JP4651588B2 - バルブ開閉制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータへの供給電力を可変制御してバルブの開閉制御を行うバルブ開閉制御装置に関するもので、特にモータの駆動力をバルブに伝達する歯車減速機構の構成要素の１つである最終減速ギヤに、２つの第１、第２スプリングのスプリング荷重を受け止めるスプリング座を設けたバルブ開閉制御装置に係わる。

［従来の技術］
従来より、モータ制御ユニット（バルブ位置制御ユニット）によって、電動モータへの供給電力を可変制御することで、ハウジングに対して相対回転するバルブの開閉制御を行うバルブ開閉制御装置が知られている。このようなバルブ開閉制御装置の一例として、電動モータの駆動力を利用して空気流量制御弁の弁体を開弁駆動して、全閉位置から全開位置に至るまでのバルブ制御範囲で空気流量制御弁の弁体を回転動作させて、内燃機関の燃焼室に供給される吸入空気（吸気）の流量を制御する内燃機関用吸気制御装置が知られている。

ここで、スロットルバルブを開弁駆動するバルブ駆動装置は、図５ないし図９に示したように、空気流量制御弁の弁体（スロットルバルブ）１０１を開弁作動方向および閉弁作動方向に駆動するアクチュエータと、スロットルバルブ１０１を開弁作動方向および閉弁作動方向に付勢するコイルスプリング１０５とを備えている。そして、アクチュエータは、電動モータ１０４と、この電動モータ１０４のモータ軸１１１の回転運動をスロットルバルブ１０１のバルブ軸１１３に伝達する動力伝達機構と、内部にコイルスプリング１０５および動力伝達機構を収容するハウジング１０６とを備えている。なお、ハウジング１０６は、スロットルボデー１０２の円筒部１０３の外壁面に一体的に形成されている。また、動力伝達機構は、ピニオンギヤ１０７、中間減速ギヤ１０８およびバルブギヤ１０９を有している。

また、従来より、何らかの要因によって電動モータ１０４への電力の供給が断たれた際に、リターンスプリング１４１とオープナースプリング１４２とのそれぞれ異なる付勢方向の付勢力を利用してデフォルト位置（スロットルバルブ１０１を全閉位置より開弁作動方向に僅かに開弁した中間開度）に保持することで、車両の退避走行を可能とする構造が提案されている。
ここで、リターンスプリング１４１は、ハウジング１０６のスプリング内周ガイド（円筒部）１２５の周囲を螺旋状に取り囲むように配設されて、バルブギヤ１０９に対して、スロットルバルブ１０１を閉弁作動方向に付勢するスプリング荷重を与えるものである。また、オープナースプリング１４２は、バルブギヤ１０９のスプリング内周ガイド（円筒部）１３５の周囲を螺旋状に取り囲むように配設されて、バルブギヤ１０９に対して、スロットルバルブ１０１を開弁作動方向に付勢するスプリング荷重を与えるものである。

また、従来より、部品点数を削減して構成の簡素化と低コスト化を図るという目的で、リターンスプリング１４１とオープナースプリング１４２とを結合して一体化し、リターンスプリング１４１とオープナースプリング１４２との結合部を逆Ｕ字状に折り曲げてＵ字フック１４３を形成し、リターンスプリング１４１の一端側およびオープナースプリング１４２の他端側を異なる方向に巻き込んだ１本コイルスプリング構造も提案されている。
そして、ハウジング１０６には、リターンスプリング１４１の一端側に設けられる第１スプリング端フック１４４を支持する第１スプリング座１５１が配設されている。また、バルブギヤ１０９には、オープナースプリング１４２の他端側に設けられる第２スプリング端フック１４５を支持する第２スプリング座１５２が配設されている。また、Ｕ字フック１４３は、バルブギヤ１０９のコの字フック１５６に係脱自在に係合している。

また、１本コイルスプリング構造として、リターンスプリング１４１とオープナースプリング１４２とを結合して一体化した１本のコイルスプリング１０５を、ハウジング１０６とバルブギヤ１０９との間に組み付ける時にコイルスプリング１０５が半径方向にずれる方向に対して、バルブギヤ１０９に装着されていない自然状態において反対方向に偏芯させ、且つオープナースプリング１４２の両端フック（Ｕ字フック１４３と第２スプリング端フック１４５）を、コイルスプリング１０５の捩じり軸方向に位置を揃えることで、電動モータ１０４への電力供給時における、バルブギヤ１０９の円筒部１３５の外周とオープナースプリング１４２の円筒コイル部の内周との間の摺動トルクを低減して電動モータ１０４の回転負荷を低減できる構造も知られている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、１２７は、ハウジング６に一体的に形成された中間位置ストッパで、１２９は、中間位置ストッパ１２７に捩じ込まれた中間ストッパ部材である。また、１３７は、バルブギヤ１０９に設けられた全閉ストッパ部で、１３９は、ハウジング１０６に一体的に形成された全閉ストッパである。

［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載のバルブギヤ１０９には、オープナースプリング１４２の第２スプリング端フック１４５を支持する第２スプリング座１５２と、リターンスプリング１４１とオープナースプリング１４２との結合部であるＵ字フック１４３が係脱自在に係合するコの字フック１５６とが別々に設置されている。
そして、スロットルバルブ１０１を中間開度よりも閉じ側に閉弁した場合には、図９（ａ）に示したように、バルブギヤ１０９のコの字フック１５６の座面からＵ字フック１４３が離れるため、バルブギヤ１０９のコの字フック１５６の座面へのスプリング荷重がゼロ（０）になる。

しかし、スロットルバルブ１０１を中間開度よりも開き側に開弁した場合には、図９（ｂ）に示したように、バルブギヤ１０９のコの字フック１５６の座面に、リターンスプリング１４１とオープナースプリング１４２との両方の捩じりトルク（捩じり弾性力、スプリング荷重）が加わるため、コの字フック１５６へのストレスが大きく、コの字フック１５６の形状をその大きなストレスに耐え得る高剛性な形状（例えばコの字フック１５６を肉厚化する、あるいは補強リブを設ける等）にする必要がある。
したがって、バルブギヤ１０９に第２スプリング座１５２とコの字フック１５６とを別々に設置しており、しかも高剛性なコの字フック形状が必要となるので、バルブギヤ１０９の体格が大型化し、バルブギヤ１０９の製造コストも増加するという問題が生じている。
特開２００４−３０１１１８号公報（第１−１７頁、図１−図１３）

本発明の目的は、回転体に設けられるスプリング座の剛性を小さくすることのできるバルブ開閉制御装置を提供することにある。また、回転体の小型化を図ることのできるバルブ開閉制御装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、バルブの回転軸に結合された回転体に、コイルスプリングの２つの第１、第２荷重付与部の荷重を背中合わせの位置で互いに逆向きとなるように受け止める１つのスプリング座を設けたことにより、コイルスプリングの２つの第１、第２荷重付与部からの、回転体のスプリング座への荷重は反対向きで打ち消し合う。これによって、回転体のスプリング座へのストレスを軽減できるので、回転体のスプリング座の剛性を小さくすることができる。

