(57)【要約】【課題】  吸気通路内の圧力でシール材４０が環材３０から外れないようにする。【解決手段】  本発明に係るスロットル制御装置は、内輪２４と外輪２２とを備え、その外輪２２が軸受支持部１２の軸受収納空間１４に嵌合状態で収納され、内輪２４がスロットルバルブのシャフト１１の外周面に固定される構成の軸受２０と、軸受支持部１２の軸受収納空間１４の内周面に固定されており、軸受２０の外輪２２の端面を押えて、軸受２０の軸方向の位置決めを行う環材３０と、その環材３０の内側に軸方向から圧入され、前記シャフト１１の外周面を面接触状態で覆って、そのシャフト１１とスロットルボデー間をシールするシール部材４０とを備えるスロットル制御装置であって、環材３０の軸方向端部には、シール部材４０がその環材３０から外れる方向に移動するのを規制する掛り部３２が形成されている。【選択図】      図３
2005337058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルボデーに形成された吸気通路内で開方向あるいは閉方向に回転することにより、その吸気通路内を流れる吸入空気の流量を調節するスロットルバルブと、前記吸気通路を径方向から挟んだ状態で前記スロットルボデーに形成されており、互いの軸線が一致するように形成された略円柱形の軸受収納空間を備える一対の軸受支持部と、相対回転可能に構成された内輪と外輪とを備え、その外輪が前記軸受支持部の軸受収納空間に嵌合状態で収納され、前記内輪が前記スロットルバルブのシャフトの外周面に固定される構成の軸受と、前記軸受支持部の軸受収納空間の内周面に固定されており、前記軸受の外輪の端面を押えて、前記軸受の軸方向の位置決めを行う環材と、その環材の内側に軸方向から圧入される構成のリング状弾性体であり、前記スロットルバルブのシャフトの外周面を面接触状態で覆って、そのシャフトと前記スロットルボデー間をシールするシール部材とを備えるスロットル制御装置であって、
前記環材の軸方向端部には、前記シール部材がその環材から外れる方向に移動するのを規制する掛り部が形成されていることを特徴とするスロットル制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたスロットル制御装置であって、
環材の掛り部は、その環材の半径方向内側に突出する内フランジ状に形成されていることを特徴とするスロットル制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載されたスロットル制御装置であって、
スロットルバルブを回転させるトルクモータの回転軸が、そのスロットルバルブのシャフトとして使用される構成であることを特徴とするスロットル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸入空気量の調節に使用されるスロットル制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
これに関連する従来のスロットル制御装置が特許文献１に記載されている。
このスロットル制御装置９０は、図５（Ａ）に示すように、スロットルボデー９１に形成された吸気通路９１ａ内で開方向あるいは閉方向に回転することにより、その吸気通路９１ａ内を流れる吸入空気の流量を調節するスロットルバルブ９３を備えている。また、スロットルボデー９１には、略円柱形の軸受収納空間９４ｓ,９５ｓを備える軸受支持部９４,９５が吸気通路９１ａを径方向から挟んだ状態で形成されている。
【０００３】
一方の軸受支持部９４の軸受収納空間９４ｓには、図５（Ｂ）に示すように、軸受９６の外輪９６ｒが嵌合状態で収納されており、その軸受９６の内輪９６ｅがスロットルバルブ９３のシャフト９２に固定されている。また、その軸受支持部９４の軸受収納空間９４ｓには、軸受９６の外輪９６ｒを軸方向外側（吸気通路９１ａの反対側）から押えて、軸受９６を位置決めする環材９８が軸方向から圧入されている。さらに、環材９８の内側には、スロットルボデー９１とスロットルバルブ９３のシャフト９２間をシールするシール部材９９が圧入されている。また、他方の軸受支持部９５の軸受収納空間９５ｓには、別構成の軸受９７が収納されており、その軸受支持部９５の開口部分がプラグ９２ｐによって塞がれている。
