JP2005120867A

JP2005120867A - 吸気制御バルブ装置

Info

Publication number: JP2005120867A
Application number: JP2003355022A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Masui; 俊之増井
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】部品点数及び組付工数を削減し、コストを低減することのできる吸気制御バルブ装置を提供する。
【解決手段】吸気制御バルブ装置１は、サージタンク１００内のタンク室を区画する隔壁１０４に形成された開口溝１０５に装着される枠状のフレーム部１２を有する樹脂製のバルブボデー１０を備える。フレーム部１２には、バルブ体７０がそのフレーム部１２の枠内開口部１２ａ内を回動により開閉可能に設けられ、その開閉により区画されたタンク室１１１，１１２の相互間が連通及び遮断される。バルブ体７０は、モータ部３０により開閉駆動される。バルブボデー１０には、モータ部３０の通電により励磁されるステータ４０がインサート成形により一体化される。
【選択図】図１

Description

本発明は、多気筒エンジンの吸気系に使用される吸気制御バルブ装置に関する。詳しくは、可変吸気システムのうち、音響振動の節を移動させ、吸気管長を変化させた効果を得るＡＣＩＳ（Acoustic Control Induction System）に使用される吸気制御バルブ装置に関する。

従来、ＡＣＩＳに使用される吸気制御バルブ装置は、バルブボデーとバルブ体とアクチュエータとを備えている（例えば、特許文献１参照。）。バルブボデーは、樹脂製で、サージタンク内のタンク室を区画する隔壁に形成された開口部に装着される枠状のフレーム部を有している。また、バルブ体は、バルブボデーのフレーム部にそのフレーム部の枠内開口部を回動により開閉可能に設けられ、その開閉によりタンク室の相互間を連通及び遮断する。また、アクチュエータは、バルブ体を開閉駆動する。
特開２０００−５５２００号公報

前記特許文献１のアクチュエータとして、従来、ダイヤフラム式負圧制御装置が用いられていた。
ところで、ダイヤフラム式負圧制御装置に代えてモータを用いる場合において、モータは取付ネジ等の固定手段によりバルブボデーに取付けられるのが一般的である。このような固定手段によるモータの取付構造では、部品点数が多く、組付工数が増加するため、コストアップを余儀なくされるという問題がある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、部品点数及び組付工数を削減し、コストを低減することのできる吸気制御バルブ装置を提供することにある。

前記した課題は、本発明の特許請求の範囲に記載された構成を要旨とする吸気制御バルブ装置によって解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項１に記載された吸気制御バルブ装置によると、モータの通電により励磁されるステータがバルブボデーにインサート成形により一体化されている。これにより、従来の固定手段によるモータの取付構造に比べて、取付ネジ等の固定手段を省略するとともに、バルブボデーと別個に必要であったモータハウジングを省略することができる。したがって、部品点数及び組付工数を削減し、コストを低減することができる。また、部品点数の削減により、吸気制御バルブ装置を軽量化することができる。

また、特許請求の範囲の請求項２に記載された吸気制御バルブ装置によると、バルブボデーのフレーム部において、バルブ体のモータ側の端部に連結されるシャフトを回転可能に支持する軸受部を有するモータ側の枠部が、その軸受部の外径とほぼ等しいか若しくはそれ以上の肉厚をもって形成されている。このモータ側の枠部により、軸受部及びフレーム部全体の支持強度を向上することができる。
また、モータ側の枠部に肉盗み部が設けられている。したがって、樹脂成形時のモータ側の枠部における樹脂の流れを均一化することができ、これによりモータ側の枠部における熱収縮によるヒケ等の成形歪の発生を低減し、寸法精度の向上を図ることができる。

また、特許請求の範囲の請求項３に記載された吸気制御バルブ装置によると、バルブボデーのフレーム部において、バルブ体の反モータ側の端部に連結されるシャフトを回転可能に支持する軸受部を有する反モータ側の枠部が、隔壁の開口部の奥端部に設けられた突起部に係合される。これにより、軸受部を有する反モータ側の枠部が隔壁の突起部により安定的に支持される。
さらに、反モータ側の枠部が係合する隔壁の突起部がその隔壁の肉厚よりも大きい肉厚を有している。このため、隔壁の突起部による反モータ側の枠部の支持強度を向上することができ、吸気の脈動圧により隔壁の突起部に加わる応力を効果的に緩和することができる。

また、特許請求の範囲の請求項４に記載された吸気制御バルブ装置によると、突起部が、反モータ側の枠部に沿う横幅をもって形成されている。このため、突起部による反モータ側の枠部の支持強度を一層向上するとともに、その突起部により反モータ側の枠部を一層安定的に支持することができる。

本発明の吸気制御バルブ装置によれば、モータの通電により励磁されるステータがバルブボデーにインサート成形により一体化されるものであるから、従来の固定手段によるモータの取付構造に比べて、部品点数及び組付工数を削減し、コストを低減することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例を参照して説明する。

