(57)【要約】【課題】本発明は、部品点数及び組付工数の低減をはかると共に、コスト低減を図った吸気装置を提供すること。【解決手段】ハウジング２と、ハウジング２に形成された複数の吸気通路３と、吸気通路３を開閉するための吸気制御バルブ４と、吸気制御バルブ４に固定され、吸気通路３に設けられた複数の軸受穴５に回動可能に支持されたシャフト６と、シャフト６を回動させるためのアクチュエータ７と、を有する内燃機関の吸気装置１において、シャフト６は、複数の分割シャフト６１から構成され、互いに隣り合う分割シャフト６１は、その一方の一端に形成される分割シャフト６１の軸芯に対して対称で互いに平行な面６１ｃを有する溝６１ａと、その他方の他端に形成されて平行な面６１に内接するように溝６１ａに収容される円弧面６１ｄを有する突部６１ｂと、からなる連結手段６５により連結した。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジングに形成された複数の吸気通路と、
該吸気通路を開閉するための吸気制御バルブと、
該吸気制御バルブに固定され、前記吸気通路に設けられた複数の軸受穴に回動可能に支持されたシャフトと、
該シャフトを回動させるためのアクチュエータと、を有する内燃機関の吸気装置において、
前記シャフトは、複数の分割シャフトから構成され、互いに隣り合う前記分割シャフトは、その一方の一端に形成されて前記分割シャフトの軸芯に対して対称で互いに平行な面を有する溝と、その他方の他端に形成されて前記平行な面に内接するように前記溝に収容される円弧面を有する突部と、からなる連結手段により連結されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記突部の前記分割シャフトの前記軸芯に対する垂直方向の長さは、前記溝の前記分割シャフトの前記軸芯に対する垂直方向の長さより小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記溝の底部と、前記突部の先端部との間には間隙が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
隣接する前記軸受穴に支持された前記分割シャフトと前記吸気制御バルブは一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気装置に関し、吸気制御バルブとアクチュエータを連結するシャフトを複数に分割した分割シャフトからなる構成とし、分割シャフトを連結する連結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの吸気装置は、ハウジングと、ハウジングに形成された複数の吸気通路と、各吸気通路に配設されこれを開閉するための吸気制御バルブと、吸気制御バルブを固定すると共にハウジングに設けた複数の軸受穴に回動可能に支持されたシャフトと、シャフトを回動させるためのアクチュエータとを有する。
【０００３】
シャフトは、１本のシャフトにより構成されており、複数の吸気制御弁とアクチュエータとを連結している。このような従来のエンジンの吸気装置においては、シャフトは複数の吸気通路を貫通して配設されるので、このシャフトを支持する軸受穴が多数必要である。一方、これらすべての軸受穴を、その軸芯が同一直線上に並ぶように、形成することは非常に困難である。
【０００４】
これに対しては、シャフトを略同一直線上に連結した複数の分割シャフトにより構成し、分割シャフト間に、両者の軸芯のズレを吸収するための芯ズレ吸収手段を設けるエンジンの吸気装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３８９３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このエンジンの吸気装置においては、芯ズレ吸収手段は、分割シャフト間に介在させた継ぎ手と、継ぎ手と分割シャフトとを連結する連結パイプとから構成されているため、部品点数及び組付工数が増加すると共に、部品コスト、組付コストが増大し、コスト高となる。また、分割シャフトと吸気制御バルブはスクリュウネジで固定されており、部品コスト、組付コストが増大し、コスト高となる。
【０００７】
そこで、本発明は、部品点数及び組付工数の低減をはかると共に、吸気装置のコスト低減を図った吸気装置を提供することをその技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】
