JP2020112089A - 内燃機関の電子制御スロットル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スロットル開度センサーを形成する永久磁石を減磁を伴うことなしに確実に固定する。【解決手段】スロットル開度センサー９の永久磁石９１がスロットルシャフト３に固着した磁性体からなる固着部材３６に吸着されてスロットルシャフト３に固着されているとともに磁気抵抗素子９２がスロットルボディ１の前面に配置されたカバー体１７の内面におけるスロットルシャフト３に固着された永久磁石９１に対向する位置に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は内燃機関（エンジン）のスロットル装置、特にモーターなどの電動アクチュエーターによってスロットルバルブ（絞り弁）を駆動する電子制御スロットル装置に関するものである。

従来、例えばモーターなどの電動アクチュエーターにより内燃機関のスロットルバルブを制御する電子制御スロットル装置が知られている。

ところで、この種の電子制御スロットル装置は、スロットルバルブの実開度を検出し、その検出された実開度が目標開度になるように電動アクチュエーターを駆動してスロットルバルブを開閉しており、実開度を検出するためのスロットル開度センサーが備えられている。

そして、前記スロットル開度センサーとして例えば特開２００１−１３２４９４号公報などに提示されているように、スロットルシャフトの回転に同期して回転する永久磁石とその磁気抵抗素子とからなるスロットル開度センサーを設け、永久磁石が発生する磁界を磁気抵抗素子で検出し、磁束密度の変化により、スロットルバルブの回動角度を非接触で検出することが知られており、特に、特開２００８−２０３２７２号公報などに提示されているように永久磁石および磁気抵抗素子を樹脂製のスロットルギアに射出成形によるインサート成型技術に基づき埋め込まれて固着されているのが一般的である。

特開２００１−１３２４９４号公報 特開２００８−２０３２７２号公報

しかしながら、前記特許文献２に提示されている内燃機関の電子制御スロットル装置に用いられているスロットルギアを形成する例えばＡＢＳ樹脂の成形温度（シリンダ温度）は２００〜２６０℃にも達することになり、インサートされる例えばネオジムのような希土類磁石である永久磁石の磁力が減少してしまうことから正確な開度を検出できない、という問題がある。

特に、インサート成形により永久磁石を固着した場合には、固定部が破損した場合には永久磁石が脱落して機能を消失してしまうことになる。一方、インサート成形を用いない固定方法を採用するにしてもアキシャル方向への永久磁石の固定強度を高く設定する必要があり、そのための部品や組み立てが必要であるという問題もある。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、スロットルボディに形成されている吸気通路に軸支されているスロットルバルブを駆動するための前記スロットルボディに配置した電動アクチュエーターを備え、且つ前記スロットルシャフトの回転に同期して回転する永久磁石とその磁気抵抗素子とからなるスロットル開度センサーを備えた内燃機関の電子制御式スロットル装置において、前記スロットル開度センサーの永久磁石が前記スロットルシャフトに固着した磁性体からなる固着部材に吸着されて前記スロットルシャフトに固着されているとともに前記磁気抵抗素子が前記スロットルボディの前面に配置されたカバー体の内面における前記スロットルシャフトに固着された永久磁石に対向する位置に配置されていることを特徴とする。

また、本発明において、前記カバー体が非磁性体により形成されていることにより磁気抵抗素子が例えばモーターなどの電動アクチュエーターによる磁力の影響を無くして正確なスロットルバルブの実開度を検知することができる。

更に、本発明において、前記固着部材が前記スロットルシャフトの基端面における中心位置に形成されるネジ孔に螺締される鉄製の止めネジである場合には固着部材がスロットルシャフトに確実に固定される。

更にまた、本発明において、固着部材である鉄製の止めネジが前記電動アクチュエーターからの駆動力を前記スロットルバルブの開方向に伝達するための合成樹脂製のスロットルギアの中心に形成されたスロットルシャフトへの固定用孔に螺締するために用いられる固定用止めネジを兼ねることにすれば、余分な部品を必要とせず、組み立ても容易であり、特に前記永久磁石が、前記固定用孔を中心に形成した前記スロットルギアの基端面に突設された装着部に嵌挿配置されている場合には永久磁石のアキシャル方向以外の面が合成樹脂により遮蔽されるので脱落防止効果が増加するばかりか更に正確な検知が可能である。

