JP2006275107A - 軸体保持部材 - Google Patents

Abstract

【課題】軸体保持部材の強度を確保しつつ、前記応力集中を避けることができる軸体保持部材を提供する。
【解決手段】外周面を、軸受によって支持可能な円筒状に形成し、内周面に、保持すべき多角形断面の軸体９を挿通する複数の平面を有する軸体保持孔８１を形成した軸体保持部材であって、複数の平面のうち、隣接する平面８２，８２’のうち一方の平面のみに凹状の部位を形成すると共に、隣接する平面８２，８２’の夫々に連続し且つ軸体９の表面が当接しない溝部８４を形成してある。
【選択図】 図３

Description

本発明は、外周面を、軸受によって支持可能な円筒状に形成し、内周面に、保持すべき多角形断面の軸体を挿通する軸体保持孔を形成した軸体保持部材に関する。

従来、この種の軸体の軸体保持部材を用いる個所として、例えば、自動車のインテークマニホールドに設けられた可変吸気バルブがある。当該可変吸気バルブは、吸気経路中に開閉自在に枢支され、その開閉により吸気経路を切り替えることによって、吸気管長または吸気流速を変化させ、エンジンの吸気効率の向上あるいは燃焼の改善を図るものである。

この可変吸気バルブは、そのバルブ本体の両端に、外周面が軸受によって支持可能な円筒状であり、内周面に、軸体を保持する軸体保持孔を形成した軸体保持部材を有している。そして、前記軸体保持孔に挿通された四角形断面形状の軸体が駆動部に連結される。（例えば特許文献１）

従来、この種の可変吸気バルブの軸体保持部材においては、その内周面に、軸心方向視で四角形の軸体保持孔を設け、当該軸体保持孔の角部に軸体と当接しない溝部を設けていた。溝部は軸体保持孔の隣接する両面にわたって凹部を有していた。本構成により、前記軸体保持孔へ軸体を挿通した際の前記軸体保持部材の角部への応力の集中を避けることができた。

特開２００２−３１７７１８号公報

しかし、従来の軸体保持部材においては、溝部は軸体保持孔の隣接する両面にわたって凹部を有していたので、当該溝部と軸体保持部材の外周面との距離が小さくなり、軸受保持部材の肉厚を十分に確保することができなかった。その結果、軸体保持部材の強度が十分に確保できず、軸体保持部材の外周形状が完全な円形でなくなり、軸体保持部材の回転が円滑に行われないという不都合が生じていた。また、このような軸体保持部材は金型を用いて成形される場合があるが、その際、当該金型に前記溝を形成するための微細加工が必要であり、コストアップ、金型の耐久性の低下等の要因になっていた。

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、軸体保持部材の強度を確保しつつ、前記応力集中を避けることができる軸体保持部材を提供することである。

本発明の第１特徴構成は、外周面を、軸受によって支持可能な円筒状に形成し、内周面に、保持すべき多角形断面の軸体を挿通する複数の平面を有する軸体保持孔を形成した軸体保持部材であって、前記複数の平面のうち、隣接する平面のうち一方の平面のみに凹状の部位を形成すると共に、前記隣接する平面の夫々に連続し且つ前記軸体の表面が当接しない溝部を形成してある点にある。

従来のように、隣接する両面にわたって凹部を有する溝部を形成すると、角部からさらに径方向に切り欠き部を形成することになる。しかし、本構成のごとく、何れか一方の平面に凹部を有する溝部を形成することにより、角部から径方向に向かって切り欠きを増大させることがないから、従来と比較して溝部から軸体保持部材の外周面までの距離が長くなる。このため、軸体保持部材の肉厚を確保することができ、応力集中を避けつつ、軸体保持部材の強度を確保することができる。
また、軸体保持部材の外径を大きくすることなく軸体保持部材の肉厚を確保することができる。その結果、従来の軸体保持部材と比較して、同一の強度を得るために必要な軸体保持部材の外径を小さくすることができるので、軸受との間で生じる回転摺動抵抗を小さくすることができる。

