WO2017130599A1 - 回転部品の製造方法、バルブ装置の製造方法およびバルブ装置 - Google Patents

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WO2017130599A1
WO2017130599A1 PCT/JP2016/087507 JP2016087507W WO2017130599A1 WO 2017130599 A1 WO2017130599 A1 WO 2017130599A1 JP 2016087507 W JP2016087507 W JP 2016087507W WO 2017130599 A1 WO2017130599 A1 WO 2017130599A1
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WO
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metal shaft
plate
shaft
crushed
outer peripheral
Prior art date
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PCT/JP2016/087507
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English (en)
French (fr)
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勇多 藤中
敦夫 鷲北
田中 篤
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株式会社デンソー
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for manufacturing a rotating part formed by fixing a plate to a metal shaft, a method for manufacturing a valve device, and a valve device.
  • Patent Document 1 discloses a technique for fixing a metal shaft and a plate that is a metal auxiliary part.
  • a metal shaft is inserted into a through hole provided in a plate.
  • the tip of the metal shaft exposed to the outside of the through hole is crushed, and the tip of the metal shaft is expanded in diameter by plastic deformation. As described above, the metal shaft and the plate are fixed.
  • the outer periphery of the portion to be crushed in the metal shaft spreads in the outer diameter direction while being plastically deformed when crushed.
  • a tensile stress spreading in the outer diameter direction is applied to the outer peripheral surface that is crushed and expands in diameter.
  • the elongation rate of the outer peripheral surface of the location which is crushed and diameter-expanded exceeds the elongation rate which a crack produces, a crack will arise in a metal shaft from a crack. Due to this crack, a part of the metal shaft may be lost.
  • the missing metal body may bite into surrounding parts.
  • a gear-type reduction device that transmits the driving force of the electric motor to the metal shaft by decelerating it. There is.
  • the plate is provided with metal
  • another material different from the metal for example, a carbon material or a composite material.
  • the fixing force due to caulking may decrease due to the crack.
  • the plate may idle with respect to the metal shaft due to a loss of the fixing force against the rotational torque applied to the fixing portion.
  • the present disclosure relates to a method of manufacturing a rotating part, a method of manufacturing a valve device, and a valve device in which a crack is not generated in the crushed portion even if the tip of the metal shaft is crushed and expanded in diameter to fix the metal shaft and the plate.
  • the purpose is to provide.
  • the rotating component according to the first aspect of the present disclosure includes a metal shaft that is rotatably supported and a plate that is fixed to the metal shaft.
  • the plate is provided with a through hole through which an end of the metal shaft passes.
  • the manufacturing method of the rotating component includes: inserting an end portion of the metal shaft into the through hole.
  • the manufacturing method of the rotating component according to the first aspect of the present disclosure further includes fixing the positional relationship between the metal shaft and the plate by crushing an end portion of the metal shaft exposed to the outside of the through hole. Prepare.
  • the outer peripheral length of the end portion of the metal shaft before the metal shaft is crushed is longer than the peripheral length of the outer peripheral line that smoothly connects the contact points of the metal shaft and the plate.
  • a valve device includes a housing in which a passage is formed, a metal shaft that is inserted into the housing and is rotatably supported with respect to the housing, and is fixed to the metal shaft.
  • a plate, a valve body that rotates integrally with the metal shaft and adjusts the opening / closing or opening of the passage, an electric motor that converts electric power into rotational power, and a rotational torque generated by the electric motor is amplified to A gear-type reduction gear applied to the metal shaft.
  • the plate is provided with a gear of the speed reducer and a through hole through which an end of the metal shaft passes.
  • the manufacturing method of the valve device includes inserting an end portion of the metal shaft into the through hole.
  • the manufacturing method of the valve device further includes fixing a positional relationship between the metal shaft and the plate by crushing an end portion of the metal shaft exposed to the outside of the through hole.
  • a peripheral length extending portion for extending the outer peripheral length of the outer peripheral surface is provided on the outer peripheral surface of the portion that is crushed and expanded in diameter in the metal shaft.
  • the circumferential extension is one or more shaft recesses that are recessed in the inner diameter direction.
  • the valve device includes a housing in which a passage is formed.
  • the valve device further includes a metal shaft that is inserted into the housing and is rotatably supported with respect to the housing.
  • the valve device further includes a plate fixed to the metal shaft.
  • the valve device further includes a valve body that rotates integrally with the metal shaft to open / close or adjust the opening of the passage.
  • the valve device further includes an electric motor that converts electric power into rotational power.
  • the valve device further includes a gear-type reduction device that amplifies the rotational torque generated by the electric motor and applies the amplified torque to the metal shaft.
  • the plate is provided with a final gear of the speed reducer and a through hole through which an end of the metal shaft passes.
  • the end portion of the metal shaft exposed to the outside of the through hole is crushed, and the positional relationship between the metal shaft and the plate is fixed.
  • One or a plurality of shaft recesses that are recessed in the inner diameter direction are provided on the outer peripheral surface of the portion of the metal shaft that has been crushed and expanded in diameter.
  • the drawing It is sectional drawing of an electronic throttle, (A) The figure which looked at the metal shaft and plate before crimping from the axial direction, (b) It is sectional drawing in alignment with the axial direction of the metal shaft and plate before crimping, (A) Explanatory drawing of the outer peripheral length before the metal shaft is crushed, (b) Explanatory drawing of the peripheral length of the outer peripheral line smoothly connecting the contact point P between the metal shaft and the plate, (A) The figure which looked at the metal shaft and plate after crimping from the axial direction, (b) It is sectional drawing in alignment with the axial direction of the metal shaft and plate after crimping, FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
  • A The figure which looked at the metal shaft and plate before crimping from the axial direction, (b) It is sectional drawing in alignment with the axial direction of the metal shaft and plate before crimping, (A) Explanatory drawing of the outer peripheral length before the metal shaft is crushed, (b) Explanatory drawing of the peripheral length of the outer peripheral line smoothly connecting the contact point P between the metal shaft and the plate, (A) The figure which looked at the metal shaft and plate after crimping from the axial direction, (b) It is sectional drawing in alignment with the axial direction of the metal shaft and plate after crimping, (A) The figure which looked at the metal shaft and plate before crimping from the axial direction, (b) It is sectional drawing in alignment with the axial direction of the metal shaft and plate before crimping, and (A) The figure which looked at the metal shaft and plate after crimping from the axial direction, (b) It is sectional drawing
  • the first embodiment will be described with reference to FIGS.
  • An automobile is equipped with an electronic throttle 1 that adjusts the amount of intake air supplied to an engine for running the vehicle.
  • the electronic throttle 1 is a specific example of a device on which rotating parts are mounted, and is also an example of a valve device.
  • the electronic throttle 1 includes a housing 3 in which a part of the intake passage 2 is formed.
  • the electronic throttle 1 includes a metal shaft 4 that is inserted into the housing 3 and supported rotatably with respect to the housing 3.
  • the electronic throttle 1 includes a valve body 5 that is fixed to the metal shaft 4 in the intake passage 2 and adjusts the opening degree of the intake passage 2.
  • the electronic throttle 1 includes a drive unit 6 that rotates the metal shaft 4.
  • the housing 3 is provided by aluminum or aluminum alloy.
  • An accommodation space R for assembling the drive unit 6 is provided on the right side of the housing 3.
  • the specific accommodation space R includes a motor chamber R1 that houses an electric motor 11 described later, and a gear chamber R2 that houses a reduction gear 12 described later.
  • the accommodating space R is blocked from the external space by the cover 15 attached to the housing 3.
  • the cover 15 may be detachable from the housing 3 with screws, or may be fixed with an adhesive or the like.
  • a cylindrical protrusion or the like is formed. In this way, the right side of the housing 3 is provided with an uneven shape.
  • the housing 3 is provided with a shaft insertion hole into which the metal shaft 4 is inserted.
  • the metal shaft 4 passes through the intake passage 2 and is assembled in a direction perpendicular to the streamline direction of the intake passage 2.
  • the streamline direction is a direction in which the central axis of the intake passage 2 extends along the intake flow direction.
  • a bearing that rotatably supports the left end of the metal shaft 4 is disposed.
  • a sliding bearing 7 is used.
  • a bearing that rotatably supports the right side of the metal shaft 4 is disposed on the right side of the shaft insertion hole.
  • a ball bearing 8 is used.
  • the metal shaft 4 is provided by iron or stainless steel.
  • the metal shaft 4 is a rod having a cylindrical shape and rotates integrally with the valve body 5.
  • the valve body 5 is provided by aluminum or aluminum alloy.
  • the valve body 5 is a butterfly valve having a disk shape, and is fixed to the metal shaft 4 in the intake passage 2.
  • a fixture 9 is used as means for fixing the valve body 5 to the metal shaft 4.
  • the fixture 9 is not limited and may be a screw or a rivet.
  • the drive unit 6 includes an electric motor 11 that converts electric power into rotational power.
  • the drive unit 6 includes a reduction gear 12 that amplifies the rotational torque generated by the electric motor 11 and applies the amplified torque to the metal shaft 4.
  • the drive unit 6 includes spring force generation means 13 that returns the valve body 5 to a predetermined angular position via the metal shaft 4.
  • the drive unit 6 includes a rotation angle sensor 14 that detects the rotation angle of the metal shaft 4.
  • the electric motor 11 is a well-known DC motor that changes its rotation direction when the energization direction is switched and generates a rotational torque corresponding to the energization amount, and is fixed to the housing 3 by screws or the like after being inserted into the motor housing chamber. Is done.
  • the reduction gear 12 reduces the generated rotation of the electric motor 11 to increase the driving torque and transmits it to the metal shaft 4.
  • An example of the speed reducer 12 is a gear type speed reducer, a motor gear 16 that rotates integrally with the electric motor 11, an intermediate gear 17 that is rotationally driven by the motor gear 16, and a resin that is rotationally driven by the intermediate gear 17.
  • a gear 18 is a final gear of the reduction gear 12 and is an example of a resin component that is provided on a plate 21 described later and rotates integrally with the plate 21.
  • the motor gear 16 is a small-diameter pinion gear fixed to the motor shaft of the electric motor 11.
  • the intermediate gear 17 is a double gear in which a large diameter gear 17 a and a small diameter gear 17 b are provided concentrically, and is rotatably supported by a support shaft 19 supported by the housing 3.
  • the large-diameter gear 17a always meshes with the motor gear 16, and the small-diameter gear 17b always meshes with the resin gear 18.
  • the resin gear 18 is a large-diameter external gear that rotates integrally with the metal shaft 4, and the external teeth that mesh with the small-diameter gear 17 b are provided only in a range associated with the rotation of the valve body 5.
  • the spring force generation means 13 holds the opening of the valve body 5 at an intermediate position between the fully closed position and the fully open position, thereby enabling the vehicle to retreat.
  • the spring force generating means 13 is configured by combining a return spring that biases the valve body 5 in the closing direction and a default spring that biases the valve body 5 in the opening direction.
