(57)【要約】【課題】加工工数の低減が図られる吸気装置および吸気装置の製造方法を提供する。【解決手段】複数のバルブユニット２０は一本のシャフト３０および軸受部材４０をインサートして同時に一体成形される。これにより、複数のバルブユニット２０から構成される吸気装置を組み付ける場合、バルブユニット２０ごとの成形および組み付け、ならびに各バルブユニット２０へのシャフト３０の挿入が不要となる。軸受部材４０はハウジング２１の移動を規制するローレット４２を有し、シャフト３０はバタフライ２２の移動を規制する閉塞部３２を有している。これにより、温度の変化にともなう樹脂製のハウジング２１およびバタフライ２２の膨張または収縮は、ローレット４２および閉塞部３２を起点として生じ、寸法変化は単一のバルブユニット２０内で吸収され、隣接する他のバルブユニット２０に影響を与えることはない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路の一部を形成する複数のハウジングと、
前記複数のハウジングにそれぞれ設けられ、前記ハウジングが形成する吸気通路を開閉する弁部材と、
前記複数のハウジングを貫いて設けられ、前記弁部材を支持し、前記弁部材と一体に回転駆動するシャフトと、
前記シャフトとともに前記複数のハウジングを貫いて前記ハウジングに支持され、前記シャフトを回転可能に支持する筒状に形成され、軸方向において前記吸気通路に露出する部分に周方向へ前記弁部材の回転範囲に対応する開口部を有する軸受部材と、
を備える吸気装置。
【請求項２】
前記シャフトは、径方向へ前記弁部材が貫く穴部を有する請求項１記載の吸気装置。
【請求項３】
前記シャフトは、前記穴部の一部を塞ぐ閉塞部を有する請求項２記載の吸気装置。
【請求項４】
前記軸受部材は、前記ハウジングに接する一方の壁面部側にローレットを有する請求項１、２または３記載の吸気装置。
【請求項５】
前記閉塞部と前記ローレットとは前記ハウジングの径方向において同一の端部側に設けられている請求項４記載の吸気装置。
【請求項６】
軸方向に所定の間隔で開口部を有する筒状の軸受部材に、軸方向に前記開口部に対応する間隔で穴部を有するシャフトを挿入する段階と、
前記シャフトが挿入された軸受部材をインサートして、前記穴部を貫く弁部材と前記弁部材を収容する吸気通路を形成するハウジングとを樹脂で同時に成形する段階と、
を含むことを特徴とする吸気装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの吸気装置として、例えば全長の異なる吸気通路を切り換える弁を備える吸気装置が公知である。このような弁を支持する軸受装置として、例えば特許文献１に開示されているものが公知である。特許文献１に開示されている軸受装置は、略Ｃ字形状の軸受ユニットに、弁としての渦流フラップを収容している。軸受ユニットは、一部が弾性構造を有している。そのため、渦流フラップは、軸受ユニットの内径を拡張させつつ軸受ユニットの内周側に設置される。これにより、軸受ユニットの弾性力によって渦流フラップは軸受ユニットに回転可能に支持される。
【０００３】
【特許文献１】特公表２００３−５０９６３４後方
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている軸受装置の場合、軸受ユニットおよび渦流フラップを個別に成形した後、成形した軸受ユニットと渦流フラップとを組み付ける必要がある。そのため、例えば四気筒のエンジンのように四本の吸気通路に軸受装置を設置する場合、四組の軸受装置を個別に組み付ける必要がある。さらに、各四組の軸受装置をエンジンに取り付けた後、渦流フラップを駆動する金属製のシャフトを設置しなければならない。このシャフトは、四つの軸受装置をすべて貫いて設置する必要がある。その結果、軸受装置を組み付ける場合、軸受ユニットおよび渦流フラップの成形、軸受ユニットと渦流フラップとの組み付け、ならびにシャフトの取り付けという、複雑かつ複数の工程を必要とする問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、加工工数の低減が図られる吸気装置および吸気装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明では、弁部材を支持するシャフト、およびシャフトを支持する軸受部材は複数のハウジングを貫いている。そのため、一本のシャフトおよび一本の軸受部材で複数のハウジングに収容される各弁部材を一体に支持している。軸受部材に開口部を設置することにより、弁部材を形成する樹脂は開口部を経由して軸受部材に収容されているシャフト側へ供給される。したがって、シャフトに組み付けられる弁部材と、吸気通路を形成するハウジングとを同時に成形することができる。
