JP2006161885A - 軸受構造及び吸気装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】吸気装置等に用いられるシャフトを円滑に回動できるように支持する軸受構造を提供する。
【解決手段】タンブル制御バルブ20を保持するシャフト30を収容する樹脂製の本体10、本体10に対してシャフト30を回動自在に支持する軸受部40を備え、軸受部40は、本体10に対して半円筒状に設けられた固定軸受半体41、固定軸受半体41と協働してシャフト30を回動自在に挟持し得るように半円筒状に形成されかつシャフト30の径方向に移動自在に設けられた可動軸受半体42とにより構成される。これにより、本体に反り等の変形がある状態でシャフトが組み付けられても、可動軸受半体42が最適な位置に移動してシャフトを円滑に回動するように支持することができる。
【選択図】図5
【解決手段】タンブル制御バルブ20を保持するシャフト30を収容する樹脂製の本体10、本体10に対してシャフト30を回動自在に支持する軸受部40を備え、軸受部40は、本体10に対して半円筒状に設けられた固定軸受半体41、固定軸受半体41と協働してシャフト30を回動自在に挟持し得るように半円筒状に形成されかつシャフト30の径方向に移動自在に設けられた可動軸受半体42とにより構成される。これにより、本体に反り等の変形がある状態でシャフトが組み付けられても、可動軸受半体42が最適な位置に移動してシャフトを円滑に回動するように支持することができる。
【選択図】図5
Description
本発明は、長尺なシャフトを回動自在に支持する軸受構造及びその軸受構造を備えた内燃機関の吸気装置に関する。
内燃機関の吸気装置としては、サージタンクから多気筒エンジンの吸気ポートに連通する複数の吸気通路を画定する樹脂製の本体と、本体をエンジンに取り付けるフランジ近傍の吸気通路内においてそれぞれ開閉自在に配置されたバタフライ式のバルブと、これら複数のバルブを一体的に支持するシャフトと、シャフトを回動自在に支持する軸受構造等を備えたものが知られている。
この軸受構造は、吸気通路を画定する本体に半円筒状に一体的に配列して形成された一方の軸受半体と、本体に連結されるケースに対して一体的に配列しかつ一方の軸受半体と協働してシャフトを挟み込むように半円筒状に成形された他方の軸受半体とにより構成されている(例えば、特許文献1参照)。
また、他の軸受構造としては、吸気通路を画定する本体に連結される枠部材を設け、この枠部材に対してシャフトを支持する軸受部として同軸上に配列して複数の貫通孔を設けた構成が知られている(例えば、特許文献2参照)。
この軸受構造は、吸気通路を画定する本体に半円筒状に一体的に配列して形成された一方の軸受半体と、本体に連結されるケースに対して一体的に配列しかつ一方の軸受半体と協働してシャフトを挟み込むように半円筒状に成形された他方の軸受半体とにより構成されている(例えば、特許文献1参照)。
また、他の軸受構造としては、吸気通路を画定する本体に連結される枠部材を設け、この枠部材に対してシャフトを支持する軸受部として同軸上に配列して複数の貫通孔を設けた構成が知られている(例えば、特許文献2参照)。
ところで、上記従来の吸気装置においては、吸気通路を画定する本体、貫通孔を画定する枠部材等が樹脂製であるが故に、成型後において、反り、歪み等の変形を生じ易い。したがって、シャフトが組み込まれた状態で本体がエンジンに組み付けられると、いずれの軸受構造においても、本体の変形あるいは枠部材の変形等が直接影響して、シャフトが円滑に回動し難くなり、バルブの開閉動作に影響を及ぼす虞がある。
本発明は、上記従来技術の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、部品点数が少なく、組付けが容易で、樹脂材料を用いて成型した後の変形及び相手部品への組付け時の変形等の影響を受けることなく、シャフトが円滑に回動し得るように支持する軸受構造及びこれを用いた吸気装置を提供することにある。
本発明の軸受構造は、シャフトを収容する樹脂製の本体と、本体に対してシャフトを回動自在に支持する軸受部と、を備えた軸受構造であって、軸受部は、本体に対して固定されかつ半円筒状の軸受面をもつように形成された固定軸受半体と、固定軸受半体と協働してシャフトを回動自在に挟持し得るべく半円筒状の軸受面をもつように形成されかつ本体に対してシャフトの径方向に移動自在に設けられた可動軸受半体と、を含む構成となっている。
この構成によれば、軸受部の一部を形成する可動軸受半体は、シャフトの径方向すなわち固定軸受半体と対向する方向において移動自在となっているため、本体に反り等の変形がある状態でシャフトが組み付けられても、可動軸受半体が最適な位置に移動して軸受部(固定軸受半体又は可動軸受半体)はシャフトを回動自在に支持し、又、本体が他の物体に対して取り付けられて変形が解消されても、その変形解消に追従して可動軸受半体が移動して軸受部(固定軸受半体及び可動軸受半体)はシャフトを回動自在に支持する。このように、簡単な構造にて、円滑に回動するようにシャフトを支持することができる。
