JP3819716B2

JP3819716B2 - 気体流量制御装置

Info

Publication number: JP3819716B2
Application number: JP2001024819A
Authority: JP
Inventors: 信幸保見
Original assignee: ジー・ピー・ダイキョー株式会社
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP2002227663A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体流通経路の断面積の大きさを規制して、容積部への気体の流量を制御する気体流量制御装置に関し、特に内燃機関（内燃エンジン）に供給される吸気エアの流量をコントロールする気体流通制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内燃機関に供給される吸気エア（気体：空気または燃料空気混合気）の量は、吸気通路（気体流通経路）内に設けられたスロットルバルブ（スロットル弁）により吸気通路の流路断面積を変更することで調節される。内燃機関のスロットルバルブとしてはバタフライ式のバルブが多く採用され、このバルブは、吸気通路内に設けられ、回動軸（スロットルシャフト）に固定された弁体（スロットル弁）が、該回動軸を中心として回転することにより吸気通路内を通過する気体の量を調節するものである。
【０００３】
ところで、上記弁体と回動軸との固定には様々な方法が採用されている。例えば、特開平１０−２５２５０９号公報に記載のスロットルチャンバでは、比較的小径の回動軸にボルトを用いて弁体を締結してなる構成が開示されている。また、特開平１１−２９４２０３号公報に記載の樹脂製のスロットルチャンバでは、吸気通路を有するスロットルボディを金型内で一次成形し、次いで吸気通路を横断するように回動軸を挿入して、吸気通路断面と略同等の大きさの弁体を回動軸を被覆するように二次成形する方法が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平１０−２５２５０９号公報に記載のスロットルチャンバを組み立てる際には、スロットルボディの吸気通路内に回動軸を挿入した状態でボルトによる締結を行う必要があり、極めて複雑かつ精度の要求される作業となる。また、バルブ開放時に吸気通路内にはボルトや回動軸が表出するため、騒音の原因となる不所望な乱れを吸気エアの流れに生じさせる虞もある。さらに、スロットルボディや弁体が金属材料で構成されており、さらなる軽量化の要求を充分に満足させえなかった。
【０００５】
一方、特開平１１−２９４２０３号公報に記載のスロットルチャンバは、溶融樹脂組成物から製造されるものであり、軽量化の要求は充分に満足させるものである。しかし、上記したように、吸気通路を有するスロットルボディを金型内で射出成形し、次いで、他の金型と吸気通路の壁面とを利用して、吸気通路内に挿入された回動軸を被覆するように、スロットルボディ内で弁体を射出成形するという複雑な製造工程を伴い、使用される金型構造も極めて複雑となる。
【０００６】
また、回動軸と弁体との被覆強度（ここでは、両者の固着強度）を実用上充分なものとするためには、回動軸の直径に対し弁体の厚みを相当に大きくする必要が生じ、バルブ開放時の吸気通路の断面積を充分に確保できなくなる虞もある。さらに、上記弁体の厚みが相当に大きい場合には、該弁体の回動を可能とするため、吸気通路の壁面と弁体の側面との間に所定の大きさの隙間を設ける必要が生じて、弁体閉鎖時における吸気通路の遮断性（シール性）の低下を招来する。一方、弁体の厚みをその周縁部のみ薄肉化することもできるが、薄肉化の精度によっては弁体閉鎖時における吸気通路の遮断性の低下を招来する虞がある。
【０００７】
加えて、特開平１０−２５２５０９号公報または特開平１１−２９４２０３号公報に記載のいずれのスロットルチャンバの組み立てにおいても、スロットルボディ内に挿入した回動軸に対して弁体を固定する工程が含まれているので、仮に回動軸への弁体の固定に失敗した場合でも、完品であるスロットルボディのみを取り外すことは容易ではなく、その再利用は困難であった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、容易かつ安価に組み立て可能な気体流量制御装置を提供することにある。