JP2016014414A

JP2016014414A - エアバイパスバルブ

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Publication number: JP2016014414A
Application number: JP2014135833A
Authority: JP
Inventors: 祐司江上; Yuji Egami; 徳志八十田; Atsushi Yasota
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2014-07-01
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2016-01-28

Abstract

【課題】油分が漏れると考えられるコネクタ端子とボビンとの間にパッキンを設けることにより、コエネクタ側から油漏れを防止するエアバイパスバルブを提供する。【解決手段】エアバイパスバルブ１０は弁本体１１と、前記弁本体１１に搭載されたバルブ本体１２と、前記バルブ本体１２に内蔵されたピストン部１３と、前記ピストン部１３の上部に位置するパイロット部１４と、から構成される。前記バルブケーシング１２には、油分の浸入を防止するため、バルブケーシング１２に装着されるコネクタ端子４４を介して油分が浸入される浸入経路にパッキン４５を設け、モールドにて固定している。【選択図】図１

Description

本発明は、エアバイパスバルブに関し、さらに詳細には自動車用ターボチャージャの過給圧逃がし弁に関するものである。

従来、この種の、空気制御弁装置１（特許文献１に記載されている符号を示す。以下、同じ）は、ターボチャージャのチャージャ圧縮ポンプの吐出側５と吸込側６の間のバイパス通路４に配置されており、さらにケーシング７が設けられており、該ケーシング７は、コイル９と、ヨーク１０と、コアエレメント１１とを備えた電磁的な駆動ユニット８と、ケーシング７）内で可動弁ユニット１２とを有しており、該可動弁ユニット１２を非給電状態で閉鎖位置に保持する手段（ばね１３）が設けられている。
そして、駆動ユニット８を通電することより、可動弁ユニット１２が開弁し、ターボチャージャの吐出側５と吸込側６が開放されることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特表２００９−５１３８８０号公報

しかしながら、特許文献１においては、ターボチャージャの吐出側５から空気制御弁装置１内に油分が含まれており、該空気制御弁１を構成する部品の隙間や合わせ面から油分がネクタ（図示しない）を通して外部に漏れるという問題がある。
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、油分が漏れると考えられるコネクタ端子とボビンとの間にパッキンを設けることにより、コエネクタ側から油漏れを防止するエアバイパスバルブを提供することを目的とする。

前記課題を解決するための発明は、
バルブ本体に取り付けられた凸形状のバルブケーシングと、
前記バルブ本体の大内径部に嵌挿されたピストン部と、
前記ピストン部に係合するパイロット弁部と、
を備え、
前記ピストン部とパイロット弁部は前記バルブケーシングにより一体的に形成され、
前記ピストン部は、前記バルブ本体の内周面に嵌挿された段付円筒形状のピストンケーシングと、
前記ピストンケーシングの最内径の内径面に嵌挿され底面を有する段付円筒形状のピストンと、前記ピストンに穿設され前記バルブ本体の過給機吐出側に連通する絞りと
前記ピストンケーシングの中内径部に装着され前記ピストンの外周面に密に接触するシール部材と、
前記ピストンケーシングの大内径部に収納され、かつ該ピストンケーシングの上面及び前記バルブケーシング内に係着される断面凹凸状のケーシングと、
前記ケーシングの凸形状外周部に装着され、かつ前記ピストンの内周穴に装着された第１のばね部材と、
から形成し、
前記パイロット弁部は、前記バルブ本体に装着され該バルブ本体に一体的に形成された断面Ｕ字状の固定鉄心と、
前記固定鉄心の外周面に嵌挿されたボビン、前記ボビンの巻装されたコイル、前記コイルの内径部に嵌挿されたヨークと、
前記ヨークの内周面に嵌挿された可動鉄心と、
前記可動鉄心の略軸芯に嵌挿され上端が前記固定鉄心の下面に係着する第２のばね部材と、
前記ヨークの下面に接触し、かつ前記ケーシングの内径穴に係合するシートホルダと、
前記シートホルダに嵌着された弁座及び前記可動鉄心の凹部に係着されたボール部材と、
から形成し、
前記バルブケーシングには、油分の浸入を防止するため該バルブケーシングに装着されるコネクタ端子介して油分が浸入される浸入経路に封止手段を設け、モールドにて固定したことを特徴とするエアバイパスバルブ。

