JP2004251232A

JP2004251232A - 内燃機関用スロットルバルブ装置

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Publication number: JP2004251232A
Application number: JP2003043945A
Authority: JP
Inventors: Akira Sano; 亮佐野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: JP4302408B2; CN101413443A

Abstract

【課題】スロットルバルブを固定する樹脂製バルブ固定部３１にウエルドが生じ難く、また、樹脂製バルブ固定部３１および樹脂製レバー部３２に冷熱サイクル耐久等を加えても樹脂割れ等を生じ難くする。
【解決手段】スロットルシャフト４の樹脂成形部６を補強する金属部材を、金属製シャフト部７と金属製パイプ部８とに２分割とし、スロットルシャフト４を製造するための同一の樹脂成形型内にセットして樹脂一体成形している。このとき、金属製シャフト部７の径小部５４の外周面と金属製パイプ部８の内周面との間に形成される円筒状隙間から溶融樹脂を流し込むようにしている。すなわち、その円筒状隙間が円筒状のフィルムゲートとして使用できるため、樹脂製バルブ固定部３１でのウエルドの発生を抑制できるので、その部分の外観性能の低下および強度の低下を防止できる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセル操作量に応じて内燃機関の吸入空気量を変更してエンジントルクまたはエンジン回転速度を制御する内燃機関用スロットルバルブ装置に関するもので、特にスロットルバルブを固定する樹脂製バルブ固定部、この樹脂製バルブ固定部に運転者のアクセル操作量を伝える樹脂製レバー部、および樹脂製バルブ固定部と樹脂製レバー部とを繋ぐ樹脂製シャフト部が樹脂一体成形されたスロットルシャフトを備えた内燃機関用スロットルバルブ装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図７および図８に示したように、スロットルボデー１０１の円管状ボア壁部１０２内において開閉自在に収容されたスロットルバルブ１０３を固定する樹脂製バルブ固定部１０４、スロットルバルブ１０３を回転駆動する樹脂製アクセルレバー部１０５を有するアクセルレバー一体型シャフト（スロットルシャフト）１０６の外径を大きく変更しなくても、十分な強度を確保できるようにする目的で、樹脂製バルブ固定部１０４を補強するための金属パイプ１０７を設けた内燃機関用スロットルバルブ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記の金属パイプ１０７は、図７および図８に示したように、ボア壁部１０２内において吸入空気の流れ方向に略直交する方向に対向配置される円筒状の軸受支持部１１１、１１２の内周に回転自在に支持される軸受摺動部１１３、１１４が、樹脂製バルブ固定部１０４よりも軸方向の両側でスロットルシャフト１０６の外周の表面部分に露出するように設けられている。また、金属パイプ１０７の内周側には、樹脂製バルブ固定部１０４と樹脂製アクセルレバー部１０５とを繋ぐ樹脂製シャフト部１０８が設けられている。なお、その樹脂製シャフト部１０８は、その軸方向の両端部が、金属パイプ１０７の軸方向の両端に設けられた開口部にて外部に露出するように充填されている。そして、金属パイプ１０７には、樹脂製シャフト部１０８が成形される内部空間から樹脂製バルブ固定部１０４および樹脂製アクセルレバー部１０５へ溶融状態の熱可塑性樹脂（溶融樹脂）を回り込ませるための複数個の丸穴１１５〜１１７が形成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３４９２９３号公報（第１−５頁、図１−図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の内燃機関用スロットルバルブ装置においては、樹脂成形型内に図８（ｃ）に示した形状の金属パイプ１０７を入れ、図８（ａ）に示した矢印Ａ方向から、金属パイプ１０７の内部空間内に溶融樹脂を注入することで、樹脂製シャフト部１０８が形成される空間内に溶融樹脂が充填され、更に、内部空間内に溶融樹脂を充填した後に、その内部空間から金属パイプ１０７に形成された複数個の丸穴１１５〜１１７より溶融樹脂を外周側に出すようにして、樹脂製バルブ固定部１０４および樹脂製アクセルレバー部１０５が形成される空間内に溶融樹脂が充填される。
【０００６】
