JP3727483B2 - 内燃機関の絞弁制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アクセルペダルの操作量に応じたモータの回転を、太陽歯車と内歯タイプのリングギヤとこれらの歯車に噛合う遊星歯車とからなる歯車機構により、内燃機関への吸入空気量を調整する絞弁の弁軸に伝達する内燃機関の絞弁制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６〜図１９は、本出願人が出願し、未公開な従来例であって、図１６は内燃機関の絞弁制御装置を一部切欠して示す側面図、図１７は図１６のＤ−Ｄ線断面図、図１８は弁ハウジングを示す正面図、図１９はリングギヤを示す正面図である。図１６において、１は内燃機関、２は絞弁、３は絞弁２の弁ハウジング、４は弁ハウジング３の吸気通路、５は吸気通路４を横切りつつ弁ハウジング３に回転可能に装着された弁軸、６は弁軸５に取り付けられた弁体、７は吸気通路４を内燃機関１の図外の吸気孔に接続する吸気マニホールドのような吸気管、８は絞弁２に隣接配置されたＤＣブラシレスモータのようなモータ、９はモータ８のモータハウジング、１０はモータハウジング９に内蔵されたステータ、１１はステータ１０と対を構成するロータ、１２はロータ１１が取り付けられた出力軸、１３は出力軸１２の一端をモータハウジング９に回転可能に支持したベアリング、１４はステータ１０のコイルに接続されかつモータハウジング９に組付けられた端子である。そして、モータ８と絞弁２との隣接配置は、出力軸１２の回転中心と弁軸５の回転中心とが一点鎖線で示す１本の直線Ｌ１の上に位置する同軸状で、出力軸１２の他端と弁軸５の一端とが隙間を置いて対向配置し、出力軸１２の他端側周囲に環状に形成されたモータハウジング９の開口端面と弁軸５の一端側周囲に環状に形成された弁ハウジング３の開口端面とが突き合わされた形態である。この絞弁２とモータ８とが隣接配置された形態において、弁ハウジング３とモータハウジング９とにより密封状に形成された内部空間１５には歯車機構１６が組込まれている。歯車機構１６は太陽歯車１７と内歯タイプのリングギヤ１８とこれらの歯車１７，１８に噛合う遊星歯車１９とを備える。太陽歯車１７はモータ８の出力軸１２に一緒に回転するように設けられ、太陽歯車１７の回転中心と弁軸５の回転中心とが同軸状に対向配置している。リングギヤ１８は、剛性の有る芯体１８１と、芯体１８１に対して型成形された合成樹脂製の歯部１８２と、芯体に対して型成形された合成樹脂製の回り止め部１８３とを一体に備えている。リングギヤ１８の歯部１８２が太陽歯車１７の周囲に太陽歯車１７と同心円状に配置され、リングギヤ１８の中心孔部１８４が出力軸１２にベアリング２０を介して同軸状にかつ回転可能に装着されている。リングギヤ１８の歯部１８２側の外周面が内部空間１５を形成する弁ハウジング３の内周面とモータハウジング９の内周面とに接触して、リングギヤ１８が弁ハウジング３とモータハウジング９とに固定されている。遊星歯車１９の回転中心が弁軸５の一端に一緒に回転し得るように固定された支持体２１に支持軸２２を介して連結している。このように歯車機構１６が内部空間１５に組込まれた後、弁ハウジング３とモータハウジング９とが図外のボルトのような固着具により互いに結合される。２３は弁体６が吸気通路４を中間開度位置へ戻す方向のばね力を支持体２１に与えるばね、２４はモータ２の端子１４に電力を供給する制御部、２５はアクセルペダル、２６はアクセルペダル２５の操作量を検出して変換した電気信号を制御部２４に出力するアクセルセンサである。
【０００３】
この絞弁制御装置の動作を説明する。アクセルペダル２５が操作されると、その操作量を検出したアクセルセンサ２６が電気信号を制御部２４に出力し、制御部２４がアクセルセンサ２６からの電気信号に応じた電力をモータ８の端子１４に供給する。そして、端子１４からステータ１０のコイルに流れる電力に応じてステータ１０が回転磁界を発生する。このステータ１０が発生した回転磁界とロータ１１が所有する磁界とによる吸引と反発とにより出力軸１２が回転し、太陽歯車１７が出力軸１２と一緒に回転する。すると、遊星歯車１９が太陽歯車１７を中心とした公転と支持軸２２を中心とした自転とを行う。この遊星歯車１９の公転により弁軸５が支持体２１を介して回転する。この弁体６の回転により吸気通路４の通路断面積が調整される。つまり、太陽歯車１７とリングギヤ１８と遊星歯車１９とからなる歯車機構１６が、アクセルペダル２５の操作量に応じたモータ２の回転を、内燃機関１への吸入空気量を調整する弁２の弁軸５に、支持体２１を介して伝達する。
【０００４】
図１７において、リングギヤ１８は回り止め部１８３を複数備えるが、これらの回り止め部１８３は任意位置に強度的に必要な数だけ設けられて弁ハウジング３に嵌合収容されたことによりリングギヤ１８の周方向への回転を阻止する。図１８において、弁ハウジング３は図１６の内部空間１５を形成する内周面に溝状の係合部３ａが形成されている。これらの係合部３ａは互いに直交する２本の直線Ｌ１２，Ｌ１３が内周面と交わる４つの位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４のうちの３つの位置Ｐ１１〜Ｐ１３に配置されている。弁ハウジング３は、中央より外側に向けて、弁軸貫通孔３ｂ、ベアリング収容凹部３ｃ、スプリングガイド配置部３ｄ、スプリング収容凹部３ｅを同心円状に有する。スプリング収容凹部３ｅの外側には支持体逃げ溝３ｆとスプリングガイドストッパ逃げ溝３ｇとが配置されている。また、弁ハウジング３の外周面には内部と外部とに貫通する通気孔３ｈが形成されている。絞弁２とモータ８とからなる要素が内燃機関１に組付けられるとき、通気孔３ｈは地側に向けられ、内部空間１５に結露などで溜まった水が通気孔３ｈより排水される。
【０００５】
図１９において、複数の回り止め部１８３はリングギヤ１８の外周面より径方向外側に突出しているとともに互いに直交する２本の直線Ｌ１２，Ｌ１３が外周面と交わる４つの位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のうちの３つの位置Ｐ１〜Ｐ３に配置されている。そして、リングギヤ１８を弁ハウジング３に嵌め込む際に、回り止め部１８３が係合部３ａに個別に挿入されることにより、図１７に示すように、リングギヤ１８が弁ハウジング３に回転しないように装着される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の絞弁制御装置では、回り止め部１８３がリングギヤ１８の周方向に等分配置されていないため、合成樹脂成形後における合成樹脂の収縮により、芯体１８１の内側に形成された歯部１８２の真円度が悪化する可能性がある。この真円度について測定した結果は図８に点線Ｌ１１で示してある。この点線Ｌ１１によれば、歯部１８２のピッチ円において、−０．１５ｍｍから＋０．０５ｍｍまでの０．２０ｍｍの変形が発生することが確認できるであろう。
【０００７】
