JP4515075B2 - 内燃機関用スロットル装置の射出成形方法 - Google Patents
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Description
そして、成形金型に、スロットルバルブの回転軸(金属シャフト)に対して軸対称となる位置から、スロットルバルブの製品形状に対応した形状のバルブキャビティ内に溶融材料(加熱されて溶融状態の樹脂材料に充填材を混合した樹脂系の複合材料)を射出するための複数の溶融材料注入口を設けることで、複数の溶融材料注入口からバルブキャビティ内に射出される溶融材料圧力による、スロットルバルブの回転軸(金属シャフト)の変形を抑制でき、更にスロットルバルブの真円度の低下を防止できる。これによって、高品質な製品(成形品:樹脂成形品)を、溶融材料(加熱されて溶融状態の樹脂材料に充填材を混合した樹脂系の複合材料)の射出成形によって安定的に製造することができる。また、スロットルボデーと同一の成形金型内で、スロットルバルブをスロットルボデーと略同時に成形することが可能な成形金型構造の適正化を図ることができる。
また、スロットルバルブとして、加熱されて溶融状態の樹脂材料(例えば熱可塑性樹脂よりなる溶融樹脂)に充填材(例えば低コストなガラス繊維、または炭素繊維、アラミド繊維、ボロン繊維等)を混合した樹脂系の複合材料(例えばガラス繊維30%入りのポリブチレンテレフタレート:PBTG30)の射出成形によって一体的に形成される樹脂バルブが用いられている。このようなスロットルバルブの場合、樹脂成形によって略円板状に成形される円板状部、および樹脂成形によって略円筒状に成形される円筒状部等を有する樹脂バルブを有している。
また、スロットルバルブの回転軸である軸状の金属シャフトは、成形金型内で樹脂バルブを樹脂成形する際(スロットルボデーと同一の成形金型内で、スロットルバルブをスロットルボデーと略同時に樹脂成形する際)に、成形金型によってバルブキャビティ内に保持されており、複数の溶融材料注入口からバルブキャビティ内への、加熱されて溶融状態の樹脂材料に充填材を混合した樹脂系の複合材料の射出成形によって製品形状の成形品が製造されたときに、スロットルバルブの樹脂バルブの円筒状部内部にインサート成形される。これにより、金属シャフトは、スロットルバルブの樹脂バルブの円筒状部の内周に保持固定される。
また、スロットルボデーのボア壁部のボア内径の中心軸線とスロットルバルブの回転中心軸線との交点近傍の位置で、且つ少なくともスロットルバルブを成形するためのバルブキャビティ内への溶融材料(加熱されて溶融状態の樹脂材料に充填材を混合した樹脂系の複合材料)の射出方向が互いに対向するように設置された複数の溶融材料注入口から、バルブキャビティ内に溶融材料(加熱されて溶融状態の樹脂材料に充填材を混合した樹脂系の複合材料)を射出することにより、バルブキャビティ内の溶融材料圧力(例えば樹脂成形金型内溶融樹脂圧力:樹脂圧力)による、スロットルバルブの金属シャフトの変形を抑制でき、更にスロットルバルブの真円度を向上できる。
これによって、スロットルバルブの全閉位置から全開位置までの全回動範囲(全回転角度範囲)内においてスロットルバルブの外径側端部とスロットルボデーのボア壁部のボア内径面とが干渉することがなくなる。これにより、スロットルバルブの動作不良が生じることはない。また、スロットルボデーのボア壁部のボア内径面とスロットルバルブの外径側端部との間の隙間を成形金型によって所望の隙間寸法に維持し易くなるので、スロットルバルブのバルブ全閉時の気密性能を確実に確保することができる。これにより、アイドル運転時の吸入空気の漏れ量を減少することができる。
ここで、金属シャフトは、その回転中心軸線方向(軸方向)の両端部が、スロットルボデーのバルブ軸受部に回転自在に支持される軸受摺動部として機能するものであり、また、スロットルボデーのボア壁部の吸気通路内に位置する部分が、樹脂バルブの円筒状部を保持固定するバルブ保持部として機能するものであるため、スロットルボデーと同一の樹脂成形金型内で、スロットルバルブをスロットルボデーと略同時に樹脂成形する際に、樹脂バルブの円筒状部内部にインサート成形されるように、樹脂成形金型に設けられるシャフト保持部で金属シャフトの両端部を保持しておくと良い。