この構成によれば、軸受部の一部を形成する可動軸受半体は、シャフトの径方向すなわち固定軸受半体と対向する方向において移動自在となっているため、本体に反り等の変形がある状態でシャフトが組み付けられても、可動軸受半体が最適な位置に移動して軸受部(固定軸受半体又は可動軸受半体)はシャフトを回動自在に支持し、又、本体が他の物体に対して取り付けられて変形が解消されても、その変形解消に追従して可動軸受半体が移動して軸受部(固定軸受半体及び可動軸受半体)はシャフトを回動自在に支持する。このように、簡単な構造にて、円滑に回動するようにシャフトを支持することができる。
上記構成の軸受構造において、固定軸受半体は、別体として形成された後に本体に結合されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、固定軸受半体を本体に対して後付けとすることで、固定軸受半体そのものの成型後の変形等を抑制することができ、それ故に、より円滑に回動するようにシャフトを支持することができる。
この構成によれば、固定軸受半体を本体に対して後付けとすることで、固定軸受半体そのものの成型後の変形等を抑制することができ、それ故に、より円滑に回動するようにシャフトを支持することができる。
上記構成の軸受構造において、シャフトは、径方向において鍔状に突出する環状突部を有し、固定軸受半体及び可動軸受半体は、環状突部を受け入れる環状溝を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、シャフトの環状突部を、固定軸受半体及び可動軸受半体の環状溝に嵌め込むことで、スラスト方向においてシャフトを位置決めすることができる。
この構成によれば、シャフトの環状突部を、固定軸受半体及び可動軸受半体の環状溝に嵌め込むことで、スラスト方向においてシャフトを位置決めすることができる。
本発明の吸気装置は、複数の吸気通路を画定すると共にエンジンに取り付けられるフランジを画定する樹脂製の本体と、複数の吸気通路の各々の開口面積を変化させるべく配置されたバルブと、バルブを支持するシャフトと、シャフトを本体に対して回動自在に支持する軸受部とを備えた吸気装置であって、上記軸受部は、本体に対して固定されかつ半円筒状の軸受面をもつように形成された複数の固定軸受半体と、固定軸受半体と協働してシャフトを回動自在に挟持し得るべく半円筒状の軸受面をもつように形成されかつ本体に対してシャフトの径方向に移動自在に設けられた複数の可動軸受半体と、を含む構成となっている。
この構成によれば、軸受部の一部を形成する可動軸受半体は、シャフトの径方向すなわち固定軸受半体と対向する方向において移動自在となっているため、本体に反り等の変形がある状態でシャフトが組み付けられても、可動軸受半体が最適な位置に移動して軸受部(固定軸受半体又は可動軸受半体)はシャフトを回動自在に支持し、又、本体が他の物体に対して取り付けられて変形が解消されても、その変形解消に追従して可動軸受半体が移動して軸受部(固定軸受半体及び可動軸受半体)はシャフトを回動自在に支持する。このように、簡単な構造にて、円滑に回動するようにシャフトを支持することができるため、バルブの円滑な動作が確保され、所望の吸気流れを得ることができる。
この構成によれば、軸受部の一部を形成する可動軸受半体は、シャフトの径方向すなわち固定軸受半体と対向する方向において移動自在となっているため、本体に反り等の変形がある状態でシャフトが組み付けられても、可動軸受半体が最適な位置に移動して軸受部(固定軸受半体又は可動軸受半体)はシャフトを回動自在に支持し、又、本体が他の物体に対して取り付けられて変形が解消されても、その変形解消に追従して可動軸受半体が移動して軸受部(固定軸受半体及び可動軸受半体)はシャフトを回動自在に支持する。このように、簡単な構造にて、円滑に回動するようにシャフトを支持することができるため、バルブの円滑な動作が確保され、所望の吸気流れを得ることができる。
上記構成の吸気装置において、固定軸受半体は、別体として形成された後に本体に結合されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、固定軸受半体を本体に対して後付けとすることで、固定軸受半体そのものの成型後の変形等を抑制することができ、それ故に、より円滑に回動するようにシャフトを支持することができ、バルブの動作をより円滑にすることができる。
この構成によれば、固定軸受半体を本体に対して後付けとすることで、固定軸受半体そのものの成型後の変形等を抑制することができ、それ故に、より円滑に回動するようにシャフトを支持することができ、バルブの動作をより円滑にすることができる。
