JP5971963B2

JP5971963B2 - インテークマニホールド及びその弁装置

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Publication number: JP5971963B2
Application number: JP2012022284A
Authority: JP
Inventors: 淳史幸
Original assignee: Daikyo Nishikawa Corp
Current assignee: Daikyo Nishikawa Corp
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2032-02-03
Also published as: JP2013160131A

Description

本発明は、インテークマニホールド及び当該インテークマニホールドに設けられる弁装置の構造に関する。

特許文献１には、インテークマニホールドの吸気通路下流側に配設され、支持体に支持された弁体が回動することによって上記吸気通路の断面積を変化させるように構成されたインテークマニホールドの弁装置が開示されている。この弁装置では、上記弁体が、板状の弁本体と該弁本体の回動軸心方向両外側に突出する一対の軸部とを備え、上記支持体が、上記吸気通路内壁に取り付けられた枠部と、該枠部に互いに対向するように立設され、上記各軸部が回動可能に挿入される軸受孔を有する一対の腕部とを備えている。

特開２０１０−８４５５７号公報

しかし、上記特許文献１では、両腕部の先端を支持するものがなく、その内倒れが防止されていないので、両腕部の内倒れにより弁体の回動が妨げられて吸気量を調整できなくなったり、弁体が両腕部の軸受孔外周縁に接触した状態で回動して弁体と両腕部とが互いの摩擦により損傷したりするおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸気量を確実に調整できるようにするとともに弁装置の損傷を防止することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、両脚部を内側から支持する板部材を設けたことを特徴とする。

具体的には、本発明は、インテークマニホールドの吸気通路下流側に配設され、支持体に支持された弁体が回動することによって上記吸気通路の断面積を変化させるように構成されたインテークマニホールドの弁装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、請求項１に記載の発明は、上記弁体は、板状の弁本体と該弁本体の回動軸心方向両外側に突出する一対の軸部とを備え、上記支持体は、上記吸気通路内壁に取り付けられた環状の枠部と、該枠部に互いに対向するように立設され、上記各軸部が回動可能に挿入される軸受孔を先端に有し、互いに離れる方向に撓み可能な一対の腕部とを備え、上記両腕部間には、該両腕部を内側から支持する板部材が上記吸気通路を第１通路と第２通路とに仕切るように橋絡され、上記両腕部の内側の面には、腕部立設方向に延びる溝部が形成され、上記板部材の両腕部側両端は、上記両腕部の溝部に挿入されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の弁装置を複数備えたインテークマニホールドであって、上記各弁装置の弁体の軸部には、軸方向に延びる嵌入孔が形成され、上記複数の弁装置の弁体の嵌入孔には、共通の駆動軸が串刺し状に上記弁体に対して回転しないように嵌挿され、上記複数の弁装置のうち両外側に配置される２つの弁装置の外側に配置される軸受孔の内周面には、貫通方向に延びる凹溝が形成され、上記複数の弁装置のうち両外側に配置される２つの弁装置の外側に配置される軸受孔には、貫通孔を有し、かつ突条部が外周に形成された軸受部材が上記突条部を上記軸受孔の凹溝に対応させた状態で内嵌され、該軸受部材の貫通孔には、上記両外側の２つの弁装置の弁体の外側の軸部が回動可能に挿入されていることを特徴とする。

請求項１，２に記載の発明によれば、両腕部が板部材により内側から支持されているので、両腕部の内倒れが防止され、その結果、弁体が確実に回動して吸気量を適正に調整するとともに、弁体と両腕部との摩擦による損傷も防止される。

本発明の実施形態１に係るインテークマニホールドを上方から見た概略斜視図である。本発明の実施形態１に係るインテークマニホールドを下方から見た概略斜視図である。駆動軸を嵌入孔に嵌入した状態で第１分岐管に配設される弁装置を上方から見た斜視図である。駆動軸を嵌入孔に嵌入した状態で第１分岐管に配設される弁装置を下方から見た斜視図である。弁装置及び駆動軸の分解斜視図である。弁体が吸気通路を絞る位置にあるときの図３のＡ−Ａ線に相当する断面図である。弁体が吸気通路を開放する位置にあるときの図６相当図である。実施形態２の図６相当図である。実施形態２の図７相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

《実施形態１》
図１及び図２は、インテークマニホールド１を示す。このインテークマニホールド１は、図示しないエンジンに装着されるものであって、マニホールド本体３と、エンジンの燃焼室内にタンブル流やスワール流を生成するための本発明の実施形態１に係る３つの弁装置１９とを備えている。