本発明の一実施例にかかる吸気制御バルブ装置を図面にしたがって説明する。なお、吸気制御バルブ装置を説明する前に、その吸気制御バルブ装置を使用するＡＣＩＳ（Acoustic Control Induction System）の概要について述べる。
図１８に示すように、６気筒エンジンの吸気系を構成するサージタンク１００内に形成されるタンク室は、隔壁１０４により第１のタンク室１１１と第２のタンク室１１２とに区画されている。第１のタンク室１１１には、互いに吸気工程が重なり合わない吸気枝管１１４，１１５，１１６が接続されている。また、第２のタンク室１１２には、互いに吸気工程が重なり合わない吸気枝管１１７，１１８，１１９が接続されている。
また、隔壁１０４には、両タンク室１１１，１１２の相互間の連通及び遮断を行なうバルブ体７０を備えた吸気制御バルブ装置１が装着されている。
また、サージタンク１００の吸気ダクト部１０９は、図示しないアクセルペダルの操作に基づいて開閉されるスロットル弁１１３を備えたスロットルボデー１２１を介してエアクリーナ１２２に接続されている。

エンジンの高負荷低速運転時には吸気制御バルブ装置１のバルブ体７０が閉じるすなわち閉弁する。このときは、サージタンク１００の吸気ダクト部１０９内における吸入空気流の分岐部１０９ａが吸気脈動による気柱振動の節となり、吸気脈動の振動数は低くなる。したがって、吸気慣性効果により充填効率が高められるので、低速運転時におけるトルク（軸トルクともいう。）を大きくすることができる（図１９中のトルク曲線Ａ参照）。
また、エンジンの高負荷高速運転時には吸気制御バルブ装置１のバルブ体７０が開くすなわち開弁する。このときは、各吸気枝管１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９の開口端が吸気脈動による気柱振動の節となり、吸気脈動の振動数が高くなる。したがって、吸気慣性効果により充填効率が高められるので、高速運転時におけるトルクを大きくすることができる（図１９中のトルク曲線Ｂ参照）。

前記サージタンク１００について詳述する。なお、説明の都合上、サージタンク１００及び吸気制御バルブ装置１にかかる方位は、各図に矢印で示すとおりに定める。
図１５に示すように、サージタンク１００の一側壁（本実施例では後側壁が該当する。）１０１には、隔壁１０４に対応するバルブ挿通孔１０２が形成されている。バルブ挿通孔１０２は、左右方向を長くするほぼ横長四角形状に形成されている。
隔壁１０４には、バルブ挿通孔１０２に対応するほぼＵ字状の開口溝１０５が形成されている。開口溝１０５（詳しくは溝内）は、本明細書でいう「隔壁に形成された開口部」に相当する。

前記開口溝１０５の奥端面いわゆる溝底面には、突起部１０６が突出されている。突起部１０６は、開口溝１０５の前縁部に沿う横幅（左右方向の幅）１０６ｗをもって形成されている。突起部１０６の左右両端部は開口溝１０５の左右両側縁に向かって傾斜状に延びており、その突出量が両端に向かって次第に小さくなっている。
突起部１０６は、図１６に示すように、前記隔壁１０４の肉厚１０４ｔよりも大きい肉厚１０６ｔで形成されている。さらに、突起部１０６は、突出方向すなわち後方に向けてその肉厚１０６ｔを次第に薄くするテーパ状に形成されている。また、突起部１０６の基端部の上下両面には、上下一対をなすフランジ部１０７が上下対称状に突出されている。両フランジ部１０７は、突起部１０６の横幅１０６ｗ（図１５参照）にほぼ対応する横幅（左右方向の幅）をもって形成されている。
また、図１５に示すように、隔壁１０４の開口溝１０５の両側縁の中間部よりも前方寄りの位置には、ほぼチャンネル状の左右のガイド部１０８が左右対称状に形成されている。両ガイド部１０８のチャンネル溝１０８ａは、図１６に示すように、バルブ体７０（後述する）の当該枠部１７（２０）を受入可能に形成されている。また、チャンネル溝１０８ａにおける上下方向の中間部の溝壁面は、開口溝１０５の溝壁面に対して一連状に連続している（図１５参照）。

次に、前記サージタンク１００に装着される吸気制御バルブ装置１について説明する。図１に示すように、吸気制御バルブ装置１は、直流トルクモータにより構成されるモータ部３０を一体的に備えたバルブボデー１０と、そのバルブボデー１０に回動可能に支持されかつモータ部３０により開閉駆動されるバルブ体７０とを備えている。
まず、バルブボデー１０を説明する。図６及び図７に示すように、バルブボデー１０は、例えば、樹脂製であり、基板部１１と、その基板部１１の前側面に水平状に形成された枠状のフレーム部１２と、前記基板部１１の後側に形成されたモータハウジング部３１とを一体に備えている。
基板部１１は、フレーム部１２とモータハウジング部３１との間において垂直状をなす板状に形成されている。基板部１１におけるモータハウジング部３１よりも外方へ張り出すフランジ状部分は、前記サージタンク１００に対する取付フランジとして機能する（図１３〜図１５参照）。

