DE102016112424A1

DE102016112424A1 - Luftansaugvorrichtung und Ventil

Info

Publication number: DE102016112424A1
Application number: DE102016112424.9A
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki OIWA; Kyohei Ninomiya; Masato Oishi
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2017-01-12
Also published as: US10273871B2; CN106337742A; JP6554949B2; JP2017020364A; US20170009641A1; CN106337742B

Abstract

Eine Luftansaugvorrichtung weist einen Luftansaugkanal und ein Ventil (32) auf, das einen elastisch verformbaren Dichtungsabschnitt (36) aufweist, der in einem seitlichen Endabschnitt (32a) angeordnet ist, und zwischen Strömungspfaden des Luftansaugkanals umschaltet, indem es um eine Drehwelle (31) gedreht wird, wobei der seitliche Endabschnitt des Ventils mit einem gekrümmten seitlichen Endabschnitt (32b, 32c) versehen ist, der sich längs einer Erstreckungsrichtung der Drehwelle von einer Seite des Endabschnitts (C1, C3) zu der anderen Seite des Endabschnitts (C2, C4) erstreckt, während er gekrümmt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft eine Luftansaugvorrichtung und ein Ventil.
HINTERGRUND
Aus dem Stand der Technik ist eine Luftansaugvorrichtung mit einem Ventil, das zum Umschalten zwischen Strömungspfaden eines Luftansaugkanals gedreht werden kann, bekannt (siehe beispielsweise JP 2010-1847A (Dokument 1)).
Das Dokument 1 offenbart eine variable Luftansaugvorrichtung mit einem Luftansaugkanal und einem Ventil, das den Strömungspfad des Luftansaugkanals zwischen einem kurzen Kanal, dessen Länge gering ist, und einem langen Kanal, dessen Länge groß ist, umschaltet. Das Ventil der variablen Luftansaugvorrichtung weist einen rechtwinkligen Ventilkörper mit abgerundeten Ecken und eine Dichtungslippe, die mit einem seitlichen Endabschnitt des rechtwinkligen Ventilkörpers verbunden und aus Gummi hergestellt ist, auf. Genauer gesagt hat der Ventilkörper die Form eines Rechtecks mit vier geraden Seiten und abgerundeten Ecken. Ein seitlicher Endabschnitt der Dichtungslippe ist mit einem Kontaktabschnitt versehen, der so ausgebildet ist, dass er sich von einem Bereich in der Nähe eines seitlichen Endabschnitts des Ventils zu einer Öffnungsrichtung des Ventils erstreckt und in einem Zustand, in dem der Kontaktabschnitt elastisch verformt ist, in Kontakt mit einer Innenwandfläche des Luftansaugkanals ist. Der Kontaktabschnitt kommt mit der Innenwandfläche der Luftansaugöffnung derart in Kontakt, dass ein Zwischenraum zwischen dem Ventil und der Luftansaugöffnung abgedichtet wird. Der Kontaktabschnitt (seitliche Endabschnitt) der Dichtungslippe ist gerade, ausgenommen einen Abschnitt, der den Ecken des Ventils entspricht, so dass der Kontaktabschnitt dem rechtwinkligen Ventilkörper mit den abgerundeten Ecken entspricht.
Nach eingehendem Studium haben die Erfinder herausgefunden, dass die in dem Dokument 1 offenbarte variable Luftansaugvorrichtung das Problem aufweist, dass eine äußere Kraft, die durch das Strömen der Ansaugluft oder dergleichen bewirkt wird, auf den Kontaktabschnitt der Dichtungslippe aufgebracht wird und dann der Kontaktabschnitt verformt wird. Demzufolge wird in der Luftansaugvorrichtung aufgrund eines unzureichenden Kontakts zwischen dem verformten Kontaktabschnitt und dem Luftansaugkanal der Zwischenraum zwischen dem Luftansaugkanal und dem Ventil unzureichend abgedichtet.
ZUSAMMENFASSUNG
Somit besteht ein Bedarf an einer Luftansaugvorrichtung und einem Ventil, die dazu in der Lage sind, eine Verformung eines Dichtungsabschnitts, die durch eine äußere Kraft bewirkt wird, die durch das Strömen von Ansaugluft oder dergleichen hervorgerufen wird, zu verhindern.
Nach weiteren Studien zur Lösung dieser Aufgabe sind die Erfinder zu der folgenden Konfiguration gelangt. Das heißt, eine Luftansaugvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt dieser Offenbarung weist auf: einen Luftansaugkanal; und ein Ventil, das einen elastisch verformbaren Dichtungsabschnitt aufweist, der in einem seitlichen Endabschnitt angeordnet ist, und durch Drehung um eine Drehwelle zwischen Strömungspfaden des Luftansaugkanals umschaltet. Der seitliche Endabschnitt des Ventils ist mit einem gekrümmten seitlichen Endabschnitt versehen, der sich gekrümmt längs einer Erstreckungsrichtung der Drehwelle von einer Endabschnittsseite zu der anderen Endabschnittsseite erstreckt.
Bei der Luftansaugvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt dieser Offenbarung, der vorher beschrieben wurde, ist der seitliche Endabschnitt des Ventils mit dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt versehen, der sich gekrümmt längs der Erstreckungsrichtung der Drehwelle von der einen Endabschnittsseite zu der anderen Endabschnittsseite erstreckt. Aus diesem Grund ist es möglich, das Flächenträgheitsmoment des Dichtungsabschnitts in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt, der gekrümmt ist, im Vergleich zu einem Fall, in dem der seitliche Endabschnitt des Ventils gerade ausgebildet ist, zu erhöhen. Dementsprechend wird ermöglicht, die Verformung des Dichtungsabschnitts in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt, die durch eine äußere Kraft bewirkt wird, die durch das Strömen von Ansaugluft, die durch den Luftansaugkanal strömt, hervorgerufen wird, zu verhindern. Demzufolge ist es möglich, zu verhindern, dass der verformte Dichtungsabschnitt eine unzureichende Dichtung zwischen dem Luftansaugkanal und dem Ventil bewirkt. Zusätzlich dazu ist der gekrümmte seitliche Endabschnitt in einem Abschnitt des seitlichen Endabschnitts des Ventils vorgesehen, der sich längs der Erstreckungsrichtung der Drehwelle von der einen Endabschnittsseite zu der anderen Endabschnittsseite erstreckt. Dementsprechend wird ermöglicht, eine Verformung eines Abschnitts des Dichtungsabschnitts in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt (der längs der Erstreckungsrichtung der Drehwelle positioniert ist und auf den wahrscheinlich eine Kraft, die durch das Strömen eines Fluids bewirkt wird, aufgebracht wird) zu verhindern. Zusätzlich dazu kann, da der Dichtungsabschnitt elastisch verformt werden kann, der Dichtungsabschnitt, der in dem seitlichen Endabschnitt des Ventils angeordnet ist, in engen Kontakt mit dem Luftansaugkanal kommen. Demzufolge wird ermöglicht, dass in der Luftansaugvorrichtung ein Zwischenraum zwischen dem Luftansaugkanal und dem Ventil ausreichend abgedichtet werden kann.
Bei der Luftansaugvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt dieser Offenbarung ist bevorzugt, dass der gekrümmte seitliche Endabschnitt nach außen gekrümmt ist, während er von der Drehwelle beabstandet ist. Damit das Ventil zwischen Strömungspfaden des Luftansaugkanals umschalten kann, muss das Ventil so geformt sein, dass es der Form einer Innenwandfläche des Luftansaugkanals entspricht, so dass das Ventil dazu in der Lage ist, den Luftansaugkanal zu verschließen. Wie vorher beschrieben, kann die Innenwandfläche des Luftansaugkanals nach innen ausgebildet sein, so dass sie dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt entspricht, der nach außen gekrümmt ist. Dementsprechend wird ermöglicht, eine Verringerung des Durchmessers des Strömungspfads (der Querschnittsfläche des Strömungspfads) des Luftansaugkanals zu verhindern, im Gegensatz zu einem Fall, in dem der gekrümmte seitliche Endabschnitt nach innen gekrümmt ist und die Innenwandfläche des Luftansaugkanals nach außen ausgebildet ist, um diesem zu entsprechen. Demzufolge wird ermöglicht, eine Zunahme des Druckverlusts eines durch den Luftansaugkanal strömenden Fluids zu verhindern.
Bei der Luftansaugvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt dieser Offenbarung ist bevorzugt, dass ein Verhältnis des Krümmungsradius des gekrümmten seitlichen Endabschnitts zu einer Breite des Ventils in der Richtung, in der sich die Drehwelle erstreckt, auf Zwei oder weniger eingestellt ist. Bei dieser Konfiguration wird ermöglicht, dass das Flächenträgheitsmoment des Dichtungsabschnitts in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt zuverlässig erhöht werden kann. Demzufolge wird ermöglicht, effektiv zu verhindern, dass eine äußere Kraft eine Verformung des Dichtungsabschnitts in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt bewirkt. Die Wirkungen dieser Konfiguration wurden durch Simulation bestätigt.
Bei der Luftansaugvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt dieser Offenbarung ist bevorzugt, dass das Ventil ferner einen Ventilkörper mit einem körperseitigen Endabschnitt, in dem der Dichtungsabschnitt angeordnet ist, aufweist, und der Dichtungsabschnitt gekrümmt in einem gekrümmten körperseitigen Endabschnitt des Ventilkörpers, der sich gekrümmt längs der Erstreckungsrichtung der Drehwelle erstreckt, in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt des Ventils angeordnet ist. Demzufolge wird ermöglicht, dass die Komplexität der Form des Dichtungsabschnitts verringert werden kann und der gekrümmte seitliche Endabschnitt ohne Weiteres in dem seitlichen Endabschnitt des Ventils ausgebildet werden kann.
Bei der Luftansaugvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt dieser Offenbarung ist bevorzugt, dass das Ventil ferner einen Ventilkörper mit einem körperseitigen Endabschnitt, in dem der Dichtungsabschnitt angeordnet ist, aufweist, der Dichtungsabschnitt einen an dem Ventilkörper befestigten Befestigungsabschnitt und einen verformbaren Abschnitt, der sich von dem Befestigungsabschnitt erstreckt, während er von dem Ventilkörper beabstandet ist, aufweist, und eine Länge des Ventils in einer Drehrichtung an der Stelle des verformbaren Abschnitts kürzer ist als die Länge des Ventils in der Drehrichtung an der Stelle des Befestigungsabschnitts. Bei dieser Konfiguration wird ermöglicht, dass die Fläche des verformbaren Abschnitts verringert werden kann. Dementsprechend wird ermöglicht, dass eine Kraft, die aufgrund des Strömens von Ansaugluft auf den verformbaren Abschnitt aufgebracht wird, verringert werden kann. Demzufolge kann eine wesentliche Verformung des verformbaren Abschnitts verhindert werden. Der verformbare Abschnitt kann daran gehindert werden, in einem Zustand, in dem der verformbare Abschnitt unerwünscht verformt ist, in Kontakt mit der Innenwandfläche des Luftansaugkanals zu kommen. Es wird ermöglicht, dass der Zwischenraum zwischen dem Luftansaugkanal und dem Ventil zuverlässig abgedichtet werden kann.
