JP5061934B2 - バルブユニット - Google Patents
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Description
従来より、図7に示したように、内燃機関のシリンダヘッド101のインマニ取付面に接続されるインテークマニホールド102に格納されたバルブユニットを備えた内燃機関の制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このバルブユニットは、インテークマニホールド102内に組み付けられるハウジング103、およびインテークマニホールド102の内部(内燃機関の吸気ポート110に連通する第1、第2吸気通路111、112)を開閉するバルブ104を有している。
ところが、図7に示されているように、ハウジング103のバルブ収納空間113にバルブ104のバルブ軸105を収納する構造(内燃機関の吸気通路構造)においては、シリンダヘッド101の吸気ポート110の重力方向における下面とハウジング103の第2吸気通路112の重力方向における下面との間に段差114が形成されるため、ハウジング103の第2吸気通路112(バルブ収納空間113)の重力方向における下部115に、吹き返しによる燃料が落下して燃料の液溜まりが生起するという問題が生じている。
そして、ハウジング103の下部115に液溜まりした燃料が、吸入空気量の急増やエンジン振動等により、段差114を乗り越え、内燃機関の燃焼室内に大量に、しかも一気に流れ込むと、内燃機関の燃焼室内の空燃比がオーバリッチになり、不完全燃焼を起こし、排気ガス性能(エミッション)が悪化するという問題が生じている。
そこで、図5および図6に示したように、バルブユニットのハウジング3の内部にブロック状のスロープ部材5を嵌め込むことで、内燃機関の吸気ポート13とハウジング3の第2吸気通路12との間に形成される段差23を解消して、ハウジング3の下部に液溜まりした燃料が大量に、しかも一気に内燃機関の燃焼室内に流れ込まないようにするという目的で、既に特願2007−217842(出願日:平成19年8月24日、以下比較例1と言う)を出願した。
ここで、スロープ部材5は、ハウジング3と同様に樹脂一体成形されている。このスロープ部材5は、その下端面に、ハウジング3の嵌合凹部に嵌め合わされる嵌合凸部61を有している。また、スロープ部材5は、その左右両側面に、ハウジング3の一対の嵌合凹部にそれぞれ嵌め合わされる一対の嵌合凸部62を有している。
そして、スロープ部材5を、ハウジング3の開口端から第2吸気通路12、特にバルブ収納空間21の内部に挿入することで、ハウジング3の嵌合凹部にスロープ部材5の嵌合凸部61、62が嵌合保持される。
したがって、ハウジング3の下部に液溜まりした燃料が大量に、しかも一気に内燃機関の燃焼室内に流れ込むことがないので、内燃機関の燃焼室内の空燃比がオーバリッチになることによる排気ガス性能(エミッション)の悪化を抑制することができる。
また、ハウジング3への装着後、スロープ部材5の抜け防止のために、ハウジング3に対するスロープ部材5の固定作業を実施した後、熱かしめや溶着等の抜け止め作業(後工程)が必要になるので、コストアップとなる。なお、熱かしめや溶着等の抜け止め作業を実施した場合には、バルブユニットの出来映え品質(外観品質)の管理が非常に困難であり、更に、熱かしめや溶着等の抜け止め作業を実施するための設備、場所の確保が必要となる。これにより、ハウジング3へのスロープ部材5の組付作業効率が悪化し、大幅にコストアップとなる。
また、電気コネクタ等に見受けられる、抜け止め突起等のロック機構では、樹脂成形用金型構造や形状に制約がある。特に、樹脂成形用金型構造上、成立しないケースもあるので、抜け止め突起等のロック機構を取り入れることができない。
また、樹脂成形用金型の無理抜きで、抜け止め突起等のロック機構を付けることが知られているが、硬い合成樹脂には、無理抜きした時に抜け止め突起等が削れてしまう可能性があるので、樹脂成形用金型の無理抜きを適用することはできない。