図６及び図７に示すように、前記フレーム部１２は、水平状をなしかつ前後方向を長くするほぼ矩形枠状に形成され、前記サージタンク１００のバルブ挿通孔１０２及び開口溝１０５（図１５参照）内に嵌合可能になっている。フレーム部１２は、基板部１１に連続する後枠部１３と、その後枠部１３の左右両端部から前方へ延びる左枠部１７及び右枠部２０と、その左枠部１７及び右枠部２０の前端部につながる前枠部２３とを有している。左枠部１７及び右枠部２０は、相互間の間隔を前方に向かって次第に狭くするテーパ状に形成されている。なお、フレーム部１２の後枠部１３は本明細書でいう「モータ側の枠部」に相当し、また、前枠部２３は本明細書でいう「反モータ側の枠部」に相当する。

前記フレーム部１２における後枠部１３は、左右方向を長くする長細板状に形成されている。後枠部１３の左右方向の中央部には、前後方向に延びる軸線Ｌ上に位置するほぼ円筒状の軸受部１４が形成されている。
図９に示すように、軸受部１４の中空部内には、軸線方向に貫通する軸受孔１４ａが形成されている。軸受孔１４ａは、後枠部１３及び前記基板部１１を貫通しており、モータハウジング部３１の筒状部３２（後述する）内に開放されている（図８参照）。軸受孔１４ａ内には、軸受ブッシュ１５がその後方から圧入されている。軸受ブッシュ１５は、軸受孔１４ａの基板部１１側の開口端部における周方向の適数箇所（図８では、４箇所を示す。）の熱かしめ部１１ａを熱かしめすることにより抜け止めいわゆるステーキングされている。なお、軸受ブッシュ１５は、軸受孔１４ａに対して基板部１１側の開口端よりも熱かしめ部１１ａのステーキング用の空間部（これを、逃がし部１４ｂという。）を形成する程度に圧入されている（図９参照）。

図１０に示すように、前記後枠部１３は、その軸受部１４の外径１４ｄとほぼ等しいか若しくはそれ以上の肉厚１３ｔをもって形成されている。図１０では、後枠部１３の肉厚１３ｔが、軸受部１４の外径１４ｄよりも僅かに小さい程度に設定されている。また、後枠部１３は、前記サージタンク１００のバルブ挿通孔１０２（図１５参照）内に嵌合可能に形成されている。なお、本明細書でいう「軸受部１４の外径１４ｄとほぼ等しいか若しくはそれ以上の肉厚１３ｔ」とは、ロータシャフト５１（後述する）のシャフト径以上でかつ後枠部１３を成形可能な肉厚以下のことをいう。
さらに、後枠部１３には、左右対称状でかつ上下対称状をなす計４個の凹溝からなる肉盗み部１６が形成されている。肉盗み部１６は、後枠部１３の長手方向（左右方向）に関する両端部分及びその短手方向（前後方向）に関する両端部分並びに軸受部１４を除いた部分に形成されている。これにより、後枠部１３における上下の肉盗み部１６の相互間における肉厚（上下の肉盗み部１６の底面相互間の肉厚が相当する。）が薄くなっている。

図６及び図７に示すように、前記前枠部２３は、左右方向を長くする長細板状に形成されている。前枠部２３の左右方向の中央部には、前記軸線Ｌ上に位置するほぼ円筒状の軸受部２４が形成されている。
図９に示すように、軸受部２４の中空部内には、軸線方向に貫通する軸受孔２４ａが形成されている。軸受孔２４ａの後半部内には、軸受ブッシュ２５がその後方から圧入されている。その軸受孔２４ａ内には、図４に示すように、支持シャフト２２の一端部（前端部）が挿通されている。支持シャフト２２は、軸受ブッシュ２５により回転可能に支持されている。なお、支持シャフト２２の後部は、バルブ体７０（後述する）の前側の軸孔７２ａ内に圧入により連結されている。
なお、左枠部１７、右枠部２０及び前枠部２３は、後枠部１３の肉厚１３ｔ（図１０参照）とほぼ等しい肉厚をもって形成されている（図６参照）。しかして、図６に示すように、前枠部２３の周縁部は、係合溝２８（後述する）の上下の溝壁として形成されるため、肉厚１３ｔ（図１０参照）よりも所定量厚い肉厚で形成されている。

図７に示すように、前記フレーム部１２の軸受部１４，２４を除いた内周面には、段差面からなる左右一対の弁座２６Ｌ，２６Ｒが形成されている。両弁座２６Ｌ，２６Ｒの前端部及び後端部は、それぞれ内方に向けて湾曲している。両弁座２６Ｌ，２６Ｒは、図１１に示すように、軸線Ｌを中心とする点対称状に形成されている。このため、左枠部１７の弁座２６Ｌは下方に面し、右枠部２０の弁座２６Ｌは上方に面している。

