(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体が吸気ケーシング内に該弁体と一体の駆動軸回りに回動可能に配置され、駆動源に連結された出力ギヤを上記駆動軸に連結された駆動ギヤに噛合させて上記駆動源の回転トルクを出力ギヤ、駆動ギヤ及び駆動軸に伝達することにより上記弁体を回動させ、エンジンの運転状態に応じて吸気の流動を可変調整するように構成されたエンジンの吸気装置であって、
上記駆動源は、上記吸気ケーシングの駆動軸側の端部を閉塞する蓋部材の外側に取り付けられたハウジング内に収容され、
上記駆動ギヤは、基端側部が上記駆動軸に一体に回動するよう上記駆動軸に外嵌合されて上記蓋部材に回動可能に支持されるとともに先端側部に上記出力ギヤの歯部と噛合する歯部が形成され、
上記駆動軸には、上記駆動ギヤの回動中心を軸方向に貫通して上記ハウジング内に突出する延長軸部が形成され、
上記ハウジングには、上記延長軸部を回動可能に摺接して嵌合支持する凹部が該凹部中心を上記延長軸部の軸心に合致させるように形成されていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの吸気装置の改良に関し、特に、吸気ケーシング内に配置された弁体を回動させる動力伝達系に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、バタフライバルブを多気筒エンジンの気筒毎に形成された吸気通路の分岐箇所に介設し、該バタフライバルブをエンジンの運転状態に応じて切り換えて上記各吸気通路の有効長さを変化させることにより、吸気の流動を可変調整するようにした吸気装置が開示されている。
【０００３】
この特許文献１では、弁体を支持する駆動軸の一端に駆動ギヤが一体に連結され、駆動モータを収容するハウジングが上記駆動ギヤを覆うようにインテークマニホールドに取り付けられている。上記ハウジングにはボス状の支持部が駆動ギヤの回動中心に合致するように駆動ギヤ側に向かって突設され、一方、駆動ギヤの支持部側には凹部がその中心を駆動軸の軸心に合致するように凹設され、上記ハウジングの支持部先端を駆動ギヤの凹部に嵌合して駆動ギヤが駆動軸の軸心方向に移動しないようにするとともに、上記駆動モータの出力軸に連結された出力ギヤを上記駆動ギヤに噛合させている。そして、駆動モータの回転トルクを出力ギヤ、駆動ギヤ及び駆動軸に伝達することにより上記弁体を回動させ、エンジンの運転状態に応じて吸気の流動を可変調整するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−１２４９３３号公報（第５〜７頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の特許文献１では、駆動ギヤの凹部の中心が製作誤差により駆動軸の軸心に対して偏心している場合、ハウジングの支持部を上記駆動ギヤの凹部に嵌合してハウジングをインテークマニホールドに取り付けると、駆動モータの出力軸に連結されている出力ギヤが駆動ギヤに適正に噛合せず、弁体の回動に支障を来すことになる。
【０００５】
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、駆動源側の出力ギヤと弁体側の駆動ギヤとを適正に噛合させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、この発明は、弁体を回動させる駆動軸を駆動源側のハウジングに直接支持させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
具体的には、この発明は、弁体が吸気ケーシング内に該弁体と一体の駆動軸回りに回動可能に配置され、駆動源に連結された出力ギヤを上記駆動軸に連結された駆動ギヤに噛合させて上記駆動源の回転トルクを出力ギヤ、駆動ギヤ及び駆動軸に伝達することにより上記弁体を回動させ、エンジンの運転状態に応じて吸気の流動を可変調整するように構成されたエンジンの吸気装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【０００８】
