KR20040032772A - 내연 기관용 흡기 장치 - Google Patents

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Abstract

내연 기관용 흡기 장치는 흡기 통로(1a)를 형성하는 스로틀체(1)를 포함한다. 스로틀 밸브(2)는 흡기 통로에 배치된다. 파이프 부재(26)는 스로틀 본체에 연결된다. 파이프 부재는 흡기 통로와 연통되는 연통 통로(26a)를 형성한다. 맞물림 장치(53, 63, 85, 87, 92, 63)는 스로틀체와 파이프 부재 사이에 제공되며, 적어도 하나의 맞물림 돌기(53, 85, 92) 및 적어도 하나의 맞물림 리세스(63, 87M)를 포함한다. 맞물림 돌기 및 맞물림 리세스가 서로 맞물릴 경우, 스로틀체와 파이프 부재의 서로간의 분리가 방지된다.

Description

내연 기관용 흡기 장치{INTAKE DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 자동차 엔진과 같은 내연 기관에 흡입 공기를 공급하기 위한 흡기 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 내연 기관용 흡기 장치는 흡기 통로를 증분식으로 개폐하기 위한 스로틀 밸브를 구비한 스로틀체와, 이 스로틀체에 연결된 파이프 부재를 구비한다. 파이프 부재는 스로틀체의 흡기 통로와 연통되는 연통 통로를 형성한다.
일본 특허 공개 제 1999-22569 호 공보에는 볼트와 같은 나사 수단에 의해 함께 고정된 스로틀체 및 파이프 부재의 구조가 개시되어 있다(상기 공보의 3페이지의 설명 및 도 2 참조)
또한, 일본 특허 공개 제 1998-259768 호 공보에는 클램프 부재를 포함하는클램핑 수단에 의해 함께 결합된 스로틀체 및 파이프 부재의 구조가 개시되어 있다(상기 공보의 4 및 5 페이지의 설명과 도 1 참조).
상술한 공보 양자에 개시된 구조체는 볼트 또는 클램프 부재와 같은 별개의 부품을 필요로 한다. 그 결과, 스로틀체 및 파이프 부재용의 연결 구조체는 상대적으로 복잡하게 되고, 이로 인해 내연 기관용 흡기 장치가 비교적 대형으로 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 스로틀체 및 파이프 부재용의 연결 구조를 간략하게 하여 흡기 장치의 사이즈를 감소시킬 수 있는 내연 기관용 흡기 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 내연 기관용 흡기 장치는 흡기 통로가 내부에 형성된 스로틀체와, 흡기 통로내에 배치된 스로틀체를 구비한다. 파이프 부재는 스로틀체에 연결된다. 파이프 부재는 예를 들면 흡기 매니폴드를 포함하며, 이 흡기 매니폴드내에는 흡기 통로와 연통되는 연통 통로가 형성되어 있다. 연결 장치는 스로틀체와 파이프 부재 사이에 제공되어 있다. 맞물림 돌기 및 맞물림 리세스가 서로 맞물리는 경우에, 스로틀체와 파이프 부재의 서로간의 분리가 방지될 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 맞물림 돌기 및 맞물림 리세스의 맞물림을 통해서 고정 부착이 이뤄져서 연결 구조를 간략하게 할 수 있으며, 흡기 장치의 전체 사이즈를 감소시킬 수 있다.
맞물림 돌기 및 맞물림 리세스는 상대적인 운동을 통해서 서로 자동적으로맞물리도록 맞물림 장치가 설계되는 것이 바람직하다. 상대적인 운동은 예를 들면 스로틀체 및 파이프 부재를 함께 끼워맞추는 운동을 통해서 스로틀체 및 파이프 부재의 소정의 방향으로 이뤄진다. 이러한 형태의 구성으로 인해서, 별개의 부품 또는 도구가 필요없이 결합 작업이 용이해질 수 있다.
스로틀체 및 파이프 부재는 제 1 연결 단부 및 제 2 연결 단부를 각각 구비할 수 있다. 제 1 및 제 2 연결 단부는 축방향에서 서로 끼워맞춰지는 것이 바람직하다.
맞물림 돌기 및 맞물림 리세스는 제 1 연결 단부 및 제 2 연결 단부중 하나 그리고 다른 하나상에 대응적으로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해서, 연결부를 고정하기 위한 별개의 부재를 제공할 필요가 없어서, 흡기 장치 구조를 더욱 간략하게 할 수 있다.
이러한 경우에, 맞물림 돌기는 제 1 및 제 2 연결 단부중 하나와 일체로 형성되고 반경방향으로 돌출되는 것이 유리하다. 따라서, 맞물림 리세스는 예를 들면 제 1 및 제 2 연결 단부중 다른 하나에 형성된 홈일 수 있지만, 이것으로만 제한되지 않는다. 축방향 및/또는 원주방향에서의 맞물림 돌기의 의도하지 않는 분리를 억제할 수 있는 특징이 있는 한, 많은 구조체가 맞물림 리세스로서 작용할 수 있다.
또한, 제 1 연결 단부 및/또는 제 2 연결 단부는 탄성적으로 변형가능한 부분을 구비하는 것이 바람직하며, 맞물림 돌기 또는 맞물림 리세스는 탄성적으로 변형가능한 부분상에 제공된다. 맞물림 돌기 및 맞물림 리세스는 탄성적으로 변형가능한 부분의 상당한 정도의 탄성 변형 및 복원을 이용하는 스냅-끼워맞춤 방법으로 서로 맞물릴 수 있다. 이러한 구성에 의해, 스로틀체 및 파이프 부재는 1단계의 간단한 조작으로 서로에 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 맞물림 리세스는 제 1 및 제 2 연결 단부중 다른 하나와 일체로 형성된 실질적으로 후크형 맞물림 부재에 제공될 수 있다. 맞물림 리세스는 스로틀체의 축을 중심으로 원주방향에서 하나의 측면이 개방될 수 있으며, 맞물림 돌기는 개방 측면으로부터 수납될 수 있으며, 이에 의해 원주방향 및 축방향 양자에서 맞물림 돌기를 로크시킨다.
본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 맞물림 장치는 제 1 연결 단부 또는 제 2 연결 단부중 하나와 끼워맞춤-맞물림되는 스냅 부재를 더 포함할 수 있다. 맞물림 돌기는 스냅 부재상에 제공될 수 있으며, 맞물림 리세스는 제 1 또는 제 2 연결 단부중 다른 하나에 제공된다.
이러한 경우에, 스냅 부재는 실질적으로 링형 구성을 갖고 있으며, 맞물림 돌기는 스냅 부재와 일체로 형성되며, 스냅 부재로부터 반경방향으로 돌출되어 있다. 맞물림 돌기는 탄성 변경될 수 있으며, 맞물림 돌기의 상당한 정도의 탄성 변형 및 복원을 이용함으로써 맞물림 리세스와 스냅-끼워맞춤 맞물림되기에 적합하다.
또한, 스냅 부재는 서로 대향된 분리 방향에서 제 1 연결 단부 및 제 2 연결 단부를 축방향으로 가압하는 일체식 가압 부분을 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 가압 부분을 제공함으로써, 맞물림 돌기 및 맞물림 리세스가 서로 맞물리는 영역 뿐만 아니라 스로틀체 및 파이프 인터페이스를 따르는 다양한 다른 접촉 지점에서 스냅 링의 덜걱거림(rattle)을 방지하거나 경감시킬 수 있다.
또한, 흡기 장치가 제 1 연결 단부와 제 2 연결 단부 사이에서 반경방향 밀봉을 실행하기 위한 탄성 시일 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 구성은 연결 영역내에서의 확실한 밀봉을 허용한다. 이러한 탄성 시일 부재는 하나 또는 다수의 O-링 또는 변형된 링인 것이 바람직하다. 변형된 링은 서로 대향된 분리 방향으로 스로틀체 및 파이프 부재를 축방향으로 강제하는 일체식 가압 부분을 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 경우의 가압은 스로틀체 및 파이프 부재상에서 힘을 발휘하는 능력이라고 하며, 필수적이지는 않지만 탄성 시일 부재의 물리적 또는 세포형 구조체라고 한다.
