JPH07166877A - 多気筒内燃エンジンの吸気制御装置 - Google Patents

多気筒内燃エンジンの吸気制御装置

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JPH07166877A
JPH07166877A JP5310924A JP31092493A JPH07166877A JP H07166877 A JPH07166877 A JP H07166877A JP 5310924 A JP5310924 A JP 5310924A JP 31092493 A JP31092493 A JP 31092493A JP H07166877 A JPH07166877 A JP H07166877A
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JP
Japan
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control device
internal combustion
combustion engine
valve body
intake
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JP5310924A
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English (en)
Inventor
Akira Takahashi
晃 高橋
Toru Hashimoto
徹 橋本
Mitsuhiro Miyake
光浩 三宅
Shigekazu Yamauchi
重和 山内
Kiyoshi Shinjiyou
淨之 新庄
Shigeo Tsukagoshi
成生 塚越
Hisakazu Miya
久和 宮
Naoto Nishimoto
直人 西本
Mitsuyoshi Kato
満吉 加藤
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Mikuni Corp
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Motors Corp
Tokyo Roki Co Ltd
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Mikuni Corp
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Motors Corp
Tokyo Roki Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 多気筒内燃エンジンの各気筒に連通する吸気
通路を形成するバルブボディ(II)と、バルブボディを
貫通して軸支された回動軸(21b)と、回動軸に支持
されて吸気通路の各々にこれを開閉自在に配置された弁
体(21a)とを含む多気筒内燃エンジンの吸気制御装
置において、上記弁体(21a)及び回動軸(21b)
は同一素材の一体成形された繊維強化樹脂材から成り、
かかる繊維強化樹脂材としては、ポリフェニレンエーテ
ル、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニ
レンサルファイドから選ばれる1種の樹脂若しくは2種
以上の混合物からなるエンジニアリングプラスチック
に、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカ
ー等の無機繊維を5〜50重量パーセント混合したもの
を用いる。 【効果】 多連一体型バタフライバルブの成形寸法の高
精度化及び装置の軽量化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に搭載される
多気筒内燃エンジンの吸気制御装置に関し、特に、吸気
通路の開閉を行う多連一体型バタフライバルブに特徴を
有した多気筒内燃エンジンの吸気制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、エンジンの回転速度、負荷等に応
