(57)【要約】【課題】潤滑油が整流子に付着したり、ブラシ摩耗粉が軸受に付着したりするのを防止することでＤＣモータの耐久性を向上させ、延いては過酷な使用条件下での電子スロットル装置の耐久性を確保すること。【解決手段】電子スロットル装置に使用されるＤＣモータ１０は、出力軸１０ａ上に隣接して設けられた整流子２６及びメタル軸受２９と、整流子２６とメタル軸受２９との間に介在されたワッシャ４０とを含む。ワッシャ４０は、短円筒状をなし、その両端にある一対のフランジの間に周溝４０ａを含む。二つのフランジのうち、整流子２６の側にあるフランジは、メタル軸受２９の側にあるフランジよりも外径が大きく、かつ、整流子２６よりも外径が大きい。【選択図】        図４
2005146992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボアを含むスロットルボディと、前記ボアを開閉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ＤＣモータとを備えた電子スロットル装置において、
前記ＤＣモータは、出力軸と、その出力軸上に互いに隣接して設けられた整流子及び軸受と、前記整流子と前記軸受との間に介在されたワッシャとを含み、前記ワッシャは、その外周に凹み又は溝を含むことを特徴とする電子スロットル装置。
【請求項２】
前記ワッシャは、短円筒状をなし、その両端にある一対のフランジと、前記一対のフランジの間にある周溝とを含む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】
前記ワッシャにおける二つのフランジのうち、前記整流子側にあるフランジは、前記軸受側にあるフランジよりも外径が大きく、かつ、前記整流子よりも外径が大きい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】
電子スロットル装置に設けられてスロットルバルブを開閉駆動するＤＣモータであって、
前記ＤＣモータは、出力軸と、その出力軸上に互いに隣接して設けられた整流子及び軸受と、前記整流子と前記軸受との間に介在されたワッシャとを含み、前記ワッシャは、その外周に凹み又は溝を含むことを特徴とする電子スロットル装置のＤＣモータ。
【請求項５】
前記ワッシャは、短円筒状をなし、その両端にあるフランジと、両フランジの間にある周溝とを含むことを特徴とする請求項４に記載の電子スロットル装置のＤＣモータ。
【請求項６】
前記ワッシャにおける二つのフランジのうち、前記整流子側にあるフランジは、前記軸受側にあるフランジよりも外径が大きく、かつ、前記整流子よりも外径が大きいことを特徴とする請求項５に記載の電子スロットル装置のＤＣモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの吸気通路に設けられ、スロットルバルブをＤＣモータにより開閉駆動する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は、ボアを含むスロットルボディと、ボアを開閉するスロットルバルブと、スロットルボディに設けられてスロットルバルブを駆動するＤＣモータとを備える。この種の装置として、例えば、下記の特許文献１及び２に記載された技術が挙げられる。この種の装置は、エンジンの運転時に頻繁に使用されることから、ＤＣモータには、過酷な使用条件下における耐久性が要求される。
【０００３】
一方、下記の特許文献３には、電子スロットル装置に採用可能な小型のＤＣモータが記載されている。図１０に示すように、このＤＣモータは、モータ軸（出力軸）６０の一端部上に軸受６１とロータ・ブッシュ６２とが隣接して設けられ、それら軸受６１とロータ・ブッシュ６２との間に複数枚のワッシャ６３を介在させている。これらワッシャ６３により、出力軸６０のスラスト方向のガタを規制するようにしている。この出力軸６０の他端部上には、ブラシに摺接する整流子と軸受とが隣接して設けられる。
【０００４】
【特許文献１】特願２００２−２９８８３７号（第６頁、図１，２）
【特許文献２】特開２０００−２６５８６１号公報（第７頁、図２,１３）
【特許文献３】実開平２−３０２５９号公報（第１−２頁，図１，図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献３に記載したＤＣモータでは、複数枚のワッシャ６３が、スラスト方向のガタを規制する機能を有するだけであった。この種のＤＣモータは、軸受に潤滑油が使われ、整流子にブラシが摺接する。また、整流子と軸受との間にもワッシャを介在させるのが一般的である。このため、軸受の潤滑油が整流子に付着すると接点障害を起こすおそれがあり、ブラシの摩耗粉が軸受に付着すると出力軸との摺動性が悪化するおそれがあり、これによりＤＣモータが作動不良を起こすおそれがあった。しかし、上記したワッシャには、潤滑油が整流子に付着するのを防止する機能や、摩耗粉が軸受に付着するのを防止する機能は特になかった。このため、過酷な条件下で使用される電子スロットル装置につき、十分な耐久性を確保するために、ＤＣモータにおいて、潤滑油が整流子に付着したり、摩耗粉が軸受に付着したりするのを、簡単な構成で有効に防止することが望まれる。
