(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路が形成されるとともに同吸気通路の断面積を変更する制御バルブが設けられたバルブケースと、
前記バルブケースの上流端に振動溶着により接合された支管と、を備え、
前記バルブケースは、
前記制御バルブの回転軸を収容する収容部の下流側半体が一体形成されるとともに、下流端にシリンダヘッドが連結され、上流端に前記支管が接合されるバルブケース本体と、
前記収容部の上流側半体を有し、前記バルブケース本体に対して上流側から取り付けられたカバーと、を有している、
内燃機関の吸気マニホルド。
【請求項２】
前記バルブケースの内部の吸気通路は隔壁により主通路と副通路とに区画されており、
前記制御バルブは前記主通路を開閉可能なバルブ本体を備えており、
前記カバーは前記吸気通路を形成する壁部を有し、
前記バルブ本体により前記主通路が閉塞されているときに前記制御バルブの回転軸の軸線方向において前記バルブ本体の側縁部に前記壁部が対向する一方、前記壁部と前記バルブケース本体との境界が前記側縁部に対向しないように前記壁部が形成されている、
請求項１に記載の内燃機関の吸気マニホルド。
【請求項３】
吸気通路が形成されるとともに同吸気通路の断面積を変更する制御バルブが設けられたバルブケースと、
前記バルブケースの上流端に振動溶着により接合された支管と、を備え、
前記バルブケースは、
前記制御バルブの回転軸を収容する収容部の下流側半体を有するバルブケース本体と、
前記収容部の上流側半体を有し、前記バルブケース本体に対して上流側から取り付けられたカバーと、を有し、
前記バルブケースの内部の吸気通路は隔壁により主通路と副通路とに区画されており、
前記制御バルブは前記主通路を開閉可能なバルブ本体を備えており、
前記カバーは前記吸気通路を形成する壁部を有し、
前記バルブ本体により前記主通路が閉塞されているときに前記制御バルブの回転軸の軸線方向において前記バルブ本体の側縁部に前記壁部が対向する一方、前記壁部と前記バルブケース本体との境界が前記側縁部に対向しないように前記壁部が形成されている、
内燃機関の吸気マニホルド。
【請求項４】
前記カバーは、互いに隣り合う前記吸気通路を形成する２つの壁部を有している、
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気マニホルド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気通路の断面積を変更する制御バルブが設けられた内燃機関の吸気マニホルドに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の吸気マニホルドとしては、例えば特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載の吸気マニホルドにおいては、吸気マニホルド本体の下流側端部にハウジング部が形成されており、同ハウジング部には制御バルブの回転軸を支持する軸受部の半体が形成されている。また、ハウジング部の開口周縁には、前記軸受部の残りの半体が形成されたカバーのフランジがレーザ溶着により固設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４―２８５８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の吸気マニホルドにおいては、制御バルブの回転軸が、吸気マニホルド本体のハウジング部及びカバーの両半体間に支持されている。そのため、両半体を振動溶着により接合しようとすると、前記回転軸も溶着されるおそれがある。従って、特許文献１においては、吸気マニホルド本体に対してカバーを固定する際にレーザ溶着を用いたものと推測される。レーザ溶着は、レーザビームの照射ポイントを２つの部材間の部位に沿って移動させる必要があるため、制御バルブの組み付けに時間を要する。しかも、レーザビームが照射された表面部分のみが溶着されることから、溶着強度が低いという問題が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、制御バルブを容易に組み付けることができる内燃機関の吸気マニホルドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための内燃機関の吸気マニホルドは、吸気通路が形成されるとともに同吸気通路の断面積を変更する制御バルブが設けられたバルブケースと、前記バルブケースの上流端に振動溶着により接合された支管と、を備え、前記バルブケースは、前記制御バルブの回転軸を収容する収容部の下流側半体を有するバルブケース本体と、前記収容部の上流側半体を有し、前記バルブケース本体に対して上流側から取り付けられたカバーと、を有している。
