JP3874267B2 - Variable intake system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関(以下、内燃機関を「エンジン」という。)の可変吸気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、エンジンの回転数に応じて吸気通路の長さを可変に設定し、エンジンのトルクを向上する可変吸気装置が提案されている。エンジンの回転数が低いときは吸気通路の長さを延長し、回転数が高いときは吸気通路の長さを短縮することにより、エンジンの回転数にかかわらずトルクを向上することができる。
【0003】
このような可変吸気装置では、例えば通路長の異なる吸気通路が分岐して形成され、バルブ部材により吸気通路を開閉することにより、吸気通路の全長および吸気通路の断面積を変更している。そして、可変吸気装置の吸気通路を開閉するバルブ部材として、例えば独国のDE29916333U1に開示されているバタフライ弁が公知である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
可変吸気装置は、図7に示すように吸気通路を形成するインテークマニホールド100を備えている。インテークマニホールド100は、エンジンのシリンダ数に応じて分岐し、吸気通路を形成している。吸気通路にはそれぞれバルブ部材が設置されている。バルブ部材は、例えばモータ101を有する駆動部102により駆動される。バルブ部材にはシャフト103が設置されており、シャフト103の端部は駆動部102からの駆動力が伝達される駆動ギア104に挿入されている。シャフト103が挿入された駆動ギア104は、ベアリング105によりインテークマニホールド100に対し回転可能に支持されている。
【0005】
近年、軽量化、断熱性および設計の自由度の向上の観点からインテークマニホールド100および駆動ギア104など可変吸気装置を構成する部材の多くは、例えばポリアミド系の樹脂で形成されている。これに対し、駆動ギア104を支持するベアリング105は、摺動トルクの低減ならびに駆動ギア104の位置精度の向上のため、金属製であることが望ましい。また、駆動ギア104の軸方向への移動を防止するため、ベアリング105はインテークマニホールド100に固定する必要がある。従来のように、インテークマニホールドを金属で形成する場合、例えばベアリングはインテークマニホールドに圧入され、固定される。
【0006】
しかしながら、上述のようにインテークマニホールド100を樹脂により形成する場合、インテークマニホールド100に金属製のベアリング105を圧入しても、樹脂のクリープにより期間の経過とともに締め付け力が低下し、ベアリング105の圧入状態を維持することは困難である。そのため、インテークマニホールド100とベアリング105との間にゆるみが生じ、ベアリング105に軸方向の力が加わると、ベアリング105はインテークマニホールド100から脱離するおそれがある。その結果、シャフト103および駆動ギア104はベアリング105とともに軸方向へ移動可能となり、シャフト103に軸方向の力が加わった場合、駆動ギア104と駆動部102とは干渉するおそれがある。
【0007】
そこで、本発明の目的は、インテークマニホールドからの軸受部材の移動を防止する可変吸気装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の可変吸気装置によると、インテークマニホールドに取り付けられている軸受部材はガイド部材によりインテークマニホールド方向へ押し付けられている。ガイド部材は、駆動部をインテークマニホールドへ取り付ける際の取り付け力により、インテークマニホールド方向へ押し付けられている。そのため、軸受部材の軸方向の移動は、ガイド部材により制限される。したがって、インテークマニホールドを樹脂により形成する場合でも、軸受部材の移動を防止することができる。
【0009】
さらに、本発明の請求項1記載の可変吸気装置によると、ガスケットはインテークマニホールドおよびガイド部材と駆動部との間に設置されている。駆動部をインテークマニホールドに取り付けることにより、ガスケットは圧縮される。そのため、取り付け力はガスケットの弾性力を介してガイド部材へ伝達され、ガイド部材は軸受部材をインテークマニホールド方向へ押し付ける。そのため、軸受部材の軸方向の移動は、ガイド部材により制限される。したがって、軸受部材の移動を防止することができる。
【0010】
本発明の請求項3記載の可変吸気装置によると、駆動ギアは歯部と突出部との間に軸受部材およびガイド部材を挟持している。そのため、軸受部材と駆動ギアとの間の相対的な移動が防止されるとともに、ガイド部材により軸受部材とインテークマニホールドとの間の相対的な移動が防止される。したがって、インテークマニホールドに対する軸受部材の移動を防止することができる。
【0011】
本発明の請求項4記載の可変吸気装置によると、突出部はスナップフィットである。そのため、駆動ギアと軸受部材とは容易に係合される。したがって、可変吸気装置の組み付けを容易にすることができる。
