JP2000204974A - 空気流量制御装置およびその成形方法ならびにその成形型 - Google Patents

空気流量制御装置およびその成形方法ならびにその成形型

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JP2000204974A
JP2000204974A JP11009564A JP956499A JP2000204974A JP 2000204974 A JP2000204974 A JP 2000204974A JP 11009564 A JP11009564 A JP 11009564A JP 956499 A JP956499 A JP 956499A JP 2000204974 A JP2000204974 A JP 2000204974A
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valve
throttle
molding
resin
air flow
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Masao Nakajima
島 正 雄 中
Yasuhiro Numao
尾 康 弘 沼
Koichi Handa
田 浩 一 半
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/748—Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • B29L2031/7506—Valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/107—Manufacturing or mounting details
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Lift Valve (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 樹脂製スロットルバルブの内部で気体成分に
よる発泡部分の形成がなく、樹脂製スロットルバルブの
機械的強度を高いものにすることができる樹脂製の空気
流量制御装置を成形する。 【解決手段】 樹脂をマトリックスとする複合材料によ
り成形されかつ空気流通路を形成したスロットルボディ
と、樹脂をマトリックスとする複合材料により成形され
かつ前記スロットルボディに軸受を介し回動可能に支持
されるバルブシャフト部と前記スロットルボディ内でバ
ルブシャフト部と共に回動して空気流通路を開閉するバ
ルブ本体部とが一体成形されたスロットルバルブをそな
え、前記スロットルボディとスロットルバルブとが同一
の成形型により成形される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば吸気式エン
ジンの吸入空気流量を制御するのに用いられる空気流量
制御装置およびその成形方法ならびにその成形型に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】空気流量制御装置は、エンジンの動力性
能に深く関与する重要な部品であり、従来より、スロッ
トルボディおよびスロットルバルブ共金属材料が使用さ
れている。そして、一般には、スロットルボディをアル
ミニウムにより形成し、スロットルバルブを真鍮により
形成することが多い。
【０００３】そして、スロットルバルブは吸入空気量を
制御する重要な役割を担うものであるため、細かな制御
を行うことができるように軸受を介して回動可能とした
スロットルシャフトに支持されており、この場合の軸受
としてはボール軸受が用いられている。
【０００４】近年、自動車等に搭載されるエンジンの周
辺部品について、軽量化や成形性ないしは量産性向上，
原価低減等のために、樹脂化することが検討されてお
り、例えば、ターボチャージャーの空気吸入側インペラ
では樹脂化が実施されていて、そのほか、空気流量制御
装置（スロットチャンバ）においても樹脂化することが
検討されている。
【０００５】図８および図９は空気流量制御装置（スロ
ットチャンバ）の構造例を示すものであって、この空気
流量制御装置５１は、空気流通路５２を形成したスロッ
トルボディ５３と、このスロットルボディ５３を貫通す
る状態でスロットルボディ５３の軸受部５４に回動可能
に支持されたスロットルシャフト５５と、このスロット
ルシャフト５５に固定されてスロットルボディ５３内で
回動することにより空気流通路５２を開閉するスロット
ルバルブ５６をそなえた構造を有するものである。
【０００６】そこで、このような空気流量制御装置５１
において、スロットルボディ５３およびスロットルバル
ブ５６を樹脂化するために、樹脂をマトリックスとする
繊維複合材料を用いてそれぞれ個別に射出成形により成
形すると、成形後の収縮に伴う変形（成形歪み）を生じ
てスロットルボディ５３やスロットルバルブ５６の真円
度が各々微妙に異なる状態で低下し、スロットルバルブ
５６を全閉状態としたときでもスロットルボディ５３の
内周壁とスロットルバルブ５６の外周端との隙間が大き
