JP2005248987A - 軸受支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的成形精度の低い樹脂材料よりなる部品同士の軸受け構造であっても、第１バタフライバルブ４のバルブ軸３１と第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け穴５１との間の摺動性と信頼性とを両立させることを課題とする。
【解決手段】 軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３内に、第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３を締まり嵌めする嵌め合い部を、バルブ軸受け穴５１に対して、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け穴５１の内径寸法に影響を与えない方向に締まり嵌めによる嵌合力が作用することが可能な位置関係となるように設けている。軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３内への、第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３の嵌め込みと同時に、第１バルブ軸受け部材１１の嵌込み穴６１およびバルブ軸受け部５２のセンタリングが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転体を回転自在に支持する軸受支持装置に関するもので、例えば自動車等の車両に搭載されるエンジンの樹脂製インテークマニホールド内に形成される吸入空気通路の通路長または断面積を変更する多連一体型のバタフライバルブを回転自在に支持するバルブ軸受支持装置に係わる。

［従来の技術］
従来より、エンジン回転速度やエンジン負荷等に応じて多気筒エンジンの吸気管長や断面積を２段階に切り替え、吸入空気に慣性過給効果あるいは共鳴過給効果を与えて、多気筒エンジンの出力を向上させる技術、所謂、可変吸気システムがエンジンの吸気系に組み込まれている（例えば、特許文献１〜３参照）。このような可変吸気システムにおいては、図７（ａ）および図８に示したように、多気筒エンジンの各気筒それぞれに連通する吸入空気通路１０１の通路長や断面積を切り替えるために、インテークマニホールド１０２のバルブ軸受け部１０３に、多連一体型のバタフライバルブ１０４を回転自在に支持するバタフライバルブ軸受支持構造（従来例１）を備えている。

ここで、上記のバタフライバルブ１０４は、吸入空気通路１０１の中心軸線方向に直交する方向に回転中心軸線を有する１本のバルブシャフト１０５に支持されている。そして、そのバルブシャフト１０５は、アクチュエータ１１０で回転駆動することにより、バタフライバルブ１０４が開閉制御されるようになっている。なお、バタフライバルブ１０４の回転中心軸線方向の両端部には、バルブシャフト１０５の外周を被覆するバルブ軸（略軸受け部）１０６が一体的に形成されている。また、バルブシャフト１０５のアクチュエータ１１０側の端部は、例えばベアリング１０７等により軸支されている。

近年、軽量化、断熱性および設計自由度の向上の観点から、例えばインテークマニホールド１０２およびバタフライバルブ１０４を樹脂化しようとする試みや提案がなされている。しかし、エンジンの吸気系の部品を樹脂化する場合、金属材料と比較して成形精度が低下する。そのため、樹脂製インテークマニホールド１０２のバルブ軸受け部１０３の内周面と樹脂製バタフライバルブ１０４のバルブ軸１０６の外周面との間の軸受クリアランスを小さくすると、バルブ軸受け部１０３とバルブ軸１０６との摺動抵抗が増大する。この摺動抵抗の増大を抑制するため、バルブ軸受け部１０３とバルブ軸１０６との間には大きな軸受クリアランスを確保する必要がある。この結果、バルブシャフト１０５およびバルブ軸１０６の反アクチュエータ側の端部（図示左端部）は、バルブ軸受け部１０３により回転中心軸線方向に対して直交する半径方向の移動が拘束されない自由端となっている。

［従来の技術の不具合］
ところで、複数の吸入空気通路１０１を流れる吸入空気は、エンジンの回転による脈動を伴う。そのため、複数の吸入空気通路１０１に設置されている各バタフライバルブ１０４は、脈動によって振動する。特に自由端となっている反アクチュエータ側のバタフライバルブ１０４に脈動に伴う吸気圧力が作用した場合、バルブシャフト１０５の反アクチュエータ側の端部は大きく振動する。その結果、樹脂製インテークマニホールド１０２のバルブ軸受け部１０３と樹脂製バタフライバルブ１０４のバルブ軸１０６との衝突速度は増大する。また、バルブシャフト１０５の外周は、樹脂製バタフライバルブ１０４のバルブ軸１０６によって被覆されている。そのため、バルブシャフト１０５の反アクチュエータ側の端部では、樹脂製インテークマニホールド１０２のバルブ軸受け部１０３と樹脂製バタフライバルブ１０４のバルブ軸１０６とが接触する。

ここで、樹脂材料よりなる部品同士が接触する部位では、滑り易さを示す限界ＰＶ値は小さい。そのため、樹脂製インテークマニホールド１０２のバルブ軸受け部１０３と樹脂製バタフライバルブ１０４のバルブ軸１０６との間の摺動性が悪化し、摩耗量が非常に多くなる（図５参照）。樹脂製インテークマニホールド１０２のバルブ軸受け部１０３と樹脂製バタフライバルブ１０４のバルブ軸１０６との摩耗が進行すると、樹脂製インテークマニホールド１０２のバルブ軸受け部１０３と樹脂製バタフライバルブ１０４のバルブ軸１０６との間の軸受クリアランスは拡大する。その結果、振動に伴うバルブシャフト１０５の揺れは拡大し、バルブ軸受け部１０３とバルブ軸１０６との衝突速度は更に増大するため、異音の発生を招くという問題がある。

［先行の技術の不具合］
そこで、樹脂製インテークマニホールド１０２のバルブ軸受け部１０３と樹脂製バタフライバルブ１０４のバルブ軸１０６との耐摩耗性を向上させるという目的で、既に特願２００２−２１９７６５号（平成１４年７月２９日出願）を出願したが、この出願では、図７（ｂ）および図９に示したように、樹脂製インテークマニホールド１０２のバルブ軸受け部１０３の軸受け穴１１１側を金属スリーブ１１２に変更している。つまり、金属材料よりなる部品と樹脂材料よりなる部品との軸受け構造となるので、樹脂材料よりなる部品同士の軸受け構造よりも、金属スリーブ１１２の内周面と樹脂製バタフライバルブ１０４のバルブ軸１０６の外周面との間の軸受クリアランスで発生する打音のレベルが上がってしまい、軸受クリアランスを実質的に小さくする必要がある。

そこで、金属スリーブ１１２の内周面と樹脂製バタフライバルブ１０４のバルブ軸１０６の外周面との間の軸受クリアランスを実質的に小さくすると、実質的に金属スリーブ１１２と樹脂製バタフライバルブ１０４のバルブ軸１０６との間の摺動性および耐摩耗性が悪化してしまう。この対応として、金属スリーブ１１２を、弾性体（焼付けゴム等）１１３を介してバルブ軸受け部１０３に接着するようにしている。しかし、このようなバタフライバルブ軸受支持構造（従来例２）では、部品点数や組付工数が増加するので、生産性が悪く、コストを上昇させてしまうという問題があった。
特開平０７−１６６８７７号公報（第１−５頁、図１−図７） 特開平０８−２７７７１７号公報（第１−９頁、図１−図９） 特開２００２−３１７７１８号公報（第１−４頁、図１−図７）

