JPWO2005049991A1 - スロットル装置及びそれに用いるモータ - Google Patents

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Abstract

モータの位置を精度良く配置し、且つ、耐振性を向上すること。スロットルバルブを駆動するモータを備えたスロットル装置において、モータは、スロットルボディに設けたモータケーシングに挿入される。その出力軸側一端は、モータケーシングのモータ挿入口近辺で径方向に支持される。反出力軸側は、モータと一体或いはモータに装着した弾性片或いは弾性突起をモータ径方向の内向きに変形させて、モータケーシングの内周により径方向に支持されている。

Description

本発明は、車両エンジンなどに供給される吸気流量を調整するスロットル装置及びそれに用いるスロットル用モータに関する。
従来より、スロットルボディの吸気通路内に配置したスロットルバルブを、モータを用いて電気的に駆動するスロットル装置が知られている。このモータは、スロットルボディと一体に形成したモータケーシングにモータの本体(ボディ)が収容されている。
また、モータの本体は、その両端が径方向に保持される構造(両端支持構造)により、耐振性を向上させる技術が提案されている。このうち、モータの出力軸と反対側の端部(反出力軸側端部)の支持構造については下記のようなものがある。
例えば、特開2002−339766号、特開平10−252510号公報に記載のスロットル装置においては、モータ出力軸と反対側端部(以下、ここでは「後端」と称する)に別部品を追加して、モータの後端を保持している。
より具体的に述べると、特開2002−339766号公報では、モータの後端を保持する部材として平板リング形状の板ばね(ここでは、「ワッシャ」と称する)を用いる。このワッシャは、内周に切り込みを入れて軸方向に撓み変形が可能な内周縁(板ばね)を有する。このワッシャを、モータケーシングの底部側(奥部)の内周に、モータ挿入前に圧入により予め嵌め込む。この状態で、モータをモータケーシングに押し込むと、モータの後端は、ワッシャの内周に嵌め込まれる。このとき、ワッシャ内周はモータ軸方向への撓み変形を伴う。このようにして、モータの後端が径方向に保持される。
一方、特開平10−252510号公報では、モータの後端にOリングのような弾性リングをはめ込み、このOリングをモータの後端外周とモータケーシングの内周間に介在させることで、モータの後端を径方向に保持している。
上記従来技術において、前者は、モータをケーシングに押し込むことにより、ワッシャ内周を軸方向に撓み変形させる。そのときに、材質によっては、モータの胴体(ヨーク)外周がワッシャ内周縁によって一部削られて金属屑が生じる可能性がある。また、モータをケーシングに押し込む場合に、モータ後端の位置決めが無いため、モータの軸心が傾いて挿入され、その状態でモータが保持される可能性がある。モータの傾きは、モータ出力をスロットバルブに伝達する中間ギアシャフトに対する傾きとなり、モータギア(ピニオンギアと中間ギア)との軸間ピッチ誤差の原因になったり、モータ組み付けの不具合の原因になる。
また、後者は、モータをケーシングに挿入するときに、Oリングに捩れ,損傷が生じないように配慮する必要がある。
本発明は、以上のような課題を解消しつつ、簡単な構成でモータの耐振性を向上させることのできるスロットル装置およびそのモータを提供する。
本発明は、スロットルバルブを駆動するモータを備えたスロットル装置において、そのモータは、スロットルボディに設けたモータケーシングに挿入される。さらに、モータの出力軸側(ここでは、「フロント側」或いは「前端」と称されることもある)は、モータケーシングのモータ挿入口近辺で径方向に支持され、反出力軸側(ここでは、「リア側」あるいは「後端」と称されることもある)は、モータと一体或いはモータに装着した突起(例えば弾性突起)を径方向の内向きに変形させて、この変形に伴い突起をモータケーシングに圧接させることによって、モータケーシングの内周によりモータ径方向に支持されている。
このうち、前記突起は、例えば、モータ後端の周方向に複数配設した折り曲げ片或いは切り起こし片により構成される。
