JP5249261B2 - スロットル弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の内燃機関に搭載され、吸気通路の開度を操作するスロットル弁装置に関する。

従来より、スロットル弁とスロットル弁を収容する筒部を有するスロットルボディとを備えるスロットル弁装置において、筒部の軸方向一端側にインテークマニホールドなどの他部材を締結するための手段として、スロットルボディに接続部を設けて接続部と他部材とをボルトで締結するものがある。

例えば、図７に示すように、特許文献１のスロットル弁装置１００では、樹脂製のスロットルボディ１０１において、筒部１０２のスロットル弁１０３が支持されている軸方向位置を含む部分の外周に接続部１０４が形成され、接続部１０４に金属製のカラー１０６が保持されている。そして、他部材１０８の他端側に筒部１０２を配置し、カラー１０６にボルト１０７を挿入してボルト１０７を他部材１０８に螺合し、カラー１０６でボルト１０７による軸力を受けることで、スロットル弁装置１００を他部材１０８に締結している。

しかし、特許文献１のスロットル弁装置１００では、接続部１０４から軸方向一端側にカラー１０６が突出しているため、他部材１０８に組み付けようとする際に、カラー１０６が他部材１０８等に衝突して、変形などのダメージを受ける可能性がある。ダメージを受けると、接続部１０４のカラー１０６を保持する保持力が低下し、カラー１０６でボルト１０７による軸力を受けることが困難になったり、カラー１０６の変形により筒部１０２が変形してしまう等の不具合が生じる虞がある。

一方、カラー１０６にダメージが生じたとしても、そのことが外観から識別できるのであれば、組み付け前に適切な対応をとることができる。しかし、カラー１０６は金属製であるため、ダメージの有無を外観から判別することは困難である。

特開２００７−２８５２２８号公報

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、スロットル弁装置において、他部材への組み付け時のスロットル弁装置と他部材との衝突の有無及びスロットル弁装置へのダメージを外観で判別できるようにすることにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のスロットル弁装置は、軸方向一端側に他部材が締結される筒部を有する樹脂製のスロットルボディと、筒部内に支持されるスロットル弁とを備える。また、筒部の軸方向一端よりも軸方向他端側において、筒部の外周面に、径方向外方に向けて突出する接続部が設けられ、接続部には、軸方向一端側に突出するように金属製のカラーが保持されている。これにより、カラーにボルトを挿入し、ボルトを他部材に締結することで、カラーの軸方向一端が他部材に当接し、カラーがボルトによる軸力を受けて他部材に締結される。

そして、スロットルボディは、接続部より軸方向一端側に突出したカラーの部分の外周を所定の隙間を介して囲うカラーよりも剛性の低いリング状部材を有する。

これによれば、スロットル弁装置を他部材に組み付ける際に、スロットルボディのカラー付近が他部材等にぶつかった場合には、リング状部材が変形もしくは破損する。これにより、リング状部材の変形や破損等を視認することで、カラーが衝突によりダメージを受けたことを外観によって判別することができる。この結果、リング状部材の変形や破損がある場合には、スロットル弁装置が他部材等に衝突したと判別し、スロットルボディの変形やカラーの変形などに対する措置を取ることができる。

また、リング状部材とカラーとの間に隙間があることにより、リング状部材が変形及び破損しやすくなり、カラーが衝突によりダメージを受けたことを外観によって判別しやすくなる。

なお、特許文献１には、カラーの一端部が筒部に設けられた位置決めフランジ部の位置決め穴に嵌入されたものが記載されているが、カラーと位置決め穴との間に隙間がないため、位置決めフランジ部は衝突等による変形がしにくく、位置決めフランジ部により外観からダメージを検出することが困難である。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のスロットル弁装置によれば、リング状部材は、スロットルボディと一体的に設けられ、少なくとも、カラーの一端部を囲うように設けられている。
カラーの一端部は、スロットル弁装置を他部材に組み付ける際に、最も他部材との衝突が生じやすい箇所である。このため、最も衝突が生じやすいカラーの一端部の周囲にリング状部材を設けることで、衝突等によるダメージを確実に外観によって検出することができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のスロットル弁装置によれば、リング状部材の一端面は、他部材へのシール面となる筒部の一端面よりも他端側にある。
これによれば、シール面の平面度が悪い等の原因で、スロットル弁装置が他部材に傾いて組み付けられてしまう場合でも、リング状部材の一端面とシール面との間には段差が存在するため、リング状部材が他部材に干渉しにくくなる。

