(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに吸入される空気の通路を開閉するスロットルバルブと、
所定のアクチュエータから前記スロットルバルブに駆動力を伝達する減速機構と、
前記スロットルバルブを回動自在に支持して収容するボディと
を備えるスロットルバルブ装置において、
前記減速機構は、前記ボディに接続する中間シャフト、および、この中間シャフトに対し回動自在に装着され、前記アクチュエータから前記スロットルバルブに駆動力を伝達する中間ギヤを有し、
前記ボディに設けられた前記中間シャフトの接続部には、前記中間シャフトが嵌着される嵌着穴、および嵌着された中間シャフトの外周面が露出する空隙が設けられ、
前記中間シャフトの外周面が前記空隙に対して露出する方向は、前記アクチュエータから前記スロットルバルブに駆動力が伝達される際に前記中間シャフトに負荷される荷重の負荷方向、および前記中間シャフトの軸方向に対し、垂直であることを特徴とするスロットルバルブ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスロットルバルブ装置において、
前記接続部の外周面には、前記アクチュエータから前記スロットルバルブに駆動力が伝達される際に前記中間シャフトに負荷される荷重の負荷方向にリブが設けられていることを特徴とするスロットルバルブ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスロットルバルブ装置において、
前記中間シャフトの外周と前記接続部の内周との間に、接着剤が介在することを特徴とするスロットルバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに吸入される空気量（吸入空気量）を調節するスロットルバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
〔従来の技術〕
従来より、吸入空気量を調節するスロットルバルブ装置は、エンジンに吸入される空気の通路（吸入空気通路）を開閉するスロットルバルブと、電動モータ等のアクチュエータからスロットルバルブに駆動力を伝達する減速機構と、スロットルバルブを全閉状態に戻す付勢手段と、スロットルバルブを回動自在に支持して収容するボディとを備える。
【０００３】
このスロットルバルブ装置において、アクチュエータを駆動するための制御量（例えば、電動モータへの通電量）は、運転者によるアクセルペダルの操作量に応じて電子制御される。これにより、吸入空気通路の実開度は運転状態に応じた目標開度に略一致し、吸入空気量も目標量に略一致するように調節される。
【０００４】
ところで、このスロットルバルブ装置の減速機構は、ボディに接続する中間シャフト、および、中間シャフトに対し回動自在に装着され、アクチュエータからスロットルバルブに駆動力を伝達する中間ギヤからなる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、従来のスロットルバルブ装置における中間シャフト１０１とボディ１０２との接続状態を図５に示す。ボディ１０２には、中間シャフト１０１に接続される接続部１０３が、軸方向に突設されている。そして、この接続部１０３には、図５（ｂ）に示すように、中間シャフト１０１が軸方向に嵌着される嵌着穴１０４が設けられ、この嵌着穴１０４に中間シャフト１０１が冷間圧入されて接続される。
【０００６】
〔従来技術の不具合〕
しかし、ボディ１０２は樹脂成形品であるため、成形時の固化収縮のばらつきに伴い、嵌着穴１０４の径（穴径）もばらついてしまう。このため、中間シャフト１０１の径（シャフト径）と穴径との差が大きくなる製品も発生する（以下、シャフト径と穴径との差を圧入締代と呼ぶ）。
【０００７】
圧入締代が大きい場合、接続部１０３に発生する応力が大きくなり、樹脂割れやクリープが起こる虞が高くなる。このため、接続部１０３による中間シャフト１０１の保持力が低減し、中間シャフト１０１とアクチュエータの出力軸およびスロットルバルブの弁軸との同軸度を、維持できなくなる虞がある。