マニホールド本体３は、スロットルボディ接続管７と、スロットルボディ接続管７に連結されたサージタンク９と、サージタンク９から分岐して延びる第１〜第３分岐管１１ａ〜１１ｃとを備えている。第１〜第３分岐管１１ａ〜１１ｃは、図１において右側から順に並んでいる。これら第１〜第３分岐管１１ａ〜１１ｃの内部には、吸気通路Ｒがそれぞれ形成されている（図６参照）。また、スロットルボディ接続管７の上流端には、スロットル弁を内蔵したスロットルボディ（図示せず）が締結される上流側フランジ部１３が張り出し形成されている。一方、第１〜第３分岐管１１ａ〜１１ｃの下流端には、下流側フランジ部１５が第１〜第３分岐管１１ａ〜１１ｃを連結するように張り出し形成されている。また、第１〜第３分岐管１１ａ〜１１ｃの各々の下流端の周壁には、第１〜第３分岐管１１ａ〜１１ｃの並設方向に対向する１対の駆動軸挿通孔１２（第１分岐管１１ａの外側の駆動軸挿通孔１２のみ図１に示す）が形成されている。第３分岐管１１ｃの外側の駆動軸挿通孔１２は、有底孔をなす一方、その他の駆動軸挿通孔１２は、対応する分岐管１１ａ〜１１ｃの周壁を上記並設方向に貫通している。

上記弁装置１９は、第１〜第３分岐管１１ａ〜１１ｃの吸気通路Ｒ下流側にそれぞれ配設され、各々、図３〜５に示すように、弁体２３と、該弁体２３を支持する支持体２５と、板部材２９とを備えている。

上記弁体２３は、樹脂製であり、断面略矩形状の嵌入孔３１を有する筒状の回動基部３
３と、該回動基部３３の軸方向両端部を除く部分から一方向に延出する板状の弁本体３４とを備えている。弁本体３４は、延出方向に向けて徐々に薄くなっている。

支持体２５は、樹脂製であり、吸気通路Ｒ内壁に取り付けられる略長方形状の環状枠部３５を備え、該枠部３５の両短辺対応箇所には、先端に向けて幅狭になる略三角形板状の一対の腕部３７が互いに対向するように立設されている。各腕部３７の先端には、円形の軸受孔３９が貫通形成されている。３つの弁装置１９のうち両外側に配置される２つの弁装置１９では、両軸受孔３９のうち、外側に配置される一方の軸受孔３９（図３及び図５における手前側の軸受孔３９）が、内側に配置される他方の軸受孔３９よりも幅広に形成され、上記一方の軸受孔３９の内周面には、貫通方向に延びる４本の凹溝４１が周方向に等しい間隔をあけて形成されている。３つの弁装置１９のうち中央に配置される弁装置１９では、両軸受孔３９が、両側の弁装置１９の他方の軸受孔３９（小さい方の軸受孔３９）と同じ形状になっている。また、上記３つの弁装置１９では、両腕部３７の内側の面に、腕部３７立設方向に延びる溝部４２が枠部３５の短辺方向一端寄りで腕部３７の基端から軸受孔３９の近傍に亘って形成されている。該溝部４２は、腕部３７の先端側に向けて枠部３５の短辺方向他端寄りに若干傾斜している。また、腕部３７の基端近傍には、矩形状の位置決め孔４３が上記溝部４２と交差するように貫通形成されている。なお、位置決め孔４３の溝部４２に交差する方向の幅は、溝部４２の幅よりも長く設定されている。これにより、成形型の位置決め孔４３対応箇所の強度を高めることができる。

板部材２９は、平面視長方形状の平坦な板本体２９ａと、該板本体２９ａの両短辺側の端面の長手方向一端寄りに形成された三角形状の突出片部２９ｂとからなる。

３つの弁装置１９のうち両外側に配置される２つの弁装置１９は、それぞれ上記一方の軸受孔３９（外側に配置される軸受孔３９）に内嵌する軸受部材２７をさらに備えている。この軸受部材２７は、内側に貫通孔４５を有する筒部４７を有し、該筒部４７の一端には、環状張出部４９が張り出し形成されているとともに、該筒部４７の外周面には、４本の突条部５１が互いに周方向に等しい間隔をあけて平行に形成されている。この軸受部材２７は、突条部５１を上記一方の軸受孔３９の凹溝４１に対応させた状態で該一方の軸受孔３９に内嵌している。