【０００７】
同構成によれば、吸気マニホルドを組み付ける際に、まずは、バルブケース本体の下流側半体上に制御バルブの回転軸を載置する。次に、バルブケース本体に対してカバーを組み付けることにより、バルブケースが組み付けられる。そして、バルブケースの上流端に支管を振動溶着により接合することにより吸気マニホルドが組み付けられる。このように振動溶着を用いて制御バルブを組み付けることが可能となるため、溶着に要する時間を短くすることができるとともに、溶着強度を高めることが容易にできる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、制御バルブを容易に組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態の吸気マニホルドのバルブケースを中心とした断面図。
【図２】同実施形態のバルブケースの分解斜視図。
【図３】同実施形態のバルブケースの上面図。
【図４】図３の４−４線に沿った断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１〜図４を参照して、一実施形態について説明する。なお、以降において、吸気の流れ方向の上流側を単に上流側と称し、吸気の流れ方向の下流側を単に下流側と称する。
【００１１】
図１に示すように、吸気マニホルド１０は、シリンダヘッド８０に連結されるバルブケース１６を備えている。
バルブケース１６は、シリンダヘッド８０の２つの吸気ポート８１にそれぞれ接続される２つの吸気通路１４が並んで形成されるとともに同吸気通路１４の断面積を変更する制御バルブ６０が設けられている。バルブケース１６の上流端には支管５０が接合されている。バルブケース１６及び支管５０は、例えばポリアミド樹脂などの耐熱性の合成樹脂により形成されている。
【００１２】
図１〜図３に示すように、バルブケース１６は、下流端にフランジ１８２が形成されたバルブケース本体１８と、２つのカバー３０，３４とによって構成されており、図示しないボルトによりフランジ１８２を介してシリンダヘッド８０に連結される。なお、フランジ１８２とシリンダヘッド８０との間には図示しないガスケットが設けられる。また、バルブケース本体１８とカバー３０，３４との間に制御バルブ６０が支持されている。
【００１３】
図１及び図２に示すように、バルブケース本体１８は、各吸気通路１４の並び方向（以下、並び方向と称する。）において各吸気通路１４の中間部及び一端部（右端部）に形成されたベース部１８５，１８６を備えている。ベース部１８５，１８６の上流側の端面２２，２６には、並び方向に沿って延びる軸線を中心とした断面半円状の凹面２０１，２４１を有する下流側半体２０，２４がそれぞれ突設されている。前記端面２２，２６の各吸気通路１４と下流側半体２０，２４との間には、凹部２２１，２６１が形成されている。
【００１４】
また、バルブケース本体１８には、並び方向に沿って延びて各吸気通路１４内を主通路７１と副通路７２とに区画する隔壁１８３が形成されている。
図１に示すように、バルブケース本体１８における前記並び方向の前記下流側半体２４とは反対側の他端部には、挿通孔１８４が形成されている。
【００１５】
図１及び図２に示すように、中央カバー３０は、前記下流側半体２０を覆う半円筒状の上流側半体３０１と、同上流側半体３０１の軸線方向の両端に設けられて各吸気通路１４の内壁の一部をなす壁部３１とを有している。壁部３１は、吸気通路１４の内壁の曲面状の角部をなす曲面部３１３を有している。壁部３１には、断面Ｕ字状をなし、上流側半体３０１の凹面に連なる開口部３１２が形成されている。壁部３１の端面には、前記凹部２２１に嵌入される位置決め用の突起３１１が形成されている。そして、上流側半体３０１の下端面と下流側半体２０の上端面２１とが当接され、壁部３１の下端面とバルブケース本体１８の端面２２とが当接される。
【００１６】
端部カバー３４は、前記下流側半体２４を覆う半円筒状の上流側半体３４１と、同上流側半体３４１の軸線方向の一端に設けられて吸気通路１４の内壁の一部をなす壁部３５とを有している。壁部３５は、吸気通路１４の内壁の曲面状の角部をなす曲面部３５３を有している。壁部３１には、断面Ｕ字状をなし、上流側半体３４１の凹面に連なる開口部３５２が形成されている。壁部３５の端面には、前記凹部２６１に嵌入される位置決め用の突起３５１が形成されている。そして、上流側半体３４１の端面と下流側半体２４の上流側端面２５とが当接され、壁部３５の端面とバルブケース本体１８の前記端面２６とが当接される。
