JP2008101672A - バタフライバルブ及び内燃機関用吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】品質を向上することのできるバタフライバルブ及び内燃機関用吸気制御装置を提供する。
【解決手段】バタフライバルブ（スロットルバルブ１３）は、スロットルボデー１１のボア１１ａを開閉する板状のバルブ体２０と、バルブ体２０にインサート成形により一体化されかつスロットルボデー１１に支持されるシャフト体とを備える。シャフト体を、軸方向に二分割しかつ軸方向の相互間に所定の間隔を隔てて前記バルブ体２０に一体化される２つのシャフト部材２１（１），２１（２）で構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、バタフライバルブ及び内燃機関用吸気制御装置に関する。

従来のバタフライバルブには、流路形成部材の流路を開閉する板状のバルブ体と、そのバルブ体にインサート成形により一体化されかつ流路形成部材に支持されるシャフト体とを備えるものがある（特許文献１参照。）。

特開２００１−７４１５６号公報

前記従来のバタフライバルブ（特許文献１参照。）によると、バルブ体に１本のシャフト体であるスロットルシャフトをインサート成形により一体化するものであるから、スロットルシャフトの周りに対するバルブ体を成形する溶融樹脂の流動性が悪く、品質が低下するという問題があった。すなわち、成形型内に射出された溶融樹脂がスロットルシャフトに対して径方向に流れるような場合、溶融樹脂は、スロットルシャフトに突き当たって２方向に分岐されてシャフト周りを半周ずつ流れることによりスロットルシャフトの周りを満たすことになる。このため、溶融樹脂の流れに対してスロットルシャフトの裏側において、内部巣、ウェルドライン等の成形不良が発生しやすく、その結果、スロットルバルブの品質低下を招くことになる。

本発明が解決しようとする課題は、品質を向上することのできるバタフライバルブ及び内燃機関用吸気制御装置を提供することにある。

前記した課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とするバタフライバルブ及び内燃機関用吸気制御装置により解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項１にかかるバタフライバルブによると、シャフト体を軸方向に二分割しかつバルブ体に対して軸方向の相互間に所定の間隔を隔てて一体化される２つのシャフト部材で構成している。このため、両シャフト部材の軸方向の相互間に、バルブ体を成形する溶融樹脂の流動する通路が形成されることにより、溶融樹脂の流動性を向上し、ひいてはバタフライバルブの品質を向上することができる。

また、特許請求の範囲の請求項２にかかるバタフライバルブによると、バルブ体の両シャフト部材の相互間に、
φｄ≧ｔ
の条件を満たす板厚ｔに薄肉化された板状部が形成されている。これにより、バタフライバルブの全開時（「バルブ全開時」という。）における流体の流通抵抗を減少することができる。

また、特許請求の範囲の請求項３にかかるバタフライバルブによると、バルブ体に埋設される２つのシャフト部材のうちの少なくとも一方のシャフト部材の埋設部に、バルブ体の樹脂部が係合する係合部を設けたものである。これにより、少なくとも一方のシャフト部材とバルブ体との結合強度を向上することができる。

また、特許請求の範囲の請求項４にかかるバタフライバルブによると、係合部を、バルブ体の周方向の回り止めをなす形状としたものである。これにより、少なくとも一方のシャフト部材とバルブ体との周方向に関する結合強度を向上することができる。

また、特許請求の範囲の請求項５にかかるバタフライバルブによると、係合部を、バルブ体の軸方向のずれ止めをなす形状としたものである。これにより、少なくとも一方のシャフト部材とバルブ体との軸方向に関する結合強度を向上することができる。

また、特許請求の範囲の請求項６にかかるバタフライバルブによると、２つのシャフト部材が異なる材質で形成されている。これにより、各シャフト部材をそれぞれの機能に適する材質で形成することができる。

また、特許請求の範囲の請求項７にかかる内燃機関用吸気制御装置によると、流路形成部材としてのスロットルボデーに回転可能に支持され、かつ、スロットルボデーの吸入空気が流れるボアを開閉することにより吸入空気量を調整するバタフライ式のスロットルバルブとして請求項１〜６のいずれか１つに記載のバタフライバルブを備えるものである。これにより、品質を向上することのできるバタフライバルブを備える内燃機関用吸気制御装置を提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について実施例を参照して説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１を説明する。本実施例では、内燃機関用吸気制御装置として、バタフライバルブを備えた内燃機関用スロットル制御装置を例示する。内燃機関用スロットル制御装置は、自動車等の車両の運転者（ドライバー）のアクセル操作量に基づいて、内燃機関（「エンジン」という。）の各気筒（いわゆるシリンダ）の燃焼室内に流入する吸入空気量を変更することにより、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内燃機関用吸気制御装置である。なお、内燃機関は、例えば多気筒ガソリンエンジンである。また、内燃機関用スロットル制御装置は、電子制御式スロットル制御装置、内燃機関用吸入空気量制御装置、内燃機関用吸気量制御装置等とも呼ばれるものである。なお、図１は内燃機関用スロットル制御装置を示す平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図、図３はカバー部材を取り外した状態のスロットルボデーを示す側面図である。

