(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を形成するハウジングと、
前記ハウジングに回動可能に支承され、径方向に貫通するスリット孔が形成されたバルブシャフトと、
前記スリット孔に固定位置まで挿入された状態で締付手段によって固定され、前記バルブシャフトの回動により前記流路の開度調整を行なう平板状バルブと、
を具備した弁装置において、
前記バルブシャフトは、金属製で、
前記平板状バルブを前記スリット孔に前記固定位置まで挿入したとき、前記バルブシャフトおよび前記平板状バルブが相互に対面する重畳区域に、前記締付手段によって締付けられることで前記平板状バルブを弾性的に挟持する弾発手段を備えており、
前記バルブシャフトは、前記スリット孔を形成するバルブ保持部分が、軸芯方向に湾曲して、前記スリット孔の幅が軸方向の中央区域において狭くなる鼓状スリット孔を形成しており、
前記バルブ保持部分が前記弾発手段をなすものであって、
前記バルブ保持部分が前記締付手段によって締付けられることにより弾性変形して前記平板状バルブを弾性的に挟持することを特徴とする弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のごとき車両に搭載され、内燃機関（エンジン）に吸入される吸気量を制御するスロットルバルブ装置のごとき弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
(従来の技術）
従来より、この種の弁装置としては、種々な構成のものが実用に供されてきたが、その代表例であるスロットルバルブ装置の場合において、ハウジングに収納され、吸気通路の開度調整を司る弁構成体は、図３に示すごとき基本的構造を有しているのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
図３に基づき概説すれば、弁構成体６は、吸気通路を形成するハウジング（図示せず）に回動可能に支承されるバルブシャフト４と、このバルブシャフト４に保持される平板状バルブをなすバタフライバルブ５とからなり、バルブシャフト４には径方向に貫通するスリット孔８が形成されていて、このスリット孔８にバタフライバルブ５を挿入した状態で締付手段をなすスクリュ７を締付けることにより、バタフライバルブ５をバルブシャフト４に固定するものである。
【０００３】
（従来技術の問題点）
このような弁装置は、金属棒にスリット孔加工を施すことによりバルブシャフト４が得られ、金属板を円形に打ち抜くことによりバタフライバルブ５が得られるため、構造が簡単で組付けが簡便であるという利点を有する反面、各構成部品に高精度が要求され、厳しい工程管理を伴うなどの欠点がある。つまり、バタフライバルブ５のバルブシャフト４への固定を、スクリュ７の締付けによる軸力での保持に依存しているが、締付けトルクのばらつきや部品の出来ばえ等によってこの保持力が低下若しくは不安定な状態となり、運転中にバタフライバルブ５がバルブシャフト４に対してずれるという重大事を惹起する懸念がある。そのため、構成部品個々の精度の保証（加工精度の管理）、組付け面での厳しい管理（工程管理）等を要し、結局これらの管理コストが製品全体のコスト増大の要因となっている。
近年、車両に搭載する各種部品・装置に対し、コスト低減要求が一段と厳しくなってきており、この種の弁装置においても、例外なくコスト低減が必須の課題であり、安価な弁装置が切望されている。
【０００４】
なお、上述の問題点は、弁装置の代表例であるスロットルバルブ装置の事例について詳述したが、最近のエンジンには、吸気マニホールドから各気筒の吸気ポートへの吸気流を、より好適な混合気や流れに変更するためのタンブルバルブ装置やスワールバルブ装置が設置されるものがあり、これらの弁装置にも構成部品の単純化や組付けの簡便化を図るべく、スリット孔付きバルブシャフトと平板状バルブとからなる弁構成体が採用される傾向にあるが、部品精度の保証、厳しい工程管理等については同様の問題を抱えている。
【０００５】