또한, 가압 부분을 스냅 부재 또는 변형된 링내에 내장하는 대신에, 서로 대향된 분리 방향으로 스로틀체 및 파이프 부재를 강제하기 위한 별개의 바이어싱 장치를 제공할 수도 있다. 예를 들면 바이어싱 장치는 O-링과 같은 별개의 탄성 링으로 구성될 수도 있다.
또한, 흡기 장치는 제 1 연결 단부 또는 제 2 연결 단부중 하나가 제 1 또는 제 2 연결 단부중 다른 하나를 수납할 수 있는 수납 홈을 구비하도록 설계되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 제 1 및 제 2 연결 단부는 전형적인 "스피것 조인트(spigot joint)" 관계로 연결된다. 스피것 조인트의 이점은, 흡기 통로 및 파이프 캐비티의 축에 직교하는 모멘트가 연결 단부으로 가해질지라도, 맞물림 돌기 및 맞물림 리세스가 서로 맞물려 있는 영역으로 부하의 전달을 방지 또는 경감시킬 수 있다는 것이다.
또한, 흡기 장치는 스로틀체와 파이프 부재 사이, 예를 들면 제 1 연결 단부와 제 2 연결 단부 사이의 축 둘레에서의 상대적인 회전을 방지하기 위한 회전 방지 장치를 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 인해서, 서로에 대해서 주변 축방향에서의 모멘트가 스로틀체 및 파이프 부재에 가해질지라도, 맞물림 돌기 및 맞물림 리세스가 서로 맞물려 있는 부분으로의 부하의 인가를 방지 또는 경감시킬 수 있다.
이러한 회전 방지 장치는 제 1 연결 단부 및 제 2 연결 단부중 하나 그리고 다른 하나상에 각각 형성된 회전 방지 돌기 및 회전 방지 리세스에 의해 형성된다. 특히, 회전 방지 돌기 및 회전 방지 리세스는 맞물림 장치의 맞물림 돌기 및 맞물림 리세스의 맞물림부와 동시에 서로 맞물릴 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 연결 단부 및 제 2 연결 단부는 억지-끼워맞춤 상태로 함께 결합되는 것이 바람직하며, 이것은 스로틀체와 파이프 부재 사이의 덜걱거림을 방지 또는 경감시키는데 도움을 준다. 이러한 억지-끼워맞춤 상태는 예를 들면 제 1 연결 단부 및 제 2 연결 단부의 반경방향으로 대향된 표면의 직경을 적절하게 설정함으로써, 또는 제 1 연결 단부 및 제 2 연결 단부중 하나상에, 제 1 연결 단부 및 제 2 연결 단부중 다른 하나와의 끼워맞춤-맞물림시에 제 1 연결 단부 및 제 2 연결 단부중 다른 하나의 벽 표면에 의해 압착된 돌기를 제공함으로써 성취될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내연 기관용 흡기 장치를 도시하는 단면도,
도 2는 도 1의 내연 기관용 흡기 장치의 우측 부분의 종단면도,
도 3은 커버가 제거되어 있는 흡기 장치의 우측면도,
도 4는 흡기 장치의 저면도,
도 5는 흡기 장치의 스로틀체와 흡기 매니폴드를 위한 연결 구조체를 도시하는 우측면도,
도 6은 연결 부분의 스냅-끼워맞춤 장치 둘레의 일부분의 부분 단면도,
도 7은 연결 부분의 변형된 O-링의 단면도,
도 8은 반경방향으로 압축된 상태에서의 변형된 O-링의 단면도,
도 9는 축방향으로 압축된 상태에서의 변형된 O-링의 단면도,
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 내연 기관용 흡기 장치의 우측 부분의 종단면도,
도 11은 도 10의 흡기 장치의 저면도,
도 12는 흡기 장치용 스로틀체와 흡기 매니폴드를 위한 연결 구조체의 좌측면도,
도 13은 흡기 매니폴드용의 연결 구조체의 변형예의 우측면도,
도 14는 도 13의 연결 구조체를 위에서 본 단부도,
도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 내연 기관용 흡기 장치의 우측 부분을 도시하는 종단면도,
도 16은 도 15의 흡기 장치의 저면도,
도 17은 흡기 장치의 스로틀체와 흡기 매니폴드를 위한 연결 구조체의 우측면도,
도 18은 연결 장치의 측면도,
도 19는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 내연 기관용 흡기 장치의 우측 부분의 종단면도,
도 20은 흡기 장치의 스냅-끼워맞춤 장치의 단면도,
도 21은 스냅-끼워맞춤 장치의 스냅 부재의 사시도,
도 22는 스냅 부재의 조립 절차를 도시하는 단면도,
도 23은 스냅 부재의 일 변형예의 사시도,
도 24는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 내연 기관용 흡기 장치의 우측 부분의 종단면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 스로틀체1a : 흡기 통로
26 : 파이프 부재 또는 흡기 매니폴드
26a : 연통 통로51 : 제 2 연결 단부
53, 85 : 맞물림 돌기57, 58 : 회전 방지 리세스
61 : 제 1 연결 단부63, 87, 87M : 맞물림 리세스
64 : 수납 홈67, 68 : 회전 방지 돌기
70, 81, 98 : 탄성 밀봉 부재90 : 스냅 부재
91a : 일체식 가압 부분
본 발명의 추가 목적, 특징 및 이점은 특허청구범위 및 첨부 도면과 함께 하기의 상세한 설명을 읽으면 쉽게 이해될 것이다.
이제 본 발명의 제 1 내지 제 5 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
제 1 실시예
우선, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 내연 기관용 흡기 장치를 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 본 실시예의 내연 기관용 흡기 장치는 스로틀 제어 장치(throttle control device : TC)를 포함한다. 우선, 이 장치의 설명을 설명한다. 본 실시예의 스로틀 제어 장치(TC)는 자동차(도시 안됨)의 엔진 제어 유닛(ECU)으로부터의 신호에 응답하여 스로틀 밸브의 개구를 조절하기 위한 전자 제어식 스로틀 제어 장치로서 형성되어 있다. 이러한 신호는 가속 페달을 밟는 양에 관한 가속 신호, 견인 제어 신호, 예컨대 크로즈 컨트롤 장치로부터의 정속 운행 신호 및 아이들링 속도 제어 신호와 같은 신호를 포함하지만 이것으로 한정되지는 않는다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 스로틀 제어 장치(TC)는 스로틀체(1)를 포함한다. 스로틀체(1)는 수지를 사용하여 일체의 유닛으로서 형성될 수도 있는 본체부(20) 및 모터 수용부(24)를 구비한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 도 2에서 볼 때 수직방향으로 연장되는 실질적으로 원통형의 흡기 통로(1a)가 본체부(20)에 형성된다. 또한, 도 2에서, 에어 클리너(도시 안됨)가 본체부(20)의 상측부에 연결되고 흡기 매니폴드(26)는 그의 하측부에 연결되어 있다.
본체부(20)에는, 흡기 통로(1a)를 가로질러 반경방향으로 연장되는 금속 스로틀 샤프트(9)가 장착되어 있다(도 1 참조). 도 1에 도시된 바와 같이, 베어링부(21, 22)는 베어링(8, 10)의 매개체를 통해 스로틀 샤프트(9)의 단부(9a, 9b)를 각각 회전가능하게 지지한다. 예컨대, 수지로 제조된 스로틀 밸브(2)는 가능하면 도시된 바와 같은 다수의 리벳(3)에 의해서 스로틀 샤프트(9)에 고정된다. 흡기 통로(1a)의 내측에 위치된 스로틀 밸브(2)는 스로틀 샤프트(9)가 일 방향으로 회전할 때 흡기 통로(1a)를 폐쇄하도록 회전하고, 그리고 스로틀 샤프트(9)가 다른 방향으로 회전할 때는 흡기 통로(1a)를 개방시키도록 회전한다. 스로틀 밸브(2)의 이러한 증분식 개폐 운동은 흡기 통로(1a)를 통해 흐르는 흡입 공기의 양을 조절한다. 도 2에서, 스로틀 밸브(2)는 완전히 폐쇄된 위치에 있다. 완전히 폐쇄된 위치에 있는 스로틀 밸브가 도 2에 도시된 바와 같이 반시계방향으로 회전하면, 흡기 통로(1a)가 개방된다.