【０００６】
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、潤滑油が整流子に付着したり、ブラシ摩耗粉が軸受に付着したりするのを防止することでＤＣモータの耐久性を向上させ、延いては過酷な使用条件下での耐久性を確保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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ボアを含むスロットルボディと、ボアを開閉するスロットルバルブと、スロットルバルブを駆動するＤＣモータとを備えた電子スロットル装置において、ＤＣモータは、出力軸と、その出力軸上に互いに隣接して設けられた整流子及び軸受と、整流子と軸受との間に介在されたワッシャとを含み、ワッシャは、その外周に凹み又は溝を含むことを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、軸受から漏れ出る潤滑油は、ワッシャの外周の凹み又は溝に捕集され、整流子への付着が止められる。整流子に摺接するブラシから出る摩耗粉は、ワッシャの外周の凹み又は溝に捕集され、軸受への付着が止められる。
【０００９】
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に記載の発明の電子スロットル装置において、ワッシャは、短円筒状をなし、その両端にある一対のフランジと、一対のフランジの間にある周溝とを含むことを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、軸受から漏れ出る潤滑油は、ワッシャの周溝に捕集され、整流子への付着が止められる。整流子に摺接するブラシから出る摩耗粉は、ワッシャの周溝に捕集され、軸受への付着が止められる。
【００１１】
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に記載の発明の電子スロットル装置において、ワッシャにおける二つのフランジのうち、整流子側にあるフランジは、軸受側にあるフランジよりも外径が大きく、かつ、整流子よりも外径が大きいことを趣旨とする。
【００１２】
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、整流子側にあるフランジが、軸受側にあるフランジよりも外径が大きく、かつ、整流子よりも外径が大きいので、軸受から漏れ出る潤滑油は、整流子側のフランジに阻まれて周溝に捕集され、整流子への付着が止められる。整流子に摺接するブラシから出る摩耗粉は、整流子側のフランジに案内されてワッシャの周溝に捕集され、軸受への付着が止められる。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、電子スロットル装置に設けられてスロットルバルブを開閉駆動するＤＣモータであって、ＤＣモータは、出力軸と、その出力軸上に隣接して設けられた整流子及び軸受と、整流子と軸受との間に介在されたワッシャとを含み、ワッシャは、その外周に凹み又は溝を含むことを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、軸受から漏れ出る潤滑油は、ワッシャの外周の凹み又は溝に捕集され、整流子への付着が止められる。整流子に摺接するブラシから出る摩耗粉は、ワッシャの外周の凹み又は溝に捕集され、軸受への付着が止められる。
【００１５】
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４に記載の発明のＤＣモータにおいて、ワッシャは、短円筒状をなし、その両端にあるフランジと、両フランジの間にある周溝とを含むことを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、軸受から漏れ出る潤滑油は、ワッシャの周溝に捕集され、整流子への付着が止められる。整流子に摺接するブラシから出る摩耗粉は、ワッシャの周溝に捕集され、軸受への付着が止められる。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明のＤＣモータにおいて、ワッシャにおける二つのフランジのうち、整流子側にあるフランジは、軸受側にあるフランジよりも外径が大きく、かつ、整流子よりも外径が大きいことを趣旨とする。
【００１８】
