JP2005036805A - エンジンのインテークマニホールドにおける圧力パルスの伝達制御 - Google Patents

Abstract

【課題】 安価で比較的簡素であり、エンジンの空気吸込み口マニホールドに開口部を介して容易に組付けることができる、バルブが閉位置にあるときに第２の流路内に残る圧力パルス伝達を削減するためのサーボモータとロータリベーンバルブとのアセンブリを提供する。
【解決手段】 サーボ操作される回転ベーンは、外部から開口部を介して内部に一体のリブを有するエンジン入口マニホールド流路内に組み付けられる。バルブが閉位置にあるときに、リブ上を流れる圧力パルスの伝達をベーン端部のバッフル表面が最小化させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、サーボ作動式バルブに関し，特にエンジン吸気マニホールドで異なるチャネルの間の圧力パルスの伝達を制御するためにエンジンに使用されるサーボ作動式ロータリバルブに関するものである。

乗用車や軽トラック用のエンジンの設計または製造においては、エンジンの操作速度および負荷に応じて圧力パルスの伝達を異なる割合にするためにエンジン吸気マニホールドに代替ランナあるいはチャネルを備えることが望ましいことが従来から知られている。特に、高速または高負荷では圧力パルスの伝達を許容することが必要であるが、低速かつ低負荷での使用には圧力パルスの伝達を防止することが望まれてきている。

公知の軽トラック用のエンジンの生産においては、電動式ロータリバルブをエンジンマニホールドに採用して、エンジンの作動状況により必要に応じて追加のあるいは第２の流路の開閉を制御することがこれまでに行われてきた。このようなバルブは、一般に、マニホールド内部の取付け開口を介して設けられて、マニホールドに例えば一体金型によってその内部に形成されたベーンが接触するリブあるいは係止表面を有する第２流路の入口端にロータリベーンが配置されている。しかしながら、部品間の寸法が変化したりマニホールド内に組込まれたバルブベーンの位置が変化することから、バルブベーンが閉位置にあるときに第２流路における圧力パルスの伝達を除去するようにバルブを設けることは困難であることが判ってきた。この問題は、特にマニホールドの通気流路の外にバルブ用のサーボモータアクチュエータを配置する必要があるというバルブ構造の性質により、一層悪化している。バルブは、マニホールドの形成中に組込むよりもマニホールドの取付け開口を介して組付けられる方がよい。

このことから、安価で比較的簡素であり、エンジンの空気吸込み口マニホールドに容易に組付けることができ、バルブが閉位置にあるときに第２の流路内に残留する圧力パルスの伝達を削減するためのダイバータバルブ（diverter valve）が望まれていた。

本発明は、上述した問題を解決するもので、エンジンの空気吸込み口マニホールドに取付け開口部を介して組付けるのに適したサーボモータとロータリベーンバルブとのアセンブリを提供するものであり、マニホールドの所望の流路でバルブが閉位置にある場合に、ベーンの周囲の圧力パルスを崩壊させるバッフル表面をベーンに有するものである。バルブベーンは、吸込み口流路に設けられたリブあるいはストッパに対してベーンが閉位置にあるときにオフセット表面あるいはバッフル表面を構成するフラップと一体に形成することができる。

図１〜３に参照されるように、本発明のバルブアセンブリは、符号１０で示されており、減速機（図示していない）を含むこともある電動機ユニット１４が内部に配置されるハウジング１２を含んでいる。ハウジング１２は、後述する吸気マニホールドに取り付けるための適当な取付固定手段（図示していない）を受けるために形成された穴１８、２０を有する取り付けフランジ１６を含むことが望ましい。

取付けフランジ１６の上には、外部電機接続用に配置された電極ピン２６、２８を有する差込口シェル２４が形成されたキャップ２２が取付けられている。電極ピンは、適当な電気リード線（図示していない）によって内部の電動機１４と接続されている。キャップ２２はまた、フランジ１６の穴１８、２０と整合して適当な取付固定手段（図示しない）を受ける穴３０、３２を有している。

フランジ１６の上には、固定手段を受けるために対応する孔をそれぞれ有する一対のボス３４、３６が間隔をおいて突出するように形成されていることが望ましい。キャップ２２は、それぞれ符号４２、４４で示された適当な固定手段が挿通されて受ける孔３８、４０が対応して配置されている。固定手段４２、４４は、本発明の実施の形態においてはリベットにより構成されているが、例えば、ナットやセルフタッピング固定手段によって保持するネジなど、他の適当な固定手段を採用することができることを理解されたい。

