JP3701466B2 - モータ取付装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばディーゼル機関の吸入空気量を調整するスロットルバルブにギヤを有する駆動機構を介してステップモータの出力軸を連結した駆動装置等において、ステップモータを駆動機構に取り付けるモータ取付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼル機関の吸入空気量を調整するスロットルバルブを開閉駆動する駆動装置として、ステップモータと、ステップモータの出力軸に取り付けられた駆動ギヤ（モータギヤ）と、スロットルバルブが取り付けられたスロットル軸と連結され、駆動ギヤと噛み合わされる被駆動ギヤを有する駆動機構からなる駆動装置が用いられている。この場合、ステップモータの所定のステップ位置を基準ステップ位置とし、この基準ステップ位置にステップモータに供給するパルスの数、すなわちステップ数を加減算してステップモータの現在ステップ位置、したがってスロットルバルブの現在開度位置を検出する。そして、アクセルペダルの踏み込み量に応じたスロットルバルブの目標開度位置とステップモータの現在ステップ位置に対応するスロットルバルブの現在開度位置との差に基づいてステップモータのステップ数を求め、求めたステップ数だけステップモータを回転させることによってスロットルバルブの開度位置を制御している。しかしながら、ステップモータの脱調やディーゼル機関停止時にはステップモータへの通電が遮断される等によりステップモータの現在ステップ位置とスロットルバルブの現在開度位置との対応関係が一致しなくなることがある。このため、ステップモータの現在ステップ位置とスロットルバルブの現在開度位置との対応関係を一致させる初期化処理を行う必要がある。このような初期化処理を行う駆動装置としては、例えば特開平３−５７８５２号公報に記載されている。この従来の駆動装置における初期化処理は、スロットルバルブが所定の開度位置に回動されるとオン・オフ状態が切り替わるスイッチを設け、このスイッチのオン・オフ状態が切り替わった時点でステップモータの現在ステップ位置を基準ステップ位置に設定するものである。
【０００３】
ところで、スロットルバルブが所定の開度位置、例えば全閉位置にある時にはステップモータは特定の相が励磁状態にあるという前提で制御プログラムが作成されている場合には、制御プログラムの制約から、ステップモータが特定の相の励磁状態にある時にスロットルバルブが所定の開度位置にあることが要求される。例えば、４相（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）ステップモータを用いた場合、スロットルバルブが全閉位置にあることを検出する全閉スイッチのオン・オフ状態が切り替わった時点で、ステップモータのＡ相が励磁状態にあることが要求される。この要求は、前記初期化処理の実行では達成することができず、前記制約条件を満足するようにステップモータを駆動機構に取り付けることによって達成することができる。この場合、スロットルバルブが所定の開度位置、例えば全閉位置にある時の被駆動ギヤの歯の位置と、ステップモータの特定の相が励磁されている時の駆動ギヤの歯の位置とが対応しないことがあるため、ステップモータの駆動機構に対する取り付け角度を調整可能とする必要がある。
一方、モータの出力軸に駆動ギヤを取り付け、被駆動機器と連結され、駆動ギヤと噛み合わされる被駆動ギヤをギヤケース内に設けた駆動装置において、ギヤケースにモータを取り付けるための取付孔（ネジ孔）を設けるとともに、モータに取り付け用長孔を設けることにより、ギヤケースに対するモータの取り付け角度を調整可能としたモータ取付機構は、例えば特開平８−２８６６９号公報に記載されている。
そこで、このようなモータ取付機構を、前記スロットルバルブが所定の開度位置にある時にステップモータの特定の相が励磁状態にあるようにステップモータを駆動機構に取り付けるためのモータ取付機構として用いることが考えられる。すなわち、駆動機構を内蔵したギヤケースにステップモータを取り付けるための取付孔を設けるとともに、ステップモータに取り付け用長孔を設けたモータ取付装置が考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このモータ取付機構を用いてモータ取付装置を構成する場合、以下のような問題点がある。
例えば、スロットルバルブを駆動する駆動モータとして相数が４相（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）で、１相励磁時のステップ角度が１１．２５度のステップモータを用い、またスロットルバルブが全閉位置にある時にステップモータがＡ相励磁されていることという制約条件がある場合、ステップモータがＡ相励磁状態で駆動ギヤがステップモータの一周中に取り得る位置は４５度間隔の位置である。したがって、駆動ギヤの位置と被駆動ギヤの位置関係がどのような状態であってもステップモータを駆動機構に取り付けることができるようにするためには、取り付け用長孔の角度は４５度以上必要となる。なお、取り付け用長孔の最小角度は、駆動ギヤの歯数や被駆動ギヤの歯数によっても変わる。例えば、駆動ギヤの歯数が１２であり、また駆動ギヤと噛み合わされる被駆動ギヤの歯数が駆動ギヤの歯数より多い場合には、駆動ギヤの歯の間隔は３０度であるから、ステップモータの取り付け用長孔の最小角度は３０度でよいことになる。
【０００５】
ステップモータを駆動機構に取り付ける方法を図２１、図２２により説明する。組み付け設備によりスロットルバルブを所定の開度位置、例えば全閉位置に設定した後、ステップモータ８０の特定の相の１つを励磁した状態で駆動ギヤと被駆動ギヤが噛み合うようにステップモータ８０の駆動機構に対する取付位置を回転調整する。そして、調整完了後、ネジ８５を取り付け用長孔８３に挿通させ、駆動機構を内蔵しているギヤケースに設けられた取付孔に締め付ける。なお、調整範囲をこえて取り付け不可能な時には、ステップモータの隣の特定の相を励磁し、同様のステップモータ取付位置の回転調整を行うことにより取り付け可能となることもある。
この場合、駆動ギヤや被駆動ギヤの位置関係が各製品毎に異なるためステップモータの調整角度も各製品毎に異なるが、取り付け用長孔８３の角度が大きいと、取り付け後のステップモータ８０の取り付け角度の振れ、すなわちモータ取り付け振れ角度も大きくなる。また、モータ取り付け振れ角度が大きくなると、コネクタ８４や接続ケーブル８６の取り付け振れ角度も大きくなる。例えば、図２１に示すステップモータ８０、コネクタ８４及び接続ケーブル８６の取り付け角度から図２２に示すステップモータ８０、コネクタ８４及び接続ケーブル８６の取り付け角度の範囲の取り付け振れ角度となる。このため、ステップモータ８０を駆動機構に取り付けたスロットルバルブ駆動装置を車両に搭載する場合、ステップモータ８０、コネクタ８４及び接続ケーブル８６の取り付け振れ角度の範囲分のスペースを確保する必要があり、また接続ケーブル８６の長さも取り付け振れ角度を考慮する必要があるため、車両等への搭載性がよくない。
本発明は、このような問題点を解決するために創案されたものであり、モータの取り付け振れ角度を減少させて車両等への搭載性を向上させることができるモータ取付装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
ステップモータと、
前記ステップモータの出力軸に取り付けられた第１ギヤと、
前記ステップモータを取り付けかつ駆動機構を内蔵するギヤケース側に設けられ、前記第１ギヤと噛み合わされる第２ギヤと
を備え、
前記ステップモータ及び前記ギヤケースの一方には、ギヤケースに対するステップモータの取り付け角度を調整するための長孔が設けられており、
前記ステップモータ及びギヤケースの他方には、前記長孔に挿通されたネジが締め付けられる取付孔が設けられており、
前記ネジを、前記長孔に挿通させて前記取付孔に締め付けることにより、前記ギヤケースに前記ステップモータを取り付けるようにしたモータ取付装置であって、
前記取り付け用長孔の角度をθ、前記第１ギヤの歯数をｎ、前記ステップモータの一周中に特定の相が励磁される数をｍとしたとき、
前記取り付け用長孔の角度θを、
