JP2005090419A - 内燃機関用スロットル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数や組付工数を軽減して部品費用や加工費用等の製品コストの上昇を抑えながらも、スロットルシャフト４のスラスト方向のガタを抑制する。
【解決手段】 スロットルシャフト４および２つの第１、第２軸受け６、７を、スロットルボデー２の樹脂成形時に、スロットルボデー２と同一の樹脂成形金型内で、スロットルボデー２のボア壁部１０にインサート成形することにより、スロットルボデー２を所定の略円管形状に樹脂成形した段階で、スロットルボデー２のボア壁部１０にスロットルシャフト４および２つの第１、第２軸受け６、７が組み込まれることになる。また、２つの第１、第２軸受け６、７の第１、第２係止部３５、３６によって、スロットルシャフト４の軸方向の両側よりスロットルシャフト４の第１、第２段差部２１、２２を挟み込むことで、ＥリングやＣリング等を新たに必要とすることなく、スロットルシャフト４の軸方向への移動を規制できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関の気筒に連通する吸気通路内を流れる吸入空気量を制御する内燃機関用スロットル装置に関するもので、特に内部に吸気通路を形成する管状ボア壁部を有し、且つこの管状ボア壁部の中心軸線方向に対して略直交する方向の両側に、２つの第１、第２軸受けをそれぞれ支持する第１、第２軸受支持部を有する樹脂製のスロットルボデーを備えた内燃機関用スロットル装置に係わる。

近年、内部に吸気通路が形成された円管状ボア壁部を有するスロットルボデーと、吸気通路を開閉する略円板状のスロットルバルブと、このスロットルバルブを保持固定するバルブ保持部を有する略丸棒状のスロットルシャフトとを備えた内燃機関用スロットル装置の軽量化および低コスト化を図るために、スロットルボデーを、樹脂材料によって一体的に形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。なお、このような樹脂製のスロットルボデーの円管状ボア壁部には、吸気通路内を流れる吸入空気の流れ方向に略直交する方向の両側に第１、第２軸受ボス部（第１、第２軸受支持部）が樹脂成形により一体的に形成されている。そして、スロットルボデーの第１、第２軸受支持部には、スロットルシャフトを回転自在に軸支する円筒状の第１、第２軸受けが組み付けられている。
特開平１１−２９４２０３号公報（第１−１７頁、図１−図１８）

ところが、特許文献１に記載の内燃機関用スロットル装置においては、スロットルシャフトのラジアル方向（周方向）の支持は、第１、第２軸受けに形成される第１、第２摺動孔の内周壁そのものが行うようになっているが、スロットルシャフトのスラスト方向（軸方向）の支持が成されていなかった。

ここで、一般的に、スロットルバルブの回転角度（弁開度、スロットル開度）を検出する回転角度センサの高精度化のためには、その回転角度センサを構成する非接触式の検出素子（例えばホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗素子等）に対向配置されるマグネットは、スロットルシャフトの一端部に取り付けられるものであるため、スロットルシャフトのスラスト方向のガタを吸収することは、回転角度センサの検出精度を向上する上で、非常に重要である。

また、スロットルシャフトのスラスト方向のガタが大きいと、スロットルバルブを全閉方向に閉じる際に、スロットルバルブが全閉位置に到達する前に、円管状ボア壁部の内壁面（ボア内径面）とスロットルバルブの外径部とが接触または干渉してしまい、キズ、打痕、欠け等が起こったり、また、スロットルバルブおよびスロットルシャフトの動作不良が生じたりして、例えばドライバーのアクセル操作量に対応したスロットル開度が得られず、ドライバビリティが悪化する可能性がある。また、スロットルバルブの全閉時の気密性能が低下した場合には、アイドル回転速度が目標値よりも大きくなってアイドル運転時の燃費が悪化したりする可能性がある。

そこで、スロットルボデー１００の第１、第２軸受ボス部（第１、第２軸受支持部）１０１、１０２に軸支されるスロットルシャフト１０３のスラスト方向の支持方法の一例を、図７に示す。これは、スロットルボデー１００の第１、第２軸受支持部１０１、１０２に組み込まれた第１、第２軸受け１０４、１０５の第１、第２摺動孔内にスロットルシャフト１０３を貫通させた後に、ＥリングやＣリング等のスラスト方向規制手段１１１、１１２をスロットルシャフト１０３の半径方向外方から差し込んで、スロットルシャフト１０３の軸方向の両側よりスロットルシャフト１０３を挟み込んで、第１、第２軸受支持部１０１、１０２に対するスロットルシャフト１０３の軸方向への移動を規制する方法である。なお、スロットルシャフト１０３のバルブ保持部には、スロットルバルブ１０９が保持されている。

また、スロットルシャフト１０３のスラスト方向の支持方法の他の例を、図８に示す。これは、スロットルボデー１００の第１軸受支持部１０１にボールベアリング１０６の外輪を圧入固定し、ボールベアリング１０６の内輪にスロットルシャフト１０３を圧入固定し、更にスロットルボデー１００の第２軸受支持部１０２に組み込まれたニードルベアリング１０７内にスロットルシャフト１０３を貫通させた後に、ＥリングやＣリング等のスラスト方向規制手段１１３をスロットルシャフト１０３の半径方向外方から差し込んで、第１、第２軸受支持部１０１、１０２に対するスロットルシャフト１０３の軸方向への移動を規制する方法である。

しかるに、上記のスロットルシャフト１０３のスラスト方向の支持方法においては、スロットルボデー１００の第１、第２軸受支持部１０１、１０２にスロットルシャフト１０３を貫通させて軸支した後に、スロットルシャフト１０３の第１、第２軸受摺動部よりも両端側の外周に、ＥリングやＣリング等のスラスト方向規制手段１１１〜１１３を装着する装着作業が必要となる。すなわち、スロットルシャフト１０３の中心軸線方向（軸方向）への移動を規制するためのスラスト方向規制手段を、第１、第２軸受け１０４、１０５、ボールベアリング１０６およびニードルベアリング１０７とは別体で構成することによって、部品点数や組付工数が多くなり、部品費用や加工費用等の製品コストが上昇するという問題が生じている。

