JP2005106084A - 回転軸と金属板との結合構造及び結合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転軸に金属板を、偏心や傾き等を極力発生させることなく、高精度、高強度かつ安価に結合できる、回転軸と金属板との結合構造及び結合方法を提供する。
【解決手段】 回転軸３と金属板２６との結合構造であって、前記回転軸３に、大径軸部５１と小径軸部５２とが、間に回転軸線に直交する肩面５６が形成されるように所定の段差を付けて連設されるとともに、前記小径軸部５２の外周面に軸長方向に伸びる複数条の圧印痕２７が形成され、前記金属板２６には前記小径軸部５２に外嵌される円形の嵌着穴部２６ａが形成されており、前記小径軸部５２に前記金属板２６の嵌着穴部２６ａが前記圧印痕２７により塑性変形を受けるようにして圧入されるとともに、前記金属板２６の一側面における前記嵌着穴部２６ａの周辺部分が前記肩面５６に押し当てられ、前記小径軸部５２の外周面５２ａと前記金属板２６の嵌着穴部２６ａとがレーザー溶接等により接合されてなる。
【選択図】 図９

Description

本発明は、例えば絞り弁が取り付けられる弁軸等の回転軸と、ギヤ等を構成する金属板と、を一体回動可能に連結固定するための結合構造及び結合方法に関する。

回転軸と金属板とを結合する技術としては、例えば、下記特許文献１に所載のように、軸側に、大径軸部（中心軸）と小径軸部（突出軸部）とを、間に中心軸線に直交する肩面（肩部）が形成されるように所定の段差を付けて連設するとともに、前記金属板に、前記小径軸部に外嵌される円形の嵌入穴部を形成し、前記小径軸部に前記金属板の嵌入穴部を外嵌した後、前記金属板と前記肩面とをレーザー溶接により接合する方法が知られている。

また、下記特許文献２には、回転軸（駆動軸）の一端部に、その外周面から突出するように膨径状痕を形成するとともに、金属板（プーリ）に軸着穴部を形成し、前記回転軸の一端部に前記軸着穴部を前記膨径状痕により塑性変形を受けるようにして圧入するとともに、前記回転軸の先端面外周を前記軸着穴部に補強溶接してなる、軸と金属板との結合構造が記載されている。

さらに、下記特許文献３には、回転軸の外周に金型で圧印痕（隆起部）を形成することによって、プーリ、回転子、整流子、ファン等を強固に連結固定することができるようにした回転軸の製造方法が記載されている。

特開平１１−１９２５６７号公報（第１〜８頁、図１〜図１１） 特開平９−２５０６２７号公報（第１〜１０頁、図１〜図７） 特開平５−２００４７５号公報（第１〜４頁、図１〜図１１）

ところで、前記した如くの結合構造は、回転軸と、モーター等の回転駆動力を前記回転軸に伝えるためのギヤ、プーリ、スプロケットホイール等の金属板と、の結合に適用される場合、例えば、電制スロットル装置における、絞り弁が取り付けられる弁軸（回転軸）と、モーター等の回転駆動力を前記弁軸に伝えるべく該弁軸に結合されるスロットルギヤ（金属板）と、の結合に適用される場合、前記金属板は、回転方向に加えて軸長方向（回転軸線に沿う方向）に常時力が加えられるとともに、繰返し荷重が作用する状況におかれることが多いので、回転軸と金属板との結合強度を充分に確保することが必要であり、そのためには、両者の同軸度や直角度を高精度にすることが要求される。

しかしながら、前記特許文献１に所載の結合方法では、金属板と軸の肩面とをレーザー溶接により接合するようにされるので、金属板の軸に対する傾きが抑えられ、ある程度の直角度を出し得るが、極薄（板厚が１ｍｍ以下）の金属板にしか適用できない。また、小径軸部（突出軸部）と嵌入穴部との間には通常ギャップ（隙間）が形成されるが、このギャップによって、軸に対して金属板（の嵌入穴部）が偏心してしまい、同軸度が充分に得られないという問題がある。この場合、同軸度を向上させるには、前記ギャップを小さくすればよいが、そのためには、回転軸（の小径軸部）の外径と金属板の穴部の内径を高精度に管理することが必要となり、コスト高となる。

