JP4760568B2 - 内燃機関の吸気流動制御弁 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関において、吸気流動（タンブル流、スワール流）を制御する吸気流動制御弁に関する。

内燃機関の吸気流動制御弁として、特許文献１に開示されているように、吸気通路内の通路壁近傍に吸気流れ方向と直交する方向に配置される弁軸に、平板状の弁体の基端部を取付け、前記弁体の先端部側の回動位置により吸気流動を制御するものがある。
特開２００３−２０６７６１号公報

ところで、吸気流動制御弁の装着時は、吸気通路構成体に組付けられた弁軸に対し、弁体の基端部をねじにより取付けるが、このとき、吸気通路構成体の開口端面より工具（ドライバー）を差し入れて、ねじ止めできるとよい。
しかし、弁体の基端部側の弁軸への取付面が弁体の先端部側の板面と同一平面であると、開弁状態では、取付面が吸気流れ方向と水平になるので、ねじ止めが困難であり、弁軸を回転させて弁体を閉弁状態にしても、弁体の先端部が通路壁に当たったところで回動が規制されることから、ねじの軸線を開口端面に指向させるまでにはいかない。よって、開口端面から工具を差し入れてねじ止めすることはできなかった。

このため、吸気通路構成体の壁部に工具を差し入れるための孔を開けておき、工具によるねじ止め後に、この孔にシーリングキャップを打ち込んで塞いでいるのが実状であり、製造工数、コストの増加を招いているという問題点があった。
本発明は、このような実状に鑑み、弁軸への弁体の取付けを容易にした吸気流動制御弁を提供することを目的とする。

このため、本発明では、弁体の基端部側の弁軸への取付面を、弁体の先端部側の板面に対し、角度を持たせて形成し、弁軸に弁体を取付けて弁体を回動するときの回動範囲のうち、いずれかの回動位置で、弁体の取付面と直交する締結手段の軸線が、吸気通路構成体の開口端面を指向するように構成する。

本発明によれば、弁体の基端部側の弁軸への取付面を、弁体の先端部側の板面に対し、角度を持たせて形成することで、吸気通路構成体の開口端面から工具を差し入れて、簡単に締結手段を締結可能となる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
先ず第１実施形態について説明する。
図１は本発明の第１実施形態を示す断面図（図２のＡ−Ａ矢視断面図）、図２は第１実施形態での要部斜視図である。
吸気通路構成体１は、内部に略矩形断面の吸気通路を構成するもので、図１で右側が吸気流れ方向上流側、左側が吸気流れ方向下流側である。本実施形態では、吸気通路構成体１は、吸気マニホールドの下流側端部に一体に形成され、シリンダヘッドの吸気ポートとの接続面が開口端面ＯＥをなしている。但し、吸気マニホールド及びシリンダヘッドの吸気ポートと別体で、これらの間に介装されるように形成され、両端が開口端面をなしているものであってもよい。

吸気通路構成体１の内部には、矩形断面の底面側の通路壁に、吸気流動制御弁の開弁時の格納空間２を形成し、その格納空間２の吸気流れ方向上流側に、吸気流れ方向と直交する方向に、吸気流動制御弁の弁軸３を配置してある。尚、吸気流動制御弁（弁体）は、各気筒毎に、また各気筒で吸気通路が２つに分かれていて同様に制御する場合は、各気筒に２つずつ、設けられるが、弁軸３は共通であり、図示しないモータにより回動される。

吸気流動制御弁は、前記弁軸３に、平板状の弁体４の基端部を締結手段の代表例としてのねじ５により取付けてなり、弁体４の先端部が弁軸３に対し吸気流れ方向下流側に延在する開状態からの、弁体４の先端部側の回動位置により吸気流動（タンブル流又はスワール流）を制御する。尚、本実施形態は、タンブル制御弁の例であるが、スワール制御弁として用いる場合は、弁体４の一部に左右方向に偏らせて切欠きを形成する。但し、各気筒で吸気通路が２つに分かれている場合に、片方にのみ設けることで、スワール制御弁として用いることもできる。

ここで、弁軸３は、弁体４を取付ける所では、半円状の断面にして、平坦な弁体固定面６を形成し、その２箇所に、めねじ（図示せず）を形成してある。
弁体４は、平板状に形成され、弁体４の基端部側の弁軸への取付面７を、弁体４の板面４ａの一部を絞り加工することで、弁体４の先端部側の板面４ａに対し、角度を持たせて形成してある。

