JP2010223127A - 吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータおよび管長切替バルブ用アクチュエータを有する吸気マニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータ自体を保護しつつ、部品点数の低減あるいは組み立て工数の削減を可能としたアクチュエータを提供すること。
【解決手段】アクチュエータケースは、突き合わせ面の反対側の面に設けられ、アクチュエータケース内部と外気とを連通する呼吸穴を有する。呼吸穴は、アクチュエータケース内部から突き合せ面までを連通するように、突き合わせ面において環状シール面の外側に設けられ、突き合わせ面が端面に対して突き合わせられたとき、端面が、呼吸穴に対するキャップ手段を形成しつつ、突き合わせ面のうち呼吸穴が設けられる部分と端面との間に呼吸用隙間が形成される吸気マニホールド１２の管長切替バルブ用アクチュエータ１０。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータおよび管長切替バルブ用アクチュエータを有する吸気マニホールドに関し、より詳細には、アクチュエータ自体を保護しつつ、部品点数の低減あるいは組み立て工数の削減を可能とした吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータおよび管長切替バルブ用アクチュエータを有する吸気マニホールドに関する。

従来から、バルブの開閉動作により吸気通路の管長を可変とした吸気マニホールドが採用され、そのために吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータが用いられている。
吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータは、たとえば特許文献１に開示されている。
この吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータ２００は、図８〜図10に示すように、並列配置された複数の吸気通路２１４を有する吸気マニホールドの並列方向の一方の端面に設けられた開口から、各吸気通路の副吸気通路の中間部を横切る支持孔に挿入され、各吸気管路の長さを切り替え可能に開閉動作を行う切替バルブ機構２１６と、切替バルブ機構２１６の一端を支持するバルブカバー２１８であって、端面に対して固定される突き合わせ面を備え、突き合わせ面には、切替バルブ機構２１６の一端を取り囲む環状シール部が設けられるバルブカバー２１８と、切替バルブ機構２１６を駆動する駆動モータ２２３と、駆動モータ２２３を内蔵するアクチュエータケース２２２とを有し、アクチュエータケース２２２は、突き合わせ面の反対側の面に設けられ、アクチュエータケース２２２は、アクチュエータケース内部と外気とを連通する呼吸穴２２４を有する。

このような構成により、アクチュエータの駆動モータ２２３により切替バルブ機構２１６を駆動し、バルブの開閉動作を通じて、副吸気通路の連通あるいは遮断を行うことにより各吸気通路２１４の管長を切り替えることが可能である。
その際、アクチュエータケース２２２内外を通気するための呼吸穴２２４がアクチュエータケース２２２に設けられていることから、このような開閉動作の繰り返しによりアクチュエータケース２２２内の駆動モータ２２３が発熱し、アクチュエータケース２２２内の温度が上昇したり、あるいは逆に、吸気マニホールドが設置されるエンジンルーム内の温度が上昇したりすることにより、アクチュエータケース２２２内外に圧力差が生じ、それにより、アクチュエータケース２２２内の圧力が上昇して、場合によりケースの破損を引き起こしたり、あるいは逆にケース内の圧力がケース外に比べて負圧となり、ケース外から水分等がケース内に侵入し、それによりアクチュエータの故障を引き起こすような事態を未然に防止することが可能である。

しかしながら、従来の吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータには、以下のような技術的問題点が存する。
すなわち、図１０に示すように、呼吸穴２２４には、呼吸穴２２４を塞ぐ通常フィルター２２６と、呼吸穴２２４の端に設けられ、フィルター２２６を保護するキャップ２２８とが設けられ、特にキャップ２２８が呼吸穴２２４を完全に塞いで、フィルター２２６を介して呼吸穴２２４が呼吸不能とならないように、キャップ２２８には、通気確保の観点から突起部２３０が設けられている。
このようなキャップ２２８のために、アクチュエータの部品点数あるいは組み立て工数が多くなるが、キャップ２２８を省略するとすれば、フィルター２２６の保護が不十分で、フィルターが破損する可能性がある。
特開２００１−２４８４４９