一方、前記特許文献２、３に所載の結合構造では、回転軸に金属板（プーリ等）の穴部（軸着穴部、嵌着穴部）を圧入した際、前記膨径状痕、圧印痕が前記穴部に食い込み、該穴部が塑性変形を受ける（削られる）ので、回転軸と前記穴部との間に形成されるギャップが実質的に吸収され、これによって、軸に対する金属板（の穴部）の偏心が抑えられ、充分な同軸度が得られる。しかしながら、該結合構造は、金属板における前記穴部分の板厚（回転軸線に沿う方向の長さ）を相当大きくしないと、回転軸に対して金属板が傾きやすくなり（直角度を出しにくくなり）、金属板としてボス部等の肉厚部を設けていない薄板（板厚が例えば３ｍｍ以下）が用いられる場合には、事実上、適用できない。

本発明は、前記問題を解消すべくなされたもので、その目的とするところは、回転軸に金属板を、偏心や傾き等を極力発生させることなく、高精度、高強度かつ安価に結合できる、回転軸と金属板との結合構造及び結合方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記結合構造が合理的に適用された電制スロットル装置を提供することにある。

前記の目的を達成すべく、本発明に係る回転軸と金属板との結合構造の一態様では、回転軸に、所定の段差を付けて大径軸部と小径軸部とが連設されるとともに、前記小径軸部の外周面に軸長方向に伸びる複数条の圧印痕が形成され、前記金属板には前記小径軸部に外嵌される嵌着穴部が形成されており、前記小径軸部に前記金属板の嵌着穴部が前記圧印痕により塑性変形を受けるようにして圧入され、前記小径軸部の外周面と前記金属板の嵌着穴部とがレーザー溶接等により接合されてなる。

本発明に係る結合構造の他の態様では、回転軸に、大径軸部と小径軸部とが、間に回転軸線に直交する肩面が形成されるように所定の段差を付けて連設されるとともに、前記小径軸部の外周面に軸長方向に伸びる複数条の圧印痕が形成され、前記金属板には前記小径軸部に外嵌される円形の嵌着穴部が形成されており、前記小径軸部に前記金属板の嵌着穴部が前記圧印痕により塑性変形を受けるようにして圧入されるとともに、前記金属板の一側面における前記嵌着穴部の周辺部分が前記肩面に押し当てられ、前記小径軸部の外周面と前記金属板の嵌着穴部とがレーザー溶接等により接合されてなる。

この場合、好ましい態様では、前記小径軸部の軸長は、前記金属板における前記嵌着穴部分の板厚以上とされる。
他の好ましい態様では、前記嵌着穴部の内径は前記小径軸部の外径より若干大きくされ、前記圧印痕の前記外周面からの突出高さは、前記嵌着穴部と前記小径軸部との間に形成されるギャップより大きくされる。

前記複数条の圧印痕は、好ましくは、左右及び又は上下対称となるように形成され、また、前記小径軸部は、好ましくは、前記回転軸の一端側に設けられ、さらに、好ましい態様では、前記金属板の外周にギヤ部等の伝動部が設けられる。
より具体的な好ましい態様では、前記金属板における前記嵌着穴部分の板厚は、３ｍｍ以下とされ、また、前記圧印痕の前記外周面からの突出高さは、０.０８〜０.３ｍｍとされる。

本発明に係る軸と金属板との結合構造の他の別の好ましい態様では、大径軸部の一端側に第１小径軸部が、間に回転軸線に直交する第１肩面が形成されるように所定の段差を付けて連設されるとともに、前記第１小径軸部の一端側に、該第１小径軸部より小径の第２小径軸部が、間に回転軸線に直交する第２肩面が形成されるように所定の段差を付けて連設された段付き回転軸における前記第１小径軸部及び第２小径軸部と、該第１小径軸部及び第２小径軸部にそれぞれ外嵌される円形の第１嵌着穴部及び第２嵌着穴部が形成された第１金属板及び第２金属板と、の結合構造であって、前記第１小径軸部及び第２小径軸部の外周面にそれぞれ軸方向に伸びる複数条の第１圧印痕及び第２圧印痕が形成され、前記第１小径軸部及び第２小径軸部に前記第１嵌着穴部及び第２嵌着穴部がそれぞれ前記第１圧印痕及び第２圧印痕により塑性変形を受けるようにして順次圧入されて、前記第１金属板及び第２金属板の一側面における前記第１嵌着穴部及び第２嵌着穴部の周辺部分がそれぞれ前記第１肩面及び第２肩面に押し当てられ、前記第１小径軸部及び第２小径軸部の外周面と前記第１嵌着穴部及び第２嵌着穴部がそれぞれレーザー溶接等により接合されてなる。

