电控节气门装置的制作方法

1.本发明涉及一种电控节气门装置。


背景技术：

2.在日本特开2013-155650号公报中，已知有在电子控制节气门阀体的电动机内安装电感器的结构。具体而言，将从与齿轮罩连接的电动机的一对端子到与电动机的电刷连接的一对端子的导电通路的中途截断而使其露出，在该截断的各导电通路的一对端部上分别连接有两个电感器各自的一端部和另一端部。
3.电感器通过电感使每单位时间的电流变动钝化而降低辐射噪声，但也有抑制在开关时产生高频噪声的目的。因此，电感器以能够安装在电动机内部的尺寸来选定。现有技术文献专利文献
4.专利文献1:日本特开2013-155650号公报。


技术实现要素：

发明要解决的问题
5.但是，最近有阀装置自身小型化的要求，电动机也随之而小型化，电动机内的可搭载空间变小，产生不能搭载足够电容的电感器的问题。
6.本发明的目的在于提供一种能够在使电动机小型化的同时改善电动机噪声的降低的电控节气门装置。解决问题的技术手段
7.为了达成上述目的，本发明具备：阀体，其具有节气门阀；带电刷的电动机，其驱动所述节气门阀；托架，其将所述电动机安装在所述阀体上；软辫线，其与所述电刷电连接，并且设置在所述电动机一侧的所述托架的表面上；以及滤波电路，其与所述软辫线电连接，降低所述电动机的噪声，所述滤波电路设置在所述电动机的相反侧的所述托架的表面上。发明的效果
8.根据本发明，能够在使电动机小型化的同时改善电动机噪声的降低。上述以外的课题、结构及效果通过以下的实施方式的说明而明确。
附图说明
9.图1是在汽油发动机车中使用的电动机驱动式电控节气门装置的分解立体图。图2是用于电控节气门装置的电动机的立体图。图3是用于电控节气门装置的电动机的分解立体图。图4是用于电控节气门装置的电动机的刷握的从正面观察的俯视图。图5是用于电控节气门装置的电动机的刷握的从背面观察的俯视图。图6是用于汽油发动机车的电动机驱动式的电控节气门装置的剖视图。
图7是将用于汽油发动机车的电动机驱动式的电控节气门装置的齿轮罩拆下后的俯视图。图8是用于汽油发动机车的电动机驱动式的电控节气门装置的外观立体图。
具体实施方式
10.以下根据附图说明本发明的实施例。
11.本实施例涉及调节内燃机内的流体的流量的阀体、电子控制节气门阀体、电动机驱动式节气门阀体以及阀装置。特别是本实施例涉及将dc电动机(直流电动机)作为致动器，用矩形波脉冲信号即pwm(pulse width modulator)信号驱动该dc电动机的电动机驱动式阀装置，该阀装置具有降低辐射噪声的电感器。
12.例如，本实施例的电动机驱动式阀装置是电控节气门装置，其安装在内燃机的进气通路上，用于通过可变控制进气通路的截面积，在汽油发动机车中调整吸入气缸内的空气量、在柴油发动机中控制进气管内的压力。
13.另外，在汽油发动机车中，电控节气门装置既可用于将燃料直接喷射到气缸内的所谓缸内直接燃料喷射型的发动机，也可用于将燃料喷射到进气管内的所谓进气道喷射型的发动机。
14.本实施例的目的与本发明的目的部分重复，其目的在于例如在作为阀装置的电控节气门装置的有限空间内增加电感值。
15.(实施例)根据图1～图6说明本实施例的电控节气门装置的结构。
16.如图1所示，电控节气门装置通过由pwm控制来控制旋转的dc电动机(以下称为电动机20)驱动节气门阀(以下称为节气门阀2)来控制吸入空气量，节气门阀2设置在向发动机供给空气的进气通路1上。电动机20安装在与节气门阀体5一体形成的电动机壳体20a上。
17.如图6所示，将电动机20的旋转力传递到节气门阀2的旋转轴(以下称为节气门轴3)的减速齿轮机构(由22、23a、23b、13构成)配置在节气门阀体5的一侧面，覆盖减速齿轮机构(由22、23a、23b、13构成)的罩26固定在节气门阀体5上。在罩26上设有树脂连接器部，该树脂连接器部形成有用于向电动机20供给电力的正负电端子(未图示)。
18.在保持电动机20的电刷20br(图5)的刷握20bh(图3)的树脂部上一体成型有电感器支架31h(图4)。
19.如图4所示，电感器支架31h设置在电动机外连接端子20mt1和电动机内连接端子20mt2之间，该电动机外连接端子20mt1与配置在罩26上的端子连接，该电动机内连接端子20mt2与用于与电动机电刷20br连接的、配置在电动机20内的软辫线20pg(图5)连接。
