(57)【要約】【課題】吸気マニホールドの種類の違いにかかわらず少ない設備で吸気マニホールドと一体に電子スロットル装置を製造すること。【解決手段】電子スロットル装置２は、ボア３を含む樹脂製のスロットルボディ４と、ボア３を開閉するためのスロットルバルブ５と、スロットルバルブ５を駆動するためのモータ１４及びギア機構１５とを備える。スロットルボディ４は、樹脂製の吸気マニホールドと一体に成形される。スロットルボディ４は、吸気マニホールドと一体に成形されてスロットルバルブ５を収容する計量部２１と、モータ１４及びギア機構１５を収容するケース部２２と、ケース部２２の開口２２ａを覆うカバー部２３との３体に分割可能に構成される。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボアを含む樹脂製のスロットルボディと、前記ボアを開閉するためのスロットルバルブと、前記スロットルバルブを駆動するためのモータ及びギア機構とを備えた電子スロットル装置において、
前記スロットルボディは、樹脂製の吸気マニホールドと一体に成形されることを特徴とする電子スロットル装置。
【請求項２】
前記スロットルボディは、前記吸気マニホールドと一体に成形されて前記スロットルバルブを収容する計量部と、前記モータ及び前記ギア機構を収容するケース部と、前記ケース部の開口を覆うカバー部との３体に分割可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の電子スロットル装置。
【請求項３】
前記モータは、その一部が前記ケース部から突出し、その突出部を覆うモータカバー部が前記計量部と一体に成形されることを特徴とする請求項２に記載の電子スロットル装置。
【請求項４】
前記計量部と前記ケース部は、互いに溶着により結合したことを特徴とする請求項２又は３に記載の電子スロットル装置。
【請求項５】
前記スロットルバルブは、前記計量部に対してインサート成形されることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の電子スロットル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの吸気量を調整するために使用され、スロットルバルブをモータにより開閉駆動するように構成した電子スロットル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電子スロットル装置として、ボアを含むスロットルボディと、ボアを開閉するためのスロットルバルブと、スロットルバルブを駆動するためにスロットルボディに設けられたモータ及びギア機構とを備えたものがある。近年、エンジンの軽量化を図るために、スロットルボディなどの部品の樹脂製品化が進められている。合成樹脂製のスロットルボディを使用した電子スロットル装置は、例えば、特願２００２−２９８８３７号の明細書及び図面や下記の特許文献１に記載されている。
【０００３】
一方、エンジンの軽量化を図るために、スロットルボディと接続される吸気マニホールドについても樹脂製品化が進められている。従って、合成樹脂製の吸気マニホールドに合成樹脂製のスロットルボディを接続することもあり、その接続に係る種々の技術的課題が存在する。
【０００４】
下記の特許文献２乃至４には、電子スロットル装置とは異なるモータを持たないスロットル装置に係り、合成樹脂製の吸気マニホールドと合成樹脂製のスロットルボディとの接続について記載されている。
【０００５】
特許文献２に記載のスロットル装置は、スロットルボディ及び吸気マニホールドの少なくとも一方の接続箇所が変形していても、それらの接続時にスロットルボディのボア内壁面が変形することを防止するために、スロットルボディにおいて、ボアを含む筒部とボルトが当接する締付部との間に低剛性部を介在させている。
【０００６】
特許文献３に記載のスロットルボディは、スロットルボディと吸気マニホールドとを容易に接続するために、スロットルボディのフランジ部には、吸気通路を挟んで径方向反対側の対角線上に、溝とテーパ面とが形成される。吸気マニホールドの接続部材には、上記した溝及びテーパ面と対応するように接続部材の対角線上に一対の腕が設けられる。一方の腕には上記した溝に係合可能な突起が形成され、他方の腕には上記したテーパ面に係合可能な爪が形成される。そして、スロットルボディのフランジ部を、吸気マニホールドの接続部材に接続する際、フランジ部を二つの腕に嵌め合わせて溝及びテーパ面を突起及び爪に係合させるようになっている。
【０００７】
特許文献４に記載のスロットルボディと吸気マニホールドとの連結構造は、吸気マニホールドの連結フランジとスロットルボディの連結フランジとを、それら連結フランジの根元を特別肉厚化することなく補強して応力集中に耐え得るように、吸気マニホールドの連結フランジの背面に、吸気マニホールドの外周面に延びる複数の補強リブを突設している。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２６５８６１号公報（第７頁、図２,１３）
【特許文献２】特開平１０−２８０９８１号公報（第２−３頁、図１−３）
【特許文献３】特開平１１−１３４９９号公報（第２−３頁、図１,２）
