(57)【要約】      （修正有）【課題】バルブからの衝撃荷重に対してアクチュエータを十全に保護しつつ、部品点数あるいは組立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を提供する。【解決手段】吸気通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を有し、支持孔内でその軸線方向を中心に回転自在に支承される回転シャフト42を有し、回転シャフトに外嵌するヘリカルギア68と、回転シャフトの回転を規制するストッパー62とを有する、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、筒状カラー60が、ストッパーに当接するように設けられ、ヘリカルギアとストッパーとの間に介在し、かつ筒状カラーに対して軸方向に摺動可能に外嵌するように筒状クッションラバーがさらに設けられ、筒状クッションラバーは、ヘリカルギアおよび前記ストッパーそれぞれに対して、軸線方向を中心に一体で回転可能なように係合する。【選択図】図５
2010223129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、各吸気通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を有し、
前記切替バルブ機構は、軸線方向に沿って前記支持孔に挿入され、前記支持孔内でその軸線方向を中心に回転自在に支承される回転シャフトを有し、
該回転シャフトは、各吸気通路の副吸気通路の中間部に対応するように軸線方向に所定間隔を隔て、かつ軸線方向を中心に回転可能なように該回転シャフトに固定される複数の弁体を備え、該回転シャフトはさらに、前記一方の端面側に、前記回転シャフトに締結されるナットと、前記回転シャフトに外嵌するヘリカルギアと、前記回転シャフトに対して軸線方向および軸線を中心とする回転方向にそれぞれ固定され、かつ軸線を中心とする前記回転シャフトの回転を規制するストッパーとを、前記支持孔の内方に向かってこの順に有し、
さらに、前記ヘリカルギアと噛み合うことにより、前記回転シャフトをその軸線方向を中心に回転駆動する駆動モータとを有する、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、
筒状カラーが、前記回転シャフトに外嵌するとともに、前記ナットの締結により前記ストッパーに当接するように設けられ、
前記ヘリカルギアは、前記筒状カラーに対して軸線方向に摺動可能に外嵌し、
前記ヘリカルギアと前記ストッパーとの間に介在し、かつ前記筒状カラーに対して軸方向に摺動可能に外嵌するように筒状クッションラバーがさらに設けられ、
該筒状クッションラバーは、前記ヘリカルギアおよび前記ストッパーそれぞれに対して、軸線方向を中心に一体で回転可能なように係合する、
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。
【請求項２】
前記筒状カラーは、前記ヘリカルギアの軸長と前記筒状クッションラバーの軸長との合計長さより短い軸長を有する、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。
【請求項３】
前記筒状カラーは、前記ヘリカルギアの軸長と前記筒状クッションラバーの軸長との合計長さより長い軸長を有する、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。
【請求項４】
前記筒状カラーは、一端に環状張り出しフランジ部を有し、前記筒状カラーは、該環状張り出しフランジ部が前記ヘリカルギアに当接するように配置される、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。
【請求項５】
前記ストッパーは、前記回転シャフトの半径方向に張り出し部を備えたレバーである、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。
【請求項６】
前記筒状クッションラバーは、その一方の端面に窪み部を有し、前記ヘリカルギアの該一方の端面に対向する端面には、該窪み部に対応する突起部が設けられ、前記窪み部が前記突起部に対して嵌り込むことにより、前記筒状クッションラバーが前記ヘリカルギアに対して軸線を中心とする回転方向に固定される、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。
【請求項７】
前記筒状クッションラバーは、その他方の端面に窪み部を有し、前記ストッパーの該他方の端面に対向する端面には、該窪み部に対応する突起部が設けられ、前記窪み部が前記突起部に対して嵌り込むことにより、前記筒状クッションラバーが前記ストッパーに対して軸線を中心とする回転方向に固定される、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。
【請求項８】
前記切替バルブ機構は、バタフライ式バルブであり、前記複数の弁体はそれぞれ、略円形プレートからなり、前記切替バルブ機構は、各吸気通路の副吸気通路の中間部に対応するように軸線方向に所定の間隔を隔てて複数の略円形開口を有し、複数の略円形開口それぞれの周縁が、対応する弁体の弁座を構成する、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。
