(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端を吸気室（１２）に連通させた吸気通路（１４）の途中を前記吸気室（１２）に連通させる状態、ならびに吸気通路（１４）の途中および吸気室（１２）間を遮断する状態を切換えるロータリーバルブ（２０）が、吸気通路構造体（１１）の支持孔（２１）に回動可能に挿入され、一対の環状溝部（４４）ならびに両環状溝部（４４）間を結ぶ一対の直線状溝部（４５）を有してロータリーバルブ（２０）の外周に設けられる装着溝（４３）に、前記支持孔（２１）の内面に外周面が接触することで周方向両端を重合させたリング状となるようにして前記両環状溝部（４４）にそれぞれ嵌合される一対の円弧状シール部（４１）と、それらの円弧状シール部（４１）の外周面と面一となる外側面を有するとともに前記両円弧状シール部（４１）の周方向２箇所を相互に結んで前記両直線状溝部（４５）にそれぞれ嵌合される一対のバー状シール部（４２Ａ，４２Ｂ）とから成る合成樹脂製のシール部材（４０Ａ，４０Ｂ）が装着され、前記両環状溝部（４４）内で前記両円弧状シール部（４１）がリング状となるのに応じて前記バー状シール部（４２Ａ，４２Ｂ）を接触させるシール面（４５ａ）と、ロータリーバルブ（２０）の周方向に沿って前記シール面（４５ａ）とは反対側からバー状シール部（４２Ａ，４２Ｂ）に対向する背部側面（４５ｂ）とが前記両直線状溝部（４５）にそれぞれ形成される可変吸気装置において、
前記両バー状シール部（４２Ａ，４２Ｂ）および前記背部側面（４５ｂ）の相対向面間に隙間を設けると共に、その相対向面の少なくとも一方には、他方側に突出して該相対向面間にラビリンスを形成する突条（４６）がバー状シール部（４２Ａ，４２Ｂ）の長手方向に沿って延びるようにして一体に設けられることを特徴とする、可変吸気装置におけるロータリーバルブのシール構造。
【請求項２】
前記両バー状シール部（４２Ａ，４２Ｂ）の両円弧状シール部（４１）側の両端は薄肉部（４７）として形成され、前記突条（４６）が、前記薄肉部（４７）を除いて両バー状シール部（４２Ａ，４２Ｂ）に突設されることを特徴とする、請求項１記載の可変吸気装置におけるロータリーバルブのシール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変吸気装置におけるロータリーバルブのシール構造に関し、特に、吸気通路構造体における吸気通路の長さを変化させるべく吸気通路構造体に回動可能に支承されるロータリーバルブの外周に、リング状となり得る一対の円弧状シール部と、両円弧状シール部間を結ぶ一対のバー状シール部とを有する合成樹脂製のシール部材が装着されるようにしたロータリーバルブのシール構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかるシール構造は、たとえば米国特許第６１３８６２８号公報等で既に知られており、シール部材を装着するためにロータリーバルブの外周に設けられる装着溝は、シール部材のうち円弧状シール部を嵌合させる一対の環状溝部と、シール部材のうち両バー状シール部を嵌合させる一対の直線状溝部とを有し、円弧状シール部は、その外周面が吸気通路構造体の支持孔内面に接触することでリング状となり、両バー状シール部の外側面は、円弧状シール部の外周面と面一であることから支持孔の内面に弾発接触する。また装着溝のうち両直線状溝部には、両円弧状シール部がリング状となるのに応じてバー状シール部を接触させるシール面と、ロータリーバルブの周方向に沿って前記シール面とは反対側からバー状シール部に対向する背部側面とがそれぞれ形成されており、バー状シール部および前記背部側面の相互対向面は平坦に形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような可変吸気装置はエンジンの吸気系に用いられるものであり、エンジンの吸気脈動での圧力波によってロータリーバルブの周方向に沿う力がシール部材に作用し、シール部材のバー状シール部には、装着溝のうち直線状溝部のシール面に対して近接・離反する方向の力が作用する。これによりバー状シール部がシール面から離反したときに、直線状溝部の背部側面にバー状シール部が近接することになるが、上記従来のものでは、バー状シール部および前記背部側面の相互対向面が平坦に形成されているので、背部側面およびバー状シール部間での空気の流通を阻止することができず、ロータリーバルブの周方向でシール部材のシール効果が低下してしまうことになる。