くなって空気の漏れ量が多くなることにより燃費の低下
をまねくことになりかねないという問題点があった。
【０００７】そこで、スロットルバルブ５６の全閉状態
においてスロットルボディ５３の内周壁とスロットルバ
ルブ５６の外周端との間での隙間が大きくならないよう
に、スロットルボディ５３とスロットルバルブ５６を同
一の成形型で射出成形することも考えられた。
【０００８】図１０ないし図１３はその一例を示すもの
であって、この空気流量制御装置の成形型６１は、金属
製のスロットルシャフト５５の支持部分（この例では別
体の軸受５４を有するものとなっている。）を含むスロ
ットルボディ５３の外周側を成形する外周成形型６３
（６３ａ，６３ｂ，６３ｃ）と、前記外周成形型６３を
支える上部型６４および下部型６５と、前記スロットル
ボディ５３の内周側のうちスロットルシャフト５５から
上側の内周部分とスロットルバルブ５６の上側のバルブ
面を成形する上側内周兼バルブ面成形型６６と、前記ス
ロットルボディ５３の内周側のうちスロットルシャフト
５５から下側の内周部分とスロットルバルブ５６の下側
のバルブ面を成形する下側内周兼バルブ面成形型６７を
そなえ、上側内周兼バルブ面成形型６６には、外周成形
型６３（６３ａ，６３ｂ，６３ｃ）と内周兼バルブ面成
形型６６，６７との間で形成される（なお、この例で
は、上部型６４および下部型６５も多少関与した構造例
のものとなっている。）スロットルボディ成形空間ＣB
に樹脂を注入するためのボディ用樹脂注入路６８と、上
側内周兼バルブ面成形型６６と下側内周兼バルブ面成形
型６７とを上下方向に若干離間させることにより形成さ
れるスロットルバルブ成形空間ＣVに樹脂を注入するた
めのバルブ用樹脂注入路６９を備えた構造を有するもの
である。
【０００９】このような構造の成形型６１を用いて樹脂
製空気流量制御装置５１を射出成形により成形する場合
には、まず、図１０および図１２に示すように、金属製
のスロットルシャフト５５をはさんだ状態にして上側内
周兼バルブ面成形型６６の下端面と下側内周兼バルブ面
成形型６７の上端面とをそれぞれの外周部分で密着した
状態にし、ボディ用樹脂注入路６８からスロットルボデ
ィ用樹脂を注入してスロットルボディ成形空間ＣBに充
填することによりスロットルボディ５３を成形する。
【００１０】次いで、図１１に示すように、下側内周兼
バルブ面成形型６７を矢印Ａ方向に移動させる（コアバ
ックさせる）ことによって上側内周兼バルブ面成形型６
６と下側内周兼バルブ面成形型６７との間でスロットル
バルブ成形空間ＣVを形成したのち、バルブ用樹脂注入
路６９からスロットルシャフト５５に設けたスリット５
５Ｓを介しスロットルバルブ用樹脂を注入して図１３に
示すようにスロットルバルブ成形空間ＣV内に充填する
ことによりスロットルバルブ５６を成形する。
【００１１】このような成形方法によれば、同一の成形
型６１を用いてスロットルボディ５３のための射出とス
ロットルバルブ５６のための射出の２回射出とすること
によって、スロットルボディ５３の内周壁とスロットル
バルブ５６の外周端とがほぼ一致したものに成形できる
ようになり、バルブ全閉時における空気の漏れ量を少な
いものにすることができるという大きな利点がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の成形方
法では、バルブ全閉時における空気の漏れ量を少なくで
きるという大きな利点を有するものの、スロットルボデ
ィ成形空間ＣBにボディ用樹脂を注入してスロットルボ
ディ５３を形成したあと、上側内周兼バルブ面成形型６
６と下側内周兼バルブ面成形型６７とを図１１の矢印Ａ
方向に所定量離間させてスロットルバルブ成形空間ＣＶ
を形成してこのスロットルバルブ成形空間ＣVにスロッ
トルシャフト５５に形成したスリット５５Ｓを介してバ
ルブ用樹脂を注入することによりスロットルバルブ５６
を形成するようにしていたため、スロットルバルブ成形
空間ＣVにバルブ用樹脂を注入するときには、スロット
ルボディ５３が壁となってスロットルバルブ５６の成形
時にバルブ用樹脂が巻き込んだ空気やバルブ用樹脂の分
解ガス等の気体成分の逃げ道がないものとなっていた。
【００１３】それゆえ、これらの気体成分はスロットル
バルブ成形空間ＣVの内部に残留して発泡現象を引き起
こし、発泡状態のスロットルバルブ５６に成形されてし
まうことがないとはいえないという問題点があった。
【００１４】そして、発泡状態のスロットルバルブ５６
となったときには、機械的特性が低下し、スロットルバ
ルブ５６の開閉時に衝撃等により破損して空気流量の制
御機能を失うこととなったり、また、温度変化に対する
膨張・収縮の度合が大きくなって空気流量の制御精度が
悪くなることがないとはいえないという問題点があっ
た。
【００１５】
【発明の目的】本発明は、上記した従来の問題点にかん
がみてなされたものであって、同一の成形型を用いてス
ロットルボディとスロットルバルブとを成形する空気流
量制御装置において、従来の金属製のスロットルシャフ
トを廃止し、バルブシャフト部とバルブ本体部とが樹脂
成形により一体で成形されたスロットルバルブを用いた
