JP2011098480A - スロットルバルブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゲート跡突起を除去する際のバルブ体の欠損を避けられ、樹脂密度が高く寸法精度の良好なスロットルバルブの製造方法を提供する。
【解決手段】円筒状のシャフト被覆部１３と、半円板部１４・１４とを有するバルブ体１１を射出成形する際に、スロットルシャフト１２をインサート成形する。金型４０において、シャフト被覆部１３ｃの両頂部に台座１５ｃを設け、これに射出ゲート４５を左右から連通させる。そのうえで、射出ゲート４５及び台座１５ｃは、応力集中部となる角部を有する釣鐘形状であり、両射出ゲート４５及び台座１５ｃは、水平方向の中心線Ｌ１を挟んで互いに上下反対側へ位置ズレしていることを特徴とする。溶融樹脂の硬化後、ゲート跡突起２０は折ることで除去される。その後、台座１５をエンドミルにて切削することが好ましい。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関への吸入空気量を制御するスロットル装置に配設されるスロットルバルブの製造方法に関する。

従来より、自動車等の内燃機関においては、軽量化を目的として周辺部品の樹脂化が図られている。その一環として、スロットル装置の吸気通路内に回動可能に配設され、該吸気通路を開閉するスロットルバルブ（バタフライバルブ）の樹脂化も図られている。このような樹脂製のスロットルバルブの製造方法として、例えば特許文献１がある。特許文献１では、樹脂製のスロットルバルブを射出成形により製造しており、円板状の樹脂製のバルブ体の中央部に、金属製のスロットルシャフトがインサート成形されている。すなわち、バルブ体は、軸回動中心となるスロットルシャフトの外周を被覆するシャフト被覆部と、該シャフト被覆部を挟んで相対する方向に延在する半円板状の半円板部とを有する。そして、特許文献１では、スロットルシャフトの軸方向と直交する方向において対向する２つの射出ゲートを介して、シャフト被覆部用のキャビティから溶融樹脂を射出充填することで、スロットルバルブを射出成形している。各射出ゲートはそれぞれシャフト被覆部の頂部に直接臨んでおり、対向する２つの射出ゲートは同軸上にある。溶融樹脂の硬化後、残存するゲート跡突起は切除される。

一方、スロットルバルブではないが、射出成形後にメッキ処理される成形品の射出成形方法として、特許文献２がある。特許文献２は、デジタルカメラ等の電子機器のシャッターボタン等の製造方法であって、成形品の本体部表面に突出する台座を設け、当該台座部分に射出ゲートを設けている。これにより、溶融樹脂硬化後にゲート跡突起を折ることで除去しても、メッキ剥がれを台座部分のみに留めることができるとされている。

同様に、スロットルバルブ用としてではなく、精密プラスチック製品の射出成形方法として、特許文献３がある。当該特許文献３では、射出ゲートの形状を三角形状としておき、ゲート跡突起の切断を、幅の小さな部分（頂部側）から行っている。

特開２００５−１４００６１号公報 特開２００９−３４９７０号公報 特開平１−２３４２２０号公報

特許文献１では、射出ゲートがバルブ体に直接臨んでいるので、溶融樹脂の硬化後にゲート跡突起を折ることで除去しようとすると、ゲート跡突起と共にその周辺部も一緒にもぎ取られたような、いわゆる身食いが生じてしまう。これに対し特許文献２では、射出ゲートと成形品との間に台座を設けている。特許文献２では、ゲート跡突起を折った際のメッキ剥がれに着目したもので、身食いに関しては特に考慮していないが、台座を設けることで成形品本体の身食い防止にも有効であろう。しかし、特許文献２では射出ゲートの形状に関しては特に考慮しておらず、従来のような一般的な円形のゲートではゲート跡突起を折る際に応力が分散するので、広い範囲で身食いが発生する可能性がある。この場合、台座のみならず成形品本体部分にまで身食いが及ぶ可能性がある。一方、特許文献３では、射出ゲートの形状を三角形状としているので、仮にゲート跡突起を折った場合には、応力集中が生じ得る。しかし、特許文献３ではゲート跡突起はあくまで切断することを前提としており、ゲート跡突起を折る際の応力集中を利用するものではない。しかも、台座を設けていないので、仮にゲート跡突起を折ろうとすると、成形品本体に身食いが生じることは避けられない。

