(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に吸気通路が形成され取付孔を介して車体の一部に取付けられるスロットルボディと、該スロットルボディに回動可能に設けられた弁軸と、該弁軸に設けられ、前記吸気通路を開，閉する弁体と、該弁体を駆動するため前記スロットルボディに設けられた電動モータと、該電動モータと前記弁軸との間に設けられ、該電動モータの駆動力を減速して前記弁軸に伝える減速歯車機構と、前記スロットルボディに着脱可能に設けられ、該減速歯車機構を覆うカバーとからなる電動式スロットルバルブ装置において、
前記スロットルボディには、基端側が前記スロットルボディの取付孔に連通し先端側が外部に開口する通気孔を設け、該通気孔には長さ方向の両側が開口した支持パイプを嵌着し、該支持パイプによって前記減速歯車機構の歯車を回転可能に支持する構成としたことを特徴とする電動式スロットルバルブ装置。
【請求項２】
前記スロットルボディとカバーとの間には前記減速歯車機構を収容する歯車収容室を形成し、前記支持パイプの内部には、該歯車収容室を前記通気孔に連通する通気路を設けてなる請求項１に記載の電動式スロットルバルブ装置。
【請求項３】
前記カバーには、前記通気孔から歯車収容室内に突出する前記支持パイプの先端側が隙間をもって挿入される筒状の突起部を設けてなる請求項２に記載の電動式スロットルバルブ装置。
【請求項４】
前記減速歯車機構の歯車は、前記電動モータの出力軸に設けられた駆動歯車と前記弁軸に設けられた従動歯車との間を連結する中間歯車である請求項１，２または３に記載の電動式スロットルバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用エンジン等の吸入空気量を電動モータによりアクセル操作量等に応じて可変に制御するのに好適に用いられる電動式スロットルバルブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば自動車用エンジン等の吸入空気量を可変に制御する電動式スロットルバルブ装置は、内部に吸気通路が形成されたスロットルボディと、該スロットルボディに回動可能に設けられた弁軸と、該弁軸に設けられ、前記吸気通路を開，閉する弁体と、該弁体を駆動するため前記スロットルボディに設けられた電動モータと、該電動モータと前記弁軸との間に設けられ、該電動モータの駆動力を減速して前記弁軸に伝える減速歯車機構と、前記スロットルボディに着脱可能に設けられ、該減速歯車機構を覆うカバーとから構成されている（例えば、特開平９−３２５８８号公報等）。
【０００３】
この種の従来技術による電動式スロットルバルブ装置は、電動モータにより減速歯車機構を介して弁軸を回動し、この弁軸と一体に回動する弁体によってスロットルボディの吸気通路を開，閉することにより、エンジンの吸入空気量をアクセル操作量等に応じて可変に制御するものである。
【０００４】
ここで、スロットルボディは、例えばアルミダイキャスト等の手段を用いて筒状に形成され、その外面側には減速歯車機構を取付けるための歯車取付部が設けられている。そして、スロットルボディには、この歯車取付部側に位置して減速歯車機構用の歯車軸を挿嵌する軸挿嵌穴が弁軸と平行に穿設されている。
【０００５】
また、減速歯車機構は、電動モータの出力軸に設けられた駆動歯車と、弁軸に設けられた従動歯車と、金属製の歯車軸によって回転可能に支持され、駆動歯車と従動歯車との間を連結する中間歯車とにより構成されている。そして、歯車軸は、一端側が圧入等の手段を用いてスロットルボディの軸挿嵌穴に挿嵌され、他端側が中間歯車を支持するため歯車取付部側に突出している。
【０００６】
一方、カバーは、その外縁側がスロットルボディの歯車取付部に全周を覆った状態で取付けられ、これらのカバーと歯車取付部との間には、減速歯車機構を収容する歯車収容室が形成されている。そして、カバーと歯車取付部との衝合面には、歯車収容室をシールするシール部材が装着され、外部からの埃、水分等が歯車収容室内に侵入するのを防止する構成となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、例えば圧入等の手段を用いて金属製の歯車軸をスロットルボディの軸挿嵌穴に挿嵌し、この歯車軸は、減速歯車機構の中間歯車を、駆動歯車と従動歯車との間で回転可能に支持する構成となっている。
