JP2005290994A - 内燃機関用スロットル制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 二重管構造のスロットルボデー４のボア内管５のボア内径面とスロットルバルブ１との間の隙間寸法の高精度化を実現し、且つスロットルバルブ１の回転角度の上昇に伴って吸入空気量が連続的に増加する所定のバルブ開度流量特性が得られるようにする。【解決手段】 バルブ全開時にスロットルバルブ１の外径側端面１１、１２が、ボア内管５の円環状端面１３、１４のいずれからも突き出さないように、ボア内管５内にスロットルバルブ１を収容することで、スロットルバルブ１の回転動作の過程で不連続な開口面積の増減を防止した。また、ボア内管５の外周部とボア外管６の内周部とを接続する円環板状接続部３２を、バルブ全閉時にスロットルバルブ１の外径側端面１１、１２が、ボア内管５のボア内径面に接触する範囲を避けて設置することで、ボア内管５のボア内径寸法の精度への影響をなくした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される内燃機関用スロットル制御装置に関するもので、特に車両乗員のアクセル操作量に応じて駆動モータを駆動して、スロットルボデーに回転自在に支持されたスロットルバルブのバルブ角度（弁開度）を制御する内燃機関用スロットル制御装置に係わる。

［従来の技術］
従来より、車両乗員によるアクセルペダルの踏み込み量に応じて駆動モータを駆動して、スロットルバルブのバルブ角度（弁開度）を所定量制御するようにした内燃機関用スロットル制御装置においては、スロットルボデーのボア内径面とスロットルバルブの外周部との間の隙間が、スロットルバルブのバルブ全閉時の気密性能に大きな影響を及ぼすことから、このスロットルボデーのボア内径面とスロットルバルブの外周部との間の隙間寸法の高精度化が課題となっている。また、上記のような内燃機関用スロットル制御装置は、冬季等の寒冷環境下でも使用されることから、スロットルボデーを含むエンジン吸気管を経由してエンジンの各気筒内に吸入される吸入空気中に含まれる水分が、スロットルバルブの表面に付着して冷やされ、スロットルボデーのボア内径面とスロットルバルブの外周部との間に跨がって凍結すると、スロットルバルブがスロットルボデーのボア内径面に凍結固着する可能性がある。このため、スロットルバルブの凍結固着をどのようにして防止するかが課題となっている。

これらの２つの課題を解決する目的で、例えば図４および図５に示したように、スロットルボデー１０１の内部構造を、内部をエンジンの各気筒に向かう吸入空気が流れるボア内管１０２と、このボア内管１０２の半径方向の外径側に、ボア内管１０２との間に円環状空間を形成するためのボア外管１０３とを配置した二重管構造とし、ボア内管１０２を、スロットルボデー１０１の外郭を形成するボア外管１０３より浮かせることで、円環状空間内に上流側のエンジン吸気管の内周面より伝わってくる水分をトラップして、スロットルバルブ１０４がボア内管１０２のボア内径面に凍結固着することを防止している。それと同時に、スロットルボデー１０１を樹脂化することで、低コスト化および軽量化を図ることも実施されている（例えば、特許文献１参照）。なお、スロットルボデー１０１を樹脂化した場合には、スロットルボデー１０１の樹脂成形後の変形（成形収縮や組み付けによる歪み）がボア内管１０２のボア内径に直接影響を与えない構造となることから、ボア内管１０２のボア内径寸法の精度を向上できる。ここで、１０５はボア外管１０３の外周部に接続リブ１０６を介して一体的に形成されたモータハウジングで、１０７はセンサカバーである。

［従来の技術の不具合］
しかしながら、特許文献１に記載のスロットルボデー１０１の二重管構造では、スロットルバルブ１０４のバルブ全閉時に、図６および図７（ａ）に示したように、ボア内管１０２の外周部とボア外管１０３の内周部とを接続する接続リブ（ボア内外管接続部）１０９がスロットルバルブ１０４の外周部とボア内管１０２のボア内径面とが接触する範囲（図７（ａ）において図示斜線部分）と重なる場合、二重管構造のスロットルボデー１０１のボア外管１０３の成形収縮に伴う変形や車両にボア外管１０３の樹脂一体成形された取付ステー部１１０を組み付ける際に生じる歪みの影響がボア内管１０２に伝播して、ボア内管１０２のボア内径寸法の精度の向上効果が小さくなる。これにより、ボア内管１０２のボア内径の真円度が低下して、アイドル運転時の吸入空気の漏れ量が増加してしまうという問題があった。

また、スロットルバルブ１０４のバルブ全開時に、図６および図７（ｂ）に示したように、スロットルバルブ１０４の半径方向の外径側端面（スロットルシャフトの回転中心軸線から最も離れた位置の外径側端面）１１１が、ボア内管１０２の中心軸線方向（管方向）の両端面（円環状端面）１１２から突き出すように位置する場合、スロットルバルブ１０４の回転動作の過程で、不連続な開口面積の増減が生じ、スロットルバルブ１０４のバルブ角度（弁開度）の上昇に伴って吸入空気量が連続的に増加する所定のバルブ開度流量特性を得難くなるという問題があった。
特開平０９−０３２５９０号公報（第１−７頁、図１−図６）

