(57)【要約】  本発明の対象は、ハウジング１内に延びる流れ通路２と、流れ横断面に影響を与えるフラップ８と、フラップ８を駆動する駆動装置とを備え、フラップ８がシャフト３に取り付けられており、シャフト３がハウジング１に回転可能に支持されており、流れ通路２に配置された弁座と、フラップ８の、周方向に延びる縁部１０に配置されたシール１１とをさらに備え、シール１１がフラップ８の閉鎖位置で弁座と接触しており、シャフト３がフラップ８を所定の角度で貫通している、自動車に設けられる燃料電池アセンブリ用の弁装置である。ねじ１３はつば１６を有し、シャフト３は、段部１５を備えたねじ孔１４を有し、ねじ１３のつば１６は、シャフト３の段部１５と接触して、ねじ１３の締付け時に力伝達がつば１６から段部１５を介して行われるようになっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に設けられる燃料電池アセンブリ用の弁装置であって、ハウジング内に延びる流れ通路と、流れ横断面に影響を与えるフラップと、該フラップを駆動する駆動装置とを備え、前記フラップが、シャフトに取り付けられており、該シャフトが、前記ハウジングに回転可能に支持されており、前記流れ通路に配置された弁座と、前記フラップの、周方向に延びる縁部に配置されたシールとをさらに備え、該シールが、前記フラップの閉鎖位置で前記弁座と接触しており、前記シャフトが、前記フラップを所定の角度で貫通している、弁装置において、前記ねじ（１３）が、つば（１６）を有し、前記シャフト（３）が、段部（１５）を備えたねじ孔（１４）を有し、前記ねじ（１３）の前記つば（１６）が、前記シャフト（３）の前記段部（１５）と接触して、前記ねじ（１３）の締付け時に力伝達が前記つば（１６）から前記段部（１５）を介して行われるようになっていることを特徴とする、弁装置。
【請求項２】
前記段部（１５）までの深さｘが、シャフト半径ｒよりも小さく形成されている、請求項１記載の弁装置。
【請求項３】
前記段部（１５）の深さｘが、シャフト半径ｒの０.２〜０.５倍である、請求項２記載の弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の対象は、ハウジング内に延びる流れ通路と、流れ横断面に影響を与えるフラップと、フラップを駆動する駆動装置とを備え、フラップがシャフトに取り付けられており、シャフトがハウジングに回転可能に支持されており、流れ通路に配置された弁座と、フラップの、周方向に延びる縁部に配置されたシールとをさらに備え、シールが、フラップの閉鎖位置で弁座と接触しており、シャフトがフラップを所定の角度で貫通している、自動車に設けられる燃料電池アセンブリ用の弁装置である。
【背景技術】
【０００２】
このような弁装置は、久しく以前より知られており、したがって公知先行技術である。流れる媒体、たとえば空気に基づき、このようなアクチュエータは、流れ通路の閉鎖時に高いシール性を可能にしなければならない。さらに、このようなアクチュエータは、流れ通路の流れ横断面の良好な制御可能性、ひいては流れる媒体の質量流量の良好な制御可能性を保証することが望まれる。特にシール性の点では、スロットルバルブアクチュエータとして知られているような慣用の弁装置は不都合となる。なぜならば、シール性に対する要求が、燃料電池用途では、構成に応じて、１０〜２０倍高くなるからである。その結果、このような要求を満たす弁装置は手間をかけて構成されており、ひいては比較的コストがかかる。
【０００３】
流れ通路の閉鎖時における十分なシール性のためには、寿命にわたってフラップがシャフトにしっかりと固定されていることが、根本的な前提条件となる。このために、プラスチックから成るフラップを金属シャフトとねじ締結することが知られている。締付け時にねじ頭がフラップに圧着されるので、その結果、フラップのプラスチックが、押圧力に基づき時間経過とともに流れ、これによりねじ結合が緩んでしまい、最悪の場合にはねじ結合が解離してしまうおそれがある。このことを阻止するために、フラップに設けられたねじ用の孔内に金属ブシュが組み付けられる。これにより、ねじの力は金属ブシュにより吸収されるので、フラップのプラスチックにより吸収されなくなる。この場合に不都合となるのは、金属ブシュの手間のかかる組付けと、これに伴う付加的なコストである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた弁装置を改良して、単純な構造を有すると同時に、弁装置の寿命にわたり信頼性の良いねじ結合を保証するような弁装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明によれば、ねじがつばを有し、フラップシャフトが、段部を備えたねじ孔を有し、ねじのつばが、シャフトの段部と接触して、ねじの締付け時に力伝達がつばから段部を介して行われるようになっていることにより解決される。
【０００６】
力伝達が、この場合には主としてねじから直接にシャフトへ行われることにより、プラスチックフラップに対するねじ頭の押圧力が著しく減じられる。フラップへのこのような著しく低減された力導入に基づき、フラップ材料の流れが信頼性高く阻止され、ひいてはねじ結合の解離が信頼性高く阻止される。ねじ頭はプラスチックフラップをなお小さな力でしかシャフトに押圧せず、このことは、シャフトにフラップを信頼性高く固定するためには十分となる。利点としては、本発明における結合のためには、付加的な部品が必要とされず、これにより廉価な装置が得られることが挙げられる。シャフトにおいては、段部を形成するための１つの別の加工ステップが必要となるに過ぎず、ねじは、１つの付加的なつばを有していれば済む。
【０００７】
つばと段部を製作するためにかかる手間をさらに最小限に抑えるためには、段部までの深さを、シャフト半径よりも小さくなるように設定することが好適であることが判った。
【０００８】
段部の深さが、シャフト半径の０.２〜０.５倍であると、シャフトの弱化は最小限にまで減じられる。
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による弁装置を示す概略図である。
【図２】ねじ締結部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示す自動車用の弁装置は、ハウジング１を有する。このハウジング１内には、流体を流通させるための流れ通路２が配置されている。本実施形態の場合には、この弁装置によって空気流が制御される。流れ通路２内には、シャフト３が配置されており、このシャフト３は両側でハウジング１に支持されている。第１の軸受４はハウジング１の、変速機５が配置されている側に設けられている。変速機５は、出力側ではシャフト３に結合されており、入力側では電動モータ（図示しない）に結合されている。この電動モータは、ハウジング１に設けられた別個のチャンバ６内に収納されている。シャフト３のための第２の軸受７は、流れ通路２の、変速機５とは反対の側に設けられている。シャフト３には、フラップ８が配置されている。フラップ８は孔９を有し、シャフト３はこの孔９を貫いて延びている。シャフト３における取付けのために、フラップ８はねじ１３によってシャフト３とねじ締結されている。フラップ８はさらに、周方向に延びる縁部１０を有し、この縁部１０にはシール１１が配置されている。図示の状態では、フラップ８が閉鎖位置に位置しているので、シール１１は、流れ通路２の、弁座１２として働く領域と協働して、流れ通路２を完全に閉じている。
【００１２】
図２には、シャフト３がフラップ８の一部と共に図示されている。シャフト３は、ねじ１３のための孔１４を有し、この孔１４は段部１５を有する。ねじ１３は、つば１６を有し、このつば１６は、組み付けられた状態において段部１５に接触する。これにより、ねじ頭１７は、フラップ８が信頼性高く保持されるが、しかし高過ぎる面圧に基づいたプラスチックの流れは回避される程度の僅かな力でしかフラップ８を押圧しない。段部１５は、シャフト３の外周面から深さｘを有しており、この深さｘは、シャフト半径ｒの約０.３倍である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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