上記の課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、ハウジングと、該ハウジングに形成された複数の吸気通路と、該吸気通路を開閉するための吸気制御バルブと、該吸気制御バルブに固定され、前記吸気通路に設けられた複数の軸受穴に回動可能に支持されたシャフトと、該シャフトを回動させるためのアクチュエータと、を有する内燃機関の吸気装置において、前記シャフトは、複数の分割シャフトから構成され、互いに隣り合う前記分割シャフトは、その一方の一端に形成されて前記分割シャフトの軸芯に対して対称で互いに平行な面を有する溝と、その他方の他端に形成されて前記平行な面に内接するように前記溝に収容される円弧面を有する突部と、からなる連結手段により連結されていることである。
【０００９】
上記した手段によれば、シャフトは、複数の分割シャフトから構成され、互いに隣り合う分割シャフトは、その一方の一端に形成されて分割シャフトの軸芯に対して対称で互いに平行な面を有する溝と、その他方の他端に形成されて平行な面に内接するように溝に収容される円弧面を有する突部と、からなる連結手段により連結されることとしたことにより、複数の軸受穴が芯ズレを起こしていた場合に、連結手段は、分割シャフト同士の軸芯の芯ズレを吸収しながら回動することができ、すべての分割シャフトの軸芯が精度よく同一直線上に並んでいない場合においても、各分割シャフトを連ねてなるシャフト全体をスムーズに回動させることができる。また、シャフトを構成する複数の分割シャフトの回動角度を略同一とすることができる。また、連結手段を分割シャフトに設けることにより、部品点数及び組付工数の低減をはかることができると共に、吸気装置のコスト低減を図ることができる。
【００１０】
上記の課題を解決するために講じた第２の技術的手段は、前記突部の前記分割シャフトの前記軸芯に対する垂直方向の長さは、前記溝の前記分割シャフトの前記軸芯に対する垂直方向の長さより小さく設定されていることである。
【００１１】
上記した手段によれば、互いに隣り合う分割シャフトを互いに、突部又は溝の長さ方向に屈曲できるようにすることができる。
【００１２】
上記の課題を解決するために講じた第３の技術的手段は、前記溝の底部と、前記突部の先端部との間には間隙が設けられていることである。
【００１３】
上記した手段によれば、互いに隣り合う分割シャフトの軸方向の位置のバラツキを吸収することがでる。
【００１４】
上記の課題を解決するために講じた第４の技術的手段は、隣り合う前記軸受穴に支持された前記分割シャフトと前記吸気制御バルブは一体に形成されていることである。
【００１５】
上記した手段によれば、シャフトと吸気制御バルブが一体に形成されていることにより、部品点数及び組付工数の低減をはかることができると共に、吸気装置のコスト低減を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図１乃至図１１を用いて説明する。図１は、本発明に従った吸気装置１を直列４気筒エンジンに適用した一実施形態の概略構成を示す図である。図２は、図１のフランジ８のシリンダヘッド接合面の正面図である。図３は、図２の▲３▼−▲３▼断面図である。図４は、図２の吸気制御バルブ４を開いた状態を示す正面図である。図５は、図３の▲５▼−▲５▼断面図である。
【００１７】
エンジンの吸気装置１は、ハウジング２と、ハウジング２に形成された複数の吸気通路３と、各吸気通路３に配設され、これを開閉するための吸気制御バルブ４と、吸気制御バルブ４を一体的に固定すると共に、各吸気通路３に設けた複数の軸受穴５に回動可能に支持されたシャフト６と、シャフト６を回動させるためのアクチュエータ７と、吸気制御バルブ４の回動角度を検知する制御バルブ位置センサ８及びフランジ９とから構成されている。アクチュエータ７はモーター式アクチュエータである。吸気装置１は、各吸気通路３の間を結合すると共に、吸気装置１と一体的に構成されるフランジ９をエンジンの図示しないシリンダヘッドの側面に接合し固定されている。本実施形態においては、吸気制御バルブ４とシャフト６は、各吸気通路３の間を結合するフランジ９に回動可能に支持されている。吸気は、図１の矢印の方向より吸入される。
【００１８】
図３に示すように、フランジ９にはシャフト６の軸方向に段付凹形状を呈する段付溝９ａが形成されており、段付溝９ａにはシャフト６の軸方向の断面が略Ｔ字状のプレート９１が嵌入されている。段付溝９ａの奥の段付溝９ａとプレート９１との接合部には軸受穴９２が形成されている。軸受穴９２にはシャフト６が回動可能に支持されている。
【００１９】