また、特許文献１では、射出ゲートをシャフト被覆部に設けているが、当該シャフト被覆部は、スロットルシャフトの存在とバルブ体の肉厚制限等により、最も薄肉となる部位である。したがって、シャフト被覆部における射出充填した溶融樹脂の流動抵抗は大きい。しかも、射出ゲートはシャフト被覆部の頂部にあるため、当該射出ゲートから射出された溶融樹脂は、スロットルバルブにまともに衝突してから両方向へ均等に分岐するように流動していくので、圧力損失も大きい。これでは、射出成形時のキャビティ内圧力を高く保持するには限界があるので、射出成形品であるスロットルバルブの樹脂密度も低下する。スロットルバルブの密度が低いと、溶融樹脂の硬化に伴う収縮の程度も大きくなり、寸法精度が悪化する。スロットルバルブは、円板状のバルブ体とスロットルボディとの隙間の大小によって吸入空気量を制御するものなので、スロットルバルブの寸法精度悪化は、吸入空気量の制御不良に直結する。

ここで、特許文献２では射出ゲートと成形品本体との間に台座を設けているが、当該特許文献２はデジタルカメラのシャッターボタン等の製造方法であって、射出成形時の流動抵抗や圧力損失の向上を図るものではなく、スロットルシャフトをインサートしてその周りに樹脂を充填形成して製造されるスロットルバルブの製造方法に対して直接応用できるものではない。一方、このような問題を解決する手段として、特許文献１におけるキャビティ容量を大きくすることで溶融樹脂の流動抵抗及び保圧力を向上し、スロットルバルブの密度を上げることも考えられるが、それには金型のサイズを大きくする必要があり、コスト増となって現実的ではない。

また、特許文献２の台座の側面は本体部に対して垂直面となっている。ここで、溶融樹脂の硬化後に台座を回転切削工具にて切削しようとすると、台座には回転工具の接線方向にせん断力が作用する。しかし、特許文献２の台座の側面は本体部に対して垂直面となっているので、せん断力が作用する方向での肉厚は小さい。したがって、回転切削に伴うせん断力に対して耐久性が充分でなく、台座が欠損するおそれがある。当該欠損が台座部分に留まれば大きな問題は生じないが、当該欠損が台座を超えて本体部（スロットルバルブの場合バルブ体）にまで及ぶことも想定される。このように、台座を回転切削工具によって切削することでバルブ体に欠損が生じれば、吸入空気量の制御不良につながる。

そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、ゲート跡突起を除去するに際してバルブ体の欠損を避けられ、樹脂密度が高く寸法精度の良好なスロットルバルブを製造可能なスロットルバルブの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関（エンジン）への吸入空気量を制御するスロットル装置へ軸回動自在に配設され、円筒状のシャフト被覆部と、該シャフト被覆部を挟んで相対する方向に延在する半円板状の半円板部とを有する樹脂製のバルブ体に、回動中心となるスロットルシャフトをインサート成形してなるスロットルバルブの製造方法に関する。すなわち、スロットルバルブは、射出成形される。このとき、前記シャフト被覆部の表面に台座が形成されるように金型のキャビティを形成したうえで、溶融樹脂を射出充填する射出ゲートを前記台座用のキャビティに連通する。そして、前記射出ゲートが、少なくとも１つの角部を有する断面形状であることを特徴とする。ここでの角部とは、大きくは非直線形状を意味し、鋭角な角部のほか、湾曲形状の緩やかな角部も含む。

これによれば、射出成形直後のシャフト被覆部の表面には、台座を介してゲート跡突起が残存している。したがって、後処理としてゲート跡突起を除去する必要がある。そこで、例えばゲート跡突起を折ることで除去した場合、当該ゲート跡突起の周辺部位も同時にもぎ取られる所謂身食いの発生が問題となる。しかし、本発明ではゲート跡突起が台座上に形成されているので、身食いは台座部分を中心に発生し、バルブ体自体が破損することを有効に避けられる。しかも、ゲート跡突起は少なくとも１つの角部を有する断面形状となっている。したがって、当該角部に応力集中が生じるので、身食いの発生範囲を小さく抑制することができる。この意味において、角部は応力集中部ということもできる。これにより、身食いの発生を台座部分のみに留めることができ、確実にバルブ体の破損を防止できる。このように、ゲート跡突起を折ることで問題なく除去できれば、ゲート跡突起を切除する場合よりも簡便であり、生産性が向上する。

前記射出ゲートの断面積は、該射出ゲートへ溶融樹脂を供給するランナーの断面積と同等とすることもできるが、ランナーの断面積より小さくすることが好ましい。つまり、射出ゲートはランナーより細い。射出ゲートの断面積がランナーの断面積より小さいということは、ランナーの先端部は先窄まり形状となっていることになる。これによれば、ゲート跡突起を除去する際の応力ないし労力が小さくなり、ゲート跡突起の除去が容易となる。また、身食いの発生範囲もより小さく抑制することができる。

