JP2006258129A - 軸体の保持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】各種軸体の取り付けが容易な軸体の保持構造を提供する。
【解決手段】回転体２を支持する軸体４と、軸体４を回転可能に包持する軸受５と、軸受５を軸体４の軸心方向から受け入れ可能な開口部３１ａ，３２ａを設けた軸受保持部材３１，３２とを有する軸体の保持構造であって、軸受保持部材３１，３２に、軸体４を軸心方向に対する径方向から受け入れ可能な隙間３１ｂ，３２ｂを設ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、回転体を支持する軸体を保持する軸体の保持構造に関する。

従来、この種の軸体の保持構造を用いる個所として、例えば、多気筒内燃機関の可変吸気バルブがある。当該可変吸気バルブは、吸気系統を構成するサージタンクに設けてある。サージタンクの内部では、特定のシリンダーに連通する吸気路どうしが隔壁によって仕切られている。可変吸気バルブは、当該隔壁に設けた連通口の開度を調節して各シリンダーに供給する空気量を調整するものとして用いられる（例えば、特許文献１参照）。

この可変吸気バルブは、一旦、バルブホルダに取り付けられ、このバルブホルダがサージタンクに取り付けられる。バルブホルダは、自身を前記隔壁に取り付けるためのフランジ部、及び、当該フランジ部の取り付け面から垂直に突出した側壁部を有する。バルブホルダの中央部には、可変吸気バルブによって開口調整する弁穴を設けてある。

前記側壁部のうち、前記バルブホルダの長手方向の両端部には、軸体を保持する軸体支持穴を設けてある。当該軸体支持穴には軸受が取り付けられ、当該軸受に前記軸体が支持される。
当該従来の軸体の保持構造にあっては、前記軸体の取り付けに際し、まず前記軸体支持穴にその軸心方向に沿って軸体を挿通する必要があった。このため、軸体及びバルブ本体をバルブホルダに取り付る際には、例えば、軸体を軸体の延長方向から軸体支持穴に挿入し、当該軸体の先端部をもう一方の軸体支持穴まで貫通させ、その後、当該軸体にバルブ本体をボルトで固定していた。

特開２００４−１１６３５７号公報

上記従来の軸体の保持構造では、軸体を軸体支持穴に挿通する際に、軸体を一旦その軸心方向に大きく退避させる必要があった。そのため、軸体が長尺状の場合、軸体の延長方向に大きな作業スペースが必要であり、スペースが確保できない場合には軸体の取付作業が極めて困難であった。
また、軸体支持穴に軸体を挿入した後、当該軸体にバルブ本体を取り付けるので、軸体と回転体との取り付け部の加工が必要となる。その結果、可変吸気バルブの組み付け工程が煩雑となり製造コストが増えるといった問題があった。

組み付け工数の簡略化を図るために、軸体とバルブ本体とを一体化する手法も考えられる。しかし、バルブホルダの外側から、前記長手方向に沿って軸体を軸体支持穴に挿入しようとすると、バルブ本体とバルブホルダとが干渉するため、軸体支持穴に対して軸体の挿入角度をうまく設定することができない。
このように、従来の軸体の保持構造では、長尺状の軸体を保持する場合や、各種の回転体が付属した軸体を保持する際に不都合が生じていた。

本発明は、かかる問題点に着目してなされたものであり、その目的は、各種軸体の取り付けが容易な軸体の保持構造を提供することにある。

本発明の第１特徴構成は、回転体を支持する軸体と、当該軸体を回転可能に包持する軸受と、当該軸受を前記軸体の軸心方向から受け入れ可能な開口部を設けた軸受保持部材とを有する軸体の保持構造であって、前記軸受保持部材に、前記軸体を前記軸心方向に対する径方向から受け入れ可能な隙間を設けてある点にある。

