WO2013187241A1 - 吸気制御装置 - Google Patents

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WO2013187241A1
WO2013187241A1 PCT/JP2013/065053 JP2013065053W WO2013187241A1 WO 2013187241 A1 WO2013187241 A1 WO 2013187241A1 JP 2013065053 W JP2013065053 W JP 2013065053W WO 2013187241 A1 WO2013187241 A1 WO 2013187241A1
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posture
intake
valve
sleeve
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Inventor
石原啓光
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アイシン精機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an intake control device, and more particularly to an intake control device having a valve body that adjusts an opening area of an intake manifold.
  • Patent Document 1 discloses that a shaft (pivot shaft9 in the literature) is rotated in the vicinity of a flange surface connected to the cylinder head in an intake manifold ((inlet duct2 in the literature).
  • a configuration including a valve body that opens and closes (in the literature, control flap3) is shown.
  • the valve body When the valve body is set in the open posture shown in FIG. 1 or FIG. 4, the valve body reaches a state of fitting into the recess of the intake manifold, and the opening area of the intake manifold is set to the maximum. Further, by setting the valve body to the restraining posture shown in FIG. 2 or FIG. 5 by the rotation of the shaft, the valve body is displaced to the posture in which the valve body rises inside the intake manifold, and the opening area is reduced.
  • Patent Document 2 as in Patent Document 1, a valve body (Klappen 8 in the literature) that swings with the shaft (Klappenschwenkachse 12 in the literature) is provided.
  • the valve body is set in the open posture shown in FIG. 6 so that the valve body is fitted into the inner surface of the intake manifold, and the opening area of the intake manifold is set to the maximum. Further, when the valve body is set in the restraining posture shown in FIG. 5, the valve body is displaced to a posture where it rises inside the intake manifold, and the opening area is reduced.
  • Patent Document 3 shows an intake control device having a configuration in which a control unit 3 is fitted in a position near the cylinder head 1 in the intake manifold 2.
  • the operation mode of the valve body (control valve 41 in the document) in Patent Document 3 is the same as that in Patent Document 1 and Patent Document 2, but is characterized in that the control unit 3 is provided in the intake manifold 2.
  • the intake manifold 2 includes a first member 2a that contacts the cylinder head 1 and a second member 2b that is connected to the first member 2a.
  • the control unit 3 includes a plate-like valve body that opens and closes with respect to the cylindrical housing 6 by a rotation shaft 41. From such a configuration, after the housing 6 of the control unit 3 is fitted into the first member 2a, the valve member is provided in the intake manifold 2 by connecting the second member 2b to the first member 2a.
  • the configuration in which the valve body is fitted into the intake manifold in a state where the valve body is set in the open posture acts on the air flowing in the intake passage by smoothing the inner surface of the intake manifold. To reduce resistance.
  • the configuration in which the valve body is fitted in the recess of the intake manifold in a state where the valve body is set in the open posture not only the accuracy is required to achieve smooth operation, but also the valve body and the recess If foreign matter adheres to the gap, smooth operation may be impaired and there is room for improvement.
  • the intake manifold when manufactured by resin molding, it is configured so that the air flow can be controlled by arranging the valve body at an appropriate position even when the shape accuracy is low as described in Patent Document 3. It is also desirable to do.
  • An object of the present invention is to construct an intake control device with high accuracy that appropriately suppresses the flow of intake air when the valve body is set in a restrained posture while realizing smooth operation of the valve body.
  • a feature of the present invention is that a sleeve fitted inside the intake manifold, an opening posture that maximizes an opening area of an intake passage in the intake manifold by rotating together with a shaft body supported by the sleeve, and the intake air
  • a valve body that can be switched to a restraining posture that reduces the opening area of the passage, and the valve body is located on one wall surface side of the sleeve relative to the shaft body in the open posture,
  • a main valve portion provided on the downstream side in the intake direction from the shaft body so as to be displaced toward the center side of the sleeve when swinging from the open posture to the restraining posture, and the displacement in a direction sinking into the sleeve
  • a sub-valve portion provided upstream from the shaft body in the intake direction, and a housing space into which the sub-valve portion enters when the valve body swings to the restraining posture is outward from the inner surface of the sleeve.
  • the valve body of this configuration is provided with a main valve portion and a sub valve portion on one side of a shaft body supported by the sleeve in a posture orthogonal to the intake direction.
  • the main valve portion and the sub-valve portion are in an initial posture deviated from the wall surface on one side of the sleeve, and when the valve body is in the restrained posture, the main valve portion It is necessary to shut off substantially the entire area of the sleeve with the auxiliary valve portion.
  • the main valve portion is formed on the downstream side in the intake direction with respect to the shaft body, and is configured to protrude toward the center side of the sleeve when the valve body changes to the restraining posture.
  • the sub-valve part is formed on the upstream side in the intake direction with respect to the shaft body, and even when the valve body changes to the restraining posture, the region on the wall side where the valve body was originally located with respect to the shaft body is It is necessary to keep blocking. For this reason, the movement trajectory of the sub-valve part swells outward of the sleeve when changing from the initial opening posture to the restraining posture.
  • a seal portion is formed between the sub-valve portion and the step portion when the valve body is in the restraining posture in order to enhance the blocking effect of the sleeve.