前記射出ゲートの断面形状は、少なくとも１つの角部を有する形状であれば特に限定されないが、例えば釣鐘状とすることが好ましい。釣鐘状とは、四角形の一面が円弧面となっている形状である。角部が鋭角であれば、必要以上に応力集中して反って身食いが大きくなるおそれがあるが、釣鐘状の湾曲した角部（頂部）に応力集中させれば、必要以上に応力集中することを避けられる。また、釣鐘状であれば、鋭角な角部を有する形状と比べて溶融樹脂の流動性が良く、流動抵抗や圧力損失の面でも有利である。

前記射出ゲート及び台座は、１箇所のみに設けることもできるが、前記スロットルシャフトの軸方向と直交する方向からスロットルシャフトを挟んで対向する２箇所に設けることが好ましい。このとき、前記各台座及び射出ゲートは、前記シャフト被覆部の頂部に臨ませておく。この場合、両射出ゲートは、前記スロットルシャフトの軸中心を通り前記半円板部の延在方向と直交する方向の中心線を挟んで、前記半円板部が延在する方向へ互いに反対側へ位置ズレ（オフセット）した位置に設けることが好ましい。

１つの射出ゲートからシャフト被覆部へ溶融樹脂が射出充填される場合は、インサートされたスロットルシャフトを回り込んで反対側にまで充填されなければならず、圧力損失が大きくなる。これに対し、スロットルシャフトを挟んで対向する２箇所から溶融樹脂が射出充填されれば、スロットルシャフトの反対側まで充填する必要はないので、圧力損失を低減できる。このとき、射出ゲートはシャフト被覆部の頂部に臨んでいるので、半円板部が延在する方向の双方へ樹脂を流動させることができ、確実にシャフト被覆部を形成できる。そのうえで、射出ゲートを中心線から位置ズレさせていると、シャフト被覆部では溶融樹脂の多くが位置ズレ方向に流動し、位置ズレ方向と反対側への流動量は少なくなる。これにより、位置ズレ方向への流動抵抗が低減すると共に、射出ゲートから射出された溶融樹脂がスロットルシャフトへまともに衝突することも軽減されるので、圧力損失も低減する。これにより、キャビティ内の保圧力及び保圧時間を従来よりも高められる。而して、バルブ体の樹脂密度を向上できると共に、硬化に伴う収縮の程度も小さく、寸法精度も向上する。このとき、１つの射出ゲートによって一方向への流動抵抗等を低減できるのみであるが、２つの射出ゲートを互いに反対側へ位置ズレさせていることで、双方向において流動抵抗を低減でき、バルブ体全体に亘って確実に樹脂密度を高められる。

このとき、前記各台座は、前記シャフト被覆部の頂部からそれぞれ前記射出ゲートが位置ズレした方向へ向けて形成することが好ましい。これによれば、溶融樹脂が主に流動していく方向への射出ゲート直下の流路幅が台座の存在によって大きくなるので、さらに流動抵抗を低減できる。しかも、台座が延在する方向への流路幅とその反対側への流路幅とに差があるので、反対側への流量を効果的に抑制できる。

前記台座の断面形状は、必ずしも前記射出ゲートの断面形状に合わせる必要は無いが、前記台座の断面形状と前記射出ゲートの断面形状とを同じ形状とすることが好ましい。これにより、射出ゲートから射出された溶融樹脂は円滑に台座を通して流動でき、流動抵抗及び圧力損失をより低減できる。なお、同じ形状とは、相似形状を含む。

また、前記バルブ体の両半円板部は、従来からある一般的なスロットルバルブのように、互いに同軸上（同一平面）にあっても上記作用効果を充分に得られるが、両半円板部も、前記スロットルシャフトの軸中心を通る半円板部の延在方向の中心線を挟んで、互いに反対側へ位置ズレ（オフセット）した状態で形成することが好ましい。この場合、前記各半円板部と前記各射出ゲートとは、それぞれ互いに近接する方向に位置ズレさせる。これによれば、射出ゲート直下において溶融樹脂が主に流動する方向への流路幅がより大きくなるので、さらに流動抵抗及び圧力損失を低減することができる。

また、スロットルシャフトは、従来からある一般的なスロットルシャフトのように軸方向の全体に亘って一様な直径でも、上記作用効果を充分に得られるが、前記射出ゲートが臨む前記スロットルシャフトの部位は、他の部位よりその軸径を小さくすることが好ましい。これによれば、射出ゲートに臨む部位におけるシャフト被覆部の肉厚が大きくなることで、射出ゲート直下の流路幅がより大きくなり、さらに流動抵抗及び圧力損失を低減することができる。しかも、シャフト被覆部の肉厚が大きくなることで、当該部位における強度も高くなる。これにより、半円板部の板厚を薄くできるので、スロットルバルブの全開状態において、吸入空気の流路開口面積の減少を抑えられる。

