(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路を形成し、前記吸気通路の流体流量を調節する弁部材を前記吸気通路に収容する樹脂製のスロットルボディにおいて、
前記弁部材を取り囲む前記スロットルボディの壁部の外周に、前記壁部における樹脂材料の配向を制御する段差部が形成されており、
前記段差部は、前記吸気通路の軸方向に複数配置され長手方向が前記吸気通路の周方向に沿って延びている周方向段差と、前記吸気通路の周方向に複数配置され、長手方向が軸方向に延びており軸方向に隣接する前記周方向段差同士に接続している軸方向段差とを有し、
一つの前記周方向段差部の軸方向両側に前記軸方向段差部が接続している接続位置は周方向にずれていることを特徴とするスロットルボディ。
【請求項２】
吸気通路を形成し、前記吸気通路の流体流量を調節する弁部材を前記吸気通路に収容する樹脂製のスロットルボディにおいて、
前記弁部材を取り囲む前記スロットルボディの壁部の外周に、前記壁部における樹脂材料の配向を制御する段差部が形成されており、
前記段差部は、複数形成されて前記吸気通路に沿った軸に対して斜向し互いに交差していることを特徴とするスロットルボディ。
【請求項３】
吸気通路を形成し、前記吸気通路の流体流量を調節する弁部材を前記吸気通路に収容する樹脂製のスロットルボディにおいて、
前記弁部材を取り囲む前記スロットルボディの壁部の外周に、前記壁部における樹脂材料の配向を制御する段差部が形成されており、
前記段差部は、前記吸気通路の周上に互いに離れて配置され、かつ前記吸気通路の軸方向に互いに離れて配置され、軸方向に隣接する前記段差部の周方向の位置がずれていることを特徴とするスロットルボディ。
【請求項４】
前記段差部は凸部または凹部であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のスロットルボディ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項記載のスロットルボディは、前記吸気通路に沿って注入された前記樹脂材料により形成されていることを特徴とする。
【請求項６】
吸気通路を形成し、前記吸気通路の流体流量を調節する弁部材を前記吸気通路に収容する樹脂製のスロットルボディの製造方法において、
前記スロットルボディの成形型内に前記スロットルボディの軸方向から樹脂材料を注入して前記スロットルボディの外周側に周方向段差および軸方向段差を有する段差部を形成し、
前記周方向段差は、注入された樹脂材料の一部を前記スロットルボディの外周側で前記吸気通路の周方向に案内して軸方向に複数形成され、前記軸方向段差は、注入された前記樹脂材料の一部を一つの前記周方向段差の軸方向両側に周方向にずれた位置で接続するように軸方向に案内して周方向に複数形成されることを特徴とするスロットルボディの製造方法。
【請求項７】
吸気通路を形成し、前記吸気通路の流体流量を調節する弁部材を前記吸気通路に収容する樹脂製のスロットルボディの製造法において、
前記スロットルボディの成形型内に前記スロットルボディの軸方向から樹脂材料を注入し、
前記スロットルボディの外周側で前記吸気通路に沿った軸に対して斜向し互いに交差させて前記樹脂材料を案内し複数の段差部を形成することを特徴とするスロットルボディの製造方法。
【請求項８】
吸気通路を形成し、前記吸気通路の流体流量を調節する弁部材を前記吸気通路に収容する樹脂製のスロットルボディの製造方法において、
前記スロットルボディの成形型は、前記吸気通路の周上に互いに離れて配置され、かつ前記吸気通路の軸方向に互いに離れて配置されている段差型部を有し、軸方向に隣接する前記段差型部の周方向位置はずれており、
前記スロットルボディの軸方向から前記成形型内に樹脂材料を注入し、前記段差型部により前記スロットルボディの外周側に段差部を形成することを特徴とするスロットルボディの製造方法。
【請求項９】