そこで、この発明はリングギヤの真円度の精度向上が図れる内燃機関の絞弁制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る内燃機関の絞弁制御装置は、内燃機関への吸入空気量を調整する絞弁の弁ハウジングとアクセルペダルの操作量に応じて出力軸を回転させるモータのモータハウジングとが突き合わされたことにより形成される内部空間に、出力軸の回転を絞弁の弁軸に伝達するための太陽歯車と内歯タイプのリングギヤとこれらの歯車に噛合う遊星歯車とからなる歯車機構を備えた内燃機関の絞弁制御装置において、リングギヤは、太陽歯車と同軸状に装着されるための中心孔部と歯部を設けるための周壁とを有する金属製の芯体と、芯体における周壁の内周面に設けられる合成樹脂製の歯部と、リングギヤの周方向の回転を阻止するために芯体における周壁の外周面に設けられる合成樹脂製の回り止め部と、芯体に対する歯部の収縮を止めるために芯体における周壁の外周面に設けられる合成樹脂製の収縮止め部とを備え、回り止め部と収縮止め部とがリングギヤの周方向に等分配置され、芯体の周壁には回り止め部と収縮止め部との合計数と同数である複数の貫通孔が周方向に等分配置に形成され、合成樹脂製の歯部と合成樹脂製の回り止め部と合成樹脂製の収縮止め部とが芯体に対し型成形されることによって複数の貫通孔に充填された合成樹脂製のブリッジ部により一体に結合され、回り止め部と収縮止め部とが貫通孔よりも周壁の外周面に沿って大きな外形を有するとともに弁ハウジングとリングギヤとが組合わせられる際に弁ハウジングの係合部に嵌合収容されるように芯体における周壁の外周面から径方向外側に突出したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明に係る内燃機関の絞弁制御装置は、内燃機関への吸入空気量を調整する絞弁の弁ハウジングとアクセルペダルの操作量に応じて出力軸を回転させるモータのモータハウジングとが突き合わされたことにより形成される内部空間に、出力軸の回転を絞弁の弁軸に伝達するための太陽歯車と内歯タイプのリングギヤとこれらの歯車に噛合う遊星歯車とからなる歯車機構を備えた内燃機関の絞弁制御装置において、リングギヤは、太陽歯車と同軸状に装着されるための中心孔部と歯部を設けるための周壁とを有する金属製の芯体と、芯体における周壁の内周面に設けられる合成樹脂製の歯部と、リングギヤの周方向の回転を阻止するために芯体における周壁の外周面に設けられる合成樹脂製の回り止め部と、芯体に対する歯部の収縮を止めるために芯体における周壁の外周面に設けられる合成樹脂製の収縮止め部とを備え、回り止め部と収縮止め部とがリングギヤの周方向に等分配置され、芯体の周壁には回り止め部と収縮止め部との合計数と同数である複数の貫通孔が周方向に等分配置に形成され、合成樹脂製の歯部と合成樹脂製の回り止め部と合成樹脂製の収縮止め部とが芯体に対し型成形されることによって複数の貫通孔に充填された合成樹脂製のブリッジ部により一体に結合され、回り止め部と収縮止め部とが貫通孔よりも周壁の外周面に沿って大きな外形を有し、回り止め部が弁ハウジングとリングギヤとが組合わせられる際に弁ハウジングの係合部に嵌合収容されるように芯体における周壁の外周面から径方向外側に突出する一方、収縮止め部に対する貫通孔が大径な外側孔部と小径な内側孔部とよりなる段付き穴により形成され、収縮止め部が段付き穴における大径な外側孔部と小径な内側孔部とに充填された合成樹脂により芯体における周壁から外側に突出しない形態に成形されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明に係る内燃機関の絞弁制御装置は、請求項１または請求項２に記載の芯体における周壁が内部空間を形成する弁ハウジングの内周面とモータハウジングの内周面との双方に内接嵌合したことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図８はこの発明の実施の形態１であって、図１は内燃機関の絞弁制御装置を一部切欠して示す側面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は弁ハウジングを示す正面図、図４は前記芯体１８１に相当する芯体８１を示す斜視図、図５は前記リングギヤ１８に相当するリングギヤ８０の成形工程を示す断面図、図６は図７のＢ−Ｂ線断面図、図７はリングギヤ８０の正面図、図８は歯部８２の真円度の測定結果図である。
【００２１】
図１において、実施の形態１では、弁ハウジング３０が複数の係合部３０ａを備え、リングギヤ８０が、剛性の有る芯体８１と、芯体８１に対して型成形された合成樹脂製の歯部８２と、芯体８１に対して型成形された合成樹脂製の回り止め部８３と、芯体８１に対して型成形された合成樹脂製の収縮止め部８４とを一体に備え、弁ハウジング３０とリングギヤ８０とが組合わせられる際に、回り止め部８３と収縮止め部８４とが係合部３０ａに嵌合収納された特徴がある。それ以外の内燃機関１、絞弁２、吸気通路４、弁軸５、弁体６、吸気管７、モータ８、モータハウジング９、ステータ１０、ロータ１１、出力軸１２、ベアリング１３、端子１４、内部空間１５、歯車機構１６中の太陽歯車１７および遊星歯車１９、ベアリング２０、支持体２１、支持軸２２、ばね２３、制御部２４、アクセルペダル２５、アクセルセンサ２６などの構成要素は図１６と同一である。
【００２２】
図２において、この実施の形態１では、複数の回り止め部８３と複数の収縮止め部８４とが同一形状に形成されている。これらの回り止め部８３と収縮止め部８４とは、合計で１２個存在し、リングギヤ８０の外周面を周方向に１２等分した位置において、リングギヤ８０の外周面より突出している。そして、回り止め部８３と収縮止め部８４とが弁ハウジング３の周壁に形成された溝状の係合部３０ａに嵌合収容されている。このため、回り止め部８３は収縮止め機能も併有し、収縮止め部８４は回り止め機能も併有するというように、回り止め部８３と収縮止め部８４それぞれは回り止め機能と収縮止め機能と兼ね備える。よって、例示的に、回り止め部８３が１２０°毎に配置された３個とし、収縮止め部８４が回り止め部８３相互間に３０°毎に配置された９個とするが、それらの数量はそれに限定されるものではない。例えば、リングギヤ８０の回転阻止を行う上で、強度的に必要な回り止め部８３の数は、１個であったり、２個以上の場合も有る。また、歯部８２の真円度の精度向上の観点から、収縮止め部８４が１個であったり、２個以上の場合も有る。けれども、それらの合計数量は多い方がリングギヤ８０の回り止め精度と歯部８２の真円度の精度とがより高くなる。また、回り止め部８３と収縮止め部８４とが１個ずつである場合は、弁軸５を挟んだ対角位置の一方に回り止め部８３が配置され、他方に収縮止め部８４が配置される。回り止め部８３と収縮止め部８４との合計数量が３個の場合は、１２０°毎の配置になる。
【００２３】
図３において、弁ハウジング３０は図１の内部空間１５を形成する内周面に溝状の係合部３０ａが形成されている。これらの係合部３０ａは弁ハウジング３０の中心を通り互いに３０°で交差する６本の直線Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７が弁ハウジング３０の内周面と交わる位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ１１，Ｐ１２に配置されている。これら係合部３０ａ以外の弁軸貫通孔３ｂ、ベアリング収容凹部３ｃ、スプリングガイド配置部３ｄ、スプリング収容凹部３ｅ、支持体逃げ溝３ｆ、スプリングガイドストッパ逃げ溝３ｇ、通気孔３ｈなどの要素は図１８と同一である。
【００２４】
図４にも示すように、芯体８１は、金属板素材に絞り加工を行うことより、周壁８１ａを有する皿状の底部８１ｂの中央に中心孔部８１ｃを背面側に膨出した形態に形成されている。底部８１ｂには、複数の貫通孔８１ｄ，８１ｅが、中心孔部８１ｃの周囲で、中心孔部８１ｃと同心円を描く半径を異にする仮想線で示す２つの円周Ｌ８，Ｌ９上に、周方向に等分配置に、形成されている。周壁８１ａには、回り止め部８３と収縮止め部８４との合計数と同数である複数の貫通孔８１ｆが、周方向に等分配置に形成されている。
【００２５】
図５を参照し、リングギヤ８０が芯体８１をインサート部材として成形されるインサート成形について説明する。図４のように形成された芯体８１が分割型からなる成形型４０の成形空間４１に格納された後、成形型４０が型閉じされる。そして、射出成形機４３より溶融された合成樹脂材料が、成形型４０に形成された注入孔４２を経由し、芯体８１の内包された成形空間４１に、充填固化される。それから、成形型４０が型開きされる。この状態において、成形型４０より図６に示す芯体８１と歯部８２とが一体となったリングギヤ８０に相当する成形品が離型される。図５では図の明確化のために成形空間４１に充填固化される合成樹脂材料の図示を省略した。
【００２６】