そして、スペーサ本体は、圧入部との間に嵌合部を挟み込むように配設されて(嵌合部への圧入部の圧入嵌合が終了した後に)、嵌合部(の変形部)を圧入部側へ押圧する押圧部を有している。また、ハウジングの嵌合部は、スペーサ本体の押圧部により押圧されると、スペーサの圧入部を係止するように弾性変形する変形部を有している。
すなわち、嵌合部への圧入部の圧入嵌合が終了した後に、ハウジングの嵌合部の変形部がスペーサ本体の押圧部に押圧される。そして、ハウジングの嵌合部の変形部が押圧部に押圧されると、ハウジングの嵌合部の変形部が弾性変形してスペーサの圧入部を係止する。
これにより、スペーサの圧入部をハウジングの嵌合部に圧入するだけで、スペーサの固定作業と抜け止め作業とを完了することができる。
また、ハウジングに対するスペーサの固定作業を実施した際に、ハウジングの嵌合部の変形部がスペーサの圧入部を係止するように変形することにより、スペーサの抜け止めを確実に実施することができるので、スペーサの抜け防止に対する信頼性を向上することができる。
さらに、抜け止め突起等のロック機構を追加することなく、例えばフラットな形状でスペーサの抜け止めが可能な構成とすることにより、ハウジングおよびスペーサを樹脂成形する金型構造を簡素化することができるので、金型加工およびメンテナンスの容易化を図ることができる。
請求項3に記載の発明によれば、スペーサの圧入部には、ハウジングの変形部に係止される被係止部が一体的に形成されている。すなわち、スペーサは、圧入部と被係止部とを一体化した構造を備えている。
請求項6に記載の発明によれば、スペーサは、ハウジングの変形部を圧入部側に押し下げるように押圧する押圧部を有している。この押圧部は、スペーサ本体の下面に一体的に設けられている。
請求項7に記載の発明によれば、ハウジングの嵌合部は、ハウジングの壁部端面で開口する開口部、およびこの開口部に連通する圧入空間を有している。また、スペーサの圧入部は、ハウジングの開口部から圧入空間に圧入される。
ところで、ハウジングの変形部は、スペーサ本体の押圧部により押圧されてスペーサの圧入部を係止するように弾性変形する。このため、スペーサの圧入部をハウジングの嵌合部に圧入嵌合した後に、ハウジングの変形部がスペーサの圧入部を係止するように弾性変形することが望ましい。したがって、スペーサ本体の押圧部を、嵌合部への圧入部の圧入方向の逆側(スペーサ本体の挿入方向に対して逆側)に設けることが望ましい。
ここで、嵌合部のスリットの内面のうちの少なくとも一部を、スペーサの連結部を圧入嵌合する圧入面として利用しても良い。
あるいはスペーサの連結部がスリットの内面を摺動するようにして、スリットの内面をハウジングとバルブとの間に形成される隙間にスペーサを挿入する際のガイドの一部としても良い。この場合には、ハウジングに対するスペーサの固定作業が容易となる。
あるいはスペーサの連結部がスリットの内面に被接触となるようにしても良い。この場合には、ハウジングに対するスペーサの固定作業が容易となる。
請求項11に記載の発明によれば、ハウジングの流体流路は、内燃機関の吸気ポートに連通する吸気通路である。また、スペーサは、内燃機関の吸気ポートとハウジングの吸気通路との間に形成される段差を解消するスロープ部材である。このスロープ部材は、ハウジングとバルブとの間に形成される隙間を小さくするように、ハウジングの内部に収容されている。
以上のように、内燃機関の吸気ポートとハウジングの吸気通路との間に形成される段差を解消するスロープ部材を配設したことにより、ハウジングの下部に液溜まり(滞留、堆積)した燃料が、上記の段差を乗り越え易くなる。
したがって、ハウジングの下部に液溜まりした燃料が大量に、しかも一気に内燃機関の燃焼室内に流れ込むことを防止できるので、内燃機関の燃焼室内の空燃比がオーバリッチになることによる排気ガス性能(エミッション)の悪化を抑制することができる。
このような片持ち式のバルブを採用することにより、バルブを全開した全開状態の時、つまりバルブの開度が、ハウジングの内部において全開位置にて全開(開弁)した全開開度の状態の時(バルブ全開時)に、ハウジングの内部(流体流路)に流入した流体流は、バルブおよびその回転軸に邪魔されることなく、ハウジングの内部(流体流路)をストレートに通過する。
