(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に対する吸気通路を形成するスロットルボディ内に、回転自在に支持されたスロットルシャフトと、前記スロットルシャフトに取り付けられたスロットルギヤと、前記スロットルギヤに噛み合うピニオンギアが設けられたモータシャフトを有し、前記ピニオンギア及び前記スロットルギヤを介して前記スロットルシャフトを任意の角度に回動させる駆動モータとを格納し、
かつ、前記駆動モータを前記スロットルボディに設けられた円筒状穴部に収容すると共に、前記駆動モータの端部に設けられたフランジ部を前記円筒状穴部に組み付けられるようにした内燃機関の吸気量制御装置において、
前記スロットルボディは、前記円筒状穴部の内壁のうち、前記スロットルシャフトと前記駆動モータとの間に位置する側の部分のみに形成された、少なくとも１つの位置決め用凸部(もしくは凹部)を有し、
前記駆動モータは、前記フランジ部の位置決め用凸部(もしくは凹部)に対応する位置のみに形成された少なくとも１つの位置決め用凹部(もしくは凸部)を有し、
かつ、前記位置決め用凸部(もしくは凹部)と前記位置決め用凹部(もしくは凸部)は、互いに当接した状態で、前記モータシャフトと前記スロットルシャフトとの軸間距離を所定の値に設定する関係にあることを特徴とする内燃機関の吸気量制御装置。
【請求項２】
前記フランジ部の位置決め用凹部(もしくは凸部)の幅は前記円筒状穴部の位置決め用凸部(もしくは凹部)の幅よりも広く、かつ前記フランジ部の位置決め用凹部(もしくは凸部)の両端、もしくは前記円筒状穴部の位置決め用凸部(もしくは凹部)の両端、またはその両方にテーパ部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気量制御装置。
【請求項３】
前記駆動モータの底部と前記円筒状穴部の底部の間に、前記駆動モータを前記位置決め用凹部(もしくは凸部)が前記位置決め用凸部(もしくは凹部)と当接する方向に押圧する板ばねが設けられると共に、前記駆動モータが３本以上のネジで前記スロットルボディに取り付けられていることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の吸気量制御装置。
【請求項４】
前記フランジ部の位置決め用凹部に対し前記円筒状穴部の位置決め用凸部をそれぞれ２ヶ所とし、前記２ヶ所の位置決め用凸部の端点間の幅は、組み付け治具によって前記駆動モータが押さえられる箇所の幅以上としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の内燃機関の吸気量制御装置。
【請求項５】
前記円筒状穴部の位置決め用凸部は、前記モータシャフトに対して対称に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の吸気量制御装置。
【請求項６】
前記円筒状穴部の位置決め用凹部に対し前記フランジ部の位置決め用凸部をそれぞれ２ヶ所とし、前記２ヶ所の位置決め用凸部の端点間の幅は、組み付け治具によって前記駆動モータが押さえられる箇所の幅以上としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の内燃機関の吸気量制御装置。
【請求項７】
前記フランジ部の位置決め用凸部は、前記モータシャフトに対して対称に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の吸気量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の吸気量制御装置に関し、特に、スロットルバルブの開度を制御する駆動モータを備えた吸気量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の吸気量制御装置として、吸気通路を形成するスロットルボディに駆動モータが組み付けられ、モータシャフトに結合されたギアを介してスロットルシャフトを任意の角度に回動させ、スロットルバルブの開度を制御する吸気量制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この吸気量制御装置では、スロットルボディに駆動モータ組み付け用の円筒状穴部と、これに対向した位置に円弧状突起が設けられると共に、駆動モータのフランジ外周はスロットルボディの円筒状穴部内壁及び円弧状突起に適合する形状を有しており、これらを位置決め用部位として両者を組み合わせることにより、駆動モータの径方向のがたつきを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０５６７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に示される吸気量制御装置は、スロットルボディの駆動モータ取り付け用の円筒状穴部内面と、これに対向した位置に円弧状突起により形成される駆動モータ取り付け部位と、モータフランジ外周の間には、駆動モータ組み付け時の作業性の観点から、ある程度のクリアランスを設ける必要がある為、歯車の軸間距離許容ばらつき範囲内で駆動モータの組み付け精度を確保することが非常に困難となる問題が生じると共に、スロットルボディ、駆動モータ共に位置決めに使用する為に高精度な寸法設定が必要な部位が広範囲であることから、各部品単体のコストが上がる問題がある。
また、このクリアランスを抑制し、軸間距離を高精度化する為に、駆動モータとスロットルボディ間の前記位置決め用部位を圧入とすることも考えられるが、圧入による構成とするには、前述のクリアランスにおける寸法設定よりも、各部品に対して更なる高精度化が必要となる問題が生じる。
さらに、圧入工程が必要となる為、組み付け作業性が悪いという問題もある。
【０００５】
また、特許文献１に示されるように、駆動モータとスロットルボディに位置決め機構を有していない従来品においては、モータシャフトとスロットルシャフトとの軸間距離を治具や設備等で調整しながら、駆動モータを組み付ける必要があり、組み付け作業性が悪いという問題があった。
【０００６】
この発明は、前記のような問題点を解決しょうとするもので、簡単な部品構成と手段によって、駆動モータの組み付け作業性を向上させると共に、駆動モータ組み付け精度の向上が図れ、かつ製品信頼性の向上が可能な吸気量制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る内燃機関の吸気量制御装置は、内燃機関に対する吸気通路を形成するスロットルボディ内に、回転自在に支持されたスロットルシャフトと、前記スロットルシャフトに取り付けられたスロットルギヤと、前記スロットルギヤに噛み合うピニオンギアが設けられたモータシャフトを有し、前記ピニオンギア及び前記スロットルギヤを介して前記スロットルシャフトを任意の角度に回動させる駆動モータとを格納し、かつ、前記駆動モータを前記スロットルボディに設けられた円筒状穴部に収容すると共に、前記駆動モータの端部に設けられたフランジ部を前記円筒状穴部に組み付けられるようにした内燃機関の吸気量制御装置において、前記スロットルボディは、前記円筒状穴部の内壁のうち、前記スロットルシャフトと前記駆動モータとの間に位置する側の部分のみに形成された、少なくとも１つの位置決め用凸部(もしくは凹部)を有し、前記駆動モータは、前記フランジ部の位置決め用凸部(もしくは凹部)に対応する位置のみに形成された少なくとも１つの位置決め用凹部(もしくは凸部)を有し、かつ、前記位置決め用凸部(もしくは凹部)と前記位置決め用凹部(もしくは凸部)は、互いに当接した状態で、前記モータシャフトと前記スロットルシャフトとの軸間距離を所定の値に設定する関係にある。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る内燃機関の吸気量制御装置によれば、駆動モータ、スロットルボディそれぞれの片側にのみ位置決め用の凹凸部を設け、組み付け治具によって駆動モータを横方向に押付け、位置決め用の凹凸部を当接させるだけで、モータシャフトとスロットルシャフト間の軸間距離を調整せずに容易に組み付けることが可能となる為、駆動モータの組み付け作業性を向上させることができる。
【０００９】
また、この発明に係る内燃機関の吸気量制御装置によれば、駆動モータ、スロットルボディそれぞれの位置決め用の凹凸部を押し当てて組み付ける為、駆動モータとスロットルボディ間にクリアランスを設ける必要が無く、モータシャフトとスロットルシャフト間の軸間距離を高精度に設定することが可能となる。
