JP2017020364A - 吸気装置および弁体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この吸気装置100は、吸気ポート2と、側端部に配置された弾性変形可能なシール部36および37を含み、回動軸31回りに回動することによって吸気ポート2の流路を切り替える弁体32と、を備える。弁体32の側端部32aには、回動軸31の延びるA方向に沿って角部C1側から角部C2側まで湾曲するように延びて形成された湾曲側端部32bと、A方向に沿って角部C3側から角部C4側まで湾曲するように延びて形成された湾曲側端部32cとが設けられている。
【選択図】図6
Description
上記第1の局面の吸気装置において、好ましくは、弁体は、矩形状に形成されており、矩形状の弁体の側端部のうち、回動軸の延びる方向に沿って延びる一対の側端部に湾曲側端部が形成されている。
また、上記第1の局面の吸気装置において、好ましくは、シール部は、弁体の側端部から外周方向に突出する形状を有する。
この場合、好ましくは、弁体は、シール部が本体側端部に配置される弁体本体をさらに含み、シール部は、弁体の側端部から外周方向に突出する変形部を有する。
また、曲率半径/幅が2以下となる吸気装置において、好ましくは、湾曲側端部の曲率半径と弁体の回動軸の延びる方向の幅との比率(曲率半径/幅)が1以下となる。
[吸気装置の構造]
本発明の第1実施形態による吸気装置100は、図1〜図4に示すように、自動車用の直列4気筒エンジン10(図3および図4参照)に設けられる吸気装置である。吸気装置100は、サージタンク1と、サージタンク1から分岐して、サージタンク1の下流に配置された4本の吸気ポート2と、4本の吸気ポート2の内部にそれぞれ設けられた弁体32を含む吸気制御弁3とを備えている。また、吸気装置100は、樹脂製の本体側部分101aと樹脂製のカバー部分101bとを含む吸気装置本体101を備えており、本体側部分101aに吸気制御弁3が装着された状態で本体側部分101aとカバー部分101bとが振動溶着により互いに一体的に接合されている。吸気装置100は、図3および図4に示すように、シリンダヘッド10aに接続されており、4本の吸気ポート2はシリンダヘッド10aを介して各気筒とそれぞれ接続されている。
吸気制御弁3は、図2に示すように、4本の吸気ポート2を貫通するように設けられた金属製の回動軸31と、回動軸31に固定的に取り付けられ、開口部24を開閉する4つの弁体32と、回動軸31を回動させるアクチュエータ33とを備えている。
図2に示すように、4つの弁体32は、4つの吸気ポート2にそれぞれ設けられている。4つの弁体32には、A方向に延びる共通の回動軸31が挿入されており、4つの弁体32は、回動軸31と一体的に回動されることにより、互いに同期して開閉するように構成されている。なお、弁体32は、軸受部材34により回動可能に支持されている。
第1実施形態の弁体32における曲率半径R/幅Wと、断面二次モーメントとの関係を求めたシミュレーションについて説明する。
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図15〜図18を参照して、第2実施形態による弁体132の構成について説明する。第2実施形態による弁体132では、シール部136および137の形状を、上記第1実施形態のシール部36および37と異なる形状にした例について説明する。なお、上記第1実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
第2実施形態による弁体132は、図15に示すように、弁体本体35と、弁体本体35のB1側の本体側端部35aに設けられたシール部136と、弁体本体35のB2側の本体側端部35aに設けられたシール部137とを含んでいる。
ここで、図17および図18に示すように、弁体132を閉弁する際においては、吸気ポート2にシール部136が当接する直前に、変形部136eに弁体132の上流側と下流側との差圧に起因して、大きな吸気の流れが生じる。この際、シール部136のシール部湾曲部36aおよびシール部137のシール部湾曲部37aには、吸気の流れに起因する圧力が加えられやすい。特に、吸気の流れがぶつかる側(図17の下流側負圧の場合には、上流側、図18の上流側負圧の場合には、下流側)のシール部136のシール部湾曲部36aおよびシール部137のシール部湾曲部37aには、シール部136および137をめくるような大きな力が加えられる。そこで、シール部湾曲部36aにおいて、第2変形部136gの長さL2と第1変形部136fの厚みt1との合計(=L2+t1)を、固定部36dにおける弁体132の長さL3よりも小さくして、第2変形部136gおよび第3変形部136hにおける面積S1を小さくする。これにより、図17の下流側負圧の場合において第2変形部136gおよび第3変形部136hに加えられる上流側からの力を小さくすることが可能である。この結果、吸気ポート2にシール部136が当接する直前に、第2変形部136gおよび第3変形部136hが差圧に起因してめくれて、第3変形部136hが当接せずに、第2変形部136gの弁体本体35側の側面が内壁面25に当接してしまうのを抑制することが可能である。したがって、シール部136が吸気ポート2に十分に当接しなくなるのを抑制することが可能である。
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
31 回動軸
32、132、232、332 弁体
32a、332a 側端部
32b、32c、232b、232c、332b、332c 湾曲側端部
35、335 弁体本体
35a 本体側端部
35b、35c 本体湾曲側端部
36、37、136、137、236、237、336、337 シール部
36d、37d 固定部
100 吸気装置
136e、137e 変形部
C1、C3 角部(一方端部)
C2、C4 角部(他方端部)
F1、F3 一方端部
F2、F4 他方端部
R1、R2 曲率半径
W 幅
Claims (6)
- 吸気ポートと、
側端部に配置された弾性変形可能なシール部を含み、回動軸回りに回動することによって前記吸気ポートの流路を切り替える弁体と、を備え、
前記弁体の側端部には、前記回動軸の延びる方向に沿って一方端部側から他方端部側まで湾曲するように延びて形成された湾曲側端部が設けられている、吸気装置。 - 前記湾曲側端部は、前記回動軸から離れる方向に向かって凸状に湾曲している、請求項1に記載の吸気装置。
- 前記湾曲側端部の曲率半径と前記弁体の前記回動軸の延びる方向の幅との比率(前記曲率半径/前記幅)が2以下となる、請求項1または2に記載の吸気装置。
- 前記弁体は、前記シール部が本体側端部に配置される弁体本体をさらに含み、
前記弁体の前記湾曲側端部では、前記弁体本体の前記回動軸の延びる方向に沿って湾曲するように延びて形成された本体湾曲側端部に、前記シール部が湾曲するように配置されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸気装置。 - 前記弁体は、前記シール部が本体側端部に配置される弁体本体をさらに含み、
前記シール部は、前記弁体本体に固定される固定部と、前記弁体本体から離れる方向に向かって前記固定部から延びる変形部とを有し、
前記変形部における前記弁体の回動方向の長さは、前記固定部における前記弁体の回動方向の長さよりも小さい、請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸気装置。 - 回動軸回りに回動することが可能な弁体であって、
前記弁体の側端部に配置された弾性変形可能なシール部を備え、
前記弁体の側端部には、前記回動軸の延びる方向に沿って一方端部側から他方端部側まで湾曲するように延びて形成された湾曲側端部が設けられている、弁体。
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