JP2005127191A - 吸気制御バルブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータのモータシャフトの作動性を向上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、枠状のフレーム部１２を有するバルブボデー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を回動により開閉可能に設けられる。バルブ体７０は、モータ部３０により開閉駆動される。モータハウジング部３１には、モータシャフト５１が一対の軸受１５，５８を介して両持ち状態で回転可能に支持される。モータシャフト５１を支持する一対の軸受１５，５８のうちバルブ体側に位置する軸受１５が、その弾性変形を利用してモータシャフト５１の軸ずれを吸収可能に構成される。
【選択図】 図４

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、モータの出力軸いわゆるモータシャフトにバルブ体のバルブシャフトを直結することが考えられる。しかし、構成部品の製作誤差、組付誤差等により、モータシャフトとバルブシャフトとの相互間に少なからず同軸不良いわゆる軸ずれが生じる。これにより、モータシャフトの作動性が損なわれることがあった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、モータのモータシャフトの作動性を向上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、モータの外郭を形成するモータハウジングにモータシャフトが一対の軸受を介して両持ち状態で回転可能に支持されている。そして、モータシャフトを支持する一対の軸受のうちバルブ体側に位置する軸受がその弾性変形を利用してモータシャフトの軸ずれを吸収可能に構成されている。
したがって、モータシャフトに軸ずれが生じた場合には、その軸ずれが軸受の弾性変形を利用して吸収されることにより、そのモータシャフトの作動性を向上することができる。

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、バルブ体側に位置する軸受は、モータシャフトを回転可能に支持する軸受本体と、その軸受本体とモータハウジングとの間に介在される弾性部材とを備えている。これにより、軸受本体によりモータシャフトをほぼ同一軸線上に支持しながらも、弾性部材の弾性変形を利用してモータシャフトの軸ずれを吸収することができる。この場合、弾性部材として、既製のＯリング（オーリング）を採用することにより、コストを低減することができる。

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、バルブ体側に位置する軸受は、モータシャフトを回転可能に支持する軸受本体と、その軸受本体に弾性変形可能に一体形成されかつ前記モータハウジングに弾性的に接触する弾性変形部とを備えている。これにより、軸受本体によりモータシャフトをほぼ同一軸線上に支持しながらも、弾性変形部の弾性変形を利用してモータシャフトの軸ずれを吸収することができる。また、軸受本体に弾性変形部が一体形成されているので、部品点数及び組付工数を削減することができる。

本発明の吸気制御バルブ装置によれば、モータシャフトに軸ずれが生じた場合には、その軸ずれが軸受の弾性変形を利用して吸収されるから、そのモータシャフトの作動性を向上することができる。

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。なお、モータハウジング部３１は、本明細書でいう「モータの外郭を形成するモータハウジング」に相当する。また、本明細書におけるモータハウジング部３１には、基板部１１及びフレーム部１２の後枠部１３等が含まれるものとする。
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。

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４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。軸受孔１４ａの後部内には、前側のモータシャフト用軸受１５がその後方から挿入されている。なお、後で詳しく説明するが、前側のモータシャフト用軸受１５は、後側のモータシャフト用軸受５８とにより、モータシャフト５１（後述する）を両持ち状態で回転可能に支持するもので、本明細書でいう「バルブ体側に位置する軸受」に相当する。また、説明の都合上、前側のモータシャフト用軸受１５の構成は後で詳しく説明する。

前記後枠部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。また、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（図１では上面側のみが示されている）。
また、図６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４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、ブッシュ形式のバルブ支持シャフト用軸受２５がその後方から圧入されている。その軸受孔２４ａ内には、バルブ支持シャフト２２の一端部（前端部）が挿通されている。バルブ支持シャフト２２は、バルブ支持シャフト用軸受２５により回転可能に支持されている。なお、バルブ支持シャフト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。

図３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５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５参照）。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４参照）。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１及び図３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４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。図７に示すように、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４参照）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（図示省略）は、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（図３参照）内にインサート成形により一体化されている。
また、図４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。
また、筒状部３２内には、ステータ４０の後側において同一軸線上に位置する金属製のリング３７がインサート成形により一体化されている。