つまり、第１荷重付与部の荷重を受け止める座面と、第２荷重付与部の荷重を受け止める座面とを、回転体に設けられる１つのスプリング座に統合するにあたり、第１荷重付与部の荷重を受け止める座面と、第２荷重付与部の荷重を受け止める座面とを、背中合わせの位置で一箇所に統合しているため、第１荷重付与部の荷重を受け止める座面を有するスプリング座と、第２荷重付与部の荷重を受け止める座面を有するスプリング座とを軸方向に離隔して別々に配設した従来の技術と比べて、回転体の体格を小型化することができる。これによって、回転体を製造する際の材料費が安くなり、回転体の製造コストを削減することができる。
更に詳しくは、コイルスプリングの第１荷重付与部と第２荷重付与部とを、当該コイルスプリングの軸線方向の同じ位置で円周方向に対向配置しており、２つの第１、第２座部を、回転体の回転中心を中心点とする同一円周上で、且つ互いに背中合わせとなる位置に配設している。したがって、２つの第１、第２座部は、コイルスプリングの２つの第１、第２荷重付与部の荷重を互いに逆向きとなるように受け止めることが可能となる。すなわち、コイルスプリングの２つの第１、第２荷重付与部からの、回転体のスプリング座（２つの第１、第２座部）への荷重は反対向きで打ち消し合う。これによって、回転体のスプリング座（２つの第１、第２座部）へのストレスを軽減できるので、回転体のスプリング座（２つの第１、第２座部）の剛性を小さくすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、スプリング座に、コの字状に形成されたコの字フックを設け、このコの字フックの、回転体の回転中心を中心点とする円周方向の両側に２つの第１、第２座部をそれぞれ設けている。
ここで、回転体にスプリング座を一体的に形成した場合には、部品点数および組付工数を削減することができ、回転体の製造コストを更に削減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、２つの第１、第２座部のうちの一方の第１座部に、第１荷重付与部の荷重を受け止める座面を設けている。また、２つの第１、第２座部のうちの他方の第２座部に、第２荷重付与部の荷重を受け止める座面を設けている。

請求項４に記載の発明によれば、コイルスプリングの第１荷重付与部を、バルブおよび回転体の回転角度に応じて、回転体のスプリング座に対して係脱自在に係合するように構成しても良い。
請求項５に記載の発明によれば、コイルスプリングの第２荷重付与部を、回転体のスプリング座に常時係止されるように構成しても良い。
請求項６に記載の発明によれば、２つの第１、第２スプリングを結合して一体化した１本コイルスプリング構造を採用しているので、コスト削減を図ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、２つの第１、第２スプリングの結合部に、第１荷重付与部を構成するスプリング中間フックを設けている。
請求項８に記載の発明によれば、スプリング中間フックを、２つの第１、第２スプリングの結合部を逆Ｕ字状に折り曲げて形成しても良い。この場合、スプリング中間フックは、Ｕ字フックとなる。
請求項９に記載の発明によれば、第２スプリングの第１スプリング側に対して逆側端部に、第２荷重付与部を構成するスプリング端フックを設けている。
請求項１０に記載の発明によれば、スプリング端フックを、第２スプリングの第１スプリング側に対して逆側端部をＳ字状に折り曲げて形成しても良い。この場合、スプリング端フックは、Ｓ字フックとなる。

請求項１１に記載の発明によれば、アクチュエータを、バルブを駆動する駆動力を発生する動力源、この動力源の駆動力をバルブに伝達する動力伝達機構、並びに内部にコイルスプリングおよび動力伝達機構を収容するハウジング（ギヤハウジング、モータハウジング）によって構成しても良い。そして、動力伝達機構に、ハウジングに対して相対回転する回転体を設けても良い。また、回転体によって、動力伝達機構の動力伝達経路上に配設された複数のギヤのうちの最終ギヤを構成しても良い。また、回転体によって、動力伝達機構の動力伝達経路上に配設された複数のギヤのうちで最もバルブ側に配置されるバルブギヤを構成しても良い。また、動力源として、電力の供給を受けて駆動力を発生するモータまたはロータリーソレノイドを用いても良い。

請求項１２に記載の発明によれば、ハウジングの第１円筒部によって第１スプリングの第１コイル部のコイル内径側を保持している。また、回転体の第２円筒部によって第２スプリングの第２コイル部のコイル内径側を保持している。
請求項１３に記載の発明によれば、空気流量制御弁の弁体を構成するバルブが、ハウジング（スロットルボデー、インテークダクト）に対して相対回転して内燃機関の燃焼室に連通する吸気通路を開閉することで、吸気通路の通路断面積が変更される。これにより、吸気通路から燃焼室内に流入する吸入空気量が制御される。

本発明を実施するための最良の形態は、回転体に一体的に形成されるスプリング座の剛性を小さくするという目的を、コイルスプリングの２つの第１、第２荷重付与部からスプリング座への荷重を打ち消し合うようにして、スプリング座へのストレスを軽減することで実現した。
また、回転体の小型化を図るという目的を、コイルスプリングの第１荷重付与部の荷重を受け止める座面とコイルスプリングの第２荷重付与部の荷重を受け止める座面とを、１つのスプリング座（一箇所）に統合することで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図４は本発明の実施例１を示したもので、図１はバルブギヤのコイルスプリング支持構造を示した図で、図２は内燃機関用吸気制御装置を示した図で、図３はスロットルバルブの中間開度を示した図である。

本実施例の内燃機関用吸気制御装置は、例えば自動車等の車両のエンジンルームに搭載される内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）の吸気系統、つまり内部をエンジンの吸気ポートおよび気筒（シリンダ）の燃焼室内に向かう吸入空気（吸気）が流れるエンジン吸気管（インテークダクト）の途中に組み込まれている。ここで、エンジンは、吸入空気と燃料との混合気を燃焼室内で燃焼させて得る熱エネルギーにより出力（例えばエンジン出力軸トルク）を得るものである。

そして、内燃機関用吸気制御装置は、本発明のバルブ開閉制御装置に相当するものであって、エンジン吸気管内の吸気通路の通路断面積を変更することで、吸気通路から燃焼室内に流入する吸入空気量を可変制御する空気流量制御弁（吸気量制御弁）と、この空気流量制御弁の弁体（バルブ：以下スロットルバルブと呼ぶ）１を開弁駆動および閉弁駆動するバルブ駆動装置とを備え、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（運転者のアクセル操作量）に基づいてスロットルバルブ１のバルブ角度に相当するスロットル開度を変更して、エンジンの各気筒の燃焼室内に供給する吸入空気量を可変制御することで、エンジン回転速度またはエンジン出力軸トルクをコントロールする装置である。

空気流量制御弁は、スロットル開度（またはバルブ角度）に応じて吸入空気量を調整する円板状のスロットルバルブ１と、内部にスロットルバルブ１を開閉自在に収容するスロットルボデー２とを有している。このスロットルボデー２は、内部にスロットルボア（断面円形状空間）が形成された円筒状のスロットルボア壁部（ハウジング：以下円筒部と言う）３を有している。そして、この円筒部３の外壁部には、電動モータ４のモータ軸であるモータシャフト１１（図５参照）、軸線方向に延びる中間減速ギヤ軸である中間シャフト１２、およびスロットルバルブ１のバルブ軸であるバルブシャフト１３を並列して配置し、内部に螺旋状に巻装された１本のコイルスプリング５を収容するハウジング６が一体的に形成されている。

本実施例のスロットルバルブ１は、金属材料または樹脂材料によって形成されて、スロットルボデー２の円筒部３に対して相対回転してスロットルボア１４を開閉するバタフライ弁方式の回転弁（バタフライ型バルブ）であって、スロットルボア１４内に開閉自在に収容されている。このスロットルバルブ１は、全閉位置から全開位置に至るまでの全バルブ開閉制御範囲に渡って、スロットル開度（またはバルブ角度）が変更されることで、スロットルボア１４を開閉してスロットルボア１４の開口面積を変更する。これにより、エンジンの各気筒の燃焼室内に吸入される吸入空気量が可変制御される。