上記構成の吸気装置において、軸受部は、フランジの近傍に設けられ、可動軸受半体は、本体に対してフランジの端面方向から着脱自在となっている、構成を採用することができる。
この構成によれば、本体のフランジがエンジンに締結されて変形が解消されても、その変形解消に追従して可動軸受半体が移動して軸受部(固定軸受半体及び可動軸受半体)はシャフトを回動自在に支持する。このように、簡単な構造にて、円滑に回動するようにシャフトを支持することができるため、特にフランジの近傍に配置されて吸気にうず流れ(例えば、タンブル流れ、あるいはスワール流れ)を生じさせるようなバルブの円滑な動作が確保され、所望の吸気流れを得ることができる。
この構成によれば、本体のフランジがエンジンに締結されて変形が解消されても、その変形解消に追従して可動軸受半体が移動して軸受部(固定軸受半体及び可動軸受半体)はシャフトを回動自在に支持する。このように、簡単な構造にて、円滑に回動するようにシャフトを支持することができるため、特にフランジの近傍に配置されて吸気にうず流れ(例えば、タンブル流れ、あるいはスワール流れ)を生じさせるようなバルブの円滑な動作が確保され、所望の吸気流れを得ることができる。
上記構成の吸気装置において、シャフトは、径方向において鍔状に突出する環状突部を有し、固定軸受半体及び可動軸受半体は、環状突部を受け入れる環状溝を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、シャフトの環状突部を、固定軸受半体及び可動軸受半体の環状溝に嵌め込むことで、スラスト方向においてシャフトを位置決めすることができる。
この構成によれば、シャフトの環状突部を、固定軸受半体及び可動軸受半体の環状溝に嵌め込むことで、スラスト方向においてシャフトを位置決めすることができる。
本発明の軸受構造によれば、樹脂製の本体に、成型後の反り、歪み等の変形が生じていても、軸受部として固定軸受半体及び可動軸受半体とからなる簡単な構造を採用し、可動軸受半体が本体の変形を吸収できる最適な位置に移動して軸受作用を及ぼすため、シャフトは円滑に回動することができる。
また、本発明の吸気装置によれば、このような軸受構造を採用することにより、シャフトが円滑に回動することで、シャフトと一体的に形成されたバルブが円滑に作動して吸気通路の開口面積を変化させることができ、所望の吸気制御を行うことができる。
また、本発明の吸気装置によれば、このような軸受構造を採用することにより、シャフトが円滑に回動することで、シャフトと一体的に形成されたバルブが円滑に作動して吸気通路の開口面積を変化させることができ、所望の吸気制御を行うことができる。
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図10は、本発明に係る軸受構造を採用した吸気装置の一実施形態を示すものである。
この吸気装置は、4気筒エンジン(内燃機関)Eに取り付けられるものであり、図1及び図2に示すように、本体としての樹脂製の吸気マニホールド10、樹脂製の4つのタンブル制御バルブ20、4つのタンブル制御バルブ20を保持するように一体的に形成された樹脂製の1つのシャフト30、シャフト30を回動自在に支持する樹脂製の複数の軸受部40、樹脂製の4つの可変吸気バルブ50、4つの可変吸気バルブ40を保持するように一体的に形成された樹脂製の1つのシャフト60、シャフト60を回動自在に支持する樹脂製の複数の軸受部70等を備えている。
図1ないし図10は、本発明に係る軸受構造を採用した吸気装置の一実施形態を示すものである。
この吸気装置は、4気筒エンジン(内燃機関)Eに取り付けられるものであり、図1及び図2に示すように、本体としての樹脂製の吸気マニホールド10、樹脂製の4つのタンブル制御バルブ20、4つのタンブル制御バルブ20を保持するように一体的に形成された樹脂製の1つのシャフト30、シャフト30を回動自在に支持する樹脂製の複数の軸受部40、樹脂製の4つの可変吸気バルブ50、4つの可変吸気バルブ40を保持するように一体的に形成された樹脂製の1つのシャフト60、シャフト60を回動自在に支持する樹脂製の複数の軸受部70等を備えている。
吸気マニホールド10は、樹脂材料を用いて成型されており、図1ないし図4に示すように、エンジンEの4つの吸気ポートPにそれぞれ連通する4つの吸気通路11、エンジンEに取り付けられるフランジ12,サージタンク13等を画定している。
吸気通路11は、その上流側が、低速用の長めの吸気通路11aと、高速用の短めの吸気通路11bとに分岐している。そして、吸気通路11a,11bは、共にサージタンク13にて開口している。
吸気通路11は、その上流側が、低速用の長めの吸気通路11aと、高速用の短めの吸気通路11bとに分岐している。そして、吸気通路11a,11bは、共にサージタンク13にて開口している。
