(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製インテークマニホールドの複数個のバルブ受座に可変吸気バルブの多連バルブボディを対向させ、樹脂製インテークマニホールドの複数個の固定座に可変吸気バルブの複数個の環状の固定具を当接し、ボルトを固定具に挿通し固定座の雌ねじに螺合する可変吸気バルブの取付方法において、ボルトを雌ねじに螺合したときにバルブ受座のシール面の表面とバルブボディの下端との間に隙間が生ずるように設定され、前記隙間に弾性シール材が充填されたことを特徴とする可変吸気バルブの取付方法。
【請求項２】
樹脂製インテークマニホールドのバルブ受座を含む成形部品が、余熱をもち柔らかいときに、バルブ受座のシール面に弾性シール材を射出し、シール面上に弾性シール材層が一体化された請求項１記載の可変吸気バルブの取付方法。
【請求項３】
可変吸気バルブの固定具が多連バルブボディの長手方向の中央部のみに配設され、可変吸気バルブの形式をバタフライ式又はロータリー式とした請求項１又は２記載の可変吸気バルブの取付方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの吸気系における樹脂製インテークマニホールドにおける可変吸気バルブの取付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの軽量化及びコスト低減のために、インテークマニホールドを樹脂製とし、インテークマニホールドに取り付けるバルブのボデーも樹脂製とすることが行われるようになった（特開平８−２７７７１７号公報参照）。この従来例においては、樹脂製のインテークマニホールドの取付フランジに複数組の第１及び第２吸気通路を開口させ、取付フランジの表面にバルブシャフトの装着溝が形成されている。エンジンのヘッドに取り付けるための樹脂製の補助空気マニホールドが用意され、補助空気マニホールドには複数（インテークマニホールドの取付フランジの第１及び第２吸気通路と同数）の貫通したポートが形成されている。補助空気マニホールドと外形が同じで厚みの少ない樹脂製のキャリアプレートが用意され、キャリアプレートには複数（インテークマニホールドの取付フランジの第１及び第２吸気通路と同数）の開口が形成されている。バタフライバルブ付のバルブシャフトをインテークマニホールドの取付フランジの装着溝に装着し、次いでキャリアプレート及び補助空気マニホールドを当接し連結する。そして、キャリアプレートとバタフライバルブによって流量が制御されることとなる。
【０００３】
従来例では、樹脂製インテークマニホールドには成形歪み及び溶着時の歪みがあり、また樹脂製補助インテークマニホールドには成形歪みがある。従って、樹脂製インテークマニホールドの取付フランジ及び樹脂製補助インテークマニホールドが変形して、それらの表面が真の平面ではないものとなる。変形した樹脂製インテークマニホールドの取付フランジと変形した樹脂製補助インテークマニホールドによりキャリアプレートを挟持すると、それらの変形の影響を受けてキャリアプレートも変形する。キャリアプレートの変形により、バタフライバルブの外面とキャリアプレートの内面との間隔が一定ではなくなり、バルブの開度と流量との関係が一定ではなくなり、流量の精度が低下する。そして、キャリアプレートの変形の主因は、樹脂製インテークマニホールドの取付フランジと樹脂製補助インテークマニホールドにより挟持されたこと、及び挟持（連結）がキャリアプレートの全域で行われたことであると考えられる。
【０００４】
