(57)【要約】【課題】比較的小型なアクチュエータによっても閉弁時のバルブ保持力を確保する。【解決手段】ガイド孔５３を有し、アクチュエータ３によって回動操作される第１レバー５と、前記ガイド孔５３に摺動可能に嵌合する突出部６１を有し、バルブシャフト２の端部に固定される第２レバー６と、によって、バルブシャフト２とアクチュエータロッド４とを連結し、第１レバー５の回動に応じて突出部６１がガイド孔５３内を移動しながら第２レバー６が回動することで開閉弁を開閉する。そして、閉弁時において、第１レバー５の回動中心５１を、開弁方向に対応する突出部６１の移動方向（Ｘ１）に一致するように構成すると共に、ガイド孔５３を、突出部６１の移動方向（Ｘ１）に略直交する直線部５３ａを有するように形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関の吸気系又は排気系に設けられ、アクチュエータによって開閉される開閉弁の駆動機構であって、
ガイド孔を有し、前記アクチュエータによって回動操作される第１レバーと、前記ガイド孔に摺動可能に嵌合する突出部を有し、前記開閉弁の弁体が取り付けられる回転軸の端部に固定される第２レバーと、を備え、
前記第１レバーの回動に応じて、前記突出部が前記ガイド孔内を移動しながら前記第２レバーが回動することで前記開閉弁を開閉するようにし、
前記開閉弁の閉弁時において、前記第１レバーの回動中心が、前記開閉弁の開方向に対応する前記突出部の移動方向に位置するように構成すると共に、前記ガイド孔が、前記突出部の移動方向に略直交する直線部を有するように形成したことを特徴とする開閉弁の駆動機構。
【請求項２】
前記ガイド孔が略Ｌ字状に形成されることを特徴とする請求項１記載の開閉弁の駆動機構。
【請求項３】
前記開閉弁の閉弁時に、前記第２レバーが当接するストッパを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の開閉弁の駆動機構。
【請求項４】
前記開閉弁が、機関の吸気管の有効長さ、断面積又は容積の少なくとも１つを変化させる可変吸気バルブであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の開閉弁の駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気系や排気系に設けられ、アクチュエータによって開閉される開閉弁の駆動機構の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、内燃機関の吸気系に可変吸気バルブを設け、この可変吸気バルブを機関回転速度に応じて開閉することで吸気管の有効長さや容積を変化させ、吸気の慣性過給効果や共鳴過給効果を利用して広い回転速度域において高い体積効率を得るようにすることが行われている
例えば、特許文献１のものでは、コレクタ内の中央部に設けた第１容積室と、その両側に設けた一対の第２容積室と、第１容積室と第２容積室との連通を開閉する可変吸気バルブと、備えて、低速域においては、前記可変吸気バルブを閉じて左右の第２容積室（コレクタ）を分離独立したものとすることによって共鳴効果を利用して、高速域においては、前記可変吸気バルブを開いて第１、第２容積室（コレクタ）を一体化させて容積を大きくすることによって慣性効果を利用して体積効率を向上させるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２９４１７１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記可変吸気バルブは、負圧ダイアフラム式のアクチュエータの駆動によって開閉されるようになっており、アクチュエータ非駆動時は、このアクチュエータのリターンスプリング（のみ）によって前記可変吸気バルブは閉状態に、すなわち、その弁体が所定の閉位置に保持されることになる。
【０００５】
このため、アクチュエータ非駆動時に前記可変吸気バルブ（の弁体）に対して開方向に大きな力が加わった場合であっても、確実にその弁体を閉位置に保持できるように、ある程度大型のアクチュエータが必要になり、コスト高となっていた。
【０００６】
また、レイアウト上の問題等から必ずしも十分に余裕のある（大型の）アクチュエータを搭載できるとは限らず、全閉時における弁体の保持力が不足して所期の性能が得られないおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、アクチュエータの大型化を招くことなく、可変吸気バルブ等の機関の吸気系や排気系に設けられる開閉弁の全閉時における保持力を確保できる駆動機構を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明に係る開閉弁の駆動機構は、ガイド孔を有し、アクチュエータによって回動操作される第１レバーと、前記ガイド孔に摺動可能に嵌合する突出部を有し、開閉弁の弁体が取り付けられる回転軸の端部に固定される第２レバーと、を備え、前記第１レバーの回動に応じて、前記突出部が前記ガイド孔内を移動しながら前記第２レバーが回動することで前記開閉弁を開閉するようにし、前記開閉弁の閉弁時において、前記第１レバーの回動中心が、前記開閉弁の開方向に対応する前記突出部の移動方向に位置するように構成すると共に、前記ガイド孔が、前記突出部の移動方向に略直交する直線部を有するように形成した。