一方、本発明に係る電制スロットル装置の好ましい一態様は、前記結合構造が、絞り弁が取り付けられる前記回転軸としての弁軸と、モーター等の回転駆動力を前記弁軸に伝えるべく該弁軸に結合される前記金属板としてのスロットルギヤと、の結合に適用される。

また、電制スロットル装置の好ましい他の態様は、前記結合構造が、絞り弁が取り付けられる前記回転軸としての弁軸と、スロットルボジションを検出するスロットルセンサの一構成要素として前記弁軸に結合される前記金属板としてのドライビングブラケットと、の結合に適用される。

更に、電制スロットル装置の好ましい他の態様は、絞り弁が取り付けられる前記回転軸としての弁軸と、モータ等の回転駆動力を前記弁軸に伝えるべく該弁軸に結合される前記第１金属板としてのスロットルギヤと、の結合、並びに、前記弁軸と、スロットルポジションを検出するスロットルセンサの一構成要素として前記弁軸に結合される前記第２金属板としてのドライビングブラケットと、の結合に適用されている
この場合、前記スロットルセンサは、接触式もしくは非接触式のいずれでもよい。

また、本発明に係る回転軸と金属板との結合方法の好ましい一態様は、前記回転軸に、所定の段差を付けて大径軸部と小径軸部とを連設するとともに、前記小径軸部の外周面に軸長方向に伸びる複数条の圧印痕を形成し、前記金属板には前記小径軸部に外嵌される嵌着穴部を形成し、前記小径軸部に前記金属板の嵌着穴部を前記圧印痕により塑性変形を受けるようにして圧入した後、前記小径軸部の外周面と前記金属板の嵌着穴部とをレーザー溶接等により接合することを特徴としている。

さらに、本発明に係る回転軸と金属板との結合方法の他の好ましい態様は、前記回転軸に、大径軸部と小径軸部とを、間に回転軸線に直交する肩面が形成されるように所定の段差を付けて連設するとともに、前記小径軸部の外周面に軸長方向に伸びる複数条の圧印痕を形成し、前記金属板に、前記小径軸部に外嵌される円形の嵌着穴部を形成し、前記小径軸部に前記金属板の嵌着穴部を前記圧印痕により塑性変形を受けるようにして圧入するとともに、前記金属板の一側面における前記嵌着穴部の周辺部分を前記肩面に押し当てた後、前記小径軸部の外周面と前記金属板の嵌着穴部とをレーザー溶接等により接合することを特徴としている。

本発明に係る回転軸と金属板との結合構造及び結合方法によれば、回転軸の小径軸部に金属板の嵌着穴部を圧入した際、小径軸部の外周面に形成された圧印痕が嵌着穴部（の内周面）に食い込み、該穴部が塑性変形を受ける（削られる）ので、小径軸部と嵌着穴部との間に形成されるギャップが実質的に吸収され、これによって、回転軸に対する金属板の嵌着穴部の偏心が抑えられ、充分な同軸度が得られる。また、金属板の一側面における嵌着穴部の周辺部分を回転軸に形成された肩面に押し当てるようにされるので、金属板における嵌着穴部分の板厚（回転軸線に沿う方向の長さ）が小さくても、回転軸に対して金属板が傾きにくくなり（直角度を出しやすくなり）、金属板としてボス部等の肉厚部を設けていない薄板（板厚が例えば３ｍｍ以下）が用いられる場合にも適用できる。

そして、本発明の結合構造及び結合方法では、上記のように、金属板が薄板であっても、圧印痕を嵌着穴部に食い込ませるとともに、金属板の一側面における嵌着穴部の周辺部分を回転軸に形成された肩面に押し当てることによって、充分な同軸度及び直角度を確保したもとで、小径軸部の外周面と金属板の嵌着穴部とをレーザー溶接等により接合するので、充分な結合強度（回転方向及び軸長方向）を得ることができる。