本発明者は、かかる問題を究明すべく、種々の実験・研究を重ねたところ、スリット孔付きバルブシャフトは素材として金属のごとき弾性材を用いており、この弾性材の特質を活用して、平板状バルブのずれ防止を図ることを見出した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６４７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の究明結果に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、スリット孔付きバルブシャフトを弾性材製にし、バルブシャフトと平板状バルブとが重畳するスリット孔部分に、平板状バルブを弾性的に挟持する弾発手段を設けることにより、構造簡単、組付け簡便で、構成部品個々に高精度が要求されず、厳しい工程管理も要しない安価な弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用する弁装置では、スリット孔付きバルブシャフトが、弾性材で作製されており、平板状バルブをスリット孔に所定位置まで挿入したとき、バルブシャフトおよび平板状バルブが相互に対面する重畳区域に、スクリュのごとき締付手段によって締付けられることで平板状バルブを弾性的に挟持する弾発手段を設けることを特徴としている。
【０００９】
これにより、平板状バルブをバルブシャフトに固定するにあたり、スクリュのごとき締付手段によって締付けていくと、平板状バルブがバルブシャフトに弾性的に挟持されるため、バルブシャフトに対するバルブ保持力が向上し、平板状バルブがバルブシャフトに対してずれるのを防止することができる。
しかも、バルブシャフトおよび平板状バルブは実質的に従前のままの構造とすることができ、簡単かつ廉価な構成でもって、ずれ防止構造を実現することができる。
さらに、実質的にスリット孔に相当する重畳区域に弾発手段を設けるだけであるため、バルブシャフトの外周面や平板状バルブの露出表面などの流路を形成する面には何ら凹凸を設けないため、凹凸が圧損となり流量に影響を及ぼすようなこともない。
【００１０】
さらに、請求項１の手段を採用する弁装置では、バルブシャフトが金属製であり、このバルブシャフトのスリット孔を形成するバルブ保持部分が、軸芯方向に湾曲して、スリット孔の幅が軸方向の中央区域において狭くなる鼓状スリット孔を形成しており、バルブ保持部分が締付けられることにより弾性変形して平板状バルブを弾性的に挟持することを特徴としている。
このような構成にすることにより、バルブシャフトのバルブ保持部分自体を弾発手段として有効活用することができ、弾発手段を設けるための特別な部品や加工を要しない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１の弁装置を模式的に示す部分断面平面図である。
【図２】本発明の実施例１の弁装置を模式的に示す縦断面図である。
【図３】弁装置における弁構成体の基本構造の説明に供する分解斜視図である。
【図４】本発明の実施例１の弁装置におけるバルブシャフトの外観説明に供するもので、組付け前の状態を示す模式的正面図である。
【図５】本発明の実施例２として、弁装置の主要部をなす弁構成体において平板状バルブ組付け前の状態を示す模式的正面図である。
【図６】本発明の実施例３として、弁装置の主要部をなす弁構成体において平板状バルブ組付け前の状態を示す模式的正面図である。
【図７】（ａ）は本発明の弁装置における弾発手段をなす板ばねを模式的に示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態は、スクリュ（締付手段の一例）の締付けによる保持力の低下により平板状バルブがバルブシャフトに対してずれるのを防止するという課題を、バルブシャフトと平板状バルブとが重畳するスリット孔部分に、スクリュによって締付けられることで平板状バルブを弾性的に挟持する弾発手段を設け、バルブシャフトと平板状バルブとの結合を補強することで実現した。
以下、本発明を図面に示す３つの実施例について説明する。ただし、実施例１は、本発明が適用された具体例であるのに対し、実施例２、３は、本発明が適用されていない参考例である。
【実施例】
【００１５】
［実施例１］
図１ないし図４は、本発明の実施例１を説明するためのもので、まず、図１、図２に基づいて弁装置の代表的な適用例としてのスロットルバルブ装置を概説したのち、図３および図４に基づいて本発明の弁装置における要の構造（弁構成体）について詳しく説明する。
