JPWO2005116420A1 - スロットルボデー及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

吸入空気が流れるボア(7)を形成する樹脂製のボデー本体(3)と、ボデー本体(3)に一対の軸受部材(24)を介して回動可能に支持されるシャフト部(20)及びボア(7)を開閉する樹脂製のバルブ部(4)を有するバルブ体60とを備える。軸受部材(24)の端面(69)にバルブ部(4)の端面(67)が摺動接触する構成とする。バルブ部(4)と軸受部材(24)との摺動接触する少なくとも一方の端面(67,69)を、滑り性の良い端面として形成する。軸受部材(24)の端面(69)を、バルブ部(4)の端面(67)の径方向外端(67a)による回動軌跡(68)の半径(68r)と同等以上の半径(69r)をもって形成する。

Description

本発明は、内燃機関(エンジン)の吸入空気量を制御するスロットルボデー及びその製造方法に関する。
従来のスロットルボデーには、吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、そのボデー本体に一対の金属製の軸受部材を介して回動可能に支持される金属製のシャフト部、及び、ボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体とを備えるものがある。また、ボデー本体は、バルブ体を一対の軸受部材とともにインサートして成形されている。そして、一般的なスロットルボデーでは、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摺動接触により、バルブ体のスラスト方向(軸方向)の移動量が規定されるようになっている。なお、特許文献1には、バルブ体をインサートして、ボデー本体を成形するスロットルボデーの製造方法が記載されている。
特開2001−212846号公報
前記従来のスロットルボデーでは、軸受部材の端面が、バルブ部の端面の径方向外端による回動軌跡の半径よりも小さい半径をもって形成されている。このため、バルブ部の端面の径方向外端部が軸受部材の端面からはみ出していた。したがって、バルブ部の開閉にともなう回動により、バルブ部の径方向外端部が、それに対向するボデー本体の内壁面いわゆるボア壁面に摺動接触する。このため、バルブ部とボデー本体との間に樹脂同士の摺動接触が生じることにより、樹脂の摩耗が増大し、バルブ体の作動性が損なわれるおそれがあった。
本発明が解決しようとする課題は、バルブ体の作動性を向上することのできるスロットルボデー及びその製造方法を提供することにある。
前記課題は、請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とするスロットルボデー及びその製造方法により解決することができる。
すなわち、第1の発明は、
吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
を備え、
前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
前記バルブ部と前記軸受部材との摺動接触する少なくとも一方の端面を、滑り性の良い端面として形成し、
前記軸受部材の端面に摺動接触する前記軸受部材の端面を、前記バルブ部の端面の径方向外端による回動軌跡の半径と同等以上の半径をもって形成した
スロットルボデーである。
このように構成された第1の発明によると、バルブ体のシャフト部とともに回動するバルブ部によりボデー本体のボアが開閉されることにより、そのボア内を流れる吸入空気の量すなわち吸入空気量が制御される。
また、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摺動接触により、バルブ体のスラスト方向の移動量が規定される。
ところで、バルブ部と軸受部材との摺動接触する少なくとも一方の端面を、滑り性の良い端面として形成したことにより、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摩擦抵抗を低減することができる。
さらに、軸受部材の端面を、バルブ部の端面の径方向外端による回動軌跡の半径と同等以上の半径をもって形成している。これにより、軸受部材の端面に対してバルブ部の端面が全面的に摺動接触可能となるため、ボデー本体のボア壁面に対するバルブ部の摺動接触を回避することができる。
したがって、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摩擦抵抗の低減と、ボデー本体のボア壁面に対するバルブ部の摺動接触の回避との相乗作用によって、バルブ体の作動性を向上することができる。
また、第2の発明は、
第1の発明のスロットルボデーであって、
前記軸受部材を、滑り性の良い材料で形成したスロットルボデーである。
このように構成された第2の発明によると、軸受部材が滑り性の良い材料で形成されていることにより、バルブ部の端面と軸受部材の端面との間の摩擦抵抗を低減することができる。
また、第3の発明は、
第1の発明のスロットルボデーであって、
前記バルブ部の端面に摺動接触する前記軸受部材の端面に、滑り性の良い滑り層を設けたスロットルボデーである。
このように構成された第3の発明によると、バルブ部の端面に摺動接触する軸受部材の端面に滑り性の良い滑り層が設けられていることにより、バルブ部の端面と軸受部材の端面との間の摩擦抵抗を低減することができる。
また、第4の発明は、
第1〜第3の発明のいずれか1つの発明のスロットルボデーであって、
前記軸受部材の端面に摺動接触する前記バルブ部の端面に、滑り性の良い滑り層を設けたスロットルボデーである。
このように構成された第4の発明によると、バルブ部の端面に滑り性の良い滑り層が設けられていることにより、バルブ部の端面と軸受部材の端面との間の摩擦抵抗を低減することができる。
また、第5の発明は、
第1〜第4のいずれか1つの発明のスロットルボデーであって、
前記軸受部材に軸支される前記シャフト部の軸支部の外周面に、滑り性の良い滑り層を設けたスロットルボデーである。
このように構成された第5の発明によると、シャフト部の軸支部の外周面に滑り性の良い滑り層が設けられていることにより、軸受部材の軸孔の内周面とシャフト部の軸支部の外周面との間の摩擦抵抗を低減することができる。
また、第6の発明は、
第1〜第5のいずれか1つの発明のスロットルボデーであって、
前記シャフト部を軸支する前記軸受部材の軸孔の内周面に、滑り性の良い滑り層を設けたスロットルボデーである。
このように構成された第6の発明によると、軸受部材の軸孔の内周面に滑り性の良い滑り層が設けられていることにより、軸受部材の軸孔の内周面とシャフト部の軸支部の外周面との間の摩擦抵抗を低減することができる。
また、第7の発明は、
吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
を備え、
前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
前記軸受部材を金属製とし、
前記シャフト部を樹脂製とし、
前記軸受部材に軸支される前記シャフト部の軸支部の外周面に、滑り性の良い滑り層を設けた
スロットルボデーである。
このように構成された第7の発明によると、バルブ体のシャフト部とともに回動するバルブ部によりボデー本体のボアが開閉されることにより、そのボア内を流れる吸入空気の量すなわち吸入空気量が制御される。
また、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摺動接触により、バルブ体のスラスト方向の移動量が規定される。
ところで、軸受部材を金属製とし、シャフト部を樹脂製とし、シャフト部の軸支部の外周面に滑り性の良い滑り層を設けている。これにより、金属製の軸受部材に対する樹脂製のシャフト部の軸支部の摩擦抵抗を低減することができる。また、シャフト部の樹脂化により、金属製のシャフト部を廃止することができるので、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、この場合、バルブ体にシャフト部を一体成形することにより、一層の低コスト化を図ることができる。
また、第8の発明は、
吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
を備え、
前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
前記軸受部材を樹脂製とし、
前記シャフト部を金属製とし、
前記軸受部材の端面に摺動接触する前記バルブ部の端面に、滑り性の良い滑り層を設けた
スロットルボデーである。
このように構成された第8の発明によると、バルブ体のシャフト部とともに回動するバルブ部によりボデー本体のボアが開閉されることにより、そのボア内を流れる吸入空気の量すなわち吸入空気量が制御される。
また、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摺動接触により、バルブ体のスラスト方向の移動量が規定される。
ところで、軸受部材を樹脂製とし、シャフト部を金属製とし、前記軸受部材の端面に摺動接触するバルブ部の端面に滑り性の良い滑り層を設けている。これにより、樹脂製の軸受部材の端面に対する樹脂製のバルブ部の端面の摩擦抵抗を低減することができる。また、軸受部材の樹脂化により、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、この場合、ボデー本体に軸受部材を一体成形することにより、一層の低コスト化を図ることができる。
