JPH1193906A - Actuator made of resin - Google Patents

Actuator made of resin

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JPH1193906A
JPH1193906A JP27193597A JP27193597A JPH1193906A JP H1193906 A JPH1193906 A JP H1193906A JP 27193597 A JP27193597 A JP 27193597A JP 27193597 A JP27193597 A JP 27193597A JP H1193906 A JPH1193906 A JP H1193906A
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JP
Japan
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resin
rubber ring
lower lid
lid
upper lid
Prior art date
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JP27193597A
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Japanese (ja)
Inventor
Hikari Iio
光 飯尾
Yasuhiro Numao
康弘 沼尾
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light actuator made of resin to prevent the occurrence of breakage of a weld part due to a heat shock (a heat cycle), heat aging, creep, and fatigue, being excellent in long period durability reliability and sealing ability, and a resin part (a resin-molded product), such as a throttle chamber, having the actuator made of resin. SOLUTION: In an actuator made of resin provided at an internal part with two air chambers with a diaphragm located between upper and lower covers, a rubber ring 110 is contained in a rubber ring groove 111, and compressed by the outer surface of an upper cover rib 124 and the inner surface of a vertical wall 106a. The outer surface of the vertical wall 106a makes contact with the inner surface of a stopper 123. A weld part 120 is arranged at a part with which the base part of an upper cover flange 121 and the top part of a lower cover wall 106a make contact, welding between upper and lower covers is carried out in a direction extending orthogonally with the compression direction of the rubber ring 110.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータ内
にダイヤフラムを介して設けた2つの気室の圧力差によ
って、このダイヤフラムにロールかしめ等を用いて取り
付けたロッドを駆動する樹脂製アクチュエータに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin actuator for driving a rod attached to a diaphragm using a roll caulking or the like by a pressure difference between two air chambers provided in the actuator via a diaphragm.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、吸気通路内の圧力又はバキュ
ームポンプによって発生する負圧等を利用して開閉制御
を行うバルブ、例えば、自動車用内燃機関(エンジン)
部品であるディーゼルエンジン用スロットルチャンバの
スロットルバルブや、インテールマニホールド内に設け
たスワールコントロールバルブ等の駆動力源としては、
金属製アクチュエータが広く使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a valve that performs opening / closing control using the pressure in an intake passage or a negative pressure generated by a vacuum pump, for example, an internal combustion engine (engine) for an automobile
Parts such as the throttle valve of the throttle chamber for diesel engines and the driving power source such as the swirl control valve provided in the tail manifold are:
Metal actuators are widely used.

【0003】また、ディーゼルエンジン用スロットルチ
ャンバでは、内燃機関(エンジン)の吸気通路内の圧力
とバキュームポンプによって発生する負圧との圧力差に
よって作動するスロットルチャンバソレノイドと、スロ
ットルチャンバソレノイドの開閉に連動して駆動力を発
生するアクチュエータとによって、スロットルバルブの
開閉制御が行われている。
In a throttle chamber for a diesel engine, a throttle chamber solenoid operated by a pressure difference between a pressure in an intake passage of an internal combustion engine (engine) and a negative pressure generated by a vacuum pump, and an opening / closing of the throttle chamber solenoid are linked. The opening and closing of the throttle valve is controlled by an actuator that generates a driving force.

【0004】ここで、従来から広く使用されてきた金属
製アクチュエータの一例を図2及び図3に示す。同図に
示したように、かかる金属製アクチュエータは、コネク
タ部7と内側面にスプリング8を巻回された突出部19
を有する上蓋5と、外周部にゴムリング10を有するダ
イヤフラム9と、このダイヤフラム9と上蓋5によって
形成される気室(A)14と、ダイヤフラム9と下蓋6
によって形成される気室(B)15とを備え、ダイヤフ
ラム9は、上記2つの気室に圧力差が発生した際にスプ
リング8の反力を受ける。
FIGS. 2 and 3 show an example of a metal actuator that has been widely used in the past. As shown in the figure, the metal actuator has a connector portion 7 and a projection portion 19 having a spring 8 wound on an inner surface thereof.
, A diaphragm 9 having a rubber ring 10 on its outer periphery, an air chamber (A) 14 formed by the diaphragm 9 and the upper lid 5, a diaphragm 9 and a lower lid 6
The diaphragm 9 receives the reaction force of the spring 8 when a pressure difference occurs between the two air chambers.

【0005】また、ダイヤフラム9の中央部にはロッド
13がロールかしめによって取り付けられている。更
に、ダイヤフラム9の外周に設けられたゴムリング10
は、下蓋6に設けられたゴムリング溝11に挿入された
後に、上蓋5と下蓋6とをかしめることによってゴムリ
ング10を圧縮され、気室(A)14と気室(B)15
との気密性を確保している。
A rod 13 is attached to the center of the diaphragm 9 by roll caulking. Further, a rubber ring 10 provided on the outer periphery of the diaphragm 9
After the rubber ring 10 is inserted into the rubber ring groove 11 provided in the lower lid 6, the rubber ring 10 is compressed by caulking the upper lid 5 and the lower lid 6, and the air chamber (A) 14 and the air chamber (B) Fifteen
And the airtightness is secured.