じて吸気管の長さ等を2段階に切り替え、吸気に慣性過
給効果あるいは共鳴過給効果を与えて、エンジンの出力
を向上させる、いわゆる、可変吸気システムがエンジン
の吸気装置に採用されている。図1は、かかる可変吸気
システムを6気筒エンジンに採用した吸気制御装置の断
面図を示すものである。本図においては、エンジンの1
気筒に対応する1つの吸気通路の断面が示されている
が、6気筒に対応する分だけ紙面垂直方向に並列に一体
的に形成されている。
【0003】かかる吸気制御装置においては、本体側面
部からスロットル弁(不図示)を介してサージタンク1
内に導入された吸気は、低中速域では多連一体型バタフ
ライバルブ2の弁体2aがアクチュエータ(不図示)の
作動により閉じられることにより(実線で示す状態)、
矢印Aで示すように迂回吸気通路3を経由して、一方、
高速域では弁体2aが開けられた状態(二点鎖線で示す
状態)となり、迂回吸気通路3を経由することなく、矢
印Bで示すように直接エンジンシリンダ内に導入される
ようになっている。
【0004】すなわち、弁体2aの開閉によって、低中
速では長い吸気管による圧力反転波を、高速域では短い
吸気管による圧力反転波を同期せしめ、これにより全域
の充填効率を向上させ、もって、低中速トルクの向上と
最高出力の向上を両立させるものである。また、このよ
うな可変吸気システムを採用した吸気制御装置において
は、吸気通路及びサージタンク等を形成する本体部分は
アルミニウム材を用いて鋳造成形され、弁体2a及びそ
の回動軸2b等は鋼材等を用いて形成されている。
【0005】そして、かかる鋳造技術上の制約等によ
り、吸気制御装置は3つの領域、すなわち、吸気通路の
みを形成するブランチ部分(I)、多連一体型バタフラ
イバルブ2を内装すると共に吸気通路を形成するバルブ
ボディ部分(II)及びサージタンク1を形成すると共に
迂回吸気通路3の一部を成すポートシェル4を内装する
カバー部分(III)に分けてそれぞれ成形され、その
後、ボルト及びナット等の締結手段(不図示)を用い
て、それぞれの取り付けフランジ面を付き合わせて一体
的に結合せしめられている。
【0006】さらに、多連一体型バタフライバルブ2に
ついては、図2に示されるように、一本の回動軸2bの
各吸気通路に対応した部分において凹部切り欠きを形成
し、この領域に弁体2aを小ねじ2c等の締結手段を用
いて固着せしめ、かかる弁体2aが固着された回動軸2
bの一端に、例えばアーム2d及びアクチュエータ5か
らなる駆動手段を連結することで、全てのバルブが一体
的に回動させられるようになっている。
【0007】また、この多連一体型バタフライバルブの
組付け方法及び支持方法については、バルブボディ部分
(II)の外側面から各吸気通路に直交するように、ドリ
ル加工等により回動軸軸受孔6を形成した後、この軸受
孔6の開放側端部から回動軸2bを挿入し、その後、各
吸気通路において、弁体2aを小ねじ2c等により回動
軸2bに固着せしめる方法が採られている。
【0008】一方、今日の自動車開発の方針の一つとし
て、車両の軽量化による低燃費車両の開発、あるいは材
質の変更及び製造工程の簡略化等による低コスト車両の
開発が検討されている。そこで、従来アルミニウム材あ
るいは鋼材等の金属材料により形成されていた上記吸気
制御装置についても、その一環として樹脂材料を用いる
ことが検討されている。
【0009】しかしながら、従来の吸気制御装置を構成
する部品、特に多連一体型バタフライバルブを単に樹脂
化したのでは、成形品の寸法のばらつきが従来の金属製
品に比べ非常に大きくなってしまう。かかる成形寸法が
要求値より小さければ、弁体と吸気通路内壁との間隙が
大きくなり、あるいは、弁体と吸気通路内壁とが回動軸
の軸線方向において接触し、一方要求値より大きけれ
ば、バルブ自体が回動不能、あるいはボディ本体への組
み付けが不可能になる場合がある。
【0010】さらに、樹脂材料は金属材料に比べて機械
的強度が小さいことから、それに応じた対策が必要とな
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
等に鑑み、本願発明の目的とするところは、製品の軽量