本発明の請求項5記載の可変吸気装置によると、ガイド部材は内周側に駆動軸部材と接触するシール部材を有している。そのため、インテークマニホールドを流れる吸気が駆動部側へ漏れたり、吸気に含まれる水分が駆動部へ侵入することを防止できる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
(第1実施例)
本発明の第1実施例による可変吸気装置は、エンジンの吸気系に設置されている。図2に示すように、可変吸気装置1はインテークマニホールド10を備えている。インテークマニホールド10は、エアコネクタ11とエンジン本体20のシリンダとを連通している。
【0013】
図示しない吸入ダクトから吸入された吸気は、図示しないエアクリーナおよびスロットルバルブを経由して図2に示すエアコネクタ11に流入し、サージタンク10aを経由してインテークマニホールド10に分配される。インテークマニホールド10は、図示しないスロットルバルブの出口側に連通しているエアコネクタ11の出口側のサージタンク10aからエンジン本体20のシリンダ数に対応して分岐している。そして、シリンダ数に応じて分岐したインテークマニホールド10は、さらに低回転用の吸気通路12および高回転用の吸気通路13とに分岐している。低回転用の吸気通路12は、エンジン本体20までの全長が高回転用の吸気通路13よりも長く形成されている。分岐した低回転用の吸気通路12と高回転用の吸気通路13は、吸気の流れ下流側すなわちエンジン本体20側で再び合流している。高回転用の吸気通路13には、吸気通路13の吸気の流れを開閉するバルブ部材30が設置されている。バルブ部材30が吸気通路13を閉塞すると、吸気は低回転用の吸気通路12を経由してエンジン本体20へ供給される。一方、バルブ部材30が吸気通路13を開放すると、吸気はより流通抵抗の小さな高回転用の吸気通路13を経由してエンジン本体20へ供給される。すなわち、吸気通路13を流れる吸気の流量を変更することにより、吸気が流れる吸気通路の全長が変更される。
【0014】
図3に示すように、高回転用の吸気通路13はエンジン本体20のシリンダの数に応じて分岐しており、各吸気通路13にバルブ部材30が設置されている。バルブ部材30には駆動軸部材としてのシャフト40が貫いて設置されている。シャフト40は、例えば鉄などの金属により、軸に垂直な断面が多角形に形成されている。バルブ部材30は、板状の羽根部31と筒状の筒部32とを有している。羽根部31および筒部32は例えばポリアミド系の樹脂により一体に形成されている。バルブ部材30にはシャフト40が貫くシャフト穴33が形成されている。シャフト穴33は多角形のシャフト40の断面と概ね同一の形状に形成されている。そのため、シャフト穴33にシャフト40を挿入した場合、シャフト40とバルブ部材30との間の相対的な回転は制限される。
【0015】
シャフト40の一方の端部は、ブッシュ41によりインテークマニホールド10に回転可能に支持されている。また、シャフト40の中間部は、ガイドブッシュ42を介して吸気通路13を形成するインテークマニホールド10に回転可能に支持されている。
シャフト40の反ブッシュ側の端部には、バルブ部材30を駆動する駆動部50が設置されている。図1に示すように、駆動部50はハウジング51に収容されているモータ52を有しており、モータ52は図示しないECUにより制御される。ECUがモータ52への通電を断続することにより、バルブ部材30が駆動され吸気通路13が開閉される。モータ52の駆動力は、シャフト40の反ブッシュ側の端部に設置されている駆動ギア60を介してシャフト40に伝達される。駆動部50は、スクリュー53などによりインテークマニホールド10に固定されている。
【0016】
駆動ギア60は、歯部61および筒部62を有している。歯部61および筒部62は、例えばポリアミド系の樹脂により一体に形成されている。歯部61はモータ52に取り付けられている図示しないピニオンと噛み合う。筒部62は、歯部61からインテークマニホールド10側へ突出して形成され、内周側にシャフト40が挿入される挿入孔63を有している。挿入孔63はシャフト穴33と同様に多角形のシャフト40の断面と概ね同一の形状に形成されている。そのため、挿入孔63にシャフト40を挿入することにより、駆動ギア60とシャフト40との間の相対的な回転が制限される。また、筒部62には、径方向外側へ突出する突出部64が形成されている。突出部64は、弾性変形可能なスナップフィットを形成している。
【0017】
シャフト40の反ブッシュ側の端部が挿入されている駆動ギア60は、ベアリング14により軸受けされている。これにより、シャフト40の反ブッシュ側の端部は、駆動ギア60を介してベアリング14により支持されている。ベアリング14は、金属製のボールベアリングであり、インテークマニホールド10に形成されている収容部15に収容されている。収容部15はベアリング14の外形よりもやや大きく形成されている。金属製のベアリング14により駆動ギア60を支持することにより、駆動ギア60の回転にともなう摺動抵抗が低減されるとともに、駆動ギア60の位置精度が高められる。
【0018】
ベアリング14の駆動部50側には、ガイド部材70が設置されている。ガイド部材70は、例えばポリアミド系の樹脂により形成されている。ガイド部材70は、インテークマニホールド10と駆動部50との間に設置されている。インテークマニホールド10およびガイド部材70と駆動部50との間には、ガスケット71が設置されている。ガスケット71は、例えばゴムなどの弾性を有する材料から形成されている。ガスケット71は、駆動部50のハウジング51とインテークマニホールド10との当接部から吸気通路13側への外気の侵入を防止する。