단부(9a)를 본체부(20) 내에 제한하기 위한 플러그(7)가 베어링부(21) 내에 끼워맞춰진다. 이 베어링부(21)는 스로틀 샤프트(9)의 일 단부(9a)(도 1에서 볼 때 좌측 단부)를 지지한다. 스로틀 샤프트(9)의 타 단부(도 1에서 볼 때 우측 단부)는 베어링부(22)를 통해 연장되고 우측으로 더 돌출한다. 상대 회전을 억제하기 위해서, 섹터 기어로 이루어진 스로틀 기어(11)가 이 단부(9b)의 돌출 단부에 고정된다. 비틀림 코일 스프링(12)과 같은 스프링력이 스로틀체(1)의 베어링부(22)의 외주부 부분과 스로틀 기어(11)의 외주부 부분 사이에 제공된다. 이러한 비틀림 코일 스프링(12)은 스로틀 기어(11) 및 스로틀 샤프트(9)를 통해 항상 스로틀 밸브(2)를 강제로 폐쇄한다. 또한, 도시하지는 않았지만, 스로틀체(1)와 스로틀 기어(11) 사이에는 스로틀 밸브(2)가 완전한 폐쇄 위치를 지나 폐쇄 방향으로 회전하는 것을 방지하기 위한 멈춤부재가 제공된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스로틀체(1)의 모터 수용부(24)는 스로틀 샤프트(9)의 축(9L)과 실질적으로 평행한 축을 갖는 원통형 형상으로 형성된다. 모터 수용부(24)의 축방향 일 단부(도면에서 볼 때 좌측 단부)는 폐쇄되어 있다. 모터 수용부(24)의 내부는 스로틀체(1)의 우측으로 개방된 공간(24a)을 규정한다. 이 공간(24a)은 예컨대 직류 모터일 수도 있는 모터(4)를 수용한다. 도시된 수용 상태에서, 모터(4)의 축은 스로틀 샤프트(9)의 축(9L)과 평행하게 연장된다. 모터(4)의 출력 샤프트(4a)(도 3 참조)는 도 1에 도시된 바와 같이 우측에 위치된다. 모터(4)는 이 모터(4)의 외부면을 규정하는 모터 케이싱(28)을 갖는다. 모터 케이싱(28)의 우측에는, 바람직하게는 다수의 나사(5)에 의해서 모터 수용부(24)에 고정되는 장착 플랜지(29)가 설치된다(도 3 참조).
모터(4)의 출력 샤프트(4a)는 장착 플랜지(29)를 지나 도 1에 도시된 바와 같이 우측으로 돌출하고, 모터 피니언(32)은 이 돌출 위치에 고정된다(도 3 참조). 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 카운터 샤프트(34)는 본체부(20)와 모터 수용부(24) 사이의 위치에서 스로틀체(1)에 장착된다. 카운터 샤프트(34)는 스로틀 샤프트(9)의 축(9L)에 평행하게 연장된다. 카운터 기어(14)는 카운터 샤프트(34)에 회전가능하게 장착된다. 카운터 기어(14)는 상이한 기어 직경을 갖는 2개의 기어부(14a, 14b)를 갖는다. 큰 직경의 기어부(14a)는 모터 피니언(32)과 맞물리고, 작은 직경의 기어부(14b)는 스로틀 기어(11)와 맞물린다(도 1 참조).모터 피니언(32), 카운터 기어(14) 및 스로틀 기어(11)는 감속 기어 장치(35)를 구성한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 감속 기어 장치(35)를 대부분 덮고 있는 커버(18)는 커플링 수단(도시 안됨)에 의해 스로틀체(1)의 우측면에 연결되고, 예컨대 커플링 수단은 스냅 결합 수단, 나사 수단 또는 특히 클램프 수단을 포함할 수도 있다. 스로틀체(1)의 우측면과 커버(18) 사이에는, 이들 부품을 밀봉 상태로 유지하기 위해 O-링(17)이 제공된다. 스로틀체(1) 및 커버(18)는 기어 장치(35)를 기어 수용 챔버(19)내에 수용하는 기어 수용 챔버(19)를 형성한다. 또한, 모터(4)는 장착 플랜지(29)로부터 돌출하는 모터 단자(30)를 구비하며, 이 모터 단자(30)는 배터리(도시 안됨)에 전기적으로 접속되고 그리고 커버(18)에 제공된 릴레이 커넥터(36)의 릴레이 단자(도시하지 않음)를 통해 ECU에 추가로 접속된다. 따라서, 모터(4)는 본 명세서의 도입부에서 설명한 바와 같이 가속 신호에 따라 구동된다. 모터(4)의 구동력은 감속 기어 장치(35)를 통해서, 즉 모터 피니언(32), 카운터 기어(14) 및 스로틀 기어(11)를 통해서 스로틀 샤프트(9)에 전달된다.
스로틀 기어(11)의 우측면에는 링 형상의 자석(38)이 제공된다. 이 자석(38)은 상이한 극성을 나타내는 한 쌍의 반원형 자석 세그먼트를 갖는다. 커버(18)의 내측에는, 스로틀 샤프트(9)의 단부 표면에 대향된 회로 기판(40)이 설치된다. 이 회로 기판(40)상에는 자석(38)의 내측에 위치된 홀 효과 요소(41)가 장착된다. 스로틀 기어(11)가 스로틀 샤프트(9)와 함께 회전할 때, 홀 효과 요소(41)는 자석(38)에 의한 자계의 변화를 검출하고 그리고 홀 전압을 발생시킨다. 홀 효과 요소(41)에 의해 발생된 전압은 회로 기판(40) 및 커버(18)에 제공된 커넥터(도시 안됨)를 통해 EUC에 입력된다. ECU는 자기의 물리적 양으로서의 자석(38)의 자계의 변화에 따라 스로틀의 개방을 결정하고, 그리고 차량 속도 센서(도시 안됨) 등에 의해 검출된 차량의 속도에 따라 연료 분사 제어, 스로틀 밸브(2)의 개방에 대한 교정 제어 및 자동 변속기의 변속 제어와 같은 다양한 제어 작업을 수행한다. 자석(38), 회로 기판(40) 및 홀 효과 요소(41)는 스로틀 센서(42)를 구성한다.
상술한 스로틀 제어 장치에서, 엔진이 시동되면, ECU로부터의 신호를 바탕으로 모터(4)의 구동 제어가 수행되고, 그것에 의해서 상술한 바와 같이, 스로틀 밸브(2)가 감속 기어 장치(35)를 통해 개폐되며, 그 결과 스로틀체(1)의 흡기 통로(1a)를 통해 흐르는 흡입 공기량을 조절한다.
다음에, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)용 연결 구조를 상세하게 설명한다.
도 2에서, 흡기 매니폴드(26)의 상류측 연결 단부(51)는 실질적으로 실린더로 형성되어 있다. 환형 확장부(52)는 연결 단부(51)의 외주연 표면상에 일체로 형성된다. 이러한 확장부(52)는 수직방향으로 길다란 장방형 단면의 구성을 갖고 있으며, 이러한 구성의 긴측이 흡기 매니폴드(26)의 축방향(도 2에서 수직방향)으로 연장되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 단차 표면(55, 56)은, 흡기 매니폴드(26)가 스로틀체(1)내로 삽입되는 측면상에서 확장부(52)의 단부(도 5에서 상부 단부)에 형성되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 확장부(52)의 외주연 표면상에는 3개의 맞물림 돌기(53)(도 5에는 단지 2개만 도시되어 있음)가 사전결정된 원주방향 간격을 두고 확장부와 일체로 형성되어 있다. 각 맞물림 돌기(53)는 실질적으로 장방형 구성이며, 돌출량의 위에서 아래로 점진적으로 증가되는 안내 슬로프(53a)와, 하부 표면이 확장부(52)(도 6 참조)의 하부 표면과 동일한 높이를 갖고 있는 로크 표면(53b)을 포함하고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)의 전방 단부 표면(도 5에서 상부 단부 표면)에 있어서, 제 1 회전 방지 리세스(57) 및 제 2 회전 방지 리세스(58)는 서로 정반대로 대향된 위치에 형성되어 있다. 제 1 회전 방지 리세스(57)는 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)의 좌측(도 5의 평면의 배면측)상에 위치되며, 상부측이 개방된 실질적으로 장방형 구성을 갖고 있다. 제 2 회전 방지 리세스(58)는 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)의 좌측(도 5의 평면의 정면측)상에 위치되며, 상부측이 개방된 실질적으로 반원형 구성을 갖고 있다.