さらには、吸気エアが弁体を通過する際の騒音を容易に低減しうる構成を備えた気体流量制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる気体流量制御装置は、上記の課題を解決するために、スロットルボディに取り付けられる軸部と、上記軸部を挿入可能な形状を有する挿入孔、及び該挿入孔と交差する気体流通経路を備え、さらに、上記挿入孔と気体流通経路とが交差する交差部においては、該挿入孔が気体流通経路を内包するように形成されているスロットルボディとを含み、上記軸部が上記挿入孔内に回動可能に挿入されているとともに、上記交差部内に位置する上記軸部の領域は、この領域を貫く一つ以上の空隙部が形成されて、該軸部の軸芯方向に沿って連続した一つ以上の連続部を残すように構成されており、上記連続部の少なくとも一つが、上記軸部の回動により気体流通経路の開閉（開放／閉鎖）を行う弁体部を構成するとともに、上記連続部のうち上記弁体部を構成しないものがある場合に、上記弁体部を構成しない連続部の少なくとも一つにスリットを設けたことを特徴としている。
【００１０】
上記の構成によれば、弁体部が軸部に一体的に設けられており、この軸部をスロットルボディの挿入孔内に挿入するのみで気体流量制御装置（スロットルチャンバ）が製造される。よって、従来のようにスロットルボディ内に軸部を挿入した状態で弁体部を取り付けるなどの作業が不要となり、より容易かつ安価に製造可能な気体流量制御装置を提供可能となる。
【００１１】
また、上記軸部とスロットルボディとを一旦組み付けた後の取外しも容易であり、両者を組み付け後に、軸部またはスロットルボディに不具合を発見した場合でも、取外して不具合を調整することや、不具合のない部材（軸部またはスロットルボディ）のみを再利用することが容易となる。
【００１２】
また、上記連続部として、軸部の軸芯付近を通る一つの上記連続部と、軸部の外周近傍に位置する二つの上記連続部とを備えてなり、軸部の軸芯付近を通る一つの連続部のみが上記弁体部を構成する場合には、軸部の外周近傍に位置する二つの連続部の少なくとも一方にスリットを設けることができる。
【００１３】
これにより、スリットが気体流通経路内の気体の流れを制御するので、気体流通経路の閉鎖時から開放時への切り換えに際して発生する騒音を低減することが可能となる。
【００１４】
本発明にかかる気体流量制御装置は、上記の構成において、上記交差部内に位置する上記軸部の領域には、該軸部の軸芯付近を通る一つの上記連続部と、該軸部の外周近傍に位置する二つの上記連続部とを残すように、上記空隙部が形成されていることがより好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、例えば、気体流通経路に対向する面積が最も大きくなる軸部の軸芯付近を通る連続部を弁体部として機能させ、一方、軸部の外周近傍に位置する二つの連結部を、軸部の剛性を維持するための連結補強部とすることができる。
【００１６】
この結果、軸部の剛性を充分に保持しながら、弁体部として機能する上記連続部の厚さをより一層薄くすることが可能となり、弁体部開放時における気体流通経路の開口面積を実用上充分に確保することができる。
【００１７】
本発明にかかる気体流通制御装置では、上記の構成において、上記弁体部となる連続部は、上記気体流通経路の閉鎖時に上記挿入孔の壁面に当接する側面を二つ有する平板体であってもよい。
【００１８】
「気体流通経路の閉鎖時に、弁体部となる連続部（平板体）の二側面が上記挿入孔の壁面に当接する」とは、該連続部の対をなす二つの側面全体がそれぞれ、上記交差部における気体流通経路に沿った両側の壁面（挿入孔および交差部の壁面を兼ねる）に当接する状態を指し、このとき、上記連続部の平板面は気体流通経路に交差して、該気体流通経路を二つの断続した空間部とする。
【００１９】
したがって、上記の構成によれば、極めて簡素な構成で上記気体流通経路の閉鎖を行いうる弁体部を備えた気体流量制御装置を提供可能となる。
【００２０】
なお、上記連続部の側面は、先端部を尖らせた形状に加工されることもあるので、ここでは、挿入孔の壁面に当接する連続部の側面として、線分状（線状）のものも含む概念とする。
【００２１】
さらに、上記平板体が軸部の軸心近傍を通るものであって、該平板体の二つの上記側面間の距離が、上記軸部の直径とほぼ同等であってもよい。この場合には、気体流通経路を二つの断続した空間部とするための平板面をより一層大きくすることができるので、例えば、上記気体流通経路の断面積をより一層大きくすることが可能となる。
【００２２】
本発明にかかる気体流量制御装置は、上記の構成において、上記交差部内には、気体流通経路から凸し、該気体流通経路の開放時には少なくとも一つの上記連続部が収納される退避空間が設けられている構成であることがより好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、弁体部および／または連結補強部として機能する上記連続部を、気体流通経路の開放時に退避空間に収納することができるので、気体流通経路内での気体の流通を妨げる虞をなくすことが可能となる。