本発明の目的は、比較的成形精度の低い樹脂材料よりなる部品同士の軸受け構造であっても、軸受け保持部材の嵌込み穴内に軸受け部材を嵌め込むだけで、軸受け部材の軸受け穴の真円度と同軸度とを良好に維持することが可能となるので、回転体と軸受け部材との間の摺動性と信頼性とを両立させることのできる軸受支持装置を提供することにある。また、軸受け保持部材の嵌込み穴内への軸受け部材の嵌め込みと同時に、軸受け部材の軸受け穴のセンタリングが可能となるので、組付作業が容易となり、生産性を向上することのできる軸受支持装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、回転体および軸受け部材は共に樹脂化されており、比較的成形精度の低い樹脂材料よりなる部品同士の軸受け構造としている。そして、軸受け保持部材の嵌込み穴内に、軸受け穴を有する軸受け部材を締まり嵌めする嵌め合い部を、軸受け穴に対して、軸受け部材の軸受け穴の内径寸法に影響を与えない方向に締まり嵌めによる嵌合力が作用することが可能な位置関係となるように設けたことにより、比較的成形精度の低い樹脂材料よりなる部品同士の軸受け構造であっても、軸受け保持部材の嵌込み穴内に軸受け部材を嵌め込むだけで、軸受け部材の軸受け穴の真円度と同軸度とを良好に維持することが可能となるので、回転体と軸受け部材との間の摺動性と信頼性とを両立させることができる。また、軸受け保持部材の嵌込み穴内に軸受け部材を嵌め込むだけで、軸受け保持部材の嵌込み穴内に軸受け部材を締まり嵌めによる嵌合力を用いて保持固定できるので、組付作業が容易となると共に、部品点数が少なくて済み、生産性の向上とコストダウンとを実現することができる。

請求項２に記載の発明によれば、軸受け保持部材の嵌込み穴内に、軸受け穴を有する軸受け部材を締まり嵌めする嵌め合い部を、軸受け穴に対して、軸受け保持部材の嵌込み穴内に軸受け部材を締まり嵌めした際に軸受け部材に生じる嵌合応力の向きが、軸受け部材の略円周方向で、且つ軸受け部材の半径方向の内径側から外れることが可能な位置関係となるように設けても良い。この場合でも、軸受け保持部材の嵌込み穴内に軸受け部材を締まり嵌めした際に軸受け部材に生じる嵌合応力によって軸受け部材の軸受け穴の真円度が悪化することを防止できる。これによって、比較的成形精度の低い樹脂材料よりなる部品同士の軸受け構造であっても、軸受け部材の内径面と回転体の外径面との間の軸受クリアランスを実質的に小さくすることができ、且つ軸受け部材と回転体との間の摺動性および耐摩耗性の悪化を防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、軸受け部材に、内部に軸受け穴が形成された軸受け部、およびこの軸受け部の外壁面から外方側に突出するように形成された嵌合凸部を設けても良い。また、軸受け保持部材の嵌込み穴に、軸受け部を隙間嵌めするための嵌合穴部、および嵌合凸部を締まり嵌めするための嵌合凹部を設けても良い。この場合でも、嵌合凹部内に嵌合凸部を締まり嵌めする嵌め合い部を、軸受け部材の軸受け穴の内径寸法に影響を与えない方向に締まり嵌めによる嵌合力が作用することが可能な位置関係となるように設けることで、軸受け穴の真円度および軸受け部の同軸度が悪化することを防止できる。

請求項４に記載の発明によれば、軸受け保持部材の嵌込み穴の嵌合凹部内に、軸受け部材の嵌合凸部を締まり嵌めする嵌め合い部を、嵌合凸部と嵌合凹部とが面接触または線接触または点接触することが可能な位置関係となるように設けても良い。なお、嵌合凸部と嵌合凹部との相対的な運動、つまり嵌合凹部内からの嵌合凸部の抜けを防止する目的で、嵌合凸部または嵌合凹部に、嵌合凹部内に嵌合凸部を嵌め込む際に弾性変形して嵌め込みを容易化し、嵌合凹部内への嵌合凸部を嵌め込みが終了した時点で嵌合凹部または嵌合凸部を係止または拘止する弾性フック部を一体的に形成しても良い。この弾性フック部は、樹脂一体成形により比較的安価にできる。

請求項５に記載の発明によれば、軸受け部材の軸受け部の断面形状を略円筒形状に形成し、また、軸受け保持部材の嵌込み穴の嵌合穴部の穴形状を軸受け部の断面形状に対応した略円形状に形成している。そして、軸受け部材の軸受け部の外径面から半径方向の外径側に突出するように形成される嵌合凸部の外形形状を、軸受け部の外径面より半径方向の外径側に向けて先細りとなるテーパ形状に形成しても良い。また、軸受け保持部材の嵌合穴部の内径面から半径方向の外径側に突出するように形成される嵌合凹部の形状を、嵌合穴部の内径面に位置する開口部から奥側に向けて先細りとなるテーパ形状に形成しても良い。この場合には、軸受け保持部材の嵌込み穴の嵌合凹部内に軸受け部材の嵌合凸部を締まり嵌めにより嵌め込むだけで、軸受け部材の軸受け部に形成される軸受け穴の内径寸法に影響を与えることなく、軸受け保持部材の嵌込み穴内に軸受け部材を強固に保持固定できる。

請求項６に記載の発明によれば、上記の嵌合凸部を、軸受け部材の軸受け保持部材への挿入方向に向けて先細りとなるテーパ形状に形成しても良い。また、上記の嵌合凹部を、軸受け保持部材の一端面に位置する開口部から軸受け保持部材の他端面に位置する開口部に向けて先細りとなるテーパ形状に形成しても良い。この場合には、軸受け保持部材の嵌込み穴の嵌合凹部内への軸受け部材の嵌合凸部の嵌め込み度合が大きい程、軸受け部材の軸受け部に形成される軸受け穴の内径寸法に影響を与えることなく、軸受け保持部材の嵌込み穴内に軸受け部材をより強固に保持固定できる。

請求項７に記載の発明によれば、軸受け部材の軸受け穴の穴形状を、回転体の断面形状に対応した円形状に形成している。そして、上記の嵌合凸部および上記の嵌合凹部を、軸受け部材の軸受け部に形成される軸受け穴よりも軸受け穴の半径方向の外方側の位置で、且つ軸受け穴を取り囲むように円周方向に所定の間隔で２個以上設けている。これにより、軸受け保持部材の嵌込み穴の嵌合凹部内に軸受け部材の嵌合凸部を締まり嵌めした際に、軸受け部材の軸受け部に形成される軸受け穴の中心軸線を回転体の回転中心軸線上に略一致させることが可能となる。すなわち、軸受け保持部材の嵌込み穴の嵌合凹部内への軸受け部材の嵌合凸部の嵌め込みと同時に、軸受け部材の軸受け部および軸受け穴のセンタリングが可能となるので、組付作業が容易となり、生産性を向上することができる。

請求項８に記載の発明によれば、回転体の回転中心軸線方向の一端側に、軸受け部材に形成される軸受け穴の内径面に当接する軸受当接部を設けることにより、多角シャフトによって回転体を駆動させる方式を用いた場合でも、軸受け部材に形成される軸受け穴の内径面に回転体の軸受当接部を接触させることで、軸受け部材に形成される軸受け穴内において回転体を円滑に回転させることができる。この場合には、回転体の軸受当接部の断面形状を、軸受け穴の穴形状に対応した円筒形状に形成することが望ましい。また、回転体に、回転中心軸線方向に多角シャフトが貫通するシャフト貫通孔を形成し、このシャフト貫通孔を、多角シャフトの断面形状と略同一の孔形状に形成することで、回転体と多角シャフトとの相対的な回転を規制できる。