本発明の目的は、ボア内管のボア内径寸法の精度への影響をなくすことで、ボア内管のボア内径面とスロットルバルブの外周部との間の隙間寸法の高精度化を実現することのできる内燃機関用スロットル制御装置を提供することにある。また、スロットルバルブの回転動作の過程で不連続な開口面積の増減を防止することで、スロットルバルブの回転角度の上昇に伴って吸入空気量が連続的に増加する所定のバルブ開度流量特性を得ることのできる内燃機関用スロットル制御装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、樹脂化したスロットルボデーに、二重管構造のスロットルボデーのボア内管の外周部とボア外管の内周部とを接続するボア内外管接続部を一体的に形成している。そして、上記のボア内外管接続部を、スロットルバルブを吸入空気量が最小となる全閉位置に設定するバルブ全閉時にスロットルバルブ（の外周部または外径側端部）が、ボア内管のボア内径面に接触または接近する範囲を避けて設置することにより、二重管構造のスロットルボデーのボア外管の成形収縮に伴う変形や車両に二重管構造のスロットルボデーを組み付ける際に生じる歪みの影響が、ボア内外管接続部を経てボア内管に伝播し難くなる。これによって、ボア内管のボア内径寸法の精度への影響をなくすことができるので、ボア内管のボア内径面とスロットルバルブの外周部との間の隙間寸法の高精度化を実現することができる。したがって、ボア内管のボア内径の真円度を向上でき、アイドル運転時の吸入空気の漏れ量を減少できるので、バルブ全閉時の気密性能を確保することができる。

請求項２に記載の発明によれば、樹脂化したスロットルボデーに、内部にアクチュエータを収容するハウジング、およびボア外管の外周部とハウジングの外周部とを接続するハウジング接続部を一体的に形成している。そして、上記のボア内外管接続部を、ハウジング接続部とボア外管の外周部との接続箇所を避けて設置することにより、ハウジングの成形収縮に伴う変形等の影響が、ボア外管、ボア内外管接続部を経てボア内管に伝播し難くなる。これによって、請求項１に記載の発明の効果を更に向上することができる。

請求項３に記載の発明によれば、スロットルバルブを吸入空気量が最大となる全開位置に設定するバルブ全開時に、スロットルバルブ（の外周部または外径側端部）が、樹脂化された二重管構造のスロットルボデーのボア内管の中心軸線方向の両端面のいずれからも突き出さないように設置されている。すなわち、スロットルバルブを吸入空気量が最大となる全開位置に設定するバルブ全開時に、スロットルバルブ（の外周部または外径側端部）を、ボア内管の中心軸線方向の両端面のいずれからも引っ込ませて設置することにより、スロットルバルブの回転動作の過程で、不連続な開口面積の増減が生じることを防止できる。これによって、スロットルバルブの回転角度の上昇に伴って吸入空気量が連続的に増加する所定のバルブ開度流量特性を得ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、スロットルバルブを吸入空気量が最大となる全開位置に設定するバルブ全開時に、スロットルバルブ（の外周部または外径側端部）が、二重管構造のスロットルボデーのボア内管の中心軸線方向の両端面のいずれからも突き出さないように設置されている。すなわち、スロットルバルブを吸入空気量が最大となる全開位置に設定するバルブ全開時に、スロットルバルブ（の外周部または外径側端部）を、ボア内管の中心軸線方向の両端面のいずれからも引っ込ませて設置することにより、スロットルバルブの回転動作の過程で、不連続な開口面積の増減が生じることを防止できる。これによって、スロットルバルブの回転角度の上昇に伴って吸入空気量が連続的に増加する所定のバルブ開度流量特性を得ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、二重管構造のスロットルボデーのボア内管の中心軸線方向の管長さ寸法よりもスロットルバルブの直径方向の外径寸法を短く設定したことで、上記のバルブ全開時のスロットルバルブと二重管構造のスロットルボデーのボア内管との最適な寸法関係を実現することができる。また、請求項６に記載の発明によれば、スロットルバルブの回転中心軸線が、二重管構造のスロットルボデーのボア内管の中心軸線方向の管長さ寸法を２分する、ボア内管の略中間点を通るように、スロットルバルブをボア内管内に設置したことで、上記のバルブ全開時のスロットルバルブと二重管構造のスロットルボデーのボア内管との最適な寸法関係を実現することができる。

請求項７に記載の発明によれば、スロットルバルブとして、ボア内管の中心軸線方向に対して略直交する方向に回転中心軸線を有し、吸入空気量が最小となる全閉位置から吸入空気量が最大となる全開位置まで回転角度が変更されるバタフライバルブを採用しても良い。なお、このバタフライバルブの回転動作スペースを、ボア内管の内部に確保しても良い。また、バタフライバルブを、円板形状だけでなく、楕円形状または長円形状または長方形状に形成しても良い。但し、長径または長辺がバタフライバルブの回転中心軸線方向に対して略平行方向に位置するように、しかも短径または短辺がバタフライバルブの回転中心軸線方向に対して略直交方向に位置するように形成する。なお、バタフライバルブの外形形状の変更に伴い、ボア内管の断面形状を変更しても良い。

本発明を実施するための最良の形態は、ボア内管のボア内径面とスロットルバルブの外周部との間の隙間寸法の高精度化を実現するという目的を、ボア内管のボア内径寸法の精度への影響をなくすことで実現した。また、スロットルバルブの回転角度の上昇に伴って吸入空気量が連続的に増加する所定のバルブ開度流量特性を得るという目的を、スロットルバルブの回転動作の過程で不連続な開口面積の増減を防止することで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図３は本発明の実施例１を示したもので、図１は二重管構造のスロットルボデーの概略構造を示した図で、図２は内燃機関用スロットル制御装置の全体構造を示した図である。

