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KR920000991B1 - 드로틀 작동기 - Google Patents

드로틀 작동기 Download PDF

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KR920000991B1
KR920000991B1 KR1019880012235A KR880012235A KR920000991B1 KR 920000991 B1 KR920000991 B1 KR 920000991B1 KR 1019880012235 A KR1019880012235 A KR 1019880012235A KR 880012235 A KR880012235 A KR 880012235A KR 920000991 B1 KR920000991 B1 KR 920000991B1
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KR
South Korea
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motor
gear
housing
throttle valve
spline
Prior art date
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KR1019880012235A
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KR890005376A (ko
Inventor
야스야 가지와라
Original Assignee
미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤
시끼 모리야
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Publication date
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Priority claimed from JP26845287A external-priority patent/JPH01110843A/ja
Priority claimed from JP30819787A external-priority patent/JPH0654146B2/ja
Application filed by 미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤, 시끼 모리야 filed Critical 미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤
Publication of KR890005376A publication Critical patent/KR890005376A/ko
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Abstract

내용 없음.

Description

드로틀 작동기
제1도는 본 발명에 따른 드로틀 작동기의 구성도.
제2도는 드로틀 작동기를 드로틀 밸브 장치에 설치한 전체 구성도.
제3a도 및 제3b도는 스플라인 치차 장치의 다른 실시예의 각각의 사시도와 단면도.
제4도와 제5도는 스플라인 치차 장치의 다른 실시예의 각각의 사시도.
제6도는 종래의 드로틀 작동기의 구성도.
제7도는 본 발명에 따른 드로틀 작동기의 다른 실시예의 구성도.
제8도는 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 드로틀 작동기의 단면도.
제9도는 제8도의 II-II선을 따라 취한단면도.
제10도는 드로틀 작동기를 엔진에 장착한 구성도.
제11도 및 제12도는 드럼과 링의 관계를 도시한 다른 실시예의 각각의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
15, 115 : 제1스플라인 치차 15a : 홈
15b : 슬롯 15c : 핀
16 : 래크 18, 118 : 제2스플라인 치차
18a : 핀 18b : 홈
19 : 출력축 20 : 드로틀 밸브
21, 121 : 하우징 22 : 스프링
27 : 가속와이어 28 : 가속페달
122 : 모터 123 : 나사치차
125 : 가속와이어 209 : 가속페달
216 : 드로틀 밸브 221 : 출력축
222 : 하우징 224 : 드럼
225 : 나선홈 226 : 링
227 : 핀 228 : 프레임
229 : 구동장치 231 : 다이어프램
234 : 자재이음 235 : 리드
239 : 치차 240 : 모터
본 발명은 자동차의 엔진출력을 제어하는 드로틀 작동기에 관한 것이다.
제6도는 예를들어 일본국 특허공개 소61-215436호 공보에 기재된 종래의 드로틀 작동기의 구성도를 도시하며, 이 도면에 있어서, 1은 작동기의 차동 치차, 2, 3은 서로 대향하는 치차, 4는 한쪽 치차(2)와 맞물리는 치차로서 모터(5)에 의해 회전구동한다. 6은 다른 치차(3)와 맞물리는 치차로서 풀리(7)에 감긴 와이어(8)를 거쳐 가속페달(9)과 접속되어 있다. 10, 11은 상기 치차(2, 3)와 상호 맞물리는 치차이며, 이 치차(10, 11)에 결합한 치차축(12)은 드로틀 밸브(13)를 구동하는 치차(14)와 맞물려 있다.
상기와 같이 구성된 드로틀 작동기의 동작은 가속페달(9)을 밟으면 와이어(8)를 거쳐 치차(6)가 회전하고, 그리고 치차(3)에 회전이 전달된다. 모터(5)가 정지하고 있으면 치차(3)의 회전은 치차(10, 11)를 거쳐 치차축(12)에 전달되고 그리고 치차(14)를 거쳐 드로틀 밸브(13)가 개폐된다. 한편, 모터(5)가 회전하면 치차(4)를 거쳐 치차(2)에 전달되고, 치차(10, 11)로부터 치차축(12) 및 치차(14)를 거쳐 드로틀밸브(13)가 개폐된다. 따라서 모터(5)와 가속페달(9)을 동시에 조작함으로써 치차축(12)에 전달되는 구동력은 쌍방의 합 또는 차가 된다.