図６にも示すように、リングギヤ８０の合成樹脂部は、歯部８２、内歯部８２ａ、面部８２ｂ、貫通孔部８２ｃ、内周環状突部８２ｄ、嵌合部８２ｅ、ブリッジ部８２ｆ、充填部８２ｇ、ブリッジ部８２ｈ、複数の回り止め部８３、複数の収縮止め部８４とを有する。内歯部８２ａが芯体８１の外壁８１ａの内周面に沿い形成されている。面部８２ｂが内歯部８２ａより芯体８１の底部８１ｂの前面に接触して延設している。貫通孔部８２ｃが面部８２ｂの中央部に太陽歯車１７を逃げるために形成されている。内周環状突部８２ｄがベアリング２０のアウタリングに接触するために貫通孔部８２ｃの背面で芯体８１の底部８１ｂと中心孔部８１ｃとの連接部周りに環状に突設している。嵌合部８２ｅが芯体８１の中心孔部８１ｃの外周面およびその周囲の底部８１ｂの背面に接触して環状に形成されている。ブリッジ部８２ｆが芯体８１の貫通孔８１ｄに充填固化して面部８２ｂと嵌合部８２ｅとを結合している。充填部８２ｇが面部８２ｂより膨出して芯体８１の貫通孔８１ｅに充填固化されている。また、図７にも示すように、回り止め部８３と収縮止め部８４とが芯体８１の周壁８１ａの外周面に周方向に等間隔で点在して突出している。
【００２７】
図１を参照し、絞弁２とモータ８とが別体に形成され、それらが互いに隣接配置される際、弁ハウジング３０とモータハウジング９とにより密封状に形成される内部空間１５に、太陽歯車１７とリングギヤ８０と遊星歯車１９とからなる歯車機構１６を組込む作業について説明する。先ず、太陽歯車１７がモータハウジング９よりモータハウジング９の開口内に突出した出力軸１２の外周に出力軸１２と同軸状に設けられた状態において、リングギヤ８０の中心孔部８１ｃ（図６参照）が太陽歯車１７の近傍に位置する出力軸１２に外接嵌合されたベアリング２０に外接嵌合され、リングギヤ８０の内周環状突部８２ｄ（図６参照）が太陽歯車１７のアウタリングの環状の端面に当接され、リングギヤ８０の周壁８１ａ（図４参照）の外周面がモータハウジング９の開口内周面に内接嵌合され、リングギヤ８０の嵌合部８２ｅの外周面の一部がモータハウジング９のロータ１１を回転可能に格納した収容部の孔壁面に接触される。上記太陽歯車１７は出力軸１２と別体に形成したものを出力軸１２に嵌合して固定的に装着するか、または、出力軸１２の外周面に太陽歯車１７の歯を刻設しても良い。これと並行し、遊星歯車１９が弁ハウジング３０より弁ハウジング３０の開口内に突出した弁軸５に支持体２１および支持軸２２を介して取り付けられる。この状態において、弁体６が吸気通路４の通路断面積を最小とする全閉位置または通路断面積を最大とする全開位置のいずれか一方の位置となるように、作業者が弁軸５を回転操作しておく。
【００２８】
次に、弁ハウジング３０の開口とモータハウジング９の開口とが内部空間１５を形成するように合掌状に組合わされる。この場合、遊星歯車１９が太陽歯車１７とリングギヤ８０との間に挿入されつつ双方に噛合させられる。それと並行し、弁ハウジング３０の内周面３ａとリングギヤ８０の開口外周面とが互いに接触した状態で、弁ハウジング３０がリングギヤ８０の周壁８１ａに嵌合装着され、弁ハウジング３０の開口端面がモータハウジング９の開口端面に突き合わされる。これにより、弁ハウジング３０とモータハウジング９とがリングギヤ８０を介して弁軸５の径方向および出力軸１２の径方向への移動を阻止された固定状態となり、弁軸５の回転中心と出力軸１２の回転中心とが一点鎖線で示す１本の直線Ｌ１の上に位置した同軸状でそれらの間に隙間を置いて対向配置する。また、出力軸１２に同軸状に設けられた太陽歯車１７の回転中心が出力軸１２の回転中心と同様に弁軸５の回転中心と同軸状でそれらの間に隙間を置いて対向配置する。しかも、内部空間１５が密封状に形成される。そして、その内部空間１５に歯車機構１６が組込まれた形態となる。
【００２９】
弁ハウジング３０とリングギヤ８０とが組合わせられる際、リングギヤ８０の回り止め部８３と収縮止め部８４とが弁ハウジング３０の係合部３０ａに嵌合収容される。これにより、リングギヤ８０は周方向への回転が規制され、つまり、リングギヤ８０が弁ハウジング３０とモータハウジング９とに固定される。このように歯車機構１６が内部空間１５に組込まれた後、弁ハウジング３０とモータハウジング９とが図外のボルトのような固着具により互いに結合されて図１に示す形態となる。
【００３０】
この実施の形態１によれば、リングギヤ８０の周方向に等分配置された複数の回り止め部８３と複数の収縮止め部８４とが弁ハウジング３０の係合部３０ａに嵌合収容されたことにより、リングギヤ８０が弁ハウジング３０とモータハウジング９に適切に固定されるとともに、合成樹脂よりなる歯部８２が剛性の有る芯体８１と多点で均等に支持され、歯部８２の真円度が芯体８１を基準として良くなる。この真円度について測定したところ、図８に実線Ｌ１０で示した結果を得た。この図８の実線Ｌ１０によれば、位置Ｐ１〜１２の部分が不動で、位置Ｐ１〜Ｐ１２相互間の部分が０．０２５ｍｍ程度内側に撓むだけで、点線Ｌ１１の従来例に比べてピッチ円の真円度の精度が向上したことが確認できる。この点について考察すると、この実施の形態１の構造によれば、位置Ｐ１〜１２において回り止め部８３と複数の収縮止め部８４とが芯体８１の周壁８１ａと弁ハウジング３０とより挟まれた格好で歯部８２を芯体８１の周壁８１ａに固定支持したからと考えられる。
【００３１】
また、この実施の形態１の構造によれば、リングギヤ８０において、内歯部８２ａと回り止め部８３または収縮止め部８４とが芯体８１に合成樹脂結合手段として設けた貫通孔８１ｆに充填固化したブリッジ部８２ｈを介して結合しているので、内歯部８２ａが芯体８１に強固に結合し、歯部８２の真円度の精度が一層良くなる。歯部８２の内歯部８２ａより連接されて芯体８１の前面側に設けた面部８２ｂと芯体８１の背面側に設けた嵌合部８２ｅとが芯体８１に合成樹脂結合用手段として設けた貫通孔８１ｄに充填固化したブリッジ部８２ｆを介して結合しているので、歯部８２が芯体８１に強固に結合している。また、歯部８２の面部８２ｂより充填部８２ｇが芯体８１に上記貫通孔８１ｄとは別に合成樹脂結合用手段として設けた貫通孔８１ｅに充填固化しているので、芯体８１に対する歯部８２の回転防止が適切に図れる。
【００３２】
この実施の形態１の構造によれば、リングギヤ８０が金属製の芯体８１の絞り加工された中心孔部８１ｃにより太陽歯車１７に対しモータ８の出力軸１２およびベアリング２０を介して同軸状に設けられ、芯体８１の絞り加工された周壁８１ａがモータハウジング９の開口内周面に内接嵌合し、遊星歯車１９が絞弁２の弁軸５に支持体２１および支持軸２２を介して取り付けられた状態において、弁ハウジング３０とモータハウジング９とが内部空間１５を形成するように組合せられることにより、遊星歯車１９が太陽歯車１７とリングギヤ１８とに噛合い、弁軸５の回転中心と太陽歯車１７の回転中心とが同軸状で所定間隔を置いて適切に対向配置され、弁ハウジング３０とモータハウジング９とが芯体８１の絞り加工された周壁８１ａを介して適切に固定され、芯体８１の中心孔部８１ｃがリングギヤ８０の合成樹脂よりなる嵌合部８２ｅを介してモータハウジング９に適切に固定された形態となる。よって、絞弁２とモータ８と歯車機構１６とからなる内燃機関１の絞弁制御装置が自動車に搭載され、係る絞弁制御装置に振動が入力された場合でも、絞弁２とモータ８と歯車機構１６とが個々ばらばらにがたつくことはなく、モータ８の出力軸１２の回転が歯車機構１６により弁軸５に適切に伝達される。
【００３３】
実施の形態２．
図９〜図１１はこの発明の実施の形態２であって、図９は前述した図２に相当する断面図、図１０は前記弁ハウジング３０に相当する弁ハウジング３０Ａを示す正面図、図１１は前記リングギヤ８０に相当するリングギヤ８０Ａを示す正面図である。この実施の形態２では、前記収縮止め部８４に相当する収縮止め部８４Ａが成形型への合成樹脂材料の流動可能な最小限の大きさに形成されている。つまり、図１１に示す収縮止め部８４Ａの幅Ｗ１は図４に示す芯体８１の貫通孔８１ｆの直径Ｄよりも少し大きく、収縮止め部８４Ａの厚さＴは薄肉に形成されている。また、図１０に示す収縮止め部用の逃げ溝３０ｂの幅Ｗ２は、収縮止め部８４Ａの幅Ｗ１より少し大きく、逃げ溝３０ｂの深さＨは収縮止め部８４Ａの厚さＴより少し大きく形成されている（Ｗ１＞Ｄ、Ｗ２＞Ｗ１、Ｈ＞Ｔ）。これにより、収縮止め部８４Ａを構成する合成樹脂の素材が削減でき、コストダウンが図れる。