このように、本発明の製造方法によれば上記作用効果を得られるので、溶融樹脂の硬化後は、ゲート跡突起を折ることで除去することが好ましい。ゲート跡突起を折ることで除去する場合は、切除する場合よりも効率的である。

また、前記台座の側面を、前記射出ゲート側からシャフト被覆部に向けて拡がる斜面としたうえで、溶融樹脂の硬化後、前記台座を回転切削工具にて切削することもできる。台座を切削するのは、ゲート跡突起を折った後に仕上げ処理として行っても良いし、ゲート跡突起を含めて台座を切削してもよい。台座を切削すれば、台座の突出量が小さくなると共に切削面が平坦となるので、吸入空気の流動が阻害され難い。また、回転切削工具にて切削する場合、台座には回転切削工具の接線方向にせん断応力が作用するが、台座の側面が末拡がりの斜面となっていれば、せん断力が作用する方向の長さ（厚み）が大きくなり切削に伴う台座の欠損を有効に防止できる。

なお、台座を回転切削工具によって切削することを必須とし、これに伴う台座の欠損防止のみに着目すれば、射出ゲートや台座の形状は特に限定されない。すなわち、射出ゲートや台座は、必ずしも角部を有する形状とする必要は無く、例えば円形でもよい。この場合の発明として、内燃機関への吸入空気量を制御するスロットル装置へ軸回動自在に配設され、円筒状のシャフト被覆部と、該シャフト被覆部を挟んで相対する方向に延在する半円板状の半円板部とを有する樹脂製のバルブ体に、回動中心となるスロットルシャフトをインサート成形してなるスロットルバルブの製造方法であって、前記シャフト被覆部の表面に台座が形成されるように金型のキャビティを形成して、溶融樹脂を射出充填する射出ゲートを前記台座用のキャビティに連通し、前記台座の側面は、前記射出ゲート側からシャフト被覆部に向けて拡がる末拡がりの斜面となっており、溶融樹脂の硬化後、前記台座を回転切削工具にて切削することを特徴とする、スロットルバルブの製造方法を提案することもできる。

本発明によれば、射出成形直後に残存するゲート跡突起を折ることで除去しても、ゲート跡突起の形状に基づく応力集中によって身食いが生じる範囲が狭くなる。したがって、仮に身食いが生じたとしてもその範囲は台座部分のみに留まるので、バルブ体本体の欠損を防止できる。また、溶融樹脂を射出充填する際の流動抵抗及び圧力損失が小さいので、キャビティ内の保圧力を増大でき、バルブ体の樹脂密度を向上できる。同時に、内圧を高いレベルで保圧できる時間も長くなる。而して、樹脂密度が高く寸法精度の良好なスロットルバルブを製造することができる。また、台座の側面を末拡がりの斜面としていれば、当該台座を回転切削工具によって切削する場合でも、台座の欠損を有効に回避できる。

スロットル装置の斜視図である。 スロットルバルブの斜視図である。 金型の断面図である。 射出ゲートを正面から見た金型の断面図である。 溶融樹脂の流れを示す模式図である。 ゲート跡突起が残存している状態のスロットルバルブの側面図である。 台座を切削する場合の模式図である。 実施例２における溶融樹脂の流れを示す模式図である。 実施例３のスロットルバルブの斜視図である。 実施例４における金型の要部拡大断面図である。 実施例４のスロットルバルブの斜視図である。

以下、本発明の代表的な複数の実施例について説明するが、これに限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

（実施例１）
本発明の製造方法によって製造されるスロットルバルブ１０は、図１に示すように、スロットル装置１へ軸回動自在に配設される。スロットル装置１は、自動車等の車両に搭載され、図外の内燃機関（エンジン）の各気筒への吸入空気量を制御する装置である。スロットル装置１のスロットルボディ２は樹脂製であり、円筒形のボア部３と、モータハウジング部４と、ギアボックス部５とを有する。ボア部３の内部空間が、吸入空気が流動していく吸気通路となり、当該ボア部３の内部にスロットルバルブ１０が正逆回転自在に配設されている。スロットルバルブ１０の軸両端は、ボア部３の対向位置に設けられた軸受部６において支承されている。スロットルバルブ１０は、図外のアクセルペダルの踏み込み量等に応じて回動制御される。スロットルバルブ１０が回動することで、当該スロットルバルブ１０の外周縁部とボア部３の内壁面との間の隙間（クリアランス）寸法が変化し、このクリアランスのサイズ変化によって、内燃機関へ導入される吸入吸気量が制御される。図１に示す状態が、スロットルバルブ１０の全開状態である。一方、スロットルバルブ１０が吸入空気の流動方向に対して略直角となる角度（図１に示す方向を基準として略水平な角度）にあるとき、吸気通路が全閉される。モータハウジング部４の内部には、スロットルバルブ１０を回転駆動させる駆動手段であるモータ（図示せず）が配されている。ギアボックス部５の内部には、モータの駆動力をスロットルバルブ１０へ伝達するギア機構（図示せず）が配されている。

