JP4267561B2 - スロットルボデー - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関（エンジン）の吸気通路の一部を形成して、吸入空気量を制御するスロットルボデーに関する。

例えば、吸気通路が形成されたボデー本体と、そのボデー本体に回動可能に設けられて吸気通路を開閉するバルブ体とを備えるスロットルボデー（空気流量制御装置とも呼ばれる。）の製造方法において、ボデー本体をインサートしてバルブ体を樹脂成形する製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２５６８９８号公報（請求項５、実施の形態４、図５及び図６参照。）

前記特許文献１においては、ボデー本体をインサートしてバルブ体を樹脂成形するため、ボデー本体の寸法に見合ったボデーインサート成形型（金型）いわゆるバルブ成形型が必要となる。しかしながら、このようなバルブ成形型は、複雑なボデー本体の形状に対応させなければならないため、型構造が複雑化し、コストアップを余儀なくされるという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、コストを低減することのできるスロットルボデーを提供することにある。

前記課題は、特許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により解決することができる。
すなわち、請求項１に記載されたスロットルボデーによると、樹脂成形されたバルブ体を全閉位置においた状態でインサートしてボデー本体が樹脂成形されている。したがって、ボデー本体をインサートする複雑な型構造の成形型を不要とするとともにボデー本体の樹脂成形のための成形型の型構造を簡素化し、これによりコストを低減することができる。

また、前記バルブ体の外周端面を、該バルブ体の開き側に位置する面から閉じ側に位置する面に向かって外径が徐々に小さくなるテーパ状でかつ該バルブ体の自由端部に対応する位置から両軸受部側に向かってテーパ角が徐々に小さく変化するテーパ状曲面により形成し、前記バルブ体をインサートして前記ボデー本体を樹脂成形することにより、前記バルブ体の外周端面により該ボデー本体の内壁面にバルブシール面が形付けられている。
したがって、ボデー本体の成形収縮（本明細書でいう「収縮」に相当する。）に応じてバルブ体の全閉位置が開方向へずれた場合でも、バルブ体の外周端面により形付けられたボデー本体のバルブシール面に対してバルブ体の外周端面（詳しくは、閉じ側に位置する面の外周縁）が周方向に亘ってくいつくことなく当接することで、ボデー本体のバルブシール面とバルブ体の外周端面との間をシールすることができる。これにより、全閉時のバルブ体のくいつきによるバルブ体の作動不良を防止あるいは低減することができる。これとともに、ボデー本体のバルブシール面に対してバルブ体の外周端面が周方向に亘ってシールすることにより、相互間の隙間の発生による空気洩れ量の増加を防止あるいは低減することができる。

また、請求項２に記載されたスロットルボデーによると、前記バルブ体の外周端面の少なくとも大径側部分に湾曲状部が形成されている。
このように構成すると、バルブ体の低開度域における単位スロットル開度当たりの吸気流量を減少することが可能となるので、バルブ体によるスロットル開度に対する吸気流量の分解精度を向上し、スロットルボデーの低開度特性を向上することができる。なお、本明細書でいう「湾曲状部」には、Ｒ状部、楕円状部の他、インボリュート、２次曲線、３次曲線等の円弧に近似する形状が含まれる。

本発明のスロットルボデーによれば、ボデー本体をインサートする複雑な型構造の成形型を不要とするとともにボデー本体の樹脂成形のための成形型の型構造を簡素化し、コストを低減することができる。さらに、全閉時におけるバルブ体の作動不良や空気洩れ量の増加を防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例を参照して説明する。
［実施例１］

本発明の実施例１を図面にしたがって説明する。本実施例では、スロットル制御装置に用いられるスロットルボデーについて例示することにする。まず、スロットル制御装置の概要から述べる。図１に示すように、電子制御式のスロットル制御装置１は、その主体をなすスロットルボデー２を備えている。
スロットルボデー２は、図２に示すように、樹脂製のボデー本体３と樹脂製のバルブ体１４とにより構成されている。
ボデー本体３は、ボア壁部４とモータ収容部６とを一体に有している。ボア壁部４内には、図２において紙面表裏方向に貫通するほぼ中空円筒状の吸気通路７が形成されている（図３及び図４参照）。なお、図示しないが、ボア壁部４の上流側にはエアクリーナが接続され、また、ボア壁部４の下流側にはインテークマニホルドが接続される。

図２及び図４に示すように、前記ボア壁部４には、吸気通路７を径方向に横切る金属製のスロットルシャフト８が配置されている。スロットルシャフト８の一方の端部（図２で左端部）８ａは、ボア壁部４に一体形成された左側の軸受部９内に対してメタル軸受１０を介して回転可能に支持されている。また、スロットルシャフト８の他方の端部（図２で右端部）８ｂは、ボア壁部４に一体形成された右側の軸受部１１内に対してメタル軸受１２を介して回転可能に支持されている。右側の軸受部１１には、その開口端面を密封するプラグ１６が装着されている。
前記スロットルシャフト８には、前記吸気通路７を回動により開閉可能な樹脂製のバルブ体１４が樹脂成形されている（図３参照）。バルブ体１４は、モータ２０（後述する）の駆動により吸気通路７を開閉することにより、その吸気通路７を流れる吸入空気量を制御する。

図２に示すように、前記スロットルシャフト８の左端部８ａは、左側のメタル軸受１０を貫通している。そのスロットルシャフト８の端部８ａには、例えば樹脂製の扇形ギヤからなるスロットルギヤ１８が一体的に設けられている。
ボデー本体３とスロットルギヤ１８との間には、ほぼ同一軸線上に位置するバックスプリング１９が介在されている。バックスプリング１９は、常にスロットルギヤ１８をバルブ体１４の閉じ方向へ付勢している。