【特許文献１】特開２００３−２０６７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、スロットルバルブ装置において、ボディに中間シャフトを接続する際に生じる応力を低減し、中間シャフトとアクチュエータの出力軸およびスロットルバルブの弁軸との同軸度を維持することができる構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のスロットルバルブ装置は、吸入空気通路を開閉するスロットルバルブと、所定のアクチュエータからスロットルバルブに駆動力を伝達する減速機構と、スロットルバルブを回動自在に支持して収容するボディとを備える。また、減速機構は、ボディに接続する中間シャフト、および、中間シャフトに対し回動自在に装着され、アクチュエータからスロットルバルブに駆動力を伝達する中間ギヤを有する。そして、ボディに設けられた中間シャフトの接続部には、中間シャフトが嵌着される嵌着穴、および嵌着された中間シャフトの外周面が露出する空隙が設けられている。
【００１０】
これにより、中間シャフトがボディに接続される際に、空隙の存在により穴径が拡大することができる。すなわち、中間シャフトをボディに接続する際に生じる応力を、空隙に逃して低減することができる。このため、応力による樹脂割れやクリープが起こる虞を低くして、接続部による中間シャフトの保持力が低減するのを防止することができる。この結果、圧入締代が大きくても、中間シャフトと、アクチュエータの出力軸およびスロットルバルブの弁軸との同軸度を維持することができる。
【００１１】
また、中間シャフトの外周面が空隙に対して露出する方向は、アクチュエータからスロットルバルブに駆動力が伝達される際に中間シャフトに負荷される荷重（駆動荷重）の負荷方向、および中間シャフトの軸方向に対し、垂直である。
これにより、嵌着穴をなす接続部の内周面と中間シャフトの外周面とが、駆動荷重の負荷方向で当接し、中間シャフトに負荷される駆動荷重が、接続部により確実に受け止められる。このため、駆動荷重により中間シャフトが倒れるのを防止することができる。
【００１２】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のスロットルバルブ装置によれば、接続部の外周面には、駆動荷重の負荷方向にリブが設けられている。
これにより、接続部は駆動荷重の負荷方向に補強される。このため、駆動荷重の負荷による接続部の変形、破損等の虞を低減することができる。
【００１３】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のスロットルバルブ装置によれば、中間シャフトの外周と接続部の内周との間に、接着剤が介在する。
中間シャフトへの駆動荷重の負荷が断続的に繰り返されることにより、接続部では、加熱および冷却が繰り返される。この結果、接続部では、樹脂の軟化および硬化が繰り返され、接続部による中間シャフトの保持力が低下する虞がある。
これに対し、中間シャフトの外周と接続部の内周との間に、接着剤を介在させることで、接続部自体の保持力が低下しても、中間シャフトを保持することができる。
また、予め穴径がシャフト径よりも大きくなるように、ボディの成形条件等を設定しておき、接着剤により中間シャフトの位置を決めるようにすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
最良の形態１のスロットルバルブ装置は、吸入空気通路を開閉するスロットルバルブと、所定のアクチュエータからスロットルバルブに駆動力を伝達する減速機構と、スロットルバルブを回動自在に支持して収容するボディとを備える。また、減速機構は、ボディに接続する中間シャフト、および、中間シャフトに対し回動自在に装着され、アクチュエータからスロットルバルブに駆動力を伝達する中間ギヤを有する。そして、ボディに設けられた中間シャフトの接続部には、中間シャフトが嵌着される嵌着穴、および嵌着された中間シャフトの外周面が露出する空隙が設けられている。
中間シャフトの外周面が空隙に対して露出する方向は、アクチュエータからスロットルバルブに駆動力が伝達される際に中間シャフトに負荷される駆動荷重の負荷方向、および中間シャフトの軸方向に対し、垂直である。
さらに、接続部の外周面には、駆動荷重の負荷方向にリブが設けられている。
【実施例】
【００１５】
〔実施例の構成〕
実施例のスロットルバルブ装置１の構成を図１および図２を用いて説明する。
スロットルバルブ装置１は、エンジン（図示せず）に吸入される空気量（吸入空気量）を調節する装置である。このスロットルバルブ装置１は、図１に示すように、エンジンに吸入される空気の通路（吸入空気通路：図示せず）を開閉するスロットルバルブ２と、スロットルバルブ２を回転駆動する駆動力を発生させる電動モータ等のアクチュエータ３と、アクチュエータ３からスロットルバルブ２に駆動力を伝達する減速機構４と、スロットルバルブ２を全閉状態に戻す付勢手段（図示せず）と、スロットルバルブ２を回動自在に支持して収容するボディ５とを備える。
【００１６】