図２に示すように、スロットルバルブ１０は、略円板形状の樹脂製のバルブ体１１と、軸回動中心となる棒状の金属製のスロットルシャフト１２とを有する。スロットルシャフト１２は、バルブ体１１の中央部において円板平面内の径方向に貫通しており、その両端部がスロットルボディ２のボア部３に設けられた軸受部６で支承される。バルブ体１１はスロットルシャフト１２を被覆する円筒状のシャフト被覆部１３と、当該シャフト被覆部１３を挟んで相対する方向に延在する半円板状の半円板部１４・１４とを一体的に有する。シャフト被覆部１３の軸方向中央部であって、シャフト被覆部１３の円弧面の両頂部には、釣鐘状の台座１５・１５がシャフト被覆部１３の表面から突出した状態で一体的に形成されている。両台座１５・１５は、互いに半円板部１４・１４の延在方向（図面基準では上下方向）で反対側へ向けて形成されている。なお、図示していないが、半円板部１４・１４の表面には、スロットルシャフト１２の軸方向と直交する方向に、複数の補強用のリブが等間隔で一体的に並設されている。

スロットルボディ２及びバルブ体１１は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などの耐熱性が良好な熱可塑性樹脂により射出成形されている。

そこで、図３〜７を参照しながら、スロットルバルブ１０の製造方法について説明する。基本的には、図３に示すように、所定形状のキャビティを有する成形金型４０内にスロットルシャフト１２をインサートした状態で、バルブ体１１を射出成形する。バルブ成形金型４０は、固定金型４１、可動金型４２、スライドコア４３・４３等によって構成され、それぞれを型締めした状態においてキャビティが画定される。具体的には、固定金型４１及び可動金型４２には、それぞれシャフト被覆部１３用のキャビティ１３ｃ（以下、金型の説明に関して単にシャフト被覆部１３ｃと称す）と、これに連続する半円板部１４用のキャビティ１４ｃ（以下、金型の説明に関して単に半円板部１４ｃと称す）が形成されている。したがって、固定金型４１と可動金型４２とを当接型締めしたとき、スロットルシャフト１２の軸中心（シャフト被覆部１３ｃの軸中心）を通り、半円板部１４ｃの延在方向（本実施例では上下方向）と直交する方向（本実施例では水平方向）の中心線Ｌ１は、固定金型４１と可動金型４２との当接面Ｓに一致する。また、シャフト被覆部１３ｃの両頂部には、台座１５用のキャビティ１５ｃ（以下、金型の説明に関して単に台座１５ｃと称す）が形成されている。

固定金型４１には、溶融樹脂の流路となる２本のランナー４４・４４が半円板部１４ｃを挟んで設けられており、その先端部に開口する射出ゲート４５が台座１５ｃに連通されて、シャフト被覆部１３ｃの円弧面の頂部に臨んでいる。すなわち、射出ゲート４５は、スロットルシャフト１２（シャフト被覆部１３ｃ）の軸方向と直交する方向（本実施例では左右方向）からスロットルシャフト１２を挟んで対向するように２箇所設けられている。なお、両射出ゲート４５・４５は、半円板部１４ｃの延在方向とも直交する。ランナー４４の先端部は先窄まり状となっており、射出ゲート４５の断面積はランナー４４の断面積より小さい。符号３ｃは、スロットルボディ２のボア部３形成用のキャビティである。ボア部３用のキャビティ３ｃには、図示していない別の射出ゲートから溶融樹脂が射出充填される。

