(57)【要約】【課題】  スロットルバルブの開度位置を保持するに際して、制御用モータでの電力消費を容易に削減する。【解決手段】  制御用モータ１１と、制御用モータ１１から出力される回転トルクにより開閉制御されるスロットルバルブ１２とを備え、入力側からの回転トルクを出力側に伝達し、かつ、出力側からの回転トルクを遮断する逆入力遮断クラッチ１３を、制御用モータ１１とスロットルバルブ１２との間に配置し、逆入力遮断クラッチ１３の入力側を制御用モータ１１に連結すると共に、逆入力遮断クラッチ１３の出力側をスロットルバルブ１２に連結する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御用モータと、前記制御用モータから出力される回転トルクにより開閉制御されるスロットルバルブとを備え、入力側からの回転トルクを出力側に伝達し、かつ、出力側からの回転トルクを遮断する逆入力遮断クラッチを、制御用モータと前記スロットルバルブとの間に配置し、前記逆入力遮断クラッチの入力側を制御用モータに連結すると共に、逆入力遮断クラッチの出力側をスロットルバルブに連結したことを特徴とするスロットル制御装置。
【請求項２】
前記逆入力遮断クラッチは、回転が拘束された静止部材と、回転トルクが入力される入力部材と、回転トルクが出力される出力部材と、前記静止部材と前記出力部材との間での係合および離脱により、出力部材から逆入力される回転トルクの遮断と前記入力部材から入力される回転トルクの伝達とを制御する複数の係合子とで構成されている請求項１に記載の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、自動車エンジンのスロットルバルブの開閉制御を制御用モータにより電気的に行うスロットル制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のエンジンのスロットルバルブを制御用モータにより電気的に開閉制御するスロットル制御装置が先に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１で開示されたスロットル制御装置は、吸気通路を開閉するスロットルバルブが取り付けられた回転可能なスロットルシャフトと、制御用モータと、スロットルシャフトと制御用モータとの間に設けられたギヤ機構とで主要部が構成されている。これらスロットルシャフト、制御用モータおよびギヤ機構はハウジングに収容されている。
【０００４】
前述の制御用モータの出力軸には駆動ギヤが同軸的に取り付けられている。また、スロットルシャフトの軸端部にはスロットルギヤが同軸的に取り付けられている。さらに、ギヤ機構は、制御用モータの駆動ギヤと噛合すると共に、スロットルシャフトのスロットルギヤと噛合するカウンタギヤを備えている。
【０００５】
以上の構成からなるスロットル制御装置では、制御用モータから出力される回転トルクを駆動ギヤ、カウンタギヤおよびスロットルギヤを介してスロットルシャフトに伝達し、その回転トルクでもってスロットルバルブを開度調整するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３０３９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１で開示された従来のスロットル制御装置では、制御用モータとスロットルシャフトとの間にギヤ機構を介在させた構造を具備し、制御用モータからの回転トルクをギヤ機構を介してスロットルシャフトに伝達することにより、スロットルバルブを開閉制御するようにしている。
【０００８】
このスロットル制御装置では、スロットルバルブを常に細かく開閉制御しているが、自動車が高速道路などを一定速度で走行する場合には、スロットルバルブを常に同じ開度位置に維持する必要がある。
【０００９】
