吸気バルブ装置
【課題】減速装置の樹脂製歯車体とシャフトとの間に相対摩擦運動が生じないようにし、小型軽量で、過酷な使用環境下においても長期にわたり高性能が得られる吸気バルブ装置を提供することにある。
【解決手段】エンジンへ供給される吸気が流れる吸気通路４に配設されたバルブ７に、モータ８の駆動力を減速して伝える減速装置９は、中間歯車１２を構成する歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとの二者間に、軸受保持部材１３を介して転がり軸受である玉軸受１４を配設することにより、歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとの間に複雑な相対摩擦運動が発生しないので、過酷な使用環境下においても、歯車体１２Ａの早期摩耗を招くことがなく、長期にわたり良好な減速性能を確保することができる。
【解決手段】エンジンへ供給される吸気が流れる吸気通路４に配設されたバルブ７に、モータ８の駆動力を減速して伝える減速装置９は、中間歯車１２を構成する歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとの二者間に、軸受保持部材１３を介して転がり軸受である玉軸受１４を配設することにより、歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとの間に複雑な相対摩擦運動が発生しないので、過酷な使用環境下においても、歯車体１２Ａの早期摩耗を招くことがなく、長期にわたり良好な減速性能を確保することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のごとき車両に搭載され、エンジンに吸入される空気（吸気）量を調節するために用いられる吸気バルブ装置、とりわけエンジンへの吸気量をモータによりアクセル操作量に応じて可変制御するのに好適な電動式スロットルバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
(従来の技術）
従来から、この種の電動式スロットルバルブ装置としては、種々の構成や方式のものが実用に供されてきたが、モータにより減速装置を介して弁軸を回動し、この弁軸と一体に回動する弁体によってスロットルボディの吸気通路の開度を調節することにより、エンジンの吸気量をアクセル操作量に応じて可変制御するものが一般的である。
【０００３】
その代表的な電動式スロットルバルブ装置について、図７を参照して概説する。
図７は、特許文献１で知られている電動式スロットルバルブ装置を示すものである。
この電動式スロットルバルブ装置は、エンジンへの吸気通路（図示しない）を形成するスロットルボディ１００を有しており、このスロットルボディ１００は、カバー１１０と共にハウジングＨを構成するものであり、このハウジングＨには、上記の吸気通路に配設され、吸気通路の開度を調節するバルブ１２０と、このバルブ１２０を駆動するためのモータ１３０と、このモータ１３０の駆動力を減速してバルブ１２０に伝える減速装置１４０とを具備している。
バルブ１２０は、弁体（図示しない）とこの弁体を回動する弁軸１２１とからなり、減速装置１４０は、モータ１３０の出力軸１３１に設けられた駆動歯車１４１、バルブ１２０の弁軸１２１に設けられた従動歯車１４２、およびこれらの両歯車１４１、１４２を連結する中間歯車１４３からなる減速歯車機構で構成されている。
そして、減速装置１４０の中間歯車１４３は、駆動歯車１４１に噛合する大径の第１歯車１４３ａ、従動歯車１４２に噛合する小径の第２歯車１４３ｂ、およびこれらの両歯車１４３ａ、１４３ｂを同軸上で回転可能に支持するシャフト１４３ｃから構成されており、シャフト１４３ｃがスロットルボディ１００（もしくはカバー１１０）に圧入等の手段で固定されている。
【０００４】
（従来技術の問題点）
このような電動式スロットルバルブ装置は、各構成部品に小型軽量化が要求され、減速歯車機構で構成される減速装置１４０、とりわけ中間歯車１４３の第１、第２歯車１４３ａ、１４３ｂが樹脂により一体形成され、１個の歯車体１４３Ａをなしている。さらに、駆動時に発生するギヤ騒音を抑制するために、歯車体１４３Ａの樹脂材としてはＰＡ４６（ポリアミド４６）で代表される比較的硬度の小さい材料が使用される傾向にある。
一方、車両の広範な活用、エンジンの高性能化等により、当該電動式スロットルバルブ装置の使用環境はますます厳しくなってきている。
このため、減速装置１４０の歯車体１４３Ａが早期に摩耗し、駆動歯車１４１および従動歯車１４２との噛合い不良を招き、所期の減速機能を得ることができなくなるという問題があった。
【０００５】
なお、上述の問題点では、吸気バルブ装置の代表例である電動式スロットルバルブ装置の事例について詳述したが、最近のエンジンには、吸気マニホールドから各気筒の吸気ポートへの吸気流を、より好適な混合気や流れに変更するためのタンブルバルブ装置やスワールバルブ装置が設置されるものがあり、これらの吸気バルブ装置にも、樹脂製歯車の減速装置が採用される傾向にあるが、樹脂製歯車の摩耗問題については全く同様の課題を抱えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２１４１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、かかる問題を究明すべく、種々の実験・研究を重ねたところ、装置全体に加わる強烈な振動やバルブの急激な開閉等に起因して、特に減速装置における歯車体（第１、第２歯車）とこの歯車体を回転可能に支持するシャフトとの間で複雑な相対摩擦運動が惹起され、歯車体側に滑り摩耗や叩かれ摩耗が発生する結果、歯車体と駆動歯車および従動歯車との噛合い不良を招いていることが判明した。
【０００８】
本発明は、上記の究明結果に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、減速装置を構成する歯車体（第１、第２歯車）とシャフトとの間に相対摩擦運動が生じないようにし、小型軽量で、過酷な使用環境下においても長期にわたり高性能が得られる吸気バルブ装置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の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、エンジンへ供給される吸気が流れる吸気通路に配設されたバルブに、モータの駆動力を減速して伝える減速装置には、中間歯車を構成する第１、第２歯車とシャフトとの二者間、もしくはシャフトとハウジングとの二者間に、当該二者間を相対的に回転自在に結合する転がり軸受を配設していることを特徴としている。
【００１０】
これにより、第１、第２歯車は、転がり軸受による回転作用を受けて、シャフトとの間に複雑な相対摩擦運動を一切生じることなく、シャフト上で円滑に回転するため、過酷な使用環境下においても、第１、第２歯車の早期摩耗を招くことがなく、長期にわたり良好な減速性能を得ることができる。
【００１１】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、減速装置の第１歯車と第２歯車とが樹脂により一体成形された歯車体を構成していることを特徴としている。
このような構成にすることにより、樹脂成形という簡単な製造工程で歯車体が得られ、しかも歯車体自体の小型軽量化を図ることができる。また、歯車体の樹脂材として、ＰＡ４６（ポリアミド４６）で代表される比較的硬度の小さい材料を積極的に採用し、ギヤ騒音の抑制を図ることもできる。
【００１２】
〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、請求項２の手段による構成に加え、減速装置は、歯車体がハウジングに固定されたシャフトに遊嵌されると共に、歯車体の一端面側に軸方向に突出する環状部を有する軸受保持部材が設けられており、この軸受保持部材の環状部の内周面とシャフトの外周面との間に転がり軸受が配設されることを特徴としている。
このような構成にすることにより、歯車体とハウジングとの間に形成される軸方向の僅かなスペースを有効活用して転がり軸受を配設することができ、装置全体の小型軽量化に貢献することができる。