ここで、流体流路を、内燃機関の吸気ポートに連通する吸気通路とした場合には、ハウジングの内部(吸気通路)に流入した吸気流は、ハウジングの内部(吸気通路)を真っ直ぐに流れて、ハウジングの内部(吸気通路)から内燃機関の燃焼室に導入される。これによって、バルブの全開時における吸気抵抗を低減させることができる。
図1ないし図4は本発明の実施例1を示したもので、図1はバルブユニット(カートリッジ)を示した図で、図2(a)はスロープ部材の凸状突起を示した図で、図2(b)はスロープ部材の抜け止め構造を示した図である。
本実施例の吸気渦流発生装置は、エンジンの各気筒毎の燃焼室内において縦方向の吸気渦流(タンブル流)を発生させる複数の吸気流制御弁(タンブル流制御弁、バルブユニット)を備えている。複数のバルブユニットは、弁体である吸気流制御バルブ1と、この吸気流制御バルブ1を内蔵し、インテークマニホールド(図5参照)2内に格納されるハウジング3とを備えている。
シリンダブロックの内部に形成されるシリンダボア内には、連接棒を介してクランクシャフトに連結されたピストンが、シリンダボアの中心軸線方向に摺動自在に支持されている。
電子スロットル装置は、エンジンの吸気管の途中に設置されたスロットルボディ、吸気管の内部(共通吸気通路)を流れる吸入空気量を可変するバタフライ型のスロットルバルブ、およびこのスロットルバルブを閉弁作動方向(または開弁作動方向)に付勢するリターンスプリング(またはデフォルトスプリング)等によって構成されている。
ここで、スロットルバルブを駆動する電動モータは、エンジン制御ユニット(エンジン制御装置:以下ECUと言う)によって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。
この吸気渦流発生装置は、電子スロットル装置と共に、エンジンの吸気系統に組み込まれている。そして、吸気渦流発生装置は、バルブユニットを、インテークマニホールド2の内部(ハウジング格納室)にピンロッド(回転軸、シャフト:図5参照)8の軸線方向(回転軸方向)に一定の間隔で並列的に複数配置した多連一体型の吸気通路開閉装置(バルブ開閉装置)である。
また、インテークマニホールド2の内部には、断面方形状の第1吸気通路11および断面方形状のハウジング格納室(図5参照)14が気筒数に対応した個数形成されている。各第1吸気通路11は、各第2吸気通路12を介して、シリンダヘッドの各吸気ポート13に互いに独立して接続されている。
各ハウジング格納室14の内部には、それぞれ対応したバルブユニット、特にハウジング3が嵌合保持されている。
また、複数の吸気流制御バルブ1は、長方形状(または矩形状)で、例えば熱可塑性樹脂等の合成樹脂によって一体的に形成されている。これらの吸気流制御バルブ1は、その回転中心を成すバルブ軸16が、吸気流制御バルブ1のバルブ中心部よりも、吸気流制御バルブ1の板厚方向に対して垂直なバルブ面方向の片側(図示下方側)に偏った位置に設置されている。したがって、吸気流制御バルブ1は、片持ち式のバルブを構成している。
また、複数のバルブユニットは、吸気流制御バルブ1の表裏2面のうちの裏面側のバルブ面に、バルブ軸16から吸気流制御バルブ1の先端側(バルブ上端面側)に向かって徐々に高さが低くなるように複数の補強リブ19を形成している。なお、これらの補強リブ19は設けなくても良い。
また、ハウジング3の外周面には、周方向および吸気流方向に平行な方向に延びる複数の補強リブ20が形成されている。なお、これらの補強リブ20は設けなくても良い。
また、複数のハウジング3は、各第2吸気通路12の軸線方向(吸気流方向)の下流端で開口し、各第2吸気通路12からシリンダヘッドの各吸気ポート13内に吸入空気を導入するための吸気導出口(出口部)を有している。
そして、各ハウジング3は、各第2吸気通路12の重力方向における下方側、つまり各第2吸気通路12の重力方向における下面側(第2吸気通路12の底面側)に、バルブ全開時に吸気流制御バルブ1が第2吸気通路12のメイン通路内に突き出ないように吸気流制御バルブ1を収納(格納)するためのバルブ収納空間(図5参照)21を有している。