その後に、この樹脂成形品を樹脂成形型より取り出して例えば常温にて冷却固化することで、樹脂製バルブ固定部１０４、樹脂製アクセルレバー部１０５および樹脂製シャフト部１０８が樹脂一体成形されるが、上記のような金属パイプ１０７に形成された複数個の丸穴１１５〜１１７より溶融樹脂を外周側に出すようにして、樹脂製バルブ固定部１０４および樹脂製アクセルレバー部１０５を形成すると、樹脂製バルブ固定部１０４および樹脂製アクセルレバー部１０５にウエルドが生じる。これにより、樹脂製バルブ固定部１０４および樹脂製アクセルレバー部１０５に冷熱サイクル耐久等を加えるとウエルド部に樹脂割れ等が生じ易く、スロットルシャフト１０６の寸法精度が悪化する可能性があった。
【０００７】
【発明の目的】
本発明の目的は、樹脂製バルブ固定部にウエルドが生じ難く、また、樹脂製バルブ固定部および樹脂製回転駆動部に冷熱サイクル耐久等を加えても樹脂割れ等が生じ難く、スロットルシャフトの寸法精度を出し易い内燃機関用スロットルバルブ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、運転者のアクセル操作量に対応して回転駆動されるスロットルシャフトに、スロットルバルブを固定する樹脂製バルブ固定部と、この樹脂製バルブ固定部を介してスロットルバルブにアクセル操作量を伝える樹脂製回転駆動部と、樹脂製バルブ固定部および樹脂製回転駆動部を補強するための分割型の金属部材とを設けたことにより、樹脂製バルブ固定部にウエルドが生じ難く、また、樹脂製バルブ固定部および樹脂製回転駆動部に冷熱サイクル耐久等を加えても樹脂割れ等が生じ難く、スロットルシャフトの寸法精度が出し易くなる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、分割型の金属部材は、中軸棒状の金属製シャフト部と管状の金属製パイプ部とに２分割されており、金属製パイプ部は、樹脂製バルブ固定部と樹脂製回転駆動部との間の、スロットルシャフトの表面部分にのみ設けられている。これにより、中軸棒状の金属製シャフト部と管状の金属製パイプ部との間に形成される筒状隙間から溶融樹脂を流し込むことで、ウエルドや樹脂割れの発生を抑えながらも、金属製シャフト部の外周側に樹脂製バルブ固定部を形成できる。また、ウエルドや樹脂割れの発生を抑えながらも、金属製シャフト部の外周側に樹脂製回転駆動部を形成できる。
【００１０】
請求項３および請求項４に記載の発明によれば、中軸棒状の金属製シャフト部と管状の金属製パイプ部との間に形成される筒状隙間に、樹脂製バルブ固定部と樹脂製回転駆動部とを繋ぐ筒状の樹脂製シャフト部を設けたことにより、一方向から溶融樹脂を筒状隙間内に流し込むことで、樹脂製バルブ固定部と樹脂製回転駆動部と樹脂製シャフト部とを樹脂一体成形することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明によれば、分割型の金属部材、すなわち、スロットルシャフトの軸方向に延びる中軸棒状の金属製シャフト部を設けたことにより、スロットルバルブの回転中心側に樹脂製バルブ固定部の外周に嵌め合わされる筒状の被嵌合部を設け、且つ樹脂製バルブ固定部に、スロットルシャフトの周方向への被嵌合部の回り止めを行う周方向位置決め部を設けても、スロットルシャフトの径方向の体格が大きくならない。
【００１２】
請求項６に記載の発明によれば、金属製シャフト部の露出部を、スロットルボデーの第１軸受支持部の内周に回転自在に支持される第１軸受摺動部とし、また、金属製パイプ部の露出部を、スロットルボデーの第２軸受支持部の内周に回転自在に支持される第２軸受摺動部とすることにより、磨耗に対して有利な構造となり、軸受部材を必要としないので、部品点数や組付工数を低減でき、コストダウンとなる。
【００１３】
請求項７に記載の発明によれば、スロットルバルブの外周部分またはスロットルボデーの内壁面に、スロットルバルブの外周部分とスロットルボデーの内壁面との間に形成される隙間を埋めて、アイドル運転時の空気洩れを低減するための被覆剤を塗布している。そして、第１軸受支持部または第２軸受支持部の内周と第１軸受摺動部または第２軸受摺動部の外周との間に、被覆剤を捕捉するトラップ用隙間を形成している。これにより、第１軸受支持部の内周と第１軸受摺動部の外周との間、あるいは第２軸受支持部の内周と第２軸受摺動部の外周との間に、被覆剤が入り込むことはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［実施形態の構成］
図１ないし図６は本発明の実施形態を示したもので、図１および図２は内燃機関用スロットルバルブ装置を示した図である。
【００１５】
本実施形態の内燃機関用スロットルバルブ装置は、運転者のアクセル操作量に基づいて内燃機関（例えば二輪自動車用エンジン：以下エンジンと言う）に流入する吸入空気量を変更することで、エンジン回転速度またはエンジントルクをコントロールするものである。この内燃機関用スロットルバルブ装置は、内部をエンジンに向かう吸入空気が流れる円管状ボア壁部１を有するスロットルボデー２と、このスロットルボデー２のボア壁部１内において開閉自在に収容されたスロットルバルブ３と、運転者のアクセル操作量（例えばアクセルペダルの踏み込み量）に対応して回転駆動されて、スロットルバルブ３と一体的に回転するスロットルシャフト４と、スロットルバルブ３およびスロットルシャフト４の回転位置を、エンジンがアイドリング状態の時の初期位置に戻すためのリターンスプリング５とを備えた吸気絞り弁装置である。