その場合、従来のスロットル制御装置では、制御用モータに駆動電流を流し続けることにより、スロットルバルブの開度位置を保持しなければならないことになり、制御用モータでの電力消費が増大するという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、スロットルバルブの開度位置を保持するに際して、制御用モータでの電力消費を容易に削減し得るスロットル制御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】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、制御用モータと、制御用モータから出力される回転トルクにより開閉制御されるスロットルバルブとを備え、入力側からの回転トルクを出力側に伝達し、かつ、出力側からの回転トルクを遮断する逆入力遮断クラッチを、制御用モータとスロットルバルブとの間に配置し、逆入力遮断クラッチの入力側を制御用モータに連結すると共に、逆入力遮断クラッチの出力側をスロットルバルブに連結したことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、制御用モータとスロットルバルブとの間に逆入力遮断クラッチを配置し、その逆入力遮断クラッチの入力側を制御用モータに連結すると共に、逆入力遮断クラッチの出力側をスロットルバルブに連結した構成を採用している。
【００１３】
このような構成を採用したことにより、自動車が高速道路などを一定速度で走行する場合、スロットルバルブからの反力による回転トルクが逆入力遮断クラッチの出力側から逆入力されても、その回転トルクを逆入力遮断クラッチで遮断することができる。このことから、制御用モータに駆動電流を流すことなく、スロットルバルブの開度位置を保持することができる。
【００１４】
本発明における逆入力遮断クラッチは、回転が拘束された静止部材と、回転トルクが入力される入力部材と、回転トルクが出力される出力部材と、静止部材と出力部材との間での係合および離脱により、出力部材から逆入力される回転トルクの遮断と入力部材から入力される回転トルクの伝達とを制御する複数の係合子とで構成されていることが望ましい。このような構成を採用すれば、簡易な構造を有する逆入力遮断クラッチの逆入力遮断機能でもって、スロットルバルブの開度位置を保持することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、制御用モータとスロットルバルブとの間に逆入力遮断クラッチを配置した構成を採用することにより、自動車が高速道路などを一定速度で走行する場合、スロットルバルブからの反力を逆入力遮断クラッチでもって遮断することができる。このことから、制御用モータに駆動電流を流すことなく、スロットルバルブの開度位置を保持することができる。その結果、制御用モータでの電力消費を容易に削減することができるので、経済性に優れたスロットル制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態で、スロットル制御装置全体の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の逆入力遮断クラッチで、出力軸から回転トルクが逆入力されたロック状態を示す要部拡大断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】逆入力遮断クラッチにおいて、入力軸から回転トルクが入力されたロック解除開始時の状態を示す断面図である。
【図５】逆入力遮断クラッチにおいて、入力軸から回転トルクが入力されたトルク伝達開始時の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係るスロットル制御装置の実施形態について、図面を参照しながら以下に詳述する。
【００１８】
この実施形態のスロットル制御装置は、図１に示すように、制御用モータ１１と、制御用モータ１１から出力される回転トルクにより開閉制御されるスロットルバルブ１２と、制御用モータ１１とスロットルバルブ１２との間に配置された逆入力遮断クラッチ１３とで主要部が構成されている。これら制御用モータ１１、スロットルバルブ１２および逆入力遮断クラッチ１３は、ハウジング１４に収容されている。
【００１９】
制御用モータ１１は、正逆回転可能なモータ軸１５を有する。スロットルバルブ１２は、ハウジング１４内に形成された吸気通路（図示せず）を開閉するもので、前述の制御用モータ１１のモータ軸１５と平行に配置されたスロットル軸１６に取り付けられている。このスロットル軸１６は、ハウジング１４に対して転がり軸受（図示せず）によって回転自在に支持されている。