また、第9の発明は、
吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
を備え、
前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
前記軸受部材を樹脂製とし、
前記シャフト部を金属製とし、
前記バルブ部の端面に摺動接触する前記軸受部材の端面に、滑り性の良い滑り層を設けた
スロットルボデーである。
このように構成された第9の発明によると、バルブ体のシャフト部とともに回動するバルブ部によりボデー本体のボアが開閉されることにより、そのボア内を流れる吸入空気の量すなわち吸入空気量が制御される。
また、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摺動接触により、バルブ体のスラスト方向の移動量が規定される。
ところで、軸受部材を樹脂製とし、シャフト部を金属製とし、前記バルブ部の端面に摺動接触する軸受部材の端面に滑り性の良い滑り層を設けている。これにより、樹脂製の軸受部材の端面に対する樹脂製のバルブ部の端面の摩擦抵抗を低減することができる。また、軸受部材の樹脂化により、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、この場合、ボデー本体に軸受部材を一体成形することにより、一層の低コスト化を図ることができる。
また、第10の発明は、
吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
を備え、
前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
前記軸受部材及び前記シャフト部を樹脂製とし、
前記軸受部材の端面に摺動接触する前記バルブ部の端面、及び、前記軸受部材に軸支される前記シャフト部の軸支部の外周面に、滑り性の良い滑り層を設けた
スロットルボデーである。
このように構成された第10の発明によると、バルブ体のシャフト部とともに回動するバルブ部によりボデー本体のボアが開閉されることにより、そのボア内を流れる吸入空気の量すなわち吸入空気量が制御される。
また、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摺動接触により、バルブ体のスラスト方向の移動量が規定される。
ところで、軸受部材及びシャフト部を樹脂製とし、軸受部材の端面に摺動接触するバルブ部の端面及び軸受部材に軸支されるシャフト部の軸支部の外周面に滑り性の良い滑り層を設けている。これにより、樹脂製の軸受部材の端面に対する樹脂製のバルブ部の端面の摩擦抵抗、及び、その軸受部材に対する樹脂製のシャフト部の軸支部の摩擦抵抗を低減することができる。また、軸受部材及びシャフト部の樹脂化により、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、この場合、ボデー本体に軸受部材を一体成形することにより、一層の低コスト化を図ることができる。また、バルブ体にシャフト部を一体成形することにより、一層の低コスト化を図ることができる。
また、第11の発明は、
吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
を備え、
前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
前記軸受部材を樹脂製とし、
前記シャフト部を金属製とし、
前記バルブ部の端面に摺動接触する前記軸受部材の端面、及び、前記シャフト部を軸支する前記軸受部材の軸孔の内周面に、滑り性の良い滑り層を設けた
スロットルボデーである。
このように構成された第11の発明によると、バルブ体のシャフト部とともに回動するバルブ部によりボデー本体のボアが開閉されることにより、そのボア内を流れる吸入空気の量すなわち吸入空気量が制御される。
また、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摺動接触により、バルブ体のスラスト方向の移動量が規定される。
ところで、軸受部材を樹脂製とし、シャフト部を金属製とし、バルブ部の端面に摺動接触する軸受部材の端面及びシャフト部を軸支する軸受部材の軸孔の内周面に滑り性の良い滑り層を設けている。これにより、樹脂製の軸受部材の端面に対する樹脂製のバルブ部の端面の摩擦抵抗、及び、その軸受部材に対する樹脂製のシャフト部の軸支部の摩擦抵抗を低減することができる。また、軸受部材の樹脂化により、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、この場合、ボデー本体に軸受部材を一体成形することにより、一層の低コスト化を図ることができる。
また、第12の発明は、
吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
を備え、
前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
前記バルブ部の端面と前記軸受部材の端面との間の隙間を、前記軸受部材の軸方向の移動によって調節したスロットルボデーである。
このように構成された第12の発明によると、バルブ体のシャフト部とともに回動するバルブ部によりボデー本体のボアが開閉されることにより、そのボア内を流れる吸入空気の量すなわち吸入空気量が制御される。
また、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摺動接触により、バルブ体のスラスト方向の移動量が規定される。
ところで、軸受部材を軸方向に移動させることによって、バルブ部の端面と軸受部材の端面との間の隙間を所定量に調節されている。したがって、バルブ体の作動性を向上することができる。なお、バルブ部の端面と軸受部材の端面との間の隙間は、バルブ体の作動性を向上しながらも、バルブ体の全閉時の吸入空気の洩れ量(「空気洩れ量」という。)を少なくすることができる隙間とするとよい。
また、第13の発明は、
吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
を備え、
前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
前記バルブ部の端面と前記軸受部材の端面との間に、その端面間の隙間を所定量に設定するためのスペーサ手段を設けたスロットルボデーである。
このように構成された第13の発明によると、バルブ体のシャフト部とともに回動するバルブ部によりボデー本体のボアが開閉されることにより、そのボア内を流れる吸入空気の量すなわち吸入空気量が制御される。
また、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摺動接触により、バルブ体のスラスト方向の移動量が規定される。
ところで、バルブ部の端面と軸受部材の端面との間に設けたスペーサ手段により、その端面間の隙間を所定量に設定することができる。したがって、バルブ体の作動性を向上することができる。なお、バルブ部の端面と軸受部材の端面との間の隙間は、バルブ体の作動性を向上しながらも、バルブ体の全閉時の空気洩れ量を少なくすることができる隙間とするとよい。また、スペーサ手段としては、バルブ部の端面と軸受部材の端面との間の隙間を所定量に設定することができるものであればよく、その端面間の隙間の設定後において除去するものでもよいし、あるいは、その端面間の隙間の設定後において弾性変形するものであれば除去しなくてもよい。
また、第14の発明は、
吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
を備え、
前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーの製造方法であって、
前記ボデー本体の成形後において、前記軸受部材を軸方向に移動させることにより、バルブ部の端面と軸受部材の端面との間の隙間を調節した
スロットルボデーの製造方法である。
このように構成された第14の発明によると、第12の発明と同様の作用・効果を奏することのできるスロットルボデーを製造することができる。
また、第15の発明は、
吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
を備え、
前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーの製造方法であって、
前記バルブ部と前記ボデー本体のいずれか一方の部材を前記軸受部材とともにインサートして他方の部材を成形する際において、スペーサ手段により前記バルブ部の端面と前記軸受部材の端面との間の隙間を所定量に設定する
スロットルボデーの製造方法である。
このように構成された第15の発明によると、第13の発明と同様の作用・効果を奏することのできるスロットルボデーを製造することができる。
