(57)【要約】【課題】樹脂製のケースをボディに直接的に締結する場合に、支障なく必要な締結力で締結できる流体制御弁を提供する。【解決手段】流体制御弁１は、主流路２を有する金属製のボディ３と、主流路２に流れる流体の量を調整する弁体４と、ボディ３に取り付けられ、弁体４を駆動する電動モータ８などを収容する樹脂製のケース６とを備える。電動モータ８は、回転軸に垂直な方向に張り出すモータフランジ１１を備える。ボディ３とケース６とは、複数の締結部１２によって結合される。締結部１２のうちの２つは、ボディ３及びモータフランジ１１の対応部分を、これらの間にケース６の対応部分を挟んで締結するモータ側締結部１２ａである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる主流路が設けられた金属製のボディと、
前記主流路内の流路断面積を調整して該主流路に流れる流体の量を調整する弁体と、
前記ボディに取り付けられる樹脂製のケースであって、前記弁体を駆動する電動モータと該電動モータの駆動力を前記弁体に伝える動力伝達機構とを内部に収容するケースとを備える流体制御弁において、
前記電動モータは、略円筒形状の外形を有し、回転軸が該略円筒形状の中心軸線に平行であり、外周から該回転軸に垂直な方向に張り出すモータフランジを備え、
前記ボディと前記ケースとは、相互に対応する部分を締結する複数の締結部によって結合されており、
前記締結部のうちの少なくとも１つは、前記ボディ及び前記モータフランジの対応部分を、これらの間に前記ケースの対応部分を挟んで締結するモータ側締結部であることを特徴とする流体制御弁。
【請求項２】
前記モータ側締結部は、
前記ボディに設けられた締結孔と、
該締結孔に前記ケースの内部側又は反対の該ボディ側から挿入して該ボディと該ケースを締結する締結部材とを備え、
前記ケースは、
前記ボディ側の面において該モータ側締結部の締結力を受けるケース側座面と、
前記ケース側座面に開口し、前記締結部材が通る貫通孔と、
前記ケース側座面において前記貫通孔の全周にわたって環状に形成された環状凸条部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項３】
前記モータ側締結部は、
前記ボディに設けられ、前記ケース側座面に対応するボディ側第１座面と、
前記ボディに設けられ、前記貫通孔を通り、前記モータフランジに当接して該モータフランジとの間の締結力を受けるボディ側第２座面とを備えることを特徴とする請求項２に記載の流体制御弁。
【請求項４】
前記弁体は、前記主流路内に回転可能に配置されて前記ボディに支持される弁軸に固定される回転式弁体であり、
前記電動モータの回転軸と前記弁軸とは略平行であり、
前記ケースは、前記電動モータを収容し、かつ前記回転軸の長さ方向において前記締結部よりも前記ボディ側へ突出した円筒状のモータ収容部を有し、
前記モータ側締結部の締結部材の中心軸線は、前記電動モータの回転軸及び前記弁軸の両中心軸線を含む基準面に垂直な方向において前記モータ収容部と重なり、かつ前記略円筒形状の中心軸線から前記弁軸に向かう方向において前記略円筒形状の中心軸線よりも該弁軸に近いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主流路に流れる流体の量を調整する流体制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような流体制御弁として、吸気道が設けられたスロットルボディと、吸気道に流れる吸気の量を調整するスロットル弁と、スロットル弁を駆動する電動モータとを備えた吸気制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の吸気制御装置では、スロットルボディに取り付けられた樹脂製のケース内に、電動モータと、電動モータの駆動力をスロットル弁に伝えるギア機構などが収容される。スロットルボディに対するケースの取付けは、スロットルボディ及びケースの互いに当接する２組の耳片をボルトで締結することにより行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の吸気制御装置によれば、ケースの取り付けは、スロットルボディ及びケースの２組の耳片をボルトで締結することにより、ケースの外部で行われる。このため、２組の耳片などにより、ケース及びスロットルボディの周囲のスペースが侵食される。そこで、耳片などを用いずに、ケース本体を直接的にボルトなどでスロットルボディに締結することにより省スペースを図ることも考えられる。
【０００６】