化を図りつつ、成形品寸法の高精度化及び機械的強度の
向上をも図り、もって、装置本体の機能を保証し得る多
気筒内燃エンジンの吸気制御装置を提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係る多気筒内燃
エンジンの吸気制御装置は、多気筒内燃エンジンの各気
筒に連通する吸気通路を形成する殻体と、前記殻体を貫
通して軸支された回動軸と、前記回動軸に支持されて前
記吸気通路の各々にこれを開閉自在に配置された弁体と
を含む多気筒内燃エンジンの吸気制御装置であって、前
記弁体及び前記回動軸は一体成形された無機繊維を5〜
50重量%含有する熱可塑性樹脂から成ることを特徴と
している。
【0013】また、上記多気筒内燃エンジンの吸気制御
装置において、上記弁体、回動軸及び殻体を、同一の繊
維強化樹脂により形成することも特徴とするものであ
る。
【0014】
【作用】殻体の吸気通路内に、かかる通路を開閉自在に
配置される弁体と、この弁体を支持する回動軸とを、上
記の如き繊維強化樹脂により一体に成形して多連一体型
バタフライバルブを形成することにより、成形寸法のば
らつきが極力抑えられ、多連一体型バタフライバルブと
して要求される機能を確実に保証する。
【0015】
【実施例】以下、本発明に係る多気筒内燃エンジンの吸
気制御装置につき、その実施例について、図面に基づき
説明する。図3は、吸気制御装置の外観平面図を示すも
のであり、図示されるように、3つの領域I,II,III
を形成する樹脂射出成形品の結合体からなっている。す
なわち、エンジンのヘッド吸気ポートに連結されるブラ
ンチ部分(I)、吸気の切換え弁たる多連一体型バタフ
ライバルブを内装する殻体としてのバルブボディ部分
(II)、サージタンク及び迂回吸気通路を形成するカバ
ー部分(III)が各々射出成形法等により成形され、そ
の後接合用フランジ面において、各々が振動溶着等によ
り一体的に結合されている。
【0016】図4は、図3に示す吸気制御装置の矢視R
による外観側面図を示すものであり、図示されるよう
に、エンジンの出力を調整するスロットルボディを取り
付ける為のフランジ部10が形成されている。図5は、
図3に示す吸気制御装置の矢視Lによる外観側面図を示
すものであり、図示されるように、かかる側面には内装
された多連一体型バタフライバルブ21を駆動する歯車
機構を内装したアクチュエータ30が取り付けられてい
る。
【0017】尚、図3及び図4において示される符号2
0はバルブ回動軸の一端を径方向において支持する端部
軸受の外観を示すものであり、この位置において多連一
体型バタフライバルブの回動軸が配置されている。図6
は、図3中のC−C部による断面図を示すものである。
本図に示されるように、バルブボディ部分(II)の内部
には、弁体21aと回動軸21bとが繊維強化樹脂によ
り一体的に成形された多連一体型バタフライバルブ21
が、中間軸受22により回動自在に支持されて吸気通路
内に配置されている。また、カバー部分(III)の内側
には、迂回吸気通路を形成するためのポートシェル40
がカバー部分(III)の内壁に当接されて配置固定され
ている。
【0018】ここで、多連一体型バタフライバルブ21
についてさらに詳述する。図7に示されるように、6気
筒エンジンの吸気ポートに対応する6個の弁体21aが
これらを回動自在に支える回動軸21bと一体的に、無
機繊維を含んだ熱可塑性樹脂(繊維強化樹脂)を用いて
射出成形法により形成されている。ここで用いられる繊
維強化樹脂材料としての熱可塑性樹脂は、成形品の成形
収縮率,熱膨張率が小さくなるエンジニアリングプラス
チックと呼ばれる以下の如き材料が好ましい。すなわ
ち、ポリフェニレンエーテル(PPE),ポリアミド
(PA),ポリエチレンテレフタレート(PET),ポ
リブチレンテレフタレート(PBT),液晶ポリエステ
ル,ポリカーボネート(PCa),ポリフェニレンサル
ファイド(PPS)等の熱可塑性樹脂、若しくはこれら
の樹脂の混合物である。
【0019】上述のポリアミド(PA)には一般にPA
6,PA66,PA610,PA612,PA11,PA1
2,PA46等があり、これら単体でも1種以上の混合
体でも構わない。これらエンジニアリングプラスチック