実施例1にかかるスロットルボデーを示す正面図である。 スロットルボデーを示す下面図である。 図2のIII−III線矢視断面図である。 図1のIV−IV線矢視断面図である。 カバー体を取外した状態のボデー本体を示す左側面図である。 図3のVI部を示す拡大図である。 バルブ部と軸受筒との関係を示す説明図である。 実施例2にかかる要部を示す断面図である。 実施例3にかかる要部を示す断面図である。 実施例4にかかるスロットルボデーを示す正断面図である。 ボデー本体の成形時における要部を示す断面図である。 ボデー本体の成形時における軸受筒の周辺を示す端面図である。 軸受筒の移動調節後における要部を示す断面図である。 軸受筒の移動調節後における軸受筒の周辺を示す端面図である。 ボデー成形型を示す断面図である。 軸受筒用回動型を示す斜視図である。 実施例5にかかる要部を示す断面図である。 スペーサ部材を示す斜視図である。 変更例1にかかる要部を示す断面図である。 ゲージ部材を示す斜視図である。 変更例2にかかる要部を示す断面図である。 バルブ体を示す側面図である。 変更例3にかかる要部を示す断面図である。 凸部の除去後の要部を示す断面図である。 変更例4にかかる要部を示す断面図である。
次に、本発明を実施するための最良の形態について実施例を参照して説明する。
[実施例1]
実施例1を説明する。本実施例では、モータによりバルブ体を開閉制御するいわゆる電子制御方式のスロットルボデーについて説明する。なお、図1はスロットルボデーを示す正面図、図2はスロットルボデーを示す下面図、図3は図2のIII−III線矢視断面図、図4は図1のIV−IV線矢視断面図、図5はカバー体を取外した状態のボデー本体を示す左側面図、図6は図3のVI部を示す拡大図、図7はバルブ部材と軸受筒との関係を示す説明図である。
図4に示すように、スロットルボデー2は、樹脂製のボデー本体3と樹脂製のバルブ部材4とを備えている(図1及び図3参照。)。ボデー本体3とバルブ部材4とは、いずれも射出成形法により成形されている。
ボデー本体3には、ボア壁部5とモータ収容部6とが一体成形されている(図3及び図4参照。)。
ボア壁部5は、図4において左右方向に貫通するボア7を有するほぼ中空円筒状に形成されている。ボア壁部5は、図4の右から左方へ順に連続するストレートな円筒状の入口側接続筒部8、その口径を次第に小さくする円錐筒状の円錐筒部9、ストレートな円筒状の主筒部10、その口径を次第に大きくする逆円錐筒状の逆円錐筒部11、ストレートな円筒状の出口側接続筒部12を有している。なお、ボア壁部5の各筒部8,9,10,11,12の内壁面を、総称して「ボア壁面(符号、13を付す。)」という。
図7に示すように、前記主筒部10の内周面には、バルブ部材4(後述する。)の外周端面のシール面15が面接触する環帯状のシール面16が形成されている。なお、バルブ部材4のシール面15を「バルブ側シール面」といい、ボデー本体3のシール面16を「ボデー側シール面」という。
図2に示すように、前記ボア壁部5の出口側接続筒部12側の開口端部の外周面には、ほぼ四角形板状に張り出す締結用フランジ部18が連設されている(図1参照。)。この締結用フランジ部18の四隅部には、金属製のブシュ19が設けられている(図1参照。)。なお、各ブシュ19には、前記ボデー本体3の下流側に配置されるインテークマニホールドを締結用フランジ部18に締結するための締結ボルト(図示省略)が挿通可能となっている。
また、前記ボア壁部5の入口側接続筒部8には、前記ボデー本体3の上流側に配置されるエアクリーナ(図示省略)が嵌合により連通されるようになっている。また、ボア壁部5の出口側接続筒部12には、ボデー本体3の下流側に配置されるインテークマニホールド(図示省略)が締結ボルト・ナットによる締結用フランジ部18の締結によって連通されるようになっている。このようにして、ボデー本体3のボア壁部5にエアクリーナ及びインテークマニホールドが連通されることにより、エアクリーナから流れてくる吸入空気がボア壁部5内のボア7を通じてインテークマニホールドへ流れる。
図3に示すように、前記ボア壁部5には、前記ボア7を径方向(図3において左右方向)に横切る金属製のスロットルシャフト20が配置されている。スロットルシャフト20の両端部に形成された左右の軸支部21は、ボア壁部5に一体形成された左右一対の軸受ボス部22内にインサートされた左右一対の軸受筒24を介して回転可能に支持されている。また。両軸支部21は、スロットルシャフト20のシャフト本体20aよりも大きい外径をもって形成されている。なお、両軸受筒24は、左右対称状をなす一対の金属製の円筒状ブシュからなる。また、両軸受筒24の外周部は、それぞれ軸受ボス部22により取り囲まれており、軸方向に関して位置決めされている。なお、軸受筒24については後で詳しく説明する。
図3において、スロットルシャフト20の右端部は、右側の軸受ボス部22内に収まっている。そして、右側の軸受ボス部22には、その開口端面を密封するプラグ26が圧入等により装着されている。
また、スロットルシャフト20の左端部は、左側の軸受ボス部22を貫通して左方へ突出されている。そして、左側の軸受ボス部22内には、その開口側(図3において左側)からゴム製のシール材27が嵌着されている。シール材27の内周部は、スロットルシャフト20の外周面に形成された周方向に環状をなす環状溝(符号省略)に摺動可能に嵌合されている。このシール材27により、ギヤ収容空間29(後述する。)からボア7内への空気洩れ、及び、ボア7内からギヤ収容空間29への空気洩れが防止されている。
図4に示すように、前記スロットルシャフト20には、ほぼ円板状のバルブ部材4がインサート成形により一体形成されている。バルブ部材4は、スロットルシャフト20と一体で回転することにより前記ボア壁部5内のボア7を開閉し、そのボア7を流れる吸入空気量を制御する。なお、バルブ部材4は、図4に実線4で示す状態が閉状態であり、その閉状態より図4において左回り方向(図4中、矢印「O(オー)」方向参照。)へ回動されることにより開状態(図4中、二点鎖線4参照。)となる。また、その開状態のバルブ部材4は、図4において右回り方向(図4中、矢印「S」方向参照。)へ回動されることにより閉状態(図4中、実線4参照。)となる。
図3に示すように、前記左側の軸受ボス部22から突出された前記スロットルシャフト20の左端部には、例えば樹脂製の扇形ギヤからなるスロットルギヤ30が一体的に設けられている(図5参照。)。
また、スロットルギヤ30と、そのスロットルギヤ30の端面に面するボデー本体3の側面との間には、前記スロットルシャフト20の回転軸線L上に位置するバックスプリング32が介装されている。バックスプリング32は、常にスロットルギヤ30を全閉位置より所定角度開いた位置(オープナー開度位置という。)に弾性的に保持している。
図3に示すように、前記ボデー本体3のモータ収容部6は、前記スロットルシャフト20の回転軸線Lに平行しかつ図3において左方に開口するほぼ有底円筒状に形成されている。モータ収容部6内には、例えばDCモータ等からなる駆動モータ33が収容されている。駆動モータ33の外郭を形成するモータハウジング34に設けられた取付フランジ35は、ボデー本体3に固定手段(例えば、スクリュ35a)により固定されている(図5参照。)。
また、駆動モータ33の取付フランジ35から図3において左方に突出するモータシャフト36の突出端部には、例えば樹脂製のモータピニオン37が一体的に設けられている(図5参照。)。
図3に示すように、前記ボデー本体3と、その開放端面(図3において左側の開放端面)を塞ぐカバー体40との間には、スロットルシャフト20の回転軸線Lに平行する中空のカウンタシャフト38が設けられている。カウンタシャフト38は、例えば金属製の中空円筒状をなしており、ボデー本体3とカバー体40との対向面間にそれぞれ対向状に突出された突出軸部41,42に跨って嵌合されている。
そして、カウンタシャフト38には、例えば樹脂製のカウンタギヤ39が回転可能に支持されている。カウンタギヤ39は、図5に示すように、ギヤ径の異なる大径側のギヤ部43及び小径側のギヤ部44を有している。大径側のギヤ部43が前記モータピニオン37に噛み合わされ、また小径側のギヤ部44が前記スロットルギヤ30に噛み合わされている。
なお、スロットルギヤ30とモータピニオン37とカウンタギヤ39とにより、減速ギヤ機構45が構成されている。この減速ギヤ機構45は、ボデー本体3とカバー体40との間に形成されるギヤ収容空間29内に収容されている(図3参照。)。
前記ボデー本体3の一側面(図3において左側面)には、例えば樹脂製のカバー体40が結合されている。ボデー本体3にカバー体40を結合する結合手段としては、スナップフィット手段、クリップ手段、ねじ締結手段、溶着等を採用することができる。また、ボデー本体3とカバー体40との間には、必要に応じて内部の気密を保持するためのOリング(オーリング)46が介在される。
図1に示すように、カバー体40には、コネクタ部48が一体成形されている。コネクタ部48には、後述する制御装置52(図2参照。)と電気的につながる外部コネクタ(図示省略)が接続可能となっている。このコネクタ部48内には、ターミナル51a〜51fが配置されている。ターミナル51a〜51fは、前記駆動モータ33(図3参照。)、及び、後述するスロットルポジションセンサ50(図3参照。)に電気的につながっている。
前記駆動モータ33(図3参照。)は、自動車のエンジンコントロールユニットいわゆるECU等の制御装置52(図2参照。)によって、アクセルペダルの踏み込み量に関するアクセル信号やトラクション制御信号,定速走行信号,アイドルスピードコントロール信号に基づいて駆動制御されるようになっている。
また、駆動モータ33のモータシャフト36の駆動力は、モータピニオン37からカウンタギヤ39、スロットルギヤ30を介してスロットルシャフト20に伝達される。これにより、スロットルシャフト20に一体化されたバルブ部材4が回動される結果、ボア7が開閉されることになる。