【特許文献４】特開２００２−２４２７７３号公報（第２，４頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上記した特許文献２乃至４の技術は、そもそもスロットルボディと吸気マニホールドとを互いに接続、連結することを前提としていることから、それらを組み付けるための設備が必要となった。しかも、吸気マニホールドは、エンジンの気筒数、排気量及び吸気系レイアウトの違いに応じて多種あることから、吸気マニホールドの種類に合わせた組付設備を複数準備する必要があった。このことは、モータを有する電子スロットル装置を吸気マニホールドに接続、連結する場合にも当てはまることである。
【００１０】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸気マニホールドの種類の違いにかかわらず少ない設備で吸気マニホールドと一体に製造することを可能とした電子スロットル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ボアを含む樹脂製のスロットルボディと、ボアを開閉するためのスロットルバルブと、スロットルバルブを駆動するためのモータ及びギア機構とを備えた電子スロットル装置において、スロットルボディは、樹脂製の吸気マニホールドと一体に成形されることを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、スロットルボディが吸気マニホールドと一体に樹脂成形されるので、スロットルボディを吸気マニホールドに接続、連結する必要がない。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、スロットルボディは、吸気マニホールドと一体に成形されてスロットルバルブを収容する計量部と、モータ及びギア機構を収容するケース部と、ケース部の開口を覆うカバー部との３体に分割可能に構成されることを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、モータ及びギア機構を収容したケース部と、ケース部の開口を覆うカバー部とを駆動部としてユニット化することにより、その駆動部を各種吸気マニホールドに汎用される。また、ケース部とカバー部が計量部と別に成形されることから、計量部を含む吸気マニホールドの成形時には、金型割りの自由度が増す。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、モータは、その一部がケース部から突出し、その突出部を覆うモータカバー部が計量部と一体に成形されることを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、モータの突出部が計量部側に位置することから、計量部側のデッドスペースがモータの突出部のために有効利用される。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、計量部とケース部は、互いに溶着により結合したことを趣旨とする。
【００１８】
上記発明の構成によれば、請求項２又は３に記載の発明の作用に加え、計量部とケース部とが溶着により容易に結合され、両部の間で密閉性が得られる。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項２乃至４の何れかに記載の発明において、スロットルバルブは、計量部に対してインサート成形されることを趣旨とする。
【００２０】
上記発明の構成によれば、請求項２乃至４の何れかに記載の発明において、スロットルバルブの外周形状が計量部のボアに転写される。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、吸気マニホールドの種類の違いにかかわらず、少ない設備で吸気マニホールドと一体をなす電子スロットル装置を製造することができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、駆動部の製造設備を一つにすることができ、電子スロットル装置の製造コストを低減することができる。
また、吸気マニホールドと一体をなす計量部に対し、ケース部とカバー部を後付けすればよいので、電子スロットル装置の製造を容易にすることができる。さらに、計量部が個別に成形されるので、計量部の成形時に金型割りの自由度が増し、計量部の成形肉厚を均一にすることができ、その変形を低減することができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、モータの突出部が計量部側に位置するので、計量部側のデッドスペースがモータの突出部のために有効利用され、電子スロットル装置の全体を小型化することができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３に記載の発明の効果に加え、計量部とケース部とが溶着で結合されるので、計量部とケース部が容易に結合され、両者間で密閉性が得られる。このため、シール材の使用を省略することができ、電子スロットル装置の製造を簡略化することができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、スロットルバルブが計量部にインサート成形されるので、スロットルバルブの外周形状がボアに転写される。このため、スロットルバルブの全閉時における同バルブとボアとの密閉度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明における電子スロットル装置を具体化した一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１に吸気マニホールドアッセンブリ１を一部破断して斜視図により示す。図２に吸気マニホールドアッセンブリ１を一部破断して側面図により示す。吸気マニホールドアッセンブリ１は、吸気マニホールド一体型の電子スロットル装置２と、その他の附属部品とから構成される。電子スロットル装置２は、ボア３を含む合成樹脂製のスロットルボディ４と、ボア３を開閉するための金属製又は樹脂製のスロットルバルブ５と、スロットルバルブ５を駆動するための駆動部６とを備える。
