JP5124594B2 - 内燃機関用吸気マニホルドシステム - Google Patents

Description

本開示は、請求項１の前提部の特徴に係る内燃機関用吸気マニホルドシステムに関する。

内燃機関用吸気マニホルドシステムにおいて、各吸気マニホルドは、吸気マニホルドの吸気断面に垂直に配置された少なくとも１つのスワールフラップを有する。このスワールフラップは、このように、シリンダーに供給された燃焼用空気を制御している。渦フリップは気密ハウジング内に複数配置されており、連結棒に結合されたリンクレバーによって、アクチュエータを介して制御することが可能である。

時間、及び費用面から、特に、自動車メーカーは、競って、スワールフラップのアセンブリを出来るだけ容易に製造できるよう努力している。

ＤＥ１９７ ０９７ ５９９ Ａ１では、ねじ込み式接続方式によって操作装置に取り付けられたスワールフラップが開示されている。準備組立て過程において、スワールフラップ、ねじ込み式接続部及び操作装置の３つの部品を組み立てるには、比較的時間がかかる。

また、ＤＥ１０ ２００４ ００９ ５０２ Ｂ３では、複数のフラップモジュールが、接続可能な中空軸によって実現されている内燃機関用のフラップシステムが開示されている。

さらに、ＤＥ１０２ ３６ ５８７ Ａ１では、セレクタシャフトがオフセット補償要素を備えたスワールフラップの配置が開示されている。

本発明は、組立てを実質的に簡易化して行うことができ、かつ、スワールフラップを組み立てるために必要な部品の数が少なくなるような方法で請求項１の前提部の特徴に係る吸気マニホルドシステム用の部品を設計することを目的とする。

この目的は、本発明によって、請求項１の特徴をもって達成される。本発明の効果的な実施形態は、従属項において特徴が示されている。

本発明によって得られる効果は、特に、スワールフラップ操作装置の準備組立てを簡易に行うことと部品の数を減らすこととによって時間と費用とを節約する方法で、吸気マニホルドシステムを組み立てることができることにある。

本発明のさらに効果的な設計とは、スワールフラップ上の突起部によって、同時にかつ確実に、スワールフラップの正しい設置とスワールフラップの軸確保の保証とが可能になる設計である。したがって、スワールフラップ上の突起部によって、スワールフラップが不適切に組み立てられてしまう可能性を低減される。

本発明の詳細は、図面を用いて、より詳しく説明される。

図１は、本発明に係るフラップ装置の分解図である。 図２は、アクチュエータによる駆動によって組立て状態にある複数のフラップ装置の配置を示す図である。 図３は、図１にしたがって設計されたフラップ装置用のリンクレバーを示す図である。 図４は、図１にしたがって設計されたフラップ装置用のスワールフラップを示す図である。 図５は、スワールフラップ用のベアリングユニットを示す図である。 図６は、スワールフラップと一体のベアリングユニットを示す図である。 図７は、ベアリングユニットを備えたスワールフラップの組立ての他の方法を示す図である。 図８は、組立てられた状態のフラップ装置の断面図である。

図１は、吸気マニホルドシステム用のフラップ装置の組立てに必要な個々の部品を示す分解図である。このフラップ装置は、個々に、ベアリングユニット３に導入されたスワールフラップ２からなる部分と、さらに、スワールフラップ２の２つの軸受ブシュ２１、２２と軌道輪１６とシーリングリング１７とを軸方向に貫くステイバー１３からなる部分を有する。このステイバーは、ステイバー１３に直角に配置された取り付けリンクレバー１１を備えた操作装置１の一部であり、リンクレバーは、玉継ぎ手１０によって連結棒４２に連結されている（図２参照）。

このように、操作装置１のリンクレバー１１は、一端で玉継ぎ手１０によって連結棒４２に連結されており、他端でステイバー１３に連結されている。このステイバー１３は、リンクレバー１１に向けられた一端で、自由端１５の方が直径が小さくなっているスリーブ１２によって、しっかりと同軸に覆われている。ステイバー１３は、長方形断面を有する。しかし、ステイバー１３は、他にも、角を１つだけ有する設計や、複数の角を有する設計とすることも可能である。

シーリングリング１７と同様にスリーブ１２上に配置された軌道輪１６を介して、ステイバー１３の軸受は有効とされる。

スワールフラップ２は、その両側に、２つのシリンダー型軸受ブシュ２１、２２を有している。リンクレバー１１から遠い方の軸受ブシュ２１は、ステイバー１３の周りのスワールフラップ２の軸回転を制御できるように、ステイバー１３の横断面に対応するよう形成された穴形開口部２３を有する。