【００１６】
そして、スロットルボデー２は、耐熱性樹脂（例えばポリフェニレンサルファイド：ＰＰＳ、ガラス繊維３０％入りのポリブチレンテレフタレート：ＰＢＴＧ３０等）により一体成形された樹脂成形品で、スロットルバルブ３およびスロットルシャフト４を保持する装置である。スロットルボデー２のボア壁部１内には、エンジンに吸入空気を送るための吸気通路１０が形成されており、その中央部にスロットルバルブ３およびスロットルシャフト４が回転自在に組み込まれている。また、吸気通路１０は、エアクリーナ（図示せず）から吸気管（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、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（図示せず）に吸入空気を流入させるための空気出口部を有している。
【００１７】
そして、ボア壁部１の図示左端面には、スロットルシャフト４の軸方向の一端部を回転自在に支持するための円筒状の第１軸受支持部１１がボア壁部１の内壁面より図示左側に突出するように一体的に設けられている。なお、第１軸受支持部１１の図示左端部は、閉塞されている。また、ボア壁部１の図示右端面には、スロットルシャフト４の軸方向の他端部を回転自在に支持するための円筒状の第２軸受支持部１２がボア壁部１の内壁面より図示右側に突出するように一体的に設けられている。なお、第２軸受支持部１２の図示右端部は、開口している。
【００１８】
そして、第１、第２軸受支持部１１、１２には、スロットルシャフト４が摺動する第１、第２シャフト摺動孔１３、１４が形成されている。そして、第２軸受支持部１２の外周には、リターンスプリング５が嵌め合わされる円筒状のスプリング内周ガイド１５が一体的に設けられている。また、第２軸受支持部１２の先端部（図示右端部）とスロットルシャフト４の外周との間には、オイルシール１６が装着されている。また、ボア壁部１の図示右端面には、リターンスプリング５のスプリング側フック部を係止するボデー側フック部１７が一体的に設けられている。
【００１９】
スロットルバルブ３は、耐熱性樹脂（例えばポリフェニレンサルファイド：ＰＰＳ、ガラス繊維３０％入りのポリブチレンテレフタレート：ＰＢＴＧ３０等）により一体成形された樹脂成形品で、エンジンに吸入される吸入空気量をコントロールするバタフライ形の回転弁である。このスロットルバルブ３には、スロットルシャフト４の外周部分（表面部分）に嵌め合わされる貫通孔（図示せず）を有する略円筒状の被嵌合部２１、およびこの被嵌合部２１より吸気通路１０を閉塞するように延長された２つの半円形状板部２２、２３等が形成されている。なお、被嵌合部２１は、２つの半円形状板部２２、２３の回転中心側に設けられて、スロットルシャフト４の外周部分（表面部分）にレーザ溶着等の熱溶着方法を用いて固定されている。また、２４、２５は、スロットルバルブ３を補強するための補強用リブである。
【００２０】
次に、本実施形態のスロットルシャフト４の構造を図１ないし図６に基づいて簡単に説明する。ここで、図３（ａ）、（ｂ）および図４（ａ）、（ｂ）はスロットルシャフト４を示した図である。スロットルシャフト４は、耐熱性樹脂により一体成形された樹脂成形部（例えばポリフェニレンサルファイド：ＰＰＳ、ガラス繊維３０％入りのポリブチレンテレフタレート：ＰＢＴＧ３０製の樹脂シャフト）６に、この樹脂成形部６を補強するための分割型の金属部材（例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼製の金属シャフト）をインサート成形したものである。
【００２１】
スロットルシャフト４の樹脂成形部６は、スロットルバルブ３の被嵌合部２１を固定する樹脂製バルブ固定部３１と、この樹脂製バルブ固定部３１を介してスロットルバルブ３にアクセル操作量を伝達する樹脂製レバー部（樹脂製回転駆動部）３２と、樹脂製バルブ固定部３１と樹脂製レバー部３２とを繋ぐ樹脂製シャフト部３３とを耐熱性樹脂により一体成形したものである。なお、樹脂製シャフト部３３は、樹脂製バルブ固定部３１の内周部と樹脂製レバー部３２の内周部とを連結するように円筒形状に形成されている。
【００２２】
樹脂製バルブ固定部３１は、円筒形状に形成されて、樹脂製シャフト部３３よりも図示左側に設けられている。この樹脂製バルブ固定部３１の外周面には、図３（ａ）および図４（ｂ）に示したように、スロットルシャフト４の周方向へのスロットルバルブ３の被嵌合部２１の回り止めを行う２つの平坦面（２面幅部：周方向位置決め部）３４が形成されている。なお、スロットルバルブ３の被嵌合部２１の内周面には、２つの平坦面３４に対応した２つの平坦面（２面幅部：図示せず）が形成されている。