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８の回転軸線Ｌに平行しかつ図２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。そのモータ収容部６内には、例えばＤＣモータ等からなるモータ２０が配置されている。モータ２０の外郭を形成するモータケーシング２１に設けられた取付フランジ２２は、ボデー本体３にスクリュ２３により固定されている。
また、モータ２０の出力回転軸２４には、例えば樹脂製のモータピニオン２６が一体的に設けられている。

また、前記ボデー本体３とカバー３０（後述する）との間には、スロットルシャフト８の回転軸線Ｌに平行するカウンタシャフト２７が設けられている。カウンタシャフト２７には、例えば樹脂製のカウンタギヤ２８が回転可能に支持されている。カウンタギヤ２８は、ギヤ径の異なる大径側のギヤ部２８ａと小径側のギヤ部２８ｂとを有している。大径側のギヤ部２８ａが前記モータピニオン２６に噛み合わされ、また小径側のギヤ部２８ｂが前記スロットルギヤ１８に噛み合わされている。
なお、スロットルギヤ１８とモータピニオン２６とカウンタギヤ２８とにより、減速ギヤ機構２９が構成されている。

前記ボデー本体３の一側面（図２において左側面）には、前記減速ギヤ機構２９等を覆うための、例えば樹脂製のカバー３０がスナップフィット手段、クリップ手段、ねじ締結手段等の結合手段を介して結合されている。ボデー本体３とカバー３０との間には、内部の気密を保持するためのＯリング（オーリング）３１が介在されている。
図１に示すように、カバー３０にはコネクタ部３３が設けられている。コネクタ部３３には、図示しない外部コネクタが接続可能となっている。また、コネクタ部３３内には、図示しないが、前記モータ２０につながるターミナル、回転角センサ３８（後述する）につながるターミナルが配置されている。

図１において、前記モータ２０は、自動車のエンジンコントロールユニットいわゆるＥＣＵ等の制御手段（図示省略）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応じて駆動制御される。また、モータ２０の出力回転軸２４の駆動力が、モータピニオン２６からカウンタギヤ２８、スロットルギヤ１８を介してスロットルシャフト８に伝達される。これにより、バルブ体１４が回動される結果、吸気通路７が開閉される。

図２に示すように、前記スロットルギヤ１８には、前記スロットルシャフト８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３５が一体的に設けられている。ヨーク３５の内周面には、磁界を発生する一対の磁石３６，３７が一体化されている。両磁石３６，３７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３５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３０の内側面には、磁気抵抗素子を内蔵するセンサＩＣ３９を備えた回転角センサ３８が配置されている。回転角センサ３８は、前記スロットルシャフト８の回転軸線Ｌ上において、前記両磁石３６，３７の相互間に所定の間隔を隔てた位置に配置されている。回転角センサ３８のセンサＩＣ３９は、磁気抵抗素子からの出力を計算して、前記ＥＣＵ等の制御手段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制御装置１（図２参照）において、エンジンが始動されると、ＥＣＵ等の制御手段によってモータ２０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２９を介してバルブ体１４が開閉される結果、ボデー本体３の吸気通路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８の回転にともなって、スロットルギヤ１８とともにヨーク３５及び両磁石３６，３７が回転すると、その回転角に応じて回転角センサ３８のセンサＩＣ３９に交差する磁界の方向が変化する。これにより、センサＩＣ３９の出力信号が変化する。センサＩＣ３９の出力信号が出力される前記ＥＣＵ等の制御手段（図示省略）では、センサＩＣ３９の出力信号に基づいて、スロットルシャフト８の回転角すなわちバルブ体１４の開度が算出される。
また、ＥＣＵ等の制御手段は、回転角センサ３８のセンサＩＣ３９から出力されかつ一対の磁石３６，３７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、バルブ体１４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。

次に、前記スロットルボデー２の要部を説明する。
図３に示すように、バルブ体１４は樹脂成形され、ボデー本体３のバルブシール面５（後述する）に当接する外周端面１４ａが形成されている。
また、ボデー本体３は、バルブ体１４をインサートして樹脂成形されている。ボデー本体３のボア壁部４の内壁面には、全閉時のバルブ体１４の外周端面１４ａが当接するバルブシール面５が形成されている。
なお、バルブシール面５及び外周端面１４ａは、図３において左半部と右半部とがスロットルシャフト８の回転軸線Ｌを中心として点対称状に形成されている。図３の場合、バルブ体１４は、左回り方向（図３中、矢印Ｏ参照）に開かれ、逆に右回り方向（図３中、矢印Ｓ参照）に閉じられるようになっている。

しかして、前記バルブシール面５は、ボデー本体３の収縮に応じて前記バルブ体１４の全閉位置がずれた場合でもそのバルブ体１４の外周端面１４ａが周方向に亘ってシール可能な形状に形成されている。すなわち、バルブシール面５は、ほぼテーパ状でかつバルブ体１４の自由端部に対応する位置から両軸受部９，１１（図２参照）側に向かってテーパ角θ（図３参照）が徐々に小さく変化する断面直線状のテーパ状曲面により形成されている。また、バルブ体１４の外周端面１４ａは、ボデー本体３の樹脂成形時において、バルブシール面５を形付けるように、ほぼテーパ状でかつ該バルブ体１４の自由端部に対応する位置から両軸受部９，１１（図２参照）側に向かってテーパ角θ（図３参照）が徐々に小さく変化する断面直線状のテーパ状曲面により形成されている。
そして、テーパ角θは、ボデー本体３の収縮量に応じてバルブ体１４の全閉位置がずれた場合でも、そのバルブ体１４の外周端面１４ａがバルブシール面５に周方向に亘って当接可能となるように設定される。