吸気通路11には、図1ないし図3に示すように、フランジ12の近傍において、タンブル制御バルブ20及びシャフト30が収容され、各々の吸気通路11を画定する壁部14には軸受部40が設けられている。そして、シャフト30は、図3に示すように、DCモータ等のアクチュエータMにより回転駆動されるようになっている。
吸気通路11bには、図1、図2、図4に示すように、サージタンク13への開口近傍において、可変吸気バルブ50及びシャフト60が収容され、各々の吸気通路11bを画定する壁部15には軸受部70が設けられている。そして、シャフト60は、図4に示すように、DCモータ等のアクチュエータMにより回転駆動されるようになっている。
吸気通路11bには、図1、図2、図4に示すように、サージタンク13への開口近傍において、可変吸気バルブ50及びシャフト60が収容され、各々の吸気通路11bを画定する壁部15には軸受部70が設けられている。そして、シャフト60は、図4に示すように、DCモータ等のアクチュエータMにより回転駆動されるようになっている。
フランジ12は、図1及び図3に示すように、その接合端面において各々の吸気通路11を開口させると共に、締結用のボルトBを通す複数のボルト孔12aを有する。
サージタンク13は、図1及び図2に示すように、その側面において円形の開口13aを有する。そして、開口13aの外側のフランジには、吸入空気量を制御するスロットルボデー(不図示)が取り付けられて、開口13aを通してサージタンク13の内部に流れ込む空気量が制御されるようになっている。
サージタンク13は、図1及び図2に示すように、その側面において円形の開口13aを有する。そして、開口13aの外側のフランジには、吸入空気量を制御するスロットルボデー(不図示)が取り付けられて、開口13aを通してサージタンク13の内部に流れ込む空気量が制御されるようになっている。
4つのタンブル制御バルブ20は、樹脂材料を用いて、図1及び図3に示すように、半円状に形成されると共にシャフト30と一体的に形成されている。ここで、タンブル制御バルブ20は、吸気通路11の開口面積を変化させる、すなわち、吸気通路11を半分だけ開閉することにより、エンジンEの吸気ポートPから燃焼室に流れ込む吸気に渦巻き流れを生じさせるものである。
軸受部40は、図2及び図5、図6に示すように、本体としての壁部14に固定された固定軸受半体41と、固定軸受半体41と協働してシャフト30を回動自在に挟持し得るようにかつシャフト30の径方向に移動自在に設けられた可動軸受半体42とにより形成されている。ここで、壁部14は、図6に示すように、固定軸受半体41を嵌合させる凹部14aを画定している。
固定軸受半体41は、図5及び図6に示すように、樹脂材料により別体として形成された後、本体としての壁部14に対して、超音波カシメ(あるいはその他の固定手法)により固定されている。
固定軸受半体41は、図5及び図6に示すように、シャフト30と摺接し得る半円筒状の軸受面41a、シャフト30の径方向(ラジアル方向)に伸長する2つのガイド溝41bを有する。
固定軸受半体41は、図5及び図6に示すように、シャフト30と摺接し得る半円筒状の軸受面41a、シャフト30の径方向(ラジアル方向)に伸長する2つのガイド溝41bを有する。
可動軸受半体42は、図5及び図6に示すように、樹脂材料により別体として形成された後、固定軸受半体41と協働してシャフト30を挟み込んで挟持するように、固定軸受半体41に対してスナップフィット結合されている。
すなわち、可動軸受半体42は、図5及び図6に示すように、シャフト30と摺接し得る半円筒状の軸受面42a、2つの可撓部42b、可撓部42bから突出してガイド溝41bに当接される突起部42cを有する。
すなわち、可動軸受半体42は、図5及び図6に示すように、シャフト30と摺接し得る半円筒状の軸受面42a、2つの可撓部42b、可撓部42bから突出してガイド溝41bに当接される突起部42cを有する。
可動軸受半体42の組付けに際しては、2つの可撓部42bを弾性変形させつつ引き寄せるように掴んで、突起部42cをガイド溝41bに入り込ませた後、可撓部42bを開放する。すなわち、スナップフィット結合により、突起部42cはガイド溝41bに当接した状態となり、可動軸受半体42は、ガイド溝41bに沿ってシャフト30の径方向に移動自在に連結されることになる。
したがって、樹脂製の吸気マニホールド10に対して、固定軸受半体41を固定した後、タンブル制御バルブ20を一体的に備えたシャフト30を組み付け、さらに、可動軸受半体42を組み付ける場合、吸気マニホールド10のフランジ12に反りあるいは歪み等を生じていても、その変形を吸収するように可動軸受半体42が適宜移動して、例えば、図7に示すように、可動軸受半体42がフランジ12の接合端面側に移動して、シャフト30を回動自在に支持する。