以上の技術的問題に鑑み、本発明の目的は、アクチュエータ自体を保護しつつ、部品点数の低減あるいは組み立て工数の削減を可能とした吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータおよび管長切替バルブ用アクチュエータを有する吸気マニホールドを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータは、
並列配置された複数の吸気通路を有する吸気マニホールドの並列方向の一方の端面に設けられた開口から、各吸気通路の副吸気通路の中間部を横切る支持孔に挿入され、各吸気管路の長さを切り替え可能に開閉動作を行う切替バルブ機構と、
切替バルブ機構の一端を支持するバルブカバーであって、前記端面に対して固定される突き合わせ面を備え、該突き合わせ面には、前記切替バルブ機構の一端を取り囲む環状シール部が設けられるバルブカバーと、
前記切替バルブ機構を駆動する駆動モータと、駆動モータを内蔵するアクチュエータケースとを有し、
該アクチュエータケースは、前記突き合わせ面の反対側の面に設けられ、該アクチュエータケース内部と外気とを連通する呼吸穴を有する、吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータにおいて、
前記呼吸穴は、前記反対側の面から前記突き合わせ面まで前記バルブカバーを貫通するように、前記突き合わせ面において前記環状シール部の外側に設けられる、
前記突き合わせ面が前記端面に対して突き合わせられたとき、前記端面が、前記呼吸穴に対するキャップ手段を形成しつつ、前記突き合わせ面のうち前記呼吸穴が設けられる部分と前記端面との間に呼吸用隙間が形成される、構成としている。

以上の構成を有する吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータによれば、アクチュエータにより切り替えバルブ機構のバルブの開閉動作を通じて、副吸気通路の連通あるいは遮断を行うことにより、吸気管路の長さを変えることが可能である。
アクチュエータケース内外を通気するための呼吸穴がアクチュエータケースに設けられていることから、このような開閉動作の繰り返しによりアクチュエータ内の駆動モータが発熱し、アクチュエータケース内の温度が上昇したり、あるいは逆に、インテイクマニホールドが設置されるエンジンルーム内の温度が上昇したりすることにより、アクチュエータケース内外に圧力差が生じ、それにより、アクチュエータケース内の圧力が上昇して、場合によりケースの破損を引き起こしたり、あるいは逆にケース内の圧力がケース外に比べて負圧となり、ケース外から水分等がケース内に侵入し、それによりアクチュエータの故障を引き起こすような事態を未然に防止することが可能である。

この場合、呼吸穴は、バルブカバーの反対面から突き合わせ面までバルブカバーを貫通するように、バルブカバーの環状シール部の外側に設けられていることから、バルブカバーの突き合わせ面が端面に対して突き合わせられることにより、端面自体が、呼吸穴に対するキャップ手段として機能し、従来のように別途キャップ部品を用意することなしに、呼吸穴を閉鎖するように設けられるフィルターの十全な保護を達成することが可能である。
その一方、バルブカバーの突き合わせ面のうち環状シール部の外側の部分は、密封機能が要求される環状シール部に比べて、表面粗さが大きいので、バルブカバーの突き合わせ面を端面に対して突き合わせるとしても、環状シール部の外側の部分と端面との間には、隙間が必然的に形成されるので、この隙間を利用して、アクチュエータケース内部は、外気との間で呼吸穴を通じて、呼吸をすることが可能である。
以上から、呼吸穴によりアクチュエータケース内外の通気を確保することにより、アクチュエータ自体を保護しつつ、呼吸穴に対するキャップ部品を省略することにより、部品点数の低減あるいは組み立て工数の削減が可能となる。

また、前記バルブカバーは、前記突き合わせ面と反対側の面に窪み部を有し、前記アクチュエータケースは前記窪みに対して一体に成形されるのがよい。

さらにまた、前記バルブカバーは、樹脂製で一体成形され、それにより前記突き合わせ面のうち前記呼吸穴が設けられる部分と前記環状シール部との間に生じる成形上の加工精度の差が、前記呼吸用隙間を形成するのがよい。あるいは、前記バルブカバーは、樹脂製で一体成形され、それにより前記突き合わせ面のうち前記呼吸穴が設けられる部分が前記環状シール部よりも一段下がっているのでもよい。

加えて、前記切替バルブは、軸線方向に沿って前記支持孔に挿入される回転シャフトを有し、
前記バルブカバーは、その中央部に該回転シャフトの一端が抜ける貫通穴と、この貫通穴から前記バルブカバーの厚み方向に延びる第１スペースを有し、
前記アクチュエータケースは、前記第１スペースに横向きに連通し、前記駆動モータを収容する第２スペースを有するのがよい。