【0006】通常、コネクタ部7は、図示しないゴムホ
ースを介して内燃機関(エンジン)の吸気通路内の圧力
とバキュームポンプによって発生する負圧との圧力差に
よって作動するスロットルチャンバソレノイドと連通し
ており、該アクチュエータの気室(A)14内の圧力が
減少すると、ダイヤフラム9は、スプリング8の反力に
抗して図2の矢印の方向に移動し、これに伴いロッド1
3も矢印方向に移動する。
Normally, the connector section 7 communicates via a rubber hose (not shown) with a throttle chamber solenoid operated by a pressure difference between a pressure in an intake passage of an internal combustion engine (engine) and a negative pressure generated by a vacuum pump. When the pressure in the air chamber (A) 14 of the actuator decreases, the diaphragm 9 moves in the direction of the arrow in FIG.
3 also moves in the direction of the arrow.

【0007】気室(A)14内の圧力とロッド13の移
動量との関係は、スプリング8のバネ定数によって任意
に設定可能であり、スロットルバルブが全閉の状態と半
開の状態を設けるために、2段スプリングを採用するこ
とや、コネクタ部を2個設けることがある。なお、下蓋
6に水抜き穴16を設けることがあり、この場合、気室
(B)15の圧力は大気圧となる。
The relationship between the pressure in the air chamber (A) 14 and the amount of movement of the rod 13 can be arbitrarily set by the spring constant of the spring 8, and the throttle valve is provided with a fully closed state and a half open state. In some cases, a two-stage spring is used, or two connector parts are provided. In some cases, a drain hole 16 may be provided in the lower lid 6, and in this case, the pressure in the air chamber (B) 15 becomes atmospheric pressure.

【0008】次に、上述のようなアクチュエータを装着
したディーゼルエンジン用スロットルチャンバの一例を
図1に示す。同図に示すように、このスロットルチャン
バは、アクチュエータ1、ブラケット2、ねじ3及びス
ロットルボディ4から構成されている。アクチュエータ
1は、コネクタ部を有する上蓋と下蓋とを備え、組立時
にダイヤフラムの外周部に設けられたゴムリングをゴム
リング溝に挿入した後に、上蓋と下蓋とをかしめること
により製品となる。
Next, FIG. 1 shows an example of a throttle chamber for a diesel engine equipped with the above-described actuator. As shown in FIG. 1, the throttle chamber includes an actuator 1, a bracket 2, a screw 3, and a throttle body 4. The actuator 1 is provided with an upper lid and a lower lid having a connector part, and after inserting a rubber ring provided on an outer peripheral portion of the diaphragm into a rubber ring groove during assembly, a product is formed by caulking the upper lid and the lower lid. .

【0009】ところで、スロットルチャンバを樹脂化す
るに際しては、アクチュエータの下蓋、ブラケット及び
スロットルボディの樹脂一体形成と、ねじの廃止が可能
である。この場合は、アクチュエータの下蓋とブラケッ
トとスロットルボディの一体形成品に設けたゴムリング
溝に、ダイヤフラムの外周部に設けたゴムリングを挿入
後、上蓋と下蓋の接合を行う。
When the throttle chamber is made of resin, it is possible to integrally form the lower cover of the actuator, the bracket and the throttle body with resin, and to eliminate the screw. In this case, after the rubber ring provided on the outer peripheral portion of the diaphragm is inserted into the rubber ring groove provided on the integrally formed product of the lower cover, the bracket and the throttle body of the actuator, the upper cover and the lower cover are joined.

【0010】また、アクチュエータの上蓋と下蓋の接合
方法としては、溶着、セルフタッピング、接着、ねじ止
め等、様々な手段が考えられるが、常温圧入、加熱圧
入、超音波圧入、インサート成形等の手段を用いて、上
蓋に金属製のカラーを、下蓋に金属製のインサートナッ
トを取付け、ねじを用いて接合する樹脂成型品が最も多
く、また、長期耐久信頼性においても優れている。
Various methods such as welding, self-tapping, bonding, and screwing are conceivable as a method of joining the upper lid and the lower lid of the actuator. Examples of the method include room temperature press fitting, heating press fitting, ultrasonic press fitting, and insert molding. Mostly, a resin molded product is used in which a metal collar is attached to an upper lid and a metal insert nut is attached to a lower lid by means of means and joined using screws, and is also excellent in long-term durability reliability.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のアクチュエータやスロットルチャンバの樹脂
化においては、カラー、インサートナット、ねじ等、多
くの金属製部品を使用するため、樹脂化本来のメリット
を得ることが難しいという課題があった。
However, the conventional actuator and the throttle chamber made of resin use many metal parts such as collars, insert nuts, screws, etc., so that the advantages inherent in resinization are not obtained. There was a problem that it was difficult to obtain.

【0012】これに対して、金属製部品を全く使用しな
い超音波溶着、振動溶着、熱板溶着、電磁気溶着等の手
段を用いて、アクチュエータの上蓋と下蓋とを接合する
ことが考えられるが、ヒートショック(ヒートサイク
ル)、ヒートエージング、クリープ、疲労などによる溶
着部の破断や、上蓋又は下蓋のクリープ変形に起因する
ゴムリング圧縮率の低下等によって、シール機能が失わ
れる可能性が皆無ではなかった(参考として、溶着によ
って上蓋と下蓋とを接合した樹脂製アクチュエータ(比
較例1)の断面図(気室Aの圧力=気室Bの圧力時)
を、図4に示す。)。
On the other hand, it is conceivable to join the upper lid and the lower lid of the actuator by means of ultrasonic welding, vibration welding, hot plate welding, electromagnetic welding or the like without using any metal parts. There is no possibility that the sealing function will be lost due to breakage of the welded part due to heat shock (heat cycle), heat aging, creep, fatigue, etc., or a decrease in the rubber ring compression ratio due to creep deformation of the upper or lower lid. (For reference, a cross-sectional view of a resin actuator (comparative example 1) in which an upper lid and a lower lid are joined by welding (when the pressure in the air chamber A = the pressure in the air chamber B))
Is shown in FIG. ).