スロープ本体6の外面(図示下端面)には、ハウジング3のハウジング下壁部の底面の一部を押し下げるように押圧する押圧部24が一体的に形成されている。また、2つの凸状突起7には、ハウジング3の圧入嵌合部4に圧入される一対の第1、第2圧入部31、32がそれぞれ一体的に設けられている。
なお、ハウジング3およびスロープ部材5の詳細構造は、後述する。
また、ピンロッド8は、その回転軸方向に垂直な断面が多角形状(例えば四角形状)に形成された多角断面シャフト(角形鋼製シャフト)であって、金属材料によって一体的に形成されている。
ここで、ピンロッド8を介して、複数の吸気流制御バルブ1を駆動する電動モータは、ECUによって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。
ECUには、制御処理や演算処理を行うCPU、制御プログラムまたは制御ロジックや各種データを保存する記憶装置(ROMやRAM等のメモリ)、入力回路(入力部)、出力回路(出力部)、電源回路、タイマー等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。
また、ECUは、イグニッションスイッチがオフ(IG・OFF)されると、マイクロコンピュータのメモリ内に格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づく上記のスロットル開度制御、タンブル制御バルブ開度制御、点火制御や燃料噴射制御等を含むエンジン制御が強制的に終了されるように構成されている。
なお、エアフローメータ、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、冷却水温センサ、吸気温センサおよび吸気圧センサ等によって、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段が構成される。
ここで、ECUは、運転状態検出手段によって検出されるエンジンの運転状態に対応して、複数のバルブユニットの目標バルブ開度を算出し、この目標バルブ開度とバルブ開度センサより出力されるバルブ開度信号との偏差がなくなるように電動モータへの供給電力を電子制御している。
また、複数の吸気流制御バルブ1は、エンジンの通常運転時に、電動モータの駆動力を利用して全開される。すなわち、エンジンの通常運転時には、複数のバルブユニットのバルブ開度が、全開開度の状態(全開位置)となるように制御(全開方向に駆動)される。 また、複数の吸気流制御バルブ1は、エンジン停止時に電動モータへの電力の供給が停止されると、例えばスプリング等の付勢力によって全開位置(または全開位置より僅かにと閉じた中間開度の状態(中間位置))に戻される。
複数のハウジング3は、例えば熱可塑性樹脂等の合成樹脂によって一体的に形成されている。これらのハウジング3は、各吸気流制御バルブ1を開閉自在に収容している。
複数のハウジング3は、各第2吸気通路12の軸線方向(吸気流方向)に対して直交する方向(各第2吸気通路12の重力方向に対して垂直な水平方向)の両側に一対の対向壁部(両側壁部、左右側壁部:以下ハウジング左右壁部と言う)をそれぞれ有している。また、複数のハウジング3は、各第2吸気通路12の軸線方向(吸気流方向)に対して直交する方向(各第2吸気通路12の重力方向)の両側に一対の上下壁部(天壁部、底壁部:以下ハウジング上下壁部と言う)をそれぞれ有している。
ここで、各ベアリング9は、内部に摺動孔が形成された円筒体であって、ハウジング3のバルブ軸受け部33の各支持孔の孔壁面に圧入固定されている。なお、これらのベアリング9はなくても良い。
また、ハウジング3のハウジング下壁部の底面には、ハウジング3の出口部から吸気流制御バルブ1のバルブ軸16の下部に至るまで、各第2吸気通路12の軸線方向(吸気流方向)に沿って真っ直ぐに延びる1つの凹部35が設けられている。そして、この凹部35の両側には、ハウジング3の入口部側の底面よりも低く、凹部35の底面(バルブ収納空間21の最底面)よりも高い位置に底面を有する凹部36が設けられている。