Ein Ventil gemäß einem zweiten Aspekt dieser Offenbarung kann um eine Drehwelle gedreht werden und weist auf: einen elastisch verformbaren Dichtungsabschnitt, der in einem seitlichen Endabschnitt des Ventils angeordnet ist. Der seitliche Endabschnitt des Ventils ist mit einem gekrümmten seitlichen Endabschnitt versehen, der sich gekrümmt längs einer Erstreckungsrichtung der Drehwelle von einer Endabschnittsseite zu der anderen Endabschnittsseite erstreckt.
Bei dem Ventil gemäß dem zweiten Aspekt dieser Offenbarung, der vorher beschrieben wurde, ist der seitliche Endabschnitt des Ventils mit dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt versehen, der sich gekrümmt längs der Erstreckungsrichtung der Drehwelle von der einen Endabschnittsseite zu der anderen Endabschnittsseite erstreckt. Demzufolge wird ermöglicht, dass eine Verformung des Dichtungsabschnitts in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt verhindert werden kann, die durch eine äußere Kraft bewirkt wird, die durch das Strömen des Fluids hervorgerufen wird.
Die Luftansaugvorrichtung des ersten Aspekts dieser Offenbarung kann die folgenden weiteren Konfigurationen verwenden.
Zusatzbemerkung 1
Bei der Luftansaugvorrichtung des ersten Aspekts dieser Offenbarung ist bevorzugt, dass ein Ventil eine rechtwinklige Form aufweist, und gekrümmte seitliche Endabschnitte jeweils in einem Paar von seitlichen Endabschnitten des rechtwinkligen Ventils ausgebildet sind, die sich längs einer Erstreckungsrichtung einer Drehwelle erstrecken.
Zusatzbemerkung 2
Bei der Luftansaugvorrichtung des ersten Aspekts dieser Offenbarung ist bevorzugt, dass ein Dichtungsabschnitt so geformt ist, dass er von dem seitlichen Endabschnitt des Ventils radial nach außen vorsteht.
Zusatzbemerkung 3
In diesem Fall ist bevorzugt, dass das Ventil ferner einen Ventilkörper mit einem körperseitigen Endabschnitt, in dem der Dichtungsabschnitt angeordnet ist, aufweist, und der Dichtungsabschnitt einen verformbaren Abschnitt aufweist, der von dem seitlichen Endabschnitt des Ventils radial nach außen vorsteht.
Zusatzbemerkung 4
Bei der Luftansaugvorrichtung, bei der das Verhältnis des Krümmungsradius zu einer Breite Zwei oder weniger beträgt, ist bevorzugt, dass das Verhältnis (Krümmungsradius/Breite) des Krümmungsradius des gekrümmten seitlichen Endabschnitts zu der Breite des Ventils in der Richtung, in der sich die Drehwelle erstreckt, auf Eins oder weniger eingestellt ist.
Gemäß den zuvor beschriebenen Aspekten dieser Offenbarung wird ermöglicht, eine Luftansaugvorrichtung und ein Ventil bereitzustellen, die dazu in der Lage sind, eine Verformung eines Dichtungsabschnitts zu verhindern, die durch eine äußere Kraft bewirkt wird, die durch das Strömen von Ansaugluft oder dergleichen hervorgerufen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorhergehenden sowie zusätzlichen Merkmale und Charakteristiken dieser Offenbarung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher werden. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht, die die Gesamtkonfiguration einer Luftansaugvorrichtung einer ersten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt;
2 eine perspektivische Explosionsansicht, die die Gesamtkonfiguration der Luftansaugvorrichtung der ersten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt;
3 einen Schnitt, der einen geschlossenen Zustand eines Ventils der Luftansaugvorrichtung der ersten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt;
4 einen Schnitt, der einen geöffneten Zustand des Ventils der Luftansaugvorrichtung der ersten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt;
5 eine Draufsicht, die das geschlossene Ventil und eine Innenwandfläche der Luftansaugvorrichtung der ersten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt;
6 eine Draufsicht, die das Ventil der Luftansaugvorrichtung der ersten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt;
7 einen Schnitt des Ventils und eines Luftansaugkanals entlang der Linie VII-VII in 5;
8 einen Schnitt des Ventils entlang der Linie VIII-VIII in 5;
9 einen Schnitt des Ventils entlang der Linie IX-IX in 5;
10 eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Seite des Ventils und des Luftansaugkanals der Luftansaugvorrichtung der ersten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt;
11 eine vergrößerte Querschnittsansicht, die die andere Seite des Ventils und des Luftansaugkanals der Luftansaugvorrichtung der ersten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt;
12 einen Schnitt entlang der Linie XII-XII in 10, der einen verformbaren Abschnitt und einen Kontaktabschnitt eines Dichtungsabschnitts der einen Seite zeigt;
13 einen Schnitt entlang der Linie XIII-XIII in 11, der einen verformbaren Abschnitt und einen Kontaktabschnitt eines Dichtungsabschnitts der anderen Seite darstellt;
14 eine graphische Darstellung, die Simulationsergebnisse darstellt;
15 einen Schnitt, der ein Ventil der Luftansaugvorrichtung in einer zweiten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt;
16 eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt eines Dichtungsabschnitts des Ventils der Luftansaugvorrichtung der zweiten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt;
17 eine vergrößerte Querschnittsansicht, die das Ventil und einen Luftansaugkanal der Luftansaugvorrichtung der zweiten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt;
18 eine vergrößerte Querschnittsansicht, die das Ventil und den Luftansaugkanal der Luftansaugvorrichtung der zweiten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt;
19 einen Schnitt, der ein Ventil und einen Luftansaugkanal der Luftansaugvorrichtung eines ersten modifizierten Beispiels der ersten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt; und
20 eine Draufsicht, die ein Ventil eines zweiten modifizierten Beispiels der ersten hierin offenbarten Ausführungsform darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hierin offenbarte Ausführungsformen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Aufbau der Luftansaugvorrichtung
Wie in 1 bis 4 gezeigt, ist eine Luftansaugvorrichtung 100 einer ersten hierin offenbarten Ausführungsform eine Luftansaugvorrichtung, die in einem Vierzylinderreihenmotor 10 (siehe 3 und 4) für ein Auto vorgesehen ist. Die Luftansaugvorrichtung 100 enthält einen Ausgleichsbehälter 1; vier Luftansaugkanäle 2, die von dem Ausgleichsbehälter 1 abzweigen und stromabwärts des Ausgleichsbehälters 1 angeordnet sind; und eine Luftansaugsteuerventilanordnung 3 mit Ventilen 32, die jeweils in den vier Luftansaugöffnungen 2 vorgesehen sind. Die Luftansaugvorrichtung 100 weist einen Luftansaugvorrichtungskörper 101 mit einem Körperabschnitt 101a, der aus Harz besteht, und einem Abdeckungsabschnitt 101b, der aus Harz besteht, auf. Der Körperabschnitt 101a und der Abdeckungsabschnitt 101b werden in einem Zustand, in dem die Luftansaugsteuerventilanordnung 3 in dem Körperabschnitt 101a montiert ist, über Vibrationsschweißen integral verbunden. Wie in 3 und 4 gezeigt, ist die Luftansaugvorrichtung 100 mit einem Zylinderkopf 10a verbunden, und die Luftansaugkanäle 2 sind jeweils über den Zylinderkopf 10a mit den Zylindern verbunden.
Luft, die den Ausgleichsbehälter 1 über ein (nicht gezeigtes) Luftfilter und einen (nicht gezeigten) Drosselkörper erreicht hat, strömt in den Ausgleichsbehälter 1. Jeder der vier Luftansaugkanäle 2 weist einen ersten Kanalabschnitt 21; einen zweiten Kanalabschnitt 22; und einen Auslasskanal 23, der stromaufwärts des ersten Kanalabschnitts 21 und des zweiten Kanalabschnitts 22 positioniert ist, auf und ist mit einem Zylinder des Motors 10 verbunden. Der erste Kanalabschnitt 21 erstreckt sich längs eines indirekten Wegs von dem Ausgleichsbehälter 1 und ist mit dem entsprechenden stromabwärtigen Auslasskanal 23 verbunden. Der zweite Kanalabschnitt 22 ist derart vorgesehen, dass der Ausgleichsbehälter 1 über die Luftansaugsteuerventilanordnung 3 mit dem Auslasskanal 23 verbunden ist. Ein Öffnungsabschnitt 24 ist an einem Verbindungsbereich ausgebildet, in dem der zweite Kanalabschnitt 22 mit dem Auslasskanal 23 verbunden ist.
Aufbau der Luftansaugsteuerventilanordnung
Wie in 2 gezeigt, weist die Luftansaugsteuerventilanordnung 3 eine Drehwelle 3, die aus Metall hergestellt ist und so vorgesehen ist, dass sie durch die vier Luftansaugkanäle 2 geht; vier Ventile 32, die fest an der Drehwelle 31 angebracht sind und die Öffnungsabschnitte 24 jeweils öffnen und verschließen; und einen Aktuator 33, der die Drehwelle 31 dreht, auf.
Wie in 3 gezeigt, werden in einem Zustand, in dem die Ventile 32 geschlossen sind (in einem geschlossenen Zustand), lange Kanäle, die jeweils einen langen Ansaugluftpfad aufweisen, aus den ersten Kanalabschnitten 21 und den Auslasskanälen 23 gebildet. Wie in 4 gezeigt, werden in einem Zustand, in dem die Ventile 32 geöffnet sind (in einem geöffneten Zustand), kurze Kanäle, die jeweils einen kurzen Ansaugluftpfad aufweisen, aus den zweiten Kanalabschnitten 22 und den Auslasskanälen 23 gebildet. Das heißt, die Ventile 32 der Luftansaugsteuerventilanordnung 3 sind so ausgebildet, dass sie in der Lage sind, zwischen Strömungspfaden umzuschalten, durch die Ansaugluft strömt. Die Ventile 32 ermöglichen, dass dem Motor 10 durch Umschalten zwischen den Strömungspfaden gemäß der Motordrehzahl, der Motorlast oder dergleichen eine geeignetere Menge an Ansaugluft zugeführt werden kann.
Aufbau des Ventils
Wie in 2 gezeigt, sind die vier Ventile 32 jeweils in den vier Luftansaugkanälen 2 vorgesehen. Da die gemeinsame Drehwelle 31, die sich in einer Richtung A erstreckt, durch die vier Ventile 32 eingeführt ist und die vier Ventile 32 integral mit der Drehwelle 31 gedreht werden, werden die vier Ventile 32 synchron zueinander geöffnet und geschlossen. Die Ventile 32 sind durch ein Lagerbauteil 34 drehgelagert.