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、モータシャフト（ロータシャフトともいう。）５１と、そのモータシャフト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。

しかして、図４に示すように、前記モータシャフト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の筒状部３２内からステータコア４１のティース部４２（図７参照）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。モータシャフト５１の前部は、軸受孔１４ａ内に装着された前記前側のモータシャフト用軸受１５により回転可能に支持されている。さらに、モータシャフト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７参照）内に回転可能に配置されている。
また、モータシャフト５１の後端部は、ブッシュ形式の後側のモータシャフト用軸受５８により回転可能に支持されている。後側のモータシャフト用軸受５８は、前記モータハウジング部３１の筒状部３２にインサート成形された前記リング３７内に圧入されている。
これにより、モータハウジング部３１に、モータシャフト５１が前後一対のモータシャフト用軸受ブッシュ１５，５８を介して両持ち状態で回転可能に支持されている。なお、前後一対のモータシャフト用軸受ブッシュ１５，５８は、本明細書でいう「モータシャフトを両持ち状態で回転可能に支持する一対の軸受」に相当する。また、前側のモータシャフト用軸受１５は、本明細書でいう「バルブ体側に位置する軸受」に相当しており、ロータコア５３に近接する位置に配置されている。なお、前後のモータシャフト用軸受１５，５８は、本明細書でいう「モータシャフトを両持ち状態で回転可能に支持する一対の軸受」に相当する。また、前側のモータシャフト用軸受１８は、前にも述べたように、本明細書でいう「バルブ体側に位置する軸受」に相当する。
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７参照）内に回転可能に配置されている。

図４に示すように、前記モータシャフト５１の後端部（図４において左端部）は、後側のモータシャフト用軸受５８を貫通している。そして、モータシャフト５１の後端部には、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、スプリングガイド５７と後側のモータシャフト用軸受５８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（後述する）が設けられている。
また、スプリングガイド５７、後側のモータシャフト用軸受５８及びトルクスプリング６４により、バルブ戻し機構８０が構成されている。このバルブ戻し機構８０は、後で説明する。

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。

ところで、前記ステータ４０のステータコイル４７（図７参照）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（図示省略）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。

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、前記バルブ支持シャフト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のモータシャフト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に回転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、図４に示すように、前記バルブ支持シャフト２２及び前記モータシャフト５１は、ほぼ同一軸線Ｌ上に配置されている。なお、バルブ支持シャフト２２及びモータシャフト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。

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及びリング３７等がセットされ、ステータ４０及びリング３７等がバルブボデー１０にインサート成形により一体化される。

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、バルブ支持シャフト２２が、フレーム部１２の前枠部２３の軸受孔２４ａ及びバルブ支持シャフト用軸受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のモータシャフト５１が、バルブボデー１０の筒状部３２内から、フレーム部１２の後枠部１３の軸受孔１４ａ及び前側のモータシャフト用軸受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、モータハウジング部３１の筒状部３２のリング３７内に後側のモータシャフト用軸受５８が圧入される。これにともない、モータシャフト５１の後端部が後側のモータシャフト用軸受５８内に回転可能に支持される。
その後、モータシャフト５１の後端部にトルクスプリング６４を介してスプリングガイド５７が回り止め及び抜け止め状態に係合される。
次に、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）。

次に、上記した吸気制御バルブ装置１において、モータシャフト５１を支持する前後一対の軸受１５，５８のうちバルブ体７０側に位置する前側のモータシャフト用軸受１５の構成について説明する。この軸受１５は、弾性変形を利用してモータシャフト５１の軸ずれを吸収可能に構成されるもので、図８（ａ）に示すように、軸受本体１５１とＯリング（オーリング）１５２とを備えている（図８（ｂ）参照）。
軸受本体１５１は、金属製あるいは樹脂製のリング状に形成されており、モータシャフト５１を回転可能に支持する中空孔１５１ａを有している。また、軸受本体１５１は、前記バルブボデー１０のモータハウジング部３１、詳しくはフレーム部１２における後枠部１３の軸受部１４の軸受孔１４ａ内に遊嵌状に嵌合可能に形成されている。軸受本体１５１の外周面には、周方向に連続する条溝１５１ｂが形成されている。
また、前記Ｏリング１５２は、前記軸受本体１５１の条溝１５１ｂにその弾性変形を利用して装着される。なお、Ｏリング１５２は、本明細書でいう「弾性部材」に相当する。