具体的には、弁体４の板面の絞り加工により、弁体４の先端部側から基端部側に向かって延在し、かつ基端部側に向かって深さが深くなる傾斜溝８を２つ形成し、これらの溝８の基端部側の端面を前記取付面７としている。この取付面７には、前記めねじに対応するねじ５の挿通孔（図示せず）を形成してある。
そして、弁体４の取付面７を弁軸３よりも吸気流れ方向下流側に位置させて、吸気流れ方向下流側からねじ止めするようにする。

このとき、弁体４の取付面７と直交するねじ５の軸線Ｌが、吸気通路構成体１の吸気流れ方向下流側の開口端面ＯＥを指向するようにする。
以上のように、吸気通路構成体１内の通路壁近傍に吸気流れ方向と直交する方向に配置される弁軸３に、平板状の弁体４の基端部をねじ５により取付けてなり、前記弁体４が前記弁軸３に対し吸気流れ方向下流側に延在する開状態からの前記弁体４の回動位置により吸気流動を制御する内燃機関の吸気流動制御弁において、前記弁体４の基端部側の前記弁軸への取付面７を、前記弁体４の板面４ａの一部を絞り加工することで、前記弁体４の先端部側の板面４ａに対し、角度を持たせて（平行にならないように）形成し、前記弁体４の取付面７を前記弁軸３よりも吸気流れ方向下流側に位置させて、吸気流れ方向下流側からねじ止めするようにし、前記弁体４の取付面７と直交するねじ５の軸線Ｌが、吸気通路構成体１の吸気流れ方向下流側の開口端面ＯＥを指向するように構成する。

本実施形態によれば、弁体４の基端部側の弁軸への取付面７を、弁体４の先端部側の板面４ａに対し、角度を持たせて形成し、弁軸３に弁体４を取付けて弁体４を回動するときの回動範囲のうち、いずれかの回動位置で、弁体４の取付面と直交するねじ５の軸線Ｌが、吸気通路構成体１の開口端面ＯＥを指向するように構成したことにより、吸気通路構成体１の開口端面ＯＥから工具を差し入れて、簡単にねじ止め可能となる。

具体的には、図３に示すように、弁軸３及び弁体４を開弁状態の位置にして、吸気通路構成体１の吸気流れ方向下流側の開口端面ＯＥより、弁体４の傾斜溝８に沿って、工具（ドライバー）ＤＶを差し入れて、ねじ５を締め付けることにより、弁体４を簡単に組み付け可能となる。
また、本実施形態によれば、弁体４の取付面７は、弁体４の板面４ａの一部を絞り加工することで、弁体４の先端部側の板面４ａに対し、角度を持たせて形成したことにより、絞り加工の付加によって弁体４の強度向上を図ることができ、弁体４の更なる薄肉化、軽量化も可能となる。

また、本実施形態によれば、弁体４の板面４ａに、前記絞り加工により、弁体４の先端部側から基端部側に向かって延在する溝８を形成し、この溝８の基端部側の端面を前記取付面７とすることにより、吸気流れの整流効果をも奏するようになる。
また、本実施形態によれば、前記溝８は、基端部側に向かって深さが深くなる傾斜溝であるので、凹みを最小限に抑えることができると共に、工具を的確に案内できるようになる。

また、本実施形態によれば、弁体４は、開弁状態で、弁軸３に対し吸気流れ方向下流側に延在しており、前記弁体４の取付面７と直交するねじ５の軸線Ｌを吸気通路構成体１の吸気流れ方向下流側の開口端面を指向させたことにより、吸気流れ方向下流側に開口端面を持つ場合に好適となる。
従って、吸気通路構成体１が、吸気マニホールドの下流側端部に一体に形成され、シリンダヘッドの吸気ポートとの接続面が開口端面をなしている場合に、好適となる。吸気マニホールドと一体化することで、部品点数削減等を図ることができる。

また、本実施形態によれば、弁軸３は、吸気通路内の通路壁近傍に配置されることにより、開弁状態で通路抵抗となるのを極力防止でき、かつ開弁状態での格納が可能となる。
次に第２実施形態について説明する。
図４は本発明の第２実施形態を示す断面図（図５のＡ−Ａ矢視断面図）、図５は第２実施形態での要部斜視図である。

