JP3687083B2 - スロットルボディ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気通路を形成するスロットルボディに関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、スロットル弁制御装置の軽量化および低コスト化の要求から、スロットルボディを樹脂で成形するものが知られている。しかしながら、スロットルボディは、スロットル軸の保持部、開度センサの取付け部等凹凸を含んだ複雑な形状に成形する必要があるので、例えばスロットルボディを樹脂で一体成形する場合、成形時の樹脂流れおよび温度変化により形状が変形し易い。特に、高い寸法精度を要求される吸気通路やスロットル軸の軸受け部が変形すると変形部分を切削加工する必要が生じる。
【０００３】
成形後に切削加工して高い寸法精度を確保することに対し、成形時の変形量を予め考慮してスロットルボディの成形型を形成し、この成形型を用いてスロットルボディを樹脂材料で一体成形することも考えられる。しかし、樹脂材料で一体成形すると、スロットルボディの各部位の変形が互いに影響し合うので、スロットルボディ全体の変形を考慮した上で樹脂材料により高い寸法精度でスロットルボディを一体成形することは困難である。
【０００４】
また、スロットルボディの変形部分を成形後に切削加工したとしても、ボルト等で吸気管にスロットルボディを固定する際の締め付け力により吸気通路や軸受け部が変形することもある。
特開平３−１８６３２号公報に開示されるように、スロットル弁を取り囲む樹脂製の壁部の内壁に高い寸法精度で加工した金属製の支持部材を埋め込んでスロットルボディを構成することにより、スロットル弁とスロットル弁を取り囲む支持部材とで形成するクリアランスを高精度に制御することが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スロットルボディの壁部の内壁に金属製の支持部材を埋め込むものは、樹脂製の壁部の変形にともない壁部に密着している金属製の支持部材が変形する恐れがあるので、吸気通路の真円度が低下するという問題がある。また、樹脂製の壁部の変形によりスロットル軸を支持する壁部の軸受け部が変形することもあるので、変形部分を切削加工する必要が生じる。さらに、金属製の支持部材を埋め込むことは、スロットルボディの軽量化および低コスト化の要求に反するものである。
【０００６】
本発明の目的は、外周側が変形しても高精度な吸気流量制御を可能にするスロットルボディを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のスロットルボディによると、外側部材を樹脂材料で成形し、内側部材の少なくとも弁部材を取り囲む部分を樹脂材料で外側部材から所定のクリアランスをあけるように離して成形していることにより、（１）成形時または成形後に外側部材が変形しても、外側部材の変形が内側部材を変形させる要因として作用することを防止できる。（２）外側部材が保持部等を有する複雑な形状になったとしても、弁部材を取り囲み吸気通路を形成するだけの単純な形状に内側部材を成形することができるので、内側部材の成形時における変形を抑制し内側部材を高精度に成形することができる。（３）さらに、内側部材の少なくとも弁部材を取り囲む部分が外側部材から離れており、内側部材を単純な形状に成形できるので、温度変化によりスロットルボディが伸縮しても弁部材の形状に対応して内側部材が伸縮する。
【０００８】
以上（１）、（２）および（３）により、弁部材の開度に応じて内側部材と弁部材とで形成するクリアランスを所定の吸気流量特性が得られるように高精度に制御できる。
本発明の請求項２記載のスロットルボディによると、外側部材と内側部材とが樹脂材料で一体に成形されていることにより、別体に成形する場合に比ベスロットルボディの組付け工程を省略することができるので、製造工数が低減し製造コストが低下する。
【０００９】
本発明の請求項３記載のスロットルボディによると、外側部材と内側部材とが樹脂材料で別体に成形されていることにより、成形時における外側部材の変形に関係なく内側部材を高精度に成形できる。
本発明の請求項４記載のスロットルボディによると、内側部材に設けられたフランジ部により外側部材に対して内側部材が径方向に移動可能に連結されていることにより、成形時または成形後に外側部材または内側部材が変形しても外側部材に対する内側部材の位置を容易に調節可能になる。したがって、弁部材の開度に応じて内側部材と弁部材とで形成するクリアランスを所定の吸気流量特性が得られるように高精度に制御できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるスロットルボディを図１に示す。