本発明に係る吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータによれば、呼吸穴が、バルブカバーの反対面から突き合わせ面までバルブカバーを貫通するように、バルブカバーの環状シール部の外側に設けられていることから、バルブカバーの突き合わせ面が端面に対して突き合わせられることにより、端面自体が、呼吸穴に対するキャップ手段として機能し、従来のように別途キャップ部品を用意することなしに、呼吸穴を閉鎖するように設けられるフィルターの十全な保護を達成することが可能であるとともに、バルブカバーの突き合わせ面のうち環状シール部の外側の部分は、密封機能が要求される環状シール部に比べて、表面粗さが大きいので、バルブカバーの突き合わせ面を端面に対して突き合わせるとしても、環状シール部の外側の部分と端面との間には、隙間が必然的に形成されるので、この隙間を利用して、アクチュエータケース内部は、外気との間で呼吸穴を通じて、呼吸をすることが可能である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
図１から図３に示すように、吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータ１０は、吸気マニホールド１２内に挿入されて、吸気マニホールド１２の各吸気通路１４の長さを切り替え可能に開閉動作を行う切替バルブ機構１６と、切替バルブ機構１６の一端を支持し、切替バルブ機構１６が挿入される吸気マニホールド１２の開口１８（図４参照）を密閉可能に閉鎖するアクチュエータバルブカバー２０と、切替バルブ機構１６を駆動するアクチュエータバルブカバー２０内の駆動モータ２２とから概略構成されており、アクチュエータバルブカバー２０には、アクチュエータバルブカバー２０内部と外気とを連通する呼吸穴２４（図６参照）が設けられている。

吸気マニホールド１２は、４気筒エンジンに対応したものであり、吸気集合室を形成するサージタンク２６と、吸気集合室に連通する主吸気通路２８をそれぞれ形成するようにして、一端がサージタンク２６に共通に接続される４つの相互に独立した分岐管３０と、各分岐管３０の他端に連設されるエンジン取付用フランジ３２とを有し、４つの分岐管３０が水平方向に並列配置されている。
吸気マニホールド１２は、たとえば、合成樹脂からなり、複数、たとえば３つの接合部材を相互に溶着して構成される。
各分岐管３０の並列方向に沿うサージタンク２６の一端には、大気導入口３４が設けられ、この大気導入口３４にはスロットルボディ（図示せず）を介してエアクリーナー（図示せず）が接続され、スロットルボディにおけるスロットルの開度に応じた量の大気が吸気集合室に導入されるようにしている。
図２に示すように、サージタンク２６の下部に一端が接続される各分岐管３０は、略Ｃ字状に湾曲するように形成され、各分岐管３０の他端に連設されるエンジン取付用フランジ３２がサージタンク２６の下流側に配置される。
吸気マニホールド１２には、吸気集合室に一端を開口させるとともに他端を主吸気通路２８の途中に開口させる副吸気通路３６が設けられ、副吸気通路３６により吸気集合室内からエンジンに至るまでの通路としてバイパスが可能とされている。

図３に示すように、各副吸気通路３６の連通あるいは遮断は、吸気マニホールド１２に回動可能に支承されるバタフライ式弁を備えた切り替えバルブ機構１６により切り替えられる。切り替えバルブ機構１６は、回転シャフト４２と、各副吸気通路３６の断面に対応し、開口４４が回転シャフト４２の軸線方向に４つ整列して設けられたプレート部４６と、４つの開口４４の位置に対応して、回転シャフト４２の軸線方向に所定間隔を隔てて回転シャフト４２に固定された４つの弁体４８とを有する。
各弁体４８は、プレート状であり、各副吸気通路３６に対応させて、後に説明するアクチュエータにより、図２（a）に示すように、副吸気通路３６を連通する位置と、図２（b）に示すように、副吸気通路３６を遮断する位置との間で軸線まわりに回動可能としている。
図４に示すように、吸気マニホールド１２の端面１１４には、各副吸気通路３６の中間部を横切る略矩形断面の空間が設けられ、４つの分岐管３０の並列方向の一端に設けた開口１８を通じて、切り替えバルブ機構１６が、回転シャフト４２の長手方向に沿ってサージタンク２６に挿入されるようにしている。