【０００８】
そして、減速歯車機構は、スロットルボディの歯車取付部とカバーとの間に形成された歯車収容室内に収容され、この歯車収容室はシール部材等によって気密に近い状態でシールされている。
【０００９】
しかし、スロットルバルブ装置はエンジンの近傍等に配置されることが多いため、その温度はエンジンから伝わる熱等によって変動し易い。この結果、歯車収容室内に密閉された空気が温度変化によって膨張、収縮を繰返すと、シール部材等が余分な負荷を受け易くなり、例えばカバー等に空気穴を設けてシール性をある程度犠牲にしない限りは、シール部材の早期劣化等を招く虞れがある。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、減速歯車機構を収容する歯車収容室等のシール性を低下させることなく、その内部に空気を流通させることができ、簡単な構造でシール部材等の耐久性を向上できるようにした電動式スロットルバルブ装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項１の発明は、内部に吸気通路が形成され取付孔を介して車体の一部に取付けられるスロットルボディと、該スロットルボディに回動可能に設けられた弁軸と、該弁軸に設けられ、前記吸気通路を開，閉する弁体と、該弁体を駆動するため前記スロットルボディに設けられた電動モータと、該電動モータと前記弁軸との間に設けられ、該電動モータの駆動力を減速して前記弁軸に伝える減速歯車機構と、前記スロットルボディに着脱可能に設けられ、該減速歯車機構を覆うカバーとからなる電動式スロットルバルブ装置に適用される。
【００１２】
そして、請求項１の発明は、前記スロットルボディには、基端側が前記スロットルボディの取付孔に連通し先端側が外部に開口する通気孔を設け、該通気孔には長さ方向の両側が開口した支持パイプを嵌着し、該支持パイプによって前記減速歯車機構の歯車を回転可能に支持したことを特徴とする構成を採用している。
【００１３】
これにより、スロットルボディの通気孔から突出する支持パイプの突出端側をスロットルボディとカバーとの間に形成される歯車用の収容室内に配置でき、この支持パイプによって減速歯車機構の歯車を回転可能に支持できる。また、収容室内の空気が温度変化等によって膨張、収縮すると、この空気はスロットルボディの通気孔および取付孔と支持パイプとを通じて外部との間で流通するようになり、収容室内の圧力を外気圧とほぼ等しい大きさに保つことができる。
【００１４】
また、請求項２の発明によると、前記スロットルボディとカバーとの間には前記減速歯車機構を収容する歯車収容室を形成し、前記支持パイプの内部には、該歯車収容室を前記通気孔に連通する通気路を設ける構成としている。
【００１５】
これにより、スロットルボディとカバーとの間に形成した歯車収容室内を、支持パイプ内の通気路を介してスロットルボディの通気孔、取付孔に連通することができる。
【００１６】
また、請求項３の発明によると、前記カバーには、前記通気孔から歯車収容室内に突出する前記支持パイプの先端側が隙間をもって挿入される筒状の突起部を設ける構成としている。
【００１７】
これにより、カバーに設けた筒状の突起部と支持パイプの先端側との間に隙間を形成でき、この隙間を通じて歯車収容室内を支持パイプ内の通気路と連通することができる。
【００１８】
また、請求項４の発明によると、減速歯車機構の歯車は、前記電動モータの出力軸に設けられた駆動歯車と前記弁軸に設けられた従動歯車との間を連結する中間歯車としている。
【００１９】
これにより、電動モータの回転を、駆動歯車、中間歯車および従動歯車を介して減速しつつ弁軸に大きな回転力を伝達でき、この中間歯車を歯車軸としての支持パイプによって回転可能に支持することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による電動式スロットルバルブ装置を、図１ないし図３に従って詳述する。
【００２１】
１はアルミダイキャスト等の手段を用いて成形されたスロットルボディで、該スロットルボディ１は、その内部に吸気通路としてのスロットルチャンバ２が貫通して形成され、その外面側には、略有底筒状のモータ収容ケース３と、後述の歯車取付部５とが約９０°異なる方向に設けられている。また、スロットルボディ１は、その内部にスロットルチャンバ２と平行に延びて形成された複数のねじ孔４，４，…を用いて取付ねじ等によりエンジンの吸気管（いずれも図示せず）等に取付けられ、スロットルチャンバ２が吸気管等に接続される。