２つある射出ゲート４５・４５及び台座１５ｃ・１５ｃのうち、一方（本実施例では右側）の射出ゲート４５及び台座１５ｃは固定金型４１に形成されており、他方（本実施例では左側）の射出ゲート４５及び台座１５ｃは可動金型４２に形成されている。これにより、一方の射出ゲート４５及び台座１５ｃは、固定金型４１と可動金型４２との当接面Ｓの直下にあり、他方の射出ゲート４５及び台座１５ｃは固定金型４１と可動金型４２との当接面Ｓの直上にある。したがって、両射出ゲート４５・４５及び台座１５ｃ・１５ｃは、固定金型４１と可動金型４２との当接面Ｓ、すなわちスロットルシャフト１２（シャフト被覆部１３ｃ）の軸中心を通る中心線Ｌ１を挟んで、半円板部１４ｃが延在する上下方向へ互いに反対側へ位置ズレ（オフセット）した関係にある。両台座１５ｃ・１５ｃは、シャフト被覆部１３ｃの頂部、すなわち中心線Ｌ１からそれぞれ射出ゲート４５が形成されている方向（位置ズレ方向）へ向けて形成されている。図４に示すように、射出ゲート４５の断面形状は釣鐘状であり、台座１５ｃの断面形状も射出ゲート４５の断面形状と同じ釣鐘状に形成されている。正確には、射出ゲート４５の断面形状と台座１５ｃの断面形状とは相似形状である。また、台座１５ｃの側面は、射出ゲート４５側からシャフト被覆部１３ｃに向けて拡がる斜面となっている。

次に、射出成形について説明する。まず、スロットルシャフト１２を成形金型４０内にインサートして、シャフト被覆部１３ｃの中央部に配置されるよう固定したうえで、固定金型４１や可動金型４２等を型締めし、キャビティを画定する。そして、ランナー４４を通して供給されてくる溶融樹脂を、シャフト被覆部１３ｃに臨む射出ゲート４５を介してキャビティ内へ射出充填する。すると、図５に示すように、溶融樹脂はシャフト被覆部１３ｃ内を分岐するように流動していく。このとき、台座１５ｃの存在と、射出ゲート４５及び台座１５ｃが中心線Ｌ１を挟んで位置ズレしていることで、シャフト被覆部１３ｃ内の樹脂流量に差が生じる。具体的には、中心線Ｌ１の一方側（本実施例では下方）に位置ズレした一方（本実施例では右側）の射出ゲート４５から射出された溶融樹脂は、スロットルシャフト１２の若干下方部に衝突することで流動方向が下向きとなること、及び台座１５ｃの存在によって流路幅が大きくなっていることにより、シャフト被覆部１３ｃ内を主に下方へ向けて流動し、上方への流動量は僅かとなる。一方、中心線Ｌ１の他方側（本実施例では上方）に位置ズレした他方（本実施例では左側）の射出ゲート４５から射出された溶融樹脂は、スロットルシャフト１２の若干上方部に衝突することで流動方向が上向きとなること、及び台座１５ｃの存在によって流路幅が大きくなっていることにより、シャフト被覆部１３ｃ内を主に上方へ向けて流動し、下方への流動量は僅かとなる。

これにより、一方（本実施例では下側）の半円板部１４ｃへは一方（右側）の射出ゲート４５から射出された溶融樹脂が充填されていき、他方（本実施例では上側）の半円板部１４ｃへは他方（左側）の射出ゲート４５から射出された溶融樹脂が充填されていくことになる。この場合、射出ゲート４５から射出された溶融樹脂が上下方向へ略均等に分岐して流動するよりも流動抵抗及び圧力損失は低くなる。なお、射出ゲート４５及び台座１５ｃが同じ釣鐘形状であることも、流動抵抗及び圧力損失低下防止に寄与する。これにより、キャビティ内を従来よりも高い圧力で保持できると共に、より長時間高いレベルで保圧できるので、樹脂密度が向上してバルブ体１１の寸法精度が向上する。

溶融樹脂が硬化したら型抜きして、スロットルシャフト１２がインサート形成されたスロットルバルブ１０が得られる。但し、型抜きしただけでは、図６に示すように、台座１５にゲート跡突起２０が残存しており、このままでは製品として使用できない。そこで、ゲート跡突起２０を折ることで除去する。このとき、ゲート跡突起２０と共にその周辺部位も一緒にもぎ取られる、いわゆる身食いが発生する場合がある。しかし、本実施例ではゲート跡突起２０が釣鐘状を呈するので、当該釣鐘の頂部に応力集中が生じ、身食い範囲が狭くなる。しかも、射出ゲート４５はランナー４４より断面積が小さいので、応力自体も小さい。そのうえで、ゲート跡突起２０は台座１５上に形成されている。したがって、仮に身食いが生じたとしても欠損するのは台座１５部分のみに留まり、バルブ体１１自体の欠損が確実に防がれる。