Wenn die Ventile 32 wie in 3 gezeigt in einer Schließrichtung E1 einer Drehrichtung E um die Drehwelle 31 gedreht werden (siehe 7), kommen die Ventile 32 jeweils in Kontakt mit Innenwandflächen 25 der Luftansaugkanäle 2 und werden zu einem geschlossenen Zustand umgeschaltet, in dem Zwischenräume zwischen den Innenwandflächen 25 und den Ventilen 32 abgedichtet sind. Wenn die Ventile 32 wie in 4 gezeigt in einer Öffnungsrichtung E2 der Drehrichtung E gedreht werden, werden die Ventile 32 zu einem geöffneten Zustand umgeschaltet, in dem die Ventile 32 nicht in Kontakt mit den jeweiligen Innenwandflächen 25 kommen. In der Luftansaugvorrichtung 100 kann zwischen der stromaufwärtigen Seite (der Seite des Ausgleichbehälters 1) und der stromabwärtigen Seite (der Seite des Motors 10) der Ventile 32 ein Druckunterschied auftreten. Genauer gesagt kann in einem Fall, in dem Ansaugluft durch die Luftansaugkanäle 2 zu dem Motor 10 strömt, ein Druckunterschied derart auftreten, dass der Druck der stromaufwärtigen Seite in erster Linie höher ist als der Druck der stromabwärtigen Seite. In einem Fall, in dem in den Luftansaugkanälen 2 in einem geschlossenen Zustand Schwankungen auftreten, kann ein Druckunterschied derart auftreten, dass der Druck der stromabwärtigen Seite höher ist als der Druck der stromaufwärtigen Seite. Das Strömen von Ansaugluft erfolgt aufgrund dieser Druckunterschiede.
In einer Schnittansicht weist jedes der Ventile 32 in einem geschlossenen Zustand eine bogenartige Form auf, die der Form des Luftansaugkanals 2 folgt, der gekrümmt verläuft. Aus diesem Grund wird ein Luftansaugwiderstand, der durch die Ventile 32 in einem geschlossenen Zustand bewirkt wird, verringert, und demzufolge wird ermöglicht, eine Zunahme eines Druckverlusts von durch die Luftansaugkanäle 2 strömender Ansaugluft zu verhindern.
Wie in 5 und 6 gezeigt, weist das Ventil 32 in einer Draufsicht eine im Wesentlichen rechtwinklige Form auf. Wie in 6 gezeigt, weist jede von vier Ecken C1 bis C4 (siehe 6) des Ventils 32 eine angerundete Form auf. Das Ventil 32 mit einer im Wesentlichen rechtwinkligen Form weist eine Breite W in der Richtung A einer Erstreckung der Drehwelle 31 auf.
Bei der ersten Ausführungsform erstreckt sich ein seitlicher Endabschnitt 32a (gekrümmter seitlicher Endabschnitt 32b) derart, dass die Ecken C1 und C2 auf einer Seite B1 längs der Richtung A, in der sich die Drehwelle 31 erstreckt, über den seitlichen Endabschnitt 32a miteinander verbunden sind. Der seitliche Endabschnitt 32a ist mit einem Krümmungsradius R1 gekrümmt, der von der Drehwelle 31 beabstandet ist und nach außen zu einer Richtung B1 verläuft. Der gekrümmte seitliche Endabschnitt 32b erstreckt sich von einer Seite einer Ecke C1 des Ventils 32, die auf einer Seite A1 und der Seite B1 positioniert ist, zu einer Ecke auf einer Seite C2 des Ventils 32, die auf einer Seite A2 und der Seite B1 positioniert ist. Die Ecken C1 und C2 sind jeweils Beispiele für „einen Endabschnitt” und „den anderen Endabschnitt”, die in den folgenden Ansprüchen beschrieben sind.
Auf ähnliche Weise erstreckt sich der seitliche Endabschnitt 32a (der gekrümmt seitliche Endabschnitt 32c) derart, dass die Ecken C3 und C4 auf einer Seite B2 längs der Richtung A, in der sich die Drehwelle 31 erstreckt, über den seitlichen Endabschnitt 32a miteinander verbunden sind. Der seitliche Endabschnitt 32a ist mit einem Krümmungsradius R2 gekrümmt, der von der Drehwelle 31 beabstandet ist und nach außen zu einer Richtung B2 verläuft. Der gekrümmte seitliche Endabschnitt 32c erstreckt sich von einer Seite einer Ecke C3 des Ventils 32, die auf der Seite A1 und der Seite B2 positioniert ist, zu einer Seite einer Ecke C4 des Ventils 32, die auf der Seite A2 und der Seite B2 positioniert ist. Die gekrümmten seitlichen Endabschnitte 32b und 32c sind derart ausgebildet, dass die gekrümmten seitlichen Endabschnitte 32b und 32c ausgehend von den abgerundeten Ecken C1 bis C4 kontinuierlich gekrümmt verlaufen. Die Ecken C3 und C4 sind jeweils Beispiele für „einen Endabschnitt” und „den anderen Endabschnitt”, die in den folgenden Ansprüchen beschrieben sind.
Im Gegensatz dazu erstrecken sich die seitlichen Endabschnitte 32a (die seitlichen Endabschnitte 32d, 32e, 32f und 32g) auf beiden Seiten des Ventils 32 in der Richtung A im Wesentlichen gerade längs einer Richtung B, die senkrecht zu der Richtung A ist.
Wie in 5 und 6 gezeigt, weist jedes der Ventile 32 einen Ventilkörper 35, der eine Form einer im Wesentlichen rechtwinkligen Platte aufweist; einen Dichtungsabschnitt 36, der in einem körperseitigen Endabschnitt 35a (siehe 6) des Ventilkörpers 35 vorgesehen ist, der auf der Seite B1 positioniert ist und sich nahe an dem Motor 10 befindet; einen Dichtungsabschnitt 37, der in dem körperseitigen Endabschnitt 35a (siehe 6) des Ventilkörpers 35 vorgesehen ist, der auf der Seite B2 positioniert ist und von dem Motor 10 entfernt ist, auf.
Wie in 6 gezeigt, weist der Ventilkörper 35 in einer Draufsicht dieselbe Form auf wie das Ventil 32. Genauer gesagt weist der Ventilkörper 35 eine im Wesentlichen rechtwinklige Form auf, bei der vier Ecken D1 bis D4 des Ventilkörpers 35 abgerundet sind.
Der körperseitige Endabschnitt 35a (der gekrümmte körperseitige Endabschnitt 35b) erstreckt sich derart, dass die Ecken D1 und D2 auf der Seite B1 längs der Richtung A, in der sich die Drehwelle 31 erstreckt, über den körperseitigen Endabschnitt 35a miteinander verbunden sind. Der körperseitige Endabschnitt 35a ist mit einem vorbestimmten Krümmungsradius gekrümmt, der von der Drehwelle 31 beabstandet ist und nach außen zu der Richtung B1 verläuft. Der gekrümmte körperseitige Endabschnitt 35b erstreckt sich von der Ecke D1 des Ventilkörpers 35, die auf der Seite A1 und der Seite B1 positioniert ist, zu der Ecke D2 des Ventilkörpers 35, die auf der Seite A2 und der Seite B1 positioniert ist. Die Ecken D1 und D2 sind an Positionen positioniert, die jeweils den Ecken C1 und C2 (siehe 6) des Ventils 32 entsprechen.
Auf ähnliche Weise erstreckt sich der körperseitige Endabschnitt 35a (der gekrümmte körperseitige Endabschnitt 35c) derart, dass die Ecken D3 und D4 auf der Seite B2 längs der Richtung A, in der sich die Drehwelle 31 erstreckt, über den körperseitigen Endabschnitt 35a miteinander verbunden sind. Der körperseitige Endabschnitt 35a ist mit einem vorbestimmten Krümmungsradius gekrümmt, der von der Drehwelle 31 beabstandet ist und nach außen zu der Richtung B2 verläuft. Der gekrümmte körperseitige Endabschnitt 35c erstreckt sich von der Ecke D3 des Ventilkörpers 35, die auf der Seite A1 und der Seite B2 positioniert ist, zu der Ecke D4 des Ventilkörpers 35, die auf der Seite A2 und der Seite B2 positioniert ist. Die gekrümmten körperseitigen Endabschnitte 35b und 35c sind derart ausgebildet, dass die gekrümmten körperseitigen Endabschnitte 35b und 35c ausgehend von den abgerundeten Ecken D1 bis D4 kontinuierlich gekrümmt sind. Die Ecken D3 und D4 sind an Positionen positioniert, die jeweils den Ecken C3 und C4 (siehe 6) des Ventils 32 entsprechen.
Im Gegensatz dazu erstrecken sich die körperseitigen Endabschnitte 35a (die seitlichen Endabschnitte 35d, 35e, 35f und 35g) auf beiden Seiten des Ventilkörpers 35 in der Richtung A im Wesentlichen gerade längs der Richtung B, die senkrecht zu der Richtung A ist.
Kontaktabschnitte 35h und 35i sind integral in dem Ventilkörper 35 ausgebildet und jeweils in Kontakt mit den Dichtungsabschnitten 36 und 37. Ein Drehwelleneinführabschnitt 35j, durch den die Drehwelle 31 geht, ist im Wesentlichen im Zentrum des Ventilkörpers 35 in der Richtung B ausgebildet.
Wie in 5 und 7 bis 9 gezeigt, dichten die Dichtungsabschnitte 36 und 37 einen Zwischenraum zwischen der Innenwandfläche 25 und dem Ventil 32 ab, indem sie mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2 in Kontakt sind, wenn das Ventil 32 geschlossen ist. Die Dichtungsabschnitte 36 und 37 sind aus nachgiebigem Gummi oder dergleichen hergestellt, der elastisch verformt werden kann. Die Dichtungsabschnitte 36 und 37 sind jeweils durch Umspritzen in dem körperseitigen Endabschnitt 35a (dem gekrümmten körperseitigen Endabschnitt 35b und den seitlichen Endabschnitten 35d und 35e) des Ventilkörpers 35 auf der Seite B1 und dem körperseitigen Endabschnitt 35a (dem gekrümmten körperseitigen Endabschnitt 35c und den seitlichen Endabschnitten 35f und 35g) auf der Seite B2 ausgebildet.
Bei der ersten Ausführungsform, die in 6 gezeigt ist, weist jeder der Dichtungsabschnitte 36 und 37 eine Form auf, so dass er in einer Draufsicht eine im Wesentlichen vorbestimmte Breite aufweist und eine Form hat, die dem Ventilkörper 35 entspricht. Das heißt, der Dichtungsabschnitt 36 erstreckt sich längs der Richtung A, so dass er dem Ventilkörper 35 entspricht. Der Dichtungsabschnitt 36 weist einen gekrümmten Dichtungsabschnitt 36a, der gekrümmt ist, während er von dem Ventilkörper 35 (der Drehwelle 31) beabstandet ist und nach außen zu der Richtung B1 verläuft, und gerade Dichtungsabschnitte 36b und 36c, die sich im Wesentlichen gerade längs der Richtung B erstrecken, auf. Der gekrümmte seitliche Endabschnitt 32b (siehe 6), der mit dem Krümmungsradius R1 nach außen gekrümmt ist, ist in dem Ventil 32 durch Anordnen des gekrümmten Dichtungsabschnitts 36a des Dichtungsabschnitts 36 in dem gekrümmten körperseitigen Endabschnitt 35b, der nach außen gekrümmt ist, ausgebildet.