また、この状態で、図7に示すように、吸気マニホールド10のフランジ12が、ガスケット(シール)Gを挟んでエンジンEにボルト締めされる場合、ボルトBの締込みに伴ってフランジ12の変形が解消されつつ、図5に示すように、可動軸受半体42はガスケットGに押されて、本来の軸受作用を及ぼす位置に移動させられる。
これにより、シャフト30は、本来の設定位置にて、固定軸受半体1の軸受面41aと可動軸受半体42の軸受面42aとに摺接して、円滑に回動できるように支持される。それ故に、シャフト30と軸受面41a,42aとの隙間も小さくなり、軸受部40でのシール性も確保される。
これにより、シャフト30は、本来の設定位置にて、固定軸受半体1の軸受面41aと可動軸受半体42の軸受面42aとに摺接して、円滑に回動できるように支持される。それ故に、シャフト30と軸受面41a,42aとの隙間も小さくなり、軸受部40でのシール性も確保される。
4つの可変吸気バルブ50は、樹脂材料を用いて、図1、図2、図4に示すように、円板状に形成されると共にシャフト60と一体的に形成されている。ここで、可変吸気バルブ50は、吸気通路11bの開口面積を変化させる、すなわち、吸気通路11bを開閉することにより、吸気通路11の長さを変化させるものである。
具体的には、エンジンEが低速運転の状態では、可変吸気バルブ60を全閉にして、サージタンク13内の空気が長めの吸気通路11aを迂回して流れるようにし、一方、エンジンEが高速運転の状態では、可変吸気バルブ50を全開にして、サージタンク13内の空気が短い吸気通路11bを通って流れるように制御するものである。
そして、この可変吸気バルブ50には、低速運転状態において、樹脂成型時の吸気通路径の歪み等による全閉精度の劣化を防止するため、その先端部に、ゴムシールが組付け又は焼き付けされる。これにより、吸気量の制御がさらに向上する。
具体的には、エンジンEが低速運転の状態では、可変吸気バルブ60を全閉にして、サージタンク13内の空気が長めの吸気通路11aを迂回して流れるようにし、一方、エンジンEが高速運転の状態では、可変吸気バルブ50を全開にして、サージタンク13内の空気が短い吸気通路11bを通って流れるように制御するものである。
そして、この可変吸気バルブ50には、低速運転状態において、樹脂成型時の吸気通路径の歪み等による全閉精度の劣化を防止するため、その先端部に、ゴムシールが組付け又は焼き付けされる。これにより、吸気量の制御がさらに向上する。
軸受部70は、図2及び図8、図9に示すように、本体としての壁部15に固定された固定軸受半体71と、固定軸受半体71と協働してシャフト60を回動自在に挟持し得るようにかつシャフト60の径方向に移動自在に設けられた可動軸受半体72とにより形成されている。ここで、壁部15は、図8及び図9に示すように、固定軸受半体71を嵌合させる凹部15aを画定している。
固定軸受半体71は、図8及び図9に示すように、樹脂材料により別体として形成された後、本体としての壁部15に対して、超音波カシメ(あるいはその他の固定手法)により固定されている。
固定軸受半体71は、図8及び図9に示すように、シャフト60と摺接し得る半円筒状の軸受面71a、シャフト60の径方向(ラジアル方向)に伸長する2つのガイド溝71bを有する。
固定軸受半体71は、図8及び図9に示すように、シャフト60と摺接し得る半円筒状の軸受面71a、シャフト60の径方向(ラジアル方向)に伸長する2つのガイド溝71bを有する。
可動軸受半体72は、図8及び図9に示すように、樹脂材料により別体として形成された後、固定軸受半体71と協働してシャフト60を挟み込んで挟持するように、固定軸受半体71に対してスナップフィット結合されている。
すなわち、可動軸受半体72は、図8及び図9に示すように、シャフト60と摺接し得る半円筒状の軸受面72a、2つの可撓部72b、可撓部72bから突出してガイド溝71bに当接される突起部72cを有する。
すなわち、可動軸受半体72は、図8及び図9に示すように、シャフト60と摺接し得る半円筒状の軸受面72a、2つの可撓部72b、可撓部72bから突出してガイド溝71bに当接される突起部72cを有する。
可動軸受半体72の組付けに際しては、2つの可撓部72bを弾性変形させつつ引き寄せるように掴んで、突起部72cをガイド溝71bに入り込ませた後、可撓部72bを開放する。すなわち、スナップフィット結合により、突起部72cはガイド溝71bに当接した状態となり、可動軸受半体72は、ガイド溝71bに沿ってシャフト60の径方向に移動自在に連結されることになる。
したがって、樹脂製の吸気マニホールド10に対して、固定軸受半体71を固定した後、可変吸気バルブ50を一体的に備えたシャフト60を組み付け、さらに、可動軸受半体72を組み付ける場合、吸気マニホールド10の壁部15領域が反りあるいは歪み等を生じていても、図8に示すように、その変形を吸収するように可動軸受半体72が適宜移動して、シャフト60を回動自在に支持する。
