JP2020165417A - 吸気制御装置に用いられる流体弁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気制御装置に用いられる流体弁構造において回転力を付勢するためのスプリングの組付性を向上させつつ脱落をより確実に防止する。【解決手段】吸気制御装置１０において、シャフト１４に連結されたスロットルプレート１８とスロットルボディ１２との間にスプリング３８が介装され、このスプリング３８は、軸方向他端側に形成された第２端巻部４８から延在した腕部５４と、該腕部５４に対して屈曲されたフック部５６と、該フック部５６に対してさらに屈曲して前記腕部５４と略平行に延在する延長フック部５８とを有した第２フック５２を備える。一方、スロットルプレート１８には、その外縁部からスロットルボディ１２側へと突出した係止部７２が設けられ、この係止部７２は、第１高さＨ１を有した脱落防止片７４と、該脱落防止片７４に対して小さな第２高さＨ２で形成され第２本体部６２と接続された接続片７６とを備えている。そして、スプリング３８の第２フック５２が、係止部７２における接続片７６の三方を囲むように係合される。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関へ供給される吸気量を制御するための吸気制御装置に用いられる流体弁構造に関する。

従来から、車両に搭載される内燃機関に対して供給される空気の流量（吸気量）を制御する吸気制御装置が用いられている。例えば、特許文献１に開示される吸気制御装置は、スロットルボディと、該スロットルボディの吸気道に回動自在に設けられたスロットル弁とを有し、該スロットル弁に連結される弁軸の端部が、前記スロットルボディの外側に突出してスロットルレバーが設けられると共に、該スロットルレバーと前記スロットルボディとの間には弁軸の軸線を中心とした回転力を付勢する戻しばねが介装されている。

そして、戻しばねの弾発作用下にスロットルレバーを介して弁軸及びスロットル弁に対して回転力が付与されることで、前記スロットル弁が吸気道内で回動して全閉状態となる。

特開２０１５−１７２３６５号公報

上述したような吸気制御装置に用いられる流体弁構造の戻しばねは、スロットルボディ及びスロットルレバーに対して組み付けられた後に取り外しができないように構成されているが、その一方で、戻しばねの組付性が低下してしまうという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、回転力を付勢するためのスプリングの組付性を向上させつつ、より確実に脱落を防止することが可能な吸気制御装置に用いられる流体弁構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の態様は、内部に流体が通過する通路を有した弁ボディと、通路の断面積を調整することで流体の流量を調整する弁体と、弁ボディに回転自在に支持され弁体の固定される弁軸と、弁ボディ及び弁軸の双方に係合され弁軸に対して回転力を付勢するスプリングとを備え、
弁ボディは、弁軸を回転自在に支持する支持部と、支持部の外側に形成され弁軸の回転中心である回転軸線と略同軸状に設けられる円筒部とを備え、
弁軸には、回転軸線と略直交方向に延在するように設けられスプリングの回転軸線の方向への移動を規制する回転板が固定されており、
スプリングは、基準軸線を中心として素線が複数回にわたって巻回された巻回部を有したトーションスプリングであり、回転板と弁ボディとの間において基準軸線の方向に圧縮された状態で、巻回部の少なくとも一部が円筒部の外周側に配置され、
回転板が回転軸線の方向に立ち上がる内径ガイドを備え、内径ガイドによって巻回部の少なくとも一部の回転軸線側への移動を規制する流体弁構造において、
スプリングにおいて基準軸線の方向であり回転板側となる端部には、素線を略円形状に屈曲形成した端巻部と、端巻部の接線方向に延在する腕部と、腕部に対して屈曲して延在するフック部と、フック部に対してさらに屈曲して腕部の延在方向と略平行、且つ、腕部の延在する向きとは反対向きに延在する延長フック部とを備え、
弁軸には、フック部が係合されフック部と弁軸との回転軸線を中心とした相対回転を規制する回転係止部を備え、
回転係止部は、腕部の中心軸線である腕軸線の方向から見て回転軸線の方向と直交する向きに第１の高さを有した脱落防止片と、脱落防止片に対して回転板側に配置され第１の高さよりも小さな第２の高さを有した係止片とを備え、
第１の高さは腕部と延長フック部との最短距離よりも大きく設定され、第２の高さが最短距離よりも小さく設定される。

本発明によれば、吸気制御装置に用いられる流体弁構造において、弁体の連結された弁軸及び弁ボディの双方に係合され弁軸に対して回転力を付勢するスプリングを備え、このスプリングは、トーションスプリングからなり弁軸に連結された回転板と弁ボディとの間において弁軸の回転軸線の方向に圧縮され、弁軸の支持される円筒部の外周側に巻回部の少なくとも一部が配置されると共に、回転板に対して回転軸線の方向に立ち上がる内径ガイドによって回転軸線側への移動が規制されている。