  • the rotation angle sensor 14 is a throttle position sensor that detects the opening degree of the valve body 5 by detecting the rotation angle of the metal shaft 4.
  • the specific rotation angle sensor 14 is a magnetic sensor that detects the relative rotation of two members in a non-contact manner.
  • the magnetic circuit unit 14 a rotates integrally with the resin gear 18, and the magnetic circuit unit attached to the cover 15. And a magnetic detection unit 14b arranged in a non-contact manner with respect to 14a.
  • An opening degree signal corresponding to the angle of the metal shaft 4 generated by the magnetic detection unit 14b is given to an ECU (abbreviation of engine control unit).
  • the ECU is a known electronic control device equipped with a microcomputer, and the actual opening of the valve body 5 detected by the rotation angle sensor 14 is a target opening set based on the opening of the accelerator pedal.
  • the electric motor 11 is feedback-controlled.
  • the above-described resin gear 18 is a resin molded product that molds the metal plate 21 fixed to the end of the metal shaft 4 and the above-described magnetic circuit portion 14a.
  • the resin gear 18 includes the plate 21 and the magnetic circuit portion 14a. Rotates together.
  • the electronic throttle 1 includes a rotating part composed of a metal shaft 4 and a plate 21.
  • a through hole ⁇ through which the right end of the metal shaft 4 passes is provided at the center of the plate 21.
  • the manufacturing method of the rotating component is such that the right end of the metal shaft 4 (specifically, a fixed shaft ⁇ described later) is inserted into the through hole ⁇ , and the end of the metal shaft 4 exposed to the outside of the through hole ⁇ (specifically, A step of crushing the tip of the fixed shaft ⁇ (to be described later) in the axial direction and expanding the diameter of the end of the metal shaft 4 is used.
  • the positional relationship between the metal shaft 4 and the plate 21 is fixed by crushing the end of the metal shaft 4 and expanding the end of the metal shaft 4.
  • the metal shaft 4 is a cylindrical rod provided by iron, stainless steel, or the like.
  • a fixed shaft ⁇ having a small diameter is formed at the end of the metal shaft 4 through a step surface 4a perpendicular to the axial direction.
  • the fixed shaft ⁇ is crushed in the axial direction and expanded in the outer diameter direction, and has a cylindrical shape concentric with the rotation center of the metal shaft 4.
  • the step surface 4 a abuts on the plate 21 and performs axial positioning with respect to the metal shaft 4. Further, the step surface 4a functions to sandwich the plate 21 with a shaft flange portion ⁇ 2 described later.
  • the fixed shaft ⁇ After the fixed shaft ⁇ is crushed and plastically deformed in the manufacturing process, it enters a later-described plate recess ⁇ 1 formed in the plate 21 to prevent the metal shaft 4 and the plate 21 from rotating relative to each other. That is, as shown in FIG. 5, a portion of the crushed portion in the metal shaft 4 bites into the inside of the plate recess ⁇ 1, thereby preventing relative rotation of the metal shaft 4 and the plate 21.
  • the portion that enters the inside of the plate recess ⁇ 1 is defined as the shaft projection ⁇ 1.
  • a portion where the plate 21 is sandwiched between the step surface 4a in the axial direction is a shaft flange portion ⁇ 2.
  • the outer diameter dimension of the shaft flange part ⁇ 2 is larger than the minimum diameter of the through hole ⁇ . And the movement of the axial direction of the metal plate 21 with respect to the metal shaft 4 is blocked
  • the plate 21 is a flat plate provided by iron, stainless steel or the like, and the outer shape viewed from the direction perpendicular to the plate surface may be circular or other shapes.
  • the axial length of the fixed shaft ⁇ is provided a little longer than the thickness dimension of the plate 21.
  • a through hole ⁇ into which the fixed shaft ⁇ is inserted is provided at the center of the plate 21.
  • the through hole ⁇ is provided with a plurality of recesses that are recessed in the outer diameter direction. This recess is referred to as a plate recess ⁇ 1.
  • the rotation direction of the metal shaft 4 be the circumferential direction among the through holes ⁇ .
  • the plurality of plate recesses ⁇ 1 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the plate 21 as shown in FIG.
  • a plate convex portion ⁇ 2 is defined between adjacent plate concave portions ⁇ 1.
  • the inner diameter end of each plate projection ⁇ 2 is in contact with the fixed shaft ⁇ at least in the state where the tip of the metal shaft 4 is crushed to form a contact point P described later.
  • the shapes of the plate concave portion ⁇ 1 and the plate convex portion ⁇ 2 are not limited, and various shapes can be adopted. If an example is disclosed, the shape of plate recessed part alpha1 will be provided in the circular arc shape dented in an outer-diameter direction, as shown to Fig.2 (a). Moreover, the shape of plate convex part (alpha) 2 is provided in the circular arc shape which swells to an internal-diameter direction, as shown to Fig.2 (a).
  • the number of plate concave portions ⁇ 1 and plate convex portions ⁇ 2 provided in one plate 21 is not limited. As an example, in this embodiment, as shown in the drawing, four plate concave portions ⁇ 1 and four plate convex portions ⁇ 2 are provided. Unlike this embodiment, the number of plate concave portions ⁇ 1 and plate convex portions ⁇ 2 may be appropriately changed, such as providing five plate concave portions ⁇ 1 and five plate convex portions ⁇ 2 or six.
  • the outer peripheral length L1 before the metal shaft 4 is crushed is longer than the peripheral length L2 of the outer peripheral line A that smoothly connects the contact points P between the metal shaft 4 and the metal plate 21.
  • the outer peripheral length L1 before the metal shaft 4 is crushed is the outer peripheral length of the fixed shaft ⁇ that becomes the largest diameter expanding portion after being crushed.
  • the fixed shaft ⁇ of this embodiment has a cylindrical shape with a constant diameter, the outer peripheral length L1 may be measured at any axial position of the fixed shaft ⁇ before being crushed.
  • the contact point P is a portion that can contact the outer peripheral surface of the metal shaft 4 (specifically, the outer peripheral surface of the fixed shaft ⁇ ) among the surfaces facing the inner diameter direction of the through hole ⁇ .
  • the shape of the outer peripheral line A that smoothly connects the contact points P is circular as shown in FIG.
  • a concave portion is provided on the outer peripheral surface of the portion where the metal shaft 4 is crushed and expanded in diameter.
  • This recess is referred to as a shaft recess ⁇ .
  • the shaft recess ⁇ exhibits a shape that is recessed in the inner diameter direction of the metal shaft 4.
  • the electronic throttle 1 is provided with a peripheral length extension portion used for the purpose of extending the outer peripheral length of the portion that is crushed and expanded in the metal shaft 4.
  • a specific example of the peripheral extension portion is one or a plurality of shaft concave portions ⁇ that are recessed in the inner diameter direction formed on the outer peripheral surface of the portion that is crushed and expanded in diameter in the metal shaft 4.
  • the shaft concave portion ⁇ is used only for the purpose of increasing the outer peripheral length of the portion that is crushed and expanded in diameter, and is used separately from, for example, a key groove or a two-surface width used for rotation prevention. Of course, it is also classified as a damaged part due to breakage or scars.
  • the shaft recess ⁇ is provided only in the portion of the fixed shaft ⁇ that bulges in the axial direction from the through hole ⁇ .
  • part inserted in the through-hole (alpha) among the metal shafts 4 exhibits a cylindrical shape. That is, the portion of the fixed shaft ⁇ that can come into contact with the plate 21 is provided in a columnar shape, and the relative angle between the metal shaft 4 and the plate 21 can be freely changed before the tip of the metal shaft 4 is crushed. It can be done.
  • the shape of the shaft recess ⁇ is not limited, but as an example, in this embodiment, the metal shaft 4 is provided in a V-shaped notch when viewed from the axial direction.
  • the formation technology of the shaft recess ⁇ is not limited, and may be provided by rolling or may be provided by a cutting technology.
  • the number of shaft recesses ⁇ provided in one metal shaft 4 is not limited, but in this embodiment, the same number as the plate recesses ⁇ 1 described above is provided. That is, a plurality of shaft recesses ⁇ are provided on the outer peripheral surface of the portion of the metal shaft 4 that is crushed and expanded in diameter. The plurality of shaft recesses ⁇ are provided at equal intervals in the circumferential direction of the metal shaft 4. Each of the plurality of provided shaft concave portions ⁇ is disposed between adjacent plate convex portions ⁇ 2, as shown in FIG.
  • the slide bearing 7 is press-fitted into the shaft insertion hole of the housing 3.
  • a ball bearing 8 is press-fitted into a predetermined position in the axial direction of the metal shaft 4.
  • the metal shaft 4 is inserted into the housing 3.
  • the ball bearing 8 is engaged with the bearing surface provided in the housing 3, whereby the axial positioning of the metal shaft 4 with respect to the housing 3 is achieved.
  • the bearing surface is a surface perpendicular to the axial direction of the metal shaft 4 inserted in the housing 3.
  • valve body 5 is inserted into the assembly hole of the valve body 5 formed in the metal shaft 4, and the valve body 5 is fixed to the metal shaft 4 by the fixture 9. Further, the spring force generating means 13 is assembled. Next, the plate 21 molded inside the resin gear 18 is assembled to the fixed shaft ⁇ of the metal shaft 4 exposed in the gear chamber R2. That is, the fixed shaft ⁇ is inserted into the through hole ⁇ . In this state, since an annular minute gap is formed between the through hole ⁇ and the fixed shaft ⁇ , the metal shaft 4 and the plate 21 can be rotated relative to each other. That is, the valve body 5 can be adjusted to an arbitrary angle while the resin gear 18 is fixed at the time of adjusting the fully closed clearance described later.
  • the fully-closed stopper portion provided in the outer peripheral portion of the resin gear 18 and projecting in the outer diameter direction is mechanically touched to the wall surface of the gear chamber R2.
  • the metal shaft 4 is rotated while maintaining the mechanical touch to adjust the fully closed position of the valve body 5. That is, the adjustment of the fully closed clearance is performed.
  • the adjustment operation of the fully closed clearance is adjusted so that the outer peripheral edge of the valve body 5 does not directly contact the housing 3. This adjustment operation may be performed automatically by a machine tool, or may be performed manually by a person.
  • the fixed shaft ⁇ protruding outward in the axial direction from the end surface of the plate 21 is pressed and crushed in the axial direction using a pressurizing device, and the tip portion of the fixed shaft ⁇ is plastically deformed in the outer radial direction. That is, caulking is performed to plastically deform the tip of the fixed shaft ⁇ .
  • caulking step a part of the fixed shaft ⁇ becomes a shaft convex portion ⁇ 1 and bites into the inside of each plate concave portion ⁇ 1, and a part of the fixed shaft ⁇ becomes a shaft flange portion ⁇ 2 between the step surface 4a.
  • the plate 21 is firmly sandwiched. Thereby, the fixed location of the metal shaft 4 and the plate 21 is arrange
  • the metal shaft 4 to which the valve body 5 is attached and the plate 21 molded on the resin gear 18 are firmly fixed.