θ min ＝３６０度／（ｎとｍの最小公倍数）
により求められる最小角度（「最小値」ともいう。）θ min に設定したモータ取付装置である。
請求項１に記載のモータ取付装置によれば、取り付け用長孔の角度θを最小角度θ min に設定することにより、ステップモータの取り付け振れ角度を減少させることができ、車両等への搭載性を向上させることができる。
また、請求項２に記載の発明は、
ステップモータと、
前記ステップモータの出力軸に取り付けられた第１ギヤと、
前記ステップモータを取り付けかつ駆動機構を内蔵するギヤケース側に設けられ、前記第１ギヤと噛み合わされる第２ギヤと
を備え、
前記ステップモータ及び前記ギヤケースの一方には、ギヤケースに対するステップモータの取り付け角度を調整するための長孔が設けられており、
前記ステップモータ及びギヤケースの他方には、前記長孔に挿通されたネジが締め付けられる取付孔が設けられており、
前記ネジを、前記長孔に挿通させて前記取付孔に締め付けることにより、前記ギヤケースに前記ステップモータを取り付けるようにしたモータ取付装置であって、
前記取り付け用長孔の角度をθ、前記第１ギヤの歯数をｎ、前記ステップモータの一周中に特定の相が励磁される数をｍ、前記第１ギヤ及び前記第２ギヤによるバラツキ分をαとしたとき、
前記取り付け用長孔の角度θを、
θ min ＝３６０度／（ｎとｍの最小公倍数）＋α
により求められる最小角度θ min に設定したモータ取付装置である。
請求項２に記載のモータ取付装置によれば、取り付け用長孔の角度θを、バラツキ分αを加えた最小角度θ min に設定することにより、ステップモータの取り付け振れ角度を減少させることができ、車両等への搭載性を向上させることができ、また第１ギヤ及び第２ギヤによるバラツキ分αを吸収することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
まず、ディーゼル機関の吸入空気量を調整するスロットルバルブ及びその駆動装置の概略図を図１〜図５により説明する。なお、図１はスロットルバルブ及びその駆動装置の側部断面図、図２は図１のＩＩ―ＩＩ線断面図、図３は図１のＩＩＩ―ＩＩＩ線断面図、図４はステップモータの側面図、図５は図１のＶ方向から見た側面図である。
スロットルボディ１０には、ディーゼル機関の燃焼室に接続されている吸気通路１１が形成されている。この吸気通路１１には、吸気通路の開口面積を可変調整して燃焼室内に導入される吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１２が設けられている。スロットルバルブ１２はスロットル軸１３に一体回動可能に取り付けられており、スロットル軸１３はベアリング１４、１５によりスロットルボディ１０に回動可能に取り付けられている。スロットルバルブ１２は、ステップモータ、スプリング、ギヤを有する駆動機構３０等により構成される駆動装置によって開閉制御される。
【０００８】
スロットル軸１３の一端（図１の右方端）とスロットルボディ１０の間には、リターンスプリング３１が設けられている。このリターンスプリング３１によって、スロットル軸１３及びスロットルバルブ１２は開方向に付勢されている。
一方、スロットル軸１３の他端（図１の左方端）には、ギヤケース４０に内蔵された被駆動ギヤ４１が一体に取り付けられている。
また、スロットル軸１３の他端には、２本のアーム部４２ａ、４２ｂを有するレバー４２が回動可能に装着されている。一方のアーム部４２ｂは、Ｌ字状に形成され、被駆動ギヤ４１側に延伸されている。このアーム部４２ｂの先端部は、被駆動ギヤ４１に形成されている溝部内に係合されている。レバー４２のアーム部４２ｂと被駆動ギヤ４１の間には、リリーフスプリング３２が設けられている。リリーフスプリング３２は、レバー４２を被駆動ギヤ４１に対して図２の反時計回り方向に付勢している。これにより、アーム部４２ｂの先端部は、通常はリリーフスプリング３２の付勢力によって、被駆動ギヤ４１に形成されている溝部のスロットル軸１３を中心とした反時計回り方向側の側壁と当接している。この状態で、被駆動ギヤ４１とレバー４２とは一体となって回動される。
【０００９】
また、他方のアーム部４２ａの先端部には、ギヤケース４０に取り付けられた全開スイッチ４４と当接可能な押圧部４３が設けられている。この押圧部４３は、スロットルバルブ１２が全開位置にある時に全開スイッチ４４と当接して全開スイッチ４４をオンとする。全開スイッチ４４の出力信号は、ディーゼル機関の各種制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）に出力される。ここで、全開位置とは、吸気通路１１の開口面積が最大となるスロットルバルブ１２の開度位置をいう。なお、スロットルバルブ１２は押圧部４３が全開スイッチ４４と当接する全開位置よりもさらに開方向側に回動可能となっており、スロットルバルブ１２が全開位置よりさらに所定角度だけ開方向側に回動すると、図示しない開方向ストッパによりそれ以上の開方向の回動が制限されるように構成されている。
さらに、アーム部４２ａの先端部には、押圧部４３とは反対側、すなわちスロットルバルブ１２の開方向側に当接部が設けられている。この当接部は、スロットルバルブ１２が全閉位置に位置する時に全閉ストッパに当接してレバー４２の閉方向側への回動を規制する。ここで、全閉位置とは、吸気通路１１の開口面積が最小となるスロットルバルブ１２の開度位置をいう。
全閉ストッパに当接する当接部材の取り付け位置はアーム部４２ａに限定されず、スロットル軸１３の一端側でもよい。
【００１０】
また、被駆動ギヤ４１は、ギヤケース４０内の支軸４５に一体回動可能に取り付けられた第２中間ギヤ４６と噛み合っている。さらに支軸４５には第１中間ギヤ４７が一体回動可能に取り付けられており、この第１中間ギヤ４はステップモータ５０の出力軸５１に一体回動可能に取り付けられた駆動ギヤ５２と噛み合っている。これにより、ステップモータ５０の出力軸５１の回動力が駆動ギヤ５２、第１中間ギヤ４７、第２中間ギヤ４６及び被駆動ギヤ４１を介してスロットル軸１３に伝達され、スロットル軸１３の回動によってスロットルバルブ１２が開閉制御される。なお、駆動ギヤ５２は、本明細書でいう「第１ギヤ」に相当する。また、第１中間ギヤ４７は、本明細書でいう「第１ギヤ」に相当する。
【００１１】
また、ギヤ等を有する駆動機構３０を内蔵したギヤケース４０には、ステップモータ５０を取り付けるための取付孔４８が設けられている。さらに、ステップモータ５０には、ギヤケース４０に対するステップモータ５０の取付角度を調整するための取り付け用長孔５３が設けられている。
そして、駆動ギヤ５２と第１中間ギヤ４７が噛み合うようにステップモータ５０の取付角度を調整した後、ネジ５５を取り付け用長孔５３に挿入し、取付孔４８に締め付ける。
【００１２】
次に、ステップモータ５０をギヤ等を有する駆動機構３０を内蔵したギヤケース４０に取り付ける方法を説明する。
ここで、ステップモータ５０をギヤケース４０に取り付ける際の制約条件は、スロットルバルブ１２が全閉位置にある時にはステップモータ５０は特定の相（例えばＡ相）が励磁されていること、モータ取り付け振れ角度ができるだけ小さいことである。そこで、本実施の形態では、ステップモータ５０の取付角度を調整するための取り付け用長孔５３の角度θの最小値θminを以下のように設定する。
θmin＝３６０度／（ｎとｍの最小公倍数）＋α
ここで、ｎはステップモータ５０の出力軸５１に取り付けられた駆動ギヤ５２の歯数、ｍはステップモータ５０の一周中に特定相（例えばＡ相）が励磁される数、αは駆動ギヤ５２や第１中間ギヤ４７等のバラツキ分である。なお、αの値は０を含めて任意に設定可能である。
【００１３】
ステップモータ５０の出力軸５１に取り付けられた駆動ギヤ（モータギヤ）５２の歯数ｎが１２の場合について、ステップモータ５０の一周中にＡ相励磁の状態で駆動ギヤ５２が取り得る位置を図６〜図９に示す。ここで、ステップモータとして１ステップ角が１１．２５度の４相ステップモータを用い、駆動ギヤ５２や第１中間ギヤ４７のバラツキ分α＝１度とする。この場合、任意のＡ相を励磁している状態から隣のＡ相を励磁するとステップモータの出力軸は１１．２５度×４＝４５度の角度だけ回動するから、ステップモータ５０の一周中にＡ相が励磁される数ｍ、すなわちステップモータ５０の一周中にＡ相励磁の状態で駆動ギヤ５２が取り得る位置の数ｍ＝［３６０度÷４５度］＝８である。また、駆動ギヤ５２の歯の間隔は［３６０度÷１２］＝３０度である。また、取り付け用長孔５３の最小角度θminは、θmin＝［３６０度÷（１２と８の最小公倍数）＋１度］＝１６度である。