本実施例の内燃機関用スロットル制御装置は、例えば自動車等の車両に搭載されて、ガソリンエンジン等の内燃機関（以下エンジンと言う）の各気筒（シリンダ）に向かう吸入空気量を調節するスロットルバルブ１と、このスロットルバルブ１と一体的に動作するスロットルシャフト２を回転駆動する駆動モータ３と、スロットルバルブ１を開閉自在に収容すると共に、スロットルシャフト２を回転自在に支持する二重管構造のスロットルボデー４と、車両乗員（運転者、ドライバー）等の操作者のアクセル操作量に応じてスロットルバルブ１の弁開度（スロットル開度）を制御するエンジン制御装置（エンジン制御ユニット：以下ＥＣＵと呼ぶ）とを備えた内燃機関用吸気制御装置である。

本実施例のスロットルバルブ１は、二重管構造のスロットルボデー４の円筒状ボア内管５および円筒状ボア外管６の中心軸線方向に対して略直交する方向に回転中心軸線を有する略円板形状のバタフライバルブで、吸入空気量が最小となる全閉位置から吸入空気量が最大となる全開位置までの回転動作範囲にて回転角度が変更されることで、エンジンに吸入される吸入空気量を制御する。このスロットルバルブ１は、図３に示したように、コイルスプリング１０によって全閉位置を戻る方向に付勢されている。そして、スロットルバルブ１は、ボア内管５の中心軸線とスロットルバルブ１の回転中心軸線との交点を中心とする円板状部（樹脂ディスク）によって構成されている。そして、スロットルバルブ１の樹脂成形部は、熱可塑性樹脂等の樹脂材料（耐熱性樹脂：例えばポリフェニレンサルファイド：ＰＰＳ、またはポリアミド樹脂：ＰＡ、またはポリプロピレン：ＰＰ、またはポリエーテルイミド：ＰＥＩ等）によって一体的に形成されている。

スロットルバルブ（円板状部）１の半径方向の外周部には、スロットルバルブ１を吸入空気量が最小となる全閉位置に設定するバルブ全閉時に、ボア内管５のボア内径面に接触する外径側端面（外径側端部）１１、１２が設けられている。そして、スロットルバルブ１の一端側の半円板状部は、スロットルバルブ１を吸入空気量が最大となる全開位置に設定するバルブ全開時に、ボア内管５の中心軸線方向の一端側（例えば吸入空気の流れ方向の上流側）に位置するように、円筒状部１５の半径方向の他端側に設けられている。また、スロットルバルブ１の他端側の半円板状部は、上記のバルブ全開時に、ボア内管５の中心軸線方向の他端側（例えば吸入空気の流れ方向の下流側）に位置するように、円筒状部１２の半径方向の他端側に設けられている。そして、スロットルバルブ１の片端面（例えば吸入空気の流れ方向の上流側面）または両端面には、円板状部を補強するための補強用リブ（図示せず）が樹脂成形で一体的に形成されている。そして、スロットルバルブ１の円筒状部１５は、スロットルシャフト２のバルブ保持部の外周に樹脂成形で一体的に形成されている。これにより、スロットルバルブ１とスロットルシャフト２とが一体化されて一体的に回転することが可能となる。

ここで、本実施例では、図１（ａ）に示したように、上記のバルブ全開時に、スロットルバルブ１の円板状部の外径側端面１１、１２が、ボア内管５の中心軸線方向の両端面（円環状端面）１３、１４のいずれからも突き出さないように設置されている。すなわち、バルブ全開時に、スロットルバルブ１の円板状部の外径側端面１１、１２を、ボア内管５の円環状端面１３、１４のいずれからも引っ込ませて設置されている。これは、ボア内管５の中心軸線方向の管長さ寸法よりもスロットルバルブ１の直径方向の外径寸法を短く設定し、且つスロットルバルブ１の回転中心軸線が、ボア内管５の中心軸線方向の管長さ寸法を２分する、ボア内管５の略中間点を通るように、スロットルバルブ１をボア内管５内に設置する。あるいはスロットルバルブ１の回転動作スペース（全閉位置から全開位置までのスロットルバルブ１の回転軌跡）が、ボア内管５からはみ出さないように、スロットルバルブ１をボア内管５内に設置する。

スロットルシャフト２は、例えば真鍮、ステンレス鋼等の金属材料により中軸丸棒状に形成された金属シャフト（回転軸）であって、ボア内管５およびボア外管６の中心軸線方向に対して略直交する方向で、且つスロットルボデー４のボア外管６の外壁部に樹脂一体成形されたモータハウジング７の中心軸線方向に対して平行する方向となるように回転中心軸線方向（軸方向）が設定されている。ここで、本実施例のスロットルシャフト２は、スロットルバルブ１の円筒状部１５を保持固定するバルブ保持部を有し、スロットルバルブ１を補強すると共に、円筒状部１５内部にスロットルバルブ１を回転中心軸線方向（直径方向）に貫くようにインサート成形されている。

また、スロットルシャフト２は、その回転中心軸線（軸方向）の一端部は、スロットルバルブ１の円筒状部１５の一端側の環状端面より露出（突出）して、スロットルボデー４の第１バルブ軸受部１６に保持固定される第１ベアリング（図示せず）内において回転自在に摺動する第１軸受摺動部として機能する。また、スロットルシャフト２の回転中心軸線（軸方向）の他端部は、スロットルバルブ１の円筒状部１５の他端側の環状端面より露出（突出）して、スロットルボデー４の第２バルブ軸受部（図示せず）に保持固定される第２ベアリング（図示せず）内において回転自在に摺動する第２軸受摺動部として機能する。そして、スロットルシャフト２の図示右端部（他端部）には、歯車減速装置の構成要素の１つであるバルブギヤ１７が一体的に形成されている。