はその融点或いは軟化温度が180゜以上で、かつ、J
IS K 7203で測定した曲げ弾性率が15,000〜5
0,000Kg/cm2のものである。
【0020】この熱可塑性樹脂に、ガラス繊維、炭素繊
維、チタン酸カリウムウィスカー等の強化無機繊維が5
〜50重量%、好ましくは15〜45重量%混合され
る。繊維強化樹脂の曲げ弾性率は45,000〜20
0,000Kg/cm2と高いものである。 尚、本実施例で
成形される多連一体型バタフライバルブは、図7に示さ
れるように、成形後の寸法において、全長L1が300
mm、弁体のH1寸法(長径)が60mm、弁体のH2
法(短径)が45mmであり、許容寸法としては、例え
ば、弁体の長径H160mmに対し最大値60.2m
m、最小値59.8mm範囲内にあることが要求され
る。
【0021】又、各弁体21aの位量精度は、P1〜P2
とも許容巾0.1mm以内であることが必要である。
尚、バルブボディ(II)についても当然同等な精度が必
要となるのは言うまでもない。この場合において、通常
のプラスチック材料を用いて射出成形すると、一般的に
熱膨張率が大きいことから、製品を使用する環境の温度
差が100℃あれば、許容ばらつき寸法幅を越えて膨縮
変形を生じ、前述の如きバルブ本来の機能を得ることが
できなくなる。
【0022】そこで、本発明の如き上記無機繊維を5〜
50重量%含んだ繊維強化樹脂材を用いることにより、
成形体の熱膨張率を低減させるこができ、使用環境によ
る膨縮変形のみならず、成形後の収縮変形等をも極力抑
制することができる。また、多連一体型バタフライバル
ブと、バルブボディ(II)とを同一の繊維強化樹脂材に
より形成することにより、膨縮変形による両者間の相対
的な変位を極力抑制することができ、もって、使用雰囲
気に依存しない吸気装置を得ることができる。
【0023】ここで、上述多連一体型バタフライバルブ
21とバルブボディ(II)とを、それぞれの成形金型を
用いて射出形成法により成形した結果を、実施例1ない
し実施例7及び比較例1ないし比較例3として以下に説
明する。
【0024】
【実施例1】PPEとPA6をそれぞれ50重量%混合
した樹脂100重量部に、ガラス繊維を35重量部加え
た繊維強化樹脂材料(三菱油化(株)製商品名“レマロイ
BX518L”)を用い、バルブボディ(II)と多連一
体型バタフライバルブ21をそれぞれの金型を使用し
て、ノズル温度は280℃、金型温度は90℃に設定し
て射出成形した。得られた両部品を組合せ、20℃から
120℃までの間隙寸法を測定した結果、寸法のばらつ
きは0.10mmから0.14mmであり、要求精度を
満足した。又、成形品の曲げ弾性率は、約100,000Kg/cm
2であった。
【0025】
【実施例2】PPEとPA66をそれぞれ50重量%混
合した樹脂100重量部に、ガラス繊維を35重量部加
えた繊維強化樹脂材料(三菱油化(株)製商品名“レマロ
イCX518L”)を用い、バルブボディ(II)と多連
一体型バタフライバルブ21をそれぞれの金型を使用し
て、ノズル温度は290℃、金型温度は90℃に設定し
成形した。得られた両部品を組合せ、20℃から120
℃までの間隙寸法を測定した結果、寸法のばらつきは
0.10mmから0.15mmであり、要求精度を満足
した。
【0026】
【実施例3】PA66100重量部に、ガラス繊維を3
5重量部加えた繊維強化樹脂材料(BASF社製商品名
“A3WG7”)を用い、パルブボディ(II)と多連一
体型バタフライバルブ21をそれぞれの金型を使用し
て、ノズル温度は290℃、金型温度は90℃に設定し
成形した。得られた両部品を組合せ、20℃から120
℃までの間隙寸法を測定した結果、寸法のばらつきは
0.12mmから0.19mmであり、要求精度を満足
した。
【0027】
【実施例4】ポリフェニレンサルファイド100重量部
にガラス繊維を40重量部加えた繊維強化樹脂材料(フ
ィリップス社製ライトン G4)を用い、バルブボディ
(II)と多連一体型バタフライバルブ21をそれぞれの
金型を使用して、ノズル温度は300℃、金型温度は9
0℃に設定し成形した。
【0028】得られた両部品を組合せ、20℃から12