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のスロットル弁装置によれば、リング状部材は、切り欠きを有し、断続的にカラーの外周を囲う。
これによれば、リング状部材に用いる材料を低減することができ、コストを削減することができる。また、切り欠きを設けることにより、片持ち梁と同様の原理で、リング状部材に他部材等が衝突した場合の破損や変形が起こりやすくなり、カラーが衝突によりダメージを受けたことを外観によって検出しやすくなる。

〔請求項５の手段〕
請求項５に記載のスロットル弁装置によれば、リング状部材は、他の部分よりも剛性が低い低剛性部を有する。
これによれば、他部材等の衝突によるリング状部材の破損が生じやすくなり、カラーが衝突によりダメージを受けたことを外観によって検出しやすくなる。

〔請求項６の手段〕
請求項６に記載のスロットル弁装置によれば、リング状部材は、カラーの軸方向の複数箇所の外周を囲う。
これによれば、カラーが衝突によりダメージを受けたことを外観によって検出できる範囲が軸方向に拡大される。

〔請求項７の手段〕
請求項７に記載のスロットル弁装置によれば、リング状部材は、接続部の一端側に連結してカラーを覆うスカート状に形成されている。
これによれば、カラーが衝突によりダメージを受けたことを外観によって検出できる範囲が軸方向に拡大される。

スロットル弁装置の斜視図である（実施例１）。 スロットル弁装置の平面図である（実施例１）。 （ａ）はインテークマニホールドに組み付けた状態における図２のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）はリング状部材の説明図である（実施例１）。 （ａ）はインテークマニホールドに組み付けた状態のスロットル弁装置の部分断面図であり（実施例２）、（ｂ）は実施例１のスロットル弁装置をインテークマニホールドに組み付けた状態の部分断面図であり、（ｃ）は実施例２のスロットル弁装置をインテークマニホールドに組み付けた状態の部分断面図である。 （ａ）はリング状部材の説明図であり（実施例３）、（ｂ）はリング状部材の説明図である（実施例４）。 （ａ）はインテークマニホールドに組み付けた状態のスロットル弁装置の断面図であり（実施例５）、（ｂ）はインテークマニホールドに組み付けた状態のスロットル弁装置の断面図である（実施例６）。 （ａ）はスロットル弁装置の斜視図であり、（ｂ）は他部材に組み付けた状態のスロットル弁装置の断面図である（従来例）。

本発明を実施するための形態１のスロットル弁装置は、軸方向一端側に他部材が締結される筒部を有する樹脂製のスロットルボディと、筒部内に支持されるスロットル弁とを備える。また、筒部の軸方向一端よりも軸方向他端側において、筒部の外周面に、径方向外方に向けて突出する接続部が設けられ、接続部には、軸方向一端側に突出するように金属製のカラーが保持されている。これにより、カラーにボルトを挿入し、ボルトを他部材に締結することで、カラーの軸方向一端が他部材に当接し、カラーがボルトによる軸力を受けて他部材に締結される。

そして、スロットルボディは、接続部より軸方向一端側にカラーの突出した部分の外周を所定の隙間を介して囲うカラーよりも剛性の低いリング状部材を有する。
リング状部材は、スロットルボディと一体的に設けられ、少なくとも、カラーの一端部を囲うように設けられている。

本発明を実施するための形態２のスロットル弁装置は、リング状部材の一端面が、筒部の他部材へのシール面となる筒部の一端面よりも他端側にある。
本発明を実施するための形態３のスロットル弁装置は、リング状部材が、切り欠きを有し、断続的にカラーの外周を囲う。
本発明を実施するための形態４のスロットル弁装置は、リング状部材が、他の部分よりも剛性の低い低剛性部を有する。