ここで、ＥＣＵには、ドライバーによるアクセル操作量（アクセルペダルの踏み込み量）を電気信号（アクセル開度信号）に変換し、ＥＣＵへどれだけアクセルペダルが踏み込まれているかを出力するアクセル開度センサ（図示せず）が接続されている。また、内燃機関用スロットル制御装置は、スロットルバルブ１の弁開度（回転角度、バルブ角度）を電気信号（スロットル開度信号）に変換し、ＥＣＵへどれだけスロットルバルブ１が開いているかを出力する回転角度センサ（スロットルポジションセンサ）を有している。そして、本実施例のＥＣＵは、回転角度センサからのスロットル開度信号とアクセル開度センサからのアクセル開度信号との偏差がなくなるように駆動モータ３に対して比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）によるフィードバック制御を行うように構成されている。

ここで、回転角度センサは、スロットルバルブ１の回転角度（バルブ角度）に相当するスロットル開度（スロットルポジション）を検出するスロットル開度センサであって、スロットルシャフト２の一端部に一体的に取り付けられた磁界発生源と、この磁界発生源より発生する磁界に感応して起電力を発生する非接触式の磁気検出素子（図示せず）とを有している。なお、磁界発生源としては分割型の永久磁石（マグネット）１９が用いられている。また、マグネット１９およびこのマグネット１９によって磁化される分割型のヨーク（磁性体：図示せず）は、歯車減速装置の構成要素の１つであるバルブギヤ１７の内周面に接着剤等を用いて固定されている。また、磁気検出素子としてはホールＩＣまたはホール素子または磁気抵抗素子が用いられている。そして、磁気検出素子は、ヨークの内周面に対向して配置されるように、スロットルボデー４の外壁部に組み付けられるセンサカバー９のセンサ搭載部に保持固定されている。

ここで、スロットルバルブ１を開弁駆動または閉弁駆動する動力ユニットは、動力源である駆動モータ３と、この駆動モータ３の回転動力をスロットルシャフト２を介してスロットルバルブ１に伝達する動力伝達装置（歯車減速装置）とを含んで構成されている。そして、駆動モータ３は、センサカバー９内に埋設されたモータ用通電端子に一体的に接続されて、通電されるとモータシャフト（図示せず）が正転方向または逆転方向に回転する電動式のアクチュエータ（駆動源）である。この駆動モータ３は、フロントエンドフレームが締結ネジ等の締結具２０を用いて円筒状のモータハウジング７のモータ挿入口の周囲に締め付け固定されている。

歯車減速装置は、駆動モータ３の回転速度を所定の減速比となるように減速するもので、駆動モータ３のモータシャフトの外周に固定されたピニオンギヤ２１と、このピニオンギヤ２１と噛み合って回転する中間減速ギヤ２２と、この中間減速ギヤ２２と噛み合って回転するバルブギヤ１７とを有している。ピニオンギヤ２１は、金属材料により所定の形状に一体的に形成されて、駆動モータ３のモータシャフトと一体的に回転するモータギヤである。中間減速ギヤ２２は、樹脂材料により所定の形状に一体成形されて、回転中心を成す支持軸２３の外周に回転自在に嵌め合わされている。そして、中間減速ギヤ２２には、ピニオンギヤ２１に噛み合う大径ギヤ２４、およびバルブギヤ１７に噛み合う小径ギヤ２５が設けられている。

また、支持軸２３は、ギヤボックス８の底壁面に樹脂成形で一体的に形成されており、その先端部がセンサカバー９の内壁面に形成された凹状部に嵌め込まれている。バルブギヤ１７は、樹脂材料により所定の略円環形状に一体成形されて、そのバルブギヤ１７の外周面には、中間減速ギヤ２２の小径ギヤ２５と噛み合うギヤ部（歯部）２６が一体的に形成されている。なお、バルブギヤ１７の外周部、つまりギヤ部２６の周方向の片端面には、スロットルバルブ１が全閉位置まで閉じた際に、ギヤボックス８に一体的に形成された全閉ストッパ２７に係止される被係止部としての全閉ストッパ部２９が一体的に形成されている。

本実施例のスロットルボデー４は、例えば熱可塑性樹脂等の樹脂材料（耐熱性樹脂：例えばポリフェニレンサルファイド：ＰＰＳ、またはポリアミド樹脂：ＰＡ、またはポリプロピレン：ＰＰ、またはポリエーテルイミド：ＰＥＩ等）により所定の形状に一体的に形成されている。このように樹脂化されたスロットルボデー４は、円筒状のボア内管（ボア内径を形成する内径側円筒部）５と、このボア内管５の半径方向の外径側に、円筒状のボア外管（スロットルボデー４の外郭を形成する外径側円筒部）６とを配置した二重管構造のスロットルボデー４とされている。このスロットルボデー４は、ボア内管５のボア内径内（吸入空気通路内）にスロットルバルブ１を回転自在に保持する装置である。そして、スロットルボデー４は、エアクリーナ（図示せず）からエンジン吸気管（図示せず）を介して吸入空気を吸い込むための空気入口部（吸入空気通路）、およびエンジンのサージタンクまたはインテークマニホールドに吸入空気を流入させるための空気出口部（吸入空気通路）を有し、吸入空気の流れ方向（図示上端側から図示下端側に向かう方向）に渡って略同一の内径および外径となるように樹脂成形で一体的に形成されている。

