JPH06137172A - スロットル弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アーマチャとロータと電磁コイルとのクリア
ランスを一定にして、確実にアーマチャをロータに吸引
連結する。 【構成】 シャフト２はカラー１０とコイルスプリング
５とによってボディ１に対して一定の位置に設けられ
る。このシャフト２にハブ１１が固定され、さらにシャ
フト２に対して回動可能かつ軸方向移動が規制されてロ
ータ１４が設けられる。これによって、ハブ１１に板バ
ネ１２を介して取り付けられたアーマチャ１３と、ロー
タ１４との間は所定のクリアランスに常に保たれる。ま
た、ボディ１に取り付けられる電磁コイル１５１とロー
タ１４との間も所定のクリアランスに常に保たれる。上
記クリアランスを常に一定とできるため、電磁コイル１
５１が通電状態となったとき確実にアーマチャ１３をロ
ータ１４へ吸引でき、モータ１７の回動量を確実にバル
ブ３へ伝達することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスロットル弁制御装置に
関し、特にモータによってバルブ開度を制御するスロッ
トル弁制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスロットル弁制御装置として、特
開昭６３−８００３９号公報に開示される「エンジンの
スロットル弁制御装置」が知られている。

【０００３】このスロットル弁制御装置では、吸気通路
を備えたボディにシャフトが回動自在に取り付けられ、
このシャフトにスロットル弁が固定される。そして、シ
ャフトの端部には、クラッチ板として作用するアーマチ
ャが固定され、アーマチャのシャフト軸方向片側には、
モータにより駆動されるロータが設けられ、反対側には
アクセルリンクが設けられる。このアーマチャは、通常
運転時には、電磁コイルによってロータに連結される。
また、モータ故障による異常時には、電磁コイルへの通
電が遮断され、アーマチャはアクセルリンクに連結され
る。

【０００４】このような上記従来技術のスロットル弁制
御装置は、通常運転時、アクセル操作量に応じてモータ
によりスロットル弁の開度を調節し、モータ故障などの
異常時、アクセル操作量に応じて回動するアクセルリン
クにスロットル弁を連動させてスロットル弁の開度を調
節する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スロットル弁制御装置によると、各部材の寸法公差の集
積から生じるガタによって、ロータとアーマチャとのク
リアランスや、アーマチャと電磁コイルとのクリアラン
スが所望のクリアランスより大きくなったり、小さくな
ったりする場合があった。このため、従来技術ではスロ
ットル弁への操作力を伝達できなくなったり、操作力を
遮断できなくなる恐れがあり、エンジンを所望の状態で
作動させることができなくなるという問題点があった。

【０００６】またクリアランスが大きくなる時、電磁コ
イルに通電してアーマチャを確実に吸引する為に電磁コ
イルが大きくなるという問題があった。本発明は上記問
題に鑑み、スロットル弁への操作力を確実に伝達、遮断
し、エンジンを所望の状態とするスロットル弁制御装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、内部に吸気通路を形成するボディと、前記
ボディの前記吸気通路に設けられ、前記吸気通路の開度
を調節するスロットル弁と、前記スロットル弁に連結さ
れるシャフトと、前記シャフトの一端に設けられ、前記
スロットル弁を閉方向へ付勢するリターンスプリング
と、前記シャフトの一端に、前記リターンスプリングと
同軸に設けられ、前記シャフトを一端方向へ付勢する付
勢手段と、前記シャフトの他端に設けられ、前記付勢手
段によって前記シャフトの一端方向へ付勢されて前記ボ
ディに当接し、前記シャフトの軸方向移動を規制する規
制部材と、前記スロットル弁を開閉駆動する駆動手段
と、前記シャフトの他端に固定され、前記シャフトとと
もに回動するハブと、前記ハブから前記ボディへ向かっ
て所定距離離れた前記シャフトに回動可能かつ軸方向移
動が規制されて取り付けられ、前記駆動手段により回動
されるロータと、前記ロータと連結可能に前記ハブに設
けられ、前記ロータと連結するとき前記ロータの回動を
前記シャフトへ伝達するアーマチャと、前記ボディに前
記ロータに対向して固定され、通電されると前記アーマ
チャと前記ロータとを連結させ、通電が規制されると前
記アーマチャと前記ロータとの連結を遮断する電磁コイ
ルとを備えたことを特徴とするスロットル弁制御装置、
という技術的手段を採用する。