【００３４】
実施の形態３．
図１２〜図１５はこの発明の実施の形態３であって、図１２は前述した図１に相当する側面図、図１３は図１２のＣ−Ｃ線断面図、図１４は前記芯体８１に相当する芯体８１Ａを示す斜視図、図１５は前記リングギヤ８０Ａに相当するリングギヤ８０Ｂを示す前述した図６に相当する断面図である。この実施の形態３では、前記収縮止め部８４Ａに相当する収縮止め部８４Ｂが芯体８１Ａの内部に固定されている。つまり、図１４に示すように、芯体８１Ａは周壁８１ａに形成された収縮止め用の穴が大径な外側孔部と小径な内側孔部とよりなる段付き穴８１ｇにより形成されている。そして、リングギヤ８０Ｂが芯体８１Ａをインサート部材としてインサート成形する際に、成形型に充填固化される剛性樹脂材料が段付き穴８１ｇより芯体８１Ａの周壁８１ａの外側に突出しない形態に成形する。これにより、図１５に示すように、樹脂材料が段付き穴８１ｇの内部全体に充填固化して収縮止め部８４Ｂとなり、この収縮止め部８４Ｂが段付き穴８１ｇを介して芯体８１Ａの周壁８１ａの内部に固定される。このため、図１２および図１３に示すように、前記弁ハウジング３０Ａに相当する弁ハウジング３０Ｂに収縮止め用の係合部３０ａや逃げ溝３０ｂを設ける必要がなくなり、弁ハウジング３０Ｂを小型、軽量化できる。
【００３５】
実施の形態４．
前記実施の形態１では合成樹脂結合用手段として貫通孔８１ｄ，８１ｅ，８１ｆを設けたが、係る合成樹脂結合用手段は切起しまたは突起でも良い。
【００３６】
実施の形態５．
前記実施の形態１では回り止め部８３を弁ハウジング３０に嵌合したが、回り止め部８３をモータハウジング９に形成した図外の凹部に嵌合収容するか、または、回り止め部８３を弁ハウジング３０とモータハウジング９との双方に嵌合しても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、リングギヤが芯体と歯部と回り止め部と収縮止め部とを備え、芯体が金属性であり、歯部と回り止め部と収縮止め部とが芯体に対して型成形された合成樹脂製であり、回り止め部と収縮止め部とがリングギヤの周方向に等分配置され、歯部と回り止め部とが芯体の周壁に設けた貫通孔に充填固化された合成樹脂製のブリッジ部を介して一体に結合し、歯部と収縮止め部とが芯体の周壁に設けた貫通孔に充填固化された合成樹脂製のブリッジ部を介して一体に結合しているので、歯部と回り止め部および収縮止め部が芯体に強固に結合し、リングギヤの真円度の精度を向上することができる。
【００３８】
請求項２の発明によれば、リングギヤが芯体と歯部と回り止め部と収縮止め部とを備え、芯体が金属性であり、歯部と回り止め部と収縮止め部とが芯体に対して型成形された合成樹脂製であり、回り止め部と収縮止め部とがリングギヤの周方向に等分配置され、歯部と回り止め部とが芯体の周壁に設けた貫通孔に充填固化された合成樹脂製のブリッジ部を介して一体に結合し、歯部と収縮止め部とが芯体の周壁に設けた貫通孔に充填固化された合成樹脂製のブリッジ部を介して一体に結合しているので、歯部と回り止め部および収縮止め部が芯体に強固に結合し、リングギヤの真円度の精度を向上することができるうえ、収縮止め部が段付きを介して芯体の周壁の内部に固定されるので、弁ハウジングに収縮止め用の係合部を設ける必要がなくなり、弁ハウジングを小型、軽量化できる。
【００３９】
請求項３の発明によれば、芯体の周壁が内部空間を形成する弁ハウジングの内周面とモータハウジングの内周面との双方に内接嵌合したので、絞弁とモータとがリングギヤを介して弁軸や出力軸の径方向への移動を阻止した状態に適切に固定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る内燃機関の絞弁制御装置を一部切欠して示す側面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 同実施の形態１に係る弁ハウジングを示す正面図である。
【図４】 同実施の形態１に係る芯体を示す斜視図である。
【図５】 同実施の形態１に係るリングギヤの成形工程を示す断面図である。
【図６】 図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】 同実施の形態１に係るリングギヤを示す正面図である。
【図８】 同実施の形態１に係る歯部の真円度の測定結果図である。
【図９】 この発明の実施の形態２に係る内燃機関の絞弁制御装置を示す断面図である。
【図１０】 同実施の形態２に係る弁ハウジングを示す正面図である。
【図１１】 同実施の形態２に係るリングギヤを示す正面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態３に係る内燃機関の絞弁制御装置を一部切欠して示す側面図である。
【図１３】 図１２のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１４】 同実施の形態３に係る芯体を示す斜視図である。
【図１５】 同実施の形態３に係るリングギヤを示す断面図である。
【図１６】 従来の内燃機関の絞弁制御装置を一部切欠して示す側面図である。
【図１７】 図１６のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１８】 従来の弁ハウジングを示す正面図である。
【図１９】 従来のリングギヤを示す正面図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関、２ 絞弁、４ 吸気通路、５ 弁軸、６ 弁体、８ モータ、
９ モータハウジング、１２ 出力軸、
１５ 内部空間、１６ 歯車機構、１７ 太陽歯車、１９ 遊星歯車、
３０ 弁ハウジング、８０，８０Ａ，８０Ｂ リングギヤ、
８１，８１Ａ 芯体、８１ａ 周壁、８１ｃ 中心孔部８２ 歯部、
８２ｅ 嵌合部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、アクセルペダルの操作量に応じたモータの回転を、太陽歯車と内歯タイプのリングギヤとこれらの歯車に噛合う遊星歯車とからなる歯車機構により、内燃機関への吸入空気量を調整する絞弁の弁軸に伝達する内燃機関の絞弁制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６〜図１９は、本出願人が出願し、未公開な従来例であって、図１６は内燃機関の絞弁制御装置を一部切欠して示す側面図、図１７は図１６のＤ−Ｄ線断面図、図１８は弁ハウジングを示す正面図、図１９はリングギヤを示す正面図である。図１６において、１は内燃機関、２は絞弁、３は絞弁２の弁ハウジング、４は弁ハウジング３の吸気通路、５は吸気通路４を横切りつつ弁ハウジング３に回転可能に装着された弁軸、６は弁軸５に取り付けられた弁体、７は吸気通路４を内燃機関１の図外の吸気孔に接続する吸気マニホールドのような吸気管、８は絞弁２に隣接配置されたＤＣブラシレスモータのようなモータ、９はモータ８のモータハウジング、１０はモータハウジング９に内蔵されたステータ、１１はステータ１０と対を構成するロータ、１２はロータ１１が取り付けられた出力軸、１３は出力軸１２の一端をモータハウジング９に回転可能に支持したベアリング、１４はステータ１０のコイルに接続されかつモータハウジング９に組付けられた端子である。そして、モータ８と絞弁２との隣接配置は、出力軸１２の回転中心と弁軸５の回転中心とが一点鎖線で示す１本の直線Ｌ１の上に位置する同軸状で、出力軸１２の他端と弁軸５の一端とが隙間を置いて対向配置し、出力軸１２の他端側周囲に環状に形成されたモータハウジング９の開口端面と弁軸５の一端側周囲に環状に形成された弁ハウジング３の開口端面とが突き合わされた形態である。