(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路長の互いに異なる第１及び第２吸気路（１１，１１…；１２，１２…）を内部にそれぞれ複数形成した合成樹脂製の吸気マニフォルド（Ｍ）と，この吸気マニフォルド（Ｍ）内に設置され，前記第１及び第２吸気路（１１，１１…；１２，１２…）のうち，流路長の短い第２吸気路（１２，１２…）を開閉することで，前記吸気マニフォルド（Ｍ）内をエンジン（Ｅ）の低速運転に適応する低速吸気モードと高速運転に適応する高速吸気モードとに切り換え得るバタフライ型の開閉弁（Ｖ）と，この開閉弁（Ｖ）を作動するアクチュエータ（３０）とを備える，エンジン用吸気制御装置において，
前記開閉弁（Ｖ）を，複数の弁孔（１６，１６…）を有すると共に，これら弁孔（１６，１６…）が前記複数の第２吸気路（１２，１２…）に連なるように前記吸気マニフォルド（Ｍ）の内壁に接合される弁ケース（１５）と，前記弁孔（１６，１６…）を横断しながら前記弁ケース（１５）に回転自在に支承されると共に，前記アクチュエータ（３０）に連結される弁軸（１７）と，この弁軸（１７）に取り付けられて前記弁孔（１６，１６…）を開閉する複数の弁板（１９，１９…）とで構成し，
前記吸気マニフォルド（Ｍ）に，前記開閉弁（Ｖ）を前記複数の第２吸気路（１２，１２…）の配列方向に沿ってこの吸気マニフォルド（Ｍ）内に挿入して収めるための挿入口（２７）を設け，またこの吸気マニフォルド（Ｍ）に，その前記内壁に開口する複数のボルト孔（２０ａ，２０ａ…）を設ける一方，これらボルト孔（２０ａ，２０ａ…）に対応する複数のねじ孔（２１ａ，２１ａ…）を前記弁ケース（１５）に設け，吸気マニフォルド（Ｍ）の外側から前記ボルト孔（２０ａ，２０ａ…）に挿通した締結ボルト（２２，２２…）を前記ねじ孔（２１ａ，２１ａ…）に螺合緊締して，前記弁ケース（１５）を前記内壁に締結し，
前記弁ケース（１５）の剛性を前記吸気マニフォルド（Ｍ）の剛性より大としたことを特徴とする，エンジン用吸気制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジン用吸気制御装置において，
前記弁ケース（１５）には，前記複数の締結箇所間に亙る複数条の縦リブ（２４，２４…）と，これら縦リブ（２４，２４…）と交差する複数条の横リブ（２５，２５…）とを一体に形成したことを特徴とする，エンジン用吸気制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のエンジン用吸気制御装置において，
前記弁ケース（１５）を鋳造製としたことを特徴とする，エンジン用吸気制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジン用吸気制御装置において，
前記弁ケース（１５）を，全ての前記弁板（１９，１９…）に対して共通する単一部材となし，この弁ケース（１５）を，前記弁軸（１７）の軸方向に沿う両端部の２点で前記吸気マニフォルド（Ｍ）に締結したことを特徴とする，エンジン用吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，流路長の互いに異なる第１及び第２吸気路を内部にそれぞれ複数形成した合成樹脂製の吸気マニフォルドと，この吸気マニフォルド内に設置され，前記第１及び第２吸気路のうち，流路長の短い第２吸気路を開閉することで，吸気マニフォルド内をエンジンの低速運転に適応する低速吸気モードと高速運転に適応する高速吸気モードとに切り換え得るバタフライ型の開閉弁と，この開閉弁を作動するアクチュエータとを備える，エンジン用吸気制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
かゝるエンジン用吸気制御装置は，特許文献１に開示されているように，既に知られている。
【特許文献１】特開平８−２７７７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のかゝるエンジン用吸気制御装置では，複数に分割される吸気マニフォルドの組み立て過程で開閉弁を組み込むようにしているため，吸気マニフォルドと開閉弁とを並行して組み立てることができず，組立性が悪い。
