JP3784666B2 - 可変吸気装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気通路構造体に、該吸気通路構造体が備える吸気集合室の容量または吸気通路長をエンジン回転数に応じて切換える切換弁が回動可能に支承されるとともに、該切換弁の作動位置を検出する検出器が取付けられる可変吸気装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる可変吸気装置は、たとえばＥＰ−０４８０３９３Ａ１等で既に知られており、このものでは、合成樹脂によりドラム式に構成された切換弁が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、合成樹脂製のドラム式切換弁は、剛性が不足し勝ちであり、全体が撓み易く、正確な回動位置を軸方向全体にわたって得ることが難しく、特に切換弁を駆動するアクチュエータから離れるほど回動位置の差が大きくなる。またドラム式の切換弁は、そのドラム外周の全周にシール部材が装着されるものであり、そのシール部材によるフリクションも比較的大きくなり、アクチュエータの大型化を招くだけでなく、そのフリクションによって切換弁のねじれ変形も大きくなる。
【０００４】
このため、弁軸に接触して切換弁の作動位置を検出する接触式検出器を用いた場合には、接触式であることに起因してフリクションがより大きくなるだけでなく、切換弁の撓みによる偏荷重の作用によって大きくなる摺動抵抗によって耐久性の低下を招く可能性があり、またヒステリシスが生じて検出精度の低下を招く可能性がある。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、アクチュエータからの距離に応じた回動位置の差を少なくしつつアクチュエータの小型化を図り、しかも切換弁の作動位置検出精度を高め得るようにした可変吸気装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、吸気通路構造体に、吸気集合室と、この吸気集合室に連なる複数の主吸気通路と、それら主吸気通路と吸気集合室との各間を接続する複数の副吸気通路と、それら副吸気通路の連通・遮断を切換えることで吸気通路構造体における吸気通路長をエンジン回転数に応じて切換える切換弁と、その切換弁の作動位置を検出する検出器とが設けられる可変吸気装置であって、切換弁が、各副吸気通路に個別に対応した通路孔を有して吸気通路構造体内に配置される弁ハウジングと、その弁ハウジングを介して吸気通路構造体に回動可能に支承、保持されて該弁ハウジングを同軸に貫通する弁軸と、各通路孔をそれぞれ閉鎖可能として弁軸に固定される複数のバタフライ式の弁体とを備えるものにおいて、検出器は、弁軸の、吸気通路構造体より突出する一端部に対応して吸気通路構造体に取付けられ、アクチュエータは、弁軸の前記一端部に連結される作動部材を有していて、該弁軸の一端側で検出器に隣接して配置され、そのアクチュエータのアクチュエータケースの一部であるケース部材と、検出器ハウジングと、弁軸の前記一端部および作動部材相互の連結部を吸気通路構造体とは反対側から覆うカバー部とが一体に形成されていて、そのカバー部が、該カバー部と吸気通路構造体間に挟まれる取付け板を介して吸気通路構造体に着脱可能に締結され、検出器は、弁軸と一体に回動すべく該弁軸に取付けられる被検出部と、その被検出部を非接触で検出すべく検出器ハウジング内に固定配置される検出部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、吸気通路構造体における吸気通路長を切換える切換弁が、各副吸気通路に個別に対応した通路孔を有して吸気通路構造体内に配置される弁ハウジングと、その弁ハウジングを介して吸気通路構造体に回動可能に支承、保持されて該弁ハウジングを同軸に貫通する弁軸と、各通路孔をそれぞれ閉鎖可能として弁軸に固定される複数のバタフライ式の弁体を備えるので、切換弁の軸方向全体にわたる撓み変形およびねじれ変形を小さく抑えることができるとともに、回動時におけるフリクションを小さくすることができる。