JPH11343873A - 内燃機関の絞り弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、絞り弁軸の軸方向の長さを短縮
化でき、搭載性を向上させ得る内燃機関の絞り弁制御装
置を得る。 【解決手段】 内燃機関の絞り弁制御装置は、用点火装
置絞り弁ハウジング３に固定されると共に絞り弁軸４と
同軸線上に設けられる出力軸部６を備えたモータ７と、
モータ７の出力軸部６に設けられる太陽歯車８と、太陽
歯車８の外側に回転不能に支持された内歯付きリングギ
ア９と、リングギア９に内接しかつ太陽歯車８に外接す
る遊星歯車１０と、絞り弁軸４に固定されているととも
に遊星歯車１０を支持する支持体１１とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関に用い
られる絞り弁制御装置に関し、特にモータと絞り弁軸間
の歯車減速部の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の絞り弁制御装置を図
３，図４に示す。従来の内燃機関の絞り弁制御装置１０
０は、吸気通路１０１を備えた絞り弁ハウジング１０２
と、絞り弁ハウジング１０２に回転可能に支持され吸気
通路１０１を貫通する絞り弁軸１０３と、絞り弁軸１０
３に固定され吸気通路１０１を流通する空気量を調節す
る絞り弁１０４と、絞り弁ハウジング１０２に固定され
るモータ１０５と、モータ１０５と絞り弁軸１０３間に
設けられる歯車減速機構１０６とを具備している。

【０００３】モータ１０５は板金加工による金属製のフ
レーム１０７と、フレーム１０７に嵌着支持され巻線を
施されたステータ１０８と、ターミナル１０９をインサ
ート成形して前記巻線との結線端子を構成するコネクタ
１１０と、先端にギア１１１を設けたシャフト１１２に
マグネット１１３を接着してなるロータ１１４と、この
ロータ１１４の一端を支持するベアリング１１５を保持
すると共にモータ１０５を遮蔽し、絞り弁ハウジング１
０２への取付フランジを有するブラケット１１６とによ
り構成される。歯車減速機構１０６は、前記モータ１０
５のシャフト１１２に設けたギア１１１により駆動され
る大ギア１１７と、これと併設された小ギア１１８で構
成される２段の中間ギア１１９と、この中間ギア１１９
の小ギア１１８により駆動され絞り弁軸１０３に嵌着さ
れた扇形ギア１２０により構成されている。

【０００４】絞り弁軸１０３の減速歯車機構１０６と反
対側の端部には、絞り弁軸１０３に固定されたレバー１
２１と、このレバー１２１に係合して絞り弁１０４を常
時閉じ方向へ付勢するためのねじりコイルばねよりなる
リターンスプリング１２２と、このリターンスプリング
１２２のガイドとなるカラー１２３と、レバー１２１に
設けられた係合部により回動させられ絞り弁開度を電気
信号として出力する開度センサ１２４とが設けられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の内燃機関の絞り弁制御装置は、絞り弁軸１０３の軸
方向に長く、搭載に特別な配慮を要するため汎用性に乏
しかった。

【０００６】この発明は、以上のような問題点を解決す
ることを課題とするものであって、絞り弁軸の軸方向の
長さを短縮化でき、搭載性を向上させ得る内燃機関の絞
り弁制御装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の内燃機関の絞
り弁制御装置は、吸気通路を備えた絞り弁ハウジング
と、この絞り弁ハウジングに回転可能に支持され前記吸
気通路を貫通する絞り弁軸と、この絞り弁軸に固定され
前記吸気通路を流通する空気の流量を調節する絞り弁
と、前記絞り弁ハウジングに固定されると共に前記絞り
弁軸と同軸線上に設けられる出力軸部を備えたモータ
と、モータの出力軸部に設けられる太陽歯車と、太陽歯
車の外側に回転不能に支持された内歯付きリングギア
と、リングギアに内接しかつ太陽歯車に外接する遊星歯
車と、前記絞り弁軸に固定されているとともに前記遊星
歯車を支持する支持体とを備えている。