また、スプリングには、その基準軸線の方向となる回転板側の端部に、端巻部の接線方向へ延在した腕部と、腕部から屈曲して延在するフック部と、フック部に対してさらに屈曲して腕部の延在方向と略平行、且つ、腕部とは反対向きに延在した延長フック部とを備える。一方、弁軸には、フック部が係合され相対回転を規制する回転係止部が設けられ、腕部の腕軸線の方向から見て回転軸線の方向と直交する向きに第１の高さを有した脱落防止片と、脱落防止片に対して回転板側に配置され第１の高さよりも小さな第２の高さを有した係止片とを備えている。そして、第１の高さが、腕部と延長フック部との最短距離に対して大きく、第２の高さが最短距離よりも小さく設定されている。

従って、弁軸に対して回転力を付勢するスプリングを、第１の高さを有した脱落防止片よりも低い第２の高さで形成された係止片に対して回転係止部のフック部を係合させた状態で、スプリングを軸方向に圧縮させ内径ガイドによって回転軸線側への移動を規制することで、フック部が回転係止部に対して係合され脱落の防止された状態で弁ボディと回転板との間に組み付けることができる。

その結果、スプリングの組付性を低下させることなく、弁ボディと弁軸の双方に対して係合させて組み付けることが可能となり、しかも、回転係止部に対して腕部、フック部及び延長フック部を係合させることで、係止部に対して高く形成された脱落防止片によって弁軸の回転軸線の方向への移動が規制されスプリングの脱落が確実に防止される。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、弁体の連結された弁軸及び弁ボディとの双方に対してスプリングを係合させ組み付ける際、弁軸に設けられた回転係止部の脱落防止片の第１の高さが、スプリングにおいて略平行に設けられる腕部と延長フック部との最短距離よりも大きく、且つ、脱落防止片に対して回転板側に形成された係止片の第２の高さよりも大きく形成されている。そのため、スプリングにおける腕部、フック部及び延長フック部を係止片へと係合させ、且つ、弁軸の回転軸線の方向に圧縮してスプリングを回転板の内径ガイドによって回転軸線側への移動を規制した状態で弁ボディと回転板との間に組み付けることができる。

その結果、吸気制御装置に用いられる流体弁構造において、スプリングの組付性を低下させることなく弁ボディと弁軸の双方に係合させ組み付けることが可能となり、しかも、回転係止部に対して腕部、フック部及び延長フック部を係合させることで、係止部に対して高く形成された脱落防止片によってフック部の回転軸線の方向への移動を規制してスプリングの脱落を確実に防止することができる。

本発明の実施の形態に係る流体弁構造の適用される吸気制御装置の全体正面図である。 図１に示す吸気制御装置のスロットルプレートの係止部近傍を、スプリングの腕部の軸線方向から見た拡大正面図である。 図３Ａは、吸気制御装置に組み付けられた状態におけるスプリングの外観斜視図であり、図３Ｂは、吸気制御装置のスロットルプレートをスロットルボディ側から見た正面図である。 図４Ａは、スロットルプレートの連結されたシャフトの外観斜視図であり、図４Ｂは、図３Ｂに示されるスプリングをスロットルプレートに対して組み付ける途中の状態を示す正面図である。

本発明に係る吸気制御装置に用いられる流体弁構造について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る流体弁構造の用いられた吸気制御装置を示す。

この吸気制御装置１０は、図１に示されるように、例えば、スロットルボディ（弁ボディ）１２と、該スロットルボディ１２の内部に回転自在に支持されるシャフト（弁軸）１４と、該シャフト１４に連結され前記スロットルボディ１２の内部に回転自在に設けられるバルブ（弁体）１６と、前記シャフト１４の一端部に連結され車両のアクセル操作部と連動して回転するスロットルプレート（回転板）１８とを含む。なお、図１は、吸気制御装置１０を上流側から見た正面図である。

スロットルボディ１２は、例えば、金属製材料から形成され、その中央には断面円形状の吸気通路（通路）２０が貫通し、該吸気通路２０の下流側となる一端部には図示しないインレットパイプが連結され、該吸気通路２０の上流側となる他端部には図示しないエアダクトが接続され外気が導入される。

吸気通路２０には、その延在方向と直交するようにシャフト１４が挿通され、該シャフト１４の軸方向中央にねじ２２を介して円盤状のバルブ１６が連結される。そして、バルブ１６が吸気通路２０内で開閉することで該吸気通路２０内を流れる空気（流体）の流量を制御している。また、吸気通路２０には、バルブ１６の上流側と下流側とをバイパスするバイパス通路２６と、ソレノイドバルブ２８の駆動作用下に空気の供給されるバルブ通路３０とが連通している。

また、スロットルボディ１２には、吸気通路２０に対して直交した略水平方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って外側へと延在するシャフト孔（支持部）３２がそれぞれ形成され、前記シャフト孔３２に対してシャフト１４の両端部が挿通されることで回転自在に支持されている。

さらに、シャフト１４の軸方向に沿ったスロットルボディ１２の一側面には、吸気通路２０の延在方向と直交する方向（矢印Ａ方向）に円筒状に突出した円筒部３４と、該円筒部３４の上方（矢印Ｃ１方向）に離れて形成された係合部３６とを有し、前記円筒部３４の内部にはシャフト孔３２が形成されシャフト１４の一端部側（矢印Ａ方向）が挿通されると共に、該円筒部３４の外側にはスプリング３８が挿通される。

