JPH11132062A - スロットル装置 - Google Patents

スロットル装置

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JPH11132062A
JPH11132062A JP29862997A JP29862997A JPH11132062A JP H11132062 A JPH11132062 A JP H11132062A JP 29862997 A JP29862997 A JP 29862997A JP 29862997 A JP29862997 A JP 29862997A JP H11132062 A JPH11132062 A JP H11132062A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
throttle
motor
intake passage
throttle device
stator core
Prior art date
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Pending
Application number
JP29862997A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Kato
秀樹 加藤
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
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Publication of JPH11132062A publication Critical patent/JPH11132062A/ja
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  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成でモータの温度上昇を防止し、ス
ロットル開度を高精度に制御するスロットル装置を提供
する。 【解決手段】 スリーブ15はアルミで円筒状に形成さ
れており、吸気通路に露出しているとともに、トルクモ
ータ40のステータコア45に接触している。トルクモ
ータ40のコイル52、57で発生した熱は、ステータ
コア45からスリーブ15を介して吸気流れに良好に放
熱される。コイル52、57の温度上昇を防止し、コイ
ル52、57の巻線抵抗の上昇を防止することによりト
ルクモータ40で所望のトルクを発生することができる
ので、高精度にスロットル開度を制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気通路の吸気流
量を調整するスロットル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、吸気通路の吸気流量を調整す
るスロットル装置として実公平2−41328号公報に
開示されるものが知られている。このスロットル装置で
は、吸気通路内周面部を円筒状に形成された金属製のラ
イナーで形成し、ライナーにスロットル弁の軸受部を一
体に形成している。これにより、スロットルボディを樹
脂成形した場合にもスロットルボディの剛性を保ち、軸
受部の補強を図ろうとしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、エンジン運転状
態に応じて高精度にスロットル開度を調整するために、
モータでスロットル開度を制御するスロットル装置が増
加している。しかしながら、実公平2−41328号公
報に開示されるスロットル装置にはスロットル開度をモ
ータで制御する構成は開示されていない。モータでスロ
ットル開度を制御する場合、モータで発生する熱を効率
よく放熱し、モータの温度上昇を防止することが重要で
ある。なぜなら、モータの温度が上昇しソレノイド部の
巻線の温度が上昇すると巻線抵抗が増加してソレノイド
部に供給される制御電流が低下するからである。ソレノ
イド部に供給される制御電流が低下するとモータに発生
するトルクが低下するので、スロットル開度を高精度に
制御することができなくなる。
【0004】本発明の目的は、簡単な構成でモータの温
度上昇を防止し、スロットル開度を高精度に制御するス
ロットル装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
スロットル装置によると、モータと接触する金属製の放
熱部材が吸気通路周囲のスロットルボディに配設される
ので、モータで発生した熱が熱伝導率の低い樹脂製のス
ロットルボディに蓄積されることなく放熱部材を通って
吸気通路を流れる吸気流れに放熱される。これにより、
モータのソレノイド部の巻線抵抗が温度上昇に伴い上昇
することを防止し、モータに供給される制御電流が低下
することを防止するので、モータに所定のトルクが発生
し、スロットル開度を高精度に制御できる。
【0006】本発明の請求項2記載のスロットル装置に
よると、筒状に形成された放熱部材が弁部材を取り囲む
ことにより弁部材を取り囲む吸気内壁の強度が増加する