前記段差部は凸部または凹部であることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項記載のスロットルボディの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気通路を形成する樹脂製のスロットルボディおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スロットル弁制御装置の軽量化および低コスト化の要求から、スロットルボディを樹脂で成形するものが知られている。しかしながら、スロットル弁を取り囲むスロットルボディの壁部の形状はスロットル軸の保持部を除くと単純な円筒形状であるため、成形型に樹脂材料を注入しているときに注入方向に樹脂材料の分子配向が生じ易い。さらに、スロットルボディの強度強化のために樹脂材料中に繊維材料としてガラス繊維やカーボン繊維を混入したものは、樹脂材料注入方向に繊維材料の配向が生じ易い。
【０００３】
スロットルボディに樹脂材料の配向が生じると、樹脂材料の熱膨張量または収縮量に異方性を生じる。例えば、配向方向の膨張収縮量が配向と直角方向よりも小さいといったことが起こる。このような異方性は、スロットル弁との間の隙間の管理を困難にする。例えば、円形のスロットル弁と共働するスロットルボディにおいてはその内壁が円形を維持することが重要であるが、上記のような樹脂材料の異方性はスロットルボディの内壁の変形を招来し、空気量の正確な制御、特に微少流量域での正確な制御を困難にする。また、スロットル弁も熱膨張、収縮するため、スロットル弁との間に所要の隙間を維持するためにはスロットルボディはスロットル弁とほぼ同じように熱膨張、収縮することが望ましいが、上記のような樹脂材料の異方性はスロットルボディの熱膨張量、収縮量の管理を困難にし、上記と同様に正確な流量制御を困難にする。このように、樹脂材料の異方性は樹脂材料の異方性で不具合を生じるだけでなく、スロットルボディの壁部の変形量にも異方性を生じさせて不具合を生じる。
【０００４】
また、熱膨張または収縮する際にスロットルボディの壁部が異方性を示すと、スロットルボディの内壁の一部が収縮し過ぎてスロットル弁と接触し、スロットル弁の円滑な回動が妨げられる恐れがある。また、同様に樹脂材料の配向により樹脂材料に異方性を生じ、熱膨張量、収縮量の管理が困難になるだけでもかかるスロットル弁との干渉を生じる恐れがある。
【０００５】
特公平７−５１９０２号公報に開示されるスロットルボディは、スロットル弁周囲のスロットルボディの内壁に金属リングをインサート成形することにより、スロットル弁周囲のスロットルボディ内壁の異方性を解消し、スロットル弁の外周縁とスロットルボディの内壁とで形成するクリアランスを高精度に管理している。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１から５記載のスロットルボディによると、樹脂材料の配向を制御する段差部が壁部の外周に形成されていることにより、樹脂材料の配向を乱すことができる。したがって、熱膨張または収縮する際の壁部の異方性を解消できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるスロットルボディを用いたスロットル弁制御装置を図１、図２および図３に示す。
【００１６】
スロットル弁制御装置１は、軸方向両端に形成されたスロットルボディ１０の開口部を図示しない吸気管と接続し、吸気管とストッロルボディ１０とで形成する吸気通路の吸気流量を制御するものである。スロットルボディ１０は樹脂成形されており、後述するスロットル弁２０を取り囲むスロットルボディ１０の壁部としての外周壁に、連続した矩形状を呈する段差部１１が形成されている。段差部１１の矩形形状はスロットルボディ１０の壁面から盛り上がった段部１１ａにより形成されている。段差部１１は、特許請求の範囲に記載された「配向制御部」を表している。スロットル弁２０を取り囲む段差部１１の形成されたスロットルボディ１０の壁部は、後述するスロットル軸２１の保持部１２と保持部１３との間に位置している。
【００１７】
図２に示すバタフライ型のスロットル弁２０はアルミまたは黄銅等で形成されており、スロットル軸２１に挟み込まれてねじ止めされている。スロットル軸２１の両端は、図１に示すスロットルボディ１０の保持部１２、１３内に収容されている図示しない軸受けにより支持されている。スロットル弁１０は全閉時に図３に示す位置にあり、スロットルボディ１０の内壁と微小クリアランス２２を形成している。全閉時においても微小クリアランス２２を形成するのは、アイドル時における吸気流量を確保するためと、スロットル弁２０とスロットルボディ１０との接触を防ぎスロットル弁２０の回動を円滑に行うためである。
【００１８】
