(57)【要約】【課題】軸体と弁体との組み付けが容易なバルブ機構を提供する。【解決手段】流体の通路３１が形成されるケーシング３０に回動可能に支持される軸体２０と、通路３１に配置され、軸体２０に固定されるかしめ部１１を有した弁体１０と、でバルブ機構１を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の通路が形成されるケーシングに回動可能に支持される軸体と、
前記通路に配置され、前記軸体に固定されるかしめ部を有した弁体と、を備えたバルブ機構。
【請求項２】
前記弁体を前記軸体の軸外方向から当接させた状態で前記軸体に固定できるように、前記かしめ部を構成してある請求項１に記載のバルブ機構。
【請求項３】
前記弁体とは別部材であるかしめ部材により、前記弁体を前記軸体に固定してある請求項１又は２に記載のバルブ機構。
【請求項４】
前記弁体の断面形状が流線型となるように構成されている請求項１〜３の何れか一項に記載のバルブ機構。
【請求項５】
前記弁体の軸方向における端部のうち、前記軸体と当接する軸部の少なくとも一部を折り返して、前記通路の内壁面と当接する当接部を形成してある請求項１〜４の何れか一項に記載のバルブ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の通路が形成されるケーシングに回動可能に支持される軸体と、通路に配置され軸体に固定される弁体と、を備えたバルブ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているバルブ機構は、軸体と、軸体が挿通される段部に付勢部が設けられた弁体とから成っている。このバルブ機構においては、軸体が付勢部によって弁体に向かって付勢されることで、弁体と軸体との固定が図られている。
【０００３】
特許文献２に記載されているバルブ機構においては、軸体を挿通させる弁体の孔に、軸体の外周面のうちの一部の面を支持する第１支持領域と、第１支持領域により支持されない軸体の外周面のうちの一部の面を支持する第２支持領域とが構成されている。この構成によれば、いずれの支持領域でも軸体の外周面の一部のみで支持するので、軸体を弁体の孔に挿通させる際に、孔の壁面と軸体の外周面との摩擦力が低減され、円滑に軸体を挿通させることができるものとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ国特許公報ＤＥ１０ ２００７ ０４６ ２３０ Ｂ３
【特許文献２】特開２０１０−１０６７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているバルブ機構においては、軸体を弁体の段部に挿通する際に、付勢部による付勢力が抵抗となり軸体の円滑な挿通が困難であった。又、特許文献２に記載のバルブ機構によれば、確かに軸体を弁体の孔に挿通させる際の摩擦力が低減できるが、依然として軸体と弁体との間に摩擦力は発生するので、さらなる改善の余地があった。
【０００６】
本発明は以上の課題に鑑みてなされたもので、軸体と弁体との組み付けが容易なバルブ機構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】
【０００７】
本発明に係るバルブ機構の特徴構成は、流体の通路が形成されるケーシングに回動可能に支持される軸体と、前記通路に配置され、前記軸体に固定されるかしめ部を有した弁体と、を備えた点にある。
【０００８】
本特徴構成のごとく、軸体に固定されるかしめ部を有した弁体でバルブ機構を構成すれば、弁体を軸体の所定の位置に配置した後にかしめ部をかしめることにより、弁体を軸体に固定することができる。従って、従来技術のごとく付勢力や摩擦力に抗して軸体を弁体に挿通する必要がないので、容易に軸体と弁体とを組み付けることができる。
【０００９】
前記弁体を前記軸体の軸外方向から当接させた状態で前記軸体に固定できるように、前記かしめ部を構成してあれば好適である。
【００１０】
本特徴構成によれば、弁体を任意の軸外方向から軸体に当接させてかしめることができるので、かしめ作業が行いやすく、軸体と弁体との組み付けが一層容易となる。
【００１１】
前記弁体とは別部材であるかしめ部材により、前記弁体を前記軸体に固定してあれば好適である。
【００１２】
本特徴構成によれば、かしめ部の形状の自由度が向上するので、かしめ部の機能性や形状の最適化が図りやすくなる。
【００１３】
前記弁体の断面形状が流線型となるように構成されていれば好適である。
