JP4471918B2 - Throttle valve device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンに吸入される空気量(吸入空気量)を調節するスロットルバルブ装置に関する。 The present invention relates to a throttle valve device that adjusts the amount of air taken into an engine (intake air amount).
〔従来の技術〕
従来より、吸入空気量を調節するスロットルバルブ装置は、エンジンに吸入される空気の通路(吸入空気通路)を開閉するスロットルバルブと、電動モータ等のアクチュエータからスロットルバルブに駆動力を伝達する減速機構と、スロットルバルブを全閉状態に戻す付勢手段と、スロットルバルブを回動自在に支持して収容するボディとを備える。
[Conventional technology]
2. Description of the Related Art Conventionally, a throttle valve device that adjusts the amount of intake air includes a throttle valve that opens and closes a passage (intake air passage) of air sucked into an engine, and a speed reduction mechanism that transmits driving force from an actuator such as an electric motor to the throttle valve. And a biasing means for returning the throttle valve to a fully closed state, and a body for rotatably supporting and accommodating the throttle valve.
このスロットルバルブ装置において、アクチュエータを駆動するための制御量(例えば、電動モータへの通電量)は、運転者によるアクセルペダルの操作量に応じて電子制御される。これにより、吸入空気通路の実開度は運転状態に応じた目標開度に略一致し、吸入空気量も目標量に略一致するように調節される。 In this throttle valve device, the control amount for driving the actuator (for example, the energization amount to the electric motor) is electronically controlled according to the operation amount of the accelerator pedal by the driver. As a result, the actual opening of the intake air passage is substantially matched with the target opening according to the operating state, and the intake air amount is adjusted so as to substantially match the target amount.
ところで、このスロットルバルブ装置の減速機構は、ボディに接続する中間シャフト、および、中間シャフトに対し回動自在に装着され、アクチュエータからスロットルバルブに駆動力を伝達する中間ギヤからなる(例えば、特許文献1参照)。 By the way, the speed reduction mechanism of the throttle valve device includes an intermediate shaft connected to the body and an intermediate gear that is rotatably attached to the intermediate shaft and transmits a driving force from the actuator to the throttle valve (for example, Patent Documents). 1).
ここで、従来のスロットルバルブ装置における中間シャフト101とボディ102との接続状態を図5に示す。ボディ102には、中間シャフト101に接続される接続部103が、軸方向に突設されている。そして、この接続部103には、図5(b)に示すように、中間シャフト101が軸方向に嵌着される嵌着穴104が設けられ、この嵌着穴104に中間シャフト101が冷間圧入されて接続される。
Here, the connection state of the
〔従来技術の不具合〕
しかし、ボディ102は樹脂成形品であるため、成形時の固化収縮のばらつきに伴い、嵌着穴104の径(穴径)もばらついてしまう。このため、中間シャフト101の径(シャフト径)と穴径との差が大きくなる製品も発生する(以下、シャフト径と穴径との差を圧入締代と呼ぶ)。
[Problems with conventional technology]
However, since the
圧入締代が大きい場合、接続部103に発生する応力が大きくなり、樹脂割れやクリープが起こる虞が高くなる。このため、接続部103による中間シャフト101の保持力が低減し、中間シャフト101とアクチュエータの出力軸およびスロットルバルブの弁軸との同軸度を、維持できなくなる虞がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、スロットルバルブ装置において、ボディに中間シャフトを接続する際に生じる応力を低減し、中間シャフトとアクチュエータの出力軸およびスロットルバルブの弁軸との同軸度を維持することができる構造を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the stress generated when the intermediate shaft is connected to the body in the throttle valve device, and to output the intermediate shaft and the output shaft of the actuator. Another object of the present invention is to provide a structure capable of maintaining the coaxiality with the valve shaft of the throttle valve.