ここで、スロットルバルブ１の全閉位置とは、スロットルバルブ１とスロットルボデー２の円筒部３との間の隙間が最小、つまりスロットルボア１４内を流れる吸入空気量が最小となるバルブ開度（バルブ角度）である。また、スロットルバルブ１の全開位置とは、スロットルバルブ１とスロットルボデー２の円筒部３との間の隙間が最大、つまりスロットルボア１４内を流れる吸入空気量が最大となるバルブ開度（バルブ角度）である。なお、本実施例のスロットルバルブ１は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（運転者のアクセル操作量）に応じて電動モータ４への供給電力を可変制御することで、バルブ角度に相当するスロットル開度が変更されるように構成されている。

そして、スロットルバルブ１は、バルブシャフト１３に形成されたバルブ挿入孔１５内に差し込まれた状態で、バルブシャフト１３にスクリュー１６を用いて締め付け固定されている。これにより、スロットルバルブ１とバルブシャフト１３とが一体化されて一体的に回転することが可能となる。バルブシャフト１３は、金属材料によって形成されて、スロットルバルブ１を保持固定している。このバルブシャフト１３は、スロットルバルブ１の回転中心を成す回転中心軸線上、例えばスロットルバルブ１を直径方向に貫通するように配設されている。そして、バルブシャフト１３の軸線方向の両端側には、スロットルボデー２の円筒部３の内部に回転自在に支持される軸受け摺動部が設けられている。

スロットルボデー２は、金属材料または樹脂材料によって形成されて、内部にスロットルボア１４が形成された円筒部３、および内部にギヤ収容室が形成されたハウジング６を有している。円筒部３の内部に形成されるスロットルボア１４は、エンジンの各気筒の燃焼室に連通すると共に、エンジンの各気筒の燃焼室内に吸入空気を送るための断面円形状の吸気通路（流体流路）である。そして、円筒部３の上流側開口端には、エアクリーナから吸気ダクトを介して吸入空気を吸い込むための空気入口部が形成されている。また、円筒部３の下流側開口端には、インテークマニホールドまたはサージタンクを介してエンジンの吸気ポートに吸入空気を送り込むための空気出口部が形成されている。

また、円筒部３には、スロットルボア１４内を流れる吸入空気の平均的な流れの軸線方向に対して直交する方向（バルブシャフト１３の軸線方向）の両側に、２つのバルブ軸受け部２１、２２が一体的に形成されている。
バルブ軸受け部２１は、軸受け部材（ベアリング）２３を介して、バルブシャフト１３の軸線方向の一端側の軸受け摺動部を回転自在に軸支している。このバルブ軸受け部２１は、内部にバルブシャフト１３を回転自在に収容するシャフト貫通穴が形成された円筒部を有している。この円筒部は、スロットルボデー２の円筒部３の外壁面からバルブシャフト１３の軸線方向の一方側に向けて突出している。

バルブ軸受け部２２は、軸受け部材（ボールベアリング）２４を介して、バルブシャフト１３の軸線方向の他端側の軸受け摺動部を回転自在に軸支している。このバルブ軸受け部２２は、内部にバルブシャフト１３を回転自在に収容するシャフト貫通穴が形成された第１円筒部（ハウジング６の第１円筒部）２５を有している。この第１円筒部２５は、スロットルボデー２の円筒部３の外壁面（ハウジング６の底壁面）からバルブシャフト１３の軸線方向の他方側（例えばセンサカバー側）に向けて突出している。そして、ハウジング６の第１円筒部２５の外周部は、コイルスプリング５のコイル内径側を保持するスプリング内周ガイドとして機能している。

ハウジング６は、後述するスロットル開度センサを保持固定するセンサカバー１０を有している。このセンサカバー１０は、ハウジング６の開口端側の結合端面に気密的に結合されている。そして、ハウジング６の内部には、スプリング収容室を含むギヤ収容室（回転体収容室）２６が形成されている。本実施例では、ハウジング６の底壁面とセンサカバー１０の対向面との間にギヤ収容室２６が形成されている。このギヤ収容室２６の内部には、動力伝達機構（歯車減速機構）の構成要素を成す３つの第１〜第３ギヤ（モータギヤ７、中間減速ギヤ８およびバルブギヤ９）が回転自在に収容されている。

ハウジング６は、コイルスプリング５のコイル外径側を取り囲むように円筒状のスプリングガイドを有している。このスプリングガイドの内周部は、コイルスプリング５のコイル外径側を保持するスプリング外周ガイドとして機能している。また、ハウジング６のスプリングガイドのセンサカバー側端部には、ブロック状の中間位置ストッパ２７が一体的に形成されている。この中間位置ストッパ２７には、電動モータ４への電力の供給を停止した時、あるいは何らかの要因によって電動モータ４への電力の供給が断たれた際に、コイルスプリング５の付勢力（スプリング荷重、捩じりトルク）を利用して、スロットルバルブ１およびバルブギヤ９等を全閉位置と全開位置との間の中間位置（中間開度）に保持するための中間ストッパ部材（中間開度調整用のオープナースクリュー）２９が捩じ込まれている。
ここで、スロットルバルブ１の中間位置とは、図３に示したように、スロットルバルブ１を全閉位置から開弁作動方向に僅かに開弁した中間開度の状態のことで、少なくとも退避走行が可能な吸入空気量を得ることができるバルブ開度（バルブ角度）である。なお、ハウジング６のコイルスプリング支持構造の詳細は後述する。

ここで、バルブ駆動装置は、スロットルバルブ１を開弁作動方向および閉弁作動方向に付勢する１本のコイルスプリング５と、スロットルバルブ１を開弁作動方向および閉弁作動方向に駆動するモータアクチュエータと、このモータアクチュエータ、特に電動モータ４への供給電力を可変制御してスロットル開度を電子制御するエンジン制御ユニット（モータ制御ユニット：以下ＥＣＵと呼ぶ）とによって構成されている。これらによって、本実施例の内燃機関用吸気制御装置は、電子制御式スロットル制御装置を構成する。
モータアクチュエータは、電力の供給を受けて駆動力（駆動トルク）を発生する電動モータ４と、この電動モータ４のモータシャフト（出力軸）１１の回転運動をバルブシャフト１３に伝達するための動力伝達機構（本例では歯車減速機構）と、内部にコイルスプリング５および動力伝達機構を収容するハウジング６とを備えている。

本実施例では、電動モータ４として、ＥＣＵによって通電制御される直流（ＤＣ）モータが採用されている。この電動モータ４は、ハウジング６のモータ収容室内に保持固定されており、ＥＣＵにより電子制御されるモータ駆動回路を介して、車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。そして、電動モータ４は、モータシャフト１１に一体化されたロータ（アーマチャ）、このロータの外周側に対向配置されたステータ（フィールド）等によって構成されたブラシ付きのＤＣモータである。なお、ブラシ付きのＤＣモータの代わりに、ブラシレスＤＣモータや、誘導電動機や同期電動機等の交流（ＡＣ）モータを用いても良い。また、動力源として、モータの代わりにロータリーソレノイドを用いても良い。

歯車減速機構は、電動モータ４のモータシャフト１１の回転速度を所定の減速比となるように２段減速する複数のギヤ（本例では３つのモータギヤ７、中間減速ギヤ８およびバルブギヤ９）よりなり、バルブシャフト１３を介して、電動モータ４のモータ出力軸トルク（駆動トルク）をスロットルバルブ１に伝達する動力伝達機構を構成する。これらの３つのギヤ７〜９は、ハウジング６の内部に回転自在に収容されている。