また検出器として検出部と被検出部とが非接触式のものを用いることにより、検出器側でのフリクションも小さく抑えることが可能である。したがってアクチュエータからの距離に応じた切換弁の回動位置の差を少なくすることを可能としつつ、アクチュエータの小型化を図ることができ、しかも検出器に偏荷重が作用することがないので検出器の耐久性を高めつつ検出精度を向上することができる。また検出器の被検出部を弁軸の、吸気通路構造体から突出する一端側に配置するようにして検出器の構成を単純化しつつ、弁軸との非接触を維持するようにして検出器の検出器ハウジングを吸気通路構造体に容易に取付け得るようにしたから、検出器の組付作業を容易とすることができる。また弁軸の一端側に連結されるアクチュエータと、検出器とが隣接配置されるので、切換弁の軸線に沿う方向での回動位置の差が最も少ない位置で切換弁の作動位置を検出するようにして検出精度をより一層向上することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した参考例及び本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図３は参考例を示すものであり、図１は可変吸気装置の側面図、図２は図１と同方向から見た可変吸気装置の縦断面図、図３は図２の３−３線断面図である。
【００１０】
先ず図１および図２において、この可変吸気装置の吸気通路構造体１１は、４気筒エンジンに対応したものであり、合成樹脂から成る複数たとえば３つの接合部材を相互に溶着して構成され、吸気集合室１２を形成するサージタンク部１３と、吸気集合室１２に連なる主吸気通路１４，１４…をそれぞれ形成するようにして一端がサージタンク部１３に共通に接続される４つの相互に独立した分岐管１５，１５…と、各分岐管部１５，１５…の他端に共通に連設されるエンジン取付け用フランジ１６とを備える。
【００１１】
各分岐管部１５，１５…の並列方向に沿うサージタンク部１３の一端には大気導入口１７が設けられており、この大気導入口１７には図示しないスロットルボディを介してエアクリーナが接続され、スロットルボディにおけるスロットル開度に対応した量の大気が吸気集合室１２に導入される。
【００１２】
サージタンク部１３の下部に一端が接続される各分岐管部１５，１５…は、略Ｃ字状に彎曲するように形成されて水平方向に並列配置されており、各分岐管部１５，１５…の他端に共通に連設されるエンジン取付け用フランジ１６がサージタンク部１３の上方に配置される。
【００１３】
図３を併せて参照して、吸気通路構造体１１には、吸気集合室１２に一端を開口させるとともに他端を主吸気通路１４，１４…の途中に開口させる副吸気通路１８…が設けられており、吸気集合室１２内から副吸気通路１８…および主吸気通路１４，１４…を経てエンジンに至るまでの吸気通路長は、吸気集合室１２内から主吸気通路１４，１４…を経てエンジンに至るまでの吸気通路長よりも短く設定される。
【００１４】
エンジン回転数に応じて各副吸気通路１８…の連通・遮断を切換えることにより吸気通路構造体１１における吸気通路長が切換えられるものであり、各副吸気通路１８…の連通・遮断を切換える切換弁２０が、吸気通路構造体１１に回動可能に支承される。
【００１５】
この切換弁２０は、各副吸気通路１８…に個別に対応した通路孔２２…を有して円柱状に形成される弁ハウジング２３と、前記各通路孔２２…相互間で弁ハウジング２３に回動可能に支承されるようにして弁ハウジング２３を同軸に貫通する弁軸２４と、前記各通路孔２２…をそれぞれ閉鎖し得るようにして弁軸２４に固定されるバタフライ式の弁体２５…とを備える。
【００１６】
前記弁軸２４および各弁体２５…は、合成樹脂で一体成形されてもよいが、剛性を高くし、組立精度を高めるためには、弁軸２４および各弁体２５…をそれぞれ金属製とする方がよい。
【００１７】
吸気通路構造体１１には、副吸気通路１８…の中間部を横切る横断面円形の支持孔２１が設けられており、前記切換弁２０の弁ハウジング２３は、該支持孔２１に嵌合、固定される。すなわち弁軸２４は弁ハウジング２３を介して吸気通路構造体１１に回動可能に支承、保持される。