【００２２】
ここで、各ねじ孔４は、スロットルチャンバ２と平行にスロットルボディ１の外面側に開口する取付孔として形成され、その内部にはスロットルボディ１をエンジンの吸気管等に取付ける取付ねじ（図示せず）等が挿通または螺着される。そして、この状態でねじ孔４の内周側と取付ねじの外周側との間には、後述する通気孔１４の基端側と外部とを連通する微小な呼吸通路（図示せず）等が形成される。
【００２３】
５はスロットルボディ１の外面側に設けられた歯車取付部で、該歯車取付部５は、図１、図２に示す如く、スロットルボディ１の外壁部により構成され弁軸６を取囲む底部５Ａと、弁軸６と電動モータ８との間に底部５Ａよりも突出して形成された突出底部５Ｂと、底部５Ａ，５Ｂとモータ収容ケース３の開口側とを取囲む位置でスロットルボディ１に立設された外枠部５Ｃ等とから構成されている。また、歯車取付部５の突出底部５Ｂには、後述の支持パイプ１５に対応した位置に筒状部５Ｄが突設されている。
【００２４】
６はスロットルボディ１に軸受等を介して回動可能に設けられた弁軸で、該弁軸６はスロットルチャンバ２内を径方向に延び、一端側が後述の歯車収容室１８内に突出している。
【００２５】
７はスロットルチャンバ２内に位置して弁軸６に設けられた弁体で、該弁体７は、スロットルチャンバ２の内径に対応した円形状の弁板等からなり、弁軸６と一体に回動することによってスロットルチャンバ２を開，閉し、エンジンの吸入空気量を可変に調整するものである。
【００２６】
８はスロットルボディ１のモータ収容ケース３内に収容された電動モータで、該電動モータ８は、歯車収容室１８内に突出する出力軸８Ａを有している。そして、電動モータ８は、外部からの給電により出力軸８Ａが後述の減速歯車機構９を介して弁軸６を回動し、これによって弁体７を開，閉するものである。
【００２７】
９は電動モータ８の出力軸８Ａと弁軸６との間に設けられた減速歯車機構で、該減速歯車機構９は、電動モータ８の出力軸８Ａに固着された小径の駆動歯車１０と、弁軸６の一端側に固着された略扇形状の従動歯車１１と、駆動歯車１０と従動歯車１１との間を連結する中間歯車１２とからなり、これらの駆動歯車１０、従動歯車１１、中間歯車１２は、後述のカバー１６に覆われた状態で歯車収容室１８内に収容されている。
【００２８】
ここで、従動歯車１１は、電動モータ８が故障したときに弁体７のバックアップ開度等を定めるためのカム機構１３と一緒に弁軸６に取付けられている。また、中間歯車１２は、駆動歯車１０に噛合する大径ギヤ部１２Ａと、従動歯車１１に噛合する小径ギヤ部１２Ｂとから構成されている。また、中間歯車１２は、支持パイプ１５によって回転可能に支持され、この状態で歯車取付部５の筒状部５Ｄとカバー１６の突起部１６Ｃとによって支持パイプ１５の軸方向に位置決めされている。そして、減速歯車機構９は、電動モータ８の回転を歯車１０，１１，１２間で減速し、弁軸６に対して大きな回転駆動力を伝達するものである。
【００２９】
１４はスロットルボディ１に穿設された通気孔で、該通気孔１４は、基端側がねじ孔４を通じてスロットルボディ１の外部に連通し、先端側が歯車取付部５の筒状部５Ｄ側に位置して後述の歯車収容室１８内に開口している。また、通気孔１４は後述する支持パイプ１５用の挿嵌穴となり、支持パイプ１５内の通気路１５Ａを通じて歯車収容室１８と連通している。
【００３０】
１５はスロットルボディ１の通気孔１４に固定された支持パイプで、該支持パイプ１５は、図２に示す如く金属パイプ等によって構成されている。そして、支持パイプ１５は内部が通気路１５Ａとなり、その両端側には該通気路１５Ａよりも小径に形成された絞り孔１５Ｂ，１５Ｃが開口して形成されている。ここで、これらの絞り孔１５Ｂ，１５Ｃは、ねじ孔４側から歯車収容室１８側に埃、水分等が侵入するのを抑えるものである。
【００３１】
また、支持パイプ１５は、絞り孔１５Ｂ側の部位が圧入等の手段を用いて通気孔１４に嵌着され、絞り孔１５Ｃ側の部位が歯車収容室１８内に突出している。そして、支持パイプ１５は、図１に示すように弁軸６と平行に延び、減速歯車機構９の中間歯車１２を回転可能に支持する歯車軸を構成している。さらに、支持パイプ１５の先端側は、カバー１６の突起部１６Ｃ内に位置決め可能な精度の隙間をもって挿入されている。
【００３２】