歯車減速機構の構成要素の１つであるモータギヤ７とは、電動モータ４のモータシャフト１１の外周に固定された第１ギヤ（ピニオンギヤ、第１回転体）のことである。このモータギヤ７は、歯車減速機構の動力伝達経路上において最もモータ側（動力源側）に配設されて、金属材料または樹脂材料によって円筒状に形成されている。そして、モータギヤ７は、モータシャフト１１の外周を周方向に取り囲むように円筒部を有している。
この円筒部は、モータシャフト１１の外周に圧入嵌合等によって保持固定されている。そして、モータギヤ７の円筒部の外周には、中間減速ギヤ８に噛み合う複数の凸状歯３１が周方向全体に形成されている。

また、歯車減速機構の構成要素の１つである中間減速ギヤ８とは、モータギヤ７の外周に形成される複数の凸状歯３１と噛み合って回転する第２ギヤ（中間ギヤ、第２回転体）のことである。この中間減速ギヤ８は、歯車減速機構の動力伝達経路上においてモータギヤ７とバルブギヤ９との中間に配設されて、樹脂材料によって円筒状に形成されている。そして、中間減速ギヤ８は、モータシャフト１１およびバルブシャフト１３に対して並列して配置された中間シャフト１２の外周を周方向に取り囲むように円筒部を有している。 この円筒部は、中間シャフト１２に対して相対回転可能となるように、中間シャフト１２の外周に回転自在に嵌合している。また、円筒部は、中間減速ギヤ８の最大外径部を構成する円環状部、およびこの円環状部よりも外径の小さい円筒状部を有している。
中間減速ギヤ８の円環状部の外周には、モータギヤ７の外周に形成される複数の凸状歯３１と噛み合う複数の凸状歯（大径ギヤ）３２が周方向全体に形成されている。また、中間減速ギヤ８の円筒状部の外周には、バルブギヤ９の外周に形成される複数の凸状歯と噛み合う複数の凸状歯（小径ギヤ）３３が周方向全体に形成されている。

また、歯車減速機構の構成要素の１つであるバルブギヤ９とは、中間減速ギヤ８の外周に形成される小径ギヤ３３と噛み合って回転する第３ギヤ（最終減速ギヤ、第３回転体）のことである。このバルブギヤ９は、ハウジング６に対して相対回転する回転体を構成し、歯車減速機構の動力伝達経路上において最もバルブ側に配設されて、樹脂材料によって円筒状に形成されている。そして、バルブギヤ９は、バルブシャフト１３の外周を周方向に取り囲むように円筒部を有している。
この円筒部は、内周部にバルブギヤプレート３４をインサート成形している。また、円筒部は、バルブギヤ９の最大外径部を構成する円環状部、およびこの円環状部よりも外径の小さい円筒状部（バルブギヤ９の第２円筒部）３５を有している。この第２円筒部３５は、ハウジング６の第１円筒部２５と同一軸線上で、且つ第１円筒部２５に軸線方向に所定の隙間を隔てて対向配置されている。また、第２円筒部３５は、第１円筒部２５と略同一の外径を有している。そして、第２円筒部３５の外周部は、コイルスプリング５のコイル内径側を保持するスプリング内周ガイドとして機能している。そして、バルブギヤ９の円環状部の外周には、中間減速ギヤ８の円筒状部の外周に形成される小径ギヤ３３に噛み合う複数の凸状歯３６が周方向に部分的（円弧状、部分円環状）に形成されている。

また、バルブギヤ９の円環状部（または円筒状部）の外周部には、全閉ストッパ部３７が設けられている。この全閉ストッパ部３７は、スロットルバルブ１が全閉位置まで閉弁作動方向に回転動作した際に、ハウジング６に一体的に形成されたブロック状の全閉ストッパ３９に捩じ込まれる全閉ストッパ部材（図示せず）に機械的に係止される。全閉ストッパ部３７および全閉ストッパ部材は、スロットルバルブ１およびバルブギヤ９の閉弁作動方向の回転動作範囲を規制する第１規制部として利用されている。これにより、バルブギヤ９の全閉ストッパ部３７が全閉ストッパ３９または全閉ストッパ部材に当接した際に、スロットルバルブ１およびバルブギヤ９のこれ以上の閉弁作動方向への回転動作が規制される。

また、バルブギヤ９の円環状部（または円筒状部）の外周部には、全開ストッパ部（図示せず）が設けられている。この全開ストッパ部は、スロットルバルブ１が全開位置まで開弁作動方向に回転動作した際に、ハウジング６に一体的に形成されたブロック状の全開ストッパ（図示せず）に捩じ込まれる全開ストッパ部材（図示せず）に機械的に係止される。全開ストッパ部および全開ストッパ部材は、スロットルバルブ１およびバルブギヤ９の開弁作動方向の回転動作範囲を規制する第２規制部として利用されている。これにより、バルブギヤ９の全開ストッパ部が全開ストッパまたは全開ストッパ部材に当接した際に、スロットルバルブ１およびバルブギヤ９のこれ以上の開弁作動方向への回転動作が規制される。なお、バルブギヤ９のコイルスプリング支持構造の詳細は後述する。

ここで、モータシャフト１１は、その軸線方向に真っ直ぐに延ばされている。このモータシャフト１１は、ハウジング６とセンサカバー１０との間に形成されるギヤ収容室２６内に回転自在に収容されている。また、中間シャフト１２は、その軸線方向に真っ直ぐに延ばされている。この中間シャフト１２の軸線方向の一端部は、ハウジング６のスプリングガイド等に設けられた嵌合凹部内に圧入嵌合等によって支持固定されている。そして、バルブシャフト１３は、バルブ軸受け部２１、２２の各シャフト貫通穴の内部に回転自在または摺動自在に収容されている。このバルブシャフト１３は、円形状の断面を有し、一方側から他方側に向けて軸線方向に真っ直ぐに形成された円柱状の金属部材である。そして、バルブシャフト１３の軸線方向の他端側は、バルブ軸受け部２２のシャフト貫通穴を貫通してギヤ収容室２６内に突出（露出）している。このバルブシャフト１３の軸線方向の他端部には、バルブギヤ９の円筒部の内周部にインサート成形されたバルブギヤプレート３４をかしめ等の固定手段によって固定するためのかしめ固定部が一体的に形成されている。

ここで、モータアクチュエータ、特に電動モータ４は、エンジン制御ユニット（モータ制御ユニット：以下ＥＣＵと呼ぶ）によって通電制御されるように構成されている。そして、ＥＣＵには、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、制御プログラムや各種データを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。

また、ＥＣＵは、図示しないイグニッションスイッチをオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づいて電動モータ４への供給電力を可変制御してスロットル開度を電子制御するように構成されている。これにより、本実施例の内燃機関用吸気制御装置は、電子制御式スロットル制御装置を構成する。
なお、ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）されると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づく上記の制御（モータ制御）が強制的に終了されるように構成されている。そして、ＥＣＵは、クランク角度センサ、エアフロメータおよび冷却水温センサ等の各種センサからのセンサ信号が、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。