【0019】
駆動部50をインテークマニホールド10に取り付けることにより、駆動部50とインテークマニホールド10との間には取り付けにともなう力が加わる。この取り付けにともなう力により、ガスケット71は圧縮される。そのため、ガイド部材70には、ガスケット71の弾性力によってベアリング14をインテークマニホールド10方向へ押し付ける力が作用する。これにより、ベアリング14はガイド部材70によってインテークマニホールド10に押し付けられ、ベアリング14の軸方向の移動は制限される。
【0020】
ガイド部材70の内周側にはシール部材72が設置されている。シール部材72は柔軟なゴムなどから形成されており、駆動ギア60の筒部62の外周側に緩く密着している。これにより、シール部材72は、吸気通路13から駆動部50側へ吸気が漏れるのを防止する。また、シール部材72は、吸気に含まれる水分が駆動部50側へ侵入するのを防止する。
【0021】
次に、上記構成の可変吸気装置1の組み付けについて説明する。
図4に示すように、駆動ギア60の筒部62の外周側にガイド部材70およびベアリング14が取り付けられる。駆動ギア60の突出部64はベアリング14の反駆動部側の端部14aと係合するスナップフィットである。そのため、ガイド部材70およびベアリング14の内周側に駆動ギア60の筒部62を挿入することにより、突出部64はベアリング14の端部14aと係合し、ガイド部材70およびベアリング14は駆動ギア60の歯部61に形成されている段差部60aと突出部64との間に挟持される。その結果、ガイド部材70およびベアリング14は、駆動ギア60から脱離することがない。
【0022】
組み付けられた駆動ギア60、ガイド部材70およびベアリング14は、インテークマニホールド10に取り付けられる。ベアリング14をインテークマニホールド10の収容部15に収容することにより、組み付けられた駆動ギア60、ガイド部材70およびベアリング14はインテークマニホールド10に対して位置決めされる。また、駆動ギア60の挿入孔63にシャフト40が挿入される。
【0023】
ガスケット71は駆動部50のハウジング51に取り付けられる。ハウジング51にはあらかじめモータ52が収容されている。ガスケット71が取り付けられた駆動部50は、インテークマニホールド10に取り付けられる。駆動部50はスクリュー53によりインテークマニホールド10に固定される。駆動部50をインテークマニホールド10に取り付けることにより、ガスケット71が圧縮され、ガスケット71の弾性力によってガイド部材70はベアリング14をインテークマニホールド10方向へ押し付ける。ガイド部材70の駆動部50側には段差部70aが形成されている。そのため、駆動部50のハウジング52をガスケット71とともにガイド部材70の段差部70aにはめ合わせることにより、駆動部50の位置決めをすることができる。
【0024】
以上、説明した本発明の第1実施例によると、駆動部50をインテークマニホールド10に取り付けることにより、ガイド部材70はベアリング14をインテークマニホールド10方向へ押し付ける。そのため、ベアリング14はガイド部材70により軸方向の移動が制限される。したがって、インテークマニホールド10を樹脂により形成する場合でも、ベアリング14の軸方向への移動を防止することができる。
【0025】
また、ガイド部材70およびベアリング14は、駆動ギア60の歯部61に形成されている段差部60aと突出部64との間に挟持される。そのため、ガイド部材70およびベアリング14と駆動ギア60との間の相対的な移動が防止される。これにより、ガイド部材70を駆動部50とインテークマニホールド10との間に設置すると、シャフト40の軸方向へ力が作用しても、駆動ギア60がベアリング14およびガイド部材70から脱離することがない。また、駆動ギア60の突出部64はスナップフィットによりベアリング14の反駆動部側の端部14aと係合する。そのため、ガイド部材70およびベアリング14と駆動ギア60との組み付けは、ガイド部材70およびベアリング14の内周側に駆動ギア60の筒部62を挿入するだけでよく、組み付けを容易にすることができる。
【0026】
第1実施例では、ガイド部材70は樹脂により形成されているため、設計の自由度が高い。そのため、ガイド部材70の形状を適切に設定することにより、ガイド部材70はベアリング14の移動の制限とともに、駆動部50の位置決めが可能である。したがって、駆動部50、駆動ギア60およびベアリング14の位置精度を高めることができる。
さらに、第1実施例では、駆動ギア60はベアリング14により支持されるため、摺動抵抗が低減されるとともに、駆動ギア60のインテークマニホールド10への支持部における位置精度を高めることができる。
【0027】
(変形例)
第1実施例の変形例を図5に基づいて説明する。