図６に示すように、前記フレーム部１２の外周面すなわち各枠部１３，１７，２０，２３の外周面には、外方へ開放されかつ周方向にほぼＵ字状に連続する断面チャンネル溝状の嵌合溝２７が形成されている（図１０及び図１１参照）。嵌合溝２７のうち、前枠部２３における溝部分は、左枠部１７及び右枠部２０における嵌合溝２７の溝幅に比べて大きい溝幅で形成された係合溝２８になっている（図６参照）。係合溝２８は、前記前枠部２３の軸受部２４を横切っており、その軸受部２４の軸受孔２４ａと連通されている（図９参照）。また、係合溝２８は、前記サージタンク１００の突起部１０６に対してガスケット２９（後述する）を介して嵌合可能に形成されている（図１６参照）。
また、係合溝２８を含む嵌合溝２７には、一連状をなすゴム状弾性体からなるガスケット２９の基端部が嵌合により装着されている（図１〜図５参照）。図５に示すように、ガスケット２９の先端部は、フレーム部１２の外周面より外方へ突出している。そして、ガスケット２９の先端部は、前記サージタンク１００のバルブ挿通孔１０２の左右の両側縁を含む隔壁１０４の開口溝１０５（図１５参照）内に弾性的に当接することにより、フレーム部１２と隔壁１０４との間をシールする（図１７参照）。

しかして、図６に示すように、前記ガスケット２９において、フレーム部１２の前枠部２３に対応する部分には、前方へ開放する断面ほぼチャンネル状の係合溝２９ａが形成されている。
図１６に示すように、ガスケット２９の係合溝２９ａは、前記サージタンク１００の突起部１０６に対して弾性的に嵌合可能に形成されている。これとともに、ガスケット２９における係合溝２９ａの上下の両溝壁２９ｂが、サージタンク１００の両フランジ部１０７に弾性的に当接可能に形成されている。

図６及び図７に示すように前記モータハウジング部３１は、前記基板部１１の後側面に連続して一体形成されている。
図１２に示すように、モータハウジング部３１内には、ステータ４０がインサート成形により一体化されている。ステータ４０は、磁性体により形成されたステータコア４１を備えている。ステータコア４１は、前記軸線Ｌ（図９参照）と同一軸線をなす中空部４２ａを形成する一対のティース部４２と、コイル部４４（後述する）と各ティース部４２を磁気的に接続する一対のアーム部４３とから形成されている。コイル部４４は、略円形状の断面を有する芯部材としての鉄心４５に、ボビン４６を介してステータコイル４７が巻装されてなる。
また、前記ステータコイル４７に電気的に接続されたターミナル４８は、図８に示すように、モータハウジング部３１とともに一体形成されたコネクタ部３４内にインサート成形により一体化されている。
また、図９に示すように、モータハウジング部３１の後側部には、ほぼ円筒状の筒状部３２が前記軸線Ｌと同一軸線上に形成されている。

図４に示すように、前記ステータ４０と協働して前記モータ部３０を構成するロータ５０は、ロータシャフト５１と、そのロータシャフト５１の一端部（後端部）に圧入により固定されたロータコア５３と、ロータコア５３の外周面に装着された磁石５４，５５とからなる（図６参照）。ロータコア５３は、磁性材料により円筒状に形成されている。また、各磁石５４，５５は、円弧状に形成されかつ放射状に着磁されており、ロータコア５３に対し着磁方向を反対にして固定されている。これにより、ロータ５０にＮ、Ｓの二極が形成される。
また、図４に示すように、ロータシャフト５１の後端部（図４において左端部）には、スプリングガイド５７が回り止め及び抜け止め状態に係合されている。

しかして、図４に示すように、前記ロータシャフト５１の前端部（図４において右端部）は、前記モータハウジング部３１（図９参照）の筒状部３２内からステータコア４１のティース部４２（図１２参照）内を通して、前記バルブボデー１０の後枠部１３の軸受部１４の軸受孔１４ａ内に挿通されている。ロータシャフト５１は、軸受孔１４ａ内に装着された前記軸受ブッシュ１５により回転可能に支持されている。さらに、ロータシャフト５１の前端部は、バルブ体７０の後側の軸孔７３ａ（後述する）内に圧入により連結されている。これとともに、前記ロータ５０の磁石５４，５５は、前記ステータ４０のティース部４２（図１２参照）内に回転可能に配置されている。

図４に示すように、前記ロータ５０を組込んだ前記モータハウジング部３１の筒状部３２内には、その開口端面を閉塞するカバー６０が回り止め状態にかつ所定の嵌合量をもって嵌合されている。カバー６０は、モータハウジング部３１の筒状部３２の開口端部３２ａを全周にわたって熱かしめにより内方へ折り曲げることにより抜け止めされている。
また、カバー６０の外周部には、Ｏリング（オーリング）６２が装着されている。Ｏリング６２は、カバー６０とモータハウジング部３１の筒状部３２との間を弾性的にシールしている。
しかして、カバー６０とスプリングガイド５７との間には、前記ロータ５０を開方向に付勢するトルクスプリング６４が介装されている。
なお、図示しないが、カバー６０とスプリングガイド５７との間には、バルブ体７０（後述する）の開方向の回転時に当接し合うことにより、そのバルブ体７０を所定の全開位置に停止させるストッパ手段（図示省略）が設けられている。

ところで、前記ステータ４０のステータコイル４７（図１２参照）には、図示しない制御手段いわゆるＥＣＵの制御により制御電流がターミナル４８（図８参照）を介して供給される。ステータコイル４７が通電されることにより、ステータ４０（詳しくはステータコア４１）は励磁され、通電により生成されるステータコア４１側の極に対して、磁石５４，５５により生成されたロータ５０側の極が吸引される。このため、前記トルクスプリング６４の付勢に抗して、ロータ５０すなわちバルブ体７０（後述する）を閉じる方向（図５において矢印Ｓ方向）へ回動させる回動トルクが発生する。また、ステータコイル４７の通電が解除されることにより、前記回動トルクは「０（零）」になるため、ロータ５０すなわちバルブ体７０がトルクスプリング６４の弾性復元力により開かれる方向（図５において矢印Ｏ方向）へ回動される。なお、ステータコイル４７の通電状態をモータ部３０のオン（ＯＮ）状態といい、その通電の解除状態をモータ部３０のオフ（ＯＦＦ）状態という。

図７及び図８に示すように、前記モータハウジング部３１には、筒状部３２の外側面と基板部１１の後側面とに連続する板状のリブ３５が一体形成されている。リブ３５は、筒状部３２を補強している。さらに、リブ３５は、基板部１１のレーザ透過率に等しいレーザ透過率となる肉厚３５ｔ（図８参照）をもって形成されている。このため、基板部１１を前記サージタンク１００の側壁１０１にレーザ溶着する際において、リブ３５においてレーザ透過率の測定を行なうことにより、基板部１１のレーザ透過率を非破壊で容易に測定することができる。

次に、バルブ体７０を説明する。図６に示すように、バルブ体７０は、アルミダイカスト製で、前記バルブボデー１０のフレーム部１２の枠内開口部（符号、１２ａを付す）を回転によって開閉可能な板状に形成されている。バルブ体７０の長手方向の前後両端部には、軸線Ｌ上に位置する軸孔７２ａ，７３ａを有する円筒状の前後の両軸支部７２，７３が前後対称状に形成されている（図４参照）。
図４に示すように、前側の軸支部７２の軸孔７２ａ内には、前記支持シャフト２２の後部が圧入により連結されている。また、後側の軸支部７３の軸孔７３ａ内には、前記ロータ５０のロータシャフト５１の前端部が圧入により連結されている。これにより、バルブ体７０は、バルブボデー１０のフレーム部１２に回動可能に支持されており、その回動によりフレーム部１２の枠内開口部１２ａが開閉されるようになっている（図１〜図５参照）。また、支持シャフト２２とロータシャフト５１は、同一のシャフト径で形成されている。また、両シャフト２２，５１は、例えば、鉄製で、耐摩耗性を向上するためにデフリックコーティングが施されている。なお、支持シャフトは、本明細書でいう「バルブ体７０の反モータ側の端部に連結されるシャフト」に相当する。また、ロータシャフト５１は、本明細書でいう「バルブ体のモータ側の端部に連結されるシャフト」に相当する。

前記バルブ体７０は、前記モータ部３０がオン状態になると、前に述べたように、ステータ４０の励磁による回動トルクによりロータ５０（図４参照）とともに閉じる方向（図５中、矢印Ｓ参照）へ回動されて、前記バルブボデー１０のフレーム部１２の枠内開口部１２ａを閉止する。また、モータ部３０がオフ状態になると、前に述べたように、ロータ５０とともにトルクスプリング６４の弾性復元力により開かれる方向（図５中、矢印Ｏ参照）へ回動されて、前記フレーム部１２の枠内開口部１２ａを開放する。
また、本実施例において、バルブ体７０は、バルブボデー１０のフレーム部１２の枠内開口部１２ａを閉止する全閉位置（図５中、二点鎖線７０参照）と、その枠内開口部１２ａを開放する全開位置（図５中、実線７０参照）との間において、例えば４０°の回動範囲θ１で回動するように設定されている。また、バルブ体７０は、バルブボデー１０のフレーム部１２の軸心を通る基準水平面１２ｂに対して、例えば、１０°の傾斜角θ２をもって傾斜した状態になるように、全閉位置（図５中、二点鎖線７０参照）が設定されている。なお、回動範囲θ１及び傾斜角θ２は、適宜変更することができる。

図５に示すように、前記バルブ体７０は、軸線Ｌの付近において肉厚を厚くする厚肉部７４と、両軸支部７２，７３（図６参照）を除いた外周部において厚肉部７４の肉厚の１／４程度の肉厚とした左右の薄肉部７５とを備えて表裏対称状に形成されている。また、厚肉部７４と薄肉部７５との外表面は、凸型状の円弧面７６を介して連続している。また、円弧面７６の前端部は前側の軸受部１４の後半部に向かって傾斜状に延びており、また、円弧面７６の後端部は後側の軸受部１４の前半部に向かって傾斜状に延びている（図６参照）。