そして、マイクロコンピュータには、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量）を電気信号（アクセル開度信号）に変換し、ＥＣＵへどれだけアクセルペダルが踏み込まれているかを出力するアクセル開度センサ（図示せず）が接続されている。また、マイクロコンピュータには、スロットルバルブ１のバルブ角度に相当するスロットル開度を電気信号（スロットル開度信号）に変換し、ＥＣＵへどれだけスロットルバルブ１が開いているかを出力するスロットル開度センサ（スロットルポジションセンサ）が接続されている。そして、ＥＣＵは、スロットル開度センサからのスロットル開度信号とアクセル開度センサからのアクセル開度信号との偏差がなくなるように電動モータ４への供給電力をフィードバック制御するように構成されている。

ここで、スロットル開度センサは、スロットルバルブ１のバルブ角度（回転角度）を検出する非接触式の回転角度検出装置（バルブ開度検出手段）であって、バルブギヤ９の円筒部の内周側に固着された分割型の永久磁石（マグネット：図示せず）、このマグネットによって磁化される一対のヨーク１７、およびセンサカバー側に配置されたホールＩＣ１９等によって構成されている。このホールＩＣ１９とは、非接触式の磁気検出素子を構成するホール素子と増幅回路とを一体化したＩＣ（集積回路）であって、一対のヨーク１７間に形成された磁気検出ギャップを通過する磁束密度（ホールＩＣ１９に鎖交する磁束密度）に対応した電圧信号を出力する。なお、ホールＩＣ１９の代わりに、ホール素子単体または磁気抵抗素子等の、非接触式の磁気検出素子を使用しても良い。

コイルスプリング５は、ハウジング６の底壁面とバルブギヤ９の対向面との間に装着されており、リターンスプリング４１、オープナースプリング（デフォルトスプリング）４２を有している。このコイルスプリング５は、リターンスプリング４１、オープナースプリング４２を結合して一体化した１本コイルスプリング構造を備え、リターンスプリング４１の軸線方向の一端側とオープナースプリング４２の軸線方向の他端側とが異なる方向に巻き込まれている。そして、コイルスプリング５は、リターンスプリング４１とオープナースプリング４２との結合部に、スプリング中間フックを構成するＵ字フック４３、リターンスプリング４１のオープナースプリング側に対して逆側端部に、第１スプリング端フックを構成するＩ字フック４４、およびオープナースプリング４２のリターンスプリング側に対して逆側端部に、第２スプリング端フックを構成するＳ字フック４５を有している。

リターンスプリング４１は、バルブギヤ９に対して、スロットルバルブ１を閉弁作動方向に付勢する付勢力（スプリング荷重）を与える第１スプリングであって、バルブギヤ９が開弁作動方向に回転すると、バルブギヤ９を閉弁作動方向に回転させる捩じり弾性力が蓄積されるトーションスプリングを採用している。このリターンスプリング４１は、スロットルボデー２のバルブ軸受け部２２およびバルブギヤ９の円筒部の外周とハウジング６のスプリングガイドの内周との間に形成される円筒状のスプリング収容室４６の内部に配設された第１円筒コイル部を有している。

この第１円筒コイル部は、ハウジング６の第１円筒部２５およびバルブギヤ９の第２円筒部３５の周囲を螺旋状に取り囲むように配設されて、バルブシャフト１３の軸線方向に沿って螺旋状（コイル状）に巻かれている。また、第１円筒コイル部の軸線方向の一端側には、第１コイル端末が設けられている。この第１コイル端末は、第１円筒コイル部の軸線方向の一端部から半径方向に直角に折り曲げられてＩ字状に延ばされてＩ字フック４４を構成している。このＩ字フック４４は、後述する第１スプリング座に常時支持される。

オープナースプリング４２は、バルブギヤ９に対して、スロットルバルブ１を開弁作動方向に付勢する付勢力（スプリング荷重）を与える第２スプリングであって、バルブギヤ９が中間開度より閉弁作動方向に回転すると、バルブギヤ９を開弁作動方向に回転させる捩じり弾性力が蓄積されるトーションスプリングを採用している。また、オープナースプリング４２は、リターンスプリング４１の巻き方向（コイル方向）とは逆向きとなるように、しかもリターンスプリング４１の巻き数（リターンスプリング４１の中心軸線方向の高さ）よりも少ない巻き数（オープナースプリング４２の中心軸線方向の高さ）でコイル状（螺旋状）に巻かれており、リターンスプリング４１と共に、コイル外径が中心軸線方向に略同一で、且つコイル間隔が略等しい略等ピッチコイルを構成している。そして、オープナースプリング４２の線径は、リターンスプリング４１の線径と略等しく、また、オープナースプリング４２のコイル外径は、リターンスプリング４１のコイル外径と略等しい。

このオープナースプリング４２は、バルブギヤ９の円筒部の外周とハウジング６のスプリングガイドの内周との間に形成される円筒状のスプリング収容室４６の内部に配設された第２円筒コイル部を有している。
この第２円筒コイル部は、バルブギヤ９の第２円筒部３５の周囲を螺旋状に取り囲むように配設されて、バルブシャフト１３の軸線方向に沿って螺旋状（コイル状）に巻かれている。また、第２円筒コイル部の軸線方向の他端側には、第２コイル端末が設けられている。この第２コイル端末は、Ｓ字フック４５を構成している。このＳ字フック４５は、第２円筒コイル部の軸線方向の他端部から半径方向に直角に折り曲げられた後に、第２円筒コイル部のコイル外径側に重なるように、しかもＳ字状に折り曲げられることで形成される。また、Ｓ字フック４５は、後述する第２スプリング座に常時係止される。

そして、リターンスプリング４１の第１円筒コイル部の軸線方向の他端側とオープナースプリング４２の第２円筒コイル部の軸線方向の一端側との結合部には、電動モータ４への電力の供給を停止した時、あるいは何らかの要因によって電動モータ４への電力の供給が断たれた時に、ハウジング６の中間位置ストッパ２７に捩じ込まれる中間ストッパ部材２９に保持されるＵ字フック４３が設けられている。このＵ字フック４３は、リターンスプリング４１とオープナースプリング４２との結合部を逆Ｕ字状に折り曲げることで形成される。また、Ｕ字フック４３は、スロットルバルブ１およびバルブギヤ９の回転角度に応じて、後述する第２スプリング座に対して係脱自在に係合する。

オープナースプリング４２の第２円筒コイル部の軸線方向の一端側に設けられるＵ字フック４３は、バルブギヤ９に対して、スロットルバルブ１を閉弁作動方向に付勢するスプリング荷重を与える第１荷重付与部を構成している。また、オープナースプリング４２の第２円筒コイル部の他端側に設けられたＳ字フック４５は、バルブギヤ９に対して、スロットルバルブ１を開弁作動方向に付勢するスプリング荷重を与える第２荷重付与部を構成している。

次に、本実施例のコイルスプリング支持構造の詳細を図１ないし図３に基づいて説明する。
スロットルボデー２の円筒部３の外壁面、すなわち、ハウジング６の底壁面には、リターンスプリング４１のＩ字フック４４を支持する第１スプリング座５１が一体的に形成されている。この第１スプリング座５１は、リターンスプリング４１のＩ字フック４４を常時係止することが可能な凹状部（または凸状部）等の第１係止部（ハウジングフック：図示せず）を有し、ハウジング６の底壁面に設けられている。そして、第１スプリング座５１は、リターンスプリング４１のスプリング荷重を受け止める座面を有している。

バルブギヤ９の円環状部（最大外径部）には、コイルスプリング５のＵ字フック４３およびオープナースプリング４２のＳ字フック４５の両方を支持する１つの第２スプリング座５２が一体的に形成されている。この第２スプリング座５２は、本発明のスプリング座に相当するものであって、逆Ｆ字状に形成されて、コイルスプリング５のコイル外径側に重なるように、バルブギヤ９の円環状部からスロットルボデー２の円筒部側に向けて突出している。