図６は、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁した時の駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｌの位置を示したものである。図７は、図６に示す状態からステップモータ５０の任意のＡ相から順に隣のＡ相を励磁した場合、すなわちステップモータ５０の出力軸５１を４５度ずつ回転させた場合の駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｌの取り得る位置を示したものである。図７に示すように、駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｌの内、４５度の倍数の角度間隔にあるＡ，Ｄ，Ｇ及びＪ、Ｃ，Ｆ，Ｉ及びＬ、Ｂ，Ｅ，Ｈ及びＫはそれぞれ同じ位置を取る。すなわち、ステップモータ５０の一周中にＡ相励磁で駆動ギヤ５２が取り得る位置は、ｎ＝１２と、ｍ＝８の最小公倍数２４だけ等間隔で存在する。
図８は、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁した時の駆動ギヤ５２の各歯の位置を示したものである。図９は、図８に示す状態からステップモータ５０の任意のＡ相の隣のＡ相を順次励磁した場合、すなわち４５度回転させた場合の駆動ギヤ５２の各歯の位置を示したものである。図中の数字は、ステップモータを回転させた回数を示している。ここで、ステップモータ５０の出力軸を１回４５度左回転させると、駆動ギヤ５２の歯は左に４５度回転するが、３０度右隣の歯も４５度左回転する。すなわち、歯は同一ではないが、見かけ上駆動ギヤ５２の歯は左に１５度（＝４５度−３０度）回転したことになる。ステップモータ５０の出力軸をもう１回４５度左回転させると、見かけ上駆動ギヤ５２の歯は左に１５度回転したこととになり、この歯の位置は０回の歯の位置と一致する。
したがって、駆動ギヤ５２の歯数ｎが１２の場合には、取り付け用長孔５３の角度を［３６０度÷（ｎとｍの最小公倍数）＋α］＝［３６０度÷２４＋１度］＝１６度以上とすれば、最大でも［（ｍとｎの小さい方）÷（ｍとｎの最大公約数）−１回］＝［８÷４−１回］＝１回、ステップモータの出力軸の特定の位置がとる角度（ステップモータ５０の特定相を励磁している状態から隣の特定相を励磁した時の出力軸の回転角度）＝［１１．２５度×４］＝４５度回転させれば、駆動ギヤ５２を第１中間ギヤ４７に噛み合わせることができる。
【００１４】
駆動ギヤ（モータギヤ）５２の歯数ｎが１３の場合について、ステップモータ５０の一周中にＡ相励磁の状態で駆動ギヤ５２が取り得る位置を図１０〜図１３に示す。この場合、駆動ギヤ５２の歯の間隔は［３６０度÷１３］＝２７．７度である。また、取り付け用長孔５３の最小角度θminは、θmin＝［３６０度÷（１３と８の最小公倍数）＋１度］＝４．５度である。
図１０は、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁した時の駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｍの位置を示したものである。図１１は、図１０に示す状態からステップモータ５０の任意のＡ相から順に隣のＡ相を励磁した場合の駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｍの取り得る位置を示したものである。この場合、各歯Ａ〜Ｍは、互いの角度間隔が４５度の倍数ではないため、それぞれ異なる位置を取る。すなわち、ステップモータ５０の一周中にＡ相励磁で駆動ギヤ５２が取り得る位置は、ｎ＝１３と、ｍ＝８の最小公倍数１０４だけ等間隔で存在する。
図１２は、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁した時の駆動ギヤ５２の各歯の位置を示したものである。図１３は、図１２に示す状態からステップモータ５０の任意のＡ相の隣のＡ相を順次励磁した場合の駆動ギヤ５２の各歯の位置を示したものである。図中の数字は、ステップモータを隣のＡ相励磁に切り換えて回転させた回数を示している。ここで、ステップモータ５０の出力軸を１回４５度左回転させると、駆動ギヤ５２の歯は左に４５度回転するが、２７．７度右隣の歯も４５度左回転するから、見かけ上駆動ギヤ５２の歯は左に１７．３度（＝４５度ー２７．７度）回転したことになる。以後、ステップモータ５０の出力軸を順次４５度左回転させる毎に見かけ上駆動ギヤ５２の歯は左に１７．３度ずつ回転したことになる。
したがって、駆動ギヤ５２の歯数ｎが１３の場合には、取り付け用長孔５３の角度を［３６０度÷（ｎとｍの最小公倍数）＋α］＝［３６０度÷１０４＋１度］＝４．５度以上とすれば、最大でも［（ｍとｎの小さい方）÷（ｍとｎの最大公約数）ー１回］＝［８÷１ー１回］＝７回、ステップモータ５０の出力軸５１の特定の位置がとる角度回転させれば駆動ギヤ５２を第１中間ギヤ４７に噛み合わせることができる。
【００１５】
駆動ギヤ（モータギヤ）５２の歯数ｎが１４の場合について、ステップモータ５０の一周中にＡ相励磁の状態で駆動ギヤ５２が取り得る位置を図１４〜図１７に示す。この場合、駆動ギヤ５２の歯の間隔は［３６０度÷１４］＝２５．７度である。また、取り付け用長孔５３の最小角度θminは、θmin＝［３６０度÷（１４と８の最小公倍数）＋１度］＝７．４度である。
図１４は、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁した時の駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｎの位置を示したものである。図１５は、図１４に示す状態からステップモータ５０の任意のＡ相から順に隣のＡ相を励磁した場合の駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｎの取り得る位置を示したものである。この場合、各歯Ａ〜Ｎの内、互いの角度間隔が４５度の倍数である歯はそれぞれ同じ位置を取る。すなわち、ステップモータ５０の一周中にＡ相励磁で駆動ギヤ５２が取り得る位置は、ｎ＝１４と、ｍ＝８の最小公倍数５６だけ等間隔で存在する。
図１６は、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁した時の駆動ギヤ５２の各歯の位置を示したものである。図１７は、図１６に示す状態からステップモータ５０の任意のＡ相の隣のＡ相を順次励磁した場合の駆動ギヤ５２の各歯の位置を示したものである。図中の数字は、ステップモータを回転させた回数を示している。ここで、ステップモータ５０の出力軸を１回４５度左回転させると、駆動ギヤ５２の歯は左に４５度回転するが、２５．７度右隣の歯も４５度左回転するから、見かけ上駆動ギヤ５２の歯は左に１９．３度（＝４５度ー２５．７度）回転したことになる。以後、ステップモータ５０の出力軸を順次４５度左回転させる毎に見かけ上駆動ギヤ５２の歯は左に１９．３度ずつ回転したことになる。
したがって、駆動ギヤ５２の歯数ｎが１４の場合には、取り付け用長孔５３の角度を［３６０度÷（ｎとｍの最小公倍数）＋α］＝［３６０度÷５６＋１度］＝７．４度以上とすれば、最大でも［（ｍとｎの小さい方）÷（ｍとｎの最大公約数）ー１回］＝［８÷２ー１回］＝３回、ステップモータの出力軸の特定の位置がとる角度（４５度）回転させれば駆動ギヤ５２を第１中間ギヤ４７に噛み合わせることができる。
【００１６】
以上のように、ステップモータ５０の一周中に特定の相を励磁した状態で駆動ギヤ５２が取り得る位置は、駆動ギヤ５２の歯数ｎとステップモータ５０の一周中に特定の相が励磁される数ｍ（ステップモータ５０の一周中にステップモータ５９の出力軸５１の特定の位置がとる角度）の最小公倍数だけ等間隔で存在する。したがって、取り付け用長孔５３の角度を［３６０度／（ｎとｍの最小公倍数）＋α］に設定することにより、取り付け用長孔５３の角度を小さくすることができる。
