(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路を形成するスロットルチャンバを有し、外周側にモータ取付部が設けられたスロットルボディと、該スロットルボディのスロットルチャンバ内に弁軸を介して回動可能に設けられた弁体と、前記スロットルボディのモータ取付部に設けられ前記弁軸を介して該弁体を開，閉駆動する電動モータとからなる電動式スロットルバルブ装置において、
前記電動モータは、前記スロットルボディのモータ取付部に設けられ磁性体を含有した樹脂材料により形成された筒状ステータと、該筒状ステータの軸方向に回転可能に配設され前記弁軸と連結される出力軸と、前記筒状ステータ内に位置して該出力軸に設けられたロータとから構成し、
前記スロットルボディのモータ取付部は、前記出力軸の軸方向に離間した状態で対向する２個の支持枠体によって形成し、
前記筒状ステータは、該各支持枠体間に位置して射出成形手段により樹脂成形する構成としたことを特徴とする電動式スロットルバルブ装置。
【請求項２】
前記筒状ステータには、前記２個の支持枠体間の隙間から着磁する構成としてなる請求項１に記載の電動式スロットルバルブ装置。
【請求項３】
内燃機関の吸気通路を形成するスロットルチャンバを有し、外周側にモータ取付部が設けられたスロットルボディと、該スロットルボディのスロットルチャンバ内に弁軸を介して回動可能に設けられた弁体と、前記スロットルボディのモータ取付部に設けられ前記弁軸を介して該弁体を開，閉駆動する電動モータとからなる電動式スロットルバルブ装置において、
前記電動モータは、前記スロットルボディのモータ取付部に設けられ磁性体を含有した樹脂材料により形成された筒状ステータと、該筒状ステータの軸方向に回転可能に配設され前記弁軸と連結される出力軸と、前記筒状ステータ内に位置して該出力軸に設けられたロータとから構成し、
前記スロットルボディのモータ取付部は、前記出力軸の軸方向に離間した状態で対向する２個の支持枠体によって形成し、
前記筒状ステータはこの２個の支持枠体間に位置して有底筒状に形成し、前記筒状ステータには前記２個の支持枠体間の隙間から着磁する構成としたことを特徴とする電動式スロットルバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用エンジン等のスロットル開度をアクセルペダルの操作量に応じて調整するのに好適に用いられる電動式スロットルバルブ装置に関し、特に、スロットルチャンバ内の弁体を電動モータにより開，閉駆動する構成とした電動式スロットルバルブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジン等では、エンジンの吸入空気量を電動式スロットルバルブ装置により車両のアクセル操作量に応じて調整する構成としたものが知られている。この種の従来技術による電動式スロットルバルブ装置は、エンジンの吸気通路を形成するスロットルチャンバを有し、外周側にモータ取付部が設けられたスロットルボディと、該スロットルボディのスロットルチャンバ内に弁軸を介して回動可能に設けられた弁体と、スロットルボディのモータ取付部に設けられ、弁軸を介して弁体を開，閉駆動する電動モータとから構成されている。
【０００３】
また、電動モータは、スロットルボディのモータ取付部に固定された金属製のモータケースと、該モータケース内に固定されたマグネット等からなるステータと、モータケースの軸方向に回転可能に配設され、前記弁軸と連結されてなる出力軸と、モータケース内に位置して該出力軸に設けられたロータとからなり、スロットルボディのモータ取付部とモータケースとの間には、エンジンからの振動等が電動モータに伝わるのを防止するゴム等の防振部材が設けられている。
【０００４】
そして、車両の運転中には、運転者がアクセルペダルを操作すると、その操作量が車両に設けられたアクセル操作量検出装置とエンジン制御用のコントロールユニット等によって検出され、このときコントロールユニットは、電動モータを駆動することによりスロットルチャンバ内の弁体をアクセル操作量に応じて開，閉させる構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、電動モータをモータケース、ステータ、出力軸、ロータ等によって構成し、この電動モータをスロットルボディのモータ取付部に固定する構成としている。
【０００６】