【０００８】

【作用】以上に述べた本発明のスロットル弁制御装置の
構成によると、ボディの吸気通路に設けられたスロット
ル弁を固定するシャフトの一端側には、スロットル弁を
閉方向に付勢するリターンスプリングと、シャフトを一
端方向へ付勢する付勢手段とが設けられる。そして、シ
ャフト他端側には規制部材が設けられ、この規制部材は
付勢手段によってシャフトの一端方向へ付勢されてボデ
ィに当接する。これによってシャフトの軸方向移動は規
制される。また、シャフト他端側には、ハブが固定さ
れ、さらにハブからボディに向かって所定距離離れた位
置にロータが設けられる。このロータは、シャフトに対
して回動可能かつ軸方向移動が規制されて取り付けら
れ、駆動手段によって回動される。そして、ハブに設け
られるアーマチャは、ロータに対向してボディに固定さ
れる電磁コイルが通電されるとロータに連結され、駆動
手段によってスロットル弁は回動する。一方、通電が規
制されるときには連結は遮断され、リターンスプリング
によりスロットル弁は閉方向に付勢される。

【０００９】ここで、シャフト上でのロータの軸方向移
動は規制されているため、ロータとシャフトに固定され
るハブとのクリアランスは一定に保たれる。したがっ
て、ハブに設けられたアーマチャとロータとのクリアラ
ンスも一定に保持される。

【００１０】また、シャフトのボディに対する軸方向移
動が規制されるため、ボディとシャフト上での軸方向移
動が規制されたロータとのクリアランスは一定に保たれ
る。したがってボディに固定された電磁コイルとロータ
とのクリアランスは一定に保たれる。

【００１１】上記電磁コイルとロータとのクリアラン
ス、およびロータとアーマチャとのクリアランスが一定
に保たれることにより、電磁コイルとアーマチャとのク
リアランスも一定に保たれる。したがって、上記クリア
ランスが所望のクリアランスに保たれるため、電磁コイ
ルが通電されると、確実にアーマチャとロータとは連結
され、電磁コイルの通電が規制されると、確実にアーマ
チャとロータとの連結は遮断される。このため、駆動手
段からのスロットル弁への操作力は確実に伝達、遮断さ
れる。又、クリアランスを小さく設定できる為電磁コイ
ルを最適総計でき、小型化が可能となる。

【００１２】また、上記付勢手段がリターンスプリング
と同軸に設けられることによって、軸方向の短縮化が達
成されるため装置の小型化が図られる。

【００１３】

【実施例】本発明を適用したスロットル弁制御装置の一
実施例を説明する。図１は、本実施例のスロットル弁制
御装置の部分断面図である。

【００１４】吸気通路が内部に形成されるボディ１に
は、スロットル弁であるバルブ３が設けられている。こ
のバルブ３は、ボディ１にボールベアリング８、９を介
して回動自在に取り付けられるシャフト２に固定され
る。そして、シャフト２の回動によってバルブ３も回動
し、吸気通路を通過する吸気量を調整する。

【００１５】シャフト２の図中右側端部には、中空皿状
部材であるプレート７が設けられている。このプレート
７は、シャフト２にすき間ばめされ、ボールベアリング
８の内輪に当接する位置に設けられる。さらにシャフト
２には、中空皿状部材であるプレート６が、プレート７
に対向するようにボルトによって固定されている。そし
て、このプレート６とプレート７との間には、付勢手段
であるコイルスプリング５が設けられている。このコイ
ルスプリング５によって、プレート６はボディ１に対し
て図中右方向へ付勢される。つまり、コイルスプリング
５は、ボディ１に対してシャフト２を常に図中矢印の方
向へ付勢する。なお、このコイルスプリング５はエンジ
ンで発生する振動によって、シャフト２が軸方向へ振動
しようとするときにも、その振動を抑制する程度の付勢
力を有するものとする。