請求項９に記載の発明によれば、軸受け部材を樹脂一体成形する材料として、加熱されて溶融状態の樹脂材料（例えば熱可塑性樹脂よりなる溶融樹脂等）に、回転体と軸受け部材との相対運動における摺動抵抗を低下させることが可能な低摺動抵抗材料を混合または添加した樹脂系の複合材料を用いても良い。そして、その樹脂系の複合材料の射出成形によって樹脂製軸受け部材を製造しても良い。この場合には、回転体と軸受け部材との間の摺動性を更に向上でき、回転体または軸受け部材の耐摩耗性を向上できる。また、請求項１０に記載の発明によれば、比較的に高価な低摺動抵抗材料を、軸受け部材に形成される軸受け穴の内径面周辺にのみに使用することにより、コストの上昇を抑えることができる。

請求項１１に記載の発明によれば、回転体の外径面と軸受け部材に形成される軸受け穴の内径面との間に、回転体と軸受け部材との相対運動における摺動抵抗を低下させるための低摺動抵抗材料を用いることにより、回転体と軸受け部材との間の摺動性を更に向上でき、回転体または軸受け部材の耐摩耗性を向上できる。また、比較的に高価な低摺動抵抗材料を、回転体の外径面と軸受け穴の内径面との間のみに塗布することにより、コストの上昇を抑えることができる。

請求項１２に記載の発明によれば、軸受け保持部材を、熱可塑性樹脂によって一体的に形成し、また、軸受け部材を、軸受け保持部材と同一の樹脂材料によって一体的に形成しても良い。なお、軸受け部材を樹脂一体成形する材料として、加熱されて溶融状態の樹脂材料（例えば熱可塑性樹脂よりなる溶融樹脂等）に、回転体と軸受け部材との相対運動における摺動抵抗を低下させることが可能な低摺動抵抗材料を混合または添加した樹脂系の複合材料を用いることが望ましい。

請求項１３に記載の発明によれば、軸受け保持部材を、熱可塑性樹脂によって一体的に形成し、樹脂製インテークマニホールドまたは樹脂製スロットルボデーまたは樹脂製エンジン吸気管または樹脂製ハウジングに一体的に設けても良い。また、この軸受け保持部材を、樹脂製インテークマニホールドまたは樹脂製スロットルボデーまたは樹脂製エンジン吸気管または樹脂製ハウジングと別体で設けても、樹脂製インテークマニホールドまたは樹脂製スロットルボデーまたは樹脂製エンジン吸気管または樹脂製ハウジングと一体、すなわち、樹脂製インテークマニホールドまたは樹脂製スロットルボデーまたは樹脂製エンジン吸気管または樹脂製ハウジング自体で構成してもどちらでも構わない。

請求項１４に記載の発明によれば、軸受け部材を介して軸受け保持部材に回転自在に支持される回転体を、多気筒エンジンの各気筒それぞれに連通する吸入空気通路の通路長または断面積を変更するための多連一体型のバタフライバルブ等によって構成しても良い。また、請求項１５に記載の発明によれば、軸受け部材を介して軸受け保持部材に回転自在に支持される回転体を、エンジンの気筒に吸入される吸入空気量を変更するためのバタフライバルブ等によって構成しても良い。また、請求項１６に記載の発明によれば、軸受け部材を介して軸受け保持部材に回転自在に支持される回転体を、エンジンの吸気ポートから燃焼室内に吸入される吸入空気にスワール流またはタンブル流を発生させるためのバタフライバルブ等によって構成しても良い。

本発明を実施するための最良の形態は、比較的成形精度の低い樹脂材料よりなる部品同士の軸受け構造であっても、軸受け部材の軸受け穴の真円度と同軸度とを良好に維持するという目的を、軸受け保持部材の嵌込み穴内に、軸受け穴を有する軸受け部材を締まり嵌めする嵌め合い部を、軸受け穴に対して、軸受け部材の軸受け穴の内径寸法に影響を与えない方向に締まり嵌めによる嵌合力が作用することが可能な位置関係となるように設けることで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図５は本発明の実施例１を示したもので、図１はバタフライバルブ軸受支持構造を示した図で、図２は可変吸気システムを示した図で、図３はインテークマニホールドを示した図である。

本実施例の可変吸気システムは、自動車等の車両に搭載される多気筒（本例では４気筒）ガソリンエンジン等の内燃機関（以下エンジンと言う）１の吸気系に設けられ、樹脂製インテークマニホールド２に、後記する第１〜第５バルブ軸受け部材（１１〜１５）を介して回転体（バタフライバルブアッセンブリ）３を回転自在に支持するバタフライバルブ軸受支持装置を備えている。ここで、本実施例のエンジン１のインテークマニホールド２は、内部に流入した吸入空気を、エンジン１の各気筒に設けられる吸気ポート（図示せず）に分配供給する。このインテークマニホールド２は、軽量化および低コスト化を目的として樹脂化されており、樹脂材料（例えばガラス繊維強化の熱可塑性樹脂）によって樹脂一体成形されている。なお、インテークマニホールド２に用いられる熱可塑性樹脂としては、耐熱性や強度上の観点から、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等が好ましい。

エンジン１の各気筒に吸入される吸入空気は、図示しないエアクリーナおよび図示しないスロットルボデーを経由して、インテークマニホールド２のエアコネクタ２１内に流入し、サージタンク２２を経由して複数の吸入空気通路に分配される。これらの吸入空気通路を形成するインテークマニホールド２は、エアコネクタ２１の出口側のサージタンク２２からエンジン１の気筒数に対応して分岐している吸気多岐管（分岐管）を構成する。なお、本実施例では、インテークマニホールド２を２つの吸気多岐管（分岐管）によって構成しているが、１つの吸気多岐管（分岐管）によって構成しても良い。そして、複数の吸入空気通路のうちで、エンジン回転速度が低中速回転領域の時に使用する第１〜第４吸入空気通路２３は、エンジン１の各気筒の吸気ポートまでの通路長が、エンジン回転速度が高速回転領域の時に使用する第１〜第４吸入空気通路２４よりも長くなるように形成されている。そして、途中で分岐した第１〜第４吸入空気通路２４と第１〜第４吸入空気通路２３とは、吸入空気の流れ方向の下流側、すなわち、エンジン１の各気筒側の第１〜第４吸入空気通路２５で再び合流してエンジン１の各気筒の吸気ポートに連通する。ここで、インテークマニホールド２には、後記する第１〜第５バルブ軸受け部材（１１〜１５）を介して回転体（バタフライバルブアッセンブリ）３を回転自在に支持するための回転体軸受け部２６が一体的に設けられている。この回転体軸受け部２６には、後記する第１〜第５バルブ軸受け部材（１１〜１５）を嵌合する断面形状が円形状の軸受け嵌合孔２７が形成されている。

本実施例の回転体３は、インテークマニホールド２内に形成される第１〜第４吸入空気通路２４を開閉し断面積を変更する多連一体型のバタフライバルブ（以下第１〜第４バタフライバルブと言う）４、およびこれらの第１〜第４バタフライバルブ４と一体的に回転する１本のバルブシャフト５等によって構成されている。第１〜第４バタフライバルブ４は、全て樹脂化されており、樹脂材料（例えばガラス繊維強化の熱可塑性樹脂）によって樹脂一体成形されている。なお、第１〜第４バタフライバルブ４に用いられる熱可塑性樹脂としては、インテークマニホールド２と同様に、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等が好ましい。

