KR100367367B1 - 공기 유량제어 장치용 스로틀 밸브 - Google Patents

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KR100367367B1
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오오노켄이치
스기야마다케시
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

치수의 정밀도가 높고, 버르(burr)제거작업을 필요치 않으며, 스로틀축과의 조립성이 우수한 공기유량 제어장치용 스로틀밸브를 얻는다.
2개의 평행인 제 1의 주표면(121) 및 제 2의 주표면(主表面)(122)을 갖는 사출성형 수지제의 원판상 스로틀밸브(101)로서, 수지가 주입되는 게이트부(123)를 중심으로 한 환상홈(122)또는 반환상홈(124)를 구비하고 있다.
또, 제 1의 주표면(121)이, 게이트부(123)가 제 1 주표면으로부터 돌출하지 않는 위치가 되는 오목부(325)를 게이트부(123) 주변에 구비해도 된다.
제 2의 주표면의 게이트부(123)와 대향하는 위치에, 정상부(237)가 제 2의 주표면으로부터 돌출하지 않는 위치가 되도록 돌기로서 형성된 수지모임부(235)를 구비해도 된다.

Description

공기 유량제어장치용 스로틀 밸브{THROTTLE VALVE FOR AN AIR FLOW CONTROL ASSEMBLY}
본 발명은 내연기관의 흡기통로를 흐르는 공기유량을 조정하는 공기유량제어장치에 사용되는 스로틀 밸브에 관한 것이다.
종래의 내연기관의 공기유량 제어장치의 예를 도 6에 표시한다.
도면에서 원통봉상의 스로틀축(12)은 원통상의 내벽(6a)을 갖는 스로틀보디(6)에 의해 양단을 회동가능하게 지지하고 있다.
스로틀축(12)에는 가늘고 긴 구형의 단면의 홈이 설치되고, 사출성형 수지제의 원판상의 스로틀밸브(1)가 삽입되며, 도시하지 않은 나사에 의해 스로틀축(12)과 일체로 고정되어 있다.
스로틀밸브(1)는 스로틀축(12)과 함께 회전하고, 스로틀밸브(1)와 스로틀보디(6)의 내벽(6a)과의 극간(a)을 변경해서, 내연기관의 도시않은 연소실로 유입하는 공기유량을 조정한다.
다음에 이 스로틀밸브(1)을 사출성형에 의해 제조하는 방법을 설명한다.
도 4는 스로틀밸브(1)을 성형하는 사출성형형(10)에 수지(5)를 사출하고, 스로틀밸브(1)을 사출성형하는 공정을 설명하는 단면도이다.
도면에서 사출성형형(10)은, 스로틀밸브(1)이 성형되는 평판원판상의 캐비티(11)가 설치되어 있다.
캐비티(11)의 중앙의 한쪽에는 캐비티(11)내에 수지(5)를 사출하는 소경 원통상의 구멍인, 사출성형게이드부(2)가 설치되고, 대경원통상의 구멍인 런너(3)로부터 이 사출성형게이드부(2)를 통해서, 캐비티(11)내에 수지가 사출되어 충전 된다.
도 5는 사출성형형(10)의 캐비티(11)내에 수지(5)가 충전해가는 모양을 표시하는 평면도이다.
도면에서, 수지(5)는 사출성형게이트부(2)에서 캐비티(11)내로 주입되고, 거기서 방사상으로 넓혀간다.
캐비티(11)내에는 스로틀밸브(1)를 스로틀축(12)에 고정하는 나사를 관통시키는 축고정구멍을 형성하기 위한 원통상의 핀(16)이 설치되어 있다.
내연기관이 안정된 저연비 아이들운전을 하기 위해서는, 스로틀밸브(1)를 내벽(6a)와 직각방향으로 회동한 상태인 스로틀밸브(1)의 전폐시에 유입공기가 극간(a)에서 누설되는 공기누설량을 억제할 필요가 있다.
그러나, 스로틀밸브(1)의 외경치수 정밀도가 충분하지 않으므로, 극간(a)을 충분히 작게할 수 없고, 스로틀밸브 전폐시의 공기누설유량이 커지며, 안정된 저연비 아이들 운전이 어려웠었다.
공기누설유량을 감소하는데는 스로틀밸브(1)의 외경 치수정밀도를 올릴 필요가 있으나, 도 5에 표시하는바와같이, 캐비티(11)내에 사출성형 게이트부(2)에서 주입된 수지(5)는, 수지(5)의 흐름을 규제하는 것이 없으므로 캐비티(11)내를 흐르는 수지의 속도는 균일하지 않다.