【請求項９】
請求項１ないし請求項６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備えた吸気マニホールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、バルブからの衝撃荷重に対してアクチュエータを十全に保護しつつ、部品点数および組立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。
【背景技術】
【０００２】
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７〜図８に示すように、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２０２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、各吸気通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を有する。切替バルブ機構２１６の一端は、バルブカバー２１８によって支持され、このバルブカバー２１８は、一方の端面に対して密封可能に固定される突き合わせ面を備える。切替バルブ機構２１６は、軸線方向に沿って支持孔に挿入され、支持孔内でその軸線方向を中心に回転自在に支承される回転シャフト２１９を有する。回転シャフト２１９は、各吸気通路の副吸気通路の中間部に対応するように軸線方向に所定間隔を隔て、かつ軸線方向を中心に回転可能なように回転シャフト２１９に固定される複数の弁体２２１を備える。さらに、図９に示すように、回転シャフト２１９をその軸線方向を中心に回転駆動する駆動モータ２２３がアクチュエータケース２２５内に収容されている。
【０００３】
このような構成により、駆動モータ２２３により切替バルブ機構２１６を駆動し、回転シャフト２１９をその軸線を中心として回転させ、各吸気通路の副吸気通路の中間部に対応するように配置された一つ又は複数の弁体２２１を軸線を中心として回転させ、このような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の管長を切り替えることが可能である。
【０００４】
しかしながら、従来の吸気マニホールド２０２の管長切替バルブ用アクチュエータ２００には、２軸構成を採用していたことに関連して、以下のような技術的問題点が存する。
すなわち、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２００は、駆動モータ２２３の回転駆動力を回転シャフト２１９に伝達するのに、回転シャフト２１９以外にもう１軸設けた２軸構成を採用している。より詳細には、図８に示すように、回転シャフト２１９には、吸気マニホールドの一方の端面から支持孔の内方に、ナット２２９、スプリングワッシャ２４９、ワッシャ２５１、スパーギア２３１、筒状カラー２３３、ストッパレバー２３５、筒状カラー２３７および軸受２３９がこの順に設けられ、ナット２２９の締結による軸力により、スパーギア２３１、ストッパレバー２３５および筒状カラー２３３，２３７が支持孔に対して固定された軸受２３９に対して押し付けられて、スパーギア２３１が回転シャフト２１９に対して一体化されている。
【０００５】
他方、図９に示すように、回転シャフト２１９と所定間隔を隔て、回転シャフト２１９に平行に吸気マニホールドの一方の端面から離れる向きに延び、駆動モータ２２３による回転駆動力を直接受ける第２軸２２７が設けられている。第２軸２２７には、第２軸２２７の回転シャフト２１９への近位端から軸線方向に、ピニオンギア２４１、クッションラバー２４３およびウォームホイールギア２４５がこの順に設けられ、ピニオンギア２４１は、回転シャフト２１９のスパーギア２３１に噛み合い、ウォームホイールギア２４５は、駆動モータ２２３の回転シャフトの先端に設けられたウォーム２４７と噛み合うようにし、ピニオンギア２４１とクッションラバー２４３、およびクッションラバー２４３とウォームホイールギア２４５はそれぞれ、嵌合関係で連結し、ウォーム２４７の回転に起因する軸力以外軸力が伝達されないようになっている。
バルブが閉じ角度位置および開き角度位置に位置決めされる際、ストッパレバー２３５を通じてバルブの回転が強制的に急に停止されることから、回転シャフト２１９に衝撃荷重が負荷され、それが駆動モータ２２３に伝達される。この点、駆動モータ２２３の保護を図る観点から、ピニオンギア２４１とウォームホイールギア２４５との間にクッションラバー２４３を設け、回転シャフト２１９の軸線方向まわりの衝撃荷重をクッションラバー２４３の軸線まわりの捻じれ変形により吸収し、以て衝撃荷重を緩和して、駆動モータ２２３に伝達するようにしている。
【０００６】
このような構成によれば、駆動モータ２２３の回転駆動力によりウォーム２４７とウォームホイールギア２４５との噛み合いを通じて、ウォームホイールギア２４５が回転し、クッションラバー２４３を介して、ピニオンギア２４１とスパーギア２３１との噛み合いにより、回転シャフト２１９が回転するようにし、バルブの開閉に伴う回転シャフト２１９の軸線方向まわりのねじり衝撃荷重を緩和して、アクチュエータに伝達するようにしている。
換言すれば、２軸構成として、回転シャフト側の軸力伝達軸と、駆動モータ側の回転力伝達軸とを別々とすることにより、回転力伝達軸側である第２軸に柔軟なクッションラバー２４３の設置を可能として、アクチュエータの十全な保護を図っている。