【０００８】モータはステータをインサート成形したモ
ールド外装を備えていることが好適である。また、モー
タの出力軸部を支持する軸受支持部材が、前記リングギ
アを一体的に備えていることが好ましい。さらに、リン
グギアを備えた軸受支持部材とモータ外装との対向面間
には互いに凹凸嵌合する回転防止部が設けられているこ
とが有効である。また、絞り弁ハウジングはモータを取
り付けるためのモータ支持部を有し、該モータ支持部に
軸受支持部材に設けられたリングギア外周が嵌合するガ
イド面を設け、リングギア外周とガイド面との嵌合によ
りモータの出力軸部と絞り弁軸の同軸度を確保すること
が好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。なお、従来と同一または相当部
分は同一の符号を付して説明する。図１，図２はこの発
明の実施の形態に係る内燃機関の内燃機関の絞り弁制御
装置を示している。この内燃機関の絞り弁制御装置１
は、吸気通路２を備えた絞り弁ハウジング３と、この絞
り弁ハウジング３に回転可能に支持され吸気通路２を貫
通する絞り弁軸４と、絞り弁軸４に固定され吸気通路２
を流通する空気の流量を調節する絞り弁５と、前記絞り
弁ハウジング３に固定されると共に絞り弁軸４と同軸線
上に設けられる出力軸部６を備えたモータ７と、このモ
ータ７の出力軸部６に設けられる太陽歯車８と、太陽歯
車８の外側に回転不能に支持された内歯付きリングギア
９と、リングギア９に内接しかつ太陽歯車８に外接する
遊星歯車１０と、絞り弁軸４に固定された遊星歯車１０
の支持体１１とを備えている。

【００１０】絞り弁ハウジング３は、吸気通路２が形成
されたシリンダ形状のハウジング本体部１２と、絞り弁
軸４の一端側にてハウジング本体部１２外周に一体的に
設けられモータ７を支持するモータ支持部１３と、絞り
弁軸４の他端側にてハウジング本体部１２外周に一体的
に設けられ開度センサ１５を支持するセンサ支持部１４
とを備えている。モータ支持部１３は、ハウジング本体
部１２との付け根部からモータ７側に向かって段階的に
拡径する段付き円筒形状に成形され、モータ７側の端部
にモータ取付用のフランジ面１３ａが形成されている。
このモータ支持部１３内に、上記した太陽歯車８、リン
グギア９および遊星歯車１０によって構成される減速歯
車機構が収納されている。センサ支持部１４はハウジン
グ本体部１２との付け根部から軸方向に延びる円筒形状
に成形され、その先端部に開度センサ１５が取り付けら
れている。

【００１１】絞り弁軸４のモータ側の軸端部４１はハウ
ジング本体部１２の側壁に形成された軸孔１６にベアリ
ング１７を介して回転自在に支持され、その先端部がモ
ータ支持部１３内に突出され、遊星歯車１０の支持体１
１に連結されている。このようにモータ７の動力を絞り
弁軸４に伝達する減速機構として、遊星歯車機構を採用
することにより、減速機構を構成する太陽歯車８，リン
グギア９および遊星歯車１０をすべて同一平面内に配置
することができるので、減速機構の軸方向長さを短くで
き、その分全体の軸長の短縮化を図ることができる。ま
た、モータ７は、モールド樹脂１８を用いてステータ１
９をインサートモールド成形で一体成形されたコネクタ
部２０を備えたモールド外装２１と、このモールド外装
２１に対して軸方向に所定間隔を隔てて配設された第
１，第２ベアリング２２，２３を介して回転自在に支持
されるロータ２４と、を備えている。このようにステー
タ１９をモールド樹脂１８によって一体化することによ
り、従来のようにステータとフレーム間の軸方向隙間が
不要となり、より全体としての軸長を短縮化できる。

【００１２】モールド外装２１は、ロータ２４外周を取
り囲むように設けられる環状のステータ埋設部２５と、
このステータ埋設部２５の反ハウジング本体部１２側の
端部を閉塞する端面部２６と、ステータ埋設部２５の外
周から部分的に突出形成されるコネクタ部２７とを備え
ている。ステータ埋設部２５の内周面にはステータ１９
の内周が露出し、またコネクタ部２７にはターミナル２
０の先端が露出している。また、端面部２６には第１ベ
アリング２２が軸方向に填め込まれる円形の凹部２６ａ
が設けられ、凹部２６ａの内周壁に第１ベアリング２２
の外周が嵌合されるブッシュ２８がインサート成形にて
一体成形されている。

【００１３】ロータ２４は、上記第１，第２ベアリング
２２，２３によって支持されるシャフト２９と、このシ
ャフト２９中途部の第１，第２ベアリング２２，２３間
に嵌着された永久磁石よりなるリング状のマグネット３
０とから構成されている。永久磁石３０の外周はステー
タ１９内周と微小隙間を隔てて対向している。シャフト
２９は第２ベアリング２３より軸方向ハウジング本体部
１２側に突出する出力軸部６を一体に備え、この出力軸
部６外周に直接外歯を刻設して上記太陽歯車８を構成し
ている。

