JP7410414B2

JP7410414B2 - 絞り弁装置及び絞り弁装置の製造方法

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Publication number: JP7410414B2
Application number: JP2021108007A
Authority: JP
Inventors: 宏太竹内; 泰清水; 敏長坂; 克尚 ▲斎▼藤
Original assignee: Denso Corp; Denso Daishin Corp
Current assignee: Denso Corp; Denso Daishin Corp
Priority date: 2021-06-29
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2024-01-10
Anticipated expiration: 2041-06-29
Also published as: US11644102B2; US20220412466A1; DE102022105111A1; JP2023005817A; US20230228330A1; US11898641B2; CN115539651A

Description

本開示は、絞り弁装置及び絞り弁装置の製造方法に関する。本開示に係る絞り弁装置は、エンジンの吸気をコントロールする電子スロットル装置、排気ガス循環システムに用いられるＥＧＲバルブ、ディーゼルエンジンの吸気通路圧力制御弁、燃料電池の水素濃度を制御するための負圧制御バルブ等の用途がある。

例えば特許文献１に記載の電子スロットル装置では、モータの固定構造等には工夫が図られている。しかし、バルブとシャフトとの組付けは、単にバルブをシャフトに形成されたスリット内に差し込んだ状態でねじ止めするとしているのみである。これは、バルブは吸入空気の流量を調整する上で重要な部品であるため、バルブとスリットとの間から吸入空気が漏れるのを防止しなければならないとしていたからである。そのため、スリットの形状はバルブの外形と略同一であることを前提としており、スリットの形状に変更を加えることは想定していなかった。

特開２００４－１５３９１４号

本件開示は、スリットの形状に工夫を加えることで、スリット周囲のバリの発生を抑えつつ、同時にバルブとスリットとの間からの漏れも抑えることを課題とする。

本開示の第１は、円筒状通路及びモータ空間を有するボデーと、このボデーの円筒状通路に直交配置されるシャフトと、このシャフトの中心軸位置に一面側から他面側に亘って貫通形成されたスリットと、ボデーの円筒状通路の両側でスリットの一端側及び他端側の外方に配置されシャフトを回転自在に支持する一対の軸受と、シャフトにこのスリットと直交方向に形成されたネジ通し穴と、シャフトのスリットに挿入されネジ通し穴を介してシャフトにねじ止めされシャフトとともに回動して円筒状通路を開閉する円盤状のバルブと、ボデーのモータ空間に保持され電気信号に応じて回転し減速機構を介してシャフトを回動するモータとを備える絞り弁装置である。

そして、本開示の第１は、バルブの外径は円筒状通路の内径とは略同一であり、スリットの幅はバルブの肉厚と略同一であり、スリットのシャフトの軸方向長さは一面側の方が他面側より短く、スリットの一端側で一面側のみに端部丸孔が形成される絞り弁装置である。且つ、スリットとシャフトの一面側との面取角を鈍角とする絞り弁装置である。

本開示の第１では、端部丸孔を形成しているので、スリットの少なくとも一端側で一面側にバリが形成されるのが抑制できる。即ち、スリットの一端側では、スリットと端部丸孔との間に所定の角度があるので、シャフトの少なくとも一端側で一面側でのバリ形成は抑制できる。本開示の第２は、スリットの一端側では、スリットと端部丸孔との間の角度が１００度～１５０度程度である。角度を１００度～１５０度程度とすることで、バリの形成を効果的に抑制できる。

本開示の第３は、端部丸孔は、その径がスリットの幅と同等以上でかつ３０％程度以下大きく、その深さがシャフトの一面側からシャフトの径方向にスリットと接する位置以上に深く形成されている。この大きさとすることで、バリの形成を効果的に抑制できている。

本開示の第５は、端部丸孔の少なくとも一部がボデーに覆われている。ボデーに覆われる結果、端部丸孔からの漏れが抑制できる。

本開示の第４は、スリットの一端側の端部丸孔との間の角度は１２０度程度以上である。スリットの一端側の端部丸孔との間の角度を１２０度程度以上とすることで、バリの発生を実質的に無くしている。

本開示の第６は、シャフトの一端側で、軸受の更に外方には、減速機構の回転をシャフトに伝達するレバーが固定されている。レバーの固定は、圧入若しくは挿入後のカシメ等により行われる。その際に応力がスリットに加わるが、端部丸孔により、応力集中を防ぐことができる。

本開示の第７は、円筒状通路及びモータ空間を有するボデーと、このボデーの円筒状通路に直交配置されるシャフトと、このシャフトの中心軸位置に一面側から他面側に貫通形成されたスリットと、ボデーの円筒状通路の両側でスリットの一端側及び他端側の外方に配置されシャフトを回転自在に支持する一対の軸受と、シャフトのスリットに挿入されシャフトとともに回動して円筒状通路を開閉する円盤状のバルブと、ボデーのモータ空間に保持され電気信号に応じて回転し減速機構を介してシャフトを回動するモータとを備える絞り弁装置の製造方法である。

