JP2003509634A - 軸受装置 - Google Patents

軸受装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、内燃機関に付属する気体流通管路に制御要素（２）を二つの軸受収容部（１０，１１）で回動可能に装着するための軸受装置をその組立構造が簡単となるように改良しようとするものである。軸受収容部は制御要素を回動可能に受け入れて前記管路に固定可能である。本発明の課題を解決するために、両方の軸受収容部は少なくとも一部に弾性部を含む連結部材（１４）によって一つの軸受ユニット（１）を形成するように互いに連結されている。これらの軸受収容部は、連結部材及び装着されたフラップと共に、吸気管に設けられている受け入れ部に挿入される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、制御要素を内燃機関の気体流通管路内で回動可能に受ける軸受装置
に関し、制御要素を回動可能に受け入れて前記管路内に固定される一対の軸受収
容部を備えた軸受装置に関するものである。
【０００２】 ここで、制御要素は好ましくは渦流フラップ又は流路長切替フラップであり、
また気体流通管路は例えば自動車の吸気管である。
【０００３】 また前記フラップは、ほぼ長手方向に延在して軸受収容部に回動可能に支承さ
れる一対の突出端部を有している。更に突出端部とフラップ及び軸受収容部には
それらを貫通する鋼製シャフトが装着され、この鋼製シャフトはフラップに相対
回転不能に結合されている。鋼製シャフトは好ましくはステッピングモータとし
て構成される操作ユニットにより回動され、これによって鋼製シャフトに結合さ
れているフラップの設定角度が変更される。このフラップ板の設定角度はステッ
ピングモータの位置制御で所望に調節される。吸気系における渦流フラップの動
作モードと使用部位は当業者によく知られていることである。
【０００４】 フラップ上の突出端部は必ずしも不可欠ではない。また軸受収容部に鋼製シャ
フトを回動可能に収容し、このシャフト上にフラップを相対回転不能に配置して
もよい。鋼製シャフトを用いる利点は移動可能に支持可能である点にあり、それ
により鋼製シャフトが熱膨張してもフラップの膠着を防止することができる。
【０００５】 従来より、個々のフラップを吸気管内に装着するためには少なくとも３つの一
緒に組み立てるべき部品が必要とされている。即ち、フラップとその両突出端部
を支承する二つの軸受収容部であり、これは屡々「軸受ブロック」と称される。
これらの軸受収容部は、軸受として機能する貫通穴を備えたほぼ板状のプラスチ
ック部材からなる。軸受収容部は、それ自身が吸気管の受け入れ部における組み
込み位置に装着されなければならない。この装着操作は窮屈なエンジンルーム内
で種々の問題を伴う作業である。更に、従来技術によるその固定構造は、軸受ブ
ロックが望ましくない傾動を起こさないように或る最小限の幅寸法のものでなけ
ればならないとされているので、比較的大きなスペースを必要としている。
【０００６】 従って、本発明で課題とするところは、上述のタイプの軸受装置をその取付け
が容易となるように改良することにある。
【０００７】 本発明においては、一対の軸受収容部同士を少なくとも一部に弾性部を備えた
連結部材によって互いに連結できるようにして一つの軸受ユニットを形成できる
ようにし、この軸受ユニットを連結部材及び装着したフラップと共に吸気管内に
設けられた受け入れ部に装着可能とすることによって上記の課題を解決したもの
である。このような構成により、軸受ユニットを予め外部で組立てておくことが
でき、従ってエンジンの組立時には、既に組み上がっている軸受ユニットを気体
流通管路、即ち吸気管に設けられた装着用の受け入れ部に装着するだけで済むこ
とになる。この場合、軸受は既に連結部材によって基準位置に保持されているの
で、軸受の挿入と正確な調整は不要である。連結部材の弾性部は、剛性のフラッ
プを軸受穴に装着する際に必要な軸受ユニットの変形にも寄与する。
【０００８】 本発明の実質的な利点は、軸受ユニットを予め組み立てておくことができる点