第２実施形態での吸気流動制御弁は、第１実施形態と同様、吸気通路構成体１内の通路壁近傍に吸気流れ方向と直交する方向に配置される弁軸３に、平板状の弁体４の基端部をねじ５により取付けてなり、前記弁体４が前記弁軸３に対し吸気流れ方向下流側に延在する開状態からの前記弁体４の回動位置により吸気流動を制御するが、吸気通路構成体１は、吸気マニホールド及びシリンダヘッドの吸気ポートと別体で、これらの間に介装されるように形成され、両端が開口端面ＯＥをなしている。但し、シリンダヘッドの吸気ポートの上流側端部に一体に形成され、吸気マニホールドとの接続面のみが開口端面ＯＥをなしているものであってもよい。

ここで、弁軸３は、弁体４を取付ける所では、半円状の断面にして、平坦な弁体固定面６を形成し、その２箇所に、めねじ（図示せず）を形成してある。
弁体４は、平板状に形成され、弁体４の基端部側の弁軸への取付面１０を、弁体４の先端部側の板面４ａに対し、通路壁側へ屈曲させることで、角度を持たせて形成してある。
そして、弁体４の取付面１０を弁軸３よりも吸気流れ方向上流側に位置させて、吸気流れ方向上流側からねじ止めするようにする。

このとき、弁体４の取付面１０と直交するねじ５の軸線Ｌが、吸気通路構成体１の吸気流れ方向上流側の開口端面ＯＥを指向するようにする。
以上のように、弁体４の基端部側の弁軸への取付面１０を、弁体４の先端部側の板面４ａに対し、通路壁側へ屈曲させることで、角度をもたせて形成し、前記弁体４の取付面１０を前記弁軸３よりも吸気流れ方向上流側に位置させて、吸気流れ方向上流側からねじ止めするようにし、前記弁体４の取付面１０と直交するねじ５の軸線Ｌが、吸気通路構成体１の吸気流れ方向上流側の開口端面ＯＥを指向するように構成する。

本実施形態によれば、弁体４の基端部側の弁軸への取付面７を、弁体４の先端部側の板面４ａに対し、角度を持たせて形成し、弁軸３に弁体４を取付けて弁体４を回動するときの回動範囲のうち、いずれかの回動位置で、弁体４の取付面と直交するねじ５の軸線Ｌが、吸気通路構成体１の開口端面ＯＥを指向するように構成したことにより、吸気通路構成体１の開口端面ＯＥから工具を差し入れて、簡単にねじ止め可能となる。

具体的には、図６に示すように、弁軸３及び弁体４を開弁状態の位置にして、吸気通路構成体１の吸気流れ方向上流側の開口端面ＯＥより工具（ドライバー）ＤＶを差し入れて、ねじ５を締め付けることにより、弁体４を簡単に組み付け可能となる。
特に本実施形態によれば、弁体４の取付面１０は、弁体４の先端部側の板面４ａに対し、屈曲させることで、角度を持たせて形成したことにより、簡単な曲げ加工の追加のみで実施可能となる。

また、本実施形態によれば、弁体４は、開弁状態で、弁軸３に対し吸気流れ方向下流側に延在しており、前記弁体４の取付面１０と直交するねじ５の軸線Ｌを吸気通路構成体１の吸気流れ方向上流側の開口端面を指向させたことにより、吸気流れ方向上流側に開口端面を持つ場合に好適となる。
従って、吸気通路構成体１が、吸気マニホールド及びシリンダヘッドの吸気ポートと別体で、これらの間に介装されるように形成され、両端が開口端面をなしている場合に、好適となる。吸気マニホールドと一体化するよりも別体とした方が取り扱いが容易な場合があるからである。

尚、本発明では、ねじ５の軸線Ｌが吸気通路構成体１の開口端面を指向するように構成しているが、これは、その開口端面から工具（ドライバー）を差し入れて、ねじ５を締め付け可能であれば、工具は多少真っ直ぐでなくても良いので、ねじを締め付け可能な範囲で、多少のずれを含んでいてもよい。
また、締結手段としては、上記実施形態にて示したドライバーを用いて締結するねじの他、各種工具を用いて締結するリベットや、溶接棒を用いて締結する溶接であってもよく、これらによる締結においても作業が容易となる。

本発明の第１実施形態を示す断面図 第１実施形態での要部斜視図 第１実施形態での工具使用時の断面図 本発明の第２実施形態を示す断面図 第２実施形態での要部斜視図 第２実施形態での工具使用時の断面図

符号の説明

１ 吸気通路構成体
２ 格納空間
３ 弁軸
４ 弁体
４ａ 板面
５ ねじ
６ 弁軸の弁体固定面
７ 弁体の弁軸への取付面
８ 傾斜溝
１０ 弁体の弁軸への取付面（第２実施形態）