이 때문에, 스로틀밸브(1)의 외경부를 형성하는 외경형성부(15)에 수지가 도착하는 시기가 흐트러지고, 수지가 경화하는 시기도 흐트러지기 때문에 캐비티(11)내의 수지의 충전밀도가 불균일해지고, 스로틀밸브(1)의 외경치수 및 외경원형도등의 외경치수정밀도가 악화하게 된다.
종래에는 사출성형한 스로틀밸브(1)의 외경치수의 흐트러짐은 외경치수의 1%정도이고, 종래로부터 일반적으로 이용되고 있는 금속재료를 절삭가공한 스로틀 밸브의 외경치수의 흐트러짐에 비해 10배 이상이 되었었다.
또, 도 7에 단면을 표시하는 스로틀밸브(21)와 같이 단면형상이 비대칭인 경우에는 수지(5)가 스로틀밸브(21)의 외경부(22)에 도착하는 시기가 더욱 흐트러지고, 외경치수 정밀도의 악화가 현저하였었다.
또, 도 4에 표시하는 바와같이, 수지(5)를 주입하고 있는 과정에서 사출성형게이트부(2) 주변에서 굳어지기 시작해서, 고여있는 수지(5)가 캐비티(11)내를 방사상으로 흐르나, 이 굳어지기 시작한 수지가 저항이 되어, 나중에 캐비티(11)내에 주입되는 수지(5)의 흐름의 불균일을 초래하고, 스로틀밸브(21)의 외경치수 정밀도를 악화시키고 있었다.
도 8은 도 4에 표시하는 사출성형형(10)에 수지(5)를 사출해서 제조된 스로틀밸브(1)을 표시하는 단면도이다.
도면에서 스로틀밸브(1)의 중앙에 있고 사출성형시에 수지가 주입되는 게이트부(17)에는 사출성형형(10)의 사출성형게이트부(2)의 수지가, 일부남어 버르(burr)(13)가 발생하고 있다.
이 버르(13)는, 스로틀밸브(1)를 스로틀축(12)의 홈에 삽입해서 고정할때에 버르(13)가 스로틀밸브(1)의 홈에 걸리고, 스로틀밸브(1)과 스로틀축(12)의 조립이 쉽지는 않았다.
본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위해 된 것으로, 간단한 구성에 의해 치수정밀도가 높고, 버르제거작업을 필요로 하지 않으며, 스로틀축과의 조립성이 우수한 공기유량 제어장치용 스로틀밸브를 얻는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태1의 공기유량 제어장치용 스로틀 밸브의 제조과정을 설명하는 단면도 및 평면도,
도 2는 본 발명의 실시의 형태2의 공기유량 제어장치용 스로틀 밸브의 제조과정을 설명하는 단면도,
도 3은 본 발명의 실시의 형태 2의 공기유량 제어장치용 스로틀밸브를 성형하는 사출성형형 및 이것에 의해 성형된 스로틀밸브의 구조를 표시하는 단면도.
도 4는 종래의 스로틀밸브를 사출성형하는 과정을 설명하는 단면도.
도 5는 종래의 스로틀밸브를 사출성형하는 과정에서, 사출성형형내에 수지가 충전되어가는 모양을 표시하는 평면도,
도 6은 종래의 공기유량 제어장치를 표시하는 단면도,
도 7은 종래의 스로틀밸브의 구조를 표시하는 단면도.