【０００９】
【発明の効果】
本発明に係る開閉弁の駆動機構によると、アクチュエータの駆動により第１レバーが回動操作され、この回動操作によって、第１レバーのガイド孔に摺動可能に嵌合された突出部が該ガイド孔内を移動することで第２レバーも回動し、これによって開閉弁を開閉する。そして、開閉弁の閉弁時には、第１レバーの回動中心が、開閉弁の開方向に対応する第２レバーの突出部の移動方向と一致し、また、ガイド孔が、第２レバーの突出部の移動方向と略直交する直線部を有しているので、閉弁時における開閉弁の開方向に対応する第２レバーの突出部に移動がガイド孔の直線部によって、すなわち、第２レバーの回動が第１レバーによって規制されることになる。このため、アクチュエータのリターンスプリングは、第１レバーを当該位置に保持するだけでよく、また、弁体は確実に閉弁位置に保持できるので、弁体が振動してしまう等の不具合を回避しつつ、開閉弁の駆動を比較的小型のアクチュエータによって行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る開閉弁の駆動機構の全体図を示している。この開閉弁は、例えば、吸気の慣性過給効果や共鳴過給効果を利用すべく吸気管の有効長さ、断面積又は容積を可変とするために吸気系に設けられたり、排気ブレーキや暖気を行うべく排気通路を絞るために排気系に設けられたりするものである。
【００１１】
図１に示すように、この開閉弁は、いわゆるフラップ式構造を採用しており、その弁体１がバルブシャフト（回転軸）２に固定され、このバルブシャフト２が負圧ダイアフラム式のアクチュエータ３の駆動によって回転操作されることで開閉するようになっている。このように、フラップ式構造とすることにより、バルブシャフト２を吸気通路や排気通路等の上方に配置させることができ、ほぼ中央を貫通せざるを得ないバタフライ式構造のものに比べて、通気抵抗の増加を最小限に抑えることができる。
【００１２】
また、本実施形態に係る開閉弁の駆動機構の特徴として、上記バルブシャフト２とアクチュエータ３の出力軸（アクチュエータロッド）４とが、第１レバー５及び第２レバー６を介して連結されている。
【００１３】
図２は、かかるバルブシャフト２とアクチュエータロッド４との連結部の拡大図である。
図２において、第１レバー５は、軸５１を中心に回転自在に取り付けられており、その下方にある連結部５２で上記アクチュエータロッド４の端部に回転自在に連結されている。従って、この第１レバー５は、アクチュエータロッド４の図で見て左右方向の往復動作によって軸５１を中心に回動することになる（すなわち、第１レバー５はアクチュエータ３によって回動操作される）。また、この第１レバー５には、略（逆）Ｌ字状のガイド孔５３が形成されている。
【００１４】
一方、第２レバー６は、上記バルブシャフト２の端部に固定されており、バルブシャフト２と一体に回転するようになっている。また、上記第１レバー５のガイド孔５３に摺動可能に嵌合するスタッド（突出部）６１が設けられている。
【００１５】
そして、このスタッド６１を上記第１レバー５のガイド孔５３に嵌合させた状態でバルブシャフト２とアクチュエータロッド４との連結部が構成される。このため、第１レバー５が回転すると、その回転に応じて第２レバー６のスタッド６１が第１レバー５のガイド孔５３内を移動することになり、これによって、第２レバー６が回転して開閉弁が吸気通路等を開閉する。
【００１６】
また、開閉弁の閉弁位置（全閉時の弁体１の位置）を決定するストッパピン７が、上記第１レバー５、第２レバー６とは別に設けられており、開閉弁の全閉時に、上記第２レバー６の一部（爪部６２）がストッパピン７に当接するようになっている（すなわち、第２レバー６がストッパピン７に当接することで開閉弁は閉弁状態となる）。
【００１７】
ここで、開閉弁１の開閉動作について説明する。
アクチュエータ３が非駆動状態にある開閉弁の全閉時は、第１レバー５には該アクチュエータ３のリターンスプリングによる力が作用しており、第１レバー及び第２レバー６は、図３（ａ）に示すようような位置関係となっている。
【００１８】
すなわち、第２レバー６のスタッド６１は、第１レバー５に形成されたガイド孔５３の一端側に位置しており、この一端側のガイド孔５３の直線部（すなわち、Ｌ字を構成する２つの直線部分のうち一方の直線部）５３ａが、開閉弁の開方向に対応するスタッド６１の移動方向（すなわち、第２レバー６の回動方向）Ｘ１にほぼ直交するようになっており、また、第１レバー５の回転中心（回動中心）である軸５１が、開閉弁の開方向に対応するスタッド６１の移動方向Ｘ１に位置するように（移動方向Ｘ１の延長線上にあるように）なっている。