図２に示すように、内燃機関用スロットル制御装置１０は、エンジン（図示しない。）の各気筒に連通する吸気通路いわゆるボア１１ａを形成するスロットルボデー１１と、ボア１１ａ内を流れる吸入空気量を調整するスロットルバルブ１３と、スロットルバルブ１３を開弁方向（又は閉弁方向）に駆動する駆動モータ１４と、スロットルバルブ１３を閉弁方向に付勢するコイルスプリングからなるリターンスプリング１５と、運転者のアクセル操作量に応じてスロットルバルブ１３の回転角度（いわゆるスロットル開度）を制御するエンジン制御装置いわゆるエンジン制御ユニットＥＣＵ（図示しない。）とを備えている。

前記スロットルボデー１１は、前記スロットルバルブ１３を回転可能に支持するハウジングであって、図示しないエンジンのインテークマニホールドの上流端に固定ボルトや締結ネジ等の締結具を用いて締め付けられる。スロットルボデー１１の外側部（図２において右側部）には、カバー部材１６が組付けられている。スロットルボデー１１は、樹脂材料によって一体成形されており、その主体をなす中空円筒状のボア壁部１７、歯車減速機構（後述する。）の各ギヤを回転可能に収容するギヤボックス部１８、及び、駆動モータ１４を収容する中空円筒状のモータハウジング部１９等を有している。

前記ボア壁部１７内の中空部が、エンジンの各気筒に向かう吸入空気が流れるボア１１ａとなっている。ボア壁部１７の上流側の端部（図１において下端部、図３において左端部が相当。）は、吸入空気を濾過するエアクリーナ（図示しない。）に吸気ダクト（図示しない。）を介して気密的に結合される。また、ボア壁部１７の下流側の端部（図１において上端部、図３において右端部が相当。）には、前記インテークマニホールドが気密的に結合される。また、ボア壁部１７とインテークマニホールドとの間には、吸気脈動を抑制するためのサージタンクを介装してもよい。なお、スロットルボデー１１は、本明細書でいう「流路形成部材」に相当する。また、ボア１１ａは、本明細書でいう「流路」に相当する。

図２に示すように、前記スロットルバルブ１３は、前記ボア１１ａ内を開閉する円板状の樹脂製のバルブ体２０と、そのバルブ体２０の両側部に設けられかつ前記スロットルボデー１１のボア壁部１７に軸受２７（後述する。）を介して支持される左右一対の金属製のシャフト部材２１とを備えている。両シャフト部材２１は、バルブ体２０の両側部にインサート成形により左右対称状に一体化されており、バルブ体２０を径方向（図２において左右方向）に横切る回転軸線１３Ｌ上に配置されている。なお、図５は図２のＶ部を示す部分拡大図、図６は図２のＶＩ部を示す部分拡大図、図７はスロットルバルブを示す断面図である。

図５〜図７に示すように、前記両シャフト部材２１（１），２１（２）の基部が埋設部２１ｃとしてバルブ体２０のシャフト被覆部２０ｃに埋設されているとともに、その埋設部２１ｃに連続するシャフト部材２１の大半がシャフト被覆部２０ｃに連続する樹脂による段付円筒状をなす筒状軸部２０ａ，２０ｂにより被覆されている。シャフト被覆部２０ｃに連続する大径側の筒状軸部２０ａ上には、シール部材２８（後述する。）が配置される。大径側の筒状軸部２０ａに連続する小径側の筒状軸部２０ｂ上に軸受２７（後述する。）が配置される。また、シャフト部材２１の外端部は、小径側の筒状軸部２０ｂの外端面より露出されている。なお、スロットルバルブ１３は、本明細書でいう「バタフライバルブ」に相当する。また、軸受２７が配置される小径側の筒状軸部２０ｂを有するシャフト部材２１の軸部分を支軸部２１ａという。

