(57)【要約】【課題】インテークマニホールドからの軸受部材の移動を防止する可変吸気装置を提供する。【解決手段】樹脂により形成されているインテークマニホールド１０の収容部１５にベアリング１４が収容されている。ベアリング１４にはガイド部材７０が当接している。駆動部５０をインテークマニホールド１０へ取り付けることにより、駆動部５０とインテークマニホールド１０との間には取り付けにともなう力が加わる。この力によりガスケット７１が圧縮され、ガスケット７１の弾性力によりガイド部材７０はベアリング１４をインテークマニホールド１０方向へ押し付ける力を受ける。これにより、駆動ギア６０に軸方向の力が作用しても、インテークマニホールド１０からベアリング１４が移動することがない。【選択図】　　図１
2004052733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路を形成する樹脂製のインテークマニホールドと、
前記吸気通路を流れる吸気量を変更可能なバルブ部材を駆動する駆動軸部材の端部に設けられている駆動ギアと、
前記インテークマニホールドに取り付けられ、前記駆動ギアを回転可能に前記インテークマニホールドに支持する軸受部材と、
前記インテークマニホールドに取り付けられ、発生した駆動力を前記駆動ギアを介して前記駆動軸部材を駆動する駆動部と、
前記駆動部と前記インテークマニホールドとの間に設けられ、前記駆動部を前記インテークマニホールドへ取り付ける力を受けて前記軸受部材を前記インテークマニホールド方向へ押し付け、前記軸受部材の軸方向の移動を制限するガイド部材と、
を備えることを特徴とする可変吸気装置。
【請求項２】
前記インテークマニホールドおよび前記ガイド部材と前記駆動部との間に設置され、前記インテークマニホールドと前記駆動部との間をシールするともに、弾性力により前記ガイド部材を前記軸受部材方向へ付勢するガスケットをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の可変吸気装置。
【請求項３】
前記駆動ギアは、前記駆動部と噛み合う歯部と、前記駆動軸部材が挿入される筒部とを有することを特徴とする請求項１または２記載の可変吸気装置。
【請求項４】
前記筒部は、前記軸受部材と当接可能であって前記駆動ギアの軸方向への移動を制限する突出部を有し、前記歯部と前記突出部との間に前記軸受部材および前記ガイド部材を挟持していることを特徴とする請求項３記載の可変吸気装置。
【請求項５】
前記突出部は、前記軸受部材の反駆動部側と係合するスナップフィットであることを特徴とする請求項４記載の可変吸気装置。
【請求項６】
前記ガイド部材は、内周側に前記駆動軸部材と接触するシール部材を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の可変吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、内燃機関を「エンジン」という。）の可変吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの回転数に応じて吸気通路の長さを可変に設定し、エンジンのトルクを向上する可変吸気装置が提案されている。エンジンの回転数が低いときは吸気通路の長さを延長し、回転数が高いときは吸気通路の長さを短縮することにより、エンジンの回転数にかかわらずトルクを向上することができる。
【０００３】
このような可変吸気装置では、例えば通路長の異なる吸気通路が分岐して形成され、バルブ部材により吸気通路を開閉することにより、吸気通路の全長および吸気通路の断面積を変更している。そして、可変吸気装置の吸気通路を開閉するバルブ部材として、例えば独国のＤＥ２９９１６３３３Ｕ１に開示されているバタフライ弁が公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
可変吸気装置は、図７に示すように吸気通路を形成するインテークマニホールド１００を備えている。インテークマニホールド１００は、エンジンのシリンダ数に応じて分岐し、吸気通路を形成している。吸気通路にはそれぞれバルブ部材が設置されている。バルブ部材は、例えばモータ１０１を有する駆動部１０２により駆動される。バルブ部材にはシャフト１０３が設置されており、シャフト１０３の端部は駆動部１０２からの駆動力が伝達される駆動ギア１０４に挿入されている。シャフト１０３が挿入された駆動ギア１０４は、ベアリング１０５によりインテークマニホールド１００に対し回転可能に支持されている。