【００１３】
〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、軸受保持部材は、底面部と環状部をなす筒部とを有する断面コの字状のカップ型を呈していて、歯車体にインサート成形により固定されており、底面部は、歯車体に埋設され、筒部は、歯車体の一端面より軸方向に突出して、転がり軸受の外周面を保持することを特徴としている。
このような構成にすることにより、軸受保持部材自体に充分な強度が得られると共に、この軸受保持部材を歯車体にしっかりと取付けることができるため、軸受保持部材にて転がり軸受を強固に保持することができる。
【００１４】
〔請求項５の手段〕
請求項５の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、軸受保持部材の底面部は、軸受保持部材が歯車体にインサート成形される際に樹脂の流動を助長する孔部を有していることを特徴としている。
かかる構成によれば、孔部により軸受保持部材自体の軽量化を図れると共に、軸受保持部材と樹脂との係合力を高め、軸受保持部材の歯車体に対する取付強度を一層向上することができる。
【００１５】
〔請求項６の手段〕
請求項６の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、請求項２の手段による構成に加え、減速装置の歯車体にシャフトがインサート成形により固定されており、転がり軸受は、シャフトとハウジングとの間に配設されていることを特徴としている。
かかる構成によれば、シャフトを圧入手段により固定する場合には歯車体に無理な圧入荷重が加わり樹脂製歯車体の破損を招くことがあるのに対し、請求項６の手段を用いることによりそのような懸念を一切生じることなく、シャフトを歯車体に固定することができ、しかも、かかる固定のために特別な工数を要しなく、製造コストを安価にすることができる。
【００１６】
〔請求項７の手段〕
請求項７の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、転がり軸受として、外輪および内輪を有する玉軸受を用いることを特徴としている。
かかる構成にすることにより、玉軸受は軸方向長が短いため、歯車体とハウジングとの間に形成される軸方向の僅かなスペースを、より一層有効活用して転がり軸受を配設することができ、装置全体の小型軽量化に一層貢献することができる。
【００１７】
〔請求項８の手段〕
請求項８の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、減速装置の歯車体は、大径の第１歯車と小径の第２歯車とが樹脂により一体成形され、シャフトは、ハウジングに固定されており、転がり軸受は、コロ軸受であって、小径の第２歯車とシャフトとの間に配設されることを特徴としている。
かかる構成に従えば、コロ軸受は径方向長が短いため、小径の第２歯車の軸方向長を最大限に有効活用してその内周面側に転がり軸受を配設することができ、転がり軸受の設置スペースを特に要しなく、装置全体の小型軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の吸気バルブ装置の実施例１として電動式スロットルバルブ装置を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１における減速装置の主要部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１における減速装置の他の実施形態を拡大して示す主要部の断面図である。
【図４】図３中の軸受保持部材の単体構造を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う縦断面図である。
【図５】本発明の実施例２として示す電動式スロットルバルブ装置における減速装置の主要部の拡大縦断面図である。
【図６】本発明の実施例３として示す電動式スロットルバルブ装置における減速装置の主要部の拡大縦断面図である。
【図７】従来技術に係る吸気バルブ装置（電動式スロットルバルブ装置）の中枢部の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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】
【００２０】
［実施例１］
本実施例は、電動式スロットルバルブ装置への適用例を示すものであって、図１および図２に基づいて説明する。なお、以下の説明では、本装置の基本的な構成を図１により概説した後、特徴的な構成を主として図２により詳述する。
【００２１】
〔実施例１の基本的な構成〕
スロットルボディ１はアルミダイキャスト等の手段を用いて成形された金属製のもので、樹脂モールド等の手段を用いて成形された樹脂製のカバー２と共にハウジング３を構成するものである。
スロットルボディ１には、中央部分に、エンジン（図示しない）へ供給される吸気を流す吸気通路４が形成されており、外面側に、有底筒状を呈するモータ収容ケース５と、カバー２が組み付けられることによって形成される減速装置収納室６とが直交するように配置されている。そして、スロットルボディ１は、複数の取付孔１ａを用いて取付ボルト等の固定手段によりエンジンの吸気管（図示しない）に取付けられ、吸気通路４と吸気管との連通が図られる。
【００２２】
吸気通路４には、この吸気通路４の開度を調節するためのバルブ７が配設されており、モータ収容ケース５には、バルブ７を駆動するための電動機で構成されるモータ８が収容されている。モータ８は、エンジン制御用のコントロールユニット（図示しない）からの指令により駆動されるものであり、出力軸８ａが減速装置収納室６内へ突出している。
減速装置収納室６には、モータ８の駆動力を減速してバルブ７に伝える減速装置９が収納されている。なお、この減速装置収納室６は、後述するごとく、スロットルボディ１にカバー２が取付けられることにより密閉空間として形成されるものである。
【００２３】
バルブ７は、スロットルボディ１に軸受１ｂ等を介して回動可能に設けられる弁軸７ａと、吸気通路４内に位置して弁軸７ａに固定された弁体７ｂとからなり、この弁体７ｂが、吸気通路４の内径に対応した円形状の弁板をなしていて、弁軸７ａと一体に回動することにより吸気通路４の開度を調節し、エンジンの吸気量を可変に制御するものである。なお、弁軸７ａは一端側（図示右端側）が減速装置収納室６内に突出している。
【００２４】
減速装置９は、電動モータ８の出力軸８ａとバルブ７の弁軸７ａとの間に配設されるもので、電動モータ８の出力軸８ａに固着された小径の駆動歯車１０と、バルブ７の弁軸７ａの一端側に固着された略扇形状の従動歯車１１と、これらの両歯車１０、１１間を連結する中間歯車１２とからなる減速歯車機構として構成されている。この減速装置９は、電動モータ８の回転を歯車１０、１１、１２間で減速し、バルブ７の弁軸７ａに対して大きな回転駆動力を伝達するものである。
【００２５】
減速装置９において、中間歯車１２は、駆動歯車１０に噛合する大径ギヤ部１２ａ（第１歯車）と、従動歯車１１に噛合する小径ギヤ部１２ｂ（第２歯車）と、これらの両ギヤ部１２ａ、１２ｂを同軸上で回転可能に支持するシャフト１２ｃとから構成されている。両ギヤ部１２ａ、１２ｂは、ＰＡ４６（ポリアミド４６）で代表される比較的硬度の小さい樹脂材料にて一体形成されて歯車体１２Ａを構成している。また、シャフト１２ｃは、例えば金属ロッド等により形成されており、他端側がスロットルボディ１に設けられた軸孔部１ｃに圧入等の手段で固定されている。
【００２６】
〔実施例１の特徴的な構成〕
上記歯車体１２Ａには、カバー２側の端面、つまり大径ギヤ部１２ａ側の端面に軸受保持部材１３の一端側が埋設されている。この軸受保持部材１３は、単なる円筒管で、例えばステンレス等の金属管もしくはスーパーエンプラと総称される機械的強度の大きい樹脂等よりなる樹脂管にて作製されており、歯車体１２Ａから露出した部分が環状部１３Ａをなしている。
そして、軸受保持部材１３の環状部１３Ａとシャフト１２ｃの反固定側端との間に、転がり軸受をなす潤滑剤封入型の玉軸受１４が配設されている。この玉軸受１４は、外輪１４ａ、内輪１４ｂおよびその間で転動するボール１４ｃを有する汎用のもので、外輪１４ａが軸受保持部材１３の環状部１３Ａの内周面に、内輪１４ｂがシャフト１２ｃの外周面に、それぞれ圧入等の手段にて固定されている。