本実施例では、ハウジング3のハウジング下壁部の底面に形成される凹部35、36等によって、吸気流制御バルブ1を全開した全開開度の状態(全開位置)の時に、吸気流制御バルブ1を収容するデッドボリューム(バルブ収納空間21)を構成している。また、上述したスロープ収容空間22は、バルブ収納空間21の重力方向における下方側(図示下方側)に設けられる。具体的には、ハウジング3のハウジング下壁部の底面に形成される凹部35、36と吸気流制御バルブ1のバルブ軸16との間に形成される。
第1圧入保持部41は、図1ないし図4に示したように、第2圧入保持部42よりも図示左側に配設されて、逆コの字状の断面を有している。また、第2圧入保持部41は、図1ないし図4に示したように、第1圧入保持部41よりも図示右側に配設されて、コの字状の断面を有している。
第1、第2圧入保持部41、42は、特に図2、図3に示したように、スロープ部材5(スロープ本体6および凸状突起7)の図示下端部分が挿入されるスロープ挿入部(バルブ収納空間21の底面に形成された凹部36)の図示下方に配設され、スロープ部材5の押圧部24により図示下方に押圧されると(図示下方に押し下げられると)、第1、第2圧入部31、32を含む凸状突起7を係止するように(第1、第2圧入部31、32の抜け止めを図るように)弾性変形する一対の第1、第2変形部(抜け防止部)43、44を有している。
また、第1、第2変形部43、44は、圧入嵌合部4の圧入面の途中から開口部45の近傍まで設けられている。なお、第1、第2変形部43、44を圧入嵌合部4の圧入面よりも開口部側に設けても良い。また、第1、第2変形部43、44は、その図示上端面(凹部36の底面)が、ハウジング3のハウジング下壁部の底面と吸気流制御バルブ1のバルブ軸16との間に形成される隙間にスロープ部材5を挿入する際のガイドの一部を構成している。
また、圧入嵌合部4は、第1、第2変形部43、44との間に圧入空間46を形成する平面部49を有している。この平面部49は、圧入嵌合部4(第1、第2圧入保持部41、42)に、第1、第2圧入部31、32を圧入する際のガイドを構成している。
スロープ本体6は、断面直角三角形状(または断面横V字形状)に形成されている。このスロープ本体6に設けられている押圧部24は、圧入嵌合部4(第1、第2圧入保持部41、42)へ圧入嵌合する第1、第2圧入部31、32の反圧入方向側(後端部側)に位置している。そして、この押圧部24は、圧入嵌合部4(第1、第2圧入保持部41、42)への第1、第2圧入部31、32の圧入嵌合が終了した後に、圧入嵌合部4の第1、第2変形部43、44を圧入部31、32側(図示下方)に押し下げるように押圧し、第1、第2変形部43、44を弾性変形させる。
また、第1、第2圧入部31、32の先端部は、圧入嵌合部4(第1、第2圧入保持部41、42)への圧入作業を容易とするために、先端に向かう程外径が次第に小さくなるテーパ状(円錐台形状)に形成されている。
また、各スロープ本体6の左右両側面は、ハウジング3の一対のガイド34にそれぞれ嵌め合わされる一対の嵌合凹部53を有している。
そして、スロープ部材5のスロープ本体6を収容した複数のバルブユニットをインテークマニホールド2の各ハウジング格納室14内に格納した後に、インテークマニホールド2をシリンダヘッドのインマニ取付面に気密的に接続することで、スロープ部材5が、例えば図5に示したように、シリンダヘッドのインマニ取付面(段差23)と吸気流制御バルブ1のバルブ軸16との間に形成される空間(バルブ収納空間21のうちのバルブ軸16よりもシリンダヘッド側の空間)に配置される。
第1、第2圧入部31、32には、第1、第2変形部43、44の端部(抜け防止部)に係止される第1、第2被係止部が一体的に形成されている。また、第1、第2圧入部31、32は、押圧部24と一体化されており、第1、第2変形部43、44を、同一の樹脂部材である押圧部24とで挟み込む構造を備えている。
次に、本実施例のバルブユニットの製造方法を図1ないし図4に基づいて簡単に説明する。