そして、本開示の第７は、シャフトの少なくとも一端側で軸受の内方の一面側にスリットの幅と同等以上かつ３０％程度以下大きい円筒状の端部丸孔を、シャフトの一面側からシャフトの径方向にスリットと接する位置以上の深さで形成し、次いで、シャフトの他面側から直径がボデーの直径より１０％～４０％大きい円盤状カッターを、切削刃がシャフトの一端側から他端側に向かう方向に回転させつつ他面側から一面側に移動させて、幅がバルブの肉厚と略同一で、端部丸孔との間の角度が所定角度となるようにスリットを形成し、次いで、軸受及びシャフトをボデーに端部丸孔がボデーにより少なくともその一部が覆われるように組付け、次いで、スリットにバルブを挿入し、次いで、バルブをシャフトにねじ止めし、次いで、モータ及び減速機構をボデーに組み込む絞り弁装置の製造方法である。

本開示の第７は、シャフトの少なくとも一端側で軸受の内方の一面側に円筒状の端部丸孔を形成してから、円盤状カッターでスリットを形成する。特に、端部丸孔の径を、スリットの幅と同等以上かつ３０％程度以下大きくし、端部丸孔の深さを、シャフトの一面側からシャフトの径方向にスリットと接する位置以上の深さとしている。その上で、円盤状カッターの直径をボデーの直径より１０％～４０％大きくし、かつ、円盤状カッターの回転方向を切削刃がシャフトの一端側から他端側に向かう方向としつつ、円盤状カッターの移動方向を他面側から一面側に向かう方向としている。そして、円盤状カッターは、端部丸孔との間の角度が所定角度程度となるようにスリットを形成している。これらの組み合わせにより、シャフトの少なくとも一端側で軸受の内方の一面側にバリが発生するのを抑制しつつスリットを形成することができる。これにより、高さの高いバリの発生を抑制することができる。

本開示の第７は、軸受及びシャフトをボデーに組付けるのに際し、端部丸孔の少なくともその一部がボデーにより覆われるようにしている。これにより、端部丸孔を形成してもその端部丸孔からの漏れが抑制できる。

本開示の第８は、バルブをシャフトにねじ止めした後で、モータをボデーに組み込む前に、シャフトの一端側及び他端側のいずれかで軸受の更に外方に、減速機構の回転をシャフトに伝達するレバーを固定する工程を加えている。上記の通り、レバーの固定は、圧入若しくは挿入後のカシメ等により行われるので、レバーの圧入工程等で応力がスリットに加わるが、端部丸孔により、応力集中を防ぐことができる。

図１は、電子スロットル装置の断面図である。図２は、電子スロットル装置の正面図である。図３は、ボデーの側面図である。図４は、減速機構を外したボデーの側面図である。図５は、コイルスプリング、第１ガイド、第２ガイドを示す斜視図である。図６は、シャフトの正面図である。図７は、図６図示シャフトの平面図である。図８は、スリット成形工程を示す説明図である。図９は、スリット成形工程の比較例を示す説明図である。図１０は、カッター切削面の面取り角度を示す説明図である。図１１は、面取り角度とバリ高さとの関係を示す説明図である。図１２は、シャフトの他の例を示す正面図である。図１３は、図１２図示シャフトの平面図である。

以下本開示の絞り弁装置を電子スロットル装置に用いた実施形態を、図に基づいて説明する。なお、本開示の絞り弁装置は、上述の通り、ＥＧＲバルブ、ディーゼルエンジン吸気通路圧力制御弁、燃料電池用負圧制御バルブ等、絞り弁装置として幅広く利用可能である。従って、スロットルシャフトやスロットルバルブ等の名称は本開示を電子スロットル装置に用いた場合の例で、シャフトやバルブの用途はスロットルに限定されるものではない。

図１は電子スロットル装置１の縦断面図で、この図１に基づいて電子スロットル装置１の概要を説明する。電子スロットル装置１はエンジンルームに配置され、エンジンに吸入される吸気の流量を制御する。ドライバーのアクセルペダル操作や、エンジンの回転状態等に応じて、図示しないエンジンコントロールユニットが最適な吸気量を演算して、演算結果に応じた回転量をモータ１００に出力する。

アルミニウム若しくはアルミニウム合金製のボデー３００のモータ空間３３０にモータ１００が配置される。モータ１００の回転は、モータシャフト１０１（図３図示）に圧入固定されたモータピニオン１０２から、減速機構２００に伝達される。減速機構２００は、図３に示すように、モータピニオン１０２、中間ギヤ２０１及びバルブギヤ２１０により形成される。

中間ギヤ２０１の大径歯車２０２は、モータピニオン１０２と歯合する。中間ギヤ２０１は中間シャフト２０３を中心として回転自在に保持されている。中間シャフト２０３は、ステンレス製でボデー３００の嵌合穴３０１に圧入固定されている。

中間ギヤ２０１の小径歯車２０４が、バルブギヤ２１０の外周に円弧状に形成された歯部２１１と歯合しており、モータピニオン１０２の回転は中間ギヤ２０１を介してバルブギヤ２１０に伝達される。減速割合は、凡そモータシャフト１０１が２８回転する毎にバルブギヤ２１０の１歯部２１１が時計回り若しくは反時計回りに進むこととなる。