【００１６】また、シャフト２の図中右側端部には、樹
脂製のブッシング４０が固定されている。このブッシン
グ４０には、バルブ３の開度を検出するバルブ開度セン
サ４２へバルブ開度を伝達するセンサレバー４１がモー
ルドされている。さらに、センサレバー４１のフックに
一端が係止され、他端がボディ１に係止されるリターン
スプリング４が設けられる。このリターンスプリング４
はバルブ３を閉じる方向へ付勢する。

【００１７】シャフト２を回動支持するボールベアリン
グ９の外周には、ステータ１５が図示されないスクリュ
でボディ１に固定される。このステータ１５の内部に
は、電磁コイル１５１が備えられる。この電磁コイル１
５１は電流が供給されると電磁力を発生し、後述のアー
マチャ１３を図中右方向へ吸引する。

【００１８】また、ボールベアリング９付近のシャフト
２には、段付き部２２が形成されている。この段付き部
２２と突き当たるように円筒部材のカラー１０が、シャ
フト２に対してすき間ばめまたは圧入されている。さら
に、カラー１０の左側端面に当接する略円板状のハブ１
１がシャフト２に圧入され、ナットで固定される。これ
によって、カラー１０はシャフト２の段部２２とハブ１
１との間にすき間なく挟み込まれシャフト２と一体とさ
れる。また、コイルスプリング５がシャフト２を図中右
方向へ引っ張るため、カラー１０の右側端面はボールベ
アリング９の内輪と常に当接する。したがって、シャフ
ト２のガタは防止され、シャフト２はボディ１に対して
常に同一位置に保持される。

【００１９】このカラー１０の外周には、軸受１４１が
カラー１０に対して回動可能かつカラー１０のつば部１
０１に当接するように取り付けられる。この軸受１４１
の軸方向寸法Ｌ２は、カラー１０のつば部１０１端面か
らハブ１１の端面までの長さよりは短いが、製造公差上
許容されるだけ長い寸法となっている。これによって、
軸受１４１のシャフト２上の軸方向ガタが可能な限り規
制される。そして、軸受１４１の外周には、磁性材によ
って形成され、ステータ１５と対向する略円板状のロー
タ１４が圧入又は一体焼結等の手段で固定される。した
がって、ロータ１４はシャフト２に対して回動自在とな
るとともに、シャフト２上での軸方向移動が規制され
る。なお、このロータ１４の電磁コイル１５１に対向す
る部分には、非磁性材によって形成された非磁性部１４
ａが設けられる。

【００２０】また、上記ロータ１４の外周面にはギア１
４２が形成され、このギア１４２は、ギア１６と噛み合
わされる。このギア１６は、ボディ１に取り付けられる
モータ１７の回転軸に取り付けられ、モータ１７の回転
をロータ１４へ伝達する。また、モータ１７は図示しな
いエンジン制御装置から出力される信号によって駆動さ
れる。

【００２１】シャフト２に固定されるハブ１１には、中
空円板状の板バネ１２がリベット又はかしめによって固
定される。そして、板バネ１２には、中空円板部材であ
るアーマチャ１３がロータ１４に対向して固定される。
これによって、アーマチャ１３はシャフト２と一体に回
動する。また、アーマチャ１３は、板バネ１２によって
図中左方向へ常に付勢される。そして、アーマチャ１３
は、上記電磁コイル１５１が通電される際に発生する電
磁力によって吸引され、板バネ１２の付勢力に抗して図
中右方向へ移動する。そしてロータ１４と摩擦結合する
ことによって、アーマチャ１３はロータ１４と一体に回
動する。これによって、ロータ１４の回動はシャフト２
へ伝達され、バルブ３は回動する。このとき、ロータ１
４に形成された非磁性部１４ａによって、ロータ１４と
アーマチャ１３と電磁コイル１５１との間に磁路が形成
され、アーマチャ１３とロータ１４とは確実に連結され
る。