ものとし、スロットルボディを射出成形したあとスロッ
トバルブを射出成形する際に、スロットルバルブ成形空
間内の気体成分をバルブシャフト部成形空間等を介して
逃がすことによりスロットルバルブ中での発泡現象を防
止し、機械強度に優れると共に温度変化に対する膨張・
収縮の度合の小さいスロットルバルブをそなえていて空
気流量制御精度の高い空気流量制御装置を提供すること
を目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる空気流量
制御装置は、請求項１に記載しているように、樹脂をマ
トリックスとする複合材料により成形されかつ空気流通
路を形成したスロットルボディと、樹脂をマトリックス
とする複合材料により成形されかつ前記スロットルボデ
ィに軸受を介し回動可能に支持されるバルブシャフト部
と前記スロットルボディ内でバルブシャフト部と共に回
動して空気流通路を開閉するバルブ本体部とが一体成形
されたスロットルバルブをそなえ、前記スロットルボデ
ィとスロットルバルブとが同一の成形型により成形され
てなる構成としたことを特徴とている。
【００１７】そして、本発明に係わる空気流量制御装置
の実施態様においては、請求項２に記載しているよう
に、軸受は、裏金を有する２層ないしは多層構造をなす
すべり軸受であるものとしたことを特徴としている。
【００１８】本発明に係わる空気流量制御装置の成形型
は、請求項３に記載しているように、樹脂をマトリック
スとする複合材料により成形されかつ空気流通路を形成
したスロットルボディと、樹脂をマトリックスとする複
合材料により成形されかつ前記スロットルボディに軸受
を介し回動可能に支持されるバルブシャフト部と前記ス
ロットルボディ内でバルブシャフト部と共に回動して空
気流通路を開閉するバルブ本体部とが一体成形されたス
ロットルバルブをそなえた空気流量制御装置を成形する
ための成形型であって、前記スロットルボディの外周側
を成形すると共に前記軸受を嵌合する軸受嵌合部形成部
材をそなえ且つバルブシャフト部成形空間を形成した外
周成形型と、前記スロットルボディの内周側のうち前記
スロットルバルブのバルブシャフト部から一方側の内周
部分とスロットルバルブのバルブ本体部の一方側のバル
ブ面を成形する一方側内周兼バルブ面成形型と、前記ス
ロットルボディの内周側のうち前記スロットルバルブの
バルブシャフト部から他方側の内周部分とスロットルバ
ルブのバルブ本体部の他方側のバルブ面を成形する他方
側内周兼バルブ面成形型をそなえ、前記外周成形型と前
記一方側および他方側内周兼バルブ面成形型とで形成さ
れるスロットルボディ成形空間にボディ用樹脂を注入す
るボディ用樹脂注入路をそなえていると共に前記一方側
内周兼バルブ面成形型と他方側内周兼バルブ面成形型と
で形成されるスロットルバルブ成形空間および前記外周
成形型に形成されるバルブシャフト部成形空間にバルブ
用樹脂を注入するバルブ用樹脂注入路をそなえているも
のとしたことを特徴としている。
【００１９】そして、本発明に係わる空気流量制御装置
の成形型の実施態様においては、請求項４に記載してい
るように、外周成形型にそなえた軸受嵌合部形成部材は
ブッシュ部を有する形状をなし、ブッシュ厚さは軸受厚
さに対応するものにしていると共に、ブッシュ外周面で
スロットルボディ成形空間の一部を形成し且つブッシュ
内周面でバルブシャフト部成形空間の一部を形成するも
のとしたことを特徴としている。
【００２０】本発明に係わる空気流量制御装置の成形方
法は、請求項５に記載しているように、請求項３または
４に記載の成形型を用い、一方側内周兼バルブ面成形型
と他方側内周兼バルブ面成形型とを閉じた状態にして、
前記外周成形型と前記一方側および他方側内周兼バルブ
面成形型とで形成されるスロットルボディ成形空間にボ
ディ用樹脂を注入してスロットルボディを成形したの
ち、前記一方側内周兼バルブ面成形型と他方側内周兼バ
ルブ面成形型とをバルブ厚さに見合う分だけ開いてスロ
ットルバルブ成形空間を形成すると共にバルブシャフト
部成形空間と連通し、前記スロットルバルブ成形空間と
バルブシャフト部成形空間にバルブ用樹脂を注入してシ
ャフト一体型のスロットルバルブを成形し、外周成形型
にそなえた軸受嵌合部形成部材を除去して形成された軸
受嵌合部に軸受を嵌合するようにしたことを特徴として
いる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１ないし図３は本発明による一
実施の形態を示すものであって、この図に示す本発明に
よる空気流量制御装置の成形型１は、スロットルボディ
５３の外周側を成形すると共に軸受５４を嵌合するため
の軸受嵌合部３ｊ（図３）およびバルブシャフト部成形
空間ＣSを形成する軸受嵌合部形成部材３ｂ−Ｆならび
にコア部材３ｂ−Ｃを有する外周成形型３（３ａ，３
ｂ，３ｃ）と、前記外周成形型３を支える上部型４およ
び下部型５と、前記スロットルボディ５３の内周側のう
ちスロットルバルブ２のバルブシャフト部から一方側す
なわち上側の内周部分とスロットルバルブ２のバルブ本
体部２Ｖの上側のバルブ面を成形する一方側（上側）内