前記ボデー本体３のバルブシール面５及びバルブ体１４の外周端面１４ａの形状について詳しく説明する。なお、前にも述べたように、バルブシール面５及び外周端面１４ａは、図３における左半部と右半部とがスロットルシャフト８の回転軸線Ｌを中心として点対称状に形成されたものであるから、以降、その右半部について説明し、左半部についての説明は省略する。本例は、ボデー本体３のボア壁部４が半径方向に一定量で周方向に均一に収縮する場合であるが、ボデー本体のボア壁部４が異形のために周方向における各部で収縮が異なる場合は、それに合わせたシール面形状すなわちバルブ体１４の外周端面１４ａの形状にすることが可能であり、必ずしも、左半部と右半部とがスロットルシャフト８の回転軸線Ｌを中心として点対称状形状である必要はない。

いま、成形直後におけるボデー本体３とバルブ体１４の右半部との関係において、図５（ａ）に示すように、バルブ体１４の表面（開き側に位置する面が相当する。）１４Ａ（図５（ｂ）参照）上の点Ｐａを中心とする半径をＲとする。また、バルブ体１４の裏面（閉じ側に位置する面が相当する。）１４Ｂ（図５（ｂ）参照）の点Ｐｂを中心とする半径をｒとする。点Ｐｂは、ボア（吸気通路７）の中心を通る線（「吸気通路の軸線」という。）Ｌ１（図５（ｂ）参照）上にある。このとき、半径Ｒ，ｒは、
Ｒ＞ｒ
の関係を満たす。
そして、バルブ体１４の外周端面１４ａは、上記Ｒ＞ｒの関係を満たすテーパ状曲面、すなわちほぼテーパ状でかつ該バルブ体１４の自由端部に対応する位置から両軸受部９，１１（図２参照）側に向かってテーパ角θ（図３参照）が徐々に小さく変化するテーパ状曲面により形成されている。

すなわち、テーパ状曲面により形成されるバルブ体１４の外周端面１４ａにおいて、バルブ体１４の自由端部に対応する位置においては、テーパ角θ（α）（図５（ｂ）参照）とする。また、バルブ体１４の両軸受部９，１１（図２参照）側に対応する位置においては、テーパ角θ（β）（図５（ｃ）参照）とする。このとき、テーパ角θ（α）、θ（β）は、
θ（α）＞θ（β）
の関係を満たす。さらに、バルブ体１４の外周端面１４ａは、バルブ体１４の自由端部に対応する位置のテーパ角θ（α）から両軸受部９，１１（図２参照）側に対応する位置のテーパ角θ（β）に向かって徐々にテーパ角θが小さくなるように形成されている。

また、前記ボデー本体３の樹脂成形時において、前記バルブ体１４の外周端面１４ａによりボデー本体３のバルブシール面５が形付けられる。したがって、テーパ状曲面により形成されるバルブシール面５は、前記バルブ体１４の外周端面１４ａと同様に、バルブ体１４の自由端部に対応する位置においてはテーパ角θ（α）（図５（ｂ）参照）であり、両軸受部側に対応する位置においてはテーパ角θ（β）（図５（ｃ）参照）であり、テーパ角θ（α）、θ（β）は、
θ（α）＞θ（β）
の関係を満たす。さらに、バルブシール面５は、バルブ体１４の自由端部に対応する位置のテーパ角θ（α）から両軸受部側に対応する位置のテーパ角θ（β）に向かって徐々にテーパ角θが小さくなるテーパ状曲面に形成されている。
なお、ボデー本体３のバルブシール面５は、ボデー本体３の樹脂成形時において、バルブ体１４の外周端面１４ａによって全面的に形付けられるものでもよいし、あるいは、ボデー本体３の樹脂成形時において、バルブ体１４の外周端面１４ａ（後述する）に対応する部分をバルブ体１４の外周端面１４ａによって部分的に形付け、それ以外の部分はボデー成形型４０（後述する）によって連続的なテーパ状曲面を形成するようにしてもよい。

そして、収縮後におけるボデー本体３とバルブ体１４との関係においては、図６（ａ）に示すように、ボデー本体３のボア壁部４が半径方向に一定量で周方向に均一に収縮するものとする。すると、バルブ体１４の全閉位置が開方向へ所定角度ずれるもの、バルブ体１４の自由端部に対応する位置においては、バルブ体１４の外周端面１４ａがバルブシール面５に隙間なく当接（詳しくは点接触）する（図６（ｂ）参照）。また、両軸受部側に対応する位置においては、バルブ体１４の外周端面１４ａがバルブシール面５に隙間なく当接（詳しくは点接触）する（図６（ｃ）参照）。同様に、外周端面１４ａは、バルブシール面５に対して周方向に亘ってほぼ全面的に隙間なく当接（詳しくは線接触）する。
したがって、ボデー本体３の収縮に応じてバルブ体１４の全閉位置がずれた場合でも、ボデー本体３とバルブ体１４との間の隙間の発生による空気洩れ量の増加を防止あるいは低減することができる。

これに対し、バルブシール面５及び外周端面１４ａを周方向に亘って一定のテーパ角θ（α）で形成した場合を想定すると、成形直後におけるボデー本体３とバルブ体１４との関係においては、図７（ａ）に示すように、バルブ体１４の表面（開き側に位置する面）１４Ａ（図７（ｂ）参照）の点Ｐａを中心とする半径をＲとする。また、バルブ体１４の裏面（閉じ側に位置する面）１４Ｂ（図７（ｂ）参照）の点Ｐｂを中心とする半径をｒとする。点Ｐｂは、吸気通路７の軸線Ｌ１（図５（ｂ）参照）上にある。このとき、半径Ｒ，ｒは、
Ｒ＞ｒ
の関係を満たす。
また、テーパ状曲面により形成されるバルブシール面５及び外周端面１４ａにおいて、バルブ体１４の自由端部に対応する位置、及び、両軸受部側に対応する位置にかかわらず、周方向に一定のテーパ角θ（α）とする（図７（ｂ），（ｃ）参照）。