【００２２】ここで、上記のように、ハブ１１はシャフ
ト２に固定され、さらにロータ１４はシャフト２上での
軸方向移動が規制されるように設けられているため、シ
ャフト２上におけるロータ１４とハブ１１とのクリアラ
ンスは一定に保たれる。このため、ハブ１１に固定され
るアーマチャ１３とロータ１４とのクリアランスは一定
に保たれる。

【００２３】また、上記の如く、シャフト２はボディ１
に対して常に同一位置に保持されている。このシャフト
２にハブ１１が固定されているため、ボールベアリング
９の外輪とボディ１との当接面をボディ１の基準面とす
ると、この基準面からハブ１１までの寸法は図中のＬ１
で常に一定に保たれる。したがって、ハブ１１に固定さ
れるアーマチャ１３の位置は、上記基準面に対して一定
に保たれる。さらに、電磁コイル１５１を備えるステー
タ１５は、ボディ１に固定されている。このため、アー
マチャ１３と電磁コイル１５１とのクリアランスは一定
に保たれる。

【００２４】さらに、シャフト２上でのロータ１４とハ
ブ１１とのクリアランスは一定であり、さらにボディ１
の基準面からハブ１１までの寸法がＬ１で保持されてい
るため、この基準面からロータ１４までの距離は一定に
保持される。したがって、ボディ１に固定される電磁コ
イル１５１とロータ１４とのクリアランスは一定に保た
れる。

【００２５】したがって、アーマチャ１５とロータ１４
とのクリアランスおよびロータ１４と電磁コイル１５１
とのクリアランスを一定に保つことができる。以下、本
実施例の作動を説明する。

【００２６】通常時、ステータ１５のコイル１５１は通
電状態にされ、アーマチャ１３はロータ１４へ吸引され
ている。このとき、図示しないアクセルが踏み込まれる
と、アクセル操作量に基づいたバルブ３の開度が図示し
ないエンジン制御装置で演算される。そして、この開度
に応じてモータ１７を駆動させる信号が出力され、この
信号に応じてモータ１７は駆動される。モータ１７の駆
動により、ギア１６とロータ１４とアーマチャ１３とを
介してシャフト２が回動し、バルブ３は所望の開度に制
御される。

【００２７】ここで、図示しないアクセル操作量センサ
で検出されるアクセル操作量と、バルブ開度センサ４２
で検出されるバルブ開度との偏差が所定時間経過しても
所定偏差以上である場合、モータ１７に異常が生じたと
判断される。このとき、、コイル１５１への通電は遮断
される。これによって、アーマチャ１３が板バネ１２に
よりハブ１１側へ戻されるため、ロータ１４はシャフト
２に対して回動自在となる。すると、バルブ３はリター
ンスプリング４の付勢力によって全閉とされる。このた
め、モータ１７の不具合が発生しても、車両を安全に停
止させることが可能となる。

【００２８】上述の如くアーマチャ１３とロータ１４と
のクリアランス、およびロータ１４と電磁コイル１５１
とのクリアランスを常に一定に保つことができる。した
がって、電磁コイル１５１で発生する電磁力によるアー
マチャ１３とロータ１４との連結、遮断を確実に行うこ
とができ、モータ１７からのバルブ３への回動量を確実
に伝達、遮断することができるため、エンジンを所望の
状態に作動することができる。

【００２９】また、各部材ごとの寸法公差の集積によっ
て、各部材のガタが生じたとき、このガタをも考慮にい
れた電磁力を発生させるために、電磁コイル１５１を大
型化させるといった不具合も解消できる。したがって、
電磁コイル１５１の小型化を図ることができ、ひいては
装置全体の小型化が図られ、エンジンへの搭載性を向上
することができる。

【００３０】また、コイルスプリング５の付勢力がエン
ジン振動によって発生する力よりも大きくされているた
め、エンジン振動下においてもボディ１に対するシャフ
ト２の位置は一定とされるため、エンジン振動下におい
ても各部材間のクリアランスを一定に保つことが可能と
なる。

【００３１】さらに、コイルスプリング５は、リターン
スプリング４と同軸上に設けられているため、装置の軸
方向長さを短縮することができる。これによって装置の
小型化を図ることができる。