しかしながら、上述のような２軸構成を採用することに起因して、部品点数が多く組立工数が嵩むことから、総じてコストアップとなる。
この点、単に従来設けていた第２軸を省略すると、クッションラバー２４３が削除されることから、バルブの開閉動作に伴う回転シャフト２１９の軸線方向まわりのねじり衝撃荷重が直接駆動モータ２２３に伝達されることとなり、駆動モータ２２３の不具合あるいは故障を引き起こしかねない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上の技術的問題に鑑み、本発明の目的は、バルブからの衝撃荷重に対してアクチュエータを十全に保護しつつ、部品点数および組立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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、各吸気通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を有し、
前記切替バルブ機構は、軸線方向に沿って前記支持孔に挿入され、前記支持孔内でその軸線方向を中心に回転自在に支承される回転シャフトを有し、
該回転シャフトは、各吸気通路の副吸気通路の中間部に対応するように軸線方向に所定間隔を隔て、かつ軸線方向を中心に回転可能なように該回転シャフトに固定される複数の弁体を備え、該回転シャフトはさらに、前記一方の端面側に、前記回転シャフトに締結されるナットと、前記回転シャフトに外嵌するウォームホイールギアと、前記回転シャフトに対して軸線方向および軸線を中心とする回転方向にそれぞれ固定され、かつ軸線を中心とする前記回転シャフトの回転を規制するストッパーとを、前記支持孔の内方に向かってこの順に有し、
さらに、前記ウォームホイールギアと噛み合うことにより、前記回転シャフトをその軸線方向を中心に回転駆動する駆動モータとを有する、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、
筒状カラーが、前記回転シャフトに外嵌するとともに、前記ナットの締結により前記ストッパーに当接するように設けられ、
前記ウォームホイールギアは、前記筒状カラーに対して軸線方向に摺動可能に外嵌し、
前記ウォームホイールギアと前記ストッパーとの間に介在し、かつ前記筒状カラーに対して軸方向に摺動可能に外嵌するように筒状クッションラバーがさらに設けられ、
該筒状クッションラバーは、前記ウォームホイールギアおよび前記ストッパーそれぞれに対して、軸線方向を中心に一体で回転可能なように係合し、
前記筒状カラーは、前記ウォームホイールギアの軸長と前記筒状クッションラバーの軸長との合計長さより短い軸長を有する、構成としている。
【０００９】
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、駆動モータの回転駆動力をウォームホイールギアとの噛合いを介して、直接回転シャフトに伝達することにより、回転シャフトがその軸線を中心に回転し、それにより各吸気通路の副吸気通路の中間部に対応するように配置され、回転シャフトに固定された弁体が開閉動作を行うことを通じて、回転シャフトのみの１軸構成で、吸気マニホールドの各吸気通路の管長を変えることが可能であるとともに、バルブの開閉に伴う衝撃荷重を筒状クッションラバーの軸線方向を中心とするねじり変形により吸収し、以て衝撃荷重を緩和してアクチュエータに伝達することにより、アクチュエータの十全な保護を図ることも可能である。
より詳細には、筒状クッションラバーがウォームホイールギアとストッパーとの間に介在し、筒状クッションラバー、ウォームホイールギアおよびストッパーが軸線を中心に一体で回転可能なように係合するので、ウォームホイールギアに伝達された駆動モータからの回転駆動力は、筒状クッションラバーを介してストッパーに伝達され、ストッパーは、回転シャフトに対して軸線を中心とする回転方向に固定されていることから、ストッパーを介して回転駆動力を回転シャフトに伝達することが可能であり、それによりバルブの開閉動作が行われる。
【００１０】
一方、ウォームホイールギアおよび筒状クッションラバーは、回転シャフトに外嵌する筒状カラーに対して軸線方向に摺動可能に外嵌することから、一方の端面側の回転シャフトの端からナットを締結することにより、筒状カラーの端面に対してストッパーに向かう軸力を負荷することにより、筒状カラーの他方の端面がストッパーに当接するまで、筒状カラーの軸長とウォームホイールギアの軸長と筒状クッションラバーの軸長との合計長さとの差に応じて、筒状クッションラバーが軸方向にある程度押しつぶされ、その反発力によりウォームホイールギアは、軸力の向きと反対向きに押し戻されることにより、ウォームホイールギアをストッパーを介して回転シャフトに対して軸方向に位置決めすることが可能である。
【００１１】
以上より、従来のように、軸力伝達軸と回転力伝達軸とを別々に設けたうえで、回転力伝達軸側にバルブの開閉動作に伴う衝撃荷重を緩衝するクッションラバーを設置する必要なしに、単一軸の回転シャフトに軸力伝達軸および回転力伝達軸の両方の機能を担わせつつクッションラバーを設けることにより、部品点数および組立工数の削減を達成するとともに、アクチュエータの十全な保護をも達成することが可能である。
【００１２】