ボア内管５は、内部にスロットルバルブ１を開閉自在に収容すると共に、エンジンの各気筒に吸入される吸入空気が中心軸線方向に流れる円形状の吸入空気通路３１が形成されている。そして、ボア内管５とボア外管６との間に形成される筒状空間（円筒状空間）が円環板状接続部３２で仕切られている。その円環板状接続部３２は、筒状空間の一部、つまり筒状空間のほぼ中央（スロットルバルブ１の全閉位置の近傍のスロットルシャフト２の軸心部の半径方向）でほぼ全周に渡って塞ぐようにボア内管５の外周部とボア外管６の内周部とを接続する円環状接続部（ボア内外管接続部）として機能する。そして、円環板状接続部３２よりも上流側の筒状空間は、エンジン吸気管の内周面を伝わって流入する水分を塞き止めるための塞き止め凹部（水分トラップ溝）３３とされている。また、円環板状接続部３２よりも下流側の筒状空間は、インテークマニホールドの内周面を伝わって流入する水分を塞き止めるための塞き止め凹部（水分トラップ溝）３４とされている。

ここで、本実施例の円環板状接続部３２は、図１（ｂ）に示したように、スロットルバルブ１を全閉位置に設定するバルブ全閉時にスロットルバルブ１の外径側端面（外径側端部）１１、１２が、ボア内管５のボア内径面に接触または接近する範囲を避けて設置されている。本実施例では、例えば塞き止め凹部３４よりも塞き止め凹部３３の方が内容積が大きくなるように、円環板状接続部３２をボア内管５の下流側端部（図示下端部）の外周部とボア外管６の下流側端部（図示下端部）の内周部とを接続するように配置している。なお、ボア内管５の外周部とボア外管６の内周部とを接続する円環板状接続部３２を、ボア外管６の外周部とモータハウジング７の外周部とを接続する直方体状接続部４２とボア外管６の外周部との接続箇所を避けて設置するようにしても良い。

また、ボア内管５およびボア外管６には、スロットルシャフト２の両端部の第１、第２軸受摺動部を回転自在に支持する略円筒形状の第１、第２バルブ軸受部１６が樹脂一体成形されている。そして、第１バルブ軸受部１６の開口側端部には、その第１バルブ軸受部１６の開口側を塞ぐためのプラグ（図示せず）が装着されている。なお、第２バルブ軸受部は、スロットルボデー４の外壁面、つまりギヤボックス８の底壁面から図示右方向に向かって突出するように一体的に形成されており、その外周部は、コイルスプリング１０のコイル内径側を保持するスプリング内周ガイド（図示せず）として機能する。

ボア外管６の外壁部には、内部に歯車減速装置を収容するためのギヤボックス８、および内部に駆動モータ３を収容固定するための円筒状のモータハウジング（アクチュエータのハウジング）７が樹脂成形によって一体的に形成されている。また、ボア外管６の中心軸線方向の他端側（図示下端側）の外周部には、エンジンのインテークマニホールドの結合端面に締結ボルト等の締結具（図示せず）を用いて結合される略円環状（鍔状）の取付ステー部３５が樹脂成形で一体的に形成されている。取付ステー部３５は、ボア外管６の図示下端部の外壁面から半径方向の外径側に突出するように設けられており、上記の締結ボルト等の締結具が挿通する丸穴形状の挿通孔３６が複数形成されている。さらに、取付ステー部３５の外周面には、複数個の挿通孔３６のうちの一部の挿通孔３６に連通するアンダーカット部（凹溝）３７が形成されている。

モータハウジング７は、内部に駆動モータ３を収容保持するモータ収容穴（図示せず）を有し、スロットルボデー４のボア外管６の側壁面に、スロットルボデー４の中心軸線方向に対して半径方向の外径側に直方体状接続部（接続リブ）４２を介して並列接続されている。また、モータハウジング７は、スロットルボデー４と同一の樹脂材料によって一体成形されており、歯車減速装置の各ギヤを回転自在に収容するための容器形状のギヤボックス８の図示左端面に接続されている。直方体状接続部４２は、ボア外管６の外周部とモータハウジング７の外周部とを接続するハウジング接続部として機能する。そして、モータハウジング７は、ギヤボックス８の図示左端面より図示左方向に延長された略円筒状の側壁部４３、およびこの側壁部４３の図示左側の開口側を閉塞する略円環形状の底壁部４４を有している。そして、モータハウジング７の側壁部４３の中心軸線方向は、スロットルシャフト２の軸方向（スロットルバルブ１の回転中心軸方向）に対して平行する方向となるように設定され、また、スロットルボデー４の中心軸線方向に対して略直交する方向に設定されている。

ギヤボックス８は、スロットルボデー４と同一の樹脂材料によって一体成形されており、内部に歯車減速装置を構成する各ギヤを回転自在に収容するギヤ室を形成する。また、ギヤボックス８の内壁面には、スロットルバルブ１の全閉方向の回転動作を、スロットルバルブ１の全閉位置にて規制するための全閉ストッパ２７が樹脂成形で一体的に形成されている。なお、ギヤボックス８の内壁面に、スロットルバルブ１の全開方向の回転動作を、スロットルバルブ１の全開位置にて規制するための全開ストッパを樹脂成形で一体的に形成しても良い。センサカバー９は、上述した回転角度センサのターミナル間や、駆動モータ３へのモータ用通電端子間を電気的に絶縁することが可能な熱可塑性樹脂等の樹脂材料によって所定の形状に形成されている。そして、センサカバー９は、ギヤボックス８の開口側に設けられた嵌合部に嵌め合わされる被嵌合部を有し、リベットやスクリュー（図示せず）もしくは熱かしめ等によってギヤボックス８の開口側端部に組み付けられている。なお、センサカバー９には、図示しないコネクタが接続される円筒形状のコネクタ受け部４５が樹脂一体成形されている。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の内燃機関用スロットル制御装置の作用を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。