周兼バルブ面成形型６と、前記スロットルボディ５３の
内周側のうちスロットルバルブ２のバルブシャフト部２
Ｓから他方側すなわち下側の内周部分とスロットルバル
ブ２のバルブ本体部２Ｖの下側のバルブ面を成形する他
方側（下側）内周兼バルブ面成形型７をそなえ、一方側
（上側）内周兼バルブ面成形型６には、外周成形型３
（３ａ，３ｂ，３ｃ）と内周兼バルブ面成形型６，７と
の間で形成される（なお、この例では、上部型４および
下部型５も多少関与している構造例のものとなっている
が、このような構造のものに限定されないことはいうま
でもない。）スロットルボディ成形空間ＣBにスロット
ルボディ用樹脂を注入するためのボディ用樹脂注入路８
と、前記一方側（上側）内周兼バルブ面成形型６と他方
側（下側）内周兼バルブ面成形型７との間で形成される
スロットルバルブ成形空間ＣVおよび前記外周成形型３
に形成されるバルブシャフト部成形空間ＣSにスロット
ルバルブ用樹脂を注入するためのバルブ用樹脂注入路９
を備えた構造を有するものである。
【００２２】このような構造を有する成形型１を用いて
樹脂製空気流量制御装置５１を成形するに際しては、一
方側（上側）内周兼バルブ面成形型６と他方側（下側）
内周兼バルブ面成形型７とを閉じた状態とし、バルブシ
ャフト部成形空間ＣSをも他方側（下側）内周兼バルブ
面成形型７により閉じた状態として、ボディ用樹脂注入
路８を介しスロットルボディ成形空間ＣBにスロットル
ボディ用樹脂を注入することによって、スロットルボデ
ィ５３を成形する。
【００２３】次いで、図２に示すように、スロットルバ
ルブ２のバルブ本体部２Ｖの厚さに対応する分だけ他方
側（下側）内周兼バルブ面成形型７を下方（矢印Ａ方
向）に移動させて（コアバックさせ）、スロットルバル
ブ成形空間ＣＶを形成すると共に、このスロットルバル
ブ成形空間ＣＶとバルブシャフト部成形空間ＣSとが連
通した状態とし、この状態で一方側（上側）内周兼バル
ブ面成形型６に形成したバルブ用樹脂注入路９を介しス
ロットルバルブ成形空間ＣVおよびバルブシャフト部成
形空間ＣSにスロットルバルブ用樹脂を注入することに
よって、バルブ本体部２Ｖとバルブシャフト部２Ｓとが
一体となったスロットルバルブ２を成形する。
【００２４】次いで、軸受嵌合部形成部材３ｂ−Ｆおよ
びコア部材３ｂ−Ｃを有する外周成形型３（３ｂ）を除
去して図３に示すように軸受嵌合部３ｊを形成し、この
軸受嵌合部３ｊの部分に軸受５４を嵌合してスロットル
バルブ２のバルブシャフト部２Ｓにすべり軸受５４を固
定する。
【００２５】したがって、図２に示す状態でバルブ用樹
脂注入路９からスロットルバルブ用樹脂をスロットルバ
ルブ成形空間ＣVおよびバルブシャフト部成形空間ＣＳ
に注入する際、スロットルバルブ用樹脂の注入時に巻き
込まれた空気や樹脂の分解ガス等の気体成分がスロット
ルバルブ成形空間ＣV内に存在していたとしても、この
気体成分はバルブシャフト部成形空間ＣS等を通して外
部に排出されることとなるので、バルブ本体部２Ｖ内に
発泡部分を生じることがなくなり、機械的強度が良好で
あると共に温度変化に対する膨張・収縮の度合の小さい
バルブ本体部２Ｖとバルブシャフト部２Ｓとが一体とな
ったスロットルバルブ２をそなえた樹脂製空気流量制御
装置が成形されることとなる。
【００２６】なお、上記した樹脂製の空気流量制御装置
を構成するスロットルボディ５３およびバルブ本体部２
Ｖとバルブシャフト部２Ｓとが一体化したスロットルバ
ルブ２の成形に用いる複合材料の母材（マトリックス）
としては、例えば、ポリエチレン，ポリプロピレン等の
ポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート，
ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、
ポリアミド６，ポリアミド６６，芳香族ポリアミド等の
ポリアミド系樹脂、ＡＢＳ、ポリカーボネート，ポリア
セタール等の汎用樹脂、ポリフェニレンサルファイド，
ポリエーテルサルホン，ポリエーテルエーテルケトン，
ポリエーテルニトリル，ポリエーテルイミド等のスーパ
ーエンジニアリングプラスチック、フェノール樹脂，エ
ポキシ樹脂，不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹
脂、シリコーン樹脂、テフロン（登録商標）（ＰＴＦ
Ｅ）樹脂等の合成樹脂を採用することができる。
【００２７】また、スロットルボディ５３およびスロッ
トルバルブ２の成形に用いる複合材料に含まれる繊維材
料および充填材料については、ガラス繊維，炭素繊維，
セラミックス繊維，セルロース繊維，ビニロン繊維，黄
銅繊維，アラミド繊維等の繊維類、炭酸カルシウム、酸
化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、シリカ、水酸化マグネ
シウム、タルク、珪酸カルシウム、マイカ、ガラス、炭
素、黒鉛、熱硬化性樹脂粉末、カシューダスト等が有効
であり、場合によっては、難燃剤、紫外線防止剤、酸化
防止剤、滑剤等を適宜配合してもよい。
【００２８】また、上記複合材料の成形収縮率のほか、