20.在本实施例中，电控节气门装置具备：具有节气门阀2的节气门阀体5(阀体)；驱动节气门阀2的带电刷的电动机20；将电动机20安装在节气门阀体5上的托架20f；与电动机电刷20br(电刷)电连接、并且设置在电动机20一侧的托架20f的表面上的软辫线20pg；以及与软辫线20pg电连接并降低电动机的噪声的滤波电路(电感器31、电容器32、电阻33)。滤波电路设置在托架的与电动机20相反的一侧上。由此，能够将大的电感器31设置在电动机20的外部。其结果，能够增大电感器31的电容。
21.电感器31通过粘接剂固定在电感器支架31h上。
22.电阻33和电容器32也与连接有电感器31的电动机内连接端子20mt2连接，经由电动机托架20f接地，由此与电感器31一起发挥降低噪声的效果。
23.在此，关于电容器32的连接位置，和相对于电动机(软辫线20pg)与位于电感器31后方的电动机外连接端子20mt1连接相比，与位于电感器31前方的电动机内连接端子20mt2连接时，有噪声的布线的长度变短，因此噪声降低效果高。
24.此时，电阻33及电容器32的搭载位置既可以是电动机托架20f的电动机一侧(图5所示的表面一侧)，也可以是其相反侧(图4所示的表面一侧)。
25.换句话说，在本实施例中，如图4所示，滤波电路包括电连接到软辫线20pg的电容器32和电连接到软辫线20pg的电阻33。电容器32和电阻33设置在电动机20一侧的托架20f的表面上，但电容器32和电阻33也可以设置在电动机20的相反侧的托架20f的表面上。
26.如图5所示，在刷握20bh上配置有弹簧支架20sh，保持在弹簧支架20sh上的电动机弹簧20bs将电动机电刷20br向电动机轴20s方向(图3)推压。另外,在刷握20bh上配置有用于保持软辫线20pg的软辫线压板20ph来保持软辫线20pg，该软辫线20pg用于连接电动机内连接端子20mt2和电动机电刷20br。由于软辫线20pg需要随着电动机电刷20br的磨损而移动,所以软辫线20pg以长度具有余量的状态被保持。
27.如图3所示，在刷握20bh上保持有滚珠轴承20bb，支承电动机轴20s的一端。在该电动机轴20s上固定有换向器20c和电枢20am。
28.刷握20bh固定在筒状磁轭20y上,在筒状磁轭20y的保持刷握20bh的一侧的相反侧保持有平面轴承20pb,保持电动机轴20s的另一端。
29.另外，在筒状磁轭20y上通过磁铁撑条20h保持有磁铁20m。
30.接着，参照图1～图8具体说明将上述电动机应用于汽油发动机用的电控节气门装置的例子。以下，对电控节气门装置的结构进行详细说明。
31.如图6所示，在铝压铸件制的节气门阀组件(节气门阀体5)上一起成型有进气通路1(以下称为孔部1a)和用于收纳电动机20的电动机壳体20a。
32.在节气门阀体5上沿着孔部1a的一个直径线配置金属制的旋转轴(以下称为节气门轴3)。节气门轴3的两端由作为轴承8和9的滚针轴承旋转支承。轴承8和9被压入固定在设置于节气门阀体5上的轴承衬套部6和7中。
33.另外，轴承9在压入节气门轴3后被压入节气门阀体5。然后，通过被压入节气门阀体5的盖10按压，限制节气门轴3的轴向的可动量。这样，节气门轴3能旋转地被支承于节气门阀体5。
34.在节气门轴3上，由金属材料制的圆板构成的节气门阀(以下称为节气门阀2)插入在节气门轴3上设置的狭缝中，用螺钉4固定在节气门轴3上。这样，当节气门轴3旋转时，节气门阀2旋转，结果进气通路1的截面积变化，控制向发动机的吸入空气流量。
35.如图6及图7所示，电动机壳体20a与节气门轴3大致平行地形成，由刷式直流电动机构成的电动机20插入电动机壳体20a内，通过用螺钉21螺纹固定电动机托架20f(图7)的凸缘部而被固定在节气门阀体5的侧壁上。另外，如图6所示，在电动机20的端部配设有波形垫圈25来保持电动机20。
36.如图6所示，轴承衬套部6及7的开口由轴承8及盖10密封，构成轴密封部，保持气密。另外，轴承衬套部7侧的盖10防止节气门轴3的端部及轴承9露出。由此，防止来自轴承8