本発明の目的は、部品点数や組付工数を軽減して部品費用や加工費用等の製品コストの上昇を抑えながらも、スロットルシャフトのスラスト方向のガタを抑制することのできる内燃機関用スロットル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、樹脂材料によって一体的に形成されたスロットルボデーの２つの第１、第２軸受支持部にそれぞれ支持された２つの第１、第２軸受けの各々に第１、第２スラスト方向規制手段を一体的に形成している。これによって、２つの第１、第２軸受けの各々に設けられた第１、第２スラスト方向規制手段によって、軸方向の両側よりスロットルシャフトを挟み込むことができるので、ＥリングやＣリング等のスラスト方向規制手段を新たに必要とすることなく、スロットルシャフトの軸方向への移動を規制することができる。したがって、部品点数や組付工数を軽減して部品費用や加工費用等の製品コストの上昇を抑えながらも、スロットルシャフトのスラスト方向のガタを抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、金属材料または樹脂材料によって一体的に形成されたスロットルシャフトおよび２つの第１、第２軸受けを、スロットルボデーの樹脂成形時に、スロットルボデーと同一の成形金型内で、スロットルボデーの管状ボア壁部および２つの第１、第２軸受支持部にインサート成形することにより、スロットルボデーを樹脂成形した段階で、スロットルボデーの管状ボア壁部および２つの第１、第２軸受支持部にスロットルシャフトおよび２つの第１、第２軸受けが組み込まれることになる。これによって、スロットルボデーの樹脂成形後の、スロットルボデーの２つの第１、第２軸受支持部に２つの第１、第２軸受けを組み付ける組付工程、２つの第１、第２軸受けの第１、第２摺動孔内にスロットルシャフトを組み付ける組付工程の両方を廃止することができる。したがって、内燃機関用スロットル装置の組付工数を削減できるので、製品コストを抑えることができる。

請求項３に記載の発明によれば、樹脂材料によって一体的に形成されたスロットルシャフトまたは２つの第１、第２軸受けを、スロットルボデーの樹脂成形時に、スロットルボデーと同一の成形金型内で、スロットルボデーの管状ボア壁部および２つの第１、第２軸受支持部に樹脂一体成形することにより、スロットルボデーを樹脂成形した段階で、スロットルボデーの管状ボア壁部および２つの第１、第２軸受支持部にスロットルシャフトまたは２つの第１、第２軸受けが組み込まれることになる。これによって、スロットルボデーの樹脂成形後の、スロットルボデーの２つの第１、第２軸受支持部に２つの第１、第２軸受けを組み付ける組付工程、あるいは２つの第１、第２軸受けの第１、第２摺動孔内にスロットルシャフトを組み付ける組付工程のうちのいずれか一方または両方を廃止することができる。したがって、内燃機関用スロットル装置の組付工数を削減できるので、製品コストを抑えることができる。

請求項４に記載の発明によれば、スロットルシャフトのバルブ保持部よりも軸方向の一端側に、第１軸受けの第１摺動孔内を回転方向に摺動することで、第１軸受けを介して樹脂製のスロットルボデーの第１軸受支持部に回転自在に軸支される第１軸受摺動部を一体的に形成している。また、スロットルシャフトのバルブ保持部よりも軸方向の他端側に、第２軸受けの第２摺動孔内を回転方向に摺動することで、第２軸受けを介して樹脂製のスロットルボデーの第２軸受支持部に回転自在に軸支される第２軸受摺動部を一体的に形成している。これによって、スロットルバルブが、２つの第１、第２軸受けの第１、第２摺動孔内を円滑に回転方向に摺動することができる。これにより、スロットルシャフトの動作不良を防止できるので、スロットルバルブの制御性を向上することができる。したがって、例えばドライバーのアクセル操作量に対応したスロットル開度を得ることができるので、ドライバーの意志をスロットル開度に即座に反映することができ、ドライバビリティを向上することができる。

請求項５に記載の発明によれば、２つの第１、第２軸受けの、スロットルシャフトのバルブ保持部よりも軸方向の両端側にて対向して配置される第１、第２係止部によって、バルブ保持部よりも軸方向の両端側に一体的に形成した第１、第２被係止部を係止することにより、２つの第１、第２軸受けの第１、第２係止部によって、バルブ保持部の両環状端面またはバルブ保持部よりも軸方向の両端側よりスロットルシャフトを挟み込むことができるので、ＥリングやＣリング等のスラスト方向規制手段を新たに必要とすることなく、スロットルシャフトの軸方向への移動を確実に規制することができる。

請求項６に記載の発明によれば、スロットルボデーの２つの第１、第２軸受支持部にそれぞれ支持される２つの第１、第２軸受けの外周部に第１、第２軸受け規制手段を一体的に形成することにより、２つの第１、第２軸受支持部に対する２つの第１、第２軸受けの回転方向および軸方向への移動を規制することができる。これによって、スロットルボデーの２つの第１、第２軸受支持部に２つの第１、第２軸受けを介して回転自在に軸支されるスロットルシャフトが軸方向に位置ズレすることを防止することができ、且つスロットルシャフトと一緒に２つの第１、第２軸受けが回転するを防止することができる。これにより、スロットルシャフトの動作不良を防止できるので、スロットルバルブの制御性を向上することができる。したがって、例えばドライバーのアクセル操作量に対応したスロットル開度を得ることができるので、ドライバーの意志をスロットル開度に即座に反映することができ、ドライバビリティを向上することができる。