本発明は、バルブケーシングに装着されるコネクタ端子を介して油分が浸入される浸入経路にパッキンを設けてモールドにて固定するので、バルブケーシングに油分の浸入を防止することができる。

本発明の実施の形態のエアバイパスバルブの概略構造を示す略縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係るエアバイパスバルブにつき好適な実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、エアバイパスバルブ１０はバルブ本体１１と、前記バルブ本体１１に搭載されたバルブケーシング１２と、前記バルブケーシング１２に内蔵されたピストン部１３と、前記ピストン部１３の上部に位置するパイロット部１４を主たる構成部品として構成される。
前記バルブケーシング１２には、油分の浸入を防止するため、バルブケーシング１２に装着されるコネクタ端子４４を介して油分が浸入される浸入経路にパッキン４５を設け、モールドにて固定している。

前記ピストン部１３は、前記バルブケーシング１２の内周面１２ａに係着する段付円筒形状のピストンケーシング１５と、ピストンケーシング１５の小内径部１５ａに嵌挿される段付円筒形状のピストン１６と、ピストンケーシング１５の中内径部１５ｂに装着されピストン１６の外周面に密に接触するシール部材１７と、ピストンケーシング１５の大内径部１５ｃに収納され、かつ該ピストンケーシング１５の上面及びバルブケーシング１２内に係着される断面凹凸状のケーシング１８と、を備える。

ピストン１６はピストンケーシング１５の小内径部１５ａに摺動自在に支持されており、かつピストンケーシング１５の小径部２０に形成された爪（突起）２１によりガイドされている。
また、ピストン底面には、少なくとも１個の絞りが設けられていて、ピストン室３９及び４０と過給機吐出側３４を接続している。

ケーシング１８はバルブケーシング１２の内周面１２ａ及びピストンケーシング１５の大内径部１５ｃに嵌挿されており、該ケーシング１８の大径部１８ｂには連通穴３７を介してピストン室３９及び４０に連通するドレーンポート２２が径方向に一箇所ないし二箇所に穿設されている。
参照符号１９はばね部材を示しており、両端がピストン１６の内径穴１６ａの底面とケーシング１８の大径部１８ａの端面にて支持され、かつ該大径部１８ａの外周部に装着されており、ばね部材１９の弾発力により、ピストン１６のシール要素１６ｅをバルブ本体１１に接触させている。

一方、パイロット弁部１４は、バルブケーシング１２に装着され該バルブケーシング１２に一体的に形成され鍔部２３ａを有する断面Ｕ字状の固定鉄心２３と、前記固定鉄心２３の外周面２３ｂに嵌挿されたボビン２４、前記ボビン２４の径に巻装されたコイル２５、前記コイル２５の内径部に嵌挿されたヨーク２６と、前記ヨーク２６の内周面に嵌挿された可動鉄心２７と、前記可動鉄心２７の略軸芯に嵌挿され上端が該固定鉄心２７の下面に係着する第２のばね部材２８と、ヨーク２６の下面に接触し、かつケーシング１８に内径穴に係合するシートホルダ２９と、前記シートホルダ２９の上部に嵌挿された弁座３０及び可動鉄心２７に係着された鋼球のボール部材３１と、を備える。
そして、パイロット弁の弁座３０の位置をピストン１６側に位置させることにより、ピストン室３９及び４０の容積を最小にでき、パイロット弁部１４の開閉に対するピストン部１３の応答時間を短縮することができる。

弁座３０には、シートホルダ２９に形成された連通穴３７に接続する開口穴３８が設けられている。ボール部材３１は、パイロット弁部１４のシール部材として機能する。このため、ボール部材３１は可動鉄心２７に形成された凹部３６に嵌挿後、該可動鉄心２７に圧入またはカシメで一体化されている。弁座３０のシール面は断面円錐形または半球状に形成してボール部材３１の球面と弁座３０の内周面との係合を面シールでなく、線シールにするため、シール性が良く異物に強い。