【００１０】
また、この発明に係る内燃機関の吸気量制御装置によれば、駆動モータ及びスロットルボディ片側の限定された部位のみを高精度で仕上げれば良い為、加工時間を大幅に短縮することが可能となり、かつ寸法管理も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる内燃機関の吸気量制御装置を示す正面図である。
【図２】図１の正面断面図である。
【図３】図１のカバーを外した状態の駆動部側側面図である。
【図４】実施の形態１におけるスロットルボディと駆動モータの位置決め用凹凸部を示した説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係わる内燃機関の吸気量制御装置のカバーを外した状態の駆動部側側面図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係わる内燃機関の吸気量制御装置のカバーを外した状態の駆動部側側面図である。
【図７】実施の形態３におけるスロットルボディと駆動モータの位置決め用凹凸部と、組み付け治具の状態を示した説明図である。
【図８】実施の形態３におけるスロットルボディの位置決め用凸部の加工代を示した説明図である。
【図９】この発明の実施の形態４に係わる内燃機関の吸気量制御装置のカバーを外した状態の駆動部側側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明する。なお、図中同一または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明による吸気制御装置の実施の形態１を示す正面図、図２は図１の吸気制御装置を示す正面断面図、図３は実施の形態１においてカバーを外した状態の駆動部側側面図、図４は実施の形態１におけるスロットルボディと駆動モータの位置決め用凹凸部を示した説明図である。
【００１３】
図１〜４において、内燃機関に対する吸気通路１を形成するスロットルボディ２は、例えばアルミニウムをダイカスト成形して製作される。
このスロットルボディ２は、スロットルバルブ３を開閉可能に支承するスロットルバルブ構成部４と、スロットルバルブ３を駆動する駆動モータ５や動力伝達機構を収める駆動室部６とを有し、その一部（図では右側端部）だけが開放して作られ、この開放部がカバー７で覆われる。
カバー７は例えば樹脂モールドにより作られ、スロットルバルブ３の回転角を検出する回転角検出装置８が内蔵される。
吸気通路１は、円形断面を有し、図１，２において、紙面と垂直に延びている。
【００１４】
スロットルバルブ構成部４は、スロットルシャフト９と、スロットルシャフト９の両端部を支承する第１，第２軸受１０，１１と、バタフライ形状を有しスロットルシャフト９の回転により吸気通路１の開閉を行うスロットルバルブ３と、スロットルギヤ１２とスロットルボディ２の間に設けられ、スロットルシャフト９の回転により蓄勢されてその回転力がなくなったときにスロットルシャフト９を元に戻すリターンコイルばね１３とを有する。
【００１５】
スロットルシャフト９は、その軸線が吸気通路１と直交するように配置される。このスロットルシャフト９は、第１，第２軸受１０，１１よって、その軸線の周りに回転可能に支持される。
第１軸受１０はスロットルシャフト９の一方の端部（図では右側端）に配置されたボール軸受で構成され、第２軸受１１はスロットルシャフト９の他方の端部(図では左側端)に配置されたメタル軸受で構成されている。
【００１６】
スロットルバルブ３は、吸気通路１とほぼ同じ大きさを有する円形板で構成され、吸気通路１を横切るように配置される。このスロットルバルブ３は、ねじ１４によりスロットルシャフト９に固着され、スロットルシャフト９と共に回転する。
スロットルバルブ３の回転位置に応じて、スロットルバルブ３のバルブ開度が変化して内燃機関への吸気量が制御される。
【００１７】
スロットルシャフト９の軸端部（図２では右端）に設けられたスロットルギヤ１２は、スロットルシャフト９に固定されたインサート体１５を嵌め込むように設けられたリング状の樹脂モールド体であり、インサート体１５を介してスロットルシャフト９と一体に回転するようにナット１６によって固定されている。