そして、図８（ａ）に示すように、軸受本体１５１にＯリング１５２が装着された軸受１５は、Ｏリング１５２の弾性変形を利用してモータハウジング部３１における軸受部１４の軸受孔１４ａ内に圧入されている。これにより、Ｏリング１５２がモータハウジング部３１と軸受本体１５１との間において弾性変形可能に介在される。また、軸受本体１５１の中空孔１５１ａ内にモータシャフト５１が挿通されて回転可能に支持されている。したがって、モータシャフト５１の軸ずれは、軸受本体１５１を介してのＯリング１５２の弾性変形により吸収することができる。

次に、上記した吸気制御バルブ装置１におけるバルブ戻し機構８０（図４参照）の構成について説明する。バルブ戻し機構８０は、前にも述べたように、モータシャフト５１の後端部に配置されるスプリングガイド５７、後側のモータシャフト用軸受５８及びトルクスプリング６４により構成されている（図１０（ｂ）及び図１１参照）。なお、図１１に示すように、モータシャフト５１の後端部には、その径方向の約半分を端面から所定長さの範囲にわたり切除することにより断面半円状の係合部５１ａが形成されている。また、係合部５１ａの基端部には、モータシャフト５１を半径方向に横切る係合溝５１ｂが形成されている（図１２（ｂ）参照）。また、トルクスプリング６４は、コイルスプリングからなり、その両端末部６４ａ，６４ｂは、接線方向外方へ突出されている。

図１１に示すように、後側のモータシャフト用軸受５８は、ほぼ円筒状をなす内筒部５８０と、その内筒部５８０の前端部より外周方へほぼ円板状に張り出す板状部５８１と、その板状部５８１の外周部にリング状に形成された外筒部５８２とを一体に備えている。図１０（ｂ）に示すように、内筒部５８０は、モータシャフト５１に嵌合可能でかつトルクスプリング６４を嵌合可能に形成されている。また、外筒部５８２は、前記リング３７内に圧入可能に形成されている。
また、板状部５８１の後側面には突出壁部５８３が突出されている。突出壁部５８３の外周面は、外筒部５８２の当該内周面と同一曲面をなしている（図１０（ａ），（ｂ）参照）。
図１０（ａ）及び図１１に示すように、突出壁部５８３には、スプリング座面５８３ａ及び受止側ストッパ面５８３ｂが形成されている。スプリング座面５８３ａは、トルクスプリング６４の一方の端末部６４ｂを受け止め可能に形成されている。また、受止側ストッパ面５８３ｂは、前記スプリングガイド５７に設けられる当接側ストッパ面５７９ｂ（後述する）に対向可能に形成されている。

上記した後側のモータシャフト用軸受５８の外筒部５８２が前記リング３７内に圧入されるとともに、内筒部５８０内にモータシャフト５１が挿通されて回転可能に支持される（図１０（ｂ）参照）。また、外筒部５８２が前記ステータ４０とカバー６０との間に挟持されることにより、後側のモータシャフト用軸受５８が軸方向に位置決めされる（図４参照）。
さらに、内筒部５８０にトルクスプリング６４が嵌合され、そのトルクスプリング６４の一方の端末部６４ａが突出壁部５８３のスプリング座面５８３ａに掛止される（図１０（ａ），（ｂ）参照）。また、内筒部５８０はトルクスプリング６４をガイドする機能を有する。

また、図１１に示すように、前記スプリングガイド５７は、ほぼ円筒状の筒状部５７１と、その筒状部５７１の外周面にフランジ状に張り出す板状部５７２と、その板状部５７２の外周面に１／４の円弧状に張り出す膨出部５７３とを一体に備えている（図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）参照）。図１０（ｂ）に示すように、筒状部５７１は、モータシャフト５１に嵌合可能でかつトルクスプリング６４を嵌合可能に形成されている。また、図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、筒状部５７１の後端部内にはほぼ半円形状の半蓋板部５７４が形成されている。その半蓋板部５７４と筒状部５７１とにより、軸方向に貫通するほぼ半円形状の係合孔５７５が形成されている。係合孔５７５は、モータシャフト５１の係合部５１ａをほぼ密に受入れ可能に形成されている（図１０（ｂ）参照）。