本構成のごとく、軸受保持部材に、軸体を軸心方向に対する径方向から受け入れ可能な隙間を備えることで、従来のように、軸体を軸心方向から挿入する必要がなく、軸体の取り付けが容易となる。例えば、軸体に回転体が支持されている場合でも、当該回転体を、一旦、軸心方向に沿って退避させる必要がなくなる。また、軸体は一般に長尺状のものが多いが、軸体を取り付ける部位のうち、特に、軸体の延長方向に作業スペースの制限がある場合には、回転体を付設していない軸体であってもその取り付けが困難となる。しかし、本構成であれば、軸体を軸心の径方向から取り付けることができるため、取り付け作業が極めて円滑なものとなる。

本発明の第二特徴構成は、前記軸体のうち、前記軸受保持部材に受け入れられる部位に面取り部を備えている点にある。

軸体のうち、前記軸受保持部に受け入れられる部位に面取り部を備えることで、当該軸体の幅寸法を小さくすることができる。この結果、軸体を受け入れる前記隙間の幅が小さくなる。よって、前記軸受保持部材が軸受を略全周方向から包持でき、信頼性の高い軸受保持部材を得ることができる。
また、軸体を軸受保持部材の隙間に挿入した後、軸体を所定角度だけ回転させれば、軸体の前記隙間からの抜け出しを防止できる。よって、軸体の仮組みが容易になるなどの利点もある。

本発明の第三特徴構成は、前記隙間を、前記軸受保持部材のうち前記軸心方向に沿った一方の側に開口するように設けると共に、当該隙間のうち前記開口するのと反対側の端部に隣接して壁部を備えている点にある。

本構成のごとく、隙間を前記軸受保持部材のうち前記軸心方向に沿った一方の側に開口するように設け、当該隙間のうち開口と反対側の端部に隣接して壁部を備えておくと、例えば、軸受保持部材が軸体の最端部を保持するのに有効である。つまり、軸体の取り付けが容易になる上、取り付けた軸体が、その軸心方向に沿って移動するのを防止することができるため、軸体を確実に保持できる。

本発明の第四特徴構成は、前記隙間を閉塞する隙間閉塞部材を備えている点にある。

当該軸受保持部材は隙間を有するために、その剛性が低下し、軸体および軸受の保持力が弱まって、軸体あるいは軸受がその径方向に抜け出るおそれがある。しかし、本構成のごとく、前記軸受保持部材の隙間を閉塞する隙間閉塞部材を備えることで、軸受あるいは軸体の径方向への抜け出しを確実に防止することができる。

本発明の第五特徴構成は、前記隙間が広がるのを防止するよう前記軸受保持部材に当接する外力付加部材を備えている点にある。

上述のごとく、当該軸受保持部材は隙間を有するために、その剛性が低下し、軸体および軸受の保持力が弱まって、軸体あるいは軸受がその軸方向に抜け出るおそれがある。しかし、本構成のごとく、前記軸受保持部材に当接する外力付加部材を備えることで、軸受保持部材の剛性を高めることができる。この結果、前記隙間が広がるのを防止して、軸受あるいは軸体の抜け出しを有効に防止することができる。

本発明に係る軸体の保持構造は、例えば、車両用エンジンの各部に用いることができる。本実施形態では、そのうち吸気系統の可変吸気バルブに当該保持構造を用いた例を示す。以下、図面に基いて詳細を説明する。

（可変吸気バルブの概要）
図１に、エンジンの吸気ポートに接続されるサージタンク７を示す。このサージタンク７はＶ型６気筒エンジン用のものであり、その内部は隔壁８によって第一室７ａと第二室７ｂとに分割してある。第一室７ａは、片側の三つのシリンダに接続される吸気マニホールドＭ１・Ｍ２・Ｍ３に連通している。一方、第二室７ｂはもう一方の三つのシリンダに接続される吸気マニホールドＭ４・Ｍ５・Ｍ６に連通している。

前記隔壁８には第一室７ａと第二室７ｂとを連通する連通口３３を設けてある。この連通口３３は、エンジンの回転数に応じて開度が調節される。エンジンの運転状況は様々に変化するため、エンジンやサージタンク７の構造を工夫しても、各シリンダーに対する空気吸入量や、各シリンダー間での吸気量のバランスを常に最適化することは困難である。前記連通口３３は、このような吸気の不都合を緩和するためのものである。通常、アイドリング時や低速回転時には前記連通口３３は閉じられる。一方、エンジン回転数が所定の回転数以上となった段階では連通口３３が全開とされる。