そして、第１〜第４バタフライバルブ４は、１本のバルブシャフト５の外周にそれぞれ保持固定されて、バルブシャフト５の回転中心軸線を中心にして全閉位置から全開位置に至るまでの回転角度範囲内で回転する。なお、バルブシャフト５は、例えば鉄系の金属材料によって回転中心軸線に垂直な断面が多角形状（例えば四角形状）に形成された多角断面シャフトである。また、第１〜第４バタフライバルブ４の回転中心軸線方向の両端部には、バルブシャフト５の外周を被覆する円筒状のバルブ軸（本発明の軸受当接部に相当する）３１、３２が樹脂一体成形されている。

また、第１〜第４バタフライバルブ４には、バルブシャフト５が回転中心軸線方向（軸方向）に貫通するシャフト貫通孔３３が形成されている。このシャフト貫通孔３３は、バルブシャフト５の断面形状と略同一の孔形状に形成され、第１〜第４バタフライバルブ４とバルブシャフト５との相対的な回転が規制されている。ここで、断面が多角形状のバルブシャフト５を直接インテークマニホールド２の回転体軸受け部２６に支持しても、バルブシャフト５を円滑に回転させることはできない。そのため、バルブシャフト５は、各第１〜第４バタフライバルブ４の各バルブ軸３１、３２により被覆され、外周側がバルブ軸３１、３２を介してインテークマニホールド２の回転体軸受け部２６に回転自在に支持されている。

ここで、本実施例の可変吸気システムは、第１〜第４バタフライバルブ４を開弁方向（または閉弁方向）に回転駆動するアクチュエータとしての動力ユニット６と、第１〜第４バタフライバルブ４を閉弁方向（または開弁方向）に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段（図示せず）と、エンジン１の運転状態に対応して動力ユニット６を制御するエンジン制御装置（以下ＥＣＵと呼ぶ：図示せず）とを備えている。動力ユニット６は、樹脂製のアクチュエータケース７内に収容されており、駆動モータ８と、この駆動モータ８の回転動力をバルブシャフト５を介して第１〜第４バタフライバルブ４に伝達する動力伝達機構（歯車減速機構）とを含んで構成されている。その駆動モータ８は、ＥＣＵに内蔵されたマイクロコンピュータに電気的に接続されており、ＥＣＵが駆動モータ８への通電を断続することにより、第１〜第４バタフライバルブ４が開閉制御される。この駆動モータ８のモータ出力軸トルクは、バルブ側ギヤ９を介してバルブシャフト５に伝達される。

バルブ側ギヤ９は、駆動モータ８の回転速度を所定の減速比に減速する歯車減速機構の構成要素の１つを成すもので、熱可塑性樹脂等の樹脂材料によって樹脂一体成形されている。このバルブ側ギヤ９は、駆動モータ８のモータシャフト（出力軸）に取り付けられているモータ側ギヤ（ピニオン：図示せず）と噛み合うギヤ部４１、およびこのギヤ部４１から図示左側へ突出するように形成されたシャフト嵌合部４２を有している。そのシャフト嵌合部４２には、バルブシャフト５の図示右端部（動力ユニット側端部）が差し込まれるシャフト挿入孔４３が形成されている。このシャフト挿入孔４３は、バルブシャフト５の断面形状と略同一の孔形状に形成され、バルブ側ギヤ９とバルブシャフト５との相対的な回転が規制されている。

次に、本実施例の可変吸気システムに使用されるバタフライバルブ軸受支持装置を図１、図２および図４に基づいて説明する。ここで、図４（ａ）、（ｂ）は軸受け保持部材の嵌込み穴の嵌合凹部内に第１バルブ軸受け部材の嵌合凸部を締まり嵌めする嵌め合い部の詳細を示した図である。

本実施例のバタフライバルブ軸受支持装置は、樹脂材料によって一体的に形成された第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５と、金属材料によって一体的に形成されたギヤ軸受け部材１６と、第１バルブ軸受け部材１１を締まり嵌めによる嵌合力で保持固定する軸受け保持部材１７とから構成されている。これらのうちで、第２〜第４バルブ軸受け部材１２〜１４は、断面が円形状のバルブ軸受け穴を有し、インテークマニホールド２の回転体軸受け部２６と別体で設けられている。なお、第２〜第４バルブ軸受け部材１２〜１４は、インテークマニホールド２と一体成形、すなわち、インテークマニホールド２自体で構成しても良い。

第２〜第４バルブ軸受け部材１２〜１４は、回転体３の中間部を回転自在に軸支する円筒形状の中間軸受け部材（円筒形状の軸受け部材）であって、インテークマニホールド２の回転体軸受け部２６の軸受け嵌合孔２７の内周に締まり嵌め等により嵌合保持されている。なお、回転体３の中間部は、回転体３の反動力ユニット側（第１吸入空気通路２４側）の端部と比較して吸入空気の脈動に伴う揺れが小さい。そのため、第１バタフライバルブ４のバルブ軸３１、第２、第３バタフライバルブ４のバルブ軸３１、３２、第４バタフライバルブ４のバルブ軸３２の外周面（外径面）と第２〜第４バルブ軸受け部材１２〜１４のバルブ軸受け穴の内周面（内径面）との間の軸受クリアランスを高精度に小さくする必要はない。これによって、第２〜第４バルブ軸受け部材１２〜１４を、金属材料と比較して成形精度の低い樹脂材料によって樹脂一体成形することができるので、軽量化および低コスト化を図ることができる。

また、第１バルブ軸受け部材１１は、回転体３の反動力ユニット側（第１吸入空気通路２４側）の端部を回転自在に軸支する非円筒形状の第１端部軸受け部材（非円筒形状の軸受け部材）であって、軸受け保持部材１７を介してインテークマニホールド２の回転体軸受け部２６の軸受け嵌合孔２７の内周に締まり嵌め等により嵌合保持されている。さらに、第５バルブ軸受け部材１５は、回転体３の動力ユニット側（第４吸入空気通路２４側）の端部を回転自在に軸支する円筒形状の第２端部軸受け部材（円筒形状の軸受け部材）であって、インテークマニホールド２の回転体軸受け部２６の軸受け嵌合孔２７の内周に締まり嵌め等により嵌合保持されている。なお、第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５は、全て樹脂化されており、摺動性に優れ、耐摩耗性に優れる樹脂材料（例えばポリアミド樹脂（ＰＡ）等よりなる熱可塑性樹脂）が好ましい。

さらに、ギヤ軸受け部材１６は、バルブ側ギヤ９のシャフト嵌合部４２の外周とインテークマニホールド２の回転体軸受け部２６の内周との間に装着された円筒形状の金属製ベアリングである。なお、第５バルブ軸受け部材１５は、インテークマニホールド２の回転体軸受け部２６と別体で設けられているが、インテークマニホールド２と一体、すなわち、インテークマニホールド２自体で構成しても良い。ここで、第２〜第５バルブ軸受け部材１２〜１５およびギヤ軸受け部材１６は、回転体３の回転軸線方向に貫通するバルブ軸受け穴を有している。なお、回転体３の第１〜第４バタフライバルブ４のバルブ軸３１、３２の外径面（外周面）と第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５のバルブ軸受け穴（５１）の内径面（内周面）との間に、回転体３の第１〜第４バタフライバルブ４のバルブ軸３１、３２と第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５との相対運動における摺動抵抗を低下させるための低摺動抵抗材料（例えば四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂塗料または二硫化モリブデン等の潤滑剤）を塗布しても良い。