本実施例のバルブユニットは、ハウジング3と吸気流制御バルブ1とを、1つの射出成形用金型(成形型)内で熱可塑性樹脂によって一体的に同時成形する射出成形方法を用いて製造される。また、スロープ部材5は、スロープ本体6、2つの凸状突起7および連結部55等を、1つの射出成形用金型(成形型)内で熱可塑性樹脂によって一体的に成形する射出成形方法を用いて製造される。
射出成形方法を簡単に説明すると、ペレット状の樹脂素材を加熱して溶融し、この溶融樹脂に圧力を加えて射出成形用金型(成形型)のキャビティ内に射出注入し、冷却して固化(硬化)した後に、射出成形用金型を所定の型抜き方向に型抜きして射出成形用金型の中から、樹脂成形品を取り出す樹脂成形方法である。
このとき、スロープ部材5のスロープ本体6が、ハウジング3のハウジング下壁部の底面と吸気流制御バルブ1のバルブ軸16との間に形成される隙間を狭くするように、ハウジング3の内部(スロープ収容空間22)に挿入されると同時に、スロープ部材5の第1、第2圧入部31、32をハウジング3の圧入嵌合部4(第1、第2圧入保持部41、42)の圧入面、圧入空間46に圧入される。
そして、第1、第2変形部43、44が押圧部24に押圧されると、第1、第2変形部43、44の端部が図示下方に曲がるように弾性変形するため、第1、第2変形部43、44の端部(抜け防止部)により第1、第2圧入部31、32の被係止部が係止されて、スロープ部材5の抜け止めが成される。
これにより、ハウジング3に対するスロープ部材5(スロープ本体6、2つの凸状突起7)の固定作業と、ハウジング3に対するスロープ部材5(スロープ本体6、2つの凸状突起7)の抜け止め作業とが同時に完了する。
次に、本実施例の内燃機関の吸気制御装置(吸気渦流発生装置)の作用を図1ないし図4に基づいて簡単に説明する。
この場合、インテークマニホールド2の第1吸気通路11から、ハウジング3の入口部を経てハウジング3の内部に形成される第2吸気通路12に流入した吸気流は、第2吸気通路12をストレートに通過して、ハウジング3の出口部からシリンダヘッドに設けられる吸気ポート13内に導入される。そして、吸気ポート13を通過した吸気流は、吸気ポート13の吸気弁口から燃焼室内に供給される。このとき、燃焼室内において縦方向の吸気渦流(タンブル流)は発生しない。
この場合、インテークマニホールド2の第1吸気通路11から、ハウジング3の入口部を経て第2吸気通路12に流入した吸気流は、殆ど吸気流制御バルブ1のバルブ上端面とハウジング3のハウジング上壁部との間の隙間(開口部17)を通過して、ハウジング3の出口部から吸気ポート13の上層部内に導入され、吸気ポート13の上層部の天壁面に沿って流れる。そして、吸気ポート13の上層部の天壁面に沿って流れる吸気流は、吸気ポート13の吸気弁口から燃焼室内に供給される。このとき、エンジンの各気筒毎の燃焼室内においてタンブル流が発生するため、エンジン始動時またはアイドル運転時における燃焼室内での燃焼効率が向上し、燃費やエミッション(例えばHC低減効果)等が改善される。
そして、各吸気流制御バルブ1の全閉時(バルブ全閉時)においては、第1吸気通路11から第2吸気通路12に流入した吸入空気の一部が、吸気流制御バルブ1のバルブ軸16とインテークマニホールド2の段差(図5参照)25との間の隙間を通って第2吸気通路12の重力方向における下面(ハウジング3の底面)に回り込み、その後に、第2吸気通路12の重力方向における下面(ハウジング3の底面)と吸気流制御バルブ1のバルブ軸16との間の隙間から、スロープ部材5の傾斜面52に沿ってエンジンの吸気ポート13内に流れ込む吸入空気流が発生する。
したがって、ハウジング3の下部に液溜まりした燃料が大量に、しかも一気にエンジンの各気筒毎の燃焼室内に流れ込むことがないので、エンジンの各気筒毎の燃焼室内の空燃比がオーバリッチになることによる排気ガス性能(エミッション)の悪化を抑制することができる。