ので、吸気内壁の変形を防止するとことできる。したが
って、弁部材が吸気内壁と接触して回動不能になること
を防止できる。さらに、弁部材と吸気内壁との間に形成
されるクリアランスが増減することを防止するので、吸
気流量を高精度に制御できる。
【0007】本発明の請求項3記載のスロットル装置に
よると、放熱部材は吸気通路に露出しており、弁部材の
軸受けを支持するとともにモータに接触する軸受支持部
を放熱部材に一体に形成している。したがって、放熱部
材の吸気通路に露出した部分からモータで発生した熱が
速やかに放熱され、モータの温度上昇を防止できるので
スロットル開度を高精度に制御できる。
【0008】本発明の請求項4記載のスロットル装置に
よると、モータの大きな占有領域を占めるステータコア
と放熱部材とが金属同士で接触することにより、モータ
で発生した熱がステータから放熱部材を介して速やかに
放熱され、モータの温度上昇を防止できるのでスロット
ル開度を高精度に制御できる。本発明の請求項5記載の
スロットル装置では、弁部材と直結し弁部材とともに回
動するトルクモータでスロットル開度を制御するので、
トルクモータから弁部材へのトルク伝達損失を低減しス
ロットル開度を高精度に制御できる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図に基づいて説明する。 (第1実施例)本発明の第1実施例によるスロットル装
置を図1に示す。図1に示すスロットル装置10は、ア
クセルと機械的にリンクしアクセル踏込量に応じてスロ
ットル弁13の開度を調整する機構をもたず、トルクモ
ータ40によってだけスロットル弁13の開度を調整す
るものである。
【0010】スロットル装置10のスロットルボディ1
1は樹脂で一体成形されている。スロットルボディ11
は吸気通路を形成しており、スロットル軸12およびス
ロットル弁13を回動可能に収容している。スロットル
軸12およびスロットル弁13は特許請求の範囲に記載
した「弁部材」を構成している。スロットル弁13は円
板状に形成されており、スロットル軸12にビス14で
固定されている。
【0011】放熱部材としてのスリーブ15はアルミで
円筒状に形成されており、スロットルボディ11の内周
面に配設されている。スリーブ15は、スロットル弁1
3を取り囲む吸気内壁部15aと、ベアリング16、1
7を収容するとともに支持する軸受支持部15b、15
cとからなる。吸気内壁部15aは吸気通路に露出して
おり、軸受支持部15cはトルクモータ40の後述する
ステータコア45に接触している。スロットル弁13が
スロットル軸12とともに回動することにより、吸気内
壁部15aが露出している吸気通路の流路面積が調整さ
れ、吸気通路を通過する吸気流量が制御される。
【0012】スロットル軸12の一方の端部にスロット
ル軸12とともに回動するスロットルレバー21が圧入
固定されている。ストッパスクリュウ22はスロットル
レバー21を係止することによりスロットル弁13の全
閉位置を規定している。ストッパスクリュウ22のねじ
込み量を変更することによりスロットル弁13の全閉位
置を調整できる。
【0013】回転角センサ30は、スロットルレバー2
1よりもさらにスロットル軸12の端部側に配設されて
おり、コンタクト部31、抵抗体を塗布した基板32お
よびハウジング33で構成されている。コンタクト部3
1はスロットル軸12に圧入されており、スロットル軸
12とともに回動する。基板32はハウジング33に固
定されており、基板32に塗布された抵抗体上をコンタ
クト部31が摺動する。基板32に塗布された抵抗体に
5Vの一定電圧が印加されており、この抵抗体とコンタ
クト部31との摺動位置がスロットル弁13の開度に応
じて変化すると出力電圧値が変動する。図示しないエン
ジン制御装置(ECU)は回転角センサ30からこの出
力電圧値を入力し、スロットル弁13の開度を検出す
る。
【0014】回転子41、ステータコア45、一対のソ
レノイド部50、55によりスロットル軸12の他方の
端部に電磁駆動部としてのトルクモータ40が構成され
ている。トルクモータ40の端部はカバー20により覆
われている。回転子41は、スロットル軸12に圧入固
定した鉄心42、および永久磁石43、44により構成
され、ステータコア45の内壁により形成された収容孔
45aに回動可能に収容されている。鉄心42は円筒状
に形成されており、スロットル軸12の他方の端部に圧
入固定されている。永久磁石43、44はそれぞれ平板
状の複数の磁石片から円弧状に構成されており、鉄心4
2の外周に接着固定されている。永久磁石43と永久磁
石44との両端間に二箇所形成される間隔は等しい。ス
ロットル弁13の回動範囲は通常90°以下であるか
ら、永久磁石43、44の円弧長はスロットル弁13の
回動範囲内で回転子41を回動可能なトルクが働く長さ
があればよい。永久磁石43、44は、ネオジム系、サ
マリウム−コバルト系等の高い磁力を発生するいわゆる
希土類磁石である。
【0015】ステータコア45は磁性体からなる薄板を
スロットル軸12の軸方向に積層して形成されており、
収容孔45aに回転子41を回動自在に収容している。