しかながら、樹脂製のケースを直接的にスロットルボディに締結する場合、ケースの締結部分において、締結力に耐え得る強度を確保するために何らかの対策を施すことが必要となる。
【０００７】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、樹脂製のケースをボディに直接的に締結する場合に、支障なく必要な締結力で締結できる流体制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る流体制御弁は、
流体が流れる主流路が設けられた金属製のボディと、
前記主流路内の流路断面積を調整して該主流路に流れる流体の量を調整する弁体と、
前記ボディに取り付けられる樹脂製のケースであって、前記弁体を駆動する電動モータと該電動モータの駆動力を前記弁体に伝える動力伝達機構とを内部に収容するケースとを備える流体制御弁において、
前記電動モータは、略円筒形状の外形を有し、回転軸が該略円筒形状の中心軸線に平行であり、外周から該回転軸に垂直な方向に張り出すモータフランジを備え、
前記ボディと前記ケースとは、相互に対応する部分を締結する複数の締結部によって結合されており、
前記締結部のうちの少なくとも１つは、前記ボディ及び前記モータフランジの対応部分を、これらの間に前記ケースの対応部分を挟んで締結するモータ側締結部であることを特徴とする。
【０００９】
第１発明によれば、モータ側締結部では、ケースが、ボディ及びモータフランジの間に挟まれてボディに締結されるので、モータフランジの対応部分を、モータ側締結部による締結力を受ける座面として機能させることができる。これにより、ケースの対応部分の樹脂に対する面圧を上げることなく、モータ側締結部における締結力を強化することができる。
【００１０】
これにより、モータ側締結部においては、ケースの対応する部分の樹脂におけるクリープの発生を防止しながら、ケースを十分な締結力でボディに締結することができる。
【００１１】
第２発明に係る流体制御弁は、第１発明において、
前記モータ側締結部は、
前記ボディに設けられた締結孔と、
該締結孔に前記ケースの内部側又は反対の該ボディ側から挿入して該ボディと該ケースを締結する締結部材とを備え、
前記ケースは、
前記ボディ側の面において該モータ側締結部の締結力を受けるケース側座面と、
前記ケース側座面に開口し、前記締結部材が通る貫通孔と、
前記ケース側座面において前記貫通孔の全周にわたって環状に形成された環状凸条部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
第２発明によれば、モータ側締結部において締結部材により締結を行う際に、ケース側座面の貫通孔周囲の環状凸条部を潰し、シールとして機能させることができる。これにより、シール部材などの追加部品を用いる必要なく、ケース内部の気密を維持することができる。
【００１３】
第３発明に係る流体制御弁は、第２発明において、
前記モータ側締結部は、
前記ボディに設けられ、前記ケース側座面に対応するボディ側第１座面と、
前記ボディに設けられ、前記貫通孔を通り、前記モータフランジに当接して該モータフランジとの間の締結力を受けるボディ側第２座面とを備えることを特徴とする。
【００１４】
第３発明によれば、ボディ側第１座面からの圧力によってケース側座面の樹脂材にクリープが生じ、ケース側座面に働く軸力（締め付け力）が低下しても、ボディ側第２座面とモータフランジとの間に働く軸力は低下しない。したがって、該クリープの発生によって締結部材に緩みが生じるのを防止することができる。
【００１５】
第４発明に係る流体制御弁は、第１〜第３のいずれかの発明において、
前記弁体は、前記主流路内に回転可能に配置されて前記ボディに支持される弁軸に固定される回転式弁体であり、
前記電動モータの回転軸と前記弁軸とは略平行であり、
前記ケースは、前記電動モータを収容し、かつ前記回転軸の長さ方向において前記締結部よりも前記ボディ側へ突出した円筒状のモータ収容部を有し、
前記モータ側締結部の締結部材の中心軸線は、前記電動モータの回転軸及び前記弁軸の両中心軸線を含む基準面に垂直な方向において前記モータ収容部と重なり、かつ前記略円筒形状の中心軸線から前記弁軸に向かう方向において前記略円筒形状の中心軸線よりも該弁軸に近いことを特徴とする。
【００１６】
第４発明によれば、上記の両中心軸線を含む基準面とモータ側締結部との距離を小さくすることができる。このため、該基準面に垂直な方向におけるケースの外形を大きくする必要がないので、該方向へのケースの張り出しを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体制御弁の主要部を示す斜視図である。
【図２】図１の流体制御弁をケース側から見た様子を示す図である。