図１に示す保持部１２の端部に配設されたアクセルレバー３０はアクセルペダルと連結されており、アクセルペダルの踏む込み量に応じて回動する。アクセルレバー３０の回動に伴いスロットル軸２１およびスロットル弁２０が回動する。スプリング３１はアクセルレバー３０を全閉方向に付勢している。全閉レバー３２はアクセルレバー３０に固定されており、全閉ストッパ３３に係止されることによりスロットル弁２０の全閉位置を規定する。上限レバー３４はアクセルレバー３０に固定されており、図２に示す上限ストッパ３５に係止されることによりスロットル弁２０の全開位置を規定する。
【００１９】
保持部１３の端部に図示しない開度センサが収容されており、この開度センサの検出信号がコネクタ４０から出力される。
スロットルボディ１０は前述したように樹脂材料で成形されている。樹脂材料中にはスロットルボディ１０の強度を強化するために繊維材料としてのガラス繊維またはカーボン繊維が混入されている。スロットルボディ１０の成形は、成形型内にガラス繊維またはカーボン繊維を混入した樹脂材料を軸方向、つまり吸気通路に沿って注入することにより行う。段部１１ａに対応する成形型の位置には凹部が形成されており、この凹部を通過する際に樹脂材料の流れが乱され混入している繊維材料の配向がランダムに乱れる。繊維材料の配向のランダムな乱れは、スロットル弁２０を取り囲むように形成された段差部１１においてスロットルボディ１０の厚み方向に発生しており、段差部１１の形成されたスロットルボディ１０の円周上で配向特性が統一されている。すなわち、段差部１１においてスロットルボディ１０の厚み方向に発生する繊維材料の配向のランダムな乱れは、段差部１１の形成されたスロットルボディ１０の周方向および軸方向に統一して発生している。さらに、繊維材料の配向の乱れは保持部１２、１３に流れ込む樹脂材料中にも発生している。段差部１１における繊維材料の配向の乱れを保持部１２、１３における繊維材料の配向の乱れとほぼ同じ状態にすることにより、スロットルボディ１０全体として膨張率が均等化される。したがって、温度変化によりスロットルボディ１０が熱膨張または収縮しても、スロットル弁２０を取り囲む段差部１１の形成されたスロットルボディ１０の壁部が等方向に熱膨張または収縮する。すなわち、スロットルボディ１０の壁部が温度変化によるスロットル弁２０の形状変化に対応して変形するので、スロットル弁２０の外周縁とスロットルボディ１０の内壁とで形成するクリアランスの大きさのばらつきを防止することができる。したがって、温度変化によりスロットル弁２０およびスロットルボディ１０が熱膨張または収縮しても吸気通路を通過する空気流量を高精度に制御可能である。また、スロットル弁よりもスロットルボディの一部の膨張率が小さくなることもなく、スロットルボディとスロットル弁とが接触しないので、スロットル弁の円滑な回動を保持できる。
【００２０】
また、樹脂材料中に混入する繊維材料の混入量を調整することにより、スロットルボディ１０の膨張率をスロットル弁２０とほぼ等しくすることができるので、スロットル弁２０およびスロットルボディ１０の熱膨張または収縮に関わらずスロットル弁２０の外周縁とスロットルボディ１０の内壁とで形成するクリアランスを同一にすることができる。したがって、温度変化に関わらず安定した吸気流量制御を高精度に行うことができる。
【００２１】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図４に示す。
スロットルボディ５０に形成された段差部５１の段部５１ａはスロットルボディ５０の軸方向に対して斜向している。この斜向した段部５１ａにおいても第１実施例と同様に繊維材料を混入した樹脂材料の注入時において樹脂材料の流れが乱され混入している繊維材料の配向がランダムに乱れる。したがって、温度変化によりスロットルボディ５０が熱膨張または収縮しても、スロットル弁を取り囲む段差部５１の形成されたスロットルボディ５０の壁部が熱膨張または収縮する際に等方性を示すので、スロットル弁の外周縁とスロットルボディ５０の内壁とで形成するクリアランスのばらつきを防止することができる。したがって、温度変化によりスロットル弁およびスロットルボディ５０が熱膨張または収縮しても吸気通路を通過する空気流量を高精度に制御可能である。
【００２２】
（第３実施例）
本発明の第３実施例を図５に示す。