【００１７】
図１〜図３に示すように、制御バルブ６０は、回転軸６４と平板状のバルブ本体６２とを備えたバタフライバルブであり、耐熱性の樹脂材料によって一体成形されている。バルブ本体６２は主通路７１の形状に対応した略矩形状をなしている。カバー３０，３４の前記曲面部３１３，３５３に対向するバルブ本体６２の角部６２２は、同曲面部３１３，３５３に沿った曲面状をなしている。また、回転軸６４におけるバルブ本体６２の両側には拡径部６４１が形成されている。
【００１８】
図１に示すように、下流側半体２０，２４と上流側半体３０１，３４１とによって断面円状の収容部４０，４４がそれぞれ形成されている。そして、この収容部４０，４４及び挿通孔１８４内に制御バルブ６０の回転軸６４が収容されるとともに、前記収容部４０及び挿通孔１８４の内周面によって回転軸６４の拡径部６４１が支持されている。また、制御バルブ６０の回転軸６４の一端にはモータが連結される。
【００１９】
図１に拡大して示すように、中央カバー３０の壁部３１の上流側の端面には、溶着代となる突条３１４が吸気通路１４の周方向全体にわたって形成されている。また、支管５０のフランジ５１の下面には、溶着代となる突条５１４が全周にわたって形成されている。突条５１４の溶着代の幅は突条３１４の溶着代の幅よりも小さくされている。また、フランジ５１の下面には、突条５１４の内周側及び外周側にそれぞれ間隔をおいて位置する内周側突条５１５及び外周側突条５１６が形成されている。すなわち、突条５１４と内周側突条５１５及び外周側突条５１６との間には溝５１７，５１８が形成されている。また、端部カバー３４の壁部３５の上流側の端面にも同様にして図示しない突条が形成されている。
【００２０】
そして、カバー３０，３４の壁部３１，３５の上流側の端面は、バルブケース本体１８のフランジ１８１と共に支管５０のフランジ５１の端面に対して振動溶着により接合される。
【００２１】
図４に示すように、制御バルブ６０は、実線にて示すバルブ本体６２の全開位置と二点鎖線にて示すバルブ本体６２の全閉位置との間で回動可能とされており、バルブ本体６２によって主通路７１が開閉可能とされている。
【００２２】
中央カバー３０の壁部３１は、制御バルブ６０により主通路７１が閉塞されている状態において、バルブ本体６２よりも下流側まで延びており、同図の左右方向においてバルブ本体６２の外側まで延びている。従って、制御バルブ６０により主通路７１が閉塞されているときに回転軸６４の軸線方向においてバルブ本体６２の側縁部６２１に前記壁部３１が対向する一方、側縁部６２１にはバルブケース本体１８が対向しておらず、壁部３１とバルブケース本体１８との境界９１が側縁部６２１に対向していない。なお、端部カバー３４の壁部３５についても中央カバー３０の壁部３１と同様の形状を有している。
【００２３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
吸気マニホルド１０を組み付ける際には、まず、バルブケース本体１８の下流側のフランジ１８２の端面を下にしてバルブケース本体１８を載置台上に載置する。次に、バルブケース本体１８の下流側半体２０上に制御バルブ６０の回転軸６４を載置する。次に、バルブケース本体１８に対してカバー３０，３４を組み付けることにより、バルブケース１６が組み付けられる。そして、バルブケース本体１８の上流側のフランジ１８１及びカバー３０，３４の壁部３１，３５の上流側の端面に支管５０を振動溶着により接合することにより、吸気マニホルド１０が組み付けられる。この振動溶着に際しては、バルブケース１６を治具により固定した状態において支管５０を振動させる。
【００２４】
また、内燃機関のシリンダ内に吸気のタンブル流を発生させるべく、制御バルブ６０により主通路７１が閉塞されると、制御バルブ６０の回転軸６４の軸線方向においてバルブ本体６２の側縁部６２１に前記カバー３０，３４の壁部３１，３５が対向する一方、壁部３１とバルブケース本体１８との境界９１が側縁部６２１に対向していない。従って、バルブ本体６２の側縁部６２１とカバー３０，３４の壁部３１，３５との間隔を短くすることが容易にでき、バルブクリアランスを小さくすることができる。従って、制御バルブ６０により主通路７１を適切に閉塞して、副通路７２に吸気を適切に導くことができる。よって、シリンダ内において発生するタンブル流を強めることができる。