かくして、歯車体１２Ａ自体はシャフト１２ｃに対して遊嵌状態にあるものの、歯車体１２Ａは、軸受保持部材１３および玉軸受１４を介して、シャフト１２ｃに対し、相対的に回転自在に支持される。よって、歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとの間には隙間があるものの、歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとの間に相対摩擦運動が一切生じることがない。 なお、軸受保持部材１３の反固定側端がカバー２の中央筒部２ａ内に嵌入されているが、この両者の間は遊嵌状態になっており、カバー２が歯車体１２Ａの回転の障害になることもない。
【００２７】
また、歯車体１２Ａの大径ギヤ部１２ａは、外周に形成される歯部１５の軸方向幅よりも基部１６の軸方向幅の方を狭く形成し、カバー２側に凹部１７が設けられている。この凹部１７を有効活用して、歯車体１２Ａと軸受保持部材１３および玉軸受１４とを軸方向に並置している。
【００２８】
なお、樹脂製のカバー２は、全体として断面コの字状の容器型を呈しており、スロットルボディ１に複数のクリップ１８を用いて着脱可能に取付けられるものであって、スロットルボディ１との間に形成される減速装置収納室６は、カバー２とスロットルボディ１との衝合面に配設されたシール部材１９によってシールされている。これにより、減速装置収納室６内に埃、水分等が侵入するのを防止している。
【００２９】
本実施例による電動式スロットルバルブ装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動並びに奏する効果について説明する。
【００３０】
まず、車両の運転者がアクセルペダルを踏込み操作したときには、図示しないエンジン制御用のコントロールユニットによって運転者のアクセル操作量が検出され、このコントロールユニットからの指令信号に応じてモータ８が駆動され、その出力軸８ａの回転は減速装置９を介して減速されつつバルブ７の弁軸７ａに大きな回転力となって伝わる。これにより、バルブ７の弁体７ｂは弁軸７ａを介してアクセル操作量に対応した角度分だけ回動し、エンジンの吸気量が弁体７ｂによって可変制御される。
【００３１】
このようなエンジン運転時において、車両に搭載されているこの種の装置（電動式スロットルバルブ装置）は、車両の走行状態やエンジンの運転状態によって種々な振動を受け、特に減速装置９の中間歯車１２は、バルブ７に対する急開閉指令に伴ってモータ８の急激な加減速回転を受けることになる。
【００３２】
このような過酷な使用環境下においても、本実施例の形態によれば、中間歯車１２は、歯車体１２Ａが玉軸受１４を介してシャフト１２ｃに回転自在に支持されており、また玉軸受１４が回転のみを円滑に伝達する機能を有しているため、歯車体１２Ａは、シャフト１２ｃに対して、当該シャフト１２ｃと直接接することなく、つまり相対摩擦運動を一切起こすことなく、良好に回転する。
かくして、モータ８の回転は、減速装置９の駆動歯車１０、中間歯車１２、従動歯車１１にて確実に減速され、バルブ７の弁軸７ａに伝達される。
したがって、歯車体１２Ａの材質として、特に、ギヤ騒音低減のためにＰＡ４６（ポリアミド４６）で代表される比較的硬度の小さい樹脂材料を用いても、歯車体１２Ａの摩耗問題を心配する必要がない。
【００３３】
また、玉軸受１４は、歯車体１２Ａと軸方向に並置されているものの、玉軸受１４自体軸方向長が短く、しかも大径ギヤ部１２ａの凹部１７を活用して配置されているため、歯車体１２Ａとカバー２との間に形成される軸方向の僅かなスペースを最大限に活用して玉軸受１４（勿論軸受保持部材１３も）を効果的に配置することができる。
【００３４】
上記実施例１においては、単なる円筒管で構成される軸受保持部材１３を用いたが、図３および図４に示すごときカップ型の軸受保持部材１３を用いると、玉軸受１４の取付強度を一層高めることができる。
【００３５】
図３および図４において、軸受保持部材１３は、上記の実施形態同様、例えばステンレス等の金属もしくはスーパーエンプラと総称される機械的強度の大きい樹脂等で作製されるもので、底面部１３ａと筒部１３ｂとを有する断面コの字状のカップ型を呈しており、中間歯車１２の歯車体１２Ａにインサート成形により固定されている。底面部１３ａには、シャフト１２ｃを嵌挿する取付穴１３ｃと、インサート成形される際に樹脂の流動を助長する孔部１３ｄが設けられている。この孔部１３ｄは、一対の扇形状孔として構成されており、取付穴１３ｃに連なっている。
そして、軸受保持部材１３は、底面部１３ａが歯車体１２Ａ（大径ギヤ部１２ａの基部１６）に埋設されると共に、筒部１３ｂが歯車体１２Ａの一端面より軸方向に突出して環状部１３Ａを形成しており、この環状部１３Ａをなす筒部１３ｂに玉軸受１４の外輪１４ａが圧入されている。
【００３６】
このように構成される実施形態でも、中間歯車１２の歯車体１２Ａが玉軸受１４を介してシャフト１２ｃに回転自在に支持されており、歯車体１２Ａの摩耗問題については、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。特に、軸受保持部材１３は、それ自体剛性を有する形状のカップ型をなしており、充分な強度が得られると共に、その底面部１３ａが歯車体１２Ａに埋設されており、軸受保持部材１３をしっかりと歯車体１２Ａに取付けることができるため、玉軸受１４を軸受保持部材１３にて強固に保持することができる。
また、軸受保持部材１３は、底面部１３ａに孔部１３ｄを有しているため、この孔部１３ｄが軸受保持部材１３の重量軽減に資すると共に、インサート成形時における樹脂の流れを円滑にし成形樹脂を隅々まで行き渡らせることができるため、軸受保持部材１３と歯車体１２Ａとの樹脂による係合力を高めて、軸受保持部材１３の歯車体１２Ａに対する取付強度を、より一層向上することができる。
【００３７】
なお、実施例１においては、中間歯車１２のシャフト１２ｃをスロットルボディ１に固定したが、カバー２に固定しても良く、この場合には樹脂製カバー２にシャフト１２ｃをインサート成形することもできる。
【００３８】
［実施例２］
〔実施例２の構成〕
次に、図５に基づいて、本発明による実施例２（電動式スロットルバルブ装置への適用例）を説明する。図５は、本発明の主要部である減速装置９を示すもので、本実施例の形態では、上記実施例１の形態と同一または均等の構成要素については、図示もしくは構造説明を省略し、上記実施例１との相違点についてのみ説明するものとする。
【００３９】
実施例２の形態の特徴は、図５に示すように、減速装置９の中間歯車１２において、歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとの間に、転がり軸受をなすコロ軸受２０が直接配設される構成としたことにある。
減速装置９の中間歯車１２は、大径ギヤ部１２ａと小径ギヤ部１２ｂとが樹脂により一体成形された歯車体１２Ａと、この歯車体１２Ａを支持するシャフト１２ｃとを有しており、シャフト１２ｃの他端側がスロットルボディ１に設けられた軸孔部１ｃに圧入等により固定されている。
コロ軸受２０は、複数個の細長い円柱状（針状）のコロ２０ａとこのコロ２０ａを回転可能に保持する外環２０ｂとから構成され、外環２０ｂが歯車体１２Ａの小径ギヤ部１２ｂにインサート成形により固定されている。そして、コロ２０ａがシャフト１２ｃの外周面上を転動する。
かくして、歯車体１２Ａは、シャフト１２ｃに対し、相対摩擦運動を一切することなくコロ軸受２０により回転可能に支持される。
なお、コロ軸受２０は、前述の玉軸受１４と同様に、外環と内環とを有するタイプのものを用いることもでき、この場合には内環をシャフト１２ｃに圧入固定すれば良い。
【００４０】
このように構成される本実施例の形態でも、歯車体１２Ａが、シャフト１２ｃに対し、相対摩擦運動を一切することなくコロ軸受２０の回転運動を受けて良好に回転するため、歯車体１２Ａの摩耗問題については、上述した実施例１の形態と同様な作用効果を得ることができる。