上記構成によれば、スロットルボディへモータを装着する場合に、そのモータをモータケーシングに完全挿入するに先立ち(挿入途中過程)、モータ前後端が何れもスロットルボディに適正に位置決め(径方向の位置決め)可能となる。
この状態でモータをさらに押し込む(完全挿入)と、モータの反出力軸側(後端)に設けた突起がモータのケーシング内周によって、モータ径方向の内向きに押圧される。従って、モータ軸は、スロットルシャフト及び中間ギアシャフトと精度良く平行度を保つよう配置される。したがって、モータ軸の傾きによるギアピッチ不良に伴うギアの噛合い不良を防止できる。また、前記構造において、モータ出力軸側は、スロットルボディへ固定され、モータ後端は、径方向に突起を介して圧接(好ましくは弾性を伴う)する構造とすることにより、径方向の振動が抑制されるため、モータの耐振性を向上することができる。ここで、突起は、弾性変形でケーシング内面に圧接するほかに、圧入などの物理的変形を伴ってケーシング内面に密着してもよい。
第1図は、本発明の適用対象となるモータ駆動型スロットル装置のスロットル装置(内燃機関用吸気制御装置)の断面図、第2図は、その一部(モータケーシング)1bを断面し、かつスロットルアクチュエータ(モータ)を取り出して示す上記スロットル装置の斜視図、第3図は、スロットルボディへモータを挿入組立する際の工程を示す断面図、第4図〜第8図は、他の実施例を示す一部断面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明の適用対象となるモータ駆動型スロットル装置のスロットル装置(内燃機関用吸気制御装置)の断面図、第2図は、その一部(モータケーシング)1bを断面し、かつスロットルアクチュエータ(モータ)を取り出して示す上記スロットル装置の斜視図、第3図は、スロットルボディへモータを挿入組立する際の工程を示す断面図である。
第1図〜第3図において、スロットルボディの本体(メインボディ,ボアボディと称されることもある)1は、アルミダイカストで成形され、内部に吸気通路1aとなるボアが形成されている。この吸気通路1aにスロットルバルブ2が配置されている。
スロットルバルブ2は、スロットルボディ1に挿通したスロットルシャフト3に、止めねじ4により取り付けられている。スロットシャフト3は、軸受5a及び軸受5bによって回動可能に配設される。軸受5aは、スロットルボディ本体1と軸受保持プレート6aにより拘束保持される。軸受5bは、スロットルボディ本体1と軸受保持プラグ6bにより拘束保持され、且つ、閉塞されている。
さらにスロットルボディ本体1には、モータケーシング1bが形成され、モータケーシング1bに、スロットルバルブ駆動用のモータ7のヨーク(胴体)71が収容される。
モータ7は、その一端(フロント側)に突出する出力軸70に、モータ7の出力をスロットルシャフト3に伝達するためのモータピニオン8が固着されている。
モータ動力伝達用の中間ギア9は、スロットルボディ本体1に圧入されたシャフト11に回転自在に装着されている。スロットルギア10は、スロットルシャフト3の一端部にスカートナット12によって固定されている。これらギア群8、9、10は、モータ7の出力を、スロットルシャフト3に伝達する減速機構を構成し、スロットルボディ本体1に取り付けられたギアカバー13及びパッキング14によりシール性が確保された状態で収容されている。
ギアカバー13は、合成樹脂であり、その中に金属製のモータ駆動用端子13a及びスロットルセンサ端子13bが一体にインサート成形されている。このようにして、所謂直付けコネクタ13cを形成し、スロットルセンサを有する構造としている。スロットルセンサのロータ20は、スロットルシャフト3の一端に取り付けられ、そのブラシ13bがセンサの抵抗体19に接触する。スロットルセンサ抵抗体19とスロットルセンサ端子18は、バネ弾性を有するUクリップに保持されて、機械的接触により電気的に導通されている。スロットルバルブをモータにより電気的に駆動制御するのは、公知であるので、その説明は省略する。