【０００４】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，吸気マニフォルド及び開閉弁の並行組み立てが可能であって組立性が良好であり，しかも開閉弁の吸気マニフォルドへの取り付け状態では，常に開閉弁の良好な作動状態を確保し得るようにした，エンジン用吸気制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために，本発明は，流路長の互いに異なる第１及び第２吸気路を内部にそれぞれ複数形成した合成樹脂製の吸気マニフォルドと，この吸気マニフォルド内に設置され，前記第１及び第２吸気路のうち，流路長の短い第２吸気路を開閉することで，前記吸気マニフォルド内をエンジンの低速運転に適応する低速吸気モードと高速運転に適応する高速吸気モードとに切り換え得るバタフライ型の開閉弁と，この開閉弁を作動するアクチュエータとを備える，エンジン用吸気制御装置において，前記開閉弁を，複数の弁孔を有すると共に，これら弁孔が前記複数の第２吸気路に連なるように前記吸気マニフォルドの内壁に接合される弁ケースと，前記弁孔を横断しながら前記弁ケースに回転自在に支承されると共に，前記アクチュエータに連結される弁軸と，この弁軸に取り付けられて前記弁孔を開閉する複数の弁板とで構成し，前記吸気マニフォルドに，前記開閉弁を前記複数の第２吸気路の配列方向に沿ってこの吸気マニフォルド内に挿入して収めるための挿入口を設け，またこの吸気マニフォルドに，その前記内壁に開口する複数のボルト孔を設ける一方，これらボルト孔に対応する複数のねじ孔を前記弁ケースに設け，吸気マニフォルドの外側から前記ボルト孔（２０ａ，２０ａ…）に挿通した締結ボルト（２２，２２…）を前記ねじ孔（２１ａ，２１ａ…）に螺合緊締して，前記弁ケース（１５）を前記内壁に締結し，前記弁ケース（１５）の剛性を前記吸気マニフォルド（Ｍ）の剛性より大としたことを第１の特徴とする。
【０００６】
尚，前記アクチュエータは，後述する本発明の実施例中の電動モータ３０に対応する。
【０００７】
また本発明は，第１の特徴に加えて，前記弁ケースには，前記複数の締結箇所間に亙る複数条の縦リブと，これら縦リブと交差する複数条の横リブとを一体に形成したことを第２の特徴とする。
【０００８】
さらに本発明は，第２の特徴に加えて，前記弁ケースを鋳造製としたことを第３の特徴とする。
【０００９】
さらにまた本発明は，第１〜第３の特徴の何れかに加えて，前記弁ケースを，全ての前記弁板に対して共通する単一部材となし，この弁ケースを，前記弁軸の軸方向に沿う両端部の２点で前記吸気マニフォルドに締結したことを第４の特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の特徴によれば，弁ケース，弁軸及び弁板からなるバタフライ型開閉弁は，合成樹脂製の吸気マニフォルドとは別個に組み立てられ，挿入口から吸気マニフォルド内に挿入され，締結ボルトによって吸気マニフォルドの外側から吸気マニフォルドの内壁に締結されるので，吸気マニフォルド及び開閉弁の並行組み立てが可能となり，装置の組立性向上を図ることができる。
【００１１】
しかも弁ケースの剛性が吸気マニフォルドの剛性より大となっているから，弁ケース及び吸気マニフォルド間の締結時，その両者の突き合わせ面に多少の製作誤差があっても，締結力により吸気マニフォルド側に歪みが生じることになり，したがって弁ケースには殆ど歪みが発生せず，吸気マニフォルド及び弁軸間の摩擦抵抗の増加が回避させ，アクチュエータによる弁軸のスムーズな回転作動を常に確保することができる。
【００１２】
本発明の第２の特徴によれば，弁ケースの剛性を効果的に増強させて，弁ケース及び吸気マニフォルド間の締結時の弁ケースの歪みを確実に防ぐことができる。
【００１３】
本発明の第３の特徴によれば，弁ケースの剛性をより効果的に増強させることができる。
【００１４】
本発明の第４の特徴によれば，単一の弁ケースは，その両端の２点で吸気マニフォルドに締結されるので，弁ケースの複数の弁孔を，上記締結部に邪魔されることなく相互に近接配置することが可能となり，弁ケース，延いては吸気マニフォルドのコンパクト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施例に係る吸気制御装置をエンジンへの取り付け状態で示す側面図，図２は図１の２−２線断面図，図３は図１の３矢視図，図４は図１の４−４線断面図，図５は図２の５−５線断面図（低速吸気モードの吸気マニフォルド内部を示す。），図６は高速吸気モードの吸気マニフォルド内部を示す，図５との対応図，図７は吸気マニフォルドの第１ブロックの内側面，図８は吸気マニフォルドの第２ブロックの内側面，図９は図７の９−９線断面図，図１０は吸気マニフォルド内に設置されるバタフライ型開閉弁の底面図，図１１は同開閉弁の側面図である。