なお、ボール部材３１の直径に対するシートホルダ２９の弁座３０に形成された開口穴３８の穴径の比は、０．５〜０．７５とするのが有利である。さらに、ピストン１６の下面及び弁座３０の下面には、異物やごみの侵入を防止する第１，第２のフィルタ３２ａ、３２ｂが装着され、該フィルタ３２ａ、は超音波溶着によりピストン１６に固定される。該フィルタ３２ｂは溶接、カシメ、インサート成形等により弁座３０に一体化される。また、フィルタ３２ｂは弁座３０と分離してシートホルダ底面２９ａに超音波溶着により固定しても良い。

また、フィルタ３２ａ，３２ｂは、少なくともいずれか一方があれば良い。
また、図１に示すようにエアバイパスバルブの閉弁し、パイロット弁部１４の非励磁時に、ピストン１６の絞り３５を介して、ピストン室３９および４０の圧力と、バルブ本体１１の過給機吐出側３４の圧力は等しくなり、ピストンに働く圧力に関する力の平衡が保たれている。
これにより、ピストン１６は、ばね部材１９の弾発力により図１に示すように下方に押圧されピストン１６の下面のシール要素１６ｅがバルブ本体１１の過給機吐出側３４の開口部に接触して該過給機吐出側３４と過給機吸込側３３との連通を遮断する。

パイロット弁部１４の通電時には、可動鉄心２７が電磁力によって図の上方に変位する。ボール部材３１は可動鉄心２７と一体化しており、ボール部材３１が弁座３０より離れる。このため、ピストン室３９及び４０とドレンポート２２が接続され、ピストン室３９及び４０の圧力は低下する。
ピストン室３９及び４０の圧力と、バルブ本体１１の過給機吐出側３４の圧力の差による力がピストンに作用して、ばね部材１９の弾発力に打ち勝って、ピストンが図の上方にストロークして、エアバイパスバルブは開弁する。
このとき、ピストンのストロークは前記圧力差とばね部材１９の弾発力によって決まる。
参照符号４２は、非磁性体のスペーサを示すものであり、可動鉄心２７の底面とシートバルブ２９の上面との間に設けられ、可動鉄心２７とシートバルブ２９との接触を遮断している。

本実施の形態に係るエアバイパスバルブ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に動作について説明する。
パイロット弁部１４に通電されると、可動鉄心（プランジャ）２７は電磁力によって図１で上方へ移動し、可動鉄心２７と一体となったボール部材３１は、弁座３０から離れ、ピストン室３９及び４０とドレンポート２２が接続される。
ピストン室３９及び４０の圧力は過給機吸込側３３圧力よりも高く、ピストン室３９及び４０の気体はドレーンポート２２から流出する。このとき、ピストン１６の絞り３５からピストン室３９及び４０に気体が流入するが、絞り３５の断面積に比べて、可動鉄心２７のストロークと弁座３０の開口穴３８によって決まるパイロット弁部１４の開口面積が大きいため、ピストン室３９及び４０から流出する気体の方が多い。
したがって、ピストン室３９及び４０の圧力は低下し、ピストン室３９及び４０とバルブ本体１１の過給機吐出側３４の圧力差によって、ピストン１６の上方への力が発生し、ピストン１６のシール要素１６ｅはバルブ本体１１より離れ、エアバイパスバルブ１０は開弁し、過給機吐出側３３と過給機吸込側３４は接続される。

パイロット弁部１４が非通電となった場合には、該パイロット弁部１４の電磁力はなくなり、ばね部材２８の弾発力によって可動鉄心２７は図１で下方に移動し、該可動鉄心２７に一体化されたボール部材３１が弁座３０に着座する。これによって、ピストン室３９及び４０とドレーンポート２２は遮断される。
よって、ピストン室３９及び４０にはピストン１６の絞り３５から気体が流入し過給機吐出側３４の圧力とピストン室３９及び４０の圧力の差は小さくなり、ばね部材１９の弾発力によりピストン１６は下方に移動し、ピストン１６のシール要素１６ｅはバルブ本体１１に着座する。

