JP2000008885A - 吸気制御弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御弁の閉弁位置を安定して規制しつつ、ス
トッパによる閉弁位置規制時の衝撃による駆動ギヤ及び
従動ギヤの噛み込みを防止すること。 【解決手段】 制御弁２１が開弁状態から電動モータ３
２により駆動ギヤ（ウォームギヤ３３）、従動ギヤ（ウ
ォームホイール３４）及びリンク３５を介して駆動され
てストッパ（ストッパピン３８、調整スクリュ４０）に
より規制される閉弁位置になった時に、弁軸２０に対す
る従動ギヤの制御弁の開弁方向への相対回転を許容する
相対回転許容手段（ピン３６、長孔３７）を弁軸と従動
ギヤとの間に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のエンジンに
空気又は混合気を供給する吸気系に設けられ、エンジン
への供給吸気量を制御する吸気制御弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの燃焼室内にスワールを
生じさせるため、又はエンジンの運転状況に応じて吸気
量を制御するため等の目的でエンジンの気筒毎に複数の
吸気路を設け、これら吸気路の内で対応するものを同時
にリニアに開閉すべく、対応する吸気路に夫々配置され
る制御弁を電動モータ等のアクチュエータを介して１本
の弁軸で駆動することは広く知られている。

【０００３】この種の従来の吸気制御弁装置では、一般
に複数の吸気路が並列に設けられたボデイに弁軸を回転
可能に支持し、該弁軸に前記吸気路を開閉可能な複数の
制御弁を取り付け、前記弁軸に電動モータにより回転駆
動される駆動ギヤに噛合される従動ギヤを連結して、前
記電動モータにより前記制御弁を開閉駆動すると共に、
前記制御弁の閉弁位置をストッパにより規制している。
ここで、ストッパは、制御弁の閉弁位置を規制すること
で、閉弁時の漏れ量を所定量に保ち、所望のエンジン性
能や筒内スワール量を確保するためのものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の吸気制御弁装置においては、制御弁が電動モー
タにより駆動されて開弁状態から閉弁位置にストッパに
より規制される時の衝撃により、駆動ギヤと従動ギヤが
噛み込んでロックしてしまい、制御弁の開閉作動が不能
となる恐れがあった。

【０００５】この衝撃による駆動ギヤと従動ギヤのロッ
クを防止するためには、ストッパに衝撃を減衰するダン
パを設けることが考えられるが、これによると制御弁の
閉弁位置が定まりづらくなり、閉弁時の漏れ量を所定量
に規制することが困難となる。

【０００６】ゆえに、本発明は、当該吸気制御弁装置に
おいて、制御弁の閉弁位置を安定して規制しつつ、スト
ッパによる閉弁位置規制時の衝撃による駆動ギヤ及び従
動ギヤの噛み込みを防止することを、その課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた技術的手段は、複数の吸気路が並列に設けられ
たボデイに弁軸を回転可能に支持し、該弁軸に前記吸気
路を開閉可能な複数の制御弁を取り付け、前記弁軸に電
動モータにより回転駆動される駆動ギヤに噛合される従
動ギヤを連結して、前記電動モータにより前記制御弁を
開閉駆動すると共に、前記制御弁の閉弁位置をストッパ
により規制してなる吸気制御弁装置において、前記制御
弁が開弁状態から前記電動モータにより駆動されて前記
ストッパにより規制される閉弁位置になった時に、前記
弁軸に対する前記従動ギヤの前記制御弁の開弁方向への
相対回転を許容する相対回転許容手段を前記弁軸と前記
従動ギヤとの間に設けたことである。

【０００８】上記した手段によれば、制御弁が開弁状態
から電動モータにより駆動されてストッパにより規制さ
れる閉弁位置になった時、相対回転許容手段により従動
ギヤが慣性力によって弁軸に対して相対回転する。これ
により、ストッパによる閉弁位置規制時の衝撃が従動ギ
ヤに伝達されることなく逃がされ、衝撃による駆動ギヤ
及び従動ギヤの噛み込みが的確に防止される。

【０００９】上記した手段においては、前記弁軸を前記
制御弁が閉弁する側に付勢する付勢部材と、前記弁軸に
固定され前記ストッパに当接することにより前記制御弁
を閉弁位置に規制するリンクとを設けると共に、前記相
対回転許容手段を前記リンクに軸方向に突設された凸部
と、前記従動ギヤに周方向に延びるように形成され、前
記凸部が嵌入される凹部とから構成しても良い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従った吸気制御弁
装置の一実施形態を図面に基づき、説明する。