  • the outer peripheral length L1 is longer than the peripheral length L2. That is, in this Embodiment 1, the outer peripheral length of the location where the metal shaft 4 is crushed and expanded in diameter is long in advance.
  • the elongation rate of the outer peripheral surface of the portion that is crushed and expanded in the metal shaft 4 can be made smaller than that of the prior art. For this reason, when the tip end of the metal shaft 4 is crushed, it is possible to suppress the elongation rate of the outer peripheral surface of the portion that is crushed and diameter-expanded from reaching cracks, and to prevent the tip of the metal shaft 4 from cracking.
  • the gear chamber R2 is blocked from the external space, so that the missing metal body is between the gears of the reduction gear 12, that is, the intermediate gear 17 or the like. There is a possibility of being caught between the resin gears 18.
  • the metal shaft 4 and the plate 21 are fixed at the gear chamber R2, and the gear chamber R2 is blocked from the external space by the cover 15 attached to the housing 3.
  • the following effects can be obtained.
  • the occurrence of cracks at the tip of the metal shaft 4 is suppressed, so that a missing metal body does not occur, and there is no problem that the missing metal body is contained in the gear chamber R2. For this reason, the missing metal body does not bite into the speed reduction device 12, and the reliability of the valve device (in this embodiment, the electronic throttle 1) can be improved.
  • the metal shaft 4 since it is possible to prevent the metal shaft 4 from cracking, it is possible to increase the fixing force of the plate 21 to the metal shaft 4 as compared with the prior art. This will be specifically described.
  • the metal shaft 4 has been crushed so as not to cause cracks so that a part of the metal shaft 4 is not missing. That is, in the prior art, as a measure for preventing the occurrence of cracks, the enlarged diameter due to caulking is suppressed. As a result, in the prior art, the fixing force due to caulking may be sacrificed.
  • the numerical value of the circumference used here is a numerical value as an example for the purpose of assisting understanding, and of course is not limited.
  • the description will be made on the assumption that the outer peripheral length after being crushed is 120 with respect to the outer peripheral length 100 before being crushed and the surface is cracked. In this case, even if the outer peripheral length after being crushed reaches 110 with respect to the outer peripheral length 100 before being crushed, the surface does not crack. Therefore, in the prior art, the outer peripheral length after being crushed is suppressed to 110 with respect to the outer peripheral length 100 before being crushed in order to prevent the occurrence of cracks. For this reason, in the prior art, there is a problem that the fixing force between the metal shaft 4 and the plate 21 is sacrificed.
  • the outer peripheral length before being crushed is increased to 110 in advance, even if the outer peripheral length after being crushed reaches 120, the surface does not crack. Therefore, in this embodiment, as a technique for increasing the outer peripheral length before being crushed to 110 in advance, the outer peripheral length L1 is extended by providing a plurality of shaft recesses ⁇ . Thereby, even if a diameter is the same as a prior art, the outer periphery length after being crushed without accompanying generation
  • the electronic throttle 1 of the first embodiment is provided with the outer peripheral length L1 before being crushed longer than that of the prior art in order to prevent the occurrence of cracks.
  • the expansion diameter by plastic deformation can be made larger than a prior art, without accompanying generation
  • the fixing force of the metal shaft 4 and the plate 21 can be raised.
  • the electronic throttle 1 according to the first embodiment can increase the fixing force between the metal shaft 4 and the plate 21 while avoiding a problem caused by a part of the metal shaft 4 being lost. That is, the reliability of the electronic throttle 1 can be improved as compared with the prior art.
  • a plurality of shaft recesses ⁇ are provided on the outer peripheral surface of the metal shaft 4 where it is crushed and expanded in diameter.
  • the outer peripheral length L1 can be made longer than when one shaft recess ⁇ is provided. That is, in this Embodiment 1, the outer peripheral surface of the location which is crushed and expanded in diameter in the metal shaft 4 can be made wider. For this reason, the elongation rate of the outer peripheral surface of the location which is crushed and expanded in the metal shaft 4 can be made smaller. As a result, it is possible to more effectively suppress a problem that a crack occurs at the tip of the metal shaft 4.
  • a plurality of shaft recesses ⁇ are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the portion that is crushed and expanded in diameter in the metal shaft 4.
  • the elongation rate of the portion of the metal shaft 4 that is plastically deformed can be equalized in the circumferential direction of the metal shaft 4. For this reason, the malfunction which a crack arises in the front-end
  • each shaft concave portion ⁇ provided in the metal shaft 4 is disposed between adjacent plate convex portions ⁇ 2.
  • the angle range in which the metal shaft 4 rotates to the maximum when the above-described fully closed clearance is adjusted is smaller than 90 degrees that is the interval between the adjacent plate protrusions ⁇ 2.
  • the shaft concave portion ⁇ is provided so as not to contact the plate convex portion ⁇ 2 even if the metal shaft 4 is rotated clockwise to the maximum or conversely to the maximum left.
  • the shaft concave portion ⁇ and the plate convex portion ⁇ 2 do not match.
  • each plate convex part (alpha) 2 contacts the cylindrical surface in the fixed axis (beta) reliably. As a result, the metal shaft 4 and the plate 21 can be securely fixed.
  • the relative angle between the resin gear 18 and the valve body 5 can be freely set without restriction.
  • the fixed angle of the valve body 5 with respect to the rotation angle of the resin gear 18 can be freely adjusted.
  • an adjustment mechanism for the fully closed position can be eliminated.
  • the number of manufacturing steps of the electronic throttle 1 can be reduced.
  • the abolition of the adjustment mechanism can reduce the manufacturing cost of the device on which the rotating component is mounted. Specifically, the manufacturing cost of the valve device can be suppressed. In this more specific embodiment, the manufacturing cost of the electronic throttle 1 can be reduced.
  • the rotating part in which the portion inserted into the through hole ⁇ of the fixed shaft ⁇ has a cylindrical shape and the relative angle between the metal shaft 4 and the plate 21 can be freely set is shown.
  • the fixed shaft ⁇ and the plate 21 of the second embodiment are provided with a two-surface width ⁇ that restricts the relative rotation of the metal shaft 4 and the plate 21 before the tip of the metal shaft 4 is crushed. It is. Note that the two-surface width ⁇ provided in each of the fixed shaft ⁇ and the through hole ⁇ is a well-known one and will not be described.
  • the outer peripheral length L1 is provided longer than the peripheral length L2, and as a technique for providing the outer peripheral length L1 longer than the peripheral length L2, the shaft as in the first embodiment described above.
  • the recess ⁇ is used.
  • the shape of the outer peripheral line A that smoothly connects the contact points P matches the shape of the through-hole ⁇ provided with the dihedral width ⁇ , as shown in FIG. 7B. is there.
  • the shape of the shaft recess ⁇ is not limited, but as an example, it is provided in a V-shaped notch shape as seen from the axial direction as in the first embodiment.
  • the number of shaft recessed parts (gamma) is not limited, In this Embodiment 2, two shaft recessed parts (gamma) are provided.
  • the position at which the shaft recess ⁇ is formed among the portions that are crushed and expanded in diameter is not limited, but in the second embodiment, as shown in FIG.
  • One shaft recess ⁇ is provided at each end of the two cylindrical surfaces where the width ⁇ is not formed.
  • each shaft recess ⁇ is provided in a groove shape in the axial direction.
  • a shaft recess ⁇ is provided in a groove shape from the tip of the fixed shaft ⁇ to the step surface 4a.
  • the elongation rate of the outer peripheral surface can be reduced over the entire axial range of the fixed shaft ⁇ .
  • the stress which arises in fixed axis (beta) can be relieved.
  • the same effects as the “effect 1 to effect 7 of the first embodiment” described above can be obtained.
  • the present disclosure can be widely applied to a technique for fixing the plate 21 to the end of the metal shaft 4 by a caulking technique, and may be used for an apparatus different from the valve apparatus or may be used for the valve apparatus. good. Of course, it may be an electric device or a non-electric device.
  • the present disclosure may be applied to an electric intake throttle valve used in an electric EGR valve or a low pressure EGR device. Further, the present disclosure may be applied to an electric swirl flow control valve or an electric tumble flow control valve that generates a vortex flow in the engine cylinder. Alternatively, the present disclosure may be applied to an electric waste gate valve or an electric capacity variable valve mounted on a turbocharger. Or you may apply this indication to the electric door drive unit which operates the door which adjusts the opening degree of an air-conditioning channel
  • the present disclosure may be applied to a technique for fixing the metal shaft 4 and the plate 21 of an apparatus that does not use the electric drive unit 6. That is, the present disclosure may be applied to a technique for fixing the metal shaft 4 and the plate 21 of a device that uses hydraulic pressure, negative pressure, or the like as a drive source. Alternatively, the present disclosure may be applied to a technique for fixing the metal shaft 4 and the plate 21 of a device operated manually.
  • the EGR valve locks with a large opening, and a start failure may occur at the time of engine start. .
  • the present disclosure to the electric EGR valve, the enlarged diameter due to plastic deformation can be made larger than that of the prior art without causing cracks. Thereby, it is possible to increase the fixing force between the metal shaft 4 and the plate 21 while suppressing a part of the metal shaft 4 from being lost, and to improve the reliability of the EGR valve.
  • eddy current control valves such as electric swirl flow control valves and electric tumble flow control valves. If a part of the metal shaft 4 is missing and the missing metal body is caught in the speed reducer 12, there is a concern that the vortex control valve locks with the intake port being throttled and the engine speed does not increase. is there.
  • the present disclosure to the electric eddy current control valve, the expanded diameter due to plastic deformation can be made larger than that of the prior art without the occurrence of cracks. Thereby, it is possible to increase the fixing force between the metal shaft 4 and the plate 21 while suppressing a part of the metal shaft 4 from being lost, and it is possible to improve the reliability of the vortex control valve.
  • variable capacity valve includes a variable vane type. If a part of the metal shaft 4 is missing and the missing metal body is caught in the speed reducer 12, the displacement variable valve is locked in an open state, and the boost pressure may not increase at low speeds. There is. Alternatively, the displacement variable valve may be locked in a closed state, and the turbocharger load may become excessive when the engine is heavily loaded.
  • the present disclosure to an electric capacity variable valve, the enlarged diameter due to plastic deformation can be made larger than that of the prior art without causing cracks. Thereby, it is possible to increase the fixing force between the metal shaft 4 and the plate 21 while suppressing a part of the metal shaft 4 from being lost, and it is possible to increase the reliability of the variable capacity valve.
  • valve body 5 a flat disk is used as an example of the valve body 5, but the embodiment is not limited thereto.
  • the valve body 5 having a substantially L-shaped or Z-shaped cross section may be used.
  • a butterfly valve is shown as an example of the valve body 5, but the embodiment is not limited thereto. Specifically, a ball valve or the like in which the whole or a part of the valve body 5 has a spherical shape may be used.