前記の様に本実施のエアバイパスバルブ１０では、パイロット弁部１４が開いた際に、ピストン室３９及び４０から空気が流出し、過給機吐出側３４とピストン室３９及び４０の圧力差が大きくなることによって、ばね部材１９の弾発力に打ち勝ってピストン１６が図１で上方に移動する。
パイロット弁部１４が閉じた際に、ピストン室３９及び４０に空気が流入し、過給機吐出側３４とピストン室３９及び４０の圧力差が小さくなることによって、ばね部材１９の弾発力によってピストン１６が図１で下方に移動する。
このとき、パイロット弁の弁座がピストン側に位置することにより、ピストン室３９及び４０の容積を小さくできピストンストローク時にピストン室との間で流入、流出する空気の量が小さく済む。

このため、本実施例のエアバイパスバルブ１０では、パイロット弁の弁座３０の位置をピストン１６側に位置させることにより、ピストン室３９及び４０の容積を小さくすることによって、ＯＮ応答、ＯＦＦ応答が向上する。
本発明においては、バルブケーシング１２には、油分の浸入を防止するため、バルブケーシング１２に装着されるコネクタ端子４４を介して油分が浸入される浸入経路にパッキン（封止手段）４５を設け、モールドにて固定しているので、ボビン２４とコネクタ端子４４間の油分の浸入を防止することができる。
なお、パッキン４５に代わってバルブケーシング１２とコネクタ４４との間にシール剤を塗布してもよいし、パッキン４５に代わって該パッキン４５の部位を超音波溶着によるシールすることも可能である。

１０エアバイパスバルブ１１バルブ本体
１２バルブケーシング１３ピストン部
１４パイロット弁部１５ピストンケーシング
１６ピストン１８ケーシング
２１爪２２ドレーンポート
２３固定鉄心２７可動鉄心
２９シートホルダ３０弁座
３２ａ，３２ｂフィルター３３過給氣吸込
３４過給氣吐出３５絞り
２９チャンバー室３０面取部
３６凹部３７連通穴
３８開口穴３９、４０ピストン室
４４コネクタ４５パッキン

Claims

バルブ本体に取り付けられた凸形状のバルブケーシングと、
前記バルブ本体の大内径部に嵌挿されたピストン部と、
前記ピストン部に係合するパイロット弁部と、
を備え、
前記ピストン部とパイロット弁部は前記バルブケーシングにより一体的に形成され、
前記ピストン部は、前記バルブ本体の内周面に嵌挿された段付円筒形状のピストンケーシングと、
前記ピストンケーシングの最内径の内径面に嵌挿され底面を有する段付円筒形状のピストンと、前記ピストンに穿設され前記バルブ本体の過給機吐出側に連通する絞りと
前記ピストンケーシングの中内径部に装着され前記ピストンの外周面に密に接触するシール部材と、
前記ピストンケーシングの大内径部に収納され、かつ該ピストンケーシングの上面及び前記バルブケーシング内に係着される断面凹凸状のケーシングと、
前記ケーシングの凸形状外周部に装着され、かつ前記ピストンの内周穴に装着された第１のばね部材と、
から形成し、
前記パイロット弁部は、前記バルブ本体に装着され該バルブ本体に一体的に形成された断面Ｕ字状の固定鉄心と、
前記固定鉄心の外周面に嵌挿されたボビン、前記ボビンの巻装されたコイル、前記コイルの内径部に嵌挿されたヨークと、
前記ヨークの内周面に嵌挿された可動鉄心と、
前記可動鉄心の略軸芯に嵌挿され上端が前記固定鉄心の下面に係着する第２のばね部材と、
前記ヨークの下面に接触し、かつ前記ケーシングの内径穴に係合するシートホルダと、
前記シートホルダに嵌着された弁座及び前記可動鉄心の凹部に係着されたボール部材と、
から形成し、
前記バルブケーシングには、油分の浸入を防止するため該バルブケーシングに装着されるコネクタ端子介して油分が浸入される浸入経路に封止手段を設け、モールドにて固定したことを特徴とするエアバイパスバルブ。