このため、スロットルバルブ装置を製造するときには、まず電動モータのモータケース内にステータを固定した後に、出力軸およびロータをモータケース内に配設して電動モータを完成させ、この電動モータを防振部材と共にスロットルボディのモータ取付部に固定する作業が必要となり、電動モータの部品点数が増加してコストアップを招くばかりでなく、その組立作業に手間がかかるという問題がある。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、電動モータの構造を簡略化でき、その部品点数を確実に削減できると共に、電動モータの組立作業およびスロットルボディに対する組付け作業を効率よく行うことができるようにした電動式スロットルバルブ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明は、内燃機関の吸気通路を形成するスロットルチャンバを有し、外周側にモータ取付部が設けられたスロットルボディと、該スロットルボディのスロットルチャンバ内に弁軸を介して回動可能に設けられた弁体と、スロットルボディのモータ取付部に設けられ弁軸を介して弁体を開，閉駆動する電動モータとからなる電動式スロットルバルブ装置に適用される。
【０００９】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記電動モータは、前記スロットルボディのモータ取付部に設けられ磁性体を含有した樹脂材料により形成された筒状ステータと、該筒状ステータの軸方向に回転可能に配設され前記弁軸と連結される出力軸と、前記筒状ステータ内に位置して該出力軸に設けられたロータとから構成し、前記スロットルボディのモータ取付部は、前記出力軸の軸方向に離間した状態で対向する２個の支持枠体によって形成し、前記筒状ステータは、該各支持枠体間に位置して射出成形手段により樹脂成形する構成としたことにある。
【００１０】
このように構成することにより、磁性樹脂材料を用いて筒状ステータを形成でき、該筒状ステータを部分的に着磁して複数の磁極部を形成できると共に、従来技術のモータケースとステータとを単一の筒状ステータによって構成することができる。
【００１１】
また、前記スロットルボディのモータ取付部は、出力軸の軸方向に離間した状態で対向する２個の支持枠体によって形成し、前記筒状ステータは該各支持枠体間に位置して射出成形手段により樹脂成形しているため、電動モータを組立てるときには、例えば鋳型等を用いてモータ取付部の各支持枠体間を閉塞し、この状態で磁性樹脂材料を用いて筒状ステータをモータ取付部内に射出成形できる。そして、鋳型等をモータ取付部から取外した後には、各支持枠体間に露出した筒状ステータの部位を着磁でき、この部位に磁極部を形成することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明によると、前記筒状ステータには、前記２個の支持枠体間の隙間から着磁する構成としている。
【００１３】
これにより、磁性樹脂材料を用いて筒状ステータをモータ取付部の各支持枠体間に形成した後に、各支持枠体間の隙間から筒状ステータを容易に着磁でき、筒状ステータに磁極部を形成することができる。
【００１４】
また、請求項３の発明が採用する構成の特徴は、前記電動モータを、前記スロットルボディのモータ取付部に設けられ磁性体を含有した樹脂材料により形成された筒状ステータと、該筒状ステータの軸方向に回転可能に配設され前記弁軸と連結される出力軸と、前記筒状ステータ内に位置して該出力軸に設けられたロータとから構成し、前記スロットルボディのモータ取付部は、前記出力軸の軸方向に離間した状態で対向する２個の支持枠体によって形成し、前記筒状ステータはこの２個の支持枠体間に位置して有底筒状に形成し、前記筒状ステータには前記２個の支持枠体間の隙間から着磁する構成としたことにある。
【００１５】
これにより、請求項１の発明と同様に、磁性樹脂材料を用いて筒状ステータをモータ取付部の各支持枠体間に形成した後に、各支持枠体間の隙間から筒状ステータを容易に着磁することができ、筒状ステータに磁極部を形成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による電動式スロットルバルブ装置を、図１ないし図１２に従って詳細に説明する。
【００１７】
１は例えばアルミダイキャスト等の手段により成形されたスロットルボディで、該スロットルボディ１は、図１ないし図３に示す如く、エンジンの吸気通路（図示せず）に接続されるスロットルチャンバ２と、該スロットルチャンバ２の左，右両側に形成された軸受収容部３，４と、該軸受収容部３，４の左，右両側に形成された歯車ケース５、回動角センサ取付部６と、後述のモータ取付部７等とから構成されている。