ゲート跡突起２０を除去できれば、そのままスロットルバルブ１０をスロットル装置１へ組み込んで使用することもできる。しかし、ゲート跡突起２０を折っただけでは台座１５の突出量は大きく、しかもその上面（破断面）は平坦でないため、そのままでは吸入空気の流動が阻害される恐れがある。そこで、仕上げ処理として、台座１５を切削することが好ましい。台座１５の切削には、回転させながらスライド移動させることで、対象物を切削する回転切削工具を使用するとよい。代表的には、図７に示すように、公知のエンドミル２１を使用できる。このとき、エンドミル２１の回転切削により台座１５にはエンドミル２１の接線方向にせん断力Ｆが作用し、当該せん断力Ｆによって台座１５が欠けることがある。最悪の場合、台座１５の欠損がバルブ体１１にも及ぶことがある。しかし、本実施例では台座１５の側面が末広がりの斜面となっていることで、せん断力Ｆが作用する方向への肉厚が大きくなっており、台座１５は欠損し難い。

（実施例２）
上記実施例１では、２枚の半円板部１４・１４同士は、同軸状（同一平面）に形成されていたが、図８に示す実施例２のように、バルブ体１１の両半円板部１４・１４を、スロットルシャフト１２の軸中心を通る半円板部１４の延在方向（本実施例では上下方向）の中心線Ｌ２を挟んで、互いに反対側へ位置ズレした状態で形成することが好ましい。この場合、各半円板部１４・１４は、それぞれ台座１５・１５が形成されている方向へ位置ズレさせる。すなわち、成形金型４０のキャビティで言えば、各半円板部１４ｃ・１４ｃと各射出ゲート４５・４５とが、それぞれ互いに近接する方向に位置ズレさせる。これによれば、射出ゲート４５に臨む部位におけるシャフト被覆部１３ｃの流路幅が実施例１より大きくなり、さらに流動抵抗及び圧力損失を低減することができる。その他は実施例１と同様なので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。

（実施例３）
また、上記実施例１では、軸方向両端に亘って直径が一様なスロットルシャフト１２をインサートしたが、図９に示す実施例３のように、スロットルシャフト１２の軸方向中央部、すなわち射出ゲート４５が臨む部位に、他の部位より直径の小さい小径部１２ａを有するスロットルシャフト１２をインサートすることも好ましい。これによれば、射出ゲート４５に臨む小径部１２ａにおけるシャフト被覆部１３ｃの流路幅が実施例１より大きくなり、さらに流動抵抗及び圧力損失を低減することができる。その他は実施例１と同様なので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。

（実施例４）
また、上記実施例１は、ゲート跡突起２０を折ることを前提としながら、同時にバルブ体１１の樹脂密度向上を図る形態であるが、これらの作用効果よりも台座の切削による欠損防止を主眼とするならば、台座の側面が射出ゲート側からシャフト被覆部に向けて拡がる斜面となっている限り、射出ゲートや台座の形状は特に限定されない。例えば、特許文献１のような従来技術に、末拡がりの斜面を有する台座を設けるのみでもよい。実施例４はこのような形態の実施例である。

実施例４では、図１１に示すように、シャフト被覆部１３の表面に円形の台座１６・１６が形成されている。詳しくは、図１０に示すように、シャフト被覆部１３ｃの軸方向と直交する対向位置からシャフト被覆部１３ｃの頂部に台座１６を介して連通する射出ゲート４５・４５は、同軸（中心線Ｌ１）上にある。両射出ゲート４５・４５の断面形状も円形である。両台座１６・１６も中心線Ｌ１を中心に形成されているが、その側面は、射出ゲート４５側からシャフト被覆部１３ｃに向けて拡がる末拡がりの斜面となっている。そのうえで、溶融樹脂の硬化後に台座１６・１６を回転切削工具にて切削する。この場合も、台座１６・１６の側面が末広がりの斜面となっていることで、実施例１の図７と同様に、せん断力Ｆが作用する方向への肉厚が大きくなっており、台座１６・１６は欠損し難い。その他は実施例１と同様なので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。

（その他の変形例）
上記各実施例では、スロットルバルブ１０とスロットルボディ２とを異なる射出ゲートによって別々に成形していたが、１つのランナー４４をバルブ体１１用のキャビティとスロットルボディ２用のキャビティとに連通させて、同時に射出成形することもできる。回転切削工具による台座の切削は、ゲート跡突起を折らずにゲート跡突起も含めて切削してもよい。回転切削工具としては、エンドミルの他に砥石などの研削工具も使用できる。