図９（ａ）  は従来の多連バタフライ式の樹脂製可変吸気バルブ２１の部品を示し、図９（ｂ）  は従来の可変吸気バルブ２１のためのバルブ受座を示す。樹脂製インテークマニホールドのサージタンク室の底部に４個のバルブ受座３２が形成され、そのシール面３６の表面に可変吸気バルブ２１の４個のベルマウス状の多連バルブボディ３３が対向配置される。多連バルブボディ３３の配列方向の両側に合計５個の環状の固定具３４が一体に形成されており、固定具３４はサージタンク室の底部の固定座（不図示）に載置される。ボルトを固定具３４に挿入し、固定座の雌ねじに螺合し、可変吸気バルブ２１が樹脂製インテークマニホールドに連結される。この場合、樹脂製インテークマニホールドには成形歪、溶着時の歪、熱・水等の使用環境による歪があり、バルブ受座３２のシール面３６の表面は真の平面ではなく変形している。従って、バルブ受座３２のシール面３６の表面に多連バルブボディ３３の下端面を当接して、５箇所で固定すると、バルブ受座３２のシール面３６の表面の変形の影響を受けて多連バルブボディ３３が変形して、可変吸気バルブ２１の作動不良がもたらされる。また、バルブ受座３２のシール面３６の表面と多連バルブボディ３３の下端面との間のシール性が悪化してエンジン出力が低下する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、可変吸気バルブの取付方法において、可変吸気バルブを樹脂製インテークマニホールドに取り付けるに当たり、樹脂製インテークマニホールドの変形を可変吸気バルブのボデーに影響させないようにして、可変吸気バルブの流量精度を確保することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、樹脂製インテークマニホールド（１）  の複数個のバルブ受座（３２）に可変吸気バルブ（２１）の多連バルブボディ（３３）を対向させ、樹脂製インテークマニホールド（１）  の複数個の固定座（４５）に可変吸気バルブ（２１）の複数個の環状の固定具（３４）を当接し、ボルト（４６）を固定具（３４）に挿通し固定座（４５）の雌ねじ（４８）に螺合する可変吸気バルブ（２１）の取付方法において、ボルト（４６）を雌ねじ（４８）に螺合したときにバルブ受座（３２）のシール面（３６）の表面とバルブボディ（３８）の下端との間に隙間（４９）が生ずるように設定され、前記隙間（４９）に弾性シール材が充填されたことを第１の構成とする。
本発明は、第１の構成において、樹脂製インテークマニホールド（１）  のバルブ受座（３２）を含む成形部品が、余熱をもち柔らかいときに、バルブ受座（２１）のシール面（３６）に弾性シール材を射出し、シール面（３６）上に弾性シール材層が一体化されたことを第２の構成とする。
本発明は、第１又は第２の構成において、可変吸気バルブ（２１）の固定具（３４）が多連バルブボディ（３３）の長手方向の中央部のみに配設され、可変吸気バルブ（２１）の形式をバタフライ式又はロータリー式としたことを第３の構成とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜図６は、本発明の可変吸気バルブの取付方法の実施の形態を示す。図１は樹脂製インテークマニホールド（発明の実施の形態の説明においては「樹脂インマニ」と称する。）の正面図であり、図２は樹脂インマニの主要部の上面図であり、図３は樹脂インマニの右側面図であり、図４は樹脂インマニのバルブ中心で横断した左断面図であり、図５は樹脂インマニの主要部の上部省略の上面図であり、図６（ａ）  は可変吸気バルブの面直視図であり、図６（ｂ）  はバルブ受座の面直視図である。
【０００８】
図１〜５に示すように、４気筒用の樹脂インマニ１には、入口側（スロットルバルブ側）の取付フランジ１０、サージタンク室１１、吸気管１２、出口側（シリンダヘッド側）の取付フランジ１３が形成されている。取付フランジ１０の内部には入口側吸気通路１５が形成されており、入口側吸気通路１５はサージタンク室１１に連通されている。吸気管１２には４個の第１分岐吸気通路１７及び第２分岐吸気通路１８が形成され、第２分岐吸気通路１８の出口側の端部は取付フランジ１３の内部に及んでいる。サージタンク室１１の天井に配設された４個の樹脂製のベルマウス２０に第１分岐吸気通路１７の入口側が連通されている。
【０００９】