【００１７】
本発明のモータ取付装置を用いてステップモータを駆動機構に取り付ける方法の一例を図１８のフローチャート図により説明する。
まず、ステップモータ５０を取り付ける前に、組み付け設備等の外力によってスロットルバルブ１２を全閉状態、例えばレバー４２のアーム部４２ａの先端部に設けられた当接部４３ｂが全閉ストッパに当接させる（ステップ１０１）。
次に、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁する（ステップ１０２）。
任意のＡ相を励磁した状態で、ギヤケース４０の取付孔４８とステップモータ５０の取り付け用長孔５３が一番近い位置で、駆動ギヤ５２を第１中間ギヤ４７を噛み合わせてステップモータ５０をギヤケース４０に取り付ける（ステップ１０３）。
そして、ギヤバックラッシュを吸収させるためステップモータ５０をリターンスプリング３１の付勢力に抗する方向（図２において反時計方向）に軽く回す（ステップ１０４）。
ここで、ステップモータ５０の取り付け用長孔５３とギヤケース４０の取付孔４８の回転位置関係を判別し、ネジ５５が組み付け可能か否かを判断する（ステップ１０５）。
図１９に示すようにネジ５５が組み付け不可能な場合は、ステップモータ５０をギヤケース４０から外す（ステップ１０６）。そして、ステップモータ５０の出力軸５１を隣のＡ相まで回転させ（ステップ１０７）た後、ステップ１０３の処理を行う。
ステップ１０５で、ネジ５５が組み付け可能な場合は、ネジ５５を取り付け用長孔５３を貫通させ、取付孔４８に締め付ける（ステップ１０８）。
そして、組み付け設備によるバルブ全閉状態を解除して処理を終了する（ステップ１０９）。
【００１８】
取り付け用長孔５３の角度が小さいほど駆動ギヤ５２と第１中間ギヤ４７が噛み合う範囲が狭くなる。このため、前記の取り付け方法ではステップモータ５０の出力軸を隣のＡ相まで回転させる処理の回数が多くなり、ステップモータ５０の駆動機構３０への取り付けに時間がかかる。
そこで、取り付け用長孔５３の角度が小さくても短時間にステップモータを駆動機構３０に取り付けることができる取り付け方法を以下に説明する。ステップモータ５０の特定の相の隣の特定の相への駆動（ステップモータ５０の出力軸の特定の位置が取る角度）を何回行えば駆動ギヤ５２が見かけ上何度回転するかは、例えば図９、図１３、図１７により事前に判別することができる。したがって、ギヤケース４０の取付孔４８と取り付け用長孔５３のズレ角を検出し、検出したズレ角から次にステップモータ５０を４５度毎に何回回転させればよいかを判別することにより、ステップモータ５０の回転処理が１回ですみ、ステップモータ５０の取り付け時間を短縮することができる。
【００１９】
本発明のモータ取付装置を用いてモータを取り付ける他の方法を図２０のフローチャート図により説明する。
図２０のフローチャート図のステップ２０１〜２０５、２１２、２１３は図１８に示したフローチャート図のステップ１０１〜１０５、１０８、１０９と同様であるため説明を省略する。
ステップ２０５でネジ５５が組み付け不可能である場合には、取付孔４８と取り付け用長孔５３とのズレ角をセンサ等によって測定する（ステップ２０６）。なお、取付孔４８と取り付け用長孔５３とのズレ角は、図１９に示すように、スロットルボディ１０のフランジ面を基準にコネクタ５４の角度を測定し、測定した角度に基づいて求めることもできる。
そして、ステップモータ５０を４５度毎の回転を何回行えば取付孔４８と取り付け用長孔５３とのズレ角に一番近いかを計算する（ステップ２０７）。
その後、ステップモータ５０をギヤケース４０から外し（ステップ２０８）、ステップモータ５０をステップ２０７で計算した回数回転させる（ステップ２０９）。
駆動ギヤ５２と第１中間ギヤ４７を噛み合わせてステップモータ５０を再度ギヤケース４０に取り付ける（ステップ２１０）。
そして、ギヤバックラッシュを吸収させるためステップモータ５０をリターンスプリング３１の付勢力に抗する方向に軽く回し（ステップ２１１）、ステップ２１２に進む。
【００２０】
以上の実施の形態では、取り付け用長孔の角度の最小値θminを各部のバラツキを考慮したが、各部のバラツキを考慮することなく設定することもできる。
また、取り付け用長孔をステップモータに設けたが、ギヤケースに設けてもよい。
また、ステップモータの励磁方式として１相励磁方式を用いたが、他の励磁方式を用いることもできる。
また、スロットルバルブの全閉位置で調整したが、調整位置は全閉位置に限定されず中間開度位置で所定の吸入空気量に調整する等種々の開度位置を選択することができる。
また、ディーゼル機関のスロットルバルブ駆動装置について説明したが、本発明はこれに限定されず種々の機器を駆動する駆動装置に適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のモータ取付装置によれば、取り付け用長孔の角度を小さくすることができるため、ステップモータの取り付け振れ角度を減少させることができ、車両等への搭載性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スロットルバルブ及び駆動装置の側部断面図である。
【図２】図１のＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ線断面図である。
【図４】ステップモータの側面図である。
【図５】図１のＶ方向から見た図である。
【図６】モータギヤの歯数が１２の時の初期位置を示す図である。
【図７】モータギヤの歯数が１２の時の各ギヤの取り得る位置を示す図である。
【図８】モータギヤの歯数が１２の時の初期位置を示す図である。
【図９】図８の状態から所定角度ずつ左回転させた時の各ギヤの取り得る位置を示す図である。
【図１０】モータギヤの歯数が１３の時の初期位置を示す図である。
【図１１】モータギヤの歯数が１３の時の各ギヤの取り得る位置を示す図である。
【図１２】モータギヤの歯数が１３の時の初期位置を示す図である。
【図１３】図１２の状態から所定角度ずつ左回転させた時の各ギヤの取り得る位置を示す図である。
【図１４】モータギヤの歯数が１４の時の初期位置を示す図である。
【図１５】モータギヤの歯数が１４の時の各ギヤの取り得る位置を示す図である。
【図１６】モータギヤの歯数が１４の時の初期位置を示す図である。
【図１７】図１６の状態から所定角度ずつ左回転させた時の各ギヤの取り得る位置を示す図である。
【図１８】本発明のモータ取付装置を用いてステップモータを取り付ける方法の一例のフローチャート図である。
【図１９】本発明のモータ取付装置を用いてステップモータを取り付ける方法の他の例を説明するための図である。
【図２０】本発明のモータ取付装置を用いてステップモータを取り付ける方法の他の例のフローチャート図である。
【図２１】従来のモータ取付装置を用いてステップモータを取り付ける方法を説明する図である。
【図２２】従来のモータ取付装置を用いてステップモータを取り付ける方法を説明する図である。
【符号の説明】
１３ スロットル軸
３１ リターンスプリング
３２ リリーフスプリング
４０ ギヤケース
４６、４７ 中間ギヤ
４８ 取付孔
５２ 駆動ギヤ
５３ 取り付け用長孔