変形例では、駆動ギア60の筒部62に突出部を形成する代わりに、筒部62にピン部材65が取り付けられている。駆動ギア60とガイド部材70およびベアリング14とを組み付ける場合、ガイド部材70およびベアリング14の内周側に駆動ギア60の筒部62を挿入する。そして、ベアリング14のインテークマニホールド10側に突出した筒部62にピン部材65が取り付けられる。ピン部材65は、例えば筒部62に圧入あるいは接着などにより取り付けられる。これにより、ガイド部材70およびベアリング14は、突出部に相当するピン部材65と歯部61に形成されている段差部60aとの間に挟持される。
【0028】
(第2実施例)
本発明の第2実施例による可変吸気装置を図6に示す。第1実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第2実施例では、駆動ギア60の反駆動部側にシール部材80が設置されている。シール部材80は例えばゴムなどの柔軟な材料により形成され、シャフト40に緩く密着している。これにより、吸気通路13から駆動部50側への吸気の侵入が防止される。また、シール部材80を設置することにより、吸気通路13と駆動部50との間が遮断されるため、第1実施例におけるガスケットおよびシール部材を省略することができる。
【0029】
一方、第2実施例の場合、第1実施例におけるガスケットを省略することにより、ガイド部材70をベアリング14へ押し付ける力が小さくなる。そのため、ガイド部材70に径方向外側へ拡大するフランジ部73を形成し、駆動部50のハウジング51とインテークマニホールド10との間にガイド部材70を挟持する。これにより、ガイド部材70によるベアリング14の押し付け力を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による可変吸気装置を示す模式図であって、駆動部の近傍を示す断面図である。
【図2】本発明の第1実施例による可変吸気装置を適用したエンジンを示す模式図である。
【図3】本発明の第1実施例による可変吸気装置を示す模式図であって、吸気通路に設置されたバルブ部材および駆動部などを示す断面図である。
【図4】本発明の第1実施例による可変吸気装置を示す模式図であって、駆動部の近傍を分解した断面図である。
【図5】本発明の第1実施例による可変吸気装置の変形例を示す模式的な断面図である。
【図6】本発明の第2実施例による可変吸気装置を示す図であって、駆動部の近傍を示す断面図である。
【図7】従来の可変吸気装置を示す図であって、駆動部の近傍を示す断面図である。
【符号の説明】
1 可変吸気装置
10 インテークマニホールド
13 吸気通路
14 ベアリング(軸受部材)
30 バルブ部材
40 シャフト(駆動軸部材)
50 駆動部
60 駆動ギア
61 歯部
62 筒部
64 突出部
65 ピン部材(突出部)
70 ガイド部材
71 ガスケット
72 シール部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable intake device for an internal combustion engine (hereinafter, the internal combustion engine is referred to as an “engine”).
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a variable intake device has been proposed in which the length of the intake passage is variably set in accordance with the engine speed to improve the engine torque. By increasing the length of the intake passage when the engine speed is low, and shortening the length of the intake passage when the engine speed is high, the torque can be improved regardless of the engine speed.
[0003]
In such a variable intake device, for example, intake passages having different passage lengths are branched and formed, and the intake passage is opened and closed by a valve member to change the overall length of the intake passage and the cross-sectional area of the intake passage. As a valve member that opens and closes the intake passage of the variable intake device, for example, a butterfly valve disclosed in DE 29916333U1 of Germany is known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 7, the variable intake device includes an