運転者（ドライバー）がアクセルペダルを踏み込むと、アクセル開度センサよりアクセル開度信号がＥＣＵに入力される。そして、ＥＣＵによってスロットルバルブ１が所定の角度となるように駆動モータ３が通電されて、駆動モータ３のモータシャフトが回転する。そして、駆動モータ３のトルクが、ピニオンギヤ２１、中間減速ギヤ２２およびバルブギヤ１７に伝達される。これにより、バルブギヤ１７が、コイルスプリング１０の付勢力に抗してアクセルペダルの踏み込み量に対応した回転角度を回転する。したがって、バルブギヤ１７が回転するので、スロットルシャフト２がバルブギヤ１７と同じ回転角度を回転し、スロットルバルブ１が全閉位置より全開位置側へ開く方向（全開方向）に回転駆動される。この結果、スロットルボデー４のボア内管５内に形成された吸入空気通路３１が所定の角度だけ開かれるので、エンジンの回転速度がアクセルペダルの踏み込み量に対応した速度に変更される。

逆に、ドライバーがアクセルペダルから足を離すと、コイルスプリング１０の付勢力によりスロットルバルブ１、スロットルシャフト２、バルブギヤ１７およびアクセルペダル等が元の位置（アイドリング位置、スロットルバルブ１の全閉位置）まで戻される。なお、ドライバーがアクセルペダルを戻すと、アクセル開度センサよりアクセル開度信号（０％）が出力されるので、ＥＣＵによってスロットルバルブ１がバルブ全閉時の開度となるように駆動モータ３を通電して、駆動モータ３のモータシャフトを逆回転させるようにしても良い。この場合には、駆動モータ３によってスロットルバルブ１を全閉方向に回転駆動できる。このとき、バルブギヤ１７に設けられる全閉ストッパ部２９が全閉ストッパ２７に当接するまで、コイルスプリング１０の付勢力によりスロットルバルブ１が全開位置側より全閉位置側へ閉じる方向（全閉方向）に回転する。そして、全閉ストッパ２７によって、スロットルバルブ１の全閉方向のそれ以上の回転動作が規制されるので、スロットルボデー４のボア内管５内に形成された吸入空気通路３１内においてスロットルバルブ１が所定の全閉位置に保持される。これにより、エンジンへの吸入空気通路３１が全閉されて、エンジンの回転速度がアイドル回転速度となる。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の内燃機関用スロットル制御装置においては、図１（ａ）に示したように、バルブ全開時にスロットルバルブ１の外径側端面１１、１２が、二重管構造のスロットルボデー４のボア内管５の中心軸線方向の両端面（円環状端面１３、１４）のいずれからも突き出さないように、ボア内管５の吸入空気通路３１内にスロットルバルブ１を開閉自在に収容している。すなわち、バルブ全開時にスロットルバルブ１の外径側端面１１、１２を、ボア内管５の円環状端面１３、１４のいずれからも引っ込ませて設置することにより、スロットルバルブ１の回転動作の過程で、不連続な開口面積の増減が生じることを防止できる。これによって、スロットルバルブ１の回転角度の上昇に伴って吸入空気量が連続的に増加する所定のバルブ開度流量特性を得ることができる。

また、図１（ｂ）に示したように、二重管構造のスロットルボデー４のボア内管５の外周部とボア外管６の内周部とを接続する円環板状接続部３２を、バルブ全閉時にスロットルバルブ１の外径側端面（外径側端部）１１、１２が、ボア内管５のボア内径面に接触する範囲（図１（ｂ）において図示斜線部分）を避けて設置している。これにより、スロットルボデー４のボア外管６の成形収縮に伴う変形や、エンジンのインテークマニホールドの結合端面にボア外管６の取付ステー部３５を締結ボルト等の締結具を用いて締め付け固定する際に生じる歪みの影響が、ボア外管６から円環板状接続部３２を経てボア内管５に伝播し難くなる。なお、上記の円環板状接続部３２を、ボア外管６の外周部とモータハウジング７の外周部とを接続する直方体状接続部４２とボア外管６の外周部との接続箇所を避けて設置した場合には、モータハウジング７の成形収縮に伴う変形等の影響が、モータハウジング７から直方体状接続部４２、ボア外管６、円環板状接続部３２を経てボア内管５に伝播し難くなる。これによって、ボア内管５のボア内径寸法の精度への影響をなくすことができるので、バルブ全閉時におけるボア内管５のボア内径面とスロットルバルブ１の外径側端面（外径側端部）１１、１２との間の隙間寸法の高精度化を実現することができる。したがって、ボア内管５のボア内径の真円度を向上でき、アイドル運転時の吸入空気の漏れ量を減少できるので、バルブ全閉時の気密性能を確保することができる。