【図３】図３Ａは、図１の流体制御弁におけるモータ側締結部を示す断面図である。図３Ｂ及び図３Ｃは、該モータ側締結部の変形例を示す断面図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の別の実施形態に係る流体制御弁のモータ側締結部における締結の様子を示す断面図であり、図４Ｃは、該モータ側締結部における環状凸条部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る流体制御弁の主要部を示す。この流体制御弁１は、内燃機関の吸気量を制御するために用いられる。
【００１９】
図１に示すように、この流体制御弁１は、流体が流れる主流路２が設けられたボディ３と、主流路２内の流路断面積を調整して主流路２に流れる流体としての吸気の量を調整する弁体４とを備える。ボディ３には、カバー５を有する樹脂製のケース６が取り付けられる。ボディ３は、金属製、例えばアルミ製のものである。弁体４は、主流路２内に回転可能に配置されて、ボディ３に支持される弁軸７に固定される回転式弁体である。
【００２０】
図２は、流体制御弁１をケース６側からカバー５を外して見た様子を示す。ケース６には、弁体４を駆動する電動モータ８や、電動モータ８の駆動力を弁体４に伝える動力伝達機構としてのギア機構９などが内部に収容される。電動モータ８は、略円筒形状の外形を有し、回転軸１０が該略円筒形状の中心軸線に平行であり、外周から該回転軸１０に垂直な方向に張り出すモータフランジ１１を備える。
【００２１】
ボディ３とケース６とは、複数の締結部１２により締結される。本実施形態では、締結部１２は、３箇所に設けられる。締結部１２のうちの２つは、ボディ３及びモータフランジ１１の対応部分を、これらの間にケース６の対応部分を挟んで締結するモータ側締結部１２ａである。
【００２２】
電動モータ８の回転軸１０と弁軸７とは略平行である。ケース６は、電動モータ８を収容し、かつ回転軸１０の長さ方向において締結部１２よりもボディ３側へ突出した円筒状のモータ収容部１３を有する（図１参照）。モータフランジ１１は、モータ収容部１３のケース６内側への開口部１３ａよりも径方向外方に張り出している。
【００２３】
図３Ａは、モータ側締結部１２ａを示す断面図である。図３Ａに示すように、各モータ側締結部１２ａは、ボディ３に設けられた締結孔１４と、締結孔１４にケース６の内部側から挿入してボディ３とケース６を締結する締結部材１５とを備える。ただし、上述のように、ケース６は、ボディ３とモータフランジ１１との間に挟んで締結される。本実施形態では、締結孔１４には雌ねじが設けられ、締結部材１５として、締結孔１４に螺合する雄ねじが用いられる。
【００２４】
図２のように、２つのモータ側締結部１２ａは、回転軸１０及び弁軸７の両中心軸線を含む第１基準面Ｐ１の一方の側と他方の側にそれぞれ設けられる。各モータ側締結部１２ａの締結部材１５の中心軸線は、第１基準面Ｐ１に垂直な方向において、モータ収容部１３（図１参照）と重なり、かつ電動モータ８の外径である略円筒形状の中心軸線から弁軸７に向かう方向において該中心軸線よりも弁軸７に近い。
【００２５】
締結部１２のうちの他の１つは、弁軸７との距離が、モータ収容部１３と弁軸７との距離よりも小さい弁軸側締結部１２ｂである。モータ側締結部１２ａ及び弁軸側締結部１２ｂは、第１基準面Ｐ１に垂直で弁軸７の中心軸線を含む第２基準面Ｐ２の一方及び他方の側にそれぞれ位置する。
【００２６】
弁軸側締結部１２ｂも、図３Ａのモータ側締結部１２ａの場合と同様に、ボディ３に設けられた締結孔１４と、締結孔１４にケース６の内部側から挿入してボディ３とケース６を締結する締結部材１５とを備える。ただし、弁軸側締結部１２ｂについては、締結時にモータフランジ１１が介在しないので、この代わりに、締結部材１５の頭部とケース６との間には、ワッシャ１６が介在する。
【００２７】
この構成において、ボディ３に対してケース６を取り付ける際には、ボディ３に対して、電動モータ８をモータ収容部１３に挿入した状態のケース６を位置決めする。この位置決めは、モータ側締結部１２ａについては、その各締結孔１４にケース６及びモータフランジ１１の対応部分が位置し、弁軸側締結部１２ｂについては、その締結孔１４にケース６の対応部分が位置するように行われる。
【００２８】
そして、各モータ側締結部１２ａについては、締結部材１５を、モータフランジ１１及びケース６を通して締結孔１４に螺合させることにより、締結を行う。このとき、モータフランジ１１のモータ側締結部１２ａに対応する部分が、締結力を受ける座面として機能する。弁軸側締結部１２ｂについては、締結部材１５を、ワッシャ１６及びケース６を通して締結孔１４に螺合させることにより、締結を行う。
