(57)【要約】【課題】２次加硫が必要なゴム材の特性を活かし、ガスケットの装着が簡易且つ強固になし得る流体装置用の流体制御バルブユニットを提供する。【解決手段】複数の流体管路７を備えた流体装置１に挿着される流体制御バルブユニット８である。上記複数の管路７に対応する弁筒体１０を一体に有するユニット基体９と、各弁筒体１０内に開閉自在に支持された弁体１１と、上記弁筒体１０と上記管路７との接合部に介在されるガスケット１２とよりなる。ガスケット１２は、上記弁筒体１０における接合端部１０ａの外周部に装着される接合基部１２ａと、上記管路７における接合端部７ａに弾接されるシール部１２ｂとを備える。該ガスケット１２は、２次加硫が必要なゴム材からなり、当該ゴム材による１次加硫状態の一次成型品を、接着剤を介し上記接合基部１２ａをして上記弁筒体接合端部１０ａの外周部に外装した状態で２次加硫することにより該接合端部１０ａの外周部に密着一体に装着したものである。【選択図】図２
2008255807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の流体管路を備えた流体装置に挿着される流体制御バルブユニットであって、
上記複数の管路に対応する弁筒体を一体に有するユニット基体と、各弁筒体内に開閉自在に支持された弁体と、上記弁筒体と上記管路との接合部に介在されるガスケットとよりなり、
上記ガスケットは、上記弁筒体における接合端部の外周部に装着される接合基部と、上記管路における接合端部に弾接されるシール部とを備え、該ガスケットは、２次加硫が必要なゴム材からなり、当該ゴム材による１次加硫状態の一次成型品を、接着剤を介し上記接合基部をして上記弁筒体接合端部の外周部に外装した状態で２次加硫することにより該接合端部の外周部に密着一体に装着したものであることを特徴とする流体制御バルブユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の流体制御バルブユニットにおいて、
前記弁筒体は、その接合端部の外周部にガスケット装着用鍔部を備え、上記ガスケットの接合基部の内周部にはこの装着用鍔部に密着外装一体とされる係合溝部が形成されていることを特徴とする流体制御バルブユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の流体制御バルブユニットにおいて、
前記ガスケットのシール部は、シールリップ状に形成されていることを特徴とする流体制御バルブユニット。
【請求項４】
請求項１乃至のいずれかに記載の流体制御バルブユニットにおいて、
前記２次加硫が必要なゴム材が、アクリルゴム、アクリロニトリルゴム、フロロシリコーンゴム及び低温フッ素ゴムのいずれかから選ばれたものであることを特徴とする接合構造。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の流体制御バルブユニットにおいて、
前記流体装置がインテークマニホールドであって、前記ユニット基体は、前記流体管路としての複数の並列状態の独立吸気管を横断するよう挿着されるものであることを特徴とする流体制御バルブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、インテークマニホールドのような流体装置内に挿着され、独立吸気管内を流通する空気の流量制御を行うよう用いられる流体制御バルブユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンにおいて、インテークマニホールドのコレクターからエンジンの各気筒に空気を分配する複数の独立吸気管内に吸気制御用のバルブを配し、各気筒内への空気の分配制御をすることがなされるようになった。特許文献１及び特許文献２には、このような吸気制御用バルブを備えたインテークマニホールドが開示されている。近時、上記複数の独立吸気管に対応する弁筒体を一体に有するユニット基体と、各弁筒体内に開閉自在に支持された弁体と、上記弁筒体と上記独立吸気管（吸気ポート）との接合部に介在されるガスケットとをユニット化し、この吸気制御用バルブユニットをエンジンのインテークマニホールドの所定部位に組付挿着するよう構成されたインテークマニホールドも実用化されるようになった。
【０００３】
上記ガスケットは、上記弁筒体における接合端外周部に装着される接合基部と、上記独立吸気管（流体管路）における接合端部に弾接されるシール部とを備える。このガスケットとしては、耐熱性（高温性、低温性）等に優れることから、アクリルゴム、フロロシリコンゴム及び低温フッ素ゴム等の２次加硫が必要なゴム材の成型体が好ましく用いられる。特に、耐熱性に優れることからアクリルゴムの成型体が多く用いられている。
【特許文献１】特開２００２−７０５６６号公報
