JP2013164001A

JP2013164001A - スロットル装置

Info

Publication number: JP2013164001A
Application number: JP2012027076A
Authority: JP
Inventors: Satoru Hiramoto; 悟平本; Sadayuki Kono; 河野　　禎之; Taisuke Murata; 泰祐村田; Hiroyuki Sumi; 弘之角
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: JP5783075B2

Abstract

【課題】ネジ４により弁体３とシャフト５とを締結したスロットル装置において、ネジ４の軸方向の寸法公差に影響を受けない新規なネジ４の脱落防止策を提供する。
【解決手段】シャフト５は、ネジ穴部１６に軸部８を締結させた状態で、雌ネジ１４が部分的に孔内に突出するように局所的に変形加工されている。これにより、締結孔１２において突出部２６を孔内に突出させることができるので、突出部２６により軸部８に対し軸部８の径方向に支持力を及ぼしてネジ４を保持することができる。このため、ネジ４の軸方向の寸法公差に影響を受けないネジ４の脱落防止策を講じることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関に吸入される吸入空気の流量を増減するスロットル装置に関する。

従来から、スロットル装置では、内燃機関に通じる吸気路を開閉する板状の弁体と、ネジにより弁体と締結されて弁体の回転軸をなすシャフトとを備えるものが公知である（例えば、特許文献１参照。）。また、シャフトは、弁体の板厚に応じた幅を有してシャフトの軸方向に伸びる弁体の挿入スリット、および、挿入スリットに開口するとともに締結部材が存在する締結孔を有する。また、締結孔は挿入スリットと交差しており、締結孔の内、挿入スリットの一方側にある部分にはネジの頭部の座面が設けられ、挿入スリットの他方側にある部分には軸部の雄ネジが螺合する雌ネジが設けられている。

そして、ネジを締結孔の一端から他方側に向かって締結孔に挿入し、軸部に弁体を貫通させるとともに、雄ネジを雌ネジに螺合させて軸部の先端を締結孔の他端から突出させる。さらに、ネジに対してネジの軸方向に荷重をかけることで、突出した軸部の先端を太径化してネジの脱落を防止している。

ところで、軸部先端の太径化による脱落防止策は、ネジの軸方向の寸法公差に起因する以下のような問題点がある。
すなわち、ネジの軸方向の寸法公差が大きい場合、軸部突出量のバラツキが大きくなり結果的に、軸部先端径の増加幅のバラツキが大きくなる。このため、例えば、荷重の強さを一定に管理することを考えた場合、軸部の突出量が少ないときに径の増加幅が小さくなってネジ脱落の虞が高まるのを阻止するべく、荷重の管理値を高く設定しがちになる。

しかし、荷重の管理値を高めると、ネジに亀裂等が発生する虞が高まるので、ネジの強度をも考慮して管理値を決定する必要があり、荷重の管理が極めて煩雑となる。このため、径の増加幅のバラツキを抑制し、かつ亀裂等が発生する虞を抑制するため、シャフトや弁体の寸法公差をより厳しく管理し、荷重の強さを一定に管理する必要がある。

特開２００５−２６４７９２号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、締結部材により弁体とシャフトとを締結したスロットル装置において、締結部材の軸方向の寸法公差に影響を受けない新規な締結部材の脱落防止策を提供することにある。

本発明のスロットル装置によれば、シャフトは、弁体と所定の締結部材により締結されて弁体の回転軸をなすものであり、弁体の板厚に応じた幅を有してシャフトの軸方向に伸びる弁体の挿入スリット、および、挿入スリットに開口するとともに締結部材が存在する締結孔を有する。そして、シャフトは、締結孔に締結部材を存在させた状態で、締結孔の孔壁面が部分的に孔内に突出するように局所的に変形加工されている。

これにより、締結孔の孔壁面に、孔内に突出する突出部を形成することができるので、この突出部により締結部材に対し径方向に支持力を及ぼして締結部材を保持することができる。このため、締結部材の軸方向の寸法公差に影響を受けることなく、締結部材の脱落防止策を講じることができる。

スロットル装置の部分平面図である（実施例１）。（ａ）はシャフトの平面図であり、（ｂ）はシャフトの側面図である（実施例１）。図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である（実施例１）。（ａ）は変形加工前のスロットル装置の要部断面図であり、（ｂ）は変形加工後のスロットル装置の要部断面図である（実施例１）。（ａ）はシャフトの平面図であり、（ｂ）はシャフトの側面図である（実施例２）。

