JP2004197650A - Intake device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気装置に関し、吸気制御バルブとアクチュエータを連結するシャフトを複数に分割した分割シャフトからなる構成とし、分割シャフトを連結する連結構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、エンジンの吸気装置は、ハウジングと、ハウジングに形成された複数の吸気通路と、各吸気通路に配設されこれを開閉するための吸気制御バルブと、吸気制御バルブを固定すると共にハウジングに設けた複数の軸受穴に回動可能に支持されたシャフトと、シャフトを回動させるためのアクチュエータとを有する。
【0003】
シャフトは、1本のシャフトにより構成されており、複数の吸気制御弁とアクチュエータとを連結している。このような従来のエンジンの吸気装置においては、シャフトは複数の吸気通路を貫通して配設されるので、このシャフトを支持する軸受穴が多数必要である。一方、これらすべての軸受穴を、その軸芯が同一直線上に並ぶように、形成することは非常に困難である。
【0004】
これに対しては、シャフトを略同一直線上に連結した複数の分割シャフトにより構成し、分割シャフト間に、両者の軸芯のズレを吸収するための芯ズレ吸収手段を設けるエンジンの吸気装置がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−38932号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このエンジンの吸気装置においては、芯ズレ吸収手段は、分割シャフト間に介在させた継ぎ手と、継ぎ手と分割シャフトとを連結する連結パイプとから構成されているため、部品点数及び組付工数が増加すると共に、部品コスト、組付コストが増大し、コスト高となる。また、分割シャフトと吸気制御バルブはスクリュウネジで固定されており、部品コスト、組付コストが増大し、コスト高となる。
【0007】
そこで、本発明は、部品点数及び組付工数の低減をはかると共に、吸気装置のコスト低減を図った吸気装置を提供することをその技術的課題とする。
【0008】
【課題を解決する為の手段】
上記の課題を解決するために講じた第1の技術的手段は、ハウジングと、該ハウジングに形成された複数の吸気通路と、該吸気通路を開閉するための吸気制御バルブと、該吸気制御バルブに固定され、前記吸気通路に設けられた複数の軸受穴に回動可能に支持されたシャフトと、該シャフトを回動させるためのアクチュエータと、を有する内燃機関の吸気装置において、前記シャフトは、複数の分割シャフトから構成され、互いに隣り合う前記分割シャフトは、その一方の一端に形成されて前記分割シャフトの軸芯に対して対称で互いに平行な面を有する溝と、その他方の他端に形成されて前記平行な面に内接するように前記溝に収容される円弧面を有する突部と、からなる連結手段により連結されていることである。
【0009】
上記した手段によれば、シャフトは、複数の分割シャフトから構成され、互いに隣り合う分割シャフトは、その一方の一端に形成されて分割シャフトの軸芯に対して対称で互いに平行な面を有する溝と、その他方の他端に形成されて平行な面に内接するように溝に収容される円弧面を有する突部と、からなる連結手段により連結されることとしたことにより、複数の軸受穴が芯ズレを起こしていた場合に、連結手段は、分割シャフト同士の軸芯の芯ズレを吸収しながら回動することができ、すべての分割シャフトの軸芯が精度よく同一直線上に並んでいない場合においても、各分割シャフトを連ねてなるシャフト全体をスムーズに回動させることができる。また、シャフトを構成する複数の分割シャフトの回動角度を略同一とすることができる。また、連結手段を分割シャフトに設けることにより、部品点数及び組付工数の低減をはかることができると共に、吸気装置のコスト低減を図ることができる。
【0010】
上記の課題を解決するために講じた第2の技術的手段は、前記突部の前記分割シャフトの前記軸芯に対する垂直方向の長さは、前記溝の前記分割シャフトの前記軸芯に対する垂直方向の長さより小さく設定されていることである。
【0011】
上記した手段によれば、互いに隣り合う分割シャフトを互いに、突部又は溝の長さ方向に屈曲できるようにすることができる。
【0012】
上記の課題を解決するために講じた第3の技術的手段は、前記溝の底部と、前記突部の先端部との間には間隙が設けられていることである。
【0013】
上記した手段によれば、互いに隣り合う分割シャフトの軸方向の位置のバラツキを吸収することがでる。
【0014】
上記の課題を解決するために講じた第4の技術的手段は、隣り合う前記軸受穴に支持された前記分割シャフトと前記吸気制御バルブは一体に形成されていることである。
【0015】
上記した手段によれば、シャフトと吸気制御バルブが一体に形成されていることにより、部品点数及び組付工数の低減をはかることができると共に、吸気装置のコスト低減を図ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図1乃至図11を用いて説明する。図1は、本発明に従った吸気装置1を直列4気筒エンジンに適用した一実施形態の概略構成を示す図である。図2は、図1のフランジ8のシリンダヘッド接合面の正面図である。図3は、図2の▲3▼−▲3▼断面図である。図4は、図2の吸気制御バルブ4を開いた状態を示す正面図である。図5は、図3の▲5▼−▲5▼断面図である。
【0017】
エンジンの吸気装置1は、ハウジング2と、ハウジング2に形成された複数の吸気通路3と、各吸気通路3に配設され、これを開閉するための吸気制御バルブ4と、吸気制御バルブ4を一体的に固定すると共に、各吸気通路3に設けた複数の軸受穴5に回動可能に支持されたシャフト6と、シャフト6を回動させるためのアクチュエータ7と、吸気制御バルブ4の回動角度を検知する制御バルブ位置センサ8及びフランジ9とから構成されている。アクチュエータ7はモーター式アクチュエータである。吸気装置1は、各吸気通路3の間を結合すると共に、吸気装置1と一体的に構成されるフランジ9をエンジンの図示しないシリンダヘッドの側面に接合し固定されている。本実施形態においては、吸気制御バルブ4とシャフト6は、各吸気通路3の間を結合するフランジ9に回動可能に支持されている。吸気は、図1の矢印の方向より吸入される。
【0018】