本発明の第二特徴構成は、前記軸体保持部材の軸心方向視において、前記隣接する平面同士の仮想の交点を通る前記軸体保持部材の直径をなす線のうち前記交点から外側の線と、当該隣接する平面の夫々との軸心方向視における角度を比較したとき、当該角度の大きい側の平面を前記一方の平面とする点にある。

本構成のごとく、前記角度を比較したときに当該角度の大きい側の平面を凹状に形成することで、前記隣接する平面のうち、軸体保持部材の外周面からの距離が大きい方の平面を凹状に形成することとなる。したがって、もう一方の平面を凹状に形成した場合と比較して、前記溝部と軸体保持部材の外周との間距離を大きくすることができ、軸体保持部材の肉厚を確保することができるので、軸体保持部材の強度をより一層向上することができる。

本発明に係る軸体保持構造は、例えば、車両用エンジンの各種バルブに用いることが出来る。本実施形態では、エンジンの吸気系統に用いる可変吸気バルブ２を例に説明する。以下、図に基づいて説明する。

（可変吸気バルブの概要）
図１にエンジンに供給する空気の流速を調整するインテークマニホールド１を示す。当該インテークマニホールド１は吸気管４を有し、その一端がシリンダ６に連結されている。吸気管４の途中には、シリンダ６の近傍に可変吸気バルブ２が設けられている。可変吸気バルブ２は、インテークマニホールド１を流れる空気の通過断面を変化させて流速調整する気流制御バルブである。これにより、エンジンの燃焼改善を図ることができる。

（軸体保持部材）
図２に前記インテークマニホールド１に設けられる可変吸気バルブ２を示す。前記可変吸気バルブ２は、前記開口の開閉を行うバルブ本体７と、当該バルブ本体７と前記バルブ本体７を前記開口付近に枢支するための軸受と、前記軸受の内周面に挿入されると共に軸体９を介して駆動部と連結される軸体保持部材８とを有する。

前記軸体保持部材８は、前記軸受に挿入可能であるように円筒形形状であり、その軸心方向には長方形断面形状の軸体９を挿通可能な軸体保持孔８１を有する。
図３、図４及び図５に示すように、前記軸体保持孔８１は軸心方向視で略長方形である。当該長方形の頂点（前記隣接する平面同士の仮想の交点ｃ）から長辺（前記角度の大きい側の平面８２）側に向けて半円形の凹部８３を有し当該凹部８３が軸心方向に連続することによって溝部８４が形成されている。ここで、凹部８３とは軸体保持孔８１のうち、前記交点ｃで囲まれる部分より外側の部分である。

軸体９は断面長方形形状であり、その頂点にはＲ部を有する。当該軸体９を前記軸体保持孔に挿通する。挿通された軸体９は、前記軸体保持孔８１の内周面に形成した保持面８２ａに当接することによって保持される。

本構成によって、前記長方形の頂点付近に連続する溝部８４を設けてあるので、前記応力の集中を避けることができる。また、前記角度の大きい側の平面８２に凹部８３を設けたので、前記溝部８４と軸体保持部材８の外周との距離を大きくすることができ、前記軸体保持部材８の肉厚を十分に確保することができる。また、前記長辺側に凹部８３を設けてあるので、前記短辺側に凹部８３を設けた場合と比較して、保持面８２ａの面積を大きくすることができ、確実に軸体９を保持することができる。
さらに、本構成のごとく、当該軸保持孔８３は軸体９と当接しない溝部８４を有することで、軸体９の寸法が軸体保持部材８の寸法に対して僅かに大きい場合であっても、軸体保持孔８３は前記応力集中を防止することが可能であるから、ひび割れ等が生じることがなく変形可能である。このため、軸体９と軸体保持孔８３との寸法誤差を吸収することができ、確実に軸体９を挿通、保持することができる。

なお、前記軸心方向視における、前記溝部８４の形状は半円形に限らず、その他の形状であってもよい。

[別実施形態１]
上述の実施形態において溝部８４の形状は図６に示す形状であってもよい。即ち、前記隣接する平面８２，８２’のうち一方の平面８２に曲線形状の凹部８３を設け、軸心方向視で、前記隣接する平面８２，８２’の交点ｃを想定した場合、溝部８４が前記交点ｃより内側の点aで前記平面８２と交わり、且つ、他方の平面８２’に、前記交点よりも内側の点ｂで接する形状であってもよい。

