JP3728175B2 - 内燃機関の吸気量制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の走行状態に応じて吸入空気量を制御する内燃機関の吸気量制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用内燃機関の絞り弁は、スロットルボディの吸気通路に設けられ、アクセル操作量に比例して開閉されるとともに、車両の状態、例えば前後輪の回転差によるスリップ検出などによっても操作され、吸入空気量を制御して内燃機関の出力を制御する。そのために、絞り弁の開閉操作は、アクセルペダルとはリンク機構による直結構造がとられず、モータなどにより開閉位置の制御がなされながら駆動操作され、開閉位置はアクセルの操作量による信号との合成信号により決定される。
【０００３】
図２は従来の内燃機関の吸気量制御装置の構成を示す断面図である。図において、３１はスロットルボディのハウジング、３２はこのハウジング３１の内部に設けられた吸気通路、３３は両端がハウジング３１に回動自在に支持され、吸気通路３２を貫通するとともに絞り弁３４が取り付けられる弁軸であり、絞り弁３４は、弁軸３３の回動により吸気通路３２を全閉位置から全開位置まで回転移動して、吸入空気量を制御する。弁軸３３の一方の端部には、弁軸３３の回動角を検出するセンサ３５が配置され、他方の端部には、モータ３６により駆動される減速機構が結合されている。３７はセンサ３５の外部口出し用のコネクタである。
【０００４】
モータ３６は駆動軸３８に固定された回転子３９と固定子４０とで構成され、駆動軸３８は弁軸３３とは同一軸線上に配置されるとともに、先端に歯車３８ａを有し、外歯車４１，内歯車４３,減速歯車支持体４２よりなる減速機構を介して弁軸３３に結合され駆動する。固定子４０は、モータ３６の外部口出し用のモータコネクタ４４を一体に形成する合成樹脂製のモータハウジング４５により保持され、モータハウジング４５はスロットルボディのハウジング３１の一端にネジ止めにより固定されて、スロットルボディとモータ３６とが一体化されている。また、スロットルボディのモータ３６取付部の反対側の端部には、センサ３５がネジ止めされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の吸気量制御装置は以上のように構成されており、モータは図示しない制御装置により制御され、センサによるフィードバックを受けながら弁軸を駆動し、アクセルの状態および車両の走行状態により決定される吸入量になるように、絞り弁の開度を設定保持するが、スロットルボディとモータとセンサとを個別に形成し、これらを一体に組付ける構成では小型軽量化には限界があり、また、弁軸の軸方向の両側にモータとセンサが組付けられているため、軸方向寸法が増大して、内燃機関に対する組付性が悪く、部品点数も多大にならざるを得ないという問題点があった。
【０００６】
また、軸方向の寸法の短縮及び部品点数の削減のためにセンサを内蔵化し、スロットル軸と一体に動作するようにセンサ部ブラシを固定した場合、特に軸のスラスト方向の規制構造を設けなければ、吸気通路と絞り弁とのクリアランス分軸がスラスト方向に移動し、ブラシの設定高さが大きく変動することになる。ブラシの設定高さが変動すると、抵抗体パターン上のブラシ当接位置が変動し、センサ出力直線性が悪化したり、当接荷重が変動し、ブラシ浮きによる出力瞬断や過大荷重により、抵抗体が異常に摩耗する等の問題もあった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、軽量化と軸方向寸法の短縮化により、装着性を改善することができるとともに、部品点数の削減と、これに伴う組付性の改善が可能な内燃機関の吸気量制御装置を得ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る内燃機関の吸気量制御装置は、内部に内燃機関の吸気通路を形成するハウジングと、このハウジングの吸気通路に回動自在に設けられた弁軸と、この弁軸に取り付けられ、吸気通路の流通空気量を制御する絞り弁と、ハウジングに固定され、減速機構を介して弁軸を駆動するモータとを有するものであって、弁軸に固定されるとともに、弁軸の全閉、全開位置での係合部となる部分を有するレバーと、このレバーに固定される樹脂製ギヤと、この樹脂製ギヤに直接固定されたブラシと、このブラシと接触する抵抗体素子が取り付けられたエレメントとから構成されたものである。