本発明の実施の形態は、部品点数や組付工数を軽減して部品費用や加工費用等の製品コストの上昇を抑えながらも、スロットルシャフトのスラスト方向のガタを抑制するという目的を、樹脂材料によって一体的に形成されたスロットルボデーの２つの第１、第２軸受支持部にそれぞれ支持される２つの第１、第２軸受けの各々に、スロットルシャフトの軸方向の両側よりスロットルシャフトを挟み込んで、スロットルボデーの２つの第１、第２軸受支持部に対するスロットルシャフトの軸方向への移動を規制するための第１、第２スラスト方向規制手段を一体的に形成することで実現した。

［実施例１の構成］
図１および図２は本発明の実施例１を示したもので、図１は内燃機関用スロットル装置の主要構成を示した図である。

本実施例の内燃機関用スロットル装置は、例えば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）に連通する吸気通路１を形成するスロットルボデー２と、吸気通路１内をエンジンの各気筒に向けて流れる吸入空気の流量を調節するスロットルバルブ３と、スロットルボデー２を貫通して回転自在に軸支されるスロットルシャフト４と、スロットルバルブ３を開弁方向（または閉弁方向）に回転駆動するバルブ駆動手段としての動力ユニット（図示せず）と、スロットルバルブ３を閉弁方向に付勢するバルブ付勢手段としてのリターンスプリング５と、運転者（ドライバー）のアクセル操作量に応じてスロットルバルブ３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）とを備えている。

なお、本実施例の動力ユニットは、動力源である駆動モータ（図示せず）と、駆動モータ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、歯車減速機構とを含んで構成されている。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装置は、スロットルバルブ３の弁開度（回転角度）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３が開かれ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：図示せず）を有している。そして、ＥＣＵは、回転角度センサより出力されるスロットル開度信号とアクセル開度センサより出力される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への制御信号をフィードバック制御している。

ここで、回転角度センサは、スロットルシャフト４の一端部または他端部に取り付けられる磁界発生源である分割型の永久磁石（マグネット）およびこのマグネットによって磁化される分割型のヨークの内周面に対向して配置されて、マグネットの磁力を受けて、スロットルバルブ３の回転角度を検出する非接触式の検出素子（例えばホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗素子等）によって構成されている。なお、回転角度センサは、スロットルボデー２の外壁部に組み付けられるセンサカバー（図示せず）に一体的に配置されている。また、マグネットおよびヨークは、歯車減速機構の構成要素の１つであるバルブギヤ９の内周面に接着剤を用いて固定されている。

本実施例のスロットルボデー２は、樹脂材料（例えばポリフェニレンサルファイド：ＰＰＳ、またはガラス繊維３０％入りのポリブチレンテレフタレート：ＰＢＴＧ３０、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等の耐熱性樹脂）によって所定の略円管形状となるように一体的に形成されている。このスロットルボデー２は、内部にスロットルバルブ３を開閉自在に収容する円管状ボア壁部１０を有し、且つこのボア壁部１０内にエンジンに向かう吸入空気が流れる略円形状の吸気通路１を形成するスロットルハウジングであって、ボア壁部１０のボア内径内（吸気通路１内）にスロットルバルブ３を全閉位置から全開位置に至るまで回動方向に回転自在に保持する装置であり、エンジンのインテークマニホールドに固定用ボルトまたは締結用ネジ等の締結具（図示せず）を用いて締め付け固定されている。なお、本実施例では、エアクリーナで濾過された吸入空気が、吸気管を経て図示上方側からスロットルボデー２の吸気通路１内に流入し、スロットルボデー２の図示下方側に接続されるインテークマニホールドを経てエンジンの各気筒に吸入されるように構成されている。

そして、ボア壁部１０には、吸気通路１内を流れる吸入空気の流れ方向に略直交する方向の両側に、２つの第１、第２軸受け６、７をそれぞれ保持固定する２つの第１、第２軸受ボス部（第１、第２軸受支持部）１１、１２が樹脂成形によって一体的に形成されている。また、ボア壁部１０の外壁面には、歯車減速機構の各減速ギヤを回転自在に収容するためのギヤボックス部（図示せず）、および内部に駆動モータを収容固定するためのモータハウジング部（図示せず）等が樹脂成形によって一体的に形成されている。ギヤボックス部には、スロットルバルブ３の全閉方向の回転動作を、スロットルバルブ３の全閉位置にて規制するための全閉ストッパ（図示せず）が樹脂成形で一体的に形成されている。なお、ギヤボックス部に、スロットルバルブ３の全開方向の回転動作を、スロットルバルブ３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。

２つの第１、第２軸受ボス部１１、１２は、スロットルシャフト４の軸方向の両端部に設けられる第１、第２軸受摺動部１５、１６を回転自在に軸支する部分である。これらの第１、第２軸受ボス部１１、１２には、丸穴形状の第１、第２シャフト貫通孔が設けられている。本実施例では、２つの第１、第２軸受ボス部１１、１２の外壁面をボア壁部１０の外壁面と同一平面上となるように設けているが、２つの第１、第２軸受ボス部１１、１２の外壁面がボア壁部１０の外壁面よりも軸方向の両端側に突出するように設けても良い。この場合には、２つの第１、第２軸受ボス部１１、１２は、略円筒状に形成される。

本実施例のスロットルバルブ３は、樹脂材料によって略円板形状に一体的に形成されている。このスロットルバルブ３は、全閉位置から全開位置まで回転角度が変更されることで、エンジンの各気筒内に吸入される吸入空気量を制御するバタフライ形の回転弁で、スロットルシャフト４の半径方向の外方側から、スロットルシャフト４のバルブ保持部に形成された一文字状のバルブ貫通孔に差し込まれた後に、固定用ボルトまたは締結用ネジ等のスクリュー（図示せず）を用いてスロットルシャフト４のバルブ保持部に締め付け固定されている。これにより、スロットルバルブ３とスロットルシャフト４とが一体化されて一体的に回転することが可能となる。