도 2를 다시 참조하면, 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)를 수납할 수 있는 실질적으로 원통형 연결 단부(61)는 스로틀체(1)의 하류측 단부(도 2에서 하부 단부)에 일체로 형성되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 연결 단부(61)의 전방 단부 표면(61a)(도 6의 하부 단부 표면)은 확장부(52)의 하부 단차 표면(56)에 근접 또는 부착될 수 있도록 형성된다. 또한, 연결 단부(61)와 일체로 형성된 다수의 맞물림 부재(62)는 연결 단부(61)의 전방 단부 표면(61a)으로부터 돌출되고, 맞물림 부재(62)는 흡기 매니폴드(26)의 확장부(52)의 외주연 표면에 근접 또는 부착될 수 있다. 또한, 연결 단부(61)의 내주연 표면에 있어서, 확장부(52)의 상부 단차 표면(55)에 대향된 단차 표면(65)이 단차 표면(55)과의 사이에 사전결정된 공간을 두고 형성되어 있다.
맞물림 부재(62)는 흡기 매니폴드(26)의 맞물림 돌기(53)의 개수(즉, 3개이며, 도 5에는 2개가 도시되어 있음)에 대응하는 개수와, 맞물림 돌기(53)(도 4 및 도 5 참조)에 대응하는 위치 관계로 배치되어 있다. 맞물림 부재(62)는 탄성 변형, 특히 외측 편향(도 6에서 2점 쇄선으로 표시됨)될 수 있다. 각 맞물림 부재(62)는 대응하는 맞물림 돌기(53)(도 5 참조)와의 맞물림을 허용하는 실질적으로 장방형 맞물림 구멍(63)을 갖고 있다. 또한, 각 맞물림 부재(62)의 전방 단부(하부 단부)의 내부 측면 표면상에는, 대응하는 맞물림 돌기(53)(도 5 및 도 6 참조)의 안내 슬로프(53a)와 활주 접촉될 수 있는 안내 슬로프(62a)가 형성되어 있다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스로틀체(1)의 연결 단부(61) 내측에는, 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)를 수납할 수 있는 환형 수납 홈(64)이 형성되어 있다. 수납 홈(64)은 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)와 실질적으로 간극이 없이 맞물려 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 서로 정반대로 대향되도록 위치되는 제 1 회전 방지 돌기(67) 및 제 2 회전 방지 돌기(68)는 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)의 전방 단부 표면(도 2에 도시된 바와 같이 상부 단부 표면)에 대향된 수납 홈(64)의 깊은 단부 표면으로부터 돌출되어 있다. 제 1 회전 방지 돌기(67)는 흡기 매니폴드(26)의 제 1 회전 방지 리세스(57)와 맞물릴 수 있다(도 4 참조). 제 2 회전 방지 돌기(68)는 제 2 회전 방지 리세스(58)와 맞물릴 수 있다(도 5 참조). 제 2 회전 방지 돌기(68)는 베어링부(22)의 형성의 결과로서 수납 홈(64)내로 돌출되는 돌출 부분을 이용하며(도 1 참조), 도 1에 도시된 바와 같이 우측상의 베어링(10)은 베어링부(22)에 부착되어 있다.
다음에, 스로틀체(1)와 흡기 매니폴드(26) 사이의 연결과 관련된 작동 설명을 한다. 우선, 도 5에 도시된 상태에서, 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)는 스로틀체(1)의 연결 단부(61)내로 삽입되며, 이에 의해 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)는 스로틀체(1)의 수납 홈(64)내로 수납된다(도 2 참조). 동시에, 흡기 매니폴드(26)의 맞물림 돌기(53)의 안내 슬로프(53a)는 스로틀체(1)의 대응 맞물림 부재(62)의 안내 슬로프(62a)와 접촉하며, 다음에 안내 슬로프(53a) 및 안내 슬로프(62a)는 서로 활주 접촉하게 된다. 다음에, 맞물림 부재(62)는 외측으로 편향 및 변형되며(도 6에서 2점 쇄선(62)으로 표시됨), 맞물림 돌기(53) 및 대응 맞물림 구멍(63)이 서로 제 위치에서 최종적으로 맞물릴 경우 맞물림 부재(62)는 본래의 구성으로 탄성적으로 복원되며(도 6의 실선(62)으로 표시됨), 맞물림 돌기(53)는 대응 맞물림 구멍(63)과 맞물린다. 이러한 방법으로, 스로틀체(1)와 흡기 매니폴드(26) 사이의 연결이 완료된다(도 2 참조).
스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)가 서로 연결된 상태에서, 분리 방향(도 2에서 스로틀체(1)에 대해서 상방향 그리고 흡기 매니폴드(26)에 대해서 하방향)으로 힘이 가해진다면 맞물림 돌기(53)의 로크 표면(53b)은 대응하는 맞물림부재(62)의 맞물림 구멍(63)과 접촉되어 유지된다. 따라서, 축방향에 대한 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)의 분리가 방지된다. 맞물림 돌기(53) 및 맞물림 부재(62)는 소위 "스냅-끼워맞춤 장치"를 구성하며, 여기에서 맞물림 부재(62)는 이 부재(62)의 탄성 변형을 이용함으로써 대응하는 돌기(53)와 맞물리게 된다.
또한, 스로틀체(1)와 흡기 매니폴드(26) 사이의 연결의 완료와 동시에, 회전 방지 돌기(67 및 68)(도 4 참조)는 회전 방지 리세스(57 및 58)(도 5 참조)와 각각 맞물리며, 이에 의해 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)는 축을 중심으로 회전되는 것이 방지된다. 제 1 회전 방지 돌기(67) 및 제 1 회전 방지 리세스(57)로 형성된 회전 방지 장치 및/또는 제 2 회전 방지 돌기(68) 및 제 2 회전 방지 리세스(58)로 형성된 회전 방지 장치는 필요하면 생략할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상술한 결합된 상태에서, 스로틀체(1)의 연결 단부(61)의 단차 표면(65)과 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)의 상부 단차 표면(55) 사이에는 환형 공간이 규정되며, 고무로 형성된 탄성 변형된 O-링(70)이 이러한 공간에 위치된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 부하가 가해지지 않은 상태에서, 변형된 O-링(70)은 실질적으로 원형의 단면 구성을 가진 밀봉 부분(70a)과, 실질적으로 장방형 단면 구성을 가진 가압 부분(70b)을 형성한다. 가압 부분(70b)은 밀봉 부분(70a)의 내부 위치로부터 축방향(도 7에서 상방향)으로 돌출된다. 도 6에 도시된 부착된 상태에서, 변형된 O-링(70)의 밀봉 부분(70a)은 연결 단부(51, 61)의 정반대로 대향된 벽 표면(51a, 61b)(도 8 참조) 사이에서 반경방향으로 압축 및 변형된다. 변형된 O-링(70)의 가압 부분(70b)(도 8 참조)은 연결 단부(51, 61)의 축방향으로 대향 단차 표면(55, 65)(도 6 참조)에 의해 축방향으로 압축 및 변형된다(도 9 참조). 연결이 완료될 때까지 흡기 매니폴드(26)를 스로틀체(1)내로의 삽입시부터, 변형된 O-링(70)의 밀봉 부분(70a)은 반경방향 압축 및 변형이 점진적으로 가해진다. 이와 동시에, 가압 부분(70b)은 축방향 압축 및 변형이 점진적으로 가해진다. 궁극적으로, 링은 실질적으로 장방형 단면 구성(도 6 참조)을 가진 형태로 압축 및 변형된 상태로 된다. 따라서, O-링의 탄성으로 인해서, 변형된 O-링(70)의 밀봉 부분(70a)은 연결 단부(51, 61) 사이, 즉 반경방향으로의 밀봉을 실행한다. 또한, O-링의 탄성으로 인해서, 변형된 O-링(70)의 가압 부분(70b)은 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)를 분리 방향으로 강제한다.