  • the valve body of this configuration is alternatively set to, for example, an open posture or a restraint posture, and the position of the sub-valve portion when in the restraint posture is a fixed position. Therefore, at this time, the seal portion is set so that the distance between the sub valve portion and the step portion becomes small. Thereby, the intake air blocking effect in the restrained posture is enhanced.
  • the seal portion can be configured simply and compactly.
  • the seal portion may be constituted by a protruding portion that protrudes from the surface of the sub-valve portion so as to be closer to the stepped portion in the restraining posture than in the open posture.
  • the seal portion can be formed without using a flexible material such as rubber that contacts the valve body and the sleeve, and the configuration is simplified and the manufacture is facilitated.
  • the valve body is configured to be freely set in an intermediate position that is intermediate between the open position and the restrained position, and includes a sub-seal portion that is closer to the stepped portion than the open position in the intermediate position. May be.
  • the sub seal portion approaches the stepped portion of the accommodating space, and the amount of air flowing at the sub valve portion in this intermediate posture is limited.
  • the air flow is controlled by the opening area set in the main valve.
  • FIGS. 1 to 3 an intake manifold M connected to a cylinder head 1 of an engine E as an internal combustion engine, a holder H fitted in the intake manifold M, and a swing axis with respect to the holder H
  • the intake control device is configured to include a valve body 25 that is swingably supported around X and an actuator A that sets the posture of the valve body 25.
  • Engine E has a configuration in which a cylinder head 1 is connected to the upper end of a cylinder block 3 containing a piston 2.
  • the cylinder head 1 includes an intake valve 4 for intake air into the combustion chamber, an exhaust valve 5 for exhausting combustion gas, an ignition plug 6 for igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber, and an injector for supplying fuel to the combustion chamber (see FIG. Not shown).
  • This engine E opens the intake valve 4 during intake operation of the piston 2 to intake air into the combustion chamber and supplies fuel from the injector to the combustion chamber. Thereafter, following the compression operation, the spark plug 6 ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber to perform combustion. The expansion force generated by this combustion is transmitted from the piston 2 to a crankshaft (not shown), and the driving force is transmitted to the crankshaft. It has the general structure taken out from.
  • the intake control device functions to create a tumble flow in the combustion chamber and increase the combustion efficiency by controlling the opening area of the intake passage of the intake manifold M when performing intake to the combustion chamber.
  • the actuator A controls the attitude of the valve body 25 based on information extracted from the operation map based on the rotational speed of the engine E and the load status.
  • the intake manifold M is composed of a single manifold body Ma to which air is supplied from an air cleaner or the like, and a branch Mb that is branched into a plurality of branches so as to supply air from the manifold body Ma to each combustion chamber of the engine E. It is integrally formed.
  • the tip portion of the branch Mb is formed into an upper wall portion 11, a pair of side wall portions 12, and a lower wall portion 13, so that the cross-sectional shape is rectangular, and the cylinder head 1 is connected to the tip portions of the plurality of branches Mb.
  • a flange portion 14 is integrally formed to be connected to each other.
  • the upper wall portion 11, the pair of side wall portions 12 and the lower wall portion 13 described above are spaces in which the holder H is fitted. By inflating this portion, the inner wall of the branch Mb and the inner wall of the holder H are linearly formed.
  • the relative positional relationship is set so as to be continuous.
  • an outer shaft support space 12a is formed at an intermediate position between adjacent ones of the side wall portions 12 so as to be recessed from the flange portion 14 in a state where the inner spaces of the adjacent branches Mb are continuous.
  • the two side wall portions 12 at the outer end positions are formed with bag-like bulging portions 12b that bulge outward to accommodate the shaft body 27.
  • the flange portion 14 is connected to the cylinder head 1 by a bolt 15, and a concave portion 14 a into which the clamping plate Hb of the holder H is fitted is formed on the flange surface of the flange portion 14.
  • the concave portion 14 a is formed to a depth at which the clamping plate Hb of the holder H is fitted, and is configured such that the clamping plate Hb can be crimped to the cylinder head 1 when the flange portion 14 of the intake manifold M is connected to the cylinder head 1. Has been.
  • an intake control device corresponding to a four-cylinder engine E is shown, and the intake manifold M is formed with four branches Mb corresponding to the four-cylinder engine E.
  • the valve body 25 is supported via the holder H.
  • the holder H is formed by integrally forming a cylindrical sleeve Ha and a flange-shaped pressing plate Hb integrally formed at the end of the sleeve Ha.
  • the sleeve Ha is disposed on the inner surface side of the upper wall portion 11 of the branch Mb of the intake manifold M, the side plate 22 disposed on the inner surface side of the side wall portion 12, and the inner surface side of the lower wall 13.
  • the bottom plate 23 integrally, the cross-sectional shape becomes rectangular.
  • the top plate 21, the pair of side plates 22 and the bottom plate 23 are connected to the pinching plate Hb.
  • the dimension of the top plate 21 in the direction in which the intake air flows and the dimension of the pair of side plates 22 are set to be equal, and the dimension of the bottom plate 23 in this direction is set to be short.
  • the pair of side plates 22 is formed with an internal shaft support space 22a in a form of being cut from an end portion on the opposite side to the clamping plate Hb.
  • the dimension of the bottom plate 23 is set to be shorter than the dimensions of the other plates in the direction of intake air flow, so that the bottom plate 23 does not exist inside the holder H (upstream side of the bottom plate 23 in the suction direction of intake air).