Auf ähnliche Weise erstreckt sich, wie in 6 gezeigt, der Dichtungsabschnitt 37 längs der Richtung A, so dass er dem Ventilkörper 35 entspricht. Der Dichtungsabschnitt 37 weist einen gekrümmten Dichtungsabschnitt 37a, der gekrümmt ist, während er von dem Ventilkörper 35 (der Drehwelle 31) beabstandet ist und nach außen zu der Richtung B2 verläuft, und gerade Dichtungsabschnitte 37b und 37c auf, die sich im Wesentlichen gerade längs der Richtung B erstrecken. Der gekrümmte seitliche Endabschnitt 32c (siehe 6), der mit dem Krümmungsradius R2 nach außen gekrümmt ist, ist in dem Ventil 32 durch Anordnen des gekrümmten Dichtungsabschnitts 37a des Dichtungsabschnitts 37 in dem gekrümmten körperseitigen Endabschnitt 35c, der nach außen gekrümmt ist, ausgebildet.
Wie in 10 gezeigt, weist der Dichtungsabschnitt 36 einen Befestigungsabschnitt 36d, der an der Seite B1 des Ventilkörpers 35 befestigt ist; einen verformbaren Abschnitt 36f, der sich von einem Verbindungsabschnitt 36e des Befestigungsabschnitts 36d zu der Schließrichtung E1 erstreckt, während er von dem Ventilkörper 35 beabstandet ist; und einen Kontaktabschnitt 36h, der sich von einem Verbindungsabschnitt 36g (der dem Ventilkörper 35 gegenüberliegend positioniert ist) des verformbaren Abschnitts 36f zu der Öffnungsrichtung E2 erstreckt, auf. Der Befestigungsabschnitt 36d, der verformbare Abschnitt 36f und der Kontaktabschnitt 36h sind über der Gesamtheit eines seitlichen Endabschnitts des Dichtungsabschnitts 36 ausgebildet.
Auf ähnliche Weise weist, wie in 11 gezeigt, der Dichtungsabschnitt 37 einen Befestigungsabschnitt 37d, der an der Seite B2 des Ventilkörpers 35 befestigt ist; einen verformbaren Abschnitt 37f, der sich von einem Verbindungsabschnitt 37e des Befestigungsabschnitts 37d zu der Schließrichtung E1 erstreckt, während er von dem Ventilkörper 35 beabstandet ist; und einen Kontaktabschnitt 37h, der sich von einem Verbindungsabschnitt 37 (der dem Ventilkörper 35 gegenüberliegend positioniert ist) des verformbaren Abschnitts 37f zu der Öffnungsrichtung E2 erstreckt, auf. Der Befestigungsabschnitt 37d, der verformbare Abschnitt 37f und der Kontaktabschnitt 37h sind über der Gesamtheit eines seitlichen Endabschnitts des Dichtungsabschnitts 37 ausgebildet.
Der verformbare Abschnitt 36f und der Kontaktabschnitt 36h des Dichtungsabschnitts 36 und der verformbare Abschnitt 37f und der Kontaktabschnitt 37h des Dichtungsabschnitts 37 sind so ausgebildet, dass sie von den seitlichen Endabschnitten 32a des Ventils 32 (beabstandet von dem Ventilkörper 35) radial nach außen vorstehen.
Wie in 7 bis 9 gezeigt, dichten die Kontaktabschnitte 36h und 37h einen Zwischenraum zwischen dem Ventil 32 und dem Luftansaugkanal 2 ab, indem sie in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2 sind, wenn das Ventil 32 geschlossen ist. Wie in 10 gezeigt, wird, wenn das Ventil 32 geschlossen wird, eine Drehkraft des Ventils 32 auf den Dichtungsabschnitt 36 aufgebracht, und somit werden der verformbare Abschnitt 36f und der Kontaktabschnitt 36h derart um den Verbindungsabschnitt 36g gebogen, dass sie sich annähern. Aus diesem Grund ist der Dichtungsabschnitt 36h in einem Zustand, in dem der Kontaktabschnitt 36h elastisch verformt ist, in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2, und eine Vorbelastungskraft, die durch die elastische Verformung des verformbaren Abschnitts 36f und des Kontaktabschnitts 36h bewirkt wird, wird auf die Innenwandfläche 25 aufgebracht und drückt gegen diese. Auf ähnliche Weise werden, wie in 11 gezeigt, der verformbare Abschnitt 37f und der Kontaktabschnitt 37h des Dichtungsabschnitts 37 ebenfalls derart um den Verbindungsabschnitt 37g gebogen, dass sie sich annähern. Aus diesem Grund ist der Kontaktabschnitt 37h in einem Zustand, in dem der Kontaktabschnitt 37h elastisch verformt ist, in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2, und eine durch die elastische Verformung des verformbaren Abschnitts 37f und des Kontaktabschnitts 37h erzeugte Vorbelastungskraft wird auf die Innenwandfläche 25 aufgebracht und drückt gegen diese. Demzufolge stehen die Kontaktabschnitte 36h und 37h in engem Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2.
Wie in 7 gezeigt, ist ein Begrenzungsabschnitt 36i derart in dem Dichtungsabschnitt 36 ausgebildet, dass er von dem Befestigungsabschnitt 36d zu der Schließrichtung E1 vorsteht. Der Begrenzungsabschnitt 36e begrenzt eine weitere Drehung des Ventils 32 aus einem geschlossenen Zustand des Ventils 32 in die Schließrichtung E1, indem er in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2 kommt, wenn das Ventil 32 geschlossen ist. Demzufolge wird verhindert, dass der Ventilkörper 35 in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 kommt. Im Gegensatz dazu ist in dem Dichtungsabschnitt 37 kein Begrenzungsabschnitt vorgesehen.
Wie in 12 gezeigt, ist der verformbare Abschnitt 36f des gekrümmten Dichtungsabschnitts 36a, der zu der Seite B1 nach außen gekrümmt ist, mit dem Krümmungsradius R1 gekrümmt, der zu der Seite B1 nach außen verläuft. Auf ähnliche Weise ist, wie in 13 gezeigt, der verformbare Abschnitt 37f des gekrümmten Dichtungsabschnitts 37a, der zu der Seite B2 nach außen gekrümmt ist, ebenfalls mit dem Krümmungsradius R2 gekrümmt, der zu der Seite B2 nach außen verläuft.
Wie in 10 gezeigt, wird, wenn Ansaugluft von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite durch den Strömungspfad des Luftansaugkanals 2 strömt, eine durch den Druck der strömenden Ansaugluft bewirkte Kraft auf den gekrümmten Dichtungsabschnitt 36a des Dichtungsabschnitts 36, der sich in der Richtung A längs der Drehwelle 31 erstreckt, aufgebracht, so dass der verformbare Abschnitt 36f um den Verbindungsabschnitt 36e zwischen dem Befestigungsabschnitt 36d und dem verformbaren Abschnitt 36f zu der Öffnungsrichtung E2 gebogen wird. Diese Kraft wird unmittelbar vor einem Schließen des Ventils 32 aufgebracht. Demzufolge ist es wahrscheinlich, dass sich der Dichtungsabschnitt 36 wie durch eine Linie mit einem langen und zwei kurzen Strichen in 10 gezeigt verformt. Da jedoch der verformbare Abschnitt 36f des gekrümmten Dichtungsabschnitts 36a wie in 12 gezeigt nach außen gekrümmt ist, weist der verformbare Abschnitt 36f ein hohes Flächenträgheitsmoment auf. Demzufolge wird eine Verformung des verformbaren Abschnitts 36f des gekrümmten Dichtungsabschnitts 36a verhindert.
Auf ähnliche Weise wird, wie in 11 gezeigt, wenn Ansaugluft aufgrund von Schwankungen in dem Luftansaugkanal 2 von der stromabwärtigen Seite zu der stromaufwärtigen Seite durch den Strömungspfad des Luftansaugkanals 2 strömt, eine Kraft, die durch eine Druckschwankung bewirkt wird, auf den gekrümmten Dichtungsabschnitt 37a des Dichtungsabschnitts 37, der sich längs der Drehwelle 31 in der Richtung A erstreckt, aufgebracht, so dass der verformbare Abschnitt 37f um den Verbindungsabschnitt 37e zwischen dem Befestigungsabschnitt 37d und dem verformbaren Abschnitt 37f zu der Öffnungsrichtung E2 verformt wird. Diese Kraft wird unmittelbar vor dem Schließen des Ventils 32 aufgebracht. Demzufolge ist es wahrscheinlich, dass der Dichtungsabschnitt 37 wie durch eine andere Linie mit einem langen und zwei kurzen Strichen in 11 gezeigt verformt wird. Da jedoch der verformbare Abschnitt 37f des gekrümmten Dichtungsabschnitts 37a wie in 13 gezeigt nach außen gekrümmt ist, weist der verformbare Abschnitt 37f ein hohes Flächenträgheitsmoment auf. Demzufolge wird eine Verformung des verformbaren Abschnitts 37f des gekrümmten Dichtungsabschnitts 37a verhindert.
Um das Flächenträgheitsmoment der verformbaren Abschnitte 36f und 37f ausreichend zu erhöhen, werden ein Verhältnis (Krümmungsradius R1/Breite W) zwischen dem Krümmungsradius R1 des gekrümmten seitlichen Endabschnitts 32b und der Breite W (siehe 6) des Ventils 32 in der Richtung A der Erstreckung der Welle 31 und ein Verhältnis (Krümmungsradius R2/Breite W) zwischen dem Krümmungsradius R2 des gekrümmten seitlichen Endabschnitts 32c und der Breite W des Ventils 32 in der Richtung A bevorzugt auf annähernd Zwei oder weniger eingestellt, bevorzugter auf annähernd Eins oder weniger. Beispielsweise werden in einem Fall, in dem die Breite W des Ventils 32 in der Richtung A annähernd 50 mm ist, der Krümmungsradius R1 und der Krümmungsradius R2 bevorzugt auf annähernd 100 mm oder weniger, noch bevorzugter auf annähernd 50 mm oder weniger eingestellt.
