JP5285018B2 - スロットル弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の内燃機関に搭載され、吸気通路の開度を操作するスロットル弁装置に関する。

従来より、スロットル弁とスロットル弁を収容する筒部を有するスロットルボディとを備えるスロットル弁装置において、筒部の軸方向一端側にインテークマニホールドなどの他部材を締結するための手段として、スロットルボディに接続部を設けて接続部と他部材とをボルトで締結するものがある。

例えば、図７に示すように、特許文献１のスロットル弁装置１００では、樹脂製のスロットルボディ１０１において、筒部１０２のスロットル弁１０３が支持されている軸方向位置を含む部分の外周にフランジ状の接続部１０４が形成され、接続部１０４に金属製のカラー１０６が保持されている。そして、他部材１０７の他端側に筒部１０２を配置し、カラー１０６にボルト１０８を挿入してボルト１０８を他部材１０７に螺合し、カラー１０６でボルト１０８による軸力を受けることで、スロットル弁装置１００を他部材１０７に締結している。

ところで、特許文献１のスロットル弁装置１００において、カラー１０６をインサート成形により固定する場合、樹脂が型の隙間に入り込むことにより接続部１０４の軸方向一端側からカラー１０６の周囲にバリ１１０が形成される。
このため、スロットル弁装置１００の取り扱い時に、作業者の手指がバリ１１０に触れて負傷したり、他の物体がバリ１１０に接触して接触した相手物が損傷したりする虞がある。

また、バリ１１０は厚さが薄いため温度変化に伴う熱膨張および熱収縮を繰り返すことで破損し、スロットルボディ１０１から脱落する虞がある。具体的には、バリ１１０は円筒状に形成されて、冷熱雰囲気において円筒の径を拡大および縮小させる変形をしようとする。しかし、接続部１０４に拘束されているため変形が妨げられることによりバリ１１０内に応力が生じて破損して脱落する虞がある。

そして、スロットルボディ１０１を他部材１０７に取り付ける際にバリ１１０が脱落すると、スロットルボディ１０１と他部材１０７との間に脱落したバリ１１０を挟みこんでしまい、スロットルボディ１０１と他部材１０７との間のシール性に影響を与え、漏れなどを生じる虞がある。

特開２００７−２８５２２８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、スロットル弁装置において、カラーの周囲に形成されるバリの脱落を防止するとともに、バリへの接触による物体の破損や人（手指）の負傷を防止することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のスロットル弁装置は、軸方向一端側に他部材が締結される筒部を有する樹脂製のスロットルボディと、筒部内に支持されるスロットル弁とを備える。また、筒部の外周面に、径方向外方に向けて突出する接続部が設けられ、接続部には軸方向一端側に突出するように金属製のカラーが固定されている。これにより、カラーに締結部材を挿入し、締結部材を他部材に締結することで、カラーの軸方向一端が他部材に当接し、カラーが締結部材による軸力を受けて他部材に締結される。

そして、インサート成形により接続部にカラーが固定されるとともに、接続部の軸方向一端面から延出してカラーの外周面を被覆する円筒支持部が形成されている。
また、スロットルボディは、接続部の軸方向一端側でカラーの周囲を囲うガード部材を有する。

これによれば、インサート成形に伴うバリは円筒支持部の軸方向一端側に延出して円筒状に形成される。
すなわち、バリは接続部から直接延出して形成される（図７（ｂ）参照）のではなく、円筒支持部から延出して形成されている。

このため、バリが接続部に直接拘束されている場合（図７（ｂ）参照）とは異なり、温度変化に伴いバリが径を拡大および縮小するような変形をしようとするときに、円筒支持部が変形を許容するためバリ内に応力が生じにくく、破損しにくくなる。この結果、バリの脱落を防ぐことができる。

加えて、ガード部材を設けることにより、バリに外部から物体や人（手指）が接触するのを防止できる。これにより、バリへの接触による物体の破損や人の負傷を防止することができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のスロットル弁装置によれば、円筒支持部は、軸方向一端側に向かうにつれて肉薄になるように設けられている。
これによれば、円筒支持部では、軸方向一端側に向かうほど成形中のスキン層の割合が大きくなる（すなわち、成形中の溶融樹脂が少ない）。このため、射出成形中に円筒支持部の軸方向一端には成形保圧がかかりにくく、円筒支持部を形成する型から軸方向一端側へはみ出る樹脂は少なくなり、バリ発生を抑制することができる。