  • An accommodation space S is formed in the space.
  • the accommodation space S is formed in a region surrounded by the step portion 23 a of the bottom plate 23, the pair of side plates 22, and the lower wall portion 13.
  • the step portion 23 a is formed in a shape that is displaced outward from the inner surface of the bottom plate 23 of the holder H. As shown in FIGS. 1 and 2, the step portion 23 a is formed with respect to the inner surface of the bottom plate 23. Are formed in an orthogonal posture.
  • the valve body 25 is formed in a plate shape, and a plate-like bracket portion 26 connected to both side portions and a shaft body 27 connected to the pair of bracket portions 26 are integrally formed of resin.
  • the pair of bracket portions 26 are formed so as to rise from the end in the width direction of the valve body 25, and a shaft body 27 is connected to the outer surfaces of the pair of bracket portions 26.
  • valve body 25 in the open posture as shown in FIG. 1 When the valve body 25 in the open posture as shown in FIG. 1 is operated in the restraining posture shown in FIG. 2, the valve body 25 is lifted from the bottom plate 23 of the sleeve Ha and displaced to the center side of the sleeve Ha.
  • the portion is referred to as a main valve portion 25a, and the portion that is displaced in the direction of sinking into the bottom plate 23 of the sleeve Ha during this operation is referred to as a sub valve portion 25b.
  • the main valve portion 25a is disposed on the downstream side in the intake direction from the shaft body 27, and the sub-valve portion 25b is disposed on the upstream side in the intake direction.
  • a protruding portion 28 is formed as a seal portion that is closer to the step portion 23a of the bottom plate 23 than in the open posture.
  • the protruding portion 28 is formed integrally with the valve body 25, but may be configured to be fixed to the valve body 25 using an adhesive or a screw.
  • a shaft body 27 of a plurality of valve bodies 25 is rotatably fitted with a bearing body 30, and the shaft body 27 arranged at an adjacent position is a shaft-shaped joint 31.
  • the inner end of the outer shaft support space 12a (upstream end in the intake suction direction) and the inner end of the inner shaft support space 22a (downstream end in the intake suction direction). ) Is formed in a semicircular shape, and in the state where the sleeve Ha is inserted into the inside of the branch Mb, a hole portion is formed that is circular together with each semicircular shape.
  • the internal shaft support space 22a forms the aforementioned semicircular portion at the end position of the slit portion having a width wider than the diameter of the shaft body 27, and is sealed in a state of being fitted into the slit portion of the internal shaft support space 22a.
  • a plate 33 is provided. A portion of the end portion of the seal plate 33 that contacts the shaft body 27 is formed in a semicircular concave shape. With this configuration, a circular hole is formed by the semicircular recess of the internal shaft support space 22 a and the semicircular recess formed in the seal plate 33.
  • the shaft body 27 of the valve body 25 is connected by the joint 31 and inserted into the internal shaft support space 22a of the side plate 22 of the holder H.
  • the shaft body 27 is accommodated in the branch Mb portion, one end is accommodated in the bulging portion 12b and the other end is accommodated in the bulging portion 12b.
  • the output shaft of the actuator A is connected to the other end.
  • the bearing body 30 is sandwiched between the semicircular recess of the internal shaft support space 22a and the semicircular recess of the inner end of the seal plate 33. It becomes a state. In this state, the valve body 25 is set together with the holder H inside the branch Mb, and the branch Mb is connected to the cylinder head 1 using the bolt 15.
  • the holder H is fitted inside the branch Mb, and the clamping plate Hb of the holder H is located at the flange portion 14 in the flange portion 14 of the branch Mb. 14 is sandwiched between the cylinder head 1 and the cylinder head 1.
  • the bearing body 30 has engaging protrusions formed at both ends of the shaft-like member, and an engaging recess into which the engaging protrusion is fitted is formed at the end of the shaft body 27, so that a plurality of valves are formed.
  • the state in which the body 25 swings integrally about the swing axis X is reached. Further, by connecting the output shaft of the actuator A to one end of the shaft body 27, the posture of the valve body 25 can be switched by the driving force of the actuator A.
  • valve body 25 When the valve body 25 is set in the open posture shown in FIG. 1 by the operation of the actuator A, the valve body 25 is positioned in the bottom plate 23 (a specific example of one sleeve Ha) and parallel to the bottom plate 23. The opening area of the intake passage of the branch Mb of the intake manifold M is maximized. Further, when the shaft body 27 rotates about the swing axis X by the operation of the actuator A in the reverse direction and the valve body 25 is set in the restrained posture shown in FIG. Displacement is made in the direction of rising from the plate 23, and the auxiliary valve portion 25 b reaches a state where it enters the accommodation space S.
  • the main valve portion 25a sets the opening area of the intake passage to the minimum, and the protruding portion 28 as the seal portion is formed on the step portion 23a of the bottom plate 23. By approaching, the flow of air in this part is suppressed.
  • the intake control device has an operation mode in which the sub-valve portion 25b of the valve body 25 sinks into the accommodation space S when the valve body 25 is switched from the open posture to the restraint posture.
  • the storage space S is formed in an arc shape along the operation locus of the sub valve portion 25b, foreign matters contained in the intake air may adhere to the smooth operation, but a part of the bottom plate 23 may be damaged. Since the accommodation space S is formed in a notched form, the valve body 25 can be smoothly operated in the intake control device of the present invention.