１６は減速歯車機構９を覆う樹脂製のカバーで、該カバー１６は、図１、図２に示す如く、段付きの平板状に形成された蓋部１６Ａと、該蓋部１６Ａの外縁側に立設された側壁部１６Ｂとにより構成されている。そして、カバー１６の側壁部１６Ｂは、先端側が歯車取付部５の外枠部５Ｃに全周に亘って衝合され、この外枠部５Ｃに複数のクリップ１７，１７，…等を用いて着脱可能に取付けられている。
【００３３】
また、カバー１６は、歯車取付部５との間に減速歯車機構９を収容する歯車収容室１８を形成し、この歯車収容室１８は、カバー１６と歯車取付部５との衝合面に配設されたシール部材１９等を用いて気密に近い状態でシールされている。そして、カバー１６等は、歯車収容室１８内に埃、水分等が浸入するのをシール部材１９により防止している。
【００３４】
また、カバー１６には、歯車取付部５の筒状部５Ｄとの間で中間歯車１２を位置決めする有底筒状の突起部１６Ｃが突設され、この突起部１６Ｃは、図３に示す如く支持パイプ１５と中間歯車１２に対して微小な隙間を保持している。
【００３５】
そして、歯車収容室１８内の空気が温度変化等によって膨張、収縮するときには、ねじ孔４、通気孔１４、支持パイプ１５の通気路１５Ａ等を通じて歯車収容室１８と外部との間で空気が流通し、これによって歯車収容室１８内の圧力は外気圧とほぼ等しい大きさに保持される。
【００３６】
この場合、ねじ孔４の内周側と取付ねじ等の外周側との間に形成される隙間は微小な大きさであり、しかも通気孔１４の孔径は支持パイプ１５に設けられた２箇所の絞り孔１５Ｂ，１５Ｃによって実質的に絞られているので、外部の埃等はねじ孔４側から歯車収容室１８内に侵入するのを絞り孔１５Ｂ，１５Ｃ等で阻止され、歯車収容室１８のシール性は確保される。
【００３７】
本実施の形態による電動式スロットルバルブ装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００３８】
まず、車両の運転者がアクセルペダルを踏込み操作したときには、エンジン制御用のコントロールユニット等によって運転者のアクセル操作量が検出されると、このコントロールユニットよって電動モータ８が駆動され、その出力軸８Ａの回転は減速歯車機構９等を介して減速されつつ弁軸６に大きな回転力となって伝わる。これにより、弁体７は弁軸６を介してアクセル操作量に対応した角度分だけ回動し、エンジンの吸入空気量は弁体７によって可変に制御される。
【００３９】
また、スロットルバルブ装置の組立時には、図１、図２に示す如く、スロットルボディ１の通気孔１４内に支持パイプ１５を挿嵌して設け、この支持パイプ１５を用いて減速歯車機構９の中間歯車１２を回転可能に支持する。そして、カバー１６をスロットルボディ１の歯車取付部５に衝合しつつ、カバー１６の突起部１６Ｃを支持パイプ１５と中間歯車１２に対して微小な隙間を保持するように配置し、歯車取付部５の筒状部５Ｄと突起部１６Ｃとの間で中間歯車１２を位置決めする。
【００４０】
そして、カバー１６と歯車取付部５との間に減速歯車機構９を収容する歯車収容室１８を形成すると共に、カバー１６と歯車取付部５との衝合面にはシール部材１９を配設し、このシール部材１９等を用いて歯車収容室１８内を気密に近い状態でシールする。
【００４１】
かくして、本実施の形態によれば、中間歯車１２を回転可能に支持する支持パイプ１５をスロットルボディ１の通気孔１４内に挿嵌し、この支持パイプ１５が歯車収容室１８内に突出する構成としたので、歯車収容室１８内に密閉された空気が温度変化等によって膨張、収縮するときには、この空気をスロットルボディ１のねじ孔４、通気孔１４、支持パイプ１５の通気路１５Ａ等を通じて外部との間で流通させることができる。
【００４２】
これにより、例えばシール機能を備えた特別な通気穴等を歯車収容室１８に設けることなく、そのシール性をシール部材１９等を用いて保ちつつ歯車収容室１８内の圧力を外気圧とほぼ等しい大きさに保持でき、シール部材１９等が内，外の圧力差等によって余分な負荷を受けるのを防止できると共に、その耐久性を向上させることができる。
【００４３】
しかも、中間歯車１２用の歯車軸を支持パイプ１５等のパイプ構造とすることにより、従来技術に対して大きな設計変更や部品点数の増加等を行うことなく、これらの通気孔１４、支持パイプ１５等を用いて歯車収容室１８の通気構造を簡単に構成することができる。
【００４４】