プレート部４６は、回転シャフト４２が４つの開口４４それぞれを軸線方向に貫通するようにされ、各開口４４内で回転シャフト４２に弁体４８が固定され、回転シャフト４２の軸線方向を中心とする回転により各弁体４８が回転し、以て対応する開口４４を開閉するようにしている。プレート部４６の一端には、回転シャフト４２が抜ける円形開口５４が設けられ、この円形開口５４の周縁部には、Ｏリング５６が付設され、この円形開口５４が後に説明するアクチュエータバルブカバー２０の第１中空円筒部８８に対して密封可能に内嵌するようにしている（図５参照）。
図５に示すように、回転シャフト４２は、支持孔４０の壁面によって固定支持された軸受５８によって、軸線方向を中心に回転自在に支承されている。回転シャフト４２には、軸受５８から回転シャフト４２の一端に向かって、第１筒状カラー６０、ストッパレバー６２、第２筒状カラー６４、クッションラバー６６、ウォームホイールギア６８がこの順に外嵌している。
より詳細には、第１筒状カラー６０は、軸受５８とストッパレバー６２との間に介在し、回転シャフト４２の一端から締結されるフランジナット５９による軸力をストッパレバー６２から軸受５８に伝達するようにしている。

ストッパレバー６２は、回転シャフト４２に対して軸線を中心とする回転方向に固定され、回転シャフト４２と一体で回転するようにしている。ストッパレバー６２には、回転シャフト４２から半径方向に張り出す張り出し部７０が設けられ、回転シャフト４２の回転によりこの張り出し部７０が軸線方向を中心として回転することにより、回転シャフト４２が挿入される支持孔４０の内壁に設けられた回転規制部材（図示せず）に当接するようにされ、回転シャフト４２の回転範囲を規制するようにしてある。より具体的には、回転シャフト４２に設けられたバルブが閉じ位置に相当する回転角度位置と、開き位置に相当する回転角度位置との間で回転シャフト４２が回転可能なようにしている。このように、回転シャフト４２は、張り出し部７０が支持孔４０の内壁に設けられた回転規制部材に当接することにより、回転規制が行われることから、バルブが閉じ位置および開き位置に位置決めされるとき、張り出し部７０が支持孔４０の内壁に設けられた回転規制部材に衝突することに伴い衝撃荷重が生じ、この衝撃荷重が回転シャフト４２を通じて駆動モータ２２に伝達されるが、後に説明するストッパレバー６２と駆動モータ２２との間に介在するクッションラバー６６によりこのような衝撃荷重が吸収され、駆動モータ２２に伝達される衝撃荷重を緩和し、以て駆動モータ２２の十全な保護を図るようにしている。

第２筒状カラー６４は、ストッパレバー６２とフランジナット５９との間に介在し、フランジナット５９の締結による軸力を第２筒状カラー６４を介してストッパレバー６２に伝達するようにしている。第２筒状カラー６４は、フランジナット５９に向かう一方の端に、環状張り出しフランジ７２を有し、環状張り出しフランジ７２の環状外面７４がフランジナット５９の締結力を受けるとともに、第２筒状カラー６４の軸部には、環状張り出しフランジ７２に向かって、クッションラバー６６およびウォームホイールギア６８がこの順に軸線方向に摺動可能に外嵌し、ウォームホイールギア６８の一方の端面が環状張り出しフランジ７２の環状内面７８に当接するように配置されている。

第２筒状カラー６４の軸部の軸長は、クッションラバー６６の軸長とウォームホイールギア６８のフランジ厚との合計長さより短く設定され、それにより、フランジナット５９の締結により第２筒状カラー６４と、クッションラバー６６若しくはウォームホイールギア６８とは、軸線方向に摺動し、第２筒状カラー６４の軸部の軸長と、クッションラバー６６の軸長とウォームホイールギア６８のフランジ厚との合計長さとの差に応じて、クッションラバー６６が軸線方向にわずか押しつぶされ、その反発力がフランジナット５９の締結による軸力と反対向きに作用し、ウォームホイールギア６８を環状張り出しフランジ７２の環状内面７８に押し当て、以てウォームホイールギア６８を軸線方向に固定するようにしている。この点において、第２筒状カラー６４の軸部の軸長は、フランジナット５９の締結によりウォームホイールギア６８を軸線方向に固定する際、クッションラバー６６の軸線方向への押しつぶれが適正な許容範囲となるように設定する必要がある。