特に、本実施例の形態によれば、コロ軸受２０は、玉軸受１４に比して、径方向長が短く軸方向長が長い特質を有しており、この特質を活かした配置になっている。つまり、歯車体１２Ａは、減速機能上大径ギヤ部１２ａと小径ギヤ部１２ｂという径差を有する歯車の組合わせにならざるを得ず、小径ギヤ部１２ｂの軸方向長を最大限に活用して、小径ギヤ部１２ｂの内周面側にコロ軸受２０を配設している。
【００４１】
なお、本実施例においては、中間歯車１２のシャフト１２ｃをスロットルボディ１に固定したが、シャフト１２ｃをカバーに固定しても良く、この場合、樹脂製カバーにシャフト１２ｃをインサート成形することができることは、上記実施例1と同様である。
【００４２】
［実施例３］
〔実施例３の構成〕
次に、図６に基づいて、本発明による実施例３（電動式スロットルバルブ装置への適用例）を説明する。図６は、上記実施例２と同様に、本発明の主要部である減速装置９を示すもので、本実施例の形態では、前述の実施例１の形態と同一または均等の構成要素については、図示もしくは説明を省略し、前述の実施例１との相違点についてのみ説明するものとする。
【００４３】
実施例３の形態の特徴は、図６に示すように、減速装置９の中間歯車１２における歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとが固定されており、シャフト１２ｃとスロットルボディ１との間に、転がり軸受をなすコロ軸受２０が配設される構成としたことにある。
減速装置９の中間歯車１２は、大径ギヤ部１２ａと小径ギヤ部１２ｂとが樹脂により一体成形された歯車体１２Ａと、この歯車体１２Ａにインサート成形により固定されたシャフト１２ｃとを有している。
このシャフト１２ｃは、スロットルボディ１の軸孔部１ｃに嵌入されており、このシャフト１２ｃと軸孔部１ｃとの間にコロ軸受２０が配設されている。
コロ軸受２０は、複数個の細長い円柱状（針状）のコロ２０ａとこのコロ２０ａを回転可能に保持する外環２０ｂとから構成され、外環２０ｂが軸孔部１ｃに圧入されており、コロ２０ａがシャフト１２ｃの外周面上を転動する。
【００４４】
なお、上記構成において、シャフト１２ｃの抜け止めのために、シャフト１２ｃには、他端部に形成された鍔部２１と、この鍔部２１に対して外環２０ｂの軸方向長を隔てて形成された溝部２２とが設けられている。まず、歯車体１２Ａにシャフト１２ｃをインサート成形しておき、このシャフト１２ｃにコロ軸受２０を嵌挿したのち、カシメ等の手段により鍔部２１を形成し、Ｃ型リング２３を溝部２２に嵌着することにより、鍔部２１とＣ型リング２３とによって外環２０ｂを挟持することができ、この状態で外環２０ｂを軸孔部１ｃに圧入すれば良い。
【００４５】
かくして、歯車体１２Ａは、シャフト１２ｃを介して、スロットルボディ１に対し、コロ軸受２０により回転自在に支持される。
【００４６】
このように構成される本実施例の形態では、歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとが完全に固定されているため、歯車体１２Ａのシャフト１２ｃに対する摩耗問題は皆無となる。また、シャフト１２ｃは、歯車体１２Ａにインサート成形により固定されているため、シャフト１２ｃを圧入手段により固定する場合に比べて、歯車体１２Ａに無理な圧入荷重が加わり樹脂製の歯車体１２Ａを破損させる危惧が一切生じることなく、シャフト１２ｃを歯車体１２Ａに固定することができる。しかも、かかる固定のために特別な工数を要しなく、製造コストを安価にすることができる。
【００４７】
なお、本実施例では、シャフト１２ｃとスロットルボディ１との間にコロ軸受２０を配設したが、シャフト１２ｃとカバー２との間にコロ軸受２０を配設することも可能である。
【００４８】
［変形例］
以上、実施例１〜実施例３について詳述し、図１〜図４に示す実施例１においては、転がり軸受として玉軸受１４を用い、図５に示す実施例２および図６に示す実施例３においては、転がり軸受としてコロ軸受２０を用いたが、これに限定されるものではなく、前者にコロ軸受を用い、後者に玉軸受を用いる等、転がり軸受の種類やその配置は本発明の精神を逸脱しない範囲で種々変更することができるものである。
【００４９】
なお、上述の実施例では、吸気バルブ装置の代表例である電動式スロットルバルブ装置への適用例について詳述したが、吸気マニホールドから各気筒の吸気ポートへの吸気流を、より好適な混合気や流れに変更するためのタンブルバルブ装置やスワールバルブ装置にも同様に適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００５０】
１ スロットルボディ（ハウジングの一部）
２ カバー（ハウジングの一部）
３ ハウジング
４ 吸気通路
７ バルブ
７ａ 弁軸
７ｂ 弁体
８ モータ
９ 減速装置
１０ 駆動歯車
１１ 従動歯車
１２ 中間歯車
１２ａ 大径ギヤ部（第１歯車）
１２ｂ 小径ギヤ部（第２歯車）
１２ｃ シャフト
１２Ａ 歯車体
１３ 軸受保持部材
１３ａ 底面部
１３ｂ 筒部
１３ｃ 取付穴
１３ｄ 孔部
１３Ａ 環状部
１４ 玉軸受（転がり軸受）
１４ａ 外輪
１４ｂ 内輪
２０ コロ軸受（転がり軸受）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のごとき車両に搭載され、エンジンに吸入される空気（吸気）量を調節するために用いられる吸気バルブ装置、とりわけエンジンへの吸気量をモータによりアクセル操作量に応じて可変制御するのに好適な電動式スロットルバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
(従来の技術）
従来から、この種の電動式スロットルバルブ装置としては、種々の構成や方式のものが実用に供されてきたが、モータにより減速装置を介して弁軸を回動し、この弁軸と一体に回動する弁体によってスロットルボディの吸気通路の開度を調節することにより、エンジンの吸気量をアクセル操作量に応じて可変制御するものが一般的である。
【０００３】
その代表的な電動式スロットルバルブ装置について、図７を参照して概説する。
図７は、特許文献１で知られている電動式スロットルバルブ装置を示すものである。
この電動式スロットルバルブ装置は、エンジンへの吸気通路（図示しない）を形成するスロットルボディ１００を有しており、このスロットルボディ１００は、カバー１１０と共にハウジングＨを構成するものであり、このハウジングＨには、上記の吸気通路に配設され、吸気通路の開度を調節するバルブ１２０と、このバルブ１２０を駆動するためのモータ１３０と、このモータ１３０の駆動力を減速してバルブ１２０に伝える減速装置１４０とを具備している。
バルブ１２０は、弁体（図示しない）とこの弁体を回動する弁軸１２１とからなり、減速装置１４０は、モータ１３０の出力軸１３１に設けられた駆動歯車１４１、バルブ１２０の弁軸１２１に設けられた従動歯車１４２、およびこれらの両歯車１４１、１４２を連結する中間歯車１４３からなる減速歯車機構で構成されている。
そして、減速装置１４０の中間歯車１４３は、駆動歯車１４１に噛合する大径の第１歯車１４３ａ、従動歯車１４２に噛合する小径の第２歯車１４３ｂ、およびこれらの両歯車１４３ａ、１４３ｂを同軸上で回転可能に支持するシャフト１４３ｃから構成されており、シャフト１４３ｃがスロットルボディ１００（もしくはカバー１１０）に圧入等の手段で固定されている。
【０００４】
（従来技術の問題点）
このような電動式スロットルバルブ装置は、各構成部品に小型軽量化が要求され、減速歯車機構で構成される減速装置１４０、とりわけ中間歯車１４３の第１、第２歯車１４３ａ、１４３ｂが樹脂により一体形成され、１個の歯車体１４３Ａをなしている。さらに、駆動時に発生するギヤ騒音を抑制するために、歯車体１４３Ａの樹脂材としてはＰＡ４６（ポリアミド４６）で代表される比較的硬度の小さい材料が使用される傾向にある。
一方、車両の広範な活用、エンジンの高性能化等により、当該電動式スロットルバルブ装置の使用環境はますます厳しくなってきている。
このため、減速装置１４０の歯車体１４３Ａが早期に摩耗し、駆動歯車１４１および従動歯車１４２との噛合い不良を招き、所期の減速機能を得ることができなくなるという問題があった。
【０００５】