【００２３】
樹脂製レバー部３２は、円環板形状に形成されて、樹脂製シャフト部３３よりも図示右側に設けられている。この樹脂製レバー部３２には、金属部材の図示右端部の外周に形成される円筒状部３５、およびこの円筒状部３５の外周より径方向に延びる円環状部３６等が形成されている。その円環状部３６の外周部には、ドライバーが操作するアクセルペダルに連動する開弁側、閉弁側ワイヤーケーブル（図示せず）が巻き付けられる略Ｖ字形状の周溝部３７が設けられている。また、円環状部３６の外周部には、開弁側、閉弁側ワイヤーケーブルの一端部を取り付けるための開弁側、閉弁側取付溝３８、３９が設けられている。
【００２４】
樹脂製レバー部３２の図示左端面には、スロットルボデー２のスプリング内周ガイド１５と略同一の外径とされた、リターンスプリング５が嵌め合わされる円筒状のスプリング内周ガイド４１が一体的に設けられている。また、円環状部３６の図示左端面には、リターンスプリング５のスプリング側フック部を係止するレバー側フック部４２が一体的に設けられている。また、樹脂製レバー部３２には、肉厚を均等化するための複数の溝部４３が設けられている。そして、隣設する２つの溝部４３間には、補強用リブ部４４がそれぞれ設けられている。
【００２５】
分割型の金属部材は、スロットルシャフト４の一端面から他端面に至るまで軸方向に延びる中軸棒状の金属製シャフト部７と、この金属製シャフト部７の外周に部分的に円筒状隙間を隔てて嵌め合わされた円管状の金属製パイプ部８とに２分割されている。金属製シャフト部７は、ステンレス鋼等の金属材料により中軸棒形状に形成されており、スロットルシャフト４の樹脂成形部６にインサート成形されて一体化されている。そして、金属製シャフト部７は、図示左端面から図示右端面に至るまでの軸方向全体に延長されている。
【００２６】
この金属製シャフト部７は、樹脂製バルブ固定部３１よりも軸方向の一端側の表面部分がスロットルシャフト４の外周面に露出しており、その露出部がスロットルボデー２の第１軸受支持部１１の第１シャフト摺動孔１３の内周面に回転自在に支持される第１軸受摺動部５１とされている。また、金属製シャフト部７の図示右端部は、樹脂製レバー部３２の図示右端面よりも外部に露出（突出）している。そして、金属製シャフト部７は、図示左端部に円柱形状の径大部５３、およびこの径大部５３よりも図示右側に円柱形状の径小部５４が設けられている。なお、径小部５４は、径大部５３よりも外径が小さい。
【００２７】
なお、スロットルボデー２のボア壁部１の吸気通路１０内に設けられる径小部５４の、樹脂製バルブ固定部３１に対応する部分の中央部の外周面には、樹脂製バルブ固定部３１の内周面との結合強度を向上させるための刻み目５５が施されている。また、樹脂製シャフト部３３の図示右端部より図示右方向に突出する径小部５４の外周面には、樹脂製レバー部３２の内周面との結合強度を向上させるための刻み目５６が施されている。
【００２８】
金属製パイプ部８は、ステンレス鋼等の金属材料により円管形状に形成されており、樹脂製バルブ固定部３１と樹脂製レバー部３２との間の、スロットルシャフト４の表面部分にのみ設けられている。そして、金属製パイプ部８は、金属製シャフト部７の外周側に部分的に、すなわち、スロットルボデー２の第１軸受支持部１１の内周に配される金属製シャフト部７の外周側のみに円筒状隙間（樹脂製シャフト部３３を構成する耐熱性樹脂が充填されている部分）を隔てて嵌め合わされている。この金属製パイプ部８は、樹脂製バルブ固定部３１よりも軸方向の他端側の表面部分がスロットルシャフト４の外周面に露出しており、その露出部がスロットルボデー２の第２軸受支持部１２の第２シャフト摺動孔１４の内周面およびオイルシール１６の内周に回転自在に支持される第２軸受摺動部５２とされている。
【００２９】
ここで、本実施形態では、スロットルバルブ３の外周部分またはスロットルボデー２のボア壁部１の内壁面には、スロットルバルブ３の外周部分とスロットルボデー２のボア壁部１の内壁面との間に形成される隙間を埋めて、アイドル運転時の空気洩れを低減するための被覆剤（例えば四フッ化エチレン樹脂、フッ素樹脂や二硫化モリブデン等の半固体状または液体状のコーティング剤）が塗布された後に固化して粉末化している。このため、図５に示したように、スロットルボデー２の第１軸受支持部１１の内周とスロットルシャフト４の第１軸受摺動部５１の外周との間には、侵入した被覆剤を捕捉するトラップ用の第１環状隙間（トラップ用隙間）６１が形成されている。なお、本実施形態では、第１環状隙間６１を金属製シャフト部７の径大部５３の外周面の周方向に円環状に形成している。また、図６に示したように、スロットルボデー２の第２軸受支持部１２の内周とスロットルシャフト４の第２軸受摺動部５２の外周との間には、侵入した被覆剤を捕捉するトラップ用の第２環状隙間（トラップ用隙間）６２が形成されている。