さらに、前記筒状カラーは、前記ウォームホイールギアの軸長と前記筒状クッションラバーの軸長との合計長さより短い軸長を有するのでもよいし、長い軸長を有するのでもよい。
また、前記筒状カラーは、一端に環状張り出しフランジ部を有し、前記筒状カラーは、該環状張り出しフランジ部が前記ウォームホイールギアに当接するように配置されるのがよい。
さらに、前記ストッパーは、前記回転シャフトの半径方向に張り出し部を備えたレバーであるのがよい。
さらにまた、前記筒状クッションラバーは、その一方の端面に窪み部を有し、前記ウォームホイールギアの該一方の端面に対向する端面には、該窪み部に対応する突起部が設けられ、前記窪み部が前記突起部に対して嵌り込むことにより、前記筒状クッションラバーが前記ウォームホイールギアに対して軸線を中心とする回転方向に固定されるのがよい。
加えて、前記筒状クッションラバーは、その他方の端面に窪み部を有し、前記ストッパーの該他方の端面に対向する端面には、該窪み部に対応する突起部が設けられ、前記窪み部が前記突起部に対して嵌り込むことにより、前記筒状クッションラバーが前記ストッパーに対して軸線を中心とする回転方向に固定されるのがよい。
【００１３】
また、前記切替バルブ機構は、バタフライ式バルブであり、前記複数の弁体はそれぞれ、プレートからなり、前記切替バルブ機構は、各吸気通路の副吸気通路の中間部に対応するように軸線方向に所定の間隔を隔てて一つ又は複数の開口を有するのがよい。
【発明の効果】
【００１４】
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、筒状クッションラバーがウォームホイールギアとストッパーとの間に介在し、筒状クッションラバー、ウォームホイールギアおよびストッパーが軸線を中心に一体で回転可能なように係合するので、ストッパーを介して回転駆動力を回転シャフトに伝達することが可能であり、それによりバルブの開閉動作が行われ、一方、ウォームホイールギアおよび筒状クッションラバーは、回転シャフトに外嵌する筒状カラーに対して軸線方向に摺動可能に外嵌することから、一方の端面側の回転シャフトの端からナットを締結することにより、筒状カラーの端面に対してストッパーに向かう軸力を負荷することにより、筒状クッションラバーが軸方向にある程度押しつぶされ、その反発力によりウォームホイールギアは、軸力の向きと反対向きに押し戻されることにより、ウォームホイールギアをストッパーを介して回転シャフトに対して軸方向に位置決めすることが可能であり、単一軸の回転シャフトに軸力伝達および回転力伝達の両方の機能を担わせつつクッションラバーを設けることにより、部品点数および組立工数の削減を達成するとともに、アクチュエータの十全な保護をも達成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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ないし図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いる。
【００１６】
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、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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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）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。
【００２０】
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に対向配置されている。
【００２１】
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長く設定され、それにより、ウォームホールギア６８端面と第２筒状カラー６４の環状内面７８との摺動を防止している。ウォームホールギア６８の材質に応じて、その摺動部分の摩耗が問題とならないのであれば、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のフランジ厚の合計長さより短く設定することにより、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もよい。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、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、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と突き合わせたときに、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。なお、参照番号２４は、呼吸穴であり、呼吸穴２４により、アクチュエータバルブカバー２０内部と外気とを連通し、駆動モータ２２の発熱に伴うアクチュエータバルブカバー２０内外の圧力差を解消するようにしてある。
【００２５】