また、小径軸部と嵌着穴部との間に形成されるギャップをさほど小さくしなくても、言い換えれば、小径軸部の外径と嵌着穴部の内径を高精度に管理しなくてもよいので、コストを低く抑えられる。

さらに、回転軸に対して金属板を所定の角度（姿勢）で連結固定する必要がある場合、
従来においては、レーザ溶接時に金属板を特別の治具を用いて位置決め固定しておく必要
があったが、本発明の結合構造及び結合方法では、金属板を回転軸に対して所定の角度（姿勢）をもって圧入することにより、金属板が回転軸に仮止めされることになるので、レーザ溶接時に金属板を位置決め固定する必要はなくなり、これによっても、コストを低く抑えられる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る回転軸と金属板との結合構造の一実施形態が適用された電制スロットル装置の、ギヤカバーを取り除いた状態の分解斜視図、図２は、図１に示される電制スロットル装置の、吸気通路に直交しかつ弁軸の回転軸線を通る断面図、図３は、図１に示される電制スロットル装置のギヤ設置部をギヤカバーを取り除いた状態で示す側面図、である。

図１、図２、及び図３に示される電制スロットル装置１００において、吸気通路１を流れる空気は、円板状の絞り弁（スロットル弁）２の開度に応じてその量が調整される。絞り弁２は回転軸とされる弁軸３にねじ止めにより固定されている。弁軸３の一端には、モータ（電動式アクチュエータ）４の回転駆動力を弁軸３に伝達するための減速ギヤ機構５の最終段のギヤ（以下、スロットルギヤと称する）６が取り付けられている。

ギヤ機構５はスロットルギヤ６の他にモータ４に取り付けられたピニオンギヤ７及び中間ギヤ８により構成されている。中間ギヤ８は、ピニオンギヤ７と噛み合う大径のギヤ部８ａ及びスロットルギヤ６と噛み合う小径のギヤ部８ｂにより構成され、スロットルボディ９の壁面に固着されたギヤシャフト１０に回転自在に嵌装されている。

モータ４はアクセルペダルの踏み込み量をあらわすアクセル信号やトラクション制御信号に応じて駆動され、モータ４の動力が順次ギヤ７，８，６を介して弁軸３に伝達される。ここで、前記スロットルギヤ６は、本実施形態に係る結合構造により前記弁軸３に連結固定（圧入）される円板状の金属板からなるギヤプレート２６と、このギヤプレート２６の外周に固定（モールド）された扇形状の樹脂製ギヤ部（歯部）６ａと、で構成されている。

また、絞り弁２の機械的全閉位置を規定する全閉ストッパ１１が設けられており、該全閉ストッパ１１は、スロットルボディ９に設けられた調整自在なねじ（アジャストスクリュー）により構成されており、絞り弁２を機械的全閉位置に至るまで閉方向に回転させると、弁軸３に固定されたストッパ係止要素（ここではスロットルギヤ６が兼ねる）の一端がストッパ１１に当接して、絞り弁２がそれ以上閉じる（回動する）ことを阻止する。

デフォルト開度設定用のストッパ（デフォルトストッパと称することもある）１２は、エンジンキーオフ時（電動式アクチュエータ４のオフ時）に絞り弁２の開度を機械的全閉位置及び電気的全閉位置（制御上の最小開度）より大きい所定のイニシャル開度（デフォルト開度）に保つためのものである。

前記スロットルボディ９の一側壁には、ギヤ機構５を収容するギヤ設置スペース１３が形成され、このギヤ設置スペース１３の一部が深く窪ませられ、この窪み１４に弁軸３の一方の軸受１５を収納する軸受ボス１６が設けられている。

前記弁軸３の一端には、リターンスプリング１７、デフォルトレバー１８、デフォルトスプリング１９、スロットルギヤ６を装着した後、金属板からなるアングル状のドライビングブラケット２０（本実施形態に係る結合構造により弁軸３に連結固定される金属板の一つ）が装着される。本実施形態では、スロットルギヤ６の圧入力により、圧縮応力Ｆ＞ｆの関係にあるリターンスプリング１７及びデフォルトスプリング１９が圧縮されている。

