JPH0735824U - 多気筒内燃エンジンの吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 多気筒内燃エンジンの各気筒に連通する吸気
通路(10)を形成するバルブボディ（II）と、このバルブ
ボディを貫通して配置された回動軸(21a)と、回動軸に
支持されて吸気通路の各々にこれを開閉自在に配置され
た弁体(21b)とを含む多気筒内燃エンジンの吸気制御装
置において、回動軸２１ａは、その両端部分がバルブボ
ディに対して回動自在に軸支され、弁体相互間に位置す
る部分が外周に弾性体(22)を有し、かつ、バルブボディ
の軸受面(25a,26a)とが非接触状態となっている。 【効果】 多連バタフライバルブの回動軸の振動による
打音あるいは破損を防止することができ、回動負荷も低
減することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車等に搭載される多気筒内燃エンジンの吸気制御装置に関し、 特に、吸気通路の開閉を行う多連バタフライバルブの支持構造に特徴を有した多 気筒内燃エンジンの吸気制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

内燃エンジンの排出ガス対策や燃費対策を図るため、吸気通路内にバタフライ 型の制御弁を設け、その開閉により吸入空気量を調整したり、あるいはエンジン の回転速度、負荷等に応じて吸気管の長さを２段階に切り換える切り換え弁を吸 気通路内に設け、吸気に慣性過給、共鳴過給効果等を与えてエンジン出力の向上 を図る技術が知られている。

【０００３】 このような制御弁あるいは切り換え弁は、エンジンのシリンダに近接した領域 に配置されている為、エンジンの機械的振動，シリンダ内を摺動するピストンに よる吸気脈動あるいはバックファイヤによる圧力波がバタフライ型の制御弁等に そのまま作用し、その衝撃により、弁体を支持する回動軸が（軸受領域に間隙が ある故）振動して軸受面に衝突し、いわゆるがたつき音を発する場合がある。

【０００４】 そこで、かかる振動によるがたつき音の発生等を防止すべく、軸受部に弾性材 料を用いて衝撃エネルギを吸収させる技術がある。（実願平１−17616号等参照 ）。かかる技術は、図１に示されるように、回動軸１ａの両端部を弾性部材によ り直接支持するというものである。 詳述すると、図１(a)に示されるように、アルミニウム材等からなる吸気制御 装置の本体２において、各吸気通路２ａに直交するような貫通孔２ｂをドリル加 工等により形成し、弁体１ｂを支持するための鋼材等からなる回動軸１ａを挿嵌 し、かかる回動軸の各吸気通路２ａ内に位置する部分にねじ１ｃ等を用いて弁体 １ｂを固着する。そして、回動軸１ａの両端部に、図１(b)に示されるような中 空部３ａを有し、かつ弾力性を有する芯材を合成樹脂材等で覆った弾性軸受３を 外嵌せしめて、多連バタフライバルブ１を回動自在に支持するというものである 。

【０００５】 かかる回動軸支持構造では、回動軸１ａの中間部を支持する貫通孔２ｂの内壁 面と回動軸外周面との間に間隙が存在する場合、回動軸１ａが径方向に振動しよ うとするが、両端部が密着した弾性軸受３により支持されているため、この弾性 軸受３により振動エネルギが吸収されて回動軸１ａの振動を抑制することができ る。一方、かかる弾性軸受３は回動軸１ａを直接支持する構造となっているため 、回動軸を回動させる際の抵抗が増加し、従って、負荷の増加に応じたエネルギ を補充する駆動源が必要となる。

【０００６】 また、図１(a)は４気筒内燃エンジンの場合を示すものであるが、それ以上の 例えば６気筒内燃エンジン等にあっては、回動軸の長さがその分長くなり、振動 及び剛性の面からも不利になり、単に両端部を弾性軸受により支持する構造では 振動を抑制することができなくなる場合がある。 一方、今日の自動車開発の指針として、車両の軽量化による低燃費車両の開発 、あるいは、材質の変更及び製造工程の簡略化等による低コスト車両の開発が進 められている。