本発明を実施するための形態５のスロットル弁装置は、リング状部材が、カラーの軸方向の複数箇所の外周を囲う。
本発明を実施するための形態６のスロットル弁装置は、リング状部材が、接続部の一端側に連結してカラーを覆うスカート状に形成されている。

〔実施例１の構成〕
実施例１のスロットル弁装置１の構成を、図１〜図３を用いて説明する。
スロットル弁装置１は、例えば自動車等の車両に搭載されて、運転者のアクセル操作量に基づいて、内燃機関の各気筒の燃焼室内へ供給する吸入空気量を変更するものである。

スロットル弁装置１は、運転者のアクセル操作量に応じて駆動されるバタフライ弁方式のスロットル弁２（図２、図３参照）と、内燃機関への吸気流路を形成するとともに、スロットル弁２を収容するスロットルボディ３とを備える。

スロットルボディ３は、樹脂で形成され、内部が吸気流路となる筒部５、スロットル弁２を駆動するためのモータ等を収容する駆動室６を有している。
そして、筒部５の軸方向一端側には他部材（例えば、インテークマニホールド７）がガスケット８を介して接続される（図３参照）。

筒部５の外周面には、軸方向一端よりも他端側において、径方向外方に突出するフランジ１０が形成されており、フランジ１０には筒部５の周方向に９０度間隔となるように４つの接続部１１が設けられている（図１、図２参照）。
接続部１１は、フランジ１０の他の部分よりも筒部５の径方向外方に突出して設けられており、接続部１１には軸方向に貫通する貫通穴１２が形成されている。

貫通穴１２には、金属製のカラー１４が熱圧入され、接続部１１の軸方向一端側に突出するようにカラー１４が固定されている。
そして、インテークマニホールド７の他端側に筒部５を配置し、カラー１４にボルト１５を挿入し、ボルト１５をインテークマニホールド７に固定されたナット１７に螺合することで、筒部５とインテークマニホールド７とが締結される。このとき、カラー１４は、インテークマニホールド７に当接し、ボルト１５による軸力を受ける。

スロットル弁２は、スロットルシャフト１８と、スロットルシャフト１８に固定された弁体１９とからなり、スロットルシャフト１８がモータによって回転駆動されることにより、弁体１９が筒部５内で回動し、筒部５内の吸気流路の開度を変更する。

なお、本実施例では、筒部５とインテークマニホールド７との締結により筒部５が変形し、弁体１９が筒部５の内周面に接触することを避けるため、接続部１１を有するフランジ１０を、筒部５において弁体１９が支持されている軸方向位置付近に設けている。これによれば、接続部１１が形成された部分の筒部５の壁は締結時に径方向外方への力を受けるため、筒部５の内周面と弁体１９との接触を回避することができる。

〔実施例１の特徴〕
実施例１のスロットル弁装置１は、接続部１１から軸方向一端側に突出したカラー１４の部分（以下、カラー露出部２０と呼ぶ）の外周を所定の隙間２１を介して囲うリング状部材２３を有する。

すなわち、筒部５の一端部の外周面に、径方向外方に突出してリング状部材２３が設けられている。なお、リング状部材２３の一端面２４は、インテークマニホールド７へのシール面となる筒部５の一端面２５と面一となっている。
そして、リング状部材２３は、カラー露出部２０の外径よりも大きい貫通穴２７を有しており、貫通穴２７にカラー１４が挿入されることにより、リング状部材２３はカラー１４の一端部２８の外周を隙間２１を介して囲うことになる。

また、リング状部材２３は、筒部５と一体的に設けられた樹脂製であり、カラー１４よりも剛性が低い。
なお、リング状部材２３は、各カラー１４の一端部２８を囲うように設けられ、リング状部材２３同士が筒部５の外側で周方向に接続してフランジ３０をなしている（図１参照）。