なお、上述の問題点では、吸気バルブ装置の代表例である電動式スロットルバルブ装置の事例について詳述したが、最近のエンジンには、吸気マニホールドから各気筒の吸気ポートへの吸気流を、より好適な混合気や流れに変更するためのタンブルバルブ装置やスワールバルブ装置が設置されるものがあり、これらの吸気バルブ装置にも、樹脂製歯車の減速装置が採用される傾向にあるが、樹脂製歯車の摩耗問題については全く同様の課題を抱えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２１４１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、かかる問題を究明すべく、種々の実験・研究を重ねたところ、装置全体に加わる強烈な振動やバルブの急激な開閉等に起因して、特に減速装置における歯車体（第１、第２歯車）とこの歯車体を回転可能に支持するシャフトとの間で複雑な相対摩擦運動が惹起され、歯車体側に滑り摩耗や叩かれ摩耗が発生する結果、歯車体と駆動歯車および従動歯車との噛合い不良を招いていることが判明した。
【０００８】
本発明は、上記の究明結果に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、減速装置を構成する歯車体（第１、第２歯車）とシャフトとの間に相対摩擦運動が生じないようにし、小型軽量で、過酷な使用環境下においても長期にわたり高性能が得られる吸気バルブ装置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の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、エンジンへ供給される吸気が流れる吸気通路に配設されたバルブに、モータの駆動力を減速して伝える減速装置には、中間歯車を構成する第１、第２歯車とシャフトとの二者間、もしくはシャフトとハウジングとの二者間に、当該二者間を相対的に回転自在に結合する転がり軸受を配設していることを特徴としている。
【００１０】
これにより、第１、第２歯車は、転がり軸受による回転作用を受けて、シャフトとの間に複雑な相対摩擦運動を一切生じることなく、シャフト上で円滑に回転するため、過酷な使用環境下においても、第１、第２歯車の早期摩耗を招くことがなく、長期にわたり良好な減速性能を得ることができる。
【００１１】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、減速装置の第１歯車と第２歯車とが樹脂により一体成形された歯車体を構成していることを特徴としている。
このような構成にすることにより、樹脂成形という簡単な製造工程で歯車体が得られ、しかも歯車体自体の小型軽量化を図ることができる。また、歯車体の樹脂材として、ＰＡ４６（ポリアミド４６）で代表される比較的硬度の小さい材料を積極的に採用し、ギヤ騒音の抑制を図ることもできる。
【００１２】
〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、請求項２の手段による構成に加え、減速装置は、歯車体がハウジングに固定されたシャフトに遊嵌されると共に、歯車体の一端面側に軸方向に突出する環状部を有する軸受保持部材が設けられており、この軸受保持部材の環状部の内周面とシャフトの外周面との間に転がり軸受が配設されることを特徴としている。
このような構成にすることにより、歯車体とハウジングとの間に形成される軸方向の僅かなスペースを有効活用して転がり軸受を配設することができ、装置全体の小型軽量化に貢献することができる。
【００１３】
〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、軸受保持部材は、底面部と環状部をなす筒部とを有する断面コの字状のカップ型を呈していて、歯車体にインサート成形により固定されており、底面部は、歯車体に埋設され、筒部は、歯車体の一端面より軸方向に突出して、転がり軸受の外周面を保持することを特徴としている。
このような構成にすることにより、軸受保持部材自体に充分な強度が得られると共に、この軸受保持部材を歯車体にしっかりと取付けることができるため、軸受保持部材にて転がり軸受を強固に保持することができる。
【００１４】
〔請求項５の手段〕
請求項５の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、軸受保持部材の底面部は、軸受保持部材が歯車体にインサート成形される際に樹脂の流動を助長する孔部を有していることを特徴としている。
かかる構成によれば、孔部により軸受保持部材自体の軽量化を図れると共に、軸受保持部材と樹脂との係合力を高め、軸受保持部材の歯車体に対する取付強度を一層向上することができる。
【００１５】
〔請求項６の手段〕
請求項６の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、請求項２の手段による構成に加え、減速装置の歯車体にシャフトがインサート成形により固定されており、転がり軸受は、シャフトとハウジングとの間に配設されていることを特徴としている。
かかる構成によれば、シャフトを圧入手段により固定する場合には歯車体に無理な圧入荷重が加わり樹脂製歯車体の破損を招くことがあるのに対し、請求項６の手段を用いることによりそのような懸念を一切生じることなく、シャフトを歯車体に固定することができ、しかも、かかる固定のために特別な工数を要しなく、製造コストを安価にすることができる。
【００１６】
〔請求項７の手段〕
請求項７の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、転がり軸受として、外輪および内輪を有する玉軸受を用いることを特徴としている。
かかる構成にすることにより、玉軸受は軸方向長が短いため、歯車体とハウジングとの間に形成される軸方向の僅かなスペースを、より一層有効活用して転がり軸受を配設することができ、装置全体の小型軽量化に一層貢献することができる。
【００１７】
〔請求項８の手段〕
請求項８の手段を採用する吸気バルブ装置によれば、減速装置の歯車体は、大径の第１歯車と小径の第２歯車とが樹脂により一体成形され、シャフトは、ハウジングに固定されており、転がり軸受は、コロ軸受であって、小径の第２歯車とシャフトとの間に配設されることを特徴としている。
かかる構成に従えば、コロ軸受は径方向長が短いため、小径の第２歯車の軸方向長を最大限に有効活用してその内周面側に転がり軸受を配設することができ、転がり軸受の設置スペースを特に要しなく、装置全体の小型軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の吸気バルブ装置の実施例１として電動式スロットルバルブ装置を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１における減速装置の主要部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１における減速装置の他の実施形態を拡大して示す主要部の断面図である。
【図４】図３中の軸受保持部材の単体構造を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う縦断面図である。
【図５】本発明の実施例２として示す電動式スロットルバルブ装置における減速装置の主要部の拡大縦断面図である。
【図６】本発明の実施例３として示す電動式スロットルバルブ装置における減速装置の主要部の拡大縦断面図である。
【図７】従来技術に係る吸気バルブ装置（電動式スロットルバルブ装置）の中枢部の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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】
【００２０】
［実施例１］
本実施例は、電動式スロットルバルブ装置への適用例を示すものであって、図１および図２に基づいて説明する。なお、以下の説明では、本装置の基本的な構成を図１により概説した後、特徴的な構成を主として図２により詳述する。
【００２１】
〔実施例１の基本的な構成〕
スロットルボディ１はアルミダイキャスト等の手段を用いて成形された金属製のもので、樹脂モールド等の手段を用いて成形された樹脂製のカバー２と共にハウジング３を構成するものである。
