(57)【要約】【課題】バルブ５の位置精度を向上できるバルブユニット１を提供する。【解決手段】バルブユニット１は、バルブハウジング３の内部に配置されてシャフト４に支持されるバルブ５と、このバルブ５の全開位置および全閉位置を規制するストッパ手段を備える。このストッパ手段は、バルブ５と一体に回転するストッパ部１１と、このストッパ部１１の回転方向に対向して配置されるストッパ受け部１２とで構成される。ストッパ部１１は、バルブ５と同一材料によって一体に形成され、バルブ５がバルブ通路６を閉じる方向へ回転した時に、閉弁側のストッパ受け部１２ａに当接することでバルブ５の全閉位置が規制され、バルブ５がバルブ通路６を開く方向へ回転した時に開弁側のストッパ受け部に当接することでバルブ５の全開位置が規制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる通路を形成するバルブハウジングと、
流体の流れ方向と直交して前記通路を貫通するシャフトと、
このシャフトと一体に回転して前記通路を開閉するバルブと、
前記通路の開度が最小となる前記バルブの全閉位置および前記通路の開度が最大となる前記バルブの全開位置の少なくとも一方を規制するストッパ手段とを備えるバルブユニットであって、
前記ストッパ手段は、
前記バルブと一体に回転するストッパ部と、このストッパ部の回転方向に対向して配置されるストッパ受け部とで構成され、前記ストッパ部が前記ストッパ受け部に当接することで前記バルブの全閉位置および全開位置の少なくとも一方が規制され、
前記ストッパ部は、前記バルブと同一材料によって一体に形成されていることを特徴とするバルブユニット。
【請求項２】
流体が流れる通路を形成するバルブハウジングと、
流体の流れ方向と直交して前記通路を貫通するシャフトと、
このシャフトの外周に相対回転不能に嵌合する筒状のバルブジョイントと、
このバルブジョイントに支持され、前記シャフトと一体に回転して前記通路を開閉するバルブと、
前記通路の開度が最小となる前記バルブの全閉位置および前記通路の開度が最大となる前記バルブの全開位置の少なくとも一方を規制するストッパ手段とを備えるバルブユニットであって、
前記バルブと前記バルブジョイントは、どちらか一方の部品が、他方の部品と一体にインサート成形された樹脂成形品であり、
前記ストッパ手段は、
前記バルブと一体に回転するストッパ部と、このストッパ部の回転方向に対向して配置されるストッパ受け部とで構成され、前記ストッパ部が前記ストッパ受け部に当接することで前記バルブの全閉位置および全開位置の少なくとも一方が規制され、
前記ストッパ部は、前記バルブジョイントと同一材料によって一体に形成されていることを特徴とするバルブユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載したバルブユニットにおいて、
前記ストッパ受け部は、
前記バルブが前記通路を閉じる方向へ回転した時に、前記ストッパ部の一端側が当接して前記バルブの全閉位置を規制する閉弁側ストッパ受け部と、
前記バルブが前記通路を開く方向へ回転した時に、前記ストッパ部の他端側が当接して前記バルブの全開位置を規制する開弁側ストッパ受け部とが設けられていることを特徴とするバルブユニット。
【請求項４】
請求項３に記載したバルブユニットにおいて、
前記ストッパ受け部は、前記閉弁側ストッパ受け部と前記開弁側ストッパ受け部とが前記シャフトの軸線方向に対して異なる位置に設けられ、
前記ストッパ部は、前記バルブが前記通路を閉じる方向へ回転した時に、前記閉弁側ストッパ受け部に当接して前記バルブの全閉位置を規制する閉弁側ストッパ部と、
前記バルブが前記通路を開く方向へ回転した時に、前記開弁側ストッパ受け部に当接して前記バルブの全開位置を規制する開弁側ストッパ部とが設けられていることを特徴とするバルブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトと一体に回転するバルブによって通路を開閉するバルブユニットに係わり、特に、バルブの全閉位置および全開位置の少なくとも一方を規制するストッパ手段の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１に記載された内燃機関の吸気制御装置がある。