  • the resin gear 18 is illustrated as an example of the resin component provided on the plate 21.
  • the resin gear 18 is not limited, and the resin component provided on the plate 21 may be changed depending on the application.
  • a resin pulley that is rotationally driven by a belt or the like may be used instead of the resin gear 18 shown in the embodiment.
  • the resin component (resin gear 18 in the embodiment) is provided on the plate 21 as a specific example.
  • the embodiment is not limited, and the resin component is not provided on the plate 21. Also good.
  • a large number of teeth that perform a gear function may be formed directly on the plate 21.
  • the plate 21 may be exposed to the outside of the housing 3.
  • the plate 21 may be a link plate provided with a cam groove, or a lever plate having an arm shape that is rotated within a predetermined angle range.
  • the through hole ⁇ is provided at a location different from the center of the plate 21, and the through hole ⁇ is not limited to that provided at the center of the plate 21.
  • the plate 21 may be provided with a material other than metal.
  • the plate 21 may be provided with a hard resin or a carbon material.
  • a composite material cured with a resin may be used.
  • the outer peripheral length L1 before the metal shaft 4 is crushed is longer than the peripheral length L2 of the outer peripheral line A that smoothly connects the contact points P between the metal shaft and the plate 21.
  • the ratio of the outer peripheral length after being crushed relative to the outer peripheral length before being crushed is defined as the elongation rate. That is, when the ratio of the outer peripheral length after being crushed relative to the outer peripheral length before being crushed is large, the elongation percentage is referred to as high. Conversely, a case where the ratio of the outer peripheral length after being crushed relative to the outer peripheral length before being crushed is small is referred to as low elongation.
  • the outer peripheral length L1 longer than the peripheral length L2
  • one or a plurality of shaft recesses ⁇ that are recessed in the inner diameter direction are provided on the outer peripheral surface of the metal shaft that is crushed and expanded in diameter. Since the shaft recess provides a long outer peripheral length at the portion of the metal shaft that is crushed and expanded in diameter, the elongation ratio of the outer peripheral surface of the portion that is crushed and expanded in diameter can be reduced. For this reason, when the front-end
  • one or a plurality of shaft recesses that are recessed in the inner diameter direction are provided on the outer peripheral surface of the metal shaft that is crushed and expanded in diameter. Since the shaft recess provides a long outer peripheral length at the portion of the metal shaft that is crushed and expanded in diameter, the elongation ratio of the outer peripheral surface of the portion that is crushed and expanded in diameter can be reduced. For this reason, even if the tip of the metal shaft is crushed, the outer peripheral surface of the portion that is crushed and expands in diameter does not reach a crack, and no crack occurs at the tip of the metal shaft. Thereby, a highly reliable valve device can be provided. Moreover, since the crack of a metal shaft can be prevented, the valve apparatus with the high fixing force of a metal shaft and a plate can be provided.

Abstract

回転可能な金属シャフト(4)の端部をプレート(21)の貫通穴(α)に挿入し、貫通穴(α)の外部に露出する金属シャフト(4)の端部を潰すことで、金属シャフト(4)とプレート(21)の位置関係を固定する。金属シャフト(4)の端部における、金属シャフト(4)が潰される前の外周長(L1)は、金属シャフト(4)とプレート(21)の接触点(P)を滑らかに繋いだ外周線(A)の周長(L2)より長い。

Description

回転部品の製造方法、バルブ装置の製造方法およびバルブ装置 関連出願の相互参照
 本出願は、2016年1月28日に出願された日本出願番号2016-14705号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、金属シャフトにプレートを固定してなる回転部品の製造方法、バルブ装置の製造方法およびバルブ装置に関する。
 金属シャフトを樹脂部品に固定するにあたり、貫通穴を設けた金属製の補助部品を樹脂部品に固定し、この補助部品と金属シャフトを固定することにより、金属シャフトと樹脂部品を固定する技術が知られている。金属シャフトに補助部品を固定する技術として、補助部品の貫通穴に金属シャフトを圧入したり、補助部品の孔に金属シャフトの先端を隙間嵌めした後に補助部品をかしめる技術が知られている。
 これは、樹脂部品に金属シャフトを直接固定すると、樹脂部品と金属シャフトの熱膨張率の違いにより、高温環境下で適用されると固定された箇所にクラックが生じる可能性があることに起因する。これに対して補助部品を設けることで、各部品間の熱膨張率の差を少なくすることができ、クラックの発生を抑制できる。このような製造方法として、例えば特許文献1に開示される技術が知られている。
 特許文献1には、金属シャフトと、金属製の補助部品であるプレートとの固定技術が開示されている。特許文献1に開示される製造方法は、先ず、金属シャフトの端部をプレートに設けた貫通穴に挿入する。続いて、貫通穴の外部に露出する金属シャフトの先端部を潰して、金属シャフトの先端部を塑性変形により拡径させる。以上により、金属シャフトとプレートが固定される。
 金属シャフトにおいて潰される箇所の外周は、潰される際に塑性変形しつつ外径方向へ広がる。潰されて拡径する外周面には、外径方向へ広がる引張応力が加わる。そして、潰されて拡径する箇所の外周面の伸び率が、割れが生じる伸び率を超えると、割れを起点として金属シャフトにクラックが生じる。このクラックにより、金属シャフトの一部が欠落する可能性がある。
 生じたクラックによって金属シャフトの一部が欠落すると、欠落した金属体が周辺の部品に噛み込む懸念がある。具体的な一例として、特許文献1の技術にて金属シャフトの一部が欠落すると、欠落した金属体が、電動モータの駆動力を金属シャフトに減速して伝える歯車式の減速装置に噛み込む懸念がある。
 なお、上記ではプレートが金属によって設けられる例を示したが、プレートが金属とは異なる他の材料(例えば、カーボン素材や複合材料等)によって設けられる場合であっても上記と同様な不具合が生じる可能性がある。また、上記では問題点の具体例としてクラックによって金属シャフトの一部が欠落する例を示したが、他の問題点としてクラックによって、かしめによる固定力が低下する懸念がある。クラックにより金属シャフトとプレートの固定力が低下すると、固定箇所に加わる回転トルクに固定力が負ける等により金属シャフトに対してプレートが空回りする懸念がある。
特開2006-046318号公報
 本開示は、金属シャフトとプレートの固定のために金属シャフトの先端が潰されて拡径させても、潰された箇所にクラックが生じない回転部品の製造方法、バルブ装置の製造方法およびバルブ装置の提供を目的とする。