【００１８】
前記弁軸２４の、吸気通路構造体１１より突出する一端部にはアーム２６の基端が固定され、アーム２６の先端部に、アクチュエータ２７の作動部材２８が連結される。該アクチュエータ２７は、前記弁軸２４の軸線と直交する平面内に作動軸線を有するダイヤフラム式のものであり、エンジン回転数に応じて前記作動部材２８を軸方向に作動させる。而してエンジンの低、中速回転領域では吸気集合室１２の負圧がアクチュエータ２７に導入され、それに応じてアクチュエータ２７は作動部材２８を図３で右動させ、それにより吸気弁２０は各副吸気通路１８…を閉じる側に回動する。またエンジンの高速回転領域ではアクチュエータ２７は作動部材２８を図３で左動させ、それにより吸気弁２０は各副吸気通路１８…を開放する位置に回動する。
【００１９】
アクチュエータ２７が備えるアクチュエータケース２９は、合成樹脂から成るケース部材３０と、該ケース部材３０に締結される合成樹脂製のカバー３１とから成る。アクチュエータケース２９の一部であるケース部材３０は、カバー３１と共働してアクチュエータケース２９を構成すべく椀状に構成されるものであるが、このケース部材３０には、作動部材２８および弁軸２４の連結部を覆って吸気通路構造体１１側に締結されるカバー部３０ａが一体に連設される。
【００２０】
カバー部３０ａは、該カバー部３０ａおよび吸気通路構造体１１間に挟まれる合成樹脂製の取付け板３２を介して吸気通路構造体１１に締結される。而して、カバー部３０ａおよび取付け板３２は、カバー部３０ａおよび取付け板３２に挿通されるとともに吸気通路構造体１１にねじ込まれるようにしたたとえば３本のボルト３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃによって共締めされることで吸気通路構造体１１に締結され、またカバー部３０ａは、たとえば２本のボルト３３Ｄ，３３Ｅにより取付け板３２に締結される。
【００２１】
すなわちカバー部３０ａは、たとえば５本のボルト３３Ａ〜３３Ｅで吸気通路構造体１１側に締結されるのであるが、それらのボルト３３Ａ〜３３Ｅのうち一対のボルト３３Ａ，３３Ｅは、弁軸２４およびアクチュエータ２７間で前記作動部材２８を挟む位置に配置される。
【００２２】
ところで、切換弁２０の作動位置は、弁軸２４の一端側に連結されるアクチュエータ２７に、弁軸２４の軸線に沿う方向の外方側で隣接するように配置される検出器３４で検出されるものであり、該検出器３４は、弁軸２４の一部を覆ってカバー部３０ａに取付けられる。
【００２３】
而して検出器３４は、弁軸２４の一端を覆うようにしてカバー部３０ａに一対のねじ部材３８，３８で取付けられる検出器ハウジング３５と、弁軸２４と一体に回動すべく該弁軸２４に取付けられるマグネット等の被検出部３６と、被検出部３６を非接触で検出すべく検出器ハウジング３５内に固定配置されるホールＩＣや磁電変換素子等の検出部３７とを備えるものであり、弁軸２４に接触することなく該弁軸２４の回動位置すなわち切換弁２０の作動位置を検出可能である。
【００２４】
前記被検出部３６の弁軸２４への取付けにあたっては、弁軸２４に被検出部３６を直接固定してもよく、また被検出部３６を有する軸を弁軸２４に同軸に連結するようにしてもよく、弁軸２４および被検出部３６が一体的に回動するようにすればよい。
【００２５】
次にこの参考例の作用について説明すると、吸気通路長をエンジン回転数に応じて切換えるようにして吸気通路構造体１１に回動可能に支承される切換弁２０は、弁ハウジング２３を介して吸気通路構造体１１に回動可能に支承される弁軸２４と、該弁軸２４に固定されるバタフライ式の弁体２５…とを備えるバタフライ式のものである。したがって切換弁２０の軸方向全体にわたる撓み変形およびねじれ変形を小さく抑えることができるとともに、回動時におけるフリクションを小さくすることができる。
【００２６】