ベアリングユニット３は、Ｕ字状になるようにブラケットで互いに連結された、互いに長さが異なるジャーナル３６、３７を有する。リンクレバー１１から遠い方のジャーナル３７は、リンクレバー１１に近い方のジャーナル３６より短く設計されている。各ジャーナル３６、３７は、スワールフラップ２の軸受ブシュ２１、２２それぞれの外径に応じて調節された穿孔３１、３２を有する。したがって、穿孔３１、３２の軸は、それぞれ、スワールフラップ２の軸受ブシュ２１、２２の軸と同一面上に位置する。

図２は、アクチュエータ４１によって作動され、組立て状態にあるスワールフラップ２を示す図である。アクチュエータ４１が真空アクチュエータであると効果的であることが明らかにされている。しかし、他のタイプのアクチュエータを使用することもできる。個々のスワールフラップ２は、玉継ぎ手によって連結棒４２に連結されている。連結棒４２は、ロッキング要素４４によって、固定アーム４３のステップ４５内に配置される。さらに、ロッキング要素４４は、アクチュエータシャフト４６に連結されている。

連結棒４２によるスワールフラップ２の制御は、アクチュエータシャフト４６がアクチュエータ４１によって軸方向に動く点において効果がある。この動きは、ロッキング要素４４を介して連結棒４２に伝えられる。このように、連結棒４２のロッキング要素４４は、固定アーム４３のさらなるステップ４５内に配置されている。この動きは、連結棒４２内にある玉継ぎ手によって、リンクレバー１１のステイバー１３を介して個々のスワールフラップ２に伝えられる。

図３及び図４は、操作装置１及びスワールフラップ２を示す斜視図である。図３は、リンクレバー１１と反対側の端部が、軸方向に向けられたスリーブ１２によって覆われているステイバー１３を示す図である。ブシュは、自由端１５上で直径が小さくなっている。スリーブ１２の自由端１５は、さらに、軸方向に向かって伸びる溝状の凹部１４を有する。

それぞれが異なる直径を持ち、ステイバー１３を覆うようなブシュを１つ以上備える設計とすることも可能である。リンクレバー１１から遠い方のブッシュは、凹部１４を有する。

凹部１４に対する軸となる凸型の調整突起部２７は、リンクレバー１１により近い位置に配置されかつ円形の穿孔２６を有する軸受ブシュ２２の穿孔２６内に配置される。この穿孔２６の形状は、リンクレバー１１に近い方の軸受ブシュ２２がリンクレバー１１のスリーブ１５内に確実にフィットした状態で導入されることが可能となるようなものが選択される。このため、調整突起部２７も、同様に、リンクレバー１１の凹部１４内に確実にフィットした状態で導入されなければならない。これによって、軸固定に加え、スワールフラップ２の回転制御も、調整突起部２７と凹部１４によって可能となる。

さらに、スワールフラップ２は、リンクレバー１１から遠い方の軸受ブシュ２１上に、半径方向に突出した突起部２４と、ベアリングユニット３内のスワールフラップ２に軸方向に固定するためのフランジ２５とを有する。

図５及び図６は、スワールフラップ２の軸固定が確実に行われるベアリングユニット３内において、スワールフラップ２を取り付けるための第１の実施形態を示す図である。リンクレバー１１から遠い方のジャーナルである、ベアリングユニット３のジャーナル３７は、リンクレバー１１から遠い方の穿孔３１の底面上に軸方向の凹部３４を有する。さらに、リンクレバー１１から遠い方のジャーナル３７は、スワールフラップ２に向き合うジャーナル面の穿孔３１に平行に伸びる窪部３３を有している。組立て状態においては、スワールフラップ２のフランジ２５は、ジャーナル面の窪部３３に沈み込む。

スワールフラップ２のベアリングユニット３への取り付けは、軸受ブシュ２１上に設けられた突起部２４がベアリングユニット３のジャーナル３７内にある窪部３４に挿入されるまで、スワールフラップ２が軸方向に回転するという点において効果がある。突起部２４が窪部３４に導入された後、スワールフラップ２は軸方向に１８０度回転する。内燃機関の動作中は、スワールフラップ２の軸方向の回転が最大で９０度であるため、スワールフラップ２がベアリングユニットにおいて確実に軸固定される。

さらに、リンクレバー１１から遠い方のベアリングユニット３のジャーナル３７は、スワールフラップ２の突起部２４と接触するジャーナル面のさらなる窪部３５を有する。窪部３５は、ジャーナル３７のスワールフラップ２から遠ざかる方向に向う面に位置する。内燃機関の通常動作中は、スワールフラップ２の回転によって、ベアリングユニット３の窪部３５とスワールフラップ２の突起部２４との間、及び／又はベアリングユニット３の窪部３３とスワールフラップ２の軸受ブシュ２１上のフランジ２５との間に摩擦が生じる。これらの互いに関係しあう各部品間に生じる摩擦を最小限にするため、ベアリングユニットのジャーナルの面は平滑な構造を有している。このように、ベアリングユニット３のジャーナル面の残りの部分と対比して、窪部３３、３５が生じるようにする。