そして、収縮後におけるボデー本体３とバルブ体１４との関係においては、図８（ａ）に示すように、ボデー本体３のボア壁部４が半径方向に一定量（図６（ａ）と同じ量）で周方向に均一に収縮するものとする。すると、バルブ体１４の全閉位置が開方向へ所定角度ずれる。このとき、両軸受部側に対応する位置においては、バルブ体１４の外周端面１４ａがバルブシール面５に隙間なく当接する（図８（ｃ）参照）。しかし、バルブ体１４の自由端部に対応する位置においては、バルブ体１４の外周端面１４ａがバルブシール面５に当接することができないので、外周端面１４ａとバルブシール面５と間に隙間Ｃができる（図８（ｂ）参照）。このため、空気洩れが発生することになる。
逆に、バルブ体１４の自由端部に対応する位置（図８（ｂ）参照）において、バルブ体１４の外周端面１４ａがバルブシール面５に当接するものと考えるならば、両軸受部側に対応する位置（図８（ｃ）参照）においては、バルブ体１４の外周端面１４ａとバルブシール面５とがくいついてしまい、バルブ体１４の作動不良が発生することになる。

したがって、バルブシール面５及び外周端面１４ａを周方向に亘って一定のテーパ角θ（α）で形成した場合には、ボデー本体３の収縮に応じて、ボデー本体３のバルブシール面５に対してバルブ体１４の外周端面１４ａが周方向に亘って当接（すなわちシール）することができないので、バルブ体の作動不良や空気洩れ量の増加を発生するという問題がある。
これと異なり、本実施例によれば、前にも述べたように、ボデー本体３の収縮に応じてバルブ体１４の全閉位置がずれた場合にも、ボデー本体３のバルブシール面５に対してバルブ体１４の外周端面１４ａが周方向に亘ってシールすることができるので、バルブ体の作動不良や空気洩れ量の増加を防止あるいは低減することができる。

また、図４に示すように、バルブ体１４はスロットルシャフト８の周りを鋳ぐるんでおり、そのシャフト回りの両端面が前記両メタル軸受１０，１２の端面に摺動可能に接触する。これにより、バルブ体１４が軸方向に関して位置決めされる。なお、バルブ体１４により鋳ぐるまれるスロットルシャフト８の軸部は、例えば断面ほぼ小判形状の異形軸部となっている。
また、図４において、左側のメタル軸受１０は、ボデー本体３の当該軸受部９の内壁面に突出する抜止部３ａにより、反バルブ側（図４において左方）への抜け止めがなされている。また、右側のメタル軸受１２は、ボデー本体３の当該軸受部１１の内壁面に突出する抜止部３ｂにより、反バルブ側（図４において左方）への抜け止めがなされている。
また、左側の軸受部９内には、その開口側（図４において左側）から当該抜止部３ａに当接するゴム性のシール材１７が嵌着されている。そのシール材１７の内周部は、スロットルシャフト８の外周面に形成された周方向に環状をなす環状溝８ｃ内に摺動可能に嵌合されている。シール材１７は、カバー３０内から吸気通路７内への空気洩れ、及び、吸気通路７内からカバー３０内へのガス洩れを防止する。

次に、上記したスロットルボデー２の製造方法について説明する。
この製造方法は、バルブ成形工程とボデー成形工程とを備える。
バルブ成形工程では、図９に示すように、バルブ体１４が、図示しない周知のバルブ成形型（金型）を使用して射出成形により樹脂成形される。このとき、バルブ成形型内に、予めスロットルシャフト８をインサートしておき、バルブ体１４にスロットルシャフト８を射出成形により樹脂成形する。

次に、ボデー成形工程では、図１０に示すように、ボデー成形型（金型）４０内にバルブ体１４をインサートしてボデー本体３（図３参照）を射出成形により樹脂成形する。
ボデー成形型４０は、ボデー本体３を成形するキャビティ４６を形成する上型４１、下型４２及び複数の側面型４３と、バルブ体１４を全閉位置において相互間に支持する上補助型４４及び下補助型４５を備えている。上型４１には、その上面からキャビティ４６に連通する樹脂注入口４７が設けられている。
そして、バルブ体１４をインサートするとともにスロットルシャフト８に両メタル軸受１０，１２（図４参照）を嵌合させた状態で、各型４１〜４５を型閉じする。この状態で、画定されるキャビティ４６内に、樹脂注入口４７から樹脂材料（溶融樹脂）を射出してボデー本体３を樹脂成形する（図３参照）。
次に、ボデー本体３の硬化後において、各型４１〜４５を型開きして、製品すなわちスロットルボデー２を取り出せばよい。
上記のようにして、製造されたスロットルボデー２に対して、プラグ１６、シール材１７、バックスプリング１９、モータ２０、減速ギヤ機構２９、カバー３０等を組付けることにより、スロットル制御装置１（図２参照）が完成する。

なお、前記したボデー本体３及びバルブ体１４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、ポリフェニレンサルファド樹脂、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。

上記したスロットルボデー２によると、樹脂成形されたバルブ体１４をインサートしてボデー本体３が樹脂成形されている。したがって、ボデー本体３をインサートする複雑な型構造の成形型を不要とするとともにボデー本体３の樹脂成形のための成形型の型構造を簡素化し、これによりコストを低減することができる。

また、前記特許文献１においては、前にも述べたように、ボデー本体をインサートしてバルブ体を樹脂成形するため、ボデー本体の寸法に見合ったバルブ成形型が必要となるが、ボデー本体の歪すなわち成形収縮を考慮すると、成形型とボデー本体との間の隙間が大きくなって成形バリが大きくなるという問題が残る。しかし、本実施例によると、樹脂成形されたバルブ体１４をインサートしてボデー本体３が樹脂成形されるので、成形バリを削減することができるという効果も認められる。