本実施例のスロットルシャフト４は、例えば真鍮、ステンレス鋼等の金属材料によって中軸丸棒状に形成された金属シャフトであって、スロットルボデー２のボア壁部１０の吸気通路１内を流れる吸入空気の流れ方向に略直交する方向、つまりボア壁部１０の中心軸線方向に対して略直交する方向となるように軸方向が設定されている。このスロットルシャフト４は、スロットルバルブ３を保持固定するバルブ保持部１４を有している。

そして、スロットルシャフト４の、バルブ保持部１４よりも軸方向の一端側（図示左端側）の外周面は、スロットルボデー２のボア壁部１０の第１軸受ボス部１１に第１軸受け６の第１摺動孔３１を介して回転自在に摺動する第１軸受摺動部１５として機能している。また、スロットルシャフト４の、バルブ保持部１４よりも軸方向の他端側（図示右端側）の外周面は、スロットルボデー２のボア壁部１０の第２軸受ボス部１２に第２軸受け７の第２摺動孔３２を介して回転自在に摺動する第２軸受摺動部１６として機能している。

そして、スロットルシャフト４の、第１軸受摺動部１５よりも軸方向の一端部（図示左端部）には、第１軸受け６の、後記する第１係止部に係止される第１被係止部として機能する円環状の第１段差部２１を介して、バルブ保持部１４および第１軸受摺動部１５よりも外径の小さい第１径小部２３が一体的に形成されている。また、スロットルシャフト４の、第２軸受摺動部１６よりも軸方向の他端部（図示右端部）には、第２軸受け７の、後記する第２係止部に係止される第２被係止部として機能する円環状の第２段差部２２を介して、バルブ保持部１４および第２軸受摺動部１６よりも外径の小さい第２径小部２４が一体的に形成されている。

そして、スロットルシャフト４の他端部に設けられる第２径小部２４には、歯車減速機構の構成要素の１つであるバルブギヤ９がかしめ等の固定手段を用いて組み付けられている。ここで、歯車減速機構は、駆動モータのモータシャフトに固定されたピニオンギヤ（図示せず）と、このピニオンギヤと噛み合って回転する中間減速ギヤ（図示せず）と、この中間減速ギヤと噛み合って回転するバルブギヤ９とによって構成され、駆動モータの回転動力をスロットルシャフト４に伝達する動力伝達機構として利用されている。バルブギヤ９は、金属材料または樹脂材料によって所定の略円環形状に一体的に形成されており、そのバルブギヤ９の外周面には、中間減速ギヤと噛み合うギヤ部（歯状部：図示せず）が一体的に形成されている。また、バルブギヤ９のボア壁部側面（ボデー側面）から図示左方向に向かって突出するように一体的に形成された円筒状部２５内には、リターンスプリング５が装着されている。

また、バルブギヤ９の外周部には、スロットルバルブ３が全閉位置まで閉じた際に、全閉ストッパに係止される全閉ストッパ部（図示せず）が一体的に形成されている。なお、バルブギヤ９の外周部に、スロットルバルブ３が全開位置まで閉じた際に、全開ストッパに係止される全開ストッパ部を一体的に形成しても良い。また、全閉ストッパ部または全開ストッパ部のいずれか一方または両方を、スロットルバルブ３またはスロットルシャフト４に直接設けても良い。この場合には、スロットルボデー２のボア壁部１０のボア内径側に、全閉ストッパまたは全開ストッパのいずれか一方または両方が設けられることになる。

リターンスプリング５は、スロットルシャフト４の第２径小部２４の外周側に装着されたコイルスプリングよりなる。このリターンスプリング５の一端部は、スロットルボデー２のボア壁部１０の外壁面、つまりギヤボックス部の底壁面に設けられたボデー側フック（図示せず）に保持され、また、リターンスプリング５の他端部は、バルブギヤ９のボア壁部側面（ボデー側面）に設けられたギヤ側フック（図示せず）に保持されている。

２つの第１、第２軸受け６、７は、金属材料によって所定の略円筒形状に一体的に形成された滑り軸受けまたはスラスト軸受けまたは軸受けブッシュである。これらの第１、第２軸受け６、７は、スロットルボデー２の２つの第１、第２軸受ボス部１１、１２の第１、第２シャフト貫通孔の内周に保持固定される第１、第２円筒状部、およびこれらの第１、第２円筒状部の軸方向の両側端部を閉塞する第１、第２円環状部等によって構成されている。そして、第１、第２円筒状部内には、スロットルシャフト４の第１、第２軸受摺動部１５、１６を回転方向に摺動自在に軸支する第１、第２摺動孔３１、３２が形成されている。

また、第１、第２円環状部内には、スロットルシャフト４の第１、第２径小部２３、２４が貫通すると共に、第１、第２径小部２３、２４を回転方向に摺動自在に軸支する第１、第２貫通孔３３、３４が形成されている。そして、第１、第２円環状部の内壁面には、スロットルシャフト４の第１、第２段差部２１、２２を係止する第１、第２係止部３５、３６が一体的に形成されている。なお、第１、第２係止部３５、３６は、第１、第２摺動孔３１、３２よりも軸方向の両端側にて対向して配置されており、スロットルシャフト４の軸方向の両側よりスロットルシャフト４の第１、第２段差部２１、２２を挟み込んで、スロットルボデー２の２つの第１、第２軸受支持部１１、１２に対するスロットルシャフト４の軸方向への移動を規制するための第１、第２スラスト方向規制手段を構成する。すなわち、本実施例の２つの第１、第２軸受け６、７の各々には、スラスト方向規制手段が一体的に形成されている。

［実施例１の製造方法］
次に、本実施例のスロットルボデー２の射出成形方法を図１および図２に基づいて簡単に説明する。ここで、図２はスロットルボデー２の射出成形方法を示した図である。

本実施例の樹脂成形金型は、少なくともスロットルボデー２の製品形状とスロットルシャフト４の製品形状と２つの第１、第２軸受け６、７の製品形状とに対応した形状のキャビティを形成する固定金型９１〜９３と可動金型９４〜９６とから構成されている。先ず、固定金型９１〜９３および可動金型９４〜９６を含む樹脂成形金型によって形成されるキャビティ内の所定の位置に、２つの第１、第２軸受け６、７の第１、第２係止部３５、３６によって、スロットルシャフト４の軸方向の両側よりスロットルシャフト４の第１、第２段差部２１、２２を挟み込んだインサート品を保持しておく。

