(57)【要約】【課題】安価で組立性のよいバルブ構造を提供する。【解決手段】複数の弁体１を同一軸線上に配列して夫々の弁体１の回動を連携させるバルブ構造において、前記各弁体１の軸線上の両端に軸部４を一体に設け、前記軸部４をポート１０の壁に配置した軸穴１１に嵌合させることにより各弁体１を軸部４を中心として回動可能に支持させ、前記隣合う弁体１間の軸穴１１内で各々対向している軸部４同士を連結軸２により連結して、隣合う弁体１同士を連携させるようにした。【選択図】図１
2007170335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の弁体を同一軸線上に配列して夫々の弁体の回動を連携させるバルブ構造において、
前記各弁体の軸線上の両端に軸部を一体に設け、
前記軸部を弁胴に配置した軸穴に嵌合させることにより各弁体を軸部を中心として回動可能に支持させ、
前記隣合う弁体間の軸穴内で各々対向している軸部同士を連結軸により連結して、隣合う弁体同士を連携させるようにしたことを特徴とするバルブ構造。
【請求項２】
前記軸部同士を連結する各連結軸は、その長さ寸法が等しく形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバルブ構造。
【請求項３】
前記弁体は、軸部にその軸端から設けた継手穴に連結軸の突起を挿入することにより隣接する弁体と連結されており、前記継手穴の深さは軸部内で止められて弁本体部分まで達していないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバルブ構造。
【請求項４】
前記弁本体の最も厚肉となる肉厚寸法は、軸部の径寸法より薄肉に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のバルブ構造。
【請求項５】
前記弁本体の最も厚肉となる肉厚寸法は、軸部の径寸法より厚肉に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のバルブ構造。
【請求項６】
前記弁体はその中心面を挟んで面対称に形成され且つその軸線と直交する中心線に対して左右対称に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のバルブ構造。
【請求項７】
前記軸部の継手穴と連結軸の突起とは締まり嵌めにより嵌合されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一つに記載のバルブ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の低速回転領域で吸気ポートの一部を閉じて吸気流を偏向させるバルブ構造に関し、特に、同一軸心上に各吸気ポートの夫々が配列されて一個のアクチュエータにより作動させるに好適なバルブ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から燃焼室内に流入させる吸気流を低速回転領域において偏向させて燃焼性を向上させるため、各吸気ポートの夫々が同一軸心上に配列されて一個のアクチュエータにより作動するバルブを備えた内燃機関の吸気装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、各吸気ポートを貫通させて一本のシャフトを配置し、各吸気ポート内に露出するシャフト部分夫々にバタフライ式の弁体を固定し、シャフトを端部のアクチュエータにより回動させることにより、各吸気ポート内に配置したバタフライバルブを開閉させるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−３０１７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、シャフトに対して弁体を２本のねじにより固定する構造であり、シャフトには弁体を固定するための面加工やねじ加工を必要とし、コスト高となる一方、組立においても、夫々の弁体をシャフトにねじ結合するという煩雑な作業を必要とする。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、安価で組立性のよいバルブ構造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】
【０００６】