スロットルボディ２は樹脂材料で一体に成形されており、外筒ハウジング１０および内筒ハウジング２０がそれぞれの開口側端部で連結部３０により連結されている。外筒ハウジング１０および内筒ハウジング２０は、それぞれ特許請求の範囲に記載した「外側部材」、「内側部材」を表している。外筒ハウジング１０および内筒ハウジング２０の内壁により吸気通路２００が形成されている。
【００１１】
外筒ハウジング１０は、円筒部１１と、後述するスロットル軸４１を支持する保持部１２とからなる。保持部１２は円筒部１１から径方向外側に突出しており、スロットル軸４１を貫挿するための貫通孔１２ａが吸気通路２００の径方向両側で保持部１２を貫通して形成されている。図２に示す固定部３１は円筒部１１の四隅から径方向外側に張り出している。固定部３１にはボルト孔３１ａが形成されており、ボルト孔３１ａに挿入した図示しないボルトにより図示しない吸気管にスロットル弁制御装置１を固定している。
【００１２】
図１に示すように、内筒ハウジング２０は、凹凸部を設けない単純な円筒形状に成形されている。内筒ハウジング２０の保持部１２と対応する位置にスロットル軸４１を貫挿する貫通孔２０ａが二箇所設けられている。
外筒ハウジング１０の円筒部１１の内径は内筒ハウジング２０の外径よりも大きく設定されているので、円筒部１１と内筒ハウジング２０との間に径方向にクリアランス６０が形成されている。
【００１３】
外筒ハウジング１０および内筒ハウジング２０に設けた貫通孔１２ａ、２０ａは、吸気通路２００の直径上に直線度を高くかつ芯ずれを起こさないように形成されている。
また、内筒ハウジング２０の内壁と図２に示す弁部材としてのスロットル弁４０とで形成するクリアランスにより吸気流量を高精度に制御するために、特にスロットル弁４０の全閉位置からスロットル弁４０の開度が小さい範囲において吸気流量を高精度に制御するために内筒ハウジング２０は真円度および内径を高い寸法精度で成形している。内筒ハウジング２０は単純な円筒形状に成形されているので、貫通孔２０ａ、真円度および内径を高い寸法精度で成形可能である。
【００１４】
前述した以外の外筒ハウジング１０および内筒ハウジング２０の寸法精度はクリアランス６０を形成して外筒ハウジング１０内に内筒ハウジング２０を配置できる程度であれば良く、高精度に成形する必要はない。
スロットルボディ２に他の構成部材を組付けたスロットル弁制御装置１を図２に示す。スロットル弁４０はスロットル軸４１に挟み込まれビス４２でスロットル軸４１に固定されている。保持部１２の内壁にベアリング５０、ベアリング５０のスロットル軸端部側にオイルシール５１が装着されており、スロットル軸４１はベアリング５０により回動可能に支持されている。
【００１５】
第１実施例では、スロットルボディ２を樹脂材料で一体に成形しているが、スロットルボディ２を構成する外筒ハウジング１０と内筒ハウジング２０とは互いに開口側端部同士で連結しているだけであり、スロットル弁４０を取り囲む内筒ハウジング２０の軸方向にわたって外筒ハウジング１０と内筒ハウジング２０との間に円筒状のクリアランス６０が径方向に形成されている。したがって、外筒ハウジング１０の形状が複雑になってもスロットル弁４０を取り囲む内筒ハウジング２０を単純な円筒形状に成形できる。これにより、内筒ハウジング２０を高い寸法精度で成形できるとともに、スロットルボディ成形後に温度変化によってスロットルボディ２が伸縮しても内筒ハウジング２０がスロットル弁４０の形状に対応して真円を保持して一様に伸縮するので、スロットル弁４０との間に形成するクリランスにばらつきが発生しない。
【００１６】
また、外筒ハウジング１０と内筒ハウジング２０との間に径方向にクリアランス６０が形成されているので、▲１▼成形時に外筒ハウジング１０が変形してもこの変形により内筒ハウジング２０が変形することを防止できる。▲２▼さらに、スロットル弁制御装置１をエンジンに組付けるときにボルトの締め付け力により外筒ハウジング１０が変形してもこの変形により内筒ハウジング２０が変形することを防止できる。▲３▼さらにまた、スロットル弁制御装置１をエンジンに組付けた後、温度変化等により外筒ハウジング１０が変形してもこの変形が内筒ハウジング２０を変形させる要因として作用することを防止できる。
【００１７】
また、スロットルボディ２を一体に成形できるので、製造工数が低減し製造コストが低下する。
（第２実施例）
本発明の第２実施例によるスロットルボディを図３に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
【００１８】
第２実施例のスロットルボディ３は内筒ハウジング２０の開口側端部と、開口側の両端部から軸方向内側に入った外筒ハウジング１０の円筒部１１の内壁とを連結部３０で連結している。