Wie in 5 gezeigt, ist die Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2 derart ausgebildet, dass die Dichtungsabschnitte 36 und 37 des Ventils 32 in Kontakt mit der Innenwandfläche 35 stehen können. Das heißt, eine Innenwandfläche (gekrümmte Innenwandfläche 25a) eines Abschnitts des Luftansaugkanals 2, die dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32b, der auf der Seite B1 positioniert ist und nach außen gekrümmt ist, entspricht, ist nach innen gekrümmt, das heißt, zu der Seite B1 vertieft, so dass sie dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32b entspricht. Auf ähnliche Weise ist eine Innenwandfläche (gekrümmte Innenwandfläche 25b) eines Abschnitts des Luftansaugkanals 2, der dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32c entspricht, der auf der Seite B2 positioniert und nach außen gekrümmt ist, nach innen gekrümmt, das heißt, zu der Seite B2 vertieft, so dass sie dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32c entspricht. Wie in 7 gezeigt, ist ein flacher Abschnitt 25c in der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2 ausgebildet, und wenn das Ventil 32 geschlossen ist, ist der Begrenzungsabschnitt 36i des Dichtungsabschnitts 36 in Kontakt mit dem flachen Abschnitt 25c.
Simulation
Eine Simulation, in der eine Beziehung zwischen dem Verhältnis des Krümmungsradius R zu der Breite W und dem Flächenträgheitsmoment des Ventils 32 für die erste Ausführungsform erhalten wird, wird im Folgenden beschrieben.
In der Simulation wurde beispielsweise das Flächenträgheitsmoment in einem Fall erhalten, in dem das Verhältnis des Krümmungsradius R zu der Breite W des Ventils 32 mit den gekrümmten seitlichen Endabschnitten 32b und 32c der ersten Ausführungsform geändert wurde. In einem Vergleichsbeispiel wurde das Flächenträgheitsmoment (das heißt, mit einem unendlichen Krümmungsradius) eines Ventils ohne gekrümmte seitliche Endabschnitte erhalten. Simulationsergebnisse sind durch eine graphische Darstellung in 14 gezeigt. Der Wert des Flächenträgheitsmoments des Vergleichsbeispiels, der in 14 gezeigt ist, steht in keinem Zusammenhang mit dem Wert des Verhältnisses des Krümmungsradius R zu der Breite W in der graphischen Darstellung.
Anhand der in 14 gezeigten Simulationsergebnisse wurde bestätigt, dass das Flächenträgheitsmoment (durchgezogene Linie) in dem Beispiel höher war als das (gestrichelte Linie) des Vergleichsbeispiels. Zusätzlich dazu wurde bestätigt, dass, wenn das Verhältnis des Krümmungsradius R zu der Breite W Vier oder weniger betrug, das Flächenträgheitsmoment exponentiell zunahm. Es wurde insbesondere bestätigt, dass in einem Fall, in dem das Verhältnis des Krümmungsradius R zu der Breite W Zwei oder weniger betrug, das Flächenträgheitsmoment annähernd das Doppelte oder mehr des Vergleichsbeispiels betrug, und in einem Fall, in dem das Verhältnis des Krümmungsradius zu der Breite W Eins oder weniger war, das Flächenträgheitsmoment annähernd das Vierfache oder mehr des Vergleichsbeispiels betrug. Demzufolge wurde bestätigt, dass in einem Fall, in dem das Verhältnis des Krümmungsradius R1 zu der Breite W und das Verhältnis des Krümmungsradius R2 zu der Breite W auf Zwei oder weniger eingestellt wurden, der verformbare Abschnitt 36f des Dichtungsabschnitts 36 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32b und der verformbare Abschnitt 37f des Dichtungsabschnitts 37 in dem gekrümmten seitlichen Abschnitt 32c mit geringer Wahrscheinlichkeit erheblich durch eine äußere Kraft verformt würden, und in einem Fall, in dem das Verhältnis des Krümmungsradius R1 zu der Breite W und das Verhältnis des Krümmungsradius R2 zu der Breite W auf Eins oder weniger eingestellt wurden, der verformbare Abschnitt 36f des gekrümmten seitlichen Endabschnitts 32b und der verformbare Abschnitt 37f des gekrümmten seitlichen Abschnitts 32c mit geringer Wahrscheinlichkeit effektiv durch eine äußere Kraft verformt würden.
Wirkungen der ersten Ausführungsform
Bei der ersten Ausführungsform können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
Bei der ersten Ausführungsform ist der seitliche Endabschnitt 32a des Ventils 32 mit dem gekrümmten seitlichen Abschnitt 32b versehen, der sich von der Seite der Ecke C1 zu der Seite der Ecke C2 längs der Richtung A einer Erstreckung der Drehwelle 31 erstreckt, während er gekrümmt ist, sowie mit dem gekrümmten seitlichen Abschnitt 32c, der sich von der Seite der Ecke C3 zu der Seite der Ecke C4 längs der Richtung A einer Erstreckung der Drehwelle 31 erstreckt, während er gekrümmt ist. Aus diesem Grund wird ermöglicht, dass das Flächenträgheitsmoment des Dichtungsabschnitts 36 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32b, der gekrümmt ist, und des Dichtungsabschnitts 37 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32c, der gekrümmt ist, im Vergleich zu einem Fall, in dem die seitlichen Endabschnitte 32a des Ventils 32 gerade ausgebildet sind, erhöht werden kann. Dementsprechend kann eine Robustheit verbessert werden, indem eine Verformung des Dichtungsabschnitts 36 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32b und eine Verformung des Dichtungsabschnitts 37 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32c, die durch eine äußere Kraft bewirkt werden, die durch den Strom von Ansaugluft (Fluid), die durch den Luftansaugkanal 2 strömt, hervorgerufen wird, verhindert werden. Demzufolge wird ermöglicht, zu verhindern, dass die verformten Dichtungsabschnitte 36 und 37 eine unzureichende Dichtung zwischen dem Luftansaugkanal 2 und dem Ventil 32 bewirken.
Bei der ersten Ausführungsform ist der gekrümmte seitliche Endabschnitt 32b in einem Abschnitt des seitlichen Abschnitts 32a des Ventils 32 vorgesehen, der sich von der Seite der Ecke C1 zu der Seite der Ecke C2 längs der Richtung A einer Erstreckung der Drehwelle 31 erstreckt. Der gekrümmte seitliche Endabschnitt 32c ist in einem Abschnitt des seitlichen Endabschnitts 32a des Ventils 32 vorgesehen, der sich von der Seite der Ecke C3 zu der Seite der Ecke C4 längs der Richtung A erstreckt. Demzufolge wird ermöglicht, dass eine Verformung eines Abschnitts (der längs der Richtung A einer Erstreckung der Drehwelle 31 positioniert ist und auf den wahrscheinlich eine durch das Strömen des Fluids bewirkte Kraft aufgebracht wird) des Dichtungsabschnitts 36 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32b verhindert werden kann und eine Verformung eines Abschnitts (der längs der Richtung A einer Erstreckung der Drehwelle 31 positioniert ist und auf den wahrscheinlich eine durch das Strömen des Fluids bewirkte Kraft aufgebracht wird) des Dichtungsabschnitts 37 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32c verhindert werden kann.
Bei der ersten Ausführungsform können, da die Dichtungsabschnitte 36 und 37 elastisch verformt werden können, die Dichtungsabschnitte 36 und 37, die in den seitlichen Endabschnitten 32a des Ventils 32 angeordnet sind, in engen Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2 kommen. Demzufolge wird ermöglicht, dass bei der Luftansaugvorrichtung 100 der Zwischenraum zwischen dem Luftansaugkanal 2 und dem Ventil 32 ausreichend abgedichtet werden kann.
Bei der ersten Ausführungsform sind die gekrümmten seitlichen Endabschnitte 32b und 32c jeweils gekrümmt, während sie von der Drehwelle 31 beabstandet sind und nach außen zu der Richtung B1 und der Richtung B2 verlaufen. Aus diesem Grund können die gekrümmten Innenwandflächen 25a und 25b des Luftansaugkanals 2 nach innen ausgebildet sein, so dass sie jeweils den gekrümmten seitlichen Endabschnitten 32b und 32c entsprechen. Dementsprechend wird ermöglicht, eine Verringerung des Durchmessers des Strömungspfads (der Querschnittsfläche des Strömungspfads) des Luftansaugkanals 2 zu verhindern, im Gegensatz zu einem Fall, in dem jeder gekrümmte seitliche Endabschnitt nach innen gekrümmt ist und die Innenwandfläche des Luftansaugkanals nach außen ausgebildet ist, um demselben zu entsprechen. Demzufolge kann eine Zunahme des Druckverlusts des Fluids (Ansaugluft), das durch den Luftansaugkanal 2 strömt, verhindert werden.
Bei der ersten Ausführungsform werden das Verhältnis des Krümmungsradius R1 zu der Breite W und das Verhältnis des Krümmungsradius R2 zu der Breite W auf annähernd Zwei oder weniger eingestellt. Bei dieser Konfiguration wird ermöglicht, dass das Flächenträgheitsmoment des Dichtungsabschnitts 36 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32b und das Flächenträgheitsmoment des Dichtungsabschnitts 37 in dem gekrümmten seitlichen Abschnitt 32c zuverlässig erhöht werden können. Demzufolge kann effektiv verhindert werden, dass eine äußere Kraft eine Verformung des Dichtungsabschnitts 36 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32b und eine Verformung des Dichtungsabschnitts 37 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32c bewirkt.
Bei der ersten Ausführungsform ist der Dichtungsabschnitt 36 gekrümmt in dem gekrümmten körperseitigen Endabschnitt 35b des Ventilkörpers 35 angeordnet, der sich gekrümmt längs der Richtung A einer Erstreckung der Drehwelle 31 erstreckt. Der Dichtungsabschnitt 37 ist gekrümmt in dem gekrümmten körperseitigen Endabschnitt 35c des Ventilkörpers 35 angeordnet, der sich gekrümmt längs der Richtung A erstreckt. Demzufolge wird ermöglicht, dass eine Komplexität der Formen der Dichtungsabschnitte 36 und 37 verringert werden kann und die gekrümmten seitlichen Endabschnitte 32b und 32c ohne Weiteres in den seitlichen Endabschnitten 32a des Ventils 32 ausgebildet werden können.
Bei der ersten Ausführungsform sind die gekrümmten seitlichen Endabschnitte 32b und 32c jeweils in einem Paar der seitlichen Endabschnitte 32a des rechtwinkligen Ventils 32 ausgebildet, die sich längs der Richtung A einer Erstreckung der Drehwelle 31 erstrecken. Aus diesem Grund können die jeweiligen gekrümmten seitlichen Endabschnitte 32b und 32c mit einem hohen Flächenträgheitsmoment in dem Paar von seitlichen Endabschnitten 32a des rechteckeigen Ventils 32 vorgesehen werden, die mit größter Wahrscheinlichkeit Druck von dem Fluid (Ansaugluft) aufnehmen und sich längs der Richtung A der Erstreckung der Drehwelle 31 erstrecken. Demzufolge wird ermöglicht, zu verhindern, dass eine äußere Kraft eine Verformung des Dichtungsabschnitts 36 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32b, der wahrscheinlich Druck aufnimmt, und eine Verformung des Dichtungsabschnitts 37 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32c, der wahrscheinlich Druck aufnimmt, bewirkt.