【０００７】 そこで、従来アルミニウム材あるいは鋼材等の金属材料により形成されていた 上記吸気制御装置についても、その一環として構成部品の樹脂化が検討されてい る。 しかしながら、構成部品を単に樹脂化し、従来の如き回動軸の支持構造を採用 しただけでは、機械的強度の低下、伝熱性の低下、あるいは、成形精度の低下等 による組み付け精度の低下といった新たな問題が生じ、回動軸の振動を防止する には新たな対策を講ずる必要がある。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】 上記従来技術の問題点等に鑑み、本願考案の目的とするところは、装置の軽量 化を図りつつ、特に吸気通路内に配置される多連バタフライバルブの回動軸が振 動を生じたとしても、打音を発生することなく、かつ、振動による回動軸の破損 を防止することができる多気筒内燃エンジンの吸気制御装置を提供することにあ る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の多気筒内燃エンジンの吸気制御装置は、多気筒内燃エンジンの各気筒 に連通する吸気通路を形成する殻体と、前記殻体を貫通して配置された回動軸と 、前記回動軸に支持されて前記吸気通路の各々にこれを開閉自在に配置された弁 体とを含む多気筒内燃エンジンの吸気制御装置であって、 前記回動軸は、その両端部分が前記殻体に対して回動自在に軸支され、前記弁 体相互間に位置する部分がその外周部に弾性体を有し、かつ、前記弾性体と前記 殻体の軸受面とが非接触状態となっていることを特徴としている。

【００１０】

【作用】

本考案の吸気制御装置によれば、回動軸の両端部が回動自在に支持され、その 中間部分に位置する弁体と弁体の間が、外周に弾性体を有して軸受面と非接触状 態となっている。 従って、吸気脈動の影響等により回動軸が撓み、あるいは軸受領域の間隙によ り振動（いわゆる棒の横振動）を生じても、弾性体が軸受面に接触しさらに粘弾 性変形を生じることによってエネルギが吸収され、衝突による打音あるいは回動 軸の破損を招くことはない。

【００１１】 また、定常状態においては、回動軸の両端部のみが軸受面と接触し、中間部分 は非接触状態となっている（弾性体と軸受面は非接触状態にある）ことから、回 動させる際の負荷（抵抗）が増加することはなく、容易に回動動作を行うことが できる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の吸気制御装置の一実施例について、図面に基づき説明する。 図２は、吸気制御装置の外観平面図を示すものであり、図示されるように、３ つの領域Ｉ，II，IIIを形成する樹脂射出成形品の結合体からなっている。すな わち、エンジンのヘッド吸気ポートに連結されるブランチ部分（Ｉ）、吸気の切 換え弁たる多連バタフライバルブを内装する殻体としてのバルブボディ部分（II ）、サージタンク及び迂回吸気通路を形成するカバー部分（III）が各々射出成 形法等により成形され、その後接合用フランジ面において、各々が振動溶着等に より一体的に結合されている。

【００１３】 図３は、図２に示す吸気制御装置の矢視Ｒによる外観側面図を示すものであり 、図示されるように、エンジンの出力を調整するスロットルボディを取り付ける 為のフランジ部１０と並んで、多連バタフライバルブの回動軸の一端を支持する 軸受２０が配置されている。 図４は、図２に示す吸気制御装置の矢視Ｌによる外観側面図を示すものであり 、図示されるように、かかる側面には内装された多連バタフライバルブを駆動す る駆動手段としての歯車機構を内装したアクチュエータ３０が取り付けられてい る。 図５は、６気筒内燃エンジンの吸気通路を開閉する多連バタフライバルブ ２１を示すものであり、図５(a)はその平面図、図５(b)はその側面図である。図 示されるように、回動軸２１ａには６個の弁体２１ｂが一体的に樹脂材により成 形されている。また、回動軸２１ａの一端側にはスラスト方向の軸受面に当接す るフランジ部２１ｃが形成されている。

【００１４】 さらに、かかる多連バタフライバルブには、各弁体２１ｂ相互間に位置する回 動軸の外周部に樹脂材、例えばゴム材あるいは加硫剤含有ゴム材がリング状に加 硫成形された弾性体２２が設けられている。図６はその断面図を示すものである 。 ゴムとしては、シリコンゴム、ウレタンゴム、ＥＢＲ、イソプレンゴム、ブチ ルゴム、アクリルゴム、スチレン・イソプレン共重合体ゴム、ポリエステル系ゴ ム等が利用でき、加硫剤としては、硫黄、ペンタメチレンチウラムヘキサスルフ ィド、２，４，６−トリメルカプト−Ｓ−トリアジン等が利用できる。ゴムの加 硫は放射線を照射して行ってもよい。

【００１５】 図７は、図２中のＢ−Ｂ部における吸気制御装置の断面図を示すものであり、 この領域には吸気通路１０の開閉を行う上述多連バタフライバルブ２１が回動自 在に配置されている。本図に示されるように、バルブボディ（II）内に配置され た多連バタフライバルブは、その回動軸２１ａの一端が軸受２０により径方向に 付勢されて回動自在に支持され、他端部が軸受２３により回動自在に支持される と共に、回動駆動を行わせる為のアクチュエータ３０に連結されている。