본 실시예의 내연 기관용 흡기 장치에 있어서, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)는 맞물림 돌기(53)와, 맞물림 돌기(53)(도 2 참조)에 대응하는 맞물림 리세스를 구성하는 맞물림 부재(62) 사이의 맞물림을 통해서 분리 방지 상태로 함께 연결된다. 맞물림 돌기(53) 및 맞물림 부재(62)는 스로틀체(1)와 흡기 매니폴드(26)상에 각각 형성되어 있기 때문에, 스로틀체와 흡기 매니폴드 사이의 연결을 위해 종래에 필요하였던 볼트 또는 클램프 부재와 같은 모든 별개의 부품을 사용할 필요가 없다. 따라서, 스로틀체(1)와 흡기 매니폴드(26)에 대한 연결 구조는 간략하게 되며, 이에 의해 내연 기관용 흡기 장치의 사이즈의 전체 감소가 이뤄질 수 있다.
또한, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)용 연결 구조체의 간략화로 인해서, 자동차 등에서의 흡기 장치의 장착과 관련된 제한의 감소의 부수적인 실행이 이뤄질 수 있다.
또한, 수지로 형성된 스로틀체(1) 및 수지로 형성된 흡기 매니폴드(26)가 맞물림 돌기(53) 및 맞물림 부재(62)를 이용하는 맞물림 장치에 의한 맞물림을 통해 함께 연결되어 있는 구성으로 인해서, 부품(1, 26)의 비틀림의 발생을 방지 또는 경감시킬 수 있다. 또한, 볼트 또는 클램프 부재와 같은 별개의 부품이 이용되는 경우에, 수지로 형성되는 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)에 과잉 축방향 힘을 인가하는 것으로 인한 비틀림의 발생이 예상될 수 있다. 이와 반대로, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)가 맞물림 돌기(53) 및 맞물림 부재(62)로 구성되는 맞물림 장치에 의해 함께 연결되어 있는 본 실시예의 구성에 있어서는, 부품(1, 26)에 잉여 축방향 힘의 인가를 회피할 수 있으며, 그 결과 부품(1, 26)내의 비틀림의 발생이 방지 또는 경감된다.
또한, 본 실시예는 맞물림 돌기(53) 및 맞물림 부재(62)가 맞물림 부재(62)(도 6 참조)의 탄성 변형을 이용함으로써 서로 결합되는 스냅-끼워맞춤 형태의 맞물림 장치를 채용함으로써, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)는 한번의 조작에 의해 함께 용이하게 결합될 수 있다.
또한, 스로틀체(1)와 흡기 매니폴드(26) 사이에 제공된 밀봉 부재, 즉 변형된 O-링(70)(도 6 참조)의 밀봉 부분(70a)(도 7 참조)의 탄성으로 인해서, 반경방향에서의 부품(1, 26) 사이의 밀봉이 실행될 수 있다.
또한, 변형된 O-링(70)(도 6 참조)상에 형성된 가압 부분(70b)의 탄성으로 인해서, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)는 가압되는데, 즉 분리 방향으로 가압된다. 따라서, 맞물림 돌기(53)와 맞물림 부재(62)의 맞물림 구멍(63)이 서로 맞물려 있는 맞물림 부분에서의 덜걱거림이 방지 또는 경감될 수 있다.
또한, 스로틀체(1)에 형성된 수납 홈(64)에 의한 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(61)의 수납으로 인해서, 2개의 부품(1, 26)은 소위 "스피것 조인트 관계"(도 2 참조)로 함께 연결된다. 따라서, 경사 방향에서의 부품(1, 26)의 모멘트 부하가 맞물림 돌기(53)와 맞물림 부재(62)의 맞물림 구멍(63)이 서로 맞물려 있는 맞물림 부분으로 인가되는 것을 방지 또는 경감시킬 수 있다(도 6 참조).
또한, 회전 방지 장치의 회전 방지 돌기(67, 68)(도 4 참조) 및 회전 방지 리세스(57, 58)(도 5 참조)를 서로 각각 맞물림으로써, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)는 이들이 축을 중심으로 회전되는 것이 방지되는 상태로 함께 연결되어 있다. 따라서, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)의 축방향 둘레에서 작용하는 모멘트 부하가 맞물림 돌기(53)와 맞물림 부재(62)의 맞물림 구멍(63)이 서로 맞물려 있는 맞물림 부분(도 6 참조)으로 인가되는 것을 방지 또는 경감시킬 수 있다.
제 2 실시예
다음에, 본 발명의 제 2 실시예를 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한다. 제 2 실시예는 제 1 실시예의 부분 변형으로 구성된다. 따라서, 제 1 실시예와 제 2 실시예 사이의 차이점만을 설명한다. 또한, 도 10 내지 도 12에 있어서, 도 1 내지 도 9의 부품과 동일한 부품에는 동일한 참조번호로 표시하고, 그 설명은 생략한다.
제 2 실시예에 있어서, 제 1 O-링(81)은 제 1 실시예의 변형된 O-링(70) 대신에 사용된다. 이러한 제 1 O-링(81)은 탄성 고무로 형성되며, 종래의 구성이다.즉, 부하가 없는 상태하에서, 제 1 O-링(81)은 실질적으로 원형 단면 구성을 가지며, 링의 탄성으로 인해서 반경방향에 있어서 스로틀체(1)와 흡기 매니폴드(26) 사이에서의 밀봉이 실행된다.
또한, 제 2 실시예에 있어서, 제 O-링(82)은 스로틀체(1)의 수납 홈(64)의 깊은 단부 표면과 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)의 전방 단부 표면 사이에 제공된다. 또한, 제 2 O-링(82)은 탄성 고무로 제조되며, 종래의 구성이며, 부하가 가해지지 않은 상태에서 실질적으로 원형 단면 구성을 나타낸다. 도 10에 도시된 부착된 상태에서, 제 2 O-링(82)은 압축되며, 이 링의 탄성으로 인해서 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)를 분리 방향으로 가압, 즉 강제한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예에 있어서, 제 1 실시예에 있어서 스로틀체(1)의 연결 단부(61)에 제공된 제 2 회전 방지 돌기(68)(도 4 참조)는 생략되었다. 동시에, 제 1 실시예에 있어서 흡기 매니폴드(26)에 제공된 제 2 회전 방지 리세스(도 5 참조)도 또한 생략되었다(도 12 참조). 도 12는 제 1 회전 방지 리세스(57)의 측면, 즉 좌측에서 본 흡기 매니폴드(26)의 측면도이다.
또한, 상술한 제 2 실시예에 있어서, 제 1 실시예의 작용과 동일한 작용을 성취할 수 있다. 스로틀체(1)와 흡기 매니폴드(26) 사이에 제공된 제 1 O-링(81)의 탄성으로 인해서, 반경방향에서 부품(1, 26) 사이의 밀봉을 실행할 수 있다(도 10 참조). 또한, 스로틀체(1)와 흡기 매니폴드(26) 사이에 제공된 제 2 O-링(82)의 탄성으로 인해서, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)는 분리 방향으로 가압, 즉 강제되다(도 10 참조). 따라서, 맞물림 돌기(53)와 대응하는 맞물림 부재(62)의맞물림 구멍(63)이 서로 맞물려 있는 맞물림 부분에서의 덜걱거림을 방지 또는 경감시킬 수 있다. 또한, 비용의 관점에서 유리한 제 1 O-링(81) 및 제 2 O-링(82)으로서 시중에서 입수가능한 O-링을 채용할 수 있다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예의 변형예에 있어서, 사전결정된 원주방향 간격(도 14 참조)을 두고 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)의 외주연 표면상에 적당한 개수(4개, 도면에 도시되어 있음)의 돌기(83)를 형성할 수 있다. 도 13은 제 1 회전 방지 리세스(57)에 대향된 측면으로부터 본 흡기 매니폴드(26)의 측면도이다. 이러한 구성에 있어서, 돌기(83)(도 13 및 도 14 참조)는 흡기 매니폴드(26)가 스로틀체(1)내로 삽입될 때 스로틀체(1)의 수납 홈(64)의 홈 벽 표면(64a)(도 10 참조)에 의해 압착되며, 이에 의해 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)가 강제 끼워맞춤을 통해서 함께 결합된다. 따라서, 부품(1, 26) 사이의 덜걱거림을 방지 또는 경감시킬 수 있다.
억지 끼워맞춤 연결을 실현하기 위한 추가 변형예에 있어서, 돌기(83)는 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)의 내주연 표면상에 제공될 수 있거나, 돌기(83)는 스로틀체(1)의 수납 홈(64)의 외주연측 홈 벽 표면(64a) 및/또는 내주연측 홈 벽 표면(64b)상에 제공될 수 있다.