図５に示すように、シャフト６は隣り合う軸受穴９２に支持された複数（本実施形態では４個）の分割シャフト６１から構成されている。軸受穴９２の軸芯のズレは、隣接する軸受穴９２に内挿される分割シャフト６１の両者の軸芯のズレにより吸収することができる。
【００２０】
分割シャフト６１は、一端には図６乃至図９に示すように、分割シャフト６１の軸芯と垂直方向に、分割シャフト６１の軸芯に対して対称で互いに平行な面６１ｃを有する溝６１ａが形成され、他端には、分割シャフト６１の軸芯と垂直方向に、平行な面に内接する円弧面６１ｄを有する突部６１ｂが形成されている。互いに隣り合う一方の分割シャフト６１の溝６１ａに、互いに隣り合う他方の分割シャフト６１の突部６１ｂが嵌入し連結手段６５を構成している。円弧面６１ｄは隣り合う分割シャフト６１が互いに溝６１ａの垂直方向に屈曲する範囲内で内接するように周方向に設けられている。これにより、図１０（ｂ）に示すように、隣り合う分割シャフト６１の各々の溝６１ａと突部６１ｂとが内接することができ、隣り合う分割シャフト６１の一方の回動角度と他方の回動角度を略同一とすることができ、シャフト６を構成する複数の分割シャフト６１の回動角度を略同一とすることができる。つまり、アクチュエータ７から分割シャフト６１へ伝達する回動駆動力と共に回転角度を、複数の分割シャフト６１全てに確実に伝達することができる。また、突部６１ｂの分割シャフト６１の軸芯に対する垂直方向の長さ６１ｅは、溝６１ａの分割シャフト６１の軸芯に対する垂直方向の長さ６１ｆより小さく設定されている。これにより、図１０（ｃ）に示すように、互いに隣り合う分割シャフト６１を互いに、突部６１ｂ又は溝６１ａの長さ６１ｅ、６１ｆ方向に屈曲できるようにすることができる。図８に示すように、溝６１ａの幅方向両端には周状にリブ６１ｇを設けて溝６１ａの幅方向の強度を向上するようにしてもよい。また、分割シャフト６１が軸受穴９２に配設された状態においては、図１０に示すように、互いに隣り合う一方の分割シャフト６１の溝６１ａの底部６１ｈと、互いに隣り合う他方の分割シャフト６１の突部６１ｂの先端部６１ｊとの間には間隙Ｃが設けられている。これにより、図１１（ａ）に示すように、互いに隣り合う分割シャフト６１の軸方向の位置のバラツキを吸収することがでる。
【００２１】
分割シャフト６１は、吸気制御バルブ４が一体に形成されている。分割シャフト６１及び吸気制御バルブ４は樹脂材料からなり、分割シャフト６１と吸気制御バルブ４とは射出成形等により一体に形成されている。吸気制御バルブ４は、バタフライ弁であり、略長円形状を呈し、上端部に切欠き４ａが形成されている。図２は、吸気制御バルブ４の全閉状態を示す。また、図４は、吸気制御バルブ４の全開状態を示す。
【００２２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００２３】
エンジンの回転数が低く、図示しないスロットルバルブの開度が小さい場合には、吸気制御バルブ４は、図２に示す閉状態に回動され、吸気を切欠き４ａを通してエンジンに流動させ、燃費及び排気ガス特性を改善させる。このとき、図示しない電子制御装置によりアクチュエータ７に電力が供給され、アクチュエータ７の回動によりシャフト６を構成する連結シャフト６１が、吸気制御バルブ４の閉方向に回動されると共に、制御バルブ位置センサ８により、吸気制御バルブ４の回動角度を検知して電子制御装置へフィードバックし、回動角度を調節する。
【００２４】
この場合、互いに隣り合う軸受穴９２に軸方向のズレがある場合、図１１（ａ）に示すその一方の分割シャフト６１の溝６１ａの底部６１ｈと、その他方の分割シャフト６１の突部６１ｂの先端部６１ｊとの間の間隙Ｃにより、互いに隣り合う軸受穴９２の軸方向のズレを吸収できる。また、隣り合う軸受穴９２に径方向のズレがある場合、その一方の分割シャフト６１の溝６１ａの互いに平行な面６１ｃと、その他方の分割シャフト６１の突部６１ｂの円弧面６１ｄとの内接、及び、突部６１ｂの分割シャフト６１の軸に対する垂直方向の長さ６１ｅを、溝６１ａの分割シャフト６１の軸に対する垂直方向の長さ６１ｆより小さく設定することにより、互いに隣り合う軸受穴９２の径方向のズレを吸収できる。
【００２５】
次に、エンジンの回転数が高く、スロットルバルブの開度が大きい場合には、吸気制御バルブ４は、図４に示す開状態に回動され、吸気を吸気通路３の略全面を通してエンジンに流動させ、出力を向上させる。このとき、図示しない電子制御装置によりアクチュエータ７に電力が供給され、アクチュエータ７の回動によりシャフト６を構成する連結シャフト６１が、吸気制御バルブ４の開方向に回動されると共に、制御バルブ位置センサ８により、吸気制御バルブ４の回動角度を検知して電子制御装置へフィードバックし、回動角度を調節する。