また、ボデー本体３の内壁面に全閉時のバルブ体１４の外周端面１４ａが当接するバルブシール面５が形成される。そして、ボデー本体３のバルブシール面５及びバルブ体１４の外周端面１４ａが、ボデー本体３の成形収縮に応じてバルブ体１４の全閉位置がずれた場合でも、ボデー本体３のバルブシール面５とバルブ体１４の外周端面１４ａ（詳しくは、閉じ側に位置する面の外周縁）とが互いに周方向に亘ってシール可能な形状に形成されている。
したがって、ボデー本体３の収縮に応じてバルブ体１４の全閉位置がずれた場合でも、ボデー本体３のバルブシール面５に対してバルブ体１４の外周端面１４ａ（詳しくは、閉じ側に位置する面の外周縁）が周方向に亘ってシールすることができる。これにより、ボデー本体３のバルブシール面５と全閉時のバルブ体１４の外周端面１４ａとがくいつくことによるバルブ体１４の作動不良を防止あるいは低減することができる。これとともに、ボデー本体３のバルブシール面５に対してバルブ体１４の外周端面１４ａ（詳しくは、閉じ側に位置する面の外周縁）が周方向に亘ってシールすることにより、相互間の隙間の発生による空気洩れ量の増加を防止あるいは低減することができる。

また、ボデー本体３のボア壁部４のバルブシール面５及びバルブ体１４の外周端面１４ａを、ほぼテーパ状でかつバルブ体１４の自由端部に対応する位置から両軸受部側に向かってテーパ角θが徐々に小さく変化するテーパ状曲面により形成している。これにより、ボデー本体３の収縮に応じてバルブ体１４の全閉位置がずれた場合でも、ボデー本体３のバルブシール面５に対してバルブ体１４の外周端面１４ａが周方向に亘ってシールすることができる。これにより、前にも述べたように、バルブ体１４の作動不良や空気洩れ量の増加を防止することができる。

また、上記したスロットルボデー２の製造方法によると、上記した作用・効果を奏するスロットルボデー２を容易に製造することができる。

なお、ボデー本体３のバルブシール面５とバルブ体１４の外周端面１４ａとの少なくとも一方にシール剤を塗布することにより、全閉時のバルブ体１４の外周端面１４ａとボデー本体３のバルブシール面５とのシール性を向上することができる。
［実施例２］

本発明の実施例２を説明する。本実施例は、前記実施例１におけるバルブ体１４の形状の変更例を説明するものであるから重複する説明は省略する。以降の実施例についても同様に、重複する説明は省略する。
図１１に示すように、本実施例のバルブ体１４の板厚のうちの閉じ側の約半分に、ボデー本体３のボア壁部４のバルブシール面５に対応する外周端面１４ａを形成したものである。
本実施例のスロットルボデーによっても、前記実施例１と同様の作用・効果が得られる。
［実施例３］

本発明の実施例３を説明する。本実施例は、前記実施例１におけるボデー本体３及びバルブ体１４の形状の変更例を説明するものである。
図１２に示すように、本実施例のボデー本体３のボア壁部４のバルブシール面５は、図１２における左半部と右半部とで軸方向（図１２において上下方向）に所定量ずらして形成したものである。これに対応して、バルブ体１４の左半部の外周端面１４ａと右半部の外周端面１４ａとが、ボデー本体３の軸方向（図１２において上下方向）に所定量ずらして形成されている。
本実施例のスロットルボデーによっても、前記実施例１と同様の作用・効果が得られる。
［関連技術］

関連技術を説明する。関連技術は、前記実施例１におけるボデー本体３及びバルブ体１４の形状の変更例を説明するものである。
図１３に示すように、本実施例のボデー本体３のボア壁部４のバルブシール面５とバルブ体１４の外周端部（符号、１４ｂを付す。）とを、吸気通路７の軸線Ｌ１に直交する面で当接し合うように形成したものである。この場合、バルブシール面５は、ボア壁部４の内壁面にフランジ状に突出されたフランジ部４ａに形成されている。すなわち、バルブ体１４の全閉位置が、吸気通路７の軸線Ｌ１に直交している。
本実施例によると、ボデー本体３が収縮しても、ボデー本体３のフランジ部４ａのバルブシール面５に対してバルブ体１４の外周端部１４ｂの閉じ側の面が当接し合ってシールすることができる。これにより、ボデー本体３のフランジ部４ａのバルブシール面５とバルブ体１４の外周端部１４ｂとがくいつくことによるバルブ体１４の作動不良を防止あるいは低減することができるとともに、ボデー本体３のフランジ部４ａのバルブシール面５とバルブ体１４の外周端部１４ｂの閉じ側の面との間の隙間の発生による空気洩れ量の増加を防止あるいは低減することができる。なお、本実施例におけるバルブ体１４の外周端面１４ａは、吸気通路７の軸線Ｌ１を中心とする円筒状曲面によって形成されている。
［実施例４］

本発明の実施例４を説明する。本実施例は、前記実施例１におけるバルブ体１４の外周端面１４ａの形状を変更した変更例を説明するものである。なお、バルブ体１４の外周端面１４ａは、前にも述べたように、図３における左半部と右半部とがスロットルシャフト８の回転軸線Ｌを中心として点対称状に形成されたものであるから、その右半部について説明し、左半部についての説明は省略する。また、本実施例では、ボデー本体３のバルブシール面５は、ボデー本体３の樹脂成形時において、バルブ体１４の外周端面１４ａによって全面的に形付けられるものである。