図２に示すように、前記ボア壁部１７には、前記スロットルバルブ１３の両シャフト部材２１（１），２１（２）をそれぞれ回転可能に軸支する中空円筒状の一対の軸受筒部２３が設けられている。なお、両軸受筒部２３の外側端部は、ボア壁部１７の外側面に突出されている。また、一方（図２において右方）の軸受筒部２３における外側端部は、前記リターンスプリング１５を保持するスプリング内周ガイド（符号、２３ａを付す。）として機能する。なお、図示しないが、スプリング内周ガイド２３ａの基端部（図２において左端部）には、リターンスプリング１５の一方の端末部を掛止するボデー側スプリング掛止部が設けられている。

前記ギヤボックス部１８は、前記ボア壁部１７の外側部（図２において右側部）に一体形成されている。ギヤボックス部１８の内部空間が、歯車減速機構（後述する。）の各ギヤを回転可能に収容するギヤ室となっている。また、図３に示すように、ギヤボックス部１８の所定部位（図３において左上部）の内側には、前記スロットルバルブ１３の全閉方向の回転動作を全閉位置にて規制するためのブロック状の全閉ストッパ２４が一体形成されている。全閉ストッパ２４のストッパ面（図３において下端面）２４ａは、スロットルバルブ１３が全閉となった際に、スロットルギヤ３７（後述する。）の当接部４８の当接面４８ａが面接触状に当接可能に設けられている。

図２に示すように、前記モータハウジング部１９は、前記ボア壁部１７の外側部（図２において下側部）に一体形成されている。モータハウジング部１９の内部空間が、駆動モータ１４を収容保持するモータ収容部２５となっている。モータ収容部２５の軸線方向（図２において左右方向）は、スロットルバルブ１３の回転軸線１３Ｌに対して平行をなしている。また、ボア壁部１７の外周部には、スロットルボデー１１の下流側の端部をインテークマニホールドの上流側の端部に締め付け固定するための固定ボルトや締結ネジ等の締結具を挿通する円筒状のカラー２６が設けられている。

前記スロットルバルブ１３のバルブ体２０は、前記スロットルボデー１１のボア１１ａ内に開閉可能に収容されている。スロットルバルブ１３の回転軸線１３Ｌは、ボア１１ａ内を流れる吸入空気の平均的な流れの軸線方向（図２において紙面表裏方向）に対して略直交している。バルブ体２０は、ボア１１ａの断面形状に対応する略円板状に形成されている。バルブ体２０の外周部（いわゆる外周端面）とスロットルボデー１１のボア１１ａの壁面（いわゆるボア１１ａの内径面）との間の隙間いわゆる全閉クリアランスを最小とし、また、吸入空気量を最小とする全閉位置から、バルブ体２０の外周部とボア１１ａの壁面との間の隙間を最大としかつ吸入空気量を最大とする全開位置に至るまでの回転動作可能範囲内において、スロットルバルブ１３の回転角度（いわゆるバルブ開度）が変更されることにより、エンジンの各気筒内に吸入される吸入空気量を調整することができる。

図５及び図７に示すように、前記スロットルバルブ１３の両シャフト部材２１（１），２１（２）上の小径側の筒状軸部２０ｂは、前記スロットルボデー１１の両軸受筒部２３にそれぞれ滑り軸受からなる軸受２７を介してそれぞれ回転可能に軸支されている。両シャフト部材２１のうち、ギヤボックス部１８側（図２において右側）に配置される一方のシャフト部材２１（符号、（１）を付す。）が駆動側のシャフト部材２１となっており、他方（図２において左方）に配置されるシャフト部材２１（符号、（２）を付す。）が非駆動側のシャフト部材２１となっている。また、両シャフト部材２１（１），２１（２）上の大径側の筒状軸部２０ａと両軸受筒部２３との間には、両者間の気密を維持するための弾性を有する円環状のシール部材２８が介装されている（図５及び図７参照。）。また、筒状軸部２０ａ，２０ｂを備える両シャフト部材２１（１），２１（２）の実質的構成は同一である。しかし、非駆動側シャフト部材２１（２）の小径側の筒状軸部２０ｂの軸長に比べ、駆動側のシャフト部材２１（１）の小径側の筒状軸部２０ｂの軸長が所定量（例えば、２〜３倍程度）長く設定されている。そして、駆動側のシャフト部材２１（１）における小径側の筒状軸部２０ｂの外端面より露出する外端部が、スロットルギヤ３７（後述する。）を連結するため連結軸部２１ｂとなっている（図２参照。）。