この吸気制御装置は、吸気通路を形成するハウジングと、このハウジングに軸受を介して回転自在に支持されるシャフトと、このシャフトと一体に回転して吸気通路を開閉するバルブと、バルブの全閉位置および全開位置を規制するストッパ手段とを備えている。
ストッパ手段は、シャフトに嵌合する筒状のジョイントと、このジョイントの外周に嵌合固定されたストッパレバーとを有し、このストッパレバーに設けられる全閉ストッパ部が、ハウジングに設置された全閉ストッパに突き当たることで、バルブの全閉位置が規制され、ストッパレバーに設けられる全開ストッパ部が全開ストッパに突き当たることで、バルブの全開位置が規制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に開示された従来技術では、ストッパ手段を構成する部品点数が多い、つまり、バルブとストッパレバーとの間に他の部品（シャフトとジョイント）が介在するため、各部品の寸法公差および組み付けばらつきにより、バルブの全閉位置および全開位置にばらつきが生じる。
また、バルブを全閉位置と全開位置との間の中間開度に制御する場合に、バルブ角度を決める際の基準となる全閉位置あるいは全開位置にばらつきがあると、バルブの中間開度にもばらつきが生じる。つまり、全閉位置あるいは全開位置から中間開度までのバルブ角度を精度良く制御できないため、特許文献１の従来技術では、吸気通路を流れる吸気量のばらつきが大きくなる問題がある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、バルブの位置精度を向上できるバルブユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（請求項１の発明）
本発明は、流体が流れる通路を形成するバルブハウジングと、流体の流れ方向と直交して通路を貫通するシャフトと、このシャフトが回転駆動されることにより、シャフトと一体に回転して通路を開閉するバルブと、通路の開度が最小となるバルブの全閉位置および通路の開度が最大となるバルブの全開位置の少なくとも一方を規制するストッパ手段とを備えるバルブユニットであって、ストッパ手段は、バルブと一体に回転するストッパ部と、このストッパ部の回転方向に対向して配置されるストッパ受け部とで構成され、ストッパ部がストッパ受け部に当接することでバルブの全閉位置および全開位置の少なくとも一方が規制され、ストッパ部は、バルブと同一材料によって一体に形成されていることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成によれば、バルブとストッパ部との間に他の部品が介在することはないので、ストッパ手段によってバルブの全閉位置および全開位置の少なくとも一方を規制する際に、他の部品の寸法公差および組み付けばらつきの影響を受けることはない。これにより、バルブの全閉位置および全開位置の少なくとも一方の位置精度が向上するため、バルブ角度のばらつきを小さくできる。また、バルブを全閉位置と全開位置との間で制御する場合、つまり、バルブを中間開度に制御する際に、ストッパ手段によって規制される全閉位置と全開位置の少なくとも一方の位置を基準にバルブ角度を制御することで、中間開度におけるバルブの位置精度も向上する。これにより、通路を流れる流体の流量ばらつきを抑制できる。
【０００７】
（請求項２の発明）