【００２８】
スロットルボディ４は、合成樹脂製の吸気マニホールド７と一体に成形される。この実施形態で、吸気マニホールド７は４気筒用に構成され、サージタンク８と、同タンク８に連通する４本の分岐パイプ９とを含む。各分岐パイプ９の途中には、吸気通路を切り替えるための切替バルブ１０が組み付けられる。図２において、スロットルボディ４においてスロットルバルブ５が開いたとき、ボア３に流れ込む空気は、切替バルブ１０が開いているときは、図２に破線矢印で示すように、分岐パイプ９の中間口１１から入り、同パイプ９を通って出口部１２から流れ出る。一方、切替バルブ１０が閉じているときは、図２に実線矢印で示すように、分岐パイプ９の入口部１３から入り、同パイプ９を通って出口部１２から流れ出る。
【００２９】
図３にスロットルボディ４の部分を平面図により示す。図４にスロットルボディ４の部分を正面図により示す。図５にスロットルボディ４の部分を縦断面図により示す。図６に図５の一部を分解して示す。スロットルボディ４は、吸気マニホールド７と一体に成形され、スロットルバルブ５を収容する計量部２１と、モータ１４及びギア機構１５を収容するケース部２２と、ケース部２２の開口２２ａを覆うカバー部２３との３体に分割可能に構成される。上記した駆動部６は、ケース部２２とカバー部２３とから構成される。
【００３０】
図５，６に示すように、この実施形態では、扁平型のモータ１４が使用され、そのモータ１４の一部がケース部２２から外へ突出している。このモータ１４の突出部１４ａを覆うモータカバー部２４が、計量部２１と一体に成形される。また、この実施形態で、計量部２１とケース部２２は、互いに溶着により結合される。図７にケース部２２の内側開口面を示す。図８に計量部２１の開口面を示す。図７に示すように、ケース部２２の内側開口面には、スロットルバルブ５の後述する支軸１６Ｂと整合させる軸孔１７が設けられ、モータ１４の突出部１４ａが露出する。図８に示すように、計量部２１の開口面側には、フランジ部２１ａが設けられ、このフランジ部２１ａの中に、スロットルバルブ５の支軸１６Ｂを配置した軸孔１８が設けられる。この軸孔１８が、上記したケース部２２の軸孔１７に整合する。また、フランジ部２１ａには、モータ１４の突出部１４ａを覆うモータカバー部２４が一体に形成される。
【００３１】
図５，６に示すように、計量部２１のボア３には、スロットルバルブ５がその両端の支軸１６Ａ，１６Ｂによりベアリング１９を介して回動可能に設けられる。この実施形態で、スロットルバルブ５と支軸１６Ａ，１６Ｂは一体的に設けられる。スロットルバルブ５と支軸１６Ａ，１６Ｂは、計量部２１を樹脂成形するときにインサート成形される。一方の支軸１６Ｂの端部には、後述する駆動軸３１と結合する凹部１６ａが形成される。この支軸１６Ａの側に、前述したフランジ部２１ａが形成され、そのフランジ部２１ａにて前述したモータケース部２４が一体に形成される。
【００３２】
ケース部２２の一端部には、モータ１４がその突出部１４ａを突き出した状態で固定される。モータ１４の出力軸１４ｂには駆動ギア３２が固定される。また、ケース部２２には、ギア軸３３が固定される。ギア軸３３上には、中間ギア３４が回転可能に支持される。中間ギア３４は、カバー部２３がケース部２２に組み付けられることにより、カバー部２３に覆われることで抜け止めされる。ケース部２２には、駆動軸３１がベアリング３５を介して回転可能に支持される。駆動軸３１上には、スロットルギア３６が固定される。駆動軸３１の一端部には、上記した支軸１６Ｂの凹部１６ａに結合される凸部３１ａが形成される。駆動軸３１の他端部近傍には、磁石３７が設けられる。スロットルギア３６には、戻しばね３８の一端が接続される。戻しばね３８の他端は、ケース部２２に接続される。この接続により、スロットルバルブ５を全閉にする方向へ、スロットルギア３６が回動付勢される。これら駆動ギア３２、中間ギア３４及びスロットルギア３６が互いに噛み合い、出力軸１４ｂの回転が減速されてスロットルギア３６に伝達される。そして、スロットルギア３６の回転が、駆動軸３１及び支軸１６Ｂを介してスロットルバルブ５に伝達され、スロットルバルブ５が開閉駆動される。これら駆動軸３１、駆動ギア３２、ギア軸３３、中間ギア３４、ベアリング３５、スロットルギア３６及び戻しばね３８などにより、本発明のギア機構１５が構成される。
【００３３】
カバー部２３には、ケース部２２に設けられた磁石３７に対応してスロットルセンサ４１が固定される。スロットルセンサ４１から出力される信号は、エンジンを制御するための電子制御装置に送られる。カバー部２３には、ギア軸３３の先端に整合するボス部４２が形成される。カバー部２３は、ケース部２２に対し、気密性を保持した状態でネジなどにより固定される。
【００３４】
