(57)【要約】【課題】-40℃〜150℃の広い温度範囲において、気密性を安定して得ることができ、使用中に剥離したり脱落したりしないシール部材を有するスロットルバルブ装置を提供する。【解決手段】樹脂製のスロットルボディ１に、シール部材４、７をインサートモールドにより固定する。シール部材４、７は、一対の半割リング状の要素からなり、断面がＶ字状をなしてスロットルボディ１の内部に突出する凸条部６、９と、前記Ｖ字状の突起中心を通る中心線に対して左右に張り出してスロットルボディ１にインサートされるアンカー部２３、２４とを有する。このアンカー部２３、２４により、剥離や脱落を防止できる。さらに、シール部材４、７に耐熱温度が150℃以上のゴム材料を用いて成形することにより、低温から150℃の広い温度範囲で気密性を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に吸入される空気量を制御するためのスロットルバルブと、内部に吸気通路を有し且つ前記スロットルバルブの回転軸を回転可能に支持するスロットルボディとを有するスロットルバルブ装置において、
前記スロットルボディは合成樹脂により形成され、このスロットルボディにおけるスロットルバルブ全閉位置を規定する位置に、スロットルバルブ・スロットルボディ間の気密性を保つためのシールゴム部材がスロットルボディのモールドによりインサート成形され、
前記シールゴム部材は、そのインサート部が抜け止めのアンカー形状を有してい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、前記シールゴム部材は、耐熱温度が150℃以上のゴム材料を用いて成形した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に記載のスロットルバルブ装置において、
前記シールゴム部材は、一対の半割リング状の要素からなり、
前記半割リング状の要素は、断面がＶ字状をなして前記スロットルボディの内部に突出する凸条部と、前記Ｖ字状の突起中心を通る中心線に対して左右に張り出して前記スロットルボディにインサートされているアンカー部とを有していること、
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、内燃機関のスロットルバルブ装置に係わり、特に空気流量が最小となるスロットルバルブ全閉位置におけるシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のスロットル制御装置において、スロットルバルブやスロットルボディの寸法精度を高めなくても、空気流量が最小となるスロットルバルブ位置（スロットルバルブが全閉となる位置）における気密性を得るために、スロットルバルブとスロットルボディの間にゴムや熱可塑性樹脂などの軟質材を挟む方法が採られてきた。この例として、従来技術を以下に４件紹介する。
【０００３】
従来技術１として、特許文献１に記載のスロットルボディの概略を図６に示す。この例では、スロットルボディの内周（吸気通路壁面）におけるスロットバルブ全閉位置に凸条部１０を形成する。また、この凸条部１０に対向するスロットバルブ１１の位置、すなわち、バルブ全閉位置でスロットルボディの凸条部１０に接する位置に、ゴムシール部材１２を固着する。これにより、スロットルボディの形状にばらつきがあったとしても、空気流量が最小となるスロットルバルブ全閉位置での気密を保っている。
【０００４】
従来技術２として、特許文献２に記載のスロットルボディの概略を図７に示す。この例では、スロットルボディ１４の内周におけるスロットルバルブ１３の全閉位置（空気流量が最小となる位置）にシール材を塗布して、バルブ全閉位置でスロットルバルブ１３とスロットルボディ１４の隙間形状に適合した凸条のシール部１５を形成する。この方法により、スロットルバルブ１３とスロットルボディ１４が寸法のばらつきの大きいものであっても、両者の隙間形状に合ったシール部１５によって、気密を保っている。
【０００５】
従来技術３として、特許文献３に記載のスロットルボディの概略を図８に示す。この例では、スロットルバルブ１６の周縁に、スロットルボディ１７より軟らかく塑性変形可能なシール部１８を設けている。シール部１８を設ける方法として、スロットルバルブ１６を空気流量が最小となるバルブ全閉位置に置いて加熱し、シール材をスロットルボディ１７の内周と密着する形状に倣わせる。この方法により、スロットルバルブ１６とスロットルボディ１７が寸法のばらつきの大きいものであっても、両者の隙間形状に合ったシール部を形成し、気密を保っている。
【０００６】
従来技術４として、特許文献４に記載の技術をスロットルボディに応用した概略を図９に示す。この例では、空気流量が最小となるバルブ全閉位置において、スロットルバルブ１９が接触するようにスロットルボディ２０の内周に隔壁２１を設ける。この隔壁２１は、ゴムなどのシール性のある材料で作り、スロットルボディ２０の内周に埋め込み固定される。このようにして、バルブ全閉位置の気密性の向上を図っている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２７９６９６号公報
【特許文献２】特開平１０−１８４３９８号公報
【特許文献３】特開平１１−１０１１３７号公報