本発明は、流体が流れる通路を形成するバルブハウジングと、流体の流れ方向と直交して通路を貫通するシャフトと、このシャフトの外周に相対回転不能に嵌合する筒状のバルブジョイントと、このバルブジョイントに支持され、シャフトと一体に回転して通路を開閉するバルブと、通路の開度が最小となるバルブの全閉位置および通路の開度が最大となるバルブの全開位置の少なくとも一方を規制するストッパ手段とを備えるバルブユニットであって、バルブとバルブジョイントは、どちらか一方の部品が、他方の部品と一体にインサート成形された樹脂成形品であり、ストッパ手段は、バルブと一体に回転するストッパ部と、このストッパ部の回転方向に対向して配置されるストッパ受け部とで構成され、ストッパ部がストッパ受け部に当接することでバルブの全閉位置および全開位置の少なくとも一方が規制され、ストッパ部は、バルブジョイントと同一材料によって一体に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のバルブとバルブジョイントは、あらかじめ所定の形状に成形された部品同士を組み付けて構成されるものではなく、バルブとバルブジョイントのどちらか一方の部品が他方の部品と一体にインサート成形された樹脂成形品であり、バルブとバルブジョイントが一体化されている。さらに、ストッパ部がバルブジョイントと同一材料によって一体に形成されているので、ストッパ手段によってバルブの全閉位置および全開位置の少なくとも一方を規制する際に、バルブとバルブジョイントの寸法公差および組み付けばらつきの影響を排除できる。これにより、バルブの全閉位置および全開位置の少なくとも一方の位置精度が向上するため、バルブ角度のばらつきを小さくできる。また、バルブを全閉位置と全開位置との間で制御する場合、つまり、バルブを中間開度に制御する際に、ストッパ手段によって規制される全閉位置と全開位置の少なくとも一方の位置を基準にバルブ角度を制御することで、中間開度におけるバルブの位置精度も向上する。これにより、通路を流れる流体の流量ばらつきを抑制できる。
【０００９】
（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したバルブユニットにおいて、ストッパ受け部は、バルブが通路を閉じる方向へ回転した時に、ストッパ部の一端側が当接してバルブの全閉位置を規制する閉弁側ストッパ受け部と、バルブが通路を開く方向へ回転した時に、ストッパ部の他端側が当接してバルブの全開位置を規制する開弁側ストッパ受け部とが設けられていることを特徴とする。
上記の構成によれば、本発明のストッパ手段によってバルブの全閉位置と全開位置の両方を規制できるので、バルブの全閉位置および全開位置での位置精度が向上してバルブ角度のばらつきを小さくできる。また、バルブを全閉位置と全開位置との間で制御する場合、つまり、バルブを中間開度に制御する際に、ストッパ手段によって規制される全閉位置と全開位置のどちらか一方を基準にバルブ角度を制御できるので、中間開度におけるバルブの位置精度も向上する。これにより、バルブが中間開度に制御されている時に、通路を流れる流体の流量ばらつきを抑制できる。
【００１０】
（請求項４の発明）
請求項３に記載したバルブユニットにおいて、ストッパ受け部は、閉弁側ストッパ受け部と開弁側ストッパ受け部とがシャフトの軸線方向に対して異なる位置に設けられ、ストッパ部は、バルブが通路を閉じる方向へ回転した時に、閉弁側ストッパ受け部に当接してバルブの全閉位置を規制する閉弁側ストッパ部と、バルブが通路を開く方向へ回転した時に、開弁側ストッパ受け部に当接してバルブの全開位置を規制する開弁側ストッパ部とが設けられていることを特徴とする。
例えば、閉弁側ストッパ受け部と開弁側ストッパ受け部をシャフトの軸線方向に対して同一位置に設けることがスペース的に困難な場合に、閉弁側ストッパ受け部と開弁側ストッパ受け部をシャフトの軸線方向に対して異なる位置に設けることが出来る。また、ストッパ部は、閉弁側ストッパ受け部と開弁側ストッパ受け部に対応して、閉弁側ストッパ部と開弁側ストッパ部とに分けて設けることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係るバルブユニットの断面図である。
【図２】バルブの全閉位置および全開位置を規制するストッパ手段の断面図である。