【００１６】 このアクチュエータ３０は、モータ等の駆動源（不図示）によりウォーム３２ が回転せしめられると、これに噛合したウォームホイール３１が回転し、このウ ォームホイール３１と一体的に固着せしめられた回動軸２１ａが回転するように なっている。また、このウォームホイール３１は、その内側面がコイルスプリン グ３３により装置外側に向けて付勢されており、回動軸と一体形成されたフラン ジ部２１ｃがバルブボディ（II）の内壁に形成された当接壁にワッシャ２４を介 して当接し、もって、回動軸のスラスト方向の移動が規制されている。

【００１７】 図８は、図７中のＤ−Ｄ部、すなわち弁体２１ｂ相互間の軸受領域を示す部分 断面図であり、図示されるように、バルブボディ（II）の吸気通路分離壁２６に 形成された軸受領域に、図７に示す多連バタフライバルブを配置し、殻体として のバルブボディの一部をなす軸受キャップ２５を嵌合させて突起２６ｂの先端を 溶融し、カシメ状態にて軸受キャップ２５を固着せしめている。

【００１８】 この状態において、分離壁２６に形成された軸受面２６ａ及び軸受キャップ２ ５に形成された軸受面２５ａと、回動軸２１ａの外周に固着された弾性体２２外 周面との間には、間隙２７が確保されて、両者は非接触状態となっている。 このように、定常時においては非接触状態となっているため、弾性体を設ける ことにより軸受部での回動負荷が増加するといったようなことはなく、多連バタ フライバルブの駆動は容易に行える。

【００１９】 さらに、この非接触領域について詳述すると、図９のＥ−Ｅ断面図に示される ように、弾性体２２は回動軸２１ａに形成された溝部２１ｄ部分に固着され、一 方、軸受面２５ａ，２６ａはそれぞれ凹状部２５ｂ，２６ｂの底部に位置するよ うに形成されている。従って、多連バタフライバルブが所定位置に配置された状 態において、弾性体２２の外周部分がこの凹状部２５ａ，２６ａに埋没するよう になっている。

【００２０】 これによれば、例え弾性体２２の固着状態が解かれて、回動軸２１ａの軸線方 向にずれるようなことがあっても、かかる凹状部２５ｂ，２６ｂから脱落するこ とはなく、確実に振動による衝撃エネルギを吸収することができる。 このように、弾性体が遊挿状態にあっても、確実に所期の機能を達成できる点 から、弾性体を加硫成形により固着する手段に限らず、図１０(a),(b)に示すよ うなリング状の一部に切り欠き４０ａを有する弾性芯金４０ｃの表面を弾性樹脂 材４０ｂで覆ったＣ形状の弾性体４０を外嵌せしめる手段でも、あるいは、図１ ０(c)に示すような螺旋形状をなす弾性芯金の表面を弾性樹脂材で覆った螺旋形 状の弾性体を外嵌せしめる手段であってもよい。

【００２１】 すなわち、前述の如く弁体と回動軸とが一体形成された多連バタフライバルブ では、弁体間の中間軸部分にリング状の弾性体を外嵌することはできない（弁体 が邪魔になる為）が、かかる図１０に示すような一部に切り欠きのあるものであ れば、回動軸に対してその径方向からの外嵌が可能となる。また、このように弾 性体が外嵌せしめられて、回動軸と遊挿状態にあっても、軸線方向における外れ 防止手段が設けてあることから、確実に所望の機能を発揮できる。

【００２２】 以上述べた実施例においては、多連バタフライバルブが樹脂材により一体成形 されたものについて、その軸支構造を示したが、従来の如く回動軸が鋼材等によ り形成された比較的剛性の高いものであっても、気筒数が増えて長尺になればそ の分回動軸の振動による撓み量も増加するため、本考案の軸支構造は有効にその 効果を発揮することができる。

【００２３】

【効果】

以上述べたように、本願考案の吸気制御装置によれば、吸気通路の開閉を行う 多連バタフライバルブの回動軸の両端部が回動自在に支持されて、一方、その中 間部に位置する弁体相互間が外周に弾性体を有して軸受面と非接触状態となって いる。