【０００５】
近年、軽量化、断熱性および設計の自由度の向上の観点からインテークマニホールド１００および駆動ギア１０４など可変吸気装置を構成する部材の多くは、例えばポリアミド系の樹脂で形成されている。これに対し、駆動ギア１０４を支持するベアリング１０５は、摺動トルクの低減ならびに駆動ギア１０４の位置精度の向上のため、金属製であることが望ましい。また、駆動ギア１０４の軸方向への移動を防止するため、ベアリング１０５はインテークマニホールド１００に固定する必要がある。従来のように、インテークマニホールドを金属で形成する場合、例えばベアリングはインテークマニホールドに圧入され、固定される。
【０００６】
しかしながら、上述のようにインテークマニホールド１００を樹脂により形成する場合、インテークマニホールド１００に金属製のベアリング１０５を圧入しても、樹脂のクリープにより期間の経過とともに締め付け力が低下し、ベアリング１０５の圧入状態を維持することは困難である。そのため、インテークマニホールド１００とベアリング１０５との間にゆるみが生じ、ベアリング１０５に軸方向の力が加わると、ベアリング１０５はインテークマニホールド１００から脱離するおそれがある。その結果、シャフト１０３および駆動ギア１０４はベアリング１０５とともに軸方向へ移動可能となり、シャフト１０３に軸方向の力が加わった場合、駆動ギア１０４と駆動部１０２とは干渉するおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、インテークマニホールドからの軸受部材の移動を防止する可変吸気装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１または３記載の可変吸気装置によると、インテークマニホールドに取り付けられている軸受部材はガイド部材によりインテークマニホールド方向へ押し付けられている。ガイド部材は、駆動部をインテークマニホールドへ取り付ける際の取り付け力により、インテークマニホールド方向へ押し付けられている。そのため、軸受部材の軸方向の移動は、ガイド部材により制限される。したがって、インテークマニホールドを樹脂により形成する場合でも、軸受部材の移動を防止することができる。
【０００９】
本発明の請求項２記載の可変吸気装置によると、ガスケットはインテークマニホールドおよびガイド部材と駆動部との間に設置されている。駆動部をインテークマニホールドに取り付けることにより、ガスケットは圧縮される。そのため、取り付け力はガスケットの弾性力を介してガイド部材へ伝達され、ガイド部材は軸受部材をインテークマニホールド方向へ押し付ける。そのため、軸受部材の軸方向の移動は、ガイド部材により制限される。したがって、軸受部材の移動を防止することができる。
【００１０】
本発明の請求項４記載の可変吸気装置によると、駆動ギアは歯部と突出部との間に軸受部材およびガイド部材を挟持している。そのため、軸受部材と駆動ギアとの間の相対的な移動が防止されるとともに、ガイド部材により軸受部材とインテークマニホールドとの間の相対的な移動が防止される。したがって、インテークマニホールドに対する軸受部材の移動を防止することができる。
【００１１】
本発明の請求項５記載の可変吸気装置によると、突出部はスナップフィットである。そのため、駆動ギアと軸受部材とは容易に係合される。したがって、可変吸気装置の組み付けを容易にすることができる。
本発明の請求項６記載の可変吸気装置によると、ガイド部材は内周側に駆動軸部材と接触するシール部材を有している。そのため、インテークマニホールドを流れる吸気が駆動部側へ漏れたり、吸気に含まれる水分が駆動部へ侵入することを防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による可変吸気装置は、エンジンの吸気系に設置されている。図２に示すように、可変吸気装置１はインテークマニホールド１０を備えている。インテークマニホールド１０は、エアコネクタ１１とエンジン本体２０のシリンダとを連通している。
【００１３】