0℃までの間隙寸法を測定した結果、寸法のばらつきは
0.16mmから0.2mmであり、要求精度を満足し
た。
【0029】
【実施例5】PPEとPA6をそれぞれ50重量%混合
した樹脂100重量部に、炭素繊維を20重量部加えた
繊維強化樹脂材料(三菱油化(株)社商品名“BX518
W”)を用い、バルブボディ(II)と多連一体型バタフ
ライバルブ21をそれぞれの金型を使用して、ノズル温
度は280℃、金型温度は90℃に設定し成形した。
【0030】得られた両部品を組合せ、20℃から12
0℃までの間隙寸法を測定した結果、寸法のばらつきは
0.15mmから0.18mmであり、要求精度を満足
した。
【0031】
【実施例6】PETにガラス繊維を30重量%混合した
繊維強化樹脂材料(三菱油化(株)製商品名“レマペット
330”)を用い、バルブボディ(II)と多連一体型バ
タフライバルブ21をそれぞれの金型を使用して、ノズ
ル温度は280℃、金型温度は90℃に設定し成形し
た。
【0032】得られた両部品を組合せ、20℃から12
0℃までの間隙寸法を測定した結果、寸法のばらつきは
0.13mmから0.19mmであり、要求精度を満足
した。
【0033】
【実施例7】PCaにガラス繊維を30重量%混合した
繊維強化樹脂材料(三菱ガス化学社製ユーピロンGS2
030M)を用い、バルブボディ(II)と多連一体型バ
タフライバルブ21をそれぞれの金型を使用して、ノズ
ル温度は300℃、金型温度は90℃に設定し成形し
た。
【0034】得られた両部品を組合せ、20℃から12
0℃までの間隙寸法を測定した結果、寸法のばらつきは
0.16mmから0.20mmであり、要求精度を満足
した。
【0035】
【比較例1】PPEとPA6をそれぞれ50重量%混合
した繊維補強のないプラスチック材料(三菱油化株製レ
マロイBX505L)を用い、バルブボディ(II)と多
連一体型バタフライバルブ21をそれぞれの金型を使用
して、ノズル温度は280℃、金型温度は50℃に設定
し成形した。
【0036】得られた両部品を組合せ、20℃から12
0℃までの間隙寸法を測定した結果、寸法のばらつきは
0.25mmから0.40mmであり、要求精度を満足
しなかった。また、成形品の曲げ弾性率は、約21,000Kg
/cm2であった。
【0037】
【比較例2】バルブボディ(II)材料にPPEとPA6
をそれぞれ50重量%混合した樹脂100重量部に、ガ
ラス繊維を35重量部加えた繊維強化樹脂材料(三菱油
化(株)製商品名“レマロイBX518L”)を用い、ノ
ズル温度は280℃、金型温度は90℃に設定し成形し
た。又、多連一体型バタフライバルブ21の材料にPP
EとPA66をそれぞれ50重量%混合した樹脂にガラ
ス繊維を35重量部加えた繊維強化樹脂材料(三菱油化
(株)製商品名“レマロイCX518L”)を用い、ノズ
ル温度は280℃、金型温度は90℃に設定し成形し
た。
【0038】得られた両部品を組合せ、20℃から12
0℃までの間隙寸法を測定した結果、寸法のばらつきは
0.25mmから0.40mmであり、要求精度を満足
しなかった。
【0039】
【比較例3】バルブボディ(II)材料にPPEとPA6
をそれぞれ50重量%混合した樹脂100重量部に、ガ
ラス繊維を35重量部加えた繊維強化樹脂材料(三菱油
化(株)製商品名“レマロイBX518L”)を用いて、
ノズル温度は280℃、金型温度は90℃に設定し成形
した。又、多連一体型バタフライバルブ21の材料にP
ETにガラス繊維を30重量%混合した繊維強化樹脂材
料(三菱油化(株)製商品名“レマペット745”)を用
い、ノズル温度は290℃、金型温度は120℃に設定
し成形した。
【0040】得られた両部品を組合せ、20℃から12
0℃までの間隙寸法を測定した結果、寸法のばらつきは
0.30mmから0.50mmであり、要求精度を満足
しなかった。
【0041】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の多気筒内燃
エンジンの吸気制御装置によれば、多連一体型バタフラ
イバルブを構成する弁体と回動軸とを、無機繊維を5〜
50重量パーセント含有する繊維強化エンジニアリング