この絞弁２とモータ８とが隣接配置された形態において、弁ハウジング３とモータハウジング９とにより密封状に形成された内部空間１５には歯車機構１６が組込まれている。歯車機構１６は太陽歯車１７と内歯タイプのリングギヤ１８とこれらの歯車１７，１８に噛合う遊星歯車１９とを備える。太陽歯車１７はモータ８の出力軸１２に一緒に回転するように設けられ、太陽歯車１７の回転中心と弁軸５の回転中心とが同軸状に対向配置している。リングギヤ１８は、剛性の有る芯体１８１と、芯体１８１に対して型成形された合成樹脂製の歯部１８２と、芯体に対して型成形された合成樹脂製の回り止め部１８３とを一体に備えている。リングギヤ１８の歯部１８２が太陽歯車１７の周囲に太陽歯車１７と同心円状に配置され、リングギヤ１８の中心孔部１８４が出力軸１２にベアリング２０を介して同軸状にかつ回転可能に装着されている。リングギヤ１８の歯部１８２側の外周面が内部空間１５を形成する弁ハウジング３の内周面とモータハウジング９の内周面とに接触して、リングギヤ１８が弁ハウジング３とモータハウジング９とに固定されている。遊星歯車１９の回転中心が弁軸５の一端に一緒に回転し得るように固定された支持体２１に支持軸２２を介して連結している。このように歯車機構１６が内部空間１５に組込まれた後、弁ハウジング３とモータハウジング９とが図外のボルトのような固着具により互いに結合される。２３は弁体６が吸気通路４を中間開度位置へ戻す方向のばね力を支持体２１に与えるばね、２４はモータ２の端子１４に電力を供給する制御部、２５はアクセルペダル、２６はアクセルペダル２５の操作量を検出して変換した電気信号を制御部２４に出力するアクセルセンサである。
【０００３】
この絞弁制御装置の動作を説明する。アクセルペダル２５が操作されると、その操作量を検出したアクセルセンサ２６が電気信号を制御部２４に出力し、制御部２４がアクセルセンサ２６からの電気信号に応じた電力をモータ８の端子１４に供給する。そして、端子１４からステータ１０のコイルに流れる電力に応じてステータ１０が回転磁界を発生する。このステータ１０が発生した回転磁界とロータ１１が所有する磁界とによる吸引と反発とにより出力軸１２が回転し、太陽歯車１７が出力軸１２と一緒に回転する。すると、遊星歯車１９が太陽歯車１７を中心とした公転と支持軸２２を中心とした自転とを行う。この遊星歯車１９の公転により弁軸５が支持体２１を介して回転する。この弁体６の回転により吸気通路４の通路断面積が調整される。つまり、太陽歯車１７とリングギヤ１８と遊星歯車１９とからなる歯車機構１６が、アクセルペダル２５の操作量に応じたモータ２の回転を、内燃機関１への吸入空気量を調整する弁２の弁軸５に、支持体２１を介して伝達する。
【０００４】
図１７において、リングギヤ１８は回り止め部１８３を複数備えるが、これらの回り止め部１８３は任意位置に強度的に必要な数だけ設けられて弁ハウジング３に嵌合収容されたことによりリングギヤ１８の周方向への回転を阻止する。図１８において、弁ハウジング３は図１６の内部空間１５を形成する内周面に溝状の係合部３ａが形成されている。これらの係合部３ａは互いに直交する２本の直線Ｌ１２，Ｌ１３が内周面と交わる４つの位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４のうちの３つの位置Ｐ１１〜Ｐ１３に配置されている。弁ハウジング３は、中央より外側に向けて、弁軸貫通孔３ｂ、ベアリング収容凹部３ｃ、スプリングガイド配置部３ｄ、スプリング収容凹部３ｅを同心円状に有する。スプリング収容凹部３ｅの外側には支持体逃げ溝３ｆとスプリングガイドストッパ逃げ溝３ｇとが配置されている。また、弁ハウジング３の外周面には内部と外部とに貫通する通気孔３ｈが形成されている。絞弁２とモータ８とからなる要素が内燃機関１に組付けられるとき、通気孔３ｈは地側に向けられ、内部空間１５に結露などで溜まった水が通気孔３ｈより排水される。
【０００５】
図１９において、複数の回り止め部１８３はリングギヤ１８の外周面より径方向外側に突出しているとともに互いに直交する２本の直線Ｌ１２，Ｌ１３が外周面と交わる４つの位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のうちの３つの位置Ｐ１〜Ｐ３に配置されている。そして、リングギヤ１８を弁ハウジング３に嵌め込む際に、回り止め部１８３が係合部３ａに個別に挿入されることにより、図１７に示すように、リングギヤ１８が弁ハウジング３に回転しないように装着される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の絞弁制御装置では、回り止め部１８３がリングギヤ１８の周方向に等分配置されていないため、合成樹脂成形後における合成樹脂の収縮により、芯体１８１の内側に形成された歯部１８２の真円度が悪化する可能性がある。この真円度について測定した結果は図８に点線Ｌ１１で示してある。この点線Ｌ１１によれば、歯部１８２のピッチ円において、−０．１５ｍｍから＋０．０５ｍｍまでの０．２０ｍｍの変形が発生することが確認できるであろう。
【０００７】
そこで、この発明はリングギヤの真円度の精度向上が図れる内燃機関の絞弁制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る内燃機関の絞弁制御装置は、内燃機関への吸入空気量を調整する絞弁の弁ハウジングとアクセルペダルの操作量に応じて出力軸を回転させるモータのモータハウジングとが突き合わされたことにより形成される内部空間に、出力軸の回転を絞弁の弁軸に伝達するための太陽歯車と内歯タイプのリングギヤとこれらの歯車に噛合う遊星歯車とからなる歯車機構を備えた内燃機関の絞弁制御装置において、リングギヤは、太陽歯車と同軸状に装着されるための中心孔部と歯部を設けるための周壁とを有する金属製の芯体と、芯体における周壁の内周面に設けられる合成樹脂製の歯部と、リングギヤの周方向の回転を阻止するために芯体における周壁の外周面に設けられる合成樹脂製の回り止め部と、芯体に対する歯部の収縮を止めるために芯体における周壁の外周面に設けられる合成樹脂製の収縮止め部とを備え、回り止め部と収縮止め部とがリングギヤの周方向に等分配置され、芯体の周壁には回り止め部と収縮止め部との合計数と同数である複数の貫通孔が周方向に等分配置に形成され、合成樹脂製の歯部と合成樹脂製の回り止め部と合成樹脂製の収縮止め部とが芯体に対し型成形されることによって複数の貫通孔に充填された合成樹脂製のブリッジ部により一体に結合され、回り止め部と収縮止め部とが貫通孔よりも周壁の外周面に沿って大きな外形を有するとともに弁ハウジングとリングギヤとが組合わせられる際に弁ハウジングの係合部に嵌合収容されるように芯体における周壁の外周面から径方向外側に突出したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明に係る内燃機関の絞弁制御装置は、内燃機関への吸入空気量を調整する絞弁の弁ハウジングとアクセルペダルの操作量に応じて出力軸を回転させるモータのモータハウジングとが突き合わされたことにより形成される内部空間に、出力軸の回転を絞弁の弁軸に伝達するための太陽歯車と内歯タイプのリングギヤとこれらの歯車に噛合う遊星歯車とからなる歯車機構を備えた内燃機関の絞弁制御装置において、リングギヤは、太陽歯車と同軸状に装着されるための中心孔部と歯部を設けるための周壁とを有する金属製の芯体と、芯体における周壁の内周面に設けられる合成樹脂製の歯部と、リングギヤの周方向の回転を阻止するために芯体における周壁の外周面に設けられる合成樹脂製の回り止め部と、芯体に対する歯部の収縮を止めるために芯体における周壁の外周面に設けられる合成樹脂製の収縮止め部とを備え、回り止め部と収縮止め部とがリングギヤの周方向に等分配置され、芯体の周壁には回り止め部と収縮止め部との合計数と同数である複数の貫通孔が周方向に等分配置に形成され、合成樹脂製の歯部と合成樹脂製の回り