【００１８】
７は後述の電動モータ１３が取付けられたモータ取付部で、該モータ取付部７は、図５および図６に示す如く、スロットルボディ１の外面側に突設され、後述する出力軸１６の軸方向に離間した状態で互いに対向する環状支持枠体８と有底支持枠体９とから構成されている。
【００１９】
そして、環状支持枠体８は、軸方向の一端側が歯車ケース５内に開口し、この一端側は歯車ケース５の一部を構成している。また、環状支持枠体８の内周側には、後述の筒状ステータ１４が嵌着されるケース嵌着穴８Ａ、ケース嵌合溝８Ｂと、段付き凹状のリテーナ嵌合部８Ｃとが全周に亘って設けられている。
【００２０】
さらに、有底支持枠体９は、軸方向の他端側が閉塞された有底の筒状体として形成され、その内部には段付き状のケース嵌着穴９Ａが設けられている。また、環状支持枠体８と有底支持枠体９との間は、後述の如く筒状ステータ１４に磁極部１４Ａ，１４Ｂを形成するための隙間１０となっている。
【００２１】
１１はスロットルチャンバ２内を径方向に延びた弁軸で、該弁軸１１は、図３に示す如く、軸受収容部３，４に収容された各軸受を用いてスロットルボディ１に回動可能に設けられ、一端側がスロットルボディ１の歯車ケース５内に突出すると共に、他端側が回動角センサ取付部６側に突出している。
【００２２】
１２は円形の金属板等により形成された弁体としての弁板で、該弁板１２は、スロットルチャンバ２内に位置して弁軸１１に固定され、該弁軸１１と共に回動されることによってエンジンの吸気通路を開，閉するものである。
【００２３】
１３はスロットルボディ１のモータ取付部７内に取付けられた電動モータで、該電動モータ１３は、図４に示す如く、後述の筒状ステータ１４、出力軸１６、ロータ１９等からなり、車両のアクセル操作量に応じて後述の減速歯車機構２０と共に弁軸１１を回動させるものである。
【００２４】
１４はスロットルボディ１のモータ取付部７内に固着された有底の筒状ステータ１４で、該筒状ステータ１４は、例えば金属粉等からなる磁性体を樹脂材料に混入して形成した磁性樹脂材料からなり、後述の筒状ステータ成形工程でモータ取付部７内に射出成形されることにより、軸方向の一端側が環状支持枠体８内に嵌着されると共に、他端側が有底支持枠体９内に嵌着されている。
【００２５】
また、筒状ステータ１４には、図２および図１０に示す如く、後述の着磁工程によりロータ１９を取囲んで例えば２個の磁極部１４Ａ，１４Ｂが設けられ、該磁極部１４Ａ，１４Ｂは、モータ取付部７の隙間１０に対応した位置で出力軸１６を中心として互いに径方向の反対側に配置されると共に、内周側がロータ１９と径方向の隙間をもって対向している。
【００２６】
さらに、磁極部１４Ａは、例えば外周側がＳ極、内周側がＮ極となるように径方向に着磁され、磁極部１４Ｂは外周側がＮ極、内周側がＳ極となるように、磁極部１４Ａと反対向きに着磁されている。これにより、筒状ステータ１４は、電動モータ１３のステータをなす磁極部１４Ａ，１４Ｂをモータケースに一体化した構造となっている。
【００２７】
また、筒状ステータ１４の開口側外周には、図４に示す如く、モータ取付部７のケース嵌合溝８Ｂ内に嵌着された環状の突起部１４Ｃが形成されている。さらに、筒状ステータ１４の開口側は、モータ取付部７のリテーナ嵌合部８Ｃ内に嵌合された段付き筒状のリテーナキャップ１５によって施蓋されている。また、筒状ステータ１４の底部側内周には軸受部１４Ｄが設けられ、該軸受部１４Ｄは、後述の軸受１８を介して出力軸１６を回動可能に支持している。
【００２８】
１６は筒状ステータ１４内を軸方向に延びた出力軸で、該出力軸１６は、軸方向の一側がリテーナキャップ１５により軸受１７を用いて回転可能に支持され、他端側が筒状ステータ１４の軸受部１４Ｄ内に嵌合された軸受１８によって回転可能に支持されている。また、出力軸１６は、一端側が筒状ステータ１４外に突出し、この突出端側は減速歯車機構２０を介して弁軸１１と連結されている。
【００２９】
１９は筒状ステータ１４内に位置して出力軸１６に設けられたロータで、該ロータ１９は、金属等の磁性材料によって形成され、出力軸１６の外周側に固定されたコア１９Ａと、該コア１９Ａに巻装された複数のコイル１９Ｂとから構成されている。そして、ロータ１９は、各コイル１９Ｂに給電することによって筒状ステータ１４の磁極部１４Ａ，１４Ｂとの間に磁気的な吸引力、反発力を発生し、これにより出力軸１６を回転させるものである。
【００３０】