도 8은 종래의 다른 스로틀밸브의 구조를 표시하는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
5:수지, 101,201,301:스로틀밸브,
114,324 : 반환상홈(홈), 116,326 : 환상홈(홈),
121,221,321 : 제 1의 주표면, 122,222,322 : 제 2의 주표면,
123 : 게이트부, 325 : 오목부,
235 : 수지모임부, 236 : 오목부,
237:정상부,
본 발명에 관한 공기유량 제어장치용 스로틀밸브는 2개의 평행인 제 1 및 제 2의 주표면을 갖는 사출성형 수지제의 원판상 스로틀밸브로서 제 1의 주표면에 설치되고, 수지가 주입되는 게이트부와, 제 1 및 제 2의 주표면중 적어도 하나의 주표면에 게이트부를 중심으로 한 원에 따라 게이트부를 둘러싸고 배치된 적어도 하나의 홈을 구비한 것이다.또, 본 발명에 관한 공기유량 제어장치용 스로틀밸브는, 제 1의 주표면이 게이트부가 제 1 주표면으로부터 돌출하지 않은 위치로 되는 오목부를 게이트부 주변에 구비한 것이다.또, 본 발명에 관한 공기유량 제어장치용 스로틀밸브는, 2개의 평행인 제 1 및 제 2의 주표면을 갖는 사출성형 수지제의 원판상 스로틀밸브로서, 제 1의 주표면에 설치된 수지가 주입되는 게이트부와, 제 2의 주표면의 게이트부와 대향하는 위치에 설치되고, 돌기로서 형성된 수지고임부를 구비한 것이다.또, 본 발명에 관한 공기유량 제어장치용 스로틀밸브는, 제 2의 주표면이 수지 고임부 주변에 오목부를 설치하고, 수지모임부는 정상부가 제 2의 주표면보다 돌출하지 않는 위치가 되도록 오목부로부터 돌출한 것이다.실시의 형태 1
도 1은 본 발명의 실시의 형태인 공기유량제어 장치용 스로틀밸브의 제조과정을 설명하는 단면도 및 평면도이다.
도1(b1)~(b3)은 사출성형형(110)의 캐비티(111)내에 사출된 수지(5)가 방사상으로 넓혀가는 모양을 표시하는 단면도이고, 도(a1)~(a3)는 도1(b1)~(b3)의 평면도이다.
이후, 도면에서 도 4내지 도 8과 동일 또는 동등한 부재 및 부위에는 동일부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1(b1)에서 사출성형형(110)에는, 도1(b3)에 표시한 2개의 평행인 제 1의 주표면(121) 및 제 2의 주표면(122)를 갖는 사출성형 수지제의 원판상 스로틀밸브(101)를 사출성형하기 위한 원판상의 캐비티(111)가 설치되어 있다.
또, 캐비티(11)의 중앙에는 수지(5)를 캐비티(111)내에 사출하는 입구인 사출성형게이트부(2)가 설치되어 있다.
또, 캐비티(111)의 내벽의 사출성형 게이트부(2)와 동일면측에는 사출성형 게이트부(2)를 중심으로 한, 동심원상에 원의 1부로 된 형상인 단면이 사다리꼴이고, 원호상의 반환상돌기(114)가 2개 설치되어 있다.
반환상돌기(114)사이에는, 제조된 스로틀밸브(101)를 스로틀축(12)에 고정하는 나사를 관통시키는 축고정구멍을 형성하기 위한 핀(16)이 설치되어 있다.
반환상돌기(114)의 직경방향외측에는, 마찬가지로 사출성형 게이트부(2)를 중심으로 한 동심원상에 단면이 사다리꼴의 환상돌기(116)가 설치되어 있다.
사출성형 게이트부(2)로부터 캐비티(111)내에 주입된 수지(5)는, 도 1(a1)에 표시한 바와같이 방사상으로 퍼지고, 반환상돌기(114) 및 핀(16)으로 둘러싸인 제 1의 에리어 A1을 채운다.
에리어 A1을 채운 후, 환상돌기(116)로 둘러싸인 제 2의 에리어 A2의 범위까지 수지(5)가 퍼지고, 제 2의 에리어 A2를 채운 후, 스로틀밸브(101)의 외경부를 형성하는 사출성형형의 외경형성부(115)까지의 에리어인 제 3의 에리어(A3)를 채우며, 캐비티(111)내 전체에 수지(5)가 충전되고, 도1(b3)에 표시한 사출성형 수지제의 원판상 스로틀밸브(101)가 형성된다.
사출성형된 스로틀밸브(101)의 형상을 도1(b3)에 표시한다.
도 1(b3)에서, 스로틀밸브(101)의 제 1의 주표면(121)에는 사출성형형(110)의 사출성형 게이트부(2)와 인접한 위치에 있고, 수지가 주입되는 부분인 게이트부(123)가 형성된다.
또, 스로틀밸브(101)의 제 1의 주표면(121)에는 사출성형형(110)의 반환상돌기(114) 및 환상돌기(116)에 의해, 게이트부(123)를 중심으로 한 원에 따라 게이트부(123)을 둘러싸고 배치된 사다리꼴의 홈인 2개의 반환상홈(124) 및 환상홈(126)가 형성된다.