止め部と合成樹脂製の収縮止め部とが芯体に対し型成形されることによって複数の貫通孔に充填された合成樹脂製のブリッジ部により一体に結合され、回り止め部と収縮止め部とが貫通孔よりも周壁の外周面に沿って大きな外形を有し、回り止め部が弁ハウジングとリングギヤとが組合わせられる際に弁ハウジングの係合部に嵌合収容されるように芯体における周壁の外周面から径方向外側に突出する一方、収縮止め部に対する貫通孔が大径な外側孔部と小径な内側孔部とよりなる段付き穴により形成され、収縮止め部が段付き穴における大径な外側孔部と小径な内側孔部とに充填された合成樹脂により芯体における周壁から外側に突出しない形態に成形されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明に係る内燃機関の絞弁制御装置は、請求項１または請求項２に記載の芯体における周壁が内部空間を形成する弁ハウジングの内周面とモータハウジングの内周面との双方に内接嵌合したことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図８はこの発明の実施の形態１であって、図１は内燃機関の絞弁制御装置を一部切欠して示す側面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は弁ハウジングを示す正面図、図４は前記芯体１８１に相当する芯体８１を示す斜視図、図５は前記リングギヤ１８に相当するリングギヤ８０の成形工程を示す断面図、図６は図７のＢ−Ｂ線断面図、図７はリングギヤ８０の正面図、図８は歯部８２の真円度の測定結果図である。
【００２１】
図１において、実施の形態１では、弁ハウジング３０が複数の係合部３０ａを備え、リングギヤ８０が、剛性の有る芯体８１と、芯体８１に対して型成形された合成樹脂製の歯部８２と、芯体８１に対して型成形された合成樹脂製の回り止め部８３と、芯体８１に対して型成形された合成樹脂製の収縮止め部８４とを一体に備え、弁ハウジング３０とリングギヤ８０とが組合わせられる際に、回り止め部８３と収縮止め部８４とが係合部３０ａに嵌合収納された特徴がある。それ以外の内燃機関１、絞弁２、吸気通路４、弁軸５、弁体６、吸気管７、モータ８、モータハウジング９、ステータ１０、ロータ１１、出力軸１２、ベアリング１３、端子１４、内部空間１５、歯車機構１６中の太陽歯車１７および遊星歯車１９、ベアリング２０、支持体２１、支持軸２２、ばね２３、制御部２４、アクセルペダル２５、アクセルセンサ２６などの構成要素は図１６と同一である。
【００２２】
図２において、この実施の形態１では、複数の回り止め部８３と複数の収縮止め部８４とが同一形状に形成されている。これらの回り止め部８３と収縮止め部８４とは、合計で１２個存在し、リングギヤ８０の外周面を周方向に１２等分した位置において、リングギヤ８０の外周面より突出している。そして、回り止め部８３と収縮止め部８４とが弁ハウジング３の周壁に形成された溝状の係合部３０ａに嵌合収容されている。このため、回り止め部８３は収縮止め機能も併有し、収縮止め部８４は回り止め機能も併有するというように、回り止め部８３と収縮止め部８４それぞれは回り止め機能と収縮止め機能と兼ね備える。よって、例示的に、回り止め部８３が１２０°毎に配置された３個とし、収縮止め部８４が回り止め部８３相互間に３０°毎に配置された９個とするが、それらの数量はそれに限定されるものではない。例えば、リングギヤ８０の回転阻止を行う上で、強度的に必要な回り止め部８３の数は、１個であったり、２個以上の場合も有る。また、歯部８２の真円度の精度向上の観点から、収縮止め部８４が１個であったり、２個以上の場合も有る。けれども、それらの合計数量は多い方がリングギヤ８０の回り止め精度と歯部８２の真円度の精度とがより高くなる。また、回り止め部８３と収縮止め部８４とが１個ずつである場合は、弁軸５を挟んだ対角位置の一方に回り止め部８３が配置され、他方に収縮止め部８４が配置される。回り止め部８３と収縮止め部８４との合計数量が３個の場合は、１２０°毎の配置になる。
【００２３】
図３において、弁ハウジング３０は図１の内部空間１５を形成する内周面に溝状の係合部３０ａが形成されている。これらの係合部３０ａは弁ハウジング３０の中心を通り互いに３０°で交差する６本の直線Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７が弁ハウジング３０の内周面と交わる位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ１１，Ｐ１２に配置されている。これら係合部３０ａ以外の弁軸貫通孔３ｂ、ベアリング収容凹部３ｃ、スプリングガイド配置部３ｄ、スプリング収容凹部３ｅ、支持体逃げ溝３ｆ、スプリングガイドストッパ逃げ溝３ｇ、通気孔３ｈなどの要素は図１８と同一である。
【００２４】
図４にも示すように、芯体８１は、金属板素材に絞り加工を行うことより、周壁８１ａを有する皿状の底部８１ｂの中央に中心孔部８１ｃを背面側に膨出した形態に形成されている。底部８１ｂには、複数の貫通孔８１ｄ，８１ｅが、中心孔部８１ｃの周囲で、中心孔部８１ｃと同心円を描く半径を異にする仮想線で示す２つの円周Ｌ８，Ｌ９上に、周方向に等分配置に、形成されている。周壁８１ａには、回り止め部８３と収縮止め部８４との合計数と同数である複数の貫通孔８１ｆが、周方向に等分配置に形成されている。
【００２５】
図５を参照し、リングギヤ８０が芯体８１をインサート部材として成形されるインサート成形について説明する。図４のように形成された芯体８１が分割型からなる成形型４０の成形空間４１に格納された後、成形型４０が型閉じされる。そして、射出成形機４３より溶融された合成樹脂材料が、成形型４０に形成された注入孔４２を経由し、芯体８１の内包された成形空間４１に、充填固化される。それから、成形型４０が型開きされる。この状態において、成形型４０より図６に示す芯体８１と歯部８２とが一体となったリングギヤ８０に相当する成形品が離型される。図５では図の明確化のために成形空間４１に充填固化される合成樹脂材料の図示を省略した。
【００２６】
図６にも示すように、リングギヤ８０の合成樹脂部は、歯部８２、内歯部８２ａ、面部８２ｂ、貫通孔部８２ｃ、内周環状突部８２ｄ、嵌合部８２ｅ、ブリッジ部８２ｆ、充填部８２ｇ、ブリッジ部８２ｈ、複数の回り止め部８３、複数の収縮止め部８４とを有する。内歯部８２ａが芯体８１の外壁８１ａの内周面に沿い形成されている。面部８２ｂが内歯部８２ａより芯体８１の底部８１ｂの前面に接触して延設している。貫通孔部８２ｃが面部８２ｂの中央部に太陽歯車１７を逃げるために形成されている。内周環状突部８２ｄがベアリング２０のアウタリングに接触するために貫通孔部８２ｃの背面で芯体８１の底部８１ｂと中心孔部８１ｃとの連接部周りに環状に突設している。嵌合部８２ｅが芯体８１の中心孔部８１ｃの外周面およびその周囲の底部８１ｂの背面に接触して環状に形成されている。ブリッジ部８２ｆが芯体８１の貫通孔８１ｄに充填固化して面部８２ｂと嵌合部８２ｅとを結合している。充填部８２ｇが面部８２ｂより膨出して芯体８１の貫通孔８１ｅに充填固化されている。また、図７にも示すように、回り止め部８３と収縮止め部８４とが芯体８１の周壁８１ａの外周面に周方向に等間隔で点在して突出している。
【００２７】