【特許文献２】特開２００３−２０１８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような２次加硫が必要なゴム材の成型体を作製する場合、このようなゴム材は、加硫曲線がなだらかであるため、１回の加硫により成型しようとすると、長時間を要し、その間金型を占有することになり、成型効率が極めて悪くなる。これを防ぐために、所定形状の金型内に未加硫のゴム材を注入し、これに１６０〜１９０℃の温度で２〜３分間加熱して１次加硫を行い、一旦金型から外し形状が保てる程度の一次成型品を得、この一次成型品を金型なしの状態でオーブン内に移し、１８０〜１９０℃で５〜８時間加熱し、２次加硫して最終製品としての二次成型品を得る。この場合、２次加硫において収縮が生じる為、この収縮を見越した予備成型品の寸法精度が求められる。そして、最終成型品としてのガスケットを弁筒体に装着させる際、ガスケットの接合基部の内周部に接着剤を塗布した上で収縮度合いに応じてこれを押し広げるようにし、弁筒体の接合端外周部に弾性的に嵌装することが必要となる。このように押し広げた状態で装着されたガスケットは、常に引張応力を保有することになるから、ゴムのへたりを早めることにもなる。また、１個ずつ押し広げながらの装着作業は、煩わしさを伴うものであり、インテークマニホールドの組立作業の効率性を損なう一要因にもなっていた。
【０００５】
本発明は、上記の実情に鑑みなされたもので、複数の流体管路を備えた流体装置用の流体制御バルブユニットであって、２次加硫が必要なゴム材の特性を活かし、ガスケットの装着が簡易且つ強固になし得る流体制御バルブユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の流体制御バルブユニットは、複数の流体管路を備えた流体装置に挿着される流体制御バルブユニットであって、上記複数の管路に対応する弁筒体を一体に有するユニット基体と、各弁筒体内に開閉自在に支持された弁体と、上記弁筒体と上記管路との接合部に介在されるガスケットとよりなり、上記ガスケットは、上記弁筒体における接合端部の外周部に装着される接合基部と、上記管路における接合端部に弾接されるシール部とを備え、該ガスケットは、２次加硫が必要なゴム材からなり、当該ゴム材による１次加硫状態の一次成型品を、接着剤を介し上記接合基部をして上記弁筒体接合端部の外周部に外装した状態で２次加硫することにより該接合端部の外周部に密着一体に装着したものであることを特徴とする。
【０００７】
本発明において、前記弁筒体は、その接合端部の外周部にガスケット装着用鍔部を備え、上記ガスケットの接合基部の内周部にはこの装着用鍔部に密着外装一体とされる係合溝部が形成されているものとすることができる。また、前記ガスケットのシール部は、シールリップ状に形成されているものとすることができる。
【０００８】
前記２次加硫が必要なゴム材としては、アクリロニトリルゴム、フロロシリコーンゴム及び低温フッ素ゴムのいずれかから選ばれたものを用いることができる。特に、アクリルゴムとしては、水素化アクリロニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）が望ましく用いられる。また、前記ユニット基体としては、合成樹脂の成型体や金属の成型体がこれに充当される。そして、このユニット基体は、前記流体装置としてのインテークマニホールドに対して、前記流体管路としての複数の並列状態の独立吸気管を横断するよう挿着されるものとすることができる。インテークマニホールドにおいては、本発明の流体制御バルブユニットは、タンブル制御バルブや可変吸気長バルブ等に適用される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る流体制御バルブユニットにおいては、弁筒体と流体管路との接合部に介在されるガスケットが、弁筒体における接合端部の外周部に装着される接合基部と、上記管路における接合端部に弾接されるシール部とを備えているから、流体装置の所定位置に挿着された状態では、管路の接合端部に弾接されるシール部によって、弁筒体と流体管路との接合部における流体の密封がなされ、各弁筒体内に開閉自在に支持された弁体による流体の流通制御が的確になされる。そして、このガスケットは、２次加硫が必要なゴム材による１次加硫状態の一次成型品を、接着剤を介し接合基部をして上記弁筒体接合端部の外周部に外装した状態で２次加硫することにより装着したものであるから、この２次加硫による完全加硫と２次加硫の際の接着剤の硬化及びゴム材の収縮により、二重の固着作用が働き、該接合端部の外周部に安定且つ強固に密着一体とされている。
【００１０】
このように、２次加硫の際にゴム材の収縮を伴って一体とされているから、１次加硫成型における予備成型品の寸法精度を左程高くする必要がなく、予備成型用金型の加工コストの低減化を図ることができる。また、一次成型品を接合基部をして上記弁筒体接合端部の外周部に外装する際には、一次成型品が未だ完全な加硫状態に至っていないから、この外装装着作業が前記のように１個ずつ接合基部を押し広げるような煩わしさを伴うものではなく、極めて簡易になし得る。しかも、半未加硫状態の一次成型品をユニット基体と共に２次加硫するものであるから、装着時の変形を伴うことなくユニット基体の弁筒体に密着一体化され、これにより、装着状態のガスケットがゴムのへたりを助長するような引張内部応力を保有することがない。