バルブギヤ２１０のコップ状中心部２１２の内周には、半円弧状の磁石２２０及び２２１が配置され、磁石２２０、２２１により磁気回路が形成される。バルブギヤ２１０のコップ状中心部２１２の奥部（図１の下方）には円盤状のレバー４０１が配置されている。そして、磁石２２０、２２１とレバー４０１はバルブギヤ２１０にインサート成形されている。

レバー４０１はスロットルシャフト４３０の端面に固定される。固定は、圧入若しくは挿入後のカシメにより行う。従って、バルブギヤ２１０は、レバー４０１を介してスロットルシャフト４３０に連結し、バルブギヤ２１０の回転がスロットルシャフト４３０に伝達される。スロットルシャフト４３０には、円盤状のスロットルバルブ４００がネジ４０３により固定されている。スロットルバルブ４００は、その回動に応じてボデー３００に円筒状に形成された吸気通路３２０の開口面積を増減させる。電子スロットル装置１の場合には、吸気通路３２０が円筒状通路に対応する。なお、スロットルシャフト４３０はステンレス製であり、スロットルバルブ４００はアルミニウム若しくはアルミニウム合金製である。

ボデー３００の開口端３０３（図１の上側、図３の正面）は、カバー５００によって覆われている。カバー５００は、ポリブチルテレフタレートＰＢＴなどの樹脂で成形されており、所定部位にリブを形成して強度を得ている。図２の５０１はコネクタで、モータ１００への電力供給線や、回転角センサ５１０への電力線及び信号線が配置されている。５０２は、カバー５００をボデー３００に固定するネジである。

カバー５００のうち、スロットルシャフト４３０の軸線４０７に対応する位置には、ホールＩＣからなる一対の回転角センサ５１０が配置されている。回転角センサ５１０はカバー５００に固定されているが、その外周にバルブギヤ２１０にインサート成形された一対の円弧状をした磁石２２０、２２１が配置されている。そして、磁石２２０、２２１はスロットルシャフト４３０の回動に応じて軸線４０７周りを回動するので、磁気回路はスロットルバルブ４００の回転角に応じた位置に変化する。回転角センサ５１０は、この磁気回路の位置変化に起因する磁力の変化を検知して、スロットルバルブ４００の開度を検出する。そして、検出した位置情報を、図示しないエンジンコントロールユニットにフィードバックする。

スロットルシャフト４３０はスロットルバルブ４００を挟んで両側に配置された軸受４０５、４０６によって、ボデー３００に回転自在に支持されている。軸受４０５は滑り軸受であり、軸受４０６はボールベアリングである。ボデー３００の開口部３０２は、軸受４０５を挿入するための開口で、プラグ３１０によって覆われている。

ボデー３００にはバルブギヤ２１０を収容する空間３２１が形成されており、この空間３２１にはスロットルシャフト４３０をバネ力で付勢するコイルスプリング４５０が配置されている。コイルスプリング４５０は、バネ鋼製で、図５に示すように、直径が１５ミリメートル程度の円筒状をしている。そして、一端側スプリング端４５１、及び他端側スプリング端４５２が径方向外側に折れ曲がって５ミリメートル程度外方に突出している。

コイルスプリング４５０の一面側端面４５３は第１ガイド４６０により覆われている。また、コイルスプリング４５０の他面側端面４５４は第２ガイド４６１により覆われている。第１ガイド４６０も第２ガイド４６１も共に６６ナイロン樹脂製である。以下、第１ガイド４６０に付いて説明する。

第１ガイド４６０には、円筒状をしたコイルスプリング４５０の一面側端面４５３を覆う円盤部４６２が形成されている。そして、この円盤部４６２にコイルスプリング４５０の一面側端面４５３が収納される。第１ガイド４６０は、円盤部４６２の中心部にハブ４６３を形成し、ハブ４６３の中心穴４６４内にスロットルシャフト４３０が遊嵌入される。換言すれば、第１ガイド４６０はスロットルシャフト４３０の周りに回転自在に配置される。

第１ガイド４６０の円盤部４６２からは、ガイドフック４６８が径方向に突出形成されている。以上は、第１ガイド４６０に関して説明したが、第２ガイド４６１は第１ガイド４６０と同一形状をしており、第１ガイド４６０に関する説明は第２ガイド４６１にも適用できる。

このように、第１ガイド４６０と第２ガイド４６１とを同一形状とすることで、組付け時に第１ガイド４６０と第２ガイド４６１との層別を行う必要がなくなり、組み付け時間の短縮が図れる。加えて、同一形状とすることで、組み付け設備のコストも低減でき、かつ、部品コストも低減できる。

第１ガイド４６０、コイルスプリング４５０及び第２ガイド４６１は、図１に示すように、バルブギヤ２１０の背面（図１の下方）でスロットルシャフト４３０の周囲に配置される。配置された状態で、第１ガイド４６０のハブ４６３は金属製のレバー４０１に当接し、第２ガイド４６１のハブ４６３はボールベアリング（軸受４０６）のインナーレースと当接している。