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載のスロットルバルブ装置は、吸入空気通路を開閉するスロットルバルブと、所定のアクチュエータからスロットルバルブに駆動力を伝達する減速機構と、スロットルバルブを回動自在に支持して収容するボディとを備える。また、減速機構は、ボディに接続する中間シャフト、および、中間シャフトに対し回動自在に装着され、アクチュエータからスロットルバルブに駆動力を伝達する中間ギヤを有する。そして、ボディに設けられた中間シャフトの接続部には、中間シャフトが嵌着される嵌着穴、および嵌着された中間シャフトの外周面が露出する空隙が設けられている。
[Means of Claim 1]
The throttle valve device according to
これにより、中間シャフトがボディに接続される際に、空隙の存在により穴径が拡大することができる。すなわち、中間シャフトをボディに接続する際に生じる応力を、空隙に逃して低減することができる。このため、応力による樹脂割れやクリープが起こる虞を低くして、接続部による中間シャフトの保持力が低減するのを防止することができる。この結果、圧入締代が大きくても、中間シャフトと、アクチュエータの出力軸およびスロットルバルブの弁軸との同軸度を維持することができる。 Thereby, when the intermediate shaft is connected to the body, the hole diameter can be enlarged due to the presence of the gap. That is, stress generated when the intermediate shaft is connected to the body can be released to the gap and reduced. For this reason, it is possible to reduce the possibility of resin cracking or creep due to stress, and to prevent the holding force of the intermediate shaft by the connecting portion from being reduced. As a result, even if the press-fit tightening allowance is large, the coaxiality between the intermediate shaft and the output shaft of the actuator and the valve shaft of the throttle valve can be maintained.
また、中間シャフトの外周面が空隙に対して露出する方向は、アクチュエータからスロットルバルブに駆動力が伝達される際に中間シャフトに負荷される荷重(駆動荷重)の負荷方向、および中間シャフトの軸方向に対し、垂直である。
これにより、嵌着穴をなす接続部の内周面と中間シャフトの外周面とが、駆動荷重の負荷方向で当接し、中間シャフトに負荷される駆動荷重が、接続部により確実に受け止められる。このため、駆動荷重により中間シャフトが倒れるのを防止することができる。
In addition, the direction in which the outer peripheral surface of the intermediate shaft is exposed to the gap is the direction of the load (driving load) applied to the intermediate shaft when the driving force is transmitted from the actuator to the throttle valve, and the axis of the intermediate shaft. It is perpendicular to the direction.
As a result, the inner peripheral surface of the connection portion that forms the fitting hole and the outer peripheral surface of the intermediate shaft abut in the load direction of the drive load, and the drive load applied to the intermediate shaft is reliably received by the connection portion. For this reason, it is possible to prevent the intermediate shaft from falling due to the driving load.
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載のスロットルバルブ装置によれば、接続部の外周面には、駆動荷重の負荷方向にリブが設けられている。
これにより、接続部は駆動荷重の負荷方向に補強される。このため、駆動荷重の負荷による接続部の変形、破損等の虞を低減することができる。
[Means of claim 2 ]
According to the throttle valve device of the second aspect, the outer peripheral surface of the connecting portion is provided with ribs in the load direction of the driving load.
Thereby, a connection part is reinforced in the load direction of a driving load. For this reason, the possibility of deformation or breakage of the connecting portion due to the load of the driving load can be reduced.
〔請求項3の手段〕
請求項3に記載のスロットルバルブ装置によれば、中間シャフトの外周と接続部の内周との間に、接着剤が介在する。
中間シャフトへの駆動荷重の負荷が断続的に繰り返されることにより、接続部では、加熱および冷却が繰り返される。この結果、接続部では、樹脂の軟化および硬化が繰り返され、接続部による中間シャフトの保持力が低下する虞がある。
これに対し、中間シャフトの外周と接続部の内周との間に、接着剤を介在させることで、接続部自体の保持力が低下しても、中間シャフトを保持することができる。
また、予め穴径がシャフト径よりも大きくなるように、ボディの成形条件等を設定しておき、接着剤により中間シャフトの位置を決めるようにすることもできる。
[Means of claim 3 ]
According to the throttle valve device of the third aspect , the adhesive is interposed between the outer periphery of the intermediate shaft and the inner periphery of the connecting portion.
When the load of the driving load on the intermediate shaft is intermittently repeated, heating and cooling are repeated at the connection portion. As a result, at the connecting portion, the resin is repeatedly softened and cured, and the holding force of the intermediate shaft by the connecting portion may be reduced.
In contrast, by interposing an adhesive between the outer periphery of the intermediate shaft and the inner periphery of the connecting portion, the intermediate shaft can be held even if the holding force of the connecting portion itself is reduced.
Alternatively, the molding conditions of the body can be set in advance so that the hole diameter is larger than the shaft diameter, and the position of the intermediate shaft can be determined by an adhesive.