これらのうちで、回転体３の反動力ユニット側（第１吸入空気通路２４側）の端部に設けられる第１バルブ軸受け部材１１は、回転体３の回転軸線方向に貫通するバルブ軸受け穴５１を有している。そして、第１バルブ軸受け部材１１は、円筒状のバルブ軸受け部（円筒状部）５２、およびこのバルブ軸受け部５２の外周面（外径面）よりバルブ軸受け部５２の放射方向（半径方向）の外側に向けて突出するように設けられた複数個の嵌合凸部（突起部、突条部）５３を有している。バルブ軸受け部５２は、略円筒状の断面を有している。このバルブ軸受け部５２の内部には、上記のバルブ軸受け穴５１が形成されている。そのバルブ軸受け穴５１は、第１バタフライバルブ４のバルブ軸３１の断面形状と略同一の孔形状に形成され、第１〜第４バタフライバルブ４と第１バルブ軸受け部材１１との円滑な回転が可能とされている。

そして、本実施例のバタフライバルブ軸受支持装置は、回転体３の回転中心軸線方向に貫通する嵌込み穴６１内に、第１バルブ軸受け部材１１を保持する軸受け保持部材１７を備えている。この軸受け保持部材１７は、インテークマニホールド２の回転体軸受け部２６と別体で設けられているが、インテークマニホールド２と一体、すなわち、インテークマニホールド２自体で構成しても良い。そして、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２は、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１内に隙間嵌めされる。また、複数個の嵌合凸部５３は、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１内に締まり嵌め（圧入嵌合）による嵌合力を用いて固定される。これらの嵌合凸部５３は、バルブ軸受け部５２の外径面よりもバルブ軸受け部５２の半径方向の外径側に突出するように、しかもバルブ軸受け部５２の円周方向に所定の間隔（例えば１２０°毎の等間隔）で３個以上設けられている。また、複数個の嵌合凸部５３は、バルブ軸受け部５２の外形面より外側（バルブ軸受け部５２の半径方向の外径側）に向けて先細り、つまり円周方向の肉厚が漸減する略円錐台形状（テーパ形状）に形成されている。

また、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１には、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２の外周を隙間嵌めするための略円形状の嵌合穴部（円形状穴部）６２、およびこの嵌合穴部６２の内径面よりも嵌合穴部６２の放射方向（半径方向）の外側に設けられる複数個の嵌合凹部６３が形成されている。嵌合穴部６２は、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２の断面形状に対応した略円形状の穴形状を有している。また、複数個の嵌合凹部６３は、第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３を面接触または線接触等の締まり嵌め（圧入嵌合）により保持固定する。これらの嵌合凹部６３は、嵌合穴部６２の内径面よりも嵌合穴部６２の半径方向の外側で、且つ嵌合穴部６２の円周方向に所定の間隔（例えば１２０°毎の等間隔）で３個以上設けられている。また、複数個の嵌合凹部６３は、複数個の嵌合凸部５３の外形形状と略同一の穴形状に形成されている。また、複数個の嵌合凹部６３は、嵌合穴部６２の内径面と同一円周上に位置する開口部から奥側（嵌合穴部６２の半径方向の外径側）に向けて先細り、つまり円周方向の肉厚が漸減する略円錐台形状（テーパ形状）に形成されている。

ここで、本実施例の軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３内に、第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３を締まり嵌めによる嵌合力で保持固定（嵌合固定、圧入固定）する嵌め合い部は、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２内部に形成されるバルブ軸受け穴５１に対して、バルブ軸受け穴５１の内径寸法に影響を与えない方向に、上記の締まり嵌めによる嵌合力が作用することが可能な位置関係となるように設けられている。また、上記の嵌め合い部は、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２内部に形成されるバルブ軸受け穴５１に対して、複数個の嵌合凹部６３内に複数個の嵌合凸部５３を締まり嵌めした際に複数個の嵌合凸部５３に生じる嵌合応力の向きが、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２の略円周方向で、且つバルブ軸受け部５２の半径方向の内径側から外れることが可能な位置関係となるように設けられている。

具体的には、複数個の嵌合凸部５３と複数個の嵌合凹部６３との嵌め合い部を、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２の外径面よりも半径方向の外側に位置するように、しかも複数個の嵌合凹部６３内に複数個の嵌合凸部５３を締まり嵌めした際に複数個の嵌合凸部５３に生じる嵌合応力の向きが、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２を通らないように、すなわち、上記の締まり嵌めによる嵌合力がバルブ軸受け穴５１の内径寸法に影響を与えない方向に作用するように設けている。なお、本実施例では、複数個の嵌合凸部５３および複数個の嵌合凹部６３を、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２の半径方向の外径側に向かって先細りとなるテーパ状に形成している。つまり、バルブ軸受け穴５１および嵌込み穴６１の中心軸線に対して直交する基準線より、複数個の嵌合凸部５３の円周方向の両側壁面および複数個の嵌合凹部６３の円周方向の両内壁面が所定のテーパ角度だけ傾斜するように設けられている。このため、複数個の嵌合凸部５３の円周方向の両側壁面および複数個の嵌合凹部６３の円周方向の両内壁面に直交する垂直線が、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２の接線に対して略平行となるようにテーパ角度を設定することで、複数個の嵌合凸部５３と複数個の嵌合凹部６３との嵌め合い部を上記の位置関係に設定することができる。

［実施例１の組付方法］
次に、本実施例の軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１内への第１バルブ軸受け部材１１の組付方法を図１、図２および図４に基づいて簡単に説明する。

本実施例の第１バルブ軸受け部材１１を、第１〜第４バタフライバルブ４およびバルブシャフト５等によって構成される回転体（バタフライバルブアッセンブリ）３の回転中心軸線方向から軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１内に差し込む。このとき、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２が、軸受け保持部材１７の嵌合穴部６２内に隙間嵌めされる。第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３が、軸受け保持部材１７の複数個の嵌合凹部６３内に締まり嵌め（圧入嵌合）される。これにより、第１バルブ軸受け部材１１が、バルブ軸受け部５２のバルブ軸受け穴５１の内径寸法に影響を受けることなく、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１内に保持固定されると同時に、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２のバルブ軸受け穴５１の中心軸線がセンタリングされる。すなわち、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２のバルブ軸受け穴５１の中心軸線が、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の中心軸線上に位置決めされ、且つ第１〜第４バタフライバルブ４およびバルブシャフト５等によって構成されるバタフライバルブアッセンブリの回転中心軸線上に位置決めされる。

ここで、軸受け保持部材１７は、第１バルブ軸受け部材１１を嵌合保持してからインテークマニホールド２の回転体軸受け部２６に熱溶着やスクリュー等を用いて固定しても、あるいはインテークマニホールド２の回転体軸受け部２６に熱溶着やスクリュー等を用いて固定してから第１バルブ軸受け部材１１を嵌合保持してもどちらでも構わない。また、第１〜第４バタフライバルブ４のバルブ軸３１を第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２のバルブ軸受け穴５１内に差し込んでから、第１バルブ軸受け部材１１を軸受け保持部材１７に嵌合保持しても、あるいは第１バルブ軸受け部材１１を軸受け保持部材１７に嵌合保持してから、第１〜第４バタフライバルブ４のバルブ軸３１を第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２のバルブ軸受け穴５１内に差し込んでもどちらでも構わない。