及9的空气的泄漏、或者轴承8及9的润滑用的润滑脂向外部空气中、后述的传感器室泄漏。
37.在电动机20的旋转轴端部固定有齿数最少的金属制的齿轮22。在设有该齿轮22的一侧的节气门阀体侧面部集中配置有用于旋转驱动节气门轴3的减速齿轮机构和弹簧机构。而且，这些机构部由固定在节气门阀体5的侧面部上的树脂材料制的罩(以下称为齿轮罩)26覆盖。
38.如图6所示，在齿轮罩26侧的节气门轴3的端部固定有节气门齿轮11。节气门齿轮11由金属板12和在该金属板12上树脂成形的树脂材料制齿轮部13构成。在金属板12上通过树脂成型而模制成型有树脂材料制齿轮部13。
39.金属板12在中央具有孔。将节气门轴3的顶端插入金属板12的孔中，将螺母17与螺纹部螺合，由此将金属板12固定在节气门轴3上。金属板12及成型于其上的树脂材料制齿轮部13与节气门轴3一体旋转。
40.在节气门齿轮11的背面和默认杆16之间夹持有由螺旋弹簧形成的默认弹簧15。另外，在默认杆16的背面和节气门阀体5的侧面之间夹持有由螺旋弹簧形成的复位弹簧14。通过在打开方向和关闭方向上拉动这两根弹簧14和15，形成在电动机20的通电为off时将节气门阀2的开度调节到规定的开度(以下称为默认开度)的默认机构。
41.由于本实施例涉及汽油的节气门阀控制装置，所以节气门阀2的初始位置，即在电动机20的电源被切断时，节气门阀2的作为初始位置而被赋予的开度位置是默认开度。因此，在节气门阀2打开大于默认开度的情况下，通过复位弹簧14施加朝向默认开度的关闭方向的载荷，在节气门阀2关闭大于默认开度的情况下，通过默认弹簧15施加朝向默认开度的打开方向的载荷。
42.在安装于电动机20的旋转轴的齿轮22和固定于节气门轴3的节气门齿轮11之间，啮合有中间齿轮23(图7)，该中间齿轮23由被压入并固定于节气门阀体5的侧面的金属材料制的齿轮轴24可旋转地支承。如图6所示,中间齿轮23由与齿轮22啮合的大径齿轮23a和与节气门齿轮11啮合的小径齿轮23b构成。两齿轮23a及23b通过树脂成型而一体成型。这些齿轮22、23a、23b、11构成两级减速齿轮机构。因此，电动机20的旋转通过该减速齿轮机构传递到节气门轴3。
43.在此,为了防止与齿轮23a干涉,电感器31搭载在相对于电动机轴20s与齿轮23a相反一侧的位置。此时,电动机20内部的软辫线20pg中的至少一个相对于电动机轴20s配置在齿轮23a的相反侧,因此电感器31和软辫线20pg配置在夹着托架20f重叠的位置。
44.换言之，滤波电路配置成在电动机20的轴向上隔着托架20f与软辫线20pg重叠。具体而言,滤波电路包括与软辫线20pg电连接的电感器31,电感器31配置成在电动机20的轴向上隔着托架20f与软辫线20pg重叠。
45.电控节气门装置具备：安装在电动机20的轴的一端的齿轮22(第一齿轮)；安装在节气门阀2的节气门轴3；安装在节气门轴3的一端的节气门齿轮11(第二齿轮)；以及将齿轮22(第一齿轮)的旋转向节气门齿轮11(第二齿轮)传递的齿轮23(第三齿轮)。电感器31隔着电动机20的轴位于齿轮23(第三齿轮)的相反侧。由于电感器31远离齿轮23，所以能够不与齿轮23干涉地使电感器31大型化。
46.这些减速机构和弹簧机构由树脂材料制的齿轮罩26覆盖。在齿轮罩26的开口端侧周缘形成有插入密封构件30的槽，在将密封构件30安装在该槽中的状态下，若将齿轮罩26
覆盖在节气门阀体5上，则密封构件30与形成在节气门阀体5的侧面的齿轮收纳室的周围的框架的端面紧贴而将齿轮收纳室内遮蔽以避免其与外部气体接触。如图8所示，在该状态下，用六个夹子27将齿轮罩26固定在节气门阀体5上。
47.下面，具体说明在这样构成的减速齿轮机构和覆盖该减速齿轮机构的齿轮罩26之间形成的旋转角度检测装置即节气门传感器。
48.如图6所示，树脂支架19隔着嵌入物29通过压入而被固定在节气门轴3的齿轮罩侧的端部。通过冲压加工形成的导电体18(图7)通过一体成型而安装在树脂支架19的顶端的平面部。因此，当电动机20旋转而节气门阀2旋转时，导电体18也一体地旋转。
49.tps基板28(图6)在面对导电体18的位置被固定在齿轮罩26上。配置在tps基板28上的asic检测导电体18的角度，由此检测节气门阀2的开度，作为传感器输出提供给ecu。