【０００７】
ところで、複数のハウジングに収容される弁部材を一本のシャフトで支持する場合、ハウジングおよび弁部材とシャフトとの材質が異なると、材質ごとに温度に対する膨張率が異なっている。そのため、特許文献１に開示されている発明では、各軸受装置にそれぞれシャフトを設置することにより、軸受ユニット、渦流フラップおよびシャフトの相対的な移動を可能にし、膨張率の差を吸収している。しかし、軸受ユニット、渦流フラップおよびシャフトの相対的な移動を可能とすると、軸受ユニットと渦流フラップとの間に隙間が形成される。その結果、吸気通路を流れる空気の漏れが生じ、エンジン性能の低下を招くおそれがある。
【０００８】
請求項１記載の発明では、シャフトを支持する軸受部材を備えることにより、シャフトおよび軸受部材を例えば金属などの同一の材質により形成することができる。そのため、シャフトと軸受部材とは膨張率が近似する。これにより、温度変化にともなうシャフトと軸受部材との寸法差、およびシャフトに支持される弁部材と軸受部材を支持するハウジングとの寸法差は低減される。その結果、弁部材の円滑な作動を確保するために弁部材とハウジングとの間に形成される隙間は縮小される。したがって、弁部材が吸気通路を全閉するとき、弁部材とハウジングとの間からの空気の漏れを低減することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、シャフトは穴部を有している。弁部材はシャフトの穴部を貫いている。これにより、弁部材はシャフトに一体に保持される。したがって、シャフトにより弁部材を確実に駆動することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明では、シャフトは穴部の一部を閉塞する閉塞部を有している。これにより、シャフトの穴部を貫く弁部材は、閉塞部によってシャフトの軸方向への相対的な移動が規制される。そのため、弁部材は、シャフトに対する移動が規制される閉塞部を起点として膨張および収縮する。その結果、複数の弁部材を一本のシャフトで支持する場合でも、温度変化による弁部材とシャフトとの寸法変化は単一のハウジング内で吸収され、隣接する他のハウジング側に影響しない。したがって、複数のハウジングおよび弁部材を一本のシャフトで支持することができ、加工工数を低減することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明では、軸受部材はハウジングの一方の壁面部側にローレットを有している。これにより、各ハウジングを貫く軸受部材は、ローレットによってハウジングと強固に結合する。そのため、ハウジングは、軸受部材に対する相対的な移動が規制されるローレット側を起点として膨張および収縮する。その結果、複数のハウジングを一本のシャフトが貫く場合でも、温度変化によるハウジングおよび弁部材と軸受部材との寸法変化は単一のハウジング内で吸収され、隣接する他のハウジング側に影響しない。したがって、複数のハウジングおよび弁部材を一本のシャフトで支持することができ、加工工数を低減することができる。
【００１２】
請求項５記載の発明では、閉塞部とローレットとはハウジングの径方向において同一の端部側に設けられている。そのため、シャフトと弁部材、および軸受部材とハウジングとは、同一の側にある閉塞部およびローレットを起点として、膨張および収縮する。したがって、ハウジングと弁部材との間の寸法変化が低減されので、弁部材の確実な作動が確保されるとともに、弁部材が吸気通路を閉塞するときの空気の漏れを低減することができる。
【００１３】
請求項６記載の発明では、弁部材を支持するシャフト、およびシャフトを支持する軸受部材は複数のハウジングを貫いている。そのため、一本のシャフトおよび軸受部材で複数のハウジングに収容される各弁部材を一体に支持している。軸受部材に開口部を設置することにより、シャフトおよび軸受部材をインサートして弁部材を形成する樹脂が開口部を経由して軸受部材に収容されているシャフト側へ供給される。したがって、シャフトに組み付けられる弁部材と、吸気通路を形成するハウジングとを同時に成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明による吸気装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による吸気装置を図２に示す。吸気装置１０は、例えば図示しないサージタンクの出口側とエンジンとの間に設置される。これにより、サージタンクに吸入された空気は、吸気装置へ流出する。