【００１４】第２ベアリング２２を支持する軸受支持部
材としての第２ベアリング支持部材３１は上記リングギ
ア９を一体に備えている。第２ベアリング支持部材３１
は、シャフト２９の出力軸部６が通る軸穴を備えた円板
状部材で、その内径端部に第２ベアリング２２が嵌合さ
れる円形の凹部３１ａを備え、その外径端部に軸方向ハ
ウジング本体部１２側に向かって突出する円筒形状部３
１ｂを備え、この円形状部３１ｂ内周に直接内歯を刻設
してリングギア９を構成している。このように第２ベア
リング支持部材３１がリングギア９を備えた構成とすれ
ば、部品点数の削減と共に、第２ベアリング支持部材と
リングギア９間の間隔を省略することができ、より一層
軸長の短縮化を図ることができる。

【００１５】この第２ベアリング支持部材３１とモール
ド外装２１との軸方向の当接面間には、互いに凹凸嵌合
する回転防止部３２が設けられている。図示例では第２
ベアリング支持部材３１に設けられた係合凹部３２ａに
モールド外装２１の対向面に突出した係合凸部３２ｂを
係合することによって回り止めを図っている。もちろ
ん、第２ベアリング支持部材３１に凸部を設け、モール
ド外装２１に凹部を設けてもよい。このようにすれば、
リングギア９を固定するための機構が不要となる。ま
た、モールド外装６には、上記第２ベアリング支持部材
３１の外周が嵌合する段部３３が設けられ、第２ベアリ
ング支持部材３１とモールド外装６間の同軸度を保って
いる。また、第２ベアリング支持部材３１に形成された
リングギヤ９は、モータ７の出力軸部６と絞り弁軸４と
の同軸度を出すためのガイドとしての機能を有するもの
で、モータ支持部１３の内周にはリングギア９外周が嵌
合される円筒形状のガイド面部３４を備えている。

【００１６】なお、絞り弁軸４の反モータ側であるセン
サ側の軸端部４２はハウジング本体部１２の側壁に形成
された軸孔３４にベアリング３５を介して回転自在に支
持され、その先端部にレバー３６が固定されている。こ
のレバー３６と上記ハウジング本体部１２の側壁間には
ねじりコイルスプリングよりなるリターンスプリング３
７が介装されている。このリターンスプリング３７の一
端がハウジング本体部１２に係合され、他端がレバー３
６に係合されて、絞り弁軸４を絞り弁５を常時閉じる方
向に付勢している。また、開度センサ１５は絞り弁５の
開度を電気信号として出力する。

【００１７】上記構成の絞り弁の制御装置にあっては、
モータ７に通電するとステータ１９が励磁されてリター
ンスプリング３７の付勢力に抗してロータ２４が所定角
度回転駆動される。このロータ２４の回転によって太陽
歯車８が所定角度回転し、遊星歯車１０が太陽歯車８と
反対方向に自転する。この遊星歯車１０の自転によって
遊星歯車１０がリングギア９の内歯に沿って太陽歯車８
の周りを太陽歯車８の回転方向と同一方向に所定の減速
比でもって公転する。この遊星歯車１０の公転方向の動
きが支持体１１を介して絞り弁軸４に伝達され、絞り弁
軸４が回転して絞り弁５が所定量開くことになる。

【００１８】一方、モータ７への通電を切ると、リター
ンスプリング３７の付勢力によって絞り弁軸４が閉まる
方向に回転し、絞り弁軸４に固定された支持体１１によ
って遊星歯車１０が上記開き動作とは逆方向に自転しな
がらリングギア９の内歯に沿って太陽歯車８の周りを逆
方向に公転し、太陽歯車１０を開き動作とは逆方向に回
転させてモータ７の出力軸部２９を原点位置に復帰させ
る。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、吸気通路を備えた絞り弁ハウジングと、絞り弁ハウ
ジングに回転可能に支持され通路を貫通する絞り弁軸
と、絞り弁軸に固定され吸気通路を流通する空気の流量
を調節する絞り弁と、前記絞り弁ハウジングに固定され
ると共に前記絞り弁軸と同軸線上に設けられる出力軸部
を備えたモータと、このモータの出力軸部に設けられる
太陽歯車と、太陽歯車の外側に回転不能に支持された内
歯付きリングギアと、リングギアに内接しかつ太陽歯車
に外接する遊星歯車と、前記絞り弁軸に固定された前記
遊星歯車の支持体とを備えているので、太陽歯車，リン
グギアおよび遊星歯車をすべて同一平面内に配置するこ
とができるので、減速機構の軸方向長さを短くでき、そ
の分全体の軸長の短縮化を図ることができ、搭載性が向
上する。