【0013】本発明は、このような従来技術の有する課
題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、ヒートショック(ヒートサイクル)、ヒートエージ
ング、クリープ、疲労等による溶着部の破断やシール不
良を発生せず、長期耐久信頼性とシール性に優れた軽量
の樹脂製アクチュエータ、及び樹脂製アクチュエータを
有するスロットルチャンバ等の樹脂部品(樹脂成形品)
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to rupture a welded portion due to heat shock (heat cycle), heat aging, creep, fatigue and the like. Resin parts (resin molded products) such as lightweight resin actuators with excellent long-term durability reliability and sealability without causing seal failure and sealability, and throttle chambers with resin actuators
Is to provide.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究した結果、上蓋と下蓋との溶着部
の破断とシール不良の発生原因が下記の〜(図6参
照)であることを解明した。 溶着端部に引き裂き力が作用する。 ゴムリング溝に溶融樹脂(バリ)が侵入する。 溶着深さのばらつきによって、ゴムリング圧縮率のば
らつきが発生する。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, the causes of the breakage of the welded portion between the upper lid and the lower lid and the occurrence of poor sealing are as follows (see FIG. 6). ). A tearing force acts on the welded end. Molten resin (burr) enters the rubber ring groove. Variations in the welding depth cause variations in the rubber ring compressibility.

【0015】そして、本発明者らは、かかる知見に基づ
き更に検討を加え、ゴムリングの圧縮方向とアクチュエ
ータの上蓋と下蓋の溶着方向を直交させ、特定のストッ
パを上蓋に設けることなどにより、上記課題が解決され
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
The present inventors have further studied based on such knowledge, and made the compression direction of the rubber ring orthogonal to the welding direction of the upper and lower lids of the actuator, and provided a specific stopper on the upper lid. The inventors have found that the above-mentioned problems can be solved, and have completed the present invention.

【0016】即ち、本発明の樹脂製アクチュエータは、
コネクター部と内面に設けられた突出部とを有し、この
突出部にスプリングを巻回された上蓋と、ロッドを挿通
された下蓋とを、外周部にゴムリングを有するダイヤフ
ラムを介して接合することにより、内部に2個の気室を
有し、上記ダイヤフラムが、上記ロッドと連結され、上
記2個の気室に圧力差が発生した際に上記スプリングの
反力に抗して上記ロッドを駆動する樹脂製アクチュエー
タにおいて、上記上蓋が上記下蓋方向に突出したリブを
有し、この上蓋リブの外側面と上記下蓋の縦壁における
内側面とで上記ゴムリングを圧縮し、上記ゴムリングの
圧縮方向に対して直交する方向で上記上蓋の基部と上記
下蓋縦壁の頂部とを溶着し、上記上蓋が上記上蓋リブの
外側で上記下蓋方向に突出したストッパを有し、このス
トッパの内側面と上記下蓋縦壁の外側面とが当接してい
ることを特徴とする。
That is, the resin actuator of the present invention comprises:
It has a connector part and a protrusion provided on the inner surface, and joins an upper lid with a spring wound around this protrusion and a lower lid with a rod inserted through a diaphragm having a rubber ring on the outer periphery With this configuration, two air chambers are provided inside, and the diaphragm is connected to the rod, and when a pressure difference occurs between the two air chambers, the rod is opposed to the reaction force of the spring. The upper lid has a rib protruding in the lower lid direction, and the rubber ring is compressed by the outer surface of the upper lid rib and the inner surface of the vertical wall of the lower lid, and The base of the upper lid and the top of the lower lid vertical wall are welded in a direction orthogonal to the compression direction of the ring, and the upper lid has a stopper protruding in the lower lid direction outside the upper lid ribs. With the inner surface of the stopper Wherein the serial and the outer surface of the lower cover vertical wall is in contact.

【0017】また、本発明の樹脂製アクチュエータの好
適形態は、上記下蓋が上記下蓋縦壁の内側で上記上蓋方
向に突出するリブを有し、この下蓋リブの内側面と上記
上蓋リブの外側面とで上記ゴムリングを圧縮し、上記下
蓋リブと上記下蓋縦壁との間に上記上蓋のストッパが挿
入配置され、上記下蓋リブの外側面と上記ストッパの内
側面とが当接し、且つ上記ストッパの外側面と上記下蓋
縦壁の内側面とが離間することにより、上記溶着部と上
記ストッパとの間に空隙が形成されていることを特徴と
する。
In a preferred embodiment of the resin actuator of the present invention, the lower lid has a rib projecting in the upper lid direction inside the lower lid vertical wall, and an inner side surface of the lower lid rib and the upper lid rib. The rubber ring is compressed with the outer surface of the lower lid rib, and the stopper of the upper lid is inserted and disposed between the lower lid rib and the lower lid vertical wall, and the outer surface of the lower lid rib and the inner surface of the stopper are formed. A gap is formed between the welded portion and the stopper by abutting and separating the outer surface of the stopper and the inner surface of the lower lid vertical wall from each other.