돌기(83)를 제공하는 것과 별개로, 스로틀체(1)와 흡기 매니폴드(26) 사이의 억지 끼워맞춤 연결은 흡기 매니폴드(26)의 외주연 표면 및/또는 내주연 표면의 직경과, 스로틀체(1)의 수납 홈(64)의 외주연측 홈 벽 표면(64a) 및/또는 내주연측 홈 벽 표면(64b)의 직경을 적절하게 설정하고 그리고 다음에 흡기 매니폴드(26)를스로틀체(1)내로 억지 끼워맞춤함으로써 실현될 수 있다.
제 3 실시예
본 발명의 제 3 실시예를 도 15 내지 도 18을 참조하여 설명한다. 제 3 실시예는 제 1 실시예의 부분적인 변형으로 구성된다. 따라서, 제 1 실시예와 제 3 실시예 사이의 차이점만을 설명한다. 또한, 도 15 내지 도 18에 있어서, 도 1 내지 도 9의 부품과 동일한 부품에는 동일한 참조번호로 표시하고, 그 설명은 생략한다.
특히, 제 3 실시예에 있어서, 제 1 실시예의 맞물림 장치, 즉 맞물림 돌기(53) 및 맞물림 부재(62)(도 5 참조)는 변형되어 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 적당한 개수(예를 들면 4개, 도 17에는 단지 3개만 도시됨)의 맞물림 돌기(85)는 흡기 매니폴드(26)의 확장부(52)의 외주연 표면상에 일체로 형성된다. 맞물림 돌기(85)는 사전결정된 원주방향 간격으로 위치되어 있다. 각 맞물림 돌기(85)는 실질적으로 직각삼각형 프리즘으로서 형성되며, 슬로프(85a) 및 로크 표면(85b)을 구비한다. 슬로프(85a)는 위에서부터 좌측으로 점진적으로 하방으로 경사져 있다(도 17 참조). 로크 표면(85b)은 확장부(52)의 외주연 표면에 실질적으로 직각이며, 확장부(52)의 축방향(도면에서 수직방향)으로 연장되어 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 다수의 맞물림 부재(87)는 스로틀체(1)의 연결 단부(61)의 전방 단부 표면(61a)상에 형성되며, 전방 단부 표면(61a)으로부터 하방으로 돌출되어 있다. 맞물림 부재(87)는 흡기 매니폴드(26)의 확장부(52)의 외주연 표면에 근접 또는 부착될 수 있다. 또한, 맞물림 부재(87)의 개수는 맞물림 돌기(85)의 개수(즉, 4개, 도 17에는 3개만 도시되어 있음)에 대응하며, 맞물림 부재(87)의 위치는 맞물림 돌기(85)(도 16 참조)에 대응한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 각 맞물림 부재(87)의 전방 단부는 실질적으로 J자형 구성을 나타내도록 좌측(도 17에 도시된 바와 같이)으로 배향되어 있다. 각 맞물림 부재(87)는 맞물림 홈(87M)을 구비한다. 맞물림 홈(87M)은 대응하는 맞물림 돌기(85)의 슬로프(85a)와 면 접촉될 수 있는 슬로프(87a)와, 로크 표면(85b)의 하부 단부와 면 접촉될 수 있는 로크 표면(87b)을 구비한다.
도 16에 도시된 바와 같이, 제 3 실시예에 있어서, 제 1 실시예에서의 스로틀체(1)의 연결 단부(61)에 제공된 회전 방지 돌기(67, 68)(도 4)는 생략되었다. 동시에, 제 1 실시예에서의 흡기 매니폴드(26)상에 제공된 회전 방지 리세스(57, 58)(도 5 참조)도 또한 생략된다(도 17 참조).
다음에, 제 3 실시예의 작동, 즉 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)를 연결하는 작동을 설명할 것이다. 이러한 연결 작동은 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)를 도 17에 도시된 상태에서 스로틀체(1)의 연결 단부(61)내로 삽입함으로써 실행된다. 이때에, 맞물림 돌기(85) 및 맞물림 부재(87)는 원주방향에 대해서 실질적으로 ½피치만큼 오프셋된다. 다음에, 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)는 스로틀체(1)내로 삽입되며, 변형된 O-링(70)의 가압 부분(70b)은 탄성 변형이 가해진다(도 18에서 2점 쇄선으로 표시됨). 이러한 상태에서, 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)는 스로틀체(1)에 대해서 축 둘레에서 회전되며, 이에 의해 맞물림 돌기(85)는 맞물림 부재(87)의 맞물림 홈(87M)에 들어간다. 그후에, 삽입력이제거된다. 다음에, 변형된 O-링(70)의 가압 부분(70b)의 탄성 변형으로 인해서, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)는 분리 방향으로 가압되며, 맞물림 돌기(85)는 맞물림 부재(87)(도 18에서 실선(87)으로 표시됨)의 맞물림 홈(87M)과 완전히 맞물린다. 즉, 맞물림 부재(87)의 슬로프(87a)는 맞물림 돌기(85)의 슬로프(85a)와 면 접촉되며, 로크 표면(87b, 85b)은 서로 면 접촉된다. 이러한 방법에서, 스로틀체(1)와 흡기 매니폴드(26)를 서로 연결하는 작동이 완료된다(도 15 참조). 이러한 상태에서, 축방향의 분리 방향으로의 힘이 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)에 가해진다면, 부품(1, 26)을 서로로부터 분리하는 것이 축방향에 대해서 방지되는데, 그 이유는 맞물림 돌기(85) 및 맞물림 부재(87)가 서로 접촉되어 유지되기 때문이다(도 18 참조). 또한, 축방향 둘레에서의 힘이 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)에 가해진다면, 부품(1, 26)의 축 둘레에서의 상대 회전이 방지되는데, 그 이유는 맞물림 돌기(85)의 로크 표면(85b)과 맞물림 부재(87)의 로크 표면(87b)이 서로 접촉되어 유지되기 때문이다(도 18 참조).
또한, 상술한 제 3 실시예는 제 1 실시예의 것과 동일한 작용을 제공한다. 또한, 제 3 실시예에 있어서, 맞물림 돌기(85)와 맞물림 부재(87)의 맞물림은 그들의 탄성 변형을 이용함으로써 실행되지 않는다. 따라서, 결합의 작동과 반대의 작동을 통해서, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)는 용이하게 분리될 수 있다(도 17 참조). 또한, 유사하게 맞물림 돌기(85) 및 맞물림 부재(87)로 구성되는 본 실시예의 맞물림 장치는 또한 제 2 실시예에도 적용가능하다.
제 4 실시예
본 발명의 제 4 실시예를 도 19 내지 도 22를 참조하여 설명한다. 제 4 실시예는 제 2 실시예의 부분적인 변형으로 구성된다. 따라서, 제 2 실시예와 제 4 실시예 사이의 차이점만을 설명한다. 또한, 도 19 내지 도 22에 있어서, 도 10 내지 도 12의 부품과 동일한 부품에는 동일한 참조번호로 표시하고, 그 설명은 생략한다.
제 4 실시예에 있어서, 제 2 실시예의 흡기 매니폴드(26)의 맞물림 돌기(53)(도 10 참조)는 생략했다. 선택적으로, 도 19에 도시된 바와 같이, 판 스프링으로 구성되는 링형 스냅 부재(90)는 흡기 매니폴드(26)에 부착된다. 도 21에 도시된 바와 같이, 스냅 부재(90)는 실질적으로 원형 링 부분(91), 다수의 맞물림 돌기(92) 및 단일 위치설정 돌기(93)를 구비한다. 맞물림 돌기(92)는 링 부분(91)의 외주연 부분으로부터 돌출되어 있고, 실질적으로 후크형 형상으로 굽혀진다. 또한, 맞물림 돌기(92)는 실질적으로 동일한 원주 간격으로 배치되어 있다. 위치설정 돌기(93)는 링 부분(91)의 내주연 부분으로부터 돌출되어 있다. 각 맞물림 돌기(92)는 제 1 실시예의 맞물림 돌기(53)(도 6 참조)의 것과 유사한 안내 슬로프(92a) 및 로크 표면(92b)을 구비하고 있다(도 20 참조). 또한, 도 20에 2점 쇄선(90)으로 표시된 바와 같이, 맞물림 돌기(92)는 탄성 변형, 특히 편향 변형될 수 있다.