【００２０】
逆入力遮断クラッチ１３は、ロック型と称されるタイプで、入力部材から入力される回転トルクを出力部材に伝達する一方、出力部材から逆入力される回転トルクを出力部材のロックにより入力側部材に還流させない逆入力遮断機能を有する。図２は、図１の逆入力遮断クラッチ１３の全体構成を示す要部拡大断面図、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２１】
この逆入力遮断クラッチ１３は、図１、図２および図３に示すように、回転が拘束された静止部材である固定外輪１７と、回転トルクが入力される入力部材である入力軸１８と、回転トルクが出力される出力部材である出力軸１９と、出力軸１９から逆入力される回転トルクの遮断と入力軸１８から入力される回転トルクの伝達とを制御する複数対、例えば３対（図３参照）の係合子であるローラ２０，２１およびＭ字状の板ばね２２とで主要部が構成されている。この実施形態では、ローラ２０，２１および板ばね２２を３対としているが、その数は任意である。
【００２２】
固定外輪１７は、円筒カップ状をなし、ハウジング１４の取り付け部２３に固定されている。
【００２３】
入力軸１８は、制御用モータ１１のモータ軸１５と噛合する第１のカウンタギヤ２４と同軸的に一体形成されている。なお、モータ軸１５の外周には、第１のカウンタギヤ２４と噛合する歯部が形成されている。第１のカウンタギヤ２４は、その軸端部が転がり軸受（図示せず）によってハウジング１１に回転自在に支持されている。
【００２４】
この入力軸１８の外周部は、軸方向に沿って延びる複数（図３では３つ）の柱部２５が円周方向等間隔に形成されている。この柱部２５は、円筒カップ状の固定外輪１７の内周に挿入配置されている。周方向に隣接する柱部２５間の空間は、軸方向の一方に向かって開口したポケット２６を構成し、各ポケット２６に一対のローラ２０，２１および板ばね２２がそれぞれ配される。
【００２５】
出力軸１９は、その先端部が円筒カップ状の固定外輪１７の底部を貫通して固定外輪１７の内周に挿入され、入力軸１８と対向する状態で入力軸１８と同軸的に配置されている。なお、出力軸１９は、その軸端部が転がり軸受（図示せず）によってハウジング１１に回転自在に支持されている。
【００２６】
出力軸１９の入力側外周には、入力軸１８のポケット２６と対応させて複数（図３では３つ）の平坦なカム面２７が円周方向等間隔に形成されている。出力軸１９の平坦なカム面２７と固定外輪１７の円筒状内周面２８との間に、ポケット２６の周方向両側へ向けて狭まる形状の楔隙間２９が形成されている。
【００２７】
出力軸１９の出力側外周には、第１のカウンタギヤ２４よりも小径の第２のカウンタギヤ３０が同軸的に一体形成されている。この第２のカウンタギヤ３０は、前述のスロットル軸１６の軸端部に同軸的に取り付けられたスロットルギヤ３１と噛合している。
【００２８】
ローラ２０，２１は、固定外輪１７の内周面２８と出力軸１９のカム面２７との間で係合離脱可能に周方向３箇所に等間隔配置されている。また、板ばね２２は、一対のローラ２０，２１間に配設され、両側のローラ２０，２１を互いに離間させる方向、つまり、固定外輪１７と出力軸１９との間の楔隙間２９に係合させる方向に弾性力を付勢する。
【００２９】
入力軸１８と出力軸１９との間には、入力軸１８から入力される回転トルクを出力軸１９に伝達するトルク伝達手段が設けられている。
【００３０】
このトルク伝達手段は、入力軸１８の出力軸１９と対向する端面の中央部に一体的に設けられた断面三角形状の突起３２と、出力軸１９の入力軸１８と対向する端面の中央部に形成された断面三角形状の凹部３３とで構成されている。この突起３２を凹部３３にクリアランスをもって嵌入させることにより、入力軸１８からの回転トルクを出力軸１９に伝達可能としている。
【００３１】
以上の構成からなる逆入力遮断クラッチ１３を具備したスロットル制御装置の動作例を以下に詳述する。
【００３２】
図３は、図１の逆入力遮断クラッチ１３の中立状態で、出力軸１９から回転トルクが逆入力されたロック状態を示す。図４は、入力軸１８から回転トルクが入力されたロック解除開始時の状態を示す。図５は、入力軸１８から回転トルクが入力されたトルク伝達開始時の状態を示す。まず、逆入力遮断クラッチ１３での動作は次のとおりである。