【００１４】
本特徴構成のごとく、弁体の断面形状が流線型に構成されていれば、弁体の断面形状に凹凸が存在する場合と比べて、通路を流れる流体に発生する圧力損失を低減することができる。
【００１５】
前記弁体の軸方向における端部のうち、前記軸体と当接する軸部の少なくとも一部を折り返して、前記通路の内壁面と当接する当接部を形成してあれば好適である。
【００１６】
本特徴構成によれば、弁体の端部に設けた当接部が通路の内壁面と当接してスラスト受けとして機能することにより、弁体が軸方向に移動し、がたつくことを抑制することができる。また、この当接部は、軸体と当接する軸部、即ち、弁体の回転中心近傍に形成される。従って、弁体が回動しても、当接部は通路の内壁面と当接した状態を維持できるので、常にスラスト受けとして機能する。さらに、弁体の一部を折り返して当接部を形成しているので、別途スラスト受けを設ける必要がなく、部品点数の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】インテークマニホールドに配設されたバルブ機構を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るバルブ機構の図である。
【図３】第２実施形態に係るバルブ機構の図である。
【図４】第３実施形態に係るバルブ機構の図である。
【図５】第４実施形態に係るバルブ機構の図である。
【図６】第５実施形態に係るバルブ機構の図である。
【図７】第６実施形態に係るバルブ機構の図である。
【図８】第７実施形態に係るバルブ機構の図である。
【図９】第７実施形態の別の実施例に係るバルブ機構の図である。
【図１０】第８実施形態に係るバルブ機構の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係るバルブ機構について各図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係るバルブ機構１を、直列４気筒エンジンに空気を供給するインテークマニホールド３０（本発明における「ケーシング」）の吸気管３１（本発明における「通路」）に設けた例を示す図である。吸気管３１は矩形の断面形状を有しており、４本の吸気管３１のそれぞれが、図示しないエンジンのシリンダーヘッドの吸気ポートに接続される。バルブ機構１を駆動回転させることにより吸気管３１の断面積を変化させ、吸気管３１を流れる空気の流速を調整し、エンジンの燃焼効率の改善を図ることができるように構成されている。
【００２０】
バルブ機構１の弁体１０の回動は、４つの弁体１０を挿通する軸体２０が回転することにより実現される。この軸体２０は、インテークマニホールド３０の吸気管３１と直交方向に配され、インテークマニホールド３０に形成された軸受孔に挿入され、回転自在に支持されている。
【００２１】
軸体２０の一端はインテークマニホールド３０の側部から突出しており、軸体２０とアクチュエータロッド３２とがリンク部材３３を介して接続されている。具体的には、軸体２０と、アクチュエータロッド３２の先端に設けられた連結軸３４とが、それぞれリンク部材３３に挿通されており、アクチュエータロッド３２の突出／引退運動がリンク部材３３を介して回動運動として軸体２０に伝達されるよう構成されている。
【００２２】
アクチュエータロッド３２の連結軸３４が設けられていない側の端部は、アクチュエータ３５に接続されている。アクチュエータロッド３２は、アクチュエータ３５の動作に伴い突出／引退運動を行う。アクチュエータ３５は、例えば、ダイヤフラム式のアクチュエータを用いることができる。しかし、これに限定されるものではなく、他の方式のアクチュエータを用いても構わない。
【００２３】
本発明の特徴構成は、弁体１０と軸体２０との組み付けを容易にするため、下記の各実施形態に示すように弁体１０を軸体２０にかしめ固定した点にある。従って、従来技術のごとく付勢力や摩擦力に抗して軸体２０を弁体１０に挿通する必要がないので、容易に軸体２０と弁体１０とを組み付けることができる。各実施形態における共通事項として、弁体１０及び軸体２０の材料はかしめ固定時の変形や負荷に耐えうる金属材であることが望ましい。しかし、かしめ固定時の変形や負荷に耐えることができるなら、他の材料を用いることも可能である。また、吸気管３１の断面形状及び弁体１０の形状は矩形状に限らず、円形等の他の形状としてもよい。
【００２４】
［第１実施形態］