そして、シャフト１４の一端部及び他端部は、それぞれシャフト孔３２を通じてスロットルボディ１２の外側へと突出し、円筒部３４から外部へと突出した一端部にはスロットルプレート１８が連結されると共に、他端部には前記シャフト１４の回転量を検出可能な検出センサ４０が接続される。そして、検出センサ４０によってシャフト１４の回転量を検出することで、該シャフト１４に連結されたバルブ１６の開度を検知している。

スプリング３８は、図１〜図３Ｂに示されるように、例えば、軸線（基準軸線）Ｄ１を中心として同一直径で素線４２を複数回コイル状に巻回することで形成されたトーションスプリングである。

このスプリング３８は、素線４２の複数回巻回された巻回部４４と、該巻回部４４において軸方向一端側（矢印Ｂ方向）に形成された第１端巻部４６と、前記巻回部４４において軸方向他端側（矢印Ａ方向）に形成された第２端巻部４８とを備える。この第１端巻部４６の端部には、スロットルボディ１２の係合部３６に係止される第１フック５０が形成され、第２端巻部４８の端部には、スロットルプレート１８に係止される第２フック５２が形成され、前記第１端巻部４６と前記第２端巻部４８とが、スプリング３８の軸線Ｄ１を中心として互いに離れる方向に弾発力を有している。

第１フック５０は、図２〜図３Ｂに示されるように、第１端巻部４６から巻回部４４の接線方向（矢印Ｅ１方向）に向かって直線状に延在した後に外側（矢印Ｃ１方向）に折り返したＵ字状に形成される。

第２フック５２は、スプリング３８の軸線Ｄ１を中心として第１フック５０とは径方向で反対側（矢印Ａ方向）となる位置に設けられ、該第１フック５０の折り返し方向とは反対側となるように外側（矢印Ｃ２方向）へと折り返された略Ｕ字状に形成される。

この第２フック５２は、巻回部４４において軸方向他端側（矢印Ｂ方向）に形成された第２端巻部４８から接線方向（矢印Ｅ１方向）に向かって所定長さで直線状に延在した腕部５４と、該腕部５４の先端に対して外側に向かって屈曲したフック部５６と、該フック部５６の下端から前記腕部５４と平行となるように折り返され、該腕部５４とは反対方向（矢印Ｅ２方向）に向かって延在した延長フック部５８とから構成される。

すなわち、スプリング３８は、図３Ｂに示されるシャフト１４の軸線方向から見て、巻回部４４を中心として第１フック５０と第２フック５２とが軸線Ｄ１に対して反対方向となるように屈曲して形成されている。

そして、スプリング３８は、スロットルボディ１２における円筒部３４の外周側が挿通された状態で、第１及び第２フック５０、５２がそれぞれスロットルボディ１２及び前記スロットルプレート１８に対して係合されることで、該スロットルプレート１８に対して回転力を付与可能に設けられる。

スロットルプレート１８は、図１、図２、図３Ｂ〜図４Ｂに示されるように、略円盤状に形成された第１及び第２本体部６０、６２が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に積層して接続されており、前記第２本体部６２がスロットルボディ１２側（矢印Ｂ方向）、前記第１本体部６０が該第２本体部６２に対して前記スロットルボディ１２から離れる方向（矢印Ａ方向）に設けられている。

第１本体部６０は、その中央部に第２本体部６２の中央部が嵌合されることで同軸上に連結されると共に、この中央部に対して径方向外側となる位置には、第２本体部６２側（矢印Ｂ方向）に向かって軸方向に突出した第１内径ガイド６４ａ、６４ｂ及び第２内径ガイド６６が形成される。

この第１内径ガイド６４ａ、６４ｂ及び第２内径ガイド６６は、第１本体部６０の軸中心に対して同一円周上、且つ、周方向に沿って互いに等間隔に離れて設けられると共に、前記第１内径ガイド６４ａ、６４ｂが２本、前記第２内径ガイド６６が１本となる合計３本で構成される。すなわち、第１内径ガイド６４ａ、６４ｂ及び第２内径ガイド６６は、シャフト１４、第１及び第２本体部６０、６２の軸中心に対して同心状となる円周上に配置されている。

また、第１内径ガイド６４ａ、６４ｂは、図３Ｂに示されるシャフト１４の軸線方向から見て、該シャフト１４の軸線（回転軸線）Ｄ３を通り、且つ、スプリング３８における腕部５４の軸線（腕軸線）Ｄ２と平行な面を第１基準面Ｓ１とした際、該第１基準面Ｓ１に対して直交方向となる上方（矢印Ｃ１方向）に配置される。