図１４（ａ）及び図１５（ａ）に示すように、本実施例のバルブ体１４の外周端面１４ａは、基本的には、前記実施例１と同様に、ほぼテーパ状でかつバルブ体１４の自由端部に対応する位置から両軸受部９，１１（図２参照）側に向かってテーパ角θ（図３参照）が徐々に小さく変化するテーパ状曲面により形成された断面直線状のテーパ状部（符号、１４ａ１を付す。）を主体として形成されている。
しかして、バルブ体１４の外周端面１４ａの開き側部分すなわち大径側部分（図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）における上側部分）には、前記テーパ状部１４ａ１になだらかに連続する断面凸型円弧状のＲ状部１４ａ２が周方向に亘って形成されている。すなわち、バルブ体１４の外周端面１４ａは、その閉じ側部分すなわち小径側部分に形成されたテーパ状部１４ａ１と、そのテーパ状部１４ａ１になだらかに連続しかつバルブ体１４の開き側部分すなわち大径側部分に形成されたＲ状部１４ａ２とにより構成されている。しかし、バルブ体１４の外周端面１４ａは、全体としてみれば、前記とほぼ同様のテーパ状曲面をなしている。なお、Ｒ状部１４ａ２は、本明細書でいう「湾曲状部」に相当する。

図１４（ｂ）に示すように、前記バルブ体１４の自由端部に対応する位置における前記Ｒ状部１４ａ２は、該バルブ体１４の開き側に位置する面１４Ａの中心点Ｐ１（図１４）を中心とする半径Ｒ１（α）をもって形成されている。また、図１５（ｂ）に示すように、バルブ体１４の両軸受部９，１１（図２参照）側に対応する位置における前記Ｒ状部１４ａ２は、該バルブ体１４の開き側に位置する面１４Ａの半径上に位置する任意の点Ｐ２を中心とする半径Ｒ１（β）をもって形成されている。このとき、半径Ｒ１（α）、Ｒ１（β）は、
Ｒ１（α）＞Ｒ１（β）
の関係を満たす。さらに、バルブ体１４のＲ状部１４ａ２は、バルブ体１４の自由端部に対応する位置の半径Ｒ１（α）（図１４（ｂ）参照）から両軸受部９，１１（図２参照）側に対応する位置の半径Ｒ１（β）（図１５（ｂ）参照）に向かって徐々に小さくなる半径Ｒをもって形成されている。また、バルブ体１４の外周端面１４ａのうちのＲ状部１４ａ２が占める割合は、バルブ体１４の自由端部に対応する位置の厚さｔ１（α）（図１４（ｂ）参照）から両軸受部９，１１（図２参照）側に対応する位置の厚さｔ２（β）（図１５（ｂ）参照）に向かって徐々に小さくなる肉厚ｔをもって形成されている。なお、本実施例における厚さｔ１（図１４（ｂ）参照）はバルブ体１４の外周端面１４ａにおける肉厚ｔ０の約７０％程度であり、厚さｔ２（図１５（ｂ）参照）は肉厚ｔ０の約２５％程度である。

したがって、ボデー本体３の樹脂成形時において、バルブ体１４の外周端面１４ａに対応して形付けられるバルブシール面５には、前記テーパ状部１４ａ１に対応するテーパ状部５ａ１、及び、前記Ｒ状部１４ａ２に対応するＲ状部５ａ２が形成される（図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）参照）。なお、図１６は収縮後におけるボデー本体とバルブ体との関係を示すもので、（ａ）は図６（ｂ）に準じる断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。また、図１７は収縮後におけるボデー本体とバルブ体との関係を示すもので、（ａ）は図６（ｃ）に準じる断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。

本実施例のスロットルボデーによっても、前記実施例１と同様の作用・効果を得ることができる。なお、ボデー本体３が収縮してバルブ体１４の全閉位置がずれた時、バルブ体１４の自由端部に対応する位置においては、図１６（ｂ）に示すように、バルブ体１４の外周端面１４ａのテーパ状部１４ａ１の小径側の端部とボデー本体３のバルブシール面５が点Ｐ（α）で接触し、また、バルブ体１４の両軸受部側に対応する位置においては、図１７（ｂ）に示すように、バルブ体１４の外周端面１４ａのテーパ状部１４ａ１の小径側の端部とボデー本体３のバルブシール面５が点Ｐ（β）で接触するように、テーパ角θ（α）（図１４（ｂ）参照。）及びテーパ角θ（β）（図１５（ｂ）参照。）が設定してある。そして、点Ｐ（α）（図１６（ｂ）参照。），点Ｐ（β）（図１７（ｂ）参照。）で形成される線状のシール部で全面的にシールされるため、全閉時のバルブ体１４の外周端面１４ａとボデー本体３のバルブシール面５とのシール性を向上することができ、空気洩れ量を大幅に低減することができる。

さらに、バルブ体１４の外周端面１４ａの大径側部分に、テーパ状部１４ａ１に連続するＲ状部１４ａ２が形成されている。これにより、バルブ体１４の低開度域（例えば、全閉位置を０°としたときの０°〜７°の開度範囲）における単位スロットル開度当たりの吸入空気量（「吸気流量」という。）を減少することが可能となる。

なお、図２０にスロットルボデーの低開度特性を示す特性線図が示されている。図２０において、横軸はスロットル開度（°）を示し、縦軸は吸気流量（ｍ^３／ｈ）を示している。また、特性線Ｌａは前記実施例１のスロットルボデーによる流量特性、特性線Ｌｂは本実施例（実施例４）のスロットルボデーによる流量特性がそれぞれ示されている。
図２０から明らかなように、本実施例（実施例４）のスロットルボデー（特性線Ｌｂ参照。）によると、バルブ体１４の低開度域（０°〜７°）における単位スロットル開度当たりの吸気流量が、前記実施例１（特性線Ｌａ参照。）に比べ、約３０％程度減少されることがわかる。