図２は本発明に係るバルブ機構１の第１実施形態を示したものである。ａ図は弁体１０と軸体２０とをかしめ固定する前の斜視図、ｂ図はかしめ固定した後の斜視図、ｃ図はかしめ固定した後の平面図、ｄ図はかしめ固定した後の断面図を示す。
【００２５】
ａ図に示すように、弁体１０の軸方向の両端中央部にはＬ字状の切り込みが形成されており、この切り込みにより折り曲げ可能な舌片部１０ａが構成される。弁体１０のうち２つの舌片部１０ａに挟まれた中心部１０ｂを谷折りし、谷折りした部分に軸体２０を配設して、軸体２０に舌片部１０ａを被せるようにしてかしめ固定をすると、ｂ図〜ｄ図に示したバルブ機構１が完成する。すなわち、本実施形態においては、弁体１０の舌片部１０ａがかしめ部１１として機能する。
【００２６】
本実施形態のバルブ機構１を構成するためには、弁体１０に舌片部１０ａを形成しておくだけでよいので、部品点数の増加や材料の準備工程の増加を招来することなく、容易に弁体１０と軸体２０との組み付けを実現することができる。また、弁体１０の中心部１０ｂを折り曲げる際に、ｄ図に示すごとく斜面状の流線型部１０ｃを設けるようにすると、吸気管３１を流れる空気の圧力損失を低減できる。尚、舌片部１０ａの形状、配置、数は適宜変更してもよい。
【００２７】
［第２実施形態］
図３は本発明に係るバルブ機構１の第２実施形態を示したものである。ａ図は弁体１０と軸体２０とをかしめ固定する前の斜視図、ｂ図はかしめ固定する過程の斜視図、ｃ図はかしめ固定した後の斜視図、ｄ図はかしめ固定した後の平面図、ｅ図はかしめ固定した後の断面図を示す。
【００２８】
ａ図に示すように、弁体１０の中心線を含む領域である中央部１０ｄを挟んだ両側に、コの字状の切り込みが２つずつ形成されており、この切り込みにより４つの舌片部１０ａが構成される。ｂ図に示すように、舌片部１０ａを紙面上方向に約９０度折り曲げ、中央部１０ｄをコの字状に折り曲げた状態で、コの字状に形成した中央部１０ｄによって形成される空間に軸体２０を配置する。この状態で、弁体１０の中央部１０ｄを軸体２０に巻き付けるようにかしめ固定をし、舌片部１０ａを折り曲げ前の位置に戻すと、ｃ図〜ｅ図に示したバルブ機構１が完成する。すなわち、本実施形態においては、弁体１０の中央部１０ｄがかしめ部１１として機能し、舌片部１０ａは弁体１０が軸体２０から脱落することを防止する。
【００２９】
本実施形態のバルブ機構１を構成するためには、弁体１０に舌片部１０ａを形成しておくだけでよいので、部品点数の増加や材料の準備工程の増加を招来することなく、容易に弁体１０と軸体２０との組み付けを実現することができる。また、かしめ部１１として機能する弁体１０の中央部１０ｄは軸方向全域に亘っているので、かしめ領域が広くなり、より強固なかしめ固定を行うことができる。尚、舌片部１０ａの形状、配置、数は適宜変更してもよい。
【００３０】
［第３実施形態］
図４は本発明に係るバルブ機構１の第３実施形態を示したものである。ａ図は弁体１０と軸体２０とをかしめ固定する前の斜視図、ｂ図はかしめ固定した後の斜視図を示す。
【００３１】
本実施形態の弁体１０の構成は第２実施形態と同様であるが、軸体２０に係合部２０ａが形成されている点において第２実施形態と異なる。この係合部２０ａは軸体２０の表面に形成された溝状の穴であり、弁体１０の舌片部１０ａと対応する位置に設けられている。弁体１０の中央部１０ｄを軸体２０に巻き付けるようにかしめ固定した上で、弁体１０の舌片部１０ａの先端部を軸体２０の係合部２０ａにかしめ固定すると、ｂ図に示したバルブ機構１が完成する。すなわち、本実施形態においては、弁体１０の舌片部１０ａ及び中央部１０ｄがともにかしめ部１１として機能する。尚、舌片部１０ａと係合部２０ａとのかしめ固定により弁体１０と軸体２０との固定が十分に実現されるなら、弁体１０の中央部１０ｄを軸体２０に巻き付けるようにかしめ固定する必要はなく、例えば中央部１０ｄが断面視で流線型となるように折り曲げることも可能である。
【００３２】
弁体１０の舌片部１０ａの先端部を、軸体２０の係合部２０ａとかしめ固定することにより、かしめ固定をより強固なものとすることができる。また、係合部２０ａの位置に舌片部１０ａの位置が合うように組み付けることになるため、弁体１０の軸体２０に対する位置決めも容易となる。尚、係合部２０ａは、必ずしも舌片部１０ａと同じ数だけ形成する必要はなく、一部の舌片部１０ａのみ係合部２０ａにかしめ固定するようにしてもよい。
【００３３】
［第４実施形態］