また、前記減速ギヤ機構５と共にスロットルセンサ２１が、スロットルボディ９の側壁の一面側にまとめて配置されている。スロットルセンサ２１は、絞り弁開度（スロットルポジション）を検出するものであり、図２に示される如くに、スロットルセンサー式、すなわち弁軸３を除く全ての構成要素がギヤカバー２２の内側にセンサカバー２３で覆われるようにして内蔵されている。

なお、図２に示されるスロットルセンサ２１は接触式であるが、これに代えて、図４に示される如くに、非接触式のスロットルセンサ３９を使用することもできる。

前記弁軸３に連結固定される前記スロットルセンサ２１（３９）の一構成要素であるドライビングブラケット２０は、ギヤカバー２２の装着時にスロットルセンサ２１のロータ（回転子）２４の位置に届くように延設され、ギヤカバー２２をスロットルボディ９に装着すると、ドライビングブラケット２０がセンサカバー２３に露出するロータ軸穴２５に自ずと嵌まり込むように設定されている。

上記の如くの構成とされた電制スロットル装置１００において、本実施形態の結合構造は、前記弁軸３と前記スロットルギヤ６（のギヤプレート２６）との連結固定、及び、前記弁軸３と前記ドライビングブラケット２０との連結固定に適用されている。

以下、本実施形態の結合構造及び結合方法を詳細に説明する。
図５は、前記弁軸３の製作工程を順次示している。

弁軸３は、図５（Ａ）に示される如くの、快削ステンレス製丸棒材からなるブランク４０の状態から、図５（Ｂ）に示される如くに、主軸部３Ａに絞り弁２取り付け用の細長通し穴４２や止めねじ通し穴４３等が形成されるとともに、前記主軸部３Ａの一端側において、前記主軸部３Ａと略同径の大径軸部５１と該大径軸部５１より小径の第１小径軸部５２とが、間に回転軸線（中心軸線）に直交する第１肩面５６が形成されるように所定の段差を付けて連設され、さらに、前記第１小径軸部５２の一端側に、該第１小径軸部５２より小径の中間大径部５３が形成され、この中間大径部５３の一端側に、該中間大径部５３より小径の第２小径軸部５４が、間に回転軸線に直交する第２肩面５７が形成されるように所定の段差を付けて連設される。

次に、図５（Ｃ）に示される如くに、前記第１小径軸部５２の外周面５２ａに、図８に示される成形金型３０を用いたＳＦ加工（圧印加工等）によって、軸長方向（回転軸線に沿う方向）に複数条の圧印痕２７が形成され（後で詳述）、さらに、図５（Ｄ）に示される如くに、前記第２小径軸部５４の外周面５４ａにも、ＳＦ加工によって、軸長方向（回転軸線に沿う方向）に複数条の圧印痕４４が形成される（後で詳述）。

図８に示される成形金型３０は、上下の金型３１、３２を有し、該上下の金型３１、３２の角部には第１小径軸部５２の外径Ｄａ（図７参照）より若干幅の狭い間隔Ｌを介して、一対の金型刃３３、３４、３５、３６がねじ締め等により固定されている。この場合、間隔Ｌは、Ｌ＝Ｄａ・ｃｏｓαで、金型刃押圧範囲αは圧印痕２７の成形性と結合強度の点から２５°程度に設定される。圧印痕２７の成形に際しては、弁軸３の第１小径軸部５２を上記金型刃３３、３４、３５、３６間に配置し、例えば、油圧式プレスで垂直方向に荷重を加える。これにより、４条の圧印痕２７が左右及び上下対称で同時に成形される。

このようにして、第１小径軸部５２に形成される圧印痕２７は、図６及び図７を参照すればよくわかるように、第１小径軸部５２の外周面５２ａ（基準円＝外径Ｄａ）からわずかに（０.１ｍｍ程度）突出する隆起縁部２８と、低い切欠溝部２９とから構成されている。また、前記第２小径軸部５４の圧印痕４４も、上記と同様な構成である。なお、図示されている圧印痕２７、４４は、若干誇張して描かれている。