종래의 드로틀 작동기는 이상과 같이 구성되어 있으므로 모터(5)로부터의 구동력과 가속페달(9)로부터의 구동력이 치차(10, 11)에 병렬로 가해지므로, 예를들면 모터(5)가 회전하면 그 반력이 가속페달(9)에 걸린다. 따라서 운전자가 가속페달(9)에 발을 얹으면 모터(5)의 회전에 의해 가속페달의 답입력이 변화되는 것이 느껴지고, 운전감이 나빠진다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로, 모터 및 가속페달의 반력이 서로 간섭하는 일이 없는 드로틀 작동기를 얻는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 모터 및 가속페달의 반력이 서로 간섭하는 일이 없고, 또 모터고장의 경우에는 신속히 모터에 의한 구동을 차단하고 비상안전작동을 행할 수 있는 드로틀 작동기를 얻는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 모터 및 가속페달의 반력이 간섭하는 일이 없고, 드로틀 밸브가 본체에 몰려드는 것을 방지하게 한 드로틀 작동기를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 드로틀 작동기는 슬라이드 동작하는 스플라인 치차와, 이 스플라인 치차와 맞물려 회전 동작하고 드로틀 밸브와 결합한 스플라인 치차를 구비하고, 양 스플라인 치차는 각각 모터 및 가속페달로 구동할 수 있게 한 것이다.
또한 본 발명에 관한 드로틀 작동기는 슬라이드 동작하는 제1스플라인 치차와, 이 스플라인 치차와 맞물려 회전 동작하는 제2스플라인 치차를 하우징에 설치하고, 제1스플라인 치차는 클러치 부착 모터로 구동되고, 모터 차단시 원위치로 복귀하는 복귀기구를 구비하고 제2스플라인 치차는 가속페달로 하우징과 함께 회전하게 한 것이다.
또한 본 발명에 관한 드로틀 작동기는 가속페달과 연동하는 진퇴가능한 공기압식 구동장치를 자재 이음을 거쳐 프레임에 연결하고, 이 프레임은 하우징에 지지한 출력축의 드럼을 회전하여 드로틀 밸브를 개폐 가능하게 하고, 하우징은 모터의 구동에 의해 출력축과 함께 회전하여 드로틀 밸브를 개폐 가능하게 한 것이다.
본 발명에 있어서는 모터의 구동력에 의해 제1스플라인 치차의 슬라이드 동작에 의해 제2스플라인 치차를 회전시켜 드로틀 밸브의 개폐 동작이 행해지고, 가속페달의 답입에 의해 제2스플라인 치차를 하우징과 함께 회전시켜서 드로틀 밸브의 개폐 동작을 행하게 할 수 있고, 양 스플라인 치차의 회전에 대한 반력은 생기는 일이 없다. 또, 모터에 고장이 생긴때는 클러치에 의해 절리되고 제1스플라인 치차를 복귀기구에 의해 원위치로 복귀하고, 가속페달 조작으로 하우징과 함께 제2스플라인 치차를 회전하여 드로틀 밸브의 개폐를 행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서는 가속페달의 답입력이 공기압식 구동장치를 진퇴시키면 직선운동하는 프레임과 계합한 드럼을 회전운동하여 출력축을 거쳐 드로틀 밸브를 개폐한다. 한편, 모터의 회전구동력은 치차를 거쳐서 출력축과 함께 하우징을 회전운동하고 드로틀 밸브를 개폐한다. 이에 의해 가속페달과 모터에 의한 구동력은 쌍방에 반력이 미치지 않는다.
이하, 본 발명의 일실시예를 도면에 대해 설명한다. 제1도는 본 발명에 따른 드로틀 작동기의 구성도, 제2도는 드로틀 작동기를 드로틀 밸브장치에 설치한 전체 구성도이다. 도면에 있어서, 15는 일측면에 래크(16)를 형성한 제1스플라인 치차로서, 이 스플라인 치차(15)는 가이드(17)에 따라 후술하는 제2스플라인 치차(18)의 축방향으로 슬라이드 동작한다. 제2스플라인 치차(18)는 제1스플라인 치차(15)와 맞물려서 회전동작하고, 이 제2스플라인 치차(18)의 출력축(19)이 제2도에 도시한 바와 같이 드로틀 밸브(20)에 결합되어 있다. 제2스플라인 치차(18)는 하우징(21)에 지지되고, 제1스플라인 치차(15)와 함께 하우징(21) 내에 수용되어 있다. 22는 제1스플라인 치차(15)를 슬라이드 방향(전후방향)으로 서로 같은 스프링력으로 맞당기고 있는 복귀 기구인 스프링이다. 23은 모터로서 클러치(24)를 거쳐 설치한 피니온(25)이 제1스플라인 치차(18)의 래크(16)에 맞물려 있다. 26은 제2스플라인 치차(18)와 동축적으로 하우징(21)에 설치한 풀리이며, 이 풀리(26)에 걸어놓은 가속와이어(27)가 제2도에 도시한 바와 같이 가속페달(28)에 접속되어 있다. 또, 제2도에 있어서, 29는 가속페달(28)의 답입을 푼때 풀리(26)를 복귀시키기 위한 복귀 스프링이다.