【特許文献４】特開平１０−２２０２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、自動車のエンジンルーム温度は高まる傾向にあり、スロットル制御装置も低温側は-40℃、高温側は140℃以上の温度範囲で問題なく使えることが要求されている。現在市販されているゴム材料ならびにゴム系のシール材料のなかで、このような環境温度において使用できるものは、シリコーン系材料とフッ素系材料に限られる。ところが、シリコーン系およびフッ素系のシール材料は他材料との接着強さが低い、あるいはシリコーン系およびフッ素系のシール材料を他材料に強く接着させる接着剤がないというのが実情である。
【０００９】
このため、図６、７に示す従来技術１、従来技術２では、耐熱性の高いゴム系のシール部材が使用中に剥離する、あるいは脱落するという懸念がある。
【００１０】
また、図８に示す従来技術３では、スロットルバルブ１６の周囲に塑性変形可能な材料を固定する構造が必要になるので、スロットルバルブ１６の周囲厚さが増すことになる。このようにバルブの周囲厚さが増加すると、バルブを開いたときに空気流の圧力損失が増す懸念がある。
【００１１】
図９に示す従来技術４では、スロットルボディ２０に埋め込んだシールゴムの隔壁２１が、使用中に脱落する懸念がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従来のスロットル装置におけるバルブ全閉位置でのシール部材の接着強さ不足や固定の懸念点を回避し、また、シール部材の配置により生じる、バルブを開いた状態での空気抵抗の増大が伴わないシール法を検討したところ、次のような結果に至った。
【００１３】
スロットルボディは樹脂製とし、このスロットルボディにシール部材をインサートモールドにより固定する。シール部材は、スロットルボディにインサートされる部分を、剥離や脱落防止のためにアンカー形状とする。より具体的には、シール部材は、一対の半割リング状の要素からなる。この半割リング状の要素は、断面がＶ字状をなしてスロットルボディ内部に突出する凸条部と、前記Ｖ字状の突起中心を通る中心線に対して左右に張り出してスロットルボディにインサートされるアンカー部とを有する。
このような構造によれば、スロットルボディからシール部材が脱落する懸念は除かれ、また、シール部の形状の自由度も増すため、バルブを開いた状態における空気の流れに対する圧力損失も低減できる。
【００１４】
さらに、シール部材に耐熱温度が150℃以上のゴム材料を用いて成形することにより、低温から150℃の広い温度範囲で気密性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、空気流量が最小となるスロットルバルブ全閉位置において、スロットルボディとスロットルバルブの間の気密性を確保できる。シール部材がスロットルボディから剥離したり脱落したりする懸念も無くなる。また、耐熱温度が150℃以上のゴム材料を用いてシール部材を成形することにより、低温から150℃の広い温度範囲で気密性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図を用いて本発明の一実施例を説明する。図１は、本発明における、内燃機関のスロットルバルブ装置の一実施例を示す部分断面図である。スロットルボディ１は、吸気通路２２の一部を構成し、スロットルボディ１の内部には、スロットルバルブ２が設けられている。スロットルバルブ２は、回転軸３を有する。回転軸３は、スロットルボディ１の直径方向に組み込まれている。スロットルバルブ２は、回転軸３と共に回動し、スロットルバルブ２の外縁とスロットルボディ１の内周面との間にできる吸気通路有効面積を変化させて、吸気流量を制御する。スロットルバルブ２は、シール材などを固定する必要がないので、厚さや形状の自由度が大きく、例えば、バルブを開いた状態での空気の流れに対する圧力損失を低減できる形状を採用することができる。
【００１７】
また、スロットルボディ１には、一対の半割リング状のシールゴム４およびシールゴム７が設けられている。シールゴム４、７は、スロットルボディ１の内周面から吸気通路２２に向かって突出している凸条部６、９、および剥離や脱落を防止するアンカー部２３、２４を有する。シールゴム４、７の間には、スロットルバルブ２の回転軸３を通すスペースＳが確保される。回転軸３の両端は、スロットルボディ１に設けた軸受け（図示せず）によって支持されている。
【００１８】
本実施例では、スロットルバルブ２および回転軸３は、充填材入りのポリフェニレンサルファイド樹脂を用い、一体物として成形する。樹脂製とすることで、スロットルバルブ２を、中央部が厚く周辺部に向かって薄くなっていく、断面が流線形のような形状に成形することが容易である。この形状にすると、バルブが開いたときに抵抗が小さくなり、空気の流れの乱れを減らすことができ、圧力損失も低減できる。なお、スロットルバルブ２と回転軸３は、一体物でなくてもよく、同じ材料でなくてもよい。また、材料も樹脂だけに限られるものではない。スロットルバルブ２の形状も、本実施例の形状に限られるものではなく、空気の流れに対する圧力損失を低減できる形状であればよい。
【００１９】