【００３０】
［実施形態の製造方法］
次に、本実施形態の内燃機関用スロットルバルブ装置の製造方法を図１ないし図６に基づいて簡単に説明する。
【００３１】
先ず、例えば吸気通路１０を形成する抜き型、第１、第２シャフト摺動孔１３、１４を形成する抜き型を含む樹脂成形型によって形成されるキャビティ内に、加熱されて溶融状態の耐熱性樹脂（以下溶融樹脂と言う）を１つまたは２つ以上のゲートから注入し、樹脂成形型のキャビティ内に溶融樹脂を充填する。そして、樹脂成形型よりキャビティ内に充填された溶融樹脂を取り出し、冷却して硬化（固化）させる。あるいは樹脂成形型のキャビティの回りに冷却水等の冷却媒体を循環供給することで、樹脂成形型よりキャビティ内に充填された溶融樹脂を冷却して硬化（固化）させると、ボア壁部１や第１、第２軸受支持部１１、１２等を備えたスロットルボデー２が耐熱性樹脂によって樹脂一体成形される。
【００３２】
一方、ステンレス鋼等の金属材料に切削加工等を施して、中軸棒状の金属製シャフト部７を形成する。なお、金属製シャフト部７に対する樹脂製バルブ固定部３１および樹脂製レバー部３２の喰い付け性を良くすると共に、金属製シャフト部７からの樹脂成形部６の抜け防止を図る目的で、金属製シャフト部７の外周部の一部にローレット加工等を施しても良い（例えば刻み目５５、５６：図２参照）。また、ステンレス鋼等の金属材料に切削加工等を施して円管状の金属製パイプ部８を形成する。
【００３３】
次に、例えば被嵌合部２１内に形成される貫通孔を形成する抜き型を含む樹脂成形型によって形成されるキャビティ内に、加熱されて溶融状態の耐熱性樹脂（以下溶融樹脂と言う）を１つまたは２つ以上のゲートから注入し、樹脂成形型のキャビティ内に溶融樹脂を充填する。そして、樹脂成形型よりキャビティ内に充填された溶融樹脂を取り出し、冷却して硬化（固化）させる。あるいは樹脂成形型のキャビティの回りに冷却水等の冷却媒体を循環供給することで、樹脂成形型よりキャビティ内に充填された溶融樹脂を冷却して硬化（固化）させると、被嵌合部２１および２つの半円形状板部２２、２３等を備えたスロットルバルブ３が耐熱性樹脂によって樹脂一体成形される。
【００３４】
次に、樹脂成形型の第１軸受支持部（図示せず）の内周面に金属製シャフト部７の径大部５３の外周面を嵌合させて保持固定させる。そして、金属製シャフト部７の径小部５４の所定の部位の外周側に円筒状隙間を隔てて金属製パイプ部８が嵌合するように、樹脂成形型の第２軸受支持部（図示せず）の内周面に金属製パイプ部８の外周面を嵌合させて保持固定させる。これにより、樹脂成形型によって形成されるキャビティ内に、ステンレス鋼等の金属材料よりなる金属製シャフト部７、およびステンレス鋼等の金属材料よりなる金属製パイプ部８が挿入された状態で保持固定される。
【００３５】
次に、金属製シャフト部７の径小部５４の外周面と金属製パイプ部８の内周面との間に形成される円筒状隙間の図示右端部から図示左側へ向けて、更には金属製シャフト部７の径小部５４の図示右端部側より外周部側へ向けて、加熱されて溶融状態の耐熱性樹脂（以下溶融樹脂と言う）を１つまたは２つ以上のゲートから注入し、樹脂成形型のキャビティ内に溶融樹脂を充填する。このとき、樹脂成形時のゲート部を樹脂製レバー部３２側に配置しておき、金属製シャフト部７の径小部５４の外周面と金属製パイプ部８の内周面との間に形成される狭い円筒状隙間を介して溶融樹脂を注入する（フィルムゲート法）ことが望ましい。
【００３６】
そして、樹脂製シャフト部３３を形成する円筒状隙間内に流し込まれた溶融樹脂は、その円筒状隙間から直接樹脂製バルブ固定部３１に流れ込む。一方、金属製シャフト部７の径小部５４の図示右端部の外周面と樹脂成形型の内周面との間に形成されるキャビティ内に注入された溶融樹脂は、直接樹脂製レバー部３２に流れ込む。そして、樹脂成形型よりキャビティ内に充填された溶融樹脂を取り出し、冷却して硬化（固化）させる。あるいは樹脂成形型のキャビティの回りに冷却水等の冷却媒体を循環供給することで、樹脂成形型よりキャビティ内に充填された溶融樹脂を冷却して硬化（固化）させると、樹脂製バルブ固定部３１および樹脂製シャフト部３３内に金属製シャフト部７を径小部５４がインサート成形され、且つ樹脂製シャフト部３３の外周側に金属製パイプ部８が一体的に形成されたスロットルシャフト４の樹脂成形部６が耐熱性樹脂によって樹脂一体成形される。
【００３７】
次に、上記のスロットルボデー２のボア壁部１の外壁面（図示右端面）に形成されたボデー側フック部１７にリターンスプリング５のスプリング側フック部を組み付けて、スロットルボデー２のボア壁部１の外壁面（図示右端面）に形成された円筒状のスプリング内周ガイド１５の外周側にリターンスプリング５の図示左側部を嵌め合わせることで、スロットルボデー２のボア壁部１の外壁面（図示右端面）にリターンスプリング５を組み付ける。