そして、３つの弁装置１９のうち第１分岐管１１ａ（アクチュエータ側）に組み込まれる弁装置１９では、弁体２３の回動基部３３の長手方向外側（アクチュエータ側）の一端が軸受部材２７の貫通孔４５に回動可能に挿入されている。また、第３分岐管１１ｃ（反アクチュエータ側）に組み込まれる弁装置１９では、弁体２３の回動基部３３の長手方向外側（反アクチュエータ側）の一端が軸受部材２７の貫通孔４５に回動可能に挿入されている。換言すれば、各弁体２３の回動基部３３の長手方向一端が、軸受部材２７を介在させて支持体２５の一方の軸受孔３９に回動可能に挿入されている。一方、上記長手方向一端が貫通孔４５に挿入された回動基部３３の長手方向他端は、支持体２５の他方の軸受孔３９に回動可能に直接挿入されている。また、３つの弁装置１９のうち中央に配置される弁装置１９、すなわち第２分岐管１１ｂに組み込まれる弁装置１９では、回動基部３３の長手方向両端が、支持体２５の両軸受孔３９に回動可能に直接挿入されている。このように、各弁装置１９の弁体２３の回動基部３３の長手方向両端は、弁本体３４の回動軸心方向両外側に突出する一対の軸部５３を構成している。また、板部材２９は、その長辺方向両端を上記両腕部３７の溝部４２に挿入した状態で両腕部３７間を橋絡している。この状態で、板部材２９は両腕部３７を内側から支持するとともに、図６及び図７に示すように、吸気通路Ｒを、第１通路Ｒ１と該第１通路Ｒ１よりも狭い第２通路Ｒ２とに仕切っている。このように第１通路Ｒ１と第２通路Ｒ２の広さが異なっているのは、溝部４２が枠部３５の短辺方向一端寄りに形成されているからである。また、板部材２９は、上述した溝部４２の傾斜により、腕部３７の先端側に向けて第１通路Ｒ１側に傾斜している。さらに、両腕部３７の位置決め孔４３に板部材２９の両突出片部２９ｂが係合して板部材２９の溝部４２長手方向への移動が阻止されている。

そして、上記３つの弁装置１９の弁体２３の嵌入孔３１には、各分岐管１１ａ〜１１ｃの駆動軸挿通孔１２を介して共通の駆動軸２１が串刺し状に嵌挿されている。この駆動軸２１は、例えば金属材料で構成されており、その断面が弁体２３の回動基部３３の嵌入孔３１と同じ矩形状となっている。したがって、駆動軸２１を嵌入孔３１に嵌入した状態で、駆動軸２１が弁体２３に対して回転しない。また、駆動軸２１の第１分岐管１１ａ側の端部が図示しないアクチュエータの出力軸に連結されている。

アクチュエータは、エンジン制御装置（図示せず）により制御されるようになっており、例えば、エンジン回転数が所定回転数よりも低い場合には、駆動軸２１を回動させることにより、弁体２３を、吸気通路Ｒを絞る状態、詳しくは、第１通路Ｒ１を閉じて第２通路Ｒ２のみを開放する状態（図６に示す）とし、所定回転数以上の場合には、吸気通路Ｒを開放する状態、すなわち第１通路Ｒ１及び第２通路Ｒ２を開放する状態（図７に示す）とするようになっている。

次に、上記のように構成された弁装置１９をマニホールド本体３に組み付ける手順について説明する。

まず、３つの弁装置１９を組み立てる。これら弁装置１９を組み立てるには、まず、第１分岐管１１ａに組み込む支持体２５と、第３分岐管１１ｃに組み込む支持体２５とを用意し、第１分岐管１１ａに組み込む支持体２５のアクチュエータ側（外側）の軸受孔３９に軸受部材２７を嵌め込む。また、第３分岐管１１ｃに組み込む支持体２５の反アクチュエータ側（外側）の軸受孔３９に軸受部材２７を嵌め込む。そして、嵌め込んだ軸受部材２７の貫通孔４５に弁体２３の回動基部３３の長手方向一端を挿入し、両腕部３７を互いに離れる方向に撓ませて他方の軸受孔３９に上記回動基部３３の長手方向他端を挿入する。これにより、両腕部３７の形状が復元する。なお、他方の軸受孔３９に回動基部３３の長手方向一端を挿入した後で軸受部材２７の貫通孔４５に回動基部３３の長手方向他端を挿入してもよい。また、第２分岐管１１ｂに組み込む支持体２５を用意し、この支持体２５の両軸受孔３９の一方に弁体２３の回動基部３３の長手方向一端を挿入し、両腕部３７を互いに離れる方向に撓ませて両軸受孔３９の他方に回動基部３３の長手方向他端を挿入する。これにより、両腕部３７の形状が復元する。その後、３つの支持体２５の両腕部３７の基端側から板部材２９の長辺方向両端を両溝部４２に挿入する。