  • the protrusion 28 that approaches the stepped portion 23a of the accommodation space S is formed in the sub-valve portion 25b, so that the smooth operation of the valve body 25 is not impaired. This eliminates the inconvenience of air flowing through the gap between the auxiliary valve portion 25b and the accommodation space S.
  • valve body 25 in order to support the valve body 25 so as to be swingable with respect to the sleeve Ha of the holder H via the shaft body 27, when the holder H is fitted in the branch Mb of the intake manifold M, the branch is interposed via the sleeve Ha.
  • the valve body 25 can be supported with high accuracy with respect to the inside of the Mb, and intake is favorably suppressed when the valve body 25 is set to the suppression posture.
  • the intake control device of the present invention is configured to be set to an open posture, a restraint posture, and an intermediate posture that is intermediate between these two postures, and corresponds to the intermediate posture.
  • a sub-projection 29 is provided on the back surface of the valve body 25.
  • the protruding part 28 approaches the step part 23a of the accommodation space S as in the above-described embodiment, Suppresses the flow of intake air.
  • the sub-projection part 29 approaches the step part 23 a of the accommodation space S and suppresses the flow of intake air at this part.
  • valve body 25 When a plurality of seal portions (projecting portion 28, sub-projecting portion 29) are formed as described above, the valve body 25 can be placed through the accommodating space S regardless of the restraint posture or the intermediate posture. The inconvenience that the intake air flows can be suppressed, and an appropriate tumble flow by the valve body 25 can be created.
  • valve body 25 may be configured to be set to other postures of the restraining posture and the intermediate posture, and three or more seal portions may be formed as the seal portions corresponding to these postures. .
  • the branch Mb and the sleeve Ha are not limited to a rectangular cross section.
  • the cross section may be formed into an oval shape or an oval shape.
  • the present invention can be used for an intake manifold having a valve body that controls the opening area of the intake passage.
  • Step part 25 Valve body 25a Main valve part 25b Sub valve part 27 Shaft body 28 Seal part (protrusion part) 29 Sub seal part (sub projecting part) Ha Sleeve M Intake manifold S Housing space