ステータコア45は回転子41を取り囲む周上において
切れ目のないスロットレスに構成されている。ソレノイ
ド部50、55はそれぞれ鉄心51、56にコイル5
2、57を巻回して形成されており、ステータコア45
に圧入固定されている。コイル52、57には図示しな
いコネクタから制御電流が供給される。
【0016】付勢手段としてのリターンスプリング18
はスロットル弁13を閉方向に付勢している。ウェーブ
ワッシャ19は、エンジン運転中の振動時においてもス
ロットル軸12が軸方向に移動しないようにスロットル
軸12を一方の軸方向に付勢している。これにより、コ
ンタクト部31と基板32との摺動状態が変化しないの
でスロットル弁13の開度信号が断絶したり、コンタク
ト部31が基板32と過大な力で摺動することによる基
板上の抵抗体またはコンタクト部31の摩耗を防止でき
る。さらに、ステータコア45に対する回転子41の軸
方向位置が変化しないので、回転子41が受けるトルク
変動を抑制できる。
【0017】次に、スロットル装置10の作動について
説明する。 (1) 正常走行時 車両の正常走行モードにはISC(idle speed contro
l) 、通常運転、クルーズコントロール等がある。各モ
ードにおけるスロットル弁13の開度は、アクセル踏込
量、エンジン回転数等のエンジン運転状態に基づいて図
示しないECUで演算され、演算された開度に応じた制
御電流がコイル52、57に供給される。
【0018】コイル52、57への通電オン時に発生す
る回転子41を回動させるトルクはリターンスプリング
18の付勢力よりも大きいので、回転子41はリターン
スプリング18の付勢力に抗して回動可能である。回転
子41の回動にともない回動するスロットル弁13の開
度は回転角センサ30により検出され、ECUにフィー
ドバックされる。そしてこの開度信号に基づいてECU
からコイル52、57に供給する制御電流が調整され
る。スロットル弁13の開度を検出することにより、回
転子41に働くトルクが温度変化等により変動すること
を防止し、スロットル弁13の開度を高精度に制御でき
る。
【0019】(2) フェイル時 ECUで演算されたスロットル弁13に対する要求開度
と回転角センサ30で検出した実際のスロッットル弁1
3の開度とが一致しない場合、ECUによるスロットル
弁13の開度制御がフェイルしていると判断し、ECU
からスロットル弁13を閉じる信号が送出される。する
とスロットル弁13はリターンスプリング18の付勢力
により全閉位置に戻るので、スロットル弁13が過剰に
開くことを防止できる。
【0020】また、ECUにはECUの故障を常時診断
するサブECUが搭載されているので、ECUがフェイ
ルすると、サブECUの指示によりコイル52、57に
供給する制御電流が遮断される。したがって、ECUが
フェイルしてもリターンスプリング18の付勢力により
スロットル弁13を全閉することができる。上記のよう
にコイル52、57に制御電流を供給し、トルクモータ
40で発生するトルクによりスロットル開度を調整する
と、コイル52、57から熱が発生する。コイル52、
57で発生した熱はステータコア45からスリーブ15
に伝わる。スリーブ15は吸気通路に露出しているの
で、吸気通路を流れる吸気流れによりスリーブ15の吸
気内壁部15aが冷却される。したがって、コイル5
2、57で発生した熱がステータコア45からスリーブ
15を介して吸気流れに放熱されるので、コイル52、
57の温度上昇を防止することができる。これにより、
コイル52、57の巻線抵抗が上昇することを防止する
ので、トルクモータ50に供給される制御電流の低下を
防止し、トルクモータ40に発生するトルクの低下を防
止する。したがって、スロットル開度を高精度に制御で
きる。
【0021】(第2実施例)本発明の第2実施例を図2
に示す。第1実施例と実質的に同一構成部分に同一符号
を付す。放熱部材としてのスリーブ61はアルミで形成
されており、樹脂製のスロットルボディ60の内周面に
配設されスロットル弁13を取り囲む吸気内壁部61a
と、ベアリング16、17を支持する軸受支持部61
b、61cと、突出部61dとからなる。
【0022】突出部61dには冷却管100が埋設され
ている。冷却管100にはエンジンの冷却水の一部が導
入されている。冷却管100は突出部61d内で冷却水
の流れ方向に互いに所定間隔を隔てて配設されているの
で、冷却管100を流れる冷却水は直接突出部61dに
触れる。したがって、コイル52、57からスリーブ6
1に伝わった熱が冷却水に直接放熱される。
【0023】第2実施例では、吸気通路に露出する吸気
内壁61aと、冷却管100を埋設した突出部61dと
の両方から、コイル52、57で発生した熱が放熱され
る。したがって、第1実施例よりもさらに良好にコイル
52、57の温度上昇を防止することができる。以上説
明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例で
は、樹脂製のスロットルボディの内周側に金属製のスリ
ーブを配設して吸気通路にスリーブを露出させ、このス
リーブがトルクモータ40のステータコア45と接触し