また、図10に示すように、固定軸受半体71のガイド溝71bに、シャフト60に向って末広がるような傾斜を設けることにより、可動軸受半体72の可撓部72bが外側に弾性復帰しようとする力Fが法線力Fnと接線力Ftとに分けられ、その接線力Ftが、可動軸受半体72をシャフト60に向けて常時付勢することになる。
これにより、可動軸受半体72は、常時最適な軸受作用を及ぼす位置に位置付けられ、又、それ故に、シャフト60と軸受面71a,72aとの隙間も小さくなり、軸受部70でのシール性も確保される。
これにより、可動軸受半体72は、常時最適な軸受作用を及ぼす位置に位置付けられ、又、それ故に、シャフト60と軸受面71a,72aとの隙間も小さくなり、軸受部70でのシール性も確保される。
図11は、本発明に係る軸受構造の他の実施形態を示すものである。この実施形態における軸受構造は、前述の実施形態におけるシャフト60と軸受部70とを一部変更したものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、図11(a),(b)に示すように、シャフト60´は、径方向において鍔状に突出する環状突部60a´を有する。また、軸受部70´は、固定軸受半体71´、可動軸受半体72´とからなり、固定軸受半体71´及び可動軸受半体72´は、環状突部60a´を受け入れる環状溝71d´,72d´を有する。
この軸受部70´によれば、シャフト60´を円滑に回動できるように支持すると同時に、シャフト60´の環状突部60a´が固定軸受半体71´及び可動軸受半体72´の環状溝71d´,72d´により規制されるため、スラスト方向においてシャフト60´を高精度に位置決めすることができる。すなわち、軸受部70´にラジアル方向の軸受作用とスラスト方向の軸受作用を兼ねさせることができる。
尚、シャフトに環状凹部(環状溝)を設け、固定軸受半体及び可動軸受半体に環状凸部(環状鍔部)を設ける構成を採用してもよい。
すなわち、図11(a),(b)に示すように、シャフト60´は、径方向において鍔状に突出する環状突部60a´を有する。また、軸受部70´は、固定軸受半体71´、可動軸受半体72´とからなり、固定軸受半体71´及び可動軸受半体72´は、環状突部60a´を受け入れる環状溝71d´,72d´を有する。
この軸受部70´によれば、シャフト60´を円滑に回動できるように支持すると同時に、シャフト60´の環状突部60a´が固定軸受半体71´及び可動軸受半体72´の環状溝71d´,72d´により規制されるため、スラスト方向においてシャフト60´を高精度に位置決めすることができる。すなわち、軸受部70´にラジアル方向の軸受作用とスラスト方向の軸受作用を兼ねさせることができる。
尚、シャフトに環状凹部(環状溝)を設け、固定軸受半体及び可動軸受半体に環状凸部(環状鍔部)を設ける構成を採用してもよい。
図12及び図13は、本発明に係る軸受構造のさらに他の実施形態を示すものである。この実施形態における軸受構造は、前述の図8に示す実施形態における固定軸受半体と可動軸受半体との関係を逆にしたものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、この実施形態において、軸受部70´´は、図12に示すように、本体としての壁部15に固定された固定軸受半体71´´と、固定軸受半体71´´と協働してシャフト60を回動自在に挟持し得るようにかつシャフト60の径方向に移動自在に設けられた可動軸受半体72´´とにより形成されている。ここで、壁部15は、図12及び図13に示すように、可動軸受半体72´´を移動自在に嵌合させる凹部15a´´を画定している。凹部15a´´には、後述する可動軸受半体72´´の嵌合凸状部72c´´を摺動自在に嵌合させる嵌合溝15b´´が形成されている。
固定軸受半体71´´は、図12に示すように、樹脂材料により別体として形成されて、シャフト60と摺接し得る半円筒状の軸受面71a´´、壁部15の端面に接合するためのフランジ部71b´´を有する。そして、可動軸受半体72´´とシャフト60とを挟み込むようにして、壁部15に対して、超音波カシメ(あるいはその他の固定手法)により固定されている。
可動軸受半体72´´は、図12及び図13に示すように、樹脂材料により別体として形成されて、シャフト60と摺接し得る半円筒状の軸受面72a´´、2つの可撓部72b´´、外壁面から突出して嵌合溝15b´´に嵌合される嵌合凸状部72c´´を有する。