 本開示の第一の態様における回転部品は、回転可能に支持される金属シャフトと、前記金属シャフトに固定されるプレートとを備える。前記プレートには前記金属シャフトの端部が貫通する貫通穴が設けられる。前記回転部品の製造方法は、前記金属シャフトの端部を前記貫通穴に挿入し、を備える。本開示の第一の態様における前記回転部品の製造方法は、前記貫通穴の外部に露出する前記金属シャフトの端部を潰すことで、前記金属シャフトと前記プレートの位置関係を固定し、を更に備える。前記金属シャフトの端部における、前記金属シャフトが潰される前の外周長は、前記金属シャフトと前記プレートの接触点を滑らかに繋いだ外周線の周長より長く設けられる。
 本開示の第二の態様におけるバルブ装置は、内部に通路が形成されるハウジングと、前記ハウジングに挿入され、前記ハウジングに対して回転自在に支持される金属シャフトと、前記金属シャフトに固定されるプレートと、前記金属シャフトと一体に回転して前記通路の開閉または開度調整を行う弁体と、電力を回転動力に変換する電動モータと、前記電動モータの発生する回転トルクを増幅して前記金属シャフトに付与する歯車式の減速装置とを備える。前記プレートには、前記減速装置のギヤが設けられるとともに、前記金属シャフトの端部が貫通する貫通穴が設けられる。本開示の第二の態様における前記バルブ装置の製造方法は、前記金属シャフトの端部を前記貫通穴に挿入し、を備える。前記バルブ装置の製造方法は、前記貫通穴の外部に露出する前記金属シャフトの端部を潰すことで、前記金属シャフトと前記プレートの位置関係を固定し、を更に備える。前記金属シャフトにおいて潰されて拡径する箇所の外周面には、当該外周面の外周長を長くするための周長延長部が設けられる。前記周長延長部は、内径方向へ窪む1つまたは複数のシャフト凹部である。
 本開示の第三の態様におけるバルブ装置は、内部に通路が形成されるハウジングを、備える。前記バルブ装置は、前記ハウジングに挿入され、前記ハウジングに対して回転自在に支持される金属シャフトを、更に備える。前記バルブ装置は、前記金属シャフトに固定されたプレートを、更に備える。前記バルブ装置は、前記金属シャフトと一体に回転して前記通路の開閉または開度調整を行う弁体を、更に備える。前記バルブ装置は、電力を回転動力に変換する電動モータを、更に備える。前記バルブ装置は、前記電動モータの発生する回転トルクを増幅して前記金属シャフトに付与する歯車式の減速装置を、更に備える。前記プレートには、前記減速装置の最終段のギヤが設けられるとともに、前記金属シャフトの端部が貫通した貫通穴が設けられる。前記貫通穴の外部に露出した前記金属シャフトの端部が潰されて、前記金属シャフトと前記プレートの位置関係が固定される。前記金属シャフトにおいて潰されて拡径した箇所の外周面には、内径方向へ窪む1つまたは複数のシャフト凹部が設けられている。
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
電子スロットルの断面図であり、 (a)かしめ前の金属シャフトとプレートを軸方向から見た図、(b)かしめ前の金属シャフトとプレートの軸方向に沿う断面図であり、 (a)金属シャフトが潰される前の外周長の説明図、(b)金属シャフトとプレートの接触点Pを滑らかに繋いだ外周線の周長の説明図であり、 (a)かしめ後の金属シャフトとプレートを軸方向から見た図、(b)かしめ後の金属シャフトとプレートの軸方向に沿う断面図であり、 図3のV-V線に沿う断面図であり、 (a)かしめ前の金属シャフトとプレートを軸方向から見た図、(b)かしめ前の金属シャフトとプレートの軸方向に沿う断面図であり、 (a)金属シャフトが潰される前の外周長の説明図、(b)金属シャフトとプレートの接触点Pを滑らかに繋いだ外周線の周長の説明図であり、 (a)かしめ後の金属シャフトとプレートを軸方向から見た図、(b)かしめ後の金属シャフトとプレートの軸方向に沿う断面図であり、 (a)かしめ前の金属シャフトとプレートを軸方向から見た図、(b)かしめ前の金属シャフトとプレートの軸方向に沿う断面図であり、また (a)かしめ後の金属シャフトとプレートを軸方向から見た図、(b)かしめ後の金属シャフトとプレートの軸方向に沿う断面図である。
 以下では、図面に基づいて開示を実施するための形態を説明する。なお、以下で開示する実施形態は、一例を開示するものであって、本開示が実施形態に限定されないことは言うまでもない。
[実施形態1]
 図1~図5基づいて実施形態1を説明する。自動車には、車両走行用のエンジンに供給される吸気量の調整を行う電子スロットル1が搭載される。この電子スロットル1は、回転部品を搭載する装置の具体的な一例であり、バルブ装置の一例でもある。
 電子スロットル1は、内部に吸気通路2の一部が形成されるハウジング3を備える。電子スロットル1は、ハウジング3に挿入され、ハウジング3に対して回転自在に支持される金属シャフト4を備える。電子スロットル1は、吸気通路2内において金属シャフト4に固定されて、吸気通路2の開度調整を行う弁体5を備える。電子スロットル1は、金属シャフト4を回転操作する駆動ユニット6を備える。
 次に、上記の各構成部品を説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図1の右側を右、図1の左側を左として説明する。この左右方向は車両搭載時の方向等を限定するものではない。ハウジング3は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって設けられる。このハウジング3の右側には、駆動ユニット6を組付けるための収容空間Rが設けられる。具体的な収容空間Rは、後述する電動モータ11を収容するモータ室R1と、後述する減速装置12を収容するギヤ室R2とからなる。
 そして、収容空間Rは、ハウジング3に装着されるカバー15によって外部空間と遮断される。なお、カバー15は、ネジ類によってハウジング3に対して着脱可能なものであっても良いし、接着剤等で固定されるものであっても良い。ハウジング3の右側には、上述したモータ室R1の他に、後述する中間ギヤ17の支持軸19を支持するための孔、後述するボールベアリング8等を保持するためにギヤ室R2内に突出した筒状の突起等が形成されている。このようにしてハウジング3の右側は凹凸形状に設けられている。
 ハウジング3には、金属シャフト4が挿入されるシャフト挿通穴が設けられる。金属シャフト4は、吸気通路2を貫通し、吸気通路2の流線方向に対して直交する方向に組付けられる。なお、流線方向は、吸気の流れ方向に沿う吸気通路2の中心軸が延びる方向である。
 シャフト挿通穴の左側には、金属シャフト4の左端を回転自在に支持するベアリングが配置される。具体的な一例として滑りベアリング7が用いられる。同様に、シャフト挿通穴の右側には、金属シャフト4の右側を回転自在に支持するベアリングが配置される。具体的な一例としてボールベアリング8が用いられる。
 金属シャフト4は、鉄やステンレス等によって設けられる。金属シャフト4は、円柱形状を呈する棒であり、弁体5と一体に回転する。弁体5は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって設けられる。弁体5は、円板形状を呈するバタフライバルブであり、吸気通路2内において金属シャフト4に固定される。金属シャフト4に弁体5を固定する手段として固定具9が用いられる。固定具9は、限定するものではなく、ネジであっても良いし、リベットであっても良い。
 続いて、駆動ユニット6を説明する。駆動ユニット6は、電力を回転動力に変換する電動モータ11を備える。駆動ユニット6は、電動モータ11の発生する回転トルクを増幅して金属シャフト4に付与する減速装置12を備える。駆動ユニット6は、金属シャフト4を介して弁体5を所定の角度位置へ戻すバネ力発生手段13を備える。駆動ユニット6は、金属シャフト4の回転角度を検出する回転角センサ14を備える。
 電動モータ11は、通電方向が切り替わることで回転方向が切り替わるとともに、通電量に応じた回転トルクを発生する周知の直流モータであり、モータ収容室に挿入された後、ネジ等によってハウジング3に固定される。
 減速装置12は、電動モータ11の発生回転を減速させて駆動トルクを増大させて金属シャフト4に伝達する。減速装置12の一例は、歯車式の減速機であり、電動モータ11と一体に回転するモータギヤ16と、このモータギヤ16によって回転駆動される中間ギヤ17と、この中間ギヤ17によって回転駆動される樹脂ギヤ18とを備える。この樹脂ギヤ18は、減速装置12のファイナルギヤであり、後述するプレート21に設けられてプレート21と一体に回転する樹脂部品の一例である。
 モータギヤ16は、電動モータ11のモータ軸に固定された小径のピニオンギヤである。中間ギヤ17は、大径ギヤ17aと小径ギヤ17bが同芯に設けられた二重歯車であり、ハウジング3に支持される支持軸19によって回転自在に支持される。そして、大径ギヤ17aがモータギヤ16と常に噛合し、小径ギヤ17bが樹脂ギヤ18と常に噛合する。樹脂ギヤ18は、金属シャフト4と一体に回転する大径の外歯歯車であり、小径ギヤ17bと噛合する外歯が弁体5の回転に伴う範囲のみに設けられる。
 バネ力発生手段13は、電動モータ11への電流供給が遮断された際に、弁体5の開度を全閉位置と全開位置との中間位置に保持して、車両の退避走行を可能とする。具体的に、バネ力発生手段13は、弁体5を閉じる方向へ付勢するリターンスプリングと、弁体5を開く方向へ付勢力するデフォルトスプリングとを組み合わせて構成される。
 回転角センサ14は、金属シャフト4の回転角度を検出することで弁体5の開度を検出するスロットルポジションセンサである。具体的な回転角センサ14は、2つの部材の相対回転を非接触で検出する磁気型センサであり、樹脂ギヤ18と一体に回転する磁気回路部14aと、カバー15に取り付けられて磁気回路部14aに対して非接触に配置される磁気検出部14bとで構成される。
 磁気検出部14bの発生する金属シャフト4の角度に応じた開度信号は、ECU(エンジン・コントロール・ユニットの略)に与えられる。ECUは、マイクロコンピュータを搭載した周知の電子制御装置であり、回転角センサ14によって検出される実際の弁体5の開度が、アクセルペダルの開度に基づいて設定された目標開度となるように電動モータ11をフィードバック制御する。
 上述した樹脂ギヤ18は、金属シャフト4の端部と固定される金属製のプレート21および上述した磁気回路部14aをモールドする樹脂成形品であり、樹脂ギヤ18はプレート21および磁気回路部14aと一体に回転する。
 次に、樹脂ギヤ18と金属シャフト4の固定技術を説明する。電子スロットル1は、金属シャフト4とプレート21よりなる回転部品を備える。プレート21の中心部には、金属シャフト4の右端部が貫通する貫通穴αが設けられる。回転部品の製造方法は、金属シャフト4の右端部(具体的には後述する固定軸β)を貫通穴αに挿入し、貫通穴αの外部に露出する金属シャフト4の端(具体的には後述する固定軸βの先端部)を軸方向へ潰し、金属シャフト4の端を拡径させる工程を用いる。このように、金属シャフト4の端を潰して金属シャフト4の端を拡径させることで、金属シャフト4とプレート21の位置関係が固定される。
 上記を具体的に説明する。金属シャフト4は、上述したように、鉄やステンレス等によって設けられる円柱形状の棒である。この金属シャフト4の端部には、軸方向に対して垂直な段差面4aを介して小径の固定軸βが形成されている。この固定軸βは、貫通穴αに挿入された後に、先端部が軸方向に潰されて外径方向へ拡径するものであり、金属シャフト4の回転中心と同芯の円柱形状を呈する。段差面4aは、プレート21に当接して、金属シャフト4に対する軸方向の位置決めを行う。また、段差面4aは、後述する軸鍔部β2との間でプレート21を挟み付ける機能を果たす。なお、固定軸βにプレート21を組付ける際、貫通穴αに固定軸βを隙間嵌めするべく、固定軸βの直径は、貫通穴αの最小径より僅かに小径に設けられている。
 固定軸βは、製造工程で潰されて塑性変形した後は、プレート21に形成された後述するプレート凹部α1に入り込んで、金属シャフト4とプレート21が相対回転するのを防止する。即ち、金属シャフト4において潰された箇所の一部が、図5に示すように、プレート凹部α1の内側に食い込むことで、金属シャフト4とプレート21の相対回転が防止される。