すなわち、この発明は、上記駆動源は、上記吸気ケーシングの駆動軸側の端部を閉塞する蓋部材の外側に取り付けられたハウジング内に収容され、上記駆動ギヤは、基端側部が上記駆動軸に一体に回動するよう上記駆動軸に外嵌合されて上記蓋部材に回動可能に支持されるとともに先端側部に上記出力ギヤの歯部と噛合する歯部が形成され、上記駆動軸には、上記駆動ギヤの回動中心を軸方向に貫通して上記ハウジング内に突出する延長軸部が形成され、上記ハウジングには、上記延長軸部を回動可能に摺接して嵌合支持する凹部が該凹部中心を上記延長軸部の軸心に合致させるように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、駆動ギヤが外嵌合された駆動軸の延長軸部を駆動源が収容されたハウジングの凹部に、上記延長軸部の軸心と凹部の中心とが合致するように回動可能に摺接させて嵌合支持したので、上記駆動ギヤと駆動源側の出力ギヤとを位置ずれすることなく適正に噛合させて弁体をスムーズに回動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１１】
図２及び図３はこの発明の実施形態に係る吸気装置１を示す。この吸気装置１は樹脂製の吸気ケーシング３を備え、該吸気ケーシング３は、クランク軸（図示せず）の延びる方向に気筒（図示せず）が２つ並んで設けられたエンジン５に上載されている。上記吸気ケーシング３には吸気通路７がエンジン５の気筒毎に形成され、これら吸気通路７の上流端外周りには上フランジ９がそれぞれ一体に張出形成されているとともに、上記吸気ケーシング３下端には、下面に環状シール溝１１ａを有する下フランジ１１が一体に張出形成されている。また、上記吸気ケーシング３外周には、ボルト挿通孔１３ａを有するボス部１３が上記各吸気通路７に対応して前後２個ずつ一体に形成されている。さらに、上記吸気ケーシング３の上流側には、サージタンク（図示せず）に接続されたインテークマニホールド１５が配設され、該インテークマニホールド１５下端には、フランジ１７が上記吸気ケーシング３の上フランジ９に対応するように一体に張出形成されている。このフランジ１７及び上記吸気ケーシング３の上フランジ９には、取付孔（図示せず）が上記ボス部１３のボルト挿通孔１３ａに対応するように形成されていて、エンジン５上面に吸気ケーシング３の下フランジ１１を重ね合わせるとともに、吸気ケーシング３の上フランジ９にインテークマニホールド１５のフランジ１７を重ねた状態で、ボルト（図示せず）をインテークマニホールド１５の取付孔に挿通した後、吸気ケーシング３のボス部１３のボルト挿通孔１３ａに挿通してエンジン５に形成されたねじ穴（図示せず）に螺合し、インテークマニホールド１５及び吸気ケーシング３をエンジン５に一体に組み付けるようにしている。
【００１２】
上記吸気ケーシング３には、気筒列方向に延びるとともに上記各吸気通路７を横断するように気筒列方向から見て円形状のバルブ挿入孔１９が形成され、該バルブ挿入孔１９に弁体としての樹脂製のロータリバルブ２１がエンジン５の運転状態に応じて吸気の流動を可変調整するように回動可能に挿設されている。上記吸気ケーシング３下端には、装着孔２３ａを有するボス部２３が一体に形成され、この装着孔２３ａには、燃料噴射ノズル２５が噴射口２５ａを上記バルブ挿入孔１９下方の吸気通路７下流端に臨ませるように斜めに装着されている。
【００１３】
上記各吸気通路７下流端の燃料噴射ノズル２５側方には、扁平板状の仕切壁２７が吸気流通方向に沿うように接近配置され、上記ロータリバルブ２１下方の吸気通路７下流端側を、通路断面積の広い第１通路７ａと、該第１通路７ａに並設され燃料噴射ノズル２５が臨む通路断面積の狭い第２通路７ｂとに上記仕切壁２７により区画している。
【００１４】