吸気装置１０は、複数のバルブユニット２０、シャフト３０および軸受部材４０を備えている。本実施形態の場合、吸気装置１０は、四気筒のエンジンに適用される。そのため、吸気装置１０は、四つのバルブユニット２０を有している。
【００１５】
バルブユニット２０は、それぞれハウジング２１および弁部材としてのバタフライ２２を有している。ハウジング２１は、筒状に形成され、内部に吸気通路２３を形成している。これにより、ハウジング２１が形成する吸気通路２３は、図示しないサージタンクを経由してエアクリーナとエンジンとを接続する吸気通路の一部を構成している。本実施形態の場合、ハウジング２１が形成する吸気通路２３は軸に垂直な断面が略矩形状である。ハウジング２１が形成する吸気通路２３の断面形状は、例えば円形状や多角形状など矩形状に限らない。ハウジング２１は、内部にバタフライ２２を収容している。バタフライ２２は、ハウジング２１の内部においてシャフト３０とともに回転可能である。バタフライ２２は、シャフト３０とともに回転することにより、ハウジング２１が形成する吸気通路２３を開閉する。ハウジング２１およびバタフライ２２は、樹脂で形成されている。
【００１６】
シャフト３０は、例えばステンレスなどの金属で形成されている。シャフト３０は、複数のバルブユニット２０のハウジング２１を貫いている。シャフト３０は、図３（Ａ）に示すように軸方向に一定の間隔で穴部３１を有している。穴部３１は、シャフト３０を径方向に貫いている。また、シャフト３０は、軸方向において穴部３１の一部を塞ぐ閉塞部３２を有している。穴部３１は、閉塞部３２によりそれぞれ大穴部３３および小穴部３４に区画されている。
【００１７】
バルブユニット２０のバタフライ２２は、図４および図５に示すようにシャフト３０の穴部３１を貫いている。そのため、バタフライ２２とシャフト３０とは、一体に構成されている。穴部３１は、シャフト３０を各バルブユニット２０のハウジング２１に挿入したとき、ハウジング２１が形成する吸気通路２３に露出する位置に設置されている。これにより、図１に示すように穴部３１を貫いてシャフト３０に支持されているバタフライ２２は、ハウジング２１が形成する吸気通路２３の内側に収容される。
【００１８】
軸受部材４０は、図２に示すようにシャフト３０と同様に各バルブユニット２０のハウジング２１を貫いている。軸受部材４０は、例えばステンレスなどの金属により筒状に形成されている。筒状の軸受部材４０の内側には、シャフト３０が挿入される。軸受部材４０は、内径がシャフト３０の外径よりもやや大きい。そのため、軸受部材４０は、シャフト３０を回転可能に支持する。軸受部材４０は、図３（Ｂ）に示すように軸方向の一部に開口部４１を有している。開口部４１は、シャフト３０の穴部３１すなわちシャフト３０に支持されているバタフライ２２に対応して設置されている。開口部４１は、軸受部材４０の軸方向の長さがバタフライ２２の幅よりやや大きい。これにより、シャフト３０に支持されているバタフライ２２は、図４および図５に示すように開口部４１を経由して軸受部材４０の径方向外側へ突出している。開口部４１は、図５に示すように軸受部材４０の周方向において、所定の範囲で形成されている。これにより、シャフト３０に支持されているバタフライ２２は、開口部４１が開口する所定の範囲内で軸受部材４０に規制されることなく回転が許容される。
【００１９】
軸受部材４０は、ハウジング２１にインサート成形されている。これにより、軸受部材４０は、ハウジング２１と一体に構成されている。一方、シャフト３０は、バタフライ２２にインサート成形されている。これにより、シャフト３０は、バタフライ２２と一体に構成されている。シャフト３０は、軸受部材４０の内部に挿入されている。そのため、シャフト３０は軸受部材４０の内部において回転可能である。シャフト３０が軸受部材４０の内部で回転することにより、シャフト３０に一体に支持されているバタフライ２２は、ハウジング２１の内部で回転する。その結果、ハウジング２１が形成する吸気通路２３は、図４（Ａ）および図５（Ａ）に示す全開の位置から図４（Ｂ）および図５（Ｂ）に示す全閉の位置までバタフライ２２によって開閉される。