 ここで、塑性変形により外径方向へ拡径した固定軸βのうちで、プレート凹部α1の内側に入り込む箇所を軸凸部β1とする。一方、塑性変形により外径方向へ拡径した固定軸βのうちで、図4(a)に示すように、段差面4aとの間でプレート21を軸方向に挟み付ける箇所を軸鍔部β2とする。軸鍔部β2の外径寸法は、貫通穴αの最小径より大きいものである。そして、軸鍔部β2と段差面4aの間でプレート21を挟み付けることで金属シャフト4に対する金属プレート21の軸方向の移動が阻止される。
 プレート21は、鉄やステンレス等によって設けられる平板であり、板面に対して垂直方向から見た外形形状は円形であっても良いし、他の形状であっても良い。なお、固定軸βの軸方向の長さは、プレート21の厚み寸法より少量長く設けられている。プレート21の中心部には、固定軸βが挿入される貫通穴αが設けられる。この貫通穴αには、外径方向に窪む複数の凹部が設けられる。この凹部をプレート凹部α1とする。ここで、貫通穴αのうち、金属シャフト4の回転方向を周方向とする。複数のプレート凹部α1は、図2(a)に示すように、プレート21の周方向において等間隔に配置される。隣接するプレート凹部α1の間をプレート凸部α2とする。各プレート凸部α2の内径端は、少なくとも金属シャフト4の先端が潰された状態において固定軸βに接して後述する接触点Pを成す。
 プレート凹部α1およびプレート凸部α2の形状は限定するものではなく、種々の形状を採用可能なものである。一例を開示すると、プレート凹部α1の形状は、図2(a)に示すように、外径方向へ窪む円弧形状に設けられる。また、プレート凸部α2の形状は、図2(a)に示すように、内径方向に膨出する円弧形状に設けられる。
 1つのプレート21に設けられるプレート凹部α1およびプレート凸部α2の数は限定するものではない。一例としてこの実施形態では、図面に示すように、プレート凹部α1およびプレート凸部α2を4つずつ設けている。なお、この実施形態とは異なり、プレート凹部α1およびプレート凸部α2を5つずつ設けたり、6つずつ設けるなど、プレート凹部α1およびプレート凸部α2の数を適宜変更しても良い。
 この実施形態では、金属シャフト4が潰される前の外周長L1が、金属シャフト4と金属プレート21の接触点Pを滑らかに繋いだ外周線Aの周長L2より長く設けられる。なお、金属シャフト4が潰される前の外周長L1は、潰された後に最も拡径する箇所になる固定軸βの外周の長さである。具体的にこの実施形態の固定軸βは、一定径の円柱形状であるため、外周長L1は潰される前の固定軸βのどの軸方向の位置で測定しても良い。接触点Pは、貫通穴αにおける内径方向に向く面のうち、金属シャフト4の外周面(具体的には、固定軸βの外周面)と接触可能な箇所である。この実施形態1において接触点Pを滑らかに繋いだ外周線Aの形状は、図3(b)に示すように円形を呈する。
 この実施形態では、外周長L1を周長L2より長く設ける技術として、金属シャフト4において潰されて拡径する箇所の外周面に凹部を設けている。この凹部をシャフト凹部γとする。シャフト凹部γは、金属シャフト4の内径方向へ窪む形状を呈する。
 電子スロットル1は、金属シャフト4において潰されて拡径する箇所の外周長を長くする目的で用いられる周長延長部を備える。この周長延長部の具体例は、金属シャフト4において潰されて拡径する箇所の外周面に形成された内径方向へ窪む1つまたは複数のシャフト凹部γである。このシャフト凹部γは、潰されて拡径する箇所の外周長を長くする目的のみに用いられるものであり、例えば回り止めに用いられるキー溝や二面幅とは区分して用いられる。もちろん、破損や傷跡による損傷部とも区分されるものである。
 具体的な一例としてこの実施形態では、図2(b)に示すように、固定軸βのうち、貫通穴αから軸方向に膨出する部位のみにシャフト凹部γを設けている。また、金属シャフト4のうち、貫通穴αに挿入される部位は、円柱形状を呈する。即ち、固定軸βのうちでプレート21と接触可能な箇所が円柱形状に設けられており、金属シャフト4の先端部が潰される前の状態において金属シャフト4とプレート21の相対角度を自由に変更できるようになっている。
 シャフト凹部γの形状は限定するものではないが、一例としてこの実施形態では金属シャフト4を軸方向から見てV字の切欠形状に設けられる。シャフト凹部γの形成技術は限定するものではなく、転造によって設けるものであっても良いし、切削技術により設けるものであっても良い。
 また、1つの金属シャフト4に設けられるシャフト凹部γの数は限定するものではないが、この実施形態では上述したプレート凹部α1と同数が設けられる。即ち、金属シャフト4において潰されて拡径する箇所の外周面には、シャフト凹部γが複数設けられる。この複数のシャフト凹部γは、金属シャフト4の周方向において等間隔に設けられる。そして、複数設けられるシャフト凹部γのそれぞれは、図2(a)に示すように、隣接するプレート凸部α2の間に配置される。
 次に、金属シャフト4にプレート21を固定する製造工程を説明する。先ず、ハウジング3のシャフト挿入穴に滑りベアリング7を圧入しておく。同様に、金属シャフト4における軸方向の所定位置にボールベアリング8を圧入しておく。次に、ハウジング3に金属シャフト4を挿入する。ボールベアリング8がハウジング3に設けられた軸受面に係止することで、ハウジング3に対する金属シャフト4の軸方向の位置決めが成される。なお、軸受面は、ハウジング3に挿入された金属シャフト4の軸方向に対して垂直な面である。これにより、金属シャフト4の先端に設けられた固定軸βがギヤ室R2の内部に配置された状態で組み付けられる。
次に、金属シャフト4に形成された弁体5の組付孔に弁体5を差し入れ、固定具9により弁体5を金属シャフト4に固定する。また、バネ力発生手段13の組み付けを実施する。
次に、樹脂ギヤ18の内側にモールドされたプレート21を、ギヤ室R2内に露出している金属シャフト4の固定軸βに組付ける。即ち、貫通穴αに固定軸βを挿入する。この状態では、貫通穴αと固定軸βの間に円環状の微小隙間が形成されているため、金属シャフト4とプレート21の相対回転が可能である。即ち、後述する全閉クリアランスの調整時に、樹脂ギヤ18を固定した状態で、弁体5を任意の角度に調整することが可能になっている。
次に、樹脂ギヤ18の外周部に設けられた外径方向に突出する全閉ストッパ部を、ギヤ室R2の壁面にメカニカルタッチさせる。このメカニカルタッチを保ったままの状態で金属シャフト4を回転させて弁体5の全閉位置を調整する。即ち、全閉クリアランスの調整を実施する。この全閉クリアランスの調整作業は、弁体5の外周縁がハウジング3に直接接触しないように調整される。この調整作業は、工作機械により自動で実施されるものであっても良いし、人が手動で実施するものであっても良い。
次に、プレート21の端面より軸方向の外側に突き出した固定軸βを加圧装置を用いて軸方向に加圧して潰し、固定軸βの先端部を外径方向へ塑性変形させる。即ち、固定軸βの先端部を塑性変形させるかしめを実施する。このかしめ工程により、固定軸βの一部が軸凸部β1になって各プレート凹部α1の内側に食い込むとともに、固定軸βの一部が軸鍔部β2になって段差面4aとの間でプレート21を強固に挟み付ける。これにより、金属シャフト4とプレート21の固定箇所がキヤ室R2に配置される。以上により、弁体5が取り付けられる金属シャフト4と、樹脂ギヤ18にモールドされたプレート21が強固に固定される。
(実施形態1の効果1)
 この実施形態1では、上述したように、外周長L1が周長L2より長く設けられる。即ち、この実施形態1では、金属シャフト4において潰されて拡径する箇所の外周長が予め長く設けられる。このように、外周長L1より周長L2を長く設けることにより、金属シャフト4において潰されて拡径する箇所の外周面の伸び率を従来技術に比較して小さくできる。このため、金属シャフト4の先端が潰される際、潰されて拡径する箇所の外周面の伸び率が割れに達するのを抑制でき、金属シャフト4の先端部にクラックが生じるのを防止できる。
 ここで、仮にクラック等によって金属シャフト4の一部が欠落した場合には、ギヤ室R2が外部空間と遮断されているため、欠落した金属体が減速装置12のギヤ間、即ち中間ギヤ17や樹脂ギヤ18の間などに噛み込む可能性がある。
 これに対し、この実施形態も、従来技術と同様、金属シャフト4とプレート21の固定箇所がギヤ室R2に配置され、そのギヤ室R2がハウジング3に装着されたカバー15によって外部空間と遮断されるものであるが、次の効果が得られる。この実施形態では、上述したように金属シャフト4の先端にクラックが発生することが抑制されるため、欠落した金属体が発生せず、欠落した金属体がギヤ室R2に封じ込められる不具合がない。このため、欠落した金属体が減速装置12に噛み込むことがなく、バルブ装置(この実施形態では電子スロットル1)の信頼性を高めることができる。
 また、金属シャフト4にクラックが生じるのを防ぐことができるため、金属シャフト4に対するプレート21の固定力を従来技術に比較して高めることが可能になる。このことを具体的に説明する。従来技術では、金属シャフト4の一部に欠落が生じないように、クラックが生じない程度の潰しにとどめられていた。即ち、従来技術では、クラックの発生を防ぐ対策として、かしめによる拡大径を抑えていた。その結果、従来技術では、かしめによる固定力が犠牲になる可能性があった。
 なお、ここで用いる周長の数値は理解補助を目的とした一例としての数値であり、もちろん限定されるものでない。ここで、潰される前の外周長100に対して潰された後の外周長が120で表面に割れが生じるものとして説明する。この場合、潰される前の外周長100に対して潰された後の外周長が110に達しても表面に割れが生じない。そこで、従来技術では、クラックの発生を防ぐべく、潰される前の外周長100に対して潰された後の外周長を110に抑えていた。このため、従来技術では、金属シャフト4とプレート21の固定力が犠牲になる不具合があった。
 これに対し、潰される前の外周長を予め110に増やしておくと、潰された後の外周長が120に達しても表面に割れが生じない。そこで、この実施形態では、潰される前の外周長を予め110に増やしておく技術として、複数のシャフト凹部γを設けることで外周長L1を延長している。これにより、直径が従来技術と同じであっても、クラックの発生を伴うことなく潰された後の外周長を120に増加できる。
 このようにして、潰された後の外周長を従来技術より長くできるため、金属シャフト4とプレート21の固定力を従来技術より大きくできる。
 次に、電子スロットル1に本開示を適用した場合の特有な効果を説明する。上述したように、従来技術では、金属シャフト4から欠落した金属体がギヤ室R2の減速装置12に噛み込む可能性があった。この課題に対して従来技術では、クラックが生じない程度の潰しにとどめ、かしめによる拡大径を抑えていた。その結果、従来技術では、かしめによる固定力が犠牲になってしまう可能性があった。
 これに対し、本実施形態1の電子スロットル1は、上述したように、クラックの発生を防ぐべく、潰される前の外周長L1を従来技術より長く設けている。これにより、クラックの発生を伴うことなく塑性変形による拡大径を従来技術より大きくすることができる。このため、従来技術に比較して、金属シャフト4とプレート21の固定力を高めることができる。このようにして本実施形態1の電子スロットル1は、金属シャフト4の一部が欠落することにより生じる不具合を回避しつつ、金属シャフト4とプレート21の固定力を高めることができる。即ち、従来技術に比較して電子スロットル1の信頼性を高めることができる。
(実施形態1の効果2)
 この実施形態では、シャフト凹部γにより、金属シャフト4において潰されて拡径する箇所の外周長L1を長くしている。これにより、潰されて拡径する箇所の外周面の伸び率を小さくできる。このため、金属シャフト4の先端が潰される際、潰されて拡径する箇所の外周面が割れに達するのを防ぐことができ、金属シャフト4の先端部にクラックが生じるのを防止できる。
(実施形態1の効果3)