【００１６】
（スロットルバルブ装置の説明）
スロットルボデーとも総称されるスロットルバルブ装置１は、自動車のごとき車両に搭載されるものであり、エンジンの燃焼室に向けて吸入空気（流体に相当）を導く吸気通路（流路に相当）２を形成するハウジング３と、このハウジング３に軸受４ａ、４ｂを介して回動可能に支承されるバルブシャフト４と、このバルブシャフト４に保持され、バルブシャフト４の回動により吸気通路２の開度調整を行なうバタフライバルブ５とを主構成要素としている。このスロットルバルブ装置１は、エンジンの運転条件に応じて図示しない制御装置によりバルブシャフト４が回動操作され、バタフライバルブ５の開度に応じて、吸気通路２を流れる吸気の流量（エンジンの吸気量）を制御するものである。
【００１７】
（弁構成体の説明）
スロットルバルブ装置１の主要部をなす弁構成体６は、断面円形状を呈するバルブシャフト４と、平板状バルブをなす、特に円板状を呈するバタフライバルブ５と、スクリュ７とから構成されており、バルブシャフト４にバタフライバルブ５がスクリュ７によって締付固定されている。このスクリュ７は、頭部７ａおよび雄ネジ部７ｂを有する頭付ネジと総称されるもので、締付手段を構成している。
上記弁構成体６の各構成部品について、その特徴事項を以下に説明する。
【００１８】
バルブシャフト４は、全体として金属（例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼）製の丸棒を切断して形成されているもので、バタフライバルブ５を嵌挿するためのスリット孔８を有している。このスリット孔８はバルブシャフト４を径方向に貫通して形成されている。
【００１９】
また、バルブシャフト４には、スリット孔８と直交するように、スクリュ取付孔９が形成されている。このスクリュ取付孔９は、スリット孔８の一方側（図３において左下側）の壁部に形成されたネジ挿通孔部９ａと、スリット孔８の他方側（図３において右上側）の壁部に形成された雌ネジ孔部９ｂとを同一軸線上に備えている。よって、スクリュ７は、雄ネジ部７ｂをスクリュ取付孔９の雌ネジ孔部９ｂに螺着させることにより、バタフライバルブ５をバルブシャフト４に締付固定することができる。
【００２０】
バタフライバルブ５は、金属（例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼）製の板状素材をプレス機により打ち抜き加工することによって作製されるものであり、基本的には真円形状を呈している。このバタフライバルブ５には、バルブシャフト４のスクリュ取付孔９に対応させて、とりわけネジ挿通孔部９ａとほぼ同一径を有するネジ挿通孔５ａが形成されている。これらのネジ挿通孔部９ａおよびネジ挿通孔５ａは、スクリュ７の雄ネジ部７ｂの軸径に比して大なる孔径を有しており、スクリュ７の頭部７ａより下の部分（雄ネジ部７ｂ）を遊嵌状態で挿通することができる。
【００２１】
しかして、スリット孔８は、基本的に長辺をなす軸方向の幅がバタフライバルブ５の直径Ａより若干大きく、短辺をなす径方向の幅がバタフライバルブ５の板厚Ｂより若干大きい矩形状をなすものであるが、本実施例では、とりわけ、このスリット孔８を形成するバルブシャフト４自体に特徴がある。
バルブシャフト４において、スリット孔８を区画形成するバルブ保持部分１０は、バタフライバルブ５を弾性的に挟持する弾発手段をなすもので、図４に示すごとく、弾性的に撓りやすいように、バルブシャフト４自体の軸径より小さい径方向幅を有し、組付け前の状態では内側に撓った弓なり形状、つまり軸方向の中央区域において軸芯方向に湾曲していて、スリット孔８を、その径方向の幅が軸方向の中央区域において狭くなる鼓状スリット孔８ａとして形成している。
ちなみに、この鼓状スリット孔８ａは、例えば、プレスによる穴あけ加工、ブローチによる切削加工、レーザ加工、放電加工、研削加工等の適宜な加工方法により形成することができる。
【００２２】