一方、前記スロットルギヤ６のギヤプレート２６（外径は２６ｍｍ）には、図９に示される如くに、その中央部に前記第１小径軸部５２に所定のギャップ（５〜３５μｍ）をもって外嵌される円形の第１嵌着穴部２６ａが形成されており、また、図１１の如く、前記ドライビングブラケット２０にも、前記第２小径軸部５４に所定のギャップ（５〜３５μｍ）をもって外嵌される円形の第２嵌着穴部２０ａが形成されている。

ここで、前記第１小径軸部５２及び第２小径軸部５４の軸長は、前記ギヤプレート２６及びドライビングブラケット２０（の第１嵌着穴部２６ａ及び第２嵌着穴部２０ａ部分）の板厚（約２ｍｍ）以上とされている。

このような構成のもとで、前記第１小径軸部５２に前記スロットルギヤ６におけるギヤプレート２６に形成された第１嵌着穴部２６ａを、図９、図１０に示される如くに、前記圧印痕２７により塑性変形を受ける（削られる）ようにして圧入するとともに、前記ギヤプレート２６の一側面における前記嵌着穴部２６ａの周辺部分を前記肩面５６に押し当てた後、前記小径軸部５２の外周面５２ａと前記嵌着穴部２６ａとをレーザー溶接（全周溶接）により接合する。

同様に、前記第２小径軸部５４に前記ドライビングブラケット２０に形成された第２嵌着穴部２０ａを、図１１に示される如くに、前記圧印痕４４により塑性変形を受ける（削られる）ようにして圧入するとともに、前記ドライビングブラケット２０の一側面における前記嵌着穴部２０ａの周辺部分を前記肩面５７に押し当てた後、前記小径軸部５４の外周面５４ａと前記嵌着穴部２０ａとをレーザー溶接（全周溶接）により接合する。

このような構成とされた本実施形態の結合構造及び結合方法によれば、弁軸３の小径軸部５２、５４にギヤプレート２６及びドライビングブラケット２０の嵌着穴部２６ａ、２０ａを圧入した際、小径軸部５２、５４の外周面５２ａ、５４ａに形成された圧印痕２７、４４が嵌着穴部２６ａ、２０ａ（の内周面）に食い込み、該穴部２６ａ、２０ａが塑性変形を受ける（削られる）ので、小径軸部５２、５４と嵌着穴部２６ａ、２０ａとの間に形成されるギャップが実質的に吸収され、これによって、小径軸部５２、５４に対する嵌着穴部２６ａ、２０ａの偏心が抑えられ、充分な同軸度が得られる。また、ギヤプレート２６及びドライビングブラケット２０の一側面における嵌着穴部２６ａ、２０ａの周辺部分を弁軸３に形成された肩面５６、５７に押し当てるようにされるので、ギヤプレート２６及びドライビングブラケット２０における嵌着穴部分の板厚（回転軸線に沿う方向の長さ）が小さくても、弁軸３に対してギヤプレート２６及びドライビングブラケット２０が傾きにくくなり（直角度を出しやすくなり）、ボス部等の肉厚部を設けていない薄板（板厚が例えば３ｍｍ以下）が用いられる場合にも適用できる。

そして、本実施形態の結合構造及び結合方法では、上記のように、圧印痕２７、４４を嵌着穴部２６ａ、２０ａに食い込ませるとともに、嵌着穴部２６ａ、２０ａの周辺部分を肩面５６、５７に押し当てることによって、充分な同軸度及び直角度を確保したもとで、小径軸部５２、５４の外周面５２ａ、５４ａと嵌着穴部２６ａ、２０ａとをレーザー溶接により接合するので、充分な結合強度（回転方向及び軸長方向）を得ることができる。

また、小径軸部５２、５４と嵌着穴部２６ａ、２０ａとの間に形成されるギャップをさほど小さくしなくても、言い換えれば、小径軸部５２、５４の外径と嵌着穴部２６ａ、２０ａの内径を高精度に管理しなくてもよいので、コストを低く抑えられる。