この結果、バリの軸方向長さは短くなるので、万が一バリが脱落した場合でも、バリ脱落による影響をわずかにとどめることができる。また、バリの軸方向長さが短くなるので、ガード部材によりガードする必要のある範囲が狭くなる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のスロットル弁装置によれば、円筒支持部は、カラーの周方向において切り欠き部を有し、断続的にカラーの外周を囲う。
これによれば、円筒支持部が温度変化により変形しやすくなるため、バリの変形をより許容することができ、バリ内に応力を発生しにくく、バリの破損及び脱落を防止することができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のスロットル弁装置によれば、円筒支持部は、複数の切り欠き部を有する。
これによれば、請求項３の作用効果に加えて、切り欠き部を複数にすることで、円筒支持部に使用する樹脂の量を削減することができる。

〔請求項５の手段〕
請求項５に記載のスロットル弁装置によれば、カラーは、円筒支持部の軸方向一端側の外周面に周溝を有する。
上述のように、バリは、成形中に樹脂が型の隙間に入り込み円筒支持部の軸方向一端側に進むことで形成されるが、本発明によれば、樹脂の進行（バリの成長）は周溝に達すると、周溝に樹脂が入り込むことで停止するため、バリの軸方向長さは短くなる。また、バリの軸方向一端が成形収縮により周溝内に向かうため、バリの鋭利な端部がカラーの径方向外方に向かって突出することがなく、バリへの接触による物体の破損や人の負傷を防止することができる。

〔請求項６の手段〕
請求項６に記載のスロットル弁装置によれば、ガード部材は、円筒支持部の軸方向一端側に設けられ、ガード部材と円筒支持部との間の距離は、ガード部材と円筒支持部との間の隙間に指が入らない程度の寸法に設定されている。
これによれば、ガード部材と円筒支持部との併用によって、ガード部材によりカラー全体を囲わなくても、バリへの手指の接触を防止することができる。

〔請求項７の手段〕
請求項７に記載のスロットル弁装置によれば、ガード部材は、接続部の一端側に連結してカラーを覆う円筒状に形成されている。これはガード部材の一態様である。

スロットル弁装置の斜視図である（実施例１）。 スロットル弁装置の平面図である（実施例１）。 （ａ）はインテークマニホールドに組み付けた状態におけるスロットル弁装置の図２のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である（実施例１〜３）。 インテークマニホールドに組み付けた状態のスロットル弁装置の断面図である（実施例４）。 （ａ）はインテークマニホールドに組み付けた状態のスロットル弁装置の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である（実施例５）。 インテークマニホールドに組み付けた状態のスロットル弁装置の断面図である（実施例６）。 （ａ）はスロットル弁装置の斜視図であり、（ｂ）は他部材に組み付けた状態のスロットル弁装置の断面図である（従来例）。

本発明を実施するための形態１のスロットル弁装置は、軸方向一端側に他部材が締結される筒部を有する樹脂製のスロットルボディと、筒部内に支持されるスロットル弁とを備える。また、筒部の外周面に、径方向外方に向けて突出する接続部が設けられ、接続部には軸方向一端側に突出するように金属製のカラーが固定されている。これにより、カラーに締結部材を挿入し、締結部材を他部材に締結することで、カラーの軸方向一端が他部材に当接し、カラーが締結部材による軸力を受けて他部材に締結される。

そして、インサート成形により接続部にカラーが固定されるとともに、接続部の軸方向一端面から延出してカラーの外周面を被覆する円筒支持部が形成されている。
また、スロットルボディは、接続部の軸方向一端側でカラーの周囲を囲うガード部材を有する。

また、ガード部材は、円筒支持部の軸方向一端側に設けられ、ガード部材と円筒支持部との間の距離は、ガード部材と円筒支持部との間の隙間に指が入らない程度の寸法に設定されている。

本発明を実施するための形態２のスロットル弁装置では、円筒支持部がカラーの周方向において切り欠き部を有し、断続的にカラーの外周を囲う。
本発明を実施するための形態３のスロットル弁装置では、円筒支持部が複数の切り欠き部を有する。

本発明を実施するための形態４のスロットル弁装置では、円筒支持部が、軸方向一端側に向かうにつれて肉薄になるように設けられている。

本発明を実施するための形態５のスロットル弁装置では、カラーが、円筒支持部の軸方向一端側の外周面に周溝を有する。
本発明を実施するための形態６のスロットル弁装置では、ガード部材が、接続部の一端側に連結してカラーを覆う円筒状に形成されている。