このスロットルバルブ装置１において、アクチュエータ３を駆動するための制御量（例えば、電動モータへの通電量）は、運転者によるアクセルペダルの操作量に応じて電子制御される。これにより、吸入空気通路の実開度は運転状態に応じた目標開度に略一致し、吸入空気量も目標量に略一致するように調節される。
【００１７】
スロットルバルブ２は、円形板状の弁体（図示せず）と、弁体の中央に設けられた弁軸７とを有するバタフライ弁である。また、弁軸７の一端には、減速機構４から駆動力の伝達を受ける弁軸側ギヤ８が装着されている。
【００１８】
アクチュエータ３は、例えば、周知の電動モータであり、出力軸１０の一端部が電動モータの本体（図示せず）から突出している。そして、この出力軸１０の一端に、減速機構４へ駆動力を伝達する出力軸側ギヤ１１が装着されている。
【００１９】
減速機構４は、ボディ５に接続する中間シャフト１３、および、中間シャフト１３に対し回動自在に装着され、アクチュエータ３からスロットルバルブ２に駆動力を伝達する中間ギヤ１４からなる。中間シャフト１３は、図２（ｂ）、（ｃ）に示すようにボディ５に嵌着される金属性の棒状部材である。また、中間ギヤ１４は、図１に示すように、出力軸側ギヤ１１と噛み合う大径ギヤ１５、大径ギヤ１５よりも小径に形成され弁軸側ギヤ８と噛み合う小径ギヤ１６とを有する。そして、中間ギヤ１４が中間シャフト１３に対して自在に回動することで、出力軸側ギヤ１１の回転速度が減速されて弁軸側ギヤ８に伝達されるとともに、出力軸１０から得られる駆動力が増幅されて弁軸７に伝達される。
【００２０】
付勢手段は、例えば、弁軸７に対して同軸に配置され、スロットルバルブ２の回動方向において、スロットルバルブ２を全閉状態の方に付勢するスプリングである。
【００２１】
ボディ５は、図２に示すように、出力軸１０が突出する出力軸突出穴１８、弁軸７が突出する弁軸突出穴１９、中間シャフト１３が嵌着される嵌着穴２０を有する樹脂成形品である。嵌着穴２０は、軸方向に突設された接続部２１に形成されている。なお、この接続部２１は、ボディ５に中間シャフト１３を接続するために設けられている。そして、出力軸突出穴１８、弁軸突出穴１９および嵌着穴２０は、出力軸１０の軸心ａ、弁軸７の軸心ｂおよび中間シャフト１３の軸心ｃが１つの平面αに含まれるように設けられている。なお、中間シャフト１３は、嵌着穴２０に冷間圧入により接続される。
【００２２】
〔実施例の特徴〕
実施例のスロットルバルブ装置１の特徴を、図２を用いて説明する。
接続部２１には、嵌着穴２０に中間シャフト１３が嵌着された際に、中間シャフト１３の外周面が露出する空隙２４が設けられている。この空隙２４は、嵌着穴２０と同軸方向にスリット状に設けられている。また、中間シャフト１３の外周面が空隙２４に対して露出する方向（露出方向）は、アクチュエータ３からスロットルバルブ２に駆動力が伝達される際に中間シャフト１３に負荷される駆動荷重の負荷方向、および中間シャフト１３の軸方向に対し、垂直な方向である。
【００２３】
ここで、駆動荷重の負荷方向は、平面αに対し垂直な方向である。すなわち、駆動荷重は、出力軸側ギヤ１１から中間ギヤ１４に与えられる駆動力、および弁軸側ギヤ８から中間ギヤ１４に及ぼされる駆動抵抗力により、中間シャフト１３に負荷される。そして、軸心ａ〜ｃが１つの平面αに含まれる場合、中間ギヤ１４に与えられる駆動力、および中間ギヤ１４に及ぼされる駆動抵抗力は、図１に示すように、平面αに対し垂直な方向に荷重を負荷する。したがって、駆動荷重の負荷方向は、平面αに対し垂直な方向となる。
【００２４】
さらに、接続部２１の外周面には、駆動荷重の負荷方向にリブ３０が設けられ、接続部２１と接続部２１以外のボディ５の部分とが架橋されている。
【００２５】
〔実施例の作用〕
実施例のスロットルバルブ装置１の作用を、図１および図２を用いて説明する。
まず、中間シャフト１３が冷間圧入により接続部２１へ接続されると、穴径は、中間シャフト１３の径と嵌着穴２０の径（穴径）との差（圧入締代）に応じて、空隙２４の存在により拡大する。すなわち、中間シャフト１３を冷間圧入により接続部２１へ接続すると、圧入締代に応じて接続部２１に応力が生じる。そして、この応力は、穴径の拡大に伴い空隙２４に逃されて低減する。
【００２６】
また、出力軸側ギヤ１１が回動して中間ギヤ１４に駆動力が与えられると、弁軸側ギヤ８からも中間ギヤ１４に駆動抵抗力が及ぼされる。これにより、中間ギヤ１４には、図１に示す負荷方向に、駆動力および駆動抵抗力の両方から駆動荷重が負荷される。このため、中間シャフト１３には、図２に示す負荷方向に、駆動力および駆動抵抗力の合力に相当する駆動荷重が負荷される。この結果、嵌着穴２０をなす内周面と、中間シャフト１３の外周面とが駆動荷重の負荷方向で当接するため、中間シャフト１３に負荷される駆動荷重は、接続部２１により受け止められる。