【００２４】
本発明にかかる気体流量制御装置は、上記の構成において、上記連続部の、上記空隙部に面する側の表面に、リブを設けた構成であることがより好ましい。
【００２５】
例えば、上記連続部として、軸部の軸芯付近を通る一つの上記連続部と、軸部の外周近傍に位置する二つの上記連続部とを備えてなり、軸部の軸芯付近を通る一つの連続部のみが上記弁体部を構成する場合には、軸部の外周近傍にある二つの上記連続部の少なくとも一方の、上記空隙部に面する側の表面に、リブを設けることができる。
【００２６】
さらに、上記弁体部となる連続部の、上記空隙部に面する側の表面に、リブを設けた構成であってもよい。
【００２７】
上記構成によれば、リブが気体流通経路内の気体の流れを制御するので、気体流通経路の閉鎖時から開放時への切り換えに際して発生する騒音を低減することが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、言うまでもないが、本発明は、特に本実施の形態の記載内容のみに限定されるものではない。
【００２９】
本実施の形態にかかるスロットルチャンバ（気体流量制御装置）は、気体の供給源と気体の供給先との間に接続されて、気体の供給先への気体の供給を制御するための機構である。なお、以下の説明では、内燃エンジンへの吸気エア（空気または燃料空気混合気）の供給量を制御するためのスロットルチャンバを例に挙げて説明を行う。
【００３０】
上記のスロットルチャンバは、図１（ａ）〜（ｃ）および図２に示すように、シャフト部材（スロットル軸）２１をスロットルボディ１１内に挿入し（図１（ｂ）参照）、両者をスナップリング（図示せず）などを用いて連結したものである。例えば、シャフト部材２１のセンサ連結部２７側の軸部分にスナップリングを嵌めることにより、スロットルボディ１１とシャフト部材２１とを連結することができる。また、後述するように、シャフト部材２１の軸部２２には弁体部（バルブ）２３が一体的に設けられており、従来構成のように弁体部と回転軸とをボルトなどで締結する作業を要せずに容易かつ安価に組み立て可能となっている。なお、図２は、シャフト部材２１をスロットルボディ１１内に組み付けた状態で、図１（ｂ）に示すＡ−Ａ’線にて切断した状態を示している。
【００３１】
スロットルボディ１１は略立方体形状を取り、その側面の一つからこれに背向する側面にかけては、シャフト部材２１のセンサ連結部２７（後述する）を受け入れるための受入孔１３ｂと、この受入孔１３ｂの一端に連続して設けられ、上記シャフト部材２１の軸部２２（後述する）の軸径とほぼ同等の直径（内径）を有する挿入孔１３とが形成されている。一方、スロットルボディ１１において、受入孔１３ｂや挿入孔１３が開口していない二側面間には、所定の直径（内径：スロットルボディのボア径）を有する一本の吸気通路（気体流通経路）１２が設けられている。さらに、吸気通路１２の一方の開口には、吸気供給源（気体の供給源）との接続のためのコネクタ部１２ａが、他方の開口には、例えばインテークマニホールド（図示せず）との接続のためのコネクタ部１２ｂが接続されている。
【００３２】
上記の吸気通路１２と挿入孔１３とは、スロットルボディ１１の中心付近で直交して交差空間（交差部）１３ａを形成する。後述するが、該交差空間１３ａにはシャフト部材２１の弁体部２３が位置して、吸気通路１２の開放、閉鎖の切り換え（コネクタ部１２ａ側とコネクタ部１２ｂ側との連通、遮断の切り換え）を行う。
【００３３】
シャフト部材２１は、側面中央部に円環状の溝が設けられたケーブル受部２６、円柱状のスプリング受部２５、略円柱状の軸部２２、および略円柱状のセンサ連結部２７が、それぞれの軸芯を揃えてこの順に配されてなる一体物である。また、ケーブル受部２６、スプリング受部２５、軸部２２、およびセンサ連結部２７それぞれの直径は、順に小さくなるよう設計されている。そして、本実施の形態にかかるスロットルチャンバは、上記シャフト部材２１がスロットルボディ１１の挿入孔１３の開口１３ｃより挿入されて、受入孔１３ｂにセンサ連結部２７が、また挿入孔１３に軸部２２が受け入れられることにより構成される。
【００３４】
ケーブル受部２６の円環状の溝には、図示しない動力源から供給される駆動力をシャフト部材２１に伝達するためのケーブル（図示せず）がかけ渡される。そして、上記動力源より駆動力が伝達されると、シャフト部材２１（軸部２２）がスロットルボディ１１内で一方向（回転方向とする）に回転駆動される。
【００３５】