図3に示すように、フランジ9にはシャフト6の軸方向に段付凹形状を呈する段付溝9aが形成されており、段付溝9aにはシャフト6の軸方向の断面が略T字状のプレート91が嵌入されている。段付溝9aの奥の段付溝9aとプレート91との接合部には軸受穴92が形成されている。軸受穴92にはシャフト6が回動可能に支持されている。
【0019】
図5に示すように、シャフト6は隣り合う軸受穴92に支持された複数(本実施形態では4個)の分割シャフト61から構成されている。軸受穴92の軸芯のズレは、隣接する軸受穴92に内挿される分割シャフト61の両者の軸芯のズレにより吸収することができる。
【0020】
分割シャフト61は、一端には図6乃至図9に示すように、分割シャフト61の軸芯と垂直方向に、分割シャフト61の軸芯に対して対称で互いに平行な面61cを有する溝61aが形成され、他端には、分割シャフト61の軸芯と垂直方向に、平行な面に内接する円弧面61dを有する突部61bが形成されている。互いに隣り合う一方の分割シャフト61の溝61aに、互いに隣り合う他方の分割シャフト61の突部61bが嵌入し連結手段65を構成している。円弧面61dは隣り合う分割シャフト61が互いに溝61aの垂直方向に屈曲する範囲内で内接するように周方向に設けられている。これにより、図10(b)に示すように、隣り合う分割シャフト61の各々の溝61aと突部61bとが内接することができ、隣り合う分割シャフト61の一方の回動角度と他方の回動角度を略同一とすることができ、シャフト6を構成する複数の分割シャフト61の回動角度を略同一とすることができる。つまり、アクチュエータ7から分割シャフト61へ伝達する回動駆動力と共に回転角度を、複数の分割シャフト61全てに確実に伝達することができる。また、突部61bの分割シャフト61の軸芯に対する垂直方向の長さ61eは、溝61aの分割シャフト61の軸芯に対する垂直方向の長さ61fより小さく設定されている。これにより、図10(c)に示すように、互いに隣り合う分割シャフト61を互いに、突部61b又は溝61aの長さ61e、61f方向に屈曲できるようにすることができる。図8に示すように、溝61aの幅方向両端には周状にリブ61gを設けて溝61aの幅方向の強度を向上するようにしてもよい。また、分割シャフト61が軸受穴92に配設された状態においては、図10に示すように、互いに隣り合う一方の分割シャフト61の溝61aの底部61hと、互いに隣り合う他方の分割シャフト61の突部61bの先端部61jとの間には間隙Cが設けられている。これにより、図11(a)に示すように、互いに隣り合う分割シャフト61の軸方向の位置のバラツキを吸収することがでる。
【0021】
分割シャフト61は、吸気制御バルブ4が一体に形成されている。分割シャフト61及び吸気制御バルブ4は樹脂材料からなり、分割シャフト61と吸気制御バルブ4とは射出成形等により一体に形成されている。吸気制御バルブ4は、バタフライ弁であり、略長円形状を呈し、上端部に切欠き4aが形成されている。図2は、吸気制御バルブ4の全閉状態を示す。また、図4は、吸気制御バルブ4の全開状態を示す。
【0022】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0023】
エンジンの回転数が低く、図示しないスロットルバルブの開度が小さい場合には、吸気制御バルブ4は、図2に示す閉状態に回動され、吸気を切欠き4aを通してエンジンに流動させ、燃費及び排気ガス特性を改善させる。このとき、図示しない電子制御装置によりアクチュエータ7に電力が供給され、アクチュエータ7の回動によりシャフト6を構成する連結シャフト61が、吸気制御バルブ4の閉方向に回動されると共に、制御バルブ位置センサ8により、吸気制御バルブ4の回動角度を検知して電子制御装置へフィードバックし、回動角度を調節する。
【0024】
この場合、互いに隣り合う軸受穴92に軸方向のズレがある場合、図11(a)に示すその一方の分割シャフト61の溝61aの底部61hと、その他方の分割シャフト61の突部61bの先端部61jとの間の間隙Cにより、互いに隣り合う軸受穴92の軸方向のズレを吸収できる。また、隣り合う軸受穴92に径方向のズレがある場合、その一方の分割シャフト61の溝61aの互いに平行な面61cと、その他方の分割シャフト61の突部61bの円弧面61dとの内接、及び、突部61bの分割シャフト61の軸に対する垂直方向の長さ61eを、溝61aの分割シャフト61の軸に対する垂直方向の長さ61fより小さく設定することにより、互いに隣り合う軸受穴92の径方向のズレを吸収できる。
【0025】
次に、エンジンの回転数が高く、スロットルバルブの開度が大きい場合には、吸気制御バルブ4は、図4に示す開状態に回動され、吸気を吸気通路3の略全面を通してエンジンに流動させ、出力を向上させる。このとき、図示しない電子制御装置によりアクチュエータ7に電力が供給され、アクチュエータ7の回動によりシャフト6を構成する連結シャフト61が、吸気制御バルブ4の開方向に回動されると共に、制御バルブ位置センサ8により、吸気制御バルブ4の回動角度を検知して電子制御装置へフィードバックし、回動角度を調節する。
【0026】
この場合、互いに隣り合う軸受穴92に軸方向のズレがある場合、図11(a)に示すその一方の分割シャフト61の溝61aの底部61hと、その他方の分割シャフト61の突部61bの先端部61jとの間の間隙Cにより、互いに隣り合う軸受穴92の軸方向のズレを吸収できる。また、隣り合う軸受穴92に径方向のズレがある場合、その一方の分割シャフト61の溝61aの互いに平行な面61cと、その他方の分割シャフト61の突部61bの円弧面61dとの内接、及び、突部61bの分割シャフト61の軸に対する垂直方向の長さ61eを、溝61aの分割シャフト61の軸に対する垂直方向の長さ61fより小さく設定することにより、互いに隣り合う軸受穴92の径方向のズレを吸収できる。
【0027】
【発明の効果】
以上のように、請求項1の発明によれば、シャフトは、複数の分割シャフトから構成され、互いに隣り合う分割シャフトは、その一方の一端に形成されて分割シャフトの軸芯に対して対称で互いに平行な面を有する溝と、その他方の他端に形成されて平行な面に内接するように溝に収容される円弧面を有する突部と、からなる連結手段により連結されることとしたことにより、複数の軸受穴が芯ズレを起こしていた場合に、連結手段は、分割シャフト同士の軸芯の芯ズレを吸収しながら回動することができ、すべての分割シャフトの軸芯が精度よく同一直線上に並んでいない場合においても、各分割シャフトを連ねてなるシャフト全体をスムーズに回動させることができる。また、シャフトを構成する複数の分割シャフトの回動角度を略同一とすることができる。また、連結手段を分割シャフトに設けることにより、部品点数及び組付工数の低減をはかることができると共に、吸気装置のコスト低減を図ることができる。