スロットルボディ５５の外壁に凹状の段部５６ａが形成されており、この段部５６ａにより段差部５６が形成されている。この段部５６ａにおいても第１実施例と同様に繊維材料を混入した樹脂材料の注入時において樹脂材料の流れが乱され混入している繊維材料の配向がランダムに乱れている。したがって、温度変化によりスロットルボディ５５が熱膨張または収縮しても、スロットル弁を取り囲む段差部５１の形成されたスロットルボディ５５の壁部が等方性を示すので、スロットル弁の外周縁とスロットルボディ５５の内壁とで形成するクリアランスのばらつきを防止することができる。したがって、温度変化によりスロットル弁およびスロットルボディ５５が熱膨張または収縮しても吸気通路を通過する空気流量を高精度に制御可能である。
【００２３】
（第４実施例）
本発明の第４実施例を図６および図７に示す。
スロットルボディ６０の外周にスロットル弁２０を取り囲む位置に二条の円弧状の段部６１ａが形成されており、この二条の段部６１ａが段差部６１を構成している。
【００２４】
スロットルボディ６０の成形時において成形型内にガラス繊維またはカーボン繊維を混入した樹脂材料を軸方向、つまり吸気通路に沿って注入すると、軸方向に流れていた樹脂材料流れの一部が段部６１ａに沿ってスロットルボディ６０の周方向に案内され、図７に示すようにスロットル弁２０を取り囲むスロットルボディ２０の繊維材料の配向が矢印に示すように周方向に沿った配向になる。したがって、温度変化によりスロットルボディ１０が熱膨張または収縮しても、スロットル弁２０を取り囲む段差部６１の形成されたスロットルボディ６０の壁部が等方向に熱膨張または収縮するので、スロットル弁２０の外周縁とスロットルボディ６０の内壁とで形成するクリアランスのばらつきを配向がランダムな場合に比較してより確実に防止することができる。したがって、温度変化によりスロットル弁２０およびスロットルボディ６０が熱膨張または収縮しても吸気通路を通過する空気流量を高精度に制御可能である。
【００２５】
以上説明した本発明の実施の形態を示す上記複数の実施例は、スロットルボディを成形する樹脂材料中にスロットルボディの強度強化材として繊維材料を混入した例について説明した。しかし、繊維材料を混入しない樹脂材料でスロットルボディを成形する場合にも、成形型に樹脂材料を注入する際に分子配向が生じスロットルボディの膨張率が不均一になることがある。繊維材料を混入しない場合におけるこのようなスロットルボディの膨張率の不均一を防止するために、上記複数の本実施例で示した段差部をスロットルボディに設けることが効果的である。
【００２６】
また、配向制御部としてスロットルボディの外周に凸状または凹状の段部を形成して樹脂材料の配向を制御したが、樹脂材料注入時の流れを乱し樹脂材料の配向を乱す部材を配向制御部としてスロットルボディの壁部にインサートしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるスロットル弁制御装置を示す正面図である。
【図２】図１のII方向矢視図である。
【図３】図２のIII −III 線における部分断面図である。
【図４】本発明の第２実施例によるスロットル弁制御装置を示す正面図である。
【図５】本発明の第３実施例によるスロットル弁制御装置を示す正面図である。
【図６】本発明の第４実施例によるスロットル弁制御装置を示す正面図である。
【図７】第４実施例におけるスロットル弁周囲のスロットルボディの配向を示す模式的説明図である。
【符号の説明】
１      スロットル弁制御装置
１０      スロットルボディ
１１      段差部
１１ａ    段部
１２、１３      保持部
２０      スロットル弁
２１      スロットル軸
５０      スロットルボディ
５１      段差部
５１ａ    段部
５５      スロットルボディ
５６      段差部
５６ａ    段部
６０      スロットルボディ
６１      段差部
６１ａ    段部
【図１】
0003713694.tif 000002
【図２】
0003713694.tif 000003
【図３】
0003713694.tif 000004
【図４】
0003713694.tif 000005
【図５】
0003713694.tif 000006
【図６】
0003713694.tif 000007
【図７】
0003713694.tif 000008