と、軸受ユニットを任意の所望形状のものとすることができる点とにあり、これ
によりプラスチック技術の観点から設計の自由度を大きくすることができる。
【０００９】 本発明の好適な一形態においては、軸受収容部と連結部材がブッシュ状の形態
の軸受ユニットとして一体に構成されている。このブッシュ状の形態の軸受ユニ
ット、即ち連結部材と二つの軸受収容部は、フラップを受け入れるための開口と
共に好ましくは単一のプラスチック部品として射出成形される。この場合、ガラ
ス繊維強化ポリアミドを使用することがその耐熱性及びエンジンで生じる媒体に
対する耐性の観点から特に望ましい。
【００１０】 組立に際しては軸受ユニットを曲げ変形させて開き、フラップを挿入する。フ
ラップを軸受収容部の内側に正しく位置せしめてから軸受ユニットを閉じ、原形
状に復帰させる。
【００１１】 軸受ユニットのブッシュ状の形態としては略Ｃ字形の輪郭形状とすることが好
ましく、このＣ字形の離れている部分が開かれるように曲げ変形できるものとす
ることが特に望ましい。また、軸受ユニットの組み込みの簡素化及び吸気管への
正確な固定のためには、吸気管側に装着位置で軸受ユニットに係合して位置決め
の役目を果たすガイド棒を設けておくことが好ましい。
【００１２】 更に、軸受ユニットは装着状態において上縁部となるシール縁部を備えていて
もよく、この縁部は吸気管に固定されるべき他の組立部品に対するシール機能を
果たすことができる。このようにして例えば吸気管とシリンダヘッドとの間の余
分なシール要素を省くことができる。
【００１３】 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳しく説明する。
【００１４】 特に図１及び図２から判るように、本実施例に係る軸受ユニットは略矩形状の
輪郭形状を有するブッシュ状プラスチック本体を備えている。この軸受ユニット
１には、同様にプラスチック製の渦流フラップ２が回動可能に装着されている。
尚、これらの図においては、軸受ユニット１は、図６に示した吸気マニホルド３
の各吸気管への装着状態に対して１８０度裏返した状態で示されている。
【００１５】 変形例として、フラップ２は金属製とすることもでき、その場合はエンジンの
ミスファイヤ時にフラップからプラスチック材が粒子状に剥がれる虞はない。フ
ラップ２と軸受ユニット１との間に最適な摩擦接触を実現するために、渦流フラ
ップ２の支軸部、即ち突出端部２２，２３は、周面が適切なプラスチック材で射
出成形により被覆されている。フラップを鋼製とすると、プラスチック材で成形
した場合に比べて寸法安定性が更に良好となり、エンジンのミスファイヤに対す
る安定性が一層向上する。しかもフラップの断面もプラスチック製とする場合に
比べて薄くすることができ、これによって吸気管の流路断面積に対するフラップ
による流路障壁断面積を減少させることができる。
【００１６】 軸受ユニット１は、二つの互いにほぼ平行な軸受収容部１０，１１を備えてお
り、これらの軸受収容部は軸受ユニットの両側の腕部を形成している。軸受収容
部１０，１１はそれぞれ一つずつの孔１２，１３を備え、これらの孔は互いに同
軸上に配置されている。これらの孔には、渦流フラップ２の各突出端部が装着状
態で回動可能に組み込まれる。
【００１７】 軸受収容部１０，１１は、単一部品として一緒に一体射出成形された連結部材
１４により互いに連結されている。この連結部材は軸受ユニット１の縦辺部を形
成し、これに対して軸受収容部１０，１１が軸受ユニットの両横辺部を形成して
いる。連結部材１４は、渦流フラップを軸受ユニット１に装着可能とするために
部分的に曲げることができる。曲げられた軸受ユニット１は再び図２に示す原形
状に復帰する。この曲げ変形操作により軸受収容部１０，１１もフラップ２を挿
入するために図２に示す原位置から図４に示す曲げ位置へと変位させることがで
きる。
【００１８】 軸受収容部１０，１１に隣接しているのは、各軸受収容部１０，１１に対して
更に直角方向に延在するリム部１５，１６である。リム部１５，１６は連結部材
１４に対してはほぼ平行に延在しており、軸受収容部１０，１１と一体に射出成