また、バタフライバルブアッセンブリは、第１〜第４バタフライバルブ４の各シャフト貫通孔３３内にバルブシャフト５を差し込んでから第１〜第４バタフライバルブ４のバルブ軸３１、３２を第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５のバルブ軸受け穴（５１）内に差し込んで、バタフライバルブアッセンブリをバタフライバルブ軸受支持装置、特にインテークマニホールド２の回転体軸受け部２６に組み付けても、あるいは第１〜第４バタフライバルブ４のバルブ軸３１、３２を第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５のバルブ軸受け穴５１〜１５ａ内に差し込んでから、第１〜第４バタフライバルブ４の各シャフト貫通孔３３内にバルブシャフト５を差し込んで、バタフライバルブアッセンブリをバタフライバルブ軸受支持装置、特にインテークマニホールド２の回転体軸受け部２６に組み付けてもどちらでも構わない。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の可変吸気システムの作用を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。

本実施例の可変吸気システムによれば、エンジン回転速度が低中速回転領域の場合、動力ユニット６によってバルブシャフト５が正転方向（閉弁方向）に回転駆動される。バルブシャフト５が正転方向に駆動されると、第１〜第４バタフライバルブ４のバルブ軸３１、３２が第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５およびギヤ軸受け部材１６のバルブ軸受け穴（５１）の内周で摺動しつつ正転方向（閉弁方向）に回転し、第１〜第４吸入空気通路２４が閉じられる。これによって、エアクリーナからスロットルボデーを経由して、インテークマニホールド２のエアコネクタ２１内に流入した吸入空気は、サージタンク２２を経由し実質的吸気管長（通路長）が長い第１〜第４吸入空気通路２３のみに分配された後に、第１〜第４吸入空気通路２５を経由してエンジン１の各気筒の吸気ポートから各気筒の燃焼室内に導入される。

また、エンジン回転速度が高速回転領域になった場合、動力ユニット６によってバルブシャフト５が逆転方向（開弁方向）に回転駆動される。バルブシャフト５が逆転方向に駆動されると、第１〜第４バタフライバルブ４のバルブ軸３１、３２が第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５およびギヤ軸受け部材１６のバルブ軸受け穴（５１）の内周で摺動しつつ逆転方向（開弁方向）に回転し、第１〜第４吸入空気通路２４が開かれる。これによって、エアクリーナからスロットルボデーを経由して、インテークマニホールド２のエアコネクタ２１内に流入した吸入空気は、サージタンク２２を経由し第１〜第４吸入空気通路２４および第１〜第４吸入空気通路２３の両方を使用し、第１〜第４吸入空気通路２５で合流して、エンジン１の各気筒の吸気ポートから各気筒の燃焼室内に導入される。したがって、エンジン回転速度に対応して実質的な吸気管長（通路長さ）が慣性過給効果を得る長さに切り替えられ、充填効率が高められる。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の可変吸気システムに使用されるバタフライバルブ軸受支持装置においては、回転体３の第１〜第４バタフライバルブ４、第１バルブ軸受け部材１１および軸受け保持部材１７が全て樹脂化されており、比較的成形精度の低い樹脂材料よりなる部品同士の軸受け構造としている。そして、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３内に、第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３を締まり嵌めする嵌め合い部を、バルブ軸受け穴５１に対して、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け穴５１の内径寸法に影響を与えない方向に締まり嵌めによる嵌合力が作用することが可能な位置関係となるように設けている。

また、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３内に、第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３を締まり嵌めする嵌め合い部を、バルブ軸受け穴５１に対して、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３内に第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３を締まり嵌めした際に第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３に生じる嵌合応力の向きが、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２の略円周方向で、且つ第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２の半径方向の内径側から外れることが可能な位置関係となるように設けている。

これによって、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３内に第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３を締まり嵌めして、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１内に第１バルブ軸受け部材１１を保持固定しても、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け穴５１の内径寸法に影響を与えない方向に締まり嵌めによる嵌合力が作用するので、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け穴５１の内径面と回転体３の第１バタフライバルブ４のバルブ軸３１の外径面との間の軸受クリアランスを実質的に小さくすることができ、且つバルブ軸受け穴５１の真円度および軸受け部の同軸度が悪化することを防止できる。また、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１内に第１バルブ軸受け部材１１を嵌め込むだけで、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１内に第１バルブ軸受け部材１１を締まり嵌めによる嵌合力を用いて保持固定できるので、組付作業が容易となると共に、部品点数が少なくて済み、生産性の向上とコストダウンとを実現することができる。

したがって、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３内に、第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３を締まり嵌めする嵌め合い部を、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け穴５１の内径寸法に影響を与えず、且つ軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３内に第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３を締まり嵌めした際に、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２に形成されるバルブ軸受け穴５１の中心軸線を、回転体３の第１バタフライバルブ４のバルブ軸３１の回転中心軸線上に略一致させることが可能となる。すなわち、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３内への、第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３の嵌め込みと同時に、第１バルブ軸受け部材１１の嵌込み穴６１およびバルブ軸受け部５２のセンタリングが可能となる。

この結果、比較的成形精度の低い樹脂材料よりなる部品同士の軸受け構造であっても、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１内に第１バルブ軸受け部材１１を嵌め込むだけで、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け穴５１の真円度と同軸度とを良好に維持することが可能となるので、回転体３の第１バタフライバルブ４のバルブ軸３１と第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け穴５１との間の摺動性と信頼性とを両立させることができる。すなわち、実施例１のバタフライバルブ軸受支持構造においては、図５（ａ）のグラフに示したように、従来例１のバタフライバルブ軸受支持構造と比較して、回転体３の第１バタフライバルブ４のバルブ軸３１の外周と第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け穴５１の内周との間の軸受け摺動部の摩耗量を飛躍的に減少させることができ、且つ図５（ｂ）のグラフに示したように、従来例２のバタフライバルブ軸受支持構造と比較して、組付作業および部品点数の減少による生産性の向上によってコストを飛躍的に削減することができる。

また、第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５を樹脂一体成形する材料として、加熱されて溶融状態の樹脂材料（例えばポリアミド樹脂（ＰＡ）系の熱可塑性樹脂よりなる溶融樹脂等）に、回転体３の第１〜第４バタフライバルブ４のバルブ軸３１、３２と第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５との相対運動における摺動抵抗を低下させることが可能な低摺動抵抗材料（例えば四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂粉末）を混合または添加した樹脂系の複合材料（耐摩耗性樹脂材料）を使用しても良い。そして、その耐摩耗性樹脂材料の射出成形によって樹脂製の第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５を製造しても良い。この場合には、回転体３の第１〜第４バタフライバルブ４のバルブ軸３１、３２と第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５のバルブ軸受け穴（５１）との間の摺動性を更に向上でき、第１〜第４バタフライバルブ４のバルブ軸３１、３２および第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５の耐摩耗性を向上できる。また、インテークマニホールド２の回転体軸受け部２６のうちで、比較的に高価な耐摩耗性樹脂材料を第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５のみに適用することで、可変吸気システムに使用されるバタフライバルブ軸受支持装置としてのコストの上昇を抑えることができる。