上記ロータリバルブ２１は、図４に示すように、上記各吸気通路７に対応するようにバルブ挿入孔１９に配置された２個の円柱状バルブ本体２９を備え、隣り合うバルブ本体２９間は該バルブ本体２９と同じ径の連結部３１で一体に連結され、各バルブ本体２９の気筒列方向一端面（図４右側）には駆動軸３３が一体に突設されているとともに、他端面（図４左側）には従動軸３５が一体に突設されている。
【００１５】
上記各バルブ本体２９には、上記各吸気通路７の上流側及び下流側を連通するように貫通路３７が吸気流動方向から見て略円形状に形成されている。該貫通路３７のバルブ本体軸方向両側におけるバルブ本体部分３９（以下、「円形壁部３９」という）には、エンジン５の運転状態に応じて吸気の流動を可変調整するバルブ片部４１がバルブ本体軸方向に延びて一体に連結されている。上記両円形壁部３９には、偏平板状の補強ブリッジ部４３がバルブ本体２９の中心線上に位置するように、かつ上記バルブ片部４１と平行になるように一体に橋絡されている。この補強ブリッジ部４３のバルブ本体軸線と直交する方向の長さは、ロータリバルブ２１の外径よりも短く設定されており、補強ブリッジ部４３のバルブ本体軸線と直交する方向の一端部４３ａがロータリバルブ２１の外周面と略同一面上に位置する一方、他端部４３ｂがロータリバルブ２１の外周面から内方に離れている。これにより、上記両円形壁部３９は、補強ブリッジ部４３及びバルブ片部４１により２箇所で連結され、バルブ本体２９の剛性が高められている。そして、上記バルブ片部４１は、エンジン５の低速運転時には上記第１通路７ａを閉じ、該第１通路７ａはロータリバルブ２１上流側の吸気通路７との連通が遮断される（図３（ｂ）参照）とともに、エンジン５の高速運転時に上記第１通路７ａを開き、該第１通路７ａはロータリバルブ２１上流側の吸気通路７と連通するようになっている（図３（ａ）参照）。また、上記第２通路７ｂは、エンジン５の全運転域で上記バルブ本体２９の回動によって開閉されることなく常時吸気通路７上流側と連通するようになっている。なお、上記ロータリバルブ２１には、吸気ケーシング３のバルブ挿入孔１９内面に摺接するシール部材が装着されているが、図面では省略している。
【００１６】
上記吸気ケーシング３の従動軸３５側の端部は、偏平な樹脂製の蓋部材４５がボルト（図示せず）により取り付けられて閉塞されている。上記吸気ケーシング３の駆動軸３３側の端部も樹脂製の蓋部材４６で閉塞されているが、この蓋部材４６は平行に配置された２枚のフランジ部４６ａ，４６ｂを備え、上記吸気ケーシング３の駆動軸３３側の端部は、一方のフランジ部４６ａがボルト４７により取り付けられて閉塞されている。また、上記吸気ケーシング３の駆動軸３３側の蓋部材４６の外側には、収容部４９ａとフランジ部４９ｂとからなる樹脂製のハウジング４９が配置され、該ハウジング４９は上記フランジ部４９ｂを上記蓋部材４６のフランジ部４６ｂに重ねてボルト５１により締結することで蓋部材４６外側に取り付けられている。上記ハウジング４９の収容部４９ａには、図１に拡大詳示するように、駆動源である従来より周知の電動式駆動モータ５３が収容され、該駆動モータ５３の出力軸５５には、外周に複数の歯部５７ａを有する樹脂製の出力ギヤ５７が一体に連結されている。上記駆動モータ５３はエンジン制御装置（図示せず）に接続されている。このエンジン制御装置は、エンジン５の回転数を検出して、エンジン５がアイドル回転数近傍の低速運転状態と、そのアイドル回転数よりも高回転の高速運転状態とのいずれであるかを判断するように構成されている。この判断結果によりエンジン制御装置が駆動モータ５３の作動を切り換え、ロータリバルブ２１を回動させるようになっている。
【００１７】