第２実施例でも第１実施例と同様に、内筒ハウジング２０は単純な円筒形状に成形されており、外筒ハウジング１０と内筒ハウジング２０との間にクリアランス６０が形成されている。したがって、内筒ハウジング２０を高精度に成形できるとともに、外筒ハウジング１０が変形してもこの変形が内筒ハウジング２０を変形させる要因として作用することを防止できる。また、スロットルボディ３を一体に成形できるので、製造工数が低減し製造コストが低下する。
【００１９】
（第３実施例）
本発明の第３実施例によるスロットルボディを図４に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
スロットルボディ５は外側部材としての外筒ハウジング１００と内側部材としての内筒ハウジング１１０とからなる。外筒ハウジング１００および内筒ハウジング１１０はそれぞれ樹脂材料で別体に成形されている。外筒ハウジング１００と内筒ハウジング１１０とは環状突起１３ａとフランジ部２２との接触位置で接着剤または熱溶着により固定されており、外筒ハウジング１００および内筒ハウジング１１０を連結した図４に示す状態で外筒ハウジング１００および内筒ハウジング１１０の内壁により吸気通路２００が形成されている。
【００２０】
外筒ハウジング１００は、円筒部１１と、スロットル軸を支持する保持部１２とからなる。保持部１２は円筒部１１から径方向外側に突出しており、スロットル軸を貫挿するための貫通孔１２ａが吸気通路２００の径方向両側で保持部１２を貫通して形成されている。円筒部１１の一方の開口側端部１３の周方向に沿って環状突起１３ａが形成されている。
【００２１】
内筒ハウジング１１０は、凹凸部を設けない単純形状の円筒部２１と、円筒部２１の一方の開口側端部から径方向外側に延びる連結部としての円環状のフランジ部２２とからなる。円筒部２１の保持部１２と対応する位置にスロットル軸を貫挿する貫通孔２１ａが二箇所設けられている。内筒ハウジング１１０は、スロットル弁と形成するクリアランスを高精度に制御するために、真円度および内径を高精度に成形している。
【００２２】
内筒ハウジング１１０は複雑な形状を有する外筒ハウジング１００と別体に成形されているので、内筒ハウジング１１０のスロットル弁を取り囲む部分を単純形状の円筒部２１として成形できる。したがって、成形時の外筒ハウジング１００の変形に関係なく内筒ハウジング１１０の貫通孔２１ａ、真円度および内径を高精度に成形できる。
【００２３】
また、外筒ハウジング１００と内筒ハウジング１１０とを連結した状態で貫通孔１２ａ、２１ａが吸気通路２００の直径上に高い直線度で位置し、芯ずれを起こさないように外筒ハウジング１００および内筒ハウジング１１０は成形されている。
前述した貫通孔１２ａ、２１ａ、内筒ハウジング１１０の真円度および内径以外の外筒ハウジング１００および内筒ハウジング１１０の寸法精度は外筒ハウジング１００内に内筒ハウジング１１０を収容しクリアランス６０を確保できる程度であれば良く、高精度に成形する必要はない。
【００２４】
外筒ハウジング１００の内径は内筒ハウジング１１０の外径よりも大きく設定されており、開口側端部１３の内径はフランジ部２２の外径よりも大きく設定されている。これにより、外筒ハウジング１００と内筒ハウジング１１０とを組付けた図４に示す状態で円筒部１１と円筒部２１との間に径方向にクリアランス６０が形成され、開口側端部１３とフランジ部２２との間に径方向および軸方向にクリアランス６１が形成されている。したがって、環状突起１３ａとフランジ部２２とを接着固定する前の状態において、外筒ハウジング１００内に収容した内筒ハウジング１１０を外筒ハウジング１００に対して径方向に移動可能である。さらに、環状突起１３ａとフランジ部２２とを接着固定し外筒ハウジング１００と内筒ハウジング１１０とを連結した状態において、外筒ハウジング１１０が変形してもこの変形が内筒ハウジング１１０を変形させる要因として作用することを防止できる。
【００２５】
第３実施例によると、外筒ハウジング１００および内筒ハウジング１１０を別体に成形し、かつ外筒ハウジング１００の内径を内筒ハウジング１１０の外径よりも大きくなるように成形し、外筒ハウジング１００に対して内筒ハウジング１１０を径方向に移動可能にしたことにより、スロットルボディ５を構成する際に外筒ハウジング１００に対する内筒ハウジング１１０の位置を径方向に調整可能にしている。したがって、外筒ハウジング１００または内筒ハウジング１１０を切削加工することなく円筒部２１で形成する吸気通路２００の所定位置にスロットル弁を配置できるので、円筒部２１の内壁とスロットル弁とで形成するクリアランスを所定の吸気流量特性となるように制御できる。特に、スロットル弁の全閉位置からスロットル開度の小さい範囲において吸気流量を高精度に制御できる。