ハウジング１２は、その底に形成された延長部４８の下端の図示しない開口を通るシャフト４６を有しているが、シャフト４６は、適当な減速手段（図示しない）を含む電動機１４と係合されていることを理解されたい。シャフト４６の下端は、例えばローレット面やスプラインなどのような連結駆動表面５０を有することが好ましい。しかしながら、シャフト４６の下端は、六角形や矩形などのような他の断面形状を採用することもできることを理解されたい。

ベーン形式のバルブ部材５２は、シャフト４６の下端を受けるセンターハブ５４を有しており、このハブ５４は、シャフトからベーンにトルクを伝達するためにシャフトの連結駆動表面５０と対応する表面を備えていることを理解されたい。本発明のこの実施の形態では、ベーン５２とハブは、樹脂素材をモールディングすることなどによって一体に形成されているが、その表面には複数の径方向外側に延びる補強リブ５６を有することが好ましい。

ハブ５４の反対側に位置するベーン５２の下方端には、互いに対向する一対のバッフルすなわちバッフル表面５８、６０が設けられており、これらのバッフル表面は、ベーン５２の底部に形成されたオフセットまたはフラップによって形成することができる。このようなバッフル表面５８、６０の機能については、以下に説明する。

図４および図５を参照すると、バルブアセンブリ１０は、符号６２で示された部分を有するエンジンのインテークマニホールド上に設けられており、図４に示すように断面が矩形の二次的な圧力パルスを伝達する流路６４がインテークマニホールド内に形成されている。

流路６４は、その内部に周囲に突設するように配置されたリブ６６を有しており、リブは図４に全開位置で示したように、ベーン５２を案内するポケットまたは着座表面６８を形成する一辺を有している。引き続き図４を参照すると、ベーン５２は全開位置に示されているが、エンジンが作動状態にあるとき、図示しないコントローラが電動機ユニットを励磁してベーンを閉位置へと時計回り方向に回転させて後方に隣接するリブ６６の方へバッフル表面６０が移動するようになるため、表面５８、６０は、ベーン５２とリブとの間の圧力パルスの伝達を妨げて、ベーンの周囲に影響する圧力パルスの形成を最小化する。

図１〜図４を通じて、適当な固定手段（図示されていない）が取付け孔３０、３２とフランジ１６の孔１８、２０とに受け止められていることによってアセンブリ１０がマニホールドに保持されていることを理解されたい。これらの固定手段は、図５において断面で符号７０、７２によって示されている。アセンブリ１０がマニホールドに取付けられるための開口部すなわち取付け開口部は、図５に符号７４で示されている。

図３を参照すると、開口７４に入れられるアセンブリ１０が図示されており、符号７６で示す適当なシールリングによって取付け孔７４の周囲に対してフランジ１６の下面がシールされている。

以上に述べたように、本発明によれば、ロータリサーボ作動式バルブをマニホールドに形成された開口を通して外部から取り付けることができるので、簡単な構成で、比較的安価であり、組み付けが容易であり、このロータリサーボバルブによってエンジンマニホールド流路内での圧力パルスの伝達を制御して、バルブが閉位置にあるときに圧力パルスの伝達を充分に妨げて圧力パルスの伝達やその周囲からの漏れを最小化することができる。

以上においては本発明を図示した実施の形態に関して説明してきたが、本発明は、修正・変更することができ、特許請求の範囲によってのみ限定されることを理解されたい。

本発明のバルブアセンブリの斜視図である。 ハウジングの部分を一部破断して図１を左方から見た同様の斜視図である。 図１のアセンブリの分解組立図である。 断面で示したエンジンの空気吸込み口マニホールドに本発明のバルブを取付けた状態を示す斜視図である。 図４の５‐５破断線に沿った断面図である。

符号の説明

１０：バルブアセンブリ、 １２：ハウジング、 １４：電動機、 １６：フランジ、
５２：バルブ部材、 ５６：補強リブ、 ：５８、６０：バッフル表面、６４：圧力パルス伝達流路、 ６６：リブ、 ７４：開口部

Claims (16)