【００１７】
先ず，図１〜図３において，エンジンＥのシリンダヘッドＥｈに合成樹脂製の吸気マニフォルドＭが取り付けられる。この吸気マニフォルドＭは，図示例では４気筒エンジン用であり，エンジンＥのシリンダヘッドＥｈに複数の締結ボルト２，２…により締結される取り付けフランジ部１と，この取り付けフランジ部１の一端部の外側方にそれと角度をなして（図示例では略直角に）配置され，スロットルボディＴが取り付けられる小フランジ部３と，この小フランジ部３から下方に延びる短管部４と，この短管部４の下端部に連結されるタンク部５と，このタンク部５の下部から延出し且つタンク部５の背面に沿って上方に延びて取り付けフランジ部１に連結されると共に，相互に連結される４本の管路部６，６…とを備えており，タンク部５及び管路部６，６…は，それらの間の境界壁を共有している。上記タンク部５は，前記締結ボルト２，２…の装着経路を避けて，取り付けフランジ部１の下方に配置される。
【００１８】
図１〜図５に示すように，小フランジ部３の端面には，スロットルボディＴの吸気道に連なる空気入口７が，また取り付けフランジ部１の端面には，シリンダヘッドＥｈの４本の吸気ポートにそれぞれ連なる４つの空気出口８，８…がそれぞれ開口する。短管部４には，空気入口７に一端を連ねる導入路９が形成され，タンク部５には，導入路９の他端に連なる大容積のサージ室１０が形成され，管路部６，６…には，サージ室１０を空気出口８，８…に連通させる第１吸気路１１，１１…が形成される。
【００１９】
またタンク部５には，サージ室１０を第１吸気路１１，１１…の途中に連通させて，第１吸気路１１，１１…の下流側部分を，それ自身の下流側部分とする４本の第２吸気路１２，１２…が形成される。したがって，第２吸気路１２，１２…は，サージ室１０から空気出口８，８…に至る流路長が，第１吸気路１１，１１…の流路長より短くなっている。
【００２０】
上記構成の吸気マニフォルドＭの形成を容易にすべく，吸気マニフォルドＭは，図７及び図８に示す少なくとも二つのブロック，即ち第１及び第２ブロックＭ１，Ｍ２に分けられて，それぞれ合成樹脂によりインジェクション成形される。その際，第１ブロックＭ１には，取り付けフランジ部１，短管部４の一半部，タンク部５の一半部及び管路部６，６…の入口部が形成される。第２ブロックＭ２には，小フランジ部３，短管部４の他半部，タンク部５の他半部及び管路部６，６…の残りの主要部が形成される。そして両ブロックＭ１，Ｍ２は，それらの分割面Ｍ１ａ，Ｍ２ａで相互に振動溶着される。その際，第２ブロックＭ２の管路部６，６…は，それらの上端部が第１ブロックＭ１の取り付けフランジ部１に溶着されるのであるが，これら管路部６，６…は，前記締結ボルト２，２…の装着経路を避けて配置されている。
【００２１】
ところで，図７に示すように，取り付けフランジ部１とタンク部５とは，これらの一端部側に配置される短管部４を介して相互に連結されるので，タンク部５は，取り付けフランジ部１から大きくオーバハングすることになるので，第１ブロックＭ１において，短管部４と反対側で取り付けフランジ部１及びタンク部５間を連結する一対の架橋部１３が一体に形成される（図５，図７及び図９参照）。この架橋部１３は，その曲げ剛性を極力高めるべく，断面形状がコ字状になっている。而して，短管部４も取り付けフランジ部１及びタンク部５間の一端部同士を一体に連結する架橋部を兼ねることになる。
【００２２】
図４，図５及び図８に示すように，第２ブロックＭ２において，タンク部５の内壁には，第２吸気路１２，１２…の入口を一斉に開閉するバタフライ型の開閉弁Ｖが設置される。この開閉弁Ｖは，第２吸気路１２，１２…の入口に配置される共通の弁ケース１５を備える。この弁ケース１５は，アルミニューム等の軽合金を素材とした鋳造製であり，第２吸気路１２，１２…の入口に連なるように，第２吸気路１２，１２…の配列方向に一列に並ぶ四つの楕円状の弁孔１６，１６…を有しており，これら弁孔１６，１６…を横断するように配置される一本の弁軸１７が弁ケース１５に回転自在に支承される。したがって，弁ケース１５の端壁，並びに各弁孔１６，１６…間の隔壁には弁軸１７を支承する軸受孔１８，１８…が形成されている。