【０００９】
この発明の請求項２に係る内燃機関の吸気量制御装置は、弁軸にスラスト方向とは垂直の方向に溝を設けるとともに、この溝にプレートを差込んだものである。
【００１０】
この発明の請求項３に係る内燃機関の吸気量制御装置は、ハウジングに固定されたカバーの装置外側にエレメントを固定したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１による内燃機関の吸気量制御装置を示す断面図であり、図において、１はスロットルボディのハウジングであり、弁軸２はハウジング１に設けられた軸受け３により、両端部が回動自在に支承され、吸気通路４を貫通するとともに、絞り弁５が取り付けられている。絞り弁５は弁軸２の回動により、吸気通路４を全閉位置から全開位置まで回転移動して吸入空気量を制御するように構成される。
【００１２】
弁軸２の一方の端部は、レバー６と固定され、レバー６とハウジング１との係合により、全閉位置と全開位置が決定する。また、レバー６は樹脂製のギヤ７により一体成形、固定されている。ギヤ７はハウジング１に固定されているピン８に回動支持され、ピン８を中心に回動する中間ギヤ９と噛合、連動する。モータハウジング１０はハウジング１に固定され、モータハウジング１０は樹脂成形により、ステータ１１とブッシュ１２を固定している。
【００１３】
ロータ１３は、ブッシュ１２とハウジング１のインロー部でベアリング１４により回動支持されており、中間ギヤ９と噛合い、連動する。ステータ１１は、主にコア１５とコイル１６により構成され、後述するセンサの出力値に従い、ロータ１３に固定されたマグネット１７における磁極位置を、あらかじめ学習しておいた値に換算し、この換算値に応じてコイル１６の位相を決定し、電流を制御することで動作させることが出来る。
【００１４】
一方、ギヤ７には、センサを構成する一部となるブラシ１８を固定する部位７ａが、樹脂成形により構成されており、この部位７ａに、ブラシ１８を挿入し、熱カシメを行なうことにより固定し、ブラシ１８の位置及び角度が、弁軸２の軸の角度と同一となるように設定される。また、カバー１９はハウジング１に固定され、エレメント２０はカバー１９に固定されている。抵抗体素子２１はエレメント２０に固定され、この抵抗体素子２１がブラシ１８と接触することにより電気的接続をしている。
【００１５】
弁軸２が動作することにより、各々固定されているレバー６、ギヤ７を介し、ブラシ１８が回動し、また抵抗体素子２１のパターンにより、出力−ＧＮＤ間の抵抗が変化し、電源−ＧＮＤ間に所定の電圧を印加することで、弁軸２の回動する角度に応じた出力電位を得ることが出来る。
又、弁軸２にスラスト方向とは垂直の方向に溝２ａを設け、この溝２ａの幅より少し狭いプレート２２を差込み、このプレート２２をハウジング１と、ハウジング１に固定されたベアリング３との間に介在させることにより、弁軸２のスラスト方向（図１のＡ方向）の動きを規制し、センサの出力特性の直線性の安定化に寄与している。
【００１６】
また、軸方向の寸法の短縮及び部品点数の削減のためにセンサを内蔵化し、スロットル軸と一体に動作するようにセンサ部ブラシを固定した場合、特に軸のスラスト方向（図１のＡ方向）の規制構造を設けなければ、吸気通路４と絞り弁５とのクリアランス分、弁軸２がスラスト方向に移動し、ブラシ１８の設定高さが大きく変動することになる。ブラシ１８の設定高さが変動すると、抵抗体素子２１パターン上のブラシ１８当接位置が変動し、センサ出力直線性が悪化したり、当接荷重が変動し、ブラシ１８の浮きによる出力瞬断や過大荷重により、抵抗体素子２１が異常に摩耗する等の問題があった。
【００１７】
そこで、ハウジング１に固定されたカバー１９の外側であって、弁軸２に対し、プレート２２等が設けられている側とは反対側において、カバー１９の面とエレメント２０の面を合わせ、固定することにより、エレメント２０の弁軸スラスト方向の位置決めを行なう。このように構成することにより、エレメント２０自体の板厚のバラツキがブラシ１８のたわみの変動量に影響を与えることをなくすことが出来、出力電位を安定させることが出来る。