また、バルブギヤ９の円環状部（最大外径部）には、オープナースプリング４２の第２円筒コイル部のコイル端面（図示右端面）のコイル外径側を覆う円環状の空間５３を形成する円筒状のコイル被覆部５４が形成されている。このコイル被覆部５４には、第２スプリング座５２の付け根付近に、オープナースプリング４２の第２コイル端末を、空間５３の内部からコイル外径側または第２円筒コイル部の軸線方向に対して所定の傾斜角度（例えば４５°）だけ傾斜した斜め方向（あるいはＳ字状）に引き出すための凹状部（切欠き部）５５が形成されている。

バルブギヤ９の第２スプリング座５２は、コイルスプリング５のＵ字フック４３の回転軌跡と交差する先端側（コイル被覆部側に対して軸線方向の反対側）に、コの字状に形成されたコの字フック５６を有している。このコの字フック５６は、バルブギヤ９の回転中心を中心とする円周方向の両側に２つの第１、第２座部６１、６２をそれぞれ有している。また、２つの第１、第２座部６１、６２は、バルブギヤ９の回転中心を中心とする同一円周上で、且つ互いに背中合わせとなる位置に配設されている。

第１座部６１は、コイルスプリング５のＵ字フック４３のスプリング荷重を受け止める座面を有している。また、第２座部６２は、コの字フック５６の第１座部６１の座面の真後ろ、つまり第１座部６１の座面側に対して反対側の端面に位置し、オープナースプリング４２のＳ字フック４５のスプリング荷重を受け止める座面を有している。なお、第２座部６２の座面を覆うように板状の庇部を設けても良い。この庇部は、スロットルバルブ１の開閉動作中にコイルスプリング５が捩じられてオープナースプリング４２のコイル外径が拡径（または縮径）した際に、その反力でオープナースプリング４２のＳ字フック４５がコイル外径側に飛び出すのを防止するものである。

また、コの字フック５６は、第１座部６１の座面の軸線方向の両側から、バルブギヤ９の回転中心を中心とする円周方向の一方側（開弁作動方向、スロットルバルブ１を開く側）に向けて一対の突起部６３、６４が突出している。そして、一対の突起部６３、６４は、Ｕ字フック４３の、コイルスプリング５の軸線方向（図示左右方向）のそれ以上の移動を規制する横ズレ防止ガイドとして機能している。そして、第１座部６１の座面と一対の突起部６３、６４の対向面とで囲まれた空間は、コイルスプリング５のＵ字フック４３が出没自在に出入りする係合部を構成している。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の内燃機関用吸気制御装置の作用を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。ここで、図４（ａ）は、スロットルバルブ１を中間開度よりも閉じ側に閉弁した際に、バルブギヤ９のコの字フック５６に作用するスプリング荷重を示した図で、図４（ｂ）は、スロットルバルブ１を中間開度よりも開き側に開弁した際に、バルブギヤ９のコの字フック５６に作用するスプリング荷重を示した図である。

ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されると、アクセル開度センサによって検出される、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）に対応して、スロットルバルブ１の制御目標値（目標スロットル開度）を演算する。そして、ＥＣＵは、スロットル開度センサによって検出されるスロットル開度が、アクセル開度に対応して設定される目標スロットル開度と略一致するように、電動モータ４への供給電力をフィードバック制御する。

そして、電動モータ４に電力が供給されると、電動モータ４のモータシャフト１１が回転する。そして、モータシャフト１１が回転することによりモータギヤ７がモータシャフト１１の軸心を中心にして回転して、モータギヤ７の凸状歯３１から中間減速ギヤ８の大径ギヤ３２に電動モータ４の駆動トルクが伝達される。そして、中間減速ギヤ８の回転に伴って、中間減速ギヤ８が中間シャフト１２の周囲を回転し、中間減速ギヤ８の小径ギヤ３３からバルブギヤ９の凸状歯３６に駆動トルクが伝達される。そして、バルブギヤ９の回転に伴って、バルブギヤ９がバルブシャフト１３の軸心を中心にして回転すると、バルブギヤ９に結合されたバルブシャフト１３が所定の回転角度だけ回転し、スロットルバルブ１が全閉位置（または中間開度）から開弁作動方向に開弁駆動される。

ここで、スロットルバルブ１およびバルブギヤ９の開弁作動方向の回転に対して、スロットルバルブ１が中間開度よりも閉じ側に閉弁（または開弁）している場合には、コイルスプリング５のリターンスプリング４１、オープナースプリング４２の結合部であるＵ字フック４３が、ハウジング６の中間位置ストッパ２７に捩じ込まれる中間ストッパ部材２９に当接して保持（係止）されている。このため、コイルスプリング５のＵ字フック４３が、図４（ａ）に示したように、バルブギヤ９の第２スプリング座５２の先端側に設けられたコの字フック５６の第１座部６１の座面から閉弁作動方向に僅かに離れているので、バルブギヤ９のコの字フック５６に対してリターンスプリング４１の付勢力（スプリング荷重）は作用せず、オープナースプリング４２の付勢力（スプリング荷重）のみが作用する。したがって、スロットルバルブ１が中間開度よりも閉じ側に閉弁している場合には、電動モータ４の駆動トルク、更にはオープナースプリング４２のスプリング荷重の助勢（アシスト）を受けて、スロットルバルブ１が全閉位置から目標スロットル開度に開弁制御される。

また、スロットルバルブ１およびバルブギヤ９の開弁作動方向の回転に対して、スロットルバルブ１が中間開度よりも開き側に開弁している場合には、図４（ｂ）に示したように、バルブギヤ９のコの字フック５６の第１座部６１の座面に、コイルスプリング５のＵ字フック４３が押し付けられるため、コの字フック５６の第１座部６１の座面に対して、コイルスプリング５のＵ字フック４３のスプリング荷重（捩じりトルク）が付与される。このとき、コの字フック５６の第１座部６１の座面側に対して反対側の、第２座部６２の座面に、オープナースプリング４２のＳ字フック４５が常時係止されているため、第２座部６２の座面に対して、オープナースプリング４２のＳ字フック４５のスプリング荷重（捩じりトルク）が付与される。

すなわち、スロットルバルブ１が中間開度よりも開き側に開弁している場合に、バルブギヤ９のコの字フック５６の２つの第１、第２座部６１、６２の各座面には、コイルスプリング５のＵ字フック４３のスプリング荷重とオープナースプリング４２のＳ字フック４５のスプリング荷重とが、互いに逆向きとなるように作用する。しかし、オープナースプリング４２のスプリング荷重は、コの字フック５６の２つの第１、第２座部６１、６２を挟んで、コイルスプリング５のＵ字フック４３のスプリング荷重と打ち消し合い、キャンセルされる。これによって、スロットルバルブ１が中間開度よりも開き側に開弁している場合には、バルブギヤ９のコの字フック５６に、リターンスプリング４１のスプリング荷重（捩じりトルク）のみが作用する。したがって、スロットルバルブ１は、電動モータ４の駆動力によって、リターンスプリング４１の付勢力に抗して、中間開度から目標スロットル開度に開弁制御される。

これによって、スロットルボデー２の円筒部３のスロットルボア１４が所定のスロットル開度だけ開かれるので、スロットル開度に対応した流量の吸入空気が、エンジンの各気筒毎の燃焼室に吸い込まれ、エンジン回転速度がアクセル開度に対応した速度に変更される。
このとき、ＥＣＵは、運転者がアクセルペダルより足を離し、アクセル開度が０％になると、バルブギヤ９の全閉ストッパ部３７がハウジング６の全閉ストッパ３９に捩じ込まれる全閉ストッパ部材に当接するよう、電動モータ４への供給電力を調整する。具体的には、電動モータ４を流れる駆動電流方向を反転させる。