【0018】更に、本発明の樹脂部品は、上述の樹脂製
アクチュエータを備えることを特徴とする。
Further, a resin component according to the present invention is provided with the above-mentioned resin actuator.

【0019】なお、本明細書においては、図5に示した
ように(図5中の128と129参照)、上蓋や下蓋に
設けた縦壁、リブ部及びストッパのアクチュエータ中心
側の側面を内側面、アクチュエータ外表面側の側面を外
側面と称することにする。
In this specification, as shown in FIG. 5 (see 128 and 129 in FIG. 5), the vertical walls provided on the upper lid and the lower lid, the ribs, and the side surfaces on the actuator center side of the stopper are provided. The inner surface and the side surface on the actuator outer surface side will be referred to as the outer surface.

【0020】[0020]

【作用】上述の構造を採用した本発明の樹脂製アクチュ
エータにおいては、ゴムリングの圧縮方向(=ゴムリン
グの反力方向)とアクチュエータの上蓋と下蓋の溶着方
向を直交させ、ゴムリング圧縮率が溶着深さに依存しな
い構造とした。従って、ゴムリング圧縮率の不足による
シール不良、及びゴムリング反力過大による溶着部の破
損とこれに起因するシール不良を防止することが可能と
なった。
In the resin actuator of the present invention employing the above-described structure, the compression direction of the rubber ring (= the reaction force direction of the rubber ring) is perpendicular to the welding direction of the upper and lower lids of the actuator, and the rubber ring compression ratio Has a structure that does not depend on the welding depth. Therefore, it is possible to prevent poor sealing due to insufficient rubber ring compression ratio, damage to the welded portion due to excessive rubber ring reaction force, and poor sealing due to this.

【0021】また、下蓋縦壁又は下蓋リブ部の内側面に
対し、内側面が当接するストッパを上蓋に設けることに
よって、溶着部に作用する引き裂き力を減免するととも
に、下蓋フランジ部のクリープ変形に起因するゴムリン
グ圧縮率の減少を減免することができ、長期耐久信頼性
とシール性に優れた樹脂製アクチュエータが提供できる
ことになる。
Further, by providing a stopper on the upper lid against the inner surface of the lower lid vertical wall or the lower lid rib, the tearing force acting on the welded portion is reduced, and the lower lid flange is formed. A reduction in the compression ratio of the rubber ring due to the creep deformation can be reduced, and a resin actuator excellent in long-term durability reliability and sealability can be provided.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の樹脂製アクチュエータを、図
面を参照して若干の実施例により詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a resin actuator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0023】ここで、図7は、本発明の樹脂製アクチュ
エータの一実施例における溶着部の拡大断面図、図8
は、本発明の樹脂製アクチュエータの他の実施例におけ
る溶着部の拡大断面図、図9は比較例1〜比較例10の
樹脂製アクチュエータの溶着部の拡大断面図、図10
は、実施例1、実施例2及び比較例1〜比較例10の樹
脂製アクチュエータにヒートショック試験を実施した後
の溶着強度の保持率とシール不良の発生の有無を示すグ
ラフである。
FIG. 7 is an enlarged sectional view of a welded portion in one embodiment of the resin actuator of the present invention, and FIG.
FIG. 9 is an enlarged sectional view of a welded portion in another embodiment of the resin actuator of the present invention, FIG. 9 is an enlarged sectional view of a welded portion of the resin actuator of Comparative Examples 1 to 10, and FIG.
FIG. 3 is a graph showing the retention rate of welding strength and the occurrence of sealing failure after performing a heat shock test on the resin actuators of Example 1, Example 2, and Comparative Examples 1 to 10.

【0024】(実施例1)図7は、上述のように、本発
明の樹脂アクチュエータの一実施例の溶着部近傍を拡大
して示すもので、本実施例及び実施例2のアクチュエー
タのその他の部分は、図4に示すアクチュエータの構造
と同様である。
(Embodiment 1) FIG. 7 is an enlarged view showing the vicinity of a welded portion of an embodiment of the resin actuator of the present invention as described above. The parts are the same as the structure of the actuator shown in FIG.

【0025】図7において、ダイヤフラム109の外周
に設けられたゴムリング110は、ゴムリング溝111
中に収納され、上蓋フランジ121から下蓋106の方
向に突設された上蓋リブ124の外側面と、下蓋フラン
ジ122の端部に設けられた縦壁106aの内側面とに
よって圧縮されており、縦壁106aの外側面は、上蓋
リブ124の外側に設けられたストッパ123の内側面
と当接している。また、溶着部120は上蓋フランジ1
21の基部と下蓋縦壁106aの頂部とが当接する部分
に配置されており、ゴムリング110の圧縮方向(ゴム
リング反力方向)に対して直交する方向において、上蓋
105と下蓋106との溶着が行われている。
In FIG. 7, a rubber ring 110 provided on the outer periphery of a diaphragm 109 has a rubber ring groove 111.
It is housed inside and is compressed by the outer surface of the upper lid rib 124 protruding from the upper lid flange 121 in the direction of the lower lid 106 and the inner surface of the vertical wall 106 a provided at the end of the lower lid flange 122. The outer surface of the vertical wall 106a is in contact with the inner surface of a stopper 123 provided outside the upper lid rib 124. Also, the welded portion 120 is located on the upper lid flange 1.
21 and the top of the lower lid vertical wall 106a are in contact with each other, and the upper lid 105 and the lower lid 106 are arranged in a direction orthogonal to the compression direction of the rubber ring 110 (rubber ring reaction force direction). Welding has been performed.