다음에 동작에 대해 설명한다. 가속페달(28)을 답입하면 가속와이어(27)를 거쳐 풀리(26)와 함께 하우징(21)이 회전하고, 이에 수반하여 제2스플라인 치차(18)가 회전하여 출력축(19)을 거쳐 드로틀 밸브(20)가 개폐한다. 한편, 모터(23)를 구동하면 그 구동력은 피니온(25) 및 래크(16)를 거쳐 제1스플라인 치차(15)를 슬라이드 동작하면 이에 맞물리는 제2스플라인 치차(18)가 회전하고, 출력축(19)을 거쳐 드로틀 밸브(20)를 개폐한다. 즉, 본 발명에 따른 작동기는 가속와이어(27)와 모터(23)에 의한 구동은 합성되어 출력축(19)으로 출력되므로 모터(23)가 정회전일때는 와이어(27)에 의한 회전과 모터(23)에 의한 회전이 가해지므로 드로틀 밸브(20)의 개폐속도가 빨라지는 동시에 최종 개방도도 커진다. 반대로 와이어(27)와 모터(23)의 회전이 역회전인 경우 드로틀 밸브(20)의 개폐속도는 늦어지는 동시에 최종 개도도 작아진다. 또, 모터(23)의 구동력은 제1스플라인 치차(15)를 슬라이드 시키는 동시에 제2스플라인 치차(18)를 회전시키는 힘으로 변환하므로 하우징(21)을 회전시키는 힘은 작용하지 않고, 따라서 와이어(27)와 모터(23)의 힘은 간섭하는 일이 없다.
만일 모터(23)가 고장난때는 클러치(24)를 조작하여 모터(23)와 피니온(25)을 차단하면 제1스플라인 치차(15)는 스프링(22)의 맞당김에 의해 원위치로 복귀되고, 그후는 가속페달(28)에 의한 조작만으로 드로틀 밸브(20)를 개폐하게 한다.
상기 실시예에서는 제1스플라인 치차(15)를 슬라이드 동작하는 구성으로서 래크(16)와 피니온(25)으로 행하였으나, 그밖에 유압이나 공기압의 피스톤을 이용하거나 전자 솔레노이드에 의해 슬라이드 동작시켜도 좋다.
또, 스플라인 치차의 슬라이드 동작을 회전동작으로 변환하는 구성으로서, 예를들면 제3a도 및 제3b도에 도시한 바와같이 제2스플라인 치차(18)에 핀(18a)을 돌출 설치하고, 이 핀(18a)과 제1스플라인 치차(15)의 내면에 설치한 나선형 홈(15a)를 결합하게 해도 좋으며, 이로써 양 스플라인 치차(15, 18)의 마찰력이 작아지므로, 작은 회전력으로 동작이 행해질 수 있다. 또, 제4도에 도시한 바와 같이 제2스플라인 치차(18)의 핀(18a)을 제1스플라인 치차(15)에 형성한 나선형 슬롯(15b)에 계합하게 해도 제3a도 및 제3b도와 같은 효과를 기대할 수 있다. 또, 제5도에 도시한 바와 같이 제2스플라인 치차(18)에 나선형 홈(18b)을 형성하고, 이 홈(18b)에 제1스플라인 치차(15)로부터 돌출설치한 핀(15c)을 계합하게 해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
제7도는 본 발명에 따른 드로틀 작동기의 다른 실시예의 구성도인데, 제1도에 도시한 실시예와 같은 구성으로 된 부분은 설명을 생략하기로 한다. 이 실시예에서 115는 제1스플라인 치차, 116은 래크, 117은 가이드, 118은 제2스플라인 치차, 119는 출력축, 120은 드로틀 밸브, 121은 하우징이다. 122는 모터로서, 그 출력축에 설치한 나사치차(123)가 상기 제1스플라인 치차(115)의 래크(116)에 맞물려 있다. 124는 제2스플라인 치차(118)와 동축적으로 하우징(121)에 설치한 풀리이며, 이 풀리(124)에 걸어놓은 가속와이어(125)가 제2도에 도시한 바와같이 가속페달(28)에 접속되어 있다.