【００３２】また、図２に示すように、上記第１実施例
のカラー１０の円筒部をハブ１１と一体にして、ハブ１
１を軸方向右方向へ延長させた形状としてもよい。この
実施例では、ボールベアリング９の内輪と当接するプレ
ート１８がシャフト２にすき間ばめされ、このプレート
１８とハブ１１との間に、軸受１４１がシャフト２に対
して回転自在に設けられる。

【００３３】さらに、図３に示すように、上記第１実施
例の軸受１４１をボールベアリング１４２とし、このボ
ールベアリング１４２をカラー１０３とハブ１１とで挟
持し、位置決めさせてもよい。

【００３４】上記図２、図３に示す構成としても、上記
第１実施例と同様に各部材間のクリアランスを一定に保
つことができ、装置の確実な作動を得ることができる。
また、電磁コイル１５１の小型化を図ることも可能であ
る。

【００３５】次に、図４に示す実施例は、上記図３に示
す実施例の構成において新たな構成を追加したものであ
り、具体的には、アクセル操作量に応じて回動するアク
セルレバーによってバルブ３を直接回動させる機構を追
加したものである。なお、図４の状態は、電磁コイル１
５１が非通電状態のときである。また、図４に付された
番号で図１の番号と同一のものは、上記実施例で説明し
てあるため説明を省略する。

【００３６】アーマチャ１３の図中左側には、ピン部１
３１がろう付け等によって固定される。そして、カバー
３３には、アクセルレバーシャフト３１がボールベアリ
ング２７、２８によって回動支持される。また、オイル
シール４３によって、アクセルレバーシャフト３１とカ
バー３３とのシール性が確保される。

【００３７】アクセルレバーシャフト３１の図中右側端
部には、アーマチャ１３に対向するアクセルロータ２６
が設けられる。このアクセルロータ２６は、ろう付け等
によってアクセルレバーシャフト３１に固定される円板
状部材である。さらにアクセルロータ２６には、穴２６
ａが形成される。そしてこの穴２６ａには、電磁コイル
１５１が非通電状態であるとき、アーマチャ１３のピン
部１３１が所定かかり代Ｌ３で嵌入し、アクセルロータ
２６とアーマチャ１３とは連結される。

【００３８】さらに、アクセルレバーシャフト３１の左
側端部には、図示しないアクセルペダルによって回動す
るアクセルレバー２５が圧入され、ナット締め等で固定
される。また、ボールベアリング２８とアクセルレバー
２５との間のアクセルレバーシャフト３１の外周には、
カラー３２が設けられる。このカラー３２はボールベア
リング２８の内輪端面と、アクセルレバー２５の端面と
に当接する。また、カラー３２の外周にはリターンスプ
リング３０が設けられる。このリターンスプリング３０
は、一端がカバー３３に係止され、他端はアクセルレバ
ー２５に係止され、アクセルレバー２５を常に閉方向へ
付勢する。

【００３９】なお、上記アクセルレバーシャフト３１を
回動支持するボールベアリング２８とカバー３３との間
に設けられるウェーブワッシャ２９によって、ボールベ
アリング２８の外輪は図中左方向へ付勢される。この付
勢力は、ボールベアリング２８の内輪、カラー３２、ア
クセルレバー２５を介してアクセルレバーシャフト３１
を図中左方向へ作用させる。さらに、この付勢力がアク
セルロータ２６から、ボールベアリング２７の内輪に伝
達され、ボールベアリング２７の外輪がカバー３３と当
接することにより、アクセルレバー２５とアクセルレバ
ーシャフト３１とアクセルロータ２６とは、カバー３３
に対して回動可能であり、かつ軸方向の移動が規制さ
れ、常に一定の位置に保たれる。なお、このウェーブワ
ッシャ２８がボールベアリング２６に作用させる付勢力
はエンジン振動によって発生する力よりも大きくされ
る。