第２本体部６２は、第１本体部６０とスロットルボディ１２との間に設けられ、その中央部にはシャフト１４の一端部が連結されると共に、前記第１本体部６０との間に設けられた径方向内側へ窪んだ溝部には、例えば、車両のアクセル操作部と連結されたケーブル６８（図１及び図２参照）が接続される。そして、図示しない運転者がアクセル操作部を操作することでケーブル６８が引っ張られ、第１及び第２本体部６０、６２からなるスロットルプレート１８が回転し、それに伴って、シャフト１４が一体的に回転する。

また、第２本体部６２には、その軸中心に対して同一円周上、且つ、互いに等間隔に離れた３つの孔部７０が形成され、該孔部７０には第１本体部６０の第１内径ガイド６４ａ、６４ｂ及び第２内径ガイド６６がそれぞれ挿通され、この第１内径ガイド６４ａ、６４ｂ及び第２内径ガイド６６は、該第２本体部６２に対してスロットルボディ１２側（矢印Ｂ方向）へとそれぞれ突出している。

この際、第２内径ガイド６６の突出高さは、図４Ａに示されるように、一対の第１内径ガイド６４ａ、６４ｂの突出高さよりも高くなると共に、前記第１内径ガイド６４ａ、６４ｂの軸方向に沿った突出高さ（突出量）がスプリング３８を構成する素線４２の線径（太さ）の２倍よりも小さく設定されている。

そして、図３Ｂに示されるように、第１内径ガイド６４ａ、６４ｂ及び第２内径ガイド６６は、スロットルプレート１８とスロットルボディ１２との間にスプリング３８が配置された際、巻回部４４（第２端巻部４８）の内周面が第１内径ガイド６４ａ、６４ｂ及び第２内径ガイド６６の外側となるように配置される。

このスプリング３８の内周面は、第１内径ガイド６４ａ、６４ｂ及び第２内径ガイド６６に接触することで径方向（回転軸線側）への移動が規制され、シャフト１４及びスロットルプレート１８に対してスプリング３８が略同軸状に保持される。

さらに、図１、図２、図３Ｂ〜図４Ｂに示されるように、第２本体部６２の外縁部にはスロットルボディ１２側（矢印Ｂ方向）に向かって突出した係止部（回転係止部）７２が形成される。この係止部７２は、第２本体部６２に対して直交するように突出した略長方形状の板片からなり、図２に示されるスプリング３８における腕部５４の軸線方向から見て、シャフト１４の軸線Ｄ３と直交する方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に第１高さＨ１を有した脱落防止片７４と、該第２本体部６２の外縁部から屈曲され立設し該脱落防止片７４と第２本体部６２とを接続する接続片（係止片）７６とを備える。

この接続片７６は、図２に示される腕部５４の軸線方向から見て、シャフト１４の軸線Ｄ３と直交する方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に幅狭状となった第２高さＨ２で形成され、この第２高さＨ２は、脱落防止片７４の第１高さＨ１よりも小さく形成される（Ｈ２＜Ｈ１）。すなわち、接続片７６は、脱落防止片７４に対して上方（矢印Ｃ１方向）及び下方（矢印Ｃ２方向）にそれぞれ低くなるように形成されている。

また、脱落防止片７４の第１高さＨ１は、図３Ａに示されるスプリング３８における腕部５４と延長フック部５８との最短距離Ｌ１よりも大きく設定され（Ｈ１＞Ｌ１）、一方、接続片７６の第２高さＨ２は、前記最短距離Ｌ１よりも小さく設定されている（Ｈ２＜Ｌ１）。

さらに、係止部７２は、図２に示されるスプリング３８における腕部５４の軸線方向から見て、シャフト１４の軸線Ｄ３と直交方向となる接続片７６の端縁である係止縁部７８と、脱落防止片７４における前記直交方向の端縁である脱落防止縁部８０とを繋ぐ接続縁部８２を備えている。この接続縁部８２は、係止部７２の上下方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）にそれぞれ円弧部位と直線部位とからなる段付状に形成される。

さらにまた、図２に示される腕部５４の軸線方向から見た場合、係止部７２は、腕部５４と延長フック部５８との最短距離Ｌ１（図３Ａ参照）と等しい半径Ｒの仮想円Ｆを接続縁部８２を中心として描くと、この仮想円Ｆが前記脱落防止片７４に対して必ず交差するように形成されている。

また、図３Ｂに示されるシャフト１４の軸線方向から見て、スプリング３８における腕部５４の軸線Ｄ２によって上下に分割される領域をそれぞれ第１領域Ｔ１及び第２領域Ｔ２とした場合に、上方（矢印Ｃ１方向、第１の方向）となる第１領域Ｔ１にシャフト１４が配置され、下方（矢印Ｃ２方向、第２の方向）となる第２領域Ｔ２に第２フック５２が配置されている。