そして、バルブ保持部分１０と鼓状スリット孔８ａとの関係は、図４に示す鼓状スリット孔８ａの隙間Ｃ（最小幅）をバタフライバルブ５の板厚Ｂより若干大きくする（前者の設定）か、あるいは逆に若干小さくする（後者の設定）かによって、バルブ保持部分１０によりバタフライバルブ５に加わる弾性力（挟持力）を加減することができる。ただし、若干大きくする前者の設定の方が、バルブシャフト４へのバタフライバルブ５の組付け時に、バタフライバルブ５を鼓状スリット孔８ａに対し遊嵌状態で嵌挿することができ、組付けが簡便となる。もっとも、若干小さくする後者の設定を採用すれば、バタフライバルブ５を鼓状スリット孔８ａに対し、この鼓状スリット孔８ａを拡開するように嵌挿することになるが、このとき生じるバルブ保持部分１０の弾性力を初期荷重（挟持力）としてバタフライバルブ５に付与することができ、バタフライバルブ５の固定位置（後述する）での仮位置決めに効果的である。
なお、前述のスクリュ取付孔９は、バルブ保持部分１０の軸方向における両端部付近に設けられている。
【００２３】
（実施例１の効果）
上記構成による弁構成体６において、バルブ保持部分１０と鼓状スリット孔８ａとの関係が前者の設定の場合について説明すると、バルブシャフト４の鼓状スリット孔８ａにバタフライバルブ５を組み付けるにあたり、ネジ挿通孔部９ａとネジ挿通孔５ａとが一致する位置（固定位置）まで、バタフライバルブ５を嵌挿する。
この状態で、スクリュ７をバルブシャフト４のスクリュ取付孔９に締付ける。スクリュ７は、ネジ挿通孔部９ａおよびネジ挿通孔５ａとは遊嵌状態にあるが、雄ネジ部７ｂが雌ネジ孔部９ｂに螺着されていくことにより、頭部７ａとの間で、バルブシャフト４のバルブ保持部分１０に対し、径方向から締付け力を付与していく。スクリュ７の締付け量に伴ってその締付け力が次第に増大していくことにより、鼓状スリット孔８ａの径方向幅（隙間Ｃ）が次第に狭まり、バタフライバルブ５の板厚Ｂと実質的に同じ隙間になった以降は、バルブ保持部分１０が弾性変形していき、スクリュ７の締付け完了によりバタフライバルブ５をバルブ保持部分１０で緊締することができる。この締付け過程において、上記バルブ保持部分１０が、弓なり状態から扁平状態へと弾性変形するため、この弾性力でバタフライバルブ５をしっかりと挟持することができる。    
かくして、バルブシャフト４とバタフライバルブ５とを、スクリュ７による締付け力とバルブ保持部分１０の弾性力（挟持力）とによって強固に結合することができる。
【００２４】
これにより、スクリュ７の締付け力が、仮にスクリュ７の締付けトルクのばらつきや部品の出来ばえ等によって低下若しくは不安定な状態となっても、バタフライバルブ５がスリット孔８に沿ってバルブシャフト４の径方向へ動く（ずれる）のを抑止することができる。よって、弁構成体６を構成するバルブシャフト４、バタフライバルブ５およびスクリュ７の各部品は、雄ネジ部７ｂ、スリット孔８（鼓状スリット孔８ａ）、ネジ挿通孔部９ａ、雌ネジ孔部９ｂ、ネジ挿通孔５ａ等の各部個々の寸法、ならびに組み合わさる各部相互間の公差等に高精度を要していなくても、スクリュ７の締付けによる軸力でバタフライバルブ５を充分保持することができる。当然、組付け面での工程管理も緩和される。
しかも、弾発手段をなすバルブ保持部分１０は、バルブシャフト４の作製時に形成することができ、弾発手段を設けるための特別な部品や加工を要しない。
さらに、バルブ保持部分１０は、実質的にバルブシャフト４とバタフライバルブ５との重畳区域に位置しており、バルブシャフト４の外周面やバタフライバルブ５の露出表面などの流路を形成する面を何ら阻害することもない。
【００２５】
［実施例２、３］
図５は本発明の実施例２として、図６は本発明の実施例３として、それぞれ弁装置の主要部をなす弁構成体（ただし、平板状バルブの組付け前の状態）を示すものである。
上記実施例１においては、バルブシャフト４自体に弾発手段をなす弓なり状のバルブ保持部分１０を設けたのに対し、実施例２、３は、バルブシャフトとして図３に示す通常の矩形状のスリット孔８を有するバルブシャフト４を用い、バルブシャフト４とバタフライバルブ５とが重畳する区域に、特別に弾発手段（板ばね１１）を設けたものである。以下の実施例２、３の説明に際しては、図５および図６に示されてない構成要素については実施例１の構成要素名および符号を準用することとする。
【００２６】
まず、実施例２は、図５に示す通りで、バタフライバルブ５をスリット孔８に所定位置（固定位置）まで挿入したとき、バルブシャフト４およびバタフライバルブ５が相互に対面する重畳区域において、スリット孔８内に、図７（ａ）に示すごとき弓なり状の板ばね１１を１枚設けている。