スロットルボディ１には、中央部分に、エンジン（図示しない）へ供給される吸気を流す吸気通路４が形成されており、外面側に、有底筒状を呈するモータ収容ケース５と、カバー２が組み付けられることによって形成される減速装置収納室６とが直交するように配置されている。そして、スロットルボディ１は、複数の取付孔１ａを用いて取付ボルト等の固定手段によりエンジンの吸気管（図示しない）に取付けられ、吸気通路４と吸気管との連通が図られる。
【００２２】
吸気通路４には、この吸気通路４の開度を調節するためのバルブ７が配設されており、モータ収容ケース５には、バルブ７を駆動するための電動機で構成されるモータ８が収容されている。モータ８は、エンジン制御用のコントロールユニット（図示しない）からの指令により駆動されるものであり、出力軸８ａが減速装置収納室６内へ突出している。
減速装置収納室６には、モータ８の駆動力を減速してバルブ７に伝える減速装置９が収納されている。なお、この減速装置収納室６は、後述するごとく、スロットルボディ１にカバー２が取付けられることにより密閉空間として形成されるものである。
【００２３】
バルブ７は、スロットルボディ１に軸受１ｂ等を介して回動可能に設けられる弁軸７ａと、吸気通路４内に位置して弁軸７ａに固定された弁体７ｂとからなり、この弁体７ｂが、吸気通路４の内径に対応した円形状の弁板をなしていて、弁軸７ａと一体に回動することにより吸気通路４の開度を調節し、エンジンの吸気量を可変に制御するものである。なお、弁軸７ａは一端側（図示右端側）が減速装置収納室６内に突出している。
【００２４】
減速装置９は、電動モータ８の出力軸８ａとバルブ７の弁軸７ａとの間に配設されるもので、電動モータ８の出力軸８ａに固着された小径の駆動歯車１０と、バルブ７の弁軸７ａの一端側に固着された略扇形状の従動歯車１１と、これらの両歯車１０、１１間を連結する中間歯車１２とからなる減速歯車機構として構成されている。この減速装置９は、電動モータ８の回転を歯車１０、１１、１２間で減速し、バルブ７の弁軸７ａに対して大きな回転駆動力を伝達するものである。
【００２５】
減速装置９において、中間歯車１２は、駆動歯車１０に噛合する大径ギヤ部１２ａ（第１歯車）と、従動歯車１１に噛合する小径ギヤ部１２ｂ（第２歯車）と、これらの両ギヤ部１２ａ、１２ｂを同軸上で回転可能に支持するシャフト１２ｃとから構成されている。両ギヤ部１２ａ、１２ｂは、ＰＡ４６（ポリアミド４６）で代表される比較的硬度の小さい樹脂材料にて一体形成されて歯車体１２Ａを構成している。また、シャフト１２ｃは、例えば金属ロッド等により形成されており、他端側がスロットルボディ１に設けられた軸孔部１ｃに圧入等の手段で固定されている。
【００２６】
〔実施例１の特徴的な構成〕
上記歯車体１２Ａには、カバー２側の端面、つまり大径ギヤ部１２ａ側の端面に軸受保持部材１３の一端側が埋設されている。この軸受保持部材１３は、単なる円筒管で、例えばステンレス等の金属管もしくはスーパーエンプラと総称される機械的強度の大きい樹脂等よりなる樹脂管にて作製されており、歯車体１２Ａから露出した部分が環状部１３Ａをなしている。
そして、軸受保持部材１３の環状部１３Ａとシャフト１２ｃの反固定側端との間に、転がり軸受をなす潤滑剤封入型の玉軸受１４が配設されている。この玉軸受１４は、外輪１４ａ、内輪１４ｂおよびその間で転動するボール１４ｃを有する汎用のもので、外輪１４ａが軸受保持部材１３の環状部１３Ａの内周面に、内輪１４ｂがシャフト１２ｃの外周面に、それぞれ圧入等の手段にて固定されている。
かくして、歯車体１２Ａ自体はシャフト１２ｃに対して遊嵌状態にあるものの、歯車体１２Ａは、軸受保持部材１３および玉軸受１４を介して、シャフト１２ｃに対し、相対的に回転自在に支持される。よって、歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとの間には隙間があるものの、歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとの間に相対摩擦運動が一切生じることがない。 なお、軸受保持部材１３の反固定側端がカバー２の中央筒部２ａ内に嵌入されているが、この両者の間は遊嵌状態になっており、カバー２が歯車体１２Ａの回転の障害になることもない。
【００２７】
また、歯車体１２Ａの大径ギヤ部１２ａは、外周に形成される歯部１５の軸方向幅よりも基部１６の軸方向幅の方を狭く形成し、カバー２側に凹部１７が設けられている。この凹部１７を有効活用して、歯車体１２Ａと軸受保持部材１３および玉軸受１４とを軸方向に並置している。
【００２８】
なお、樹脂製のカバー２は、全体として断面コの字状の容器型を呈しており、スロットルボディ１に複数のクリップ１８を用いて着脱可能に取付けられるものであって、スロットルボディ１との間に形成される減速装置収納室６は、カバー２とスロットルボディ１との衝合面に配設されたシール部材１９によってシールされている。これにより、減速装置収納室６内に埃、水分等が侵入するのを防止している。
【００２９】
本実施例による電動式スロットルバルブ装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動並びに奏する効果について説明する。
【００３０】
まず、車両の運転者がアクセルペダルを踏込み操作したときには、図示しないエンジン制御用のコントロールユニットによって運転者のアクセル操作量が検出され、このコントロールユニットからの指令信号に応じてモータ８が駆動され、その出力軸８ａの回転は減速装置９を介して減速されつつバルブ７の弁軸７ａに大きな回転力となって伝わる。これにより、バルブ７の弁体７ｂは弁軸７ａを介してアクセル操作量に対応した角度分だけ回動し、エンジンの吸気量が弁体７ｂによって可変制御される。
【００３１】
このようなエンジン運転時において、車両に搭載されているこの種の装置（電動式スロットルバルブ装置）は、車両の走行状態やエンジンの運転状態によって種々な振動を受け、特に減速装置９の中間歯車１２は、バルブ７に対する急開閉指令に伴ってモータ８の急激な加減速回転を受けることになる。
【００３２】
このような過酷な使用環境下においても、本実施例の形態によれば、中間歯車１２は、歯車体１２Ａが玉軸受１４を介してシャフト１２ｃに回転自在に支持されており、また玉軸受１４が回転のみを円滑に伝達する機能を有しているため、歯車体１２Ａは、シャフト１２ｃに対して、当該シャフト１２ｃと直接接することなく、つまり相対摩擦運動を一切起こすことなく、良好に回転する。
かくして、モータ８の回転は、減速装置９の駆動歯車１０、中間歯車１２、従動歯車１１にて確実に減速され、バルブ７の弁軸７ａに伝達される。
したがって、歯車体１２Ａの材質として、特に、ギヤ騒音低減のためにＰＡ４６（ポリアミド４６）で代表される比較的硬度の小さい樹脂材料を用いても、歯車体１２Ａの摩耗問題を心配する必要がない。
【００３３】
また、玉軸受１４は、歯車体１２Ａと軸方向に並置されているものの、玉軸受１４自体軸方向長が短く、しかも大径ギヤ部１２ａの凹部１７を活用して配置されているため、歯車体１２Ａとカバー２との間に形成される軸方向の僅かなスペースを最大限に活用して玉軸受１４（勿論軸受保持部材１３も）を効果的に配置することができる。
【００３４】
上記実施例１においては、単なる円筒管で構成される軸受保持部材１３を用いたが、図３および図４に示すごときカップ型の軸受保持部材１３を用いると、玉軸受１４の取付強度を一層高めることができる。
【００３５】
図３および図４において、軸受保持部材１３は、上記の実施形態同様、例えばステンレス等の金属もしくはスーパーエンプラと総称される機械的強度の大きい樹脂等で作製されるもので、底面部１３ａと筒部１３ｂとを有する断面コの字状のカップ型を呈しており、中間歯車１２の歯車体１２Ａにインサート成形により固定されている。底面部１３ａには、シャフト１２ｃを嵌挿する取付穴１３ｃと、インサート成形される際に樹脂の流動を助長する孔部１３ｄが設けられている。この孔部１３ｄは、一対の扇形状孔として構成されており、取付穴１３ｃに連なっている。