次に、樹脂成形金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熱可塑性樹脂（耐熱性樹脂：例えばＰＰＳまたはＰＢＴ、以下溶融樹脂と言う）が１つまたは２つ以上のゲートから射出され、キャビティ内に溶融樹脂を充填する（射出・充填工程）。次に、型内樹脂圧力を徐々に増加させて射出時の最大型内樹脂圧力よりも大きな型内樹脂圧力で保圧を行う。すなわち、樹脂成形金型内の溶融樹脂に所定の圧力を加えて、樹脂成形金型のキャビティの回りに設けられる冷却水路内に冷却水を導入し、この冷却水による収縮分の溶融樹脂を、１つまたは２つ以上のゲートからキャビティ内に補充する（保圧工程）。

次に、樹脂成形金型のキャビティ内に充填された溶融樹脂を取り出し、常温にて冷却して硬化（固化）させると、あるいは樹脂成形金型のキャビティ内で溶融樹脂を冷却水を用いて冷却して硬化（固化）させると、略円管状のボア壁部１０を有するスロットルボデー２が樹脂成形で一体的に形成（樹脂一体成形）される。また、２つの第１、第２軸受け６、７は、スロットルボデー２の２つの第１、第２軸受支持部１１、１２の第１、第２シャフト貫通孔の内周に組み込まれた状態でインサート成形される。さらに、スロットルシャフト２は、２つの第１、第２軸受け６、７の第１、第２係止部３５、３６によって、スロットルシャフト４の軸方向の両側よりスロットルシャフト４の第１、第２段差部２１、２２を挟み込まれることで、２つの第１、第２軸受支持部１１、１２に対するスロットルシャフト４の軸方向への移動が規制された状態でインサート成形される。

以上のように、本実施例のスロットルボデー２の射出成形方法においては、スロットルシャフト４および２つの第１、第２軸受け６、７を、スロットルボデー２の樹脂成形時に、スロットルボデー２と同一の樹脂成形金型内で、スロットルボデー２のボア壁部１０および２つの第１、第２軸受支持部１１、１２にインサート成形することにより、スロットルボデー２を所定の略円管形状に樹脂成形した段階で、スロットルボデー２のボア壁部１０および２つの第１、第２軸受支持部１１、１２にスロットルシャフト４および２つの第１、第２軸受け６、７が組み込まれることになる。

これによって、スロットルボデー２の樹脂成形後の、２つの第１、第２軸受支持部１１、１２の第１、第２シャフト貫通孔内に２つの第１、第２軸受け６、７を圧入等の固定手段を用いて組み付ける組付工程、２つの第１、第２軸受け６、７の第１、第２摺動孔３１、３２内にスロットルシャフト２を組み付ける組付工程の両方を廃止することができる。また、２つの第１、第２軸受け６、７の第１、第２係止部３５、３６によって、スロットルシャフト４の軸方向の両側よりスロットルシャフト４の第１、第２段差部２１、２２を挟み込むことで、ＥリングやＣリング等のスラスト方向規制手段を新たに必要とすることなく、スロットルシャフト４の軸方向への移動を規制することもできる。したがって、内燃機関用スロットル装置の部品点数、組付工数や加工工数を削減できるので、内燃機関用スロットル装置の製品コストを抑えることができる。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の内燃機関用スロットル装置の作用を図１に基づいて簡単に説明する。 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３が所定のスロットル開度（回転角度）となるように駆動モータが通電されて、駆動モータのモータシャフトが回転する。そして、駆動モータのトルクが、ピニオンギヤ、中間減速ギヤおよびバルブギヤ９に伝達される。これにより、バルブギヤ９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（アクセル操作量）に対応した回転角度を回転する。したがって、バルブギヤ９が回転するので、スロットルシャフト４がバルブギヤ９と同じ回転角度で回転し、スロットルバルブ３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２のボア壁部１０内に形成された吸気通路１が所定の回転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（アクセル操作量）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、リターンスプリング５の付勢力によりスロットルバルブ３、スロットルシャフト４、バルブギヤ９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３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振動（０％）が出力されるので、ＥＣＵによってスロットルバルブ３が全閉時の弁開度（バルブ開度）となるように駆動モータを通電して、駆動モータ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、駆動モータによってスロットルバルブ３を全閉方向に回転駆動できる。

このとき、バルブギヤ９に設けられる全閉ストッパ部が、スロットルボデー２のギヤボックス部に樹脂成形された全閉ストッパに当接するまで、リターンスプリング５の付勢力によりスロットルバルブ３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、全閉ストッパによって、スロットルバルブ３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２のボア壁部１０内に形成された吸気通路１内においてスロットルバルブ３が所定の全閉位置に保持される。これにより、エンジンの各気筒に連通する吸気通路１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装置においては、部品点数や組付工数を軽減して部品費用や加工費用等の製品コストの上昇を抑えながらも、スロットルシャフト４のスラスト方向のガタを吸収することができるので、回転角度センサを構成する非接触式の検出素子（例えばホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗素子等）に対向配置されるマグネットが、スロットルシャフト４の他端部に取り付けられるものにおいては、回転角度センサの検出精度を向上（高精度化）することができる。