さらに、シャフト１４の軸線方向から見て、該シャフト１４の軸線Ｄ３（軸中心）を通り、且つ、スプリング３８における腕部５４の軸線Ｄ２と直交する面を第２基準面Ｓ２とし、該シャフト１４の軸線Ｄ３を通り、且つ、スプリング３８における腕部５４の軸線Ｄ２と平行な第１基準面Ｓ１よりも上方側（矢印Ｃ１方向）において、第１端巻部４６の内周面と前記第２基準面Ｓ２とが交差する端巻交点Ｐ１から延長フック部５８の先端であるフック端部８４までの距離をフック距離Ｌ２とすると共に、前記第２基準面Ｓ２が前記第１基準面Ｓ１よりも上方側（矢印Ｃ１方向）で前記シャフト１４の外周面と第２基準面Ｓ２とが交差するシャフト交点Ｐ２から接続片７６において前記シャフト交点Ｐ２から最も遠い点Ｐ３までの距離を係止距離Ｌ３とした場合に、前記フック距離Ｌ２に対して前記係止距離Ｌ３の方が小さくなるように形成される（Ｌ２＞Ｌ３）。

本発明の実施の形態に係る流体弁構造の用いられる吸気制御装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にスロットルボディ１２及びスロットルプレート１８に対してスプリング３８を組み付ける場合について説明する。

先ず、図４Ａに示されるスロットルプレート１８の連結されたシャフト１４の外周側を、第２フック５２（第２端巻部４８）が前記スロットルプレート１８側（矢印Ａ方向）となるようにスプリング３８に挿通させた後、前記第２フック５２をスロットルプレート１８の係止部７２に対して係合させる。

具体的には、第２フック５２における腕部５４が係止部７２における接続片７６の上部側となるように配置すると共に、図４Ｂに示されるように、スプリング３８をシャフト１４の外周面に当たる位置まで係止部７２側へと径方向へ偏心させ、且つ、前記係止部７２に対して第２フック５２を所定角度だけ傾斜させた状態とする。これにより、接続片７６の第２高さＨ２に対し、第２フック５２における腕部５４と延長フック部５８との上下方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）の距離（最短距離Ｌ１）は差が小さいものであるが、前記腕部５４と前記接続片７６とのクリアランスと延長フック部５８と前記接続片７６とのクリアランスは、大きく確保することができる。

そして、腕部５４が接続片７６における係止縁部７８に沿わされると共に、延長フック部５８が下側の係止縁部７８に沿わされて、前記腕部５４と延長フック部５８との間に接続片７６が挿入されることで、該接続片７６の外側を回るようにフック部５６が配置され、第２フック５２が前記接続片７６に対して係合される。

すなわち、図３Ｂに示されるように、第２フック５２は、スロットルプレート１８の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）において、接続片７６に対して高く形成された脱落防止片７４に対して第１及び第２本体部６０、６２側（矢印Ａ方向）となる接続片７６の三方を回り込むように配置されている。

次に、スロットルボディ１２における円筒部３４のシャフト孔３２へとシャフト１４を他端部側から挿通させると共に、該円筒部３４の外周側を覆うようにスプリング３８に円筒部３４を挿通させた後、第１フック５０をスロットルボディ１２の係合部３６へと係合させる。

これにより、図３Ｂに示されるスロットルボディ１２側から見て、シャフト１４の軸線Ｄ２（軸中心）に対してスプリング３８の時計回り方向（矢印Ｇ１方向）への回転が規制された状態となる。なお、この時点でスプリング３８はまだ軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に圧縮されていない状態にある。

そして、シャフト１４をスロットルプレート１８と共に、スプリング３８の弾発力に抗してバルブ１６の開方向（時計回り方向、矢印Ｇ１方向）へと１８０°回転させた後に、図１及び図２に示されるように、前記シャフト１４及びスロットルプレート１８をスロットルボディ１２側（矢印Ｂ方向）に向かって移動させ、スロットルボディ１２に第１端巻部４６を当接させながらスプリング３８を軸方向（矢印Ｂ方向）に圧縮していく。

このとき、スプリング３８の第２端巻部４８はスロットルプレート１８の第１内径ガイド６４ａ、６４ｂ及び第２内径ガイド６６に対してシャフト１４を中心とする半径方向外側へ配置された状態となるため、前記スプリング３８は、第１内径ガイド６４ａ、６４ｂ及び第２内径ガイド６６のガイド作用下にシャフト１４及び円筒部３４に対して略同軸状となるように保持され、径方向への移動が規制された状態で軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に圧縮される。

最後に、スロットルボディ１２において、吸気通路２０を通過して検出センサ４０側（矢印Ｂ方向）へと突出したシャフト１４の端部に図示しない係止リングを装着することで、シャフト１４の挿入方向となる軸方向（矢印Ａ方向）への移動を規制した後に、吸気通路２０内に露呈しているシャフト１４に対してバルブ１６をねじ２２で固定する。

これにより、スロットルボディ１２及びスロットルプレート１８に対するスプリング３８の組み付けが完了し、前記スプリング３８の弾発力は、図３Ｂに示されるシャフト１４の軸方向から見て、スロットルプレート１８を反時計回り方向（矢印Ｇ２方向）に付勢し、該スロットルプレート１８に連結されるシャフト１４を介してバルブ１６を吸気通路２０内において全閉状態とする。