【００２９】
このようにして、ボディ３にケース６を取り付けた後、ギア機構９などの必要な部品がケース６の内部に配置され、ケース６にカバー５が取り付けられる。
【００３０】
本実施形態によれば、各モータ側締結部１２ａによる締結に際して、モータフランジ１１が締結力を受ける座面として機能するので、ケース６の対応部分の樹脂に対する面圧を上げることなく締結力を強化することができる。すなわち、ケース６の対応部分の樹脂におけるクリープの発生を防止しながら、十分な締結力で締結を行うことができる。
【００３１】
また、各モータ側締結部１２ａの締結部材１５が、第１基準面Ｐ１に垂直な方向においてモータ収容部１３と位置的に重複するにも拘わらず、電動モータ８の中心軸線に比べて弁軸７側に位置するので、締結部材１５の第１基準面Ｐ１からの距離を小さくすることができる。このため、第１基準面Ｐ１に垂直な方向におけるケース６の外形を大きくする必要がない。したがって、電動モータ８をモータ側締結部１２ａを介して強固に保持しながら、該方向へのケース６の張り出しを抑えることができる。
【００３２】
図４Ａ〜図４Ｂは、本発明の別の実施形態に係る流体制御弁のモータ側締結部２２ａにおける締結の様子を示す断面図である。これらの図に示すように、該流体制御弁のケース６ｂは、ボディ３ｂ側の面においてモータ側締結部２２ａの締結力を受けるケース側座面１７と、ケース側座面１７に開口し、締結部材１５が通る貫通孔１８と、環状凸条部１９ａとを備える。
【００３３】
図４Ｃに示すように、環状凸条部１９ａは、ケース側座面１７において貫通孔１８の全周にわたって環状に形成される。なお、ケース６ｂのモータフランジ１１側の座面にも、環状凸条部１９ａと同様の環状凸条部１９ｂを設けてもよい。
【００３４】
ボディ３ｂには、ケース側座面１７に対応するボディ側第１座面２０と、ケース６ｂの貫通孔１８を通り、モータフランジ１１に当接してモータフランジ１１との間の締結力を受けるボディ側第２座面２１とが設けられる。
【００３５】
これによれば、モータ側締結部２２ａにおける締結に際して、締結部材１５を、モータフランジ１１及びケース６を通してボディ３ｂの締結孔１４に螺合させると、環状凸条部１９ａが、図４Ｂのように、ボディ側第１座面２０によって潰される。また、これと同時に、環状凸条部１９ｂが、モータフランジ１１によって潰される。
【００３６】
これにより、環状凸条部１９ａ及び環状凸条部１９ｂが、それぞれ対応する面の間を密閉するシールとして機能する。したがって、シール部材を別途用意して環状凸条部１９ａ及び環状凸条部１９ｂに対応する部分に配置する必要なく、ケース６ｂ内部の気密を保つことができる。
【００３７】
また、ケース６ｂの樹脂材にクリープが生じてケース側座面１７に働く軸力（締め付け力）が低下しても、ボディ側第２座面２１とモータフランジ１１に働く軸力は低下しないので、締結部材１５に緩みが生じることはない。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、モータ側締結部における締結部材は、図３Ｂに示すように、ボディ３ｃ側から挿入してボディ３ｃとケース６ｃをモータフランジ１１ｃとともに締結するものであってもよい。この場合、モータフランジ１１ｃには、締結部材１５を螺合させるための雌ねじを有する雌ねじ部２３が設けられる。
【００３９】
また、モータ側締結部における締結部材は、図３Ｃに示すように、ボディ３ｄ側からケース６ｄを経てモータフランジ１１ｄ側でかしめることによりこれらを締結するリベット本体２４とシャフト２５で構成されるブラインドリベット２６であってもよい。これによれば、モータ側締結部における締結を効率的に行うことができる。
【符号の説明】
【００４０】
１…流体制御弁、２…主流路、３、３ｂ、３ｃ、３ｄ…ボディ、４…弁体、５…カバー、６、６ｂ、６ｃ、６ｄ…ケース、７…弁軸、８…電動モータ、９…ギア機構、１０…回転軸、１１、１１ｃ、１１ｄ…モータフランジ、１２…締結部、１２ａ、２２ａ…モータ側締結部、１２ｂ…弁軸側締結部、１３…モータ収容部、１３ａ…開口部、１４…締結孔、１５…締結部材、１６…ワッシャ、１７…ケース側座面、１８…貫通孔、１９ａ、１９ｂ…環状凸条部、２０…ボディ側第１座面、２１…ボディ側第２座面、２３…雌ねじ部、２４…リベット本体、２５…シャフト、２６…ブラインドリベット、Ｐ１…第１基準面、Ｐ２…第２基準面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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