なお、図中、15はスロットルシャフトのリターンスプリング、16はディフォルトレバー、17はディフォルトスプリングである。
ここで、本実施例におけるスロットル用モータ7の保持構造を詳述する。
本実施例におけるモータ7は、その胴体71が、モータケーシング1bに挿入される。また、モータ7の出力軸側の端部72(フランジ7b)は、モータケーシング1bのモータ挿入口73近辺で径方向に支持される。モータ7の反出力軸側の端部74は、モータと一体成形した(或いは後述する他の実施例のようにモータに装着した)弾性片(弾性突起)7c(第2図、第3図)を、モータ径方向の内向きに変形させて、モータケーシング1bの内周により径方向に支持される。
本実施例における弾性片(すなわち可撓片)7cは、第2図に示すように、モータ7の反出力軸側(後端側)の軸受ブラケット7aと一体に形成されている。この弾性片7cは、ブラケット7aを板金加工してブラケットの周縁に複数形成された折り曲げ片によって構成されている。第2図では、弾性片(折り曲げ片)7cは、4個等間隔配列を例示しているが、これに限定されるものではない。
この折り曲げ片7cは、ブラケットから放射状に張り出した凸片をモータ後端側から前端側(出力軸側)に向けて折り返すことで形成される。この折り返し方向は、モータの挿入方向に対して順方向になる。また、折り曲げ片7cは、曲面を有する(図3参照)。
この折り曲げ片7cの曲面の一部が、モータ7をモータケーシング1bに完全挿入する直前にモータケーシング7の内周面に設けたテーパ面1fに接触して、モータ径方向の内向きに押圧されるように設定している。
この点については、第3図の組立て工程によって後述する。この押圧により、折り曲げ片7cは、モータ径方向の内向きに弾性変形(撓み変形)する。この弾性変形により、折り曲げ片7cは、モータ7のヨーク71に設けた切り欠き75に受け入れられる。
一方、モータケーシング1bは、有底円筒形をなし、その一端にモータ挿入用の開口73が形成される。ケーシング1bの内面には、モータ7の挿入側から反挿入側に向けてケーシング内径が次第に小さくなるテーパ1e,1fを有する。本実施例では、ケーシング全体の大部分の内面(モータ挿入口側〜ケーシング奥部まで)をなす第1のテーパ1eと、それに連続してケーシング奥部に形成される第2のテーパ1fを有する。
テーパの勾配は、テーパ1fをテーパ1eよりも大きくしてある。また、モータ7がケーシング1bに完全に挿入された状態では、テーパ1fからケーシング底部(内底)1hまでの間1cにモータ後端が位置するが(第1図、第3図参照)、この内面1cは、ストレートの内周形状を呈している。
これらのテーパ1e,1fおよびストレート内面1cと,モータ7の外周面との間には隙間がある(第3図参照)。ただし、弾性片(折り曲げ片)が弾性変形する前の折り曲げ片7cとモータの外形とを合わせた径R1は、テーパ1fの勾配の途中位置Pにおける内径R2よりも大きく設定してある。一方、径R1は、テーパ1fの途中Pからテーパ1eにかけての内径R3よりも小さい。したがって、この折り曲げ片7cは、ケーシング1bに完全に挿入する直前(挿入途中:第3図(3)参照)で、テーパ1fに接触し、その後にさらにモータ7を押し込むと、ケーシング1b内面の押圧力を径方向の内向きに受けて、モータ径方向に弾性変形する。
折り曲げ片7cは、曲面を有し、この曲面がモータケーシング1bの内周面に接触して押圧される。
一方、モータケーシング1bのモータ挿入口73近辺には、モータ支持部1dが形成される。このモータ支持部1dは、図2に示すようにスロットルボディのモータ挿入口近傍に設けた複数のガイドよりなり、その内周が円弧状をなす。この内周がモータ7の出力軸側端部(ここでは、例えば図2に示すように、モータ取付け用フランジ7bの一部7b′に適合状態で接触する)。このモータ支持部(ガイド)1d間には、フランジ7bの取付けねじ孔80(第2図)を有する部分7b″(フランジの一部7b′よりも径方向に長くした部分)が外径方向に通されて、フランジ7bひいてはモータ7が螺子止めされる。それによって、モータ7がスロットルボディ1に固着される。
このフランジ7bの一部(径を小さくした方)7b′の外周は、モータ7の完全挿入に先立ってモータ支持部(フランジガイド)1dに適合することにより、モータ7の出力軸側72が径方向に支持される。