したがって、バルブ体１４の低開度域における単位スロットル開度当たりの吸気流量を減少することにより、バルブ体１４によるスロットル開度に対する吸気流量の分解精度を向上し、スロットルボデー２の低開度特性を向上することができる。さらには、エンジンのアイドル回転数の低回転化を可能とすることにより、燃費の向上、排気エミッションの低減に有益なる効果を発揮することができる。

また、本実施例（実施例４）のスロットルボデーによると、例えば特表２００２−５３０５８７号公報（これを、「特許文献２」という。）のものに比べても、低開度特性の向上効果が大きいといえる。この点について詳述すると、特許文献２のスロットルボデーは、図２１に示すように、樹脂製のボア壁部１０２の吸気通路１０３内に、バルブ体１０５をスロットルシャフト１０４により回動可能に支持した形式のスロットルボデー１０１であって、バルブ体１０５のスロットル開度に関連して吸気流量の特性曲線を得るための内側輪郭１２６を有する金属製の円筒体１１２がボア壁部１０２内に嵌装されたものである。なお、円筒体１１２の内側輪郭１２６は、スロットルシャフト１０４の上側部分と下側部分とで点対称的であり、バルブ体１０５の全閉位置を起点として閉じ側に直円筒区分１２６ａを有し、開き側に円弧状区分１２６ｂを有している。
特許文献２の場合、別々に製作されたバルブ体１０５と円筒体１１２とを組合わせるため、個々の部品（１０５，１１２）の寸法のバラツキを考慮する必要がある。すなわち、バルブ体１０５の半径をＲｖ、円筒体１１２の内側輪郭１２６の円弧状区分１２６ｂの半径をＲ_Ｂとしたとき、
Ｒｖ＝Ｒ_Ｂ
にすると、バルブ体１０５が円筒体１１２の内側輪郭１２６の円弧状区分１２６ｂに干渉することにより、バルブ体１０５の作動不良が発生する。このため、
Ｒｖ＜Ｒ_Ｂ
に設定する必要がある。

これに対して、本実施例（実施例４）によると、バルブ体１４をインサートしてボデー本体３を樹脂成形し、バルブ体１４の外周端面１４ａに合わせてボデー本体３のバルブシール面５を形付ける（成形する）ことにより、
Ｒｖ＝Ｒ_Ｂ
にすることができる（図１４（ａ）参照）。
また、前記半径Ｒｖと前記半径Ｒ_Ｂの差による隙間が開口面積になるため、その差が小さい程、バルブ体１４の低開度域における吸気流量が減少する。

したがって、本実施例（実施例４）によると、前に述べたように、
Ｒｖ＝Ｒ_Ｂ
にすることができるので、バルブ体１４の低開度域における吸気流量が減少することにより、バルブ体１４によるスロットル開度に対する吸気流量の分解精度を向上することができる。このため、低開度特性の向上効果を最大限生かすことができるので、前記特許文献２（図２１参照）に比べても、低開度特性の向上効果が大きいといえる。

なお、低開度特性の向上効果は、外周端面１４ａのテーパ状部１４ａ１とＲ状部１４ａ２との比率を変更することにより自由に選定することができる。ちなみに、テーパ状部１４ａ１に比べてＲ状部１４ａ２の比率が大きいほど、バルブ体１４の低開度域における単位スロットル開度当たりの吸気流量を減少させることができ、バルブ体１４によるスロットル開度に対する吸気流量の分解精度を向上し、スロットルボデー２の低開度特性を向上することができる。このため、Ｒ状部１４ａ２は、バルブ体１４の外周端面１４ａの少なくとも大径側部分に形成されておればよく、その外周端面１４ａに全面的に形成することも可能である。

また、本実施例（実施例４）によると、前記実施例１に比べて、次の理由により低コスト化を図ることが可能である。例えば、前記実施例１のバルブ体１４を樹脂成形すると、バルブ体１４の外周端面１４ａにおける開き側すなわち大径側の隅角部分に面取り状の微小なＲ部１５が形成される（図１８参照）。なお、図１８では、Ｒ部１５が誇張して表わされている。
このため、図１８に示すように、前記ボデー成形型４０により、バルブ体１４をインサートしてボデー本体３を樹脂成形すると、上補助型４４とバルブ体１４との間に前記Ｒ部１５の形成によってできる微小な空間に溶融樹脂が流れ込む。これにより、成形された製品のボデー本体３に成形バリが発生することになる。この成形バリが、バルブ体１４が開くときに、吸気通路７（図３参照）の内壁面と干渉してバルブ体１４の作動不良をきたす場合がある。このような場合には、ボデー本体３の成形バリを後加工によって除去する必要が生じる。

これに対し、本実施例（実施例４）のスロットルボデーでは、バルブ体１４の外周端面１４ａの大径側部分にＲ状部１４ａ２が形成されている（図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）参照）。このＲ状部１４ａ２の接線Ｌｔ（前記実施例１ではテーパ状曲面の外周端面１４ａ）と、バルブ体１４の開き側に位置する面１４Ａとのなす角度θｔが、前記実施例１に比べて、大きくなる、すなわち９０°に近い角度になる。これにより、バルブ体１４の樹脂成形により形成されるＲ部１５（図１８参照）を小さくすることができる。なお、角度θｔが大きくなる程（９０°に近くなる程）、バルブ体１４のＲ部１５（図１８参照）が小さくなる。
したがって、バルブ体１４のＲ部１５に起因するボデー本体３の成形バリをバルブ体１４の作動を阻害しないレベルに縮小化することにより、その成形バリの除去作業を省略することができる。