可動軸受半体72´´及び固定軸受半体71´´の組付けに際しては、図13(a)に示すように、2つの可撓部72b´´を弾性変形させつつ引き寄せるように掴んで、その嵌合凸状部72c´´を壁部15の嵌合溝15b´´に嵌合させ、可撓部72b´´を開放する。これにより、可動軸受半体72´´は、シャフト60の径方向に移動自在に連結されることになる。
そして、シャフト60を挿入し、その外側から固定軸受半体71´´を近づけてシャフト60を挟み込むように取り付けて、そのフランジ部71b´´を壁部15に超音波カシメにより固定する。
これにより、可動軸受半体72´´は、その弾性復帰力により、図13(a)、(b)に示すように、シャフト60を常時固定軸受半体71´´に向けて付勢した状態となり、シャフト60のアライメントがずれた場合には、その付勢力に抗して、可動軸受半体72´´は内側に押し込まれて移動するようになっている。
そして、シャフト60を挿入し、その外側から固定軸受半体71´´を近づけてシャフト60を挟み込むように取り付けて、そのフランジ部71b´´を壁部15に超音波カシメにより固定する。
これにより、可動軸受半体72´´は、その弾性復帰力により、図13(a)、(b)に示すように、シャフト60を常時固定軸受半体71´´に向けて付勢した状態となり、シャフト60のアライメントがずれた場合には、その付勢力に抗して、可動軸受半体72´´は内側に押し込まれて移動するようになっている。
したがって、樹脂製の吸気マニホールド10に対して、可動軸受半体72´´を嵌合し、可変吸気バルブ50を一体的に備えたシャフト60を組み付け、さらに、固定軸受半体71´´を組み付けて固定した場合、吸気マニホールド10の壁部15領域が反りあるいは歪み等を生じていても、図13(a),(b)に示すように、その変形を吸収するように可動軸受半体72´´が適宜移動して、シャフト60を回動自在に支持する。
これにより、可動軸受半体72´´は、常時最適な軸受作用を及ぼす位置に位置付けられ、又、それ故に、シャフト60と軸受面71a´´,72a´´との隙間も小さくなり、嵌合凸状部72c´´と嵌合溝15b´´との嵌合作用も加わって、軸受部70´´でのシール性も確保される。
これにより、可動軸受半体72´´は、常時最適な軸受作用を及ぼす位置に位置付けられ、又、それ故に、シャフト60と軸受面71a´´,72a´´との隙間も小さくなり、嵌合凸状部72c´´と嵌合溝15b´´との嵌合作用も加わって、軸受部70´´でのシール性も確保される。
上記実施形態においては、本発明に係る軸受構造を、内燃エンジンの吸気装置に適用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、樹脂製の本体に対してシャフトを回動自在に支持する軸受部であれば、その他の技術分野にも適用することができる。
上記実施形態においては、スラスト方向の位置決めを行う軸受構造を、可変吸気バルブ50を保持するシャフト60´の軸受部70´に適用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、タンブル制御バルブ20を保持するシャフト30の軸受部40に適用してもよい。
上記実施形態においては、フランジ12の近傍に配置されるバルブとして、タンブル流れ(縦うず流れ)を生じさせるタンブル制御バルブ50を示したが、これに限らず、スワール流れ(横うず流れ)を生じさせるスワール制御バルブに対して、本発明の軸受構造を採用してもよい。
上記実施形態においては、本発明に係る軸受構造を、4気筒エンジンに適用される吸気装置に採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、4気筒以外のエンジンに適用される吸気装置、すなわち、3つ以下あるいは5つ以上の吸気通路をもつ吸気装置に適用してもよい。
上記実施形態においては、スラスト方向の位置決めを行う軸受構造を、可変吸気バルブ50を保持するシャフト60´の軸受部70´に適用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、タンブル制御バルブ20を保持するシャフト30の軸受部40に適用してもよい。
上記実施形態においては、フランジ12の近傍に配置されるバルブとして、タンブル流れ(縦うず流れ)を生じさせるタンブル制御バルブ50を示したが、これに限らず、スワール流れ(横うず流れ)を生じさせるスワール制御バルブに対して、本発明の軸受構造を採用してもよい。
上記実施形態においては、本発明に係る軸受構造を、4気筒エンジンに適用される吸気装置に採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、4気筒以外のエンジンに適用される吸気装置、すなわち、3つ以下あるいは5つ以上の吸気通路をもつ吸気装置に適用してもよい。
以上述べたように、本発明の軸受構造は、部品点数が少なく簡単な構造にて、シャフトを円滑に回動できるように支持するため、吸気装置のタンブル制御バルブあるいは可変吸気バルブのシャフトを支持するために適用できるのは勿論のこと、特に樹脂製の本体に対してシャフトを回動自在に支持する必要があるものであれば、その他の機構においても有用である。