図２に示すように、前記スロットルバルブ１３を開弁方向（又は閉弁方向）に回転駆動する動力ユニットは、前記駆動モータ１４と、駆動モータ１４の回転動力をスロットルバルブ１３（詳しくは、駆動側のシャフト部材２１（１））に伝達する動力伝達装置である歯車減速機構とを備えている。駆動モータ１４は、カバー部材１６内に埋設されたモータ用通電端子（図示しない。）に電気的に接続されており、通電によってモータシャフト３４が正転方向または逆転方向に回転する電動式のアクチュエータ（駆動源）である。また、歯車減速機構は、駆動モータ１４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、駆動モータ１４のモータシャフト３４上に固定されたピニオンギヤ３５と、ピニオンギヤ３５と噛み合って回転する中間減速ギヤ３６と、中間減速ギヤ３６と噛み合って回転するスロットルギヤ３７とを備えている。また、中間減速ギヤ３６は、回転中心をなす支持軸３８に回転可能に支持されており、ピニオンギヤ３５に噛み合う大径のギヤ部、及び、スロットルギヤ３７に噛み合う小径のギヤ部を同軸上に有している。なお、図４はスロットルギヤを示す側面図である。

図２に示すように、前記カバー部材１６は、回転角度センサ（後述する。）のターミナル間や駆動モータ１４へのモータ用通電端子間を電気的に絶縁することが可能な樹脂材料によって一体成形されている。カバー部材１６は、前記ギヤボックス部１８の開口側端部に対して、リベット、スクリュー、クリップ、溶着、接着等の適宜の取付手段によって取り付けられることにより、ギヤボックス部１８内を閉鎖している。なお、カバー部材１６には、外部コネクタ（図示しない。）が差し込みにより接続されるコネクタ部３９が一体形成されている（図１参照。）。

前記スロットルギヤ３７は、熱可塑性樹脂材料により一体成形された回転駆動体である。スロットルギヤ３７の外周部には、前記中間減速ギヤ３６（詳しくは、小径ギヤ部）と噛み合う扇形のギヤ部４１が一体形成されている（図２参照。）。ギヤ部４１の内周部には、前記ギヤボックス部１８の底面側（図２において左側）に突出する中空円筒状の筒状部４２が一体形成されている。筒状部４２の突出部分の外周部は、前記リターンスプリング１５のコイル内径側を保持するスプリング内周ガイド（符号、４２ａを付す。）として機能する。なお、図示しないが、スプリング内周ガイド４２ａの基端部（図２において右端部）には、リターンスプリング１５の他方の端末部を掛止するギヤ側スプリング掛止部が設けられている。

前記筒状部４２の内周部には、円環板状をなす金属製（例えば、ステンレス鋼）の連結部材４３がインサート成形によって一体化されている。図５に示すように、連結部材４３の中心部には、前記駆動側のシャフト部材２１（１）の連結軸部２１ｂに嵌合可能な連結孔４４が形成されている（図４参照。）。スロットルギヤ３７の連結部材４３と駆動側のシャフト部材２１（１）の連結軸部２１ｂとは、嵌合状態でかつレーザー溶接によって一体的に結合されている（図２参照。）。

図４に示すように、前記スロットルギヤ３７の外周部には、前記スロットルバルブ１３が全閉位置まで閉じられた際に、前記スロットルボデー１１のギヤボックス部１８内に設けられた全閉ストッパ２４に当接される当接部４８が一体形成されている。この当接部４８は、前記ギヤ部４１の周方向（図２において右回り方向の端部）を利用して形成されている。当接部４８には、スロットルバルブ１３が全閉した際に、スロットルボデー１１の全閉ストッパ２４のストッパ面２４ａに面接触状に当接する当接面４８ａが形成されている。

図２に示すように、前記内燃機関用スロットル制御装置１０には、前記スロットルバルブ１３の回転角度（スロットル開度）を電気信号（スロットル開度信号）に変換し、前記エンジン制御ユニットＥＣＵ（図示しない。）へ出力するスロットルポジションセンサ５０が設けられている。スロットルポジションセンサ５０は、前記スロットルギヤ３７の筒状部４２の内周部に接着剤等を用いて一体的に固定されたマグネット５１及びヨーク（図示しない。）と、前記カバー部材１６のセンサ搭載部５２に組み込まれた非接触式の磁気検出素子５３とを備えている。マグネット５１は、分割型の永久磁石である。また、ヨークは、マグネット５１によって磁化される分割型の磁性体である。また、センサ搭載部５２は、カバー部材１６の内面側（図２において左側面側）に突出されており、スロットルギヤ３７の筒状部４２の内部空間内に所定の隙間をもって挿入可能に形成されている。また、磁気検出素子５３は、スロットルギヤ３７の筒状部４２の内部空間において、自身に鎖交する磁束密度に対応した信号を出力するホール素子またはホールＩＣまたは磁気抵抗素子である。