図９にモータ１４を一部破断して側面図により示す。モータ１４は、ケーシング２５と、ケーシング２５に収容されるマグネット２６、アーマチャ２７及び出力軸１４ａとを備える。出力軸１４ａは、その両端部が焼結ベアリング２８を介してケーシング２５に回転可能に支持される。この実施形態では、マグネット２６に、従来よりも磁気効率の高い材料が使用される。このマグネット２６の使用により、モータ１４を扁平化して小型化することができた。
【００３５】
以上説明したこの実施形態の吸気マニホールド一体型の電子スロットル装置２によれば、スロットルボディ４が吸気マニホールド７と一体に樹脂成形されるので、スロットルボディ４と吸気マニホールド７をそれぞれ個別に成形して接続、連結する必要がない。このため、従来例とは異なり、スロットルボディ４と吸気マニホールド７を組み付けるための設備が必要なくなる。また、エンジンの気筒数、排気量及び吸気系レイアウトなどの違いに応じた吸気マニホールドを多種類製造する場合でも、その吸気マニホールドの違いに合わせた組付設備を複数準備する必要がない。この結果、吸気マニホールド７の種類の違いにかかわらず少ない設備で吸気マニホールド７と一体をなす電子スロットル装置２を製造することができる。
【００３６】
この実施形態では、モータ１４及びギア機構１５を収容したケース部２２と、ケース部２２の開口２２ａを覆うカバー部２３とを駆動部６としてユニット化することができ、これにより、その駆動部６を各種異なるタイプの吸気マニホールドに汎用される。このため、駆動部６の製造設備を一つにすることができ、電子スロットル装置２の製造コストを低減することができる。また、この実施形態では、吸気マニホールド７と一体をなす計量部２１に対し、別途製造した駆動部６を後付けすればよいので、電子スロットル装置２の製造を容易にすることができる。つまり、吸気マニホールドを有する計量部とケース部が区別なく一体に成形されたとすると、その成形後にモータやギア機構構成部品を吸気マニホールドと一体の成形品に組み付ける必要があり、組み付けが困難となる。この実施形態では、駆動部６を吸気マニホールド７と一体の計量部２１に後付けするので、そのような部品組み付け上の困難がない。また、ケース部２２及びカバー部２３が、計量部２１とは別に成形されるので、計量部２１を含む吸気マニホールド７の成形時には、金型割りの自由度が増す。このため、計量部２１の成形肉厚を均一にすることができ、その変形を低減することができる。
【００３７】
この実施形態では、モータ１４の突出部１４ａが計量部２１の側に位置することから、計量部２１の側のデッドスペースがモータ１４の突出部１４ａのために有効利用される。このため、電子スロットル装置２の全体を小型化することができる。特に、この実施形態では、扁平型のモータ１４を使用しているので、その意味でも電子スロットル装置２の全体をより小型化することができる。
【００３８】
この実施形態では、計量部２１とケース部２２とが溶着により結合されるので、両部２１，２２が容易に結合され、両部２１，２２の間で密閉性が得られる。このため、シール材の使用を省略することができ、製造を簡略化することができる。
【００３９】
この実施形態では、スロットルバルブ５が、計量部２１に対してインサート成形されるので、スロットルバルブ５の外周形状が計量部２１のボア３に転写される。このため、スロットルバルブ５の全閉時における同バルブ５とボア３との密閉度を向上させることができる。
【００４０】
尚、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で、構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【００４１】
例えば、吸気マニホールド一体型の電子スロットル装置２は、図１，２に示す形状や構造に特定されるものではなく、吸気マニホールドの形状やスロットルボディの取り付け位置などを適宜に変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】吸気マニホールドアッセンブリを一部破断して示す斜視図。
【図２】吸気マニホールドアッセンブリを一部破断して示す側面図。
【図３】スロットルボディの部分を示す平面図。
【図４】スロットルボディの部分を示す正面図。
【図５】スロットルボディの部分を示す縦断面図。
【図６】図５の一部を分解して示す縦断面図。
【図７】ケース部の内側開口面を示す図
【図８】計量部の開口面を示す図。
【図９】モータを一部破断して側面図。
【符号の説明】
【００４３】
２  電子スロットル装置
３  ボア
４  スロットルボディ
５  スロットルバルブ
７  吸気マニホールド
１４  モータ
１４ａ  突出部
１５  ギア機構
２１  計量部
２２  ケース部
２２ａ  開口
２３  カバー部
２４  モータカバー部
【図１】
2005233146.tif 000003
【図２】
2005233146.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005233146.tif 000008
【図７】
2005233146.tif 000009
【図８】
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【図９】
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