クッションラバー６６は、中空円筒形の合成ゴム製であり、前述のように、張り出し部７０により回転シャフト４２の軸線方向を中心とする衝撃荷重が発生したとき、このような衝撃荷重によりクッションラバー６６が軸線方向を中心としてねじれ弾性変形を生じ、このねじれ弾性変形により衝撃荷重を吸収して、駆動モータ２２に伝達される衝撃荷重を緩和し、以て駆動モータ２２の十全な保護が達成可能である限り、その厚み、材質等は適宜に選定すればよい。クッションラバー６６は、一方の端面がストッパレバー６２の端面に当接し、この一方の端面には、周方向に複数の窪み部Ａ８０が設けられ、各窪み部Ａ８０がストッパレバー６２の端面に設けられた突起部Ａ８２に嵌り込むことにより、クッションラバー６６とストッパレバー６２とが、軸線方向を中心として一体に回転するようにしてある。一方、クッションラバー６６は、他方の端面がウォームホイールギア６８の端面に当接し、この他方の端面には、一方の端面と同様に、周方向に複数の窪み部Ｂ８１が設けられ、各窪み部Ｂ８１がウォームホイールギア６８の端面に設けられた突起部Ｂ８３に嵌り込むことにより、クッションラバー６６とウォームホイールギア６８とが、軸線方向を中心として一体に回転するようにしてある。以上より、ストッパレバー６２、クッションラバー６６およびウォームホイールギア６８は、軸線方向を中心として一体的に回転可能とされ、後に説明する駆動モータ２２の回転駆動力がウォームホイールギア６８、クッションラバー６６およびストッパレバー６２に伝達され、ストッパレバー６２は、回転シャフト４２と一体的に回転することから、駆動モータ２２により、回転シャフト４２を回転するようにしてある。

図３に示すように、切り替えバルブ機構１６の一端には、駆動モータ２２を内蔵するアクチュエータケースとバルブカバーとが一体化されたアクチュエータバルブカバー２０が設けられる。
アクチュエータバルブカバー２０は、例えば、一体成形の樹脂製である。
これにより、アクチュエータケースとバルブカバーとが別体であり、アクチュエータケースをナット等によりバルブカバーに固定される従来のものに比べて、部品点数の削減、あるいは組立工数の低減によるコストダウンが可能であるとともに、アクチュエータケースとバルブカバーとを一体化することにより、耐振動特性を向上することが可能である。特に、バルブカバー２０の突き合わせ面８４と反対側の面８５の窪みに対してアクチュエータケースを一体化することにより、切替バルブ用アクチュエータ１０の軸長を短縮化することが可能である。

図３に示すように、アクチュエータバルブカバー２０は、プレート状であり、図６に示すように、その一方の面が、吸気マニホールド１２の端面との突き合わせ面８４を構成する。突き合わせ面８４は、その中央部に円形開口８６を有し、円形開口８６からアクチュエータバルブカバー２０の厚み方向に延びる第１中空円筒部８８が設けられ、この第１中空円筒部８８の内部の第１スペース１１０に、ストッパレバー６２、クッションラバー６６、ウォームホイールギア６８およびフランジナット５９が収容されている。この第１中空円筒部８８の側壁には、円形開口９０が設けられ、この円形開口９０からアクチュエータバルブカバー２０の横方向に延びる第２中空円筒部９２が設けられ、図３に示すように、第２中空円筒部９２の反対側の端面は開口している。この第２中空円筒部９２の内部の第２スペース１１２には、後に説明する駆動モータ２２が収容される。
図６に示すように、突き合わせ面８４には、円形開口８６を取り囲むように環状シール面９４が設けられ、該環状シール面９４を吸気マニホールド１２の端面１１４と突き合わせたときに、該突き合わせ面８４が密閉されるようにしている。アクチュエータバルブカバー２０の周囲には、吸気マニホールド１２の端面１１４に設けた取付穴１１３と対応するように、取付穴９６が設けられ、アクチュエータバルブカバー２０を吸気マニホールド１２の端面１１４に固定するようにしている。