【００１１】
本発明において、弁筒体接合端部の外周部にガスケット装着用鍔部を備えたものとし、上記ガスケットの接合基部の内周部に係合溝部が形成されているものとすれば、上記２次加硫の際に、この鍔部と係合溝部とが嵌り合った状態で加硫がなされるから、ガスケットは極めて強固且つ安定的に弁筒体に密着一体とされる。また、ガスケットのシール部がシールリップ状に形成されているものとすれば、本発明の流体制御バルブユニットを流体装置の所定部位に挿着組付けた際、流体管路の対応接合端部に対する弾接がより的確になされ、この部分のシール性が向上し、バルブの開閉による流体流通制御の精度がより高くなる。
【００１２】
上記２次加硫が必要なゴム材として、アクリルゴム、アクリロニトリルゴム、フロロシリコーンゴム及び低温フッ素ゴムのいずれかから選ばれたものを用いるようにすれば、これらのゴム材の耐熱性等に優れた特性が、流体装置における流体管路のシール適性を向上させ、上記同様バルブの開閉による流体流通制御の精度がより高くなる。
【００１３】
上記流体装置がインテークマニホールドであって、ユニット基体が、前記流体管路としての複数の並列状態の独立吸気管を横断するよう挿着されるものとすれば、複数の独立吸気管に対する弁体の配置が簡易且つ的確になされ、インテークマニホールドにおける吸気制御の高度化に寄与し、また、インテークマニホールドの組立部品及び組立工数の削減が図られ、内燃機関（エンジン）の組立の合理化及びその信頼性の向上に大きく寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の最良の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明の流体制御バルブユニットの一実施形態を挿着したインテークマニホールドの概略的縦断面図、図２は同流体制御バルブユニットの部分破断正面図、図３は図２におけるＸ部の拡大図、図４は同流体制御バルブユニットの一部を示す平面図である。
【００１５】
図１は、自動車用エンジンのインテークマニホールド（流体装置）１を示し、このインテークマニホールド１はメインコレクター２から分岐された複数の独立吸気管（流体管路）３を備える。独立吸気管３の数は、エンジン（不図示）の気筒数に対応する。図１はこの内の一独立吸気管３に沿った縦断面部分を示している。独立吸気管３は、途中からメイン管路３ａとサブ管路３ｂとに別れ、メイン管路３ａにはタンブル制御バルブ４が取付けられている。独立吸気管３の吐出側開口部３ｃは、エンジンのシリンダヘッド（不図示）に接合され、上記タンブル制御バルブ４は、その開閉により、シリンダ内にタンブル流を発生させる機能を奏する。この前端開口部３ｃの近傍には、インジェクター（不図示）の取付孔５が形成されている。
【００１６】
また、サブコレクタ６から上記各独立吸気管３に合流する短寸のブランチ独立吸気管（流体管路）７が並設されている。このブランチ独立吸気管７の途中に、これら複数のブランチ独立吸気管７を横断するよう、可変吸気長バルブの機能を奏する流体制御バルブユニット８が、そのユニット基体９をして挿着されている。可変吸気長バルブとしての機能は、エンジンの運転条件によって開閉し、吸気管長を等価的に変更して吸気脈動の周波数を変化させるものである。流体制御バルブユニット８は、インテークマニホールド１の側部より（図１の紙面垂直方向より）挿着されるもので、インテークマニホールド１には、ユニット基体９の挿着時のガイド部材や挿着状態を維持する為の保持部材（いずれも不図示）が形成されている。
【００１７】
流体制御バルブユニット８は、図２乃至図４に示すように、４気筒のエンジンに対応するよう４個の弁筒体１０…を一体に有するユニット基体９と、各弁筒体弁筒体１０…内に開閉自在に支持された弁体１１…と、上記弁筒体１０…と上記ブランチ独立吸気管７との接合部に介在されるガスケット１２とよりなる。ユニット基体９は、アルミニウム等の成型体からなり、４個の弁筒体１０…が、その軸心を平行状態とし直列状に連なるよう一体に形成されている。弁筒体１０の数は、上述のようにエンジンの気筒数に対応するので、４個に限定されるものではない。
【００１８】
ユニット基体９には、各弁筒体１０を直径方向に貫く１本の弁軸１１ａが軸回転可能に軸支され、各弁筒体１０内の弁軸１１ａには、バタフライ弁（弁体）１１が止着固定されている。弁軸１１ａのユニット基体９から突出する一端部にはギヤ１１ｂが固設され、インテークマニホールド１に挿着組付けられた時には、このギヤ１１ｂが不図示の弁駆動用伝達ギヤに噛合し、これによりバタフライ弁１１の開閉制御がなされる。ギヤ１１ｂは、その機能上、略９０°の扇形状であっても良いことは言うまでもない。また、バタフライ弁１１は、１本の弁軸１１ａの軸回転によって同時に開閉するようになされているが、個々に開閉するよう構成しても良い。