以上の構成により、図３に示すように、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の一端につくウォームホイールギア６８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９８およびウォームホイールギア６８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に設けたウォーム９８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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
駆動モータ２２に取り付けたウォーム９８の回転駆動力をウォームホイールギア６８との噛合いを介して、直接回転シャフト４２に伝達することにより、回転シャフト４２がその軸線を中心に回転し、それにより各吸気通路の副吸気通路の中間部に対応するように配置され、回転シャフト４２に固定された弁体４８が開閉動作を行うことを通じて、回転シャフト４２のみの１軸構成で、吸気マニホールド１２の各吸気通路の管長を変えることが可能であるとともに、バルブの開閉に伴う衝撃荷重をクッションラバー６６の軸線方向を中心とするねじり変形により吸収し、以て衝撃荷重を緩和してアクチュエータに伝達することにより、アクチュエータの十全な保護を図ることも可能である。
より詳細には、筒状クッションラバー６６がウォームホイールギア６８とストッパレバー６２との間に介在し、筒状クッションラバー６６、ウォームホイールギア６８およびストッパレバー６２が軸線を中心に一体で回転可能なように係合するので、ウォームホイールギア６８に伝達された駆動モータ２２からの回転駆動力は、筒状クッションラバー６６を介してストッパレバー６２に伝達され、ストッパレバー６２は、回転シャフト４２に対して軸線を中心とする回転方向に固定されていることから、ストッパレバー６２を介して回転駆動力を回転シャフト４２に伝達することが可能であり、それによりバルブの開閉動作が行われる。
【００２８】
一方、ウォームホイールギア６８および筒状クッションラバー６６は、回転シャフト４２に外嵌する第２筒状カラー６４に対して軸線方向に摺動可能に外嵌することから、一方の端面側の回転シャフト４２の端からフランジナット５９を締結することにより、第２筒状カラー６４の端面に対してストッパレバー６２に向かう軸力を負荷することにより、第２筒状カラー６４の他方の端面がストッパレバー６２に当接するまで、第２筒状カラー６４の軸長とウォームホイールギア６８のフランジ厚と筒状クッションラバー６６の軸長との合計長さとの差に応じて、筒状クッションラバー６６が軸方向にある程度押しつぶされ、その反発力によりウォームホイールギア６８は、軸力の向きと反対向きに押し戻されることにより、ウォームホイールギア６８をストッパレバー６２を介して回転シャフト４２に対して軸方向に位置決めすることが可能である。
【００２９】
以上より、従来のように、軸力伝達軸と回転力伝達軸とを別々に設けたうえで、回転力伝達軸側にバルブの開閉動作に伴う衝撃荷重を緩衝するクッションラバーを設置する必要なしに、単一軸の回転シャフト４２に軸力伝達軸および回転力伝達軸の両方の機能を担わせつつクッションラバーを設けることにより、部品点数および組立工数の削減を達成するとともに、アクチュエータの十全な保護をも達成することが可能である。
たとえば、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（図２（a）参照）。
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（図２（b）参照）。
【００３０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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６】図１のA-A線に沿う方向から見たアクチュエータバルブカバーの端面図である。
【図７】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。
【図８】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図５と同様な部分断面図である。
【図９】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駆動モータまわりの部分概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
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
５６  Ｏリング
５８  軸受
５９  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
１１０  第１スペース
１１２  第２スペース
１１３  取付穴
１１４  端面
【図１】
2010223129.tif 000003
【図２】
2010223129.tif 000004
【図３】
2010223129.tif 000005
【図４】
2010223129.tif 000006
【図５】
2010223129.tif 000007
【図６】
2010223129.tif 000008
【図７】
2010223129.tif 000009
【図８】
2010223129.tif 000010
【図９】
2010223129.tif 000011