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Abstract

　弁体の円滑な作動を行いながら、弁体を抑制姿勢に設定した場合には吸気の流れを適正に抑制する吸気制御装置を構成する。スリーブに対して揺動自在に弁体が支持されると共に、この弁体を抑制姿勢に設定した場合には、弁体の主弁部がボトムプレートから持ち上がり、弁体の副弁部がボトムプレートの収容空間に沈み込むように構成した。収容空間にはスリーブの内面から外方に変位する段部が形成され、弁体を抑制姿勢に設定した場合に段部に近接するシール部を副弁部に形成した。

Description

吸気制御装置
　本発明は、吸気制御装置に関し、詳しくは、吸気マニホルドの開口面積を調節する弁体を有する吸気制御装置に関する。
　上記のように構成された吸気制御装置として特許文献１には、吸気マニホルド（文献では inlet duct2）においてシリンダヘッドに接続するフランジ面の近傍位置に、軸体（文献ではpivot shaft9）の回転に伴って開閉作動する弁体（文献では control flap3）を備えた構成が示されている。弁体は、Ｆｉｇ１やＦｉｇ４に示す開放姿勢にセットされることで吸気マニホルドの凹部に嵌り込む状態に達し、吸気マニホルドの開口面積を最大に設定する。また、シャフトの回転により弁体がＦｉｇ２やＦｉｇ５に示す抑制姿勢にセットされることにより、吸気マニホルドの内部で弁体が立ち上がる姿勢まで変位し、開口面積を小さくする。
　また、特許文献２には、特許文献１と同様に、軸体（文献では　Klappenschwenkachse 12）と共に揺動する弁体（文献では　Klappen 8 ）を備えている。この弁体はＦｉｇ６に示す開放姿勢にセットされることで吸気マニホルドの内面に嵌り込み、吸気マニホルドの開口面積を最大に設定する。また、弁体がＦｉｇ５に示す抑制姿勢にセットされることで弁体が吸気マニホルドの内部で立ち上がる姿勢まで変位し、開口面積を小さくする。
　更に、特許文献３には、吸気マニホルド２のうちシリンダヘッド１の近傍位置に制御ユニット３を嵌め込んだ構成の吸気制御装置が示されている。この特許文献３での弁体（文献では制御弁４１）の作動形態は特許文献１や特許文献２と同様であるが、制御ユニット３を吸気マニホルド２に備える構成に特徴を有している。
　つまり、吸気マニホルド２はシリンダヘッド１に当接する第一部材２ａと、これに連結する第二部材２ｂとで構成されている。制御ユニット３は、筒状のハウジング６に対して回動軸４１により開閉する板状の弁体を備えている。このような構成から、制御ユニット３のハウジング６を第一部材２ａに嵌め込んだ後に、第一部材２ａに対して第二部材２ｂを連結することにより吸気マニホルド２に弁体が備えられる。
米国特許第６７６１１４０号明細書（US 6,761,140 B2） 独国特許出願公開第１０２００９０５４１８４号明細書（DE 10 2009054 184 A1） 特開２００７－１９２１４７号公報
　特許文献１や特許文献２に記載されるように、弁体を開放姿勢に設定した状態で弁体が吸気マニホルドに嵌り込む構成は、吸気マニホルドの内面を平滑にして吸気通路に流れる空気に作用する抵抗を低減する。しかしながら、弁体を開放姿勢に設定した状態で吸気マニホルドの凹部に弁体が密接する状態で嵌り込む構成では、円滑な作動を実現するために精度を必要とするだけではなく、弁体と凹部との隙間に異物が付着した場合には、円滑な作動を損なうこともあり改善の余地がある。
　このような不都合を解消するために、弁体と吸気マニホルドとの間の間隙を大きくすることも考えられるが、間隙を大きくした場合には、弁体を抑制姿勢にセットした場合に、間隙に空気が流れ、吸気の流れを適正に抑制できないものとなる。
　また、吸気マニホルドを樹脂成形により製造する場合には、特許文献３にも記載されるように形状精度が低い場合にも適正な位置に弁体を配置して空気の流れを制御できるように構成することも望まれている。
　本発明の目的は、弁体の円滑な作動を実現しながら、弁体を抑制姿勢に設定した場合には吸気の流れを適正に抑制する吸気制御装置を高精度に構成する点にある。
　本発明の特徴は、吸気マニホルドの内部に嵌め込まれるスリーブと、前記スリーブに支持される軸体とともに回動することで前記吸気マニホルドにおける吸気通路の開口面積を最大にする開放姿勢、及び、前記吸気通路の開口面積を小さくする抑制姿勢に切換自在な弁体とを備えると共に、前記弁体が、前記開放姿勢にあっては共に前記軸体に対して前記スリーブの一方の壁面側に位置し、前記開放姿勢から前記抑制姿勢への揺動時に前記スリーブの中央側に変位するよう前記軸体から吸気方向の下流側に設けられた主弁部と、前記スリーブに沈み込む方向に変位するよう前記軸体から吸気方向上流側に設けられた副弁部とを有し、前記弁体が前記抑制姿勢に揺動した際に前記副弁部が入り込む収容空間が、前記スリーブの内面から外方に変位する段部を有する形状に形成され、前記副弁部には、当該弁体が前記抑制姿勢に達した際に、前記開放姿勢よりも前記段部に接近するシール部を形成している点にある。
　本構成の弁体は、吸気方向に直交する姿勢でスリーブに支持される軸体の一方側に主弁部と副弁部とを備えるものである。このような弁体では、弁体が開放姿勢にあるときには、主弁部および副弁部はスリーブの一方側の壁面に偏位した初期姿勢となり、弁体が抑制姿勢にあるときには、主弁部と副弁部とでスリーブの略全域を遮断する必要がある。そのため、主弁部は、軸体に対して吸気方向の下流側に形成され、弁体が抑制姿勢に変化した際には、スリーブの中央側に突出するように構成してある。一方、副弁部は、軸体に対して吸気方向の上流側に形成され、弁体が抑制姿勢に変化した際でも、軸体に対して自身が当初位置していた壁面の側の領域を遮断し続ける必要がある。このため、副弁部の移動軌跡は、当初の開放姿勢から抑制姿勢に変化する際にスリーブの外方側に膨らむ。このような弁体を収容するためには、開放姿勢で保持した弁体のさらに外側に所定の空間を確保しておく必要がある。そのため、本構成では、この空間を形成するのに、スリーブの内面から外方に変位する段部を設けてある。