図４に示すように、ボデー３００には第１ガイド４６０のガイドフック４６８と当接するボデーフック３０５と、第２ガイド４６１のガイドフック４６８と当接するボデーフック３０７が形成されている。そして、ガイドフック４６８がボデーフック３０５及び３０７に当接した状態では、コイルスプリング４５０の付勢力によって、スロットルバルブ４００は吸気通路３２０をバルブ中間開度に保持する。このバルブ中間開度は閉位置ではあるが、故障時の退避走行が可能なように、スロットルバルブ４００は吸気通路３２０を全閉にすることはなく、所定量の吸気は流入できるように多少開いた位置となっている。

このスロットルバルブ４００の開閉をコイルスプリング４５０の挙動と共に説明する。エンジンの回転数を上昇させるためにスロットルバルブ４００が吸気通路３２０を開く場合、コイルスプリング４５０の他端側スプリング端４５２はボデーフック３０７と当接してその位置を保持する。一方、一端側スプリング端４５１はバルブギヤ２１０に形成されたバルブギヤフック２１３が当接し、バルブギヤ２１０（スロットルシャフト４３０）の回動に応じて移動する。この移動に応じ、コイルスプリング４５０はスロットルシャフト４３０やバルブギヤ２１０、ひいてはモータ１００にリターン側の付勢力を付加する。

一方で、アイドリング状態とすべく、スロットルバルブ４００が吸気通路３２０を閉じる場合には、スロットルシャフト４３０はバルブ中間開度から全閉位置に回動する。その場合には、全開方向とは逆に、コイルスプリング４５０の一端側スプリング端４５１はボデーフック３０５と当接してその位置を保持する。そして、他端側スプリング端４５２がバルブギヤフック２１３と当接して、スロットルシャフト４３０の回動に応じて移動する。なお、図１はスロットルバルブ４００が吸気通路３２０を閉じた状態を示し、図２はスロットルバルブ４００が吸気通路３２０を開いた状態を示している。

次に、上記構成の電子スロットル装置１の製造方法（製造工程）を説明する。ボデー３００はアルミニウム若しくはアルミニウム合金をダイキャスト成形する。スロットルシャフト４３０はステンレスを切削して棒形状とする。中間シャフト２０３もステンレスを切削して棒形状とする。

図６及び図７に示すように、スロットルシャフト４３０に、スロットルバルブ４００を収容するスリット４３１を形成する。このスリット４３１の幅はスロットルバルブ４００の肉厚と略同一である。例えば、スロットルバルブ４００の肉厚が１．６ミリメートル程度の場合、スリット４３１の幅は１．７ミリメートル程度である。従って、本開示におけるスリット４３１の幅とスロットルバルブ４００の肉厚とが略同一であるとの意味は、スリット４３１にスロットルバルブ４００が挿入できるような隙間を設けるとの意味合いである。この隙間の大きさは公差以上とし、スロットルバルブ４００が確実にスリット４３１に挿入できるようにしている。

スリット４３１は、スロットルシャフト４３０の一面側４３２（図６の上側）から他面側４３３（図６の下側）に亘って貫通している。図６及び図７の左側を一端側４３４、左側を他端側４３５とした場合、本開示ではスリット４３１の成形に先立ち、スロットルシャフト４３０の一端側４３４の一面側４３２に端部丸孔４３６をドリルで切削形成する。端部丸孔４３６の孔径はスリット４３１の幅と同じか、若干大きい。例えば、スリット４３１の幅が１．７ミリメートル程度の場合、端部丸孔４３６の径は２ミリメートル程度としている。スリット４３１の大きさによっても異なるが、端部丸孔４３６の径はスリット４３１の幅と同等か３０％程度以下大きくしている。また、端部丸孔４３６の深さは２．５ミリメートル程度である。

図８に示すように、端部丸孔４３６を形成した後、スロットルシャフト４３０を固定し、カッター４４０でスリット４３１を切削形成する。カッター４４０は超鋼合金製で、円盤形状をしており、外周に多数の切削刃を備えている。毎分７００～８００程度回転し、切削部分には切削油を供給している。

カッター４４０は、スロットルシャフト４３０の他面側４３３から一面側４３２に向かって移動しながら回転し、スリット４３１を切削形成する。また、回転方向は、図８において時計回りであり、スロットルシャフト４３０との関係では、一端側４３４から他端側４３５へ刃（図１０図示）が移動する方向での切削となる。

カッター４４０の径は、中心軸４４１がスロットルシャフト４３０と干渉しないよう、スロットルバルブ４００の径より大きくなっている。例えば、スロットルバルブ４００の径が４５ミリメートル程度の場合、カッター４４０の径は５８ミリメートルである。ここで、スリット４３１の形状のうちスロットルシャフト４３０の軸方向の長さをスリット４３１の軸方向の長さと呼ぶ。上記の通り、カッター４４０が円盤形状をしているため、スリット４３１の軸方向の長さは、他面側４３３の方が一面側４３２に比べて長くなる。