【００１９】
この場合、第１レバー５が当該位置に保持されていれば、第２レバー６を回転させようとしても、そのスタッド６１の移動が第１レバー５（のガイド孔５３の直線部５３ａ）によって規制されるから、開閉弁の全閉時に、弁体１に対して開閉弁を開く方向に大きな力が加わったとしても、この力によって第２レバー６が回転されるのが防止されることになる。
【００２０】
すなわち、アクチュエータ３（のリターンスプリング）は、開閉弁を開く方向の大きな力が加わった場合であっても、その力に抗して弁体１を保持する必要はなく、第１レバー５を当該位置に保持さえすれば、開閉弁が開弁してしまったり、弁体１が振動してしまったりすることを防止できる。この結果、本実施形態に係る開閉弁の駆動機構では、それほど大型のアクチュエータを用いる必要がなく、コスト的に有利な比較的小型のアクチュエータを採用することができる。
【００２１】
また、このとき、第２レバー６は、その一部である爪部６２がストッパピン７に当接するように構成されるので、このストッパピン７によって開閉弁の閉方向に対応する第２レバー６の回転が規制される。このため、開閉弁の全閉時に、弁体１に対して更に開閉弁を閉じる方向に大きな力が加わったとしても、ストッパピン７によって第２レバー６（すなわち、バルブシャフト２）がそれ以上回転することが防止される。これにより、特に、開閉弁を全開状態から全閉状態へと制御したときに生じやすい、バルブかじり（すなわち、弁体１が本来の閉弁位置を超えた位置となって吸気通路等との接触してしまうこと）を確実に防止することができる。
【００２２】
また、第２レバー６とストッパピン７との位置関係を調整することで、開閉弁全閉時における弁体１と吸気通路等との間のクリアランス（バルブクリアランス）を適切に設定することが容易であり、また、全閉時において当該クリアランスを確保できるので、開閉弁の固着（バルブ固着）を防止することできる。
【００２３】
アクチュエータ３が駆動されると、アクチュエータロッド４は矢印Ｘ２方向に移動し、これに伴って第１レバー５が軸５１を中心に矢印Ｘ３方向に回転する。この第１レバー５の回転によって、第２レバー６のスタッド６１は第１レバー５のガイド孔５３内を他端側へと移動し始め、これに応じて第２レバー６も矢印Ｘ４方向に回転して開閉弁が開き始める。
【００２４】
そして、図３（ｂ）に示すように、最終的には、第２レバー６のスタッド６１が、上記ガイド孔５３の他端側まで移動することによって（これによって第２レバー６が回転して）開閉弁が全開となる。なお、開閉弁を閉弁するときは、上記説明と逆であり、アクチュエータ３を非駆動状態とすることで、そのリターンスプリングによってアクチュエータロッド４が戻り、第２レバー６のスタッド６１が上記ガイド孔５３の前記一端側に移動して開閉弁が全閉となる（図３（ａ）の状態となる）。
【００２５】
なお、開閉弁の全閉時において、第１レバー５のガイド孔５３が、開閉弁の開方向に対応するスタッド６１の移動方向（矢印Ｘ１）と直交する直線部５３ａを有し、また、第１レバー５の回動中心（軸５１）が、開閉弁の開方向に対応するスタッド６１の移動方向（矢印Ｘ１）に位置するように構成すればよく、上記実施形態に限定されるものではない。
【００２６】
以上説明した実施形態によると、ガイド孔５３を略Ｌ字状に形成するので、その一端側と他端側とで直交する２つの直線部を有することになり、全閉時（閉弁時）において、第１レバー５を開閉弁の開方向に対する第２レバーの回動に対するストッパとして構成とすることが容易である。
【００２７】
また、全閉時（閉弁時）に第２レバー６（の爪部６２）が当接するストッパピン７が設けられているので、全閉時に更に閉弁方向に力が加わったとしてもバルブかじりを防止できる。また、バルブクリアランスを適切に設定し、かつ、これを維持できるので、バルブ固着を回避することができる。
【００２８】
なお、上記開閉弁の適用例としては、吸気管の有効長さ、断面積、容積の少なくとも１つを可変とする可変吸気バルブとすることが考えられるが、この場合においても比較的小型のアクチュエータによってその閉弁位置を確実に維持できるので、弁体の振動等の不具合を回避して、吸気の慣性過給効果や共鳴過給効果による体積効率の向上効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る開閉弁の駆動機構の全体図である。
【図２】弁体が固定されるバルブシャフト（回転軸）とアクチュエータロッド（出力軸）との連結部の拡大図である。
【図３】開閉弁の開閉動作を説明する図である。
【符号の説明】
１…弁体、２…バルブシャフト、３…アクチュエータ、５…第１レバー、６…第２レバー、７…ストッパピン、５３…ガイド孔、６１…スタッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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