図６は本発明の実施例２を示したもので、図６（ａ）〜図６（ｃ）は軸受け保持部材の嵌込み穴の嵌合凹部内に第１バルブ軸受け部材の嵌合凸部を締まり嵌めする嵌め合い部の詳細を示した図である。

本実施例の可変吸気システムに使用されるバタフライバルブ軸受支持構造は、図６（ａ）に示したように、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２の外径面より半径方向の外径側に突出するように形成される複数の嵌合凸部５３を、半球面状部と円柱形状部とで構成している。また、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の嵌合穴部６２の内径面より半径方向の外径側に突出するように形成される複数の嵌合凹部６３の内壁面に、複数の嵌合凸部５３の円柱形状部を線接触または点接触により締まり嵌めで嵌合保持する半球面状の突起部６４を２個ずつ設けている。この場合でも、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の突起部６４間に、第１バルブ軸受け部材１１の複数個の嵌合凸部５３を締まり嵌めする嵌め合い部を、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２内部に形成されるバルブ軸受け穴５１に対して、バルブ軸受け穴５１の内径寸法に影響を与えない方向に締まり嵌めによる嵌合力が作用することが可能な位置関係となるように設けることができる。これにより、実施例１のバタフライバルブ軸受支持構造と同様な効果を実現することが可能となる。

また、本実施例の可変吸気システムに使用されるバタフライバルブ軸受支持構造は、図６（ｂ）、（ｃ）に示したように、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２の外径面より半径方向の外径側に突出するように形成される複数の嵌合凸部５３を、第１バルブ軸受け部材１１の軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１内への挿入方向に向けて先細りとなる略円錐台形状（テーパ形状）に形成している。また、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の嵌合穴部６２の内径面より半径方向の外径側に突出するように形成される複数の嵌合凹部６３を、軸受け保持部材１７の一端面（図１において図示左端面）に位置する開口部から軸受け保持部材１７の他端面（図１において図示右端面）に位置する開口部に向けて先細りとなる略円錐台形状（テーパ形状）に形成している。この場合には、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３内への第１バルブ軸受け部材１１の複数の嵌合凸部５３の嵌め込み度合が大きい程、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２内部に形成されるバルブ軸受け穴５１の内径寸法に影響を与えることなく、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３内に第１バルブ軸受け部材１１の複数の嵌合凸部５３をより強固に保持固定できる。

［変形例］
また、回転体３の反動力ユニット側（第１吸入空気通路２４側）の端部に設けられる第１バルブ軸受け部材（非円筒形状の軸受け部材）１１のバルブ軸受け部５２のバルブ軸受け穴５１周縁部のみを、第１〜第４バタフライバルブ４と第１バルブ軸受け部材１１との相対運動における摺動抵抗を低下させるための充填材（例えば四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂粉末）または添加材を混合または添加した耐摩耗性樹脂材料によって成形しても良い。

また、第１バルブ軸受け部材（非円筒形状の軸受け部材）１１のバルブ軸受け部５２のバルブ軸受け穴５１の内周のみに、第１〜第４バタフライバルブ４と第１バルブ軸受け部材１１との相対運動における摺動抵抗を低下させるための低摺動抵抗材料（例えば四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂塗料または二硫化モリブデン等の潤滑剤）を塗布しても良い。また、第１〜第４バタフライバルブ４のバルブ軸３１、３２の外周に、第１〜第４バタフライバルブ４と第１〜第５バルブ軸受け部材１１〜１５との相対運動における摺動抵抗を低下させるための低摺動抵抗材料（例えば四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂塗料または二硫化モリブデン等の潤滑剤）を塗布しても良い。

本実施例では、回転体軸受支持構造として、可変吸気システムに使用される第１〜第４バタフライバルブ４を、樹脂製インテークマニホールド２の回転体軸受け部２６に回転自在に支持するバタフライバルブ軸受支持構造に適用したが、アイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）やスロットルバルブ等の吸入空気量制御弁として使用されるバタフライバルブを樹脂製エンジン吸気管や樹脂製スロットルボデーのバルブ軸受部に回転自在に支持するバタフライバルブ軸受支持構造に適用しても良い。

また、回転体軸受支持構造として、エンジン１の吸気ポートからエンジン１の気筒の燃焼室内に流入する空気に横方向の渦流を生起させるスワール制御弁、所謂スワール流制御弁等の吸入空気流制御弁として使用されるバタフライバルブを樹脂製インテークマニホールドや樹脂製エンジン吸気管のバルブ軸受部に回転自在に支持するバタフライバルブ軸受支持構造に適用しても良い。また、回転体軸受支持構造として、エンジン１の吸気ポートからエンジン１の気筒の燃焼室内に流入する空気に縦方向の渦流を生起させるタンブル制御弁、所謂タンブル流制御弁等の吸入空気流制御弁として使用されるバタフライバルブを樹脂製インテークマニホールドや樹脂製エンジン吸気管のバルブ軸受部に回転自在に支持するバタフライバルブ軸受支持構造に適用しても良い。

本実施例では、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３を、回転体３の第１バタフライバルブ４のバルブ軸３１およびバルブシャフト５の回転中心軸線方向に貫通する貫通孔としているが、軸受け保持部材１７の嵌込み穴６１の複数個の嵌合凹部６３を、第１バルブ軸受け部材１１の挿入方向の奥側を閉塞する係止壁を設けて、第１バルブ軸受け部材１１の複数の嵌合凸部５３を係止するようにしても良い。また、第１バルブ軸受け部材１１のバルブ軸受け部５２または軸受け保持部材１７の嵌合穴部６２を、多角筒形状または多角穴形状としても良い。また、バルブ軸受け部５２を多角筒形状（非円筒形状）に形成し、嵌合穴部６２を円形状に形成しても良く、また、バルブ軸受け部５２を円筒形状に形成し、嵌合穴部６２を多角形状（非円形状）に形成しても良い。

本実施例では、本発明の軸受支持構造を、第１端部軸受け部材にのみ適用しているが、本発明の軸受支持構造を、第２端部軸受け部材または中間軸受け部材に適用しても良い。この場合には、回転体の回転中心軸線方向に貫通する嵌込み穴内に、第２端部軸受け部材または中間軸受け部材を締まり嵌めによる嵌合力で保持固定する軸受け保持部材を設ける。そして、嵌込み穴内に第２端部軸受け部材または中間軸受け部材を締まり嵌めする嵌め合い部を、第２端部軸受け部材または中間軸受け部材の回転体軸受け穴に対して、回転体軸受け穴の内径寸法に影響を与えない方向に締まり嵌めによる嵌合力が作用することが可能な位置関係となるように設ける。また、軸受け部材を介して軸受け保持部材に回転自在に支持される回転体として、バルブシャフト、モータシャフト等の回転軸を用いても良い。

バタフライバルブ軸受支持構造を示した分解図である（実施例１）。 可変吸気システムを示した模式図である（実施例１）。 インテークマニホールドを示した断面図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）は軸受け保持部材の嵌込み穴の嵌合凹部内に第１バルブ軸受け部材の嵌合凸部を締まり嵌めする嵌め合い部の詳細を示した説明図である（実施例１）。 （ａ）は従来例１及び２に対する軸受け部材の摩耗量の低減効果を示したグラフで、（ｂ）は従来例１及び２に対するコストの低減効果を示したグラフである（実施例１）。 （ａ）〜（ｃ）は軸受け保持部材の嵌込み穴の嵌合凹部内に第１バルブ軸受け部材の嵌合凸部を締まり嵌めする嵌め合い部の詳細を示した説明図である（実施例２）。 （ａ）、（ｂ）はバタフライバルブ軸受支持構造を示した分解図である（従来例１、２）。 可変吸気システムを示した模式図である（従来例１）。 可変吸気システムを示した模式図である（従来例２）。