　本構成では、スリーブの遮断効果を高めるべく、弁体が抑制姿勢にあるときに副弁部と段部との間でシール部が形成される。本構成の弁体は、例えば開放姿勢と抑制姿勢とに択一的に設定され、抑制姿勢にあるときの副弁部の位置は定位置となる。よって、このとき副弁部と段部との間の距離が小さくなるようにシール部を設定してある。これにより、抑制姿勢での吸気遮断効果が高まる。このように所定の姿勢のみに於いて効果を発揮するシール部を形成する結果、シール部を簡単かつコンパクトに構成することが可能となる。
　また、本構成であれば、弁体が開放姿勢と抑制姿勢との間の姿勢にあるときには、副弁部と段部との間には一定の隙間が現れる。この隙間は吸気の流通が可能である。よって、仮に異物がスリーブ内に侵入した場合でも、弁体とスリーブの壁部との間に溜まりがちな異物を効果的に排出することができる。この結果、弁体の健全な動作状態を長期間維持することができる。このように、本発明によると、弁体の円滑な作動を行いながら弁体を抑制姿勢に設定した場合には、吸気の流れを適正に抑制する吸気制御装置が高精度に構成された。
　本発明は、前記抑制姿勢において前記開放姿勢よりも前記段部に接近するように前記副弁部の表面から突出する突出部で前記シール部が構成されても良い。
　これによると、弁体に突出部材を備えることにより、弁体が抑制姿勢に達した場合に、突出部が収容空間の段部に接近する形態で空気の流れを抑制する。つまり、弁体とスリーブとに接触するゴム等の柔軟な素材を用いずとも、シール部を形成することが可能となり、構成が単純化し、製造も容易となる。
　本発明は、前記弁体が、前記開放姿勢と前記抑制姿勢との中間となる中間姿勢に設定自在に構成され、この中間姿勢において前記開放姿勢よりも前記段部に接近する副シール部を備えても良い。
　これによると、弁体を中間姿勢に設定した場合には、副シール部が収容空間の段部に接近することになり、この中間姿勢において副弁部の部位で流れる空気の量を制限して主弁部で設定される開口面積により空気の流れを制御する。
エンジン上部と吸気制御装置とを示す断面図である。 弁体を抑制姿勢に設定した吸気制御装置を示す断面図である。 吸気制御装置を備えた吸気マニホルドの斜視図である。 ホルダと弁体とを示す斜視図である。 マニホルドとホルダと弁体との分解斜視図である。 ホルダと弁体との配置を示す横断図である。 ホルダと弁体との配置を示す縦断図である。 別実施形態（ａ）の吸気制御装置を示す断面図である。 別実施形態（ｂ）の吸気制御装置を示す断面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
　図１～図３に示すように、内燃機関としてのエンジンＥのシリンダヘッド１に連結する吸気マニホルドＭと、この吸気マニホルドＭの内部に嵌め込まれるホルダＨと、ホルダＨに対して揺動軸芯Ｘを中心に揺動自在に支持される弁体２５と、弁体２５の姿勢を設定するアクチュエータＡとを備えて吸気制御装置が構成されている。
　エンジンＥはピストン２を内蔵するシリンダブロック３の上端にシリンダヘッド１を連結した構成を有している。シリンダヘッド１には燃焼室に吸気を行う吸気バルブ４と、燃焼ガスを排出する排気バルブ５と、燃焼室の混合気に点火を行う点火プラグ６と、燃焼室に燃料を供給するインジェクタ（図示せず）とを備えている。
　このエンジンＥは、ピストン２の吸気作動時に吸気バルブ４を開放して燃焼室に吸気を行うとともに、燃焼室にインジェクタから燃料を供給する。この後、圧縮作動に続いて点火プラグ６により燃焼室の混合気に点火して燃焼を行わせ、この燃焼による膨張力をピストン２からクランクシャフト（図示せず）に伝え、駆動力をクランクシャフトから取り出す一般的な構成を有している。
　吸気制御装置は、燃焼室に吸気を行う際に吸気マニホルドＭの吸気通路の開口面積を制御することにより、燃焼室にタンブル流を作り出し、燃焼効率を高めるように機能する。このように機能させるためにアクチュエータＡはエンジンＥの回転数と負荷の状況に基づいて作動マップから取り出した情報に基づいて弁体２５の姿勢を制御する。
〔吸気制御装置〕
　吸気マニホルドＭは、エアクリーナ等から空気が供給される単一のマニホルド本体Ｍａと、このマニホルド本体Ｍａからの空気をエンジンＥの各燃焼室に供給するように複数に分岐するブランチＭｂとが樹脂により一体的に形成されている。ブランチＭｂの先端部分は、上壁部１１と、一対の側壁部１２と、下壁部１３とを形成することで断面形状が矩形となり、複数のブランチＭｂの先端部に連なる状態でシリンダヘッド１に連結するためのフランジ部１４が一体的に形成されている。
　前述した上壁部１１と一対の側壁部１２と下壁部１３とはホルダＨが嵌め込まれる空間であり、この部位を膨らませることにより、ブランチＭｂの内壁とホルダＨの内壁とが直線的に連なるように相対的な位置関係が設定されている。また、側壁部１２のうち隣接するもの同士の中間位置には、隣接するブランチＭｂの内部空間同士が連なる状態で、フランジ部１４から窪む形態で外部軸支空間１２ａが形成されている。尚、外端位置の２箇所の側壁部１２には軸体２７を収容するために外方に膨らむ袋状の膨出部１２ｂが形成されている。