【0026】なお、上蓋105と下蓋106の溶着方法
としては、熱板溶着、振動溶着、超音波溶着、スピン溶
着、電磁気溶着等、アクチュエータ外周部に設けたゴム
リング110の破損や捩れ等が発生しない限りにおいて
は、いずれの溶着方法を採用してもよい。
The method of welding the upper lid 105 and the lower lid 106 includes hot plate welding, vibration welding, ultrasonic welding, spin welding, electromagnetic welding, and the like, such as breakage or twisting of the rubber ring 110 provided on the outer periphery of the actuator. As long as it does not occur, any welding method may be adopted.

【0027】(実施例2)図8において、ダイヤフラム
109の外周に設けられたゴムリング110は、アクチ
ュエータの上蓋リブ部124の外側面と、下蓋縦壁10
6aの内側で上蓋方向に突設された下蓋リブ125の内
側面とによって圧縮されている。また、溶着部120は
上蓋フランジ121の基部と下蓋縦壁106aの頂部と
が当接する部分に配置されており、ゴムリング110の
圧縮方向(ゴムリング反力方向)に対して直交する方向
において、上蓋105と下蓋106との溶着が行われて
いる。
(Embodiment 2) In FIG. 8, a rubber ring 110 provided on the outer periphery of a diaphragm 109 is provided with an outer surface of an upper lid rib portion 124 of the actuator and a lower lid vertical wall 10.
It is compressed by the inside surface of the lower lid rib 125 protruding in the upper lid direction inside 6a. Further, the welded portion 120 is arranged at a portion where the base of the upper lid flange 121 and the top of the lower lid vertical wall 106a are in contact with each other, and in a direction orthogonal to the compression direction of the rubber ring 110 (rubber ring reaction force direction). The upper lid 105 and the lower lid 106 are welded.

【0028】本実施例においては、ストッパ123が下
蓋リブ125と下蓋縦壁106aとの間に挿入配置され
ており、下蓋リブ部125の外側面はストッパ123の
内側面と当接し、且つストッパ123の外側面は縦壁1
06aの内側面と離間しており、空隙126が形成され
ている。この空隙126を設けたことにより、溶着の際
に溶融樹脂がゴムリング溝11へ流入するのを確実に防
止できる。なお、ストッパ部123の頂部と上蓋フラン
ジ121の基部とを溶着すれば、長期耐久信頼性が一層
向上する。
In this embodiment, the stopper 123 is inserted between the lower cover rib 125 and the lower cover vertical wall 106a, and the outer surface of the lower cover rib portion 125 contacts the inner surface of the stopper 123. The outer surface of the stopper 123 is the vertical wall 1
The space 126 is formed apart from the inner side surface of the inner space 06a. By providing the gap 126, it is possible to reliably prevent the molten resin from flowing into the rubber ring groove 11 during welding. If the top of the stopper 123 and the base of the upper lid flange 121 are welded, the long-term durability reliability is further improved.

【0029】(性能試験)実施例1及び実施例2の樹脂
製アクチュエータの長期耐久信頼性及びシール性の改良
効果を確認するため、上限温度:130℃(1時間)、
下限温度:−40℃(1時間)、100サイクルのヒー
トショック試験を実施し、ヒートショック試験後の樹脂
製アクチュエータの溶着強度保持率(ヒートショック試
験後の破壊荷重/ヒートショック試験前の破壊荷重)を
測定した。なお、溶着部の破壊荷重は、図4において、
コネクタ107とロッド113とを保持し、(株)島津
製作所製のオートグラフ試験機を用い、クロスヘッド速
度:毎分1mmの条件下で測定した。溶着強度保持率が
80%を超える樹脂製アクチュエータを合格と判断し
た。得られた結果を図10に示す。
(Performance test) In order to confirm the effects of improving the long-term durability reliability and sealing properties of the resin actuators of Examples 1 and 2, the upper limit temperature was 130 ° C. (1 hour).
Minimum temperature: -40 ° C (1 hour), 100 cycles of a heat shock test were performed, and the welding strength retention rate of the resin actuator after the heat shock test (breaking load after heat shock test / breaking load before heat shock test) ) Was measured. In addition, the breaking load of the welded portion is shown in FIG.
The connector 107 and the rod 113 were held, and the measurement was performed using an autograph tester manufactured by Shimadzu Corporation at a crosshead speed of 1 mm per minute. A resin actuator having a welding strength retention of more than 80% was judged to be acceptable. FIG. 10 shows the obtained results.

【0030】一方、シール性は、水没リーク試験により
確認した。樹脂製アクチュエータのコネクタ部107に
ホースをつなぎ、アクチュエータを水没させた状態で、
大気圧+1気圧で加圧し、漏れ量を測定した。漏れ量が
毎分0.5リットル以下の樹脂製アクチュエータを合格
とした。図10に試験結果を示す。
On the other hand, the sealing property was confirmed by a water immersion leak test. A hose is connected to the connector 107 of the resin actuator, and the actuator is submerged in water.
The pressure was increased at atmospheric pressure + 1 atm, and the amount of leakage was measured. A resin actuator having a leak rate of 0.5 liter or less per minute was accepted. FIG. 10 shows the test results.