一方、上記ロータリバルブ２１の駆動軸３３には、樹脂製の駆動ギヤ５９が連結されている。具体的には、この駆動ギヤ５９は、筒状の基端側部６１及び先端側部６３を備え、上記先端側部６３先端には、上記出力ギヤ５７の歯部５７ａと噛合する歯部６３ａが周方向の所定範囲に亘って形成されている。上記基端側部６１内周面には複数条の凹条部６１ａが駆動ギヤ５９の回転中心線方向に沿って平行に形成され、一方、上記駆動軸３３外周面には複数条の突条部３３ａが駆動軸３３の軸心方向に沿って平行に形成されている。また、上記基端側部６１と先端側部６３との間には軸挿通孔６５が形成されている。そして、上記基端側部６１の凹条部６１ａを駆動軸３３の突条部３３ａに外嵌合させ、駆動ギヤ５９と駆動軸３３とが一体に回動するように両者をスプライン結合している。上記駆動ギヤ５９の基端側部６１は、上記蓋部材４６のほぼ中央に形成されたボス部４６ｃの軸孔４６ｄに挿入されて回動可能に支持されるとともに、上記先端側部６３が上記ハウジング４９内に突出している。これにより、上記駆動軸３３が上記駆動モータ５３に駆動連結され、該駆動モータ５３の回転トルクを出力ギヤ５７、駆動ギヤ５９及び駆動軸３３に伝達することにより上記ロータリバルブ２１を吸気ケーシング３内で回動させ、エンジン５の運転状態に応じて吸気通路７の断面積を変更して吸気の流動を可変調整するようになっている。
【００１８】
上記駆動軸３３には断面円形の延長軸部６７が形成されている。この延長軸部６７は上記駆動ギヤ５９の軸挿通孔６５の回動中心を軸方向に貫通して上記ハウジング４９内に突出している。一方、上記ハウジング４９には円形凹部６９が形成され、この凹部６９は上記延長軸部６７を回動可能に摺接して嵌合支持して該凹部中心を上記延長軸部６７の軸心に合致させている。なお、上記吸気ケーシング３と蓋部材４６のフランジ部４６ａとの間にはゴム製のＯリング７１が介装され、上記蓋部材４６のフランジ部４６ｂとハウジング４９のフランジ部４９ｂとの間にはゴム製のシール材７５が介装され、吸気ケーシング３内とその外部とをシールしている。また、上記蓋部材４６のボス部４６ｃと駆動ギヤ５９の基端側部６１との間には樹脂製のシール材７３が介装され、駆動ギヤ５９の回転によりその基端側部６１の外周が摩耗するのを防止している。
【００１９】
このように構成された吸気装置１は、次のようにして組み付けられる。
【００２０】
まず、吸気ケーシング３内にロータリバルブ２１を収容する。次いで、吸気ケーシング３の従動軸３５側の端部に蓋部材４５を吸気ケーシング３との間にＯリング（図示せず）が介装された状態でボルト（図示せず）で取り付ける。吸気ケーシング３の駆動軸３３側の端部にも蓋部材４６をそのフランジ部４６ａと吸気ケーシング３との間にＯリング７１が介装された状態でボルト４７で取り付ける。その後、駆動ギヤ５９の基端側部６１を蓋部材４６の軸孔４６ｄにシール材７３が介装された状態で挿入する。しかる後、駆動モータ５３が収容されたハウジング４９をそのフランジ部４９ｂと蓋部材４６のフランジ部４６ｂとの間にシール材７５が介装された状態で蓋部材４６の外側にボルト５１で取り付ける。この際、出力ギヤ５７の歯部５７ａと駆動ギヤ５９の歯部６３ａとの噛合位置をロータリバルブ２１の回動範囲に合わせて調整する。
【００２１】
次に、上述の如く構成された吸気装置１の作動について説明する。
【００２２】
＜エンジン５の高速運転時＞
エンジン制御装置から出力される制御信号により、駆動モータ５３が高速用の作動状態となると、この駆動モータ５３の作動により、ロータリバルブ２１は、図３（ａ）に示すように、バルブ片部４１をバルブ挿入孔１９内に位置付けて第１通路７ａを開く開き位置となる。補強ブリッジ部４３は吸気の流れを阻害しないように吸気流通方向に沿うように位置付けられる。これにより、インテークマニホールド１５から吸気通路７に流入した吸気は、貫通路３７を経て第１通路７ａ及び第２通路７ｂに流入し、燃料噴射ノズル２５から噴射された燃料と混合して混合気を生成しながらエンジン５の吸気ポート（図示せず）へ流れる。
【００２３】
＜エンジン５の低速運転時＞
エンジン制御装置から出力される制御信号により、駆動モータ５３が低速用の作動状態となると、この駆動モータ５３の作動により、ロータリバルブ２１は、図３（ｂ）に示すように、バルブ片部４１をエンジン５側に位置付けて第１通路７ａを閉じる閉じ位置となる。このとき、第２通路７ｂは開かれているとともに、補強ブリッジ部４３の他端部４３ｂとバルブ挿入孔１９内面との間に隙間Ｓが形成される。これにより、インテークマニホールド１５から吸気通路７に流入した吸気は、隙間Ｓを通って狭い第２通路７ｂに流入して流速が高まり、燃料噴射ノズル２５から噴射された燃料との混合が促進されて混合気を生成しながらエンジン５の吸気ポート（図示せず）へ流れる。