図５は本発明に係るバルブ機構１の第４実施形態を示したものである。ａ図は弁体１０と軸体２０とをかしめ固定する前の斜視図、ｂ図はかしめ固定した後の斜視図を示す。
【００３４】
本実施形態は、軸体２０がコの字状の断面形状を有し、軸体２０の軸方向のうち弁体１０の舌片部１０ａと対応する位置に凹状の係合部２０ａが形成されている点において第３実施形態と異なるが、他の点においては第３実施形態と同様である。弁体１０の中央部１０ｄを軸体２０に巻き付けるようにかしめ固定した上で、弁体１０の舌片部１０ａの先端部を軸体２０の係合部２０ａにかしめ固定すると、ｂ図に示したバルブ機構１が完成する。すなわち、本実施形態においては、弁体１０の舌片部１０ａ及び中央部１０ｄがともにかしめ部１１として機能する。
【００３５】
弁体１０の舌片部１０ａの先端部を、軸体２０の係合部２０ａとかしめ固定することにより、かしめ固定をより強固なものとすることができる。また、係合部２０ａの位置に舌片部１０ａの位置が合うように組み付けることになるため、弁体１０の軸体２０に対する位置決めも容易となる。
【００３６】
［第５実施形態］
図６は本発明に係るバルブ機構１の第５実施形態を示したものである。ａ図は弁体１０と軸体２０とをかしめ固定する前の斜視図、ｂ図はかしめ固定する過程の斜視図、ｃ図はかしめ固定した後の斜視図、ｄ図はかしめ固定した後の平面図、ｅ図はかしめ固定した後の断面図を示す。
【００３７】
ａ図に示すように、本実施形態の弁体１０は舌片部を有さず、軸方向と直交する方向の長さが、吸気管３１の断面の同方向の長さのほぼ２倍となっている矩形状の板材である。軸体２０の図中上面の中央部には軸方向に延びる係合溝２０ｂが形成され、図中下面には同じく軸方向に延びる２つの係合溝２０ｃが形成されており、軸体２０の断面形状がＭ字状となるように構成されている。
【００３８】
ｂ図に示すように、弁体１０の軸方向と直交する方向の両端部から概ね１／４の位置で弁体１０の両端部を同じ方向に９０度程度折り曲げた状態において、弁体１０の軸方向と直交する方向における中心線を含む領域である中央部１０ｄを軸体２０の係合溝２０ｂにかしめ固定する。この状態で、弁体１０の両端部１０ｅを軸体２０の係合溝２０ｃにかしめ固定すると、ｃ図〜ｅ図に示したバルブ機構１が完成する。すなわち、本実施形態においては、弁体１０の中央部１０ｄ及び両端部１０ｅがともにかしめ部１１として機能する。
【００３９】
本実施形態のバルブ機構１を構成するためには、弁体１０の寸法を適切に設定しておくのみでよいので、部品点数の増加や材料の準備工程の増加を招来することなく、容易に弁体１０と軸体２０との組み付けを実現することができる。また、ｅ図に示すように、弁体１０の両面を斜面状の流線型部１０ｃとして構成することができるので、吸気管３１を流れる空気の圧力損失をより低減できる。
【００４０】
［第６実施形態］
図７は本発明に係るバルブ機構１の第６実施形態を示したものである。ａ図は弁体１０と軸体２０とをかしめ固定する前の斜視図、ｂ図はかしめ固定した後の斜視図、ｃ図はかしめ固定した後の平面図、ｄ図はかしめ固定した後の断面図を示す。
【００４１】
ａ図に示すように、本実施形態の弁体１０は、第５実施形態と同様に舌片部を有さず、軸方向と直交する方向の長さが、吸気管３１の断面の同方向の長さのほぼ２倍となっている矩形状の板材である。軸体２０は特に係合部等を有さない単なる棒状の部材である。
【００４２】
弁体１０の軸方向と直交する方向の両端部から概ね１／４の位置で、弁体１０の両端部を同じ方向に折り曲げた状態において、弁体１０の中心線を含み軸体２０の幅よりもやや幅広な領域である中央部１０ｄを軸体２０に巻き付けるようにかしめ固定し、弁体１０の両端部１０ｅを軸体２０にかしめ固定すると、ｂ図〜ｄ図に示したバルブ機構１が完成する。すなわち、本実施形態においては、弁体１０の中央部１０ｄ及び両端部１０ｅがともにかしめ部１１として機能する。
【００４３】
本実施形態のバルブ機構１を構成するためには、弁体１０を軸体２０に巻き付けて中央部１０ｄ及び両端部１０ｅをかしめ固定するだけでよいので、事前に弁体１０及び軸体２０に特別な加工を必要とすることなく、容易に弁体１０と軸体２０との組み付けを実現することができる。また、軸体２０に巻き付けた部分以外においては、弁体１０が２枚重なった状態とすることができるので、弁体１０の剛性を向上させることができる。
【００４４】
［第７実施形態］
図８は本発明に係るバルブ機構１の第７実施形態を示したものである。ａ図は弁体１０と軸体２０とをかしめ固定する前の斜視図、ｂ図はかしめ固定した後の斜視図、ｃ図はかしめ固定した後の平面図、ｄ図はかしめ固定した後の断面図を示す。