Bei der ersten Ausführungsform sind sowohl der verformbare Abschnitt 36f des Dichtungsabschnitts 36 als auch der verformbare Abschnitt 37f des Dichtungsabschnitts 37 so ausgebildet, dass sie von den seitlichen Endabschnitten 32a des Ventils 32 radial nach außen vorstehen. Selbst wenn die verformbaren Abschnitte 36f und 37f vorgesehen sind, die mit großer Wahrscheinlichkeit verformt werden, da sich der verformbare Abschnitt 36f und der verformbare Abschnitt 37f derart erstrecken, dass sie von den seitlichen Endabschnitten 32a des Ventils 32 radial nach außen vorstehen, können, da die gekrümmten seitlichen Endabschnitte 32b und 32c, die gekrümmt sind, vorgesehen sind, das Flächenträgheitsmoment des verformbaren Abschnitts 36f in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32b und das Flächenträgheitsmoment des verformbaren Abschnitts 37f in dem gekrümmten seitlichen Abschnitt 32c erhöht werden. Demzufolge wird ermöglicht, zu verhindern, dass eine äußere Kraft eine Verformung des verformbaren Abschnitts 36f in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32b und eine Verformung des verformbaren Abschnitts 37f in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32c bewirkt.
Bei der ersten Ausführungsform sind das Verhältnis des Krümmungsradius R1 zu der Breite W und das Verhältnis des Krümmungsradius R2 zu der Breite W auf annähernd Eins oder weniger eingestellt. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, das Flächenträgheitsmoment des Dichtungsabschnitts 36 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32b und das Flächenträgheitsmoment des Dichtungsabschnitts 37 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 32c zuverlässig zu erhöhen. Demzufolge wird ermöglicht, dass effektiver verhindert werden kann, dass eine äußere Kraft eine Verformung des Dichtungsabschnitts 36 des gekrümmten seitlichen Endabschnitts 32b und eine Verformung des Dichtungsabschnitts 37 des gekrümmten seitlichen Endabschnitts 32c bewirkt.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird die Konfiguration eines Ventils 132 einer zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 15 bis 18 beschrieben. Bei dem Ventil 132 der zweiten Ausführungsform unterscheiden sich die Formen der Dichtungsabschnitte 136 und 137 von denen der Dichtungsabschnitte 36 und 37 der ersten Ausführungsform. Dieselben Bezugszeichen werden für dieselben Elemente der Konfiguration wie in der ersten Ausführungsform verwendet, und die Beschreibung derselben wird weggelassen.
Aufbau des Ventils
Wie in 15 gezeigt, weist das Ventil 132 der zweiten Ausführungsform den Ventilkörper 35; den Dichtungsabschnitt 136, der in dem körperseitigen Endabschnitt 35a des Ventils 35, der auf der Seite B1 positioniert ist; und den Dichtungsabschnitt 137, der in dem körperseitigen Endabschnitt 35a des Ventilkörpers 35, der auf der Seite B2 positioniert ist, vorgesehen ist, auf.
Die Dichtabschnitte 136 und 137 dichten einen Zwischenraum zwischen der Innenwandfläche 25 und dem Ventil 132 dadurch ab, dass sie in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 (siehe 17 und 18) des Luftansaugkanals 2 sind, wenn das Ventil 132 geschlossen ist. Die Dichtungsabschnitte 136 und 137 bestehen aus nachgiebigem Gummi oder dergleichen, der elastisch verformt werden kann.
Bei der zweiten Ausführungsform ist ein verformbarer Abschnitt 136e, der elastisch verformt werden kann, in dem gekrümmten Dichtungsabschnitt 36a des Dichtungsabschnitts 136 vorgesehen und erstreckt sich von dem Befestigungsabschnitt 36d, während er von dem Ventilkörper 35 beabstandet ist. Auf ähnliche Weise ist ein verformbarer Abschnitt 137e, der elastisch verformt werden kann, in dem gekrümmten Dichtungsabschnitt 37a des Dichtungsabschnitts 137 vorgesehen und erstreckt sich von dem Befestigungsabschnitt 37d, während er von dem Ventilkörper 35 beabstandet ist.
Wie in 16 gezeigt, weist der verformbare Abschnitt 136e einen ersten verformbaren Abschnitt 136f; einen zweiten verformbaren Abschnitt 136g; und einen dritten verformbaren Abschnitt 136h auf. Der erste verformbare Abschnitt 136f erstreckt sich von dem Befestigungsabschnitt 36d, während er von dem Ventilkörper 35 beabstandet ist. Der zweite verformbare Abschnitt 136g erstreckt sich von dem verformbaren Abschnitt 136e zu einer Seite (Schließrichtung und Seite E1) in einer Drehrichtung (Richtung E). Der dritte verformbare Abschnitt 136h erstreckt sich von dem zweiten verformbaren Abschnitt 136g zu der anderen Seite (Öffnungsrichtung und Seite E2) in der Richtung E, während er von dem Ventilkörper 35 beabstandet ist. Demzufolge ist der verformbare Abschnitt 136e in zwei Stufen gebogen, so dass der zweite verformbare Abschnitt 136g und der dritte verformbare Abschnitt 136h so miteinander verbunden sind, dass sie eine gebogene Form bilden. Wenn das Ventil 132 geschlossen ist, ist der dritte verformbare Abschnitt 136 in einem Zustand, in dem der verformbare Abschnitt 136e verformt ist, in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2.
Auf ähnliche Weise weist der verformbare Abschnitt 137e einen ersten verformbaren Abschnitt 137f; einen zweiten verformbaren Abschnitt 137g; und einen dritten verformbaren Abschnitt 137h auf. Der erste verformbare Abschnitt 137f erstreckt sich von dem Befestigungsabschnitt 37d, während er von dem Ventilkörper 35 beabstandet ist. Der zweite verformbare Abschnitt 137g erstreckt sich von dem verformbaren Abschnitt 137e zu der einen Seite (Schließrichtung und Seite E1) in der Drehrichtung (der Richtung E). Der dritte verformbare Abschnitt 137h erstreckt sich von dem zweiten verformbaren Abschnitt 137g zu der anderen Seite (Öffnungsrichtung und Seite E2) in der Richtung E, während er von dem Ventilkörper 35 beabstandet ist. Demzufolge ist der verformbare Abschnitt 137 in zwei Stufen gebogen, so dass der zweite verformbare Abschnitt 137g und der dritte verformbare Abschnitt 137h so miteinander verbunden sind, dass sie eine gebogene Form bilden. Wenn das Ventil 132 geschlossen ist, ist der dritte verformbare Abschnitt 137h in einem Zustand, in dem der verformbare Abschnitt 137e verformt ist, in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2. Da die Konfiguration des verformbaren Abschnitts 137e des Dichtungsabschnitts 137 dieselbe wie die des verformbaren Abschnitts 136e des Dichtungsabschnitts 136 ist, wie in 15 und 16 gezeigt, wird lediglich der verformbare Abschnitt 136e im Einzelnen beschrieben, und eine detaillierte Beschreibung des verformbaren Abschnitts 137e wird weggelassen.
Wie in 16 gezeigt, weist der erste verformbare Abschnitt 136f eine Länge L1 weg von dem Ventilkörper 35 und eine Dicke t1 in Richtung E auf. Der zweite verformbare Abschnitt 136g weist eine Länge L2 in der Richtung E auf. Eine Seite eines ersten verformbaren Abschnitts 136f des zweiten verformbaren Abschnitts 136g weist eine Dicke t2 weg von dem Ventilkörper 35 auf.
Bei der zweiten Ausführungsform ist die Summe aus der Länge L2 und der Dicke t1 (= L2 + t1) kleiner als eine Länge L3 des Ventils 132 an der Position des Befestigungsabschnitts 36d. Aus diesem Grund kann in dem verformbaren Abschnitt 136e eine Fläche S1 von E1-seitigen Flächen des zweiten verformbaren Abschnitts 136g und des dritten verformbaren Abschnitts 136a, die von dem Befestigungsabschnitt 36d beabstandet sind, verringert werden. Die Summe aus der Länge L2 und der Dicke t1 ist bevorzugt kleiner als etwa zwei Drittel der Länge L3. Die Summe aus der Länge L2 und der Dicke t1 beträgt bevorzugt etwa das Drei- bis Fünffache der Dicke t2.
Der erste verformbare Abschnitt 136f und der zweite verformbare Abschnitt 136g sind so ausgebildet, dass sie senkrecht zueinander sind. Demzufolge ist es möglich, den zweiten verformbaren Abschnitt 136g und den dritten verformbaren Abschnitt 136h ohne Weiteres in dem Dichtungsabschnitt 136 auszubilden. Zusätzlich dazu wird im Vergleich zu einem Fall, in dem ein Winkel zwischen dem ersten verformbaren Abschnitt 136f und dem zweiten verformbaren Abschnitt 136g ein stumpfer Winkel ist, ermöglicht, zu verhindern, dass der dritte verformbare Abschnitt 136h in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2 kommt, bevor das Ventil 132 geschlossen ist. Demzufolge wird ermöglicht, einen Fall zu verhindern, in dem der verformbare Abschnitt 136e derart zusammengerollt wird, dass eine Seitenfläche (die so positioniert ist, dass sie dem Ventilkörper 35 zugewandt ist) des zweiten verformbaren Abschnitts 136g in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 kommt, während der dritte verformbare Abschnitt 136h nicht in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 kommt. Demzufolge kann der Dichtungsabschnitt 136 in ausreichenden Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2 kommen.
Die Länge L1 weg von dem Ventilkörper 35 beträgt bevorzugt etwa das Zwei- bis Vierfache der Dicke t2. Aus diesem Grund kann der verformbare Abschnitt 136h sich der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2 ausreichend nähern. Demzufolge ist der dritte verformbare Abschnitt 136h dazu in der Lage, zuverlässiger in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2 zu kommen.
Der zweite verformbare Abschnitt 136g ist konisch, so dass die Dicke eines E1-seitigen Abschnitts des zweiten verformbaren Abschnitts 136g verringert ist. Aus diesem Grund kann während des Schließens des Ventils 132 verhindert werden, dass ein E1-seitiger Endabschnitt des zweiten verformbaren Abschnitts 136g in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2 kommt, bevor das Ventil 132 geschlossen ist. Demzufolge kann ein Fall verhindert werden, in dem der Dichtungsabschnitt 136 von dem E1-seitigen Endabschnitt des zweiten verformbaren Abschnitts 136g derart zusammengerollt wird, dass die Seitenfläche (die so positioniert ist, dass sie dem Ventilkörper 35 zugewandt ist) des zweiten verformbaren Abschnitts 136g in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 kommt, während der dritte verformbare Abschnitt 136h nicht in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 kommt.
Zusätzlich dazu ist ein Winkel θ zwischen der E1-seitigen Fläche des zweiten verformbaren Abschnitts 136g und der E1-seitigen Fläche des dritten verformbaren Abschnitts 136h auf einen stumpfen Winkel (weniger als 180 Grad) eingestellt. Demzufolge kann verhindert werden, dass Variationen der Abmessung oder dergleichen einen unzureichenden Kontakt zwischen dem dritten verformbaren Abschnitt 136h und der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2 bewirken, wenn das Ventil 132 geschlossen wird.