シールゴム４およびシールゴム７は、180℃の耐熱性があるシリコーンゴムを用いて、図２と図３に示すような、一対の半割リング状に成形する。この半割リング状のシールゴム４、７は、断面がＶ字状をなしてスロットルボディ１の内部に突出する凸条部６、９と、前記Ｖ字状の突起中心を通る中心線に対して左右に張り出してスロットルボディ１にインサートされるアンカー部２３、２４とを有している。凸条部６、９の一面には、図５に示したように、空気流量が最小時（スロットルバルブ２が全閉時）にスロットルバルブ２が当接する。また、シールゴム４、７は、凸条部６、９とアンカー部２３、２４に挟まれた凹条部５、８を有する。後述するように、シールゴム４、７は、本スロットルバルブ装置の製造時にアンカー部２３、２４および凹条部５、８がスロットルボディ１に埋没され、スロットルボディ１の樹脂が凹条部５、８に入り込む。このようにして、スロットルボディ１とシールゴム４、７は一体化する。このようにすると、シールゴム４、７は、スロットルボディ１との固着性が高まると共に、取り付け位置精度が高まる。そのうえ、アンカー部２３、２４により、シールゴム４、７が剥離したり脱落したり、バルブの開閉動作により位置がずれたり変形したりして、スロットルボディ１の気密性の低下を引き起こすことがない。
【００２０】
シールゴム４、シールゴム７の断面形状を、図４（ａ）、（ｂ）に示す。凸条部６、９は、スロットルボディ１の内周面から吸気通路２２に向かってＶ字形をなして突出しているが、この突出部の角度θは、好ましくは５度〜４５度である。角度θがこの範囲内であれば、スロットルバルブ２が全閉時の気密性を確保すると共に、スロットルバルブ２を開いたときの空気抵抗を少なくすることができ、空気の流れに対する圧力損失を低減できる。また、バルブ開度と空気流量の線形性を保つこともできるので、空気流の制御の点からも好ましい角度範囲である。
【００２１】
本発明のスロットルバルブ装置は、以下のようにして製造する。予め、回転軸３を有するスロットルバルブ２および一対の半割リング状のシールゴム４、７を、上述したように成形しておく。次に、スロットルバルブ２および一対の半割リング状のシールゴム４、７を金型に配置する。そして、充填材入りのポリフェニレンサルファイド樹脂を金型に流し込み、アンカー部２３、２４および凹条部５、８をモールド樹脂中にインサートして、スロットルボディ１を成形する。以上により、抜け止めのアンカー部２３、２４を有する半割リング状のシールゴム４、７が、スロットルボディ１のモールドによりインサート成形されていることを特徴とするスロットルバルブ装置を得ることができる。
【００２２】
本発明のように、スロットルボディ１の内面に、180℃の耐熱性があるシールゴム４、７を用いることにより、スロットルバルブ装置が置かれる-40℃〜150℃の広い環境温度の範囲において、空気流量が最小となるスロットルバルブ２の全閉位置における気密性を安定して得ることができる。
【００２３】
さらに、上述したように安定した気密性が得られることで、スロットルバルブ２が全閉時の最小空気流量のばらつきをなくすこともできる。例えば、スロットルボディ１にスロットルバルブ２をバイパスする通路を設けて、スロットルバルブ２が全閉時のアイドル吸気量制御を、前記バイパスを介して行う場合に、本発明のスロットルバルブ装置を用いると、最小空気流量のばらつきをなくすことが可能となり、アイドル制御の精度を高めることができる。
【００２４】
また、シールゴム４、７は、抜け止めのアンカー部２３、２４を有し、樹脂製のスロットルボディ１にインサート成形されているため、スロットルバルブ２の開閉動作を繰り返し行っても、使用中に剥離したり脱落したりすることはない。また、スロットルバルブ２は、周囲厚さを増やす必要がないので、スロットルバルブ２を開いた状態において、空気抵抗が少ない形状を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例によるスロットルバルブ装置において、スロットルバルブを開いた状態の部分断面図。
【図２】本発明の実施例に用いたシールゴム４の鳥瞰図。
【図３】本発明の実施例に用いたシールゴム７の鳥瞰図。
【図４】シールゴム４、シールゴム７の断面図。
【図５】本発明の実施例によるスロットルバルブ装置において、スロットルバルブを空気流量が最小となる全閉位置にした状態の部分断面図。
【図６】従来技術１のスロットル制御装置の部分断面図。
【図７】従来技術２のスロットル制御装置の部分断面図。
【図８】従来技術３のスロットル制御装置の部分断面図。
【図９】従来技術４のスロットル制御装置の部分断面図。
【符号の説明】
【００２６】
１…スロットルボディ、２…スロットルバルブ、３…回転軸、４…シールゴム、５…シールゴム４の凹条部、６…シールゴム４の凸条部、７…シールゴム、８…シールゴム７の凹条部、９…シールゴム７の凸条部、１０…スロットルボディの凸条部、１１…スロットルバルブ、１２…ゴムシール部材、１３…スロットルバルブ、１４…スロットルボディ、１５…シール部、１６…スロットルバルブ、１７…スロットルボディ、１８…シール部、１９…スロットルバルブ、２０…スロットルボディ、２１…隔壁、２２…吸気通路、２３…シールゴム４のアンカー部、２４…シールゴム７のアンカー部、Ｓ…回転軸３を通すスペース。
【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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【図６】
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【図７】
2009052443.tif 000009
【図８】
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【図９】
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