上記構成により、シャフト９２がスロットルバルブ９３の両側で軸受９６,９７によって支持されるとともに、そのスロットルバルブ９３のシャフト９２とスロットルボデー９１間がシール部材９９及びプラグ９２ｐによってシールされる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３２４９５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したスロットル制御装置９０では、図５（Ｂ）に示すように、シール部材９９が環材９８の内側に圧入により保持されている。しかし、シール部材９９は弾性体であるため、環材９８に圧入された状態でも、その環材９８に対して軸方向に変位可能である。このため、例えば、吸気通路内の圧力が上昇し、その圧力によってシール部材９９が軸方向外側（図５（Ｂ）において右側）に押圧されると、環材９８からシール部材９９が外れることがある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明の技術的課題は、吸気通路内の圧力によりシール部材が環材から外れる方向に押圧された場合でも、環材からのシール材の外れを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、スロットルボデーに形成された吸気通路内で開方向あるいは閉方向に回転することにより、その吸気通路内を流れる吸入空気の流量を調節するスロットルバルブと、前記吸気通路を径方向から挟んだ状態で前記スロットルボデーに形成されており、互いの軸線が一致するように形成された略円柱形の軸受収納空間を備える一対の軸受支持部と、相対回転可能に構成された内輪と外輪とを備え、その外輪が前記軸受支持部の軸受収納空間に嵌合状態で収納され、前記内輪が前記スロットルバルブのシャフトの外周面に固定される構成の軸受と、前記軸受支持部の軸受収納空間の内周面に固定されており、前記軸受の外輪の端面を押えて、前記軸受の軸方向の位置決めを行う環材と、その環材の内側に軸方向から圧入される構成のリング状弾性体であり、前記スロットルバルブのシャフトの外周面を面接触状態で覆って、そのシャフトと前記スロットルボデー間をシールするシール部材とを備えるスロットル制御装置であって、前記環材の軸方向端部には、前記シール部材がその環材から外れる方向に移動するのを規制する掛り部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によると、環材の軸方向端部には掛り部が形成されているため、例えば、吸気通路内の圧力上昇等により、シール部材が環材から外れる方向に押圧されても、掛り部によってシール部材の移動が規制される。このため、吸気通路内の圧力が上昇しても、シール部材が環材から外れることがなく、スロットルバルブのシャフトとスロットルボデー間のシールが確保される。
【０００９】
請求項２の発明によると、環材の掛り部は、その環材の半径方向内側に突出する内フランジ状に形成されているため、シール部材の周縁を円周方向から均等に押えることが可能になる。このため、シール部材の部分的な傷つきを防止できる。
請求項３の発明によると、スロットルバルブを回転させるトルクモータの回転軸が、そのスロットルバルブのシャフトとして使用される構成である。
このように、トルクモータで直接的にスロットルバルブを回転させる構成のため、歯車等の回転伝達機構が不要になり、スロットル制御装置をコンパクトに製作できるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、吸気通路内の圧力が上昇しても、シール部材が環材から外れることがなく、スロットルバルブのシャフトとスロットルボデー間のシールを確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施形態１）
以下、図１から図４に基づいて本発明の実施形態１に係るスロットル制御装置の説明を行う。ここで、図１は本実施形態に係るスロットル制御装置の全体平断面図、図２はトルクモータの模式図（図１のII-II矢視縦断面図）、図３はスロットル制御装置の軸受部分の拡大平断面図（図１のIII矢視拡大図）、図４は図３のIV矢視拡大図である。
【００１２】
図１に示すように、スロットル制御装置１は、アルミ合金製のスロットルボデー２を備えている。スロットルボデー２は、図１において紙面垂直方向に貫通するボア３を形成する中空円筒状のボア壁部４を有している。
ボア壁部４の一端（図１において手前側）にはエアクリーナ接続部（図示省略）が形成されており、そのエアクリーナ接続部にエアクリーナ（図示省略）が接続されるようになっている。また、ボア壁部４の他端部（図１において奥側）には、インテークマニホールドのフランジ部（図示省略）が接続される締結用フランジ部６が連設されている。したがって、スロットルボデー２にエアクリーナ及びインテークマニホールドが接続されることにより、エアクリーナからスロットルボデー２へ流れてくる吸入空気は、ボア３を通じてインテークマニホールドへ流れようになる。
即ち、前記ボア３が本発明の吸気通路に相当する。
【００１３】