前記エンジン制御ユニットＥＣＵ（図示しない。）には、前記スロットルポジションセンサ５０の他、運転者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）に変換して出力するアクセル開度センサ（図示しない。）が接続されている。また、エンジン制御ユニットＥＣＵは、スロットルポジションセンサ５０からのスロットル開度信号とアクセル開度センサからのアクセル開度信号との偏差がなくなるように、前記駆動モータ１４に対して比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）によるフィードバック制御を行うように設定されている。

次に、本実施例の内燃機関用スロットル制御装置１０の構成部品の組付方法を説明する（図２参照。）。なお、スロットルボデー１１は、予めスロットルバルブ１３をインサートした状態で樹脂成形されているものとする。
まず、スロットルボデー１１の両軸受筒部２３にスロットルバルブ１３の両シャフト部材２１を軸受２７及びシール部材２８を介して回転可能に支持する。次に、スロットルボデー１１のスプリング内周ガイド２３ａにリターンスプリング１５の一端部を外嵌し、その端末部をスプリング内周ガイド２３ａのボデー側スプリング掛止部（図示しない。）に掛止する。次に、スロットルギヤ３７のスプリング内周ガイド４２ａに前記リターンスプリング１５の他端部を外嵌し、その端末部をスロットルギヤ３７のギヤ側スプリング掛止部（図示しない。）に掛止する。

次に、スロットルバルブ１３の駆動側のシャフト部材２１（１）の連結軸部２１ｂに、スロットルギヤ３７の連結部材４３の連結孔４４を相対回転可能に嵌合する。なお、小径側の筒状軸部２０ｂの外端面に連結部材４３の対向端面を当接させる（図５参照。）。
次に、スロットルギヤ３７を閉方向（図３において右回り方向（図中、矢印Ｙ１参照。）に回転させることにより、スロットルギヤ３７の当接部４８の当接面４８ａを、スロットルボデー１１の全閉ストッパ２４のストッパ面２４ａに面接触状に当接させる（図４参照。）。このように、スロットルギヤ３７の当接部４８をスロットルボデー１１の全閉ストッパ２４に当接させた状態で、スロットルバルブ１３を回転させることにより全閉クリアランスを調整する。この全閉クリアランスの調整作業は、スロットルバルブ１３のバルブ体２０の外周部（外周端面）とスロットルボデー１１のボア１１ａの壁面との間に所定の隙間いわゆる全閉クリアランスが形成されかつバルブ体２０の外周部がボア１１ａの壁面に接触しないように、スロットルバルブ１３とスロットルギヤ３７との相対回転角度（取付角度）を調整することにより行なわれる。

次に、全閉クリアランスの調整後に、駆動側のシャフト部材２１（１）の連結軸部２１ｂと連結部材４３とを全周に亘ってレーザー溶接することによって、該シャフト部材２１（１）と連結部材４３とが一体的に結合される。その後、スロットルボデー１１の所定部位に、駆動モータ１４、支持軸３８、中間減速ギヤ３６が組み込まれた後（図３参照。）、スロットルボデー１１にカバー部材１６が取付けられることにより、内燃機関用スロットル制御装置１０が完成する（図２参照。）。なお、非駆動側の軸受筒部２３の開口端面はプラグ（図示しない。）によって閉鎖される。

次に、本実施例の内燃機関用スロットル制御装置１０の作動を説明する。
運転者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エンジン制御ユニットＥＣＵ（図示しない。）に入力される。そして、エンジン制御ユニットＥＣＵによってスロットルバルブ１３のバルブ体２０が所定の角度となるように駆動モータ１４が通電されることにより、駆動モータ１４のモータシャフト３４が回転する。そして、駆動モータ１４のトルクが、ピニオンギヤ３５、中間減速ギヤ３６及びスロットルギヤ３７に伝達される。これにより、スロットルギヤ３７が、リターンスプリング１５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分だけ回転される。したがって、スロットルギヤ３７が回転するにともない、スロットルバルブ１３が全閉位置より開方向に回転駆動される。この結果、吸気通路が所定の角度だけ開かれることにより、エンジンの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。

そして、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１５の付勢力によりスロットルバルブ１３及びスロットルギヤ３７等が元の位置すなわち全閉位置まで戻される。なお、運転者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信号が出力されるので、スロットルバルブ１３が全閉開度となるように、エンジン制御ユニットＥＣＵによって駆動モータ１４を逆回転させるように通電することもできる。