以上の構成により、切り替えバルブ機構１６を回転シャフト４２の軸線方向に沿ってサージタンク２６に挿入し、アクチュエータバルブカバー２０の突き合わせ面８４を吸気マニホールド１２の端面１１４と突き合わせて、取付穴９６により吸気マニホールド１２に固定することにより、環状シール面９４により密閉保持しつつ、回転シャフト４２の一端が第１中空円筒部８８の第１スペース１１０内に収まり、回転シャフト４２がウォームホイールギア６８およびウォーム９８を通じて第２中空円筒部９２の第２スペース１１２内に配置される駆動モータ２２と噛合い、駆動モータ２２により回転シャフト４２を回転するようにしている。

図３に示すように、駆動モータ２２は、従来既知のもので、回転軸２３の先端には、ウォーム９８が設けられ、回転シャフト４２のウォームホイールギア６８に噛み合うことにより、駆動モータ２２の回転駆動力がウォーム９８、ウォームホイールギア６８を介して回転シャフト４２に伝達されるようにしている。駆動モータ２２は、第２中空円筒部９２の第２スペース１１２内に収容され、第１中空円筒部８８の第１スペース１１０内に一端が収容される回転シャフト４２の軸線方向に対して、駆動モータ２２の回転軸２３が略直交する向きに配置される。第２中空円筒部９２の開口の周縁部には、パッキン１００が設けられ、蓋部１０２により密封可能に開口を閉鎖するようにしている。蓋部１０２には、回転角度検出センサー１０４が付設され、蓋部１０２により開口を閉鎖したときに、回転角度検出センサー１０４が第１中空円筒部８８の第１スペース１１０に位置するストッパレバー６２に設けたマグネット１０５と対向する位置まで延びるようにしている。回転角度検出センサー１０４は、ホール素子を内蔵する既知のものであり、軸線方向を中心とする回転シャフト４２の回転によるマグネット１０５の磁束の変化を検出し、磁束変化により起電力が発生するホール効果を利用して、回転シャフト４２に固定されたバルブの回転角度を検出するようにしている。

図６に示すように、アクチュエータバルブカバー２０は、アクチュエータバルブカバー２０内部と外気とを連通する呼吸穴２４を有する。呼吸穴２４の径は、アクチュエータバルブカバー２０内部と外気との間の通気度の観点から、フィルター性能に応じて適宜定めればよい。
図７に示すように、呼吸穴２４は、従来と同様に、フィルター１０６が呼吸穴２４を塞ぐように、突き合わせ面８４からアクチュエータバルブカバー２０内方の位置に設けられ、アクチュエータバルブカバー２０内部に異物が混入しないようにしている。
この呼吸穴２４は、反対側の面８５から突き合わせ面８４までアクチュエータバルブカバー２０を貫通するように、突き合わせ面８４において環状シール面９４の外側に設けられる。これにより、突き合わせ面８４が吸気マニホールド１２の端面１１４に対して突き合わせられたとき、端面が呼吸穴２４に対するキャップ機能を奏するとともに、突き合わせ面８４のうち呼吸穴２４が設けられる部分と端面との間に呼吸用隙間１０８が形成される。

より詳細には、アクチュエータバルブカバー２０は一体成形の樹脂製であり、アクチュエータバルブカバー２０を成形する際、突き合わせ面８４のうち呼吸穴２４が設けられる環状シール面９４の外側部分と、環状シール面９４とは、成形上の加工精度の差が設けられ、端面との間で密封性が要求される環状シール面９４は、表面粗さが高く、一方端面との間で密封性が要求されない環状シール面９４の外側部分は、表面粗さが低い。その結果、環状シール面９４が端面に対して密封可能に突き合わせられる際、端面と環状シール面９４の外側部分との間には隙間が必然的に生じ、この隙間が環状シール面９４の外側部分に設けられる呼吸穴２４の呼吸用隙間１０８を形成することになる。
これにより、従来のように、呼吸穴２４を完全に塞がないように呼吸用隙間１０８を確保しつつ呼吸穴２４を塞ぐキャップを不要とすることが可能とされている。
また、変形例として、呼吸穴２４が設けられる環状シール面９４の外側部分と、環状シール面９４との間に段差を設け、環状シール面９４の外側部分が環状シール面９４よりも一段下がるように構成してもよい。
さらに、変形例として、呼吸孔２４の一部のみを塞ぐように端面を構成してもよい。