【００２４】 従って、吸気脈動の影響等により回動軸が撓み振動等を生じても、弾性体が軸 受面に接触しさらに粘弾性変形を生じることによってエネルギが吸収され、衝突 による打音の発生、あるいは、振動による回動軸の破損が防止される。 また、定常状態において、回動軸の両端部のみが軸受面と接触し、中間部分は 非接触状態となっていることから、回動させる際の負荷が増加することはなく（ 弾性体が軸受面に直接接触した状態で回動軸を回動させると、介面の摩擦係数が 大きく回動抵抗が大きくなってしまう。）容易に回動動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の吸気制御装置における多連バタフライ
バルブの軸支構造を示すものであり、図１(a)はその回
動軸方向の断面図、図１(b)は弾性軸受の側面図であ
る。

【図２】 本考案に係る吸気制御装置の一実施例を示す
外観平面図である。

【図３】 図２中の矢視Ｒによる吸気制御装置の外観側
面図である。

【図４】 図２中の矢視Ｌによる吸気制御装置の外観側
面図である。

【図５】 本考案の吸気制御装置に適用される一体成形
の多連バタフライバルブを示すものであり、図５(a)は
その平面図、図５(b)はその側面図である。

【図６】 図５中のＣ−Ｃ部における多連バタフライバ
ルブの断面図である。

【図７】 図２中のＢ−Ｂ部における吸気制御装置の断
面図である。

【図８】 図７中のＤ−Ｄ部における吸気制御装置の部
分断面図である。

【図９】 図８中のＥ−Ｅ部における吸気制御装置の部
分断面図である。

【図10】 本考案に係る弾性体の他の実施例を示すもの
であり、図１０(a)はＣ形状弾性体の斜視図、図１０(b)
は図１０(a)中のＦ−Ｆ部における断面図、図１０(c)は
螺旋形状弾性体の斜視図である。

【主要部分の符号の説明】

１０ 吸気通路 ２０ 軸受 ２１ 多連バタフライバルブ ２１ａ 回動軸 ２１ｂ 弁体 ２１ｃ フランジ部 ２１ｄ 溝部 ２２ 弾性体 ２３ 軸受 ２４ ワッシャ ２５ 軸受キャップ ２５ａ 軸受面 ２５ｂ 凹状部 ２６ 吸気通路分離壁 ２６ａ 軸受面 ２６ｂ 凹状部 ２７ 間隙 ３０ アクチュエータ ３１ ウォームホイール ３２ ウォーム ３３ コイルスプリング ４０ Ｃ形状弾性体 ４０ａ 切り欠き ４０ｂ 弾性樹脂材 ４０ｃ 弾性芯金 ４１ 螺旋形状弾性体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 橋本 徹 東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工 業株式会社内 (72)考案者 三宅 光浩 東京都港区芝５丁目33番８号三菱自動車工 業株式会社内 (72)考案者 石黒 茂行 神奈川県小田原市久野2480番地株式会社ミ クニ小田原工場内 (72)考案者 加藤 満吉 三重県四日市市東邦町１番地三菱油化株式 会社四日市総合研究所内

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 多気筒内燃エンジンの各気筒に連通する
   吸気通路を形成する殻体と、前記殻体を貫通して配置さ
   れた回動軸と、前記回動軸に支持されて前記吸気通路の
   各々にこれを開閉自在に配置された弁体とを含む多気筒
   内燃エンジンの吸気制御装置であって、 前記回動軸は、その両端部分が前記殻体に対して回動自
   在に軸支され、前記弁体相互間に位置する部分がその外
   周部に弾性体を有し、かつ、前記弾性体と前記殻体の軸
   受面とが非接触状態となっていることを特徴とする多気
   筒内燃エンジンの吸気制御装置。
2. 【請求項２】 前記弾性体は、前記回動軸に対して加硫
   成形により固着されていることを特徴とする請求項１記
   載の多気筒内燃エンジンの吸気制御装置。
3. 【請求項３】 前記弾性体はリング形状を成し、前記殻
   体の軸受面は前記弾性体の外周部分が埋没すべく凹状に
   形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載
   の多気筒内燃エンジンの吸気制御装置。
4. 【請求項４】 前記弾性体は、リング形状の一部に切り
   欠きを有する弾性芯金の表面を弾性樹脂材で覆ったもの
   であることを特徴とする請求項１又は３に記載の多気筒
   内燃エンジンの吸気制御装置。
5. 【請求項５】 前記弾性体は、螺旋形状をなす弾性芯金
   の表面を弾性樹脂材で覆ったものであることを特徴とす
   る請求項１又は３に記載の多気筒内燃エンジンの吸気制
   御装置。