次に、上述したようにスプリング３８の組み付けられた吸気制御装置１０の動作について説明する。

先ず、内燃機関が始動して車両におけるアクセル操作部が操作されていないアイドリング状態において、吸気通路２０内でバルブ１６と吸気通路２０の内周面との隙間を最小とした全閉状態となり、図示しないエアダクトを通じて供給されたアイドル吸気が、前記隙間を通って流れると同時にバイパス通路２６を通じてバルブ１６の下流側へと流れた後に、図示しないインレットパイプを介して内燃機関のシリンダ室へと供給される。

次に、図示しない運転者によって車両のアクセル操作部が操作されることで、このアクセル操作部に接続されるケーブル６８を通じてスロットルプレート１８がスプリング３８の弾発力に抗して回転し、このスロットルプレート１８が所定回転量（回転角度）だけ回転することでシャフト１４と共にバルブ１６が吸気通路２０内で回動する。このバルブ１６が回動することで吸気通路２０の内周面から離れて前記隙間が増加する。

そして、車両の外部から取り込まれた空気が、図示しないエアダクトを通じて吸気制御装置１０の吸気通路２０へと流通し、バルブ１６の開度によって前記空気の流量が制御された後、下流側に接続されたインレットパイプから内燃機関のシリンダ室へと所望の吸気量で供給される。

また、運転者によるアクセル操作部を操作する力が減少すると、スプリング３８の弾発力によってスロットルプレート１８に回転力が付勢され、該スロットルプレート１８と共にシャフト１４及びバルブ１６が前記とは反対方向（図３Ｂ中、矢印Ｇ２方向）に回転することで、初期状態である全閉状態へと復帰する。

以上のように、本実施の形態では、吸気制御装置１０を構成するスロットルボディ１２とバルブ１６の連結されるシャフト１４との間に介装されるスプリング３８を有し、このスプリング３８は、前記シャフト１４の端部に連結されるスロットルプレート１８とスロットルボディ１２との間においてシャフト１４の軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に圧縮され、前記シャフト１４の挿通される円筒部３４の外周側に配置されると共に、前記スロットルプレート１８側（矢印Ａ方向）となる第２端巻部４８には、接線方向に延在する腕部５４と、該腕部５４に対して屈曲して延在するフック部５６と、該フック部５６に対してさらに屈曲して前記腕部５４の延在方向と略平行、且つ、該腕部５４とは反対方向に略平行に延在する延長フック部５８とを備えている。

一方、スロットルプレート１８には、シャフト１４の軸線方向に立設しスプリング３８の径方向への移動を規制する第１内径ガイド６４ａ、６４ｂ及び第２内径ガイド６６と、第２フック５２が係合されシャフト１４に対する相対回転を規制する係止部７２とを備える。

この係止部７２は、腕部５４の軸線方向から見て、シャフト１４の軸線Ｄ３と直交する第１高さＨ１を有した脱落防止片７４と、該脱落防止片７４に対して前記スロットルプレート１８側（矢印Ａ方向）に形成され前記第１高さＨ１よりも小さな第２高さＨ２を有した接続片７６とを有し、前記第１高さＨ１が、スプリング３８における腕部５４と延長フック部５８との最短距離Ｌ１よりも大きく設定され、前記第２高さＨ２が前記最短距離Ｌ１よりも小さく設定されている。

従って、シャフト１４に対して回転力を付勢するスプリング３８を該シャフト１４に挿通させ、脱落防止片７４に対して高さ寸法が小さく形成された接続片７６に対して第２フック５２を係合させた状態とし、スプリング３８を軸方向に圧縮して第１内径ガイド６４ａ、６４ｂ及び第２内径ガイド６６によって径方向への移動を規制することで、スロットルボディ１２とスロットルプレート１８との間に組み付けている。

その結果、吸気制御装置１０においてスプリング３８の組付性を低下させることなく、スロットルボディ１２とスロットルプレート１８に対して係合させ組み付けることが可能となり、しかも、第２フック５２を接続片７６に対して係合させることで脱落防止片７４によって第２フック５２の脱落を確実に防止することができる。

また、第２フック５２は、スプリング３８における腕部５４の軸線方向から見て、接続片７６においてシャフト１４の軸線Ｄ３と直交する方向の端縁である係止縁部７８から脱落防止片７４の前記軸線Ｄ３に直交する方向の端縁である脱落防止縁部８０まで続く接続縁部８２を備え、前記腕部５４と前記延長フック部５８との最短距離Ｌ１と等しい半径Ｒを有し、前記接続縁部８２を中心とした仮想円Ｆが前記脱落防止片７４と交差するように形成している。

これにより、スプリング３８に付与される力に起因し、第２フック５２に対して腕部５４の軸線Ｄ２を中心としたねじり方向の力が付与された場合でも、延長フック部５８が脱落防止片７４を乗り越えてしまうことがなく、前記第２フック５２が係止部７２に対して確実に保持され脱落が防止される。