図3に示すように、前記スロットルギヤ30には、前記スロットルシャフト20の回転軸線Lと同一軸線上に位置するリング状の磁性材料からなるヨーク53が一体的に設けられている。ヨーク53の内周面には、磁界を発生する一対の磁石54,55が一体化されている。両磁石54,55は、例えばフェライト磁石からなり、両者間に発生する磁力線すなわち磁界が平行をなすように平行着磁されており、ヨーク53内の空間にほぼ平行な磁界を発生させる。
また、前記カバー体40の内側面には、磁気抵抗素子を内蔵するセンサIC56を備えた回転角センサであるスロットルポジションセンサ50が配置されている。スロットルポジションセンサ50は、前記スロットルシャフト20の回転軸線L上において、前記両磁石54,55の相互間に所定の間隔を隔てた位置に配置されている。スロットルポジションセンサ50のセンサIC56は、磁気抵抗素子からの出力を計算して、前記制御装置52に磁界の方向に応じた出力信号を出力することにより、磁界の強度に依存することなく、磁界の方向を検出できるように構成されている。
上記したスロットルボデー2(図1〜図5参照。)において、エンジンが始動されると、制御装置52によって駆動モータ33が駆動制御される。これにより、前にも述べたように、減速ギヤ機構45を介してバルブ体60が開閉される結果、ボデー本体3のボア7を流れる吸入空気量が制御される。
そして、スロットルシャフト20の回転にともなって、スロットルギヤ30とともにヨーク53及び両磁石54,55が回転すると、その回転角に応じてスロットルポジションセンサ50のセンサIC56に交差する磁界の方向が変化し、センサIC56の出力信号が変化する。これにより、前記制御装置52は、センサIC56の出力信号に基づいて、スロットルシャフト20の回転角すなわちバルブ部材4のスロットル開度を算出する。
前記制御装置52(図2参照。)は、前記スロットルポジションセンサ50のセンサIC56(図3参照。)から出力されかつ一対の磁石54,55の磁気的物理量としての磁界の方向によって検出されたスロットル開度と、車速センサ(図示省略)によって検出された車速と、クランク角センサによるエンジン回転数と、アクセルペダルセンサ、O2センサ、エアフローメータ等のセンサからの検出信号等に基づいて、燃料噴射制御、バルブ部材4の開度の補正制御、オートトランスミッションの変速制御等の、いわゆる制御パラメータを制御する。
図4に示すように、前記スロットルシャフト20に一体成形されたバルブ部材4の樹脂は、スロットルシャフト20の周りを取り巻いている。また、バルブ部材4の中心部に対応するスロットルシャフト20の中央部には、径方向に貫通する貫通孔58が形成されており、この貫通孔58内に樹脂が流入している。このスロットルシャフト20とバルブ部材4とにより、バルブ体60が構成されている。
なお、バルブ部材4は、本明細書でいう「バルブ部」に相当する。また、スロットルシャフト20は、本明細書でいう「シャフト部」に相当する。また、本実施例では、スロットルシャフト20とバルブ部材4とを一体化してバルブ体60を構成したが、これに代え、シャフト部とバルブ部とを樹脂により一体化(例えば、一体成形)することにより1部品としての樹脂製のバルブ部とすることもできる。
前記バルブ部材4は、シャフト被覆部61と架橋部62と板状部63と軸受当接部64とリブ部65とを有している。シャフト被覆部61は、前記スロットルシャフト20のシャフト本体20aを取り巻くようにほぼ円筒状に形成されている。また、架橋部62は、スロットルシャフト20の貫通孔58内を貫通するようにしてシャフト被覆部61の中央部の対向面間に架設されている。また、板状部63は、一対をなす半円形状でかつ1枚の円板状をなすように、シャフト被覆部61から相反方向に向けて突出されている(図3参照。)。その両板状部63の外周端面に、前記バルブ側シール面15が形成されている(図7参照。)。
図7に示すように、前記両板状部63のバルブ側シール面15は、軸線Lを中心として点対称状に形成されており、板厚方向に関して閉方向側から開方向に向かって次第に外径を大きくするテーパ状面により形成されている。また、バルブ側シール面15は、バルブ部材4の成形時において形成されており、前記ボデー本体3のボデー側シール面16に対して面接触状をなしている。ちなみに、ボデー本体3の主筒部10のボア壁面13には、前にも述べたように、バルブ部材4のバルブ側シール面15が面接触状に当接するボデー側シール面16が形成されている(図7参照。)。
前記軸受当接部64は、前記シャフト被覆部61の両端部(図6は右端部のみを示す。)に対して環状に膨出されており、両板状部63に跨っている。
また、前記リブ部65は、シャフト被覆部61に連続する状態で各板状部63の表裏面に相互に所定間隔を隔てて複数本突出されている(図1参照。)。各リブ部65の稜線は、各板状部63の自由端部近くからシャフト被覆部61の外周面に対して接線状に延びている(図7参照。)。
なお、スロットルシャフト20の両軸支部21とバルブ部材4の両軸受当接部64とは所定の間隔を隔てて形成されており、それぞれの軸支部21と軸受当接部64との間に小径をなすシャフト本体20aが溝状に露出されている(図6参照。)。また、バルブ部材4は、バルブ側シール面15を除いて左右対称状でかつ表裏対称状に形成されているものとする。
次に、上記したスロットルボデー2の製造方法を説明する。スロットルボデー2の製造方法としては、次に述べる製造方法1と製造方法2が挙げられる。
[スロットルボデー2の製造方法1]
スロットルボデー2の製造方法1は、バルブ体60の成形工程と、ボデー本体3の成形工程とからなる。
まず、バルブ体60の成形工程では、バルブ部材4がバルブ成形型(金型)を使用して樹脂射出成形により成形される。このとき、スロットルシャフト20をバルブ成形型内にインサートしておき、バルブ部材4の形状に対応する成形空間いわゆるキャビティ内に樹脂を射出することにより、スロットルシャフト20にバルブ部材4を一体化したバルブ体60が成形される。なお、本工程におけるバルブ成形型は、周知の構成であるからその説明は省略する。
次に、ボデー本体3の成形工程では、ボデー本体3がボデー成形型(金型)を使用して樹脂射出成形により成形される。このとき、前工程で成形されたバルブ体60、及び、軸受筒24等をインサートしておき、ボデー本体3の形状に対応する成形空間いわゆるキャビティ内に樹脂を射出することにより、バルブ体60を組込んだボデー本体3が成形される。また、バルブ部材4のバルブ側シール面15に沿って樹脂が充填されることにより、ボデー本体3にそのバルブ側シール面15に倣うボデー側シール面16が形成される。なお、本工程におけるボデー成形型は、周知の構成であるからその説明は省略する。
[スロットルボデー2の製造方法2]
スロットルボデー2の製造方法2は、ボデー本体3の成形工程と、バルブ体60の成形工程とからなる。
まず、ボデー本体3の成形工程では、ボデー本体3がボデー成形型(金型)を使用して樹脂射出成形により成形される。このとき、軸受筒24をインサートしておき、ボデー本体3の形状に対応する成形空間いわゆるキャビティ内に樹脂を射出することにより、ボデー本体3に軸受筒24を一体化したボデーサブアッセンブリが成形される。なお、本工程におけるボデー成形型は、周知の構成であるからその説明は省略する。
次に、バルブ体60の成形工程では、バルブ部材4がバルブ成形型(金型)を使用して樹脂射出成形により成形される。このとき、前工程で成形されたボデーサブアッセンブリ、及び、スロットルシャフト20をバルブ成形型内にインサートしておき、バルブ部材4の形状に対応する成形空間いわゆるキャビティ内に樹脂を射出することにより、ボデーサブアッセンブリを組込みかつスロットルシャフト20に一体化されたバルブ部材4が成形される。また、ボデー本体3のボデー側シール面16に沿って樹脂が充填されることにより、バルブ部材4にはそのボデー側シール面16に倣うバルブ側シール面15が形成される。なお、本工程におけるバルブ成形型は、周知の構成であるからその説明は省略する。
上記した製造方法1又は製造方法2で成形されたスロットルボデー2に対して、プラグ26、シール材27、バックスプリング32、駆動モータ33、減速ギヤ機構45、カバー体40等が組付けられることにより、スロットルボデー2が完成する(図3参照。)。
なお、前記したボデー本体3及びバルブ部材4に用いる樹脂材料としては、合成樹脂を母材(マトリクス)とする複合材料を用いることができる。そして、合成樹脂の母材としては、例えば、ポリエチレンテフタレート,ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン,ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド6,ポリアミド66,芳香族ポリアミド等のポリアミド系樹脂、ABS、ポリカーボネート,ポリアセタール等の汎用樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド,ポリエーテルサルホン,ポリエーテルエーテルケトン,ポリエーテルニトリル,ポリエーテルイミド等のスーパーエンジニアリングプラスチック、フェノール樹脂,エポキシ樹脂,不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、シリコーン樹脂、テフロン(登録商標)樹脂等の合成樹脂等を採用することができる。
また、前記複合材料には、繊維材料や充填材料が含まれるもので、例えば、ガラス繊維,炭素繊維,セラミックス繊維,セルロース繊維,ビニロン繊維,黄銅繊維,アラミド繊維等の繊維類、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、シリカ、水酸化マグネシウム、タルク、珪酸カルシウム、マイカ、ガラス、炭素、黒鉛、熱硬化性樹脂粉末、カシューダスト等を採用することができる。また、場合によっては、複合材料に難燃剤、紫外線防止剤、酸化防止剤、滑剤等を配合してもよい。