連通口３３の開度は、可変吸気バルブ１（以下、単に「バルブ１」と称する）によって調整する。図１に示すように、当該バルブ１は、回転体２である略長方形状のバルブ本体２ａと、このバルブ本体２ａを支持する軸体４とで構成してある。バルブ本体２ａと軸体４とは、一体で構成しても良いし、別体で形成した部材を組み合わせても良い。また、バルブ本体２ａの形状は、略長方形状の他に、円形・楕円形・台形・正方形等何れの形状であってもよい。

当該バルブ本体２ａの外周縁には、ゴム等で構成したシール材６を配設してある。当該シール材６により、バルブ１が閉じ姿勢にあるとき、前記連通口３３の密閉が維持される。尚、当該シール材６は前記連通口３３に設けてあってもよい。
前記連通口３３は、図２に示すごとく、バルブホルダ３に形成されている。このバルブホルダ３を前記隔壁８に形成した開口部８１に取り付けることで、第一室７ａと第二室７ｂとを連通口３３によって連通可能としている。隔壁８に対するバルブホルダ３の取り付けは、溶接・ネジ止め・嵌合など各種の方法で行うことができる。

当該バルブホルダ３には、前記軸体４を回転自在に支持する軸受保持部材を設けてある。軸体４は、例えば、サージタンク７の外部に設けたアクチュエータ９によって回転操作される。図２には、バルブ１の開閉の様子を示す。エンジンの低速回転時には同図に実線で示したように前記連通口３３が密閉される。これに対して、エンジン高速回転時には同図に２点鎖線で示したように前記連通口３３が全開される。

（軸体の保持構造）
本発明の軸体の保持構造の詳細を図３乃至図５に示す。
本実施形態では、回転体２であるバルブ本体２ａと当該バルブ本体２ａを支持する軸体４とを一体的に形成してある。この軸体４は、バルブホルダ３の長手方向の両端部に設けた軸受保持部材によって支持される。軸体４と軸受保持部材との間には、軸体４の回転を円滑に維持しつつ当該軸体４を支持する軸受５を設けてある。

本発明において、前記軸体４は、前記軸受保持部材に対して、軸体４の軸心方向に対する径方向から取り付け可能である。そのために、図３に示すごとく、軸受保持部材は、第一軸受保持部材３１と第二軸受保持部材３２との二つのタイプのものを用いている。第一軸受保持部材３１の頂部には、前記軸体４の軸心方向に沿って当該第一軸受保持部材の全長に亘る隙間３１ｂを備えている。一方、第二軸受保持部材３２の頂部には、前記軸体４の軸心方向に沿い、当該第二軸受保持部材３２の長さの一部分に亘る隙間３２ｂを備えている。何れの隙間３１ｂ，３２ｂにあっても、その幅は、前記軸体４の外径寸法よりも僅かに広く設定してある。

このように構成することで、前記第一軸受保持部材３１に対しては、軸体４を貫通させた状態で取り付けることができる。可変吸気バルブに限らず、このような長尺状の軸体４を備える部材は、各種の機械部品としてしばしば利用される。しかし、本構成のような軸体４の保持構造を備えることで、軸体４の長さや、当該軸体４に付属している回転体２のサイズ等に拘らず、軸体４を軸受保持部材の径方向から取り付けることができる。よって、各種回転体２の取り付けが非常に容易となる。

他方、第二軸受保持部材３２に設けた隙間３２ｂは、前記第二軸受保持部材３２のうち軸心方向に沿った一方の側に開口している。つまり、第二軸受保持部材３２のうち、一部分には隙間３２ｂを設けない構成である。この場合には、軸体４を取り付ける際に、軸体４の端部が第二軸受保持部材３２の頂部に干渉しないように、軸体４を近接させる位置が制限される。しかし、第二軸受保持部材３２の頂部の一部が連続して環状となるため、十分な強度を有する軸受保持部材を形成することができる。