【００２４】
このように、この実施形態では、駆動ギヤ５９が外嵌合された駆動軸３３の延長軸部６７を駆動モータ５３が収容されたハウジング４９の凹部６９に、上記延長軸部６７の軸心と凹部６９の中心とが合致するように回動可能に摺接させて嵌合支持したので、上記駆動ギヤ５９と駆動モータ５３側の出力ギヤ５７との噛合精度を高めてロータリバルブ２１をスムーズに回動させることができる。
【００２５】
なお、この実施形態では、駆動ギヤ５９の先端側部６３を筒状に形成してその先端に歯部６３ａを形成し、かつハウジング４９の凹部６９が形成されたボス部を上記筒状の先端側部６３の凹部に挿入して駆動軸３３の延長軸部６７を上記凹部６９で嵌合支持するようにしたが、先端側部６３を実施形態よりもギヤ回転中心線方向の寸法が短い円板状に形成してその外周に歯部６３ａを形成し、かつハウジング４９の凹部６９が形成されたボス部を上記円板状の先端側部６３の端面に対向させて駆動軸３３の延長軸部６７を上記凹部６９で嵌合支持するようにしてもよい。
【００２６】
さらに、この実施形態では、弁体がロータリバルブ２１である場合を示したが、バタフライバルブ（スロットルバルブ）であってもよい。
【００２７】
また、この実施形態では、隣り合うバルブ本体２９間を同じ径の連結部３１で一体に連結した場合を例示したが、連結部３１の形状はこれに限らず、例えば、軽量化を図るために断面十文字状や小径の連結部３１で隣り合うバルブ本体２９を一体に連結してもよい。
【００２８】
さらにまた、この実施形態では、吸気装置として、吸気ケーシング３のバルブ挿入孔１９に挿設したロータリバルブ２１を切り換えて吸気通路７の断面積をエンジン５の運転状態に応じて変化させるようにした吸気装置１を例示したが、特許文献１のように、吸気通路の分岐箇所に介設したバタフライバルブを切り換えて吸気通路の有効な長さをエンジンの運転状態に応じて変化させるようにした吸気装置にも適用することができるものである。
【００２９】
加えて、この実施形態では、吸気装置１を２気筒エンジンに適用した場合を例示したが、３気筒以上のエンジンにも適用することができ、この場合にはバルブ本体２９及びシール部材５１を気筒の数に合わせて設ければよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明は、吸気ケーシング内に配置された弁体を回動させる動力伝達系を備えたエンジンの吸気装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態に係る吸気装置の駆動装置側の断面図である。
【図２】実施形態に係る吸気装置の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図であり、（ａ）はエンジンの高速運転時を示す図であり、（ｂ）はエンジンの低速運転時を示す図である。
【図４】実施形態に係る吸気装置のロータリバルブの斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１      吸気装置
３      吸気ケーシング
５      エンジン
７      吸気通路
２１    ロータリバルブ（弁体）
３３    駆動軸
４６    蓋部材
４９    ハウジング
５３    駆動モータ（駆動源）
５５    出力軸
５７    出力ギヤ
５７ａ  歯部
５９    駆動ギヤ
６１    基端側部
６３    先端側部
６３ａ  歯部
６７    延長軸部
６９    凹部
【図１】
0004495065.tif 000002
【図２】
0004495065.tif 000003
【図３】
0004495065.tif 000004
【図４】
0004495065.tif 000005