本発明は、複数の弁体を同一軸線上に配列して夫々の弁体の回動を連携させるバルブ構造において、前記各弁体の軸線上の両端に軸部を一体に設け、前記軸部を弁胴に配置した軸穴に嵌合させることにより各弁体を軸部を中心として回動可能に支持させ、前記隣合う弁体間の軸穴内で各々対向している軸部同士を連結軸により連結して、隣合う弁体同士を連携させるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明では、各弁体の軸線上の両端に軸部を一体に設け、前記軸部を弁胴に配置した軸穴に嵌合させることにより各弁体を軸部を中心として回動可能に支持させているため、バルブの全閉状態における吸気圧力の作用による荷重が加わった際にも、軸部を介して軸穴に確実に支持することができ、ガタツキ等が生じることがない。また、隣合う弁体間の軸穴内で各々対向している軸部同士を連結軸により連結して、隣合う弁体同士を連携させるようにしているため、連結軸と軸部とを一体に回転可能に連結するのみで組立てることができ、組立性が向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図６は、本発明のバルブ構造の実施形態を示し、図１は本発明のバルブ構造における弁体の正面図、平面図および側面図、図２は弁体同士を連結する連結軸の正面図および側面図、図３はバルブ構造をエンジンのインテークマニホールドに配置されたタンブルコントロールバルブに適用した平面図、図４はインテークマニホールドのシリンダヘッドへの接合面部分の断面図、図５および図６はバルブ構造のバリエーションを夫々示す正面図である。
【００１０】
本実施形態のバルブ構造は、図１に示す弁体１と、図２に示す連結軸２とを備える。前記弁体１は、インテークマニホールドのポート１０内で回動される弁本体としての弁部３と、弁部３の両側に一体的に配置されてポート１０の壁面に貫通させて設けた軸穴１１に挿入される軸部４とを備える。
【００１１】
前記弁部３は、樹脂による射出成形等により製作され、インテークマニホールドのポート１０の断面形状と同等の外形形状を備える。この外形形状は、図示例では、一方（平面図において上方となる）において長く、また他方において短いい直線状の縁を備え、両者の縁同士は曲線状の縁により連結した形状としている。
【００１２】
そして、前記曲線状の縁同士の幅寸法が最大となる両側位置に軸部４を一体に連結している。また、前記両端の軸部４の中心同士を結ぶ軸線に沿った回動中心領域において最も厚く、この回動中心から離れるに連れて徐々に薄くなる肉厚で形成されている。
【００１３】
前記軸部４が連結された部分には、軸部４に対して段付を介して拡径したフランジ５が形成され、軸部４の外径部分に対して起立したフランジ面５Ａを形成している。フランジ５の背面は徐々に肉厚を薄くしながら中心領域および周辺領域の肉厚まで減少される形状としている。
【００１４】
前記軸部４は、弁部３のフランジ面５Ａから直立した円柱状に形成され、その軸心には夫々の先端面から所定の深さにおいて継手を構成する継手穴６が形成されている。前記継手穴６は、円形断面を除いてどのような形状でもよく、例えば、楕円や角穴で構成する。図示例では、弁部３の面方向に沿った長辺を持つ長方形の断面を備える継手穴６が形成されている。
【００１５】
図２は弁体１同士を連結する連結軸２を示すものであり、少なくとも両端部に前記弁体１の軸部４に形成した継手穴６と同様の断面形状に形成した突起２Ａを備えている。図示例では、両端部を除く中央部分は前記弁体１に形成した軸部４と同様の外径を持つ円柱状に形成しているものについて説明したが、図示しないが、一端から他端まで突起２Ａと同じ断面形状、例えば、角柱状としてもよい。このように突起２Ａと同じ断面形状とする場合には、インテークマニホールドのポート１０間の壁面に設ける軸穴１１に対して隙間を生ずることとなる。
【００１６】
以上の構成の弁体１と連結軸２とは、図３に示すように、インテークマニホールド１３に対して連結配置される。図３は、Ｖ型６気筒の内燃機関の片側３気筒のインテークマニホールド１３の断面形状を示し、各タンブルコントロールバルブＴはアクチュエータＡにより全開状態に保持されている。
【００１７】
インテークマニホールド１３には、各ポート１０のシリンダヘッドとの接合面１３Ａに開口させて軸受１４を収容する窪み１５が形成されている（図４参照）。
【００１８】
そして、各弁体１の軸部４に設けた継手穴６に連結軸２の一方の突起２Ａを挿入すると共に弁体１の軸部４に軸受１４の軸穴１１を嵌め合わせ、連結軸２の他端の突起２Ａに隣接配置する弁体１の軸部４に設けた継手穴６に挿入すると共にその弁体１の軸部４を当該軸受１４の軸穴１１に挿入することで、弁体１同士が軸受１４を介在させた状態で連結軸２により交互に連結された状態となる。