図７は、スワールフラップ２の軸固定が確実になされるベアリングユニット３を有するスワールフラップ２の組立ての他の方法を示す図である。リンクレバー１１から遠い方の軸受ブシュ２１上に設けられたフランジ２５の他に、本実施形態のスワールフラップ２は、リンクレバー１１に近い方の軸受ブシュ２２上に位置する追加フランジ２８を有する。これら２つのフランジ２５、２８は、それぞれの直径がベアリングユニット３の穿孔３１、３２の直径よりも大きいため、スワールフラップ２の軸方向運動を防止する。

図８は、スワールフラップの組立て時の操作装置１を、スリーブ１２によって囲まれているベアリングユニット３のステイバー１３断面と共に示す図である。図８から分かるように、ステイバー１３は、リンクレバー１１のスリーブ１２によって覆われている。特に、本実施形態では、リンクレバー１１とスリーブ１２とが、一体化した１つの部品として設計されている。ステイバー１３の自由端は、リンクレバー１１から遠い方のスワールフラップ２軸受ブシュ２１を完全には突き抜けていない。さらに、リンクレバー１１に近い方の軸受ブシュ２２が、スリーブ１２の自由端１５を完全に含んでいて、軸受ブシュ２２の円形の穿孔２６の直径は、軸方向に、ステイバー１３の直径まで小さくなっていることが分かる。

Claims (9)

1. 少なくとも１つのリンクレバー（１１）を有しており、前記リンクレバーは、一端で前記リンクレバーの軸に対して直角になるよう前記リンクレバー上に配置された玉継ぎ手によって連結棒（４２）に連結されており、ステイバー（１３）がスワールフラップ（２）用に設けられており、前記ステイバーは前記リンクレバーの軸に直角であって、ベアリングユニット（３）の穿孔（３１、３２）内に誘導された２つの軸受ブシュ（２１、２２）を軸方向に突き抜けており、前記穿孔が前記スワールフラップ（２）の両側に設けられている内燃機関用吸気マニホルドシステムであって、
   前記リンクレバー（１１）に向けられた、前記ステイバー（１３）の一端は、少なくとも１つのスリーブ（１２）によって囲まれており、
   前記スリーブ（１２）は、対向する前記スワールフラップ（２）の軸受ブシュ（２２）内に対応して形成された軸突起部（２７）のうちの１つとぴったりフィットするように係合する凹部（１４）を有しており、
   前記スワールフラップ（２）の２つの軸受ブシュ（２１、２２）の少なくとも１つは、前記ベアリングユニット（３）の穿孔（３１、３２）のそれぞれに関するものであり、前記スワールフラップ（２）の軸固定が確実に行われるように形成されており、
   前記スワールフラップ（２）は、少なくとも１つの軸受ブシュ（２１、２２）上にフランジ（２５）を有しており、前記フランジの直径は、前記ベアリングユニット（３）の穿孔（３１、３２）それぞれの直径よりも大きいことを特徴とする内燃機関用吸気マニホルドシステム。
2. 前記スワールフラップ（２）は少なくとも１つの軸受ブシュ（２１）上の半径方向に突出した突起部（２４）を有し、前記ベアリングユニット（３）の対応する穿孔（３１）は前記突起部に対応するように形成された凹部（３４）を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用吸気マニホルドシステム。
3. ブリッジ形の、軸方向に向けられた突起部（２７）は、前記スワールフラップ（２）の軸受ブシュ（２２）の穿孔（２６）内に設けられ、前記軸受ブシュはリンクレバー（１１）に近い方のベアリングであることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関用吸気マニホルドシステム。
4. 前記スワールフラップ（２）は、両側に、それぞれ、軸受ブシュ（２１、２２）を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関用吸気マニホルドシステム。
5. 前記スワールフラップ（２）の軸受ブシュ（２１、２２）の少なくとも１つは、前記ステイバー（１３）の断面に対応して形成された穴形開口部（２３）を有することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用吸気マニホルドシステム。
6. 前記スワールフラップ（２）の軸受ブシュ（２１、２２）の少なくとも１つは、軸方向内側に向かって先が細くなり最終的にその断面が前記ステイバー（１３）に対応する円形穿孔（２６）を有することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用吸気マニホルドシステム。
7. 前記リンクレバー（１１）と反対側の前記スリーブ（１２）の端に、軌道輪（１６）及びシーリングリング（１７）が配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の内燃機関用吸気マニホルドシステム。
8. 前記ステイバー（１３）は、角を１つだけ有する断面形状、又は複数の角を有する断面形状であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の内燃機関用吸気マニホルドシステム。
9. 前記ベアリングユニット（３）と前記リンクレバー（１１）から遠い方のフランジ（２５）との間の接触面（３３、３５）は、滑面構成を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の内燃機関用吸気マニホルドシステム。

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