また、スロットルシャフト４のスラスト方向のガタを吸収することができるので、スロットルバルブ３を全閉方向に閉じる際に、スロットルバルブ３が全閉位置に到達する前に、スロットルボデー２のボア壁部１０の内壁面（ボア内径面）とスロットルバルブ３の外径部とが接触または干渉することはなく、キズ、打痕、欠け等が起こったり、また、スロットルバルブ３およびスロットルシャフト４の動作不良が生じたりすることはない。これにより、ドライバーのアクセル操作量に対応したスロットル開度を得ることができるので、ドライバーの意志をスロットル開度（エンジン回転速度）に即座に反映することができ、ドライバビリティを向上することができる。また、スロットルバルブ３の全閉時の気密性能を向上できるので、スロットルバルブ３の全閉時に、スロットルボデー２のボア壁部１０の内壁面（ボア内径面）とスロットルバルブ３の外径部との間に形成される隙間が設計通りのサイズとなる。これにより、アイドル運転時にエンジンの各気筒内に吸入される吸入空気量が所定の空気量となり、アイドル回転速度が目標値と略一致し、吸入空気量に応じて燃料噴射量を制御するものにおいては、アイドル運転時の燃費を向上することができる。

図３は本発明の実施例２を示したもので、図３（ａ）〜（ｅ）は第２軸受けを示した図である。

本実施例では、第２軸受け７の第２円筒状部の外周面に、図３（ａ）に示したように、周方向溝（第２軸受け規制手段）４１を形成している。これにより、スロットルボデー２の樹脂成形時に、第２軸受支持部１２の第２シャフト貫通孔の内周面を形成する溶融樹脂（充填材）が、第２軸受け７の周方向溝４１内に入り込むため、スロットルボデー２を形成する樹脂材料と第２軸受け７との密着強度（結合強度）を向上できるので、スロットルボデー２の第２軸受支持部１２に対する第２軸受け７の回転方向および軸方向への移動を規制することができる。また、第１軸受け６の第１円筒状部の外周面にも同様に周方向溝（第１軸受け規制手段：図示せず）を形成することにより、スロットルボデー２の第１軸受支持部１１に対する第１軸受け６の回転方向および軸方向への移動を規制することもできる。

これによって、２つの第１、第２軸受け６、７の第１、第２係止部３５、３６が軸方向にズレることによる、スロットルボデー２の２つの第１、第２軸受支持部１１、１２に２つの第１、第２軸受け６、７を介して回転自在に軸支されるスロットルシャフト４が軸方向に位置ズレすることを防止することができ、且つスロットルシャフト４と一緒に２つの第１、第２軸受け６、７が回転することを防止する（回り止めを施す）ことができる。これにより、スロットルシャフト４の動作不良を防止できるので、スロットルバルブ３の制御性を向上することができる。したがって、例えばドライバーのアクセル操作量に対応したスロットル開度を得ることができるので、ドライバーの意志をスロットル開度（エンジンの回転速度）に即座に反映することができ、ドライバビリティを向上することができる。

また、第２軸受け７の第２円筒状部の外周面に、図３（ｂ）に示したように、突起部（第２軸受け規制手段）４２を形成しても、周方向溝４１と同様な作用効果を達成することができる。なお、第１軸受け６の第１円筒状部の外周面にも同様に突起部（第１軸受け規制手段：図示せず）を形成しても良い。
また、第２軸受け７の第２円筒状部の外周面に、図３（ｃ）に示したように、軸方向溝（第２軸受け規制手段）４３を形成しても、周方向溝４１と同様な作用効果を達成することができる。なお、第１軸受け６の第１円筒状部の外周面にも同様に軸方向溝（第１軸受け規制手段：図示せず）を形成しても良い。

また、第２軸受け７の第２円筒状部の外周面に、図３（ｄ）に示したように、円形溝（第２軸受け規制手段）４４を形成しても、周方向溝４１と同様な作用効果を達成することができる。なお、第１軸受け６の第１円筒状部の外周面にも同様に円形溝（第１軸受け規制手段：図示せず）を形成しても良い。
また、第２軸受け７の第２円筒状部の外周面に、図３（ｅ）に示したように、ローレット加工を施して網目状または格子状の溝部（第２軸受け規制手段）４５を多数形成しても、周方向溝４１と同様な作用効果を達成することができる。なお、第１軸受け６の第１円筒状部の外周面にも同様に網目状または格子状の溝部（第１軸受け規制手段：図示せず）を形成しても良い。

図４は本発明の実施例３を示したもので、内燃機関用スロットル装置の主要構成を示した図である。

本実施例では、スロットルシャフト４の、第１軸受摺動部１５よりも軸方向の一端部（図示左端部）に、第１軸受け６の、後記する第１係止部に係止される円形状の第１被係止部２６が一体的に形成されている。また、第１軸受け６は、スロットルボデー２の第１軸受ボス部１１の第１シャフト貫通孔の内周に保持固定される第１円筒状部、およびこの第１円筒状部の軸方向の一端側部を閉塞する第１円板状部等によって構成されている。その第１円板状部の底壁面には、スロットルシャフト４の第１被係止部２６を係止する第１係止部３７が一体的に形成されている。なお、第１、第２係止部３７、３６は、第１、第２摺動孔３１、３２よりも軸方向の両端側にて対向して配置されており、スロットルシャフト４の軸方向の両側よりスロットルシャフト４の第１被係止部２６および第２段差部２２を挟み込んで、２つの第１、第２軸受支持部１１、１２に対するスロットルシャフト４の軸方向への移動を規制するための第１、第２スラスト方向規制手段を構成する。

図５は本発明の実施例４を示したもので、内燃機関用スロットル装置の主要構成を示した図である。

本実施例のスロットルシャフト４の一端部（図示左端部）には、第１軸受け６の、後記する第１係止部に係止される第１被係止部として機能する円環状の第１段差部２１を介して、バルブ保持部１４よりも外径の小さい第１径小部５１が一体的に形成されている。また、スロットルシャフト４の他端部（図示右端部）には、第２軸受け７の、後記する第２係止部に係止される第２被係止部として機能する円環状の第２段差部２２を介して、バルブ保持部１４よりも外径の小さい第２径小部５２が一体的に形成されている。そして、第１、第２径小部５１、５２の外周面は、スロットルボデー２のボア壁部１０の２つの第１、第２軸受ボス部１１、１２に第１、第２軸受け６、７の第１、第２摺動孔３１、３２を介して回転自在に摺動する第１、第２軸受摺動部１５、１６として機能している。