【００２６】
また第３実施例では、外筒ハウジング１００および内筒ハウジング１１０を別体に成形するので、一体に成形にする場合に比べ内筒ハウンジング１１０をより高精度に成形できる。
また第３実施例では、内筒ハウジング１１０を径方向に移動することにより外筒ハウジング１００に対する内筒ハウジング１１０の位置を調節し円筒部２１が形成する吸気通路２００におけるスロットル弁４０の位置を調整したが、連結部の構造によっては軸方向にも内筒ハウジングを移動可能にすることもできる。この場合、両ハウジングに設けたスロットル軸を貫挿する二箇所の貫通孔は吸気通路の直径上にスロットル軸を貫挿できるように各ハウジングにおいて軸方向位置を合わせる必要はあるが、ハウジング同士の貫通孔の軸方向位置を高精度に合わせる必要がない。したがって、各ハウジングの製造が容易になり、製造コストを低減できる。
【００２７】
また第３実施例では、開口側端部１３とフランジ部２２とを接着材または熱溶着により固定する例を示したが、連結部の構造によっては、エンジンにスロットル弁制御装置を固定した後にスロットルボデイが変形しスロットル弁を吸気通路の所定位置に収容できなくなった場合、外筒ハウジングに対する内筒ハウジングの位置を調節しスロットル弁を吸気通路の所定位置に戻すことも可能である。
【００２８】
また第３実施例では、連結部としてのフランジ部２２を内筒ハウジング１１０と一体に成形したが、外側ハウジングおよび内側ハウジングと別体に連結部を設けることも可能である。
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例では、▲１▼外筒ハウジングと内筒ハウジングとの間が離れクリアランスが形成されているので、スロットルボディのエンジンへの固定時や温度変化等により外筒ハウジングが変形してもこの外筒ハウジングの変形が内筒ハウジングの少なくともスロットル弁を取り囲む部分を変形させる要因として作用することを防止できる。▲２▼また、内筒ハウジングの少なくともスロットル弁を取り囲む部分を単純な円筒形状に成形できるので、内筒ハウジングを高精度に成形できる。▲３▼さらに、外筒ハウジングと内筒ハウジングとの間にクリアランスが形成されており、かつ内筒ハウジングの少なくともスロットル弁を取り囲む部分を単純な形状に成形できるので、温度変化によりスロットルボディが伸縮しても内筒ハウジング１１０がスロットル弁４０の形状に対応して伸縮する。以上▲１▼、▲２▼および▲３▼により、内筒ハウジングとスロットル弁との間に形成されるクリアランスを高精度に保持できるので、吸気通路の吸気流量を高精度に制御可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるスロットルボディを示す断面図である。
【図２】第１実施例のスロットル弁制御装置を示す部分断面図である。
【図３】本発明の第２実施例によるスロットルボディを示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施例によるスロットルボディを示す断面図である。
【符号の説明】
１ スロットル弁制御装置
２、３、５ スロットルボディ
１０ 外筒ハウジング（外側部材）
１１ 円筒部
１２ 保持部
２０ 内筒ハウジング（内側部材）
２１ 円筒部
２２ フランジ部（連結部）
４０ スロットル弁
４１ スロットル軸
６０ クリアランス（間隙）
１００ 外筒ハウジング（外側部材）
１１０ 内筒ハウジング（内側部材）

Claims (4)

1. 吸気通路を形成し、前記吸気通路の吸気流量を調節する弁部材を前記吸気通路に収容するスロットルボディであって、
   前記弁部材を支持する保持部を有し、樹脂材料により成形された外側部材と、
   前記外側部材の内周に配設され、少なくとも前記弁部材を取り囲む部分が前記外側部材から所定のクリアランスをあけて離れており、樹脂材料により円筒状に成形されている内側部材と、
   を備えることを特徴とするスロットルボディ。
2. 前記外側部材および前記内側部材は樹脂材料により一体に成形されていることを特徴とする請求項１記載のスロットルボディ。
3. 前記外側部材および前記内側部材は樹脂材料により別体に成形されていることを特徴とする請求項１記載のスロットルボディ。
4. 前記外側部材および前記内側部材は吸気通路の軸方向に延びる筒状に形成され、径方向外側に延びるフランジ部が連結部として前記内側部材に設けられており、前記フランジ部により前記内側部材は前記外側部材に対して径方向に移動可能に連結されていることを特徴とする請求項４記載のスロットルボディ。

Images