〔実施例１の効果〕
本実施例のスロットル弁装置１は、カラー露出部２０の外周を所定の隙間２１を介して囲うカラー１４よりも剛性の低いリング状部材２３を有する。
これによれば、スロットル弁装置１をインテークマニホールド７に組み付ける際に、カラー露出部２０付近がインテークマニホールド７等にぶつかった場合には、樹脂製のリング状部材２３が変形もしくは破損する。

これにより、リング状部材２３の変形や破損等を視認することで、カラー１４が衝突によりダメージを受けたことを外観によって判別することができる。この結果、リング状部材２３の変形や破損がある場合には、スロットル弁装置１がインテークマニホールド７等に衝突したと判別し、スロットルボディ３の変形やカラー１４の変形などに対する措置を取ることができる。

また、リング状部材２３とカラー１４との間に隙間２１があることにより、リング状部材２３が変形及び破損しやすくなり、カラー１４が衝突によりダメージを受けたことを外観によって判別しやすくなる。

また、リング状部材２３は、スロットルボディ３の筒部５と一体的に設けられ、少なくとも、カラー１４の一端部２８を囲うように設けられている。
カラー１４の一端部２８は、スロットル弁装置１をインテークマニホールド７に組み付ける際に、最も衝突が生じやすい箇所である。このため、最も衝突が生じやすい箇所にリング状部材２３を設けることで、衝突等によるダメージを確実に外観によって検出することができる。

〔実施例２の構成〕
実施例２のスロットル弁装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図４を用いて説明する。
実施例２のスロットル弁装置１は、リング状部材２３の一端面２４が、インテークマニホールド７へのシール面となる筒部５の一端面２５よりも他端側にある。すなわち、リング状部材２３の一端面２４と筒部５の一端面２５との間には軸方向に段差が生じている（図４（ａ）参照）。

実施例１の様に、リング状部材２３の一端面２４と筒部５の一端面２５とが面一であると、シール面の平面度が悪い等の原因で筒部５がインテークマニホールド７に傾いて組み付けられてしまった場合に、インテークマニホールド７や筒部５の形状によっては、リング状部材２３がインテークマニホールド７に干渉してしまう可能性がある（図４（ｂ）参照）。

一方、実施例２の様に、リング状部材２３の一端面２４と筒部５の一端面２５との間に軸方向の段差が存在しているならば、筒部５がインテークマニホールド７に傾いて組み付けられてしまった場合でも、リング状部材２３がインテークマニホールド７に干渉しにくくなる（図４（ｃ）参照）。

〔実施例３の構成〕
実施例３のスロットル弁装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図５（ａ）を用いて説明する。
スロットル弁装置１は、リング状部材２３が、切り欠き３２を有し、断続的にカラー１４の外周を囲う。

これによれば、リング状部材２３に用いる材料（本実施例では樹脂）を低減することができ、コストを削減することができる。
また、切り欠き３２を設けることにより、筒部５の外周面から突出する２本の突片３３でカラー１４を断続的に囲う態様となる。
このため、片持ち梁と同様の原理で、リング状部材２３にインテークマニホールド７等が衝突した場合の破損や変形が起こりやすくなり、カラー１４が衝突によりダメージを受けたことを外観によって検出しやすくなる。

〔実施例４の構成〕
実施例４のスロットル弁装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図５（ｂ）を用いて説明する。
実施例４のスロットル弁装置１は、リング状部材２３が、他の部分よりも剛性の低い低剛性部３５を有する。例えば、リング状部材２３の一部に、径方向への切り込みを入れ、低剛性部３５として薄肉部３６を形成する。
これによれば、インテークマニホールド７等の衝突によるリング状部材２３の破損が生じやすくなり、カラー１４が衝突によりダメージを受けたことを外観によって検出しやすくなる。

〔実施例５の構成〕
実施例５のスロットル弁装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図６（ａ）を用いて説明する。
実施例５のスロットル弁装置１は、リング状部材２３が、カラー１４の軸方向の複数箇所の外周を囲う。例えば、図６（ａ）に示すように、軸方向上下に２つのリング状部材２３を設ける。
これによれば、カラー１４が衝突によりダメージを受けたことを外観によって検出できる範囲が軸方向に拡大される。