【図３】（ａ）バルブの全閉位置を示すバルブユニットの断面図、（ｂ）バルブの全開位置を示すバルブユニットの断面図
【図４】実施例２に係るバルブユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
（実施例１）
実施例１では、本発明のバルブユニット１をエンジンの吸気通路に採用した一例を説明する。エンジンは、例えば、燃料に軽油を使用するディーゼルエンジン、あるいは、ガソリンを使用するガソリンエンジンであり、エンジンの気筒内に吸入空気を導入するための吸気通路を有し、例えば、スロットルバルブより下流側の吸気通路を形成するインテークマニホールドに本発明のバルブユニット１が配設されている。
インテークマニホールドは、吸入空気をエンジンの各気筒に分配するために複数本に分岐した分岐管であり、各気筒に形成される燃焼室に連通する複数の吸気通路を形成している。本実施例では、インテークマニホールドを分岐管２（図１、図３参照）と呼ぶ。
【００１４】
バルブユニット１は、燃焼室内での混合気の燃焼を促進させるために、タンブル流と呼ばれる縦方向の吸気渦流を燃焼室内に発生させる吸気渦流発生装置として用いられ、図３に示す様に、分岐管２に形成される吸気通路に配設されている。
このバルブユニット１は、図１に示す様に、筒状のバルブハウジング３と、このバルブハウジング３を図示左右方向に貫通して配設されるシャフト４と、バルブハウジング３の内部に配置されてシャフト４に支持されるバルブ５と、このバルブ５の全閉位置および全開位置を規制するストッパ手段（後述する）等より構成される。
【００１５】
バルブハウジング３は、分岐管２の内周に挿入されて吸気通路の一部を形成している。以下、バルブハウジング３によって形成される吸気通路の一部をバルブ通路６（図３参照）と呼ぶ。実施例１では、バルブハウジング３の内周形状、つまり、バルブ通路６の断面形状が円形ではなく、図１に示す様に、略矩形状に形成されているが、断面円形であっても良い。
バルブハウジング３を収容する分岐管２の内周は、図３に示す様に、バルブハウジング３の肉厚分だけ内径が大きく形成されている。つまり、分岐管２の内周にバルブハウジング３が挿入された状態で、バルブハウジング３の内周面と、バルブハウジング３より上流側（図示左側）の分岐管２の内周面との間に段差が生じることはなく、面一に形成されている。
【００１６】
シャフト４は、図１に示す様に、一端側（図示左側）の外周に筒状のジョイント７が嵌合して固定され、このジョイント７の外周に配置される軸受８を介して、分岐管２を形成するケーシング９の軸受け部９ａに回転自在に支持されている。シャフト４の他端側は、断面円形の棒状に形成され、軸受を介することなく、ケーシング９に形成される軸受け部（図示せず）によって直接、回転自在に支持されている。但し、一端側と同様に、軸受を介して支持する構造を採用することもできる。また、軸受８と分岐管２との間には、ジョイント７の外周を気密にシールするガスシール１０が配設されている。
上記シャフト４は、動力伝達手段を介して電動モータ（図示せず）の出力軸に連結され、電動モータに発生する回転力が動力伝達手段を介して伝達される。
動力伝達手段は、例えば、複数の歯車を噛み合わせて構成される歯車減速装置であり、モータの回転トルクを増幅してシャフト４に伝達する。
【００１７】
バルブ５は、図３に示す様に、板状の弁体５ａと、この弁体５ａと一体に設けられる筒状軸部５ｂとを有し、バルブ通路６の開度が最小となる全閉位置（同図ａに示す位置）と、バルブ通路６の開度が最大となる全開位置（同図ｂに示す位置）との間でシャフト４と一体に回動可能に設けられている。
弁体５ａは、図１に示す様に、バルブハウジング３に形成されるバルブ通路６の内周形状に対応した略矩形状を有している。また、弁体５ａの短手方向（図示上下方向）の上端部には、燃焼室内にタンブル流を生じさせるために、弁体５ａの一部を長手方向（図示左右方向）に広く切り欠いた開口部５ａ１が形成されている。