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、吸気脈動での圧力波がシール部材に作用してもロータリーバルブの周方向でのシール部材のシール効果を維持し得るようにした可変吸気装置におけるロータリーバルブのシール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】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、一端を吸気室に連通させた吸気通路の途中を前記吸気室に連通させる状態、ならびに吸気通路の途中および吸気室間を遮断する状態を切換えるロータリーバルブが、吸気通路構造体の支持孔に回動可能に挿入され、一対の環状溝部ならびに両環状溝部間を結ぶ一対の直線状溝部を有してロータリーバルブの外周に設けられる装着溝に、前記支持孔の内面に外周面が接触することで周方向両端を重合させたリング状となるようにして前記両環状溝部にそれぞれ嵌合される一対の円弧状シール部と、それらの円弧状シール部の外周面と面一となる外側面を有するとともに前記両円弧状シール部の周方向２箇所を相互に結んで前記両直線状溝部にそれぞれ嵌合される一対のバー状シール部とから成る合成樹脂製のシール部材が装着され、前記両環状溝部内で前記両円弧状シール部がリング状となるのに応じて前記バー状シール部を接触させるシール面と、ロータリーバルブの周方向に沿って前記シール面とは反対側からバー状シール部に対向する背部側面とが前記両直線状溝部にそれぞれ形成される可変吸気装置において、前記両バー状シール部および前記背部側面の相対向面間に隙間を設けると共に、その相対向面の少なくとも一方には、他方側に突出して該相対向面間にラビリンスを形成する突条がバー状シール部の長手方向に沿って延びるようにして一体に設けられることを特徴とする。
【０００５】
このような請求項１記載の発明の構成によれば、吸気脈動での圧力波によってロータリーバルブの周方向に沿う力がシール部材に作用するのに応じて、シール部材のバー状シール部が直線状溝部のシール面から離反する方向に移動すると、直線状溝部の背部側面に隙間を挟んで対向するバー状シール部が該背部側面に近接することになるが、バー状シール部および背部側面の少なくとも一方に突条が一体に突設されており、バー状シール部および背部側面間の隙間がごく小さくなる上、バー状シール部および背部側面の相対向面間には前記突条によりラビリンスが形成されてシール効果が高められるので、バー状シール部がシール面から離反した状態におけるロータリーバルブおよびバー状シール部間の空気の洩れを極力抑制することができ、ロータリーバルブの周方向でのシール部材のシール効果を高く維持することができる。
【０００６】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記両バー状シール部の両円弧状シール部側の両端は薄肉部として形成され、前記突条が、前記薄肉部を除いて両バー状シール部に突設されることを特徴とし、かかる構成によれば、突条が突設されるバー状シール部の剛性がその長手方向全長にわたって高くなってしまうことを回避し、薄肉部とした両バー状シール部の両端部に充分な可撓性を持たせることで、ロータリーバルブへのシール部材の装着作業を容易とすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。  図１〜図８は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は吸気通路構造体およびロータリーバルブの分解斜視図、図２はエンジンの高速運転状態での吸気通路構造体およびロータリーバルブの縦断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４はエンジンの低、中速運転状態での吸気通路構造体およびロータリーバルブの縦断面図、図５は図４の要部拡大図、図６はシール部材の側面図、図７は図６の７−７線拡大断面図、図８は図５の８部拡大図である
先ず図１および図２において、この可変吸気装置の吸気通路構造体１１は、４気筒エンジンに対応したものであり、合成樹脂から成る複数たとえば３つの接合部材を相互に溶着して構成され、吸気室１２を形成するサージタンク部１３と、吸気室１２に連なる吸気通路１４，１４…をそれぞれ形成するようにして一端がサージタンク部１３に共通に接続される４つの相互に独立した分岐管部１５，１５…と、各分岐管部１５，１５…の他端に共通に連設されるエンジン取付け用フランジ１６とを備える。