E エンジン
P 吸気ポート
G ガスケット
B ボルト
10 吸気マニホールド(本体)
11,11a,11b 吸気通路
12 フランジ
13 サージタンク
14,15 壁部(本体)
14a,15a 軸受面
15b´´ 嵌合溝
20 タンブル制御バルブ
30 シャフト
40 軸受部
41 固定軸受半体
41a 軸受面
41b ガイド溝
42 可動軸受半体
42a 軸受面
42b 可撓部
42c 突起部
50 可変吸気バルブ
60,60´ シャフト
60a´ 環状突部
70,70´ 軸受部
71,71´,71´´ 固定軸受半体
71a,71a´´ 軸受面
71b ガイド溝
72,72´,72´´ 可動軸受半体
72a,72a´´ 軸受面
72b,72b´´ 可撓部
72c 突起部
72c´´ 嵌合凸状部
71d´,72d´ 環状溝
P 吸気ポート
G ガスケット
B ボルト
10 吸気マニホールド(本体)
11,11a,11b 吸気通路
12 フランジ
13 サージタンク
14,15 壁部(本体)
14a,15a 軸受面
15b´´ 嵌合溝
20 タンブル制御バルブ
30 シャフト
40 軸受部
41 固定軸受半体
41a 軸受面
41b ガイド溝
42 可動軸受半体
42a 軸受面
42b 可撓部
42c 突起部
50 可変吸気バルブ
60,60´ シャフト
60a´ 環状突部
70,70´ 軸受部
71,71´,71´´ 固定軸受半体
71a,71a´´ 軸受面
71b ガイド溝
72,72´,72´´ 可動軸受半体
72a,72a´´ 軸受面
72b,72b´´ 可撓部
72c 突起部
72c´´ 嵌合凸状部
71d´,72d´ 環状溝
Claims (7)
- シャフトを収容する樹脂製の本体と、前記本体に対して前記シャフトを回動自在に支持する軸受部と、を備えた軸受構造であって、
前記軸受部は、前記本体に対して固定されかつ半円筒状の軸受面をもつように形成された固定軸受半体と、前記固定軸受半体と協働して前記シャフトを回動自在に挟持し得るべく半円筒状の軸受面をもつように形成されかつ前記本体に対して前記シャフトの径方向に移動自在に設けられた可動軸受半体と、を含む、
ことを特徴とする軸受構造。 - 前記固定軸受半体は、別体として形成された後に前記本体に結合されている、
ことを特徴とする請求項1記載の軸受構造。 - 前記シャフトは、径方向において鍔状に突出する環状突部を有し、
前記固定軸受半体及び可動軸受半体は、前記環状突部を受け入れる環状溝を有する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の軸受構造。 - 複数の吸気通路を画定すると共にエンジンに取り付けられるフランジを画定する樹脂製の本体と、前記複数の吸気通路の各々の開口面積を変化させるべく配置されたバルブと、前記バルブを支持するシャフトと、前記シャフトを本体に対して回動自在に支持する軸受部とを備えた吸気装置であって、
前記軸受部は、前記本体に対して固定されかつ半円筒状の軸受面をもつように形成された複数の固定軸受半体と、前記固定軸受半体と協働して前記シャフトを回動自在に挟持し得るべく半円筒状の軸受面をもつように形成されかつ前記本体に対して前記シャフトの径方向に移動自在に設けられた複数の可動軸受半体と、を含む、
ことを特徴とする吸気装置。 - 前記固定軸受半体は、別体として形成された後に前記本体に結合されている、
ことを特徴とする請求項4記載の吸気装置。 - 前記軸受部は、前記フランジの近傍に設けられ、
前記可動軸受半体は、前記本体に対して、前記フランジの端面方向から着脱自在となっている、
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の吸気装置。 - 前記シャフトは、径方向において鍔状に突出する環状突部を有し、
前記固定軸受半体及び可動軸受半体は、前記環状突部を受け入れる環状溝を有する、
ことを特徴とする請求項4ないし6いずれかに記載の吸気装置。
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JP2004351314A JP2006161885A (ja) | 2004-12-03 | 2004-12-03 | 軸受構造及び吸気装置 |
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-
2004
- 2004-12-03 JP JP2004351314A patent/JP2006161885A/ja active Pending
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