 この実施形態では、金属シャフト4において潰されて拡径する箇所の外周面にシャフト凹部γを複数設けている。このように、シャフト凹部γを複数設けることで、シャフト凹部γを1つ設ける場合に比較して外周長L1を長くできる。即ち、この実施形態1では、金属シャフト4において潰されて拡径する箇所の外周面をより広くできる。このため、金属シャフト4において潰されて拡径する箇所の外周面の伸び率をより小さくできる。その結果、金属シャフト4の先端部にクラックが生じる不具合をより効果的に抑えることができる。
(実施形態1の効果4)
 この実施形態では、金属シャフト4において潰されて拡径する箇所の外周面に、複数のシャフト凹部γが円周方向へ等間隔に配置される。このように、複数のシャフト凹部γを等間隔に配置することにより、金属シャフト4において塑性変形する箇所の伸び率を金属シャフト4の円周方向において均等化できる。このため、金属シャフト4の先端部にクラックが生じる不具合をより効果的に抑えることができる。
(実施形態1の効果5)
 この実施形態では、金属シャフト4において潰された箇所の一部がプレート凹部α1の内側に食い込む。具体的に、この実施形態では、金属シャフト4の先端部が潰されると、塑性変形により生じた軸凸部β1が各プレート凹部α1に入り込む。この軸凸部β1が各プレート凹部α1に入り込むことにより、金属シャフト4とプレート21の相対角度を強固に固定できる。
(実施形態1の効果6)
 この実施形態では、金属シャフト4に設けられるそれぞれのシャフト凹部γが、隣接するプレート凸部α2の間に配置される。具体的に、この実施形態では、上述した全閉クリアランスの調整を行う際に金属シャフト4が最大に回転する角度範囲が、隣接するプレート凸部α2の間隔である90度より小さい。そして、全閉クリアランスの調整を行う際に金属シャフト4を最大に右回転しても、逆に最大に左回転しても、シャフト凹部γがプレート凸部α2に接しないように設けられる。このように、シャフト凹部γとプレート凸部α2が合致しない。このため、金属シャフト4の先端部が潰された後に、各プレート凸部α2が、固定軸βにおける円柱面と確実に接触する。その結果、確実に金属シャフト4とプレート21を強固に固定できる。
(実施形態1の効果7)
 この実施形態では、金属シャフト4のうち、貫通穴αに挿入される部位が円柱形状を呈する。このため、金属シャフト4の先端部を潰す前の状態において、金属シャフト4と金属プレート21の相対角度を自由に設定できる。その結果、金属シャフト4に対してプレート21を任意の相対角度で固定することが可能になる。
 言葉を換えて説明すると、樹脂ギヤ18と弁体5の相対角度を制約なく自由に設定することができる。これにより、樹脂ギヤ18の回転角に対する弁体5の固定角を自由に調整できる。この結果、全閉位置の調整機構を不要にできる。このため、回転部品を搭載する装置の製造工程数を少なくできる。具体的にはバルブ装置の製造工程数を少なくできる。さらに具体的なこの実施形態では、電子スロットル1の製造工程数を少なくできる。同様に、調整機構の廃止によって回転部品を搭載する装置の製造コストを抑えることができる。具体的にはバルブ装置の製造コストを抑えることができる。さらに具体的なこの実施形態では、電子スロットル1の製造コストを抑えることができる。
[実施形態2]
 図6~図8に基づいて実施形態2を説明する。なお、以下の各実施形態において上記実施形態1と同一符合は同一機能物を示すものである。また、以下の各実施形態では、先に説明した実施形態に対する変更箇所のみを開示するものであり、説明していない箇所については先行して説明した形態を採用するものである。
 上記実施形態1では、固定軸βのうち、貫通穴αに挿入される部位が円柱形状を呈し、金属シャフト4とプレート21の相対角度を自由に設定できる回転部品を示した。これに対し、この実施形態2の固定軸βとプレート21には、金属シャフト4の先端部を潰す前の状態において金属シャフト4とプレート21の相対回転を規制する二面幅δが設けられるものである。なお、固定軸βと貫通穴αにそれぞれ設けられる二面幅δは、周知なものであり、説明は割愛する。
 この実施形態2では、上述した実施形態1と同様、外周長L1を周長L2より長く設けるものであり、外周長L1を周長L2より長く設ける技術として、上述した実施形態1と同様にシャフト凹部γを用いる。なお、この実施形態2において接触点Pを滑らかに繋いだ外周線Aの形状は、図7(b)に示すように、二面幅δが設けられた貫通穴αの形状に合致するものである。
 シャフト凹部γの形状は、限定されるものではないが、一例として実施形態1と同様、軸方向から見てV字の切欠形状に設けられる。また、シャフト凹部γの数は限定されるものではないが、この実施形態2ではシャフト凹部γが2つ設けられる。潰されて拡径する箇所のうちでシャフト凹部γが形成される位置も限定するものではないが、この実施形態2では、図6(a)に示すように、固定軸βのうち、二面幅δが形成されない2つの円筒面の端にシャフト凹部γが1つずつ設けられる。
 このようにシャフト凹部γによって外周長L1を周長L2より長く設けることにより、二面幅δを用いて固定される金属シャフト4とプレート21であっても、上述した「実施形態1の効果1~効果4」と同様の効果を得ることができる。
[実施形態3]
 図9、図10に基づいて実施形態3を説明する。上記実施形態1では、固定軸βの先端のみにシャフト凹部γを設けた。これに対し、この実施形態3では、金属シャフト4の軸芯が伸びる方向を軸方向とした場合、各シャフト凹部γが軸方向へ溝状に伸びて設けられる。これにより、金属シャフト4にプレート21が組み付けられた状態において各シャフト凹部γが貫通穴αと軸方向にオーバーラップする。具体的な一例として、この実施形態3では、固定軸βの先端から段差面4aに至るまでシャフト凹部γが溝状に設けられている。
 このように設けることで、固定軸βの軸方向の全範囲において外周面の伸び率を小さくできる。その結果、固定軸βのうちで潰されて塑性変形する全ての箇所の外周面の伸び率を小さくできる。これにより、固定軸βに生じる応力を緩和することができる。もちろん、上述した「実施形態1の効果1~効果7」と同様の効果を得ることができる。
[他の実施形態]
 上記の実施形態では、本開示を電子スロットル1に適用する例を示したが、用途を限定するものではない。即ち、本開示は、金属シャフト4の端部にかしめ技術によりプレート21を固定する技術に広く適用可能なものであり、バルブ装置とは異なる装置に用いても良いし、バルブ装置に用いても良い。もちろん、電動の装置であっても良いし、電動でない装置であっても良い。
 電動のバルブ装置に本開示を適用する複数の具体例を以下に説明する。電動のEGRバルブや低圧EGR装置に用いられる電動の吸気絞りバルブに本開示を適用しても良い。また、エンジンの気筒内に渦流を生じさせる電動のスワール流コントロールバルブや電動のタンブル流コントロールバルブに本開示を適用しても良い。あるいは、ターボチャージャに搭載される電動のウエストゲートバルブや電動の容量可変バルブに本開示を適用しても良い。もしくは、車両用空調装置において空調通路の開度調整を行うドアを操作する電動のドア駆動ユニットに本開示を適用しても良い。なお、ドアは弁体の一例である。さらに、エンジン冷却水の切替えや流量制御を行う電動の冷却水制御バルブに本開示を適用しても良い。
 続いて、電動でない装置に本開示を適用する複数の具体例を以下に説明する。電動の駆動ユニット6を用いない装置の金属シャフト4とプレート21の固定技術に本開示を適用しても良い。即ち、油圧や負圧等を駆動源とする装置の金属シャフト4とプレート21の固定技術に本開示を適用しても良い。あるいは、手動によって操作される装置の金属シャフト4とプレート21の固定技術に本開示を適用しても良い。
 ここで、電動のEGRバルブに本開示を適用した場合の特有な効果を説明する。
 仮に金属シャフト4の一部が欠落し、欠落した金属体が減速装置12に噛み込んだ場合には、EGRバルブが大きい開度でロックして、エンジン始動時に始動不良が発生する可能性がある。これに対し、電動のEGRバルブに本開示を適用することによって、クラックの発生を伴うことなく塑性変形による拡大径を従来技術より大きくすることができる。これにより、金属シャフト4の一部が欠落することを抑制しながら、金属シャフト4とプレート21の固定力を高めることができ、EGRバルブの信頼性を高めることができる。
 続いて、低圧EGR装置に用いられる電動の吸気絞りバルブに本開示を適用した場合の特有な効果を説明する。仮に金属シャフト4の一部が欠落し、欠落した金属体が減速装置12に噛み込んだ場合には、吸気絞りバルブが吸気通路2を絞った状態でロックして、エンジン回転数が上がらなくなる可能性がある。これに対し、電動の吸気絞りバルブに本開示を適用することによって、クラックの発生を伴うことなく塑性変形による拡大径を従来技術より大きくすることができる。これにより、金属シャフト4の一部が欠落することを抑制しながら、金属シャフト4とプレート21の固定力を高めることができ、吸気絞りバルブの信頼性を高めることができる。
 電動のスワール流コントロールバルブや電動のタンブル流コントロールバルブなどの渦流コントロールバルブに本開示を適用した場合の特有な効果を説明する。仮に金属シャフト4の一部が欠落し、欠落した金属体が減速装置12に噛み込んだ場合には、渦流コントロールバルブが吸気ポートを絞った状態でロックして、エンジン回転数が上がらなくなる懸念がある。これに対し、電動の渦流コントロールバルブに本開示を適用することによって、クラックの発生を伴うことなく塑性変形による拡大径を従来技術より大きくすることができる。これにより、金属シャフト4の一部が欠落することを抑制しながら、金属シャフト4とプレート21の固定力を高めることができ、渦流コントロールバルブの信頼性を高めることができる。
 ターボチャージャに搭載される電動のウエストゲートバルブに本開示を適用した場合の特有な効果を説明する。仮に金属シャフト4の一部が欠落し、欠落した金属体が減速装置12に噛み込んだ場合には、ウエストゲートバルブが開いた状態でロックして、過給圧が上がらなくなる可能性がある。あるいは、ウエストゲートバルブが閉じた状態でロックして、エンジンの高負荷時にターボチャージャの負荷が過大になる可能性がある。これに対し、電動のウエストゲートバルブに本開示を適用することによって、クラックの発生を伴うことなく塑性変形による拡大径を従来技術より大きくすることができる。これにより、金属シャフト4の一部が欠落することを抑制しながら、金属シャフト4とプレート21の固定力を高めることができ、ウエストゲートバルブの信頼性を高めることができる。
 ターボチャージャに用いられる電動の容量可変バルブに本開示を適用した場合の特有な効果を説明する。容量可変バルブは可変ベーンタイプを含むものである。 仮に金属シャフト4の一部が欠落し、欠落した金属体が減速装置12に噛み込んだ場合には、容量可変バルブが開いた状態でロックして、低回転時に過給圧が上がらなくなる可能性がある。あるいは、容量可変バルブが閉じた状態でロックして、エンジンの高負荷時にターボチャージャの負荷が過大になる可能性がある。これに対し、電動の容量可変バルブに本開示を適用することによって、クラックの発生を伴うことなく塑性変形による拡大径を従来技術より大きくすることができる。これにより、金属シャフト4の一部が欠落することを抑制しながら、金属シャフト4とプレート21の固定力を高めることができ、容量可変バルブの信頼性を高めることができる。
 車両用空調装置に用いられる電動のドア駆動ユニットに本開示を適用した場合の特有な効果を説明する。仮に金属シャフト4の一部が欠落し、欠落した金属体が減速装置12に噛み込んだ場合には、ドア駆動ユニットがロックして、車室内へ吹き出す空調風の温度や、吹出モード等をコントロールできなくなる可能性がある。これに対し、電動のドア駆動ユニットに本開示を適用することによって、クラックの発生を伴うことなく塑性変形による拡大径を従来技術より大きくすることができる。これにより、金属シャフト4の一部が欠落することを抑制しながら、金属シャフト4とプレート21の固定力を高めることができ、ドア駆動ユニットの信頼性を高めることができる。