【0028】
また、請求項2の発明によれば、互いに隣り合う分割シャフトを互いに、突部又は溝の長さ方向に屈曲できるようにすることができる。
【0029】
また、請求項3の発明によれば、互いに隣接する分割シャフトの軸方向の位置のバラツキを吸収することがでる。
【0030】
また、請求項4の発明によれば、シャフトと吸気制御バルブが一体に形成されていることにより、部品点数及び組付工数の低減をはかることができると共に、吸気装置のコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す吸気装置1の概略構成図である。
【図2】図1におけるフランジ9のシリンダヘッド接合面から見た正面図である。
【図3】図2におけるIII−III断面図である。
【図4】図2における吸気制御バルブ4を閉じた状態を示す正面図である。
【図5】図3におけるV−V断面図である。
【図6】本発明の一実施形態の隣り合う分割シャフト61を示す正面図である。
【図7】図6におけるA−A、B−B断面図である。
【図8】本発明の一実施形態の溝61aにリブを設けた連結手段65の図6におけるA−A、B−B断面図である。
【図9】本発明の一実施形態の連結手段65を示す斜視図である。
【図10】本発明の一実施形態の連結手段65の連結状態を示す正面図である。
【図11】本発明の連結手段65の作動状態を示す作動説明図であり、(a)は軸方向ズレを吸収する作動状態、(b)は溝61a直角方向ズレを吸収する屈曲状態、(c)は溝61a方向ズレを吸収する屈曲状態を示す。
【符号の説明】
1・・・吸気装置
2・・・ハウジング
3・・・吸気通路
4・・・吸気制御バルブ
5・・・軸受穴
6・・・シャフト
7・・・アクチュエータ
61・・・分割シャフト
61a・・・溝
61b・・・突部
61c・・・平行な面
61d・・・円弧面
61f、e・・・長さ
61h・・・底部
61j・・・先端部
65・・・連結手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an intake device for an internal combustion engine, and more particularly, to a connection structure in which a shaft connecting an intake control valve and an actuator is constituted by a plurality of divided shafts, and the divided shafts are connected.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an intake device for an engine includes a housing, a plurality of intake passages formed in the housing, an intake control valve disposed in each intake passage for opening and closing the intake passage, and an intake control valve fixed to the housing. A shaft rotatably supported by the plurality of bearing holes, and an actuator for rotating the shaft.
[0003]
The shaft is constituted by one shaft, and connects the plurality of intake control valves and the actuator. In such a conventional engine intake device, the shaft is provided so as to penetrate through the plurality of intake passages, so that a large number of bearing holes for supporting the shaft are required. On the other hand, it is very difficult to form all these bearing holes such that their axes are aligned on the same straight line.
[0004]
On the other hand, there is an intake system for an engine in which a shaft is constituted by a plurality of divided shafts connected on substantially the same straight line, and between the divided shafts, there is provided a core deviation absorbing means for absorbing a deviation between the axes of the two. (For example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-38932 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the intake device of this engine, the misalignment absorbing means is constituted by the joint interposed between the divided shafts and the connecting pipe connecting the joint and the divided shaft, so that the number of parts and the number of assembly steps are reduced. , The cost of parts and the cost of assembly increase, and the cost increases. In addition, the split shaft and the intake control valve are fixed with screw screws, which increases parts costs and assembly costs, and increases costs.