図４〜図６に示されているとおり、樹脂インマニ１のサージタンク室１１の底部にバルブ受座３２が形成され、バルブ受座３２にはシール面３６が形成されている。シール面３６は、バルブ受座３２の表面よりも一段下がった凹部の表面（上面及び側面）であり、上面視で４個の環状部（環状部の内部は吸気ポート３７）とそれらを所定の幅で接続した形状となっている。４個のベルマウス状のバルブボディ３８を連結した多連バルブボディ３３には、長手方向の中央部に３個の環状の固定具３４が一体に形成されている。固定具３４の位置は、図６（ａ）  の左から１，２番目のバルブボディ３８の間の後側と、左から２，３番目のバルブボディ３８の間の前側と、左から３，４番目のバルブボディ３８の間の後側である。バルブボディ３８の側部にはバルブシャフト用の挿通孔４１（図４参照）が形成され、バルブシャフト２９が各挿通孔４１に挿通され、バルブシャフト２９に連結された４個の板状弁体４３が、バルブボディ３８のバルブポート３９内に回転自在に配設されている。
【００１０】
図５に示すとおり、樹脂インマニ１のサージタンク室１１の底部に３個の固定座４５が配設され、固定座４５の内部に雌ねじ４８が形成されている。多連バルブボディ３３の固定具３４を樹脂インマニ１の固定座４５の上に載置し、ワッシャを嵌合させた３本のボルト４６を固定具３４の挿通孔４７に挿通させ、固定座４５の雌ねじ４８に螺合させる。こうして固定具３４を固定座４５に固定させたとき、多連バルブボディ３３のベルマウス状のバルブボディ３８の下端が、バルブ受座３２の連続したシール面３６に対向し、バルブボディ３８の下端とバルブ受座３２の連続したシール面３６の表面との間に僅かな隙間４９（例えば１ｍｍ程度）が生ずるように設定されている。この隙間４９にはシリコン系、フッ素系、ＮＢＲ系の弾性シール材（液状パッキン、ゴム等）が充填され、隙間４９の密封により隙間４９からの吸気の漏洩を防止する。弾性シール材は弾性を有するので、樹脂インマニ１の変形により隙間４９が拡大したり縮小したりしていても、弾性シール材が変形して隙間４９をシールする。
【００１１】
弾性シール材の充填方法について説明する。ハイモールドシステムと称される製法によれば、樹脂インマニ１のバルブ受座を含む成形部品の成形時に、一次成形品が余熱をもっていて未だ柔らかいうちに、金型の一部を取り替えて二次成形弾性シール材をバルブ受座３２の連続したシール面３６の表面に射出し硬化させ、連続したシール面３６の表面に弾性シール材層（例えば１ｍｍ余り）を形成させる。弾性シール材（例えばゴム状のもの）と樹脂インマニとはしっかりグリップされ一体化されている。このように、バルブ受座３２の連続したシール面３６の表面に弾性シール材層を形成して、これに多連バルブボディ３３を組み付けると、バルブボディ３８の下端とバルブ受座３２の連続したシール面３６の表面との間の僅かな隙間４９に弾性シール材が充填された状態となる。なお、多連バルブボディ３３の組付け時に、バルブ受座３２の連続したシール面３６の表面に弾性シール材を塗布してもよい。
【００１２】
図３，図４及び図６（ａ）  に示されているように、ブラケット２７の２本の基端部が樹脂インマニ１の側部にボルト２５により連結され、ブラケット２７の先端にダイヤフラム式のアクチュエータ２６が固定されている。可変吸気バルブ２１のバルブシャフト２９の端部が樹脂インマニ１の側部に突出され、バルブシャフト２９の端部にレバー２８の回転中心部が固定されている。レバー２８の中間位置に挿通孔が形成され、アクチュエータ２６のロッド３０の先端がピン３１によってレバー２８の挿通孔に連結されている。アクチュエータ２６のダイヤフラム室は不図示の電磁切換弁を介して負圧源に連通されており、電磁切換弁の操作により、アクチュエータ２６のロッド３０が移動する。ロッド３０の移動によりバルブシャフト２９が回動され、多連バタフライ式の可変吸気バルブ２１の板状弁体４３が回動し、板状弁体４３とバルブポート３９との間隙の大きさが変えられ、可変吸気バルブ２１を通る流量が変化する。
【００１３】
可変吸気バルブ２１の入口側はサージタンク室１１に連通され、可変吸気バルブ２１の出口側は吸気ポート３７を介して第１分岐吸気通路１７と第２分岐吸気通路１８との境界部分に連通されている。板状弁体４３の回動により可変吸気バルブ２１を閉じると、サージタンク室１１内の吸気は第１分岐吸気通路１７及び第２分岐吸気通路１８を通ってエンジンに送られる。また、板状弁体４３を回動して可変吸気バルブ２１を開くと、サージタンク室１１内の吸気は可変吸気バルブ２１及び第２分岐吸気通路１８を通ってエンジンに送られる。