上記発明の構成によれば、請求項５に記載の発明の作用に加え、整流子側にあるフランジが、軸受側にあるフランジよりも外径が大きく、かつ、整流子よりも外径が大きいので、軸受から漏れ出る潤滑油は、整流子側のフランジに阻まれて周溝に捕集され、整流子への付着が止められる。整流子に摺接するブラシから出る摩耗粉は、整流子側のフランジに案内されてワッシャの周溝に捕集され、軸受への付着が止められる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１乃至３に記載の発明によれば、潤滑油が整流子に付着したり、ブラシ摩耗粉が軸受に付着したりするのを防止することができ、これによりＤＣモータの耐久性を向上させることができ、延いては過酷な条件下で使用される電子スロットル装置の耐久性を確保することができる。
【００２０】
請求項４乃至６に記載の発明によれば、電子スロットル装置に設けられるＤＣモータにつき、潤滑油が整流子に付着したり、ブラシ摩耗粉が軸受に付着したりするのを防止することができ、これによりＤＣモータの耐久性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】
【００２１】
以下、本発明の電子スロットル装置及びそれに使用されるＤＣモータ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。
【００２２】
図１に、電子スロットル装置１の正面図を示す。図２に、電子スロットル装置１の側面図を示す。電子スロットル装置１は、スロットルボディ２を備える。スロットルボディ２は、バルブハウジング３とギヤケースカバー４とを備える。バルブハウジング３は、エンジンの吸気通路（図示略）に連通するボア５及びモータハウジング６を含む。ギヤケースカバー４は、バルブハウジング３の開口端を閉鎖する。ギヤケースカバー４は、配線端子７ａを内包するソケット７を含む。
【００２３】
図３に、電子スロットル装置１の縦断面図を示す。電子スロットル装置１は、スロットルボディ２、スロットルシャフト８、スロットルバルブ９、ＤＣモータ１０、減速機構１１及びオープナ機構１２を主要構成要素として備える。
【００２４】
スロットルシャフト８は、ボア５を貫通して配置され、その両端がベアリング１３，１４を介してバルブハウジング３に回転可能に支持される。スロットルバルブ９は、スロットルシャフト８上に固定され、ボア５内に配置される。
【００２５】
スロットルシャフト８の一端には、スロットルギア１５が固定される。スロットルギア１５とバルブハウジング３との間には、リターンスプリング１６が設けられる。リターンスプリング１６は、スロットルバルブ９を閉方向へ付勢する。リターンスプリング１６は、オープナ機構１２を構成する一要素である。
【００２６】
ＤＣモータ１０は、その基端部がバルブハウジング３にネジ３０で固定される。ＤＣモータ１０は、スロットルバルブ９を開方向へ駆動するためにスロットルシャフト８を回動させる。ＤＣモータ１０は、減速機構１１を介してスロットルシャフト８に駆動連結される。すなわち、ＤＣモータ１０の出力軸１０ａ上には、モータギア１７が固定される。モータギア１７が、中間ギア１８を介してスロットルギア１５に連結される。中間ギア１８は、ピンシャフト１９を介してバルブハウジング３に回転可能に支持される。
【００２７】
従って、図３に示す全閉状態において、ＤＣモータ１０が通電により作動して出力軸１０ａが正方向へ回転し、モータギア１７が回転することにより、その回転が中間ギア１８により減速されてスロットルギア１５に伝達される。これにより、スロットルシャフト８及びスロットルバルブ９が、リターンスプリング１６の付勢力に抗して回動され、ボア５が開かれる。すなわち、スロットルバルブ９が開弁される。また、スロットルバルブ９をある開度に保持するために、ＤＣモータ１０に通電により回転力を発生させることにより、その回転力がモータギア１７、中間ギア１８及びスロットルギア１５を介し保持力としてスロットルシャフト８及びスロットルバルブ９に伝達される。この保持力がリターンスプリング１６の付勢力に均衡することにより、スロットルバルブ９がある開度に保持される。
【００２８】
オープナ機構１２は、ＤＣモータ１０に対する通電が停止されたときに、スロットルバルブ９を全閉状態から若干開いたオープナ開度に保持するためのものである。
【００２９】
図１〜３に示すように、バルブハウジング３に形成された略半円筒状のモータハウジング６は、その内部に、ＤＣモータ１０を収容するモータ収容空間２０を有する。ＤＣモータ１０は、その全体がモータ収容空間２０に収容されると共に、その軸方向両端部が弾性部材としてのゴム製のシール部材３１を介してモータハウジング６に支持される。すなわち、ＤＣモータ１０の先端部（図３に示す右側）の外周面と、モータハウジング６の内周面との間には、シール部材３１が介在される。ＤＣモータ１０の基端部（図３に示す左側）の外周面と、モータハウジング６の内周面との間には、同じくシール部材３１が介在される。また、モータハウジング６は、ＤＣモータ１０の中央部に対応して切り開かれた放熱窓３２を含む。