図１に示すように、スロットルボデー２のボア壁部４には、ボア３を径方向（図１において左右方向）に横切る金属製のシャフト１１が配置されている。シャフト１１には、半径方向に貫通するスリット孔１１ｓが形成されており、そのスリット孔１１ｓ内に円板状のスロットルバルブ１０がその中心線をシャフト１１の軸心に一致させた状態で挿入されている。スロットルバルブ１０は、ボア３内で開方向あるいは閉方向に回転することにより、そのボア３内を流れる吸入空気の流量を調節するバルブであり、シャフト１１に対してスクリュ１０ｎによって固定されている。
【００１４】
スロットルボデー２には、ボア壁部４を径方向から挟む位置に一対の軸受支持部１２が一体に形成されている。軸受支持部１２には、図１、図３に示すように、軸受２０と、その軸受２０を押える環材３０とを収納する軸受収納空間１４が形成されている。
軸受収納空間１４は、図３に示すように、ボア３側に底部１４ｂを備える略円柱形の開放空間であり、互いの軸受収納空間１４の軸線が一致するように形成されている。軸受収納空間１４は、ボア３側（内側）が軸受２０を収納するための軸受用空間１４ｊとなっており、その軸受用空間１４ｊの内径寸法が軸受２０の外輪２２の外径寸法にほぼ等しく設定されている。また、軸受用空間１４ｊの外側には、リング状の段差１４ｄを介して環材３０を収納するための環材用空間１４ｋが形成されている。さらに、軸受収納空間１４の底部１４ｂの中央には、軸受用空間１４ｊに収納された軸受２０の内輪２４がその底部１４ｂに接触しないように、円板状の窪み１４ｍが形成されている。そして、軸受収納空間１４の窪み１４ｍの中心にスロットルバルブ１０のシャフト１１が通される貫通孔１３が軸受用空間１４ｊ及び環材用空間１４ｋと同軸に形成されている。
【００１５】
軸受２０は、外輪２２と、内輪２４と、両者２２，２４間に挟まれた複数の球体２６とから構成されており、その内輪２４にスロットルバルブ１０のシャフト１１が圧入により固定されている。さらに、軸受２０の外輪２２は、軸受支持部１２の軸受用空間１４ｊに隙間嵌めにより収納されている。これによって、シャフト１１が径方向に熱膨張しても、球体２６が外輪２２と内輪２４とによって締付けられることによるカジリが発生しない。
軸受支持部１２の環材用空間１４ｋには、軸受２０の外輪２２を軸方向外側から押える環材３０が圧入される。環材３０は、短管状に形成されたリング状部材であり、軸受２０の内輪２４に接触しないように、その内径寸法が前記内輪２４の外径寸法よりも大きく設定されている。また、環材３０の軸方向外側端には、半径方向内側に突出する内フランジ部３２が形成されている。
【００１６】
環材３０の内側には、内フランジ部３２と反対側からリング状のシール部材４０が圧入される。シール部材４０は、スロットルボデー２とスロットルバルブ１０のシャフト１１との間をシールして、ボア３内の空気がそのシャフト１１を伝って外部に漏れないようにする部材である。シール部材４０はゴム製で、その内部に鉄製のフレーム４４が埋め込まれている（図４参照）。シール部材４０は、環材３０とシャフト１１との間で弾性変形することにより、その環材３０の内周面３４とシャフト１１の外周面とに密着状態で面接触し、スロットルボデー２とシャフト１１との間をシールする。
【００１７】
軸受支持部１２の環材用空間１４ｋには、環材３０が圧入される前にリング状の板バネであるウエーブワッシャ２９がセットされる。即ち、ウエーブワッシャ２９がセットされた状態で、環材３０が軸受支持部１２の環材用空間１４ｋに圧入されることにより、軸受２０の外輪２２はウエーブワッシャ２９のバネ力を軸方向外側から受けた状態で環材３０に押えられるようになる。これによって、軸受２０の外輪２２は、軸受収納空間１４の底部１４ｂと環材３０とによって軸方向の動きを規制され、軸受支持部１２の環材用空間１４ｋ内に位置決めされる。また、ウエーブワッシャ２９のバネ力によって、軸受支持部１２内での軸受２０の外輪２２のガタツキを防止できる。
即ち、スロットルバルブ１０のシャフト１１は、ボア壁部４の幅方向両側に設けられた左右一対の軸受２０によって回転可能に支持されており、さらにスロットルボデー２とシャフト１１との間は軸受２０の外側でシール部材４０によってシールされている。
【００１８】
図１に示すように、右側の軸受２０及びシール部材４０を貫通したシャフト１１の端部には、トルクモータ５０の回転子５２が固定されている。回転子５２は、複数の鉄板が積層されることで円柱形に成形されており、図２に示すように、その回転子５２の外周部に永久磁石からなる表皮層５２ｐが設けられている。表皮層５２ｐは、軸心を通る仮想平面で二分割された場合の一方の分割片（一方の半円筒形部位）がＮ極に着磁されており、他方の分割片（他方の半円筒形部位）がＳ極に着磁されている。トルクモータ５０の固定子５４は、図２に示すように、固定子本体部５４ｍと、一対のコイル支持部５４ｓとから構成されており、固定子本体部５４ｍに回転子５２が通される貫通孔５４ｈが形成されている。一対のコイル支持部５４ｓの間には、固定子５４に磁界を発生させるためのコイル５８の鉄心５８ｒが軸方向両側から挟まれている。固定子５４は、樹脂製のケース５６と一体化されており、スロットルボデー２の右端にボルト５７によって固定されている。