符号の説明

１ エンジン
２ インテークマニホールド
３ 回転体
４ 第１〜第４バタフライバルブ
５ バルブシャフト
６ 動力ユニット
７ アクチュエータケース
８ 駆動モータ
１１ 第１バルブ軸受け部材
１７ 軸受け保持部材
２６ インテークマニホールドの回転体軸受け部
２７ 回転体軸受け部の軸受け嵌合孔
５１ 第１バルブ軸受け部材のバルブ軸受け穴
５２ 第１バルブ軸受け部材のバルブ軸受け部（円筒状部）
５３ 第１バルブ軸受け部材の嵌合凸部（突起部、突条部）
６１ 軸受け保持部材の嵌込み穴
６２ 軸受け保持部材の嵌合穴部（円形状穴部）
６３ 軸受け保持部材の嵌合凹部
６４ 突起部

Claims (16)

1. （ａ）回転中心軸線を中心にして回転する回転体と、
   （ｂ）この回転体の回転中心軸線方向に貫通する軸受け穴内に、前記回転体を回転自在に軸支する軸受け部材と、
   （ｃ）前記回転体の回転中心軸線方向に貫通する嵌込み穴内に、前記軸受け部材を締まり嵌めによる嵌合力で保持固定する軸受け保持部材と
   を備えた軸受支持装置において、
   前記回転体および前記軸受け部材は、樹脂化されており、
   前記嵌込み穴内に前記軸受け部材を締まり嵌めする嵌め合い部は、前記軸受け穴に対して、前記軸受け穴の内径寸法に影響を与えない方向に前記締まり嵌めによる嵌合力が作用することが可能な位置関係となるように設けられていることを特徴とする軸受支持装置。
2. 請求項１に記載の軸受支持装置において、
   前記嵌込み穴内に前記軸受け部材を締まり嵌めする嵌め合い部は、前記軸受け穴に対して、前記嵌込み穴内に前記軸受け部材を締まり嵌めした際に前記軸受け部材に生じる嵌合応力の向きが、前記軸受け部材の略円周方向で、且つ前記軸受け部材の半径方向の内径側から外れることが可能な位置関係となるように設けられていることを特徴とする軸受支持装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の軸受支持装置において、
   前記軸受け部材は、内部に前記軸受け穴が形成された軸受け部、およびこの軸受け部の外壁面から外方側に突出するように形成された嵌合凸部を有し、
   前記嵌込み穴は、前記軸受け部を隙間嵌めするための嵌合穴部、および前記嵌合凸部を締まり嵌めするための嵌合凹部を有し、
   前記嵌込み穴内に前記軸受け部材を締まり嵌めする嵌め合い部とは、前記嵌合凹部内に前記嵌合凸部を締まり嵌めする嵌め合い部であることを特徴とする軸受支持装置。
4. 請求項３に記載の軸受支持装置において、
   前記嵌合凹部内に前記嵌合凸部を締まり嵌めする嵌め合い部は、前記嵌合凸部と前記嵌合凹部とが面接触または線接触または点接触することが可能な位置関係となるように設けられていることを特徴とする軸受支持装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の軸受支持装置において、
   前記軸受け部は、略円筒状の断面を有し、
   前記嵌合穴部は、前記軸受け部の断面形状に対応した略円形状の穴形状を有し、
   前記嵌合凸部は、前記軸受け部の外径面より半径方向の外径側に向けて先細りとなるテーパ形状に形成され、
   前記嵌合凹部は、前記嵌合穴部の内径面に位置する開口部から奥側に向けて先細りとなるテーパ形状に形成されていることを特徴とする軸受支持装置。
6. 請求項３または請求項４に記載の軸受支持装置において、
   前記嵌合凸部は、前記軸受け部材の前記軸受け保持部材への挿入方向に向けて先細りとなるテーパ形状に形成され、
   前記嵌合凹部は、前記軸受け保持部材の一端面に位置する開口部から前記軸受け保持部材の他端面に位置する開口部に向けて先細りとなるテーパ形状に形成されていることを特徴とする軸受支持装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の軸受支持装置において、
   前記軸受け穴は、前記回転体の断面形状に対応した円形状の穴形状を有し、
   前記嵌合凸部および前記嵌合凹部は、前記軸受け穴よりも前記軸受け穴の半径方向の外方側の位置で、且つ前記軸受け穴を取り囲むように円周方向に所定の間隔で２個以上設けられており、
   前記嵌合凹部内に前記嵌合凸部を締まり嵌めした際に、前記軸受け穴の中心軸線を前記回転体の回転中心軸線上に略一致させることが可能であることを特徴とする軸受支持装置。
8. 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の軸受支持装置において、
   前記回転体は、その回転中心軸線方向の一端側に、前記軸受け穴の内径面に当接する軸受当接部を有していることを特徴とする軸受支持装置。
9. 請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の軸受支持装置において、
   前記軸受け部材は、加熱されて溶融状態の樹脂材料に、前記回転体と前記軸受け部材との相対運動における摺動抵抗を低下させることが可能な低摺動抵抗材料を混合または添加した樹脂系の複合材料の射出成形によって一体的に形成されていることを特徴とする軸受支持装置。
10. 請求項９に記載の軸受支持装置において、
    前記低摺動抵抗材料は、前記軸受け穴の内径面周辺にのみ設けられていることを特徴とする軸受支持装置。
11. 請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載の軸受支持装置において、
    前記回転体の外径面と前記軸受け穴の内径面との間には、前記回転体と前記軸受け部材との相対運動における摺動抵抗を低下させるための低摺動抵抗材料が用いられていることを特徴とする軸受支持装置。
12. 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の軸受支持装置において、
    前記軸受け保持部材は、熱可塑性樹脂によって一体的に形成されており、
    前記軸受け部材は、前記軸受け保持部材と同一の樹脂材料によって一体的に形成されていることを特徴とする軸受支持装置。
13. 請求項１２に記載の軸受支持装置において、
    前記軸受け保持部材は、樹脂製インテークマニホールドまたは樹脂製スロットルボデーまたは樹脂製エンジン吸気管または樹脂製ハウジングに一体的に設けられていることを特徴とする軸受支持装置。
14. 請求項１ないし請求項１３のうちのいずれか１つに記載の軸受支持装置において、
    前記回転体は、多気筒エンジンの各気筒それぞれに連通する吸入空気通路の通路長または断面積を変更するための多連一体型のバタフライバルブを有していることを特徴とする軸受支持装置。
15. 請求項１ないし請求項１３のうちのいずれか１つに記載の軸受支持装置において、
    前記回転体は、エンジンの気筒に吸入される吸入空気量を変更するためのバタフライバルブを有していることを特徴とする軸受支持装置。
16. 請求項１ないし請求項１３のうちのいずれか１つに記載の軸受支持装置において、
    前記回転体は、エンジンの吸気ポートから燃焼室内に吸入される吸入空気にスワール流またはタンブル流を発生させるためのバタフライバルブを有していることを特徴とする軸受支持装置。
    

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