이 실시형태에 관한 공기유량 제어장치용 스로틀밸브(101)는, 이와같이 구성되고, 사출성형형(110)의 외경형성부(115)로의 수지의 도착시기가 거의 같아지며, 수지의 경화시기의 흐트러짐이 감소하므로, 스로틀밸브(101)의 치수정밀도, 특히 외경부(125)의 외경치수 정밀도와 외경 원형도가 향상된다.
실시의 형태 2
도 2는 이 발명의 다른 실시형태인 공기유량 제어장치용 스로틀밸브(201)의 제조과정을 설명하는 단면도이다.
도 2(a)는 수지(5)가 사출성형형(210)의 캐비티(211)내에 사출되기 전의 상태, 도2(b)는 수지(5)가 캐비티(211)내에 사출중인 상태를 표시한다.
캐비티(211)의 사출성형 게이트부(2)와 대향하는 위치에는 원통상의 오목부(231)가 설치되어 있다.
오목부(231)의 어깨부(232)로부터 완만한 사면(233)이 직경방향 외측으로 향해 원추상으로 넓혀지고, 평탄면(234)에 연결되어 있다.
도 2(a)에 표시한 바와같이, 사출성형전, 사출성형 게이트부(2)에는 사출되는 전의 수지(5)가 굳어지기 시작한 상태에서 유지되어 있다.
수지(5)가 캐비티(211)내에 사출하기 시작하면, 이 굳어지기 시작한 유동성이 떨어진 수지(5)가 오목부(231)에 모이고, 그후 유동성이 있는 수지(5)가 도2(b)의 화살표와 같이 방사상으로 퍼지며, 원판상의 스로틀밸브(201)가 형성된다.
도 2(b)에서, 스로틀밸브(201)는 2개의 평행인 제 1의 주표면(221) 및 제 2의 주표면(222)을 갖고, 제 1의 주표면(221)에는 사출성형형(210)의 사출성형 게이트부(2)와 인접한 위치에 게이트부(123)가 형성된다.
또, 스로틀밸브(201)의 제 2의 주표면(222)에는 게이트부(123)와 대향하는 위치에 원통상의 돌기로서 형성된 수지모임부(235)가 형성되어 있다.
또, 수지모임부(235)의 주변에는 직경방향 외측으로 향해 방사상으로 퍼지고, 완만하게 얕아지는 오목부(236)가 형성되어 있다.
또, 이 오목부(236)로부터 돌출한 수지모임부(235)의 정상부(237)는, 제 2의 주표면(222)으로부터 돌출하지 않은 위치에 있다.
이 실시형태에 관한 공기유량 제어장치용 스로틀밸브(201)는, 이와같이 구성되어, 사출성형전에 사출성형 게이트부(2) 부근에 있는 굳기 시작한 수지(5)가 오목부(231)에 떨어져 들아가며, 스로틀밸브(201)의 외경부(125)로 흘러들지 않게 함으로써, 스로틀밸브(201)성형시에 방사상으로 퍼지는 수지의 흐름이 균일화되므로, 스토를밸브(201)의 치수정밀도, 특히 외경부(125)의 외경치수정밀도와 외경원형도가 향상된다.
수지모임부(235)의 정상부(237)는, 제 2의 주표면(222)보다는 돌출하지 않는 위치에 있으므로, 스로틀밸브(201)의 스로틀축(12)으로의 조립이 용이하다.
실시의 형태 3
도 3은, 이 발명의 다른 실시형태인 공기유량 제어장치용 스로틀밸브를 성형하는 사출성형형(310)및 이로인해 성형된 스로틀밸브(301)을 표시하는 단면도이다.
도면에서, 스로틀밸브(301)의 반환상홈(324), 환산홈(236), 게이트부(123)의 위치가 도1(b3)의 스로틀밸브(101)와 다르다.
즉, 제 1의 주표면(321)에 설치된 게이트부(123)를 중심으로 한 원에 따라 게이트부(123)를 둘러싸서 배치된 사다리꼴의 홈인 2개의 반환상홈(324) 및 환상홈(326)이 제 2의 주표면(322)에 형성되어 있다.
또, 제 1의 주표면(321)에는, 원추사다리꼴의 오목부(32)가 게이트부(123) 주변에 설치되고, 게이트부(123)가 제 1의 주표면(321)보다 돌출하지 않은 위치로 되어 있다.