【００１８】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る内燃機関の吸気量制御装置によれば、内部に内燃機関の吸気通路を形成するハウジングと、このハウジングの吸気通路に回動自在に設けられた弁軸と、この弁軸に取り付けられ、吸気通路の流通空気量を制御する絞り弁と、ハウジングに固定され、減速機構を介して弁軸を駆動するモータとを有するものであって、弁軸に固定されるとともに、弁軸の全閉、全開位置での係合部となる部分を有するレバーと、このレバーに固定される樹脂製ギヤと、この樹脂製ギヤに直接固定されたブラシと、このブラシと接触する抵抗体素子が取り付けられたエレメントとから構成されているので、軽量化と軸方向寸法の短縮化を図ることができる。
【００１９】
この発明の請求項２に係る内燃機関の吸気量制御装置によれば、弁軸にスラスト方向とは垂直の方向に溝を設けるとともに、この溝にプレートを差込んだので、弁軸のスラスト方向の動きを規制し、センサの出力特性の安定化を図ることができる。
【００２０】
この発明の請求項３に係る内燃機関の吸気量制御装置によれば、ハウジングに固定されたカバーの装置外側にエレメントを固定したので、エレメント自体の板厚のばらつきがブラシのたわみの変動量に影響を与えることをなくすことができ、出力電位を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による吸気量制御装置を示す断面図である。
【図２】 従来の吸気量制御装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング、２ 弁軸、２ａ 溝、４ 吸気通路、５ 絞り弁、６ レバー、
７ ギヤ、１８ ブラシ、１９ カバー、２０ エレメント、２１ 抵抗体素子、
２２ プレート。
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の走行状態に応じて吸入空気量を制御する内燃機関の吸気量制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用内燃機関の絞り弁は、スロットルボディの吸気通路に設けられ、アクセル操作量に比例して開閉されるとともに、車両の状態、例えば前後輪の回転差によるスリップ検出などによっても操作され、吸入空気量を制御して内燃機関の出力を制御する。そのために、絞り弁の開閉操作は、アクセルペダルとはリンク機構による直結構造がとられず、モータなどにより開閉位置の制御がなされながら駆動操作され、開閉位置はアクセルの操作量による信号との合成信号により決定される。
【０００３】
図２は従来の内燃機関の吸気量制御装置の構成を示す断面図である。図において、３１はスロットルボディのハウジング、３２はこのハウジング３１の内部に設けられた吸気通路、３３は両端がハウジング３１に回動自在に支持され、吸気通路３２を貫通するとともに絞り弁３４が取り付けられる弁軸であり、絞り弁３４は、弁軸３３の回動により吸気通路３２を全閉位置から全開位置まで回転移動して、吸入空気量を制御する。弁軸３３の一方の端部には、弁軸３３の回動角を検出するセンサ３５が配置され、他方の端部には、モータ３６により駆動される減速機構が結合されている。３７はセンサ３５の外部口出し用のコネクタである。
【０００４】
モータ３６は駆動軸３８に固定された回転子３９と固定子４０とで構成され、駆動軸３８は弁軸３３とは同一軸線上に配置されるとともに、先端に歯車３８ａを有し、外歯車４１，内歯車４３,減速歯車支持体４２よりなる減速機構を介して弁軸３３に結合され駆動する。固定子４０は、モータ３６の外部口出し用のモータコネクタ４４を一体に形成する合成樹脂製のモータハウジング４５により保持され、モータハウジング４５はスロットルボディのハウジング３１の一端にネジ止めにより固定されて、スロットルボディとモータ３６とが一体化されている。また、スロットルボディのモータ３６取付部の反対側の端部には、センサ３５がネジ止めされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の吸気量制御装置は以上のように構成されており、モータは図示しない制御装置により制御され、センサによるフィードバックを受けながら弁軸を駆動し、アクセルの状態および車両の走行状態により決定される吸入量になるように、絞り弁の開度を設定保持するが、スロットルボディとモータとセンサとを個別に形成し、これらを一体に組付ける構成では小型軽量化には限界があり、また、弁軸の軸方向の両側にモータとセンサが組付けられているため、軸方向寸法が増大して、内燃機関に対する組付性が悪く、部品点数も多大にならざるを得ないという問題点があった。
【０００６】