また、スロットルギヤ１２のギヤ歯面部１７は、駆動モータ５のモータシャフト１８に設けられたピニオンギア１９と噛み合わされ、駆動モータ５の駆動力が減速されて伝達されるようになっている。
【００１８】
更に、スロットルギヤ１２は、スロットルシャフト９にインサート体１５を嵌め込むリング状の支持部２０と、ギヤ歯面部１７を有する扇形部２１とから構成されており、インサート体１５によるスロットルシャフト９との支持部２０に対して、その扇形部２１はスロットルシャフト９の軸方向にオフセットされている(図２，３参照)。
【００１９】
駆動モータ５は、そのモータシャフト１８がスロットルシャフト９と平行となるように、スロットルボディ２の下部に固定され、それが外部からの指示により駆動されたときに、ピニオンギア１９、スロットルギヤ１２等からなる動力伝達機構を介してスロットルシャフト９を駆動し、リターンコイルばね１３に対抗して、スロットルバルブ３のバルブ開度を増大する。
駆動モータ５による駆動がなくなると、スロットルバルブ３はリターンコイルばね１３によって閉じる方向へリターンする。
【００２０】
スロットルボディ２の駆動室部６に設けられた円筒状穴部２４のスロットルシャフト９側片面には１つの位置決め用凹部２５が設けられており、駆動モータ５のフランジ部２２のスロットルシャフト９側片面には、位置決め用凹部２５に対応する位置に１つの位置決め用凸部２３が設けられると共に、駆動モータ５とスロットルボディ２はこれら位置決め用凹凸部が接触した状態で組み付けられている(図４参照)。
【００２１】
また、駆動モータ５の底部と、スロットルボディ２の円筒状穴部２４の底部との間には板ばね２６（例えば波ワッシャ等）が組み付けられており、駆動モータ５はスロットルボディ２に対して、板ばね２６を圧縮させた状態で３本の取り付けねじ２７によって取り付けられている。
【００２２】
回転角検出装置８はカバー７と一体に構成されており、カバー７に回転可能に支承されるロータ２８を有し、カバー７がスロットルボディ２に組み付いた際に、ロータ２８の軸芯とスロットルシャフト９の軸芯が一致するよう配置されている。
また、ロータ２８のスロットルシャフト９に対向する軸端部にはレバー２９が固定されており、このレバー２９はスロットルギヤ１２の扇形部２１の一部と嵌合しており、スロットルシャフト９に追従して回転する。
【００２３】
また、カバー７には駆動モータ５を電気的に接続するモータ端子部３０が突起状に設けられている。更に、カバー７には駆動モータ５と回転角検出装置８を電気的に外部と接続するためのコネクタ３１が設けられている。
【００２４】
以上説明したように、この実施の形態１による吸気量制御装置によれば、駆動モータ５のフランジ部２２片面には位置決め用凹部２５、スロットルボディ２の駆動室部６に設けられた円筒状穴部２４片面には位置決め用凸部２３を設け、これら位置決め用凹部２５及び凸部２３を取り付け治具３２によって駆動モータ５を横方向に押付け、当接させた状態で、モータ取り付けねじ２７によって駆動モータ５を取り付けることによって、駆動モータ５はモータシャフト１８とスロットルシャフト９との軸間距離３３が所定の値になるように円筒状穴部２４に組み付けられるので、軸間距離３３を調整せずに容易に組み付けることが可能となる為、駆動モータ５の組み付け作業性を向上させることができる。
【００２５】
また、駆動モータ５とスロットルボディ２それぞれの位置決め用凹部２５及び凸部２３を押し当てて組み付ける為、駆動モータ５とスロットルボディ２の間にクリアランスを設ける必要が無く、軸間距離３３の公差にクリアランスを考慮しなくて良い為、モータシャフト１８とスロットルシャフト９との軸間距離３３を高精度に組み付けることが可能となり、それぞれの軸上に取り付けられたスロットルギヤ１２とピニオンギア１９の噛み合い精度を良好に保つことが可能となる。
【００２６】
また、駆動モータ５とスロットルボディ２それぞれ片側に設けられた位置決め用凹部２５及び凸部２３の限定された部位のみを高精度で仕上げれば良い為、挿入、もしくは圧入はめ合いによって、駆動モータ５を組み付ける従来品のように、広範囲において高精度な寸法設定が不要となり、加工時間を大幅に短縮することが可能であり、寸法管理も容易となる。