図示しない吸入ダクトから吸入された吸気は、図示しないエアクリーナおよびスロットルバルブを経由して図２に示すエアコネクタ１１に流入し、サージタンク１０ａを経由してインテークマニホールド１０に分配される。インテークマニホールド１０は、図示しないスロットルバルブの出口側に連通しているエアコネクタ１１の出口側のサージタンク１０ａからエンジン本体２０のシリンダ数に対応して分岐している。そして、シリンダ数に応じて分岐したインテークマニホールド１０は、さらに低回転用の吸気通路１２および高回転用の吸気通路１３とに分岐している。低回転用の吸気通路１２は、エンジン本体２０までの全長が高回転用の吸気通路１３よりも長く形成されている。分岐した低回転用の吸気通路１２と高回転用の吸気通路１３は、吸気の流れ下流側すなわちエンジン本体２０側で再び合流している。高回転用の吸気通路１３には、吸気通路１３の吸気の流れを開閉するバルブ部材３０が設置されている。バルブ部材３０が吸気通路１３を閉塞すると、吸気は低回転用の吸気通路１２を経由してエンジン本体２０へ供給される。一方、バルブ部材３０が吸気通路１３を開放すると、吸気はより流通抵抗の小さな高回転用の吸気通路１３を経由してエンジン本体２０へ供給される。すなわち、吸気通路１３を流れる吸気の流量を変更することにより、吸気が流れる吸気通路の全長が変更される。
【００１４】
図３に示すように、高回転用の吸気通路１３はエンジン本体２０のシリンダの数に応じて分岐しており、各吸気通路１３にバルブ部材３０が設置されている。バルブ部材３０には駆動軸部材としてのシャフト４０が貫いて設置されている。シャフト４０は、例えば鉄などの金属により、軸に垂直な断面が多角形に形成されている。バルブ部材３０は、板状の羽根部３１と筒状の筒部３２とを有している。羽根部３１および筒部３２は例えばポリアミド系の樹脂により一体に形成されている。バルブ部材３０にはシャフト４０が貫くシャフト穴３３が形成されている。シャフト穴３３は多角形のシャフト４０の断面と概ね同一の形状に形成されている。そのため、シャフト穴３３にシャフト４０を挿入した場合、シャフト４０とバルブ部材３０との間の相対的な回転は制限される。
【００１５】
シャフト４０の一方の端部は、ブッシュ４１によりインテークマニホールド１０に回転可能に支持されている。また、シャフト４０の中間部は、ガイドブッシュ４２を介して吸気通路１３を形成するインテークマニホールド１０に回転可能に支持されている。
シャフト４０の反ブッシュ側の端部には、バルブ部材３０を駆動する駆動部５０が設置されている。図１に示すように、駆動部５０はハウジング５１に収容されているモータ５２を有しており、モータ５２は図示しないＥＣＵにより制御される。ＥＣＵがモータ５２への通電を断続することにより、バルブ部材３０が駆動され吸気通路１３が開閉される。モータ５２の駆動力は、シャフト４０の反ブッシュ側の端部に設置されている駆動ギア６０を介してシャフト４０に伝達される。駆動部５０は、スクリュー５３などによりインテークマニホールド１０に固定されている。
【００１６】
駆動ギア６０は、歯部６１および筒部６２を有している。歯部６１および筒部６２は、例えばポリアミド系の樹脂により一体に形成されている。歯部６１はモータ５２に取り付けられている図示しないピニオンと噛み合う。筒部６２は、歯部６１からインテークマニホールド１０側へ突出して形成され、内周側にシャフト４０が挿入される挿入孔６３を有している。挿入孔６３はシャフト穴３３と同様に多角形のシャフト４０の断面と概ね同一の形状に形成されている。そのため、挿入孔６３にシャフト４０を挿入することにより、駆動ギア６０とシャフト４０との間の相対的な回転が制限される。また、筒部６２には、径方向外側へ突出する突出部６４が形成されている。突出部６４は、弾性変形可能なスナップフィットを形成している。
【００１７】
シャフト４０の反ブッシュ側の端部が挿入されている駆動ギア６０は、ベアリング１４により軸受けされている。これにより、シャフト４０の反ブッシュ側の端部は、駆動ギア６０を介してベアリング１４により支持されている。ベアリング１４は、金属製のボールベアリングであり、インテークマニホールド１０に形成されている収容部１５に収容されている。収容部１５はベアリング１４の外形よりもやや大きく形成されている。金属製のベアリング１４により駆動ギア６０を支持することにより、駆動ギア６０の回転にともなう摺動抵抗が低減されるとともに、駆動ギア６０の位置精度が高められる。
【００１８】