５５ ネジ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばディーゼル機関の吸入空気量を調整するスロットルバルブにギヤを有する駆動機構を介してステップモータの出力軸を連結した駆動装置等において、ステップモータを駆動機構に取り付けるモータ取付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼル機関の吸入空気量を調整するスロットルバルブを開閉駆動する駆動装置として、ステップモータと、ステップモータの出力軸に取り付けられた駆動ギヤ（モータギヤ）と、スロットルバルブが取り付けられたスロットル軸と連結され、駆動ギヤと噛み合わされる被駆動ギヤを有する駆動機構からなる駆動装置が用いられている。この場合、ステップモータの所定のステップ位置を基準ステップ位置とし、この基準ステップ位置にステップモータに供給するパルスの数、すなわちステップ数を加減算してステップモータの現在ステップ位置、したがってスロットルバルブの現在開度位置を検出する。そして、アクセルペダルの踏み込み量に応じたスロットルバルブの目標開度位置とステップモータの現在ステップ位置に対応するスロットルバルブの現在開度位置との差に基づいてステップモータのステップ数を求め、求めたステップ数だけステップモータを回転させることによってスロットルバルブの開度位置を制御している。しかしながら、ステップモータの脱調やディーゼル機関停止時にはステップモータへの通電が遮断される等によりステップモータの現在ステップ位置とスロットルバルブの現在開度位置との対応関係が一致しなくなることがある。このため、ステップモータの現在ステップ位置とスロットルバルブの現在開度位置との対応関係を一致させる初期化処理を行う必要がある。このような初期化処理を行う駆動装置としては、例えば特開平３−５７８５２号公報に記載されている。この従来の駆動装置における初期化処理は、スロットルバルブが所定の開度位置に回動されるとオン・オフ状態が切り替わるスイッチを設け、このスイッチのオン・オフ状態が切り替わった時点でステップモータの現在ステップ位置を基準ステップ位置に設定するものである。
【０００３】
ところで、スロットルバルブが所定の開度位置、例えば全閉位置にある時にはステップモータは特定の相が励磁状態にあるという前提で制御プログラムが作成されている場合には、制御プログラムの制約から、ステップモータが特定の相の励磁状態にある時にスロットルバルブが所定の開度位置にあることが要求される。例えば、４相（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）ステップモータを用いた場合、スロットルバルブが全閉位置にあることを検出する全閉スイッチのオン・オフ状態が切り替わった時点で、ステップモータのＡ相が励磁状態にあることが要求される。この要求は、前記初期化処理の実行では達成することができず、前記制約条件を満足するようにステップモータを駆動機構に取り付けることによって達成することができる。この場合、スロットルバルブが所定の開度位置、例えば全閉位置にある時の被駆動ギヤの歯の位置と、ステップモータの特定の相が励磁されている時の駆動ギヤの歯の位置とが対応しないことがあるため、ステップモータの駆動機構に対する取り付け角度を調整可能とする必要がある。
一方、モータの出力軸に駆動ギヤを取り付け、被駆動機器と連結され、駆動ギヤと噛み合わされる被駆動ギヤをギヤケース内に設けた駆動装置において、ギヤケースにモータを取り付けるための取付孔（ネジ孔）を設けるとともに、モータに取り付け用長孔を設けることにより、ギヤケースに対するモータの取り付け角度を調整可能としたモータ取付機構は、例えば特開平８−２８６６９号公報に記載されている。
そこで、このようなモータ取付機構を、前記スロットルバルブが所定の開度位置にある時にステップモータの特定の相が励磁状態にあるようにステップモータを駆動機構に取り付けるためのモータ取付機構として用いることが考えられる。すなわち、駆動機構を内蔵したギヤケースにステップモータを取り付けるための取付孔を設けるとともに、ステップモータに取り付け用長孔を設けたモータ取付装置が考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このモータ取付機構を用いてモータ取付装置を構成する場合、以下のような問題点がある。
例えば、スロットルバルブを駆動する駆動モータとして相数が４相（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）で、１相励磁時のステップ角度が１１．２５度のステップモータを用い、またスロットルバルブが全閉位置にある時にステップモータがＡ相励磁されていることという制約条件がある場合、ステップモータがＡ相励磁状態で駆動ギヤがステップモータの一周中に取り得る位置は４５度間隔の位置である。したがって、駆動ギヤの位置と被駆動ギヤの位置関係がどのような状態であってもステップモータを駆動機構に取り付けることができるようにするためには、取り付け用長孔の角度は４５度以上必要となる。なお、取り付け用長孔の最小角度は、駆動ギヤの歯数や被駆動ギヤの歯数によっても変わる。例えば、駆動ギヤの歯数が１２であり、また駆動ギヤと噛み合わされる被駆動ギヤの歯数が駆動ギヤの歯数より多い場合には、駆動ギヤの歯の間隔は３０度であるから、ステップモータの取り付け用長孔の最小角度は３０度でよいことになる。
【０００５】
ステップモータを駆動機構に取り付ける方法を図２１、図２２により説明する。組み付け設備によりスロットルバルブを所定の開度位置、例えば全閉位置に設定した後、ステップモータ８０の特定の相の１つを励磁した状態で駆動ギヤと被駆動ギヤが噛み合うようにステップモータ８０の駆動機構に対する取付位置を回転調整する。そして、調整完了後、ネジ８５を取り付け用長孔８３に挿通させ、駆動機構を内蔵しているギヤケースに設けられた取付孔に締め付ける。なお、調整範囲をこえて取り付け不可能な時には、ステップモータの隣の特定の相を励磁し、同様のステップモータ取付位置の回転調整を行うことにより取り付け可能となることもある。
この場合、駆動ギヤや被駆動ギヤの位置関係が各製品毎に異なるためステップモータの調整角度も各製品毎に異なるが、取り付け用長孔８３の角度が大きいと、取り付け後のステップモータ８０の取り付け角度の振れ、すなわちモータ取り付け振れ角度も大きくなる。また、モータ取り付け振れ角度が大きくなると、コネクタ８４や接続ケーブル８６の取り付け振れ角度も大きくなる。例えば、図２１に示すステップモータ８０、コネクタ８４及び接続ケーブル８６の取り付け角度から図２２に示すステップモータ８０、コネクタ８４及び接続ケーブル８６の取り付け角度の範囲の取り付け振れ角度となる。このため、ステップモータ８０を駆動機構に取り付けたスロットルバルブ駆動装置を車両に搭載する場合、ステップモータ８０、コネクタ８４及び接続ケーブル８６の取り付け振れ角度の範囲分のスペースを確保する必要があり、また接続ケーブル８６の長さも取り付け振れ角度を考慮する必要があるため、車両等への搭載性がよくない。
本発明は、このような問題点を解決するために創案されたものであり、モータの取り付け振れ角度を減少させて車両等への搭載性を向上させることができるモータ取付装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
ステップモータと、
前記ステップモータの出力軸に取り付けられた第１ギヤと、
前記ステップモータを取り付けかつ駆動機構を内蔵するギヤケース側に設けられ、前記第１ギヤと噛み合わされる第２ギヤと
を備え、
前記ステップモータ及び前記ギヤケースの一方には、ギヤケースに対するステップモータの取り付け角度を調整するための長孔が設けられており、
前記ステップモータ及びギヤケースの他方には、前記長孔に挿通されたネジが締め付けられる取付孔が設けられており、
前記ネジを、前記長孔に挿通させて前記取付孔に締め付けることにより、前記ギヤケースに前記ステップモータを取り付けるようにしたモータ取付装置であって、
前記取り付け用長孔の角度をθ、前記第１ギヤの歯数をｎ、前記ステップモータの一周中に特定の相が励磁される数をｍとしたとき、
前記取り付け用長孔の角度θを、
θ min ＝３６０度／（ｎとｍの最小公倍数）
により求められる最小角度（「最小値」ともいう。）θ min に設定したモータ取付装置である。
請求項１に記載のモータ取付装置によれば、取り付け用長孔の角度θを最小角度θ min に設定することにより、ステップモータの取り付け振れ角度を減少させることができ、車両等への搭載性を向上させることができる。
また、請求項２に記載の発明は、
ステップモータと、
前記ステップモータの出力軸に取り付けられた第１ギヤと、
前記ステップモータを取り付けかつ駆動機構を内蔵するギヤケース側に設けられ、前記第１ギヤと噛み合わされる第２ギヤと
を備え、
前記ステップモータ及び前記ギヤケースの一方には、ギヤケースに対するステップモータの取り付け角度を調整するための長孔が設けられており、
前記ステップモータ及びギヤケースの他方には、前記長孔に挿通されたネジが締め付けられる取付孔が設けられており、