本構成によって、軸体保持孔８１は前記隣接する両平面８２，８２’に渡って曲線形状の溝部８４を設けてあるので、前記応力の集中を確実に防止することができる。
また、溝部８４を本形状にすることによって、当該溝部８４と軸体保持部材８の外周面との距離を大きくすることができるので、当該軸体保持部材８の肉厚を確保することができる。

[別実施形態２]
上述の実施形態において、前記凹部８３は前記角度の小さい側の平面８２’に設けてあってもよい。

本構成においても、上述の実施形態と同様に、従来と比較して溝部から軸体保持部材８の外周面までの距離が長くなる。このため、軸体保持部材８の肉厚を確保することができ、応力集中を避けつつ、軸体保持部材８の強度を確保することができる。

[別実施形態３]
軸体９及び軸体保持孔８１の形状は断面長方形形状に限らず、正方形、その他の多角形であってもよい。また、軸体９はその頂点にＲ部を有さない形状であってもよい。

[別実施形態４]
本発明に係る軸保持部材は、図７に示すように、シリンダ６への吸気経路を切り替えるための可変吸気バルブ２として用いることもできる。
インテークマニホールド１はシリンダ６に空気を分配するための空気分配室３を有し、当該空気分配室３を取り囲むように吸気管４が設けられている。当該吸気管４は一方が空気分配室３に開口４１を有し，他方がシリンダ６に連結されている。前記吸気管４の途中には、前記空気分配室３に開口５１を有する第二吸気管５が設けられ、当該第二吸気管５の前記開口５１には当該開口５１を開閉可能な可変吸気バルブ２が設けられている。

前記可変吸気バルブ２はエンジンの回転数に応じて吸気管長を変化させることによって吸気効率を向上させるものである。
一般的に、エンジンの低回転時には吸気管長が長い方が好ましく、エンジンの高回転時には吸気管長が短いほうが好ましいことが知られている。そこで、前記低回転時には可変吸気バルブ２を閉じることによって、空気を吸気管４の前記開口４１から吸気管４を経てシリンダ６に供給し（図７中実線矢印）、前記高回転時には前記可変吸気バルブ２を開くことによって、第二吸気管５の前記開口５１からも空気を供給する（図７中破線矢印）。上述の構成によって、前記低回転時には長い吸気管長を確保し、前記高回転時には前記吸気管長を短くすることができ、幅広いエンジンの回転数の範囲で効率的に空気を供給することができる。

[別実施形態５]
上述の実施形態において、自動車の可変吸気バルブ２に当該軸体保持部材８を適用した例を示したが、本発明はその他のあらゆる軸体保持部材８に適用可能である。

本発明に係る軸体保持部材の一実施例を示す図 本発明に係る軸体保持部材を用いた可変吸気バルブの斜視図 本発明に係る軸体保持部材の断面図 本発明に係る軸体保持部材の要部を示す断面図 隣接する平面のうち凹部を設ける側の平面の決定方法を示す図 本発明に係る軸体保持部材の別実施形態を示す断面図 本発明に係る別実施例を示す図

符号の説明

８ 軸体保持部材
８１ 軸体保持孔
８２ 平面
８２’ 平面
８２ａ 保持面
８３ 凹部
８４ 溝部
９ 軸体

Claims (2)

1. 外周面を、軸受によって支持可能な円筒状に形成し、内周面に、保持すべき多角形断面の軸体を挿通する複数の平面を有する軸体保持孔を形成した軸体保持部材であって、
   前記複数の平面のうち、隣接する平面のうち一方の平面のみに凹状の部位を形成すると共に、前記隣接する平面の夫々に連続し且つ前記軸体の表面が当接しない溝部を形成してある軸体保持部材。
2. 前記軸体保持部材の軸心方向視において、
   前記隣接する平面同士の仮想の交点を通る前記軸体保持部材の直径をなす線のうち前記交点から外側の線と、当該隣接する平面の夫々との軸心方向視における角度を比較したとき、
   当該角度の大きい側の平面を前記一方の平面とする請求項１に記載の軸体保持部材。

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