雰囲気の熱の影響等を受けないように、複合材料の線膨
張率を考慮するようになすことも必要に応じて望まし
い。
【００２９】図４および図５は本発明による空気流量制
御装置において用いるすべり軸受５４の構造例を示すも
のであって、図４に示すように、鋼，アルミニウム等か
らなる裏金５４Ｂと、ＰＴＦＥ，ＦＥＰ等のフッ素樹脂
であってその厚さが０．０１〜０．１ｍｍでかつ必要に
応じてカーボン短繊維等の強化繊維を配合したフッ素系
樹脂組成からなる樹脂摺動層５４Ｓとの２層構造からな
るものとしたり、図５に示すように、鋼，アルミニウム
等からなる裏金５４Ｂと、青銅，鉛青銅等からなり且つ
２０〜５０％程度の空孔率を有する焼結層５４Ｍと、Ｐ
ＴＦＥ，ＦＥＰ等のフッ素樹脂であってその厚さが０．
０１〜０．１ｍｍでかつ必要に応じてカーボン短繊維等
の強化繊維を配合したフッ素系樹脂組成からなる樹脂摺
動層５４Ｓとの３層構造からなるものとしたりすること
ができる。
【００３０】このようなすべり軸受５４の肉厚は、１〜
２．５ｍｍ程度のものとするのが良く、１ｍｍよりも薄
いと剛性が弱く圧入時に変形を生ずることがあり、２．
５ｍｍよりも厚いと裏金の反力が強すぎて円筒状の軸受
となりがたい傾向となる。
【００３１】図６および図７は本発明による他の実施の
形態を示すものであって、スロットルボディ成形空間Ｃ
Bにスロットルボディ用樹脂を注入してスロットルボデ
ィ５３を成形したのち、他方側（下側）内周兼バルブ面
成形型７を図７の矢印Ａ方向にコアバックさせ、これに
よって形成されたスロットルバルブ成形空間ＣVとこれ
に連通したバルブシャフト部成形空間ＣS内にスロット
ルバルブ用樹脂を注入するに際して、外周成形型３に設
けたバルブ用樹脂注入路９からスロットルバルブ用樹脂
を注入するようにした場合を示している。
【００３２】このようにしたときでも、前記気体成分は
他方のバルブシャフト部成形空間Ｃ Sやスロットルボデ
ィ成形空間ＣBを通して外部に排出されるため、この場
合にもバルブ本体部２Ｖ中において発泡部分が形成され
るようなことはない。
【００３３】
【発明の効果】本発明による空気流量制御装置では、請
求項１に記載しているように、樹脂をマトリックスとす
る複合材料により成形されかつ空気流通路を形成したス
ロットルボディと、樹脂をマトリックスとする複合材料
により成形されかつ前記スロットルボディに軸受を介し
回動可能に支持されるバルブシャフト部と前記スロット
ルボディ内でバルブシャフト部と共に回動して空気流通
路を開閉するバルブ本体部とが一体成形されたスロット
ルバルブをそなえ、前記スロットルボディとスロットル
バルブとが同一の成形型により成形されてなるものとし
たから、金属製のスロットルシャフトを用いたときのよ
うな気体成分の閉じ込めやスリット形成部分での変形等
の不具合がなく、スロットルバルブのバルブ本体部の機
械的強度を良好なものとすることが可能であり、空気流
量制御の精度の高い空気流量制御装置を提供することが
可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００３４】そして、請求項２に記載しているように、
軸受は、裏金を有する２層ないしは多層構造をなすすべ
り軸受であるものとすることによって、圧入時の変形を
伴うことなくスロットルボディ内でのスロットルバルブ
の回動が円滑であるようにした空気流量制御装置を提供
することが可能であるという著しく優れた効果がもたら
される。
【００３５】また、本発明による空気流量制御装置の成
形型によれば、請求項３に記載しているように、樹脂を
マトリックスとする複合材料により成形されかつ空気流
通路を形成したスロットルボディと、樹脂をマトリック
スとする複合材料により成形されかつ前記スロットルボ
ディに軸受を介し回動可能に支持されるバルブシャフト
部と前記スロットルボディ内でバルブシャフト部と共に
回動して空気流通路を開閉するバルブ本体部とが一体成
形されたスロットルバルブをそなえた空気流量制御装置
を成形するための成形型であって、前記スロットルボデ
ィの外周側を成形すると共に前記軸受を嵌合する軸受嵌
合部形成部材をそなえ且つバルブシャフト部成形空間を
形成した外周成形型と、前記スロットルボディの内周側
のうち前記スロットルバルブのバルブシャフト部から一
方側の内周部分とスロットルバルブのバルブ本体部の一
方側のバルブ面を成形する一方側内周兼バルブ面成形型
と、前記スロットルボディの内周側のうち前記スロット
ルバルブのバルブシャフト部から他方側の内周部分とス
ロットルバルブのバルブ本体部の他方側のバルブ面を成
形する他方側内周兼バルブ面成形型をそなえ、前記外周
成形型と前記一方側および他方側内周兼バルブ面成形型
とで形成されるスロットルボディ成形空間にボディ用樹
脂を注入するボディ用樹脂注入路をそなえていると共に
前記一方側内周兼バルブ面成形型と他方側内周兼バルブ
面成形型とで形成されるスロットルバルブ成形空間およ
び前記外周成形型に形成されるバルブシャフト部成形空
間にバルブ用樹脂を注入するバルブ用樹脂注入路をそな
えているものとしたから、スロットルバルブ成形空間内
に存在する気体成分をバルブシャフト部成形空間を介し