前記ネジを、前記長孔に挿通させて前記取付孔に締め付けることにより、前記ギヤケースに前記ステップモータを取り付けるようにしたモータ取付装置であって、
前記取り付け用長孔の角度をθ、前記第１ギヤの歯数をｎ、前記ステップモータの一周中に特定の相が励磁される数をｍ、前記第１ギヤ及び前記第２ギヤによるバラツキ分をαとしたとき、
前記取り付け用長孔の角度θを、
θ min ＝３６０度／（ｎとｍの最小公倍数）＋α
により求められる最小角度θ min に設定したモータ取付装置である。
請求項２に記載のモータ取付装置によれば、取り付け用長孔の角度θを、バラツキ分αを加えた最小角度θ min に設定することにより、ステップモータの取り付け振れ角度を減少させることができ、車両等への搭載性を向上させることができ、また第１ギヤ及び第２ギヤによるバラツキ分αを吸収することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
まず、ディーゼル機関の吸入空気量を調整するスロットルバルブ及びその駆動装置の概略図を図１〜図５により説明する。なお、図１はスロットルバルブ及びその駆動装置の側部断面図、図２は図１のＩＩ―ＩＩ線断面図、図３は図１のＩＩＩ―ＩＩＩ線断面図、図４はステップモータの側面図、図５は図１のＶ方向から見た側面図である。
スロットルボディ１０には、ディーゼル機関の燃焼室に接続されている吸気通路１１が形成されている。この吸気通路１１には、吸気通路の開口面積を可変調整して燃焼室内に導入される吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１２が設けられている。スロットルバルブ１２はスロットル軸１３に一体回動可能に取り付けられており、スロットル軸１３はベアリング１４、１５によりスロットルボディ１０に回動可能に取り付けられている。スロットルバルブ１２は、ステップモータ、スプリング、ギヤを有する駆動機構３０等により構成される駆動装置によって開閉制御される。
【０００８】
スロットル軸１３の一端（図１の右方端）とスロットルボディ１０の間には、リターンスプリング３１が設けられている。このリターンスプリング３１によって、スロットル軸１３及びスロットルバルブ１２は開方向に付勢されている。
一方、スロットル軸１３の他端（図１の左方端）には、ギヤケース４０に内蔵された被駆動ギヤ４１が一体に取り付けられている。
また、スロットル軸１３の他端には、２本のアーム部４２ａ、４２ｂを有するレバー４２が回動可能に装着されている。一方のアーム部４２ｂは、Ｌ字状に形成され、被駆動ギヤ４１側に延伸されている。このアーム部４２ｂの先端部は、被駆動ギヤ４１に形成されている溝部内に係合されている。レバー４２のアーム部４２ｂと被駆動ギヤ４１の間には、リリーフスプリング３２が設けられている。リリーフスプリング３２は、レバー４２を被駆動ギヤ４１に対して図２の反時計回り方向に付勢している。これにより、アーム部４２ｂの先端部は、通常はリリーフスプリング３２の付勢力によって、被駆動ギヤ４１に形成されている溝部のスロットル軸１３を中心とした反時計回り方向側の側壁と当接している。この状態で、被駆動ギヤ４１とレバー４２とは一体となって回動される。
【０００９】
また、他方のアーム部４２ａの先端部には、ギヤケース４０に取り付けられた全開スイッチ４４と当接可能な押圧部４３が設けられている。この押圧部４３は、スロットルバルブ１２が全開位置にある時に全開スイッチ４４と当接して全開スイッチ４４をオンとする。全開スイッチ４４の出力信号は、ディーゼル機関の各種制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）に出力される。ここで、全開位置とは、吸気通路１１の開口面積が最大となるスロットルバルブ１２の開度位置をいう。なお、スロットルバルブ１２は押圧部４３が全開スイッチ４４と当接する全開位置よりもさらに開方向側に回動可能となっており、スロットルバルブ１２が全開位置よりさらに所定角度だけ開方向側に回動すると、図示しない開方向ストッパによりそれ以上の開方向の回動が制限されるように構成されている。
さらに、アーム部４２ａの先端部には、押圧部４３とは反対側、すなわちスロットルバルブ１２の開方向側に当接部が設けられている。この当接部は、スロットルバルブ１２が全閉位置に位置する時に全閉ストッパに当接してレバー４２の閉方向側への回動を規制する。ここで、全閉位置とは、吸気通路１１の開口面積が最小となるスロットルバルブ１２の開度位置をいう。
全閉ストッパに当接する当接部材の取り付け位置はアーム部４２ａに限定されず、スロットル軸１３の一端側でもよい。
【００１０】
また、被駆動ギヤ４１は、ギヤケース４０内の支軸４５に一体回動可能に取り付けられた第２中間ギヤ４６と噛み合っている。さらに支軸４５には第１中間ギヤ４７が一体回動可能に取り付けられており、この第１中間ギヤ４はステップモータ５０の出力軸５１に一体回動可能に取り付けられた駆動ギヤ５２と噛み合っている。これにより、ステップモータ５０の出力軸５１の回動力が駆動ギヤ５２、第１中間ギヤ４７、第２中間ギヤ４６及び被駆動ギヤ４１を介してスロットル軸１３に伝達され、スロットル軸１３の回動によってスロットルバルブ１２が開閉制御される。なお、駆動ギヤ５２は、本明細書でいう「第１ギヤ」に相当する。また、第１中間ギヤ４７は、本明細書でいう「第１ギヤ」に相当する。
【００１１】
また、ギヤ等を有する駆動機構３０を内蔵したギヤケース４０には、ステップモータ５０を取り付けるための取付孔４８が設けられている。さらに、ステップモータ５０には、ギヤケース４０に対するステップモータ５０の取付角度を調整するための取り付け用長孔５３が設けられている。
そして、駆動ギヤ５２と第１中間ギヤ４７が噛み合うようにステップモータ５０の取付角度を調整した後、ネジ５５を取り付け用長孔５３に挿入し、取付孔４８に締め付ける。
【００１２】
次に、ステップモータ５０をギヤ等を有する駆動機構３０を内蔵したギヤケース４０に取り付ける方法を説明する。
ここで、ステップモータ５０をギヤケース４０に取り付ける際の制約条件は、スロットルバルブ１２が全閉位置にある時にはステップモータ５０は特定の相（例えばＡ相）が励磁されていること、モータ取り付け振れ角度ができるだけ小さいことである。そこで、本実施の形態では、ステップモータ５０の取付角度を調整するための取り付け用長孔５３の角度θの最小値θminを以下のように設定する。
θmin＝３６０度／（ｎとｍの最小公倍数）＋α
ここで、ｎはステップモータ５０の出力軸５１に取り付けられた駆動ギヤ５２の歯数、ｍはステップモータ５０の一周中に特定相（例えばＡ相）が励磁される数、αは駆動ギヤ５２や第１中間ギヤ４７等のバラツキ分である。なお、αの値は０を含めて任意に設定可能である。
【００１３】
ステップモータ５０の出力軸５１に取り付けられた駆動ギヤ（モータギヤ）５２の歯数ｎが１２の場合について、ステップモータ５０の一周中にＡ相励磁の状態で駆動ギヤ５２が取り得る位置を図６〜図９に示す。ここで、ステップモータとして１ステップ角が１１．２５度の４相ステップモータを用い、駆動ギヤ５２や第１中間ギヤ４７のバラツキ分α＝１度とする。この場合、任意のＡ相を励磁している状態から隣のＡ相を励磁するとステップモータの出力軸は１１．２５度×４＝４５度の角度だけ回動するから、ステップモータ５０の一周中にＡ相が励磁される数ｍ、すなわちステップモータ５０の一周中にＡ相励磁の状態で駆動ギヤ５２が取り得る位置の数ｍ＝［３６０度÷４５度］＝８である。また、駆動ギヤ５２の歯の間隔は［３６０度÷１２］＝３０度である。また、取り付け用長孔５３の最小角度θminは、θmin＝［３６０度÷（１２と８の最小公倍数）＋１度］＝１６度である。
図６は、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁した時の駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｌの位置を示したものである。図７は、図６に示す状態からステップモータ５０の任意のＡ相から順に隣のＡ相を励磁した場合、すなわちステップモータ５０の出力軸５１を４５度ずつ回転させた場合の駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｌの取り得る位置を示したものである。図７に示すように、駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｌの内、４５度の倍数の角度間隔にあるＡ，Ｄ，Ｇ及びＪ、Ｃ，Ｆ，Ｉ及びＬ、Ｂ，Ｅ，Ｈ及びＫはそれぞれ同じ位置を取る。すなわち、ステップモータ５０の一周中にＡ相励磁で駆動ギヤ５２が取り得る位置は、ｎ＝１２と、ｍ＝８の最小公倍数２４だけ等間隔で存在する。