【００２３】
弁軸１７には，各弁孔１６，１６…において楕円状の複数の弁板１９，１９…がビス２３，２３により固着され，弁軸１７の往復回動により弁板１９，１９…が対応する弁孔１６，１６…を開閉するようになっている。こうして構成される開閉弁Ｖは，吸気マニフォルドＭとは別個に組み立てられるものである。
【００２４】
図４に明示するように，第２ブロックＭ２には，第２吸気路１２，１２…の配列方向に沿う両側に配置されて第２ブロックＭ２の内方に突出する一対の支持ボス２０，２０が一体に形成されており，各支持ボス２０，２０は，その中心部を貫通するボルト孔２０ａ，２０ａを有する。
【００２５】
一方，弁ケース１５の，弁軸１７の軸線方向に沿う長手方向両端部の一側面には，上記支持ボス２０，２０と端面同士を当接させる一対の連結ボス２１，２１が一体に形成され，各連結ボス２１，２１は，その中心部に前記ボルト孔２０ａ，２０ａと合致する袋状のねじ孔２１ａ，２１ａを有する。そして，第２ブロックＭ２の外方からボルト孔２０ａ，２０ａに挿通した締結ボルト２２，２２をねじ孔２１ａ，２１ａに螺合緊締することにより，弁ケース１５は第２ブロックＭ２の内壁に締結される。
【００２６】
図１０及び図１１に明示するように，弁ケース１５の両外側面には，弁軸１７の軸方向に延びて一対の連結ボス２１，２１間に亙る複数条の縦リブ２４，２４…と，これら縦リブ２４，２４…と交差する複数条の横リブ２５，２５…とが一体に形成され，これらリブ２４，２４…；２５，２５…によって，弁ケース１５の剛性が強化され，その剛性は，第２ブロックＭ２の剛性より大とされる。
【００２７】
再び図１及び図４において，第２ブロックＭ２の一端壁には，開閉弁Ｖの，タンク部５内への挿入を可能にする挿入口２７が開口しており，この挿入口２７を閉じる蓋体２８が複数のボルト２９，２９…で第２ブロックＭ２に締結される。蓋体２８は，弁軸１７の一端部に連結してそれを回転作動する，減速機構付きの電動モータ３０が付設される。
【００２８】
次に，この実施例の作用について説明する。
【００２９】
エンジンＥの低速運転時には，電動モータ３０により開閉弁Ｖが閉弁状態に保持される。即ち，弁板１９，１９…により弁孔１６，１６…を閉じて第２吸気路１２，１２…の入口を閉鎖する。その結果，エンジンＥの各気筒の吸気行程では，スロットルボディＴで流量を制御された空気は，導入路９を経てサージ室１０に流入すると，流路長が長い第１吸気路１１，１１…を通してエンジンＥに供給されることになる。したがって吸気マニフォルドＭの内部は低速運転に適応する低速吸気モードとなり，エンジンＥの低速出力性能を高めることができる。またエンジンＥの高速運転時には，電動モータ３０により開閉弁Ｖが開弁状態に切り換えられ，弁板１９，１９…により弁孔１６，１６…を開いて，第２吸気路１２，１２…を導通通態にする。その結果，エンジンＥの各気筒の吸気行程では，スロットルボディＴで流量を制御された空気は，導入路９を経てサージ室１０に流入すると，主として流路長が短い第２吸気路１２，１２…を通してエンジンＥに供給されることになる。したがって吸気マニフォルドＭの内部は高速運転に適応する高速吸気モードとなり，エンジンＥの高速出力性能を高めることができる。
【００３０】
このようなエンジン用吸気制御装置の組み立てに当たっては，吸気マニフォルドＭ及び開閉弁Ｖをそれぞれ別工程で組み立てた後，開閉弁Ｖを吸気マニフォルドＭの挿入口２７から吸気路１２，１２…の配列方向に沿って挿入してタンク部５内に収め，吸気マニフォルドＭの外側から，支持ボス２０，２０のボルト孔２０ａ，２０ａに挿通した締結ボルト２２，２２を，弁ケース１５の連結ボス２１，２１のねじ孔２１ａ，２１ａに螺合緊締し，次いで蓋体２８を吸気マニフォルドＭに接合して挿入口を閉鎖すると共に，弁軸１７を蓋体２８上の電動モータ３０に連結して組み立てを完了する。このように，吸気マニフォルドＭ及び開閉弁Ｖの並行組み立てを行うことで，装置の組立性は著しく向上する。
【００３１】
しかも，弁ケース１５の締結ボルト２２，２２による吸気マニフォルドＭへの締結箇所は，弁ケース１５の両端部の二箇所であるから，これら締結箇所に邪魔されることなく四つの弁孔１６，１６…を相互に近接配置することが可能となり，弁ケース１５，延いては吸気マニフォルドＭのコンパクト化を図ることができる。
【００３２】