しかも切換弁２０の作動位置を検出する非接触式の検出器３４が弁軸２４の一端に対応して吸気通路構造体１１に取付けられているので、検出器３４側でのフリクションも小さく抑えることが可能である。したがってアクチュエータ２７からの距離に応じた切換弁２０の回動位置の差を少なくすることを可能としつつ、アクチュエータ２７の小型化を図ることができ、しかも検出器３４に偏荷重が作用することがないので検出器３４の耐久性を高めつつ検出精度を向上することができる。
【００２７】
また検出器３４が、吸気通路構造体１１に固定されたカバー部３０ａに取付けられて弁軸２４の一部を覆う検出器ハウジング３５と、弁軸２４と一体に回動すべく該弁軸２４に取付けられる被検出部３６と、被検出部３６を非接触で検出すべく検出器ハウジング３５内に固定配置される検出部３７とを備えるものであり、検出器３４の被検出部３６を弁軸２４側に配置するようにして検出器３４の構成を単純化しつつ、弁軸２４との非接触を維持するようにして検出器３４の検出器ハウジング３５を吸気通路構造体に容易に取付け得るようにし、検出器３４の組付作業を容易とすることができる。
【００２８】
また弁軸２４の一端側に連結されるアクチュエータ２７と、検出器３４とが隣接配置されることにより、切換弁２０の軸線に沿う方向での回動位置の差が最も少ない位置で切換弁２０の作動位置を検出器３４で検出するようにして検出精度をより一層向上することができる。さらに検出器３４が、弁軸２４の軸線に沿う方向でアクチュエータ２７よりも外方に配置されるので、弁軸２４の一端を検出器ハウジング３５で覆うようにして検出器３４の構造をより単純化することができ、しかも吸気通路構造体１１および検出器３４間にアクチュエータ２７が配置されるようにし、アクチュエータ２７の弁軸２４への連結部から検出器３４までの長さ、ならびに前記連結部から弁軸２４の他端までの長さを短く設定し、検出精度のより一層の向上を図るとともに切換弁２０の軸方向全体にわたる撓み変形およびねじれ変形をより小さく抑えることができる。
【００２９】
さらにアクチュエータ２７の作動部材２８および弁軸２４の連結部を覆うカバー部３０ａが、アクチュエータケース２９の一部であるケース部材３０に一体に設けられ、該カバー部３０ａが吸気通路構造体１１側に締結されるので、吸気通路構造体１１に固定されたステーでアクチュエータケース２９を支持するようにしたものと比べ、部品点数を低減してアクチュエータ２７を吸気通路構造体１１側に固定、支持することができる。
【００３０】
しかもカバー部３０ａを吸気通路構造体１１側に締結する複数たとえば５本のボルト３３Ａ〜３３Ｅのうち一対のボルト３３Ａ，３３Ｅが、弁軸２４およびアクチュエータ２７間で作動部材２８を挟む位置に配置されている。したがって重量が比較的大きいアクチュエータ２７が、吸気通路構造体１１側に取付けられるカバー部３０ａから突出した配置となっていてもアクチュエータ２７の首振りによる振動がカバー部３０ａに作用することを極力抑制することができ、アクチュエータ２７の首振りによる振動が検出器３４による検出精度に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
【００３１】
さらにカバー部３０ａは、該カバー部３０ａおよび吸気通路構造体１１間に挟まれる取付け板３２を介して吸気通路構造体１１に締結され、検出器３４の検出器ハウジング３５がカバー部３０ａに取付けられているので、カバー部３０ａを有するアクチュエータケース２９、検出器３４および取付け板３２をユニットとして予め組み付けておき、そのユニットを吸気通路構造体１１に取付けるようにして組付作業を容易とすることができる。この際、切換弁２０の弁ハウジング２３を前記ユニットに予め組付けるようにしておくと、組付作業をより一層容易とすることができる。
【００３２】
ところで前記参考例では、カバー部３０ａに別体の検出器ハウジング３５が取り付けられる構成となっていたが、本発明の実施例では、カバー部３０ａおよび検出器ハウジング３５が一体に形成される。