【0031】なお、上記性能試験を実施するに当たり、
実施例1及び実施例2の樹脂製アクチュエータに使用し
た材料は、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会
社のPPS(ポリフェニレンサルファイド樹脂)商品
名”ノバップス 770F1−X2”である。また、溶
着部は直径50mm、溶着幅は約0.8mmであり、ブ
ランソン社の超音波溶着機を使用して溶着を行った。溶
着条件は、溶着深さ0.6mm(超音波溶着機の設定
値)、溶着圧力500kPa、ホールド時間20秒、溶
着時間0.60秒、ピークパワー402Jである。
In performing the above performance test,
The material used for the resin actuators of Example 1 and Example 2 is PPS (polyphenylene sulfide resin) (trade name: Novops 770F1-X2) manufactured by Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation. Further, the welding portion had a diameter of 50 mm and a welding width of about 0.8 mm, and welding was performed using an ultrasonic welding machine manufactured by Branson. The welding conditions were a welding depth of 0.6 mm (set value of the ultrasonic welding machine), a welding pressure of 500 kPa, a hold time of 20 seconds, a welding time of 0.60 seconds, and a peak power of 402J.

【0032】(比較例1〜比較例10)図9に示す10
種類の溶着部・シール部を有する樹脂製アクチュエータ
(比較例1〜比較例10)を作成し、上述の性能試験を
行った。得られた結果を図10に示す。なお、各例のア
クチュエータの材質、超音波溶着の条件及び溶着部の長
さ(周長)は実施例1及び実施例2と同一とした。
(Comparative Examples 1 to 10) 10 shown in FIG.
Resin actuators (Comparative Examples 1 to 10) having different types of welds and seals were prepared, and the above-described performance tests were performed. FIG. 10 shows the obtained results. The material of the actuator, the condition of ultrasonic welding, and the length (perimeter) of the welded portion in each example were the same as those in Examples 1 and 2.

【0033】比較例1、比較例4、比較例5、比較例
6、比較例7及び比較例10の樹脂アクチュエータで
は、シール不良が発生した。また、溶着強度保持率は、
最も大きい比較例4、比較例8でも実施例1、2の約5
0%に過ぎず、比較例1〜比較例10の樹脂製アクチュ
エータでは、長期耐久信頼性を保証することが難しいこ
とが確認された。
In the resin actuators of Comparative Example 1, Comparative Example 4, Comparative Example 5, Comparative Example 6, Comparative Example 7, and Comparative Example 10, seal failure occurred. Also, the welding strength retention rate is
In Comparative Examples 4 and 8, which are the largest, about 5% of Examples 1 and 2 were used.
It was only 0%, and it was confirmed that it was difficult to guarantee long-term durability reliability with the resin actuators of Comparative Examples 1 to 10.

【0034】以上、本発明を好適実施例により詳細に説
明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能
である。例えば、実施例1、実施例2において、図7、
図8中の121を下蓋フランジ部に、122を上蓋フラ
ンジ部に置き換えることが可能である。また、アクチュ
エータの上蓋又は下蓋のいずれか一方が、スロットルチ
ャンバ、インテークマニホールド等の部品と樹脂一体成
形されている場合も、本発明の樹脂製アクチュエータの
範囲に含まれる。
Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the first and second embodiments, FIG.
It is possible to replace 121 in FIG. 8 with a lower lid flange and 122 with an upper lid flange. Further, the case where either the upper lid or the lower lid of the actuator is integrally molded with a resin such as a throttle chamber and an intake manifold is also included in the scope of the resin actuator of the present invention.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、ゴムリングの圧縮方向とアクチュエータの上蓋と下
蓋の溶着方向を直交させ、特定のストッパを上蓋に設け
ることなどとしたため、ヒートショック(ヒートサイク
ル)、ヒートエージング、クリープ、疲労等による溶着
部の破断やシール不良を発生せず、長期耐久信頼性とシ
ール性に優れた軽量の樹脂製アクチュエータ、及び樹脂
製アクチュエータを有するスロットルチャンバ等の樹脂
部品(樹脂成形品)を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the compression direction of the rubber ring and the welding direction of the upper lid and the lower lid of the actuator are orthogonal to each other, and a specific stopper is provided on the upper lid. Light-weight resin actuator with excellent long-term durability and sealability without breaking welded parts or poor sealing due to shock (heat cycle), heat aging, creep, fatigue, etc., and a throttle chamber having a resin actuator It is possible to provide a resin component (resin molded product) such as

【0036】即ち、ゴムリングの圧縮方法(=ゴムリン
グの反力方向)とアクチュエータの上蓋と下蓋の溶着方
向を直交させることによって、ゴムリング圧縮率が溶着
深さに依存しない構造とした。また、溶着の際に発生す
る溶融樹脂がゴムリング溝に流入しない構造とすること
により、ゴムリング圧縮率の不足によるシール不良及び
ゴムリング反力過大による溶着部の破損とそれに起因す
るシール不良を防止することが可能となった。更に、ア
クチュエータの下蓋縦壁の外側面又は下蓋リブ部の外側
面を上蓋のストッパ内側面と嵌合せしめることによっ
て、溶着部に作用する引き裂き力を減免するとととも
に、下部フランジ部のクリープ変形に起因するゴムリン
グ圧縮率の減少を減免することができ、長期耐久信頼性
とシール性に優れた樹脂性アクチュエータを提供可能と
した。
That is, by making the method of compressing the rubber ring (= the reaction direction of the rubber ring) orthogonal to the welding direction of the upper and lower lids of the actuator, the rubber ring compression ratio does not depend on the welding depth. In addition, by adopting a structure in which molten resin generated during welding does not flow into the rubber ring groove, poor sealing due to insufficient rubber ring compression ratio, damage to the welded portion due to excessive rubber ring reaction force, and sealing failure due to it are prevented. It became possible to prevent. Furthermore, by fitting the outer surface of the lower lid vertical wall or the outer surface of the lower lid rib portion to the inner surface of the stopper of the upper lid, the tearing force acting on the welded portion is reduced and the creep deformation of the lower flange portion is reduced. As a result, a reduction in the compression ratio of the rubber ring caused by the above can be reduced, and a resin actuator excellent in long-term durability reliability and sealability can be provided.