また弁ケース１５には，弁軸１７の軸方向に延びて一対の連結ボス２１，２１間に亙る複数条の縦リブ２４，２４…と，これら縦リブ２４，２４…と交差する複数条の横リブ２５，２５…とを一体に形成して，弁ケース１５の剛性を，吸気マニフォルドＭの剛性より大としてあるから，支持ボス２０，２０及び連結ボス２１，２１間の締結ボルト２２，２２による締結時，両ボス２０，２１の突き合わせ面の平行度等につき，多少の製作誤差があっても，締結力により吸気マニフォルドＭ側に歪みが生じることになり，したがって弁ケース１５には殆ど歪みが発生せず，軸受孔１８，１８…の変形や軸受孔１８，１８…相互の位置ずれを防ぐことができるので，弁軸１７と軸受孔１８，１８…の内周面との摩擦抵抗の増加が回避させ，電動モータ３０による弁軸１７のスムーズな回転作動を常に確保することができる。
【００３３】
またサージ室１０を形成するタンク部５は，エンジンＥのシリンダヘッドＥｈに複数の締結ボルト２，２…により締結される取り付けフランジ部１に対し，上記締結ボルト２，２…の装着経路を避けて取り付けフランジ部１の下方に配置されるので，このタンク部５に邪魔されることなく，取り付けフランジ部１をシリンダヘッドＥｈに容易に取り付けることができる。しかも取り付けフランジ部１及びタンク部５には，その両者２，５の両端部同士を連結する架橋部４，１３が一体に形成され，特に，一方の架橋部４は，スロットルボディＴからタンク部５内のサージ室１０に空気を導入するための導入路９を形成する高剛性の短管部４で構成されるので，取り付けフランジ部１のシリンダヘッドＥｈへの取り付け状態では，取り付けフランジ部１は，架橋部４，１３を介してタンク部５を強固に支持することができる。したがって，エンジンＥの運転中，タンク部５の振動をよく防いで，騒音の発生抑制すると共に，振動による各部の耐久性の低下を防ぐことができ，しかも短管部４が架橋部を兼ねることで構造の簡素化をもたらすことになる。
【００３４】
また他方の架橋部１３は，断面コ字状のものを一対並べて構成されるので，その剛性を短管部４の剛性と釣り合わせることができ，取り付けフランジ部１によるタンク部５の支持を一層強固なものとすることができる。
【００３５】
そして，このような短管部４及び架橋部１３は，断面積が比較的大きいため，吸気マニフォルドＭのインジェクション成形時には，溶融樹脂が取り付けフランジ部１から短管部４及び架橋部１３を通してタンク部５全体に流れ込むことになり，成形性を向上させることができる。
【００３６】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明は，上記４気筒以外の多気筒エンジン用にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の吸気制御装置をエンジンへの取り付け状態で示す側面図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】図１の３矢視図。
【図４】図１の４−４線断面図。
【図５】図２の５−５線断面図（低速吸気モードの吸気マニフォルド内部を示す。）。
【図６】高速吸気モードの吸気マニフォルド内部を示す，図５との対応図。
【図７】吸気マニフォルドの第１ブロックの内側面。
【図８】吸気マニフォルドの第２ブロックの内側面。
【図９】図７の９−９線断面図。
【図１０】吸気マニフォルド内に設置されるバタフライ型開閉弁の底面図。
【図１１】同開閉弁の側面図。
【符号の説明】
【００３８】
Ｅ・・・・・エンジン
Ｍ・・・・・吸気マニフォルド
Ｖ・・・・・バタフライ型開閉弁
１１・・・・第１吸気路
１２・・・・第２吸気路
１５・・・・弁ケース
１６・・・・弁孔
１７・・・・弁軸
１８・・・・軸受孔
１９・・・・弁板
２０・・・・支持ボス
２０ａ・・・ボルト孔
２１・・・・連結ボス
２１ａ・・・ねじ孔
２２・・・・締結ボルト
２４・・・・縦リブ
２５・・・・横リブ
２７・・・・挿入口
３０・・・・アクチュエータ（電動モータ）
【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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【図１０】
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【図１１】
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