【００３３】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、吸気通路構造体における吸気通路長を切換える切換弁が、各副吸気通路に個別に対応した通路孔を有して吸気通路構造体内に配置される弁ハウジングと、その弁ハウジングを介して吸気通路構造体に回動可能に支承、保持されて該弁ハウジングを同軸に貫通する弁軸と、各通路孔をそれぞれ閉鎖可能として弁軸に固定される複数のバタフライ式の弁体とを備えるので、切換弁の軸方向全体にわたる撓み変形およびねじれ変形を小さく抑えることができるとともに、回動時におけるフリクションを小さくすることができる。また検出器として検出部と被検出部とが非接触式のものを用いることにより、検出器側でのフリクションも小さく抑えることが可能である。したがってアクチュエータからの距離に応じた切換弁の回動位置の差を少なくすることを可能としつつ、アクチュエータの小型化を図ることができ、しかも検出器に偏荷重が作用することがないので検出器の耐久性を高めつつ検出精度を向上することができる。また検出器の被検出部を弁軸の、吸気通路構造体から突出する一端側に配置するようにして検出器の構成を単純化しつつ、弁軸との非接触を維持するようにして検出器ハウジングを吸気通路構造体に容易に取付け得るようにしたから、検出器の組付作業を容易とすることができる。また弁軸の一端側に連結されるアクチュエータと、検出器とが隣接配置されるので、切換弁の軸線に沿う方向での回動位置の差が最も少ない位置で切換弁の作動位置を検出するようにして検出精度をより一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 可変吸気装置の側面図である。
【図２】 図１と同方向から見た可変吸気装置の縦断面図である。
【図３】 図２の３−３線断面図である。
【符号の説明】
１１・・・吸気通路構造体
１２・・・吸気集合室
１４・・・主吸気通路
１８・・・副吸気通路
２０・・・切換弁
２２・・・通路孔
２３・・・弁ハウジング
２４・・・弁軸
２５・・・弁体
２７・・・アクチュエータ
２９・・・アクチュエータケース
３０・・・ケース部材
３０ａ・・カバー部
３２・・・取付け板
３４・・・検出器
３５・・・検出器ハウジング
３６・・・被検出部
３７・・・検出部

Claims (1)

1. 吸気通路構造体（１１）に、吸気集合室（１２）と、この吸気集合室（１２）に連なる複数の主吸気通路（１４）と、それら主吸気通路（１４）と吸気集合室（１２）との各間を接続する複数の副吸気通路（１８）と、それら副吸気通路（１８）の連通・遮断を切換えることで吸気通路構造体（１１）における吸気通路長をエンジン回転数に応じて切換える切換弁（２０）と、その切換弁（２０）の作動位置を検出する検出器（３４）とが設けられる可変吸気装置であって、
   切換弁（２０）が、各副吸気通路（１８）に個別に対応した通路孔（２２）を有して吸気通路構造体（１１）内に配置される弁ハウジング（２３）と、その弁ハウジング（２３）を介して吸気通路構造体（１１）に回動可能に支承、保持されて該弁ハウジング（２３）を同軸に貫通する弁軸（２４）と、各通路孔（２２）をそれぞれ閉鎖可能として弁軸（２４）に固定される複数のバタフライ式の弁体（２５）とを備えるものにおいて、
   検出器（３４）は、弁軸（２４）の、吸気通路構造体（１１）より突出する一端部に対応して吸気通路構造体（１１）に取付けられ、
   アクチュエータ（２７）は、弁軸（２４）の前記一端部に連結される作動部材（２８）を有していて、該弁軸（２４）の一端側で検出器（２４）に隣接して配置され、
   そのアクチュエータ（２７）のアクチュエータケース（２９）の一部であるケース部材（３０）と、検出器ハウジング（３５）と、弁軸（２４）の前記一端部および作動部材（２８）相互の連結部を吸気通路構造体（１１）とは反対側から覆うカバー部（３０ａ）とが一体に形成されていて、そのカバー部（３０）が、該カバー部（３０）と吸気通路構造体（１１）間に挟まれる取付け板（３２）を介して吸気通路構造体（１１）に着脱可能に締結され、
   検出器（３４）は、弁軸（２４）と一体に回動すべく該弁軸（２４）に取付けられる被検出部（３６）と、その被検出部（３６）を非接触で検出すべく検出器ハウジング（３５）内に固定配置される検出部（３７）とを備えることを特徴とする、可変吸気装置。

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