【００２７】
また、駆動モータ５とスロットルシャフト９間の軸間方向に対して直角方向のモータシャフト１８のずれは、軸間距離３３のばらつきに対する影響が少ない為、位置決め用凹部２５及び凸部２３の嵌合は、ある程度のクリアランスを持たせることができることから、スロットルボディ２の位置決め用凸部２３の幅Ａ（例えば、１６ｍｍ）よりも、駆動モータ５の位置決め用凹部２５の幅Ｂを大きく設定（例えば、１８ｍｍ）し、かつ位置決め用凹部２５及び凸部２３の両端にテーパ部３４を設けることで、駆動モータ５を取り付け治具３２によって横から押付け、駆動モータ５とスロットルボディ２の位置決め用凹部２５及び凸部２３を当接させる際に、軸間方向に対して直角方向に駆動モータ５のずれが生じていても、テーパ部３４に沿って位置が修正される為、組み付けが容易である。
【００２８】
また、位置決め用凹部２５及び凸部２３をスロットルシャフト９側と駆動モータ５との間に位置する側へ設け、かつ各部品の寸法ばらつきが生じても歯車のトップクリアランスが０より大きくなるように各部品の寸法を設定することで、万一各部品の寸法が公差内で最大限に振れた物が生じたり、駆動モータ５の取り付けねじ２７に何らかの理由で弛みが生じ、駆動モータ５がずれた場合でも、歯車の噛み合い不良（トップクリアランスが０以下となることによる歯車の歯先、歯底干渉）で動作不能に至る懸念を排除することができる。
【００２９】
さらに、駆動モータ５の後端に板ばね２６（例えば波ワッシャ等）を設け、かつ取り付けねじ２７を３本以上とすることによって、３本以上の取り付けねじ２７の内、位置決め用凹部２５及び凸部２３に近い方の取り付けねじ２７を先に締め込むことによって、板ばね２６の反力が駆動モータ５を位置決め用凹部２５及び凸部２３がある側に寄せる方向に働き、駆動モータ５を横から押付ける取り付け治具３２を用いずとも、駆動モータ５とスロットルボディ２の位置決め用凹部２５及び凸部２３を当接させることができ、駆動モータ５の組み付け作業性を更に向上させることが可能となる。
【００３０】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係わる吸気制御装置のカバーを外した状態の駆動部側側面図である。
【００３１】
図５において、駆動モータ５とスロットルボディ２には実施の形態１と同じく位置決め用凹部２５及び凸部２３が設けられているが、駆動モータ５には位置決め用凸部２３が設けられ、スロットルボディ２には位置決め用凹部２５が設けられ、実施の形態１とは位置決め用凹部２５及び凸部２３のある位置が逆になっている。
このように、位置決め用凹部２５及び凸部２３を、駆動モータ５とスロットルボディ２のどちらに設定するかは自由であり、製品のレイアウトに応じて自在に位置決め用凹部２５及び凸部２３を配置することが可能である。
【００３２】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３に係わる吸気制御装置のカバー７を外した状態の駆動部側側面図、図７はスロットルボディ２と駆動モータ５の位置決め用凹凸部と取り付け治具の状態を示した説明図、図８は実施の形態３におけるスロットルボディ２の位置決め用凸部の加工代Ｆを示した説明図を示す。
【００３３】
この実施の形態３による吸気量制御装置によれば、スロットルボディ２に設けた位置決め用凸部２３（以下凹部でも良い）を２ヶ所とし、かつ２ヶ所の位置決め用凸部２３間の端点間の幅Ｄ（例えば、１６ｍｍ）は、駆動モータ５をスロットルボディ２に組み付ける際に取り付け治具３２によって駆動モータ５が押さえられる箇所の幅Ｃ（例えば、１３ｍｍ）以上とすることによって、取り付け治具３２で押付けた際に位置決め用凸部２３での駆動モータ５の傾きを抑制することができ、軸間距離３３を更に高精度に組み付けることが可能となる為、それぞれの軸上に取り付けられたスロットルギヤ１２とピニオンギア１９の噛み合い精度を良好に保つことが可能となる。
【００３４】
また、スロットルボディ２の各位置決め用凸部２３の幅Ｅは、軸間距離３３を精度良く出す為に、切削等による後加工が必要となるが、アルミダイカストに後加工を施す際の加工代Ｆを０.５ｍｍとして、位置決め用凸部２３にテーパ部３４を４５°設けた場合を想定した際に、位置決め用凸部２３の幅Ｅを、１ｍｍ以上とすることで、安定した加工代Ｆを確保しつつ、必要最小限の加工で構成することが可能となる（図８参照）。