次に、本実施例の要部の構成について説明する。なお、前記したバルブ部材4と両軸受筒24とは、図3に示すように左右対称状に構成されているから、その右側部分について説明し、その左側部分についてはその説明を省略する。
図6に示すように、バルブ部材4と軸受筒24との対向端面の摺動接触により、バルブ部材4のスラスト方向(図6において左右方向)の移動量が規定されるようになっている。その軸受筒24の端面69に対するバルブ部材4の軸受当接部64の端面67を「バルブ部材4の摺動面、バルブ側摺動面」等といい、そのバルブ側摺動面67に摺動接触する軸受筒24の端面69を「軸受筒24の摺動面、軸受側摺動面69」等という。このバルブ側摺動面67及び軸受側摺動面69は、前記スロットルシャフト20の回転軸線Lに直交する平面により形成されている。また、バルブ側摺動面67と軸受側摺動面69との間には、バルブ体60の開閉にかかる作動性を向上するために、所定のクリアランスいわゆる隙間が確保されている。なお、本明細書でいう「バルブ側摺動面67と軸受側摺動面69との間の隙間」とは、バルブ部材4がボア7内に同一軸線上に位置した状態での両摺動面67,69の間の隙間のことをいう。また、軸受筒24は、本明細書でいう「軸受部材」に相当する。
しかして、前記軸受筒24は、円筒状の筒本体70と、その筒本体70のバルブ側端部の外周上に環状に膨出されたフランジ部71とを有している。この軸受筒24は、滑り性の良い材料により形成されたドライベアリングからなる。滑り性の良い材料としては、例えば銅系焼結材、SUS材等の金属材料が挙げられる。
また、フランジ部71を含む軸受筒24の外周部は、前記ボデー本体3の軸受ボス部22により取り囲まれている。
また、軸受筒24の摺動面69は、フランジ部71を含む筒本体70の当該端面により形成されている。
さらに、軸受筒24の摺動面69は、バルブ部材4の摺動面67の径方向外端部(図7中に符号、67aを付す。)の回動軌跡68の半径68rと同等以上の半径69rをもって形成されている(図7参照。)。これにより、バルブ部材4の摺動面67が、軸受筒24の摺動面69に対して全面的に摺動接触可能となっている。
ちなみに、図7には、従来例にかかる軸受側摺動面69の半径69Rが付記されている。従来は、軸受側摺動面69が、回動軌跡68の半径68rよりも小さい半径69Rをもって形成されていたので、バルブ側摺動面67の径方向外端部が、軸受側摺動面69からはみ出していた。このため、バルブ側摺動面67の径方向外端部が、それに対向するボデー本体3の対向壁面であるボア壁面13に摺動接触することにより、バルブ部材4とボデー本体3との樹脂同士の摺動接触が生じていた。
上記したスロットルボデー2によると、バルブ体60のスロットルシャフト20とともに回動するバルブ部材4によりボデー本体3のボア7が開閉される。これにより、そのボア7内を流れる吸入空気の量すなわち吸入空気量が制御される。
また、軸受筒24の端面69に対するバルブ部材4の端面67の摺動接触により、バルブ部材4のスラスト方向(軸方向)の移動量が規定される。
ところで、軸受筒24が滑り性の良い金属材料で形成されており、その軸受筒24の端面69が滑り性の良い端面(摺動面)として形成されている。これにより、軸受筒24の端面69に対するバルブ部材4の端面67の摩擦抵抗を低減することができる。
さらに、軸受筒24の端面69を、バルブ部材4の端面67の径方向外端67aによる回動軌跡68の半径68rと同等以上の半径69rをもって形成している。これにより、軸受筒24の端面69に対してバルブ部材4の端面67が全面的に摺動接触可能となる。このため、ボデー本体3のボア壁面13に対するバルブ部材4の摺動接触を回避することができる。
したがって、軸受筒24の端面69に対するバルブ部材4の端面67の摩擦抵抗の低減と、ボデー本体3のボア壁面13に対するバルブ部材4の摺動接触の回避との相乗作用によって、バルブ部材4の作動性を向上することができる。
ちなみに、本件出願人が従来品と本実施例品によるバルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69の摩耗量を比較実験したところ、従来の摩耗量に比べて、本実施例の摩耗量が約1/6程度に低減していることが判明した。
また、軸受筒24自体が滑り性の良い金属材料で形成されていることにより、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間の摩擦抵抗を低減することができる。
また、前記軸受筒24自体を、滑り性の良い金属材料に代えて、滑り性の良い樹脂材料、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等の樹脂材料により形成することによっても、前記と同等の作用・効果を得ることができる。
また、軸受筒24の端面69に滑り性の良い滑り層を形成することによっても、前記と同等の作用・効果を得ることができる。なお、滑り性の良い滑り層は、例えば、プラズマイオン注入成膜、フッ素樹脂コーティング膜等により形成することができる。この場合、軸受筒24は、金属製あるいは樹脂製等のものを使用することができる。
また、前記バルブ部材4の端面67に滑り性の良い滑り層を形成することによっても、前記と同等の作用・効果を得ることができる。なお、滑り性の良い滑り層は、例えば、プラズマイオン注入成膜、フッ素樹脂コーティング膜等により形成することができる。
また、軸受筒24に軸支されるスロットルシャフト20の軸支部21の外周面に、滑り性の良い滑り層を設けることができる。このように構成すると、軸受筒24の軸孔の内周面とスロットルシャフト20の軸支部21の外周面との間の摩擦抵抗を低減することができる。
また、スロットルシャフト20の軸支部21を軸支する軸受筒の軸孔の内周面に、滑り性の良い滑り層を設けることができる。このように構成すると、軸受筒24の軸孔の内周面とスロットルシャフト20の軸支部21の外周面との間の摩擦抵抗を低減することができる。
また、前記実施例におけるスロットルシャフト20を樹脂製とし、軸受筒24に軸支されるスロットルシャフト20の軸支部21の外周面に、滑り性の良い滑り層を設けることができる。このように構成すると、金属製の軸受筒24に対する樹脂製のスロットルシャフト20の軸支部21の摩擦抵抗を低減することができる。また、スロットルシャフト20の樹脂化により、金属製のスロットルシャフトを廃止することができるので、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、この場合、バルブ部材4にスロットルシャフト20を一体成形することにより、一層の低コスト化を図ることができる。なお、スロットルシャフト20は、滑り性の良いポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等により形成することができる。
また、前記実施例における軸受筒24を樹脂製とし、軸受筒24の端面69に摺動接触するバルブ部材4の端面67に、滑り性の良い滑り層を設けることができる。このように構成すると、樹脂製の軸受筒の端面24に対する樹脂製のバルブ部材4の端面67の摩擦抵抗を低減することができる。また、軸受筒24の樹脂化により、金属製の軸受筒を廃止することができるので、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、この場合、ボデー本体3の軸受ボス部22に軸受筒24を一体成形することにより、一層の低コスト化を図ることができる。なお、軸受筒24は、滑り性の良いポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等により形成することができる。
また、前記実施例における軸受筒24を樹脂製とし、バルブ部材4の端面67に摺動接触する軸受筒24の端面69に、滑り性の良い滑り層を設けることができる。このように構成すると、樹脂製の軸受筒の端面24に対する樹脂製のバルブ部材4の端面67の摩擦抵抗を低減することができる。また、軸受筒24の樹脂化により、金属製の軸受筒を廃止することができるので、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、この場合、ボデー本体3の軸受ボス部22に軸受筒24を一体成形することにより、一層の低コスト化を図ることができる。なお、軸受筒24は、滑り性の良いポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等により形成することができる。
また、前記実施例における軸受筒24及びスロットルシャフト20を樹脂製とし、軸受筒24の端面69に摺動接触するバルブ部材4の端面67、及び、軸受筒24に軸支されるスロットルシャフト20の軸支部21の外周面に、滑り性の良い滑り層を設けることができる。このように構成すると、樹脂製の軸受筒24の端面69に対する樹脂製のバルブ部材4の端面67の摩擦抵抗、及び、その軸受筒24に対する樹脂製のスロットルシャフト20の軸支部21の摩擦抵抗を低減することができる。また、軸受筒24及びスロットルシャフト20の樹脂化により、金属製の軸受筒及びスロットルシャフトを廃止することができるので、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、この場合、ボデー本体3の軸受ボス部22に軸受筒24を一体成形することにより、一層の低コスト化を図ることができる。また、バルブ体60にスロットルシャフト20を一体成形することにより、一層の低コスト化を図ることができる。なお、軸受筒24及びスロットルシャフト20は、滑り性の良いポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等により形成することができる。