【００２０】
軸受部材４０は、図１および図３（Ｂ）に示すように開口部４１の近傍にローレット４２を有している。ローレット４２は、軸受部材４０の外壁面に形成された細かな凹凸である。ローレット４２は、軸受部材４０の軸方向において開口部４１の一方の端部側に設置されている。軸受部材４０にローレット４２を形成することにより、ハウジング２１を形成する樹脂と軸受部材４０とはローレット４２において固着する力が大きくなる。ローレット４２は、図１および図６に示すように軸受部材４０が貫くハウジング２１の二つの壁面部２４、２５のうち一方の壁面部２４側に形成されている。これにより、軸受部材４０をインサートしてハウジング２１を形成したとき、軸受部材４０と壁面部２４とが固着する力は軸受部材４０と壁面部２５とが固着する力よりも大きくなる。
【００２１】
ハウジング２１は樹脂で形成され、軸受部材４０は金属で形成されている。そのため、ハウジング２１と軸受部材４０とは膨張率が異なる。本実施形態の吸気装置１０の場合、ローレット４２においてハウジング２１と軸受部材４０とが固着しているため、温度変化にともなう寸法の変化はローレット４２側の壁面部２４を起点として生じる。一方、隣接するハウジング２１同士は接していない。その結果、複数のバルブユニット２０を一本の軸受部材４０で接続する場合でも、温度変化にともなうハウジング２１と軸受部材４０との寸法差は単一のバルブユニット２０内で吸収され、隣接する他のバルブユニット２０に影響を与えることはない。
【００２２】
また、シャフト３０は、軸方向において開口部４１のローレット４２と同一の端部側に閉塞部３２を有している。バタフライ２２は、シャフト３０をインサートして樹脂で形成されている。そのため、バタフライ２２は、閉塞部３２を除きシャフト３０の穴部３１を貫いている。これにより、バタフライ２２とシャフト３０とは、シャフト３０の軸方向への相対的な移動が閉塞部３２において拘束されている。これにより、温度変化にともなう寸法の変化は、閉塞部３２を起点として生じる。その結果、複数のバタフライ２２を一本のシャフト３０で支持する場合でも、温度変化にともなうバタフライ２２とシャフト３０との寸法差は単一のバルブユニット２０内で吸収され、隣接する他のバルブユニット２０に影響を与えることはない。
【００２３】
さらに、軸受部材４０のローレット４２およびシャフト３０の閉塞部３２はハウジング２１の壁面部２４側に設置されている。そのため、軸受部材４０とハウジング２１、およびバタフライ２２とシャフト３０との間の膨張または収縮にともなう寸法差は、いずれも壁面部２４側を起点として生じる。これにより、吸気装置１０に温度変化が生じても、ハウジング２１とバタフライ２２との間に形成される微小な隙間の寸法の変化は小さくなる。その結果、ハウジング２１とバタフライ２２との円滑な作動を確保するためのハウジング２１とバタフライ２２との間の隙間を最小限にすることができ、バタフライ２２が吸気通路２３を閉塞したときの空気の漏れを低減することができる。
【００２４】
次に、上記構成の吸気装置１０に製造方法について説明する。
シャフト３０は、筒状の軸受部材４０の内周側に挿入される。シャフト３０が挿入された軸受部材４０は、図示しない成形型に設置される。成形型には、ハウジング２１およびバタフライ２２を形成する樹脂が充填される。シャフト３０および軸受部材４０をインサートすることにより、ハウジング２１およびバタフライ２２が樹脂で同時に成形される。このとき、バタフライ２２を形成する樹脂は、シャフト３０の穴部３１を貫いて充填される。シャフト３０および軸受部材４０をインサートすることにより、軸受部材４０はハウジング２１と一体に形成され、シャフト３０はバタフライ２２と一体に形成される。このとき、隣り合うバルブユニット２０は、それぞれ個別かつ同時に成形される。吸気装置１０は、図１、図４（Ａ）、図５（Ａ）および図６に示すようにバルブユニット２０のバタフライ２２が吸気通路２３を全開にする位置で成形される。
【００２５】
以上、説明した本発明の一実施形態による吸気装置１０では、複数のバルブユニット２０は一本のシャフト３０および軸受部材４０とともに同時に一体成形される。これにより、複数のバルブユニット２０から構成される吸気装置１０を組み付ける場合、バルブユニット２０ごとにハウジング２１およびバタフライ２２を成形および組み付けするための工程が不要となる。また、各バルブユニット２０へのシャフト３０の挿入するための工程も不要となる。したがって、複数のバルブユニット２０の成形およびシャフト３０の組み付けを同時に行うことができ、工程を大幅に簡略化することができる。