次に、第１分岐管１１ａ用の弁装置１９と第３分岐管１１ｃ用の弁装置１９とを、その軸受部材２７側の腕部３７が外側に位置するようにそれぞれ第１分岐管１１ａ及び第３分岐管１１ｃに下流端開口から挿入するとともに、第２分岐管１１ｂ用の弁装置１９を第２分岐管１１ｂに下流端開口から挿入する。そして、駆動軸２１を、第１〜第３分岐管１１ａ〜１１ｃの駆動軸挿通孔１２及び３つの弁装置１９の弁体２３の嵌入孔３１に第１分岐管１１ａ側から嵌入し、駆動軸２１の第１分岐管１１ａ側一端にアクチュエータを組み付ける。

次に、インテークマニホールド１を使用する場合について説明する。エンジンの回転数が所定回転数よりも低いと、図６に示すように、アクチュエータにより３つの弁装置１９の弁体２３が第１通路Ｒ１を閉じる位置まで回動する。これにより、第１〜第３分岐管１１ａ〜１１ｃ内の吸気通路Ｒが絞られてエンジンの燃焼室内でタンブル流やスワール流を生成することができる。図６及び図７において、吸気の流れを一点鎖線の矢印で示す。

一方、エンジンの回転数が所定回転数以上になると、図７に示すように、アクチュエー
タにより３つの弁装置１９の弁体２３が第１通路Ｒ１を開放する位置まで回動する。

本実施形態１によれば、両腕部３７が板部材２９により内側から支持されているので、両腕部３７の内倒れが防止され、その結果、弁体２３が確実に回動して吸気量を適正に調整するとともに、弁体２３と両腕部３７との摩擦による損傷も防止される。

また、第２通路Ｒ２よりも広い第１通路Ｒ１を開閉するので、エンジン回転数に応じて吸気量を大きく調整でき、その結果、燃料と空気の混合を促進させて燃焼効率を向上させることができる。

《実施形態２》
図８及び図９は、本発明の実施形態２に係る弁装置１９を備えたインテークマニホールド１を示す。本実施形態２では、板部材２９の溝部４２挿入箇所（長辺方向両端）の内側部分２９ｃに、該内側部分２９ｃが短辺方向一端側から他端側に向けて徐々に厚くなるように傾斜する傾斜面２９ｄが形成されている。また、内側部分２９ｃの厚肉側の端面が、板厚方向に凹状に湾曲する湾曲面２９ｅをなしている。

そして、この板部材２９は、その厚肉側を両腕部３７の先端側に向け、かつ傾斜面２９ｄを第１通路Ｒ１側に向けた状態で両腕部３７間を橋絡している。そして、内側部分２９ｃの厚肉側端縁、すなわち湾曲面２９ｅ側の端縁が、上記弁体２３の回動基部３３に段差なく接近し、その表裏面が吸気案内面２９ｆを構成している。

その他の構成は、実施形態１と同じであるので、同一の構成箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態２によれば、板部材２９（内側部分２９ｃ）の一端縁と弁体２３の回動基部３３とが接近しているので、両者を大きく離間させた場合に比べ、両者間に吸気が流れ込みにくい。また、両者間に段差が形成されないので、図６及び図７において一点鎖線で囲まれた箇所のような吸気乱れが生じず、吸気の流れがスムーズになる。

なお、上記実施形態１，２では、本発明を直列３気筒エンジン用のインテークマニホールド１に適用した場合について説明したが、これに限らず、Ｖ型エンジン用のインテークマニホールドや水平対向エンジン用のインテークマニホールドにも適用できる。

また、上記実施形態１，２では、弁体２３が第１通路Ｒ１を閉じる状態と開放する状態との２つの状態に切り換えられるようになっていたが、該２つの状態のうちの一方を両者の中間の任意の状態に置き換えてもよいし、弁体２３がエンジン回転数に応じて３つ以上の状態に切り換えられるようにしてもよい。