そして、軸受保持部材１３は、底面部１３ａが歯車体１２Ａ（大径ギヤ部１２ａの基部１６）に埋設されると共に、筒部１３ｂが歯車体１２Ａの一端面より軸方向に突出して環状部１３Ａを形成しており、この環状部１３Ａをなす筒部１３ｂに玉軸受１４の外輪１４ａが圧入されている。
【００３６】
このように構成される実施形態でも、中間歯車１２の歯車体１２Ａが玉軸受１４を介してシャフト１２ｃに回転自在に支持されており、歯車体１２Ａの摩耗問題については、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。特に、軸受保持部材１３は、それ自体剛性を有する形状のカップ型をなしており、充分な強度が得られると共に、その底面部１３ａが歯車体１２Ａに埋設されており、軸受保持部材１３をしっかりと歯車体１２Ａに取付けることができるため、玉軸受１４を軸受保持部材１３にて強固に保持することができる。
また、軸受保持部材１３は、底面部１３ａに孔部１３ｄを有しているため、この孔部１３ｄが軸受保持部材１３の重量軽減に資すると共に、インサート成形時における樹脂の流れを円滑にし成形樹脂を隅々まで行き渡らせることができるため、軸受保持部材１３と歯車体１２Ａとの樹脂による係合力を高めて、軸受保持部材１３の歯車体１２Ａに対する取付強度を、より一層向上することができる。
【００３７】
なお、実施例１においては、中間歯車１２のシャフト１２ｃをスロットルボディ１に固定したが、カバー２に固定しても良く、この場合には樹脂製カバー２にシャフト１２ｃをインサート成形することもできる。
【００３８】
［実施例２］
〔実施例２の構成〕
次に、図５に基づいて、本発明による実施例２（電動式スロットルバルブ装置への適用例）を説明する。図５は、本発明の主要部である減速装置９を示すもので、本実施例の形態では、上記実施例１の形態と同一または均等の構成要素については、図示もしくは構造説明を省略し、上記実施例１との相違点についてのみ説明するものとする。
【００３９】
実施例２の形態の特徴は、図５に示すように、減速装置９の中間歯車１２において、歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとの間に、転がり軸受をなすコロ軸受２０が直接配設される構成としたことにある。
減速装置９の中間歯車１２は、大径ギヤ部１２ａと小径ギヤ部１２ｂとが樹脂により一体成形された歯車体１２Ａと、この歯車体１２Ａを支持するシャフト１２ｃとを有しており、シャフト１２ｃの他端側がスロットルボディ１に設けられた軸孔部１ｃに圧入等により固定されている。
コロ軸受２０は、複数個の細長い円柱状（針状）のコロ２０ａとこのコロ２０ａを回転可能に保持する外環２０ｂとから構成され、外環２０ｂが歯車体１２Ａの小径ギヤ部１２ｂにインサート成形により固定されている。そして、コロ２０ａがシャフト１２ｃの外周面上を転動する。
かくして、歯車体１２Ａは、シャフト１２ｃに対し、相対摩擦運動を一切することなくコロ軸受２０により回転可能に支持される。
なお、コロ軸受２０は、前述の玉軸受１４と同様に、外環と内環とを有するタイプのものを用いることもでき、この場合には内環をシャフト１２ｃに圧入固定すれば良い。
【００４０】
このように構成される本実施例の形態でも、歯車体１２Ａが、シャフト１２ｃに対し、相対摩擦運動を一切することなくコロ軸受２０の回転運動を受けて良好に回転するため、歯車体１２Ａの摩耗問題については、上述した実施例１の形態と同様な作用効果を得ることができる。
特に、本実施例の形態によれば、コロ軸受２０は、玉軸受１４に比して、径方向長が短く軸方向長が長い特質を有しており、この特質を活かした配置になっている。つまり、歯車体１２Ａは、減速機能上大径ギヤ部１２ａと小径ギヤ部１２ｂという径差を有する歯車の組合わせにならざるを得ず、小径ギヤ部１２ｂの軸方向長を最大限に活用して、小径ギヤ部１２ｂの内周面側にコロ軸受２０を配設している。
【００４１】
なお、本実施例においては、中間歯車１２のシャフト１２ｃをスロットルボディ１に固定したが、シャフト１２ｃをカバーに固定しても良く、この場合、樹脂製カバーにシャフト１２ｃをインサート成形することができることは、上記実施例1と同様である。
【００４２】
［実施例３］
〔実施例３の構成〕
次に、図６に基づいて、本発明による実施例３（電動式スロットルバルブ装置への適用例）を説明する。図６は、上記実施例２と同様に、本発明の主要部である減速装置９を示すもので、本実施例の形態では、前述の実施例１の形態と同一または均等の構成要素については、図示もしくは説明を省略し、前述の実施例１との相違点についてのみ説明するものとする。
【００４３】
実施例３の形態の特徴は、図６に示すように、減速装置９の中間歯車１２における歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとが固定されており、シャフト１２ｃとスロットルボディ１との間に、転がり軸受をなすコロ軸受２０が配設される構成としたことにある。
減速装置９の中間歯車１２は、大径ギヤ部１２ａと小径ギヤ部１２ｂとが樹脂により一体成形された歯車体１２Ａと、この歯車体１２Ａにインサート成形により固定されたシャフト１２ｃとを有している。
このシャフト１２ｃは、スロットルボディ１の軸孔部１ｃに嵌入されており、このシャフト１２ｃと軸孔部１ｃとの間にコロ軸受２０が配設されている。
コロ軸受２０は、複数個の細長い円柱状（針状）のコロ２０ａとこのコロ２０ａを回転可能に保持する外環２０ｂとから構成され、外環２０ｂが軸孔部１ｃに圧入されており、コロ２０ａがシャフト１２ｃの外周面上を転動する。
【００４４】
なお、上記構成において、シャフト１２ｃの抜け止めのために、シャフト１２ｃには、他端部に形成された鍔部２１と、この鍔部２１に対して外環２０ｂの軸方向長を隔てて形成された溝部２２とが設けられている。まず、歯車体１２Ａにシャフト１２ｃをインサート成形しておき、このシャフト１２ｃにコロ軸受２０を嵌挿したのち、カシメ等の手段により鍔部２１を形成し、Ｃ型リング２３を溝部２２に嵌着することにより、鍔部２１とＣ型リング２３とによって外環２０ｂを挟持することができ、この状態で外環２０ｂを軸孔部１ｃに圧入すれば良い。
【００４５】
かくして、歯車体１２Ａは、シャフト１２ｃを介して、スロットルボディ１に対し、コロ軸受２０により回転自在に支持される。
【００４６】
このように構成される本実施例の形態では、歯車体１２Ａとシャフト１２ｃとが完全に固定されているため、歯車体１２Ａのシャフト１２ｃに対する摩耗問題は皆無となる。また、シャフト１２ｃは、歯車体１２Ａにインサート成形により固定されているため、シャフト１２ｃを圧入手段により固定する場合に比べて、歯車体１２Ａに無理な圧入荷重が加わり樹脂製の歯車体１２Ａを破損させる危惧が一切生じることなく、シャフト１２ｃを歯車体１２Ａに固定することができる。しかも、かかる固定のために特別な工数を要しなく、製造コストを安価にすることができる。
【００４７】
なお、本実施例では、シャフト１２ｃとスロットルボディ１との間にコロ軸受２０を配設したが、シャフト１２ｃとカバー２との間にコロ軸受２０を配設することも可能である。
【００４８】
［変形例］
以上、実施例１〜実施例３について詳述し、図１〜図４に示す実施例１においては、転がり軸受として玉軸受１４を用い、図５に示す実施例２および図６に示す実施例３においては、転がり軸受としてコロ軸受２０を用いたが、これに限定されるものではなく、前者にコロ軸受を用い、後者に玉軸受を用いる等、転がり軸受の種類やその配置は本発明の精神を逸脱しない範囲で種々変更することができるものである。
【００４９】
なお、上述の実施例では、吸気バルブ装置の代表例である電動式スロットルバルブ装置への適用例について詳述したが、吸気マニホールドから各気筒の吸気ポートへの吸気流を、より好適な混合気や流れに変更するためのタンブルバルブ装置やスワールバルブ装置にも同様に適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００５０】
１ スロットルボディ（ハウジングの一部）
２ カバー（ハウジングの一部）
３ ハウジング
４ 吸気通路
７ バルブ
７ａ 弁軸
７ｂ 弁体
８ モータ
９ 減速装置
１０ 駆動歯車
１１ 従動歯車
１２ 中間歯車
１２ａ 大径ギヤ部（第１歯車）
１２ｂ 小径ギヤ部（第２歯車）
１２ｃ シャフト