実施形態のスロットル装置を実施例に基づき説明する。

〔実施例１の構成〕
実施例１のスロットル装置１の構成を、図１〜図４を用いて説明する。
スロットル装置１は、内燃機関（図示せず。）に通じる吸気路２を開閉する円板状の弁体３と、弁体３とネジ４により締結されて弁体３の回転軸をなすシャフト５とを備える。
ここで、スロットル装置１のボディ７は円筒状の空洞を有し、この空洞が吸気路２の一部をなすとともに弁体３を回転自在に収容する。

なお、ボディ７には、弁体３およびシャフト５を回転させるトルクを発生する電動機（図示せず。）、電動機が発生したトルクを増幅してシャフト５に伝達する減速機（図示せず。）、電動機によるトルクとは逆方向に弁体３およびシャフト５を回転付勢するコイルスプリング（図示せず。）、およびシャフト５の軸受（図示せず。）等が収容されている。また、電動機への通電は所定の電子制御ユニット（図示せず。）からの指令に応じて制御され、電動機への通電制御により吸気路２の開度が制御される。
また、弁体３には、ネジ締結によりネジ４の軸部８が通る挿通穴９が設けられている。

シャフト５は、弁体３の板厚に応じた幅を有してシャフト５の軸方向に伸びる弁体３の挿入スリット１１、および、挿入スリット１１に開口するとともに軸部８が通ったり、軸部８がネジ締結したりすることで軸部８が存在する締結孔１２を有する。また、締結孔１２は挿入スリット１１と垂直に交差している。そして、締結孔１２の内、挿入スリット１１の一方側にある部分は、軸部８が通る挿通部１３であり、挿入スリット１１の他方側にある部分は、孔壁面に雌ネジ１４が設けられて軸部８の雄ネジ１５が螺合するネジ穴部１６である。また、挿通部１３の一端にはネジ４の頭部１７の座面１８が設けられている。

そして、弁体３を挿入スリット１１に挿入して挿通穴９と締結孔１２との位置を合わせた状態で、軸部８を締結孔１２の一端から他方側に向かって締結孔１２に挿入し、軸部８に挿通部１３および挿通穴９を貫通させるとともに、雄ネジ１５を雌ネジ１４に螺合させて軸部８の先端を締結孔１２の他端から突出させる。これにより、弁体３とシャフト５とはネジ４により締結される。

また、シャフト５の外側表面には、ネジ穴部１６に向かって窪む凹面２１が設けられており、凹面２１は、シャフト５の軸方向に平行に設けられている。ここで、凹面２１は、曲率が限りなく小さい第１、第２平坦部２２、２３、および曲率が大きい曲面部２４により形成されている。つまり、凹面２１は、締結孔１２の孔軸に垂直であってシャフト５の軸方向に長い第１平坦部２２、第１平坦部２２よりもシャフト５の軸方向に短く第１平坦部２２と略垂直に交差する第２平坦部２３、第２平坦部２３の軸方向両端に連続して設けられて第１平坦部２２と略垂直に交差する２つの曲面部２４からなる。

さらに、凹面２１は、ネジ穴部１６の他端を挟むように２つ設けられ、それぞれの凹面２１が有する第２平坦部２３は互いに平行である。また、２つの凹面２１は両方とも、シャフト５の軸方向に関して第２平坦部２３の中央と締結孔１２の孔軸とが略同一の位置となるように設けられている。そして、所定のパンチ２５がそれぞれの第２平坦部２３の軸方向中央に当接することでネジ穴部１６の他端近傍が部分的に孔内に突出する（図４参照。）。

つまり、シャフト５は、ネジ４により弁体３と締結した状態で、雌ネジ１４が部分的に孔内に突出するように局所的に変形加工される（以下、孔内に突出した部分を突出部２６と呼ぶ。）。これにより、２つの突出部２６が締結孔１２の孔軸を挟んで対向するように設けられる。そして、２つの突出部２６は、軸部８に対し軸部８の径方向に支持力を及ぼし、軸部８を挟み込んで保持することができるようになる。
また、突出部２６の形成により、雌ネジ１４および雄ネジ１５がネジ穴部１６の他端において部分的に潰れる。

〔実施例１の効果〕
実施例１のスロットル装置１によれば、シャフト５は、ネジ穴部１６に軸部８を締結させた状態で、雌ネジ１４が部分的に孔内に突出するように局所的に変形加工されている。
これにより、締結孔１２において突出部２６を孔内に突出させることができるので、突出部２６により軸部８に対し軸部８の径方向に支持力を及ぼしてネジ４を保持することができる。このため、ネジ４の軸方向の寸法公差に影響を受けないネジ４の脱落防止策を講じることができる。