また、前記実施例における軸受筒24を樹脂製とし、バルブ部材4の端面67に摺動接触する軸受筒24の端面69、及び、スロットルシャフト20を軸支する前記軸受部材の軸孔の内周面に、滑り性の良い滑り層を設けることができる。このように構成すると、樹脂製の軸受筒24の端面69に対する樹脂製のバルブ部材4の端面67の摩擦抵抗、及び、その軸受筒24に対する樹脂製のスロットルシャフト20の軸支部21の摩擦抵抗を低減することができる。また、軸受筒24の樹脂化により、金属製の軸受筒を廃止することができるので、低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、この場合、ボデー本体3の軸受ボス部22に軸受筒24を一体成形することにより、一層の低コスト化を図ることができる。なお、軸受筒24は、滑り性の良いポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等により形成することができる。
[実施例2]
実施例2を説明する。本実施例は、前記実施例1の一部に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。また、以降の実施例についても、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。
すなわち、本実施例は、図8に示すように、軸受筒24の端面69の内周部に、環状の段差部73が形成されている。そして、段差部73内に、バルブ部材4の軸受当接部64が嵌合されている。
本実施例によれば、軸受筒24の端面69の段差部73内にバルブ部材4の軸受当接部64が嵌合されることにより、軸受筒24とバルブ部材4の端面間の隙間72が迷路構造をなす。このため、バルブ体60の全閉時における軸受筒24とバルブ部材4の端面間の隙間72を通じての吸入空気の流れが妨げられる。したがって、バルブ体60の全閉時における空気洩れ量を低減することができる。なお、バルブ体60の全閉時の空気洩れ量が多いと、エンジンのアイドル回転数が高くなり、燃費の悪化を招くことから、その全閉時の空気洩れ量を低減し、エンジンのアイドル回転数を低下させ、燃費を向上することが好ましい。
[実施例3]
実施例3を説明する。本実施例は、前記実施例2と同様、前記実施例1の一部に変更を加えたものである。
すなわち、本実施例は、図9に示すように、バルブ部材4の端面67の内周部に、環状の段差部74が形成されている。そして、軸受筒24の端面69の内周部に、バルブ部材4の段差部74内に嵌合する環状の嵌合筒部75が形成されている。
本実施例によれば、バルブ部材4の段差部74内に軸受筒24の嵌合筒部75が嵌合されることにより、軸受筒24とバルブ部材4の端面間の隙間72が迷路構造をなす。このため、前記実施例2と同様に、バルブ体60の全閉時における空気洩れ量を低減することができる。
[実施例4]
次に、実施例4を説明する。本実施例は、前記実施例1の一部に変更を加えたものである。なお、図10はスロットルボデーを示す正断面図、図11はボデー本体の成形時における要部を示す断面図、図12はボデー本体の成形時における軸受筒の周辺を示す端面図、図13は軸受筒の移動調節後における要部を示す断面図、図14は軸受筒の移動調節後における軸受筒の周辺を示す端面図、図15はボデー成形型を示す断面図、図16は軸受筒用回動型を示す斜視図である。なお、図10では、図3におけるカバー体40、プラグ26、スロットルギヤ30、バックスプリング32、駆動モータ33等が省略されている。
本実施例は、図11によく示すように、前記実施例1における軸受筒24(図3参照。)を、ストレートな円筒状をなす軸受筒(符号、84を付す。)に変更したものである。この軸受筒84も、軸受筒24と同様、本明細書でいう「軸受部材」に相当する。
図16に示すように、軸受筒84の外周面には、おねじ85が形成されている。また、軸受筒84の反バルブ側の外端面には、例えば2ヵ所の凹溝86が径方向の相反する位置に形成されている(図12参照。)。
図15に示すように、本実施例のボデー成形型90は、前記バルブ体60及び左右一対の軸受筒84をインサートしてボデー本体3を成形するものである。ボデー成形型90は、ボデー本体3に対応するキャビティ88を形成する固定型である下型91と、上下動可能な可動型である上型92、及び、横方向に移動可能な可動型である複数の側面型93とを備えている。このボデー成形型90は、前記スロットルボデー2の製造方法1に適用されるものである。
そして、下型91と側面型93との間には、その側方からキャビティ88に連通する湯口すなわち樹脂射出ゲート94が設けられている。また、バルブ部材4は、全閉位置において下型91と上型92との間に挟持される。
また、左右の側面型93には、それぞれ軸受筒用回動型95が配置されている。軸受筒用回動型95は、スロットルシャフト20の回転軸線L上において、図示しない駆動手段を介して回転及び軸移動可能に配置されている。軸受筒用回動型95の先端部には、軸受筒84の両凹溝86に対して、それぞれ係合可能な係合凸部96が形成されている(図16参照。)。
上記ボデー成形型90により、ボデー本体3を成形する場合を説明する。図15に示すように、ボデー成形型90内に、バルブ部材4を全閉状態にしてバルブ体60をインサートするとともに、スロットルシャフト20の両軸支部21に両軸受筒84(図16参照。)を嵌合させる。この状態で、ボデー成形型90の各型91,92,93,95を型閉じする。このとき、左右の軸受筒用回動型95の係合凸部96を各軸受筒84の凹溝86にそれぞれ係合させる。続いて、ボデー成形型90により画定されるキャビティ88内に、樹脂射出ゲート94から樹脂(詳しくは、溶融樹脂)を射出してボデー本体3を成形する。
そして、樹脂が硬化する前の半硬化状態において、左右の両軸受筒用回動型95を所定角度分、回動(図14中、矢印Y1参照。)させることにより、ボデー本体3の軸受ボス部22に対して軸受筒84を軸方向に移動すなわち所定量螺退(図13中、矢印Y2参照。)させる(図14参照。)。なお、本明細書でいう「樹脂の半硬化状態」とは、ボデー本体3の軸受ボス部22にひび割れ生じることなく、軸受筒84を回動により軸方向に移動させることができ、かつその軸受筒84の移動によりバルブ部材4と軸受筒84との間に設定された隙間98に樹脂が不用意に流れ込まない程度の半硬化状態ことをいう。このような樹脂の半硬化状態も、本明細書でいう「ボデー本体の成形後」に相当する。
これにより、バルブ部材4の端面67と軸受筒84の端面69との間に、所定の隙間(クリアランス)98が確保される(図13参照。)。このときの軸受筒84の螺退量(軸方向の後退量)は、ボデー本体3の成形収縮を見込んだ量であり、ボデー本体3の成形収縮後においてバルブ部材4の端面67と軸受筒84の端面69との間に所定の隙間98(図13参照。)が確保される量とする。
そして、ボデー本体3の硬化完了後において、各型91,92,93,95を型開きして、成形品であるスロットルボデー2(図10参照。)を取り出せばよい。
上記したスロットルボデー2によれば、ボデー本体3の成形後(本実施例の場合、樹脂が硬化する前の半硬化状態)において、ボデー本体3に設けた軸受筒24をスロットルシャフト20の軸方向に移動させることによって、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間の隙間98(図13参照。)を所定量に調節されている。したがって、バルブ体60の作動性を向上することができる。
また、隙間98が広過ぎると、全閉時の空気洩れ量が増大することになるため、ボデー本体3に対して軸受筒84をスロットルシャフト20の軸方向に移動させて、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間の隙間98(図13参照。)を、バルブ部材4の作動性を向上しながらも、バルブ部材4の全閉時の空気洩れ量を少なくすることができる隙間とする。
ちなみに、従来では、ボデー本体3の成形時において、バルブ部材4と軸受部材(おねじのないストレートな円筒状軸受)との間に、予めボデー本体3の成形収縮を見込んだ所定の隙間を確保した状態にしておき、この状態でボデー本体3が成形されていた。このため、前記隙間に樹脂が流れ込み、必要な隙間が埋まることにより、バルブ体60の作動性が損なわれるおそれがあった。
これに対し、本実施例によれば、前に述べたように、バルブ部材4と軸受筒84との間に必要な隙間98(図13参照。)を確保することができるので、バルブ体60の作動性を向上することができる。
また、上記したスロットルボデー2の製造方法によると、前記した作用・効果を奏することのできるスロットルボデー2を製造することができる。
[実施例5]
次に、実施例5を説明する。本実施例は、前記実施例1の一部に変更を加えたものである。なお、図17は要部を示す断面図、図18はスペーサ部材を示す斜視図である。
本実施例は、前記実施例1で述べたスロットルボデー2の製造方法1又は製造方法2に適用されるものである。
そして、スロットルボデー2の製造方法1では、バルブ部材4を軸受筒24とともにインサートしてボデー本体3を成形する際において、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間に、所定の板厚114tを有するリング板状のスペーサ部材114(図18参照。)を配置するものである(図17参照。)。