【００３５】
また、前述の通り、２ヶ所の位置決め用凸部２３間の端点間の幅Ｄは、駆動モータ５をスロットルボディ２に組み付ける際に取り付け治具３２によって駆動モータ５が押さえられる箇所の幅Ｃ以上とする必要があるが、位置決め用凸部２３を１ヶ所で構成する場合に対して、位置決め用凸部２３の２ヶ所合計の幅を５０％以下とすることによって、加工時間の短縮、加工ツールの延命、寸法管理範囲の低減に関して、更に５０％以上改善することが可能となる。
【００３６】
さらに、スロットルボディ２の位置決め用凸部２３を２ヶ所、かつモータシャフト１８に対して対称に配置することによって、駆動モータ５を横方向から取り付け治具３２で押付けた際に、押付け荷重が２ヶ所の凸部２３に均一に分散される為、位置決め用凸部２３での駆動モータ５の傾きを抑制することができ、精度良く組み付けることが可能となる。
【００３７】
実施の形態４．
図９は、この発明の実施の形態４に係わる吸気制御装置のカバー７を外した状態の駆動部側側面図を示す。
前記実施の形態３では、スロットルボディ２の位置決め用凸部２３を２ヶ所とした場合について説明したが、これとは逆に図９に示されるように、フランジ部２２の位置決め用凹部２５を凸部に代え、フランジ部２２側に位置決め用凸部２３を２ヶ所設けた場合にも、同様の効果がある。
【００３８】
この発明は、吸気系制御装置だけでは無く、駆動モータを用いた各種アクチュエータにも適用可能である。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  吸気通路                      ２  スロットルボディ
３  スロットルバルブ              ４  スロットルバルブ構成部
５  駆動モータ                    ６  駆動室部
７  カバー                        ８  回転角検出装置
９  スロットルシャフト          １０  第１軸受
１１  第２軸受                    １２  スロットルギヤ
１３  リターンコイルばね          １４  ねじ
１５  インサート体                １６  ナット
１７  ギヤ歯面部                  １８  モータシャフト
１９  ピニオンギア                ２０  支持部
２１  扇形部                      ２２  フランジ部
２３  位置決め用凸部              ２４  円筒状穴部
２５  位置決め用凹部              ２６  板ばね
２７  取り付けねじ                ２８  ロータ
２９  レバー                      ３０  モータ端子部
３１  コネクタ                    ３２  取り付け治具
３３  軸間距離                    ３４  テーパ部
【要約】
【課題】駆動モータの組み付け作業性を向上させると共に、駆動モータ組み付け精度の向上が図れ、かつ製品信頼性の向上が可能な吸気量制御装置を得る。
【解決手段】駆動モータ５の端部に設けられたフランジ部２２を円筒状穴部２４に組み付けられるようにした内燃機関の吸気量制御装置において、スロットルボディ２は、円筒状穴部の内壁に形成された少なくとも１つの位置決め用凸部(もしくは凹部)２３を有し、駆動モータは、フランジ部の位置決め用凸部(もしくは凹部)に対応する位置に形成された少なくとも１つの位置決め用凹部(もしくは凸部)２５を有し、かつ、駆動モータは位置決め用凹部(もしくは凸部)２５が位置決め用凸部(もしくは凹部)２３と当接した状態で、モータシャフト１８とスロットルシャフト９との軸間距離３３が所定の値になるように円筒状穴部２４に組み付けられている。
【選択図】図３【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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