また、本実施例の内燃機関用スロットル制御装置においては、図１および図２に示したように、上記の円環板状接続部３２を、塞き止め凹部３４よりも塞き止め凹部３３の方が内容積が大きくなるように、ボア内管５の下流側端部（図示下端部）の外周部とボア外管６の下流側端部（図示下端部）の内周部とを接続するように配置している。これによって、エンジン吸気管の内周面を伝わってスロットルボデー４に到達した水分が塞き止め凹部３４で塞き止められ、スロットルバルブ１に到達することを防止できる。また、従来の技術と比べて塞き止め凹部３３内に塞き止められる水分の量が増加するので、塞き止め凹部３３内に塞き止めた水分がボア内管５の円環状端面１３を乗り越えてスロットルバルブ１に到達することを防止できる。したがって、スロットルバルブ１がボア内管５のボア内径面に凍結固着することを防止できると同時に、スロットルバルブ１およびスロットルボデー４を樹脂化することで、低コスト化および軽量化を図ることができる。

［変形例］
本実施例では、本発明を、駆動モータ（アクチュエータ）３の回転動力を、歯車減速装置等の動力伝達装置を経てスロットルシャフト２に伝達して、スロットルバルブ１の回転角度（バルブ開度）を運転者（ドライバー）のアクセル操作量に応じて制御する内燃機関用スロットル制御装置に適用した例を説明したが、本発明を、駆動モータ３を有しない内燃機関用スロットル装置に採用しても良い。この場合には、スロットルシャフト２の他端部に設けたバルブギヤ１７の代わりに、アクセルペダルにワイヤーケーブルを介して機械的に連結されるレバー部を設ける。このようにしても、運転者（ドライバー）のアクセル操作量をスロットルバルブ１に伝えることができる。

本実施例では、スロットルボデー４を、円筒状のボア外管６内に円筒状のボア内管５を配置し、且つボア内管５とボア外管６とを同心状に配置したが、ボア外管６の中心軸線に対してボア内管５の中心軸線を、スロットルボデー４の中心軸線方向に対して直交する半径方向の一方側（例えば天地方向の地側）に偏心させた二重管構造に形成しても良い。また、スロットルボデー４を、円筒状のボア外管６内に円筒状のボア内管５を配置し、且つボア外管６の中心軸線に対してボア内管５の中心軸線を、スロットルボデー４の中心軸線方向に対して直交する半径方向の他方側（例えば天地方向の天側）に偏心させた二重管構造に形成しても良い。また、スロットルバルブ１を樹脂材料または金属材料で製造して、スロットルシャフト２のバルブ保持部に形成されたバルブ挿入孔内に差し込み、スロットルシャフト２のバルブ保持部にスロットルバルブ１を締結ねじ等の締結具を用いて締め付け固定しても良い。

本実施例では、エンジン冷却水をスロットルボデー４に導入することなく、冬季等の寒冷時のスロットルバルブ１のアイシングを防止して部品点数を減少する目的で、スロットルバルブ１よりも上流側および下流側からスロットルボデー４内に流入する水分を塞き止めるための塞き止め凹部３３、３４を設けているが、少なくともスロットルバルブ１よりも上流側のエンジン吸気管の内周面を伝ってスロットルボデー４内に流入する水分を塞き止めるための塞き止め凹部３３のみを設けるようにしても良い。また、ボア外管６の外周部に、スロットルバルブ１を迂回するバイパス通路を設け、更に、そのバイパス通路内を流れる空気量を調整してエンジンのアイドル回転速度を制御するためのアイドル回転速度制御弁（ＩＳＣバルブ）を装着しても良い。

また、スロットルボデー４よりも吸入空気の流れ方向の上流側のエンジン吸気管に、ブローバイガス還元装置（ＰＣＶ）の出口孔または蒸散防止装置のパージ用チューブが取り付けられていても良い。この場合には、エンジン吸気管内に、ブローバイガスに含まれるエンジンオイルがエンジン吸気管の内壁面に堆積してデポジットとなっている可能性がある。このため、上記の塞き止め凹部３３に、エンジン吸気管の内壁面より伝ってくるオイルミストやデポジット等の異物を塞き止めることで、スロットルバルブ１およびスロットルシャフト２の動作不良を防止できる。

また、スロットルボデー４を樹脂一体成形する樹脂材料として、加熱されて溶融状態の樹脂材料（例えば熱可塑性樹脂よりなる溶融樹脂）に充填材（例えば低コストなガラス繊維、または炭素繊維、アラミド繊維、ボロン繊維等）を混合した樹脂系の複合材料（例えばガラス繊維３０％入りのポリブチレンテレフタレート：ＰＢＴＧ３０）を用いても良い。また、スロットルバルブ１を樹脂一体成形する樹脂材料として、加熱されて溶融状態の樹脂材料（例えば熱可塑性樹脂よりなる溶融樹脂）に充填材（例えば低コストなガラス繊維、または炭素繊維、アラミド繊維、ボロン繊維等）を混合した樹脂系の複合材料（例えばガラス繊維３０％入りのポリブチレンテレフタレート：ＰＢＴＧ３０）を用いても良い。

本実施例では、スロットルバルブ１およびスロットルシャフト２と一体的に回転動作することが可能なバルブギヤ（回転体）１７に設けた全閉ストッパ部２９が、スロットルボデー４に樹脂一体成形されたギヤボックス８に設けられた全閉ストッパ２７に係止されることで、スロットルバルブ１の全閉方向の回転動作を規制するようにしているが、スロットルバルブ１の円板状部の片端面または両端面が、スロットルボデー４のボア内管５のボア内径面に樹脂一体成形された全閉ストッパに係止されることで、スロットルバルブ１の全閉方向の回転動作を規制するようにしても良い。