て外部に逃がすことができるので、スロットルバルブ本
体部での発泡部分の形成がなくなり、バルブ開閉時の衝
撃による破損を生じがたいと共に温度変化による膨張・
収縮の度合が低減して空気流量制御機能がより一層向上
した空気流量制御装置を成形することが可能であるとい
う著しく優れた効果がもたらされる。
【００３６】そして、請求項４に記載しているように、
外周成形型にそなえた軸受嵌合部形成部材はブッシュ部
を有する形状をなし、ブッシュ厚さは軸受厚さに対応す
るものにしていると共に、ブッシュ外周面でスロットル
ボディ成形空間の一部を形成し且つブッシュ内周面でバ
ルブシャフト部成形空間の一部を形成するものとするこ
とによって、スロットルバルブのバルブシャフト部を形
成したのちこのバルブシャフト部への軸受の嵌入を良好
に行うことが可能であるという著しく優れた効果がもた
らされる。
【００３７】本発明による空気流量制御装置の成形方法
によれば、請求項５に記載しているように、請求項３ま
たは４に記載の成形型を用い、一方側内周兼バルブ面成
形型と他方側内周兼バルブ面成形型とを閉じた状態にし
て、前記外周成形型と前記一方側および他方側内周兼バ
ルブ面成形型とで形成されるスロットルボディ成形空間
にボディ用樹脂を注入してスロットルボディを成形した
のち、前記一方側内周兼バルブ面成形型と他方側内周兼
バルブ面成形型とをバルブ厚さに見合う分だけ開いてス
ロットルバルブ成形空間を形成すると共にバルブシャフ
ト部成形空間と連通し、前記スロットルバルブ成形空間
とバルブシャフト部成形空間にバルブ用樹脂を注入して
シャフト一体型のスロットルバルブを成形し、外周成形
型にそなえた軸受嵌合部形成部材を除去して形成された
軸受嵌合部に軸受を嵌合するようにしたから、スロット
ルバルブのバルブ本体部での発泡がなく、機械的強度が
高いと共に熱変形が小さいスロットルバルブを備え、空
気流量制御機能に優れた空気流量制御装置を成形するこ
とが可能であるという著しく優れた効果がもたらされ
る。
【００３８】
【実施例】次に、本発明の実施例について詳細に説明す
るが、本発明はこのような実施例のみに限定されないこ
とはいうまでもない。
【００３９】（実施例１）図１に示した構造の空気流量
制御装置の成形型１を２色成形用射出成形機に設置し、
成形型１の温度を１５０℃とした。なお、このとき、軸
受嵌合部形成部材３ｂ−Ｆのボア部分の外径が１２ｍ
ｍ，内径が１０ｍｍであるものとした。
【００４０】そして、スロットルボディ用樹脂として、
樹脂温度が４００℃であるＰＥＩ樹脂組成物（日本ジー
イープラスチック（株）製 商品名：ウルテム２３０
０）を用いてボディ用樹脂注入路８よりスロットルボデ
ィ成形空間ＣBに射出することによってスロットルボデ
ィ５３を成形した。
【００４１】次いで、図２に示すように、下側内周兼バ
ルブ面成形型７を矢印Ａ方向にコアバックさせてスロッ
トルバルブ成形空間ＣVを形成すると共に直径１０ｍｍ
のバルブシャフト部成形空間ＣSと連通させた状態と
し、スロットルバルブ用樹脂として樹脂温度が４００℃
であるＰＥＩ樹脂組成物（日本ジーイープラスチック
（株）製 商品名：ウルテム２３００）を用いて上側内
周兼バルブ面成形型６に設けたバルブ用樹脂注入路９よ
りスロットルバルブ成形空間ＣVおよびバルブシャフト
部成形空間ＣSに射出することによってバルブ本体部２
Ｖとバルブシャフト部２Ｓとが一体となったスロットル
バルブ２を成形した。
【００４２】次いで、外周成形型３（３ｂ）の軸受嵌合
部形成部材３ｂ−Ｆとコア部材３ｂ−Ｃとを取り出して
図３に示す状態としたのち、スロットルバルブ２のバル
ブシャフト部２Ｓに外径１２ｍｍ，内径１０ｍｍ，長さ
１５ｍｍ（肉厚１ｍｍ）の複層型巻き軸受（エヌデーシ
ー（株）製 商品名：Ｆ−９２０−ＢＭ１０１５ＦＢ）
５４を圧入して樹脂製の空気流量制御装置を得た。
【００４３】このようにして得た空気流量制御装置にお
けるスロットルバルブ２のスロットルボディ５３内での
回動は著しく円滑なものであり、スロットルバルブ２の
全閉時におけるスロットルボディ５３の内周壁との間で
のクリアランスは２０μｍ以下の良好なものであった。
【００４４】また、スロットルバルブ２を取り出してバ
ルブ本体部２Ｖにおける発泡率を調べたところ、０．８
％であり、従来問題となっていた残留ガス成分等による
バルブ内部での発泡は認められなかった。
【００４５】（実施例２）図６に示した構造の空気流量
制御装置の成形型１を２色成形用射出成形機に設置し、
成形型１の温度を１５０℃とした。なお、このとき、軸
受嵌合部形成部材３ｂ−Ｆのボア部分の外径が１２ｍ
ｍ，内径が１０ｍｍであるものとした。
【００４６】そして、スロットルボディ用樹脂として、
樹脂温度が４００℃であるＰＥＩ樹脂組成物（日本ジー
イープラスチック（株）製 商品名：ウルテム２３０
０）を用いてボディ用樹脂注入路８よりスロットルボデ
ィ成形空間ＣBに射出することによってスロットルボデ
ィ５３を成形した。
【００４７】次いで、図７に示すように、下側内周兼バ
ルブ面成形型７を矢印Ａ方向にコアバックさせてスロッ
トルバルブ成形空間ＣVを形成すると共に直径１０ｍｍ
のバルブシャフト部成形空間ＣSと連通させた状態と
