JP2003083072A - 可変吸気装置におけるロータリーバルブのシール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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ロータリーバルブの外周
の装着溝に装着され、装着溝のうち両バー状シール部を
嵌合させる直線状溝部には、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
とが形成される可変吸気装置において、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する。 【解決手段】バー状シール部４２Ａおよび背部側面４５
ｂの少なくとも一方に、他方側に突出する突条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。

Description

【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。

【０００５】

【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少なくとも一方には、
他方側に突出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。

【０００６】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バ
ー状シール部が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。したがって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。

【０００７】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。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】図３を併せて参照して、吸気通路構造体１
１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１
４，１４…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。

【００１３】エンジン回転数に応じて各バイパス通路１
８…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。

【００１４】吸気通路構造体１１には、バイパス通路１
８…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。

【００１５】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２
３，２４が吸気通路構造体１１に回動可能に支承され
る。

【００１６】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。

【００１７】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２
３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。

【００１８】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３
０ａ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。

【００１９】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２
７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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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の少なくとも一方、この実施例ではバー
状シール部４２Ａ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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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４２
Ａ，４２Ａでなされることになる。

【００２９】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。

【００３０】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４２
Ａ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。

【００３１】しかもこの第１実施例では、３つの突起４
６…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。

【００３２】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，４
２Ａ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。

【００３３】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４６，４
６が設けられるようにしてもよく、また図１０で示す第
３実施例のように、シール部材４０Ｃのバー状シール部
４２Ｃに単一の突条４６が設けられるようにしてもよ
い。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、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がごく小
さくすることで、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。

【００３７】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である。

【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である。

【図３】図２の３−３線断面図である。

【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である。

【図５】図４の要部拡大図である。

【図６】シール部材の側面図である。

【図７】図６の７−７線拡大断面図である。

【図８】図５の８部拡大図である

【図９】第２実施例のシール部材の図７に対応した断面
図である。

【図１０】第３実施例のシール部材の図７に対応した断
面図である。

【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，４０Ｃ・・・シール部材 ４１・・・円弧状シール部 ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ・・・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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米倉 康行 宮城県角田市角田字流197−１ 株式会社 ケーヒン角田開発センター内 Ｆターム(参考） 3G031 AB02 AC01 AD03 BA06 BB06 DA34 HA02 HA07 3H053 AA02 BA23 3J006 AD02 AE15 AE39 CA03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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（４
   ５）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，
   ４２Ｃ）とから成る合成樹脂製のシール部材（４０Ａ，
   ４０Ｂ，４０Ｃ）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〜４２Ｃ）を接触
   させるシール面（４５ａ）と、ロータリーバルブ（２
   ０）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〜４２Ｃ）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〜４２Ｃ）および前記背部側面（４５
   ｂ）の少なくとも一方には、他方側に突出する突条（４
   ６）がバー状シール部（４２Ａ〜４２Ｃ）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。
2. 【請求項２】 前記両バー状シール部（４２Ａ〜４２
   Ｃ）の両円弧状シール部（４１）側の両端は薄肉部（４
   ７）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〜４２Ｃ）
   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。