さらに、図３Ｂに示されるシャフト１４の軸方向から見て、スプリング３８における腕部５４の軸線Ｄ２によって分割され上方となる第１領域Ｔ１に前記シャフト１４を配置し、前記軸線Ｄ２に対して下方となる第２領域Ｔ２にスプリング３８の第２フック５２を配置すると共に、前記シャフト１４の軸線Ｄ３（軸中心）を通り前記軸線Ｄ２と平行な面を第１基準面Ｓ１とした場合、該第１基準面Ｓ１に対して上方に配置される前記第１内径ガイド６４ａ、６４ｂの軸方向に沿った突出量を、前記スプリング３８における素線４２の線径の２倍よりも小さく設定している。

さらにまた、図３Ｂに示されるシャフト１４の軸方向から見て、スプリング３８における腕部５４の軸線Ｄ２と直交して前記シャフト１４の軸線Ｄ３を通る面を第２基準面Ｓ２とした場合、第１領域Ｔ１において前記第２基準面Ｓ２がスプリング３８の第１端巻部４６の内周面と交差する端巻交点Ｐ１から延長フック部５８の先端であるフック端部８４までの距離をフック距離Ｌ２とし、前記第２基準面Ｓ２が前記第１領域Ｔ１において前記シャフト１４の外周面と交差するシャフト交点Ｐ２から前記接続片７６において前記シャフト交点Ｐ２から最も遠い点Ｐ３までの距離を係止距離Ｌ３とした場合、前記フック距離Ｌ２よりも前記係止距離Ｌ３の方が小さく形成されている。

これにより、スプリング３８をシャフト１４に挿通させた状態で、その第２フック５２をスロットルプレート１８の係止部７２に対して係合させる際、図４Ｂに示されるように、前記スプリング３８をシャフト１４の外周面に当たる位置まで前記係止部７２側へと移動させることで、延長フック部５８のフック端部８４を接続片７６に対して容易且つ確実に係合させることが可能となる。

その結果、吸気制御装置１０においてスロットルプレート１８に対するスプリング３８の組付性を向上させると同時に、該スロットルプレート１８の係止部７２に対する第２フック５２の脱落を容易に防止することができる。

なお、本発明に係る吸気制御装置に用いられる流体弁構造は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…吸気制御装置 １２…スロットルボディ
１４…シャフト １６…バルブ
１８…スロットルプレート ２０…吸気通路
３４…円筒部 ３８…スプリング
５０…第１フック ５２…第２フック
５４…腕部 ５６…フック部
５８…延長フック部 ６４ａ、６４ｂ…第１内径ガイド
６６…第２内径ガイド ７２…係止部
７４…脱落防止片 ７６…接続片
Ｈ１…第１高さ Ｈ２…第２高さ
Ｓ１…第１基準面 Ｓ２…第２基準面
Ｔ１…第１領域 Ｔ２…第２領域

前記の目的を達成するために、本発明の態様は、内部に流体が通過する通路を有した弁ボディと、通路の断面積を調整することで流体の流量を調整する弁体と、弁ボディに回転自在に支持され弁体の固定される弁軸と、弁ボディ及び弁軸の双方に係合され弁軸に対して回転力を付勢するスプリングとを備え、
弁ボディは、弁軸を回転自在に支持する支持部と、支持部の外側に形成され弁軸の回転中心である回転軸線と略同軸状に設けられる円筒部とを備え、
弁軸には、回転軸線と略直交方向に延在するように設けられスプリングの回転軸線の方向への移動を規制する回転板が固定されており、
スプリングは、基準軸線を中心として素線が複数回にわたって巻回された巻回部を有したトーションスプリングであり、回転板と弁ボディとの間において基準軸線の方向に圧縮された状態で、巻回部の少なくとも一部が円筒部の外周側に配置され、
回転板が回転軸線の方向に立ち上がる内径ガイドを備え、内径ガイドによって巻回部の少なくとも一部の回転軸線側への移動を規制する流体弁構造において、
スプリングにおいて基準軸線の方向であり回転板側となる端部には、素線を略円形状に屈曲形成した端巻部と、端巻部の接線方向に延在する腕部と、腕部に対して屈曲して延在するフック部と、フック部に対してさらに屈曲して腕部の延在方向と略平行、且つ、腕部の延在する向きとは反対向きに延在する延長フック部とを備え、
回転板は、フック部が係合されフック部と弁軸との回転軸線を中心とした相対回転を規制する回転係止部を備え、
回転係止部は、腕部の中心軸線である腕軸線の方向から見て回転軸線の方向と直交する向きに第１の高さを有した脱落防止片と、脱落防止片に対して回転板側に配置され第１の高さよりも小さな第２の高さを有した係止片とを備え、
第１の高さは腕部と延長フック部との最短距離よりも大きく設定され、第２の高さが最短距離よりも小さく設定される。

また、スプリングには、その基準軸線の方向となる回転板側の端部に、端巻部の接線方向へ延在した腕部と、腕部から屈曲して延在するフック部と、フック部に対してさらに屈曲して腕部の延在方向と略平行、且つ、腕部とは反対向きに延在した延長フック部とを備える。一方、回転板には、フック部が係合され相対回転を規制する回転係止部が設けられ、腕部の腕軸線の方向から見て回転軸線の方向と直交する向きに第１の高さを有した脱落防止片と、脱落防止片に対して回転板側に配置され第１の高さよりも小さな第２の高さを有した係止片とを備えている。そして、第１の高さが、腕部と延長フック部との最短距離に対して大きく、第２の高さが最短距離よりも小さく設定されている。