形されている。
【００１９】 各リム部１５，１６の互いに向き合った自由端同士の間は分離部、即ち開放部
となっており、両リム部１５，１６の自由端同士が接触することはない。各リム
部の自由端には、各リム部に対して外側へ直角に延在する固定用リム１５ａ，１
６ａが一体に形成されている。更に、各固定用リム１５ａ，１６ａの互いに向き
合った内面部にはガイド溝１５ｂ，１６ｂが設けられており、例えば吸気管に設
けられた固定ガイド棒がこれらのガイド溝に係合することになる。このような構
成によれば、軸受ユニット１を収容対象の組立構体に正確且つ簡単に固定するこ
とが可能である。即ち、組み込みのためには、既に渦流フラップ２を装着した軸
受ユニット１を単に吸気管側のガイド棒に合わせて嵌め込むだけでよい。
【００２０】 図３には渦流フラップ２を斜視図で示してある。この場合の渦流フラップ２は
ほぼ平らなフラップ板２０を備え、このフラップ板には、ほぼその中心線上でフ
ラップ２の長手方向に延在する通し軸用の貫通孔２１が設けられている。この貫
通孔２１は内周の断面形状が正方形であり、対応する正方形断面形状の軸がその
内部に係合して渦流フラップ２との相対回転不能な結合が果たされるようになっ
ている。渦流フラップ２には、貫通孔２１の長手方向の両端部にブッシュ状の突
出端部２２，２３が設けられており、これら突出端部は外周形状が円筒輪郭であ
ってフラップ板２０の両端から突出している。渦流フラップ２はこれら突出端部
２２，２３によって軸受ユニットの軸受収容部１０，１１内に装着可能であり、
装着状態では突出端部２２，２３は軸受収容部内で回動可能に、且つ遊隙なしに
支承される。
【００２１】 軸受ユニット１に渦流フラップ２を装着する際の様子を図４に示す。最も単純
な例では、装着のために固定用リム１５ａ，１６ａを互いに離反する方向へ広げ
ると連結部材１４がほぼ中央部に位置する部分１４ａで曲げられ、これにより軸
受ユニット１の軸受収容部１０，１１内へフラップの両端の突出端部２２，２３
を嵌め込むことが可能となる。固定用リム１５ａ，１６ａから手を離すと軸受ユ
ニットは再び閉じて元の形状に復帰する。
【００２２】 図５に示す側方から見た断面図で判るように、リム部１５，１６は渦流フラッ
プ２に対面する側の内壁面が空気の流れ方向４に対して斜めに延在する流路壁面
１５ｃ，１６ｃとして構成されており、この流路壁面が流入空気を渦流フラップ
２へと導くようになっている。フラップ２が閉位置のときは軸受ユニット１が渦
流フラップ２をほぼ全周で取り囲むことになる。
【００２３】 使用状況に応じて異なる傾斜角度の流路壁面１５ｃ，１６ｃを有する種々の軸
受ユニット１を採用することにより、吸気マニホルド３をそっくり交換せずとも
所要の流れ特性を実現することができる。また、別のやり方として、軸受ユニッ
ト１のみを適宜異なる形状のものと交換し、流れ特性を軸受ユニット１によるモ
ジュール方式で変更することもできる。即ち、軸受ユニットはそれ自体で吸気マ
ニホルド３の個々の吸気管の内部幾何学的形状を決定する機能をもっている。
【００２４】 流路壁面１５ｃにはフラップ軸方向に沿ってリム部の長手方向に延在する開口
溝１５ｄが設けられており、この開口溝により閉位置のフラップ２の長手縁と軸
受ユニット１との間に予め定められた間隙公差が保たれるようになっている。
【００２５】 図６は４気筒エンジン向け吸気マニホルド３の斜視図であり、このマニホルド
にはそれぞれ渦流フラップ２を備えた４つの軸受ユニット１が装着されている。
各軸受ユニット１は、図１、図２、図４及び図５に示した向きに対して１８０度
裏返した向きで吸気マニホルド３に適切に設けられた４つの吸気管開口部に装着
されている。
【００２６】 装着状態において上側となる軸受ユニット１の縁部は、更に吸気管の上部に接
続される例えばシリンダヘッドの主フランジなどの別の部品のためのシール縁部
１７として機能する。従って、軸受ユニットに外方へ隆起したシール縁部１７を
一体成形しておくことによって吸気管とシリンダヘッドとの間に余分なシール具
を介装する必要がなくなり、これによりマニホルドアッセンブリーの組立が著し