50.配设在节气门阀体5上的5p1～5p3是齿轮罩26的定位用的壁，通过齿轮罩26的定位突起卡止在该三个部位的壁上，能够对tps基板28和旋转侧的导电体18进行定位，输出所要求的允许范围内的信号。全开挡块11a以机械方式决定节气门齿轮11的全开位置，由一体形成在节气门阀体的侧壁上的突起构成。
51.节气门齿轮11的缺口终端部抵接到该突起，使得节气门轴3不能超过全开位置而旋转。
52.全闭止挡件11b限制节气门轴3的全闭位置,节气门齿轮11的相反侧的终端在全闭位置与全闭止挡件11b碰撞,阻止节气门轴3旋转至全闭位置以上。
53.通过对这样形成的节气门阀控制装置采用本发明的电感器搭载构造，能够得到放射噪声少的节气门阀控制装置。
54.如上所述，根据本实施例，能够在使电动机20小型化的同时改善电动机噪声的降低。
55.另外，本发明不限于上述实施例，还包括各种变形例。例如，上述实施例是为了容易理解地说明本发明而详细说明的例子，并不一定限定于具备所说明的全部结构。另外，可以将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外，也可以在某个实施例的结构中增加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，可以进行其他结构的追加、删除、置换。
56.另外，本发明的实施例也可以是以下的方式。
57.(1).一种电控节气门装置，具备：具有节气门的阀体；带电刷的电动机；与所述电动机接触且与所述阀体连接的托架；用于抑制从所述电动机传递的噪声的电路元件，所述托架具有与所述电刷连接且设置在配置有所述电动机的一侧的软辫线部，从所述电动机的旋转轴的轴方向观察时，所述电路元件以所述软辫线部为界设置在配置有所述电动机的一侧的相反侧且配置在与该所述软辫线部重叠的位置。
58.(2).根据(1)所述的电控节气门装置,其中,所述电路元件搭载有电感器、电容器以及电阻。
59.(3).根据(2)所述的电控节气门装置,其中,与软辫线重叠的电路元件是电感器。
60.(4).根据(3)所述的电控节气门装置,其中,电容器和电阻配置成比电感器更靠近电枢线圈侧。
61.(5).根据(4)所述的电控节气门装置,其中,电容器和电阻设置在电动机托架的与
电枢线圈相反的一侧。
62.(6).根据(4)所述的电控节气门装置,其中,电容器和电阻设置在电动机托架的电枢线圈侧。
63.这样，不是在电动机的内部搭载电感器，而是在用于将电动机固定在阀装置上的托架的与电动机的线圈相反的一侧、即电动机的外部搭载电感器。
64.根据(1)-(6)，由于能够确保比电动机内部宽的空间，所以能够设置电感更大的电感器，能够搭载足以降低电动机的辐射噪声的电感器。符号说明
65.1a
…
孔部、1b
…
孔部、2
…
节气门、3
…
节气门轴，4
…
螺钉、5
…
节气门阀体、5p1
…
壁、5p2
…
壁、5p3
…
壁、5s
…
嵌合部、6
…
轴承衬套部、7
…
轴承衬套部、8
…
轴承、9
…
轴承、10
…
盖11
…
节气门齿轮、11g
…
槽部、11w
…
窗部、11b
…
全闭止挡件、12
…
金属板、13
…
树脂材料制齿轮部、14
…
复位弹簧、15
…
默认弹簧、16
…
默认杆、17
…
螺母、17p
…
突出部、18
…
导电体，19
…
树脂支架、20
…
电动机、20a
…
电动机壳体、20f
…
托架、21
…
螺钉、22
…
齿轮、23
…
中间齿轮、23a
…
大径齿轮、23b
…
小径齿轮、24
…
齿轮轴、25
…
波形垫圈、26
…
齿轮罩、27
…
夹子、28
…
tps基板、29
…
嵌入物、30
…
密封构件、20br
…
电动机电刷、20bh
……
刷握、31
…
电感器、32
…
电容器、33
…
电阻、20mt1
…
电动机外连接端子、20mt2
…
电动机内连接端子、20sh
…
弹簧支架、20s
…
电动机轴、20bb
…
滚珠轴承、20pb
…
平面轴承、20am
…
电枢、20c
…
换向器、20y
…
筒状磁轭、20h
…
磁铁撑条、20m
…
磁铁、20pg
…
软辫线、20ph
……
软辫线压板。