스냅 부재(90)는 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)상에 끼워맞춰지며, 맞물림 돌기(92)(도 19 참조)의 탄성 변형을 이용함으로써 확장부(52)에 부착된다. 이러한 목적을 위해서, 스냅 부재(90)는 흡기 매니폴드(26)의 확장부(52)를 중첩하도록 도 22에 실선으로 표시된 위치로부터 제거된다. 다음에, 맞물림 돌기(92)의 전방 단부(도면에 도시된 바와 같이 하부 단부)는 확장부(52)의 외주연 표면상에 위치되는 반면에 탄성 변형된다(도 22의 2점 쇄선(92) 참조). 스냅 부재(90)가 더 이동되어 맞물림 돌기(92)의 전방 단부가 확장부(52)의 외주연 표면상에서 활주되게 되는 경우에, 맞물림 돌기(92)의 전방 단부는 확장부(52)의 외주연 표면을 궁극적으로 통과한다. 다음에, 맞물림 돌기(92)는 본래의 형상으로 탄성적으로 복원되며(도 22의 2점 쇄선(92B) 참조), 이에 의해 스냅 부재(90)의 링 부분(91) 및 맞물림 돌기(92)의 전방 단부는 각각 확장부(52)의 상부 및 하부 표면과 면 접촉되게 된다. 이러한 방법으로, 스냅 부재(90)를 흡기 매니폴드(26)에 부착하는 것이 완료된다.
또한, 흡기 매니폴드(26)의 확장부(52)는 스냅 부재(90)(도 21 참조)의 위치설정 돌기(93)와 맞물릴 수 있는 위치설정 리세스(95)(도 22에서 2점 쇄선(95)으로 표시됨)를 구비한다. 따라서, 상기 부착이 완료된 상태에서, 스냅 부재(90)의 위치설정 돌기(93)는 흡기 매니폴드(26)의 확장부(52)의 위치설정 리세스(95)와 맞물리며, 이에 의해 맞물림 돌기(92)가 사전결정된 원주방향 위치에 위치될 수 있다.
그후에, 스냅 부재(90)가 상술한 바와 같이 부착되어 있는 흡기 매니폴드(26)는 스로틀체(1)내로 삽입된다. 다음에, 맞물림 부재(62)의 안내 슬로프(62a)는 스냅 부재(90)의 대응하는 맞물림 돌기(92)의 안내 슬로프(92a)와 접촉되며, 그런 다음에 슬로프(92a)와 활주 접촉하게 된다. 이 상태에서, 스냅 부재(90)의 맞물림 돌기(92)는 편향 변형이 이뤄진다(도 20의 2점 쇄선(92)으로 표시됨). 다음에, 각 맞물림 돌기(92)는 궁극적으로 대응하는 맞물림 구멍(63)과 제 위치에서 정합된다. 다음에, 각 맞물림 돌기(92)는 본래 구성으로 탄성적으로 복원되며, 대응하는 맞물림 구멍(63)과 맞물린다. 이러한 방법에서, 맞물림 돌기(92) 및 맞물림 구멍(63)은 서로 맞물리며, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)를 서로 결합하는 작동이 완료된다(도 19 참조).
스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)가 상술한 바와 같이 함께 결합된 상태에서, 이들 부품(1, 26)에 분리 방향으로의 힘이 가해지는 경우, 스냅 부재(90)의 각 맞물림 돌기(92)의 로크 표면(92b)은 맞물림 구멍(63)의 대응하는 표면과 접촉된다. 따라서, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)의 분리는 축방향에 대해서 방지된다. 또한, 맞물림 돌기(92) 및 맞물림 부재(62)는, 맞물림 돌기(92)가 대응하는 맞물림 부재(62)의 맞물림 구멍(63)과 맞물릴 때 각 맞물림 돌기(92)가 탄성 변형이 이뤄지는 소위 "스냅-끼워맞춤 장치"를 구성한다.
상술한 제 4 실시예는 또한 제 2 실시예의 작용과 동일한 작용을 제공한다. 또한, 맞물림 돌기(92)를 구비하는 스냅 부재(90)가 흡기 매니폴드(26)에 부착되는 구성으로 인해서, 스로틀체(1) 및/또는 흡기 매니폴드(26)의 재료와 상관없이 맞물림 돌기(92)에 필요한 탄성을 부여할 수 있다.
도 23은 스냅 부재(90)의 변형예를 도시한 것이다. 이러한 변형예에 있어서, 스냅 부재(90)의 링 부분(91)은 다수의 가압 부분(91a)을 구비한다. 이들 가압 부분(91a)은 원주방향으로 주름진 구성을 갖고 있다. 이러한 스냅 부재(90)의 이들 가압 부분(91a)은 이들이 스로틀체(1)의 연결 단부(61)의 전방 단부표면(61a)(도 20 참조)과 접촉할 때 탄성 변형이 이뤄진다. 이러한 구성에 있어서, 스냅 부재(90)의 가압 부분(91a)의 탄성으로 인해서, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)를 분리 방향으로 가압, 즉 강제할 수 있으며, 이에 의해 맞물림 돌기(92)와 대응하는 맞물림 부재(62)의 맞물림 구멍(63)이 서로 맞물려 있는 부분에서의 덜걱거림을 방지 또는 경감할 수 있다. 또한, 이러한 변형예에 있어서, 제 2 O-링(82)(도 19 참조)을 생략할 수 있다.
제 5 실시예
본 발명의 제 5 실시예를 도 24를 참조하여 설명한다. 제 5 실시예는 제 2 실시예의 부분 변형으로 구성된다. 따라서, 제 2 실시예와 제 5 실시예 사이의 차이점만을 설명한다. 또한, 도 24에 있어서, 도 10 내지 도 12의 부품과 동일한 부품에는 동일한 참조번호로 표시하고, 그 설명은 생략한다.
도 24에 도시된 바와 같이, 제 5 실시예에 있어서, 환형 홈(97)은 제 2 실시예에서의 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)의 외주연 부분에 형성된다. 제 3 O-링(98)은 환형 홈(97)에 위치된다. 제 1 O-링(81) 및 제 2 O-링(82)과 유사하게, 제 3 O-링(98)은 부하가 가해지지 않은 상태에서 실질적으로 원형 단면 구성을 나타내는 종래의 O-링이다. 제 3 O-링(98)의 탄성으로 인해서, 반경방향에서의 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)상에서 상호 밀봉이 실행된다. 이와 동시에 이들 부품(1, 26) 사이의 덜걱거림이 방지된다.
상술한 제 5 실시예는 또한 제 2 실시예의 것과 동일한 작용을 제공한다. 또한, 제 3 O-링(98)의 탄성으로 인해서, 특히 스로틀체(1)와 흡기 매니폴드(26)사이의 밀봉이 반경방향에서 실행된다. 동시에, 이들 부품(1, 26) 사이에서의 덜걱거림이 방지 또는 경감될 수 있다. 또한, 제 3 O-링(98)을 채용함으로써, 도 13에 도시된 제 2 실시예의 변형예에 있어서의 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)를 위한 억지-끼워맞춤 구조를 생략할 수 있다. 제 3 O-링(98)은 흡기 매니폴드(26)의 연결 단부(51)의 내주연측상에 제공될 수도 있다. 선택적으로, 제 3 O-링은 스로틀체(1)의 수납 홈(64)의 내주연측 또는 외주연측상에 제공될 수도 있다.
본 발명은 상술한 제 1 내지 제 5 실시예와 상술한 변형예로 제한되지 않는다. 제 1 내지 제 5 실시예의 다양한 변경 및 수정이 본 발명의 영역을 벗어남이 없이 이뤄질 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 스로틀체(1)의 하류측상에서 스로틀체(1)와 흡기 매니폴드(26) 사이의 연결 뿐만 아니라 스로틀체(1)의 상류측상에서의 스로틀체(1)와 파이프 부재 사이의 연결에 적용가능하다. 또한, 스로틀체(1) 및 흡기 매니폴드(26)를 수지로 형성하는 것이 바람직하지만, 이것은 제한적으로 구성되지 않아야 한다. 또한, 맞물림 장치의 맞물림 돌기를 스로틀체상에 형성할 수 있고, 맞물림 리세스를 흡기 매니폴드(26)에 형성할 수 있다. 또한, 맞물림 돌기 및 맞물림 리세스 양자에 탄성을 부여할 수도 있다. 또한, 스냅 부재(90)는 맞물림 부재에 탄성을 부여하도록 형성되거나, 스로틀체(1)에 부착될 수 있다.