【００１９】
この場合、突起２Ａと継手穴６とは「締まり嵌め」による嵌め合い状態とすることにより各弁体１は連結軸２により一体化できる。また、前記した長方形断面の継手穴６を用いる場合には、連結軸２も、その少なくとも両端部分を長方形断面の角柱で形成することとなり、隣接した吸入ポート１０に配置される弁体１との組付方向が一致させ易く、誤組付けし難い構造とすることができる。
【００２０】
そして、連ねて一体化した各弁体１間の軸受１４をインテークマニホールド１３の接合面１３Ａに開口している窪み１５に挿入し、図示しない手段により各軸受１４をインテークマニホールド１３に固定することにより組立が完了する。各弁体１は連結軸２により相互連結された状態でインテークマニホールド１３の各ポート１０内で連動して回動可能となる。端側に配置された弁体１の軸部４に設けた継手穴６に突起２Ａを挿入して連結軸２を連結し、この連結軸２の他端の突起２Ａにレバー１６を固定し、レバー１６にアクチュエータＡのロッド１７を連結することによりタンブルコントロールバルブ機構が組立てられる。
【００２１】
この実施形態のバルブ構造においては、各弁体１は樹脂製で製作された弁体であっても軸受１４の軸穴１１に嵌合する軸部４を一体に形成しているため、バルブの全閉状態における吸気圧力の作用により荷重が加わった際にも、軸部４と連結軸２との結合状態に左右されることなく、軸部４を介して軸受１４により確実に支持することができ、ガタツキ等が生じることがない。
【００２２】
また、樹脂製の弁体１とする場合において、従来例のように、全ての弁体を貫通させる連結シャフトを用いる場合に、吸気圧力に対する弁体の支持およびシャフトからの開閉力の伝達の両機能を、弁体の貫通穴と連結シャフトとの嵌合によって発揮させる場合に比較して、本実施形態では、各気筒毎に弁体１を各々を独立させ、連結軸２により相互に連結する構造としているので、軸受機能と連結機能とを軸部４と連結軸２とに分離させて、夫々最適にその機能を発揮させることができる。
【００２３】
また、樹脂製の弁体１とする場合において、従来例のように、全ての弁体を貫通させる連結シャフトを用いる場合に、吸気圧力に対する弁体の支持およびシャフトからの開閉力の伝達の両機能を、弁体の貫通穴と連結シャフトとの嵌合によって発揮させる場合には、その機能のために弁体の連結シャフト貫通部が所定の肉厚を必要とし、バルブ全開状態において大きい通気抵抗を生じる不具合があった。しかし、本実施形態においては、連結軸２は弁体１を貫通していないため、弁体１の剛性が高まり、弁体１における弁部３の肉厚を薄く形成することができる。図５は、弁部３の厚さ（Ｌ１）を軸部４の径（Ｌ２）より薄い構造（Ｌ１＜Ｌ２）とした状態を示す。このように、弁部３の厚さを薄く構成すると、バルブ全開状態における通気抵抗を軽減させる効果があり、また、ポート１０の形状をその分だけ薄く、即ちインテークマニホールド１３も薄くすることができ、エンジンの小型化、並びに軽量化にも有利である。
【００２４】
本実施形態では、弁部３の厚さ（Ｌ１）を軸部４の太さに関係なく変更できることから、図６に示すように、軸部４の径（Ｌ２）より厚い構造（Ｌ１＞Ｌ２）とすることもでき、全閉時のバルブの剛性アップを図ることもできる。
【００２５】
また、弁体１は、図１に示すように、平面的にも左右対称構造であり（図１（Ｂ）参照）、しかも、上下方向にも上下対称構造に形成する（図１（Ａ）参照）ことができ、組付方向性を無くすることができるため、弁体１のいずれの面を上面にして組付けても、誤組付とならず、組立性が向上できる。
【００２６】
また、連結軸２は、弁体１を貫通することなく弁体１間を連結して弁の開閉力のみを伝達する構成としているため、弁体１を支持するために必要な剛性を持たせる必要がなく、その材質は鉄等の金属製に限定されることなくプラスティック等の鉄以外のものに変更することもできる。また、各吸気ポート１０間の間隔が等しければ、等長の連結軸２とすることができ、いずれの弁体１間に配置しても誤組付とならない、連結軸２の共用化が可能となり、コスト、組立性に有利になる。
【００２７】
さらに、連結軸２の突部２Ａと弁体１における軸部４の継手穴６との嵌め合いを「締まり嵌め」構造とすることにより、各バルブはガタツキなくアクチュエータＡにより作動させることができ、また、組立時の組立性も向上できる。
【００２８】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００２９】