【００１９】
各弁筒体１０のブランチ独立吸気管７との接合端部１０ａ側の外周部には、ガスケット装着用鍔部１０ｂが形成されている。また、ガスケット１２は、弁筒体１０における接合端部１０ａの外周部に装着される接合基部１２ａと、上記ブランチ独立吸気管７における接合端部７ａに弾接されるシール部１２ｂとを備え、接合基部１２ａの内周部に上記ガスケット装着用鍔部１０ｂに密着外装一体とされる係合溝部１２ｃが形成されている。シール部１２ｂは、２つのシールリップ形状に形成され、ブランチ独立吸気管７の接合端部７ａに弾接して弾性変形し、その復元弾力によって弾接部のシール性が維持されるようになされている。この弾性変形は、図３の２点鎖線で示す接合端部７ａに沿うようになされる。
【００２０】
ガスケット１２は、上述のようにアクリルゴム、アクリロニトリルゴム、フロロシリコーンゴム及び低温フッ素ゴム等の２次加硫が必要なゴム材からなる。望ましくは水素化アクリロニトリルゴムが用いられる。ガスケット１２と各弁筒体１０との一体化は、これら未加硫ゴム材のいずれかを所定の金型内に注入して１次加硫し、上記接合基部１２ａ及びシール部１２ｂに相当する原形状を備えた一次成型品となし、この一次成型品の接合基部１２ａに相当する部位の内面に接着剤を塗布し、弁筒体１０における接合端部１０ａの外周部に装着した上で、ユニット基体９と共にオーブン内に配置し２次加硫することによってなされる。１次加硫は１６０〜１９０℃で２〜３分間、２次加硫は１８０〜１９０℃で５〜８時間、加熱することによりなされる。また、上記接着剤としては、この２次加硫条件で硬化する接着剤が用いられる。具体的には、フェノール樹脂接着剤やエポキシ樹脂接着剤等の樹脂系接着剤、及びシリコーン系ゴム接着剤や、フッ素系ゴム接着剤或いはニトリル系ゴム接着剤等のゴム系接着剤が採用される。
【００２１】
上記１次加硫による一次成型品は、未だ完全に加硫されていないので、弁筒体１０のガスケット装着用鍔部１０ｂに対する装着が簡易になされる。また、その後の２次加硫によって収縮するので、接合基部１２ａに相当する部位が弁筒体１０の接合端外周部に対して多少ルーズな大きさであっても問題はない。従って、一次成型用金型の寸法精度を高度なものとする必要がない。そして、２次加硫の際、接合基部１２ａに相当する部位が求心方向に収縮しながら２次加硫されると共に、接着剤が硬化し、これによって、ガスケット１２と弁筒体１０とは、係合溝部１２ｃとガスケット装着用鍔部１０ｂとが嵌合した状態で密着一体とされる。このように２次加硫時の収縮と接着剤の硬化作用とが相乗して、ガスケット１２の弁筒体１０に対する固着一体化が強固になされる。この場合、係合溝部１２ｃとガスケット装着用鍔部１０ｂとの嵌合関係は、ガスケット１２の弁筒体１０に対する強固な固着一体化を図る上で極めて有効であるが、上記のように２次加硫時の収縮と接着剤の硬化とにより、十分な固着一体化が図れる場合は、これらを設けなくても良い。また、シール部１２ｂの形状は、図示のようなシールリップ形状に限定されるものではない。
【００２２】
尚、上記実施形態では、可変吸気長バルブに適用した例について述べたが、タンブル制御バルブにも適用することができる。また、ユニット基体９をアルミニウムの成型体としたが、その他の金属の成型体、或いは上記２次加硫温度でも変形を生じない樹脂の成型体であっても良い。更に、流体装置としてインテークマニホールドを例に採ったが、その他の流体装置であって、制御バルブが流体管路に備えられる流体装置にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の流体制御バルブユニットの一実施形態を挿着したインテークマニホールドの概略的縦断面図である。
【図２】同流体制御バルブユニットの部分破断正面図である。
【図３】図２におけるＸ部の拡大図である。
【図４】同流体制御バルブユニットの一部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１        インテークマニホールド（流体装置）
３        独立吸気管（流体管路）
７        ブランチ独立吸気管（流体管路）
７ａ      接合端部
８        流体制御バルブユニット
９        ユニット基体
１０      弁筒体
１０ａ    接合端部
１０ｂ    ガスケット装着用鍔部
１１      バタフライ弁（弁体）
１２      ガスケット
１２ａ    接合基部
１２ｂ    シール部
１２ｃ    係合溝部
【図１】
2008255807.tif 000003
【図２】
2008255807.tif 000004
【図３】
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【図４】
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