【００１８】
筒状軸部５ｂは、弁体５ａの短手方向の図示下側、つまり、開口部５ａ１が形成される上端部と反対側である下端部に偏った位置に設けられている。筒状軸部５ｂの両端は、図１に示す様に、弁体５ａの長手方向の両端より突き出て設けられ、それぞれ、分岐管２の内側に形成される筒状受け部２ａの内周に支持されている。
また、筒状軸部５ｂの内周には、シャフト４を挿通するための角孔５ｂ１が形成されている。角孔５ｂ１は、例えば、図３に示す様に、断面四角形に形成され、筒状軸部５ｂを長手方向に貫通している。一方、角孔５ｂ１に挿通されるシャフト４は、角孔５ｂ１の断面形状と同一の断面形状（断面四角形）に形成され、角孔５ｂ１の内周に圧入嵌合によって挿通される。よって、バルブ５は、シャフト４に対しガタツキを生じることなく、回転不能に支持されている。
【００１９】
続いて、本発明に係るストッパ手段について説明する。
ストッパ手段は、シャフト４を回転中心としてバルブ５と一体に回転するストッパ部１１と、このストッパ部１１の回転方向に対向して配置される一対のストッパ受け部１２とで構成される。
ストッパ部１１は、図１に示す様に、分岐管２の筒状受け部２ａより分岐管２の外側へ突き出る一方の筒状軸部５ｂと一体に設けられている。つまり、ストッパ部１１は、バルブ５と同一材料によって一体に形成（例えば樹脂成形）されている。このストッパ部１１は、バルブ通路６の開度が最小となるバルブ５の全閉位置において、ストッパ受け部１２に当接する閉弁側ストッパ部１１ａと、バルブ通路６の開度が最大となるバルブ５の全開位置において、ストッパ受け部１２に当接する開弁側ストッパ部１１ｂとを有し、図２に示すストッパ部１１の図示左端面が閉弁側ストッパ部１１ａ、図示右端面が開弁側ストッパ部１１ｂを形成している。
【００２０】
ストッパ受け部１２は、例えば、ケーシング９と一体に設けられ、バルブ５がバルブ通路６を閉じる方向（図２に示す矢印Ａ方向）へ回転した時に、閉弁側ストッパ部１１ａが当接する閉弁側ストッパ受け部１２ａと、バルブ５がバルブ通路６を開く方向（図２に示す矢印Ｂ方向）へ回転した時に、開弁側ストッパ部１１ｂが当接する開弁側ストッパ受け部１２ｂとを有している。
上記のストッパ部１１は、バルブ５がバルブ通路６を閉じる方向へ回転した時に、閉弁側ストッパ部１１ａが閉弁側ストッパ受け部１２ａに当接することでバルブ５の全閉位置が規制され、バルブ５がバルブ通路６を開く方向へ回転した時に、開弁側ストッパ部１１ｂが開弁側ストッパ受け部１２ｂに当接することでバルブ５の全開位置が規制される。
【００２１】
（実施例１の作用および効果）
実施例１に示すストッパ手段は、バルブ５とストッパ部１１とが別部品ではなく、ストッパ部１１がバルブ５と同一材料によって一体に形成されている。例えば、バルブ５とストッパ部１１が一体に樹脂成形されているため、バルブ５とストッパ部１１との間に他の部品が介在することはない。これにより、ストッパ手段によってバルブ５の全閉位置および全開位置を規制する際に、他の部品の寸法公差および組み付けばらつきの影響を受けることはないので、バルブ５の全閉位置および全開位置での位置精度が向上してバルブ角度のばらつきを小さくできる。
また、バルブ５を全閉位置と全開位置との間で制御する場合、つまり、バルブ５を中間開度に制御する際に、ストッパ手段によって規制される全閉位置と全開位置のどちらか一方を基準にバルブ角度を制御できるので、中間開度におけるバルブ５の位置精度も向上する。これにより、エンジンに吸入される吸入空気の流量ばらつきを抑制できる。
【００２２】
（実施例２）
この実施例２に示すバルブユニット１は、図４に示す様に、シャフト４とバルブ５とを連結するバルブジョイント１３を有し、このバルブジョイント１３にストッパ部１１を設けた一例である。
バルブジョイント１３は、シャフト４の外周に相対回転不能に嵌合して、シャフト４と一体に回転する。
バルブ５は、バルブジョイント１３に支持され、シャフト４の回転によりバルブジョイント１３と一体に回転してバルブ通路６（図３参照）を開閉する。