【０００８】
各分岐管部１５，１５…の配列方向に沿うサージタンク部１３の一端には大気導入口１７が設けられており、この大気導入口１７には図示しないスロットルボディを介してエアクリーナが接続され、スロットルボディにおけるスロットル開度に対応した量の大気が吸気室１２に導入される。
【０００９】
サージタンク部１３の下部に一端が接続される各分岐管部１５，１５…は、略Ｃ字状に彎曲するように形成されて水平方向に並列配置されており、各分岐管部１５，１５…の他端に共通に連設されるエンジン取付け用フランジ１６がサージタンク部１３の上方に配置される。
【００１０】
図３を併せて参照して、吸気通路構造体１１には、吸気室１２に一端を開口させるとともに他端を吸気通路１４，１４…の途中に開口させるバイパス通路１８…が設けられており、吸気室１２内からバイパス通路１８…および吸気通路１４，１４…を経てエンジンに至るまでの吸気通路長は、吸気室１２内から吸気通路１４，１４…を経てエンジンに至るまでの吸気通路長よりも短く設定される。
【００１１】
エンジン回転数に応じて各バイパス通路１８…の連通・遮断を切換えることにより吸気通路構造体１１における吸気通路長が切換えられるものであり、各バイパス通路１８…の連通・遮断を切換えるロータリーバルブ２０が、吸気通路構造体１１に回動可能に支承される。
【００１２】
吸気通路構造体１１には、バイパス通路１８…の中間部を横切る横断面円形の支持孔２１が設けられており、各バイパス通路１８…に個別に対応した通路孔２２…を有して円柱状に形成されるロータリーバルブ２０が、支持孔２１内に回動可能に挿入される。
【００１３】
ロータリーバルブ２０の軸方向両端には弁軸２３，２４が同軸に固定されており、それらの弁軸２３，２４が吸気通路構造体１１に回動可能に支承される。
【００１４】
前記弁軸２３の一端側にはアーム２６の基端が固定され、アーム２６の先端部に、アクチュエータ２７のロッド２８が連結される。該アクチュエータ２７は、前記弁軸２３，２４の軸線と直交する平面内に作動軸線を有するダイヤフラム式のものであり、エンジン回転数に応じて前記ロッド２８を軸方向に作動させる。而してエンジンの低、中速回転領域では吸気室１２の負圧がアクチュエータ２７に導入され、それに応じてアクチュエータ２７はロッド２８を図３で右動させ、それによりロータリーバルブ２０は、図４で示すように、各バイパス通路１８…を閉じる側に回動する。またエンジンの高速回転領域ではアクチュエータ２７はロッド２８を図３で左動させ、それによりロータリーバルブ２０は、図２および図３で示すように、各バイパス通路１８…を開放する位置に回動する。
【００１５】
アクチュエータ２７が備えるアクチュエータケース２９は、合成樹脂から成るケース部材３０と、該ケース部材３０に締結される合成樹脂製のカバー３１とから成る。アクチュエータケース２９の一部であるケース部材３０は、カバー３１と共働してアクチュエータケース２９を構成すべく椀状に構成されるものであるが、このケース部材３０には、ロッド２８および弁軸２３の連結部を覆って吸気通路構造体１１側に締結されるカバー部３０ａが一体に連設される。
【００１６】
カバー部３０ａは、該カバー部３０ａおよび吸気通路構造体１１間に挟まれる合成樹脂製の取付け板３２を介して吸気通路構造体１１に締結される。而して、カバー部３０ａおよび取付け板３２は、カバー部３０ａおよび取付け板３２に挿通されるとともに吸気通路構造体１１にねじ込まれるようにしたたとえば３本のボルト３３…によって共締めされることで吸気通路構造体１１に締結され、またカバー部３０ａは、たとえば２本のボルト３４…により取付け板３２に締結される。
【００１７】
ところで、ロータリーバルブ２０の回動位置は、弁軸２３の一端側に連結されるアクチュエータ２７に、弁軸２３の軸線に沿う方向の外方側で隣接するように配置される検出器３５で検出されるものであり、該検出器３５は、弁軸２３の一部を覆ってカバー部３０ａに取付けられる。
【００１８】
而して検出器３５は、弁軸２３の一端を覆うようにしてカバー部３０ａに締結される検出器ハウジング３６と、弁軸２３と一体に回動すべく該弁軸２３に取付けられるマグネット等の被検出部３７と、被検出部３７を非接触で検出すべく検出器ハウジング３６内に固定配置されるホールＩＣや磁電変換素子等の検出部３８とを備えるものであり、弁軸２３に接触することなく該弁軸２３の回動位置すなわちロータリーバルブ２０の作動位置を検出可能である。