【0037】請求項1及び請求項2に記載の発明におい
ては、ゴムリングの圧縮方向がアクチュエータの半径方
向であるのに対して、上蓋と下蓋の溶着はアクチュエー
タの上下方向で行うため、溶着深さが一定でない場合で
あってもゴムリングの圧縮率はほとんど変動することは
ない。この結果、ゴムリング圧縮率の不足によるシール
不良及びゴムリング反力過大による溶着部の破損とそれ
に起因するシール不良を防止することが可能となった。
According to the first and second aspects of the present invention, while the compression direction of the rubber ring is the radial direction of the actuator, the upper lid and the lower lid are welded in the vertical direction of the actuator. Even if the depth is not constant, the compression ratio of the rubber ring hardly fluctuates. As a result, it has become possible to prevent poor sealing due to insufficient rubber ring compression ratio, damage to the welded portion due to excessive rubber ring reaction force, and poor sealing resulting therefrom.

【0038】また、請求項1の発明においては、アクチ
ュエータの下蓋縦壁の外側面を上蓋のストッパ部内側面
と当接せしめ、下蓋と上蓋の溶着部に作用するゴムリン
グ反力の低減と引き裂きモードを回避することによっ
て、請求項2の発明においては、アクチュエータの下蓋
リブ部の外側面を上蓋のストッパ部内側面と当接せし
め、下蓋と上蓋の溶着部にゴムリング反力が作用しない
構造とすることによって、溶着部のクリープ破断を防止
することが可能となった。なお、上記の構造は、ゴムリ
ング反力による下蓋又は下蓋リブ部のクリープ変形とそ
れに起因するゴムリング圧縮率の減少を減免する効果も
有し、シール性に優れた樹脂性アクチュエータの提供が
可能となった。
According to the first aspect of the present invention, the outer surface of the lower lid vertical wall of the actuator is brought into contact with the inner surface of the stopper portion of the upper lid to reduce the reaction force of the rubber ring acting on the welded portion between the lower lid and the upper lid. In the invention of claim 2, by avoiding the tear mode, the outer surface of the lower lid rib portion of the actuator is brought into contact with the inner surface of the stopper portion of the upper lid, and the rubber ring reaction force acts on the welded portion of the lower lid and the upper lid. By adopting a structure that does not have such a structure, it is possible to prevent creep rupture of the welded portion. The above structure also has the effect of reducing or reducing creep deformation of the lower lid or the lower lid rib portion due to the rubber ring reaction force and a decrease in the rubber ring compression rate resulting therefrom, and provides a resinous actuator having excellent sealing properties. Became possible.

【0039】更に、請求項2の発明においては、溶着部
とストッパとの間に空隙を設けることによって、溶着の
際に発生する溶融樹脂のゴムリングシール部への流入を
完全に防止することが可能となった。
Further, according to the second aspect of the present invention, by providing a gap between the welding portion and the stopper, it is possible to completely prevent the molten resin generated at the time of welding from flowing into the rubber ring seal portion. It has become possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来のスロットルチャンバ用アクチュエータの
上面図である。
FIG. 1 is a top view of a conventional throttle chamber actuator.

【図2】従来の金属製アクチュエータの断面図(気室A
の圧力=気室Bの圧力時)である。
FIG. 2 is a sectional view of a conventional metal actuator (air chamber A).
Pressure = at the pressure of the air chamber B).

【図3】従来の金属製アクチュエータの断面図(気室A
の圧力〈気室Bの圧力時)である。
FIG. 3 is a sectional view of a conventional metal actuator (air chamber A).
(At the time of the pressure of the air chamber B).

【図4】樹脂製アクチュエータ(比較例1)の断面図
(気室Aの圧力=気室Bの圧力時)である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the resin actuator (Comparative Example 1) (when the pressure in the air chamber A = the pressure in the air chamber B).

【図5】図4の樹脂製アクチュエータの接合部、シール
部の拡大断面図である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a joint portion and a seal portion of the resin actuator of FIG.

【図6】樹脂製アクチュエータの溶着強度の低下及びシ
ール不良の発生原因を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing a cause of a decrease in welding strength of a resin actuator and a generation of a sealing defect.

【図7】本発明の樹脂製アクチュエータの一実施例にお
ける溶着部の拡大断面図である。
FIG. 7 is an enlarged sectional view of a welded portion in one embodiment of the resin actuator of the present invention.

【図8】本発明の樹脂製アクチュエータの他の実施例に
おける溶着部の拡大断面図である。
FIG. 8 is an enlarged sectional view of a welded portion in another embodiment of the resin actuator of the present invention.

【図9】比較例1〜比較例10の樹脂製アクチュエータ
の溶着部の拡大断面図である。
FIG. 9 is an enlarged sectional view of a welded portion of a resin actuator of Comparative Examples 1 to 10.