以上の構成を有する吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータ１０について、図面を参照しながら、その作用を以下に詳細に説明する。
吸気マニホールド１２の吸気通路１４を短くするために、副吸気通路３６によりバイパスすべく、切り替えバルブ機構１６を閉じ状態から開き状態に切り替える場合、駆動モータ２２を駆動することにより、ウォーム９８とウォームホイールギア６８との噛合いを通じて、回転シャフト４２が回転し、各副吸気通路３６において、回転シャフト４２に固定された対応するバルブが開動作を行うことにより、吸気通路１４を短くすることが可能である。
なお、逆に、吸気マニホールド１２の吸気通路１４を長くするために、切り替えバルブ機構１６を開き状態から閉じ状態に切り替える場合には、上述の場合と逆の動作を行うことにより達成すればよい。

このような切り替えバルブ機構１６の開閉動作を繰り返し行うことにより、アクチュエータの駆動モータ２２が発熱し、アクチュエータバルブカバー２０内の温度が上昇したり、あるいはエンジンルーム内の温度が上昇したりすることにより、アクチュエータバルブカバー２０内外に圧力差が生じる場合がある。このような場合、呼吸穴２４を通じてアクチュエータバルブカバー２０内部と外気との間で通気性が確保されているので、圧力差に応じて呼吸をすることにより、このような圧力差に伴うアクチュエータバルブカバー２０の破損、あるいは故障を未然に防止することが可能である。

この場合、呼吸穴２４は、アクチュエータバルブカバー２０の反対側の面８５から突き合わせ面８４までアクチュエータバルブカバー２０を貫通するように、アクチュエータバルブカバー２０の環状シール面９４の外側に設けられていることから、アクチュエータバルブカバー２０の突き合わせ面８４が端面に対して突き合わせられることにより、端面自体が、呼吸穴２４に対するキャップ手段として機能し、従来のように別途キャップ部品を用意することなしに、呼吸穴２４を閉鎖するように設けられるフィルター１０６の十全な保護を達成することが可能である。

その一方、アクチュエータバルブカバー２０の突き合わせ面８４のうち環状シール面９４の外側の部分は、密封機能が要求される環状シール面９４に比べて、表面粗さが大きいので、アクチュエータバルブカバー２０の突き合わせ面８４を端面に対して突き合わせるとしても、環状シール面９４の外側の部分と端面との間には、呼吸用隙間１０８が必然的に形成されるので、この呼吸用隙間１０８を利用して、アクチュエータバルブカバー２０内部は、外気との間で呼吸穴２４を通じて、呼吸をすることが可能である。
以上から、呼吸穴２４によりアクチュエータバルブカバー２０内外の通気を確保することにより、アクチュエータ自体を保護しつつ、呼吸穴２４に対するキャップ部品を省略することにより、部品点数の低減あるいは組み立て工数の削減が可能となる。

以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明から逸脱しない範囲内において、当業者であれば種々の修正あるいは変形が可能である。たとえば、本実施の形態においては、切替バルブ用アクチュエータを４気筒エンジンに対応したものとして説明したが、それに限定されることなく、たとえばそれ以下、それ以上の気筒数を有するエンジンに対応したものでもよい。また、本実施の形態においては、バタフライ式のバルブ切替機構を説明したが、それに限定されることなく、たとえばロータリ式バルブ切替機構でもよい。さらに、本実施の形態においては、バルブカバーとアクチュエータケースとが一体化されたアクチュエータバルブカバーを採用しているが、これに限定されることなく、バルブカバーとアクチュエータケースとが別体のものでもかまわない。さらにまた、本実施の形態においては、単一の回転シャフトに対して直接駆動モータの回転駆動力を伝達する１軸タイプの切替バルブ用アクチュエータを説明したが、それに限定されることなく、アクチュエータケース内に収容される駆動モータにより回転シャフトを回転駆動する限り、多軸タイプのものでもよい。