Eine Vorstehlänge L4 des dritten verformbaren Abschnitts 136h, die eine Abmessung von dem zweiten verformbaren Abschnitt 136g in einer Richtung ist, in der der dritte verformbare Abschnitt 136h von dem Ventilkörper 35 beabstandet ist, ist so eingestellt, dass sie beträchtlich kleiner als die Länge L1 ist. Demzufolge kann eine Fläche S2 einer E2-seitigen Fläche des dritten verformbaren Abschnitts 136h verringert werden.
Kontakt des Ventils
Wie in 17 und 18 gezeigt, strömt während des Schließens des Ventils 132 aufgrund des Druckunterschieds zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Ventils 132 eine große Menge an Ansaugluft zu dem verformbaren Abschnitt 136e, unmittelbar bevor der Dichtungsabschnitt 136 in Kontakt mit dem Luftansaugkanal 2 kommt. In diesem Fall ist es wahrscheinlich, dass ein durch das Strömen von Ansaugluft bewirkter Druck auf den gekrümmten Dichtungsabschnitt 36a des Dichtungsabschnitts 136 und den gekrümmte Dichtungsabschnitt 37a des Dichtungsabschnitts 137 aufgebracht wird. Insbesondere wird eine große Kraft, die das Umdrehen der Dichtungsabschnitte 136 und 137 bewirkt, auf eine Region (eine stromaufwärtige Region in einem Fall, in dem die stromabwärtige Seite wie in 17 gezeigt einen negativen Druck aufweist, und eine stromabwärtige Region in einem Fall, in dem die stromaufwärtige Seite wie in 18 gezeigt einen negativen Druck aufweist) (mit der die strömende Ansaugluft kollidiert) des gekrümmten Dichtungsabschnitts 36a des Dichtungsabschnitts 136 und des gekrümmten Dichtungsabschnitts 37a des Dichtungsabschnitts 137 aufgebracht. In dem gekrümmten Dichtungsabschnitt 36a wird die Fläche S1 des zweiten verformbaren Abschnitts 136g und des dritten verformbaren Abschnitts 136h verringert, indem die Summe (= L2 + t1) aus der Länge des zweiten verformbaren Abschnitts 136g und der Dicke t1 des ersten verformbaren Abschnitts 136f auf weniger als die Länge L3 des Ventils 132 an der Position des Befestigungsabschnitts 36d verringert wird. Aus diesem Grund wird ermöglicht, dass in einem Fall, in dem die stromabwärtige Seite wie in 17 gezeigt einen negativen Druck aufweist, eine Kraft, die von der stromaufwärtigen Seite auf den zweiten verformbaren Abschnitt 136g und den dritten verformbaren Abschnitt 136h aufgebracht wird, verringert werden kann. Demzufolge kann ein Fall verhindert werden, in dem unmittelbar bevor der Dichtungsabschnitt 136 in Kontakt mit dem Luftansaugkanal 2 kommt aufgrund eines Druckunterschieds der zweite verformbare Abschnitt 136g und der dritte verformbare Abschnitt 136h derart zusammengerollt werden, dass die Seitenfläche (die so positioniert ist, dass sie dem Ventilkörper 35 zugewandt ist) des zweiten verformbaren Abschnitts 136g in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 kommt, während der dritte verformbare Abschnitt 136h nicht in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 kommt. Ein unzureichender Kontakt zwischen dem Dichtungsabschnitt 136 und dem Luftansaugkanal 2 kann verhindert werden.
Die Flache S2 der E2-seitigen Fläche des dritten verformbaren Abschnitts 136h in dem gekrümmten Dichtungsabschnitt 36a wird verringert, indem die Vorstehlänge L4 des dritten verformbaren Abschnitts 136h von dem zweiten verformbaren Abschnitt 136g so verringert wird, dass sie viel kleiner ist als die Länge L1 des ersten verformbaren Abschnitts 136f. Aus diesem Grund kann in einem Fall, in dem die stromaufwärtige Seite, wie in 18 gezeigt, einen negativen Druck aufweist, eine Kraft, die von der stromabwärtigen Seite auf den dritten verformbaren Abschnitt 136h aufgebracht wird, verringert werden. Demzufolge kann ein Fall verhindert werden, in dem unmittelbar bevor der Dichtungsabschnitt 136 in Kontakt mit dem Luftansaugkanal 2 kommt aufgrund eines Druckunterschieds der dritte verformbare Abschnitt 136h derart zusammengerollt wird, dass die E2-seitige Fläche des dritten verformbaren Abschnitts 136h in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 kommt, während die E1-seitige Fläche des dritten verformbaren Abschnitts 136h nicht in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 kommt. Ein unzureichender Kontakt zwischen dem Dichtungsabschnitt 136 und dem Luftansaugkanal 2 kann verhindert werden.
Auf ähnliche Weise wird in dem gekrümmten Dichtungsabschnitt 37a des Dichtungsabschnitts 137, der dieselbe Konfiguration wie der Dichtungsabschnitt 136 aufweist, die Fläche S1 des zweiten verformbaren Abschnitts 137g und des dritten verformbaren Abschnitts 137h verringert, indem die Summe (= L2 + t1) aus der Länge L2 des zweiten verformbaren Abschnitts 137g und der Dicke t1 des ersten verformbaren Abschnitts 137f so verringert wird, dass sie kleiner ist als die Länge L3 des Ventils 132 an der Position des Befestigungsabschnitts 37d. Aus diesem Grund kann in einem Fall, in dem die stromaufwärtige Seite, wie in 18 gezeigt, einen negativen Druck aufweist, das Zusammenrollen des zweiten verformbaren Abschnitts 137g und des dritten verformbaren Abschnitts 137h, das durch den Druckunterschied unmittelbar bevor der Dichtungsabschnitt 137 in Kontakt mit dem Luftansaugkanal 2 kommt bewirkt wird, verhindert werden. Demzufolge kann ein unzureichender Kontakt zwischen dem Dichtungsabschnitt 137 und dem Luftansaugkanal 2 verhindert werden. In einem Fall, in dem die stromabwärtige Seite, wie in 17 gezeigt, einen negativen Druck aufweist, kann das Zusammenrollen des dritten verformbaren Abschnitts 137h, das durch einen Druckunterschied unmittelbar bevor der Dichtungsabschnitt 137 in Kontakt mit dem Luftansaugkanal 2 kommt bewirkt wird, dadurch verhindert werden, dass die Fläche S2 der E2-seitigen Fläche des dritten verformbaren Abschnitts 137h verringert wird. Demzufolge kann ein unzureichender Kontakt zwischen dem Dichtungsabschnitt 137 und dem Luftansaugkanal 2 verhindert werden. Die restliche Konfiguration der zweiten Ausführungsform ist dieselbe wie die der ersten Ausführungsform. Das heißt, das Ventil 132 der zweiten Ausführungsform kann anstelle des Ventils 32 der Luftansaugvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform verwendet werden.
Wirkungen der zweiten Ausführungsform
Bei der zweiten Ausführungsform können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
Bei der zweiten Ausführungsform ist die Länge (= L2 + t1) der jeweiligen verformbaren Abschnitte 136e und 137e in der Drehrichtung (der Richtung E) des Ventils 132 kleiner als die Länge L3 der jeweiligen Befestigungsabschnitte 36d und 37d in der Drehrichtung des Ventils 132. Aus diesem Grund kann die Fläche S1 der jeweiligen verformbaren Abschnitte 136e und 137e verringert werden. Dementsprechend kann die Kraft, die aufgrund des Strömens von Ansaugluft auf die verformbaren Abschnitte 136e und 137e aufgebracht wird, verringert werden. Demzufolge kann eine wesentliche Verformung der verformbaren Abschnitte 136e und 137e verhindert werden. Es kann verhindert werden, dass die verformbaren Abschnitte 136e und 137e in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2 kommen, wenn die verformbaren Abschnitte 136e und 137e so verformt worden sind, dass sie eine nicht beabsichtigte Form aufweisen (zusammengerollt sind). Der Zwischenraum zwischen dem Luftansaugkanal 2 und dem Ventil 132 kann zuverlässig abgedichtet werden. Andere Wirkungen der zweiten Ausführungsform sind dieselben wie die der ersten Ausführungsform
Modifiziertes Beispiel
Die hierin offenbarten Ausführungsformen sind in allen Aspekten lediglich beispielhaft, und diese Offenbarung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt. Der Schutzbereich dieser Offenbarung wird nicht nur durch die Ausführungsformen beschrieben, sondern ebenfalls durch die folgenden Ansprüche, und enthält alle Änderungen (Beispiele für Modifikationen), die innerhalb des Konzepts und des Äquivalenzbereichs der folgenden Ansprüche vorgenommen werden.
Beispielsweise wird bei der ersten Ausführungsform die Luftansaugvorrichtung 100 dieser Offenbarung auf den Vierzylinderreihenmotor 10 für ein Auto angewandt; diese Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Die Luftansaugvorrichtung dieser Offenbarung kann auch auf Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung, die nicht Motoren für Autos sind, angewandt werden, und kann auf andere Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung als Vierzylinderreihenmotoren angewandt werden.
Bei der ersten Ausführungsform wird das Ventil 32 dieser Offenbarung in der variablen Luftansaugsteuerventilanordnung 3 verwendet, die die Länge eines Ansaugluftpfades ändert; diese Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Die Ventile dieser Offenbarung können in einer variablen Luftansaugsteuerventilanordnung wie einem Resonanzaufladeventil, einem Trägheitsaufladeventil, einem Taumelsteuerventil (TCV), das einen Taumelstrom erzeugt, oder einem Rotationssteuerventil (SCV), das einen Rotationsstrom erzeugt, angewandt werden. Das heißt, die Ventile dieser Offenbarung können bei einem beliebigen Typ einer Ventilanordnung einer Luftansaugvorrichtung verwendet werden. Die Ventile dieser Offenbarung werden bevorzugt in einer Ventilanordnung einer Luftansaugvorrichtung verwendet, die eine Dichtheit in einem geschlossenen Zustand des Ventils erfordert. Die Ventile dieser Offenbarung können in einer Ventilanordnung einer Vorrichtung verwendet werden, die sich von einer Luftansaugvorrichtung unterscheidet, solange die Ventilanordnung zwischen den Strömungskanälen eines Fluids umschaltet.
Bei der ersten Ausführungsform sind die gekrümmten körperseitigen Endabschnitte 35b und 35c des Ventilkörpers 35 nach außen gekrümmt, und die gekrümmten Dichtungsabschnitte 36a und 37a der Dichtungsabschnitte 36 und 37, die den gekrümmten seitlichen Endabschnitten 32b und 32c entsprechen, sind gekrümmt; diese Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Gemäß dieser Offenbarung ist der Ventilkörper möglicherweise nicht gekrümmt, und lediglich die gekrümmten Dichtungsabschnitte jedes Dichtungsabschnitts können gekrümmt sein. Auch in diesem Fall kann das Flächenträgheitsmoment erhöht werden, indem die gekrümmten Dichtungsabschnitte, die in den gekrümmten seitlichen Endabschnitten des Ventils angeordnet sind, gekrümmt werden. Demzufolge ist es unwahrscheinlich, dass der Dichtungsabschnitt verformt wird.