このとき、スロットルギヤ３７の当接部４８の当接面４８ａが、スロットルボデー１１側の全閉ストッパ２４のストッパ面２４ａに当接するまで、リターンスプリング１５の付勢力によりスロットルバルブ１３が開位置側より全閉位置側へ閉じる方向に回転される。そして、全閉ストッパ２４のストッパ面２４ａに当接部４８の当接面４８ａが当接することによって、スロットルバルブ１３の全閉方向のそれ以上の回転動作が規制されて、スロットルバルブ１３が所定の全閉位置に保持される（図４参照。）。すなわち、スロットルバルブ１３のバルブ体２０の外周部（外周端面）とスロットルボデー１１のボア１１ａの壁面との間に所定の隙間いわゆる全閉クリアランスが形成されるように、スロットルバルブ１３のバルブ体２０の回転角度が保持されるので、スロットルバルブ１３の全閉時（いわゆるアイドル運転時）であっても、エンジンの各気筒内に所定の吸入空気量（全閉時の洩れ空気量）の吸入空気が吸入される。そして、スロットルバルブ１３のバルブ体２０をバイパスする空気量を制御する電磁弁（図示しない。）により、エンジン回転速度が目標のアイドル回転速度となるように制御される。なお、スロットルバルブ１３のバルブ体２０をバイパスする空気量を制御する電磁弁を使用せずに、駆動モータ１４を通電することにより、スロットルバルブ１３の開度を全閉位置より開いた所定の開度で停止することで、エンジン回転速度を目標のアイドル回転速度となるように制御することも可能である。

次に、前記スロットルバルブ１３を詳しく説明する。図７に示すように、スロットルバルブ１３が備える２つのシャフト部材２１（１），２１（２）は、本明細書でいう「シャフト体」を構成するものであって、１本のシャフト体を軸方向（図７において左右方向）に二分割しかつ軸方向の相互間に所定の間隔２１Ｓを隔ててバルブ体２０に一体化されている。また、前記バルブ体２０に埋設される両シャフト部材２１（１），２１（２）の埋設部２１ｃの外表面には、ローレット加工による網目模様の凹凸部２１ｄが形成されている。凹凸部２１ｄは、バルブ体２０に埋設されることにより、バルブ体２０の樹脂部が係合している。これにより、凹凸部２１ｄは、シャフト部材２１に対するバルブ体２０の周方向の回り止め、及び、シャフト部材２１に対するバルブ体２０の軸方向のずれ止めをなしている。なお、凹凸部２１ｄは、本明細書でいう「係合部」に相当する。

また、前記両シャフト部材２１（１），２１（２）は異なる材質で形成されている。すなわち、駆動側のシャフト部材２１（１）は、前記スロットルギヤ３７の連結部材４３に対するレーザー溶接に適する金属材料、例えば炭素成分の少ないステンレス鋼により形成されている。また、非駆動側のシャフト部材２１（２）は、その機能上、他の部材とのレーザー溶接を要しないため、ステンレス鋼に比べて、安価な金属材料、例えば炭素成分の多い炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）により形成されている。

また、前記両シャフト部材２１（１），２１（２）の支軸部２１ａは、軸径φｄで形成されている。また、前記バルブ体２０には、前記両シャフト部材２１（１），２１（２）の相互間において板厚ｔをなす板状部２０ｄが形成されている。
そして、軸径φｄと板厚ｔとは、
φｄ≧ｔ
の条件を満たすように設定されている。本実施例では、φｄ＞ｔの条件を満たしている。なお、板状部２０ｄは、回転軸線１３Ｌを板厚ｔの中心として形成されている。

また、前記バルブ体２０の表裏両面は、前記シャフト被覆部２０ｃ及び前記板状部２０ｄを含めてなだらかに連続する流線形を呈する面をもって形成されている。また、バルブ体２０の表裏両面上には、回転軸線１３Ｌに直交する適数本のリブ部２０ｅが形成されている。

前記内燃機関用吸気制御装置１０（図２参照。）におけるスロットルバルブ１３によると、シャフト体を軸方向に二分割しかつバルブ体２０に対して軸方向の相互間に所定の間隔２０Ｓ（図７参照。）を隔てて一体化される２つのシャフト部材２１（１），２１（２）で構成している。このため、両シャフト部材２１（１），２１（２）の軸方向の相互間に、バルブ体２０を成形する溶融樹脂の流動する間隔２０Ｓの通路が形成されることにより、溶融樹脂の流動性を向上し、ひいてはスロットルバルブ１３の品質を向上することができる。