図１を参照し、絞弁２とモータ８とが別体に形成され、それらが互いに隣接配置される際、弁ハウジング３０とモータハウジング９とにより密封状に形成される内部空間１５に、太陽歯車１７とリングギヤ８０と遊星歯車１９とからなる歯車機構１６を組込む作業について説明する。先ず、太陽歯車１７がモータハウジング９よりモータハウジング９の開口内に突出した出力軸１２の外周に出力軸１２と同軸状に設けられた状態において、リングギヤ８０の中心孔部８１ｃ（図６参照）が太陽歯車１７の近傍に位置する出力軸１２に外接嵌合されたベアリング２０に外接嵌合され、リングギヤ８０の内周環状突部８２ｄ（図６参照）が太陽歯車１７のアウタリングの環状の端面に当接され、リングギヤ８０の周壁８１ａ（図４参照）の外周面がモータハウジング９の開口内周面に内接嵌合され、リングギヤ８０の嵌合部８２ｅの外周面の一部がモータハウジング９のロータ１１を回転可能に格納した収容部の孔壁面に接触される。上記太陽歯車１７は出力軸１２と別体に形成したものを出力軸１２に嵌合して固定的に装着するか、または、出力軸１２の外周面に太陽歯車１７の歯を刻設しても良い。これと並行し、遊星歯車１９が弁ハウジング３０より弁ハウジング３０の開口内に突出した弁軸５に支持体２１および支持軸２２を介して取り付けられる。この状態において、弁体６が吸気通路４の通路断面積を最小とする全閉位置または通路断面積を最大とする全開位置のいずれか一方の位置となるように、作業者が弁軸５を回転操作しておく。
【００２８】
次に、弁ハウジング３０の開口とモータハウジング９の開口とが内部空間１５を形成するように合掌状に組合わされる。この場合、遊星歯車１９が太陽歯車１７とリングギヤ８０との間に挿入されつつ双方に噛合させられる。それと並行し、弁ハウジング３０の内周面３ａとリングギヤ８０の開口外周面とが互いに接触した状態で、弁ハウジング３０がリングギヤ８０の周壁８１ａに嵌合装着され、弁ハウジング３０の開口端面がモータハウジング９の開口端面に突き合わされる。これにより、弁ハウジング３０とモータハウジング９とがリングギヤ８０を介して弁軸５の径方向および出力軸１２の径方向への移動を阻止された固定状態となり、弁軸５の回転中心と出力軸１２の回転中心とが一点鎖線で示す１本の直線Ｌ１の上に位置した同軸状でそれらの間に隙間を置いて対向配置する。また、出力軸１２に同軸状に設けられた太陽歯車１７の回転中心が出力軸１２の回転中心と同様に弁軸５の回転中心と同軸状でそれらの間に隙間を置いて対向配置する。しかも、内部空間１５が密封状に形成される。そして、その内部空間１５に歯車機構１６が組込まれた形態となる。
【００２９】
弁ハウジング３０とリングギヤ８０とが組合わせられる際、リングギヤ８０の回り止め部８３と収縮止め部８４とが弁ハウジング３０の係合部３０ａに嵌合収容される。これにより、リングギヤ８０は周方向への回転が規制され、つまり、リングギヤ８０が弁ハウジング３０とモータハウジング９とに固定される。このように歯車機構１６が内部空間１５に組込まれた後、弁ハウジング３０とモータハウジング９とが図外のボルトのような固着具により互いに結合されて図１に示す形態となる。
【００３０】
この実施の形態１によれば、リングギヤ８０の周方向に等分配置された複数の回り止め部８３と複数の収縮止め部８４とが弁ハウジング３０の係合部３０ａに嵌合収容されたことにより、リングギヤ８０が弁ハウジング３０とモータハウジング９に適切に固定されるとともに、合成樹脂よりなる歯部８２が剛性の有る芯体８１と多点で均等に支持され、歯部８２の真円度が芯体８１を基準として良くなる。この真円度について測定したところ、図８に実線Ｌ１０で示した結果を得た。この図８の実線Ｌ１０によれば、位置Ｐ１〜１２の部分が不動で、位置Ｐ１〜Ｐ１２相互間の部分が０．０２５ｍｍ程度内側に撓むだけで、点線Ｌ１１の従来例に比べてピッチ円の真円度の精度が向上したことが確認できる。この点について考察すると、この実施の形態１の構造によれば、位置Ｐ１〜１２において回り止め部８３と複数の収縮止め部８４とが芯体８１の周壁８１ａと弁ハウジング３０とより挟まれた格好で歯部８２を芯体８１の周壁８１ａに固定支持したからと考えられる。
【００３１】
また、この実施の形態１の構造によれば、リングギヤ８０において、内歯部８２ａと回り止め部８３または収縮止め部８４とが芯体８１に合成樹脂結合手段として設けた貫通孔８１ｆに充填固化したブリッジ部８２ｈを介して結合しているので、内歯部８２ａが芯体８１に強固に結合し、歯部８２の真円度の精度が一層良くなる。歯部８２の内歯部８２ａより連接されて芯体８１の前面側に設けた面部８２ｂと芯体８１の背面側に設けた嵌合部８２ｅとが芯体８１に合成樹脂結合用手段として設けた貫通孔８１ｄに充填固化したブリッジ部８２ｆを介して結合しているので、歯部８２が芯体８１に強固に結合している。また、歯部８２の面部８２ｂより充填部８２ｇが芯体８１に上記貫通孔８１ｄとは別に合成樹脂結合用手段として設けた貫通孔８１ｅに充填固化しているので、芯体８１に対する歯部８２の回転防止が適切に図れる。
【００３２】
この実施の形態１の構造によれば、リングギヤ８０が金属製の芯体８１の絞り加工された中心孔部８１ｃにより太陽歯車１７に対しモータ８の出力軸１２およびベアリング２０を介して同軸状に設けられ、芯体８１の絞り加工された周壁８１ａがモータハウジング９の開口内周面に内接嵌合し、遊星歯車１９が絞弁２の弁軸５に支持体２１および支持軸２２を介して取り付けられた状態において、弁ハウジング３０とモータハウジング９とが内部空間１５を形成するように組合せられることにより、遊星歯車１９が太陽歯車１７とリングギヤ１８とに噛合い、弁軸５の回転中心と太陽歯車１７の回転中心とが同軸状で所定間隔を置いて適切に対向配置され、弁ハウジング３０とモータハウジング９とが芯体８１の絞り加工された周壁８１ａを介して適切に固定され、芯体８１の中心孔部８１ｃがリングギヤ８０の合成樹脂よりなる嵌合部８２ｅを介してモータハウジング９に適切に固定された形態となる。よって、絞弁２とモータ８と歯車機構１６とからなる内燃機関１の絞弁制御装置が自動車に搭載され、係る絞弁制御装置に振動が入力された場合でも、絞弁２とモータ８と歯車機構１６とが個々ばらばらにがたつくことはなく、モータ８の出力軸１２の回転が歯車機構１６により弁軸５に適切に伝達される。
【００３３】
実施の形態２．
図９〜図１１はこの発明の実施の形態２であって、図９は前述した図２に相当する断面図、図１０は前記弁ハウジング３０に相当する弁ハウジング３０Ａを示す正面図、図１１は前記リングギヤ８０に相当するリングギヤ８０Ａを示す正面図である。この実施の形態２では、前記収縮止め部８４に相当する収縮止め部８４Ａが成形型への合成樹脂材料の流動可能な最小限の大きさに形成されている。つまり、図１１に示す収縮止め部８４Ａの幅Ｗ１は図４に示す芯体８１の貫通孔８１ｆの直径Ｄよりも少し大きく、収縮止め部８４Ａの厚さＴは薄肉に形成されている。また、図１０に示す収縮止め部用の逃げ溝３０ｂの幅Ｗ２は、収縮止め部８４Ａの幅Ｗ１より少し大きく、逃げ溝３０ｂの深さＨは収縮止め部８４Ａの厚さＴより少し大きく形成されている（Ｗ１＞Ｄ、Ｗ２＞Ｗ１、Ｈ＞Ｔ）。これにより、収縮止め部８４Ａを構成する合成樹脂の素材が削減でき、コストダウンが図れる。
【００３４】
実施の形態３．
図１２〜図１５はこの発明の実施の形態３であって、図１２は前述した図１に相当する側面図、図１３は図１２のＣ−Ｃ線断面図、図１４は前記芯体８１に相当する芯体８１Ａを示す斜視図、図１５は前記リングギヤ８０Ａに相当するリングギヤ８０Ｂを示す前述した図６に相当する断面図である。この実施の形態３では、前記収縮止め部８４Ａに相当する収縮止め部８４Ｂが芯体８１Ａの内部に固定されている。つまり、図１４に示すように、芯体８１Ａは周壁８１ａに形成された収縮止め用の穴が大径な外側孔部と小径な内側孔部とよりなる段付き穴８１ｇにより形成されている。そして、リングギヤ８０Ｂが芯体８１Ａをインサート部材としてインサート成形する際に、成形型に充填固化される剛性樹脂材料が段付き穴８１ｇより芯体８１Ａの周壁８１ａの外側に突出しない形態に成形する。これにより、図１５に示すように、樹脂材料が段付き穴８１ｇの内部全体に充填固化して収縮止め部８４Ｂとなり、この収縮止め部８４Ｂが段付き穴８１ｇを介して芯体８１Ａの周壁８１ａの内部に固定される。このため、図１２および図１３に示すように、前記弁ハウジング３０Ａに相当する弁ハウジング３０Ｂに収縮止め用の係合部３０ａや逃げ溝３０ｂを設ける必要がなくなり、弁ハウジング３０Ｂを小型、軽量化できる。
【００３５】
実施の形態４．
前記実施の形態１では合成樹脂結合用手段として貫通孔８１ｄ，８１ｅ，８１ｆを設けたが、係る合成樹脂結合用手段は切起しまたは突起でも良い。