【００２６】
この場合、互いに隣り合う軸受穴９２に軸方向のズレがある場合、図１１（ａ）に示すその一方の分割シャフト６１の溝６１ａの底部６１ｈと、その他方の分割シャフト６１の突部６１ｂの先端部６１ｊとの間の間隙Ｃにより、互いに隣り合う軸受穴９２の軸方向のズレを吸収できる。また、隣り合う軸受穴９２に径方向のズレがある場合、その一方の分割シャフト６１の溝６１ａの互いに平行な面６１ｃと、その他方の分割シャフト６１の突部６１ｂの円弧面６１ｄとの内接、及び、突部６１ｂの分割シャフト６１の軸に対する垂直方向の長さ６１ｅを、溝６１ａの分割シャフト６１の軸に対する垂直方向の長さ６１ｆより小さく設定することにより、互いに隣り合う軸受穴９２の径方向のズレを吸収できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、シャフトは、複数の分割シャフトから構成され、互いに隣り合う分割シャフトは、その一方の一端に形成されて分割シャフトの軸芯に対して対称で互いに平行な面を有する溝と、その他方の他端に形成されて平行な面に内接するように溝に収容される円弧面を有する突部と、からなる連結手段により連結されることとしたことにより、複数の軸受穴が芯ズレを起こしていた場合に、連結手段は、分割シャフト同士の軸芯の芯ズレを吸収しながら回動することができ、すべての分割シャフトの軸芯が精度よく同一直線上に並んでいない場合においても、各分割シャフトを連ねてなるシャフト全体をスムーズに回動させることができる。また、シャフトを構成する複数の分割シャフトの回動角度を略同一とすることができる。また、連結手段を分割シャフトに設けることにより、部品点数及び組付工数の低減をはかることができると共に、吸気装置のコスト低減を図ることができる。
【００２８】
また、請求項２の発明によれば、互いに隣り合う分割シャフトを互いに、突部又は溝の長さ方向に屈曲できるようにすることができる。
【００２９】
また、請求項３の発明によれば、互いに隣接する分割シャフトの軸方向の位置のバラツキを吸収することがでる。
【００３０】
また、請求項４の発明によれば、シャフトと吸気制御バルブが一体に形成されていることにより、部品点数及び組付工数の低減をはかることができると共に、吸気装置のコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す吸気装置１の概略構成図である。
【図２】図１におけるフランジ９のシリンダヘッド接合面から見た正面図である。
【図３】図２におけるIII−III断面図である。
【図４】図２における吸気制御バルブ４を閉じた状態を示す正面図である。
【図５】図３におけるV−V断面図である。
【図６】本発明の一実施形態の隣り合う分割シャフト６１を示す正面図である。
【図７】図６におけるＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明の一実施形態の溝６１ａにリブを設けた連結手段６５の図６におけるＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ断面図である。
【図９】本発明の一実施形態の連結手段６５を示す斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態の連結手段６５の連結状態を示す正面図である。
【図１１】本発明の連結手段６５の作動状態を示す作動説明図であり、（ａ）は軸方向ズレを吸収する作動状態、（ｂ）は溝６１ａ直角方向ズレを吸収する屈曲状態、（ｃ）は溝６１ａ方向ズレを吸収する屈曲状態を示す。
【符号の説明】
１・・・吸気装置
２・・・ハウジング
３・・・吸気通路
４・・・吸気制御バルブ
５・・・軸受穴
６・・・シャフト
７・・・アクチュエータ
６１・・・分割シャフト
６１ａ・・・溝
６１ｂ・・・突部
６１ｃ・・・平行な面
６１ｄ・・・円弧面
６１ｆ、ｅ・・・長さ
６１ｈ・・・底部
６１ｊ・・・先端部
６５・・・連結手段
【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】
2004197650.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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