〔実施例１の構成〕
実施例１のスロットル弁装置１の構成を、図１、図２、図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
スロットル弁装置１は、例えば自動車等の車両に搭載されて、運転者のアクセル操作量に基づいて、内燃機関の各気筒の燃焼室内へ供給する吸入空気量を変更するものである。

スロットル弁装置１は、運転者のアクセル操作量に応じて駆動されるバタフライ弁方式のスロットル弁２（図２、図３参照）と、内燃機関への吸気流路を形成するとともに、スロットル弁２を収容するスロットルボディ３とを備える。

スロットルボディ３は、樹脂で形成され、内部が吸気流路となる筒部５、スロットル弁２を駆動するためのモータ等を収容する駆動室６を有している。
そして、筒部５の軸方向一端側には他部材（例えば、インテークマニホールド７）がガスケット８を介して接続される（図３参照）。

筒部５の外周面には、軸方向一端よりも他端側において、径方向外方に突出するフランジ１０が形成されており、フランジ１０には筒部５の周方向に９０度間隔となるように４つの接続部１１が設けられている（図１、図２参照）。
接続部１１は、フランジ１０の他の部分よりも筒部５の径方向外方に突出して設けられている。

接続部１１には、接続部１１の軸方向一端側に突出するようにカラー１４が固定されている。
そして、インテークマニホールド７の他端側に筒部５を配置し、カラー１４にボルト１５（締結部材の一例）を挿入し、ボルト１５をインテークマニホールド７に固定されたナット１７に螺合することで、筒部５とインテークマニホールド７とが締結される。このとき、カラー１４は、インテークマニホールド７に当接し、ボルト１５による軸力を受け、筒部５の軸方向一端面がガスケット８に当接して、スロットルボディ３とインテークマニホールド７との間がシールされる。

スロットル弁２は、スロットルシャフト１８と、スロットルシャフト１８に固定された弁体１９とからなり、スロットルシャフト１８がモータによって回転駆動されることにより、弁体１９が筒部５内で回動し、筒部５内の吸気流路の開度を変更する。

なお、本実施例では、筒部５とインテークマニホールド７との締結により筒部５が変形し、弁体１９が筒部５の内周面に接触することを避けるため、接続部１１を有するフランジ１０を、筒部５において弁体１９が支持されている軸方向位置付近に設けている。これによれば、接続部１１が形成された部分の筒部５の壁は締結時に径方向外方への力を受けるため、筒部５の内周面と弁体１９との接触を回避することができる。

〔実施例１の特徴〕
実施例１のスロットル弁装置１は、インサート成形により接続部１１にカラー１４が固定されるとともに、接続部１１の軸方向一端面から延出してカラー１４の外周面を被覆する円筒支持部２２が形成されている。円筒支持部２２は、カラー１４の外周全周に溶着する円筒状に形成されている（図３（ａ）、（ｂ）参照）。

すなわち、接続部１１および円筒支持部２２に保持されるように型内にカラー１４を配置して射出成形されることにより、カラー１４はスロットルボディ３に固定される。
そして、射出成形の際に、樹脂が型の隙間に入り込むことにより、円筒支持部２２の軸方向一端側に円筒状のバリ２３が形成される。
円筒支持部２２の軸方向長さは、円筒支持部２２の軸方向一端側に形成されるバリ２３がスロットルボディ３の軸方向一端に達しない程度に設定されている。

また、スロットルボディ３は、接続部１１の軸方向一端側でカラー１４の周囲を囲うガード部材２５を有している。
ガード部材２５は、カラー１４の軸方向一端部の外周を隙間を介して囲うリング状に形成されている。

本実施例では、例えば、ガード部材２５は、円筒支持部２２の軸方向一端側で、且つ、バリ２３の先端２７（軸方向一端）の外周を囲う位置に設けられている。また、円筒支持部２２の軸方向一端とガード部材２５との間の距離（軸方向距離および径方向距離）を、円筒支持部２２とガード部材２５との間の隙間２８に指が入らないような寸法に設定している。