【００１１】図１において、図示しないシリンダヘッド
に結合されるアルミニウム製の吸気マニホルド１０のシ
リンダヘッド側端部（ボデイ）には、エンジンの各気筒
毎にシリンダヘッドに形成される図示しないスワールポ
ートに連通される第１吸気路１１ａ、１２ａ、１３ａ、
１４ａと、各気筒毎にシリンダヘッドに形成される図示
しないストレートポートに連通される第２吸気路１１
ｂ、１２ｂ，１３ｂ、１４ｂとが交互に同一軸線上に設
けられている。

【００１２】吸気マニホルド１０のシリンダヘッド側端
部には、第１吸気路１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ及
び第２吸気路１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂの軸心を
径方向に貫通する支持孔が形成されていて、該支持孔内
に１本の弁軸２０が回転可能に支承されている。第２吸
気路１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂを貫通する弁軸２
０の部位には、弁軸２０の回転に応じて第２吸気路１１
ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂを開閉する円板状の制御弁
２１が取り付けられている。弁軸２０の一端には、駆動
機構３０が連結されている。

【００１３】駆動機構３０は、図２及び図３に示すよう
に、吸気マニホルド１０のシリンダヘッド側端部の長手
方向一端部に固定されるケース３１と、該ケース３１内
に突出される弁軸２０の一端に固定されるリンク３５
と、ケース３１に固定されその出力軸がケース内に突出
される電動モータ３２と、該電動モータ３２の出力軸に
固定されるウォームギヤ（駆動ギヤ）３３と、該ウォー
ムギヤ３３に噛合されるウォームホイール３４とを有し
ている。吸気マニホルド１０のシリンダヘッド側端部に
は、ストッパピン３８がケース３１内に突出するように
突設されていて、ストッパピン３８には、弁軸２０の一
端外周に配設され、その一端がリンク３５に係止される
リターンスプリング３９の他端が、係止されている。こ
れにより、弁軸２０は制御弁２１が閉弁する方向に常時
リターンスプリング３９により付勢されている。図４に
示すように、リンク３５には径方向に延在する第１腕部
３５ａと第２腕部３５ｂが設けられていて、第１腕部３
５ａにはストッパピン３８に当接して弁軸２０の回転を
規制し、制御弁２１の閉弁位置を規制すると共にその周
方向の突出量を調整することで制御弁２１の閉弁位置
（制御弁２１の閉弁時の漏れ量）を調整可能な調整スク
リュ４０が設けられている。

【００１４】本実施形態においては、図２及び図４に示
すように、リンク３５の第２腕部３５ｂにウォームホイ
ール３４に向けて突出するようにピン３６が固定されて
いて、ピン３６はウォームホイール３４に周方向に延び
るように形成される長孔３７に嵌合されている。これに
より、調整スクリュ４０がストッパピン３８に当接する
制御弁２１の閉弁位置以外の位置に制御弁２１及び弁軸
２０が位置される時には、図４に示すようにピン３６が
長孔３７の制御弁２１の閉弁側の周方向端面（図４の時
計方向側端面）に当接した状態に保たれ、ウォームホイ
ール３４が電動モータ３２によりウォームギヤ３３を介
して回転されると、弁軸２０がウォームホイール３４と
一体となって回転される。尚、電動モータ３２は、弁軸
２０の一端に設けられる周知のポテンショメータ等から
成る角度センサ５０の検出信号により図示しないコント
ローラによってフィードバック制御される。

【００１５】以上の構成において、制御弁２１は図示し
ないコントローラによってエンジンの運転状態に応じて
電動モータ３２が角度センサ５０の検出信号でフィード
バック制御されることによりリニアに開閉制御され、筒
内スワール量がエンジンの運転状態に応じて所望に制御
される。

