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

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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