この板ばね１１は、スリット孔８の長辺（軸方向幅）より若干短い長さを有していて、扁平状に弾性変形してもスリット８の壁面と干渉しないようになっており、バルブシャフト４とバタフライバルブ５の片面との間に、凸面側がバタフライバルブ５に当接するようにして介在してある。この凸面側がバタフライバルブ５との押圧面をなす。
【００２７】
また、実施例３は、上記実施例２に対し、図７（ａ）に示す板ばね１１を２枚設けたものであって、図６に示すように、２枚の板ばね１１が、バルブシャフト４とバタフライバルブ５の両面との間に、それぞれ凸面側がバタフライバルブ５に当接するようにして介在してある。
【００２８】
しかして、上記実施例２、３においては、いずれも板ばね１１が実施例１におけるバルブ保持部分１０と等価の機能を果たすことから、バタフライバルブ５の板厚Ｂとこれを嵌挿する隙間（図５におけるＣ１、図６におけるＣ２）との設定は、実施例１におけるバタフライバルブ５の板厚Ｂと隙間Ｃとの設定と基本的に同じ考え方に基づいてなされる。
なお、板ばね１１の幅はバルブシャフト４の軸径と同じ大きさ（前述重畳区域）まで許容することができる。また、板ばね１１には、スクリュ７との干渉を避けるためのスクリュ挿通用長円形穴などを設けることは勿論である。
【００２９】
上記実施例２、３の構成によれば、バルブシャフト４において、スリット孔８を区画形成するバルブ保持部分１２は、従前通りの弾性機能を発揮する。つまり、スクリュ７を締付けていくと、頭部７ａと雄ネジ部７ｂとの間で、バルブシャフト４に対しバルブ保持部分１２を径方向から締付け力を付与していく。スクリュ７の締付け量に伴ってその締付け力が次第に増大していくことにより、バルブ保持部分１２が内側へ弾性変形し、スリット孔８の幅（隙間Ｃ）が次第に狭まる。この結果、板ばね１１が弓なり状態から扁平状態へと弾性変形するため、この弾性力でバタフライバルブ５をしっかりと挟持することができる。
かくして、上記実施例１と同様な効果を得ることができる。
なお、板ばね１１において、バタフライバルブ５との当接面（押圧面をなす凸面側）に、図７（ｂ）に示すごとき凹凸面１１ａを適宜形成すれば、スクリュ７の締付け時に、この凹凸面１１ａがバタフライバルブ５の表面に食い込んで、板ばね１１とバタフライバルブ５とを機械的にも結合することができる。よって、バルブシャフト４にバタフライバルブ５をより強固に保持させることができる。
【００３０】
［変形例］
以上実施例１〜３について詳述したが、弾発手段の配置や形状・大きさ・個数は、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々変更することができるものである。
特に、実施例２、３においては、弾発手段を特別に備えるため、バルブシャフト４およびバタフライバルブ５を樹脂のごとき他の弾性材で作製しても良い。  
【００３１】
また、上述の例では、スロットルバルブ装置１への適用例について詳述したが、吸気マニホールドの各分岐管から各気筒の吸気ポートへの吸気流を、より好適な流れに変更するために設置されるタンブルバルブ装置やスワールバルブ装置などの弁装置にも適用できることは勿論であり、平板状バルブの構造も、バルブシャフト４を中央に備える所謂バタフライバルブ５に限られるものではなく、バルブシャフト４を片側に備えて団扇のごとく開閉させる片持ち形式のものにも適用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１    スロットルバルブ装置（弁装置）
２    吸気通路（流路）
３    ハウジング
４    バルブシャフト
５    バタフライバルブ（平板状バルブ）
７    スクリュ（締付手段）
８    スリット孔
８ａ    鼓状スリット孔
１０    バルブ保持部分（弾発手段）
１１    板ばね（弾発手段）
１１ａ    凹凸面（凹凸）
【図１】
0005494525.tif 000002
【図２】
0005494525.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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