また、バルブ５とバルブジョイント１３は、どちらか一方の部品が他方の部品と一体にインサート成形された樹脂成形品である。例えば、バルブジョイント１３を樹脂成形する場合は、インサート品であるバルブ５を金型内に挿入した後、溶融樹脂を注入して固化させることにより、バルブ５とバルブジョイント１３が一体化される。あるいは、バルブジョイント１３をインサート品としてバルブ５を樹脂成形することもできる。
【００２３】
上記のバルブ５とバルブジョイント１３は、あらかじめ所定の形状に成形された部品同士を組み合わせて構成されるものではなく、バルブ５とバルブジョイント１３のどちらか一方の部品が他方の部品と一体にインサート成形された樹脂成形品であり、バルブ５とバルブジョイント１３が一体化されている。さらに、ストッパ部１１がバルブジョイント１３と同一材料によって一体に形成されているので、バルブ５とストッパ部１１との位置ずれを防止できる。これにより、ストッパ手段によってバルブ５の全閉位置および全開位置を規制する際に、バルブ５とバルブジョイント１３の寸法公差および組み付けばらつきの影響を排除できるので、バルブ５の全閉位置および全開位置での位置精度が向上してバルブ角度のばらつきを小さくできる。
【００２４】
また、バルブ５を全閉位置と全開位置との間で制御する場合、つまり、バルブ５を中間開度に制御する際に、ストッパ手段によって規制される全閉位置と全開位置のどちらか一方を基準にバルブ角度を制御できるので、中間開度におけるバルブ５の位置精度も向上する。これにより、エンジンに吸入される吸入空気の流量ばらつきを抑制できる。
なお、バルブ５とバルブジョイント１３は、樹脂成形される一方の部品と、インサート品である他方の部品とで、互いに異なる材料を使用することもできるが、インサート品である他方の部品に樹脂材料を使用することもできる。例えば、バルブ５をインサート品としてバルブジョイント１３を樹脂成形する際に、バルブ５の材料を樹脂以外、例えば金属材料を使用することもできるが、バルブジョイント１３と同じく、樹脂材料を使用することもできる。
【００２５】
（変形例）
実施例１に記載したストッパ受け部１２は、閉弁側ストッパ受け部１２ａと開弁側ストッパ受け部１２ｂとがシャフト４の軸線方向に対して同じ位置に設けられている、つまり、両ストッパ受け部１２ａ、１２ｂが軸方向にずれていないが、例えば、両ストッパ受け部１２ａ、１２ｂをシャフト４の軸線方向に対して同一位置に設けることがスペース的に困難な場合は、閉弁側ストッパ受け部１２ａと開弁側ストッパ受け部１２ｂをシャフト４の軸線方向に対して異なる位置に設けることもできる。この場合、当然ながら、ストッパ部１１は、閉弁側ストッパ受け部１２ａに対応する閉弁側ストッパ部１１ａと、開弁側ストッパ受け部１２ｂに対応する開弁側ストッパ部１１ｂとが分離して設けられる。
【００２６】
（産業上の利用分野）
実施例１では、バルブユニット１を吸気渦流発生装置に用いた一例を説明したが、本発明に係るストッパ手段は、例えば、排気の一部を吸気に還流させるＥＧＲ装置に使用されるＥＧＲ制御弁、あるいは、エンジンに吸入される吸入空気量を制御するスロットルバルブの全閉位置および全開位置を規制するために使用することも可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１    バルブユニット
３    バルブハウジング
４    シャフト
５    バルブ
６    バルブ通路（流体が流れる通路）
１１    ストッパ部（ストッパ手段）
１１ａ  閉弁側ストッパ部
１１ｂ  開弁側ストッパ部
１２    ストッパ受け部（ストッパ手段）
１２ａ  閉弁側ストッパ受け部
１２ｂ  開弁側ストッパ受け部
１３    バルブジョイント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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