図８は、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁した時の駆動ギヤ５２の各歯の位置を示したものである。図９は、図８に示す状態からステップモータ５０の任意のＡ相の隣のＡ相を順次励磁した場合、すなわち４５度回転させた場合の駆動ギヤ５２の各歯の位置を示したものである。図中の数字は、ステップモータを回転させた回数を示している。ここで、ステップモータ５０の出力軸を１回４５度左回転させると、駆動ギヤ５２の歯は左に４５度回転するが、３０度右隣の歯も４５度左回転する。すなわち、歯は同一ではないが、見かけ上駆動ギヤ５２の歯は左に１５度（＝４５度−３０度）回転したことになる。ステップモータ５０の出力軸をもう１回４５度左回転させると、見かけ上駆動ギヤ５２の歯は左に１５度回転したこととになり、この歯の位置は０回の歯の位置と一致する。
したがって、駆動ギヤ５２の歯数ｎが１２の場合には、取り付け用長孔５３の角度を［３６０度÷（ｎとｍの最小公倍数）＋α］＝［３６０度÷２４＋１度］＝１６度以上とすれば、最大でも［（ｍとｎの小さい方）÷（ｍとｎの最大公約数）−１回］＝［８÷４−１回］＝１回、ステップモータの出力軸の特定の位置がとる角度（ステップモータ５０の特定相を励磁している状態から隣の特定相を励磁した時の出力軸の回転角度）＝［１１．２５度×４］＝４５度回転させれば、駆動ギヤ５２を第１中間ギヤ４７に噛み合わせることができる。
【００１４】
駆動ギヤ（モータギヤ）５２の歯数ｎが１３の場合について、ステップモータ５０の一周中にＡ相励磁の状態で駆動ギヤ５２が取り得る位置を図１０〜図１３に示す。この場合、駆動ギヤ５２の歯の間隔は［３６０度÷１３］＝２７．７度である。また、取り付け用長孔５３の最小角度θminは、θmin＝［３６０度÷（１３と８の最小公倍数）＋１度］＝４．５度である。
図１０は、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁した時の駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｍの位置を示したものである。図１１は、図１０に示す状態からステップモータ５０の任意のＡ相から順に隣のＡ相を励磁した場合の駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｍの取り得る位置を示したものである。この場合、各歯Ａ〜Ｍは、互いの角度間隔が４５度の倍数ではないため、それぞれ異なる位置を取る。すなわち、ステップモータ５０の一周中にＡ相励磁で駆動ギヤ５２が取り得る位置は、ｎ＝１３と、ｍ＝８の最小公倍数１０４だけ等間隔で存在する。
図１２は、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁した時の駆動ギヤ５２の各歯の位置を示したものである。図１３は、図１２に示す状態からステップモータ５０の任意のＡ相の隣のＡ相を順次励磁した場合の駆動ギヤ５２の各歯の位置を示したものである。図中の数字は、ステップモータを隣のＡ相励磁に切り換えて回転させた回数を示している。ここで、ステップモータ５０の出力軸を１回４５度左回転させると、駆動ギヤ５２の歯は左に４５度回転するが、２７．７度右隣の歯も４５度左回転するから、見かけ上駆動ギヤ５２の歯は左に１７．３度（＝４５度ー２７．７度）回転したことになる。以後、ステップモータ５０の出力軸を順次４５度左回転させる毎に見かけ上駆動ギヤ５２の歯は左に１７．３度ずつ回転したことになる。
したがって、駆動ギヤ５２の歯数ｎが１３の場合には、取り付け用長孔５３の角度を［３６０度÷（ｎとｍの最小公倍数）＋α］＝［３６０度÷１０４＋１度］＝４．５度以上とすれば、最大でも［（ｍとｎの小さい方）÷（ｍとｎの最大公約数）ー１回］＝［８÷１ー１回］＝７回、ステップモータ５０の出力軸５１の特定の位置がとる角度回転させれば駆動ギヤ５２を第１中間ギヤ４７に噛み合わせることができる。
【００１５】
駆動ギヤ（モータギヤ）５２の歯数ｎが１４の場合について、ステップモータ５０の一周中にＡ相励磁の状態で駆動ギヤ５２が取り得る位置を図１４〜図１７に示す。この場合、駆動ギヤ５２の歯の間隔は［３６０度÷１４］＝２５．７度である。また、取り付け用長孔５３の最小角度θminは、θmin＝［３６０度÷（１４と８の最小公倍数）＋１度］＝７．４度である。
図１４は、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁した時の駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｎの位置を示したものである。図１５は、図１４に示す状態からステップモータ５０の任意のＡ相から順に隣のＡ相を励磁した場合の駆動ギヤ５２の歯Ａ〜Ｎの取り得る位置を示したものである。この場合、各歯Ａ〜Ｎの内、互いの角度間隔が４５度の倍数である歯はそれぞれ同じ位置を取る。すなわち、ステップモータ５０の一周中にＡ相励磁で駆動ギヤ５２が取り得る位置は、ｎ＝１４と、ｍ＝８の最小公倍数５６だけ等間隔で存在する。
図１６は、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁した時の駆動ギヤ５２の各歯の位置を示したものである。図１７は、図１６に示す状態からステップモータ５０の任意のＡ相の隣のＡ相を順次励磁した場合の駆動ギヤ５２の各歯の位置を示したものである。図中の数字は、ステップモータを回転させた回数を示している。ここで、ステップモータ５０の出力軸を１回４５度左回転させると、駆動ギヤ５２の歯は左に４５度回転するが、２５．７度右隣の歯も４５度左回転するから、見かけ上駆動ギヤ５２の歯は左に１９．３度（＝４５度ー２５．７度）回転したことになる。以後、ステップモータ５０の出力軸を順次４５度左回転させる毎に見かけ上駆動ギヤ５２の歯は左に１９．３度ずつ回転したことになる。
したがって、駆動ギヤ５２の歯数ｎが１４の場合には、取り付け用長孔５３の角度を［３６０度÷（ｎとｍの最小公倍数）＋α］＝［３６０度÷５６＋１度］＝７．４度以上とすれば、最大でも［（ｍとｎの小さい方）÷（ｍとｎの最大公約数）ー１回］＝［８÷２ー１回］＝３回、ステップモータの出力軸の特定の位置がとる角度（４５度）回転させれば駆動ギヤ５２を第１中間ギヤ４７に噛み合わせることができる。
【００１６】
以上のように、ステップモータ５０の一周中に特定の相を励磁した状態で駆動ギヤ５２が取り得る位置は、駆動ギヤ５２の歯数ｎとステップモータ５０の一周中に特定の相が励磁される数ｍ（ステップモータ５０の一周中にステップモータ５９の出力軸５１の特定の位置がとる角度）の最小公倍数だけ等間隔で存在する。したがって、取り付け用長孔５３の角度を［３６０度／（ｎとｍの最小公倍数）＋α］に設定することにより、取り付け用長孔５３の角度を小さくすることができる。
【００１７】
本発明のモータ取付装置を用いてステップモータを駆動機構に取り付ける方法の一例を図１８のフローチャート図により説明する。
まず、ステップモータ５０を取り付ける前に、組み付け設備等の外力によってスロットルバルブ１２を全閉状態、例えばレバー４２のアーム部４２ａの先端部に設けられた当接部４３ｂが全閉ストッパに当接させる（ステップ１０１）。
次に、ステップモータ５０の任意のＡ相を励磁する（ステップ１０２）。
任意のＡ相を励磁した状態で、ギヤケース４０の取付孔４８とステップモータ５０の取り付け用長孔５３が一番近い位置で、駆動ギヤ５２を第１中間ギヤ４７を噛み合わせてステップモータ５０をギヤケース４０に取り付ける（ステップ１０３）。
そして、ギヤバックラッシュを吸収させるためステップモータ５０をリターンスプリング３１の付勢力に抗する方向（図２において反時計方向）に軽く回す（ステップ１０４）。
ここで、ステップモータ５０の取り付け用長孔５３とギヤケース４０の取付孔４８の回転位置関係を判別し、ネジ５５が組み付け可能か否かを判断する（ステップ１０５）。