［実施例５］

本発明の実施例５を図面にしたがって説明する。本実施例は、前記実施例４の変更例を説明するものである。すなわち、図２２に示すように、前記実施例４におけるバルブ体１４の外周端面１４ａの開き側部分すなわち大径側部分に形成したＲ状部１４ａ２（図１４（ｂ）参照。）を、前記テーパ状部１４ａ１になだらかに連続する断面凸型楕円状の楕円状部１４ａ３に代えたものである。したがって、ボデー本体３の樹脂成形時において、バルブ体１４の外周端面１４ａに対応して形付けられるバルブシール面５には、前記楕円状部１４ａ３に対応する楕円状部５ａ３が形成される。
本実施例によっても、前記実施例４と同様の作用・効果を得ることができる。なお、バルブ体１４の楕円状部１４ａ３及びＲ状部１４ａ２（前記実施例４参照。）は、前記実施例のほか、インボリュート、２次曲線、３次曲線等、円弧に近似する形状であればよい。また、バルブ体１４の外周端面１４ａは、全体としてみれば、前記とほぼ同様のテーパ状曲面をなしておればよく、楕円状部５ａ３（又はＲ状部１４ａ２）は、曲率の異なる複数段の楕円状部又はＲ状部並びにそれらに組合わせによって形成することができる。
［実施例６］

本発明の実施例６を図面にしたがって説明する。本実施例は、前記実施例４の変更例を説明するものである。すなわち、図２３に示すように、前記実施例４におけるバルブ体１４の外周端面１４ａの開き側部分すなわち大径側部分に形成したＲ状部１４ａ２（図１４（ｂ）参照。）を、前記テーパ状部１４ａ１になだらかに連続する断面直線状のテーパ状部１４ａ４に代えたものである。テーパ状部１４ａ４のテーパ角θ４は、前記テーパ状部１４ａ１のテーパ角θ（α）に比べて小さく設定されている。したがって、ボデー本体３の樹脂成形時において、バルブ体１４の外周端面１４ａに対応して形付けられるバルブシール面５には、前記テーパ状部１４ａ４に対応する楕円状部５ａ４が形成される。
本実施例によっても、前記実施例４と同様の作用・効果を得ることができる。なお、バルブ体１４の外周端面１４ａは、全体としてみれば、前記とほぼ同様のテーパ状曲面をなしておればよく、２段のテーパ状部１４ａ１，１４ａ４に限らず、テーパ角の異なる３段以上のテーパ状部によって形成することができ、また少なくとも１つの楕円状部又はＲ状部を含む形状に形成することができる。

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。

本発明の実施例１にかかるスロットル制御装置を示す正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。 成形直後におけるボデー本体とバルブ体との関係を示すもので、（ａ）はバルブ体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 収縮後におけるボデー本体とバルブ体との関係を示すもので、（ａ）はボデー本体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 バルブシール面を周方向に亘って一定のテーパ角で形成した場合の成形直後におけるボデー本体とバルブ体との関係を示すもので、（ａ）はバルブ体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 バルブシール面を周方向に亘って一定のテーパ角で形成した場合の収縮後におけるボデー本体とバルブ体との関係を示すもので、（ａ）はボデー本体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 ボデー本体の成形前のバルブ体を示す略体断面図である。 ボデー成形型を示す略体断面図である。 本発明の実施例２にかかるスロットルボデーを示す断面図である。 本発明の実施例３にかかるスロットルボデーを示す断面図である。 本発明の関連技術にかかるスロットルボデーを示す断面図である。 本発明の実施例４にかかるスロットルボデーの成形直後におけるボデー本体とバルブ体との関係を示すもので、（ａ）は図５（ｂ）に準じる断面図、（ｂ）は（ａ）のバルブ体の外周端面とボデー本体のボア壁部のバルブシール面との関係を示す分解断面図である。 スロットルボデーの成形直後におけるボデー本体とバルブ体との関係を示すもので、（ａ）は図５（ｃ）に準じる断面図、（ｂ）は（ａ）のバルブ体の外周端面とボデー本体のボア壁部のバルブシール面との関係を示す分解断面図である。 収縮後におけるボデー本体とバルブ体との関係を示すもので、（ａ）は図６（ｂ）に準じる断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。 収縮後におけるボデー本体とバルブ体との関係を示すもので、（ａ）は図６（ｃ）に準じる断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。 ボデー本体の樹脂成形時における成形バリの説明にかかる説明図である。 ボデー本体の樹脂成形時におけるバルブ体のＲ状部による効果を示す説明図である。 スロットルボデーの低開度特性を示す特性線図である。 従来のスロットルボデーの一例を示す断面図である。 本発明の実施例５にかかるバルブ体の外周端面とボデー本体のボア壁部のバルブシール面との関係を示す分解断面図である。 本発明の実施例６にかかるバルブ体の外周端面とボデー本体のボア壁部のバルブシール面との関係を示す分解断面図である。

２ スロットルボデー
３ ボデー本体
７ 吸気通路
５ バルブシール面
５ａ１ テーパ状部
５ａ２ Ｒ状部（湾曲状部）
１４ バルブ体
１４ａ 外周端面
１４ａ１ テーパ状部
１４ａ２ Ｒ状部

Claims (2)

1. 吸気通路が形成されたボデー本体と、
   前記ボデー本体に回動可能に設けられ、その回動により前記吸気通路を開閉するバルブ体と
   を備えるスロットルボデーであって、
   前記バルブ体は、樹脂成形され、
   前記ボデー本体は、前記バルブ体を全閉位置においた状態でインサートして樹脂成形され、
   前記バルブ体の外周端面を、該バルブ体の開き側に位置する面から閉じ側に位置する面に向かって外径が徐々に小さくなるテーパ状でかつ該バルブ体の自由端部に対応する位置から両軸受部側に向かってテーパ角が徐々に小さく変化するテーパ状曲面により形成し、
   前記バルブ体をインサートして前記ボデー本体を樹脂成形することにより、前記バルブ体の外周端面により該ボデー本体の内壁面にバルブシール面が形付けられている
   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、
   前記バルブ体の外周端面の少なくとも大径側部分に湾曲状部が形成されていることを特徴とするスロットルボデー。

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