次に第3図により、モータ7をケーシング1bに取付ける場合の工程を説明する。
第3図において、L1は、モータ挿入工程の途中でモータ7の弾性片(折り曲げ片)7cが、テーパ1fに始めて接触する点Pから突起(ガイド)1dの先端までの距離、L2は、モータ7の接触点Pからフランジ7b(出力軸側一端)までの距離である。L1,L2は、L1≧L2の関係が成立するようにしてある。
このようにすれば、モータ7をケーシング1b内に挿入していくと、モータ7が図3(1)の位置(折り曲げ片7cが接触点Pに至る前)から、まず、図3(2)の位置に至る。図3(2)は、モータ7が完全挿入の直前、すなわち折り曲げ片7cがテーパ1fの接触点Pに至る状態を示す。このときには、L1≧L2の関係から、フランジ(モータ出力側端部)7bの外径が突起1dの内周に適合する。
したがって、図3(2)のモータ挿入過程で、フランジ7bが突起1dの内周に支持される。また、モータ7の反出力軸側74は、折り曲げ片7cがテーパ1fに接触することで径方向に自ずと芯あわせされる。
この状態でさらにモータ7を完全挿入位置まで押し込むと、図3(3)に示すように、折り曲げ片7cはテーパ1fひいてはストレート内面1cに押圧されて、モータ径方向に内向きに弾性変形(撓み変形)する。それにより、折り曲げ片7cは、切り欠き(75)内に一部入り、モータ後端の折り曲げ片がケーシングの内面1cに圧接することで、モータ後端が(圧接力;緊迫力)により固く保持される。
この完全挿入に至る過程では、フランジ7bがモータ支持部1dの内周にガイドされることで、モータ7は、傾きが生じることなくモータケーシング1b内に装着される。
したがって、本実施例によれば、モータ耐振性を高め、しかもモータ組立て精度を向上させることができる。さらに、本実施例では、折り曲げ片7cをモータ7と一体に成形しているので、部品点数を少なくし、組立て工程の簡略化を図ることができる。しかも、弾性片7cは曲面を有し、その曲面途中の位置がテーパ1f(ケーシング内周)に押されるので、モータ挿入過程で、弾性片がケーシング内周を削るようなことはなく、金属削り紛などを発生させない。
第4図〜第8図は、本発明の他の実施例を示すものである。
なお、図中、第1実施例(第1図〜第3図)と同一符号は同一或いは共通する要素である。ここでは、第1実施例との相違点を説明する。
第4図の実施例は、モータ7のヨーク71に弾性片7eを設けた例である。この弾性片7eは、モータ7のヨーク71の一部を切り起こすことにより形成される。弾性片7eは、複数の切り起こし片であり、第1実施例と同様に周方向に配設されている。図3で説明したL1≧L2の関係は図3同様である。
第5の実施例は、弾性片(弾性突起)7fは、ヨーク7の外周に装着したリング(すなわちヨークと別部品)7f′に複数形成されている。7fは、例えばリング7f′の一部を爪状に切り起こすことでリング7f′の周方向に複数形成される。
第6図は、リング7g′をモータ7の後端の軸受ボス77の外周に装着し、このリング7g′に弾性片7g(或いは弾性突起)を設けている。このリング7g′の作用、効果も他の実施例同様である。本実施例は、弾性片7gの接触点Pは、ボス77の内周いずれかにあり、既述した寸法関係L1≧L2は、本例においても適用される。本実施例も既述の実施例同様の作用、効果を期待できる。
第7図、第8図は、その他の実施例である。第7図では、ヨーク7の一端に円周溝79を設けてOリング(弾性部材)15aを介在させている。このOリングが既述した弾性片同様の効果をなす。既述した寸法関係L1≧L2は、本例においても適用される。
第8図は、ヨーク7の後端軸受ボス78に、円周溝79′を設け、Oリング15bを介在させている。本実施例は、Oリング15bの接触点Pは、ボス78の内周いずれかにあり、既述した寸法関係L1≧L2は、本例においても適用される。本実施例も既述の実施例同様の作用、効果を期待できる。なお、弾性片、リングなどは金属製のほかに合成樹脂であってもよい。また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、弾性片、弾性突起などは種々の態様が考えられる。