最良の形態1のスロットルバルブ装置は、吸入空気通路を開閉するスロットルバルブと、所定のアクチュエータからスロットルバルブに駆動力を伝達する減速機構と、スロットルバルブを回動自在に支持して収容するボディとを備える。また、減速機構は、ボディに接続する中間シャフト、および、中間シャフトに対し回動自在に装着され、アクチュエータからスロットルバルブに駆動力を伝達する中間ギヤを有する。そして、ボディに設けられた中間シャフトの接続部には、中間シャフトが嵌着される嵌着穴、および嵌着された中間シャフトの外周面が露出する空隙が設けられている。
中間シャフトの外周面が空隙に対して露出する方向は、アクチュエータからスロットルバルブに駆動力が伝達される際に中間シャフトに負荷される駆動荷重の負荷方向、および中間シャフトの軸方向に対し、垂直である。
さらに、接続部の外周面には、駆動荷重の負荷方向にリブが設けられている。
The throttle valve device of the
The direction in which the outer peripheral surface of the intermediate shaft is exposed to the air gap is perpendicular to the load direction of the driving load applied to the intermediate shaft when the driving force is transmitted from the actuator to the throttle valve and the axial direction of the intermediate shaft. It is.
Furthermore, ribs are provided on the outer peripheral surface of the connecting portion in the load direction of the driving load .
〔実施例の構成〕
実施例のスロットルバルブ装置1の構成を図1および図2を用いて説明する。
スロットルバルブ装置1は、エンジン(図示せず)に吸入される空気量(吸入空気量)を調節する装置である。このスロットルバルブ装置1は、図1に示すように、エンジンに吸入される空気の通路(吸入空気通路:図示せず)を開閉するスロットルバルブ2と、スロットルバルブ2を回転駆動する駆動力を発生させる電動モータ等のアクチュエータ3と、アクチュエータ3からスロットルバルブ2に駆動力を伝達する減速機構4と、スロットルバルブ2を全閉状態に戻す付勢手段(図示せず)と、スロットルバルブ2を回動自在に支持して収容するボディ5とを備える。
[Configuration of Example ]
A configuration of the
The
このスロットルバルブ装置1において、アクチュエータ3を駆動するための制御量(例えば、電動モータへの通電量)は、運転者によるアクセルペダルの操作量に応じて電子制御される。これにより、吸入空気通路の実開度は運転状態に応じた目標開度に略一致し、吸入空気量も目標量に略一致するように調節される。
In this
スロットルバルブ2は、円形板状の弁体(図示せず)と、弁体の中央に設けられた弁軸7とを有するバタフライ弁である。また、弁軸7の一端には、減速機構4から駆動力の伝達を受ける弁軸側ギヤ8が装着されている。
The
アクチュエータ3は、例えば、周知の電動モータであり、出力軸10の一端部が電動モータの本体(図示せず)から突出している。そして、この出力軸10の一端に、減速機構4へ駆動力を伝達する出力軸側ギヤ11が装着されている。
The
減速機構4は、ボディ5に接続する中間シャフト13、および、中間シャフト13に対し回動自在に装着され、アクチュエータ3からスロットルバルブ2に駆動力を伝達する中間ギヤ14からなる。中間シャフト13は、図2(b)、(c)に示すようにボディ5に嵌着される金属性の棒状部材である。また、中間ギヤ14は、図1に示すように、出力軸側ギヤ11と噛み合う大径ギヤ15、大径ギヤ15よりも小径に形成され弁軸側ギヤ8と噛み合う小径ギヤ16とを有する。そして、中間ギヤ14が中間シャフト13に対して自在に回動することで、出力軸側ギヤ11の回転速度が減速されて弁軸側ギヤ8に伝達されるとともに、出力軸10から得られる駆動力が増幅されて弁軸7に伝達される。
The speed reduction mechanism 4 includes an
付勢手段は、例えば、弁軸7に対して同軸に配置され、スロットルバルブ2の回動方向において、スロットルバルブ2を全閉状態の方に付勢するスプリングである。
The biasing means is, for example, a spring that is arranged coaxially with the
ボディ5は、図2に示すように、出力軸10が突出する出力軸突出穴18、弁軸7が突出する弁軸突出穴19、中間シャフト13が嵌着される嵌着穴20を有する樹脂成形品である。嵌着穴20は、軸方向に突設された接続部21に形成されている。なお、この接続部21は、ボディ5に中間シャフト13を接続するために設けられている。そして、出力軸突出穴18、弁軸突出穴19および嵌着穴20は、出力軸10の軸心a、弁軸7の軸心bおよび中間シャフト13の軸心cが1つの平面αに含まれるように設けられている。なお、中間シャフト13は、嵌着穴20に冷間圧入により接続される。
As shown in FIG. 2, the
〔実施例の特徴〕
実施例のスロットルバルブ装置1の特徴を、図2を用いて説明する。
接続部21には、嵌着穴20に中間シャフト13が嵌着された際に、中間シャフト13の外周面が露出する空隙24が設けられている。この空隙24は、嵌着穴20と同軸方向にスリット状に設けられている。また、中間シャフト13の外周面が空隙24に対して露出する方向(露出方向)は、アクチュエータ3からスロットルバルブ2に駆動力が伝達される際に中間シャフト13に負荷される駆動荷重の負荷方向、および中間シャフト13の軸方向に対し、垂直な方向である。