[0005]
In recent years, many of the members constituting the variable intake device such as the
[0006]
However, when the
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a variable intake device that prevents the movement of a bearing member from an intake manifold.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the variable intake apparatus according to claim 1 Symbol placement of the present invention, a bearing member attached to the intake manifold is pressed against the intake manifold direction by the guide member. The guide member is pressed in the direction of the intake manifold by an attaching force when attaching the drive unit to the intake manifold. Therefore, the movement of the bearing member in the axial direction is limited by the guide member. Therefore, even when the intake manifold is formed of resin, the movement of the bearing member can be prevented.
[0009]
Furthermore, according to the variable intake device of the first aspect of the present invention, the gasket is installed between the intake manifold and the guide member and the drive unit. By attaching the drive to the intake manifold, the gasket is compressed. Therefore, the mounting force is transmitted to the guide member via the elastic force of the gasket, and the guide member presses the bearing member toward the intake manifold. Therefore, the movement of the bearing member in the axial direction is limited by the guide member. Therefore, the movement of the bearing member can be prevented.
[0010]
According to the variable intake device of the third aspect of the present invention, the drive gear sandwiches the bearing member and the guide member between the tooth portion and the protruding portion. Therefore, the relative movement between the bearing member and the drive gear is prevented, and the relative movement between the bearing member and the intake manifold is prevented by the guide member. Therefore, the movement of the bearing member with respect to the intake manifold can be prevented.
[0011]
According to the variable intake device of the fourth aspect of the present invention, the protrusion is a snap fit. Therefore, the drive gear and the bearing member are easily engaged. Therefore, the assembly of the variable intake device can be facilitated.