そして、バルブギヤ９が閉弁作動方向に回転して、バルブギヤ９の全閉ストッパ部３７が全閉ストッパ３９または全閉ストッパ部材に当接することで、バルブギヤ９の全閉作動方向のそれ以上の回転動作が規制されると、スロットルボデー２の円筒部３のスロットルボア１４内においてスロットルバルブ１が全閉位置に保持される。これにより、スロットルボデー２の円筒部３のスロットルボア１４を経てエンジンの各気筒毎の燃焼室内に吸入される吸入空気量が最小となり、エンジン回転速度がアイドル回転速度となる。
ここで、本実施例では、スロットルバルブ１の全閉時に、スロットルボア１４の軸線方向（吸気流方向）に垂直な垂線に対して開弁作動方向に所定の回転角度（全閉角、傾斜角度）分だけ若干傾くようにスロットルバルブ１が配置される。なお、スロットルバルブ１を全閉位置に保持する間、ＥＣＵは電動モータ４への電力の供給を継続する。

一方、エンジン運転中に、何らかの要因によって電動モータ４への電力の供給が断たれた場合には、バルブギヤ９のコの字フック５６が、コイルスプリング５のＵ字フック４３とオープナースプリング４２のＳ字フック４５とによって挟み込まれた状態で、リターンスプリング４１のスプリング荷重とオープナースプリング４２のスプリング荷重によって、コイルスプリング５のＵ字フック４３が、ハウジング６の中間位置ストッパ２７に捩じ込まれる中間ストッパ部材２９に当接して保持（係止）される。これによって、バルブギヤ９が、全閉位置と全開位置との中間位置に確実に保持されるので、スロットルバルブ１が、スロットルボデー２の円筒部３のスロットルボア１４を所定の中間開度だけ開く。これにより、スロットルボデー２の円筒部３のスロットルボア１４を経てエンジンの各気筒毎の燃焼室内に吸入空気が流入可能となるので、何らかの要因によって電動モータ４への電力の供給が断たれた場合であっても、車両の退避走行（リンプホーム）が可能となる。

［実施例１の特徴］
以上のように、本実施例のコイルスプリング５は、バルブギヤ９の第２スプリング座５２に設けたコの字フック５６の第１座部６１の座面に対して、スロットルバルブ１を閉弁作動方向に付勢するスプリング荷重を与えるリターンスプリング４１と、バルブギヤ９のコの字フック５６の第２座部６２の座面に対して、スロットルバルブ１を開弁作動方向に付勢するスプリング荷重を与えるオープナースプリング４２とを有している。そして、リターンスプリング４１は、ハウジング６の第１円筒部２５およびバルブギヤ９の第２円筒部３５の周囲を螺旋状に取り囲むように第１円筒コイル部を有している。また、オープナースプリング４２は、バルブギヤ９の第２円筒部３５の周囲を螺旋状に取り囲むように第２円筒コイル部を有している。

そして、コイルスプリング５は、リターンスプリング４１の第１円筒コイル部の軸線方向の他端側とオープナースプリング４２の第２円筒コイル部の軸線方向の一端側とを結合して一体化し、リターンスプリング４１の第１円筒コイル部の軸線方向の一端側とオープナースプリング４２の第２円筒コイル部の軸線方向の他端側とを異なる方向に巻き込んだ１本コイルスプリング構造を採用している。また、コイルスプリング５は、リターンスプリング４１の第１円筒コイル部の軸線方向の他端側とオープナースプリング４２の第２円筒コイル部の軸線方向の一端側との結合部を逆Ｕ字状に折り曲げて形成したＵ字フック４３を有している。また、コイルスプリング５は、リターンスプリング４１の第１円筒コイル部の軸線方向の一端側に、ハウジング６の第１スプリング座５１の座面に支持されるＩ字フック４４を有している。また、コイルスプリング５は、オープナースプリング４２の第２円筒コイル部の軸線方向の他端側に、バルブギヤ９のコの字フック５６の第２座部６２の座面に支持されるＳ字フック４５を有している。

そして、本実施例の内燃機関用吸気制御装置においては、スロットルバルブ１のバルブシャフト１３の軸線方向の他方側に結合されたバルブギヤ９の第２スプリング座５２の先端側に、コイルスプリング５のＵ字フック４３のスプリング荷重およびオープナースプリング４２のＳ字フック４５のスプリング荷重を互いに逆向きとなるように受け止めるコの字フック５６を設けている。このコの字フック５６は、コイルスプリング５のＵ字フック４３のスプリング荷重を受け止める第１座部６１、およびオープナースプリング４２のＳ字フック４５のスプリング荷重を受け止める第２座部６２を有している。そして、これらの２つの第１、第２座部６１、６２は、バルブギヤ９の回転中心を中心とする同一円周上で、且つ互いに背中合わせとなる位置に配設されている。

したがって、２つの第１、第２座部６１、６２を、バルブギヤ９の第２スプリング座５２の先端側に設けた１つのコの字フック５６に統合することができる。すなわち、２つの第１、第２座部６１、６２を、一箇所に統合することができるので、オープナースプリング１４２のＵ字フック１４３のスプリング荷重を受け止める第２スプリング座１５２と、コイルスプリング１０５のＵ字フック１４３のスプリング荷重を受け止めるコの字フック１５６とを別々に配設した従来の技術（バルブギヤ１０９）と比べて、バルブギヤ９の体格を小型化することができる。これによって、バルブギヤ９を製造する際の材料費が安くなり、バルブギヤ９の製造コストを削減することができる。

また、特許文献１に記載のスロットルバルブ１０１を中間開度よりも開き側に開弁した場合、バルブギヤ１０９のコの字フック１５６にリターンスプリング１４１とオープナースプリング１４２との両方の捩じりトルク（スプリング荷重）が作用するため、高剛性なコの字フック形状が必要となっていた。しかし、本実施例では、スロットルバルブ１を中間開度よりも開き側に開弁した場合、バルブギヤ９に、コイルスプリング５のＵ字フック４３のスプリング荷重およびオープナースプリング４２のＳ字フック４５のスプリング荷重を互いに逆向きとなるように受け止めるコの字フック５６を設けることで、オープナースプリング４２の２つのフック（Ｕ字フック４３、Ｓ字フック４５）からの、コの字フック５６へのスプリング荷重は反対向きで打ち消し合い、コの字フック５６にかかる捩じりトルクはリターンスプリング４１分のみとなる。これによって、コの字フック５６へのストレスを軽減できるので、コの字フック５６の剛性を小さくすることができる。

また、スロットルバルブ１を中間開度よりも閉じ側に閉弁した場合には、コの字フック５６にリターンスプリング４１の捩じりトルクとは反対向きにオープナースプリング４２の捩じりトルクのみがかかるが、その値はリターンスプリング４１の捩じりトルクと等価であるため、コの字フック５６の剛性は小さいままで済む。