【００１６】制御弁２１の開閉制御時、制御弁２１の閉
弁位置は、図４に示す開弁状態から電動モータ３２によ
りウォームホイール３４が時計方向に回転駆動され、ウ
ォームホイール３４と共にリンク３５及び弁軸２０がリ
ターンスプリング３９により時計方向に回転し、図５に
示すように調整スクリュ４０がストッパピン３８に当接
することで規制される。このとき、上記したフィードバ
ック制御により調整スクリュ４０がストッパピン３８に
当接する直前に電動モータ３２の回転は減速制御される
が、リンク３５は調整スクリュ４０とストッパピン３８
の当接により衝撃を受ける。本実施形態においては、リ
ンク３５に突設されたピン３６がウォームホイール３４
の長孔３７に嵌合されているため、上記した衝撃がウォ
ームホイール３４に伝達されることなく、ウォームホイ
ール３４は慣性力によりリンク３５に対して相対回転さ
れる。これにより、調整スクリュ４０とストッパピン３
８の当接による衝撃がウォームホイール３４に伝達され
ることなく逃がされ、同衝撃によりウォームホイール３
４とウォームギヤ３３が噛み込みロックすることが的確
に防止される。

【００１７】上記した実施形態においては、リンク３５
にピン３６を突設し、該ピン３６をウォームホイール３
４の長孔３７に嵌合させて、調整スクリュ４０とストッ
パピン３８の当接時のリンク３５とウォームホイール３
４の相対回転を許容する構成としたが、リンク３５に周
方向に延びる長孔を設けると共にウォームホイール３４
に長孔に嵌合されるピンを設け、更に長孔の制御弁の閉
弁側の周方向端面とピンとの間に弾性部材を設ける構成
として本発明を実施することも可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、制御弁が
開弁状態から電動モータにより駆動されてストッパによ
り規制される閉弁位置になった時、相対回転許容手段に
より従動ギヤが慣性力によって弁軸に対して相対回転す
る。これにより、ストッパによる閉弁位置規制時の衝撃
が従動ギヤに伝達されることなく逃がされ、衝撃による
駆動ギヤ及び従動ギヤの噛み込み及びロックが的確に防
止され、当該吸気制御弁装置の信頼性を向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った吸気制御弁装置の一実施形態を
示す部分正面図である。

【図２】図１の駆動機構を示す部分断面図である。

【図３】図１の駆動機構を示す部分断面図である。

【図４】制御弁の開弁状態を示す図１の駆動機構の作動
説明図である。

【図５】制御弁の閉弁状態を示す図１の駆動機構の作動
説明図である。

【図６】制御弁の開弁状態規制時の衝撃が逃がされる状
態を示す図１の駆動機構の作動説明図である。

【符号の説明】

１０ 吸気マニホルド（ボデイ） １１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ 第１吸気路 １１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ 第２吸気路 ２０ 弁軸 ２１ 制御弁 ３０ 駆動機構 ３１ ケース ３２ 電動モータ ３３ ウォームギヤ（駆動ギヤ） ３４ ウォームホイール（従動ギヤ） ３５ リンク ３６ ピン（相対回転許容手段、凸部） ３７ 長孔（相対回転許容手段、凹部） ３８ ストッパピン（ストッパ） ３９ リターンスプリング（付勢部材） ４０ 調整スクリュ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の吸気路が並列に設けられたボデイ
   に弁軸を回転可能に支持し、該弁軸に前記吸気路を開閉
   可能な複数の制御弁を取り付け、前記弁軸に電動モータ
   により回転駆動される駆動ギヤに噛合される従動ギヤを
   連結して、前記電動モータにより前記制御弁を開閉駆動
   すると共に、前記制御弁の閉弁位置をストッパにより規
   制してなる吸気制御弁装置において、前記制御弁が開弁
   状態から前記電動モータにより駆動されて前記ストッパ
   により規制される閉弁位置になった時に、前記弁軸に対
   する前記従動ギヤの前記制御弁の開弁方向への相対回転
   を許容する相対回転許容手段を前記弁軸と前記従動ギヤ
   との間に設けたことを特徴とする吸気制御弁装置。
2. 【請求項２】 前記弁軸を前記制御弁が閉弁する側に付
   勢する付勢部材と、前記弁軸に固定され前記ストッパに
   当接することにより前記制御弁を閉弁位置に規制するリ
   ンクとを設けると共に、前記相対回転許容手段を前記リ
   ンクに軸方向に突設された凸部と、前記従動ギヤに周方
   向に延びるように形成され、前記凸部が嵌入される凹部
   とから構成したことを特徴とする請求項１に記載の吸気
   制御弁装置。