なお、軸体４及び軸受保持部材３１，３２のうちの少なくとも何れか一方を、例えば、樹脂等の弾性変形可能な材質で形成した場合には、前記隙間３１ｂ，３２ｂの幅は、前記軸体４の外径寸法よりも僅かに狭く設定することも可能である。つまり、軸体４を前記隙間３１ｂ，３２ｂに押し付け、軸体４及び軸受保持部材３１，３２のうちの少なくとも何れか一方を一時的に弾性変形させることによって、前記軸体４を隙間３１ｂ，３２ｂに通過させることができる。
本構成によって、前記隙間３１ｂ，３２ｂの幅は、前記軸体４の外径寸法よりも僅かに狭いので、軸体４の前記隙間３１ｂ，３２ｂからの抜け出しを確実に防止できる。よって、軸体の仮組みが容易になるなどの利点が得られる。

前記第一軸受保持部材３１および前記第二軸受保持部材３２には、図６に示すごとく、夫々、軸受５を前記軸体４の軸心方向から受け入れ可能な第一開口部３１ａおよび第二開口部３２ａを備えている。前記軸受５は略円筒形状を呈する。これら第一開口部３１ａおよび第二開口部３２ａの内径寸法は、前記軸受５の外径寸法に対して同一または僅かに小さく形成しておく。本構成であれば、軸体４を前記第一軸受保持部材３１および前記第二軸受保持部材３２に挿通した後（図６（イ））、軸受５を第一開口部３１ａおよび第二開口部３２ａに対して嵌入できるため（図６（ロ））、軸受５を強固に保持することができる。

図１に示したサージタンク７に対しては、図１の紙面に垂直な方向の手前側から蓋体（図示省略）を取り付ける。この蓋体には、図４に示すごとく、軸受保持部材を覆う第一凹部８ａおよび第二凹部８ｂを設けてある。これら凹部は例えば以下の機能を有する。

まず、第一凹部８ａは、前記第一軸受保持部材３１の隙間３１ｂを閉塞する隙間閉塞部材として機能する。当該第一軸受保持部材３１は、この隙間３１ｂのために、その剛性がある程度低下する。そのため、軸体４の保持力が弱くなって、軸体４あるいは軸受５がその径方向に抜け出るおそれがある。しかし、本構成のごとく、蓋体の第一凹部８ａを用いて前記隙間３１ｂを閉塞することで、軸受５あるいは軸体４の抜け出しを確実に防止することができる。

また、図７に示すごとく、前記第一凹部８ａを、前記第一軸受保持部材３１の外側斜面に当接する構成として、前記隙間３１ｂが広がるのを防止する機能を持たせることもできる。つまり、当該第一凹部８ａが、隙間３１ｂを挟んで存在する第一軸受保持部材３１の各部分に当接して、両者がそれ以上広がらないように、あるいは、互いに近接させる方向に押圧する外力付加部材として機能する。
本構成であれば、第一軸受保持部材３１の剛性低下を補って、軸受５および軸体４が前記隙間３１ｂから抜け出るのを有効に防止することができる。

これらの機能は、もう一方の第二凹部８ｂにおいても発揮される。ただし、第二凹部８ｂの場合には以下の機能も発揮される。
図４に示すごとく、第二凹部８ｂは、第二軸受保持部材３２のうち、軸体４の軸心方向の端部側の部位も覆う構成となっている。この場合、軸体４の端部が前記第二軸受保持部材３２の内部に留まる。このとき、前記第二凹部８ｂにより、前記軸体４の端部の端面に近接して壁部８ｃが形成されることになる。この結果、軸体４が、その軸心方向に移動するのを有効に防止できる。本構成であれば、軸体４を径方向から容易に取り付けることができ、しかも、軸体４の抜け出しと、軸心方向へのガタつきとを同時に防止可能な信頼性の高い軸体の保持構造を得ることができる。
尚、上記第一凹部８ａおよび第二凹部８ｂは、必ずしもサージタンク７の蓋体に設ける必要はなく、別途用意した専用の部材を前記軸受保持部材に取り付けるものであっても良い。