【００３８】
次に、スロットルバルブ３の被嵌合部２１内に形成される貫通孔、スロットルボデー２の第１、第２軸受支持部１１、１２内に形成される第１、第２シャフト摺動孔１３、１４の軸心が一直線上に位置するように、上記のスロットルバルブ３を上記のスロットルボデー２のボア壁部１に形成される吸気通路１０内に挿入する。次に、上記のスロットルシャフト４を、スロットルボデー２の第２軸受支持部１２の図示右端部から、第２シャフト摺動孔１４、貫通孔、第１シャフト摺動孔１３の順に差し込むことで、スロットルシャフト４をスロットルボデー２に組み付ける。
【００３９】
次に、上記のスロットルシャフト４の樹脂製レバー部３２の外壁面（図示左端面）に形成されたレバー側フック部４２にリターンスプリング５のスプリング側フック部を組み付けて、樹脂製レバー部３２の外壁面（図示左端面）に形成された円筒状のスプリング内周ガイド４１の外周側にリターンスプリング５の図示右側部を嵌め合わせることで、スロットルボデー２のボア壁部１の外壁面（図示右端面）とスロットルシャフト４の樹脂製レバー部３２の外壁面（図示左端面）との間にリターンスプリング５が装着される。
【００４０】
次に、スロットルボデー２のボア壁部１内において、レーザ溶着等の熱溶着方法を用いて、スロットルバルブ３の被嵌合部２１を、吸気通路１０内の所定の位置で保持されたスロットルシャフト４の樹脂製バルブ固定部３１の外周に固定する。以上によって、スロットルボデー２、スロットルバルブ３、スロットルシャフト４およびリターンスプリング５を備えた内燃機関用スロットルバルブ装置が製造される。なお、以上の製造方法、工程手順を採用することで、部品点数削減および製作工数低減を図れる効果がある。
【００４１】
［実施形態の作用］
次に、本実施形態の内燃機関用スロットルバルブ装置の作用を図１ないし図６に基づいて簡単に説明する。
【００４２】
運転者によってアクセルペダルが踏み込まれると、このアクセルペダルにワイヤケーブルを介して機械的に連結された樹脂製レバー部３２が、リターンスプリング５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だけ回転する。そして、上記の樹脂製レバー部３２の回転が樹脂製シャフト部３３を介して樹脂製バルブ固定部３１に伝わり、樹脂製バルブ固定部３１の回転に伴ってスロットルバルブ３が、樹脂製レバー部３２、つまりスロットルシャフト４と同じ回転角度だけ回転する。これにより、エンジンへの吸気通路１０が所定のスロットル開度だけ開かれるので、エンジン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。
【００４３】
逆に、運転者がアクセルペダルから足を離すと、リターンスプリング５の付勢力によってスロットルバルブ３およびスロットルシャフト４が初期位置（アイドリング位置）まで戻される。これにより、エンジンへの吸気通路１０が閉じられる（全閉状態）ので、エンジン回転速度がアイドリング回転速度となる。
【００４４】
［実施形態の効果］
以上のように、本実施形態の内燃機関用スロットルバルブ装置においては、スロットルシャフト４の樹脂成形部６に棒状部材である金属製シャフト部７および円管状部材である金属製パイプ部８よりなる金属製芯がねを配設しているため、スロットルシャフト４自体の軸径寸法を必要以上に大きくすることなく、それ自体でスロットルシャフト４の強度の向上化が図れる効果がある。すなわち、本実施形態のスロットルシャフト４は、樹脂製バルブ固定部３１が金属製シャフト部７の径小部５４によって補強されているので、全体が耐熱性樹脂により構成された総樹脂のスロットルシャフトと比べて、吸気通路１０内に収容されるスロットルバルブ３に加わる吸気管負圧の過大な荷重に十分耐えることができる。
【００４５】
それによって、エンジンが発生する大きな吸気管負圧がスロットルバルブ３に加わっても、スロットルバルブ３を固定する樹脂製バルブ固定部３１に反りや歪み等が発生することはなく、樹脂成形された樹脂製バルブ固定部３１の外径を大幅に大きく変更しなくても強度を十分に確保することができる。したがって、樹脂製バルブ固定部３１の外径の大型化による吸気管の吸気通路径の大型化を抑えることができるので、エンジンの周辺での吸気管の占有スペースを狭くすることができる。
【００４６】