すなわち、弁体の連結された弁軸及び弁ボディとの双方に対してスプリングを係合させ組み付ける際、回転板に設けられた回転係止部の脱落防止片の第１の高さが、スプリングにおいて略平行に設けられる腕部と延長フック部との最短距離よりも大きく、且つ、脱落防止片に対して回転板側に形成された係止片の第２の高さよりも大きく形成されている。そのため、スプリングにおける腕部、フック部及び延長フック部を係止片へと係合させ、且つ、弁軸の回転軸線の方向に圧縮してスプリングを回転板の内径ガイドによって回転軸線側への移動を規制した状態で弁ボディと回転板との間に組み付けることができる。

Claims (3)

1. 内部に流体が通過する通路を有した弁ボディと、該通路の断面積を調整することで前記流体の流量を調整する弁体と、前記弁ボディに回転自在に支持され前記弁体の固定される弁軸と、前記弁ボディ及び前記弁軸の双方に係合され前記弁軸に対して回転力を付勢するスプリングとを備え、
   前記弁ボディは、前記弁軸を回転自在に支持する支持部と、該支持部の外側に形成され前記弁軸の回転中心である回転軸線と略同軸状に設けられる円筒部とを備え、
   前記弁軸には、前記回転軸線と略直交方向に延在するように設けられ前記スプリングの前記回転軸線の方向への移動を規制する回転板が固定されており、
   前記スプリングは、基準軸線を中心として素線が複数回にわたって巻回された巻回部を有したトーションスプリングであり、前記回転板と前記弁ボディとの間において前記基準軸線の方向に圧縮された状態で、前記巻回部の少なくとも一部が前記円筒部の外周側に配置され、
   前記回転板が前記回転軸線の方向に立ち上がる内径ガイドを備え、該内径ガイドによって前記巻回部の少なくとも一部の前記回転軸線側への移動を規制する流体弁構造において、
   前記スプリングにおいて前記基準軸線の方向であり前記回転板側となる端部には、前記素線を略円形状に屈曲形成した端巻部と、該端巻部の接線方向に延在する腕部と、該腕部に対して屈曲して延在するフック部と、該フック部に対してさらに屈曲して前記腕部の延在方向と略平行、且つ、該腕部の延在する向きとは反対向きに延在する延長フック部とを備え、
   前記弁軸には、前記フック部が係合され該フック部と前記弁軸との前記回転軸線を中心とした相対回転を規制する回転係止部を備え、
   前記回転係止部は、前記腕部の中心軸線である腕軸線の方向から見て前記回転軸線の方向と直交する向きに第１の高さを有した脱落防止片と、該脱落防止片に対して前記回転板側に配置され前記第１の高さよりも小さな第２の高さを有した係止片とを備え、
   前記第１の高さは前記腕部と前記延長フック部との最短距離よりも大きく設定され、前記第２の高さが前記最短距離よりも小さく設定される、吸気制御装置に用いられる流体弁構造。
2. 請求項１記載の流体弁構造において、
   前記回転係止部は、前記腕軸線の方向から見て、前記係止片において前記回転軸線と直交する方向の端縁である係止縁部から前記脱落防止片の前記回転軸線に直交する方向の端縁である脱落防止縁部まで続く接続縁部を備え、
   前記腕軸線の方向から見て、前記接続縁部を基点とし前記腕部と前記延長フック部との最短距離と等しい半径を有した仮想円が前記脱落防止片に対して交差するように形成される、吸気制御装置に用いられる流体弁構造。
3. 請求項１又は２記載の流体弁構造において、
   前記回転軸線の方向から見て、前記腕軸線によって分割され該腕軸線に対して直交方向となる第１の方向に設けられた第１領域に前記弁軸が配置され、前記第１の方向とは反対方向となる第２の方向に設けられた第２領域に前記フック部が配置され、
   前記回転軸線の方向から見て、該弁軸の中心を通り前記腕軸線と平行な面を第１基準面とすると、該第１基準面に対して前記第１の方向に配置される前記内径ガイドの前記弁軸の軸方向への突出量が、前記素線の線径の２倍よりも小さく設定され、
   前記回転軸線の方向から見て、前記腕軸線と直交し前記弁軸の軸中心を通る面を第２基準面とすると、前記回転軸線の方向から見て、前記第２基準面が前記第１領域において前記端巻部と交差する端巻交点から前記延長フック部が延在方向に沿った先端であるフック端部までの距離をフック距離とし、前記第２基準面が前記第１領域において前記弁軸の外周面と交差する軸交点から前記係止片における前記軸交点から最も遠い点までの距離を係止距離とした場合、前記フック距離よりも前記係止距離のほうが小さい、吸気制御装置に用いられる流体弁構造。

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