【００２７】
〔実施例の効果〕
実施例のスロットルバルブ装置１によれば、中間シャフト１３に接続される接続部２１には、中間シャフト１３が嵌着される嵌着穴２０、および嵌着された中間シャフト１３の外周面が露出する空隙２４が設けられている。
これにより、中間シャフト１３がボディ５に接続される際に、空隙２４の存在により穴径が拡大することができる。すなわち、中間シャフト１３をボディ５に接続する際に生じる応力を、空隙２４に逃して低減することができる。このため、応力による樹脂割れやクリープが起こる虞を低くして、接続部２１による中間シャフト１３の保持力が低減するのを防止することができる。この結果、圧入締代が大きくても、中間シャフト１３と、アクチュエータ３の出力軸１０およびスロットルバルブ２の弁軸７との同軸度を維持することができる。
【００２８】
また、中間シャフト１３の外周面が空隙２４に対して露出する方向は、駆動荷重の負荷方向、および中間シャフト１３の軸方向に対し、垂直である。
これにより、接続部２１の内周面と中間シャフト１３の外周面とが、駆動荷重の負荷方向で当接し、中間シャフト１３に負荷される駆動荷重が、接続部２１により確実に受け止められる。このため、駆動荷重により中間シャフト１３が倒れるのを防止することができる。
【００２９】
また、接続部２１の外周面には、駆動荷重の負荷方向にリブ３０が設けられている。
これにより、接続部２１は駆動荷重の負荷方向に補強される。このため、駆動荷重の負荷による接続部２１の変形、破損等の虞を低減することができる。
【００３０】
参考例１のスロットルバルブ装置１によれば、図３に示すように、中間シャフト１３の一端側の外周面にタップ２６が設けられている。そして、中間シャフト１３は接続部２１に螺着される。
これにより、接続部２１に中間シャフト１３が接続されても、応力自体が発生しなくなる。このため、応力による樹脂割れ、クリープの虞を解消することができる。
【００３１】
参考例２のスロットルバルブ装置１によれば、図４に示すように、中間シャフト１３の外周には、接続部２１への螺着による進行を規制する段部２７が設けられている。そして、タップ２６は、段部２７よりも一端側に設けられている。
これにより、中間シャフト１３を接続部２１に接続する際の突出量を、調節することなく簡便に決定することができる。
【００３２】
〔変形例〕
実施例のスロットルバルブ装置１において、中間シャフト１３の外周面に接着剤を塗布し、中間シャフト１３の外周と接続部２１の内周との間に、接着剤を介在させるようにしてもよい。
【００３３】
スロットルバルブ装置１の実駆動に伴い、中間シャフト１３への駆動荷重の負荷が断続的に繰り返されると、接続部２１では加熱および冷却が繰り返される。この結果、接続部２１では、樹脂の軟化および硬化が繰り返され、接続部２１による中間シャフト１３の保持力が低下する虞が高くなる。
これに対し、中間シャフト１３の外周と接続部２１の内周との間に、接着剤を介在させることで、接続部２１自体の保持力が低下しても、接着剤により中間シャフト１３を保持することができる。
【００３４】
また、予め穴径が中間シャフト１３の径よりも大きくなるように、ボディ５の成形条件等を設定しておき、接着剤により中間シャフト１３の位置を決めるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】スロットルバルブ装置の正面図である（実施例）。
【図２】（ａ）は中間シャフトを接続したボディの正面図であり、（ｂ）は中間シャフトの接続部への接続方向を示す説明図であり、（ｃ）は中間シャフトと接続部との接続状態を示す説明図である（実施例）。
【図３】中間シャフトと接続部との接続状態を示す説明図である（参考例１）。
【図４】中間シャフトと接続部との接続状態を示す説明図である（参考例２）。
【図５】（ａ）は中間シャフトを接続したボディの正面図であり、（ｂ）は中間シャフトの接続部への接続方向を示す説明図であり、（ｃ）は中間シャフトと接続部との接続状態を示す説明図である（従来例）。
【符号の説明】
【００３６】
１  スロットルバルブ装置
２  スロットルバルブ
３  アクチュエータ
４  減速機構
５  ボディ
１３  中間シャフト
１４  中間ギヤ
２１  接続部
２４  空隙
３０  リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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