また、シャフト５は、凹面２１にパンチ２５が当接することで局所的に変形加工されている。
これにより、シャフト５におけるパンチ２５の当接部位は、強度が低くなって変形しやすくなる。このため、パンチ２５から当接部位に与えられた荷重が逃げにくくなり、局所的な変形加工が容易になる。
さらに、突出部２６の形成により、雌ネジ１４および雄ネジ１５がネジ穴部１６の他端において部分的に潰れるので、ネジ４の脱落の虞はさらに低くなる。

〔実施例２〕
実施例２のスロットル装置１によれば、凹面２１は、第１平坦部２２と曲面部２４とから形成され、第２平坦部２３を含まない。また、第１平坦部２２は、シャフト５の軸方向に短く、軸方向長さがネジ穴部１６の孔径と略一致している。そして、パンチ２５は、曲面部２４の軸方向中央に当接して突出部２６を形成するとともに、雌ネジ１４および雄ネジ１５をネジ穴部１６の他端において部分的に潰す。

また、曲面部２４の軸方向中央は、曲面部２４を構成する各点の中で最も深く窪む点であってネジ穴部１６に最も近い。
これにより、パンチ２５の当接部位が多少ずれても、曲面部２４への当接により、当接部位を自律的に軸方向中央に調節することができる。また、凹面２１を設けるための削り量を減らして凹面２１の設定にかかる加工時間を短縮することができる。

〔変形例〕
スロットル装置１の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例のスロットル装置１によれば、ネジ穴部１６の孔壁面である雌ネジ１４が孔内に突出するようにシャフト５を変形加工したが、挿通部１３の孔壁面が孔内に突出するようにシャフト５を変形加工し、挿通部１３の孔壁面に突出部２６を設けて軸部８を保持するようにしてもよい。また、軸部８の外側表面に雄ネジ１５以外の部分が存在する場合、雄ネジ１５以外の部分に突出部２６を当接させて軸部８を保持するようにしてもよい。

また、実施例のスロットル装置１によれば、凹面２１は、少なくとも第１平坦部２２と曲面部２４とから形成されていたが、曲面部２４のみにより凹面２１を形成してもよい。
さらに、実施例のスロットル装置１によれば、凹面２１は、ネジ穴部１６を挟むように２つ設けられていたが、例えば、凹面２１を１つのみ設けて１つの突出部２６を形成し、１つの突出部２６と変形していない孔壁面とで軸部８を保持するようにしてもよい。

１スロットル装置２吸気路３弁体４ネジ（締結部材）５シャフト１１挿入スリット１２締結孔

Claims

内燃機関に通じる吸気路（２）を開閉する板状の弁体（３）と、
この弁体（３）と所定の締結部材（４）により締結されて前記弁体（３）の回転軸をなすものであり、前記弁体（３）の板厚に応じた幅を有して軸方向に伸びる前記弁体（３）の挿入スリット（１１）、および、この挿入スリット（１１）に開口するとともに前記締結部材（４）が存在する締結孔（１２）を有し、この締結孔（１２）に前記締結部材（４）を存在させた状態で、前記締結孔（１２）の孔壁面が部分的に孔内に突出するように局所的に変形加工されたシャフト（５）とを備えるスロットル装置。
請求項１に記載のスロットル装置において、
前記シャフト（５）の外側表面には、前記締結孔（１２）に向かって窪む凹面（２１）が設けられ、
前記締結孔（１２）の孔壁面は、所定のパンチ（２５）が前記凹面（２１）に当接することで部分的に孔内に突出することを特徴とするスロットル装置。
請求項２に記載のスロットル装置において、
前記凹面（２１）を形成する各点の内、前記パンチ（２５）の当接点は、曲率が限りなく小さい平坦部に設定されておらず、曲率が大きい曲面部（２４）に設定されていることを特徴とするスロットル装置。
請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載のスロットル装置において、
前記締結部材（４）は、雄ネジ（１５）を有するネジ（４）であり、前記締結孔（１２）の孔壁面に設けられた雌ネジ（１４）に前記雄ネジ（１５）が螺合することで前記シャフト（５）と前記弁体（３）とを締結し、
前記雄ネジ（１５）および前記雌ネジ（１４）は、前記シャフト（５）に施された局所的な変形加工により部分的に潰れていることを特徴とするスロットル装置。