さらに、スロットルシャフト４の両側の第１、第２摺動摺動部５１、５２を、それぞれ金属製シャフト部７の第１軸受摺動部５１（例えばＳＵＳ３０４）とスロットルボデー２の第１軸受支持部１１（例えばＰＢＴＧ３０）、および金属製パイプ部８の第２軸受摺動部５２（例えばＳＵＳ３０４）とスロットルボデー２の第２軸受支持部１２（例えばＰＢＴＧ３０）との摺動とすることで、ボールベアリングやスラストベアリング等の軸受部材を配置しなくとも、耐磨耗特性に優れた軸受摺動部を構成できる。すなわち、ステンレス鋼等の金属材料により構成された金属製シャフト部７の径大部５３および金属製パイプ部８に、スロットルボデー２の第１、第２軸受支持部１１、１２に回転自在に支持される第１、第２軸受摺動部５１、５２を一体的に設けたことにより、耐磨耗特性に関して非常に有利となる。また、本実施形態では、ボールベアリングやスラストベアリング等の軸受部材を必要としないので、部品点数や組付工数を軽減でき、コストダウンを図ることができる。
【００４７】
また、本実施形態の内燃機関用スロットルバルブ装置においては、スロットルシャフト４の樹脂成形部６を補強する金属部材を、金属製シャフト部７と金属製パイプ部８とに２分割とし、スロットルシャフト４を製造するための同一の樹脂成形型内にセットして樹脂一体成形している。このとき、金属製シャフト部７の径小部５４の外周面と金属製パイプ部８の内周面との間に形成される円筒状隙間から溶融樹脂を流し込むようにしている。すなわち、上記の円筒状隙間が円筒状のフィルムゲートとして使用（所謂フィルムゲート法を採用）できるため、樹脂製バルブ固定部３１でのウエルドの発生を抑制できるので、その部分の外観性能の低下および強度の低下を防止できる。
【００４８】
また、樹脂製バルブ固定部３１でのウエルドの発生を抑えることで、スロットルシャフト４の樹脂成形部６の冷熱サイクル耐久等による樹脂割れ等を抑えることができ、且つアニーリング後のスロットルシャフト４の樹脂成形部６の寸法精度の向上を図ることができる。そのアニーリングとは、熱的または機械的な応力により生じた樹脂成形部６の内部の残留歪みを除去する目的で、適当な温度に製品を所定時間保持した後に徐冷する熱処理のことである。
【００４９】
また、従来の技術では、図７および図８に示したように、スロットルシャフト１０６の軸径（シャフト径）が一定であるために、樹脂成形型への挿入長さが大きく、樹脂成形型のキャビティ内への金属パイプ１０７の組み込み（セット）が困難であったが、本実施形態では、スロットルシャフト４の樹脂成形部６を補強する金属部材を２分割しているので、樹脂成形型のキャビティ内への金属製シャフト部７および金属製パイプ部８の組み込み（セット）が非常に容易となり、コストダウンを図ることができる。
【００５０】
また、本実施形態の内燃機関用スロットルバルブ装置においては、樹脂製バルブ固定部３１の外周面に、スロットルシャフト４の周方向へのスロットルバルブ３の被嵌合部２１の回り止めを行う２つの平坦面（２面幅部：周方向位置決め部）３４を形成している。従来の技術では、図７および図８に示したように、樹脂製バルブ固定部１０４の外周面に２面幅部を設ける構造とすると、金属パイプ１０７内に溶融樹脂を流し込むスペースを確保しなければならず、その分、スロットルシャフト１０６の軸径（シャフト径）を太くする必要があるが、本実施形態では、金属製シャフト部７の径小部５４内に溶融樹脂を流し込む必要はなく、そのような従来の構造に対して、スロットルシャフト４の軸径（シャフト径）を細くすることができ、スロットルシャフト４の体格を小型化できる。
【００５１】
［他の実施形態］
本実施形態では、スロットルシャフト４の樹脂成形部６を補強する金属製シャフト部７の径小部５４の一端部の外周側に、樹脂製バルブ固定部３１および樹脂製シャフト部３３を介してスロットルバルブ３にアクセル操作量を伝える樹脂製レバー部３２を樹脂一体成形しているが、スロットルシャフト４の樹脂成形部６を補強する金属製シャフト部７の径小部５４の一端部の外周側に、樹脂製バルブ固定部３１および樹脂製シャフト部３３を介してスロットルバルブ３にアクセル操作量を伝える樹脂製バルブ側ギヤ部を樹脂一体成形しても良い。この場合には、スロットルバルブ３は樹脂製バルブ側ギヤ部と一体的に減速歯車機構を介して電動モータによって回転駆動する。
【００５２】
本実施形態では、金属製パイプ部８を、円管形状に形成したが、円弧状の金属片を略円管状となるように軸方向に複数配置して金属製パイプ部を構成しても良い。また、円環状の金属環を軸方向に複数配置して金属製パイプ部を構成しても良い。また、本実施形態では、スロットルバルブ３の被嵌合部２１をスロットルシャフト４の樹脂製バルブ固定部３１の外周に熱溶着することで固定しているが、スロットルバルブ３の被嵌合部２１をスロットルシャフト４の樹脂製バルブ固定部３１の外周に締結具を用いて締め付け固定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は内燃機関用スロットルバルブ装置を示した正面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施形態）。
【図２】内燃機関用スロットルバルブ装置を示した断面図である（実施形態）。
【図３】（ａ）はスロットルシャフトを示した正面図で、（ｂ）はスロットルシャフトを示した側面図である（実施形態）。