そして、成形金型に、スロットルバルブの回転軸(金属シャフト)に対して軸対称となる位置から、スロットルバルブの製品形状に対応した形状のバルブキャビティ内に溶融材料(加熱されて溶融状態の樹脂材料に充填材を混合した樹脂系の複合材料)を射出するための複数の溶融材料注入口を設けることで、複数の溶融材料注入口からバルブキャビティ内に射出される溶融材料圧力による、スロットルバルブの回転軸(金属シャフト)の変形を抑制でき、更にスロットルバルブの真円度の低下を防止できる。これによって、高品質な製品(成形品:樹脂成形品)を、溶融材料(加熱されて溶融状態の樹脂材料に充填材を混合した樹脂系の複合材料)の射出成形によって安定的に製造することができる。また、スロットルボデーと同一の成形金型内で、スロットルバルブをスロットルボデーと略同時に成形することが可能な成形金型構造の適正化を図ることができる。
また、スロットルバルブとして、加熱されて溶融状態の樹脂材料(例えば熱可塑性樹脂よりなる溶融樹脂)に充填材(例えば低コストなガラス繊維、または炭素繊維、アラミド繊維、ボロン繊維等)を混合した樹脂系の複合材料(例えばガラス繊維30%入りのポリブチレンテレフタレート:PBTG30)の射出成形によって一体的に形成される樹脂バルブが用いられている。このようなスロットルバルブの場合、樹脂成形によって略円板状に成形される円板状部、および樹脂成形によって略円筒状に成形される円筒状部等を有する樹脂バルブを有している。
また、スロットルバルブの回転軸である軸状の金属シャフトは、成形金型内で樹脂バルブを樹脂成形する際(スロットルボデーと同一の成形金型内で、スロットルバルブをスロットルボデーと略同時に樹脂成形する際)に、成形金型によってバルブキャビティ内に保持されており、複数の溶融材料注入口からバルブキャビティ内への、加熱されて溶融状態の樹脂材料に充填材を混合した樹脂系の複合材料の射出成形によって製品形状の成形品が製造されたときに、スロットルバルブの樹脂バルブの円筒状部内部にインサート成形される。これにより、金属シャフトは、スロットルバルブの樹脂バルブの円筒状部の内周に保持固定される。
また、スロットルバルブの回転中心軸線に対して略直交する方向の両側の外径側端面に対向した位置で、且つ少なくともスロットルバルブを成形するためのバルブキャビティ内への溶融材料(加熱されて溶融状態の樹脂材料に充填材を混合した樹脂系の複合材料)の射出方向が互いに対向するように設置された複数の溶融材料注入口から、バルブキャビティ内に溶融材料(加熱されて溶融状態の樹脂材料に充填材を混合した樹脂系の複合材料)を射出することにより、バルブキャビティ内の溶融材料圧力(例えば樹脂成形金型内溶融樹脂圧力:樹脂圧力)による、スロットルバルブの金属シャフトの変形を抑制でき、更にスロットルバルブの真円度を向上できる。
これによって、スロットルバルブの全閉位置から全開位置までの全回動範囲(全回転角度範囲)内においてスロットルバルブの外径側端部とスロットルボデーのボア壁部のボア内径面とが干渉することがなくなる。これにより、スロットルバルブの動作不良が生じることはない。また、スロットルボデーのボア壁部のボア内径面とスロットルバルブの外径側端部との間の隙間を成形金型によって所望の隙間寸法に維持し易くなるので、スロットルバルブのバルブ全閉時の気密性能を確実に確保することができる。これにより、アイドル運転時の吸入空気の漏れ量を減少することができる。
ここで、金属シャフトは、その回転中心軸線方向(軸方向)の両端部が、スロットルボデーのバルブ軸受部に回転自在に支持される軸受摺動部として機能するものであり、また、スロットルボデーのボア壁部の吸気通路内に位置する部分が、樹脂バルブの円筒状部を保持固定するバルブ保持部として機能するものであるため、スロットルボデーと同一の樹脂成形金型内で、スロットルバルブをスロットルボデーと略同時に樹脂成形する際に、樹脂バルブの円筒状部内部にインサート成形されるように、樹脂成形金型に設けられるシャフト保持部で金属シャフトの両端部を保持しておくと良い。