一方、上記スプリング受部２５には、シャフト部材２１を定常位置（弁体部２３により吸気通路が閉鎖される位置：後述する）に固定する一方で、シャフト部材２１が上記回転方向に駆動された場合には、該シャフト部材２１を回転方向と逆方向に付勢するスプリング（付勢部材）２５ａが巻き付けられている。これにより、上記ケーブルへの駆動力の供給が停止されると、回転方向に回転されていたシャフト部材２１は逆方向に回転し、上記定常位置に固定される。すなわち、シャフト部材２１は、スプリング２５ａ、ケーブル、並びに動力源よりなるシャフト部材２１の駆動機構により、二方向に回動駆動される。なお、ケーブルとスプリング２５ａとを用いた回動駆動方法は、従来のスロットルチャンバにも採用されたものであるので、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
シャフト部材２１の外面と当接するスロットルボディ１１の内面側には、図２に示すようにリングシール（軸シール）１４・１４が配されて、シャフト部材２１とスロットルボディ１１とのシール性（密閉性）を向上させている。特に、図１に示す挿入孔１３または受入孔１３ｂから外部への吸気エア（気体）の漏れだしを抑制する必要上、これらリングシール１４・１４は、交差空間１３ａを挟み、一方は軸部２２に当接するように、他方はセンサ連結部２７に当接するように設けられることがより好ましい。
【００３７】
また、スロットルボディ１１における受入孔１３ｂの開口側には、シャフト部材２１の回転角度を読み取るセンサ３１が設けられている。このセンサ３１にはセンサ連結部２７の直方体状の突端２７ａが挿入されて、該突端２７ａの回転情報を読み取るようになっている。
【００３８】
以下、シャフト部材２１に設けられる弁体部（バルブ：連結部：連続部）２３、及び弁体部２３を用いた吸気通路１２の開閉動作について詳細に説明を行う。
【００３９】
シャフト部材２１の中央部、具体的には、交差空間１３ａ内に位置する軸部２２の領域には、この領域を軸部２２の直径方向（すなわち軸部２２の伸長方向と交差（直交）する方向）に貫く２つの貫通孔（空隙部）２８・２８が形成されている。図１（ａ）に示す状態（バルブ開放時）では、貫通孔２８・２８の曲面部は、上記交差空間１３ａに延び出した吸気通路１２に相当する。つまり、本実施の形態では、挿入孔１３の直径（軸部２２の直径と実質的に同一）が、吸気通路１２の直径より大きく設計されている。
【００４０】
貫通孔２８・２８が設けられた結果、交差空間１３ａ内に位置する軸部２２の領域には、中央部に位置する弁体部２３と、貫通孔２８・２８を挟んで弁体部２３に対向する２つの連結補強部（連続部：外側連結部）２４・２４とが残される。これら、弁体部２３、連結補強部２４・２４はそれぞれ、軸部２２の軸芯方向に沿って連続した形状となっており、シャフト部材２１の軸芯方向に沿った一体性（連続性）が維持されている。
【００４１】
なお、上記一対の貫通孔２８・２８や、一対の連結補強部２４・２４はそれぞれ、弁体部２３を挟んで対称に設けられる。また、貫通孔２８・２８は互いに同一方向に伸長する孔部である。さらに、上記貫通孔２８・２８が形成されない軸部２２の領域は、中空円筒状であってもよい。
【００４２】
上記の弁体部２３は、軸部２２の軸芯がその中央部を通り、かつ軸部２２の軸芯方向および直径方向に沿って二次元的な広がりを有する略平板体である。また、その二側面は軸部２２の外周面を構成するものであるため、これら二側面間の距離（軸部２２の直径方向に沿った寸法）は軸部２２の直径と同一となる。なお、上記二側面は実際には曲面であるが、実質的には平面（線状のものも含む）と見なすことができる。これは、吸気エアの流通を阻害しないように、弁体部２３は比較的肉薄（例えば１．０ｍｍ〜４．０ｍｍ程度）に形成されるためである。
【００４３】
以下、図１〜図３を参照しながら、弁体部２３を用いた吸気通路１２の開閉動作の詳細につき説明を行う。
【００４４】
まず、吸気通路１２を開放する際（バルブ開放時）には、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、弁体部２３の平板面（バルブ面）が吸気通路１２の伸長方向（吸気エアの流れ方向）に沿うように、シャフト部材２１全体が回転される。これにより、交差空間１３ａの前後に位置する吸気通路１２は貫通孔２８・２８を介して連通し、コネクタ部１２ａ側から流入した吸気エアはコネクタ部１２ｂ側に流出可能となる。すなわち、貫通孔２８・２８は、バルブ開放時に吸気通路１２の一部を構成するように設計される。
【００４５】
一方、吸気通路１２を閉鎖する際（バルブ閉鎖時）には、シャフト部材２１への回転駆動力の伝達を遮断し、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、弁体部２３が定常位置に固定される。すなわち、シャフト部材２１（軸部２２）は、スプリング２５ａ（図２参照）の付勢力により、図３（ａ）に示す状態から反時計回りに回転して、図３（ｃ）に示す状態で停止する。このとき、平板状の弁体部２３は、その二側面全体がそれぞれスロットルボディ１１の内壁面に当接し、吸気通路１２を二つの空間に遮断する壁体として機能する。この結果、コネクタ部１２ａ側からコネクタ部１２ｂ側への吸気エアの流れは完全に遮断される。なお、弁体部２３の各側面全体が当接する上記内壁面とは、交差空間１３ａにおける吸気通路１２に沿った両側の壁面であって、挿入孔１３および交差空間１３ａの壁面を兼ねるものである。