【００４０】以下、この実施例の作動を説明する。通常
時、電磁コイル１５１は通電され、アーマチャ１３はロ
ータ１４へ連結される。そして、モータ１７の駆動によ
ってバルブ２は回動する。そして、モータ１７に異常が
発生したとき、電磁コイル１５１への通電が遮断され、
アーマチャ１３は板バネ１２の付勢力によって右方向へ
移動する。そして、アクセルロータ２６の穴２６ａに、
アーマチャ１３のピン部１３１が上記かかり代Ｌ３で嵌
入することによって、アクセルロータ２６とアーマチャ
１３とは連結される。これによって、図示しないアクセ
ルによって直接バルブ２を開閉することが可能となる。
したがって、モータ１７異常時にも車両を運転すること
ができる。

【００４１】上述の構成に示す如く、アクセルロータ２
６のカバー３３に対する位置が一定に保持される。この
ため、ボディ１に取り付けられるカバー３３の寸法精度
を確実に管理することによって、アクセルロータ２６の
穴２６ａへアーマチャ１３のピン部１３１が嵌入すると
きの所定かかり代Ｌ３を、常に一定に保つことができ
る。また、この実施例では上記ウェーブワッシャ２８が
ボールベアリング２６に作用させる付勢力はエンジン振
動によって発生する力よりも大きい。このため、エンジ
ン振動下においても上記かかり代Ｌ３を一定に保つこと
が可能となる。

【００４２】このように上記かかり代Ｌ３が一定とされ
ることで、電磁コイル１４１が非通電状態となったとき
には、確実にアーマチャ１３とアクセルロータ２６とを
連結することができる。したがって、アクセル操作量に
応じてバルブ３を確実に駆動することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上に述べた本発明のスロットル弁制御
装置の構成および作用によると、アーマチャとロータと
のクリアランス、および電磁コイルとロータとのクリア
ランスを一定に保持できるため、電磁コイルとアーマチ
ャとのクリアランスも一定に保つことができる。このた
め、電磁コイルが通電されたときアーマチャとロータと
を確実に連結し、通電が規制されたときこの連結を確実
に遮断することができる。したがって、駆動手段からの
スロットル弁への操作力を確実に伝達、遮断することが
できるため、エンジンを所望の状態で作動させることが
できる。

【００４４】また、クリアランスを小さく設定できるの
で、電磁コイルを小さくすることができる。さらに、付
勢手段をリターンスプリングと同軸上に設けることによ
り、軸方向長さを短縮できる。このため、装置の小型化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるスロットル弁制御装置
の断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ボディ ２ シャフト ３ バルブ ４ リターンスプリング ５ コイルスプリング １０ カラー １１ ハブ １２ 板バネ １３ アーマチャ １４ ロータ １７ モータ １５１ コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に吸気通路を形成するボディと、 前記ボディの前記吸気通路に設けられ、前記吸気通路の
   開度を調節するスロットル弁と、 前記スロットル弁に連結されるシャフトと、 前記シャフトの一端に設けられ、前記スロットル弁を閉
   方向へ付勢するリターンスプリングと、 前記シャフトの一端に、前記リターンスプリングと同軸
   に設けられ、前記シャフトを一端方向へ付勢する付勢手
   段と、 前記シャフトの他端に設けられ、前記付勢手段によって
   前記シャフトの一端方向へ付勢されて前記ボディに当接
   し、前記シャフトの軸方向移動を規制する規制部材と、 前記スロットル弁を開閉駆動する駆動手段と、 前記シャフトの他端に固定され、前記シャフトとともに
   回動するハブと、 前記ハブから前記ボディへ向かって所定距離離れた前記
   シャフトに回動可能かつ軸方向移動が規制されて取り付
   けられ、前記駆動手段により回動されるロータと、 前記ロータと連結可能に前記ハブに設けられ、前記ロー
   タと連結するとき前記ロータの回動を前記シャフトへ伝
   達するアーマチャと、 前記ボディに前記ロータに対向して固定され、通電され
   ると前記アーマチャと前記ロータとを連結させ、通電が
   規制されると前記アーマチャと前記ロータとの連結を遮
   断する電磁コイルとを備えたことを特徴とするスロット
   ル弁制御装置。