【００１９】
図５を併せて参照して、ロータリーバルブ２０の外周には、各通路孔２２…毎に１つの合成樹脂から成るシール部材４０Ａ…が装着されるものであり、各シール部材４０…を装着するための装着溝４３…がロータリーバルブ２０の外周に設けられる。
【００２０】
装着溝４３は、通路孔２２をロータリーバルブ２０の軸方向両側から挟む位置に配置される一対の環状溝部４４，４４と、図４および図５で示すようにロータリーバルブ２０がバイパス通路１８を遮断した状態で吸気通路１４の途中側への支持孔２１の開口端を支持孔２１の周方向両側からシールする位置で前記両環状溝部４４，４４間を結ぶ一対の直線状溝部４５，４５とから成る。
【００２１】
図６および図７を併せて参照して、シール部材４０Ａは、支持孔２１の内面に外周面が接触することで周方向両端を重合させたリング状となるようにして前記両環状溝部４４，４４にそれぞれ嵌合される一対の円弧状シール部４１，４１と、それらの円弧状シール部４１，４１の外周面と面一となる外側面を有するとともに前記両円弧状シール部４１，４１の周方向２箇所を相互に結んで前記両直線状溝部４５，４５にそれぞれ嵌合される一対のバー状シール部４２Ａ，４２Ａとから成る。
【００２２】
図８において、直線状溝部４５，４５には、円弧状シール部４１，４１が支持孔２１の内面に外周面を接触させることにより前記両環状溝部４４，４４内でリング状となるのに応じて、バー状シール部４２Ａが接触するシール面４５ａと、ロータリーバルブ２０の周方向に沿って前記シール面４５ａとは反対側からバー状シール部４２Ａに隙間を挟んで対向する背部側面４５ｂとがそれぞれ形成されるものであり、バー状シール部４２Ａおよび背部側面４５ｂの相対向面の少なくとも一方、この実施例ではバー状シール部４２Ａ側の対向面に、背部側面４５ｂ側に突出する３つの突条４６，４６，４６がバー状シール部４２Ａの長手方向に沿って延びるようにして一体に設けられる。
【００２３】
しかも図６で明示するように、両バー状シール部４２Ａ…の両円弧状シール部４１，４１側の両端は薄肉部４７，４７として形成され、突条４６…は、薄肉部４７，４７を除いて両バー状シール部４２Ａ…に突設される。
【００２４】
また図１で明示するように、装着溝４５における環状溝部４４，４４の周方向少なくとも１箇所には係合凹部４８がそれぞれ設けられ、シール部材４０Ａにおける円弧状シール部４１，４１には、係合凹部４８に係合する係合突部４９がそれぞれ一体に設けられる。これによりロータリーバルブ２０の周方向に沿う方向でのシール部材４０Ａの移動が極力抑制される。
【００２５】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、シール部材４０Ａをロータリーバルブ２０の外周の装着溝４３に装着した状態で、ロータリーバルブ２０を吸気通路構造体１１の支持孔２１に挿入すると、シール部材４０Ａにおける両円弧状シール部４１，４１の外周面が支持孔２１の内周面に接触することにより、両円弧状シール部４１，４１は装着溝４３の環状溝部４４，４４内で周方向両端を重合させたリング状となる。
【００２６】
このように円弧状シール部４１，４１がリング状となることにより、シール部材４０Ａの両バー状シール部４２Ａ，４２Ａは、それらのシール部４２Ａ，４２Ａを嵌合させている直線状溝部４５，４５のシール面４５ａ…に接触することになる。すなわち両バー状シール部４２Ａ，４２Ａは、両円弧状シール部４１，４１の外周面とともに支持孔２１の内面の外側面を密接させ、ロータリーバルブ２０の周方向一側で両バー状シール部４２Ａ，４２Ａが直線状溝部４５，４５のシール面４５ａ…に密接することになり、それにより、ロータリーバルブ２０が閉じている状態での該ロータリーバルブ２０の周方向でのロータリーバルブ２０および吸気通路構造体１１間のシールが、一対のバー状シール部４２Ａ，４２Ａでなされることになる。
【００２７】
ところで、エンジンの吸気脈動での圧力波によってロータリーバルブ２０の周方向に沿う力がシール部材４０Ａに作用することがあり、その場合、シール部材４０Ａのバー状シール部４２Ａ，４２Ａには、装着溝４３のうち直線状溝部４５，４５のシール面４５ａ…に対して近接・離反する方向の力が作用する。このためバー状シール部４２Ａがシール面４５ａから離反したときには、直線状溝部４５の背部側面４５ｂにバー状シール部４２Ａが近接することになる。
【００２８】