【００２５】
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の吸気マニホルドによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）吸気マニホルド１０は、吸気通路１４が形成されるとともに吸気通路１４の断面積を変更する制御バルブ６０が設けられたバルブケース１６と、バルブケース１６の上流端に振動溶着により接合された複数の支管５０と、を備えている。バルブケース１６は、制御バルブ６０の回転軸６４を収容する収容部４０，４４の下流側半体２０，２４を有するバルブケース本体１８と、収容部４０，４４の上流側半体３０１，３４１を有し、バルブケース本体１８に対して上流側から取り付けられたカバー３０，３４と、を有している。
【００２６】
こうした構成によれば、バルブケース本体１８の下流側半体２０上に制御バルブ６０の回転軸６４を載置し、バルブケース本体１８に対してカバー３０，３４を組み付けることにより、バルブケース１６が組み付けられる。そして、バルブケース１６の上流端に支管５０を振動溶着により接合することにより吸気マニホルド１０が組み付けられる。このように振動溶着を用いて制御バルブ６０を組み付けることが可能となるため、溶着に要する時間を短くすることができるとともに、溶着強度を高めることが容易にできる。従って、制御バルブ６０を容易に組み付けることができる。
【００２７】
（２）バルブ本体６２により主通路７１が閉塞されているときに制御バルブ６０の回転軸６４の軸線方向においてバルブ本体６２の側縁部６２１に壁部３１，３５が対向する一方、壁部３１とバルブケース本体１８との境界９１が側縁部６２１に対向しないように壁部３１，３５が形成されている。
【００２８】
こうした構成によれば、制御バルブ６０によって主通路７１が閉塞されているときのバルブ本体６２の側縁部６２１とカバー３０，３４の壁部３１，３５との間隔を短くすることが容易にでき、バルブクリアランスを小さくすることが容易にできる。従って、制御バルブ６０により主通路７１を適切に閉塞して、副通路７２に吸気を適切に導くことができる。よって、シリンダ内において発生するタンブル流を強めることができる。
【００２９】
（３）制御バルブ６０のバルブ本体６２と回転軸６４とは一体成形されている。このため、一体化された制御バルブ６０をバルブケース本体１８の下流側半体２０上に載置するといった１つの作業だけで済む。従って、制御バルブ６０を容易に組み付けることができる。
【００３０】
（４）中央カバー３０は、互いに隣り合う吸気通路１４を形成する２つの壁部３１を有している。
こうした構成によれば、互いに隣り合う吸気通路１４の間に設けられる中央カバー３０が１つだけで済む。従って、カバー３０，３４の部品点数を減らすことができるとともに、バルブケース本体１８に対してカバー３０，３４を取り付ける工数を減らすことができる。
【００３１】
（５）吸気マニホルド１０は、吸気通路１４の断面積を変更する制御バルブ６０が設けられたバルブケース１６と、バルブケース１６の上流端に接合された支管５０とを備えている。
【００３２】
こうした構成によれば、バルブケース１６と支管５０とが別部材とされるため、射出成形においてバルブケース１６の寸法精度を高めることが容易にできる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
【００３３】
・３つ以上の吸気通路１４が並んで形成されたバルブケースであってもよい。
・中央カバー３０を並び方向の中央位置において２つに分割することもできる。すなわち、端部カバー３４と同様な構成の２つのカバーによって中央カバー３０を構成することもできる。
【００３４】
・回転軸６４の拡径部６４１を省略し、回転軸の端部にのみ拡径部を設けるようにしてもよい。
・バルブケース本体１８の隔壁１８３を省略することもできる。
【符号の説明】
【００３５】
１０…吸気マニホルド、１４…吸気通路、１６…バルブケース、１８…バルブケース本体、１８３…隔壁、２０，２４…下流側半体、３０…中央カバー、３０１…上流側半体、３１…壁部、３４…端部カバー、３４１…上流側半体、３５…壁部、４０，４４…収容部、５０…支管、６０…制御バルブ、６２…バルブ本体、６２１…側縁部、６４…回転軸、７１…主通路、７２…副通路、９１…境界。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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