これにより、作業者の指が筒部５の径方向外方からカラー１４に向かっても、円筒支持部２２とガード部材２５との隙間２８が狭いため指が入らず、指は円筒支持部２２とガード部材２５とに当接してカラー１４表面のバリ２３への接触がとどめられる（図３（ａ）参照、図中の二点鎖線の円は指の断面を模している）。
すなわち、ガード部材２５は円筒支持部２２とともに、バリ２３への外部からの接触を防止するガードとして機能している。

なお、ガード部材２５は、筒部５の軸方向一端に筒部５と一体的に設けたフランジ３０に設けられている。すなわち、カラー１４の位置に対応する位置におけるフランジ３０が他の部分よりも筒部５の径方向外方に突出して設けられ、カラー１４よりも径大な貫通孔３１が形成されることにより、ガード部材２５が形成されている（図１参照）。

〔実施例１の効果〕
本実施例のスロットル弁装置１は、インサート成形により接続部１１にカラー１４が固定されるとともに、接続部１１の軸方向一端面から延出してカラー１４の外周面を被覆する円筒支持部２２が形成されている。

これにより、バリ２３は接続部１１から直接延出して形成される（図７（ｂ）参照）のではなく、円筒支持部２２から延出して形成される。
このため、バリ２３が接続部１１に直接拘束されている場合（図７（ｂ）参照）と比較して、温度変化に伴いバリ２３が径を拡大および縮小するような変形をしようとするときに、円筒支持部２２も変形をするためバリ２３は変形しやすくなる。すなわち、円筒支持部２２がバリ２３の変形を許容するためバリ２３内に応力が生じにくく、破損しにくくなる。この結果、バリ２３の脱落を防ぐことができる。

また、スロットルボディ３は、接続部１１の軸方向一端側でカラー１４の周囲を囲うガード部材２５を有し、本実施例では、ガード部材２５が鋭利なバリ２３の先端２７が露出しないようにカラー１４の周囲を囲っている。
そして、円筒支持部２２とガード部材２５との間の距離を、円筒支持部２２とガード部材２５との間の隙間２８に指が入らないような寸法に設定して、スロットル弁装置１を扱う作業者の指がバリ２３に接触しないようにしている。
これにより、バリ２３に外部から物体や人（手指）が接触するのを防止でき、バリ２３への接触による物体の破損や人の負傷を防止することができる。

また、ガード部材２５と円筒支持部２２との併用によって、ガード部材２５によりカラー１４全体を囲わなくても、バリ２３への接触を防止することができる。

〔実施例２の構成〕
実施例２のスロットル弁装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図３（ｃ）を用いて説明する。
実施例２のスロットル弁装置１では、円筒支持部２２がカラー１４の周方向において１つの切り欠き部３３を有し、断続的にカラー１４の外周を囲う略円筒状に形成されている。
これによれば、円筒支持部２２が温度変化により変形しやすくなるため、バリ２３の変形をより許容することができ、バリ２３内に応力を発生しにくく、バリ２３の破損及び脱落を防止することができる。

〔実施例３の構成〕
実施例３のスロットル弁装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図３（ｄ）を用いて説明する。
実施例３のスロットル弁装置１では、円筒支持部２２がカラー１４の周方向において複数の切り欠き部３３を有し、断続的にカラー１４の外周を囲う略円筒状に形成されている。なお、本実施例では、１８０度間隔に２つの切り欠き部３３が設けられている。
これによれば、実施例２の作用効果に加えて、切り欠き部３３を複数にすることで、円筒支持部２２に使用する樹脂の量を削減することができる。

〔実施例４の構成〕
実施例４のスロットル弁装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図４を用いて説明する。
実施例４のスロットル弁装置１では、円筒支持部２２が、軸方向一端側に向かうにつれて肉薄になるように設けられている。

これによれば、円筒支持部２２では、軸方向一端側に向かうほど成形中のスキン層の割合が大きくなる。すなわち、成形中の溶融樹脂が少なくなる。
このため、射出成形中に円筒支持部２２の軸方向一端には成形保圧がかかりにくく、円筒支持部２２を形成する型から軸方向一端側へはみ出る樹脂は少なくなり、バリ２３の発生を抑制することができる。

この結果、バリ２３の軸方向長さは短くなるので、万が一バリ２３が脱落した場合でも、脱落による影響をわずかにとどめることができる。また、バリ２３の軸方向長さが短くなるので、ガード部材２５によりガードする必要のある範囲が狭くなる。

〔実施例５の構成〕
実施例５のスロットル弁装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図５を用いて説明する。
実施例５のスロットル弁装置１は、円筒支持部２２の軸方向一端側のカラー１４の外周面に周溝３５が形成されている。