本発明によると、簡単な構造で且つ少ない部品でスロットル開度センサーを構成する永久磁石を確実にスロットルシャフトに固着させることが可能であるばかりか正確な検知が可能であり、殊に、永久磁石は固着部材に吸着しているので固定部が破損した場合にも永久磁石を吸着して脱落を防止することができる。

本発明の好ましい実施の形態における分解した状態を示す斜視図。 （ａ）は図１に示した実施の形態の組み立てた状態を示す縦断面図。 図１に示した実施の形態におけるカバー体およびクリップを除いた状態を示す平面図。

図１乃至図３は本発明の好ましい実施の形態を示すものであり、アルミニウムなどの軽金属や軽合金により鋳造されたスロットルボディ１には円筒形で内燃機関（エンジン）の吸気管（図示せず）へ接続される吸気通路１１が貫通して形成されているとともに前記吸気通路１１に内接して吸気を開閉する円形のスロットルバルブ２を止めねじ２１，２１により固着されているスロットルシャフト３が吸気通路１１の中心軸線Ｃに直交して軸着されている。

また、前記スロットルシャフト３は先端部３１が前記吸気通路１１の壁面に形成した軸孔１２に軸受１３を介して支持されているとともに中間部３２が前記吸気通路１１の軸受１３に対向する側（前面側）に配置された円柱形のシール部材４およびベアリングである軸受５を介して軸支されて前記吸気通路１１に気密状態で且つ円滑に回転可能に支持されている。

更に、前記スロットルボディ１の前記吸気通路１１の下方に形成したケース１４にはモーターである電動アクチュエーター６が前面に形成した前面凹部１５に回転軸６１を露出させた状態で収納されている。

更にまた、前記スロットシャフト３のスロットルボディ１の前面凹部１５に露出している基端部３３には、減速ギア６２を介して前記電動アクチュエーター６の回転軸６１に固着した回転ギア６３に噛合する円弧板状のギア部７１を有するスロットルギア７が固着されているとともに前記軸受５とスロットルギア７との間に外形が薄型の円筒形を呈するジョイントレバー８が軸線方向に移動可能に嵌挿されている。

殊に、本実施の形態では、前記スロットルギア７は、前記スロットルボディ１に突設された微調整可能な係止部材１９に係止して閉弁時の位置決めをする係止部７５を形成して例えばＡＢＳ樹脂のような適宜硬質の合成樹脂により形成されており、中心に形成した取付用の固定用孔７２を通してスロットルシャフト３の基端面３４における中心位置に形成されているネジ孔３５に磁性体（鉄製）の止めネジである固着部材３６により固着されている。

加えて、前記スロットルギア７の基端面７３には固定用孔７２を中心に円筒状の装着部７４が突設されており、前記装着部７４の内側の凹部７５に前記スロットルシャフト３のスロットル開度センサー９を形成する永久磁石９１がアキシャル方向を前記スロットルシャフト３の軸線に沿わせて嵌挿配置されている。

このとき、本実施の形態ではスロットルギア７が前記スロットルシャフト３に止めネジである磁性体（鉄製）の固着部材３６により固着されているので、前記永久磁石９１が止めネジである磁性体（鉄製）の前記固着部材３６に接近または接触した状態で配置されることになり、永久磁石９１は自身の磁力により前記固着部材３６に吸着された状態にある。

また、前記スロットルボディ１の前面に形成される前面凹部１５にはガスケット１６を介してカバー体１７が配置されており、このカバー体１７は適宜硬質の合成樹脂製で、その内面における前記スロットルギア７に装着された永久磁石９１に対向する位置に前記永久磁石９１とともにスロットルバルブ２の開度を検出するスロットル開度センサー９を形成する磁気抵抗素子９２が配置されている。

また、本実施の形態では、前記ジョイントレバー８はスロットルバルブ２の開度がデフォルト位置において前記スロットルボディ１の前面凹部１５内に形成された係止突起１８に係止してそれ以上の閉方向の回転が規制される係止突片８１が形成されており、前記スロットルシャフト３の基端部３３のスロットルギア７の外周囲には、前記スロットルボディ１の前面凹部１５と前記ジョイントレバー８との間にリターンスプリング１０１が連結されているとともに、前記ジョイントレバー８とスロットルギア７との間にジョイントレバースプリング１０２が連結されている。