２０はスロットルボディ１の歯車ケース５内に収容された減速歯車機構で、該減速歯車機構２０は、図３に示す如く、カバー２１によって覆われた歯車２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ等からなり、電動モータ１３の回転力を減速して弁軸１１に大きな回転トルクを伝達するものである。また、２２はスロットルボディ１と弁軸１１との間に設けられ、弁軸１１と弁板１２とを閉弁方向に向けて常時付勢する戻しばねである。
【００３１】
本実施の形態による電動式スロットルバルブ装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００３２】
まず、運転者がアクセルペダルを操作したときには、その操作量が車両に設けられたアクセル操作量検出装置とエンジン制御用のコントロールユニット（いずれも図示せず）等によって検出され、このときコントロールユニットは電動モータ１３を駆動する。そして、電動モータ１３の出力軸１６が回転すると、その回転力が減速歯車機構２０を介して弁軸１１に伝達され、弁軸１１が戻しばね２２に抗して回動すると共に、弁板１２はアクセル操作量に応じて開，閉される。
【００３３】
また、電動式スロットルバルブ装置を製造するときには、まずスロットルボディ１に電動モータ１３を取付けた後に、弁軸１１、弁板１２、減速歯車機構２０等をスロットルボディ１に組付けてスロットルバルブ装置を完成する。
【００３４】
そして、電動モータ１３を組立てるときには、まず図７および図８に示す筒状ステータ成形工程を行い、例えば鋳型２３等を用いてスロットルボディ１のモータ取付部７内に筒状ステータ１４を射出成形する。ここで、鋳型２３は、図９に示す如く、モータ取付部７の隙間１０に着脱可能に取付けられ、該隙間１０を径方向の外側から閉塞する外型２３Ａ，２３Ｂと、環状支持枠体８と有底支持枠体９の内部に挿通される段付き円柱状の中子２３Ｃとから構成されている。
【００３５】
そして、鋳型２３をモータ取付部７に取付けた状態では、モータ取付部７と鋳型２３の内部に筒状ステータ１４の形状に対応した筒状の空間２４が形成されるので、この空間２４内に磁性樹脂材料を溶融させた状態で注入し、筒状ステータ１４を形成した後に、鋳型２３をモータ取付部７から取外す。
【００３６】
次に、図１０に示す着磁工程では、例えば着磁装置２５等を用いてモータ取付部７の隙間１０に対応した位置で筒状ステータ１４に磁極部１４Ａ，１４Ｂを形成する。ここで、着磁装置２５は、例えば磁界発生部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ等を有し、磁界発生部２５Ａ，２５Ｂ間および磁界発生部２５Ｃ，２５Ｄ間に筒状ステータ１４を挟んで大きな磁界Ｍを発生させることにより、筒状ステータ１４を部分的に着磁するものである。
【００３７】
次に、図１１に示す出力軸取付工程では、筒状ステータ１４内に出力軸１６、軸受１７、ロータ１９等を挿入し、リテーナキャップ１５をモータ取付部７のリテーナ嵌合部８Ｃ内に嵌合させ、電動モータ１３を完成する。
【００３８】
かくして、本実施の形態では、磁性樹脂材料を用いて電動モータ１３の筒状ステータ１４をスロットルボディ１のモータ取付部７内に射出成形し、この筒状ステータ１４に磁極部１４Ａ，１４Ｂを形成する構成としたので、該磁極部１４Ａ，１４Ｂにより電動モータ１３のステータを構成でき、単一の筒状ステータ１４を用いて電動モータ１３のモータケースとステータとを一体化できると共に、マグネット等からなる従来技術のステータと、このステータをモータケース内に固定する作業等とを省略することができる。
【００３９】
また、樹脂製の筒状ステータ１４をモータ取付部７内に射出成形することにより、特別な固定部材等を用いることなく、電動モータ１３をスロットルボディ１に一体的に固定でき、筒状ステータ１４の取付状態を安定させることができると共に、そのがたつき等を防止する防振部材等も装着する必要がなくなり、電動モータ１３を含めたスロットルバルブ装置を軽量化することができる。
【００４０】
従って、本実施の形態によれば、電動モータ１３の構造を簡略化でき、電動モータ１３に関連した部品点数を確実に削減してコストダウンを図ることができると共に、その組立作業およびスロットルボディ１に対する組付け作業を効率よく行うことができる。
【００４１】