そのため、カッター４４０の径をスロットルバルブ４００の径に比べて大きくし過ぎると、スリット４３１の軸方向の長さが他面側４３３が一面側４３２に比べて長くなりすぎて、望ましくない。逆に、カッター４４０の径をスロットルバルブ４００の径に近づけすぎると、中心軸４４１がスロットルシャフト４３０と干渉することとなり、やはり望ましくない。そのため、本開示ではカッター４４０の径をスロットルバルブ４００の径より１０％～４０％大きくしている。上記の例では、カッター４４０の径はスロットルバルブ４００の径より約３０％大きい。

図９は、端部丸孔４３６を設けない場合の比較例であるが、端部丸孔４３６を設けないとスリット４３１の切削成形の終了時での、スリット４３１とスロットルシャフト４３０の一面側４３２との面取角Ａが鋭角となり、スリット４３１の一面側４３２にバリ４４２が発生する。

それに対し、本開示では端部丸孔４３６を設けているので、切削成形の終了時での、スリット４３１とスロットルシャフト４３０の一面側４３２との面取角Ａは鈍角となる。図１０は、カッター４４０の刃４４３の回転方向と面取角Ａとの関係を説明している。この面取角Ａとバリ４４２の高さＢを、実機で確認した例を図１１に示す。

図１１は横軸に面取角Ａ、縦軸にバリ４４２の高さＢとしている。この図１１に示すように、面取角Ａが直角の場合は１．４ミリメートル程度の高さＢのバリ４４２が発生していた。それに対し、面取角Ａを鈍角とすれば、１００度であっても、バリ４４２の高さＢを０．３ミリメートル程度に低下させることができる。面取角Ａを１１０度とすれば、バリ４４２の高さＢは０．１ミリメートル程度まで低下する。そして、面取角Ａを１２０度以上とすれば、バリ４４２は殆ど発生しない。

この実機での測定例より、面取角Ａは１００度以上であればよく、１１０度を超えれば実用上問題とならない程度にバリ４４２の高さＢを抑えることができ望ましい。更に、望ましいのは、面取角Ａを１２０度以上にすることである。

上述の通り、スリット４３１の形状はカッター４４０の径により定まるので、面取角Ａの大きさは、端部丸孔４３６の形状に応じて定まることとなる。まず、端部丸孔の深さをスリット４３１と接する位置以上に深くする必要がある。その上で、スリット４３１との面取角Ａを所定角度以上とする深さが求められる。端部丸孔４３６をスロットルシャフト４３０の一面側４３２から他面側４３３まで貫通させれば面取角Ａは１８０度となる。ただ、端部丸孔４３６をスロットルシャフト４３０の一面側４３２から他面側４３３まで貫通させることは、切削工程を徒に伸ばすこととなり実用的ではない。

ここで、面取角Ａの上限は端部丸孔４３６の深さ、軸方向位置、径により定まる。そのため本開示では、端部丸孔４３６の径を２ミリメートル程度スリット４３１の幅を１．７ミリメートル程度とした場合、深さはスロットルシャフト４３０の径の半分以下とし、望ましくは４０％以下としている。端部丸孔４３６の深さを、スロットルシャフト４３０の径の半分とした際には、面取角Ａは１５０度程度となっている。なお、上述の例示の深さ２．５ミリメートル程度では、面取角Ａが１２０度程度である。

このように、端部丸孔４３６は、その深さをスリット４３１と接する位置以上に深くすることを前提として、その上で、所定の面取角Ａを得るように定める。具体的には、端部丸孔４３６の深さ、軸方向位置、径は、スロットルバルブ４００の径を起点として、カッター４４０の径を定め、次いで、面取角Ａを定めることで決定できる。換言すれば、面取角Ａを１００度以上として、必要以上の深さに端部丸孔４３６形成工程を行わないようして、端部丸孔４３６の深さ、軸方向位置、径を定める。端部丸孔４３６の深さは、スロットルシャフト４３０の一面側４３２から径方向の１０％～５０％で形成すればよい。上記の通り、端部丸孔４３６の深さは短い方が加工しやすいので、４０％以下とする方が望ましい。本例では、スロットルシャフト４３０の径が８ミリメートル程度であるので、端部丸孔４３６の深さは、３０％程度である。

以上の工程で、スロットルシャフト４３０に端部丸孔４３６とスリット４３１を形成し、次いで、ネジ通し穴４３７をドリルで切削形成する。ネジ通し穴４３７はスリット４３１とは直交する方向に形成する。尤も、ネジ通し穴４３７を、端部丸孔４３６やスリット４３１より、先に形成することも可能である。また、スリット４３１を形成してから端部丸孔４３６を形成しても良い。

なお、端部丸孔４３６と軸受４０５（軸受４０６）との位置関係は、端部丸孔４３６が軸受４０５（軸受４０６）と接しない位置としている。

スロットルシャフト４３０を加工した状態での電子スロットル装置１の組付け工程を次に説明する。まず、ボデー３００に中間シャフト２０３と滑り軸受４０５とを圧入して組付ける。また、スロットルシャフト４３０にボールベアリング側の軸受４０６を組付ける。そして、軸受４０６を組付けた状態でスロットルシャフト４３０をボデー３００に組付ける。組付けた状態では、スロットルシャフト４３０の一端側４３４は滑り軸受４０５に回転支持される。また、軸受４０６はボデー３００に支持される。