 電動の冷却水制御バルブに本開示を適用した場合の特有な効果を説明する。仮に金属シャフト4の一部が欠落し、欠落した金属体が減速装置12に噛み込んだ場合には、冷却水制御バルブがロックして、車両を循環する冷却水の温度をコントロールできなくなる可能性がある。これに対し、電動の冷却水制御バルブに本開示を適用することによって、クラックの発生を伴うことなく塑性変形による拡大径を従来技術より大きくすることができる。これにより、金属シャフト4の一部が欠落することを抑制しながら、金属シャフト4とプレート21の固定力を高めることができ、冷却水制御バルブの信頼性を高めることができる。
 上記の実施形態では、弁体5の一例として平な円板を用いたが、限定するものではない。具体的な一例として、断面が略L字形やZ字形を呈する弁体5であっても良い。
 上記の実施形態では、弁体5の一例としてバタフライバルブを例に示したが、限定するものではない。具体的には、弁体5の全体あるいは一部が球面形状を呈するボールバルブ等であっても良い。
 上記の実施形態では、プレート21に設ける樹脂部品の一例として樹脂ギヤ18を例示したが、限定するものではなく、用途に応じてプレート21に設ける樹脂部品を変更しても良い。具体的な一例として、実施形態で示した樹脂ギヤ18に代えてベルト等により回転駆動される樹脂プーリ等であっても良い。
 上記の実施形態では、具体的な一例としてプレート21に樹脂部品(実施形態では樹脂ギヤ18)を設ける例を示したが、限定するものではなく、プレート21に樹脂部品を設けないものであっても良い。具体的な一例として、ギヤの機能を果たす多数の歯を直接プレート21に形成するものであっても良い。その一例として、プレート21が、ハウジング3の外部に露出するものであっても良い。さらにその具体的な一例として、プレート21は、カム溝が設けられるリンクプレートであっても良いし、所定の角度範囲内で回転操作されるアーム形状を呈するレバープレート等であっても良い。もちろん、上述したリンクプレートやレバープレート等に適用する場合、貫通穴αは、プレート21の中心とは異なる箇所に設けられるものであり、貫通穴αはプレート21の中心に設けるものに限定されない。
 上記の実施形態では、プレート21を金属で設ける例を示したが、限定するものではなく、プレート21を金属以外の材料によって設けても良い。具体的な一例として、プレート21を硬質樹脂で設けたり、カーボン素材で設けても良い。あるいは、樹脂で硬化した複合材料等を用いても良い。
 上述の回転部品の製造方法では、金属シャフト4が潰される前の外周長L1が、金属シャフトとプレート21の接触点Pを滑らかに繋いだ外周線Aの周長L2より長く設けられる。
 塑性変形により金属シャフトの先端を拡径する際、拡径する箇所の表面が伸びて広がる。このため、潰される前の外周長に対し、潰されて拡径した後の外周長の割合が大きいと、拡径した箇所の表面に割れが生じて金属シャフトにクラックが発生する可能性がある。逆に、潰される前の外周長に対して潰されて拡径した後の外周長の割合が小さい場合は、拡径した箇所の表面に割れが生じるのを防ぐことができ、金属シャフトにクラックが発生しない。
 なお、潰される前の外周長に対する潰された後の外周長の割合が、伸び率として定義される。即ち、潰される前の外周長に対して潰された後の外周長の割合が大きい場合を、伸び率が大きいと称する。逆に、潰される前の外周長に対して潰された後の外周長の割合が小さい場合を、伸び率が小さいと称する。
 上述したように、外周長L1を周長L2より長く設けることで、潰されて拡径する箇所の伸び率を小さくできる。このため、金属シャフトの先端が潰される際、潰されて拡径する箇所の外周面が割れに達するのを防ぐことができ、金属シャフトの先端部にクラックが生じるのを防止できる。また、金属シャフトのクラックを防ぐことができるため、金属シャフトとプレートの固定力を高めることが可能になる。
 上述のバルブ装置の製造方法では、金属シャフトにおいて潰されて拡径する箇所の外周面に、内径方向へ窪む1つまたは複数のシャフト凹部γを設けている。このシャフト凹部により、金属シャフトにおいて潰されて拡径する箇所の外周長が長く設けられるため、潰されて拡径する箇所の外周面の伸び率を小さくできる。このため、金属シャフトの先端が潰される際、潰されて拡径する箇所の外周面が割れに達するのを防ぐことができ、金属シャフトの先端部にクラックが生じるのを防止できる。これにより、高い信頼性のバルブ装置を製造できる。また、金属シャフトのクラックを防ぐことができるため、金属シャフトとプレートの固定力の高いバルブ装置を提供できる。
 上述のバルブ装置では、金属シャフトにおいて潰されて拡径した箇所の外周面に、内径方向へ窪む1つまたは複数のシャフト凹部が設けられる。このシャフト凹部により、金属シャフトにおいて潰されて拡径する箇所の外周長が長く設けられるため、潰されて拡径する箇所の外周面の伸び率を小さくできる。このため、金属シャフトの先端が潰されていても、潰されて拡径する箇所の外周面が割れに達せず、金属シャフトの先端部にクラックが生じない。これにより、高い信頼性のバルブ装置を提供できる。また、金属シャフトのクラックを防ぐことができるため、金属シャフトとプレートの固定力の高いバルブ装置を提供できる。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (14)

  1.  回転可能に支持される金属シャフト(4)と、前記金属シャフト(4)に固定されるプレート(21)とを備え、前記プレート(21)には前記金属シャフト(4)の端部が貫通する貫通穴(α)が設けられる回転部品の製造方法であり、前記回転部品の製造方法は、
     前記金属シャフト(4)の端部を前記貫通穴(α)に挿入し、
     前記貫通穴(α)の外部に露出する前記金属シャフト(4)の端部を潰すことで、前記金属シャフト(4)と前記プレート(21)の位置関係を固定し、を備え、また、
     前記金属シャフト(4)の端部における、前記金属シャフト(4)が潰される前の外周長(L1)は、前記金属シャフト(4)と前記プレート(21)の接触点(P)を滑らかに繋いだ外周線(A)の周長(L2)より長く設けられる回転部品の製造方法。
  2.  前記金属シャフト(4)において潰されて拡径する部位の外周面には、前記金属シャフト(4)の内径方向へ窪むシャフト凹部(γ)が設けられる請求項1に記載の回転部品の製造方法。
  3.  前記金属シャフト(4)の軸芯が伸びる方向を軸方向とし、
     前記シャフト凹部(γ)は、前記金属シャフト(4)に前記プレート(21)が組み付けられた状態において前記貫通穴(α)と軸方向にオーバーラップする請求項2に記載の回転部品の製造方法。
  4.  前記金属シャフト(4)において潰されて拡径する箇所の外周面には、前記シャフト凹部(γ)が複数設けられる請求項2または請求項3に記載の回転部品の製造方法。
  5.  前記金属シャフト(4)において潰されて拡径する箇所の外周面には、複数の前記シャフト凹部(γ)が円周方向において等間隔に配置される請求項4に記載の回転部品の製造方法。
  6.  前記貫通穴(α)の内周面には、外径方向に窪む複数のプレート凹部(α1)が設けられ、
     前記金属シャフト(4)において潰された箇所の一部は、前記プレート凹部(α1)の内側に食い込む請求項1~請求項5のいずれか1つに記載の回転部品の製造方法。
  7.  前記金属シャフト(4)において潰されて拡径する箇所の外周面には、前記金属シャフト(4)の内径方向へ窪む複数のシャフト凹部(γ)が設けられ、
     前記貫通穴(α)の内周面には、外径方向に窪む複数のプレート凹部(α1)が設けられ、
     前記貫通穴(α)の内周面のうち、隣接する前記プレート凹部(α1)の間はプレート凸部(α2)であり、
     それぞれの前記シャフト凹部(γ)は、隣接する前記プレート凸部(α2)の間に配置される請求項1~請求項6のいずれか1つに記載の回転部品の製造方法。
  8.  前記金属シャフト(4)のうち、前記貫通穴(α)に挿入される部位(β)は、円柱形状を呈する請求項1~請求項7のいずれか1つに記載の回転部品の製造方法。
  9.  内部に通路(2)が形成されるハウジング(3)と、前記ハウジング(3)に挿入され、前記ハウジング(3)に対して回転自在に支持される金属シャフト(4)と、前記金属シャフト(4)に固定されるプレート(21)と、前記金属シャフト(4)と一体に回転して前記通路(2)の開閉または開度調整を行う弁体(9)と、電力を回転動力に変換する電動モータ(11)と、前記電動モータ(11)の発生する回転トルクを増幅して前記金属シャフト(4)に付与する歯車式の減速装置(12)とを備え、前記プレート(21)には、前記減速装置(12)のギヤ(18)が設けられるとともに、前記金属シャフト(4)の端部が貫通する貫通穴(α)が設けられるバルブ装置の製造方法であり、前記回転部品の製造方法は、
     前記金属シャフト(4)の端部を前記貫通穴(α)に挿入し、
     前記貫通穴(α)の外部に露出する前記金属シャフト(4)の端部を潰すことで、前記金属シャフト(4)と前記プレート(21)の位置関係を固定し、を備え、また
     前記金属シャフト(4)において潰されて拡径する箇所の外周面には、当該外周面の外周長(L1)を長くするための周長延長部が設けられ、
     前記周長延長部は、内径方向へ窪む1つまたは複数のシャフト凹部(γ)であるバルブ装置の製造方法。
  10.  前記ハウジング(3)には、前記減速装置(12)を収容するギヤ室(R2)が設けられ、
     前記ギヤ室(R2)は、前記ハウジング(3)に装着されるカバーによって外部空間と遮断されるものであり、
     前記金属シャフト(4)と前記プレート(21)の固定箇所は、前記ギヤ室(R2)に配置される請求項9に記載のバルブ装置の製造方法。
  11.  前記金属シャフト(4)と前記プレート(21)は、前記金属シャフト(4)が前記ハウジング(3)に組付けられた状態で固定される請求項9または請求項10に記載のバルブ装置の製造方法。
  12.  前記バルブ装置は、車両走行用のエンジンに供給される吸気量の調整を行う電子スロットルである請求項9~11のいずれか1つに記載のバルブ装置の製造方法。
  13.  内部に通路(2)が形成されるハウジング(3)と、
     前記ハウジング(3)に挿入され、前記ハウジング(3)に対して回転自在に支持される金属シャフト(4)と、
     前記金属シャフト(4)に固定されたプレート(21)と、
     前記金属シャフト(4)と一体に回転して前記通路(2)の開閉または開度調整を行う弁体と、
     電力を回転動力に変換する電動モータ(11)と、
     前記電動モータ(11)の発生する回転トルクを増幅して前記金属シャフト(4)に付与する歯車式の減速装置(12)と、を備え、
     前記プレート(21)には、前記減速装置(12)の最終段のギヤ(18)が設けられるとともに、前記金属シャフト(4)の端部が貫通した貫通穴(α)が設けられ、
     前記貫通穴(α)の外部に露出した前記金属シャフト(4)の端部が潰されて、前記金属シャフト(4)と前記プレート(21)の位置関係が固定され、
     前記金属シャフト(4)において潰されて拡径した箇所の外周面には、内径方向へ窪む1つまたは複数のシャフト凹部(γ)が設けられているバルブ装置。
  14.  前記貫通穴(α)の内周面には、外径方向に窪む複数のプレート凹部(α1)が設けられており、
     複数の前記プレート凹部(α1)は、前記貫通穴(α)の円周方向へ等間隔に配置されており、
     前記金属シャフト(4)において潰された箇所の一部が前記プレート凹部(α1)の内側に食い込んでいる請求項13に記載のバルブ装置。
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