また、スロットルボディ１のモータ取付部７を環状支持枠体８と有底支持枠体９とから構成し、これらの間に隙間１０を設けたので、筒状ステータ１４をモータ取付部７内に射出成形した後でも、着磁工程により隙間１０の位置で筒状ステータ１４に磁極部１４Ａ，１４Ｂを容易に形成することができる。そして、スロットルボディ１の材料を隙間１０の分だけ節約でき、軽量化を促進することができる。
【００４２】
さらに、樹脂材料を用いて射出成形した筒状ステータ１４内に軸受部１４Ｄを設けることにより、軸受部１４Ｄを高精度に形成でき、該軸受部１４Ｄ内に嵌合した軸受１８を出力軸１６に対して正確に配置することができる。これにより、出力軸１６を軸受１７，１８により安定して支持でき、信頼性を向上させることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、電動モータを、磁性樹脂材料からなる筒状ステータと、出力軸およびロータとから構成し、スロットルボディのモータ取付部は、出力軸の軸方向に離間した状態で対向する２個の支持枠体によって形成し、前記筒状ステータは、該各支持枠体間に位置して射出成形手段により樹脂成形する構成としたので、単一の筒状ステータにより電動モータのモータケースとステータとを一体化でき、従来技術のステータと、このステータをモータケース内に固定する作業等とを省略できると共に、電動モータを含めたスロットルバルブ装置の軽量化を図ることができる。これにより、電動モータの構造を簡略化でき、電動モータに関連した部品点数を確実に削減してコストダウンを図ることができると共に、その組立作業等を効率よく行うことができる。
【００４６】
また、スロットルボディのモータ取付部は２個の支持枠体によって形成し、該各支持枠体間に筒状ステータを射出成形する構成としたので、特別な固定部材等を用いることなく、電動モータをスロットルボディに一体的に固定でき、筒状ステータの取付状態を安定させることができる。そして、筒状ステータのがたつき等を防止する防振部材等も省略でき、スロットルボディに対する電動モータの組付け作業を効率よく行うことができる。また、モータ取付部内に筒状ステータを射出成形した後でも、各支持枠体間に位置して筒状ステータに磁極部を容易に形成することができる。
【００４７】
また、請求項２の発明によれば、２個の支持枠体間の隙間から筒状ステータに着磁する構成としたので、モータ取付部内に筒状ステータを形成した後でも、各支持枠体間の隙間から筒状ステータに磁極部を容易に形成でき、筒状ステータを効率よく製造することができる。
【００４８】
また、請求項３の発明によれば、スロットルボディのモータ取付部を２個の支持枠体によって構成し、各支持枠体間の隙間から筒状ステータを着磁する構成としたので、請求項１の発明と同様にモータ取付部内に筒状ステータを形成した後でも、各支持枠体間の隙間から筒状ステータに磁極部を容易に形成でき、筒状ステータを効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態による電動式スロットルバルブ装置を示す正面図である。
【図２】  図１中の矢示II−II方向からみたスロットルバルブ装置の側面図である。
【図３】  図２中の矢示III − III方向からみたスロットルバルブ装置の断面図である。
【図４】  電動モータ等を示す図３中の要部拡大図である。
【図５】  スロットルボディの単体を示す図３と同様位置からみた断面図である。
【図６】  図５中の矢示VI−VI方向からみたスロットルボディの断面図である。
【図７】  筒状ステータ成形工程でスロットルボディのモータ取付部に鋳型を取付けた状態を示す断面図である。
【図８】  スロットルボディのモータ取付部内に筒状ステータを樹脂成形した状態を示す断面図である。
【図９】  樹脂成形用の鋳型を拡大して示す斜視図である。
【図１０】  着磁装置を用いて筒状ステータを着磁した着磁工程を示す断面図である。
【図１１】  筒状ステータ内に出力軸、ロータ等を取付ける出力軸取付工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１  スロットルボディ
２  スロットルチャンバ
７  モータ取付部
８  環状支持枠体（支持枠体）
９  有底支持枠体（支持枠体）
１０  隙間
１１  弁軸
１２  弁板（弁体）
１３  電動モータ
１４  筒状ステータ
１４Ａ，１４Ｂ  磁極部
１６  出力軸
１９  ロータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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