しかるにバー状シール部４２Ａ，４２Ａには、背部側面４５ｂ…側に突出する３つの突条４６…がバー状シール部４２Ａ，４２Ａの長手方向に沿って延びるようにして一体に設けられている。したがってバー状シール部４２Ａがシール面４５ａから離反する方向に移動して背部側面４５ｂにバー状シール部４２Ａが近接すると、バー状シール部４２Ａおよび背部側面４５ｂ間の隙間がごく小さくなる。したがってバー状シール部４２Ａがシール面４５ａから離反した状態におけるロータリーバルブ２０およびバー状シール部４２Ａ間の空気の洩れを極力抑制することができ、ロータリーバルブ２０の周方向でのシール部材４０Ａのシール効果を高く維持することができる。
【００２９】
しかもこの第１実施例では、３つの突起４６…がバー状シール部４２Ａに突設されており、バー状シール部４２Ａが背部側面４５ｂに近接したときには、バー状シール部４２Ａが背部側面４５ｂ間にラビリンスを形成するようにしてシール効果を高めることができる。
【００３０】
またバー状シール部４２Ａ，４２Ａの両円弧状シール部４１，４１側の両端は薄肉部４７…として形成されており、突条４６…が、前記薄肉部４７…を除いて両バー状シール部４２Ａ，４２Ａに突設されるので、突条４６…が突設されるバー状シール部４２Ａ，４２Ａの剛性がその長手方向全長にわたって高くなってしまうことを回避し、薄肉部４７…とした両バー状シール部４２Ａ，４２Ａの両端部に充分な可撓性を持たせることで、ロータリーバルブ２０へのシール部材４０Ａの装着作業を容易とすることができる。
【００３１】
図９で示す第２実施例のように、シール部材４０Ｂのバー状シール部４２Ｂに２つの突条４６，４６が設けられるようにしてもよい。
【００３２】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３３】
たとえば上記各実施例では、シール部材のバー状シール部に突条が設けられたが、直線状溝部の背部側面にバー状シール部側に突出する突条が設けられてもよく、またバー状シール部および背部側面のいずれにも突条が設けられるようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、合成樹脂製シール部材のバー状シール部とロータリバルブにおける直線状溝部の背部側面との相対向面間に隙間を設けると共に、その相対向面の少なくとも一方には、他方側に突出して該相対向面間にラビリンスを形成する突条がバー状シール部の長手方向に沿って延びるようにして一体に設けられるので、吸気脈動での圧力波によってシール部材のバー状シール部が直線状溝部のシール面から離反する方向に移動しても、バー状シール部および背部側面間の隙間をごく小さくできる上、バー状シール部および背部側面の相対向面間には前記突条によりラビリンスが形成されてシール効果が高められ、これにより、バー状シール部がシール面から離反した状態におけるロータリーバルブおよびバー状シール部間の空気の洩れを極力抑制することができ、ロータリーバルブの周方向でのシール部材のシール効果を高く維持することができる。
【００３５】
また請求項２記載の発明によれば、突条が突設されるバー状シール部の剛性がその長手方向全長にわたって高くなってしまうことを回避し、両バー状シール部の両端部に充分な可撓性を持たせることで、ロータリーバルブへのシール部材の装着作業を容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施例の吸気通路構造体およびロータリーバルブの分解斜視図
【図２】  エンジンの高速運転状態での吸気通路構造体およびロータリーバルブの縦断面図
【図３】  図２の３−３線断面図
【図４】  エンジンの低、中速運転状態での吸気通路構造体およびロータリーバルブの縦断面図
【図５】  図４の要部拡大図
【図６】  シール部材の側面図
【図７】  図６の７−７線拡大断面図
【図８】  図５の８部拡大図
【図９】  第２実施例のシール部材の図７に対応した断面図
【符号の説明】
１１・・・吸気通路構造体
１２・・・吸気室
１４・・・吸気通路
２０・・・ロータリーバルブ
２１・・・支持孔
４０Ａ，４０Ｂ・・・シール部材
４１・・・円弧状シール部
４２Ａ，４２Ｂ・・・バー状シール部
４３・・・装着溝
４４・・・環状溝部
４５・・・直線状溝部
４５ａ・・・シール面
４５ｂ・・・背部側面
４６・・・突条
４７・・・薄肉部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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