１２Ａ 歯車体
１３ 軸受保持部材
１３ａ 底面部
１３ｂ 筒部
１３ｃ 取付穴
１３ｄ 孔部
１３Ａ 環状部
１４ 玉軸受（転がり軸受）
１４ａ 外輪
１４ｂ 内輪
２０ コロ軸受（転がり軸受）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンへ供給される吸気が流れる吸気通路（４）に配設され、この吸気通路（４）の開度を調節するバルブ（７）と、
前記バルブ（７）を駆動するためのモータ（８）と、
前記モータ（８）に噛合結合される第１歯車（１２ａ）、前記バルブ（７）に噛合結合される第２歯車（１２ｂ）、およびこの第１、第２歯車（１２ａ、１２ｂ）を同軸上に支持するシャフト（１２ｃ）を有し、前記モータ（８）の駆動力を減速して前記バルブ（７）に伝える減速装置（９）と、
前記バルブ（７）、前記モータ（８）および前記減速装置（９）を担持するハウジング（１、３）と、
前記第１、第２歯車（１２ａ、１２ｂ）と前記シャフト（１２ｃ）との二者間もしくは前記シャフト（１２ｃ）と前記ハウジング（１、３）との二者間に配設され、当該二者間を相対的に回転自在に結合する転がり軸受（１４、２０）とを具備する吸気バルブ装置。
【請求項２】
請求項１に記載した吸気バルブ装置において、
前記減速装置（９）は、前記第１歯車（１２ａ）と前記第２歯車（１２ｂ）とが樹脂により一体成形された歯車体（１２Ａ）を有していることを特徴とする吸気バルブ装置。
【請求項３】
請求項２に記載した吸気バルブ装置において、
前記減速装置（９）は、前記歯車体（１２Ａ）が前記シャフト（１２ｃ）に遊嵌されると共に、
前記歯車体（１２Ａ）の一端面側に軸方向に突出する環状部（１３Ａ）を有する軸受保持部材（１３）が設けられており、
前記転がり軸受（１４、２０）は、前記軸受保持部材（１３）の前記環状部（１３Ａ）の内周面と前記シャフト（１２ｃ）の外周面との間に配設されており、
前記シャフト（１２ｃ）は、前記ハウジング（１、３）に固定されていることを特徴とする吸気バルブ装置。
【請求項４】
請求項３に記載した吸気バルブ装置において、
前記軸受保持部材（１３）は、底面部（１３ａ）と前記環状部（１３Ａ）をなす筒部（１３ｂ）とを有する断面コの字状のカップ型を呈し、前記歯車体（１２Ａ）にインサート成形により固定されており、
前記底面部（１３ａ）は、前記シャフト（１２ｃ）に嵌まる取付穴（１３ｃ）を有し、前記歯車体（１２Ａ）に埋設され、
前記筒部（１３ｂ）は、前記歯車体（１２Ａ）の一端面より軸方向に突出して、前記転がり軸受（１４、２０）の外周面を保持していることを特徴とする吸気バルブ装置。
【請求項５】
請求項４に記載した吸気バルブ装置において、
前記軸受保持部材（１３）の底面部（１３ａ）は、前記軸受保持部材（１３）が前記歯車体（１２Ａ）にインサート成形される際に樹脂の流動を助長する孔部（１３ｄ）を有していることを特徴とする吸気バルブ装置。
【請求項６】
請求項２に記載した吸気バルブ装置において、
前記減速装置（９）の前記シャフト（１２ｃ）は、前記歯車体（１２Ａ）にインサート成形により固定されており、
前記転がり軸受（１４、２０）は、前記シャフト（１２ｃ）と前記ハウジング（１、３）との間に配設されていることを特徴とする吸気バルブ装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載した吸気バルブ装置において、
前記転がり軸受（１４）は、外輪（１４ａ）および内輪（１４ｂ）を有する玉軸受（１４）で構成されていることを特徴とする吸気バルブ装置。
【請求項８】
請求項２に記載した吸気バルブ装置において、
前記減速装置（９）の前記歯車体（１２Ａ）は、大径の前記第１歯車（１２ａ）と小径の前記第２歯車（１２ｂ）とが樹脂により一体成形されており、
前記転がり軸受（２０）は、コロ軸受（２０）であって、前記第２歯車（１２ｂ）と前記シャフト（１２ｃ）との間に配設されており、
前記シャフト（１２ｃ）は、前記ハウジング（１、３）に固定されていることを特徴とする吸気バルブ装置。
【請求項１】
エンジンへ供給される吸気が流れる吸気通路（４）に配設され、この吸気通路（４）の開度を調節するバルブ（７）と、
前記バルブ（７）を駆動するためのモータ（８）と、
前記モータ（８）に噛合結合される第１歯車（１２ａ）、前記バルブ（７）に噛合結合される第２歯車（１２ｂ）、およびこの第１、第２歯車（１２ａ、１２ｂ）を同軸上に支持するシャフト（１２ｃ）を有し、前記モータ（８）の駆動力を減速して前記バルブ（７）に伝える減速装置（９）と、
前記バルブ（７）、前記モータ（８）および前記減速装置（９）を担持するハウジング（１、３）と、
前記第１、第２歯車（１２ａ、１２ｂ）と前記シャフト（１２ｃ）との二者間もしくは前記シャフト（１２ｃ）と前記ハウジング（１、３）との二者間に配設され、当該二者間を相対的に回転自在に結合する転がり軸受（１４、２０）とを具備する吸気バルブ装置。
【請求項２】
請求項１に記載した吸気バルブ装置において、
前記減速装置（９）は、前記第１歯車（１２ａ）と前記第２歯車（１２ｂ）とが樹脂により一体成形された歯車体（１２Ａ）を有していることを特徴とする吸気バルブ装置。
【請求項３】
請求項２に記載した吸気バルブ装置において、
前記減速装置（９）は、前記歯車体（１２Ａ）が前記シャフト（１２ｃ）に遊嵌されると共に、
前記歯車体（１２Ａ）の一端面側に軸方向に突出する環状部（１３Ａ）を有する軸受保持部材（１３）が設けられており、
前記転がり軸受（１４、２０）は、前記軸受保持部材（１３）の前記環状部（１３Ａ）の内周面と前記シャフト（１２ｃ）の外周面との間に配設されており、
前記シャフト（１２ｃ）は、前記ハウジング（１、３）に固定されていることを特徴とする吸気バルブ装置。
【請求項４】
請求項３に記載した吸気バルブ装置において、
前記軸受保持部材（１３）は、底面部（１３ａ）と前記環状部（１３Ａ）をなす筒部（１３ｂ）とを有する断面コの字状のカップ型を呈し、前記歯車体（１２Ａ）にインサート成形により固定されており、
前記底面部（１３ａ）は、前記シャフト（１２ｃ）に嵌まる取付穴（１３ｃ）を有し、前記歯車体（１２Ａ）に埋設され、
前記筒部（１３ｂ）は、前記歯車体（１２Ａ）の一端面より軸方向に突出して、前記転がり軸受（１４、２０）の外周面を保持していることを特徴とする吸気バルブ装置。
【請求項５】
請求項４に記載した吸気バルブ装置において、
前記軸受保持部材（１３）の底面部（１３ａ）は、前記軸受保持部材（１３）が前記歯車体（１２Ａ）にインサート成形される際に樹脂の流動を助長する孔部（１３ｄ）を有していることを特徴とする吸気バルブ装置。
【請求項６】
請求項２に記載した吸気バルブ装置において、
前記減速装置（９）の前記シャフト（１２ｃ）は、前記歯車体（１２Ａ）にインサート成形により固定されており、
前記転がり軸受（１４、２０）は、前記シャフト（１２ｃ）と前記ハウジング（１、３）との間に配設されていることを特徴とする吸気バルブ装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載した吸気バルブ装置において、
前記転がり軸受（１４）は、外輪（１４ａ）および内輪（１４ｂ）を有する玉軸受（１４）で構成されていることを特徴とする吸気バルブ装置。
【請求項８】
請求項２に記載した吸気バルブ装置において、
前記減速装置（９）の前記歯車体（１２Ａ）は、大径の前記第１歯車（１２ａ）と小径の前記第２歯車（１２ｂ）とが樹脂により一体成形されており、
前記転がり軸受（２０）は、コロ軸受（２０）であって、前記第２歯車（１２ｂ）と前記シャフト（１２ｃ）との間に配設されており、
前記シャフト（１２ｃ）は、前記ハウジング（１、３）に固定されていることを特徴とする吸気バルブ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１９７６８５（Ｐ２０１２−１９７６８５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０９５２（Ｐ２０１１−６０９５２）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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