また、２つの第１、第２軸受け６、７は、金属材料によって所定の略円筒形状に一体的に形成されており、内部に、スロットルシャフト４の第１、第２軸受摺動部１５、１６を回転方向に摺動自在に軸支する第１、第２摺動孔３１、３２が形成されている。そして、２つの第１、第２軸受け６、７の対向面（内側端面）には、スロットルシャフト４の第１、第２段差部２１、２２を係止する円環状の第１、第２係止部５３、５４が一体的に形成されている。なお、第１、第２係止部５３、５４は、スロットルシャフト４のバルブ保持部１４よりも軸方向の両端側にて対向して配置されており、スロットルシャフト４の軸方向の両側よりスロットルシャフト４のバルブ保持部１４の軸方向の両環状端面（第１、第２段差部２１、２２）を挟み込んで、２つの第１、第２軸受支持部１１、１２に対するスロットルシャフト４の軸方向への移動を規制するための第１、第２スラスト方向規制手段を構成する。なお、本実施例では、２つの第１、第２軸受け６、７の第１、第２摺動孔３１、３２を、スロットルシャフト４の第１、第２径小部５１、５２が貫通している。

図６は本発明の実施例５を示したもので、内燃機関用スロットル装置の主要構成を示した図である。

本実施例のスロットルシャフト４の一端部（図示左端部）には、バルブ保持部１４および第１軸受摺動部１５よりも外径の大きい第１径大部５５が一体的に形成されている。そして、第１径大部５５の一端面（図示左側端面）には、第１軸受け６の、後記する第１係止部に係止される円環状の第１被係止部６１が一体的に形成されている。また、スロットルシャフト４の他端部（図示右端部）には、バルブ保持部１４および第２軸受摺動部１６よりも外径の大きい第２径大部５６が一体的に形成されている。そして、第２径大部５６の他端面（図示右側端面）には、第２軸受け７の、後記する第２係止部に係止される円環状の第２被係止部６２が一体的に形成されている。そして、第１、第２径大部５５、５６よりも軸方向の両端側部の、スロットルシャフト４の外周面は、スロットルボデー２のボア壁部１０の２つの第１、第２軸受ボス部１１、１２に第１、第２軸受け６、７の第１、第２摺動孔３１、３２を介して回転自在に摺動する第１、第２軸受摺動部１５、１６として機能している。

また、２つの第１、第２軸受け６、７は、金属材料によって所定の略円筒形状に一体的に形成されており、内部に、スロットルシャフト４の第１、第２軸受摺動部１５、１６を回転方向に摺動自在に軸支する第１、第２摺動孔３１、３２が形成されている。そして、２つの第１、第２軸受け６、７の対向面（内側端面）には、実施例４と同様にして、スロットルシャフト４の第１、第２被係止部６１、６２を係止する円環状の第１、第２係止部５３、５４が一体的に形成されている。なお、本実施例では、２つの第１、第２軸受け６、７の第１、第２摺動孔３１、３２を、スロットルシャフト４の両端側部が貫通している。

［変形例］
本実施例では、本発明を、駆動モータの回転動力を、歯車減速機構等の動力伝達機構を経てスロットルシャフト４に伝達して、スロットルバルブ３の回転角度（弁開度、バルブ開度、スロットル開度）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装置（電子制御式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、駆動モータ等の動力ユニット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４の他端部（または一端部）に一体的に設けたバルブギヤ９の代わりに、アクセルペダルまたはスロットルレバーにワイヤーケーブルを介して機械的に連結されるアクセルレバーを設ける。このようにしても、ドライバーのアクセル操作量をスロットルバルブ３およびスロットルシャフト４に伝えることができる。

本実施例では、スロットルシャフト４および２つの第１、第２軸受け６、７を金属材料によって一体的に形成した例を説明したが、スロットルシャフト４または２つの第１、第２軸受けのいずれか一方または両方を樹脂材料によって一体的に形成しても良い。なお、スロットルシャフト４または２つの第１、第２軸受けのいずれか一方または両方を樹脂材料によって一体的に形成する場合には、スロットルボデー２の樹脂成形時に、スロットルボデー２と同一の樹脂成形金型内で、スロットルボデー２と略同時に、スロットルシャフト４または２つの第１、第２軸受けのいずれか一方または両方を樹脂成形することもできる。

本実施例では、スロットルバルブ３を樹脂材料によって一体的に形成し、且つスロットルシャフト４を金属材料によって一体的に形成した例を説明したが、スロットルバルブ３およびスロットルシャフト４の両方を金属材料によって一体的に形成しても良く、また、スロットルバルブ３およびスロットルシャフト４の両方を樹脂材料によって一体的に形成しても良い。なお、スロットルバルブ３およびスロットルシャフト４の両方を樹脂材料によって一体的に形成する場合には、スロットルボデー２の樹脂成形時に、スロットルボデー２と同一の樹脂成形金型内で、スロットルボデー２と略同時に、スロットルバルブ３およびスロットルシャフト４のいずれか一方または両方を樹脂成形することもできる。

本実施例では、スロットルバルブ３をスロットルシャフト４のバルブ保持部１４に締結により結合する例を説明したが、スロットルバルブ（樹脂バルブ）３を樹脂製ディスク部（２つの半円板状部）および樹脂製シャフト部（円筒状部）によって構成し、そのスロットルバルブ３の樹脂製シャフト部内にスロットルシャフト（金属シャフト）４をインサート成形しても良い。また、スロットルシャフト４のバルブ保持部（金属シャフト）１４の外周に樹脂製シャフト部（円筒状部）を形成し、スロットルバルブ３の樹脂製シャフト部とスロットルシャフト４の樹脂製シャフト部とを熱溶着して結合するようにしても良い。