また、軸方向の寸法の短縮及び部品点数の削減のためにセンサを内蔵化し、スロットル軸と一体に動作するようにセンサ部ブラシを固定した場合、特に軸のスラスト方向の規制構造を設けなければ、吸気通路と絞り弁とのクリアランス分軸がスラスト方向に移動し、ブラシの設定高さが大きく変動することになる。ブラシの設定高さが変動すると、抵抗体パターン上のブラシ当接位置が変動し、センサ出力直線性が悪化したり、当接荷重が変動し、ブラシ浮きによる出力瞬断や過大荷重により、抵抗体が異常に摩耗する等の問題もあった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、軽量化と軸方向寸法の短縮化により、装着性を改善することができるとともに、部品点数の削減と、これに伴う組付性の改善が可能な内燃機関の吸気量制御装置を得ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る内燃機関の吸気量制御装置は、内部に内燃機関の吸気通路を形成するハウジングと、このハウジングの吸気通路に回動自在に設けられた弁軸と、この弁軸に取り付けられ、吸気通路の流通空気量を制御する絞り弁と、ハウジングに固定され、減速機構を介して弁軸を駆動するモータとを有するものであって、弁軸に固定されるとともに、弁軸の全閉、全開位置での係合部となる部分を有するレバーと、このレバーに固定される樹脂製ギヤと、この樹脂製ギヤに直接固定されたブラシと、このブラシと接触する抵抗体素子が取り付けられたエレメントとから構成されたものである。
【０００９】
この発明の請求項２に係る内燃機関の吸気量制御装置は、弁軸にスラスト方向とは垂直の方向に溝を設けるとともに、この溝にプレートを差込んだものである。
【００１０】
この発明の請求項３に係る内燃機関の吸気量制御装置は、ハウジングに固定されたカバーの装置外側にエレメントを固定したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１による内燃機関の吸気量制御装置を示す断面図であり、図において、１はスロットルボディのハウジングであり、弁軸２はハウジング１に設けられた軸受け３により、両端部が回動自在に支承され、吸気通路４を貫通するとともに、絞り弁５が取り付けられている。絞り弁５は弁軸２の回動により、吸気通路４を全閉位置から全開位置まで回転移動して吸入空気量を制御するように構成される。
【００１２】
弁軸２の一方の端部は、レバー６と固定され、レバー６とハウジング１との係合により、全閉位置と全開位置が決定する。また、レバー６は樹脂製のギヤ７により一体成形、固定されている。ギヤ７はハウジング１に固定されているピン８に回動支持され、ピン８を中心に回動する中間ギヤ９と噛合、連動する。モータハウジング１０はハウジング１に固定され、モータハウジング１０は樹脂成形により、ステータ１１とブッシュ１２を固定している。
【００１３】
ロータ１３は、ブッシュ１２とハウジング１のインロー部でベアリング１４により回動支持されており、中間ギヤ９と噛合い、連動する。ステータ１１は、主にコア１５とコイル１６により構成され、後述するセンサの出力値に従い、ロータ１３に固定されたマグネット１７における磁極位置を、あらかじめ学習しておいた値に換算し、この換算値に応じてコイル１６の位相を決定し、電流を制御することで動作させることが出来る。
【００１４】
一方、ギヤ７には、センサを構成する一部となるブラシ１８を固定する部位７ａが、樹脂成形により構成されており、この部位７ａに、ブラシ１８を挿入し、熱カシメを行なうことにより固定し、ブラシ１８の位置及び角度が、弁軸２の軸の角度と同一となるように設定される。また、カバー１９はハウジング１に固定され、エレメント２０はカバー１９に固定されている。抵抗体素子２１はエレメント２０に固定され、この抵抗体素子２１がブラシ１８と接触することにより電気的接続をしている。
【００１５】
弁軸２が動作することにより、各々固定されているレバー６、ギヤ７を介し、ブラシ１８が回動し、また抵抗体素子２１のパターンにより、出力−ＧＮＤ間の抵抗が変化し、電源−ＧＮＤ間に所定の電圧を印加することで、弁軸２の回動する角度に応じた出力電位を得ることが出来る。
又、弁軸２にスラスト方向とは垂直の方向に溝２ａを設け、この溝２ａの幅より少し狭いプレート２２を差込み、このプレート２２をハウジング１と、ハウジング１に固定されたベアリング３との間に介在させることにより、弁軸２のスラスト方向（図１のＡ方向）の動きを規制し、センサの出力特性の直線性の安定化に寄与している。
【００１６】