〔実施例６の構成〕
実施例６のスロットル弁装置１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、図６（ｂ）を用いて説明する。
実施例６のスロットル弁装置１は、リング状部材２３が、接続部１１の一端側に連結してカラー１４を覆うスカート状に形成されている。

すなわち、接続部１１の一端側からリング状部材２３がスカート状に延設され、リング状部材２３がカラー露出部２０全体を覆っている。
これによれば、カラー１４が衝突によりダメージを受けたことを外観によって検出できる範囲がカラー露出部２０の軸方向全体に拡大される。

〔変形例〕
スロットル弁装置１の態様は、実施例に限定されず、様々な変形例を考えることができる。例えば、全てのカラー１４のカラー露出部２０の外周にリング状部材２３を設けるのではなく、インテークマニホールド７等との衝突が生じやすい位置にあるカラー露出部２０の外周のみにリング状部材２３を設けてもよい。例えば、駆動室６に近接するカラー１４は、駆動室６の存在により直接インテークマニホールド７等が衝突しにくい。この場合、駆動室６に近接するカラー１４以外のカラー１４についてのみリング状部材２３を設けてもよい。

また、実施例１では、リング状部材２３同士が筒部５の外側で周方向に接続して筒部５の外周を囲うフランジ３０をなしていたが、リング状部材２３同士を筒部５の外側で接続しなくてもよい。

また、実施例４では、リング状部材２３に径方向の切り込みを入れることで低剛性部３５を形成していたが、この態様に限らず、例えば、リング状部材２３の一部の壁厚（軸方向厚さ）を小さくすることで低剛性部３５を形成してもよい。

１ スロットル弁装置
２ スロットル弁
３ スロットルボディ
５ 筒部
７ インテークマニホールド（他部材）
１１ 接続部
１４ カラー
１５ ボルト
２０ カラー露出部（接続部より軸方向一端側に突出したカラーの部分）
２１ 隙間
２３ リング状部材
２４ リング状部材の一端面
２５ 筒部の一端面
２８ カラーの一端部
３２ 切り欠き
３５ 低剛性部

Claims (7)

1. 軸方向一端側に他部材が締結される筒部を有する樹脂製のスロットルボディと、
   前記筒部内に支持されるスロットル弁とを備え、
   前記筒部の軸方向一端よりも軸方向他端側において、前記筒部の外周面に、径方向外方に向けて突出する接続部が設けられ、
   前記接続部には、軸方向一端側に突出するように金属製のカラーが保持され、
   前記カラーにボルトを挿入し、前記ボルトを前記他部材に締結することで、前記カラーの軸方向一端が前記他部材に当接し、前記カラーが前記ボルトによる軸力を受けて前記他部材に締結されるスロットル弁装置であって、
   前記スロットルボディは、前記接続部より軸方向一端側に突出した前記カラーの部分の外周を所定の隙間を介して囲う前記カラーよりも剛性の低いリング状部材を有すること特徴とするスロットル弁装置。
2. 請求項１に記載のスロットル弁装置において、
   前記リング状部材は、前記スロットルボディと一体的に設けられ、少なくとも、前記カラーの一端部を囲うように設けられていることを特徴とするスロットル弁装置。
3. 請求項１または２に記載のスロットル弁装置において、
   前記リング状部材の一端面は、他部材へのシール面となる前記筒部の一端面よりも他端側にあることを特徴とするスロットル弁装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のスロットル弁装置において、
   前記リング状部材は、切り欠きを有し、断続的に前記カラーの外周を囲うことを特徴とするスロットル弁装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のスロットル弁装置において、
   前記リング状部材は、他の部分よりも剛性が低い低剛性部を有することを特徴とするスロットル弁装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のスロットル弁装置において、
   前記リング状部材は、前記カラーの軸方向の複数箇所の外周を囲うことを特徴とするスロットル弁装置。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載のスロットル弁装置において、
   前記リング状部材は、前記接続部の一端側に連結して前記カラーを覆うスカート状に形成されていることを特徴とするスロットル弁装置。

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