また、上記実施形態１，２では、３つの弁装置１９のうち両外側の弁装置１９の外側の軸受孔３９、すなわち合計２つの軸受孔３９に軸受部材２７を嵌め込んだが、第３分岐管１１ｃ用の支持体２５の反アクチュエータ側の軸受孔３９のみに軸受部材２７を嵌め込むようにしてもよい。また、各弁装置１９の反アクチュエータ側の軸受孔３９に軸受部材２７を嵌め込むとともに、各弁装置１９のアクチュエータ側の軸受孔３９に軸受部材２７を嵌め込まないようにする等、軸受部材２７を嵌め込んだ軸受孔３９と軸受部材２７を嵌め込んでいない軸受孔３９とが交互に位置するようにしてもよい。また、すべての軸受孔３９に軸受部材２７を嵌め込むようにしてもよい。

また、上記実施形態１では、板部材２９が腕部３７の先端側に向かって第１通路Ｒ１側に傾斜していたが、枠部３５に対して垂直な方向、すなわち各分岐管１１ａ〜１１ｃの軸
線に沿う方向に延びていてもよい。また、板部材２９が枠部３５の短辺方向中央（各分岐管１１ａ〜１１ｃの中央）で吸気通路Ｒを仕切るようにしてもよい。

また、上記実施形態２において、内側部分２９ｃの第１通路Ｒ１側の面に、傾斜面２９ｄに代えて、図８及び図９において二点鎖線で示すように、湾曲面２９ｄ’を設けてもよい。

本発明は、インテークマニホールド及び当該インテークマニホールドに設けられる弁装置の構造として有用である。

１インテークマニホールド
１９弁装置
２１駆動軸
２３弁体
２５支持体
２７軸受部材
２９板部材
２９ｆ吸気案内面
３１嵌入孔
３３回動基部
３４弁本体
３５枠部
３７腕部
３９軸受孔
４１凹溝
４２溝部
４５貫通孔
５１突条部
５３軸部
Ｒ吸気通路
Ｒ１第１通路
Ｒ２第２通路

Claims

インテークマニホールド(1)の吸気通路(R)下流側に配設され、支持体(25)に支持された弁体(23)が回動することによって上記吸気通路(R)の断面積を変化させるように構成され
たインテークマニホールドの弁装置であって、
上記弁体(23)は、板状の弁本体(34)と該弁本体(34)の回動軸心方向両外側に突出する一対の軸部(53)とを備え、
上記支持体(25)は、上記吸気通路(R)内壁に取り付けられた環状の枠部(35)と、該枠部(35)に互いに対向するように立設され、上記各軸部(53)が回動可能に挿入される軸受孔(39)を先端に有し、互いに離れる方向に撓み可能な一対の腕部(37)とを備え、
上記両腕部(37)間には、該両腕部(37)を内側から支持する板部材(29)が上記吸気通路(R)を第１通路(R1)と第２通路(R2)とに仕切るように橋絡され、
上記両腕部(37)の内側の面には、腕部(37)立設方向に延びる溝部(42)が形成され、
上記板部材(29)の両腕部(37)側両端は、上記両腕部(37)の溝部(42)に挿入されていることを特徴とするインテークマニホールドの弁装置。
請求項１に記載の弁装置を複数備えたインテークマニホールドであって、
上記各弁装置(19)の弁体(23)の軸部(53)には、軸方向に延びる嵌入孔(31)が形成され、
上記複数の弁装置(19)の弁体(23)の嵌入孔(31)には、共通の駆動軸(21)が串刺し状に上
記弁体(23)に対して回転しないように嵌挿され、
上記複数の弁装置(19)のうち両外側に配置される２つの弁装置(19)の外側に配置される軸受孔(39)の内周面には、貫通方向に延びる凹溝(41)が形成され、
上記複数の弁装置(19)のうち両外側に配置される２つの弁装置(19)の外側に配置される軸受孔(39)には、貫通孔(45)を有し、かつ突条部(51)が外周に形成された軸受部材(27)が上記突条部(51)を上記軸受孔(39)の凹溝(41)に対応させた状態で内嵌され、該軸受部材(27)の貫通孔(45)には、上記両外側の２つの弁装置(19)の弁体(23)の外側の軸部(53)が回動可能に挿入されていることを特徴とするインテークマニホールド。