し、スロットルバルブ用樹脂として樹脂温度が４００℃
であるＰＥＩ樹脂組成物（日本ジーイープラスチック
（株）製 商品名：ウルテム２３００）を用いて外周成
形型３に設けたバルブ用樹脂注入路９よりバルブシャフ
ト部成形空間ＣSおよびスロットルバルブ成形空間ＣVに
射出することによってバルブ本体部２Ｖとバルブシャフ
ト部２Ｓとが一体となったスロットルバルブ２を成形し
た。
【００４８】次いで、外周成形型３（３ｂ）の軸受嵌合
部形成部材３ｂ−Ｆとコア部材３ｂ−Ｃとを取り出して
図３に示したと同様の状態としたのち、スロットルバル
ブ２のバルブシャフト部２Ｓに外径１２ｍｍ，内径１０
ｍｍ，長さ１５ｍｍ（肉厚１ｍｍ）の複層型巻き軸受
（エヌデーシー（株）製 商品名：Ｆ−９２０−ＢＭ１
０１５ＦＢ）５４を圧入して樹脂製の空気流量制御装置
を得た。
【００４９】このようにして得た空気流量制御装置にお
けるスロットルバルブ２のスロットルボディ５３内での
回動は著しく円滑なものであり、スロットルバルブ２の
全閉時におけるスロットルボディ５３の内周壁との間で
のクリアランスは２０μｍ以下の良好なものであった。
【００５０】また、スロットルバルブ２を取り出してバ
ルブ本体部２Ｖにおける発泡率を調べたところ、０．６
％であり、従来問題となっていた残留ガス成分等による
バルブ内部での発泡は認められなかった。
【００５１】（比較例１）図１０に示した構造の空気流
量制御装置の成形型６１を２色成形用射出成形機に設置
し、成形型６１の温度を１５０℃とすると共に、外径１
２ｍｍ，内径１０ｍｍ，長さ１５ｍｍ（肉厚１ｍｍ）の
複層型巻き軸受（エヌデーシー（株）製Ｆ−９２０−Ｂ
Ｍ１０１５ＦＢ）５４を設置した。
【００５２】そして、スロットルボディ用樹脂として、
樹脂温度が４００℃であるＰＥＩ樹脂組成物（日本ジー
イープラスチック（株）製 商品名：ウルテム２３０
０）を用いてボディ用樹脂注入路６８よりスロットルボ
ディ成形空間ＣBに射出することによってスロットルボ
ディ５３を成形した。
【００５３】次いで、図１１に示すように、下側内周兼
バルブ面成形型６７をコアバックさせてスロットルバル
ブ成形空間ＣVを形成し、スロットルバルブ用樹脂とし
て樹脂温度が４００℃であるＰＥＩ樹脂組成物（日本ジ
ーイープラスチック（株）製商品名：ウルテム２３０
０）を用いてバルブ用樹脂注入路６９よりスロットルバ
ルブ成形空間ＣVに射出することによってスロットルバ
ルブ５６を成形して樹脂製の空気流量制御装置を得た。
【００５４】このようにして得た空気流量制御装置にお
けるスロットルバルブ５６のスロットルボディ５３内で
の回動は著しく円滑なものであり、スロットルバルブ５
６の全閉時におけるスロットルボディ５３の内周壁との
間でのクリアランスは２０μｍ以下の良好なものであっ
た。
【００５５】一方、スロットルバルブ５６を取り出して
内部の発泡率を調べたところ、表面は一様な樹脂で形成
されているものの内部は発泡した状態となっていて、発
泡率は約２５％であった。これはスロットルバルブ用樹
脂の注入時に巻き込まれた空気やスロットルバルブ用樹
脂の分解ガス等の気体成分の逃げ道がなくなってバルブ
内部に残留したことが原因となって発泡率が高くなった
ものである。
【００５６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す空気流量制御装置
の成形型を示す断面説明図である。
【図２】図１に示す成形型において下側内周兼バルブ面
成形型をコアバックさせたのちの状態を示す断面説明図
である。
【図３】図２に示す成形型においてスロットルバルブ成
形空間およびバルブシャフト部成形空間に樹脂を注入し
たのちバルブシャフト部にすべり軸受を嵌合する様子を
示す断面説明図である。
【図４】すべり軸受の構造例を示す部分断面説明図であ
る。
【図５】すべり軸受の他の構造例を示す部分断面説明図
である。
【図６】本発明の他の実施の形態による空気流量制御装
置の成形型を示す断面説明図である
【図７】図６に示す成形型において下側内周兼バルブ面
成形型をコアバックさせたのちの状態を示す断面説明図
である。
【図８】空気流量制御装置（スロットルチャンバ）の構
造例を示す正面説明図である。
【図９】空気流量制御装置（スロットルチャンバ）の構
造例を示す平面説明図である。
【図１０】スロットルボディとスロットルバルブを同一
の成形型で射出成形するのに用いる従来の空気流量制御
装置の成形型の断面説明図である。
【図１１】図１０に示す成形型において下側内周兼バル
ブ面成形型をコアバックさせたのちの状態を示す断面説
明図である。
【図１２】スロットルボディ成形空間に樹脂を注入する
際のスロットルバルブ成形空間（ただし、形成途中）の
状態を示す断面説明図である。
【図１３】スロットルバルブ成形空間に樹脂を注入した