また、バルブ体２０の両シャフト部材２１（１），２１（２）の相互間すなわちシャフト被覆部２０ｃの相互間に、
φｄ≧ｔ
の条件を満たす板厚ｔに薄肉化された板状部２０ｄが形成されている（図７参照。）。これにより、バルブ全開時における流体の流通抵抗を減少することができる。

また、バルブ体２０の両シャフト被覆部２０ｃに埋設される２つのシャフト部材２１（１），２１（２）の埋設部２１ｃに、バルブ体２０の樹脂部が係合する凹凸部２１ｄを設けたものである（図７参照。）。これにより、両シャフト部材２１（１），２１（２）とバルブ体２０との結合強度を向上することができる。

また、両シャフト部材２１（１），２１（２）の凹凸部２１ｄを、バルブ体２０の周方向の回り止め、及び、バルブ体２０の軸方向のずれ止めをなす形状としたものである。これにより、両シャフト部材２１（１），２１（２）とバルブ体２０との周方向、及び、軸方向に関する結合強度を向上することができる。

また、２つのシャフト部材２１（１），２１（２）が異なる材質で形成されている。すなわち、駆動側のシャフト部材２１（１）は、スロットルギヤ３７の連結部材４３に対するレーザー溶接に適する金属材料により形成され、また、非駆動側のシャフト部材２１（２）は、安価な金属材料により形成されている。これにより、各シャフト部材２１をそれぞれの機能に適する材質で形成することができる。

また、前記した内燃機関用スロットル制御装置１０（図２参照。）によると、スロットルボデー１１に回転可能に支持され、かつ、スロットルボデー１１の吸入空気が流れるボア１１ａを開閉することにより吸入空気量を調整する前記スロットルバルブ１３を備えるものである。これにより、品質を向上することのできるスロットルバルブ１３を備える内燃機関用スロットル制御装置１０を提供することができる。

［実施例２］
本発明の実施例２を説明する。本実施例は、前記実施例１の一部を変更したものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明を省略する。なお、図８は内燃機関用スロットル制御装置を示す断面図、図９は図８のＩＸ部を示す部分拡大図、図１０は図８のＸ部を示す部分拡大図、図１１はスロットルバルブを示す断面図である。
図８に示すように、本実施例におけるスロットルバルブ（符号、２１３を付す。）は、前記実施例１における両シャフト部材２１（１），２１（２）を次に述べるシャフト部材２２１（１），２２１（２）に変更したものである。

図１１に示すように、本実施例の両シャフト部材２２１（１），２２１（２）は、バルブ体２０のシャフト被覆部２０ｃに連続する樹脂による円筒状をなす大径側の筒状軸部２０ａにより被覆されており、前記実施例１における小径側の筒状軸部２０ｂを省略することによって、残りの大半が筒状軸部２０ａの外端面より露出されている。図９及び図１０に示すように、シャフト被覆部２０ｃに連続する筒状軸部２０ａ上には、前記実施例１と同様にシール部材２８が配置されている。また、両シャフト部材２２１（１），２２１（２）上には前記軸受２７が直接的に配置されており、その軸部分が支軸部２２１ａとなっている。その支軸部２２１ａを含むシャフト部材２２１（１），２２１（２）は、前記実施例１における支軸部２１ａの軸径φｄと同一径をなすように大径化された軸径φｄ（同一符号を付す。）となっている（図１１参照。）。
また、駆動側（図８において右側）のシャフト部材２２１（１）の外端部には、段付面２２１ｅを介して、前記実施例１の連結軸部２１ｂと同径をなす連結軸部２２１ｂが同軸上に形成されている（図９参照。）。

次に、前記駆動側のシャフト部材２２１（１）とスロットルギヤ３７との結合方法について説明する。駆動側のシャフト部材２２１（１）の連結軸部２２１ｂに、スロットルギヤ３７の連結部材４３の連結孔４４を嵌合する（図９参照。）。なお、駆動側のシャフト部材２２１（１）の段付面２２１ｅに連結部材４３の対向端面を当接させる。
次に、前記実施例１で述べたようにして全閉クリアランスを調整した後、駆動側のシャフト部材２２１（１）の連結軸部２２１ｂと連結部材４３とを全周に亘ってレーザー溶接することによって、該シャフト部材２２１（１）と連結部材４３とが一体的に結合される。