図１２（ｅ）に示すように、係合孔５７５の円弧状部分は、モータシャフト５１の半径５１ｒ（図１２（ｂ）参照）よりも少し小さい半径Ｒ１をもって形成されている。係合孔５７５の円弧状部分には、周方向に適数個（図１２（ｅ）では４個を示す。）の凹所５７５ａが周方向に所定間隔で形成されている。凹所５７５ａは、モータシャフト５１の前記半径５１ｒよりも少し大きい半径Ｒ２をもって形成されている。また、半蓋板部５７４の両端部（図１２（ｅ）において左右両端部）には、ほぼ半円形状の逃がし溝５７６が形成されている。逃がし溝５７６は、係合孔５７５の円弧状部分の両端部における凹所５７５ａに連続している。
したがって、モータシャフト５１の係合部５１ａを係合孔５７５内に圧入したときには、その係合孔５７５の円弧状部分が径を大きくする方向へ押し広げられる。この変形による応力が凹所５７５ａ及び逃がし溝５７６に逃がされることにより、係合孔５７５の孔壁面の「ひび割れ」の発生を防止あるいは低減することできる。

さらに、図１２（ｃ），（ｄ）に示すように、前記筒状部５７１内には、前記半蓋板部５７４の係合孔５７５側の端縁部より前方に延びるほぼ平板状の隔壁部５７７が形成されている。隔壁部５７７は、前記モータシャフト５１の係合部５１ａの平坦面（図１２（ｂ）に符号、５１ｃを付す）にほぼ面接触状に対面する。隔壁部５７７の両端部（図１２（ｃ）において左右両端部）には、前記両逃がし溝５７６が連続状に形成されている。隔壁部５７７は、前記係合孔５７５内にモータシャフト５１の係合部５１ａが完全に圧入された際に、そのモータシャフト５１の段差状の端面（図１２（ｂ）に符号、５１ｄを付す）に対して当接し、それ以上の圧入を制限する。
また、隔壁部５７７の後端部には、その前端面から後方に向けて延びる左右一対の割込溝５７７ａが形成されており、その両割込溝５７７ａの間に係止片５７８が形成されている。係止片５７８は、弾性変形いわゆる撓み変形可能に形成されている（図１２（ｂ）中、二点鎖線５７８参照）。係止片５７８の先端部には、前記係合孔５７５内にモータシャフト５１の係合部５１ａが完全に圧入された際に、モータシャフト５１の係合溝５１ｂに係合してそのシャフト５１を抜け止め可能な係止爪５７８ａが設けられている。

図１１及び図１２（ｃ）に示すように、前記スプリングガイド５７における板状部５７２の膨出部５７３の後側面には突出壁部５７９が突出されている。突出壁部５７９には、スプリング座面５７９ａ及び当接側ストッパ面５７９ｂが形成されている。スプリング座面５７９ａは、トルクスプリング６４の他方の端末部６４ｂを受け止め可能に形成されている。また、当接側ストッパ面５７９ｂは、前記後側のモータシャフト用軸受５８の受止側ストッパ面５８３ｂに対向可能に形成されている（図１０（ａ），（ｂ）参照）。

上記したスプリングガイド５７の係合孔５７５にモータシャフト５１の係合部５１ａが圧入されかつ係止片５７８の係止爪５７８ａが係合部５１ａの係合溝５１ｂに係合することにより、スプリングガイド５７がモータシャフト５１に回り止め及び抜け止め状態で係合される（図４参照）。また、モータシャフト５１に対するスプリングガイド５７の係合に際して、前記後側のモータシャフト用軸受５８の内筒部５８０に嵌合されたトルクスプリング６４の他方の端末部６４ｂにスプリング座面５７９ａが弾性変形を利用して掛止される（図１０（ａ）参照）。この状態で、筒状部５７１がトルクスプリング６４内に嵌合される。なお、筒状部５７１は、前記後側のモータシャフト用軸受５８の内筒部５８０と協働して、トルクスプリング６４をガイドする機能を有する（図１０（ｂ）参照）。