図４に示すように、前記バルブ体７０の下面側すなわち裏面側には、両軸孔７２ａ，７３ａ内に当該シャフト２２，５１をそれぞれ圧入する際に、軸孔７２ａ，７３ａ内のエアを速やかに排出するための前後の両エア抜き孔７７が形成されている。また、バルブ体７０の裏面側の両エア抜き孔７７に隣接する位置には、バルブ体７０の加工時の基準をなす前後の両基準穴７８が形成されている。また、前記エア抜き孔７７及び基準穴７８は、下方に向けて開口されるため、エア抜き孔７７及び基準穴７８に凝縮水等の水分や、その他の異物等が溜まることを防止あるいは低減することができる。

前記バルブ体７０の両薄肉部７５の外周部には、ゴム状弾性体からなるシール材７９がそれぞれ設けられている。そして、バルブ体７０の閉止時（図５中、二点鎖線７０参照）には、左側のシール材７９が前記フレーム部１２の左側の弁座２６Ｌに弾性変形を利用して密着する。これとともに、右側のシール材７９がそのフレーム部１２の右側の弁座２６Ｒに弾性変形を利用して密着する。したがって、バルブ体７０の閉止時には、フレーム部１２の枠内開口部１２ａがシール状態で閉止される。また、バルブ体７０の開放時（図５中、実線７０参照）には、両シール材７９がフレーム部１２の両弁座２６Ｌ，２６Ｒから離れ、フレーム部１２の枠内開口部１２ａが開放される。

上記した吸気制御バルブ装置１（図１〜図３参照）は、前記サージタンク１００に次のようにして装着される。すなわち、バルブボデー１０のフレーム部１２を、前枠部２３側からサージタンク１００のバルブ挿通孔１０２（図１５参照）内に差し込む。そして、フレーム部１２をサージタンク１００の隔壁１０４の開口溝１０５内に嵌め込む。これにより、フレーム部１２の外周部がガスケット２９を介して隔壁１０４の開口溝１０５の内周部にシール状態で密着する。また、フレーム部１２の前枠部２３の係合溝２８が、ガスケット２９の係合溝２９ａを介して、隔壁１０４の突起部１０６にシール状態で係合する（図１６参照）。これとともに、ガスケット２９の上下の両溝壁２９ｂは、突起部１０６の両フランジ部１０７にシール状態で密着する。これにより、前枠部２３の上下方向の移動が制限される。また、フレーム部１２の左枠部１７及び右枠部２０が隔壁１０４のガイド部１０８のチャンネル溝１０８ａ内に嵌合され、その上下方向の移動が制限される（図１７参照）。
さらに、バルブボデー１０の基板部１１は、サージタンク１００の側壁１０１に密着させた状態で、例えばレーザ溶接により接合される（図１３〜図１５参照）。これにより、バルブ挿通孔１０２（図１５参照）が密閉される。なお、レーザ溶着以外の溶着あるいは接着によっても、バルブボデー１０の基板部１１をサージタンク１００の一側壁１０１に接合することが可能である。
上記のようにして、サージタンク１００に対する吸気制御バルブ装置１の装着が完了する。

上記した吸気制御バルブ装置１において、エンジンの高負荷低速運転時には、前にも述べたように、ＥＣＵの制御によりモータ部３０がオンされ、バルブ体７０が閉じられる。その結果、吸気慣性効果により充填効率が高められるので、低速運転時におけるトルクを大きくすることができる（図１９中の曲線Ａ参照）。また、エンジンの高負荷高速運転時には、ＥＣＵの制御によりモータ部３０がオフされ、バルブ体７０が開かれる。その結果、吸気慣性効果により充填効率が高められので、高速運転時におけるトルクを大きくすることができる（図１９中の曲線Ｂ参照）。

次に、上記した吸気制御バルブ装置１の製作手順について説明する。
まず、バルブボデー１０が樹脂成形、例えば射出成形される。このとき、成形型内に予めステータ４０がセットされ、ステータ４０がバルブボデー１０にインサート成形により一体化される。
ここで、バルブボデー１０の製造に用いる成形型の一例を説明する。成形型は、下型８１と上型８２（図１１参照）、及び、前後の補助型８３，８４（図７参照）とを備える。
前側の補助型８３は、フレーム部１２の基板部１１の前側面を含む後枠部１３の後部、及び、フレーム部１２の嵌合溝２７と、フレーム部１２の両軸受孔１４ａ，２４ａを成形するためのもので、前後方向に開閉可能に設けられている。また、下型８１は、フレーム部１２の下半部を成形するためのもので、上下方向に開閉可能に設けられている。また、上型８２は、フレーム部１２の上半部を成形するためのもので、上下方向に開閉可能に設けられている。また、後側の補助型８４は、基板部１１の後側面を含むモータハウジング部３１を成形するためのもので、前後方向に開閉可能に設けられている。なお、図示しないが、例えば後側の補助型８４には、樹脂材料を型内すなわちキャビティ内に注入するための注入口が形成されている。また、上記した各型８１，８２，８３，８４は、流体圧シリンダ、モータ、その他の駆動手段または人手をもって作動されるものとする。