図1ないし図8は本発明の実施例1を示したもので、図1はスロットルバルブを成形するためのバルブキャビティ内に溶融樹脂を射出するための一対のバルブゲート位置を示した図で、図2は内燃機関用スロットル制御装置の全体構造を示した図で、図3はスロットルボデーの外壁面に一体的に形成されたギヤボックス部の内部に構成された駆動モータや歯車減速装置等の各構成部品を示した図で、図4はスロットルボデーの二重管構造のボア壁部を示した図である。
次に、本実施例の内燃機関用スロットル制御装置の射出成形方法を図1ないし図8に基づいて簡単に説明する。ここで、図7は樹脂成形金型の概略構造を示した図で、図8は樹脂成形品を示した図である。
次に、本実施例の内燃機関用スロットル制御装置の作用を図2ないし図4に基づいて簡単に説明する。
以上のように、本実施例の内燃機関用スロットル制御装置においては、スロットルバルブ3の回転中心軸線に対して略直交する半径方向の一方側に位置する第2樹脂ディスク52の外径側端面が、スロットルボデー2のボア壁部21のボア内径の中心軸線方向の一端側(吸入空気の流れ方向の下流側)と略同一方向に指向するバルブ角度(θ=90°:例えばスロットルバルブ3の全開位置に相当するバルブ角度)にて、スロットルボデー2のボア壁部21のボア内管31内部にスロットルバルブ3が回転自在に組み込まれた製品形状の樹脂成形品(図8参照)となるように、スロットルボデー2と同一の樹脂成形金型内で、スロットルバルブ3をスロットルボデー2と略同時に樹脂成形している。
(数1)
寸法A≦寸法C
(数2)
寸法D≦寸法B
(数3)
0<寸法E
(数4)
α<θ<β
本実施例では、本発明を、駆動モータ(アクチュエータ)1の回転動力を、歯車減速装置等の動力伝達装置を経て金属シャフト5に伝達して、スロットルバルブ3の回転角度(バルブ開度)を運転者(ドライバー)のアクセル操作量に応じて制御する内燃機関用スロットル制御装置に適用した例を説明したが、本発明を、駆動モータ1を有しない内燃機関用スロットル装置に採用しても良い。この場合には、金属シャフト5の他端部に設けたバルブギヤ8の代わりに、アクセルペダルにワイヤーケーブルを介して機械的に連結されるレバー部を設ける。このようにしても、運転者(ドライバー)のアクセル操作量をスロットルバルブ3に伝えることができる。
2 スロットルボデー
3 スロットルバルブ(樹脂バルブ)
5 金属シャフト(スロットルシャフト、回転軸)
21 ボア壁部
22 ギヤボックス部
23 モータハウジング部
27 取付ステー部
29 アンダーカット部(凹溝)
31 ボア内管
32 ボア外管
51 第1樹脂ディスク(第1板状部、円板状部)
52 第2樹脂ディスク(第2板状部、円板状部)
53 樹脂シャフト(円筒状部、軸状部)
61 固定金型
62 可動金型
63 スライドコア
64 スライドコア
65 ボデーキャビティ(第1ボデーキャビティ)
66 バルブキャビティ(第1、第2バルブキャビティ)
67 一対のバルブゲート(第2ゲート、第2溶融材料注入口、第2溶融樹脂注入口)
Claims (4)
- 操作者のアクセル操作量に応じて、円管状のボア壁部を有するスロットルボデー内に回転自在に支持されたスロットルバルブの開度を調節する内燃機関用スロットル装置であって、
前記スロットルバルブと前記スロットルボデーとの隙間が最小となる位置を全閉位置とし、前記全閉位置よりも所定の角度だけ全開方向に回転した位置にて、前記スロットルボデーのボア壁部の内部に前記スロットルバルブが回転自在に組み込まれた製品形状の成形品となるように、
前記スロットルボデーと前記スロットルバルブとを、同一の成形金型内で略同時に成形する内燃機関用スロットル装置の射出成形方法において、
前記スロットルバルブは、前記スロットルボデーに回転自在に支持される回転軸を有し、
前記成形金型は、前記スロットルバルブの製品形状に対応した形状のバルブキャビティを形成すると共に、前記スロットルバルブの回転軸に対して軸対称となる位置から、前記バルブキャビティ内に溶融材料を射出するための複数の溶融材料注入口を有し、
前記スロットルバルブの回転軸に対して軸対称となる位置とは、前記スロットルボデーのボア内径の中心軸線と前記スロットルバルブの回転中心軸線との交点近傍の位置であって、