【００３０】
図４に、ＤＣモータ１０を一部破断して拡大図により示す。ＤＣモータ１０は、ステータ２１と、ステータ２１の中で回転するロータ２２とを備える。ステータ２１は、ヨークを兼ねた有底筒形のケーシング２３と、ケーシング２３の内側に配置された界磁石２４とを含む。ケーシング２３は、主として鉄より構成され、界磁石２４とともに磁気回路（磁界）を構成する。このほか、ケーシング２３には、端子（図示略）に接続されたブラシ２５が設けられる。ロータ２２は、出力軸１０ａと、整流子２６及び電機子２７とを含む。電機子２７には、巻線２８が設けられる。巻線２８は、電機子２７の複数の鉄心溝（スロット）に挿入されたコイルが結線されることにより構成される。整流子２６には、ブラシ２５が接触して巻線２８に電流を流す。巻線２８に電流が流れることにより、電機子２７に回転力が発生する。
【００３１】
図４に示すように、  ＤＣモータ１０の出力軸１０ａ上の先端部には、整流子２６とメタル軸受２９とが互いに隣接して設けられる。そして、整流子２５とメタル軸受２９との間には、ワッシャ４０が介在する。このワッシャ４０は、その外周に連続する周溝４０ａを含む。
【００３２】
図５，６に、ワッシャ４０の拡大断面図を示す。ワッシャ４０は、中心孔４０ｂを有する短円筒状をなし、その両端にある一対のフランジ４０ｃ，４０ｄと、一対のフランジ４０ｃ，４０ｄの間にある断面四角形状をなす周溝４０ｂとを含む。この実施形態で、ワッシャ４０の二つのフランジ４０ｃ，４０ｄのうち、整流子２６の側にある第１のフランジ４０ｃの外径Ｄ１は、メタル軸受２９の側にある第２のフランジ４０ｄの外径Ｄ２よりも大きく、かつ、整流子２６の外径Ｄ３よりも大きく設定される。また、第２のフランジ４０ｄの外径Ｄ２は、メタル軸受２９の外径Ｄ４よりも小さく設定される。この実施形態で、第１のフランジ４０ｃの外径Ｄ１は「９．０ｍｍ」に、第２のフランジ４０ｄの外径Ｄ２は「７．０ｍｍ」に、周溝４０ａの中の外径Ｄ５は「５．０ｍｍ」に、中心孔４０ｂの内径Ｄ６は「３．０ｍｍ」に、ワッシャ４０の幅Ｗ１は「２．０ｍｍ」にそれぞれ設定される。これらの各外径Ｄ１〜Ｄ５や幅Ｗ１等の寸法は、上記した設定値には限定されず、適用されるＤＣモータの大きさ等に応じて適宜変更されることになる。
【００３３】
以上説明したこの実施形態の電子スロットル装置１の構成によれば、ＤＣモータ１０に通電することにより、その出力軸１０ａに固定されたモータギア１７が回転し、各ギア１７，１８，１５を介してスロットルシャフト８が回転し、スロットルバルブ９が開閉駆動する。
【００３４】
ここで、電子スロットル装置１に使用されるＤＣモータ１０は、その出力軸１０ａ上に隣接して設けられた整流子２６とメタル軸受２９との間にワッシャ４０が介在され、そのワッシャ４０が外周に周溝４０ａを含む。従って、メタル軸受２９から漏れ出る潤滑油は、ワッシャ４０の周溝４０ａに捕集され、潤滑油の整流子２６への付着が止められる。また、整流子２６との摺接によりブラシ２５から出る摩耗粉は、ワッシャ４０の周溝４０ａに捕集され、メタル軸受２９への付着が止められる。このとき、整流子２６の側にある第１のフランジ４０ｃが、メタル軸受２９の側にある第２のフランジ４０ｄよりも外径Ｄ１が大きく、かつ、整流子２６よりも外径Ｄ１が大きいので、メタル軸受２９から漏れ出る潤滑油は、第１のフランジ４０ｃに阻まれて周溝４０ａに捕集され、整流子２６への付着が止められる。また、整流子から出る摩耗粉は、第１のフランジ４０ｃに案内されて周溝４０ａに捕集され、メタル軸受２９への付着が止められる。つまり、潤滑油が整流子２６に付着したり、ブラシ摩耗粉がメタル軸受２９に付着したりするのを防止することができる。このため、整流子２６において、潤滑油が付着することによる接点障害を抑えることができ、メタル軸受２９において、摩耗粉が付着することによる出力軸１０ａの摺動性悪化を抑えることができ、ＤＣモータ１０が作動不良を起こすのを有効に防止することができ、ＤＣモータ１０の耐久性を向上させることができる。しかも、ワッシャ４０に周溝４０ａを設けるだけの簡単な構成で、上記のようなＤＣモータ４０の耐久性向上を図ることができる。この結果、過酷な条件下で使用される電子スロットル装置１につき、十分な耐久性を確保することができる。
【００３５】
この実施形態では、ＤＣモータ１０に通電すると、ロータ２２の回転により、ＤＣモータ１０に振動が発生しようとする。しかし、この実施形態では、ＤＣモータ１０の軸方向両端部が、ゴム製のシール部材３１を介してモータハウジング６に支持されるので、同モータ１０の振動の増幅が抑えられる。さらに、ＤＣモータ１０の振動エネルギーがシール部材３１に吸収されて減衰される。このため、ＤＣモータ１０の振動発生を有効に抑えることができる。