本発明によれば、簡単な構成でモータの耐振性および組立て精度(モータの位置精度)を向上させることのできるスロットル装置およびそのモータを提供することができる。

Claims (14)

  1. 吸気通路を形成するスロットルボディと、前記吸気通路の開度を制御するスロットルバルブと、前記スロットルバルブを駆動するモータとを備えたスロットル装置において、
    前記モータは、前記スロットルボディに設けたモータケーシングに挿入され、その出力軸側は、前記モータケーシングのモータ挿入口近辺で径方向に支持され、反出力軸側は、モータと一体に形成或いはモータに装着した突起をモータ径方向の内向きに変形させて、この突起をモータケーシング内面に圧接させることにより、モータケーシングの内周により径方向に支持されているスロットル装置。
  2. 吸気通路を形成するスロットルボディと、前記吸気通路の開度を制御するスロットルバルブと、前記スロットルバルブを駆動するモータとを備えたスロットル装置において、
    前記モータは、前記スロットルボディに設けたモータケーシングに挿入され、その出力軸側は、前記モータケーシングのモータ挿入口近辺で径方向に支持され、反出力軸側は、モータ側の周方向に複数配設した折り曲げ片或いは切り起こし片が、モータケーシング内の奥まった位置でモータケーシング内周によりモータ径方向の内向きに押圧されることにより、径方向に支持されているスロットル装置。
  3. 請求項1において、前記突起は、弾性を有する突起であるスロットル装置。
  4. 請求項1において、前記突起は、モータの周方向に複数配設されているスロットル装置。
  5. 請求項2において、前記折り曲げ片或いは切り起こし片は、前記モータの構成要素と一体に或いは前記モータに装着可能に形成され、かつモータの周方向に複数配設されているスロットル装置。
  6. 請求項1又は2において、前記モータケーシングのモータ挿入口近辺に、モータ支持部が形成され、このモータ支持部の内周に、前記モータの出力軸側の端部外周が、前記モータの完全挿入に先立って適合することにより、前記モータの出力軸側が径方向に支持されるスロットル装置。
  7. 請求項1又は2において、前記モータケーシングのモータ挿入口近辺に、モータ支持部が形成され、このモータ支持部の内周に、前記モータの出力軸側のモータ取付け用フランジの外周が適合することにより、前記モータの出力軸側が径方向に支持されるスロットル装置。
  8. 請求項2において、前記モータケーシングの内周は、少なくとも一部にモータの挿入側から反挿入側に向けてケーシング内径が小さくなるテーパを有し、前記折り曲げ片或いは切り起こし片は、曲面を有し、この曲面が前記モータケーシングの内周面に接触して押圧されるスロットル装置。
  9. スロットルバルブを駆動するモータにおいて、その出力軸と反対側の端部に、収納先のモータケーシングの内面に変形を伴って圧接可能な突起が、モータの構成要素と一体に形成され或いはモータに装着されているスロットル用モータ。
  10. 請求項9において、前記突起は、弾性変形可能な突起であり、前記モータの反出力軸側の軸受ブラケット或いは前記モータのヨークと一体に形成されているスロットル用モータ。
  11. 請求項9において、前記突起は、前記モータの反出力軸側の軸受ブラケットを板金加工して該ブラケットの周縁に形成された折り曲げ片よりなり、周方向に複数配設され、前記ヨークには、前記折り曲げ片が弾性変形したときに該折り曲げ片を受け入れる切り欠きが設けられているスロットル用モータ。
  12. 請求項9において、前記突起は、前記モータのヨークを切り起こすことにより形成された複数の切り起こし片であり、周方向に配設されているスロットル用モータ。
  13. 請求項9において、前記突起は、前記ヨークの外周に装着したリングに複数形成されているスロットル用モータ。
  14. 請求項9において、前記突起は、モータの軸受ボスの外周に装着したリングに複数形成されているスロットル用モータ。
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