【００３３】
逆入力遮断クラッチ１３では、出力軸１９に時計方向の回転トルクが逆入力されると、図３に示すように、板ばね２２の弾性力により反時計方向（回転方向後方）のローラ２０がその方向の楔隙間２９と係合して、出力軸１９が固定外輪１７に対して時計方向にロックされる。
【００３４】
逆に、出力軸１９に反時計方向の回転トルクが逆入力されると、板ばね２２の弾性力により時計方向（回転方向後方）のローラ２１がその方向の楔隙間２９と係合して、出力軸１９が固定外輪１７に対して反時計方向にロックされる。
【００３５】
従って、出力軸１９から逆入力される回転トルクは、一対のローラ２０，２１によって正逆両回転方向にロックされる。
【００３６】
一方、入力軸１８に時計方向の回転トルクが入力されると、図４に示すように、入力軸１８の反時計方向（回転方向後方）の柱部２５がその方向（回転方向後方）のローラ２０と接触し、これを板ばね２２の弾性力に抗して時計方向（回転方向前方）に押圧する。これにより、反時計方向（回転方向後方）のローラ２０がその方向の楔隙間２９から離脱し、出力軸１９のロック状態が解除されてその出力軸１９が時計方向に回転可能となる。
【００３７】
入力軸１８がさらに時計方向に回転すると、図５に示すように、入力軸１８の突起３２が出力軸１９の凹部３３の壁面に当接することにより、入力軸１８からの時計方向の回転トルクが突起３２と凹部３３との接触部分を介して出力軸１９に伝達され、出力軸１９が時計方向に回転する。この時、時計方向（回転方向前方）のローラ２１は、その方向の楔隙間２９と係合せず、出力軸１９のカム面２７と固定外輪１７の内周面２８に接触した状態で空転する。
【００３８】
入力軸１８に反時計方向の回転トルクが入力された場合は、前述とは逆の動作で、時計方向のローラ２１がその方向の楔隙間２９から離脱した上で、入力軸１８の突起３２が出力軸１９の凹部３３の壁面に当接することにより、出力軸１９が反時計方向に回転する。
【００３９】
以上のようにして、入力軸１８からの正逆両回転方向の回転トルクは、突起３２と凹部３３との接触部分を介して出力軸１９に伝達され、出力軸１９が正逆両回転方向に回転する。
【００４０】
この実施形態のスロットル制御装置では、制御用モータ１１のモータ軸１５の回転トルクを第１のカウンタギヤ２４を介して逆入力遮断クラッチ１３の入力軸１８に伝達する。この逆入力遮断クラッチ１３の入力軸１８から入力された回転トルクは、前述したように出力軸１９に伝達される（図４および図５参照）。
【００４１】
この逆入力遮断クラッチ１３の出力軸１９からの回転トルクは、第２のカウンタギヤ３０およびスロットルギヤ３１を介してスロットル軸１６に伝達され、スロットルバルブ１２が開度調整される。
【００４２】
一方、自動車が高速道路などを一定速度で走行する場合、スロットルバルブ１２からの反力による回転トルクがスロットルギヤ３１および第２のカウンタギヤ３０を介して逆入力遮断クラッチ１３の出力軸１９に逆入力されても、その逆入力遮断クラッチ１３の出力軸１９が前述したようにロック状態となっている（図３参照）。
【００４３】
この逆入力遮断クラッチ１３の出力軸１９のロック状態により、スロットルバルブ１２からの反力による回転トルクを逆入力遮断クラッチ１３で遮断することができる。これにより、制御用モータ１１に駆動電流を流すことなく、スロットルバルブ１２の開度位置を保持することができる。その結果、制御用モータ１１での電力消費を容易に削減することができる。
【００４４】
本発明は前述した実施形態に何ら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内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００４５】
１１  制御用モータ
１２  スロットルバルブ
１３  逆入力遮断クラッチ
１７  静止部材（固定外輪）
１８  入力部材（入力軸）
１９  出力部材（出力軸）
２０，２１  係合子（ローラ）
【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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