【００１４】
図７，図８は、本発明の可変吸気バルブの取付方法の実施の形態の変形例を示す。図７，図８において実施の形態と同一の部材には実施の形態と同一の符号を付し、その説明は省略する。可変吸気バルブ２１として、実施の形態では多連バタフライ式のものを用いたのに対して、実施の形態の変形例では多連ロータリー式のものを用いている。多連ロータリー式の可変吸気バルブ２１においては、バルブシャフト２９に球状弁体５１が連結され、球状弁体５１には連通路５２が貫通状態に形成されている。バルブボディ３８の内部に球面５３が形成され、球面５３に球状弁体５１が摺動可能状態に接触している。球状弁体５１の連通路５２の端部が球面５３に接触しないときは（図７参照）可変吸気バルブ２１は全開であり、球状弁体５１の連通路５２の端部（どちらか一方）の全面が球面５３に接触するときは（図８参照）可変吸気バルブ２１は全閉である。実施の形態の変形例のその他の点は、実施の形態と同様であり、実施の形態を参酌することとする。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の請求項１のものでは、ボルトを固定具に挿通し固定座の雌ねじに螺合したときに、樹脂製インテークマニホールドのバルブ受座のシール面の表面と可変吸気バルブのバルブボディの下端との間に隙間が生ずるように設定され、隙間に弾性シール材が充填されている。このように可変吸気バルブのバルブボディはバルブ受座のシール面に直には接触しないので、バルブ受座のシール面の変形が可変吸気バルブのボデーに影響せず、可変吸気バルブの流量精度を確保することができ、また弾性シール材の存在によりシール性を確保することができる。
また、本発明の請求項２によれば、弾性シール材層がバルブ受座の成形と略同時にバルブ受座のシール面上に形成されるので、省力化を図ることができる。
また、本発明の請求項３によれば、可変吸気バルブの多連バルブボディの長手方向の中央部に固定具が配設され、バルブボディの長手方向の中央部のみで樹脂製インテークマニホールドに固定されるので、バルブ受座のシール面の変形が可変吸気バルブのボデーに一層影響しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に使用される樹脂製インテークマニホールドの正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に使用される樹脂製インテークマニホールドの主要部の上面図である。
【図３】本発明の実施の形態に使用される樹脂製インテークマニホールドの右側面図である。
【図４】図４（ａ）  は本発明の実施の形態の樹脂製インテークマニホールドのバルブ中心で横断した左断面図であり、図４（ｂ）  は要部拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態に使用される樹脂製インテークマニホールドの主要部の上部省略の上面図である。
【図６】図６（ａ）  は本発明の実施の形態に使用される可変吸気バルブの面直視図であり、図６（ｂ）  は本発明の実施の形態に使用されるバルブ受座の面直視図である。
【図７】本発明の実施の形態の変形例の樹脂製インテークマニホールドのバルブ中心で横断した左断面図（バルブ開放状態）である。
【図８】本発明の実施の形態の変形例の樹脂製インテークマニホールドのバルブ中心で横断した左断面図（バルブ閉鎖状態）である。
【図９】図９（ａ）  は従来の可変吸気バルブの面直視図であり、図９（ｂ）  は従来のバルブ受座の面直視図である。
【符号の説明】
１  樹脂製インテークマニホールド
２１  可変吸気バルブ
３２  バルブ受座
３３  多連バルブボディ
３４  固定具
４５  固定座
４６  ボルト
４８    雌ねじ
４９  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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