次に、上記成形型を使用するバルブボデー１０の製造方法について説明する。まず、各型８１，８２，８３，８４の型開き状態において、後側の補助型８４内にステータ４０をセットする。次に、各型８１，８２，８３，８４を閉じることにより、型内に樹脂材料（詳しくは、溶融状態の合成樹脂材料）が流れ込む空間すなわちキャビティが形成される。その後、キャビティ内に後側の補助型８４に設けた注入口（図示省略）を通じて樹脂材料が注入される。その樹脂材料を結合体としてバルブボデー１０にステータ４０がインサート成形により一体化される。また、キャビティ内に注入した樹脂材料の硬化後、型閉じ時とは逆順で各型８１，８２，８３，８４が開かれ、成形後のバルブボデー１０が取り出される。その後、両軸受孔１４ａ，２４ａ内に軸受ブッシュ１５，２５がそれぞれ圧入によって装着される。軸受ブッシュ１５は、前にも述べたように、軸受孔１４ａの基板部１１側の開口端部における熱かしめ部１１ａ（図８参照）を熱かしめすることにより抜け止めされる。

一方、バルブ体７０（図６参照）は、アルミダイカスト成形により形成される。バルブ体７０の薄肉部７５には表面処理が施された後、その薄肉部７５の周縁部にシール材７９が一体成形される。

次に、図４に示すように、バルブボデー１０のフレーム部１２の枠内開口部１２ａ内にバルブ体７０を配置した状態において、支持シャフト２２が、フレーム部１２の前枠部２３の軸受孔２４ａ及び軸受ブッシュ２５内を通して、バルブ体７０の前側の軸支部７２の軸孔７２ａ内に圧入される。一方、ロータ５０のロータシャフト５１が、バルブボデー１０の筒状部３２内から後枠部１３の軸受孔１４ａ及び軸受ブッシュ１５内を通して、バルブ体７０の後側の軸支部７３の軸孔７３ａ内に圧入される。
次に、トルクスプリング６４を装着したカバー６０をバルブボデー１０の筒状部３２内の所定位置に嵌合した後、その筒状部３２の開口端部３２ａを全周にわたって熱かしめすることによりカバー６０が抜け止めされる。
また、バルブボデー１０のフレーム部１２の嵌合溝２７には、ガスケット２９が装着される。
上記のようにして、吸気制御バルブ装置１の製作が終了する（図１〜図３参照）。

上記した吸気制御バルブ装置１によれば、モータ部３０の通電により励磁されるステータ４０がバルブボデー１０にインサート成形により一体化されている。これにより、従来の固定手段によるモータの取付構造に比べて、取付ネジ等の固定手段を省略するとともに、バルブボデー１０と別個に必要であったモータハウジングを省略することができる。したがって、部品点数及び組付工数を削減し、コストを低減することができる。また、部品点数の削減により、吸気制御バルブ装置１を軽量化することができる。

また、バルブボデー１０のフレーム部１２において、バルブ体７０のモータ側の端部の軸支部７３に連結されるロータシャフト５１を回転可能に支持する軸受部１４を有する後枠部１３が、その軸受部１４の外径１４ｄとほぼ等しいか若しくはそれ以上の肉厚１３ｔをもって形成されている（図１０参照）。この後枠部１３により、軸受部１４及びフレーム部１２全体の支持強度を向上することができる。
また、後枠部（モータ側の端部）１３に肉盗み部１６が設けられている。したがって、樹脂成形時の後枠部１３における樹脂の流れを均一化することができ、これにより後枠部１３における熱収縮によるヒケ等の成形歪の発生を低減し、寸法精度の向上を図ることができる。

また、バルブボデー１０のフレーム部１２において、バルブ体７０の反モータ側の端部に連結される支持シャフト２２を回転可能に支持する軸受部２４を有する前枠部２３が、隔壁１０４の開口溝１０５の奥端部に設けられた突起部１０６に係合されている（図１６参照）。これにより、軸受部２４を有する前枠部２３が隔壁１０４の突起部１０６により安定的に支持される。
さらに、前枠部２３が係合する隔壁１０４の突起部１０６がその隔壁１０４の肉厚１０４ｔよりも大きい肉厚１０６ｔを有している（図１６参照）。このため、隔壁１０４の突起部１０６による前枠部２３の支持強度を向上することができ、吸気の脈動圧により隔壁１０４の突起部１０６に加わる応力を効果的に緩和することができる。

また、突起部１０６が、前枠部２３に沿う横幅１０６ｗをもって形成されている（図１５参照）。このため、突起部１０６による前枠部２３の支持強度を一層向上するとともに、その突起部１０６により前枠部２３を一層安定的に支持することができる。

また、バルブボデー１０の筒状部３２とその筒状部３２に取り付けたカバー６０との間をシールするＯリング６２を設けたことにより、後枠部１３の軸受孔１４ａを通じての吸気洩れが阻止される（図４参照）。このため、ロータ５０のロータシャフト５１の摺動抵抗を軽減し、モータ部３０に要求されるトルクを低減することができる。詳しくは、例えば、前記特許文献１のように、バルブ体のシャフトとそのシャフト回りの固定側部材との間にオイルシールを配置するものでは、オイルシールによる摺動抵抗がシャフトに加わるため、モータに要求されるトルクが増大するという不具合を生じる。これに対し、前に述べたように、バルブボデー１０の筒状部３２とカバー６０との間にＯリング６２を配置することにより、そのような不具合を改善することができる。