また、上記各実施例は、好ましい形態として例示している。これらの実施例と比べれば、得られる作用効果の程度が劣るが、以下のような形態とすることもできる。射出ゲートの断面形状は、応力集中部となる少なくとも１つの角部を有する非真円形であれば、釣鐘形状に限られず、三角形、四角形等の多角形や、扇形、小判形など、種々の形状にすることができる。射出ゲートの断面積は、ランナーの断面積と同じでも構わない。少なくとも射出ゲートを互いに位置ズレさせていれば、同時に台座も位置ズレさせていなくてもよい。射出ゲートの断面形状と台座の断面形状が異なっていてもよい。

１ スロットル装置
２ スロットルボディ
３ ボア部
６ 軸受部
１０ スロットルバルブ
１１ バルブ体
１２ スロットルシャフト
１２ａ 小径部
１３ シャフト被覆部
１４ 半円板部
１５・１６ 台座
２０ ゲート跡突起
２１ エンドミル
４１ 固定金型
４２ 可動金型
４４ ランナー
４５ 射出ゲート
Ｆ せん断力
Ｌ１ バルブ体の延在方向と直交する方向の中心線
Ｌ２ バルブ体の延在方向の中心線
Ｓ 当接面

Claims (11)

1. 内燃機関への吸入空気量を制御するスロットル装置へ軸回動自在に配設され、円筒状のシャフト被覆部と、該シャフト被覆部を挟んで相対する方向に延在する半円板状の半円板部とを有する樹脂製のバルブ体に、回動中心となるスロットルシャフトをインサート成形してなるスロットルバルブの製造方法であって、
   前記シャフト被覆部の表面に台座が形成されるように金型のキャビティを形成して、溶融樹脂を射出充填する射出ゲートを前記台座用のキャビティに連通し、
   前記射出ゲートは少なくとも１つの角部を有する断面形状であることを特徴とする、スロットルバルブの製造方法。
2. 前記射出ゲートの断面積は、該射出ゲートへ溶融樹脂を供給するランナーの断面積より小さいことを特徴とする、請求項１に記載のスロットルバルブの製造方法。
3. 前記射出ゲートは、その断面形状が釣鐘状であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のスロットルバルブの製造方法。
4. 前記射出ゲート及び台座は、前記スロットルシャフトの軸方向と直交する方向からスロットルシャフトを挟んで対向する２箇所に設けられ、各台座及び射出ゲートは前記シャフト被覆部の頂部に臨んでおり、
   両射出ゲートは、前記スロットルシャフトの軸中心を通り前記半円板部の延在方向と直交する方向の中心線を挟んで、前記半円板部が延在する方向へ互いに反対側へ位置ズレした位置に設けられていることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のスロットルバルブの製造方法。
5. 前記各台座は、前記シャフト被覆部の頂部からそれぞれ前記射出ゲートが位置ズレした方向へ向けて形成されていることを特徴とする、請求項４に記載のスロットルバルブの製造方法。
6. 前記台座の断面形状は、前記射出ゲートの断面形状と同じ形状であることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のスロットルバルブの製造方法。
7. 前記バルブ体の両半円板部は、前記スロットルシャフトの軸中心を通る半円板部の延在方向の中心線を挟んで、互いに反対側へ位置ズレした状態で形成されており、
   前記各半円板部と前記各射出ゲートとは、それぞれ互いに近接する方向に位置ズレしていることを特徴とする、請求項４ないし請求項６のいずれかに記載のスロットルバルブの製造方法。
8. 前記射出ゲートが臨む前記スロットルシャフトの部位は、他の部位よりその軸径が小さいことを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のスロットルバルブの製造方法。
9. 溶融樹脂の硬化後、ゲート跡突起を折ることで除去することを特徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のスロットルバルブの製造方法。
10. 前記台座の側面は、前記射出ゲート側からシャフト被覆部に向けて拡がる斜面となっており、
    溶融樹脂の硬化後、前記台座を回転切削工具にて切削することを特徴とする、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のスロットルバルブの製造方法。
11. 内燃機関への吸入空気量を制御するスロットル装置へ軸回動自在に配設され、円筒状のシャフト被覆部と、該シャフト被覆部を挟んで相対する方向に延在する半円板状の半円板部とを有する樹脂製のバルブ体に、回動中心となるスロットルシャフトをインサート成形してなるスロットルバルブの製造方法であって、
    前記シャフト被覆部の表面に台座が形成されるように金型のキャビティを形成して、溶融樹脂を射出充填する射出ゲートを前記台座用のキャビティに連通し、
    前記台座の側面は、前記射出ゲート側からシャフト被覆部に向けて拡がる斜面となっており、
    溶融樹脂の硬化後、前記台座を回転切削工具にて切削することを特徴とする、スロットルバルブの製造方法。
    
    

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