本実施例では、スロットルバルブ１の回転角度が全開位置に相当するバルブ角度となったら駆動モータ３へのモータ駆動電流を制御することで、スロットルバルブ１の全開方向の回転動作を規制するようにしているが、スロットルバルブ１およびスロットルシャフト２と一体的に回転動作することが可能なバルブギヤ（回転体）１７に全開ストッパ部を設けて、その全開ストッパ部がギヤボックス８に設けられた全開ストッパに係止されることで、スロットルバルブ１の全開方向の回転動作を規制するようにしても良い。また、スロットルバルブ１の円板状部の片端面または両端面が、スロットルボデー４のボア内管５のボア内径面に樹脂一体成形された全開ストッパに係止されることで、スロットルバルブ１の全開方向の回転動作を規制するようにしても良い。

（ａ）、（ｂ）は二重管構造のスロットルボデーの概略構造を示した説明図である（実施例１）。 内燃機関用スロットル制御装置の全体構造を示した斜視図である（実施例１）。 スロットルバルブを開弁駆動または閉弁駆動する動力ユニットを示した正面図である（実施例１）。 内燃機関用スロットル制御装置の全体構造を示した斜視図である（従来の技術）。 スロットルバルブを開閉自在に収容した二重管構造のスロットルボデーを示した斜視図である（従来の技術）。 二重管接続構造を示した斜視図である（従来の技術）。 （ａ）、（ｂ）は二重管構造のスロットルボデーの概略構造を示した説明図である（従来の技術）。

符号の説明

１ スロットルバルブ（円板状部、バタフライバルブ）
２ スロットルシャフト（回転軸）
３ 駆動モータ（アクチュエータ）
４ スロットルボデー
５ ボア内管
６ ボア外管
７ モータハウジング（アクチュエータのハウジング）
８ ギヤボックス
９ センサカバー
１１ スロットルバルブの外径側端面（外径側端部）
１２ スロットルバルブの外径側端面（外径側端部）
１３ ボア内管の中心軸線方向の両端面（円環状端面）
１４ ボア内管の中心軸線方向の両端面（円環状端面）
１５ スロットルバルブの円筒状部
３２ 円環板状接続部（ボア内外管接続部）
４２ 直方体状接続部（ハウジング接続部）

Claims (7)

1. （ａ）内燃機関の気筒に向かう吸入空気量を調節するスロットルバルブと、
   （ｂ）このスロットルバルブを開閉自在に収容するボア内管、およびこのボア内管の半径方向の外径側に、前記ボア内管との間に環状空間を形成するためのボア外管を配置した二重管構造のスロットルボデーと
   を備えた内燃機関用スロットル制御装置において、
   前記スロットルボデーは、樹脂化されており、前記ボア内管の外周部と前記ボア外管の内周部とを接続するボア内外管接続部を有し、
   前記ボア内外管接続部は、前記スロットルバルブを吸入空気量が最小となる全閉位置に設定するバルブ全閉時に前記スロットルバルブが、前記ボア内管のボア内径面に接触または接近する範囲を避けて設置されていることを特徴とする内燃機関用スロットル制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関用スロットル制御装置において、
   前記スロットルバルブの回転角度を変更するアクチュエータを備え、
   前記スロットルボデーは、内部に前記アクチュエータを収容するハウジング、および前記ボア外管の外周部と前記ハウジングの外周部とを接続するハウジング接続部を有し、
   前記ボア内外管接続部は、前記ハウジング接続部と前記ボア外管の外周部との接続箇所を避けて設置されていることを特徴とする内燃機関用スロットル制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関用スロットル制御装置において、
   前記スロットルバルブは、前記スロットルバルブを吸入空気量が最大となる全開位置に設定するバルブ全開時に、前記ボア内管の中心軸線方向の両端面のいずれからも突き出さないように設置されていることを特徴とする内燃機関用スロットル制御装置。
4. （ａ）内燃機関の気筒に向かう吸入空気量を調節するスロットルバルブと、
   （ｂ）このスロットルバルブを開閉自在に収容するボア内管、およびこのボア内管の半径方向の外径側に、前記ボア内管との間に環状空間を形成するためのボア外管を配置した二重管構造のスロットルボデーと
   を備えた内燃機関用スロットル制御装置において、
   前記スロットルバルブは、前記スロットルバルブを吸入空気量が最大となる全開位置に設定するバルブ全開時に、前記ボア内管の中心軸線方向の両端面のいずれからも突き出さないように設置されていることを特徴とする内燃機関用スロットル制御装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の内燃機関用スロットル制御装置において、
   前記ボア内管の中心軸線方向の管長さ寸法よりも前記スロットルバルブの直径方向の外径寸法を短く設定したことを特徴とする内燃機関用スロットル制御装置。
6. 請求項３ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の内燃機関用スロットル制御装置において、
   前記スロットルバルブの回転中心軸線が、前記ボア内管の中心軸線方向の管長さ寸法を２分する、前記ボア内管の略中間点を通るように、前記スロットルバルブを前記ボア内管内に設置したことを特徴とする内燃機関用スロットル制御装置。
7. 請求項３ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の内燃機関用スロットル制御装置において、
   前記スロットルバルブは、前記ボア内管の中心軸線方向に対して略直交する方向に回転中心軸線を有し、
   吸入空気量が最小となる全閉位置から吸入空気量が最大となる全開位置まで回転角度が変更されるバタフライバルブであることを特徴とする内燃機関用スロットル制御装置。
   

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