　フランジ部１４はボルト１５によりシリンダヘッド１に連結されるものであり、このフランジ部１４のフランジ面には、ホルダＨの挟圧プレートＨｂが嵌り込む凹部１４ａが形成されている。この凹部１４ａはホルダＨの挟圧プレートＨｂが嵌り込む深さで形成され、吸気マニホルドＭのフランジ部１４がシリンダヘッド１に連結する際に挟圧プレートＨｂをシリンダヘッド１に圧着できるように構成されている。
　この実施形態では、４気筒型のエンジンＥに対応した吸気制御装置を示しており、吸気マニホルドＭは、４気筒型のエンジンＥに対応して４つのブランチＭｂが形成され、夫々のブランチＭｂに対してホルダＨを介して弁体２５が支持されている。
　図４、図５に示すように、ホルダＨは、筒状のスリーブＨａと、このスリーブＨａの端部に一体形成したフランジ状の挟圧プレートＨｂとを樹脂により一体的に形成してある。スリーブＨａは吸気マニホルドＭのブランチＭｂの上壁部１１の内面側に配置されるトッププレート２１と、側壁部１２の内面側配置されるサイドプレート２２と、下壁の１３内面側に配置されるボトムプレート２３とを一体的に形成することで断面形状が矩形となる。また、トッププレート２１と一対のサイドプレート２２とボトムプレート２３とは挟圧プレートＨｂに連結している。
　このホルダＨでは、吸気の流れる方向でのトッププレート２１の寸法と、一対のサイドプレート２２の寸法とが等しく設定されると共に、この方向でのボトムプレート２３の寸法が短く設定されている。また、一対のサイドプレート２２には、挟圧プレートＨｂと反対側の端部から切り込む形態で内部軸支空間２２ａが形成されている。
　吸気の流れる方向でボトムプレート２３の寸法が他のプレートの寸法より短く設定され、これによりホルダＨの内部でボトムプレート２３が存在しない領域に（吸気の吸引方向でのボトムプレート２３の上流側）に収容空間Ｓが形成される。この収容空間Ｓは、ボトムプレート２３の段部２３ａと、一対のサイドプレート２２と、下壁部１３とで取り囲まれる領域に形成されている。段部２３ａはホルダＨのボトムプレート２３の内面から外方に変位する形状に形成されるものであり、図１、図２に示すように、この段部２３ａは、ボトムプレート２３の内面に対して直交する姿勢で形成されている。
　弁体２５は、プレート状に形成されると共に、両側部に連結する板状のブラケット部２６と、この一対のブラケット部２６に連結する軸体２７とを樹脂により一体的に形成している。一対のブラケット部２６は弁体２５の幅方向の端部から立ち上がる姿勢で形成され、一対のブラケット部２６の外面に軸体２７が連結されている。
　図１に示す如く開放姿勢にある弁体２５を、図２に示す抑制姿勢に作動させた際に、弁体２５のうち、スリーブＨａのボトムプレート２３から持ち上がり、スリーブＨａの中央側に変位する部位を主弁部２５ａと称し、この作動時にスリーブＨａのボトムプレート２３に沈み込む方向に変位する部位を副弁部２５ｂと称している。また、主弁部２５ａは、軸体２７から吸気方向の下流側に配置され、副弁部２５ｂは吸気方向の上流側に配置されている。
　弁体２５が開放姿勢にある状態で、トッププレート２１に向かい合う面を表面とし、これと逆側でボトムプレート２３に向かい合う面を裏面とすると、副弁部２５ｂの裏面側には、抑制姿勢では開放姿勢よりもボトムプレート２３の段部２３ａに接近するシール部としての突出部２８が形成されている。この突出部２８は弁体２５と一体的に形成されるものであるが、接着やビス等を用いて弁体２５に固定する構成であっても良い。
　図５～図７に示す如く、複数の弁体２５の軸体２７には軸受体３０を回転自在に外嵌しており、隣り合う位置に配置される軸体２７は、軸状のジョイント３１で連結される。図３～図５に示す如く、外部軸支空間１２ａの内端（吸気の吸引方向で上流側の端部）と、内部軸支空間２２ａの内端（吸気の吸引方向で下流側の端部）とは半円形に成形され、ブランチＭｂの内部にスリーブＨａを挿入した状態で夫々の半円形を併せて円形となる孔部が形成される。
　内部軸支空間２２ａは、軸体２７の直径より広い幅のスリット部分の端部位置に前述した半円形の部位を形成しており、この内部軸支空間２２ａのスリット部分に嵌め込む状態でシールプレート３３を備えている。このシールプレート３３の端部において軸体２７に接触する部位は半円形の凹状に形成されている。この構成により、内部軸支空間２２ａの半円形の凹部と、シールプレート３３に形成された半円形の凹部とで円形の孔部を形成している。このように２つの半円形の凹部で形成される孔状の部位に軸受体３０を配置することで、軸体２７が揺動軸芯Ｘを中心にして回転自在に支持される。
　吸気制御装置を組み立てる場合には、弁体２５の軸体２７をジョイント３１で連結すると共に、ホルダＨのサイドプレート２２の内部軸支空間２２ａに挿入する。尚、軸体２７をブランチＭｂの部位に収容する場合には、一方の端部が膨出部１２ｂに収容され、他方の端部が膨出部１２ｂに収容されると共に、この軸体２７の他方の端部に対して、アクチュエータＡの出力軸が連結する。更に、内部軸支空間２２ａのスリット部分にシールプレート３３を嵌め込むことにより、内部軸支空間２２ａの半円形の凹部と、シールプレート３３の内端の半円形の凹部とで軸受体３０を挟み込む状態となる。このような状態でブランチＭｂの内部にホルダＨとともに弁体２５をセットし、ブランチＭｂをシリンダヘッド１にボルト１５を用いて連結する。
　このように吸気制御装置を組み立てた状態では、ブランチＭｂの内部にホルダＨが嵌め込まれ、ホルダＨの挟圧プレートＨｂが、ブランチＭｂのフランジ部１４に設けた凹部１４ａの部位において、このフランジ部１４とシリンダヘッド１との間に挟圧される。
　軸受体３０は、軸状の部材の両端部に係合突起を形成しており、この係合突起が嵌合する係合凹部を、軸体２７の端部に形成することにより、複数の弁体２５が揺動軸芯Ｘを中心にして一体的に揺動する状態に達する。また、軸体２７の一端に対してアクチュエータＡの出力軸を連結することにより、このアクチュエータＡの駆動力により弁体２５の姿勢の切換が可能となる。