この場合、通気孔１４の先端側がスロットルボディ１のねじ孔４を介して外部に連通する構成としたので、通気孔１４の形状、長さ寸法等を簡略化してその穿設作業を容易に行うことができる。また、スロットルボディ１をエンジンの吸気管等に取付けた状態では、ねじ孔４と取付ねじ等との間に形成される微小な呼吸通路等を通じて外気を通気孔１４内に流入させることができ、この呼吸通路によって歯車収容室１８側のシール性を高めることができる。
【００４５】
また、支持パイプ１５の両端側には、その通気路１５Ａを絞る小径の絞り孔１５Ｂ，１５Ｃを設けたので、外部から通気路１５Ａ等を通じて歯車収容室１８側に埃、水分等が侵入するのを２箇所の絞り孔１５Ｂ，１５Ｃによって阻止でき、歯車収容室１８をより確実にシールすることができる。
【００４６】
なお、前記実施の形態では、減速歯車機構９を駆動歯車１０、従動歯車１１および中間歯車１２によって構成したが、本発明はこれに限らず、例えば駆動歯車１０と従動歯車１１との間に２個以上の中間歯車を設け、これらの中間歯車のうち１個の歯車を支持パイプ１５によって回転可能に支持する構成としてもよい。
【００４７】
また、前記実施の形態では、支持パイプ１５の両端側に絞り孔１５Ｂ，１５Ｃを設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、例えば支持パイプ１５の長さ方向中間部にくびれ等の絞り部を形成する構成としてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、減速歯車機構の歯車を支持パイプにより回転可能に支持し、この支持パイプをスロットルボディの通気孔に嵌着する構成としたので、スロットルボディとカバーとの間に形成される減速歯車機構用の収容室内の空気が温度変化等によって膨張、収縮するときには、スロットルボディの通気孔および取付孔と支持パイプ等とを通じてこの収容室内の空気を外部との間で流通させることができ、収容室のシール性を保ちつつその圧力を外気圧とほぼ等しい大きさに保持できると共に、これよって収容室に設けたシール部材等を保護することができる。しかも、支持パイプを用いることにより、従来技術に対して大きな設計変更や部品点数の増加等を行うことなく、減速歯車機構用の収容室の通気構造を簡単に構成することができる。
【００４９】
また、請求項２の発明によると、前記スロットルボディとカバーとの間には前記減速歯車機構を収容する歯車収容室を形成し、前記支持パイプの内部には、該歯車収容室を前記通気孔に連通する通気路を設ける構成としているので、スロットルボディとカバーとの間の歯車収容室内を支持パイプ内の通気路によりスロットルボディの通気孔、取付孔に連通することができる。
【００５０】
また、請求項３の発明によると、前記カバーには、前記通気孔から歯車収容室内に突出する前記支持パイプの先端側が隙間をもって挿入される筒状の突起部を設ける構成としているので、カバーに設けた筒状の突起部と支持パイプの先端側との間に隙間を形成でき、この隙間を通じて歯車収容室内を支持パイプ内の通気路と連通することができる。
【００５１】
また、請求項４の発明によれば、減速歯車機構の歯車を、電動モータ側の駆動歯車と弁軸側の従動歯車との間を連結する中間歯車によって構成したので、電動モータの回転を駆動歯車、中間歯車および従動歯車を介して減速しつつ弁軸に大きな回転力を伝達でき、このとき中間歯車を歯車軸としての支持パイプによって回転可能に支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態による電動式スロットルバルブ装置を示す縦断面図である。
【図２】  図１中の減速歯車機構等を拡大して示す拡大断面図である。
【図３】  図２中の支持パイプの先端側とカバーとを拡大して示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１  スロットルボディ
２  スロットルチャンバ（吸気通路）
４ ねじ孔（取付孔）
６  弁軸
７  弁体
８  電動モータ
９  減速歯車機構
１０  駆動歯車
１１  従動歯車
１２  中間歯車
１４ 通気孔
１５ 支持パイプ（歯車軸）
１５Ａ 通気路
１６  カバー
１６Ｃ 突起部
１８ 歯車収容室
１９ シール部材
【図１】
0003810946.tif 000002
【図２】
0003810946.tif 000003
【図３】
0003810946.tif 000004