【００４６】
なお、図３（ａ）、（ｃ）は交差空間１３ａ近傍を挿入孔１３の伸長方向に沿って見た状態を示し、図３（ｂ）、（ｄ）は、交差空間１３ａ近傍を吸気通路１２の伸長方向に沿って見た状態を示したものであるが、弁体部２３はその両端（軸芯方向側の両端）が吸気通路１２の両端にほぼ一致するように設けられている（図３（ｂ）参照）。加えて、バルブ開放時には、貫通孔２８・２８の曲面部は吸気通路１２の壁面に一致するように設計されているので、吸気通路１２の断面大きさは実質的に狭められない。
【００４７】
また、従来のスロットルチャンバと同様に、バルブ開放時には、弁体部２３が吸気通路１２内に位置することになるが、該弁体部２３は軸部２２に一体的に設けられているので、吸気エアの流れを阻害するボルトなどの表出がない。さらに、回転軸を被覆するように弁体（弁体部）を形成する従来構成と比較すれば、成形面での容易性に優れ、弁体部の厚みをより一層薄くすることも可能である。特に図１〜３に示す構成では、軸部２２の外周近傍に連結補強部２４・２４を残す構成となっているので、交差空間１３ａ内での剛性を充分に保持しながら弁体部２３をより一層肉薄とし、バルブ開放時の開口面積を充分に確保することが可能となる。
【００４８】
さらに、バルブ開放時に吸気エアの流れに対向する弁体部２３の側面や、流れの後段側に位置する弁体部２３の側面を、先端部を尖らせたテーパー状に加工して（図３（ａ））、吸気エアの流れをスムーズにすることも可能である。
【００４９】
なお、上記の交差空間１３ａにおいては、吸気通路１２が挿入孔１３に内包されるように（図３（ａ）参照）、換言すれば、交差空間１３ａの直径（最大径）が、挿入孔１３の直径と同等になるよう設計される必要がある。また、ここで「内包される」とは、吸気通路１２の直径と挿入孔１３の直径とが等しく、かつ両者がスロットルボディ１１内の同一高さの空間を占めている状態（それぞれの管芯が交差空間１３ａの中央で交差する状態）も含む概念とする。以下、交差空間１３ａにおいて、吸気通路１２が挿入孔１３に内包される必要性につき説明を行う。
【００５０】
すでに説明したように、弁体部２３の回転直径（二側面間の距離）は、軸部２２の直径と同一となっている。従って、交差空間１３ａの直径（最大径）が軸部２２の直径（本実施の形態では、挿入孔１３の直径と同義）を超える場合には、弁体部２３により吸気通路１２を遮断することができなくなる虞もある。なお、交差空間１３ａの直径が軸部２２の直径を超える場合としては、例えば、交差空間１３ａにおける吸気通路１２の直径が、挿入孔１３の直径より大きいとき、などが挙げられる。
【００５１】
なお、本実施の形態にかかるスロットルチャンバにおいて、交差空間１３ａの直径（最大径）より小径の吸気通路１２は、その管芯が交差空間１３ａの中心を通るように設けられている（図３（ａ）参照）。その結果、交差空間１３ａの上部および下部には、吸気通路１２から凸した（突出した）退避エリア（退避空間）が形成される。バルブ開放時には、吸気エアの流れを阻害する虞を低減する目的で、この退避エリア内に連結補強部２４・２４が収納される。また、退避エリアの断面形状と連結補強部２４の断面形状とを一致させることで、図３（ａ）に示すように、バルブ開放時における吸気通路１２の壁面を、ほぼ連続した管状とすることも可能となる。
【００５２】
また、上記退避エリアを設けることで、バルブ閉鎖時の吸気通路１２の遮断性をより一層向上させることが可能となる。図３（ｃ）を参照して具体的に説明すると、弁体部２３の一側面（該図で領域Ａに当接するもの）が、領域Ａから領域Ｂの間に位置する限りにおいて吸気通路１２は遮断されるので、設計精度に余裕を持たせることが可能となる。
【００５３】
さらに、吸気エアの流れ方向に対して傾斜した状態で弁体部２３を固定して吸気通路１２を遮断し（図３（ｃ））、次いで、吸気エアの流れ方向に沿って弁体部２３を回転させて吸気通路１２を開放する（図３（ａ））方式では、バルブ閉鎖時に、弁体部を吸気エアの流れ方向に垂直に位置させる従来方式と比較して、バルブ開放直後の吸気エアの流れをより一層良好とすることが可能となる。
【００５４】
また、バルブ閉鎖時において、弁体部２３の前後には、連結補強部２４・２４が吸気通路１２を一部遮断するように位置しており、これら連結補強部２４・２４は、弁体部２３が開くにつれて吸気通路１２内に流れ込む吸気エアの流れを制御する役割を果たす。このため、弁体部２３が急全開して発生する、吸気エアの通過音（吸気騒音）を低減することが可能となる。