ベアリング１４の駆動部５０側には、ガイド部材７０が設置されている。ガイド部材７０は、例えばポリアミド系の樹脂により形成されている。ガイド部材７０は、インテークマニホールド１０と駆動部５０との間に設置されている。インテークマニホールド１０およびガイド部材７０と駆動部５０との間には、ガスケット７１が設置されている。ガスケット７１は、例えばゴムなどの弾性を有する材料から形成されている。ガスケット７１は、駆動部５０のハウジング５１とインテークマニホールド１０との当接部から吸気通路１３側への外気の侵入を防止する。
【００１９】
駆動部５０をインテークマニホールド１０に取り付けることにより、駆動部５０とインテークマニホールド１０との間には取り付けにともなう力が加わる。この取り付けにともなう力により、ガスケット７１は圧縮される。そのため、ガイド部材７０には、ガスケット７１の弾性力によってベアリング１４をインテークマニホールド１０方向へ押し付ける力が作用する。これにより、ベアリング１４はガイド部材７０によってインテークマニホールド１０に押し付けられ、ベアリング１４の軸方向の移動は制限される。
【００２０】
ガイド部材７０の内周側にはシール部材７２が設置されている。シール部材７２は柔軟なゴムなどから形成されており、駆動ギア６０の筒部６２の外周側に緩く密着している。これにより、シール部材７２は、吸気通路１３から駆動部５０側へ吸気が漏れるのを防止する。また、シール部材７２は、吸気に含まれる水分が駆動部５０側へ侵入するのを防止する。
【００２１】
次に、上記構成の可変吸気装置１の組み付けについて説明する。
図４に示すように、駆動ギア６０の筒部６２の外周側にガイド部材７０およびベアリング１４が取り付けられる。駆動ギア６０の突出部６４はベアリング１４の反駆動部側の端部１４ａと係合するスナップフィットである。そのため、ガイド部材７０およびベアリング１４の内周側に駆動ギア６０の筒部６２を挿入することにより、突出部６４はベアリング１４の端部１４ａと係合し、ガイド部材７０およびベアリング１４は駆動ギア６０の歯部６１に形成されている段差部６０ａと突出部６４との間に挟持される。その結果、ガイド部材７０およびベアリング１４は、駆動ギア６０から脱離することがない。
【００２２】
組み付けられた駆動ギア６０、ガイド部材７０およびベアリング１４は、インテークマニホールド１０に取り付けられる。ベアリング１４をインテークマニホールド１０の収容部１５に収容することにより、組み付けられた駆動ギア６０、ガイド部材７０およびベアリング１４はインテークマニホールド１０に対して位置決めされる。また、駆動ギア６０の挿入孔６３にシャフト４０が挿入される。
【００２３】
ガスケット７１は駆動部５０のハウジング５１に取り付けられる。ハウジング５１にはあらかじめモータ５２が収容されている。ガスケット７１が取り付けられた駆動部５０は、インテークマニホールド１０に取り付けられる。駆動部５０はスクリュー５３によりインテークマニホールド１０に固定される。駆動部５０をインテークマニホールド１０に取り付けることにより、ガスケット７１が圧縮され、ガスケット７１の弾性力によってガイド部材７０はベアリング１４をインテークマニホールド１０方向へ押し付ける。ガイド部材７０の駆動部５０側には段差部７０ａが形成されている。そのため、駆動部５０のハウジング５２をガスケット７１とともにガイド部材７０の段差部７０ａにはめ合わせることにより、駆動部５０の位置決めをすることができる。
【００２４】
以上、説明した本発明の第１実施例によると、駆動部５０をインテークマニホールド１０に取り付けることにより、ガイド部材７０はベアリング１４をインテークマニホールド１０方向へ押し付ける。そのため、ベアリング１４はガイド部材７０により軸方向の移動が制限される。したがって、インテークマニホールド１０を樹脂により形成する場合でも、ベアリング１４の軸方向への移動を防止することができる。
【００２５】
また、ガイド部材７０およびベアリング１４は、駆動ギア６０の歯部６１に形成されている段差部６０ａと突出部６４との間に挟持される。そのため、ガイド部材７０およびベアリング１４と駆動ギア６０との間の相対的な移動が防止される。これにより、ガイド部材７０を駆動部５０とインテークマニホールド１０との間に設置すると、シャフト４０の軸方向へ力が作用しても、駆動ギア６０がベアリング１４およびガイド部材７０から脱離することがない。また、駆動ギア６０の突出部６４はスナップフィットによりベアリング１４の反駆動部側の端部１４ａと係合する。そのため、ガイド部材７０およびベアリング１４と駆動ギア６０との組み付けは、ガイド部材７０およびベアリング１４の内周側に駆動ギア６０の筒部６２を挿入するだけでよく、組み付けを容易にすることができる。