（ア）複数の弁体１を同一軸線上に配列して夫々の弁体１の回動を連携させるバルブ構造において、前記各弁体１の軸線上の両端に軸部４を一体に設け、前記軸部４を弁胴としてのポート１０の壁に配置した軸穴１１に嵌合させることにより各弁体１を軸部４を中心として回動可能に支持させ、前記隣合う弁体１間の軸穴１１内で各々対向している軸部４同士を連結軸２により連結して、隣合う弁体１同士を連携させるようにした。即ち、各弁体１の軸線上の両端に軸部４を一体に設け、前記軸部４を軸穴１１に嵌合させることにより各弁体１を軸部４を中心として回動可能に支持させているため、バルブ全閉状態における吸気圧力の作用により荷重が加わった際にも、軸部４を介して軸穴１１に確実に支持することができ、ガタツキ等が生じることがない。また、隣合う弁体１間の軸穴１１内で各々対向している軸部４同士を連結軸２により連結して、隣合う弁体１同士を連携させるようにしているため、連結軸２と軸部４とを一体に回転可能に連結するのみで組立てることができ、組立性が向上できる。しかも、各気筒毎に弁体１を各々を独立させ、連結軸２により相互に連結する構造としているので、軸受機能と連結機能とを軸部４と連結軸２とに分離させて、夫々最適にその機能を発揮させることができる。
【００３０】
（イ）軸部４同士を連結する各連結軸２は、その長さ寸法が等しく形成することにより、いずれの弁体１間に配置しても誤組付とならない、連結軸２の共用化が可能となり、コスト、組立性に有利になる。
【００３１】
（ウ）弁体１は、軸部４にその軸端から設けた継手穴６に連結軸２の突起２Ａを挿入することにより隣接する弁体１と連結されており、前記継手穴６の深さは軸部４内で止められて弁本体としての弁部３まで達しないようにすると、弁体１の剛性が高まり、弁部３の肉厚を薄く形成することができる。
【００３２】
（エ）特に、弁本体としての弁部３の最も厚肉となる肉厚寸法は、軸部４の径寸法より薄肉に形成されるようにすると、バルブ全開状態における通気抵抗を軽減させる効果があり、また、ポート形状を薄く、即ちインテークマニホールド１３も薄くすることができ、エンジンの小型化、並びに軽量化にも有利である。
【００３３】
（オ）また、逆に、弁本体としての弁部３の最も厚肉となる肉厚寸法を、軸部４の径寸法と同等またはそれより厚肉に形成すると、全閉時のバルブの剛性アップを図ることもできる。
【００３４】
（カ）弁体１はその中心面を挟んで面対称に形成され且つその軸線と直交する中心線に対して左右対称に形成することにより、組付方向性を無くすることができるため、弁体１のいずれの面を上面にして組付けても、誤組付とならず、組立性が向上できる。
【００３５】
（キ）軸部４の継手穴６と連結軸２の突起２Ａとは締まり嵌めにより嵌合させることにより、各バルブはガタツキなくアクチュエータＡにより作動させることができ、また、組立時の組立性も向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
この発明のバルブ構造は、複数の弁体１を同一軸線上に配列して夫々の弁体１の回動を連携させるものであり、主として内燃機関の吸気ポートに配置されているタンブルコントロールバルブに用いるものについて説明しているが、同様の位置に配置されるスワールコントロールバルブやタンブル兼スワールコントロールバルブに用いてもよく、また、他のバタフライバルブに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態を示すバルブ構造における弁体の正面図（Ａ）、平面図（Ｂ）および側面図（Ｃ）。
【図２】同じく弁体同士を連結する連結軸の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。
【図３】バルブ構造をエンジンのインテークマニホールドに配置されたタンブルコントロールバルブに適用した平面図。
【図４】インテークマニホールドのシリンダヘッドへの接合面部分の断面図。
【図５】バルブ構造のバリエーションの一つを示す正面図。
【図６】バルブ構造のバリエーションの他の一つを示す正面図。
【符号の説明】
【００３８】
１  弁体
２  連結軸
３  弁本体としての弁部、弁本体部分
４  軸部
５  フランジ
６  継手穴
１０  ポート
１１  軸穴
【図１】
2007170335.tif 000003
【図２】
2007170335.tif 000004
【図３】
2007170335.tif 000005
【図４】
2007170335.tif 000006
【図５】
2007170335.tif 000007
【図６】
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