【００３６】
また、この実施形態では、モータハウジング６に放熱窓３２が切り開かれているので、スロットルボディ２のバルブハウジング３が熱伝導率の低い樹脂成形品であっても、ＤＣモータ１０の発熱がその放熱窓３２を通じてモータハウジング６の外部へ放出される。このため、ＤＣモータ１０の発熱に対する放熱性を高めることができる。これにより、ＤＣモータ１０の加熱を防止することができる。特に、ＤＣモータ１０の発熱は、同モータ１０の中央部に位置する巻線２８の部分で発生するが、この巻線２８の部分が放熱窓３２に整合している。このため、ＤＣモータ１０の発熱を、直接的に放熱窓３２から外部へ逃がすことができ、同モータ１０を効率良く冷やすことができる。
【００３７】
さらに、この実施形態では、ＤＣモータ１０の軸方向両端部にて、ケーシング２３の外周とモータハウジング６の内周との間にゴム製のシール部材３１が介在している。従って、放熱窓３２からモータ収容空間２０に入り込もうとする塵埃がシール部材３１により遮断され、ＤＣモータ１０の両端部付近に塵埃が付着することがない。特に、この実施形態では、ＤＣモータ１０の先端凸部１０ｂに孔１０ｃが開いてるが、シール部材３１により塵埃が遮断されるので、この孔１０ｃから塵埃が侵入することがない。このため、塵埃によりＤＣモータ１０に動作不良が生じることを防止することができる。
【００３８】
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以下のように実施することもできる。
【００３９】
（１）前記実施形態では、ワッシャ４０につき、第１のフランジ４０ｃの外径Ｄ１を第２のフランジ４０ｄの外径Ｄ２より大きく設定したが、それら外径Ｄ１，Ｄ２を同じ大きさに設定してもよい。
【００４０】
（２）前記実施形態では、図５に示すように、大小一対のフランジ４０ｃ，４０ｄの間に断面四角形状をなす周溝４０ａを含むワッシャ４０を設けたが、図７に示すように、大小一対のフランジ５０ａ，５０ｂの間に断面三角形状をなす周溝５０ｃを含むワッシャ５０を設けたり、図８に示すように、大小一対のフランジ５１ａ，５１ｂの間に断面湾曲形状をなす周溝５１ｃを含むワッシャ５１を設けたりしてもよい。
【００４１】
（３）前記実施形態では、図５に示すように、大小一対のフランジ４０ｃ，４０ｄの間に一つの周溝４０ａを含むワッシャ４０を設けたが、図９に示すように、大小三つのフランジ５２ａ，５２ｂ，５２ｃの間に二つの周溝５２ｄ，５２ｅを含むワッシャ５２を設けてもよい。
【００４２】
（４）前記実施形態では、連続する周溝４０ａを外周に含むワッシャ４０を設けたが、連続する周溝に代えて、互いに連続しない複数の凹みを外周に含むワッシャを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一実施形態に係り、電子スロットル装置を示す正面図。
【図２】電子スロットル装置を示す側面図。
【図３】電子スロットル装置を示す縦断面図。
【図４】ＤＣモータを一部破断して示す側面図。
【図５】ワッシャを示す断面図。
【図６】ワッシャの寸法等を示す断面図。
【図７】別の実施形態に係り、ワッシャを示す断面図。
【図８】別の実施形態に係り、ワッシャを示す断面図。
【図９】別の実施形態に係り、ワッシャを示す断面図。
【図１０】従来例のＤＣモータの一部を示す断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１      電子スロットル装置
２      スロットルボディ
５      ボア
９      スロットルバルブ
１０    ＤＣモータ
２６    整流子
２９    メタル軸受
４０    ワッシャ
４０ａ  周溝
４０ｃ  第１のフランジ
４０ｄ  第２のフランジ
５０    ワッシャ
５０ａ  フランジ
５０ｂ  フランジ
５０ｃ  周溝
５１    ワッシャ
５１ａ  フランジ
５１ｂ  フランジ
５１ｃ  周溝
５２    ワッシャ
５２ａ  フランジ
５２ｂ  フランジ
５２ｃ  フランジ
５２ｄ  周溝
５２ｅ  周溝
【図１】
2005146992.tif 000003
【図２】
2005146992.tif 000004
【図３】
2005146992.tif 000005
【図４】
2005146992.tif 000006
【図５】
2005146992.tif 000007
【図６】
2005146992.tif 000008
【図７】
2005146992.tif 000009
【図８】
2005146992.tif 000010
【図９】
2005146992.tif 000011
【図１０】
2005146992.tif 000012