이 실시예의 동작에 대해 설명하면, 모터(122)를 구동하면 그 구동력은 나사치차(123) 및 래크(116)를 거쳐 제1스플라인 치차(115)를 슬라이드 동작하면 이에 맞물리는 제2스플라인 치차(118)가 회전하고, 출력축(119)을 거쳐 드로틀 밸브(220)를 개폐하게 되어 있다는 점에서 차이가 있을뿐이다.
이 실시예에서는 제1스플라인 치차(115)를 슬라이드 동작하는 구성으로서 나사치차(123)와 래크(116)의 조합으로 하였으나, 그밖에 래크와 피니온의 조합 혹은 유압이나 공기압의 피스톤을 이용하여 슬라이드 동작시켜도 좋고, 전자 솔레노이드라도 좋다.
또한 상기 실시예에서는 제1스플라인 치차(115)의 슬라이드 동작을 모터(122)와 하우징(121)의 회전을 가속와이어(125)로 행하였으나, 반대로 제1스플라인 치차(115)의 슬라이드 동작을 가속 와이어(125)로 하우징(121)의 회전을 모터(122)로 행해도 좋고, 쌍방을 모터로 해도 좋다.
본 발명의 또다른 실시예를 제8도 내지 제12도에 대해 설명한다. 제8도는 본 발명에 따른 드로틀 작동기의 단면도를 도시한 것으로, 도면에 있어서, 221은 도시하지 않은 드로틀 밸브의 밸브축에 결합되는 출력축으로, 하우징(222)에 베어링(223)을 거쳐 회전가능하게 지지되어 있다. 224는 출력축(221)에 설치된 드럼으로, 이 드럼(224)의 표면에 나선홈(225)이 형성되어 있다. 226은 드럼(224)상을 축방향으로 진퇴하는 링으로서, 이 링(226)에서 돌출하는 핀(227)이 제9도에 도시된 바와 같이 드럼(224)의 나선홈(225)에 계합하고 있다. 228은 링(226)에 연결된 프레임으로서, 하우징(222)밖으로 인출되고 축방향으로 진퇴가능하다. 229는 프레임(228)의 후단에 연결된 공기압식 구동장치로서, 가속페달과 연동한다.
구동장치(229)의 케이싱(230)은 다이어프램(231)에 의해 두개의 공기실(232, 233)로 구획되고, 다이어프램(231)에 일단이 접속된 로드(235)의 타단은 상기 프레임(228)에 자재이음(234)으로 연결되어 있다. 236은 다이어프램(231)을 원위치로 복귀시키는 스프링, 237, 238은 공기실(232, 233)의 공기 출입구이다. 239는 상기 하우징(222)에 설치한 치차로서, 이 치차(239)에 모터(240)의 출력치차(241)가 맞물려 있다.
제10도는 상기한 드로틀 작동기를 엔진에 장착하고, 드로틀 밸브를 제어하기 위한 구성도이고, 242는 드로틀 밸브(216)를 개폐하는 드로틀 작동기, 243은 가속 페달(209)의 답입량을 검출하는 가속센서, 244는 가속 센서(243)로부터의 신호에 의해 드로틀 작동기(242)를 제어하는 제어장치이다.
다음에 이의 동작에 대해 설명한다. 모터(240)를 정지시켜 두고, 구동장치(229)의 공기 출입구(237)로부터 공기실(232)의 공기를 빼면 양 공기실(232, 233)에 압력차가 생긴다. 이로써 다이어프램(231)은 스프링(236)의 스프링력과 균형잡히는 위치까지 공기실(232)측으로 로드(235)를 압출하고, 프레임(228)과 함께 링(226)을 전진시킨다. 이때문에 링(226)의 핀(227)이 드럼(224)의 나선홈(225)과 계합하고 있으므로 드럼(224)은 회전하고 출력축(221)을 거쳐 드로틀 밸브(216)는 열린다. 반대로, 공기실(232)의 압력을 높이고 공기실(233)의 압력을 낮추면 다이어프램(231)은 공기실(233)측으로 이동하고, 로드(235)와 함께 프레임(228)을 후퇴하여 드럼(224)을 역전하고 출력축(221)을 거쳐 드로틀 밸브를 폐쇄시킨다. 한편, 모터(240)를 구동하면 치차(241, 239)를 거쳐 하우징(222)을 회전시키고, 이에 의해 하우징(222)과 동시에 출력축(221)도 회전하여 드로틀 밸브를 개폐제어할 수 있다. 즉, 출력축(221)의 전 회전각은 구동장치(229)에 의한 회전각도와 모터(240)에 의한 하우징(222)의 회전각도의 합 또는 차가 된다. 또, 하우징(22)의 회전은 프레임(228)과 구동장치(229)의 로드(235)가 자재이음(234)으로 연결되어 있으므로 구동장치(229)에 회전이 미치는 일이 없다.
