15 樹脂材製ギア部
16 リターンスプリング
17 ナット
18 ロータ
20 モータ
22 出力ギア
23 中間ギア
24 ギアシャフト
25 ウェーブワッシャ
26 ギアカバー
27 クリップ
28 スロットルセンサセンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bore 2 Throttle valve 3 Throttle shaft 4, 5, 21 Screw 6 Throttle body 7, 8 Bearing boss part 9, 10 Needle bearing 11 Cap 12 Thrust retainer 13 Throttle gear 14 Metal plate 15 Resin material gear part 16 Return spring 17 Nut 18 Rotor 20 Motor 22 Output gear 23 Intermediate gear 24 Gear shaft 25 Wave washer 26 Gear cover 27 Clip 28 Throttle sensor sensor

Claims (1)

吸気通路構成する筐体と、絞り弁と、前記絞り弁を保持し吸気通路と直行する軸上で回転するシャフトと、前記シャフトを回転可能に支持し前記筐体に固定された軸受と、前記絞り弁を回転駆動するためのモータと、前記回転軸上で前記シャフトに固定され、前記モータの回転を前記シャフトに伝達するギアと、前記絞り弁を全開方向に付勢するばねを備えたモータ駆動式の絞り弁制御装置において、
前記筐体は前記ギアの回転を規制するストッパを備え、モータの駆動電源が遮断されているとき、前記ギアが前記ばねの付勢力によりが前記筐体のストッパに押し付けられるが、押し付けられ接触する前記ギアと前記筐体のストッパの当接面の法線ベクトルは前記シャフトの回転軸線と直行していないことを特徴とするモータ駆動式の絞り弁制御装置。
A housing that constitutes an intake passage, a throttle valve, a shaft that holds the throttle valve and rotates on an axis orthogonal to the intake passage, a bearing that rotatably supports the shaft and is fixed to the housing, and A motor provided with a motor for rotationally driving the throttle valve, a gear fixed to the shaft on the rotary shaft and transmitting the rotation of the motor to the shaft, and a spring for biasing the throttle valve in the fully open direction In the drive type throttle valve control device,
The housing includes a stopper that restricts the rotation of the gear, and when the motor drive power is cut off, the gear is pressed against the stopper of the housing by the urging force of the spring, but is pressed against and contacted. 2. A motor-driven throttle valve control device according to claim 1, wherein a normal vector of a contact surface between the gear and the stopper of the casing is not perpendicular to the rotation axis of the shaft.
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