また、モータ部３０のロータ５０のロータシャフト５１にバルブ体７０を直結し、モータ部３０すなわちトルクモータによりバルブ体７０をダイレクトに駆動する構成としている（図４参照）。したがって、例えば、ダイヤフラム式負圧制御装置に比べ、バキュームタンク、バキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）、配管等を省略することができる。また、モータ駆動により減速ギヤ機構を介してバルブ体を開閉する場合に比べ、減速ギヤ機構を省略することができる。このため、ダイヤフラム式負圧制御装置や減速ギヤ機構を用いる装置に比べて、部品点数及び組付工数を削減し、コストを低減するとともにコンパクト化を図ることができる。

また、モータ部３０のロータ５０のロータシャフト５１を支持する軸受ブッシュ１５がロータ５０のロータコア５３に近い位置、すなわち軸受ブッシュ１５のステーキングための逃がし部１４ｂを間に隣接する位置に配置されている（図４参照）。このため、ロータシャフト５１に対する軸受ブッシュ１５による負荷を軽減することができる。

本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、モータ部３０は、トルクモータに限定されるものではない。また、モータ部３０のロータ５０のロータシャフト５１をバルブ体７０に直結する構成としたが、モータの駆動力をギヤ伝達機構等を介してバルブ体７０を開閉駆動させることも考えられる。また、バルブボデー１０の後枠部１３に設けた肉盗み部１６は、実施例のものに限定されるものではなく、適宜の形状、個数をもって形成することができる。また、肉盗み部１６は、省略することもできる。また、サージタンク１００の突起部１０６は、は、実施例のものに限定されるものではなく、適宜の形状、個数をもって形成することが考えられる。

本発明の一実施例にかかる吸気制御バルブ装置を示す斜視図である。吸気制御バルブ装置を示す正面図である。吸気制御バルブ装置を示す平面図である。図３のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。図３のＶ−Ｖ線矢視断面図である。吸気制御バルブ装置を示す分解斜視図である。バルブボデーを示す平面図である。バルブボデーを示す背面図である。図７のＩＸ−ＩＸ線矢視断面図である。図７のＸ−Ｘ線矢視断面図である。図７のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図である。図９のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図である。サージタンクにおける吸気制御バルブ装置の取付部分を示す左側面図である。サージタンク１００における吸気制御バルブ装置の取付部分を示す平面図である。図１３のＸＶ−ＸＶ線矢視断面図である。図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線矢視断面図である。図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線矢視断面図である。エンジンの吸気系を示す模式図である。エンジンの回転数とトルクとの関係を表わす特性線図である。

符号の説明

１吸気制御バルブ装置
１０バルブボデー
１２フレーム部
１２ａ枠内開口部
１３後枠部（モータ側の端部）
１４軸受部
１６肉盗み部
２２支持シャフト（バルブ体の反モータ側の端部に連結されるシャフト）
２３前枠部（反モータ側の枠部）
２４軸受部
３０モータ部（モータ）
４０ステータ
５０ロータ
５１ロータシャフト（バルブ体のモータ側の端部に連結されるシャフト）
７０バルブ体
１００サージタンク
１０４隔壁
１０５開口溝（隔壁に形成された開口部）
１０６突起部
１１１第１のタンク室
１１２第２のタンク室

Claims

サージタンク内のタンク室を区画する隔壁に形成された開口部に装着される枠状のフレーム部を有する樹脂製のバルブボデーと、
前記フレーム部にそのフレーム部の枠内開口部を回動により開閉可能に設けられ、その開閉により前記区画されたタンク室の相互間を連通及び遮断するバルブ体と、
前記バルブ体を開閉駆動するモータと
を備える吸気制御バルブ装置であって、
前記バルブボデーには、前記モータの通電により励磁されるステータがインサート成形により一体化されていることを特徴とする吸気制御バルブ装置。
請求項１に記載の吸気バルブ制御装置であって、
前記バルブボデーのフレーム部におけるモータ側の枠部は、前記バルブ体のモータ側の端部に連結されるシャフトを回転可能に支持する軸受部を有し、
前記モータ側の枠部は、前記軸受部の外径とほぼ等しいか若しくはそれ以上の肉厚をもって形成され、
前記モータ側の枠部に肉盗み部が設けられている
ことを特徴とする吸気制御バルブ装置。
請求項１又は２に記載の吸気バルブ制御装置であって、
前記バルブボデーのフレーム部における反モータ側の枠部は、前記バルブ体の反モータ側の端部に連結されるシャフトを回転可能に支持する軸受部を有し、
前記反モータ側の枠部は、前記隔壁の開口部の奥端部に設けられかつその隔壁の肉厚よりも大きい肉厚を有する突起部に係合可能に形成されている
ことを特徴とする吸気制御バルブ装置。
請求項３に記載の吸気バルブ制御装置であって、
前記突起部は、前記反モータ側の枠部に沿う横幅をもって形成されていることを特徴とする吸気制御バルブ装置。