【００２０】請求項２の発明によれば、モータは、ステ
ータをインサート成形してコネクタと一体的に成形した
モールド外装を備えているので、従来のようにステータ
とモータのフレーム間の軸方向隙間が不要となり、より
全体としての軸長を短縮化できる。

【００２１】請求項３の発明によれば、モータの出力軸
部を支持する軸受支持部材が前記リングギアを一体的に
備えている構成としたので、部品点数の削減と共に、軸
受支持部材とリングギアの間隔を省略することができ、
より一層軸長の短縮化を図ることができる。

【００２２】請求項４の発明によれば、リングギアを備
えた軸受支持部材とモータ外装との対向面間には互いに
凹凸嵌合する回転防止部が設けられているので、簡単な
構造でリングギアの回り止めを図ることができる。

【００２３】請求項５の発明によれば、絞り弁ハウジン
グはモータを取り付けるためのモータ支持部を有し、こ
のモータ支持部に軸受支持部材に設けられたリングギア
外周が嵌合するガイド面を設けたので、モータの出力軸
部と絞り弁軸との同軸を簡単に出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る内燃機関の絞
り弁制御装置の縦断面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】 従来の内燃機関の絞り弁制御装置の縦断面図
である。

【図４】 図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１ 絞り弁制御装置、２ 吸気通路、３ 絞り弁ハウジ
ング、４ 絞り弁軸、５ 絞り弁、６ 出力軸部、７
モータ、８ 太陽歯車、９ リングギア、１０遊星歯
車、１１ 支持体、１２ ハウジング本体部、１３ モ
ータ支持部、１４ センサ支持部、１５ 開度センサ、
１８ モールド樹脂、１９ ステータ、２０ ターミナ
ル、２１ モールド外装、２２，２３ 第１，第２ベア
リング、２４ ロータ、２５ ステータ埋設部、２６
端面部、２７ コネクタ部、２８ブッシュ、２９ シャ
フト、３０ マグネット、３１ 第２ベアリング支持部
材（出力軸部の軸受支持部材）、３２ 回転防止部、３
２ａ 係合凹部、３２ｂ係合凸部３２ｂ、３４ ガイド
面。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｋ 7/116 Ｈ０２Ｋ 7/116 (72)発明者 常盤 真功 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 杉山 武史 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気通路を備えた絞り弁ハウジングと、 該絞り弁ハウジングに回転可能に支持され前記吸気通路
   を貫通する絞り弁軸と、 該絞り弁軸に固定され前記吸気通路を流通する空気の流
   量を調節する絞り弁と、 前記絞り弁ハウジングに固定されると共に前記絞り弁軸
   と同軸線上に設けられる出力軸部を備えたモータと、 該モータの出力軸部に設けられる太陽歯車と、 該太陽歯車の外側に回転不能に支持された内歯付きリン
   グギアと、 該リングギアに内接しかつ太陽歯車に外接する遊星歯車
   と、 前記絞り弁軸に固定されているとともに前記遊星歯車を
   支持する支持体とを備えた内燃機関の絞り弁制御装置。
2. 【請求項２】 モータはステータをインサート成形した
   モールド外装を備えている請求項１に記載の内燃機関の
   絞り弁制御装置。
3. 【請求項３】 モータの出力軸部を支持する軸受支持部
   材が、リングギアを一体的に備えている請求項１又は２
   に記載の内燃機関の絞り弁制御装置。
4. 【請求項４】 リングギアを備えた軸受支持部材とモー
   タ外装との対向面間には互いに凹凸嵌合する回転防止部
   が設けられている請求項３に記載の内燃機関の絞り弁制
   御装置。
5. 【請求項５】 絞り弁ハウジングはモータを取り付ける
   ためのモータ支持部を有し、該モータ支持部に軸受支持
   部材に設けられたリングギア外周が嵌合するガイド面を
   設け、リングギア外周とガイド面との嵌合によりモータ
   の出力軸部と絞り弁軸の同軸度を確保する請求項３また
   は４に記載の内燃機関の絞り弁制御装置。