【００４５】
本実施形態では、弁体１０と軸体２０とのかしめ固定にかしめ部材１２を用いている。弁体１０の所定の位置には、２つのかしめ部材１２を挿通させるための係合孔１０ｆが予め４つ形成されている。かしめ部材１２は、軸体２０の幅以上の長さを有するベルト状の部材であり、弁体１０や軸体２０と同様に金属材であることが望ましいが、他の材料を用いてもよい。
【００４６】
ａ図に示すように、弁体１０の中心線を含む領域である中央部１０ｄを軸体２０に巻き付けるようにかしめ固定した上で、２つのかしめ部材１２の両端部をそれぞれ係合孔１０ｆに挿入した状態でかしめ固定すると、ｂ図〜ｄ図に示したバルブ機構１が完成する。すなわち、本実施形態においては、弁体１０の中央部１０ｄがかしめ部１１として機能するとともに、かしめ部材１２によってもかしめ固定が行われる。
【００４７】
本実施形態のバルブ機構１によれば、ｄ図に示すように、弁体１０のかしめ部１１（中央部１０ｄ）の外側にかしめ部材１２をかしめ固定することによって、弁体１０と軸体２０とのかしめ固定を補強することができる。また、弁体１０及び軸体２０とは別のかしめ部材１２を別に設けることにより、かしめ固定の形態の自由度が大きくなり、かしめ固定の品質向上を図りやすくなる。
【００４８】
図９は、図８に示した２つのかしめ部材１２に代わって、連結部１２ａを有するエの字型の１つのかしめ部材１２を用いた実施例である。この例によれば、かしめ部材１２が外れる方向にかしめ部材１２に負荷が作用しても、その負荷が係合孔１０ｆと係合している部分のみに集中せず、軸体２０と当接している連結部１２ａにも分散されるので、かしめ部材１２が脱落しにくくなる。
【００４９】
［第８実施形態］
図１０は本発明に係るバルブ機構１の第８実施形態を示したものである。ａ図は弁体１０と軸体２０とをかしめ固定した後の斜視図、ｂ図はバルブ機構１をインテークマニホールド３０に配設した状態における１つの吸気管３１を示す図である。
【００５０】
本実施形態の基本構成は、図３に示した第２実施形態と同様であるが、弁体１０の軸方向における端部のうち、かしめ固定により軸体２０と当接する中央部１０ｄ（本発明における「軸部」）の一部を折り返して、吸気管３１の内壁面３１ａと当接する当接部１０ｇを形成してある点において第２実施形態と異なる。
【００５１】
弁体１０に当接部１０ｇを設けることにより、バルブ機構１が軸方向にがたつくことを抑制できる。本実施形態のごとく、当接部１０ｇを円弧状に形成すると、当接部１０ｇと内壁面３１ａとが線接触するので摩擦力を低減でき、バルブ機構１の駆動を妨げることがない。また、本実施形態においては、当接部１０ｇを軸体２０に巻き付けられた中央部１０ｄの端部のうち、ａ図において上面となる位置に設けたが、側面に設けることも可能である。
【００５２】
以上示したいずれの実施形態においても、インテークマニホールド３０にバルブ機構１を配設する手順として、先に弁体１０を軸体２０に組み付けたバルブ機構１を組み立ててもよいし、弁体１０及び軸体２０のうち一方の部材をインテークマニホールド３０の所定位置に配置した状態で、他方の部材をかしめ固定により組み付けてバルブ機構１を組み立てるようにしてもよい。また、かしめ固定の形態は各実施形態に示したものに限定されず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、インテークマニホールドの吸気管に配設されるバルブ機構に限らず、流体の通路に配設されるバルブ機構であれば適用が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１      バルブ機構
１０    弁体
１０ｇ  当接部
１１    かしめ部
１２    かしめ部材
２０    軸体
３１    吸気管（通路）
３１ａ  内壁面
【図１】
2012154474.tif 000003
【図２】
2012154474.tif 000004
【図３】
2012154474.tif 000005
【図４】
2012154474.tif 000006
【図５】
2012154474.tif 000007
【図６】
2012154474.tif 000008
【図７】
2012154474.tif 000009
【図８】
2012154474.tif 000010
【図９】
2012154474.tif 000011
【図１０】
2012154474.tif 000012