【００１９】
図１に示すように、左側の軸受２０及びシール部材４０を貫通したシャフト１１の端部には、スロットルポジションセンサ６０の可動部６２が連結されている。スロットルポジションセンサ６０は、可動部６２と固定部６４とから構成されており、固定部６４に対する可動部６２の回転角度からスロットルバルブ１０の開度を検出する。スロットルバルブ１０の開度信号は自動車のエンジンコントロールユニットいわゆるＥＣＵに出力される。スロットルポジションセンサ６０の固定部６４はケース６６の内側に取付けられており、そのケース６６がネジ６７によってスロットルボデー２の左端に固定されている。
【００２０】
次に、上記したスロットル制御装置１の動作説明を行う。
自動車のエンジンが始動された状態で運転者がアクセルベタルを操作すると、前記ＥＣＵがスロットル制御装置１のトルクモータ５０に対して電流を出力する。トルクモータ５０のコイル５８に電流が流れると固定子５４に磁束が発生し、この磁束による固定子５４の磁極と回転子５２の磁極との吸引力あるいは反発力によって、回転子５２及びシャフト１１が正転方向あるいは逆転方向に回転する。これによって、スロットルバルブ１０がスロットルボデー２のボア３内で開方向あるいは閉方向に回転し、エンジンに吸入される空気流量が調節される。
【００２１】
例えば、ターボ式エンジン等の場合には、ボア３内が高圧になってその圧力が連続してシール部材４０に加わるようになる。シール部材４０は弾性体であるため、環材３０に圧入された状態でも、その環材３０に対して軸方向に変位可能である。このため、ボア３内の圧力がシール部材４０に加わると、その圧力によってシール部材４０が軸方向外側（図３において右側）に押圧され、右方向に変位する。しかし、環材３０の軸方向外側端には、半径方向内側に突出する内フランジ部３２が形成されている。このため、環材３０の内フランジ部３２がシール部材４０の端縁を押え、シール部材４０がそれ以上右側に移動するのを規制する。このため、ボア３内の圧力が高い場合であっても、シール部材４０が環材３０から外れることがなく、スロットルバルブ１０のシャフト１１とスロットルボデー２間のシールが確保される。
即ち、環材３０の内フランジ部３２が本発明の掛り部に相当する。
【００２２】
また、環材３０の内フランジ部３２は、シール部材４０の周縁を円周方向から均等に押えることが可能であるため、そのシール部材４０の傷つきを防止できる。
また、スロットルバルブ１０を回転させるトルクモータ５０の回転軸が、そのスロットルバルブ２０のシャフト１１として使用される構成である。即ち、トルクモータ５０で直接的にスロットルバルブ１０を回転させる構成のため、歯車等の回転伝達機構が不要になり、スロットル制御装置１をコンパクトに製作できるようになる。
【００２３】
ここで、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、環材３０の内フランジ部３２によってシール部材４０の周縁を円周方向から均等に押える例を示したが、内フランジ部３２の代わりに鉤状の掛り部を設けることも可能である。
また、環材３０と内フランジ部３２とを一体に形成する例を示したが、環材３０と内フランジ部３２とを個別に製作して、接着することも可能である。なお、環材３０と内フランジ部３２とを個別に製作する場合には、材質を変えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態１に係るスロットル制御装置の全体平断面図である。
【図２】トルクモータの模式図（図１のII-II矢視縦断面図）である。
【図３】スロットル制御装置の軸受部分の拡大平断面図（図１のIII矢視拡大図）である。
【図４】図３のIV矢視拡大図である。
【図５】従来のスロットル制御装置の全体平断面図（Ａ図）、及び軸受部分の拡大平断面図（Ｂ図）である。
【符号の説明】
【００２５】
２      スロットルボデー
３      ボア（吸気通路）
１０    スロットルバルブ
１１    シャフト
１２    軸受支持部
１４    軸受収納空間
２０    軸受
２２    外輪
２４    内輪
３０    環材
３２    内フランジ部（掛り部）
４０    シール部材
５０    トルクモータ
【図１】
2005337058.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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