Claims (12)

1. 吸気通路内に吸気流れ方向と直交する方向に配置される弁軸に、平板状の弁体の基端部を締結手段により取付けてなり、前記弁体の先端部側の回動位置により吸気流動を制御する内燃機関の吸気流動制御弁において、
   前記弁体の基端部側の前記弁軸への取付面を、前記弁体の板面の一部を絞り加工することで、前記弁体の先端部側の板面に対し、角度を持たせて形成し、
   前記弁軸に前記弁体を取付けて前記弁体を回動するときの回動範囲のうち、いずれかの回動位置で、前記弁体の取付面と直交する締結手段の軸線が、前記吸気通路を構成する吸気通路構成体の開口端面を指向するように構成したことを特徴とする内燃機関の吸気流動制御弁。
2. 前記弁体の板面に、前記絞り加工により、前記弁体の先端部側から基端部側に向かって延在する溝を形成し、この溝の基端部側の端面を前記取付面とすることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気流動制御弁。
3. 前記溝は、基端部側に向かって深さが深くなる傾斜溝であることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の吸気流動制御弁。
4. 前記弁体は、開弁状態で、前記弁軸に対し吸気流れ方向下流側に延在しており、
   前記弁体の取付面と直交する締結手段の軸線を吸気通路構成体の吸気流れ方向下流側の開口端面を指向させたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の吸気流動制御弁。
5. 前記吸気通路構成体は、吸気マニホールドの下流側端部に一体に形成され、シリンダヘッドの吸気ポートとの接続面が開口端面をなしていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関の吸気流動制御弁。
6. 前記弁軸は、吸気通路内の通路壁近傍に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の吸気流動制御弁。
7. 吸気通路の通路壁面に凹設された凹部内に吸気流れ方向と直交する方向に沿った弁軸が配置されるとともに、この弁軸に平板状の弁体の基端部を締結手段により取付けてなり、前記弁体が前記弁軸に対し吸気流れ方向下流側に延在し、かつ前記吸気通路を構成する吸気通路構成体の吸気流れ方向上流端の開口が上記凹部から上流側に離れて位置する内燃機関の吸気流動制御弁において、
   前記弁体の基端部側の前記弁軸への取付面を、前記弁体の先端部側の板面に対し、通路壁側へ屈曲させることで、角度をもたせて形成し、
   前記弁体の回動範囲のいずれかの回動位置において前記取付面が前記開口を指向する斜めの姿勢となるように前記角度が設定されており、
   前記回動位置において前記取付面と直交する前記締結手段の軸線が、前記開口を通して延び、この軸線に沿って挿入される工具により締結可能であることを特徴とする内燃機関の吸気流動制御弁。
8. 前記回動位置は、前記弁体の板面が吸気通路壁面に沿った全開状態であることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の吸気流動制御弁。
9. 前記吸気通路構成体は、吸気マニホールド及びシリンダヘッドの吸気ポートと別体で、これらの間に介装されるように形成され、両端が開口端面をなしていることを特徴とする請求項１〜４，６〜８のいずれか１つに記載の内燃機関の吸気流動制御弁。
10. 吸気通路内の通路壁近傍に吸気流れ方向と直交する方向に配置される弁軸に、平板状の弁体の基端部を締結手段により取付けてなり、前記弁体が前記弁軸に対し吸気流れ方向下流側に延在する開状態からの前記弁体の回動位置により吸気流動を制御する内燃機関の吸気流動制御弁において、
    前記弁体の基端部側の前記弁軸への取付面を、前記弁体の板面の一部を絞り加工することで、前記弁体の先端部側の板面に対し、角度を持たせて形成し、
    前記弁体の取付面を前記弁軸よりも吸気流れ方向下流側に位置させて、吸気流れ方向下流側から締結手段を締結するようにし、
    前記弁体の取付面と直交する締結手段の軸線が、前記吸気通路を構成する吸気通路構成体の吸気流れ方向下流側の開口端面を指向するように構成したことを特徴とする内燃機関の吸気流動制御弁。
11. 前記弁体の板面に、前記絞り加工により、前記弁体の先端部側から基端部側に向かって延在する溝を形成し、この溝の基端部側の端面を前記取付面とすることを特徴とする請求項１０記載の内燃機関の吸気流動制御弁。
12. 前記溝は、基端部側に向かって深さが深くなる傾斜溝であることを特徴とする請求項１１記載の内燃機関の吸気流動制御弁。

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