また、スロットルボデー2の製造方法2では、ボデー本体3を軸受筒24とともにインサートしてバルブ部材4を成形する際において、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間に、所定の板厚114tのリング板状のスペーサ部材114(図18参照。)を配置するものである(図17参照。)。なお、この場合、バルブ部材4を成形するまでは、バルブ部材4の端面67と同一面をなすバルブ成形型(図示省略)が有する端面(バルブ部材4の端面という。)が「バルブ部材4の端面67」に相当するものとし、その端面と軸受筒24との端面69との間に、スペーサ部材114が配置されるものとする。
しかして、スペーサ部材114は、薬品、水、温水、高温雰囲気等の溶解手段により溶ける材質、例えば、温水の熱で溶けるビスマス、錫等を含む易融合金や、水で溶けるオブラート等により形成されている。なお、スペーサ部材114は、本明細書でいう「スペーサ手段」に相当する。
上記したように、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間にスペーサ部材114(図18参照。)を配置することにより、その端面67,69間にスペーサ部材114の板厚114t相当分の隙間(板厚と同一符号を付す。)114tを確保する状態で、ボデー本体3又はバルブ部材4を成形することができる。これとともに、スペーサ部材114の存在によって、樹脂注入時においてバルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間に樹脂が不用意に流れ込むことを防止あるいは低減することができる。なお、スペーサ部材114の板厚114tは、ボデー本体3の成形収縮を見込んだ所定の隙間114tに対応する寸法に設定するものとする。
そして、ボデー本体3又はバルブ部材4の樹脂の硬化完了後において、例えば、前記溶解手段によってスペーサ部材114を溶かして除去する。これにより、バルブ部材4と軸受筒24との間に所定の隙間114t(図17参照。)を形成することができ、バルブ部材4の作動性を確保することができる。
また、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間の隙間が所定値以上に大きくなりすぎることがないので、その隙間114t内への成形時の樹脂の不用意な流れ込みや、バルブ部材4の全閉時の空気洩れ量の増大を防止あるいは低減することができる。
また、上記のように、溶解手段により溶けてなくなるスペーサ部材114を用いることにより、スロットルボデー2の製造方法1においては、バルブ部材4の端面67を基準としてバルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間の隙間114tを設定することができる。また、スロットルボデー2の製造方法2においては、軸受筒24の端面69を基準としてバルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間の隙間114tを設定することができる。
上記したスロットルボデー2によると、バルブ体60とボデー本体3のいずれか一方の部材を軸受筒24とともにインサートして他方の部材を成形する際において、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間にスペーサ部材114を設けておき、そのスペーサ部材114をボデー本体3又はバルブ部材4の成形後において除去することにより、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間にスペーサ部材114による所定量の隙間114tを設定することができる。これにより、バルブ体60の作動性を向上することができる。また、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間の隙間114tは、バルブ体60の作動性を向上しながらも、バルブ体60の全閉時の空気洩れ量を少なくすることができる隙間とすることにより、バルブ体60の作動性を向上しながらも、バルブ体60の全閉時の空気洩れ量を少なくすることができる。
また、上記したスロットルボデー2の製造方法によると、前記した作用・効果を奏することのできるスロットルボデー2を製造することができる。
また、前記実施例5には、次の変更例1〜5が考えられる。
[変更例1]
図19に示すように、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間に、前記スペーサ部材114(図17参照。)に代えて、所定の板厚117tの半割りリング板状で2個1組をなす金属製のゲージ部材117(図20参照。)を配置する。ゲージ部材117は、例えば、スキマゲージからなるもので、ボデー本体3又はバルブ部材4の樹脂の硬化後に機械的な外力によって除去するものとする。これにより、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間に所定の隙間(板厚117t相当分の隙間)を形成することができる。なお、ゲージ部材117は、本明細書でいう「スペーサ手段」に相当する。
[変更例2]
図21に示すように、バルブ部材4の端面67に、軸受筒24の端面69に当接することにより所定の隙間を確保するための突起部118を一体的に設ける(図22参照。)。そして、ボデー本体3又はバルブ部材4の樹脂の硬化後において、バルブ部材4の突起部118を折る、削る等の除去手段により除去する。これにより、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間に所定の隙間(突起部118の突出量相当分の隙間)を形成することができる。なお、突起部118は、本明細書でいう「スペーサ手段」に相当する。
また、前記変更例2における突起部118は、軸受筒24の端面69に対してバルブ部材4の端面67に当接可能に設けたり、あるいはバルブ体60の成形型に対して軸受筒24の端面69に当接可能に設けたりすることによっても、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間に所定の隙間を確保することができる。なお、この場合も、ボデー本体3又はバルブ部材4の成形後において、突起部118を折る、削る、レーザー等の除去手段により除去すればよい。
[変更例3]
図23に示すように、バルブ部材4の両板状部63に、軸受筒24の端面69に当接することにより所定の隙間を確保するための当接端面215aを有する凸部215を一体成形する。この凸部215は、バルブ部材4の端面67よりも、所定の隙間相当分だけ突出している。そして、ボデー本体3又はバルブ部材4の樹脂の硬化後において、バルブ部材4の凸部215をレーザー等の除去手段により除去し、バルブ部材4の両板状部63に端面67と同一平面をなす端面67を形成する(図24参照。)。これにより、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間に所定の隙間(図29に符号、217を付す。)を形成することができる。なお、凸部215は、本明細書でいう「スペーサ手段」に相当する。
また、前記変更例3における凸部215は、軸受筒24の端面69に対してバルブ部材4の端面67に当接可能に設けたり、あるいはバルブ部材4の成形型に対して軸受筒24の端面69に当接可能に設けたりすることによっても、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間に所定の隙間を確保することができる。なお、この場合も、ボデー本体3又はバルブ体60の成形後において、凸部215をレーザー等の除去手段により除去すればよい。
[変更例4]
図25に示すように、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間に、前記実施例5のスペーサ部材114(図18参照。)とほぼ同形状をなすゴム状の弾性部材116を配置する。この弾性部材116は、前記実施例5のスペーサ部材114と同様に、ボデー本体3又はバルブ部材4の樹脂の硬化後に、除去手段により除去することによって、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間に弾性部材116による所定量の隙間116tを設定することができる。なお、弾性部材116は、本明細書でいう「スペーサ手段」に相当する。
また、弾性部材116の板厚方向の弾性変形(圧縮変形)可能な範囲を、バルブ部材4の端面67と軸受筒24の端面69との間の隙間としてみなすことができる。この場合、ボデー本体3又はバルブ部材4の樹脂の硬化後において弾性部材116を除去しなくてもよい。
前記弾性部材116は、バルブ部材4の端面67あるいは軸受筒24の端面69に、予め2色成形により一体化しておくと、弾性部材116の組付けの手間が省けて好都合である。
また、弾性部材116としては、例えばエラストマを用いることができる。
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。

前記課題は、請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とするスロットルボデー及びその製造方法により解決することができる。
すなわち、第1の発明は、
吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
を備え、
前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
前記バルブ部と前記軸受部材との摺動接触する少なくとも一方の端面を、滑り性の良い端面として形成し、
前記軸受部材の端面を、前記バルブ部の端面の径方向外端による回動軌跡の半径と同等以上の半径をもって形成した
スロットルボデーである。
このように構成された第1の発明によると、バルブ体のシャフト部とともに回動するバルブ部によりボデー本体のボアが開閉されることにより、そのボア内を流れる吸入空気の量すなわち吸入空気量が制御される。
また、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摺動接触により、バルブ体のスラスト方向の移動量が規定される。
ところで、バルブ部と軸受部材との摺動接触する少なくとも一方の端面を、滑り性の良い端面として形成したことにより、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摩擦抵抗を低減することができる。
さらに、軸受部材の端面を、バルブ部の端面の径方向外端による回動軌跡の半径と同等以上の半径をもって形成している。これにより、軸受部材の端面に対してバルブ部の端面が全面的に摺動接触可能となるため、ボデー本体のボア壁面に対するバルブ部の摺動接触を回避することができる。
したがって、軸受部材の端面に対するバルブ部の端面の摩擦抵抗の低減と、ボデー本体のボア壁面に対するバルブ部の摺動接触の回避との相乗作用によって、バルブ体の作動性を向上することができる。

Claims (15)

  1. 吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
    前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
    を備え、
    前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
    前記バルブ部と前記軸受部材との摺動接触する少なくとも一方の端面を、滑り性の良い端面として形成し、
    前記軸受部材の端面に摺動接触する前記軸受部材の端面を、前記バルブ部の端面の径方向外端による回動軌跡の半径と同等以上の半径をもって形成した
    ことを特徴とするスロットルボデー。
  2. 請求項1に記載のスロットルボデーであって、
    前記軸受部材を、滑り性の良い材料で形成したことを特徴とするスロットルボデー。
  3. 請求項1に記載のスロットルボデーであって、
    前記バルブ部の端面に摺動接触する前記軸受部材の端面に、滑り性の良い滑り層を設けたことを特徴とするスロットルボデー。
  4. 請求項1〜3のいずれか1つに記載のスロットルボデーであって、
    前記軸受部材の端面に摺動接触する前記バルブ部の端面に、滑り性の良い滑り層を設けたことを特徴とするスロットルボデー。
  5. 第1〜第4のいずれか1つに記載のスロットルボデーであって、
    前記軸受部材に軸支される前記シャフト部の軸支部の外周面に、滑り性の良い滑り層を設けたことを特徴とするスロットルボデー。
  6. 請求項1〜5のいずれか1つに記載のスロットルボデーであって、
    前記シャフト部を軸支する前記軸受部材の軸孔の内周面に、滑り性の良い滑り層を設けたことを特徴とするスロットルボデー。
  7. 吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
    前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
    を備え、
    前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
    前記軸受部材を金属製とし、
    前記シャフト部を樹脂製とし、
    前記軸受部材に軸支される前記シャフト部の軸支部の外周面に、滑り性の良い滑り層を設けた
    ことを特徴とするスロットルボデー。
  8. 吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
    前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
    を備え、
    前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
    前記軸受部材を樹脂製とし、
    前記シャフト部を金属製とし、
    前記軸受部材の端面に摺動接触する前記バルブ部の端面に、滑り性の良い滑り層を設けた
    ことを特徴とするスロットルボデー。
  9. 吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
    前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
    を備え、
    前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
    前記軸受部材を樹脂製とし、
    前記シャフト部を金属製とし、
    前記バルブ部の端面に摺動接触する前記軸受部材の端面に、滑り性の良い滑り層を設けた
    ことを特徴とするスロットルボデー。
  10. 吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
    前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
    を備え、
    前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
    前記軸受部材及び前記シャフト部を樹脂製とし、
    前記軸受部材の端面に摺動接触する前記バルブ部の端面、及び、前記軸受部材に軸支される前記シャフト部の軸支部の外周面に、滑り性の良い滑り層を設けた
    ことを特徴とするスロットルボデー。
  11. 吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
    前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
    を備え、
    前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
    前記軸受部材を樹脂製とし、
    前記シャフト部を金属製とし、
    前記バルブ部の端面に摺動接触する前記軸受部材の端面、及び、前記シャフト部を軸支する前記軸受部材の軸孔の内周面に、滑り性の良い滑り層を設けた
    ことを特徴とするスロットルボデー。
  12. 吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
    前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
    を備え、
    前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
    前記バルブ部の端面と前記軸受部材の端面との間の隙間を、前記軸受部材の軸方向の移動によって調節したことを特徴とするスロットルボデー。
  13. 吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
    前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
    を備え、
    前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーであって、
    前記バルブ部の端面と前記軸受部材の端面との間に、その端面間の隙間を所定量に設定するためのスペーサ手段を設けたことを特徴とするスロットルボデー。
  14. 吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
    前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
    を備え、
    前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーの製造方法であって、
    前記ボデー本体の成形後において、前記軸受部材を軸方向に移動させることにより、バルブ部の端面と軸受部材の端面との間の隙間を調節した
    ことを特徴とするスロットルボデーの製造方法。
  15. 吸入空気が流れるボアを形成する樹脂製のボデー本体と、
    前記ボデー本体に一対の軸受部材を介して回動可能に支持されるシャフト部及び前記ボデー本体のボアを開閉する樹脂製のバルブ部を有するバルブ体と
    を備え、
    前記軸受部材の端面に前記バルブ部の端面が摺動接触する構成としたスロットルボデーの製造方法であって、
    前記バルブ部と前記ボデー本体のいずれか一方の部材を前記軸受部材とともにインサートして他方の部材を成形する際において、スペーサ手段により前記バルブ部の端面と前記軸受部材の端面との間の隙間を所定量に設定する
    ことを特徴とするスロットルボデーの製造方法。

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