そして、モータ部３０のオフ状態では、トルクスプリング６４の弾性復元力によりスプリングガイド５７が開かれる方向（図１０（ａ）において矢印Ｏ方向）へ付勢される。これにより、図１０（ａ）に示すように、スプリングガイド５７の当接側ストッパ面５７９ｂが後側のモータシャフト用軸受５８の受止側ストッパ面５８３ｂに当接されるため、バルブ体７０が所定の全開位置に停止させられる。なお、スプリングガイド５７の当接側ストッパ面５７９ｂと後側のモータシャフト用軸受５８の受止側ストッパ面５８３ｂとは、本明細書でいう「バルブ体を所定の全開位置に停止させるストッパ手段」を構成している。
また、モータ部３０のオン状態では、ロータ５０すなわちスプリングガイド５７がトルクスプリング６４の弾性復元力により閉じられる方向（図１０（ｃ）において矢印Ｓ方向）へ回動される。これにより、図１０（ｃ）に示すように、後側のモータシャフト用軸受５８の受止側ストッパ面５８３ｂからスプリングガイド５７の当接側ストッパ面５７９ｂが離される。

上記した吸気制御バルブ装置１によれば、モータ部３０の外郭を形成するモータハウジング部３１にモータシャフト５１が一対の軸受１５，５８を介して両持ち状態で回転可能に支持されている（図４参照）。そして、モータシャフト５１を支持する一対の軸受１５，５８のうちバルブ体７０側に位置する軸受１５がその弾性変形を利用してモータシャフト５１の軸ずれを吸収可能に構成されている（図８（ａ）参照）。
したがって、モータシャフト５１に軸ずれが生じた場合には、その軸ずれが軸受１５の弾性変形、詳しくはＯリング１５２の弾性変形を利用して吸収されることにより、そのモータシャフト５１の作動性を向上することができる。

また、バルブ体７０側に位置する軸受１５は、モータシャフト５１を回転可能に支持する軸受本体１５１と、その軸受本体１５１とモータハウジング部３１との間に介在されるＯリング１５２とを備えている（図８（ａ），（ｂ）参照）。これにより、軸受本体１５１によりモータシャフト５１をほぼ同一軸線上に支持しながらも、Ｏリング１５２の弾性変形を利用してモータシャフト５１の軸ずれを吸収することができる。また、既製のＯリング１５２を採用したことにより、コストを低減することができる。また、Ｏリング１５２に代えて、専用の弾性部材を採用してもよい。

また、前記軸受１５に代えて、図９（ａ），（ｂ）に示すように、一体成形品からなる軸受１５５を用いることができる。図９（ｂ）に示すように、軸受１５５は、金属製あるいは樹脂製のリング状に形成されており、軸受本体１５６と弾性変形部１５７とを一体に備えている。
軸受本体１５６は、モータシャフト５１を回転可能に支持する中空孔１５６ａを有している。
また、弾性変形部１５７は、軸受本体１５６の前端部の外周部から後方へ向けて次第に外径を大きくするほぼ円錐筒状に一体形成されている。弾性変形部１５７は、例えば適数個の切込溝１５７ａ（図９（ｂ）参照）を形成することにより、外径を小さくする方向へ弾性変形可能に形成されている。なお、切込溝１５７ａを形成することなく、弾性変形部１５７を弾性変形可能に形成することも可能である。

そして、上記軸受１５５は、図９（ａ）に示すように、弾性変形部１５７の弾性変形を利用してモータハウジング部３１における軸受部１４の軸受孔１４ａ内に圧入される。これにより、弾性変形部１５７がモータハウジング部３１と軸受本体１５１との間において弾性変形可能に介在される。また、軸受本体１５１の中空孔１５６ａ内にモータシャフト５１が挿通されて回転可能に支持されている。したがって、モータシャフト５１の軸ずれは、軸受本体１５１を介しての弾性変形部１５７の弾性変形により吸収することができる。
上記した軸受１５５によると、モータシャフト５１を回転可能に支持する軸受本体１５６と、その軸受本体１５６に弾性変形可能に一体形成されかつ前記モータハウジング部３１に弾性的に接触する弾性変形部１５７とを備えている。これにより、軸受本体１５６によりモータシャフト５１をほぼ同一軸線上に支持しながらも、弾性変形部１５７の弾性変形を利用してモータシャフト５１の軸ずれを吸収することができる。また、軸受本体１５６に弾性変形部１５７が一体形成されているので、部品点数及び組付工数を削減することができる。