以上のように、バルブユニットにおいては、スロープ部材5のスロープ本体6をハウジング3の内部(スロープ収容空間22)に挿入すると同時に、スロープ部材5の第1、第2圧入部31、32をハウジング3の第1、第2圧入保持部41、42の圧入面、つまり圧入嵌合部4の圧入空間46に圧入するだけで、ハウジング3に対するスロープ部材5(スロープ本体6、2つの凸状突起7)の固定作業と、ハウジング3に対するスロープ部材5(スロープ本体6、2つの凸状突起7)の抜け止め作業とを同時に完了することができる。
これによって、高価な樹脂材料(高温クリープ等による変形量の小さい合成樹脂)を使用することなく、また、ハウジング3の内部(スロープ収容空間22、圧入空間46)への装着後のスロープ部材5(スロープ本体6、2つの凸状突起7)の抜け防止のための後工程が不要となるので、ハウジング3へのスロープ部材5の組付作業効率の向上およびコストダウンを図ることができる。
また、ハウジング3の内部(スロープ収容空間22)に対するスロープ部材5のスロープ本体6の固定作業(組み付け作業)を実施した際に、圧入嵌合部4の第1、第2変形部43、44の端部(抜け防止部)がスロープ部材5の第1、第2圧入部31、32の被係止部を係止するように変形することにより、スロープ部材5(スロープ本体6、2つの凸状突起7)の抜け止めを確実に実施することができるので、スロープ部材5(スロープ本体6、2つの凸状突起7)の抜け防止に対する信頼性を向上することができる。
また、圧入嵌合部4の第1、第2変形部43、44を、同一樹脂部材(例えば熱可塑性樹脂等の合成樹脂)によって形成されたスロープ本体6の押圧部24と2つの凸状突起7の第1、第2圧入部31、32とで挟み込む構造を備えている。これによって、高温環境下でのクリープ等の変形により更にスロープ部材5が抜け難くなるので、スロープ部材5の抜け防止に対する信頼性をより向上することができる。
本実施例では、本発明を、吸気渦流発生装置を備えた内燃機関の吸気制御装置に適用しているが、本発明を、内燃機関の各気筒毎の燃焼室内に吸入される吸入空気量を制御する内燃機関の吸気量制御装置(電子スロットル装置)、吸気通路の通路長や通路断面積を変更する吸気可変弁を備えた内燃機関の可変吸気制御装置に適用しても良い。
本実施例では、吸気渦流発生装置を、エンジンの各気筒毎の燃焼室内にて混合気の燃焼を促進させるための縦方向の吸気渦流(タンブル流)の生成が可能となるように構成したが、吸気渦流発生装置を、エンジンの各気筒毎の燃焼室内にて混合気の燃焼を促進させるための横方向の吸気渦流(スワール流)の生成が可能となるように構成しても良い。また、吸気渦流発生装置を、エンジンの燃焼を促進させるためのスキッシュ渦の生成が可能となるように構成しても良い。
また、吸気導入ダクト内部に形成される吸気通路に設置されたバルブを有し、エンジンの燃焼室に吸い込まれる吸入空気(吸気)を制御する吸気制御弁として、本実施例のバルブユニット(TCV)の代わりに、スロットルボディ内部に形成される吸気通路に設置されたスロットルバルブを有し、エンジンの燃焼室に吸い込まれる吸入空気量(吸気量)を制御する吸気流量制御弁、ハウジング内部に形成される吸気通路に設置されたアイドル回転速度制御バルブを有し、スロットルバルブをバイパスする吸入空気量(吸気量)を制御する吸気流量制御弁等を用いても良い。
また、バルブは、多連一体型の吸気流制御バルブ1に限定されず、ハウジング3の内部に開閉自在に設置されるバルブであれば、1個の片持ち式のバルブまたは1個の両持ち式のバルブのいずれでも良い。また、本実施例では、吸気流制御バルブ1の正面形状を方形状または矩形状としているが、吸気流制御バルブ1の正面形状を円形状または楕円形状または長円形状または多角形状としても良い。この場合には、吸気導入ダクトのハウジング(筒部)内の吸気通路の断面形状を吸気流制御バルブ1の正面形状に対応して変更する。
2 インテークマニホールド
3 ハウジング
4 圧入嵌合部(嵌合部)
5 スロープ部材(スペーサ)
6 スロープ本体(スペーサ本体)
7 凸状突起
12 第2吸気通路(流体流路)
16 バルブ軸(回転軸)
23 段差
24 押圧部
31 第1圧入部
32 第2圧入部
41 第1圧入保持部
42 第2圧入保持部
43 第1変形部
44 第2変形部
45 開口部
46 圧入空間
47 スリット
55 連結部
Claims (12)