【００５５】
なお、上記弁体部２３や連結補強部２４・２４は、円柱状の軸部２２の一部構成であり、シャフト部材２１の回動時にはその一部が挿入孔１３の壁面上を摺動する。つまり、本実施の形態では、軸部２２は円柱状の外周面外に突出する構造を備えておらず、スロットルボディ１１とシャフト部材２１とを別個に製造した後に組み付けることができる。また、スロットルボディ１１とシャフト部材２１との取外しも容易であるため、組み付け時や組み付け後に不具合が発見された場合でも、両者を取外して不具合の調整などを行うことができる。
【００５６】
スロットルボディ１１、シャフト部材２１を構成する材料やその製造方法は特に限定されるものではないが、軽量化、断熱効果、製作の容易さ、並びに形状設計の自由度などに優れているという観点から、溶融樹脂組成物を射出成形する方法が一般に好ましい。また、一般に、スロットルチャンバの製造に用いられるアルミニウム等の軽金属も、特に制限なく使用可能である。
【００５７】
上記溶融樹脂組成物としては、スロットルチャンバの製造に用いられる従来公知の溶融樹脂（溶融状態にある合成樹脂）や、該溶融樹脂に各種添加材（例えば各種強化繊維など）を添加した組成物を用いることができる。溶融樹脂の一例としては、ポリアミドなどのアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、などの溶融樹脂が挙げられ、これら溶融樹脂に炭素繊維やガラス繊維などの強化繊維を適量混合したものが特に好適な溶融樹脂組成物の例として挙げられる。
【００５８】
なお、本実施の形態にかかるスロットルチャンバをなす構成部材は、いずれも容易に成形可能な形状となっており、公知の方法を転用して製造可能である。よって、製造条件を含め、製造方法に関する説明は省略する。
【００５９】
本発明にかかるスロットルチャンバでは、貫通孔２８・２８に面する弁体部２３の両面（バルブ面）に、複数のリブ４１…を立てるようにしてもよい（図４（ａ）〜（ｄ）参照）。このリブ４１…はいずれも、軸部２２の直径方向に沿って延設されており、バルブ開放時には、吸気エアの流れ方向に沿うようになっている（図４（ａ）参照）。これらリブ４１…は、吸気エアの流れを整流する整流羽根（整流部材）の役割を果たし、吸気通路１２開放時（特に弁体部２３の急全開時）の吸気騒音の発生をより一層低減可能とする。
【００６０】
さらに吸気騒音の発生を低減するためには、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すように、連結補強部（連続部）２４・２４の、貫通孔２８・２８に面する側の表面（すなわち、貫通孔２８の内壁面）にも複数のリブ４１…を設けることがより好ましい。これらのリブ４１…もまた、軸部２２の直径方向に沿って延設されて、バルブ開放時には、吸気エアの流れ方向に沿うようになっている。
【００６１】
本発明にかかるスロットルチャンバではまた、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、連結補強部２４・２４の一部に複数のスリット４２…を設けて櫛状とし、バルブ開放時に流入する吸気エアの乱流を制御するようにしてもよい。リブ４１…を設ける場合と同様、この構成によっても吸気騒音の発生を抑制することが可能となる。なお、スリット４２…は、例えば、バルブ閉鎖時に吸気通路１２内に突出する連結補強部２４の領域に設ければよい（図６（ｃ）参照）。
【００６２】
また、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示す構成に加えて、貫通孔２８・２８に面する弁体部２３の両面（バルブ面）に、複数のリブ４３…を立てるようにしてもよい（図７（ａ）〜（ｄ）参照）。なお、リブ４３…の延設方向は、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すリブ４１…と同一であるが、閉鎖時に吸気通路１２に対して傾斜している弁体部２３が開く際に、吸気エアの流れが最初に当たる上面側上端部と下面側下端部とのみに設けられている。
【００６３】
なお、リブ４１・４３やスリット４２の設置数、寸法などは特に限定されるものではなく、バルブ開放時の吸気エアの流れを阻害せず、かつ吸気騒音の発生を抑制可能なように設定すればよい。また、リブ４１・４３を設ける場合の設置位置は、弁体部２３や連結補強部２４・２４いずれかの、上記貫通孔２８・２８に面する側の表面であればよく、スリット４２を設ける場合の設置位置は、連結補強部２４・２４いずれかであればよい。いうまでもないが、弁体部２３は空間を遮断するものであるため、スリット４２を設けることはできない。