[0007]
Therefore, it is a technical object of the present invention to provide an intake device that reduces the number of parts and the number of assembling steps and reduces the cost of the intake device.
[0008]
[Means for solving the problem]
A first technical measure taken to solve the above-mentioned problem is that a housing, a plurality of intake passages formed in the housing, an intake control valve for opening and closing the intake passage, and the intake control valve A shaft rotatably supported by a plurality of bearing holes provided in the intake passage, and an actuator for rotating the shaft, an intake device for an internal combustion engine, wherein the shaft comprises: A plurality of divided shafts, the adjacent divided shafts are formed at one end thereof and have grooves which are symmetrical with respect to the axis of the divided shaft and have surfaces parallel to each other, and at the other end thereof, And a projection having an arc-shaped surface that is formed and is inscribed in the groove so as to be inscribed in the parallel surface.
[0009]
According to the above-described means, the shaft is composed of a plurality of divided shafts, and the divided shafts adjacent to each other are formed at one end thereof and have grooves symmetrical with respect to the axis of the divided shaft and parallel to each other. And a projection formed at the other end of the other end and having an arcuate surface housed in the groove so as to be inscribed in the parallel surface, and connected by a connecting means comprising a plurality of bearing holes. If there is a misalignment, the connecting means can rotate while absorbing the misalignment of the axes of the divided shafts, and the axes of all the divided shafts are accurately aligned on the same straight line. Even in the case where there is no shaft, the entire shaft formed by connecting the divided shafts can be smoothly rotated. Further, the rotation angles of the plurality of divided shafts constituting the shaft can be made substantially the same. Further, by providing the connecting means on the split shaft, the number of parts and the number of assembling steps can be reduced, and the cost of the intake device can be reduced.
[0010]
A second technical measure taken to solve the above problem is that a length of the projection in a direction perpendicular to the axis of the divided shaft is perpendicular to the axis of the groove of the divided shaft. Is set to be smaller than the length of.