さらに、弁軸３に対してギヤプレート２６及びドライビングブラケット２０を所定の角度（姿勢）で連結固定する場合、従来においては、レーザ溶接時にそれらを特別の治具を用いて位置決め固定しておく必要があったが、本実施形態の結合構造及び結合方法では、ギヤプレート２６及びドライビングブラケット２０を弁軸３の小径軸部５２、５４に対して所定の角度（姿勢）をもって圧入することにより、ギヤプレート２６及びドライビングブラケット２０が弁軸３の小径軸部５２、５４に仮止めされることになるので、レーザ溶接時にそれらを位置決め固定する必要はなくなり、これによっても、コストを低く抑えられる。

なお、上記実施形態では、小径軸部５２の外周に４カ所圧印痕２７が成形されているが、これに限定されず、例えば、前述のようにして４ヶ所の圧印痕２７を成形した後に弁軸３を９０°回転させ、同様に圧印することにより８ヶ所の圧印痕２７を均等に設けてもよい（図１２参照）。

例えば、前記小径弁軸３の外径が６ｍｍ、圧印痕２７の突出高さが０.１ｍｍの場合、耐ねじりトルクは、圧印痕２７が４ヶ所の場合が４．５Ｎ・ｍであるのに対し、圧印痕２７が８ヶ所の場合は８．３Ｎ・ｍも確保することができ、これにより、ねじりトルクを圧印痕２８のみで受けることが可能となって、レーザ溶接を全周に行う必要がなくなり、レーザ溶接は抜け止めとしてスポット的に行うだけで済ますことができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において、種々の変更ができるものである。

本発明に係る回転軸と金属板との結合構造の一実施形態が適用された電制スロットル装置の、ギヤカバーを取り除いた状態の分解斜視図。 図１に示される電制スロットル装置の、吸気通路に直交しかつ弁軸の回転軸線を通る断面図。 前記電制スロットル装置のギヤ設置部をギヤカバーを取り除いた状態を示す側面図。 図２に示される接触式スロットルセンサに代えて非接触式スロットルセンサを用いた場合の断面図。 前記電制スロットル装置の弁軸の製作工程を示す図。 前記弁軸の一端部の拡大斜視図。 前記弁軸における第１小径軸部の拡大断面図。 前記弁軸における第１小径軸部に圧印痕を形成するために用いられる成形金型の一例を示す断面図。 本発明に係る結合構造及び結合方法の一実施形態の説明に供される図。 本発明に係る結合構造及び結合方法の一実施形態の説明に供される図。 本発明に係る結合構造及び結合方法の一実施形態の説明に供される図。 本発明に係る結合構造の他の実施形態の説明に供される、弁軸の一端部の拡大斜視図。

符号の説明

３ …弁軸（回転軸）
６ …スロットルギヤ
２０ …ドライビングブラケット（金属板）
２０ａ …第２嵌着穴部
２１，３９ …スロットルセンサ
２６ …ギヤプレート（金属板）
２６ａ …第１嵌着穴部
２７ …圧印痕
４４ …圧印痕
５１ …大径軸部
５２ …第１小径軸部
５２ａ …外周面
５４ …第２小径軸部
５４ａ …外周面
５６、５７ …肩面
１００ …電制スロットル装置

Claims (16)