また、スロットルボデー２の射出成形工程の前工程で、２つの第１、第２軸受け６、７の第１、第２摺動孔３１、３２内にスロットルバルブ３の第１、第２軸受摺動部１５、１６を回転自在に組み込む際に、２つの第１、第２軸受け６、７の第１、第２摺動孔３１、３２の内周面とスロットルバルブ３の第１、第２軸受摺動部１５、１６の外周面との間に、フッ素系樹脂等の潤滑性に優れる潤滑剤を塗布しても良い。これにより、スロットルバルブ１の制御性を更に向上できる。

内燃機関用スロットル装置の主要構成を示した概略図である（実施例１）。 スロットルボデーの射出成形方法を示した説明図である（実施例１）。 （ａ）〜（ｅ）は第２軸受けを示した斜視図である（実施例２）。 内燃機関用スロットル装置の主要構成を示した概略図である（実施例３）。 内燃機関用スロットル装置の主要構成を示した概略図である（実施例４）。 内燃機関用スロットル装置の主要構成を示した概略図である（実施例５）。 内燃機関用スロットル装置の主要構成を示した概略図である（従来の技術）。 内燃機関用スロットル装置の主要構成を示した概略図である（従来の技術）。

符号の説明

１ 吸気通路
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
６ 第１軸受け
７ 第２軸受け
１０ ボア壁部
１１ 第１軸受ボス部（第１軸受支持部）
１２ 第２軸受ボス部（第２軸受支持部）
１４ スロットルシャフトのバルブ保持部
１５ スロットルシャフトの第１軸受摺動部
１６ スロットルシャフトの第２軸受摺動部
２１ スロットルシャフトの第１段差部（第１被係止部）
２２ スロットルシャフトの第２段差部（第２被係止部）
２６ スロットルシャフトの第１被係止部
３１ 第１軸受けの第１摺動孔
３２ 第２軸受けの第２摺動孔
３５ 第１軸受けの第１係止部（第１スラスト方向規制手段）
３６ 第２軸受けの第２係止部（第２スラスト方向規制手段）
３７ 第１軸受けの第１係止部（第１スラスト方向規制手段）
４１ 第２軸受けの周方向溝（第２軸受け規制手段）
４２ 第２軸受けの突起部（第２軸受け規制手段）
４３ 第２軸受けの軸方向溝（第２軸受け規制手段）
４４ 第２軸受けの円形溝（第２軸受け規制手段）
４５ 第２軸受けの溝部（第２軸受け規制手段）
５３ 第１軸受けの第１係止部（第１スラスト方向規制手段）
５４ 第２軸受けの第２係止部（第２スラスト方向規制手段）
６１ スロットルシャフトの第１被係止部
６２ スロットルシャフトの第２被係止部

Claims (6)

1. （ａ）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）このスロットルバルブを保持すると共に、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、
   （ｃ）内部に、前記スロットルシャフトの軸方向の一端部を回転方向に摺動自在に軸支する第１摺動孔を有する第１軸受けと、
   （ｄ）内部に、前記スロットルシャフトの軸方向の他端部を回転方向に摺動自在に軸支する第２摺動孔を有する第２軸受けと、
   （ｅ）内部に吸気通路を形成する管状ボア壁部を有し、且つこの管状ボア壁部の中心軸線方向に対して略直交する方向の両側に、前記２つの第１、第２軸受けをそれぞれ支持する２つの第１、第２軸受支持部を有するスロットルボデーと
   を備え、
   前記スロットルボデーは、樹脂材料によって一体的に形成されており、
   前記２つの第１、第２軸受けの各々には、前記スロットルシャフトの軸方向の両側より前記スロットルシャフトを挟み込んで、前記２つの第１、第２軸受支持部に対する前記スロットルシャフトの軸方向への移動を規制するための第１、第２スラスト方向規制手段が一体的に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装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関用スロットル装置において、
   前記スロットルシャフトおよび前記２つの第１、第２軸受けは、金属材料または樹脂材料によって一体的に形成されており、
   前記スロットルボデーの樹脂成形時に、前記スロットルボデーと同一の成形金型内で、前記管状ボア壁部および前記２つの第１、第２軸受支持部にインサート成形されていることを特徴とする内燃機関用スロットル装置。
3. 請求項１に記載の内燃機関用スロットル装置において、
   前記スロットルシャフトまたは前記２つの第１、第２軸受けは、樹脂材料によって一体的に形成されており、
   前記スロットルボデーの樹脂成形時に、前記スロットルボデーと同一の成形金型内で、前記管状ボア壁部および前記２つの第１、第２軸受支持部に樹脂一体成形されていることを特徴とする内燃機関用スロットル装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の内燃機関用スロットル装置において、
   前記スロットルシャフトには、前記吸気通路内において前記スロットルバルブを保持固定するバルブ保持部が一体的に形成されており、
   前記スロットルシャフトの前記バルブ保持部よりも軸方向の一端側には、前記第１摺動孔内を回転方向に摺動することで前記第１軸受けを介して前記第１軸受支持部に回転自在に軸支される第１軸受摺動部が一体的に形成されており、
   前記スロットルシャフトの前記バルブ保持部よりも軸方向の他端側には、前記第２摺動孔内を回転方向に摺動することで前記第２軸受けを介して前記第２軸受支持部に回転自在に軸支される第２軸受摺動部が一体的に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装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関用スロットル装置において、
   前記第１、第２スラスト方向規制手段は、前記バルブ保持部よりも軸方向の両端側にて対向して配置される第１、第２係止部によって構成されており、
   前記バルブ保持部よりも軸方向の一端側には、前記第１係止部に係止される第１被係止部が一体的に形成されており、
   前記バルブ保持部よりも軸方向の他端側には、前記第２係止部に係止される第２被係止部が一体的に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装置。
6. 請求項１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装置において、
   前記２つの第１、第２軸受けの外周部には、前記２つの第１、第２軸受支持部に対する前記２つの第１、第２軸受けの回転方向および軸方向への移動を規制するための第１、第２軸受け規制手段が一体的に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装置。
   

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