ている。したがって、トルクモータ40のコイル52、
57で発生した熱が、ステータコア45からスリーブを
介して吸気流れに良好に放熱される。これにより、コイ
ル52、57の温度上昇を防止し、コイル52、57の
巻線抵抗の上昇を防止するので、高精度にスロットル開
度を制御できる。
【0024】上記複数の実施例では、金属製のスリーブ
がスロットル弁13の周囲を取り囲んでいるので、吸気
内壁部が変形しにくい。さらに、金属製のスリーブがベ
アリング16、17を支持しているので、スロットル軸
12の軸ずれが生じにくい。したがって、吸気内壁部と
スロットル弁13が接触してスロットル弁13が回動不
能になることを防止する。さらに、吸気内壁部とスロッ
トル弁13との間に形成されるクリアランスが増減する
ことを防止するので、高精度に吸気流量を制御できる。
【0025】上記複数の実施例では、吸気通路にスリー
ブを露出させたが、スリーブの一部だけを吸気通路に露
出させてもよいし、スロットルボディにスリーブ全体を
埋設してもよい。また、コイル52、57で発生した熱
を吸気流れに放熱することができるなら、スリーブの形
状は円筒状に限るものではなく、スロットル弁13を取
り囲んでいる必要もない。
【0026】また上記複数の実施例では、スロットル軸
12と回転子40とを直結したが、スロットル軸12と
回転子40とをギア結合してもよい。また、トルクモー
タ40に代えてDCモータを用いてもよい。上記複数の
実施例では、フェイル時においても回転子を全閉位置に
戻すリターンスプリングを用いたが、リターンスプリン
グを用いることなく電磁力のみで回転子を両方向に回動
駆動する構成にすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例によるスロットル装置を示
す断面図である。
【図2】本発明の第2実施例によるスロットル装置を示
す断面図である。
【符号の説明】
10 スロットル装置 11 スロットルボディ 12 スロットル軸(弁部材) 13 スロットル弁(弁部材) 15 スリーブ(放熱部材) 15b、15c 軸受支持部 18 リターンスプリング 40 トルクモータ 41 回転子 42 鉄心 43、44 永久磁石 45 ステータコア 50、55 ソレノイド部 51、56 鉄心 52、57 コイル 60 スロットルボディ 61 スリーブ(放熱部材) 61b、61c 軸受支持部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気通路を通過する吸気流量を調整する
    スロットル装置であって、 前記吸気通路を形成する樹脂製のスロットルボディと、 前記吸気通路の流路面積を調整する弁部材と、 前記弁部材を駆動するモータと、 前記モータと接触するとともに、前記吸気通路周囲の前
    記スロットルボディに配設される金属製の放熱部材と、 を備えることを特徴とするスロットル装置。
  2. 【請求項2】 前記放熱部材は筒状に形成され、前記弁
    部材を取り囲んでいることを特徴とする請求項1記載の
    スロットル装置。
  3. 【請求項3】 前記放熱部材は前記吸気通路に露出して
    おり、前記弁部材の軸受を支持するとともに前記モータ
    に接触する軸受支持部が前記放熱部材に一体に形成され
    ていることを特徴とする請求項1または2記載のスロッ
    トル装置。
  4. 【請求項4】 前記モータのステータコアは前記放熱部
    材に接触していることを特徴とする請求項1、2または
    3記載のスロットル装置。
  5. 【請求項5】 前記モータは、ステータコアと、前記ス
    テータコアに装着されるソレノイド部と、前記弁部材と
    直結し前記弁部材とともに回動する回転子とを有するト
    ルクモータであることを特徴とする請求項1〜4のいず
    れか一項記載のスロットル装置。
JP29862997A 1997-10-30 1997-10-30 スロットル装置 Pending JPH11132062A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6295968B2 (en) 2000-02-17 2001-10-02 Denso Corporation Throttle apparatus for internal combustion engine
US6646395B2 (en) * 2000-02-18 2003-11-11 Mannesmann Vdo Ag Throttle body
EP1433994A1 (de) * 2002-06-27 2004-06-30 David & Baader DBK Spezialfabrik elektrischer Apparate und Heizwiderstände GmbH Heizvorrichtung zur Kurbelgehäuseentlüftung für Verbrennungskraftmaschinen und Herstellverfahren

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