前記複数の溶融材料注入口は、前記バルブキャビティ内への前記溶融材料の射出方向が互いに対向するように設置されており、
前記溶融材料は、加熱されて溶融状態の樹脂材料に充填材を混合した樹脂系の複合材料であって、
前記スロットルバルブは、前記樹脂系の複合材料の射出成形によって一体的に形成される樹脂バルブを有し、
前記樹脂バルブは、樹脂成形によって略円板状に成形される円板状部、および樹脂成形によって略円筒状に成形される円筒状部を有し、
前記回転軸は、前記樹脂バルブの円筒状部の内周に保持固定された軸状の金属シャフトであって、
前記金属シャフトは、前記成形金型内で前記樹脂バルブを樹脂成形する際に、前記成形金型によって前記バルブキャビティ内に保持されており、前記複数の溶融材料注入口から前記バルブキャビティ内への、前記樹脂系の複合材料の射出成形によって前記製品形状の成形品が製造されたときに、前記樹脂バルブの円筒状部内部にインサート成形されることを特徴とする内燃機関用スロットル装置の射出成形方法。 - 操作者のアクセル操作量に応じて、円管状のボア壁部を有するスロットルボデー内に回転自在に支持されたスロットルバルブの開度を調節する内燃機関用スロットル装置であって、
前記スロットルバルブと前記スロットルボデーとの隙間が最小となる位置を全閉位置とし、前記全閉位置よりも所定の角度だけ全開方向に回転した位置にて、前記スロットルボデーのボア壁部の内部に前記スロットルバルブが回転自在に組み込まれた製品形状の成形品となるように、
前記スロットルボデーと前記スロットルバルブとを、同一の成形金型内で略同時に成形する内燃機関用スロットル装置の射出成形方法において、
前記スロットルバルブは、前記スロットルボデーに回転自在に支持される回転軸を有し、
前記成形金型は、前記スロットルバルブの製品形状に対応した形状のバルブキャビティを形成すると共に、前記スロットルバルブの回転軸に対して軸対称となる位置から、前記バルブキャビティ内に溶融材料を射出するための複数の溶融材料注入口を有し、
前記スロットルバルブの回転軸に対して軸対称となる位置とは、前記スロットルバルブの回転中心軸線に対して略直交する方向の両側の外径側端面に対向した位置であって、
前記複数の溶融材料注入口は、前記バルブキャビティ内への前記溶融材料の射出方向が互いに対向するように設置されており、
前記溶融材料は、加熱されて溶融状態の樹脂材料に充填材を混合した樹脂系の複合材料であって、
前記スロットルバルブは、前記樹脂系の複合材料の射出成形によって一体的に形成される樹脂バルブを有し、
前記樹脂バルブは、樹脂成形によって略円板状に成形される円板状部、および樹脂成形によって略円筒状に成形される円筒状部を有し、
前記回転軸は、前記樹脂バルブの円筒状部の内周に保持固定された軸状の金属シャフトであって、
前記金属シャフトは、前記成形金型内で前記樹脂バルブを樹脂成形する際に、前記成形金型によって前記バルブキャビティ内に保持されており、前記複数の溶融材料注入口から前記バルブキャビティ内への、前記樹脂系の複合材料の射出成形によって前記製品形状の成形品が製造されたときに、前記樹脂バルブの円筒状部内部にインサート成形されることを特徴とする内燃機関用スロットル装置の射出成形方法。 - 請求項1または請求項2に記載の内燃機関用スロットル装置の射出成形方法において、 前記スロットルバルブの全閉位置よりも所定の角度だけ全開方向に回転した位置とは、前記スロットルバルブの回転中心軸線に対して略直交する半径方向の一方側の外径側端面が、前記スロットルボデーのボア内径の中心軸線方向の一端側と略同一方向に指向するバルブ角度であることを特徴とする内燃機関用スロットル装置の射出成形方法。
- 請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載の内燃機関用スロットル装置の射出成形方法において、
前記複数の溶融材料注入口は、前記バルブキャビティ内に前記樹脂材料に充填材を混合した樹脂系の複合材料を射出するための複数の樹脂注入口であることを特徴とする内燃機関用スロットル装置の射出成形方法。
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