その状態で、スロットルバルブ４００をスリット４３１に挿入する。スロットルバルブ４００の肉厚はスリット４３１と略同一であるが、上述のように、公差以上の隙間があるので挿入はスムーズに行うことができる。スロットルバルブ４００をスリット４３１に挿入した状態で、ネジ４０３によりスロットルバルブ４００とスリット４３１とを固定する。ここで、スロットルバルブ４００の外径は、ボデー３００に形成された吸気通路３２０の内径と略同一である。ただ、上述の通り、略同一とは公差以上吸気通路３２０の内径の方が、スロットルバルブ４００の外径より大きい。また、スリット４３１に挿入するため、スリット４３１の軸方向の長さもスロットルバルブ４００の外径より大きくなっている。

そのため、このスロットルバルブ４００の組付けられた状態では、端部丸孔４３６は、少なくともその一部がボデー３００により覆われている。端部丸孔４３６は内径がスリット４３１（スロットルバルブ４００）の幅より大きいので、端部丸孔４３６とスリット４３１を介して吸入空気が漏れる可能性もあるが、本開示では端部丸孔４３６がボデー３００により覆われることで、吸入空気の漏れを抑制することができている。

次に、コイルスプリング４５０と第１ガイド４６０及び第２ガイド４６１を組付ける。コイルスプリング４５０にプリロードの掛かっていない状態では、第１ガイド４６０と第２ガイド４６１との間は、コイルスプリング４５０により大きく離れている。尤も、この状態でも、第１ガイド４６０の円盤部４６２がコイルスプリング４５０の一面側端面４５３を収納しつつ、ガイドフック４６８が一端側スプリング端４５１を保持している。また、第２ガイド４６１の円盤部４６２がコイルスプリング４５０の他面側端面４５４を収納しつつ、ガイドフック４６８が他端側スプリング端４５２を保持している。

この状態から、コイルスプリング４５０にプリロードを加えて、第１ガイド４６０のガイドフック４６８をバルブギヤ２１０のバネ受けに当接させ、一方、第２ガイド４６１のガイドフック４６８をボデー３００のボデーフック３０５、３０７に当接させる。次いで、第１ガイド４６０及び第２ガイド４６１のガイドフック４６８の間に、バルブギヤ２１０のバルブギヤフック２１３（図５図示）を配置する。

その後、スロットルシャフト４３０の他端側４３５にレバー４０１を固定する。固定は、他端側４３５にレバー４０１を圧入することで行うが、圧入に代えて、挿入後のカシメにより固定しても良い。このレバー４０１の圧入やカシメ時にスロットルシャフト４３０には応力が生じる。そして、応力は角部に集中する傾向がある。ただ、本開示では端部丸孔４３６を形成して、少なくとも一端側４３４の一面側４３２ではスリット４３１の端部の形状を円形としている。そのため、端部丸孔４３６により応力集中を防止することができている。

スロットルシャフト４３０側の組付けが終了すると、モータ空間３３０にモータ１００を配置する。次いで、中間シャフト２０３に中間ギヤ２０１を挿入する。その後、予め回転角センサ５１０を組み込んだカバー５００でボデー３００の開口端３０３を塞ぎ、カバー５００をボデー３００にネジ５０２（図２図示）で固定する。その後、各種の性能検査を行い、次いで、ボデー３００の開口部３０２をプラグ３１０で閉じる。

以上のように組付けられた電子スロットル装置１は、上述の通り、エンジンの吸入空気量の制御を行う。その際、スロットルバルブ４００には吸入空気の圧力が加わる。より具体的には、上流の大気圧と下流の負圧との差圧がスロットルバルブ４００に加わる。このスロットルバルブ４００に加わる差圧は、スロットルシャフト４３０のスリット４３１で受け止められる。そのため、スリット４３１の角部には応力が集中することとなるが、本開示では端部丸孔４３６を設けているため、少なくとも一端側４３４の一面側４３２では応力の集中は緩和される。

なお、本開示では端部丸孔４３６を一端側４３４の一面側４３２に形成しているが、ここで、一端側４３４と他端側４３５との関係、及び一面側４３２と他面側４３３との関係は、図８に示すカッター４４０との関係で定まる。即ち、カッター４４０が切削を開始する側が他面側４３３で、カッター４４０の切削終了時軸方向の長さが短い側が一面側４３２である。そして、一面側４３２で、カッター４４０の刃４４３の移動方向後側が一端側４３４で、刃４４３の移動方向側が他端側４３５となる。

換言すれば、図９の状態でバリ４４２が発生する部位がスリット４３１の一端側４３４の一面側４３２となる。図９の例では、カッター４４０が時計方向に回転するため、スロットルシャフト４３０の左側が一端側４３４となっている。ただ、カッター４４０が反時計方向に回転すれば、スロットルシャフト４３０の右側が一端側４３４となる。