【００３６】
実施の形態５．
前記実施の形態１では回り止め部８３を弁ハウジング３０に嵌合したが、回り止め部８３をモータハウジング９に形成した図外の凹部に嵌合収容するか、または、回り止め部８３を弁ハウジング３０とモータハウジング９との双方に嵌合しても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、リングギヤが芯体と歯部と回り止め部と収縮止め部とを備え、芯体が金属性であり、歯部と回り止め部と収縮止め部とが芯体に対して型成形された合成樹脂製であり、回り止め部と収縮止め部とがリングギヤの周方向に等分配置され、歯部と回り止め部とが芯体の周壁に設けた貫通孔に充填固化された合成樹脂製のブリッジ部を介して一体に結合し、歯部と収縮止め部とが芯体の周壁に設けた貫通孔に充填固化された合成樹脂製のブリッジ部を介して一体に結合しているので、歯部と回り止め部および収縮止め部が芯体に強固に結合し、リングギヤの真円度の精度を向上することができる。
【００３８】
請求項２の発明によれば、リングギヤが芯体と歯部と回り止め部と収縮止め部とを備え、芯体が金属性であり、歯部と回り止め部と収縮止め部とが芯体に対して型成形された合成樹脂製であり、回り止め部と収縮止め部とがリングギヤの周方向に等分配置され、歯部と回り止め部とが芯体の周壁に設けた貫通孔に充填固化された合成樹脂製のブリッジ部を介して一体に結合し、歯部と収縮止め部とが芯体の周壁に設けた貫通孔に充填固化された合成樹脂製のブリッジ部を介して一体に結合しているので、歯部と回り止め部および収縮止め部が芯体に強固に結合し、リングギヤの真円度の精度を向上することができるうえ、収縮止め部が段付きを介して芯体の周壁の内部に固定されるので、弁ハウジングに収縮止め用の係合部を設ける必要がなくなり、弁ハウジングを小型、軽量化できる。
【００３９】
請求項３の発明によれば、芯体の周壁が内部空間を形成する弁ハウジングの内周面とモータハウジングの内周面との双方に内接嵌合したので、絞弁とモータとがリングギヤを介して弁軸や出力軸の径方向への移動を阻止した状態に適切に固定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る内燃機関の絞弁制御装置を一部切欠して示す側面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 同実施の形態１に係る弁ハウジングを示す正面図である。
【図４】 同実施の形態１に係る芯体を示す斜視図である。
【図５】 同実施の形態１に係るリングギヤの成形工程を示す断面図である。
【図６】 図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】 同実施の形態１に係るリングギヤを示す正面図である。
【図８】 同実施の形態１に係る歯部の真円度の測定結果図である。
【図９】 この発明の実施の形態２に係る内燃機関の絞弁制御装置を示す断面図である。
【図１０】 同実施の形態２に係る弁ハウジングを示す正面図である。
【図１１】 同実施の形態２に係るリングギヤを示す正面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態３に係る内燃機関の絞弁制御装置を一部切欠して示す側面図である。
【図１３】 図１２のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１４】 同実施の形態３に係る芯体を示す斜視図である。
【図１５】 同実施の形態３に係るリングギヤを示す断面図である。
【図１６】 従来の内燃機関の絞弁制御装置を一部切欠して示す側面図である。
【図１７】 図１６のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１８】 従来の弁ハウジングを示す正面図である。
【図１９】 従来のリングギヤを示す正面図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関、２ 絞弁、４ 吸気通路、５ 弁軸、６ 弁体、８ モータ、
９ モータハウジング、１２ 出力軸、
１５ 内部空間、１６ 歯車機構、１７ 太陽歯車、１９ 遊星歯車、
３０ 弁ハウジング、８０，８０Ａ，８０Ｂ リングギヤ、
８１，８１Ａ 芯体、８１ａ 周壁、８１ｃ 中心孔部８２ 歯部、
８２ｅ 嵌合部。
Claims (3)
- 内燃機関への吸入空気量を調整する絞弁の弁ハウジングとアクセルペダルの操作量に応じて出力軸を回転させるモータのモータハウジングとが突き合わされたことにより形成される内部空間に、出力軸の回転を絞弁の弁軸に伝達するための太陽歯車と内歯タイプのリングギヤとこれらの歯車に噛合う遊星歯車とからなる歯車機構を備えた内燃機関の絞弁制御装置において、リングギヤは、太陽歯車と同軸状に装着されるための中心孔部と歯部を設けるための周壁とを有する金属製の芯体と、芯体における周壁の内周面に設けられる合成樹脂製の歯部と、リングギヤの周方向の回転を阻止するために芯体における周壁の外周面に設けられる合成樹脂製の回り止め部と、芯体に対する歯部の収縮を止めるために芯体における周壁の外周面に設けられる合成樹脂製の収縮止め部とを備え、回り止め部と収縮止め部とがリングギヤの周方向に等分配置され、芯体の周壁には回り止め部と収縮止め部との合計数と同数である複数の貫通孔が周方向に等分配置に形成され、合成樹脂製の歯部と合成樹脂製の回り止め部と合成樹脂製の収縮止め部とが芯体に対し型成形されることによって複数の貫通孔に充填された合成樹脂製のブリッジ部により一体に結合され、回り止め部と収縮止め部とが貫通孔よりも周壁の外周面に沿って大きな外形を有するとともに弁ハウジングとリングギヤとが組合わせられる際に弁ハウジングの係合部に嵌合収容されるように芯体における周壁の外周面から径方向外側に突出したことを特徴とする内燃機関の絞弁制御装置。
- 内燃機関への吸入空気量を調整する絞弁の弁ハウジングとアクセルペダルの操作量に応じて出力軸を回転させるモータのモータハウジングとが突き合わされたことにより形成される内部空間に、出力軸の回転を絞弁の弁軸に伝達するための太陽歯車と内歯タイプのリングギヤとこれらの歯車に噛合う遊星歯車とからなる歯車機構を備えた内燃機関の絞弁制御装置において、リングギヤは、太陽歯車と同軸状に装着されるための中心孔部と歯部を設けるための周壁とを有する金属製の芯体と、芯体における周壁の内周面に設けられる合成樹脂製の歯部と、リングギヤの周方向の回転を阻止するために芯体における周壁の外周面に設けられる合成樹脂製の回り止め部と、芯体に対する歯部の収縮を止めるために芯体における周壁の外周面に設けられる合成樹脂製の収縮止め部とを備え、回り止め部と収縮止め部とがリングギヤの周方向に等分配置され、芯体の周壁には回り止め部と収縮止め部との合計数と同数である複数の貫通孔が周方向に等分配置に形成され、合成樹脂製の歯部と合成樹脂製の回り止め部と合成樹脂製の収縮止め部とが芯体に対し型成形されることによって複数の貫通孔に充填された合成樹脂製のブリッジ部により一体に結合され、回り止め部と収縮止め部とが貫通孔よりも周壁の外周面に沿って大きな外形を有し、回り止め部が弁ハウジングとリングギヤとが組合わせられる際に弁ハウジングの係合部に嵌合収容されるように芯体における周壁の外周面から径方向外側に突出する一方、収縮止め部に対する貫通孔が大径な外側孔部と小径な内側孔部とよりなる段付き穴により形成され、収縮止め部が段付き穴における大径な外側孔部と小径な内側孔部とに充填された合成樹脂により芯体における周壁から外側に突出しない形態に成形されたことを特徴とする内燃機関の絞弁制御装置。
- 芯体における周壁が内部空間を形成する弁ハウジングの内周面とモータハウジングの内周面との双方に内接嵌合したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関の絞弁制御装置。
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