バリ２３は、成形中に樹脂が型の隙間に入り込み円筒支持部２２の軸方向一端側に進むことで形成されるが、樹脂の進行（バリの成長）は周溝３５に達すると、周溝３５に樹脂が入り込むことで停止する。このため、バリ２３の軸方向長さは短くなる。

また、軸方向においてバリ２３の先端２７が周溝３５の位置にある場合、バリ２３の先端２７が成形収縮により周溝３５内に向かって変形する。このため、バリ２３の先端２７がカラー１４の径方向外方に向かって突出することがなく、バリ２３への接触による物体の破損や人の負傷を防止することができる。

〔実施例６の構成〕
実施例６のスロットル弁装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図６を用いて説明する。
実施例６のスロットル弁装置１は、ガード部材２５が、接続部１１の一端側に連結してカラー１４を覆う円筒状に形成されている。

すなわち、ガード部材２５は、接続部１１の一端側からフランジ３０に垂下する円筒状に形成され、フランジ１０とフランジ３０を連結し、フランジ１０とフランジ３０との間のカラー１４の周囲を隙間を介して囲っている。

これによれば、ガード部材２５によってカラー１４を全て囲うことにより、カラー１４の外周に形成されるバリ２３への接触による物体の破損や人の負傷を防止することができる。

〔変形例〕
スロットル弁装置１の態様は、実施例に限定されず、様々な変形例を考えることができる。例えば、全てのカラー１４の外周にガード部材２５を設けるのではなく、取り扱い時に手指の触れやすい位置にあるカラー１４の外周のみにガード部材２５を設けてもよい。例えば、駆動室６に近接するカラー１４は、駆動室６の存在により手指が触れにくい。この場合、駆動室６に近接するカラー１４以外のカラー１４についてのみガード部材２５を設けてもよい。

１ スロットル弁装置
２ スロットル弁
３ スロットルボディ
５ 筒部
７ インテークマニホールド（他部材）
１１ 接続部
１４ カラー
１５ ボルト（締結部材）
２２ 円筒支持部
２３ バリ
２５ ガード部材
２８ 隙間
３３ 切り欠き部
３５ 周溝

Claims (7)

1. 軸方向一端側に他部材が締結される筒部を有する樹脂製のスロットルボディと、
   前記筒部内に支持されるスロットル弁とを備え、
   前記筒部の外周面に、径方向外方に向けて突出する接続部が設けられ、
   前記接続部には、軸方向一端側に突出するように金属製のカラーが固定され、
   前記カラーに締結部材を挿入し、前記締結部材を前記他部材に締結することで、前記カラーの軸方向一端が前記他部材に当接し、前記カラーが前記締結部材による軸力を受けて前記他部材に締結されるスロットル弁装置であって、
   インサート成形により前記接続部に前記カラーが固定されるとともに、前記接続部の軸方向一端面から延出して前記カラーの外周面を被覆する円筒支持部が形成され、
   前記スロットルボディは、前記接続部の軸方向一端側で前記カラーの周囲を囲うガード部材を有することを特徴とするスロットル弁装置。
2. 請求項１に記載のスロットル弁装置において、
   前記円筒支持部は、軸方向一端側に向かうにつれて肉薄になるように設けられていることを特徴とするスロットル弁装置。
3. 請求項１または２に記載のスロットル弁装置において、
   前記円筒支持部は、前記カラーの周方向において切り欠き部を有し、断続的に前記カラーの外周を囲うことを特徴とするスロットル弁装置。
4. 請求項３に記載のスロットル弁装置において、
   前記円筒支持部は、複数の前記切り欠き部を有することを特徴とするスロットル弁装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のスロットル弁装置において、
   前記カラーは、前記円筒支持部の軸方向一端側の外周面に周溝を有することを特徴とするスロットル弁装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のスロットル弁装置において、
   前記ガード部材は、前記円筒支持部の軸方向一端側に設けられ、
   前記ガード部材と前記円筒支持部との間の距離は、前記ガード部材と前記円筒支持部との間の隙間に指が入らない程度の寸法に設定されていることを特徴とするスロットル弁装置。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載のスロットル弁装置において、
   前記ガード部材は、前記接続部の一端側に連結して前記カラーを覆う円筒状に形成されていることを特徴とするスロットル弁装置。

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