［変形例］
本実施例では、本発明のバルブを、内燃機関（エンジン）の燃焼室内に吸入される吸入空気量を制御する空気流量制御弁の弁体（スロットルバルブ１）に適用しているが、スロットルバルブをバイパスする吸入空気量を制御するアイドル回転速度制御弁の弁体、エンジンの燃焼室内より排出される排気ガス量を制御する排気ガス制御弁の弁体、エンジンの燃焼室内より排出される排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に再循環させる排気ガス還流量を制御する排気ガス還流量制御弁（ＥＧＲ制御弁）に適用しても良い。また、エンジンの燃焼室内において混合気の燃焼を促進させるための吸気渦流を発生させる吸気流制御弁の弁体に適用しても良い。

なお、１本のコイルスプリング５として、すなわち、リターンスプリング（第１スプリング）４１またはオープナースプリング（第２スプリング）４２として、コイル外径が中心軸線方向に略同一で、且つコイルの間隔が同じ等ピッチコイル、あるいはコイル外径が中心軸線方向に略同一で、且つコイルの間隔を変更した不等ピッチコイル、あるいはコイル外径が中心軸線方向に変化する非線形ばね（例えば鼓形ばね、俵形ばね、円錐台形状ばね等）を用いても良い。また、コイルスプリングを組み付ける時にコイルスプリングが半径方向にずれる方向に対して、バルブギヤに装着されていない自然状態において反対方向に偏芯させたものを用いても良い。

バルブギヤのコイルスプリング支持構造を示した側面図である（実施例１）。 内燃機関用吸気制御装置を示した断面図である（実施例１）。 スロットルバルブの中間開度を示した断面図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）はバルブギヤに作用するスプリング荷重を示した模式図である（実施例１）。 内燃機関用吸気制御装置を示した断面図である（従来の技術）。 モータアクチュエータを示した正面図である（従来の技術）。 バルブギヤのコイルスプリング支持構造を示した斜視図である（従来の技術）。 バルブギヤのコイルスプリング支持構造を示した側面図である（従来の技術）。 （ａ）、（ｂ）はバルブギヤに作用するスプリング荷重を示した模式図である（従来の技術）。

符号の説明

１ スロットルバルブ
２ スロットルボデー
３ スロットルボデーの円筒部
４ 電動モータ（動力源）
５ コイルスプリング
６ ハウジング
９ バルブギヤ（回転体）
１３ バルブシャフト
２５ ハウジングの第１円筒部
３５ バルブギヤの第２円筒部
４１ リターンスプリング（第１スプリング）
４２ オープナースプリング（第２スプリング）
４３ Ｕ字フック（第１荷重付与部、スプリング中間フック）
４４ Ｉ字フック（第１スプリング端フック）
４５ Ｓ字フック（第２荷重付与部、第２スプリング端フック）
５１ ハウジングの第１スプリング座
５２ バルブギヤの第２スプリング座
５６ 第２スプリング座のコの字フック
６１ 第２スプリング座（コの字フック）の第１座部
６２ 第２スプリング座（コの字フック）の第２座部

Claims (13)

1. （ａ）軸線方向に延びる回転軸を有するバルブと、
   （ｂ）このバルブを開弁作動方向または閉弁作動方向に駆動するアクチュエータと、
   （ｃ）前記バルブの回転軸の軸線方向に沿って螺旋状に巻かれたコイルスプリングと
   を備えたバルブ開閉制御装置において、
   前記アクチュエータは、前記バルブの回転軸に結合された回転体を有し、
   前記コイルスプリングは、一端側に前記回転体に対して前記バルブを閉弁作動方向に付勢する荷重を与える第１荷重付与部を、他端側に前記回転体に対して前記バルブを開弁作動方向に付勢する荷重を与える第２荷重付与部をそれぞれ有していて、前記第１荷重付与部と前記第２荷重付与部とが当該コイルスプリングの軸線方向の同じ位置で円周方向に対向配置されており、
   前記回転体は、前記第１荷重付与部の荷重および前記第２荷重付与部の荷重を受け止める１つのスプリング座を有しており、
   前記スプリング座は、前記回転体の回転中心を中心点とする円周方向の両側に位置する２つの第１、第２座部を備え、
   前記２つの第１、第２座部は、前記回転体の回転中心を中心点とする同一円周上で、且つ互いに背中合わせとなる位置に配設されており、前記第１座部に前記第１荷重付与部が係合するとともに、前記第２座部に前記第２荷重付与部が係合して、前記両荷重付与部の荷重を互いに逆向きとなるように受け止めることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
   
2. 請求項１に記載のバルブ開閉制御装置において、
   前記スプリング座は、コの字状に形成されたコの字フックを有し、
   前記コの字フックは、前記回転体の回転中心を中心点とする円周方向の両側に前記第１、第２座部をそれぞれ備えていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のバルブ開閉制御装置において、
   前記第１座部は、前記第１荷重付与部の荷重を受け止める座面を有し、
   前記第２座部は、前記第２荷重付与部の荷重を受け止める座面を有していることを特徴
   とするバルブ開閉制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、
   前記第１荷重付与部は、前記バルブおよび前記回転体の回転角度に応じて、前記スプリ
   ング座に対して係脱自在に係合することを特徴とするバルブ開閉制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、
   前記第２荷重付与部は、前記スプリング座に常時係止されることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、
   前記コイルスプリングは、前記バルブを閉弁作動方向に付勢する第１スプリング、および前記バルブを開弁作動方向に付勢する第２スプリングを有し、
   これらの２つの第１、第２スプリングを結合して一体化されていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
7. 請求項６に記載のバルブ開閉制御装置において、
   前記コイルスプリングは、前記２つの第１、第２スプリングの結合部に、前記第１荷重付与部を構成するスプリング中間フックを有していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
8. 請求項７に記載のバルブ開閉制御装置において、
   前記スプリング中間フックは、前記２つの第１、第２スプリングの結合部を逆Ｕ字状に折り曲げて形成されていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
9. 請求項６ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、
   前記コイルスプリングは、前記第２スプリングの第１スプリング側に対して逆側端部に、前記第２荷重付与部を構成するスプリング端フックを有していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
10. 請求項９に記載のバルブ開閉制御装置において、
    前記スプリング端フックは、前記第２スプリングの第１スプリング側に対して逆側端部をＳ字状に折り曲げて形成されていることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
11. 請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、
    前記アクチュエータは、前記バルブを駆動する駆動力を発生する動力源と、
    この動力源の駆動力を前記バルブに伝達する動力伝達機構と、
    内部に前記コイルスプリングおよび前記動力伝達機構を収容するハウジングとを備え、
    前記回転体は、前記動力伝達機構の構成要素の１つで、前記ハウジングに対して相対回転することを特徴とするバルブ開閉制御装置。
12. 請求項１１に記載のバルブ開閉制御装置において、
    前記ハウジングは、前記バルブの回転軸の周囲を取り囲むように第１円筒部を有し、
    前記回転体は、前記第１円筒部と略同一軸線上で、前記第１円筒部に対向配置された第２円筒部を有し、
    前記コイルスプリングは、前記バルブを閉弁作動方向に付勢する第１スプリング、および前記バルブを開弁作動方向に付勢する第２スプリングを有し、
    前記第１スプリングは、少なくとも前記第１円筒部の周囲を螺旋状に取り囲むように第１コイル部を有し、
    前記第２スプリングは、少なくとも前記第２円筒部の周囲を螺旋状に取り囲むように第２コイル部を有していることを特徴とするバルブ開閉制御装置。
13. 請求項１ないし請求項１２のうちのいずれか１つに記載のバルブ開閉制御装置において、
    内燃機関の燃焼室に連通する吸気通路を形成するハウジングを備え、
    前記バルブは、前記ハウジングに対して相対回転して前記吸気通路を開閉することを特徴とするバルブ開閉制御装置。

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