[Features of Examples ]
The features of the
The
ここで、駆動荷重の負荷方向は、平面αに対し垂直な方向である。すなわち、駆動荷重は、出力軸側ギヤ11から中間ギヤ14に与えられる駆動力、および弁軸側ギヤ8から中間ギヤ14に及ぼされる駆動抵抗力により、中間シャフト13に負荷される。そして、軸心a〜cが1つの平面αに含まれる場合、中間ギヤ14に与えられる駆動力、および中間ギヤ14に及ぼされる駆動抵抗力は、図1に示すように、平面αに対し垂直な方向に荷重を負荷する。したがって、駆動荷重の負荷方向は、平面αに対し垂直な方向となる。
Here, the load direction of the drive load is a direction perpendicular to the plane α. That is, the driving load is applied to the
さらに、接続部21の外周面には、駆動荷重の負荷方向にリブ30が設けられ、接続部21と接続部21以外のボディ5の部分とが架橋されている。
Furthermore, the outer peripheral surface of the
〔実施例の作用〕
実施例のスロットルバルブ装置1の作用を、図1および図2を用いて説明する。
まず、中間シャフト13が冷間圧入により接続部21へ接続されると、穴径は、中間シャフト13の径と嵌着穴20の径(穴径)との差(圧入締代)に応じて、空隙24の存在により拡大する。すなわち、中間シャフト13を冷間圧入により接続部21へ接続すると、圧入締代に応じて接続部21に応力が生じる。そして、この応力は、穴径の拡大に伴い空隙24に逃されて低減する。
(Effects of Example )
The operation of the
First, when the
また、出力軸側ギヤ11が回動して中間ギヤ14に駆動力が与えられると、弁軸側ギヤ8からも中間ギヤ14に駆動抵抗力が及ぼされる。これにより、中間ギヤ14には、図1に示す負荷方向に、駆動力および駆動抵抗力の両方から駆動荷重が負荷される。このため、中間シャフト13には、図2に示す負荷方向に、駆動力および駆動抵抗力の合力に相当する駆動荷重が負荷される。この結果、嵌着穴20をなす内周面と、中間シャフト13の外周面とが駆動荷重の負荷方向で当接するため、中間シャフト13に負荷される駆動荷重は、接続部21により受け止められる。
Further, when the output
〔実施例の効果〕
実施例のスロットルバルブ装置1によれば、中間シャフト13に接続される接続部21には、中間シャフト13が嵌着される嵌着穴20、および嵌着された中間シャフト13の外周面が露出する空隙24が設けられている。
これにより、中間シャフト13がボディ5に接続される際に、空隙24の存在により穴径が拡大することができる。すなわち、中間シャフト13をボディ5に接続する際に生じる応力を、空隙24に逃して低減することができる。このため、応力による樹脂割れやクリープが起こる虞を低くして、接続部21による中間シャフト13の保持力が低減するのを防止することができる。この結果、圧入締代が大きくても、中間シャフト13と、アクチュエータ3の出力軸10およびスロットルバルブ2の弁軸7との同軸度を維持することができる。
[Effects of Examples ]
According to the
Thereby, when the
また、中間シャフト13の外周面が空隙24に対して露出する方向は、駆動荷重の負荷方向、および中間シャフト13の軸方向に対し、垂直である。
これにより、接続部21の内周面と中間シャフト13の外周面とが、駆動荷重の負荷方向で当接し、中間シャフト13に負荷される駆動荷重が、接続部21により確実に受け止められる。このため、駆動荷重により中間シャフト13が倒れるのを防止することができる。
Further, the direction in which the outer peripheral surface of the
As a result, the inner peripheral surface of the connecting
また、接続部21の外周面には、駆動荷重の負荷方向にリブ30が設けられている。
これにより、接続部21は駆動荷重の負荷方向に補強される。このため、駆動荷重の負荷による接続部21の変形、破損等の虞を低減することができる。
Further, a
Thereby, the
参考例1のスロットルバルブ装置1によれば、図3に示すように、中間シャフト13の一端側の外周面にタップ26が設けられている。そして、中間シャフト13は接続部21に螺着される。
これにより、接続部21に中間シャフト13が接続されても、応力自体が発生しなくなる。このため、応力による樹脂割れ、クリープの虞を解消することができる。
According to the
Thereby, even if the
参考例2のスロットルバルブ装置1によれば、図4に示すように、中間シャフト13の外周には、接続部21への螺着による進行を規制する段部27が設けられている。そして、タップ26は、段部27よりも一端側に設けられている。
これにより、中間シャフト13を接続部21に接続する際の突出量を、調節することなく簡便に決定することができる。
According to the
Thereby, the protrusion amount at the time of connecting the
〔変形例〕
実施例のスロットルバルブ装置1において、中間シャフト13の外周面に接着剤を塗布し、中間シャフト13の外周と接続部21の内周との間に、接着剤を介在させるようにしてもよい。
[Modification]
In the
スロットルバルブ装置1の実駆動に伴い、中間シャフト13への駆動荷重の負荷が断続的に繰り返されると、接続部21では加熱および冷却が繰り返される。この結果、接続部21では、樹脂の軟化および硬化が繰り返され、接続部21による中間シャフト13の保持力が低下する虞が高くなる。