後の状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１ 空気流量制御装置の成形型 ２ スロットルバルブ ２Ｓ バルブシャフト部 ２Ｖ バルブ本体部 ３（３ａ，３ｂ，３ｃ） 外周成形型 ３ｂ−Ｃ 外周成形型のコア部材 ３ｂ−Ｆ 外周成形型の軸受嵌合部形成部材 ３ｊ 軸受嵌合部 ４ 上部型 ５ 下部型 ６ 一方側（上側）内周兼バルブ面成形型 ７ 他方側（下側）内周兼バルブ面成形型 ８ ボディ用樹脂注入路 ９ バルブ用樹脂注入路 ＣB スロットルボディ成形空間 ＣV スロットルバルブ成形空間 ＣS バルブシャフト部成形空間 ５１ 空気流量制御装置 ５２ 空気流通路 ５３ スロットルボディ ５４ 軸受 ５５ スロットルシャフト ５６ スロットルバルブ
フロントページの続き (72)発明者 半 田 浩 一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G065 CA23 HA06 HA15 HA21 3H052 BA03 BA26 CA17 CC07 CD09 DA01 EA16

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 樹脂をマトリックスとする複合材料によ
    り成形されかつ空気流通路を形成したスロットルボディ
    と、樹脂をマトリックスとする複合材料により成形され
    かつ前記スロットルボディに軸受を介し回動可能に支持
    されるバルブシャフト部と前記スロットルボディ内でバ
    ルブシャフト部と共に回動して空気流通路を開閉するバ
    ルブ本体部とが一体成形されたスロットルバルブをそな
    え、前記スロットルボディとスロットルバルブとが同一
    の成形型により成形されてなることを特徴とする空気流
    量制御装置。
  2. 【請求項２】 軸受は、裏金を有する２層ないしは多層
    構造をなすすべり軸受であることを特徴とする請求項１
    に記載の空気流量制御装置。
  3. 【請求項３】 樹脂をマトリックスとする複合材料によ
    り成形されかつ空気流通路を形成したスロットルボディ
    と、樹脂をマトリックスとする複合材料により成形され
    かつ前記スロットルボディに軸受を介し回動可能に支持
    されるバルブシャフト部と前記スロットルボディ内でバ
    ルブシャフト部と共に回動して空気流通路を開閉するバ
    ルブ本体部とが一体成形されたスロットルバルブをそな
    えた空気流量制御装置を成形するための成形型であっ
    て、前記スロットルボディの外周側を成形すると共に前
    記軸受を嵌合する軸受嵌合部形成部材をそなえ且つバル
    ブシャフト部成形空間を形成した外周成形型と、前記ス
    ロットルボディの内周側のうち前記スロットルバルブの
    バルブシャフト部から一方側の内周部分とスロットルバ
    ルブのバルブ本体部の一方側のバルブ面を成形する一方
    側内周兼バルブ面成形型と、前記スロットルボディの内
    周側のうち前記スロットルバルブのバルブシャフト部か
    ら他方側の内周部分とスロットルバルブのバルブ本体部
    の他方側のバルブ面を成形する他方側内周兼バルブ面成
    形型をそなえ、前記外周成形型と前記一方側および他方
    側内周兼バルブ面成形型とで形成されるスロットルボデ
    ィ成形空間にボディ用樹脂を注入するボディ用樹脂注入
    路をそなえていると共に前記一方側内周兼バルブ面成形
    型と他方側内周兼バルブ面成形型とで形成されるスロッ
    トルバルブ成形空間および前記外周成形型に形成される
    バルブシャフト部成形空間にバルブ用樹脂を注入するバ
    ルブ用樹脂注入路をそなえていることを特徴とする空気
    流量制御装置の成形型。
  4. 【請求項４】 外周成形型にそなえた軸受嵌合部形成部
    材はブッシュ部を有する形状をなし、ブッシュ厚さは軸
    受厚さに対応するものにしていると共に、ブッシュ外周
    面でスロットルボディ成形空間の一部を形成し且つブッ
    シュ内周面でバルブシャフト部成形空間の一部を形成す
    ることを特徴とする請求項３に記載の空気流量制御装置
    の成形型。
  5. 【請求項５】 請求項３または４に記載の成形型を用
    い、一方側内周兼バルブ面成形型と他方側内周兼バルブ
    面成形型とを閉じた状態にして、前記外周成形型と前記
    一方側および他方側内周兼バルブ面成形型とで形成され
    るスロットルボディ成形空間にボディ用樹脂を注入して
    スロットルボディを成形したのち、前記一方側内周兼バ
    ルブ面成形型と他方側内周兼バルブ面成形型とをバルブ
    厚さに見合う分だけ開いてスロットルバルブ成形空間を
    形成すると共にバルブシャフト部成形空間と連通し、前
    記スロットルバルブ成形空間とバルブシャフト部成形空
    間にバルブ用樹脂を注入してシャフト一体型のスロット
    ルバルブを成形し、外周成形型にそなえた軸受嵌合部形
    成部材を除去して形成された軸受嵌合部に軸受を嵌合す
    ることを特徴とする空気流量制御装置の成形方法。
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Cited By (4)

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