- (a)内燃機関の燃焼室に連通する流体流路を形成するハウジングと、
(b)このハウジングの内部に収容されて、前記流体流路を開閉するバルブと、
(c)前記ハウジングと前記バルブとの間に形成される隙間を小さくするスペーサ本体を有するスペーサと
を備えたバルブユニットにおいて、
前記スペーサは、合成樹脂によって形成されて、前記スペーサ本体の外面より突出するように配設された圧入部を有し、
前記ハウジングは、合成樹脂によって形成されて、前記圧入部を圧入嵌合する嵌合部を有し、
前記スペーサ本体は、前記圧入部との間に前記嵌合部を挟み込むように配設されて、前記嵌合部を前記圧入部側へ押圧する押圧部を有し、
前記嵌合部は、前記押圧部により押圧されると前記圧入部を係止するように弾性変形する変形部を有していることを特徴とするバルブユニット。 - 請求項1に記載のバルブユニットにおいて、
前記変形部は、前記スペーサの抜け止め構造を形成していることを特徴とするバルブユニット。 - 請求項1または請求項2に記載のバルブユニットにおいて、
前記圧入部には、前記変形部に係止される被係止部が一体的に形成されていることを特徴とするバルブユニット。 - 請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載のバルブユニットにおいて、
前記圧入部は、前記押圧部と一体化されており、
前記変形部は、前記圧入部と前記押圧部との間に挟み込まれていることを特徴とするバルブユニット。 - 請求項1ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載のバルブユニットにおいて、
前記ハウジングは、前記嵌合部の内面のうちの少なくとも一部が圧入面を形成していることを特徴とするバルブユニット。 - 請求項1ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載のバルブユニットにおいて、
前記押圧部は、前記スペーサ本体の下面に一体的に設けられて、前記変形部を前記圧入部側に押し下げるように押圧することを特徴とするバルブユニット。 - 請求項1ないし請求項6のうちのいずれか1つに記載のバルブユニットにおいて、
前記嵌合部は、前記ハウジングの壁部端面で開口する開口部、およびこの開口部に連通する圧入空間を有し、
前記圧入部は、前記開口部から前記圧入空間に圧入されることを特徴とするバルブユニット。 - 請求項7に記載のバルブユニットにおいて、
前記ハウジングは、前記嵌合部の内面のうちの少なくとも一部が圧入面を形成しており、
前記変形部は、前記圧入面の途中から前記開口部近傍までに設けられている、あるいは前記圧入面よりも前記開口部側に設けられていることを特徴とするバルブユニット。 - 請求項7または請求項8に記載のバルブユニットにおいて、
前記嵌合部は、前記変形部を分割するように形成されて、前記隙間と前記圧入空間とを連通するスリットを有し、
前記スペーサは、前記スリットを貫通して前記スペーサ本体と前記圧入部とを連結する連結部を有していることを特徴とするバルブユニット。 - 請求項1ないし請求項9のうちのいずれか1つに記載のバルブユニットにおいて、
前記変形部は、前記隙間に前記スペーサを挿入する際のガイドの一部を構成していることを特徴とするバルブユニット。 - 請求項1ないし請求項10のうちのいずれか1つに記載のバルブユニットにおいて、
前記流体流路は、前記内燃機関の吸気ポートに連通する吸気通路であって、
前記スペーサは、前記内燃機関の吸気ポートと前記ハウジングの吸気通路との間に形成される段差を解消するスロープ部材であって、
前記スロープ部材は、前記隙間を小さくするように、前記ハウジングの内部に収容されていることを特徴とするバルブユニット。 - 請求項1ないし請求項11のうちのいずれか1つに記載のバルブユニットにおいて、
前記バルブとは、その回転中心を成す回転軸が、前記バルブの中心よりも一端側にズレた片持ち式のバルブのことであることを特徴とするバルブユニット。
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