【００６４】
本発明にかかるスロットルチャンバではさらに、図１（ｃ）に示すシャフト部材２１に代えて、図８（ａ）に示すシャフト部材２１ａや、図８（ｂ）に示すシャフト部材２１ｂを用いることも可能である。
【００６５】
上記のシャフト部材２１ａは、シャフト部材２１の軸部２２から連結補強部２４・２４を取り除いた構成を軸部２２ａとして有し、軸部２２ａを同一方向に沿って貫く空隙部として２つの凹状空間２８ａ・２８ａを備えてなる。連結補強部２４・２４がないため、シャフト部材２１ａは強度的にはシャフト部材２１に劣る。しかしながら、例えば、吸気通路の直径と挿入孔の直径とがほぼ同一の場合などには、バルブ開放時に吸気通路の開口面積をより広く確保可能であるという利点を有する。
【００６６】
一方、シャフト部材２１ｂは、軸部２２ｂを同一方向に沿って貫く空隙部として、軸芯付近を貫通する一つの貫通孔２８ｃと、軸部２２ｂの一部（弁体部２３ａ・２３ａ）を挟んで該貫通孔２８ｃの上下に配された２つの凹状空間２８ｂ・２８ｂとを備えてなる。これら空隙部間に残された弁体部２３ａ・２３ａの二側面は、軸部２２ｂの円柱状の外周面の一部であるため、挿入孔１３（図１（ｂ）参照）の壁面に当接してバルブとなる。また、弁体部２３ａは軸部２２ｂの軸芯付近に形成されているので、その二側面間の距離は軸部２２ｂの直径とほぼ同等と見なすことができる。
【００６７】
また、本発明にかかるスロットルチャンバでは、図９（ａ）〜（ｆ）に示す要部構成を採ることも可能である。なお、図９（ａ）〜（ｆ）はいずれも、図１（ａ）〜（ｃ）に示す挿入孔１３の伸長方向に沿った方向より、交差空間１３ａを見た状態を説明する図である。
【００６８】
図９（ａ）・（ｂ）に示すスロットルチャンバの変形例は、図８（ａ）に示すシャフト部材２１ａに、さらに弁体部２３を挟んで上下に２つの連結補強部２４ａ・２４ａを設けたものを使用して構成されている。弁体部２３、連結補強部２４ａ・２４ａはいずれも平板体であり、互いに平行かつ一定間隔を置いて配されている。連結補強部２４ａ・２４ａは、軸部の伸長方向に沿って交差空間１３ａ（図１（ａ）〜（ｃ）参照）内を横断する連続部であるが、吸気通路１２を閉鎖するに充分な大きさを備えていない。
【００６９】
連結補強部２４ａ・２４ａは、吸気通路１２の開放時（図９（ａ）参照）には、該吸気通路１２の伸長方向にその平板面が沿うように配されており、軸部の剛性を補完することに加えて、吸気エアの流れを整流する整流部材としても機能する。また、吸気通路１２の閉鎖は弁体部２３が行う（図９（ｂ）参照）。
【００７０】
図９（ｃ）・（ｄ）に示すスロットルチャンバの変形例は、シャフト部材２１（図１（ｃ））において、各連結補強部２４・２４の曲面部がより大きく（または吸気通路１２の直径がより小さく）設計されたものであり、この新たな連結補強部２４ｂ・２４ｂを弁体部として機能させる。また、図１（ｃ）に示す弁体部２３は不要となるため、設置位置は同じで、直径方向に沿った長さがより短い連続部２３ａ’を代りに設けている。
【００７１】
連続部２３ａ’は、吸気通路１２の開放時（図９（ｃ）参照）には、該吸気通路１２の伸長方向にその平板面が沿うように配されており、軸部の剛性を補完する連結補強部として、また吸気エアの流れを整流する整流部材としても機能する。また、連結補強部２４ｂ・２４ｂは、吸気通路１２の開放時には、図１（ｂ）に示す交差空間１３ａ内の退避エリア（退避空間）１３ａ’・１３ａ’に完全に収納される一方で、吸気通路１２の閉鎖時には、その曲面部が交差空間１３ａの上下壁面に当接してバルブとなる。なお、連続部２３ａ’は省略してもよく、また、連結補強部２４ｂ・２４ｂ間に二つ以上設けてもよい。
【００７２】
図９（ｅ）・（ｆ）に示すスロットルチャンバの変形例は、連結補強部２４ｂ（図９（ｃ））の曲面部を取り除いてなる平板状の連結補強部２４ｃ・２４ｃ（平板体）を、弁体部として機能させるものである。なお、吸気通路１２の開閉時における連結補強部２４ｃの機能・動作は、連結補強部２４ｂと同様であり説明は省略する。連結補強部２４ｃ・２４ｃ間には、平板状の連続部２３ｂ・２３ｂが、連結補強部２４ｃ・２４ｃと略平行に形成されている。連続部２３ｂ・２３ｂは、吸気通路１２の開放時に該吸気通路１２の伸長方向に沿うように設けられ、連結補強部としてまた吸気エアの流れを整流する整流部材として機能する。
【００７３】
【発明の効果】
本発明にかかる気体流量制御装置は、以上のように、軸部と、軸部が回動可能に挿入される挿入孔および該挿入孔と交差する気体流通経路を備えているスロットルボディとを含み、挿入孔と気体流通経路との交差部内に位置する軸部の領域は、空隙部が形成されることで軸部の軸芯方向に沿って連続した連続部を残すように構成されており、この連続部が、軸部の回動により気体流通経路の開閉を行う弁体部を構成するとともに、上記連続部のうち上記弁体部を構成しないものがある場合に、上記弁体部を構成しない連続部の少なくとも一つにスリットを設けたようになっている。