【図４】（ａ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図で、（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図である（実施形態）。
【図５】第１軸受支持部と第１軸受摺動部との間に形成される第１環状隙間を拡大した断面図である（実施形態）。
【図６】第２軸受支持部と第２軸受摺動部との間に形成される第２環状隙間を拡大した断面図である（実施形態）。
【図７】内燃機関用スロットルバルブ装置を示した断面図である（従来の技術）。
【図８】（ａ）はスロットルシャフトを示した断面図で、（ｂ）はスロットルシャフトを示した側面図で、（ｃ）は金属パイプを示した斜視図である（従来の技術）。
【符号の説明】
１ボア壁部
２スロットルボデー
３スロットルバルブ
４スロットルシャフト
５リターンスプリング
６樹脂成形部
７金属製シャフト部
８金属製パイプ部
１０吸気通路
１１第１軸受支持部
１２第２軸受支持部
２１被嵌合部
３１樹脂製バルブ固定部
３２樹脂製レバー部（樹脂製回転駆動部）
３３樹脂製シャフト部
３４平坦面（２面幅部：周方向位置決め部）
５１第１軸受摺動部
５２第２軸受摺動部
６１第１環状隙間（トラップ用隙間）
６２第２環状隙間（トラップ用隙間）

Claims

（ａ）スロットルボデー内に開閉自在に収容されて、弁開度または回転角度に応じて内燃機関に向かう吸入空気量を変更するスロットルバルブと、
（ｂ）運転者のアクセル操作量に対応して回転駆動されて、前記スロットルバルブと一体的に回転するスロットルシャフトと
を備え、
前記スロットルシャフトは、前記スロットルバルブを固定する樹脂製バルブ固定部と、この樹脂製バルブ固定部を介して前記スロットルバルブに前記アクセル操作量を伝える樹脂製回転駆動部と、前記樹脂製バルブ固定部および前記樹脂製回転駆動部を補強するための分割型の金属部材とを有していることを特徴とする内燃機関用スロットルバルブ装置。
請求項１に記載の内燃機関用スロットルバルブ装置において、
前記分割型の金属部材は、前記スロットルシャフトの軸方向に延びる中軸棒状の金属製シャフト部と、この金属製シャフト部の外周に部分的に筒状隙間を隔てて嵌め合わされた管状の金属製パイプ部とに２分割されており、
前記金属製パイプ部は、前記樹脂製バルブ固定部と前記樹脂製回転駆動部との間の、前記スロットルシャフトの表面部分にのみ設けられていることを特徴とする内燃機関用スロットルバルブ装置。
請求項２に記載の内燃機関用スロットルバルブ装置において、
前記筒状隙間には、前記樹脂製バルブ固定部と前記樹脂製回転駆動部とを繋ぐ筒状の樹脂製シャフト部が設けられていることを特徴とする内燃機関用スロットルバルブ装置。
請求項３に記載の内燃機関用スロットルバルブ装置において、
前記樹脂製バルブ固定部および前記樹脂製シャフト部は、前記筒状隙間から溶融樹脂を流し込んだ後に前記溶融樹脂を冷却固化させることで、前記樹脂製回転駆動部と樹脂一体成形されることを特徴とする内燃機関用スロットルバルブ装置。
請求項１ないし請求項４のうちいずれか１つに記載の内燃機関用スロットルバルブ装置において、
前記スロットルバルブは、回転中心側に前記樹脂製バルブ固定部の外周に嵌め合わされる筒状の被嵌合部を有し、
前記樹脂製バルブ固定部は、前記スロットルシャフトの周方向への前記被嵌合部の回り止めを行う周方向位置決め部を有していることを特徴とする内燃機関用スロットルバルブ装置。
請求項１ないし請求項５のうちいずれか１つに記載の内燃機関用スロットルバルブ装置において、
前記スロットルボデーは、前記スロットルシャフトの軸方向の一端部を回転自在に支持するための筒状の第１軸受支持部、および前記スロットルシャフトの軸方向の他端部を回転自在に支持するための筒状の第２軸受支持部を有し、
前記金属製シャフト部は、前記樹脂製バルブ固定部よりも軸方向の一端側の表面部分が前記スロットルシャフトの外周面に露出しており、その露出部が前記第１軸受支持部の内周に回転自在に支持される第１軸受摺動部とされ、
前記金属製パイプ部は、前記樹脂製バルブ固定部よりも軸方向の他端側の表面部分が前記スロットルシャフトの外周面に露出しており、その露出部が前記第２軸受支持部の内周に回転自在に支持される第２軸受摺動部とされていることを特徴とする内燃機関用スロットルバルブ装置。
請求項６に記載の内燃機関用スロットルバルブ装置において、
前記スロットルバルブの外周部分または前記スロットルボデーの内壁面には、前記スロットルバルブの外周部分と前記スロットルボデーの内壁面との間に形成される隙間を埋めて、アイドル運転時の空気洩れを低減するための被覆剤が塗布されており、
前記第１軸受支持部または前記第２軸受支持部の内周と前記第１軸受摺動部または前記第２軸受摺動部の外周との間には、侵入した前記被覆剤を捕捉するトラップ用隙間が形成されていることを特徴とする内燃機関用スロットルバルブ装置。