【図10】ヒートショック試験後の溶着強度の保持率と
シール不良の発生の有無を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the retention rate of welding strength after a heat shock test and the occurrence of defective sealing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アクチュエータ 2 ブラケット 3 ねじ 4 スロットルボディ 5 上蓋 6 下蓋 7 コネクタ 8 スプリング 9 ダイヤフラム 10 ゴムリング 11 ゴムリング溝 12 かしめ部 13 ロッド 14 気室A 15 気室B 16 水抜き穴 17 シール部 18 ロールかしめ部 19 突出部 105 上蓋 106 下蓋 106a 縦壁 107 コネクタ 108 スプリング 109 ダイヤフラム 110 ゴムリング 111 ゴムリング溝 112 接合部 113 ロッド 114 気室A 115 気室B 116 水抜き穴 117 シール部 118 ロールかしめ部 119 突出部 120 溶着部 121 上蓋フランジ 122 下蓋フランジ 123 ストッパ 124 上蓋リブ 125 下蓋リブ 126 空隙 128 下蓋外側面 129 下蓋内側面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator 2 Bracket 3 Screw 4 Throttle body 5 Upper lid 6 Lower lid 7 Connector 8 Spring 9 Diaphragm 10 Rubber ring 11 Rubber ring groove 12 Caulking part 13 Rod 14 Air chamber A 15 Air chamber B 16 Drain hole 17 Seal part 18 Roll caulking Part 19 Projecting part 105 Upper lid 106 Lower lid 106a Vertical wall 107 Connector 108 Spring 109 Diaphragm 110 Rubber ring 111 Rubber ring groove 112 Joining part 113 Rod 114 Air chamber A 115 Air chamber B 116 Drain hole 117 Seal part 118 Roll caulking part 119 Projecting part 120 Welding part 121 Upper lid flange 122 Lower lid flange 123 Stopper 124 Upper lid rib 125 Lower lid rib 126 Void 128 Lower lid outer surface 129 Lower lid inner surface

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コネクター部と内面に設けられた突出部
とを有し、この突出部にスプリングを巻回された上蓋
と、ロッドを挿通された下蓋とを、外周部にゴムリング
を有するダイヤフラムを介して接合することにより、内
部に2個の気室を有し、上記ダイヤフラムが、上記ロッ
ドと連結され、上記2個の気室に圧力差が発生した際に
上記スプリングの反力に抗して上記ロッドを駆動する樹
脂製アクチュエータにおいて、 上記上蓋が上記下蓋方向に突出したリブを有し、この上
蓋リブの外側面と上記下蓋の縦壁における内側面とで上
記ゴムリングを圧縮し、上記ゴムリングの圧縮方向に対
して直交する方向で上記上蓋の基部と上記下蓋縦壁の頂
部とを溶着し、 上記上蓋が上記上蓋リブの外側で上記下蓋方向に突出し
たストッパを有し、このストッパの内側面と上記下蓋縦
壁の外側面とが当接していることを特徴とする樹脂製ア
クチュエータ。
1. A connector comprising: a connector portion; a projection provided on an inner surface; an upper lid having a spring wound around the projection; a lower lid having a rod inserted therein; and a rubber ring on an outer periphery. By joining through a diaphragm, it has two air chambers inside, and the diaphragm is connected to the rod, and when a pressure difference is generated between the two air chambers, the reaction force of the spring is reduced. In a resin actuator that drives the rod in opposition, the upper lid has a rib protruding in the lower lid direction, and the rubber ring is formed by an outer surface of the upper lid rib and an inner surface of a vertical wall of the lower lid. A stopper that compresses and welds the base of the upper lid and the top of the lower lid vertical wall in a direction orthogonal to the compression direction of the rubber ring, and the upper lid projects in the lower lid direction outside the upper lid rib. This strike Resin actuator, characterized in that the path of the inner and outer surfaces of the lower cover vertical wall abuts.
【請求項2】 上記下蓋が上記下蓋縦壁の内側で上記上
蓋方向に突出するリブを有し、この下蓋リブの内側面と
上記上蓋リブの外側面とで上記ゴムリングを圧縮し、上
記下蓋リブと上記下蓋縦壁との間に上記上蓋のストッパ
が挿入配置され、上記下蓋リブの外側面と上記ストッパ
の内側面とが当接し、且つ上記ストッパの外側面と上記
下蓋縦壁の内側面とが離間することにより、上記溶着部
と上記ストッパとの間に空隙が形成されていることを特
徴とする請求項1記載の樹脂製アクチュエータ。
2. The lower lid has a rib protruding in the direction of the upper lid inside the lower lid vertical wall, and the rubber ring is compressed by an inner surface of the lower lid rib and an outer surface of the upper lid rib. The stopper of the upper lid is inserted and arranged between the lower lid rib and the lower lid vertical wall, and the outer surface of the lower lid rib and the inner surface of the stopper are in contact with each other, and the outer surface of the stopper is The resin actuator according to claim 1, wherein a gap is formed between the welded portion and the stopper by separating the inner surface of the lower lid vertical wall from the inner surface.
【請求項3】 請求項1又は2記載の樹脂製アクチュエ
ータを備えることを特徴とする樹脂部品。
3. A resin component comprising the resin actuator according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6695279B2 (en) 2001-06-22 2004-02-24 Keihin Corporation Pressure-responsive actuator
WO2014065318A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 株式会社マーレ フィルターシステムズ Attachment structure for partition member

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