く容易となる。
【００２７】 以上の実施例では制御要素として渦流フラップを例に挙げて説明したが、当業
者に自明なように制御要素は必ずしもフラップとして構成しておく必要はなく、
例えばローラとして構成しておくこともできることは述べるまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 フラップを装着した状態の軸受ユニットを示す斜視図である。
【図２】 フラップを装着していない状態の軸受ユニットを示す斜視図である。
【図３】 フラップの斜視図である。
【図４】 フラップ装着中の軸受ユニットを示す斜視図である。
【図５】 図２のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】 軸受ユニットを装着した吸気マニホルドの斜視図である。
【符号の説明】
１ 軸受ユニット ２ 渦流フラップ ３ 吸気マニホルド ４ 空気の流れ方向 １０ 軸受収容部 １１ 軸受収容部 １２ 孔 １３ 孔 １４ 連結部材 １４ａ 曲げ部 １５ リム部 １５ａ 固定用リム １５ｂ ガイド溝 １５ｃ 流路壁面 １５ｄ 開口溝 １６ リム部 １６ａ 固定用リム １６ｂ ガイド溝 １７ シール縁部 ２０ フラップ板 ２１ 貫通孔 ２２ 突出端部 ２３ 突出端部
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１２月１１日（２００１．１２．１１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】 本発明においては、一対の軸受収容部同士を少なくとも一部に弾性部を備えた
連結部材によって互いに連結して一つの軸受ユニットを形成できるようにし、こ
の軸受ユニットを連結部材及び装着したフラップと共に吸気管内に設けられた受
け入れ部に装着可能とすることによって上記の課題を解決したものである。この
ような構成により、軸受ユニットを予め外部で組立てておくことができ、従って
エンジンの組立時には、既に組み上がっている軸受ユニットを気体流通管路、即
ち吸気管に設けられた装着用の受け入れ部に装着するだけで済むことになる。こ
の場合、軸受は既に連結部材によって基準位置に保持されているので、軸受の挿
入と正確な調整は不要である。連結部材の弾性部は、剛性のフラップを軸受穴に
装着する際に必要な軸受ユニットの変形にも寄与する。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 渦流フラップ（２）又は流路長切替フラップをはじめとする
    制御要素を内燃機関の気体流通管路内で回動可能に受ける軸受装置であって、制
    御要素を回動可能に受け入れて前記管路内に固定される一対の軸受収容部（１０
    、１１）を有するものにおいて、前記軸受収容部同士が、前記管路に設けられた
    受け入れ部に装着可能な軸受ユニット（１）を形成するように少なくとも一部に
    弾性部を備えた連結部材（１４）によって互いに連結できるようになっているこ
    とを特徴とする軸受装置。
  2. 【請求項２】 軸受収容部（１０、１１）と連結部材（１４）が一体に構成
    されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
  3. 【請求項３】 軸受ユニット（１）が略Ｃ字形の輪郭形状を有することを特
    徴とする請求項２に記載の軸受装置。
  4. 【請求項４】 軸受ユニット（１）の内壁が軸受ユニット内を貫流する気体
    の流れ方向に対して斜めに延在する流路壁面（１５ｃ）を有することを特徴とす
    る請求項３に記載の軸受装置。
  5. 【請求項５】 連結部材がシール縁部（１７）を有することを特徴とする請
    求項１〜４のいずれか１項に記載の軸受装置。
  6. 【請求項６】 流路壁面（１５ｃ）が開口部（１５ｄ）を形成していること
    を特徴とする請求項４に記載の軸受装置。
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