また、軸方向の寸法の短縮及び部品点数の削減のためにセンサを内蔵化し、スロットル軸と一体に動作するようにセンサ部ブラシを固定した場合、特に軸のスラスト方向（図１のＡ方向）の規制構造を設けなければ、吸気通路４と絞り弁５とのクリアランス分、弁軸２がスラスト方向に移動し、ブラシ１８の設定高さが大きく変動することになる。ブラシ１８の設定高さが変動すると、抵抗体素子２１パターン上のブラシ１８当接位置が変動し、センサ出力直線性が悪化したり、当接荷重が変動し、ブラシ１８の浮きによる出力瞬断や過大荷重により、抵抗体素子２１が異常に摩耗する等の問題があった。
【００１７】
そこで、ハウジング１に固定されたカバー１９の外側であって、弁軸２に対し、プレート２２等が設けられている側とは反対側において、カバー１９の面とエレメント２０の面を合わせ、固定することにより、エレメント２０の弁軸スラスト方向の位置決めを行なう。このように構成することにより、エレメント２０自体の板厚のバラツキがブラシ１８のたわみの変動量に影響を与えることをなくすことが出来、出力電位を安定させることが出来る。
【００１８】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る内燃機関の吸気量制御装置によれば、内部に内燃機関の吸気通路を形成するハウジングと、このハウジングの吸気通路に回動自在に設けられた弁軸と、この弁軸に取り付けられ、吸気通路の流通空気量を制御する絞り弁と、ハウジングに固定され、減速機構を介して弁軸を駆動するモータとを有するものであって、弁軸に固定されるとともに、弁軸の全閉、全開位置での係合部となる部分を有するレバーと、このレバーに固定される樹脂製ギヤと、この樹脂製ギヤに直接固定されたブラシと、このブラシと接触する抵抗体素子が取り付けられたエレメントとから構成されているので、軽量化と軸方向寸法の短縮化を図ることができる。
【００１９】
この発明の請求項２に係る内燃機関の吸気量制御装置によれば、弁軸にスラスト方向とは垂直の方向に溝を設けるとともに、この溝にプレートを差込んだので、弁軸のスラスト方向の動きを規制し、センサの出力特性の安定化を図ることができる。
【００２０】
この発明の請求項３に係る内燃機関の吸気量制御装置によれば、ハウジングに固定されたカバーの装置外側にエレメントを固定したので、エレメント自体の板厚のばらつきがブラシのたわみの変動量に影響を与えることをなくすことができ、出力電位を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による吸気量制御装置を示す断面図である。
【図２】 従来の吸気量制御装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング、２ 弁軸、２ａ 溝、４ 吸気通路、５ 絞り弁、６ レバー、
７ ギヤ、１８ ブラシ、１９ カバー、２０ エレメント、２１ 抵抗体素子、
２２ プレート。
Claims (3)
- 内部に内燃機関の吸気通路を形成するハウジングと、このハウジングの吸気通路に回動自在に設けられた弁軸と、この弁軸に取り付けられ、吸気通路の流通空気量を制御する絞り弁と、上記ハウジングに固定され、減速機構を介して上記弁軸を駆動するモータとを有する内燃機関の吸気量制御装置において、上記弁軸に固定されるとともに、上記弁軸の全閉、全開位置での係合部となる部分を有するレバーと、このレバーに固定される樹脂製ギヤと、この樹脂製ギヤに直接固定されたブラシと、このブラシと接触する抵抗体素子が取り付けられたエレメントとを備えたことを特徴とする内燃機関の吸気量制御装置。
- 弁軸にスラスト方向とは垂直の方向に溝を設けるとともに、この溝にプレートを差込んだことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気量制御装置。
- ハウジングに固定されたカバーの装置外側にエレメントを固定したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の吸気量制御装置。
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- 2000-05-16 JP JP2000142737A patent/JP3728175B2/ja not_active Expired - Fee Related
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