【００２６】
第１実施例では、ガイド部材７０は樹脂により形成されているため、設計の自由度が高い。そのため、ガイド部材７０の形状を適切に設定することにより、ガイド部材７０はベアリング１４の移動の制限とともに、駆動部５０の位置決めが可能である。したがって、駆動部５０、駆動ギア６０およびベアリング１４の位置精度を高めることができる。
さらに、第１実施例では、駆動ギア６０はベアリング１４により支持されるため、摺動抵抗が低減されるとともに、駆動ギア６０のインテークマニホールド１０への支持部における位置精度を高めることができる。
【００２７】
（変形例）
第１実施例の変形例を図５に基づいて説明する。
変形例では、駆動ギア６０の筒部６２に突出部を形成する代わりに、筒部６２にピン部材６５が取り付けられている。駆動ギア６０とガイド部材７０およびベアリング１４とを組み付ける場合、ガイド部材７０およびベアリング１４の内周側に駆動ギア６０の筒部６２を挿入する。そして、ベアリング１４のインテークマニホールド１０側に突出した筒部６２にピン部材６５が取り付けられる。ピン部材６５は、例えば筒部６２に圧入あるいは接着などにより取り付けられる。これにより、ガイド部材７０およびベアリング１４は、突出部に相当するピン部材６５と歯部６１に形成されている段差部６０ａとの間に挟持される。
【００２８】
（第２実施例）
本発明の第２実施例による可変吸気装置を図６に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第２実施例では、駆動ギア６０の反駆動部側にシール部材８０が設置されている。シール部材８０は例えばゴムなどの柔軟な材料により形成され、シャフト４０に緩く密着している。これにより、吸気通路１３から駆動部５０側への吸気の侵入が防止される。また、シール部材８０を設置することにより、吸気通路１３と駆動部５０との間が遮断されるため、第１実施例におけるガスケットおよびシール部材を省略することができる。
【００２９】
一方、第２実施例の場合、第１実施例におけるガスケットを省略することにより、ガイド部材７０をベアリング１４へ押し付ける力が小さくなる。そのため、ガイド部材７０に径方向外側へ拡大するフランジ部７３を形成し、駆動部５０のハウジング５１とインテークマニホールド１０との間にガイド部材７０を挟持する。これにより、ガイド部材７０によるベアリング１４の押し付け力を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による可変吸気装置を示す模式図であって、駆動部の近傍を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による可変吸気装置を適用したエンジンを示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施例による可変吸気装置を示す模式図であって、吸気通路に設置されたバルブ部材および駆動部などを示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施例による可変吸気装置を示す模式図であって、駆動部の近傍を分解した断面図である。
【図５】本発明の第１実施例による可変吸気装置の変形例を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の第２実施例による可変吸気装置を示す図であって、駆動部の近傍を示す断面図である。
【図７】従来の可変吸気装置を示す図であって、駆動部の近傍を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　可変吸気装置
１０　　インテークマニホールド
１３　　吸気通路
１４　　ベアリング（軸受部材）
３０　　バルブ部材
４０　　シャフト（駆動軸部材）
５０　　駆動部
６０　　駆動ギア
６１　　歯部
６２　　筒部
６４　　突出部
６５　　ピン部材（突出部）
７０　　ガイド部材
７１　　ガスケット
７２　　シール部材
【図１】
2004052733.tif 000003
【図２】
2004052733.tif 000004
【図３】
2004052733.tif 000005
【図４】
2004052733.tif 000006
【図５】
2004052733.tif 000007
【図６】
2004052733.tif 000008
【図７】
2004052733.tif 000009