[別実施形態１]
上記実施形態では、軸体４として、単に円形状の断面を有するものを例示したが、この他にも、図８に示すごとく、軸体４のうち前記軸受保持部材３１，３２に受け入れられる部位に面取り部４ａを備えることもできる。
このように面取り部４ａを設けることで、当該部分における軸体４の外形寸法を小さくすることができる。この結果、前記隙間３１ｂおよび隙間３２ｂの寸法がより狭くなって、前記軸受５を包持する領域を略全周に亘らせることができ、軸体４および軸受５の保持効果をさらに高めることができる。

また、軸体４を軸受保持部材３１，３２の隙間３１ｂ，３２ｂに挿入した後、軸体４を所定角度だけ回転させれば、軸体４の前記隙間３１ｂ，３２ｂからの抜け出しを確実に防止できる。よって、軸体の仮組みが容易になるなどの利点が得られる。
尚、前記面取り部４ａの形成態様は、図８に示したように平面を二箇所に設けるものに限られるものではない。例えば、一面だけを面取りするものであっても良いし、また、軸体４の断面形状を多角形や楕円形に構成するものであっても良い。

[別実施形態２]
上述の実施形態では、隙間３１ｂおよび隙間３２ｂを、軸受支持部材の頂部に設ける例を示した。しかし、本構成に限らず、隙間３１ｂ，３２ｂを、例えば、軸受保持部材の側面側に位置ずれさせて設けてもよい。前記隙間３１ｂ，３２ｂの形成位置を適宜選択することで、例えば、軸体４を特定方向から挿入させたい場合に、その挿入を容易にしたり、軸体４が特定方向に抜け出易い部位にあっては、その抜け出しを有効に防止することが可能となる。
[別実施形態３]
上述の実施形態では自動車用の可変吸気バルブに当該軸体の保持構造を適用した例を示したが、本発明は、その他にもあらゆる軸体の保持構造として適用可能である。

本発明の軸体の保持構造の一例を示す説明図 軸体および回転体の動作態様を示す説明図 軸体および回転体の組み付け態様を示す分解斜視図 軸体および回転体を組み付けた態様を示す斜視図 軸体の取り付け状態の詳細を示す断面図 軸受保持部材への軸体の取り付け態様を示す説明図 外力付加部材を有する実施形態を示す断面図 面取り部を有する実施形態を示す断面図

符号の説明

２ 回転体
４ 軸体
４ａ 面取り部
５ 軸受
８ｃ 壁部
３１ 第一軸受保持部材（軸受保持部材）
３１ａ 第一開口部（開口部）
３１ｂ 隙間
３２ 第二軸受保持部材（軸受保持部材）
３２ａ 第二開口部（開口部）
３２ｂ 隙間

Claims (5)

1. 回転体を支持する軸体と、
   当該軸体を回転可能に包持する軸受と、
   当該軸受を前記軸体の軸心方向から受け入れ可能な開口部を設けた軸受保持部材とを有する軸体の保持構造であって、
   前記軸受保持部材に、前記軸体を前記軸心方向に対する径方向から受け入れ可能な隙間を設けてある軸体の保持構造。
2. 前記軸体のうち、前記軸受保持部材に受け入れられる部位に面取り部を備えている請求項１に記載の軸体の保持構造。
3. 前記隙間を、前記軸受保持部材のうち前記軸心方向に沿った一方の側に開口するように設けると共に、当該隙間のうち前記開口するのと反対側の端部に隣接して壁部を備えている請求項１または２に記載の軸体の保持構造。
4. 前記隙間を閉塞する隙間閉塞部材を備えている請求項１から３の何れか一項に記載の軸体の保持構造。
5. 前記隙間が広がるのを防止するよう前記軸受保持部材に当接する外力付加部材を備えている請求項１から４の何れか一項に記載の軸体の保持構造。

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