According to the variable intake device of the fifth aspect of the present invention, the guide member has the seal member in contact with the drive shaft member on the inner peripheral side. For this reason, it is possible to prevent the intake air flowing through the intake manifold from leaking to the drive unit side or the moisture contained in the intake air from entering the drive unit.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a plurality of examples showing embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The variable intake system according to the first embodiment of the present invention is installed in an intake system of an engine. As shown in FIG. 2, the variable intake device 1 includes an
[0013]
The intake air drawn from a suction duct (not shown) flows into the
[0014]
As shown in FIG. 3, the high-
[0015]
One end of the
A
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
A
[0019]
By attaching the
[0020]
A
[0021]
Next, assembly of the variable intake device 1 having the above configuration will be described.
As shown in FIG. 4, the
[0022]
The assembled
[0023]
The
[0024]
As described above, according to the first embodiment of the present invention described above, the
[0025]
Further, the
[0026]
In the first embodiment, since the
Furthermore, in the first embodiment, since the
[0027]
(Modification)
A modification of the first embodiment will be described with reference to FIG.
In the modification, a
[0028]
(Second embodiment)
A variable intake system according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. Components that are substantially the same as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the second embodiment, a seal member 80 is installed on the side opposite to the drive portion of the
[0029]
On the other hand, in the case of the second embodiment, the force for pressing the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a variable intake device according to a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing the vicinity of a drive unit.
FIG. 2 is a schematic view showing an engine to which the variable intake device according to the first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3 is a schematic view showing a variable intake device according to a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing a valve member, a drive unit and the like installed in an intake passage.
FIG. 4 is a schematic view showing a variable intake device according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view in which the vicinity of a drive unit is exploded.
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a modification of the variable intake device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a variable intake device according to a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing the vicinity of a drive unit.
FIG. 7 is a view showing a conventional variable intake device, and is a cross-sectional view showing the vicinity of a drive unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
30
50
70
Claims (5)
前記吸気通路を流れる吸気量を変更可能なバルブ部材を駆動する駆動軸部材の端部に設けられている駆動ギアと、
前記インテークマニホールドに取り付けられ、前記駆動ギアを回転可能に前記インテークマニホールドに支持する軸受部材と、
前記インテークマニホールドに取り付けられ、発生した駆動力を前記駆動ギアを介して前記駆動軸部材を駆動する駆動部と、
前記駆動部と前記インテークマニホールドとの間に設けられ、前記駆動部を前記インテークマニホールドへ取り付ける力を受けて前記軸受部材を前記インテークマニホールド方向へ押し付け、前記軸受部材の軸方向の移動を制限するガイド部材と、
前記インテークマニホールドおよび前記ガイド部材と前記駆動部との間に設置され、前記インテークマニホールドと前記駆動部との間をシールするともに、弾性力により前記ガイド部材を前記軸受部材方向へ付勢するガスケットと、
を備えることを特徴とする可変吸気装置。A resin intake manifold that forms the intake passage;
A drive gear provided at an end of a drive shaft member for driving a valve member capable of changing an intake air amount flowing through the intake passage;
A bearing member attached to the intake manifold and rotatably supporting the drive gear on the intake manifold;
A drive unit that is attached to the intake manifold and drives the drive shaft member with the generated drive force via the drive gear;
A guide that is provided between the drive unit and the intake manifold, receives a force for attaching the drive unit to the intake manifold, presses the bearing member toward the intake manifold, and restricts movement of the bearing member in the axial direction. Members,
A gasket that is installed between the intake manifold and the guide member and the drive unit, seals between the intake manifold and the drive unit, and biases the guide member toward the bearing member by an elastic force; ,
A variable intake device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002214940A JP3874267B2 (en) | 2002-07-24 | 2002-07-24 | Variable intake system |
Applications Claiming Priority (1)
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