상기 실시예에서는 하우징(222)의 회전을 모터(240)로 행하고 있으나, 가속페달(209)로부터 직접 와이어로 구동시켜도 좋다. 또, 드럼(224)과 링(226)의 조합으로는 제11도에 도시한 바와 같이 드럼(224)에 형성한 나선형의 돌기(224a) 또는 홈과 링(226)에 설치한 홈(226a) 또는 돌기를 스플라인 끼움하는 것이라도 좋고, 또 제12도에 도시한 바와 같이 나선홈(225)을 드럼(224)에 복수개 설치하고, 각 홈(225)에 링(226)의 핀(227)을 끼워맞추어도 좋다. 그밖에, 직선운동을 회전운동으로 변환하는 것이면 그 구성에 대해서는 한정하지는 않는다.
이상과 같이 본 발명에 따르면 드로틀 밸브를 개폐하는 회전력으로서 스플라인 치차에 의해 슬라이드 동작을 회전으로 변환시키는 힘과, 스플라인 치차를 수용한 하우징을 회전시키는 힘의 합성력으로 부여되므로, 출력축의 회전을 쌍방의 합이나 차로 제어할 수 있다. 또, 상기 양 구동력은 서로 간섭하지 않기 때문에 한쪽을 가속페달로부터 와이어로 구동하여도 다른쪽 구동력이 가속페달에 전달되지 않으므로 느낌이 좋은 작동기를 얻을 수 있다. 또, 모터에 고장이 난 경우 모터의 구동력을 클러치에 의해 절리할 수 있고, 이로써 드로틀 밸브를 가속페달만으로 개폐조작하고, 엔진의 폭주나 정지를 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 공기압식 구동장치에 의한 로드의 직선운동을 회전운동으로 변환하여 출력축을 거쳐 드로틀 밸브를 개폐시키고, 또 모터의 회전구동력을 하우징을 거쳐 출력축을 회전시켜 드로틀 밸브를 개폐시키게 하였으므로 쌍방의 구동력이 서로 간섭하는 일이 없고 느낌이 좋은 드로틀 작동기가 된다. 또, 구동장치로서 공기압식으로 하였으므로 드로틀 밸브가 본체에 닿은때 쿠션작용이 생기므로 드로틀 밸브가 본체에 물려 들어가는 일도 없다. 또, 구동장치의 공기실이 대기압에 개방되면 다이어프램은 중간위치로 복귀하기 때문에 제어장치에 이상이 생기면 공기실을 대기에 개방시키고 비제어상태로 복귀되므로 수동제어가 되고 안전성도 확보할 수 있다.

Claims (4)

  1. 서로 맞물린 한조의 스플라인 치차로서, 한쪽은 슬라이드 동작을 하도록 규제되고, 다른쪽은 회전 동작하도록 규제된 하우징에 수납되고, 회전동작하는 치차에는 드로틀 밸브가 연결된 구조와, 하우징마다 회전하는 구조를 갖고, 치차의 슬라이드 구동 또는 하우징의 회전 구동을 모터로 행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 드로틀 작동기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스플라인 치차는 클러치 부착 모터로 슬라이드 구동하는 동시에 모터 차단시 원위치로 복귀하는 복귀기구를 구비한 것을 특징으로 하는 드로틀 작동기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스플라인 치차의 복귀기구는 상기 스플라인 치차를 진퇴방향으로 서로 스프링력이 같은 스프링으로 맞당겨져 있는 것을 특징으로 하는 드로틀 작동기.
  4. 드로틀 밸브의 밸브축과 연결된 출력축이 하우징에 회전가능하게 지지되고, 이 출력축을 구비한 드럼의 표면에 나선홈을 형성하고, 이 나선홈에는 이에 계합한 핀을 갖는 링과 일체의 프레임이 상기 출력축 방향에 따라서 하우징외로 인출되고, 하우징외의 프레임에 자재이음을 거쳐 상기 프레임을 진퇴하는 가속 페달과 연통하는 공기압식 구동장치를 설치하고 상기 하우징을 치차를 거쳐 회전하는 모터를 구비한 것을 특징으로 하는 드로틀 작동기.
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