【００２６】
また、一実施形態による吸気装置１０では、軸受部材４０はハウジング２１との相対移動を規制するローレット４２を有し、シャフト３０はバタフライ２２との相対移動を規制する閉塞部３２を有している。これにより、温度の変化にともなう樹脂製のハウジング２１およびバタフライ２２の膨張または収縮は、ローレット４２および閉塞部３２を起点として生じる。その結果、ハウジング２１およびバタフライ２２の膨張または収縮は各バルブユニット２０で吸収される。したがって、一本のシャフト３０で各バルブユニット２０のバタフライ２２を支持する場合でも、各バルブユニット２０における寸法の変化が隣接する他のバルブユニット２０に影響を与えることはない。
【００２７】
さらに、一実施形態による吸気装置１０では、シャフト３０と軸受部材４０とを同一の材料で形成することができる。これにより、温度変化にともなうシャフト３０と軸受部材４０との軸方向の寸法差は、極めて小さくなる。さらに、軸受部材４０のローレット４２およびシャフト３０の閉塞部３２は、いずれもハウジング２１の壁面部２４側に設置される。そのため、ハウジング２１およびバタフライ２２は、壁面部２４側を起点として膨張または収縮する。その結果、バタフライ２２の円滑な作動のために、軸受部材４０と一体に形成されるハウジング２１とシャフト３０に一体に支持されるバタフライ２２との間に確保すべき隙間は低減される。したがって、バタフライ２２の全閉時におけるハウジング２１とバタフライ２２との間の隙間を低減することができ、空気の漏れを低減することができる。
【００２８】
上述した本発明の一実施形態では、吸気装置１０を四気筒のエンジンに適用する例について説明した。しかし、エンジンの気筒数は四気筒に限らず任意に設定することができる。また、本発明の一実施形態では、吸気装置１０のシャフト３０が回転することにより、シャフト３０を中心に対称な形状のバタフライ２２が吸気通路２３を開閉する、いわゆる両持ち型のバタフライ２２を例に説明した。しかし、シャフト３０とバタフライ２２を偏心させ、シャフト３０を中心に非対称な形状のバタフライ２２で吸気通路２３を開閉する、いわゆる片持ち型のバタフライ２２に本発明を適用してもよい。さらに、バタフライ２２はシャフト３０の穴部３１を貫く構成について説明したが、シャフト３０に底部を有する溝を形成し、この溝にバタフライ２２の一部がはまり込む構成としてもよい。
【００２９】
上述のように、本発明は、上記実施形態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実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態による吸気装置のバルブユニットを示す概略図であって、吸気通路に垂直な断面を示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態による吸気装置を示す概略斜視図。
【図３】（Ａ）は本発明の一実施形態による吸気装置のシャフトを示す概略図であり、（Ｂ）は本発明の一実施形態による吸気装置の軸受部材を示す概略図。
【図４】図１のIV−IV線における断面図であり、（Ａ）は吸気通路の全開状態を示し、（Ｂ）は吸気通路の全閉状態を示す図。
【図５】図４の要部を拡大した断面図であり、（Ａ）は吸気通路の全開状態を示し、（Ｂ）は吸気通路の全閉状態を示す図。
【図６】図１のVI−VI線における断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１０  吸気装置、２１  ハウジング、２２  バタフライ（弁部材）、２３  吸気通路、２４、２５  壁面部、３０  シャフト、３１  穴部、３２  閉塞部、４０  軸受部材、４１  開口部、４２  ローレット
【図１】
2007138840.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007138840.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007138840.tif 000007
【図６】
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