본 발명에 따르면, 내연 기관용 흡기 장치는 흡기 통로가 내부에 형성된 스로틀체와, 흡기 통로내에 배치된 스로틀체를 구비하며, 파이프 부재는 스로틀체에연결되며, 파이프 부재는 예를 들면 흡기 매니폴드를 포함하며, 이 흡기 매니폴드내에는 흡기 통로와 연통되는 연통 통로가 형성되어 있다. 연결 장치는 스로틀체와 파이프 부재 사이에 제공되며, 이에 의해 맞물림 돌기 및 맞물림 리세스가 서로 맞물리는 경우에, 스로틀체와 파이프 부재의 서로간의 분리가 방지될 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 맞물림 돌기 및 맞물림 리세스의 맞물림을 통해서 고정 부착이 이뤄져서 연결 구조를 간략하게 할 수 있으며, 흡기 장치의 전체 사이즈를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (23)

  1. 내연 기관용 흡기 장치에 있어서,
    흡기 통로(1a)를 형성하는 스로틀체(1)와,
    상기 흡기 통로에 배치된 스로틀 밸브(2)와,
    상기 스로틀체에 연결되고, 상기 흡기 통로와 연통되는 연통 통로(26a)를 형성하는 파이프 부재(26)와,
    상기 스로틀체와 상기 파이프 부재 사이에 제공되며, 적어도 하나의 맞물림 돌기(53, 85, 92)와 적어도 하나의 맞물림 리세스(63, 87M)를 포함하는 맞물림 장치(53, 63, 85, 87, 92, 63)를 포함하며;
    상기 맞물림 돌기 및 상기 맞물림 리세스를 서로 맞물릴 경우에 상기 스로틀체 및 상기 파이프 부재가 서로에서 분리되는 것이 방지되는
    내연 기관용 흡기 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 맞물림 돌기 및 상기 맞물림 리세스는 상기 스로틀체(1) 및 상기 파이프 부재(26)의 사전결정된 방향으로의 상대 이동을 통해서 서로 자동적으로 맞물리는
    내연 기관용 흡기 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 사전결정된 방향에서의 이동이 스로틀체(1) 및 파이프 부재(26)를 함께 끼워맞추기 위한 이동인
    내연 기관용 흡기 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스로틀체(1) 및 상기 파이프 부재(26)가 각각 제 1 연결 단부(61) 및 제 2 연결 단부(51)를 구비하며, 상기 제 1 및 제 2 연결 단부는 축방향에서 하나가 다른 하나에 고정되는
    내연 기관용 흡기 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 맞물림 돌기(53, 85) 및 상기 맞물림 리세스(63, 87M)는 제 1 연결 단부 및 제 2 연결 단부중 하나 그리고 다른 하나에 형성되는
    내연 기관용 흡기 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 맞물림 돌기(53, 85)는 상기 제 1 및 제 2 연결 단부중 하나와 일체로 형성되며, 반경방향으로 돌출되며, 상기 맞물림 리세스(63, 87)는 상기 제 1 및 제 2 연결 단부중 다른 하나에 형성된 홈인
    내연 기관용 흡기 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 단부(61) 및/또는 제 2 연결 단부(51)는 탄성적으로 변형가능한 부분(62)을 구비하며, 상기 맞물림 돌기(53) 또는 상기 맞물림 리세스(63)는 탄성적으로 변형가능한 부분상에 제공되며, 상기 맞물림 돌기 및 상기 맞물림 리세스는 탄성적으로 변형가능한 부분의 탄성 변형과 본래 구성으로의 복원을 이용하는 스냅-끼워맞춤 방법으로 서로 맞물리는
    내연 기관용 흡기 장치.
  8. 제 8 항에 있어서,
    상기 맞물림 리세스(63)는 제 1 및 제 2 연결 단부중 다른 하나와 일체로 형성된 후크형 맞물림 부재(87)에 제공되며, 상기 맞물림 리세스는 스로틀체(1)의 축에 대해서 한쪽이 개방되어 있고, 상기 맞물림 돌기(85)는 개방쪽으로 수납되어 축방향 둘레 및 축방향 양자에서 맞물림 돌기를 로크시키는
    내연 기관용 흡기 장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 단부(61) 및 제 2 연결 단부(51)중 하나와 스냅 부재(90)가 끼워맞춤 결합되며, 상기 맞물림 돌기(92)는 스냅 부재상에 제공되며, 상기 맞물림리세스(63)는 제 1 연결 단부 및 제 2 연결 단부중 다른 하나에 제공되는
    내연 기관용 흡기 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스냅 부재(90)는 실질적으로 링형 구성을 가지며, 상기 맞물림 돌기(92)는 스냅 부재(90)와 일체로 형성되며, 스냅 링으로부터 반경방향으로 돌출되며, 탄성 변경가능하며, 탄성 변형과 그 본래 구성으로의 복원을 이용하여 맞물림 리세스(63)와 스냅-끼워맞춤 결합되기에 적합한
    내연 기관용 흡기 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 스냅 부재(90)는 제 1 연결 단부(61) 및 제 2 연결 단부(51)를 서로에 대해서 분리 방향으로 가압하는 일체식 가압 부분(91a)을 구비하는
    내연 기관용 흡기 장치.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 단부(61)와 제 2 연결 단부(51) 사이에서 반경방향으로 밀봉을 실행하기 위한 탄성 밀봉 부재(70, 81, 98)를 더 포함하는
    내연 기관용 흡기 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 탄성 밀봉 부재가 O-링(81, 98)인
    내연 기관용 흡기 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    변형 링(70)이 서로에 대해서 분리 방향에서 스로틀체 및 파이프 부재를 반경방향으로의 밀봉을 실행하기 위한 탄성 밀봉 부재(70a)를 가압하는 일체식 가압 부분(70b)을 구비하는
    내연 기관용 흡기 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 스로틀체 및 파이프 부재를 서로에 대해서 분리 방향으로 가압하기 위한 가압 장치(70, 82)를 더 포함하는
    내연 기관용 흡기 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 가압 장치가 탄성 링(70, 82)으로 구성되는
    내연 기관용 흡기 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 탄성 링이 O-링(82)으로 구성되는
    내연 기관용 흡기 장치.
  18. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 단부(61) 및 제 2 연결 단부(51)중 하나가 다른 하나를 수납할 수 있는 수납 홈(64)을 구비하는
    내연 기관용 흡기 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    축 둘레에서의 상대 회전을 방지하기 위한 회전 방지 장치(57, 58, 67, 68, 93, 95)가 상기 스로틀체(1)와 파이프 부재(26) 사이에 더 제공되는
    내연 기관용 흡기 장치.
  20. 제 4 항에 있어서,
    상기 회전 방지 장치가 제 1 연결 단부(61) 및 제 2 연결 단부(51)중 하나 그리고 다른 하나상에 각기 형성된 회전 방지 돌기(67, 68) 및 회전 방지 리세스(57, 58)에 의해 형성되며, 상기 회전 방지 돌기(67, 68) 및 회전 방지 리세스(57, 58)는 스로틀체(1)와 파이프 부재(26) 사이의 축 둘레의 상대 회전을 방지하기 위해 맞물림 장치의 맞물림 돌기(53, 85) 및 맞물림 리세스(63)의 맞물림부와 동시에 서로 맞물리는
    내연 기관용 흡기 장치.
  21. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 단부(61) 및 제 2 연결 단부(51)는 강제-끼워맞춤 상태로 함께 연결되는
    내연 기관용 흡기 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 단부(61) 및 제 2 연결 단부(51)중 하나상에, 제 1 연결 단부 및 제 2 연결 단부중 다른 하나와의 끼워맞춤-맞물림시에 제 1 연결 단부 및 제 2 연결 단부중 다른 하나의 벽 표면(64a)에 의해 압착된 돌기(83)가 제공되는
    내연 기관용 흡기 장치.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 파이프 부재가 흡기 매니폴드(26)로 구성되는
    내연 기관용 흡기 장치.
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