図１９に示すようにネジ５５が組み付け不可能な場合は、ステップモータ５０をギヤケース４０から外す（ステップ１０６）。そして、ステップモータ５０の出力軸５１を隣のＡ相まで回転させ（ステップ１０７）た後、ステップ１０３の処理を行う。
ステップ１０５で、ネジ５５が組み付け可能な場合は、ネジ５５を取り付け用長孔５３を貫通させ、取付孔４８に締め付ける（ステップ１０８）。
そして、組み付け設備によるバルブ全閉状態を解除して処理を終了する（ステップ１０９）。
【００１８】
取り付け用長孔５３の角度が小さいほど駆動ギヤ５２と第１中間ギヤ４７が噛み合う範囲が狭くなる。このため、前記の取り付け方法ではステップモータ５０の出力軸を隣のＡ相まで回転させる処理の回数が多くなり、ステップモータ５０の駆動機構３０への取り付けに時間がかかる。
そこで、取り付け用長孔５３の角度が小さくても短時間にステップモータを駆動機構３０に取り付けることができる取り付け方法を以下に説明する。ステップモータ５０の特定の相の隣の特定の相への駆動（ステップモータ５０の出力軸の特定の位置が取る角度）を何回行えば駆動ギヤ５２が見かけ上何度回転するかは、例えば図９、図１３、図１７により事前に判別することができる。したがって、ギヤケース４０の取付孔４８と取り付け用長孔５３のズレ角を検出し、検出したズレ角から次にステップモータ５０を４５度毎に何回回転させればよいかを判別することにより、ステップモータ５０の回転処理が１回ですみ、ステップモータ５０の取り付け時間を短縮することができる。
【００１９】
本発明のモータ取付装置を用いてモータを取り付ける他の方法を図２０のフローチャート図により説明する。
図２０のフローチャート図のステップ２０１〜２０５、２１２、２１３は図１８に示したフローチャート図のステップ１０１〜１０５、１０８、１０９と同様であるため説明を省略する。
ステップ２０５でネジ５５が組み付け不可能である場合には、取付孔４８と取り付け用長孔５３とのズレ角をセンサ等によって測定する（ステップ２０６）。なお、取付孔４８と取り付け用長孔５３とのズレ角は、図１９に示すように、スロットルボディ１０のフランジ面を基準にコネクタ５４の角度を測定し、測定した角度に基づいて求めることもできる。
そして、ステップモータ５０を４５度毎の回転を何回行えば取付孔４８と取り付け用長孔５３とのズレ角に一番近いかを計算する（ステップ２０７）。
その後、ステップモータ５０をギヤケース４０から外し（ステップ２０８）、ステップモータ５０をステップ２０７で計算した回数回転させる（ステップ２０９）。
駆動ギヤ５２と第１中間ギヤ４７を噛み合わせてステップモータ５０を再度ギヤケース４０に取り付ける（ステップ２１０）。
そして、ギヤバックラッシュを吸収させるためステップモータ５０をリターンスプリング３１の付勢力に抗する方向に軽く回し（ステップ２１１）、ステップ２１２に進む。
【００２０】
以上の実施の形態では、取り付け用長孔の角度の最小値θminを各部のバラツキを考慮したが、各部のバラツキを考慮することなく設定することもできる。
また、取り付け用長孔をステップモータに設けたが、ギヤケースに設けてもよい。
また、ステップモータの励磁方式として１相励磁方式を用いたが、他の励磁方式を用いることもできる。
また、スロットルバルブの全閉位置で調整したが、調整位置は全閉位置に限定されず中間開度位置で所定の吸入空気量に調整する等種々の開度位置を選択することができる。
また、ディーゼル機関のスロットルバルブ駆動装置について説明したが、本発明はこれに限定されず種々の機器を駆動する駆動装置に適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のモータ取付装置によれば、取り付け用長孔の角度を小さくすることができるため、ステップモータの取り付け振れ角度を減少させることができ、車両等への搭載性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スロットルバルブ及び駆動装置の側部断面図である。
【図２】図１のＩＩ線断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ線断面図である。
【図４】ステップモータの側面図である。
【図５】図１のＶ方向から見た図である。
【図６】モータギヤの歯数が１２の時の初期位置を示す図である。
【図７】モータギヤの歯数が１２の時の各ギヤの取り得る位置を示す図である。
【図８】モータギヤの歯数が１２の時の初期位置を示す図である。
【図９】図８の状態から所定角度ずつ左回転させた時の各ギヤの取り得る位置を示す図である。
【図１０】モータギヤの歯数が１３の時の初期位置を示す図である。
【図１１】モータギヤの歯数が１３の時の各ギヤの取り得る位置を示す図である。
【図１２】モータギヤの歯数が１３の時の初期位置を示す図である。
【図１３】図１２の状態から所定角度ずつ左回転させた時の各ギヤの取り得る位置を示す図である。
【図１４】モータギヤの歯数が１４の時の初期位置を示す図である。
【図１５】モータギヤの歯数が１４の時の各ギヤの取り得る位置を示す図である。
【図１６】モータギヤの歯数が１４の時の初期位置を示す図である。
【図１７】図１６の状態から所定角度ずつ左回転させた時の各ギヤの取り得る位置を示す図である。
【図１８】本発明のモータ取付装置を用いてステップモータを取り付ける方法の一例のフローチャート図である。
【図１９】本発明のモータ取付装置を用いてステップモータを取り付ける方法の他の例を説明するための図である。
【図２０】本発明のモータ取付装置を用いてステップモータを取り付ける方法の他の例のフローチャート図である。
【図２１】従来のモータ取付装置を用いてステップモータを取り付ける方法を説明する図である。
【図２２】従来のモータ取付装置を用いてステップモータを取り付ける方法を説明する図である。
【符号の説明】
１３ スロットル軸
３１ リターンスプリング
３２ リリーフスプリング
４０ ギヤケース
４６、４７ 中間ギヤ
４８ 取付孔
５２ 駆動ギヤ
５３ 取り付け用長孔
５５ ネジ
Claims (2)
- ステップモータと、
前記ステップモータの出力軸に取り付けられた第１ギヤと、
前記ステップモータを取り付けかつ駆動機構を内蔵するギヤケース側に設けられ、前記第１ギヤと噛み合わされる第２ギヤと
を備え、
前記ステップモータ及び前記ギヤケースの一方には、ギヤケースに対するステップモータの取り付け角度を調整するための長孔が設けられており、
前記ステップモータ及びギヤケースの他方には、前記長孔に挿通されたネジが締め付けられる取付孔が設けられており、
前記ネジを、前記長孔に挿通させて前記取付孔に締め付けることにより、前記ギヤケースに前記ステップモータを取り付けるようにしたモータ取付装置であって、
前記取り付け用長孔の角度をθ、前記第１ギヤの歯数をｎ、前記ステップモータの一周中に特定の相が励磁される数をｍとしたとき、
前記取り付け用長孔の角度θを、
θ min ＝３６０度／（ｎとｍの最小公倍数）
により求められる最小角度θ min に設定したモータ取付装置。 - ステップモータと、
前記ステップモータの出力軸に取り付けられた第１ギヤと、
前記ステップモータを取り付けかつ駆動機構を内蔵するギヤケース側に設けられ、前記第１ギヤと噛み合わされる第２ギヤと
を備え、
前記ステップモータ及び前記ギヤケースの一方には、ギヤケースに対するステップモータの取り付け角度を調整するための長孔が設けられており、
前記ステップモータ及びギヤケースの他方には、前記長孔に挿通されたネジが締め付けられる取付孔が設けられており、
前記ネジを、前記長孔に挿通させて前記取付孔に締め付けることにより、前記ギヤケースに前記ステップモータを取り付けるようにしたモータ取付装置であって、
前記取り付け用長孔の角度をθ、前記第１ギヤの歯数をｎ、前記ステップモータの一周中に特定の相が励磁される数をｍ、前記第１ギヤ及び前記第２ギヤによるバラツキ分をαとしたとき、
前記取り付け用長孔の角度θを、
θ min ＝３６０度／（ｎとｍの最小公倍数）＋α
により求められる最小角度θ min に設定したモータ取付装置。
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