Bei der ersten Ausführungsform sind die Dichtungsabschnitte 36 und 37 jeweils mit den verformbaren Abschnitten 36f und 37f, die sich zu der Schließrichtung E1 erstrecken, und mit den Kontaktabschnitten 36h und 37h, die sich von den verformbaren Abschnitten 36f und 37f zu der Öffnungsrichtung E2 erstrecken, versehen. Die Kontaktabschnitte 36h und 37h kommen in Kontakt mit der Innenwandfläche 25 des Luftansaugkanals 2. Diese Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Diese Offenbarung kann eine Konfiguration aufweisen, bei der die Dichtungsabschnitte in Kontakt mit der Innenwandfläche des Luftansaugkanals kommen können. Beispielsweise können, wie in einem Ventil 232 eines ersten modifizierten Beispiels der ersten Ausführungsform, das in 19 gezeigt ist, Dichtungsabschnitte 236 und 237 derart ausgebildet sein, dass die Verbindungsabschnitte 36g und 37g und die Kontaktabschnitte 36h und 37h der in 7 gezeigten Ausführungsform nicht vorgesehen sind und verformbare Abschnitte 236f und 237f in Kontakt mit einer Innenwandfläche 225 des Luftansaugkanals 2 kommen. Bei dem ersten modifizierten Beispiel sind gekrümmte seitliche Endabschnitte 232b und 232c des Ventils 232 ebenfalls mit einem vorbestimmten Krümmungsradius gekrümmt. In einem Fall, in dem das Ventil 232 des ersten modifizierten Beispiels in einer Luftansaugvorrichtung verwendet wird, ist die Innenwandfläche 235 des Luftansaugkanals 202 bevorzugt mit einem vertieften Abschnitt 225d versehen, in den die verformbaren Abschnitte 236f und 237f eingeführt werden.
Bei der ersten Ausführungsform sind die gekrümmten seitlichen Endabschnitte 32b und 32c derart ausgebildet, dass die gekrümmten seitlichen Endabschnitte 32b und 32c ausgehend von den abgerundeten Ecken C1 bis C4 der seitlichen Endabschnitte 32a kontinuierlich gekrümmt sind; diese Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Bei einem Ventil 332 eines zweiten modifizierten Beispiels der hierin offenbarten ersten Ausführungsform sind, wie in 20 gezeigt, gekrümmte seitliche Endabschnitte 332b und 332c derart ausgebildet, dass sie von den Ecken C1 bis C4 beabstandet sind. In einem seitlichen Endabschnitt 332a des Ventils 332 ist zwischen einem Endabschnitt F1 des gekrümmten seitlichen Endabschnitts 332b, der gekrümmt ist, und der Ecke C1, die auf der Seite A1 und der Seite B1 positioniert ist, ein gerader seitlicher Endabschnitt 332h vorgesehen, und ein gerader seitlicher Endabschnitt 332i ist zwischen dem anderen Endabschnitt F2 und der Ecke C2 vorgesehen, die auf der Seite A2 und der Seite B1 positioniert ist. Auf ähnliche Weise ist ein gerader seitlicher Endabschnitt 332j zwischen einem Endabschnitt F3 des gekrümmten seitlichen Endabschnitts 332c, der gekrümmt ist, und der Ecke C3 vorgesehen, die auf der Seite A1 und der Seite B2 positioniert ist, und ein gerader seitlicher Endabschnitt 332k ist zwischen dem anderen Endabschnitt F4 und der Ecke C4 vorgesehen, die auf der Seite A2 und der Seite B2 positioniert ist. Wenn das Ventil 332 auf diese Weise ausgebildet ist, können ebenfalls das Flächenträgheitsmoment eines Dichtungsabschnitts 336 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 332b, der gekrümmt ist, und das Flächenträgheitsmoment eines Dichtungsabschnitts 337 in dem gekrümmten seitlichen Endabschnitt 332c, der gekrümmt ist, erhöht werden. Das Ventil 332 wird durch Anordnen der Dichtungsabschnitte 336 und 337, die so ausgebildet sind, dass sie entsprechende vorbestimmte Formen aufweisen, in einem Ventilkörper 335, der in einer Draufsicht dieselbe Form wie das Ventil 332 hat, gebildet.
Bei der ersten Ausführungsform sind die gekrümmten seitlichen Endabschnitte 32b und 32c, die gekrümmt sind, lediglich in den seitlichen Endabschnitten des Ventils 32, die sich längs der Richtung A einer Erstreckung der Drehwelle 31 erstrecken, vorgesehen; diese Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Bei einem Ventil dieser Offenbarung können gekrümmte seitliche Endabschnitte nicht nur in seitlichen Endabschnitten, die sich längs einer Erstreckungsrichtung einer Drehwelle erstrecken, vorgesehen sein, sondern ebenfalls in seitlichen Endabschnitten, die sich längs einer Richtung senkrecht zu der Drehwelle erstrecken.
Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform sind die gekrümmten seitlichen Endabschnitte 32b und 32c des Ventils 32 (132) nach außen gekrümmt; diese Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Form beschränkt. Gemäß dieser Offenbarung kann jeder gekrümmte seitliche Endabschnitt des Ventils nach innen gekrümmt sein.
Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform sind der gekrümmte seitliche Endabschnitt 32b des Ventils 32 (132), der auf der Seite B1 positioniert ist, und der gekrümmte seitliche Endabschnitt 32c, der auf der Seite B2 positioniert ist, nach außen gekrümmt; diese Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Form beschränkt. Gemäß dieser Offenbarung kann lediglich eine Seite eines Ventils in der Richtung B (Richtung senkrecht zu einer Drehwelle) gekrümmt sein, und die andere Seite des Ventils kann gerade ausgebildet sein.
Bei der ersten Ausführungsform werden die Dichtungsabschnitte 36 und 37 mittels Umspritzen in dem Ventilkörper 35 ausgebildet; diese Offenbarung ist jedoch nicht auf dieses Verfahren beschränkt. Beispielsweise können die Dichtungsabschnitte durch Vorsehen der Dichtungsabschnitte getrennt von dem Ventilkörper und Passen der Dichtungsabschnitte in den Ventilkörper in einem Ventilkörper vorgesehen werden.
Bei der zweiten Ausführungsform sind die verformbaren Abschnitte 136e und 37e jeweils lediglich in dem gekrümmten Dichtungsabschnitt 36a des Dichtungsabschnitts 136 und dem gekrümmten Dichtungsabschnitt 37a des Dichtungsabschnitts 137 vorgesehen; diese Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Beispielsweise können in 15 bis 18 gezeigte verformbare Abschnitte in einem Abschnitt eines Dichtungsabschnitts vorgesehen sein, der sich von einem gekrümmten Dichtungsabschnitt unterscheidet.
Die Prinzipien, bevorzugte Ausführungsform und Funktionsweise der vorliegenden Erfindung wurden in der vorhergehenden Beschreibung erläutert. Die zu schützende Erfindung soll jedoch nicht auf die bestimmten hierin offenbarten Ausführungsformen beschränkt werden. Ferner dienen die hierin beschriebenen Ausführungsformen der Veranschaulichung und sind nicht beschränkend. Variationen und Änderungen können von anderen vorgenommen werden, und Äquivalente können eingesetzt werden, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist ausdrücklich beabsichtigt, dass alle derartigen Variationen, Änderungen und Äquivalente, die dem Geist und dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung entsprechen, der durch die Ansprüche angegeben wird, umfasst sind.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-1847 A [0002]

Claims

Luftansaugvorrichtung (100) mit: einem Luftansaugkanal (2; 202); und einem Ventil (32; 132; 232; 332), das einen elastisch verformbaren Dichtungsabschnitt (36, 37; 136, 137; 236, 237; 336, 337) aufweist, der in einem seitlichen Endabschnitt (32a; 332a) angeordnet ist, und zwischen Strömungspfaden des Luftansaugkanals umschaltet, indem es um eine Drehwelle (31) gedreht wird, bei der der seitliche Endabschnitt des Ventils mit einem gekrümmten seitlichen Endabschnitt (32b, 32c; 232b, 232c; 332b, 332c) versehen ist, der sich längs einer Erstreckungsrichtung der Drehwelle von einer Seite des Endabschnitts (C1, C3; F1, F3) zu der anderen Seite des Endabschnitts (C2, C4; F2, F4) erstreckt, während er gekrümmt ist.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der gekrümmte seitliche Endabschnitt nach außen gekrümmt ist, während er von der Drehwelle beabstandet ist.
Luftansaugvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein Verhältnis des Krümmungsradius (R1, R2) des gekrümmten seitlichen Endabschnitts zu einer Breite (W) des Ventils in der Richtung, in der sich die Drehwelle erstreckt, auf Zwei oder weniger eingestellt ist.
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Ventil ferner einen Ventilkörper (35; 335) mit einem körperseitigen Endabschnitt (35a), in dem der Dichtungsabschnitt angeordnet ist, aufweist und bei der der Dichtungsabschnitt gekrümmt in einem gekrümmten körperseitigen Endabschnitt (35b, 35c) des Ventilkörpers, der sich längs der Erstreckungsrichtung der Drehwelle erstreckt, während er gekrümmt ist, in dem gekrümmten seitlichen Abschnitt des Ventils angeordnet ist.
Luftansaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Ventil ferner einen Ventilkörper (35; 335) mit einem körperseitigen Endabschnitt (35a), in dem der Dichtungsabschnitt angeordnet ist, aufweist, bei der der Dichtungsabschnitt einen Befestigungsabschnitt (36d, 37d), der an dem Ventilkörper befestigt ist, und einen verformbaren Abschnitt (136e, 137e), der sich von dem Befestigungsabschnitt erstreckt, während er von dem Ventilkörper beabstandet ist, aufweist und bei der eine Länge des Ventils in einer Drehrichtung an der Stelle des verformbaren Abschnitts kürzer ist als die Länge des Ventils in der Drehrichtung an der Stelle des Befestigungsabschnitts.
Ventil (32; 132; 232; 332), das um eine Drehwelle (31) gedreht werden kann, mit: einem elastisch verformbaren Dichtungsabschnitt (36, 37; 136, 137; 236, 237; 336, 337), der in einem seitlichen Endabschnitt (32a; 332a) des Ventils angeordnet ist, bei dem der seitliche Endabschnitt des Ventils mit einem gekrümmten Endabschnitt (32b, 32c; 232b, 232c; 332b, 332c) versehen ist, der sich längs einer Erstreckungsrichtung der Drehwelle von einer Seite des Endabschnitts (C1, C3; F1, F3) zu der anderen Seite des Endabschnitts (C2, C4; F2, F4) erstreckt, während er gekrümmt ist.