特に、本実施の形態では前記ジョイントレバースプリング１０２は前記スロットルギア７のスロットルボディ１側に形成された溝７７に埋没、配置されている。

また、本実施の形態では、ばね定数の違いによりジョイントレバースプリング１０２のスラスト方向の荷重がリターンスプリング１０１のスラスト方向の荷重よりも大きく設定されており、更に、前記リターンスプリング１０１は、組み付け時に密着巻き（或いは微少のクリアランス）またはスロットルシャフト３の回転動作に従って密着巻き（或いは微少のクリアランス）になるように設定され、前記回転動作によりジョイントレバー８が可動するように設定されている。

以上の構成を有する本実施の形態については、前記従来のこの種の電子制御スロットル装置と同様に常時はデフォルト位置にスロットルバルブ２の開度を保ち、スロットル開度センサー９により検出された開度に電動アクチュエーター６の駆動力によりリターンスプリング１０１の付勢力に抗してスロットシャフト３を回転させてスロットルバルブ２を開くものである。

特に、本実施の形態は、簡単な構造で且つ少ない部品でスロットル開度センサー９を構成する永久磁石９１を確実にスロットルシャフト３に装着させることが可能であるばかりか正確な検知が可能であり、殊に、固着部材３６に吸着しているので装着部７５が破損した場合にも永久磁石９１を吸着して脱落を防止することができる。

また、本実施の形態において、カバー体１７が非磁性体である適宜硬質の合成樹脂により形成されていることによりスロットル開度センサー９を構成する磁気抵抗素子９２が例えばモーターなどの電動アクチュエーター６による磁力の影響を無くして正確なスロットルバルブ３の実開度を検知することができる。

更に、本実施の形態は、前記固着部材３６がスロットルシャフト３の固着機能を併用するので少ない部品で永久磁石９１を確実に固着することができ、余分な部品を必要とせず、組み立ても容易であり、特に永久磁石９１が、固定用孔７２を中心に形成したスロットルギア７の基端面７３に突設された装着部７４の内側の凹部７５に嵌挿配置されているので永久磁石９１のアキシャル方向以外の面が合成樹脂により遮蔽されるので脱落防止効果が増加するばかりか更に正確な検知が可能である。

１ スロットルボディ、２ スロットルバルブ、３ スロットルシャフト、４ シール部材、５ 軸受、６ 電動アクチュエーター、７ スロットルギア、８ ジョイントレバー、９ スロットル開度センサー、１１ 吸気通路、１２ 軸孔、１３ 軸受、１４ ケース、１５ 前面凹部、１６ ガスケット、１７ カバー体、１８ 係止突起、１９ 係止部材、２１ 止めねじ、３１ 先端部、３２ 中間部、３３ 基端部、３４ 基端面、３５ ネジ孔、３６ 固着部材、６１ 回転軸、６２ 減速ギア、６３ 回転ギア、７１ ギア部、７２ 固定用孔、７３ 基端面、７４ 装着部、７５ 凹部、７６ 係止部、７７ 溝、８１ 係止突片、９１ 永久磁石、９２ 磁気抵抗素子、１０１ リターンスプリング、１０２ ジョイントレバースプリング、Ｃ 中心軸線

Claims (5)

1. スロットルボディに形成されている吸気通路に軸支されているスロットルバルブを駆動するための前記スロットルボディに配置した電動アクチュエーターを備え、且つ前記スロットルシャフトの回転に同期して回転する永久磁石とその磁気抵抗素子とからなるスロットル開度センサーを備えた内燃機関の電子制御スロットル装置において、
   前記スロットル開度センサーの永久磁石が前記スロットルシャフトに固着した磁性体からなる固着部材に吸着されて前記スロットルシャフトに固着されているとともに前記磁気抵抗素子が前記スロットルボディの前面に配置されたカバー体の内面における前記スロットルシャフトに固着された永久磁石に対向する位置に配置されていることを特徴とする内燃機関の電子制御スロットル装置。
2. 前記カバー体が非磁性体により形成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃エンジンの電子制御スロットル装置。
3. 前記固着部材が前記スロットルシャフトの基端面における中心位置に形成されるネジ孔に螺締される鉄製の止めネジであることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の電子制御スロットル装置。
4. 前記固着部材である鉄製の止めネジが前記電動アクチュエーターからの駆動力を前記スロットルバルブの開方向に伝達するための合成樹脂製のスロットルギアの中心に形成されたスロットルシャフトへの固定用孔に螺締するために用いられる固定用止めネジを兼ねることを特徴とする請求項１，２または３記載の内燃機関の電子制御スロットル装置。
5. 前記永久磁石が、前記固定用孔を中心に形成した前記スロットルギアの基端面に突設された装着部に嵌挿配置されていることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の電子制御スロットル装置。

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