本実施例のスロットルバルブ２１３及び内燃機関用スロットル制御装置１０によっても、前記実施例１と同様の作用・効果を得ることができる。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明のバタフライバルブは、スロットルバルブに限らず、各種の流体の流路を開閉するバタフライバルブとして適用することができる。また、シャフト部材の支軸部の軸径φｄとバルブ体の板状部の板厚ｔとは、φｄ≧ｔの条件を満たすものに限らず、φｄ＜ｔの条件を満たすように設定してもよい。また、前記実施例では、両シャフト部材の埋設部に凹凸部（係合部）を設けたが、いずれか一方のシャフト部材（例えば、駆動側のシャフト部材）のみの埋設部に凹凸部（係合部）を設けてもよい。また、前記実施例では、凹凸部（係合部）をバルブ体の周方向の回り止め及び軸方向のずれ止めをなす形状としたが、凹凸部（係合部）を、バルブ体の周方向の回り止めのみをなす形状としたり、あるいは、バルブ体の軸方向のずれ止めのみをなす形状としてもよい。また、凹凸部（係合部）は、必要に応じて設定されるものであり、省略することもできる。また、前記実施例では、２つのシャフト部材を異なる材質で形成したが、同一の材質（金属材料、又は、樹脂材料）で形成することもできる。また、駆動側のシャフト部材を金属材料で形成し、非駆動側のシャフト部材を樹脂材料で形成することもできる。また、連結軸部は、シャフト部材と別体で形成し、それをシャフト部材に取付ける構成のものでもよい。また、シャフト部材上にシール部材２８を直接的に配置することもできる。

実施例１にかかる内燃機関用スロットル制御装置を示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。 カバー部材を取り外した状態のスロットルボデーを示す側面図である。 スロットルギヤを示す側面図である。 図２のＶ部を示す部分拡大図である。 図２のＶＩ部を示す部分拡大図である。 スロットルバルブを示す断面図である。 実施例２にかかる内燃機関用スロットル制御装置を示す断面図である。 図８のＩＸ部を示す部分拡大図である。 図８のＸ部を示す部分拡大図である。 スロットルバルブを示す断面図である。

符号の説明

１０ スロットル制御装置（吸気制御装置）
１１ スロットルボデー（流路形成部材）
１１ａ ボア（流路）
１３ スロットルバルブ（バタフライバルブ）
２０ バルブ体
２１ シャフト部材
２１ａ 支軸部
２１ｂ 連結軸部
２１ｃ 埋設部
２１ｄ 凹凸部（係合部）
２７ 軸受
２１３ スロットルバルブ（バタフライバルブ）
２２１ シャフト部材
２２１ａ 支軸部
２２１ｂ 連結軸部

Claims (7)

1. 流路形成部材の流路を開閉する板状のバルブ体と、前記バルブ体にインサート成形により一体化されかつ前記流路形成部材に支持されるシャフト体とを備えるバタフライバルブであって、
   前記シャフト体を、軸方向に二分割しかつ軸方向の相互間に所定の間隔を隔てて前記バルブ体に一体化される２つのシャフト部材で構成したことを特徴とするバタフライバルブ。
2. 請求項１に記載のバタフライバルブであって、
   前記流路形成部材に軸受を介して支持される前記シャフト部材の支軸部の軸径をφｄとしたとき、
   前記バルブ体に、前記両シャフト部材の相互間において
   φｄ≧ｔ
   の条件を満たす板厚ｔの板状部が形成されていることを特徴とするバタフライバルブ。
3. 請求項１又は２に記載のバタフライバルブであって、
   前記バルブ体に埋設される前記２つのシャフト部材のうちの少なくとも一方のシャフト部材の埋設部に、前記バルブ体の樹脂部が係合する係合部を設けたことを特徴とするバタフライバルブ。
4. 請求項３に記載のバタフライバルブであって、
   前記係合部を、前記バルブ体の周方向の回り止めをなす形状としたことを特徴とするバタフライバルブ。
5. 請求項３又は４に記載のバタフライバルブであって、
   前記係合部を、前記バルブ体の軸方向のずれ止めをなす形状としたことを特徴とするバタフライバルブ。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載のバタフライバルブであって、
   前記２つのシャフト部材が異なる材質で形成されていることを特徴とするバタフライバルブ。
7. 流路形成部材としてのスロットルボデーに回転可能に支持され、かつ、前記スロットルボデーの吸入空気が流れるボアを開閉することにより吸入空気量を調整するバタフライ式のスロットルバルブとして請求項１〜６のいずれか１つに記載のバタフライバルブを備えることを特徴とする内燃機関用吸気制御装置。
   

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