プラスチック材を用いて一体成形したことにより、さら
には、殻体をも同一の繊維強化エンジニアリングプラス
チック材にて形成することにより、装置の軽量化を図り
つつ、成形寸法の高精度化をも図れ、もって、装置本来
の機能を確実に保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の吸気制御装置の断面図を示すものであ
る。
【図2】 図2(a)は従来の吸気制御装置に用いられて
いる多連一体型バタフライバルブの概略斜視構成図であ
り、図2(b)はかかるバタフライバルブが吸気制御装置
の吸気通路内に配置された状態を示す断面図である。
【図3】 本発明の実施例に係る吸気制御装置の平面図
である。
【図4】 図3中の矢視Rによる吸気制御装置の外観側
面図である。
【図5】 図3中の矢視Lによる吸気制御装置の外観側
面図である。
【図6】 図3中のC−C部における吸気制御装置の断
面図である。
【図7】 図7(a)は本発明に係る吸気制御装置用多連
一体型バタフライバルブの平面図であり、図7(b)はそ
の矢視Sによる側面図である。
【主要部分の符号の説明】
21 多連一体型バタフライバルブ 21a 弁体 21b 回動軸 22 バルブボディ(II)に固着される中間軸受
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 31:00 (71)出願人 000005968 三菱化学株式会社 東京都千代田区丸の内二丁目5番2号 (72)発明者 高橋 晃 東京都港区芝5丁目33番8号三菱自動車工 業株式会社内 (72)発明者 橋本 徹 東京都港区芝5丁目33番8号三菱自動車工 業株式会社内 (72)発明者 三宅 光浩 東京都港区芝5丁目33番8号三菱自動車工 業株式会社内 (72)発明者 山内 重和 東京都港区芝5丁目33番8号三菱自動車工 業株式会社内 (72)発明者 新庄 淨之 神奈川県小田原市久野2480番地株式会社ミ クニ小田原工場内 (72)発明者 塚越 成生 神奈川県横浜市港北区新横浜2丁目14番地 10東京濾器株式会社内 (72)発明者 宮 久和 神奈川県横浜市港北区新横浜2丁目14番地 10東京濾器株式会社内 (72)発明者 西本 直人 神奈川県横浜市港北区新横浜2丁目14番地 10東京濾器株式会社内 (72)発明者 加藤 満吉 三重県四日市市東邦町1番地三菱油化株式 会社四日市総合研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多気筒内燃エンジンの各気筒に連通する
    吸気通路を形成する殻体と、前記殻体を貫通して軸支さ
    れた回動軸と、前記回動軸に支持されて前記吸気通路の
    各々にこれを開閉自在に配置された弁体とを含む多気筒
    内燃エンジンの吸気制御装置であって、 前記弁体及び前記回動軸は一体成形された無機繊維を5
    〜50重量%含有する熱可塑性樹脂から成ることを特徴
    とする多気筒内燃エンジンの吸気制御装置。
  2. 【請求項2】 前記弁体、前記回動軸及び前記殻体が、
    同一の無機繊維含有熱可塑性樹脂により形成されている
    ことを特徴とする請求項1記載の多気筒内燃エンジンの
    吸気制御装置。
JP5310924A 1993-12-10 1993-12-10 多気筒内燃エンジンの吸気制御装置 Withdrawn JPH07166877A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5310924A JPH07166877A (ja) 1993-12-10 1993-12-10 多気筒内燃エンジンの吸気制御装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP5310924A JPH07166877A (ja) 1993-12-10 1993-12-10 多気筒内燃エンジンの吸気制御装置

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ID=18011031

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