図１の例では、一端側４３４に軸受４０５を配置し、他端側４３５にレバー４０１を配置しているが、これは、図９の状態でカッター４４０が時計方向に回転していたためである。図９の状態でカッター４４０が反時計方向に回転すれば、一端側４３４にレバー４０１が配置され、他端側４３５に軸受４０５が配置されることとなる。

本開示で必須とするのは、スリット４３１の一端側４３４の一面側４３２に端部丸孔４３６を形成することである。ただ、それ以外の端部に丸孔を設けることを否定するものではない。図１２及び図１３に示す例では、スリット４３１の一端側４３４の一面側４３２に形成した端部丸孔４３６の他に、他端側４３５の一面側４３２に第２端部丸孔４３６１、他端側４３５の他面側４３３に第３端部丸孔４３６２、一端側４３４の他面側４３３に第４端部丸孔４３６３を設けている。

第２端部丸孔４３６１と第４端部丸孔４３６３は、それぞれカッター４４０の刃４４３の切削開始位置であるので、バリ４４２が発生することは無い。また、第３端部丸孔４３６２は、刃４４３が離れる部位であるが、面取角Ａが鈍角であるので、バリ４４２の高さＢは小さくなっている。従って、第２端部丸孔４３６１、第３端部丸孔４３６２及び第４端部丸孔４３６３は、バリ４４２の高さＢを抑える機能は無い。ただ、スリット４３１の軸方向の端部に丸孔を形成することで、組付け時や使用時の応力を緩和することができる。

また、第２端部丸孔４３６１、第３端部丸孔４３６２及び第４端部丸孔４３６３は、端部丸孔４３６と同様、組付けられた状態では、ボデー３００に覆われている。そのため、スリット４３１の端部に丸孔を形成しても、その部位より吸入空気が漏れる恐れは効果的に抑制できている。

なお、上述のスロットルバルブ４００やスロットルシャフト４３０の寸法は、一例であり、電子スロットル装置１に要求される性能に応じで、より大きな形状としたり小型化したりするものである。スロットルバルブ４００やスロットルシャフト４３０以外でも、上述の材料や寸法は一例であり、電子スロットル装置１に求められる要請に応じて適宜選択することが可能である。

上述の通り、本件開示の絞り弁装置は、エンジンの吸気量を制御する電子スロットル装置や、排気ガス循環量を制御するＥＧＲバルブ、ディーゼルエンジンの吸気を制御する吸気通路圧力制御弁、燃料電池の水素濃度を制御する負圧制御バルブ等にも適用可能である。

１電子スロットル装置
１００モータ
２００減速機構
４００スロットルバルブ
４０１レバー
４０５軸受
４０６軸受
４３０スロットルシャフト
４３１スリット
５００カバー