이 실시형태에 관한 공기유량 제어장치용 스로틀밸브(301)는 이와같이 구성되고, 게이트부(123)가 제 1의 주표면(321)보다 돌출하지 않은 위치가 되므로, 사출성형후, 게이트부(123)에 버르가 발생한 경우에도, 버르는 제 1의 주표면(321)보다는 돌출하지 않으므로, 스로틀밸브(301)와 스로틀축(12)(도 6참조)과의 조립성이 좋아진다.
또, 게이트부(123)의 주변의 오목부(325)가 있으므로, 이 부분에서 스로틀밸브(301)의 두께가 얇아지고, 사출성형시의 수지(5)의 흐름이 불균일하게 되기 쉬우나, 반환상홈(324) 및 환상홈(326)이 형성되어 있으므로, 도 1과 같이 수지(5)의 흐름을 균일화된다.
본 발명에 관한 공기유량 제어장치용 스로틀밸브에 의하면 2개의 평행인 제 1 및 제 2의 주표면을 갖는 사출성형수지제의 원판상 스로틀밸브로서, 제 1의 주표면에 설치된 수지가 주입되는 게이트부와, 제 1 및 제 2의 주표면중 적어도 하나의 주표면에 게이트부를 중심으로 한 원에 따라 게이트부를 둘러싸서 배치된 적어도 하나의 홈을 구비하고 있으므로, 게이트부에 주입된 수지가 직경방향 외측으로 균일하게 흐르고, 스로틀밸브의 외경부를 형성하는 수지의 경화시기의 흐트러짐이 감소하므로, 스로틀밸브의 치수정밀도, 특히 외경부의 외경치수정밀도와 외경원형도가 향상된다.
또, 본 발명에 관한 공기유량 제어장치용 스로틀밸브는 제 1의 주표면이 게이트부가 제 1 주표면으로부터 돌출하지 않는 위치가 되는 오목부를 게이트부 주변에 구비하고 있으므로, 게이트부에 버르가 발생한 경우에도 버르를 제거할 필요가 없고, 또 스로틀밸브의 조립성이 향상된다.
또, 본 발명에 관한 공기유량 제어장치용 스로틀밸브는, 2개의 평행인 제 1 및 제 2의 주표면을 갖는 사출성형 수지제의 원판상 스로틀밸브로서, 제 1의 주표면에 설치된 수지가 주입되는 게이트부와, 제 2의 주표면의 게이트부와 대향하는 위치에 설치되고, 돌기로 형성된 수지모임부를 구비하고 있으므로, 사출성형 개시 당초에 주입된 굳기 시작한 수지가 오목부로 떨어지고, 스로틀밸브의 외경부에 흐르지 않으므로, 성형시의 수지의 흐름이 균일화되고, 스로틀밸브의 치수의 정밀도, 특히 외경부의 외경치수 정밀도와 외경원형도가 향상된다.
또, 본 발명에 관한 공기유량 제어장치용 스로틀밸브는 제 2의 주표면이 수지모임부 주변에 오목부를 구비하고, 수지고임부는 정상부가 제 2의 주표면도보다 돌출하지 않는 위치가 되도록 오목부에서 돌출해 있으므로, 스로틀밸브의 스로틀축에의 조립이 용이하다.

Claims (3)

  1. 2개의 평행인 제 1 및 제 2의 주표면을 갖는 사출성형 수지제의 원판상의 스로틀밸브로서, 상기 제 1의 주표면에 설치되고, 수지가 주입되는 게이트부와, 상기 제 1 및 제 2의 주표면중 적어도 하나의 상기 주표면에 상기 게이트부를 중심으로 한 원에 따라, 상기 게이트부를 둘러싸서 배치된 적어도 하나의 홈을 구비한 것을 특징으로 하는 공기유량 제어장치용 스로틀밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1의 주표면은 상기 게이트부가 상기 제 1의 주표면보다 돌출하지 않은 위치에 있는 오목부를, 상기 게이트부 주변에 구비한 것을 특징으로 하는 공기유량 제어장치용 스로틀밸브.
  3. 2개의 평행인 제 1 및 제 2의 주표면을 갖는 사출성형 수지제의 원판상 스로틀밸브로서, 상기 제 1의 주표면에 설치되고, 수지가 주입되는 게이트부와, 상기 제 2의 주표'면의 상기 게이트부와 대향하는 위치에 설치되고, 돌기로서 형성된 수지모임부를 구비한 것을 특징으로 하는 공기유량 제어장치용 스로틀밸브.
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