[0011]
According to the above-described means, the divided shafts adjacent to each other can be bent in the length direction of the protrusion or the groove.
[0012]
A third technical measure taken to solve the above problem is that a gap is provided between the bottom of the groove and the tip of the projection.
[0013]
According to the above-described means, it is possible to absorb variations in the position of the divided shafts adjacent to each other in the axial direction.
[0014]
A fourth technical measure taken to solve the above problem is that the divided shaft supported by the adjacent bearing holes and the intake control valve are integrally formed.
[0015]
According to the above-described means, since the shaft and the intake control valve are integrally formed, the number of parts and the number of assembly steps can be reduced, and the cost of the intake device can be reduced.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment in which an
[0017]
An
[0018]
As shown in FIG. 3, a
[0019]
As shown in FIG. 5, the
[0020]
As shown in FIGS. 6 to 9, the
[0021]
The
[0022]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
[0023]
When the rotation speed of the engine is low and the opening of the throttle valve (not shown) is small, the
[0024]
In this case, if the bearing holes 92 adjacent to each other are displaced in the axial direction, the bottom 61h of the
[0025]
Next, when the engine speed is high and the opening of the throttle valve is large, the
[0026]
In this case, if the bearing holes 92 adjacent to each other are displaced in the axial direction, the bottom 61h of the
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, the shaft is composed of a plurality of divided shafts, and the divided shafts adjacent to each other are formed at one end of the divided shaft and are symmetric with respect to the axis of the divided shaft. It is to be connected by a connecting means consisting of a groove having a plane parallel to each other and a projection formed at the other end and having an arc surface housed in the groove so as to be inscribed in the parallel plane. Accordingly, when a plurality of bearing holes are misaligned, the connecting means can rotate while absorbing the misalignment of the axis of the divided shafts, and the axes of all the divided shafts can be accurately adjusted. Even when they are not well aligned on the same straight line, the entire shaft formed by connecting the divided shafts can be smoothly rotated. Further, the rotation angles of the plurality of divided shafts constituting the shaft can be made substantially the same. Further, by providing the connecting means on the split shaft, the number of parts and the number of assembling steps can be reduced, and the cost of the intake device can be reduced.
[0028]
According to the second aspect of the present invention, the divided shafts adjacent to each other can be bent in the longitudinal direction of the protrusion or the groove.
[0029]
According to the third aspect of the present invention, it is possible to absorb variations in the axial position of the divided shafts adjacent to each other.
[0030]
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
FIG. 2 is a front view of the
FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 2;
FIG. 4 is a front view showing a state in which the
FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 3;
FIG. 6 is a front view showing adjacent divided
FIG. 7 is a sectional view taken along lines AA and BB in FIG. 6;
8 is a cross-sectional view of the connecting means 65 having ribs provided in the
FIG. 9 is a perspective view showing a connecting
FIG. 10 is a front view showing a connection state of the connection means 65 according to the embodiment of the present invention.
11A and 11B are operation explanatory diagrams showing an operation state of the connecting means 65 of the present invention, in which FIG. 11A is an operation state in which an axial displacement is absorbed, FIG. c) shows a bent state in which the displacement in the direction of the
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該ハウジングに形成された複数の吸気通路と、
該吸気通路を開閉するための吸気制御バルブと、
該吸気制御バルブに固定され、前記吸気通路に設けられた複数の軸受穴に回動可能に支持されたシャフトと、
該シャフトを回動させるためのアクチュエータと、を有する内燃機関の吸気装置において、
前記シャフトは、複数の分割シャフトから構成され、互いに隣り合う前記分割シャフトは、その一方の一端に形成されて前記分割シャフトの軸芯に対して対称で互いに平行な面を有する溝と、その他方の他端に形成されて前記平行な面に内接するように前記溝に収容される円弧面を有する突部と、からなる連結手段により連結されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。A housing,
A plurality of intake passages formed in the housing;
An intake control valve for opening and closing the intake passage;
A shaft fixed to the intake control valve and rotatably supported by a plurality of bearing holes provided in the intake passage;
An actuator for rotating the shaft, and an intake device for an internal combustion engine having:
The shaft is composed of a plurality of divided shafts, and the divided shafts adjacent to each other are formed at one end thereof and have grooves symmetrical with respect to the axis of the divided shaft and parallel to each other. And a projection formed at the other end and having an arcuate surface accommodated in the groove so as to be inscribed in the parallel surface.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012136995A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Mahle Filter Systems Japan Corp | Flow passage control valve device, and assembling method thereof |
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2002
- 2002-12-18 JP JP2002367083A patent/JP2004197650A/en active Pending
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