〔作動形態〕
　アクチュエータＡの作動により弁体２５を図１に示す開放姿勢にセットした場合には、弁体２５がボトムプレート２３（一方のスリーブＨａの具体例）に位置する状態で、このボトムプレート２３と平行する姿勢となり、吸気マニホルドＭのブランチＭｂの吸気通路の開口面積が最大となる。また、アクチュエータＡの逆方向への作動により軸体２７が揺動軸芯Ｘを中心に回動して弁体２５を図２に示す抑制姿勢にセットした場合には、主弁部２５ａがボトムプレート２３から立ち上がる方向に変位し、副弁部２５ｂが収容空間Ｓに入り込む状態に達する。
　このように弁体２５が抑制姿勢に達した場合には、主弁部２５ａが吸気通路の開口面積を最小に設定し、また、シール部としての突出部２８がボトムプレート２３の段部２３ａに接近することで、この部位での空気の流れを抑制する。
〔実施形態の効果〕
　このように本発明の吸気制御装置は、弁体２５を開放姿勢から抑制姿勢に切り換えた場合には、弁体２５の副弁部２５ｂが収容空間Ｓに沈み込む作動形態となる。この収容空間Ｓを副弁部２５ｂの作動軌跡に沿う円弧状に形成した場合には、吸気に含まれる異物が付着して円滑な作動が損なわれることもあるが、ボトムプレート２３の一部を切り欠く形態で収容空間Ｓを形成しているので、本発明の吸気制御装置では弁体２５の円滑な作動を実現する。
　特に、弁体２５を抑制姿勢に設定した場合に、収容空間Ｓの段部２３ａに接近する突出部２８を副弁部２５ｂに形成したことにより、弁体２５の円滑な作動を損なうことなく、副弁部２５ｂと収容空間Ｓとの隙間に空気が流れる不都合を解消する。
　また、ホルダＨのスリーブＨａに対して軸体２７を介して揺動自在に弁体２５を支持するため、ホルダＨを吸気マニホルドＭのブランチＭｂに嵌め込んだ状態では、スリーブＨａを介してブランチＭｂの内部に対して弁体２５を高精度で支持することが可能となり、弁体２５を抑制姿勢に設定した場合に吸気を良好に抑制する。
〔別実施形態〕
　本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。
（ａ）図８に示すように、本発明の吸気制御装置を開放姿勢と、抑制姿勢と、この２姿勢の中間となる中間姿勢とに設定できるように構成すると共に、中間姿勢に対応して弁体２５の裏面に副突出部２９を備える。この構成では弁体２５を抑制姿勢に設定した場合には図８の上段に示す如く、前述した実施形態と同様に突出部２８が収容空間Ｓの段部２３ａに接近して、この部位での吸気の流れを抑制する。また、弁体２５を中間姿勢に設定した場合には図８の下段に示す如く、副突出部２９が収容空間Ｓの段部２３ａに接近して、この部位での吸気の流れを抑制する。
　このように複数のシール部（突出部２８、副突出部２９）を形成した場合には、弁体２５が抑制姿勢と中間姿勢との何れの姿勢にある場合にも、収容空間Ｓを介して吸気が流れる不都合を抑制して弁体２５による適正なタンブル流れを作り出すことができる。
　特に、本発明では、弁体２５を抑制姿勢と中間姿勢との他の姿勢に設定できるように構成し、これらの姿勢に対応してシール部として３つ以上のシール部を形成しても良い。
（ｂ）図９に示すように、ボトムプレート２３の内面側を取り除き、吸気の吸引方向での端部に滑らかな円弧状となる段部２３ａが形成されるように収容空間Ｓを形成しても良い。このようにホルダＨの内面側に収容空間Ｓを形成することにより、前述した実施形態のようにボトムプレート２３の一部を切り欠く形態で収容空間Ｓを形成したものと比較して高い強度を得ることができる。
（ｃ）ブランチＭｂ、スリーブＨａとも断面が矩形に限るものではなく、例えば、断面が長円形や楕円形に成形しても良い。
　本発明は、吸気通路の開口面積を制御する弁体を備えた吸気マニホルドに利用することができる。
２３ａ　　　段部
２５　　　　弁体
２５ａ　　　主弁部
２５ｂ　　　副弁部
２７　　　　軸体
２８　　　　シール部（突出部）
２９　　　　副シール部（副突出部）
Ｈａ　　　　スリーブ
Ｍ　　　　　吸気マニホルド
Ｓ　　　　　収容空間

Claims (3)

  1. 　吸気マニホルドの内部に嵌め込まれるスリーブと、
    　前記スリーブに支持される軸体とともに回動することで前記吸気マニホルドにおける吸気通路の開口面積を最大にする開放姿勢、及び、前記吸気通路の開口面積を小さくする抑制姿勢に切換自在な弁体とを備えると共に、
    　前記弁体が、前記開放姿勢にあっては共に前記軸体に対して前記スリーブの一方の壁面側に位置し、前記開放姿勢から前記抑制姿勢への揺動時に前記スリーブの中央側に変位するよう前記軸体から吸気方向の下流側に設けられた主弁部と、前記スリーブに沈み込む方向に変位するよう前記軸体から吸気方向上流側に設けられた副弁部とを有し、
    　前記弁体が前記抑制姿勢に揺動した際に前記副弁部が入り込む収容空間が、前記スリーブの内面から外方に変位する段部を有する形状に形成され、
    　前記副弁部には、当該弁体が前記抑制姿勢に達した際に、前記開放姿勢よりも前記段部に接近するシール部を形成している吸気制御装置。
  2. 　前記抑制姿勢において前記開放姿勢よりも前記段部に接近するように前記副弁部の表面から突出する突出部で前記シール部が構成されている請求項１記載の吸気制御装置。
  3. 　前記弁体が、前記開放姿勢と前記抑制姿勢との中間となる中間姿勢に設定自在に構成され、この中間姿勢において前記開放姿勢よりも前記段部に接近する副シール部を備えている請求項１又は２記載の吸気制御装置。
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