本発明の実施形態に係る吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータを備えた吸気マニホールドの概略正面図である。 本発明の実施形態に係る吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータの作用を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータにおいて、吸気マニホールドの一方の端面図である。 本発明の実施形態に係る吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータのアクチュエータバルブケースとの取り付け状態を示す部分断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う方向から見たバルブカバーの断面図である。 図６のＢ−Ｂ線に沿う方向から見た貫通穴の断面図である。 従来の吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータを備えた吸気マニホールドの概略斜視図である。 従来の吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータに設けられる駆動モータまわりを示す部分斜視図である。 従来の吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータの呼吸穴の概略図である。

１０ 吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータ
１２ 吸気マニホールド
１４ 吸気通路
１６ 切替バルブ機構
１８ 開口
２０ アクチュエータバルブカバー
２２ 駆動モータ
２４ 呼吸穴
２６ サージタンク
２８ 主吸気通路
３０ 分岐管
３２ エンジン取付用フランジ
３４ 大気導入口
３６ 副吸気通路
４０ 支持孔
４２ 回転シャフト
４４ 開口
４６ プレート部
４８ 弁体
５４ 円形開口部
５６ Ｏリング
５８ 軸受
５９ フランジナット
６０ 第１筒状カラー
６２ ストッパレバー
６４ 第２筒状カラー
６６ クッションラバー
６８ ウォームホイールギア
７０ 張り出し部
７２ 環状張り出しフランジ
７４ 環状外面
７８ 環状内面
８０ 窪み部Ａ
８１ 窪み部Ｂ
８２ 突起部Ａ
８３ 突起部Ｂ
８４ 突き合わせ面
８６ 円形開口
８８ 第１中空円筒部
９０ 円形開口
９２ 第２中空円筒部
９４ 環状シール面
９６ 取付穴
９８ ウォーム
１００ パッキン
１０２ 蓋部
１０４ 回転角度検出センサー
１０６ フィルター
１０８ 呼吸用隙間
１１０ 第１スペース
１１２ 第２スペース
１１３ 取付穴
１１４ 端面

Claims (6)

1. 並列配置された複数の吸気通路を有する吸気マニホールドの並列方向の一方の端面に設けられた開口から、各吸気通路の副吸気通路の中間部を横切る支持孔に挿入され、各吸気管路の長さを切り替え可能に開閉動作を行う切替バルブ機構と、
   切替バルブ機構の一端を支持するバルブカバーであって、前記端面に対して固定される突き合わせ面を備え、該突き合わせ面には、前記切替バルブ機構の一端を取り囲む環状シール部が設けられるバルブカバーと、
   前記切替バルブ機構を駆動する駆動モータと、駆動モータを内蔵するアクチュエータケースとを有し、
   該アクチュエータケースは、前記突き合わせ面の反対側の面に設けられ、該アクチュエータケース内部と外気とを連通する呼吸穴を有する、吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータにおいて、
   前記呼吸穴は、アクチュエーターケース内部から前記突き合せ面までを連通するように、前記突き合わせ面において前記環状シール部の外側に設けられ、
   前記突き合わせ面が前記端面に対して突き合わせられたとき、前記端面が、前記呼吸穴に対するキャップ手段を形成しつつ、前記突き合わせ面のうち前記呼吸穴が設けられる部分と前記端面との間に呼吸用隙間が形成される、ことを特徴とする吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータ。
2. 前記バルブカバーは、前記突き合わせ面と反対側の面に窪みを有し、前記アクチュエータケースは前記窪みに対して一体に成形される、請求項１に記載の吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータ。
3. 前記バルブカバーは、前記突き合わせ面のうち前記呼吸穴が設けられる部分と前記環状シール部との間に生じる成形上の加工精度の差が、前記呼吸用隙間を形成する、請求項２に記載の吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータ。
4. 前記バルブカバーは、前記突き合わせ面において、前記環状シール部よりも一段下がっている面を有し、該面に前記呼吸穴が設けられることを特徴とする、請求項１〜３に記載の吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータ。
5. 前記切替バルブは、軸線方向に沿って前記支持孔に挿入される回転シャフトを有し、
   前記バルブカバーは、その中央部に該回転シャフトの一端が抜ける貫通穴と、この貫通穴から前記バルブカバーの厚み方向に延びる第１スペースを有し、
   前記アクチュエータケースは、前記第１スペースに横向きに連通し、前記駆動モータを収容する第２スペースを有する、請求項２に記載の吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータ。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の吸気マニホールドの管長切替バルブ用アクチュエータを有する吸気マニホールド。

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