これに対し、中間シャフト13の外周と接続部21の内周との間に、接着剤を介在させることで、接続部21自体の保持力が低下しても、接着剤により中間シャフト13を保持することができる。
When the load of the driving load on the
In contrast, by interposing an adhesive between the outer periphery of the
また、予め穴径が中間シャフト13の径よりも大きくなるように、ボディ5の成形条件等を設定しておき、接着剤により中間シャフト13の位置を決めるようにすることもできる。
Alternatively, the molding conditions of the
1 スロットルバルブ装置
2 スロットルバルブ
3 アクチュエータ
4 減速機構
5 ボディ
13 中間シャフト
14 中間ギヤ
21 接続部
24 空隙
30 リブ
First
30 ribs
Claims (3)
所定のアクチュエータから前記スロットルバルブに駆動力を伝達する減速機構と、
前記スロットルバルブを回動自在に支持して収容するボディと
を備えるスロットルバルブ装置において、
前記減速機構は、前記ボディに接続する中間シャフト、および、この中間シャフトに対し回動自在に装着され、前記アクチュエータから前記スロットルバルブに駆動力を伝達する中間ギヤを有し、
前記ボディに設けられた前記中間シャフトの接続部には、前記中間シャフトが嵌着される嵌着穴、および嵌着された中間シャフトの外周面が露出する空隙が設けられ、
前記中間シャフトの外周面が前記空隙に対して露出する方向は、前記アクチュエータから前記スロットルバルブに駆動力が伝達される際に前記中間シャフトに負荷される荷重の負荷方向、および前記中間シャフトの軸方向に対し、垂直であることを特徴とするスロットルバルブ装置。 A throttle valve that opens and closes the passage of air taken into the engine;
A speed reduction mechanism for transmitting a driving force from a predetermined actuator to the throttle valve;
In a throttle valve device comprising a body that rotatably supports and accommodates the throttle valve,
The speed reduction mechanism includes an intermediate shaft connected to the body, and an intermediate gear that is rotatably attached to the intermediate shaft and transmits a driving force from the actuator to the throttle valve.
The connecting portion of the intermediate shaft provided in the body is provided with a fitting hole into which the intermediate shaft is fitted, and a gap in which an outer peripheral surface of the fitted intermediate shaft is exposed ,
The direction in which the outer peripheral surface of the intermediate shaft is exposed to the gap is the load direction of the load applied to the intermediate shaft when driving force is transmitted from the actuator to the throttle valve, and the axis of the intermediate shaft A throttle valve device characterized by being perpendicular to a direction .
前記接続部の外周面には、前記アクチュエータから前記スロットルバルブに駆動力が伝達される際に前記中間シャフトに負荷される荷重の負荷方向にリブが設けられていることを特徴とするスロットルバルブ装置。 The throttle valve device according to claim 1,
A throttle valve device , wherein a rib is provided on an outer peripheral surface of the connecting portion in a load direction of a load applied to the intermediate shaft when a driving force is transmitted from the actuator to the throttle valve. .
前記中間シャフトの外周と前記接続部の内周との間に、接着剤が介在することを特徴とするスロットルバルブ装置。 The throttle valve device according to claim 1 or 2,
A throttle valve device , wherein an adhesive is interposed between an outer periphery of the intermediate shaft and an inner periphery of the connection portion .
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