また、モータ部３０のロータ５０のモータシャフト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、スプリングガイド５７（図４及び図１１参照）が、スプリングガイド本来の機能と、トルクスプリング６４の端末部６４ｂを掛装するスプリング座面５８３ａによるスプリングフックとしての機能と、全開時に受止側ストッパ面５８３ｂに当接する当接側ストッパ面５７９ｂによる全開ストッパとしての機能とを兼ね備えている。このため、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、スプリングガイド５７にスプリング座面５７９ａ及び当接側ストッパ面５７９ｂが一体形成されるので、各面５７９ａ，５７９ｂを別々の構成部品により形成する場合に比べて、各面５７９ａ，５７９ｂを精度良く形成することができる。

また、モータシャフト５１に対してスプリングガイド５７を係止片５７８による弾性変形（図１２（ｂ）中、二点鎖線５７８参照）いわゆるスナップフィット作用により一体的に固定することができる。このため、モータシャフト５１にスプリングガイド５７を安価にかつコンパクトに組付けることができる。

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、前記実施例においては、バルブボデー１０にモータ部３０を一体的に設けたが、バルブボデー１０に別体のモータを装着してもよい。また、前後のモータシャフト用軸受１５，５８及びバルブ支持シャフト用軸受２５には、ブッシュ形式に代え、ボールベアリング、ニードルベアリング等の形式の軸受を採用することができる。また、上記実施例では、モータ部３０のオン時にバルブ体７０を閉じ、モータ部３０のオフ時にバルブ体７０を開いたが、上記動作を逆すなわちモータ部３０のオン時にバルブ体７０を開き、モータ部３０のオフ時にバルブ体７０を閉じることも可能である。

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。 図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。 要部の構成を示すもので、（ａ）は側断面図、（ｂ）は分解斜視図である。 要部の構成の変更例を示すもので、（ａ）は側断面図、（ｂ）は分解斜視図である。 バルブ戻し機構を示すもので、（ａ）は開弁時の背面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は閉弁時の背面図である。 バルブ戻し機構を示す分解斜視図である。 スプリングガイドを示すもので、（ａ）は背面図、（ｂ）は側断面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は（ｂ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｅ）は係合孔の周辺部を示す正面図である。 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
１５ 前側のモータシャフト用軸受（バルブ側に位置する軸受）
３０ モータ部（モータ）
３１ モータハウジング部（モータハウジング）
５０ ロータ
５１ モータシャフト
５８ 後側のモータシャフト用軸受
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）
１１１ 第１のタンク室
１１２ 第２のタンク室
１５１ 軸受本体
１５２ Ｏリング
１５５ 軸受
１５６ 軸受本体
１５７ 弾性変形部

Claims (3)

1. 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、
   前記モータの外郭を形成するモータハウジングには、そのモータのモータシャフトが一対の軸受を介して両持ち状態で回転可能に支持され、
   前記モータシャフトを支持する一対の軸受のうちバルブ体側に位置する軸受が、その弾性変形を利用してモータシャフトの軸ずれを吸収可能に構成されている
   ことを特徴とする吸気制御バルブ装置。
2. 請求項１に記載の吸気制御バルブ装置であって、
   前記バルブ体側に位置する軸受は、前記モータシャフトを回転可能に支持する軸受本体と、その軸受本体と前記モータハウジングとの間に介在される弾性部材とを備えていることを特徴とする吸気制御バルブ装置。
3. 請求項１に記載の吸気制御バルブ装置であって、
   前記バルブ体側に位置する軸受は、前記モータシャフトを回転可能に支持する軸受本体と、その軸受本体に弾性変形可能に一体形成されかつ前記モータハウジングに弾性的に接触する弾性変形部とを備えていることを特徴とする吸気制御バルブ装置。
   
   

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