【００７４】
上記の構成によれば、スリットが気体流通経路内の気体の流れを制御するので、気体流通経路の閉鎖時から開放時への切り換えに際して発生する騒音を低減することが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるスロットルチャンバ（気体流量制御装置）の構成を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はスロットルチャンバの組み立て工程を説明する図、（ｃ）はスロットルチャンバを構成するシャフト部材の斜視図である。
【図２】図１に示すスロットルチャンバの概略構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示すスロットルチャンバにおける、吸気通路の開閉状態を説明する図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示すスロットルチャンバの一変形例における、吸気通路の開閉状態を説明する図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示すスロットルチャンバの他の変形例における、吸気通路の開閉状態を説明する図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示すスロットルチャンバのさらに他の変形例における、吸気通路の開閉状態を説明する図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示すスロットルチャンバのさらに他の変形例における、吸気通路の開閉状態を説明する図である。
【図８】（ａ）・（ｂ）は、本発明のスロットルチャンバを構成可能な他のシャフト部材の概略構成を示す斜視図である。
【図９】（ａ）〜（ｆ）は、図１に示すスロットルチャンバのさらに他の変形例における吸気通路の開閉状態を、挿入孔の伸長方向に沿った方向より示す図である。
【符号の説明】
１１スロットルボディ
１２吸気通路（気体流量経路）
１３挿入孔
１３ａ交差空間（交差部）
１３ａ’ 退避エリア（退避空間）
２２軸部
２２ａ軸部
２２ｂ軸部
２３弁体部（連続部：平板体）
２３ａ弁体部（連続部：平板体）
２３ａ’ 連続部（連結補強部）
２３ｂ連続部（連結補強部）
２４連結補強部（連続部）
２４ａ連結補強部（連続部）
２４ｂ連結補強部（連続部：弁体部）
２４ｃ連結補強部（連続部：平板体：弁体部）
２８貫通孔（空隙部）
２８ａ凹状空間（空隙部）
２８ｂ凹状空間（空隙部）
２８ｃ貫通孔（空隙部）
４１リブ
４２スリット
４３リブ

Claims

スロットルボディに取り付けられる軸部と、
上記軸部を挿入可能な形状を有する挿入孔、及び該挿入孔と交差する気体流通経路を備え、さらに、上記挿入孔と気体流通経路とが交差する交差部においては、該挿入孔が気体流通経路を内包するように形成されているスロットルボディとを含み、
上記軸部が上記挿入孔内に回動可能に挿入されているとともに、
上記交差部内に位置する上記軸部の領域は、この領域を貫く一つ以上の空隙部が形成されて、該軸部の軸芯方向に沿って連続した一つ以上の連続部を残すように構成されており、
上記連続部の少なくとも一つが、上記軸部の回動により気体流通経路の開閉を行う弁体部を構成するとともに、
上記連続部のうち上記弁体部を構成しないものがある場合に、
上記弁体部を構成しない連続部の少なくとも一つにスリットを設けたことを特徴とする気体流量制御装置。
上記交差部内に位置する上記軸部の領域には、該軸部の軸芯付近を通る一つの上記連続部と、該軸部の外周近傍に位置する二つの上記連続部とを残すように、上記空隙部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の気体流量制御装置。
上記弁体部となる連続部は、上記気体流通経路の閉鎖時に、上記挿入孔の壁面に当接する側面を二つ有する平板体であることを特徴とする請求項１または２に記載の気体流量制御装置。
上記交差部内には、気体流通経路から凸し、該気体流通経路の開放時には少なくとも一つの上記連続部が収納される退避空間が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の気体流量制御装置。
上記連続部の、上記空隙部に面する側の表面に、リブを設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の気体流量制御装置。