1. 回転軸と金属板との結合構造であって、前記回転軸に、所定の段差を付けて大径軸部と小径軸部とが連設されるとともに、前記小径軸部の外周面に軸長方向に伸びる複数条の圧印痕が形成され、前記金属板には前記小径軸部に外嵌される嵌着穴部が形成されており、前記小径軸部に前記金属板の嵌着穴部が前記圧印痕により塑性変形を受けるようにして圧入され、前記小径軸部の外周面と前記金属板の嵌着穴部とがレーザー溶接等により接合されていることを特徴とする結合構造。
2. 前記回転軸に、前記大径軸部と前記小径軸部とが、間に回転軸線に直交する肩面が形成されるように所定の段差を付けて連設され、前記金属板の一側面における前記嵌着穴部の周辺部分が前記肩面に押し当てられていることを特徴とする請求項１に記載の結合構造。
3. 前記小径軸部の軸長は、前記金属板における前記嵌着穴部分の板厚以上とされていることを特徴とする請求項２に記載の結合構造。
4. 前記嵌着穴部の内径は前記小径軸部の外径より若干大きくされ、前記圧印痕の前記外周面からの突出高さは、前記嵌着穴部と前記小径軸部との間に形成されるギャップより大きくされていることを特徴とする請求項２に記載の結合構造。
5. 前記複数条の圧印痕は、左右及び又は上下対称となるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の結合構造。
6. 前記小径軸部は、前記回転軸の一端側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の結合構造。
7. 前記金属板の外周にギヤ部等の伝動部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の結合構造。
8. 前記金属板における前記嵌着穴部分の板厚は、３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の結合構造。
9. 前記圧印痕の前記外周面からの突出高さは、０.０８〜０.３ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の結合構造。
10. 大径軸部の一端側に第１小径軸部が、間に回転軸線に直交する第１肩面が形成されるように所定の段差を付けて連設されるとともに、前記第１小径軸部の一端側に、該第１小径軸部より小径の第２小径軸部が、間に回転軸線に直交する第２肩面が形成されるように所定の段差を付けて連設された段付き回転軸における前記第１小径軸部及び第２小径軸部と、該第１小径軸部及び第２小径軸部にそれぞれ外嵌される円形の第１嵌着穴部及び第２嵌着穴部が形成された第１金属板及び第２金属板と、の結合構造であって、
    前記第１小径軸部及び第２小径軸部の外周面にそれぞれ軸方向に伸びる複数条の第１圧印痕及び第２圧印痕が形成され、前記第１小径軸部及び第２小径軸部に前記第１嵌着穴部及び第２嵌着穴部がそれぞれ前記第１圧印痕及び第２圧印痕により塑性変形を受けるようにして順次圧入されて、前記第１金属板及び第２金属板の一側面における前記第１嵌着穴部及び第２嵌着穴部の周辺部分がそれぞれ前記第１肩面及び第２肩面に押し当てられ、前記第１小径軸部及び第２小径軸部の外周面と前記第１嵌着穴部及び第２嵌着穴部がそれぞれレーザー溶接等により接合されてなる、回転軸と金属板との結合構造。
11. 請求項２に記載の結合構造が、絞り弁が取り付けられる前記回転軸としての弁軸と、モーター等の回転駆動力を前記弁軸に伝えるべく該弁軸に結合される前記金属板としてのスロットルギヤと、の結合に適用されている電制スロットル装置。
12. 請求項２に記載の結合構造が、絞り弁が取り付けられる前記回転軸としての弁軸と、スロットルボジションを検出するスロットルセンサの一構成要素として前記弁軸に結合される前記金属板としてのドライビングブラケットと、の結合に適用されている電制スロットル装置。
13. 請求項１０に記載の結合構造が、絞り弁が取り付けられる前記回転軸としての弁軸と、モータ等の回転駆動力を前記弁軸に伝えるべく該弁軸に結合される前記第１金属板としてのスロットルギヤと、の結合、並びに、前記弁軸と、スロットルポジションを検出するスロットルセンサの一構成要素として前記弁軸に結合される前記第２金属板としてのドライビングブラケットと、の結合に適用されている電制スロットル装置。
14. 前記スロットルセンサは、接触式もしくは非接触式であることを特徴とする請求項１２に記載の電制スロットル装置。
15. 回転軸と金属板との結合方法であって、前記回転軸に、所定の段差を付けて大径軸部と小径軸部とを連設するとともに、前記小径軸部の外周面に軸長方向に伸びる複数条の圧印痕を形成し、前記金属板には前記小径軸部に外嵌される嵌着穴部を形成し、前記小径軸部に前記金属板の嵌着穴部を前記圧印痕により塑性変形を受けるようにして圧入した後、前記小径軸部の外周面と前記金属板の嵌着穴部とをレーザー溶接等により接合することを特徴とする結合方法。
16. 前記回転軸に、前記大径軸部と前記小径軸部とを、間に回転軸線に直交する肩面が形成されるように所定の段差を付けて連設し、前記小径軸部に前記金属板の嵌着穴部を前記圧印痕により塑性変形を受けるようにして圧入するとともに、前記金属板の一側面における前記嵌着穴部の周辺部分を前記肩面に押し当てた後、前記小径軸部の外周面と前記金属板の嵌着穴部とをレーザー溶接等により接合することを特徴とする請求項１５に記載の結合方法。

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