1. （ａ）上部に取付け表面（１６）を含むと共に内部にモータ駆動装置（１４）を有しており、弁調整が必要な流路に形成された開口部に挿入できる形状に形成され、前記内部のモータ駆動装置を通すための開口を有するハウジング（１２）と、
   （ｂ）前記ハウジングの外部に設けられて前記ハウジングに対して回転できるよう前記開口を介して前記モータ駆動装置と連結されて作動し、端部に沿ってバッフル表面（５８、６０）を有し、前記ハウジングと共に前記開口部を介して挿入されるユニットとして構成されて前記取付け表面によって前記流路内に配置されるベーンバルブ部材（５２）と、
   を備えた電動ロータリバルブアセンブリ。
2. 前記バッフル表面が、前記ベーンバルブ部材のオフセット端部（５８、６０）を含む請求項１に記載のアセンブリ。
3. （ａ）取付け開口部を有するインレットの流路（６４）、および、該流路の壁に形成されて前記流路内の圧力パルス伝達方向に対して横切る方向に延び、前記取付け開口部とは反対側の前記内壁に配置されるリブ（６８）を有するマニホールド（６２）と、
   （ｂ）内部にモータ駆動装置（１４）を備え、外側に向かって延びるフランジ（１６）を有するバルブハウジング（１２）と、
   （ｃ）前記モータ駆動装置と接続されて該モータ駆動装置を励磁することにより前記ハウジングに対して回転操作され、前記取付け開口部を介して配置され、入口流路に対して閉位置に移動されて前記リブの上を通る圧力パルスの伝達を妨げるよう形成された部分（５８、６０）を有するバルブベーン（５２）と、
   （ｄ）前記マニホールドに前記フランジを保持するよう機能する手段（３０）と、
   を備えた電動バルブとエンジン空気入口マニホールド流路との結合体。
4. 前記バルブハウジングが前記取付け開口部に保持されるよう形成された部分を有する請求項３に記載の結合体。
5. 前記フランジを保持する手段がネジ部品（４２、４４）である請求項３に記載の結合体。
6. 前記バルブベーンが中央に配置されたシャフト（４６）によって前記モータ駆動装置と接続されている請求項３に記載の結合体。
7. 前期バルブベーンと前記入口流路が断面長方形である請求項３に記載の結合体。
8. 前記バルブベーンが一体成形された複数の補強リブ（５６）を含む請求項３に記載の結合体。
9. 前記モータ駆動装置がハウジングの外に向かって延びて前記ベーンを取付ける回転シャフト（４６）を含む請求項３に記載の結合体。
10. エンジンインレットマニホールドの流路における流れ制御方法であって、
    （ａ）圧力パルスの伝達方向と交差する方向に沿って前記流路の一側部を横切るリブを配置すると共に前記流路の前記リブと反対側の位置に取付け開口部を形成し、
    （ｂ）回転モータ駆動装置をハウジング内に配置して該ハウジングに設けた開口を介して前記モータ駆動装置をベーンに接続し、
    （ｃ）前記ベーンの一端にバッフル表面を形成し、
    （ｄ）前記取付け開口部を介して前記ベーンを挿入して該ベーンを前記リブに対して回転するよう位置調整し、
    （ｅ）前記モータ駆動装置を励磁して前記ベーンを回転させ、前記ベーンが前記流路に対して閉位置にあるときに前記バッフル表面によって前記リブ上を伝わる流れを妨げる、
    エンジンインレットマニホールドの流れ制御方法。
11. バッフル表面を形成する段階で該表面を一体部材にモールディングするステップを含む請求項１０に記載の方法。
12. 前記リブを配置する段階で前記リブにポケットを形成して前記ベーンをポケットに案内するステップを含む請求項１０に記載の方法。
13. 前記ベーンを配置する段階で樹脂素材からなる一体の部材をモールディングするステップを含む請求項１０に記載の方法。
14. 前記モールディングのステップは、外向きに延びる複数の補強リブを一体に形成する請求項１３に記載の方法。
15. 前記ハウジングを配置する段階は、外側に延びるフランジを形成して該フランジによりハウジングをマニホールドに取付けるステップを含む請求項１０に記載の方法。
16. 前記バッフル表面を形成する段階は、ベーンの一端に沿ってフラップを（オフセットさせて）形成するステップを含む請求項１０に記載の方法。
    

Images