Claims

円筒状通路及びモータ空間を有するボデー（３００）と、
このボデーの前記円筒状通路に直交配置されるシャフト（４３０）と、
このシャフトの中心軸位置に一面側から他面側に亘って貫通形成されたスリット（４３１）と、
前記ボデーの前記円筒状通路の両側で、前記スリットの一端側及び他端側の外方に配置され、前記シャフトを回転自在に支持する一対の軸受と、
前記シャフトにこのスリットと直交方向に形成されたネジ通し穴と、
前記シャフトの前記スリットに挿入され、前記ネジ通し穴を介して前記シャフトにねじ止めされ、前記シャフトとともに回動して前記円筒状通路を開閉する円盤状のバルブ（４００）と、
前記ボデーの前記モータ空間に保持され電気信号に応じて回転し、減速機構を介して前記シャフトを回動するモータとを備え、
前記バルブの外径は、前記円筒状通路の内径とは略同一であり、
前記スリットの幅は、前記バルブの肉厚と略同一であり、
前記スリットの前記シャフトの軸方向長さは一面側の方が他面側より短く、
前記スリットの一端側で一面側のみに端部丸孔が形成され、前記スリットと前記シャフトの一面側との面取角を鈍角とする
ことを特徴とする絞り弁装置。
円筒状通路及びモータ空間を有するボデー（３００）と、
このボデーの前記円筒状通路に直交配置されるシャフト（４３０）と、
このシャフトの中心軸位置に一面側から他面側に亘って貫通形成されたスリット（４３１）と、
前記ボデーの前記円筒状通路の両側で、前記スリットの一端側及び他端側の外方に配置され、前記シャフトを回転自在に支持する一対の軸受と、
前記シャフトにこのスリットと直交方向に形成されたネジ通し穴と、
前記シャフトの前記スリットに挿入され、前記ネジ通し穴を介して前記シャフトにねじ止めされ、前記シャフトとともに回動して前記円筒状通路を開閉する円盤状のバルブ（４００）と、
前記ボデーの前記モータ空間に保持され電気信号に応じて回転し、減速機構を介して前記シャフトを回動するモータとを備え、
前記バルブの外径は、前記円筒状通路の内径とは略同一であり、
前記スリットの幅は、前記バルブの肉厚と略同一であり、
前記スリットの前記シャフトの軸方向長さは一面側の方が他面側より短く、
前記スリットの少なくとも一端側で一面側には、端部丸孔が形成され、
前記スリットの一端側では、前記スリットと前記端部丸孔との間の角度が１００度～１５０度程度である
ことを特徴とする絞り弁装置。
円筒状通路及びモータ空間を有するボデー（３００）と、
このボデーの前記円筒状通路に直交配置されるシャフト（４３０）と、
このシャフトの中心軸位置に一面側から他面側に亘って貫通形成されたスリット（４３１）と、
前記ボデーの前記円筒状通路の両側で、前記スリットの一端側及び他端側の外方に配置され、前記シャフトを回転自在に支持する一対の軸受と、
前記シャフトにこのスリットと直交方向に形成されたネジ通し穴と、
前記シャフトの前記スリットに挿入され、前記ネジ通し穴を介して前記シャフトにねじ止めされ、前記シャフトとともに回動して前記円筒状通路を開閉する円盤状のバルブ（４００）と、
前記ボデーの前記モータ空間に保持され電気信号に応じて回転し、減速機構を介して前記シャフトを回動するモータとを備え、
前記バルブの外径は、前記円筒状通路の内径とは略同一であり、
前記スリットの幅は、前記バルブの肉厚と略同一であり、
前記スリットの前記シャフトの軸方向長さは一面側の方が他面側より短く、
前記スリットの少なくとも一端側で一面側には、端部丸孔が形成され、
前記端部丸孔は、その径が前記スリットの幅と同等以上かつ３０％程度以下大きく、その深さが前記シャフトの一面側から前記シャフトの径方向に前記スリットと接する位置以上に深く形成されている
ことを特徴とする絞り弁装置。
円筒状通路及びモータ空間を有するボデー（３００）と、
このボデーの前記円筒状通路に直交配置されるシャフト（４３０）と、
このシャフトの中心軸位置に一面側から他面側に亘って貫通形成されたスリット（４３１）と、
前記ボデーの前記円筒状通路の両側で、前記スリットの一端側及び他端側の外方に配置され、前記シャフトを回転自在に支持する一対の軸受と、
前記シャフトにこのスリットと直交方向に形成されたネジ通し穴と、
前記シャフトの前記スリットに挿入され、前記ネジ通し穴を介して前記シャフトにねじ止めされ、前記シャフトとともに回動して前記円筒状通路を開閉する円盤状のバルブ（４００）と、
前記ボデーの前記モータ空間に保持され電気信号に応じて回転し、減速機構を介して前記シャフトを回動するモータとを備え、
前記バルブの外径は、前記円筒状通路の内径とは略同一であり、
前記スリットの幅は、前記バルブの肉厚と略同一であり、
前記スリットの前記シャフトの軸方向長さは一面側の方が他面側より短く、
前記スリットの少なくとも一端側で一面側には、端部丸孔が形成され、
前記スリットの一端側の前記端部丸孔との間の角度は、１２０度程度以上である
ことを特徴とする絞り弁装置。
前記端部丸孔は、少なくともその一部が前記ボデーにより覆われる
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の絞り弁装置。
前記シャフトの一端側及び他端側のいずれかで、前記軸受の更に外方には、前記減速機構の回転を前記シャフトに伝達するレバーが固定される
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の絞り弁装置。
円筒状通路及びモータ空間を有するボデーと、
このボデーの前記円筒状通路に直交配置されるシャフトと、
このシャフトの中心軸位置に一面側から他面側に亘って貫通形成されたスリットと、
前記ボデーの前記円筒状通路の両側で、前記スリットの一端側及び他端側の外方に配置され、前記シャフトを回転自在に支持する一対の軸受と、
前記シャフトの前記スリットに挿入され、前記シャフトとともに回動して前記円筒状通路を開閉する円盤状のバルブと、
前記ボデーの前記モータ空間に保持され電気信号に応じて回転し、減速機構を介して前記シャフトを回動するモータとを備える絞り弁装置の製造方法であって、
前記シャフトの前記軸受の内方の少なくとも一端側で一面側に、前記スリットの幅と同等以上かつ３０％程度以下大きい端部丸孔を、前記シャフトの一面側から前記シャフトの径方向に前記スリットと接する位置以上の深さで形成し、
次いで、前記シャフトの他面側から、直径が前記バルブの直径より１０％～４０％程度大きい円盤状カッターを、切削刃が前記シャフトの一端側から他端側に向かう方向に回転させつつ他面側から一面側に移動させて、幅が前記バルブの肉厚と略同一で前記端部丸孔との間の角度が所定角度となるように前記スリットを形成し、
次いで、前記軸受及び前記シャフトを前記ボデーに、前記端部丸孔が前記ボデーにより少なくともその一部が覆われるように、組付け、
次いで、前記スリットに前記バルブを挿入し、
次いで、前記バルブを前記シャフトにねじ止めし、
次いで、前記モータ及び前記減速機構を前記ボデーに組み込む
ことを特徴とする絞り弁装置の製造方法。
前記バルブを前記シャフトにねじ止めした後で、前記モータを前記ボデーに組み込む前に、前記シャフトの一端側及び他端側のいずれかで前記軸受の更に外方に、前記減速機構の回転を前記シャフトに伝達するレバーを固定する
ことを特徴とする請求項７に記載の絞り弁装置の製造方法。