JP3871844B2

JP3871844B2 - 二次空気制御装置

Info

Publication number: JP3871844B2
Application number: JP2000038197A
Authority: JP
Inventors: 精一熊手; 芳夫齋藤; 節雄大槻
Original assignee: Keihin Corp; Kokoku Intech Co Ltd
Current assignee: Keihin Corp; Kokoku Intech Co Ltd
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2020-02-10
Also published as: JP2001227506A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面を第１および第２圧力室に臨ませるダイヤフラムの中央部にロッドの一端が連結されるダイヤフラムアクチュエータを備え、エンジンの排気通路に外気を導入可能な二次空気供給通路に介設される二次空気制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかるダイヤフラムアクチュエータおよび二次空気制御装置が、たとえば特開昭５３─１４８６１９号公報等で既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のダイヤフラムアクチュエータでは、ダイヤフラムの中央部を両側から挟む一対のリテーナを相互に結合し、ロッドの一端が一方のリテーナに連結される構造となっており、ロッドの一端をダイヤフラムの中央部に連結するにあたり、部品点数が比較的多くなる。
【０００４】
また上記特開昭５３─１４８６１９号公報で開示された二次空気制御装置は、上述のダイヤフラムアクチュエータと、該ダイヤフラムアクチュエータに連結される開閉弁と、エンジンの排気通路に外気を導入可能な二次空気供給通路の途中に設けられて排気通路側への空気の流通だけを許容するリード弁とで構成されており、ダイヤフラムアクチュエータにおいてロッドおよびダイヤフラムの連結に要する部品点数が比較的多くなり、二次空気制御装置の組立工数が大となってしまう。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、部品点数および組立工数の低減を可能とした二次空気制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、エンジンの吸気通路に通じる負圧室に一面を臨ませるダイヤフラムの中央部にロッドの一端が連結されて成るとともに前記吸気通路の負圧が急激に高くなるのに応じて前記負圧室の容積を減少する方向に前記ダイヤフラムを撓ませるダイヤフラムアクチュエータと、エンジンの排気通路に外気を導入可能な二次空気供給通路を遮断可能として前記ロッドの他端に固定される弁体を有するとともに前記吸気通路の負圧が急激に高くなるのに応じた前記ダイヤフラムアクチュエータの作動に応じて閉弁作動する開閉弁とを備える二次空気制御装置において、ボディと、該ボディに結合されて前記負圧室に臨む第１カバーとの間に前記ダイヤフラムの周縁部が挟持され、そのボディには、前記二次空気供給通路のうち前記排気通路に通じる下流側通路部に下流端が接続される空気流通路と、該空気流通路の上流端に通じる弁孔と、その弁孔を中央部に開口させた弁座と、該弁孔内に先端部が臨んでいて前記ロッドを軸方向摺動可能に嵌合させる支持筒部とが設けられ、前記ダイヤフラムの中央部には、該ダイヤフラムが前記ボディ側に撓んだときに該ボディに接触する環状の緩衝部が、ロッドの外周を囲繞するようにして一体に突設され、前記ダイヤフラムの他面とボディとの間に形成される圧力室を前記空気流通路に連通させる連通孔が、該ボディの該圧力室に臨む壁部に前記緩衝部及び支持筒部よりも径方向外側で形成され、前記二次空気供給通路のうち外気に連なる上流側通路部に通じるとともに前記弁座を臨ませた弁室を前記ボディとの間に形成する第２カバーが前記ボディに結合され、前記ロッドの一端は、該ロッドの軸部よりも大径の円板部を有して縦断面略Ｔ字状に形成されると共に、その円板部が、合成ゴム、天然ゴム又はエラストマーにより型成形される前記ダイヤフラムの中央部にモールド結合され、前記ロッドは、前記弁孔を同軸に貫通して他端が前記弁室内に突出していると共に、該他端に前記弁体が固設され、前記弁体に対し弁座から離座する方向のばね力を発揮する戻しばねが、前記支持筒部の外周を囲繞して前記ボディおよび弁体間に設けられ、前記円板部には、前記型成形の際に前記合成ゴム、天然ゴム又はエラストマーを流入させる複数の貫通孔が、該円板部の周方向に互いに間隔をおいて設けられ、前記ダイヤフラムが、前記円板部の上面及び外周面の全体を覆う部分、並びに前記複数の貫通孔内に各々存する部分を有していて、それら部分が、同円板部の下面外周部を覆う前記緩衝部と一体に連続していることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、ロッドおよびダイヤフラムの連結に、ロッドおよびダイヤフラム以外の他部品が不要であり、ダイヤフラムアクチュエータの部品点数を低減することができる。またダイヤフラムの型成形と同時にロッドがダイヤフラムに連結されるので、ダイヤフラムアクチュエータの組立工数を減少することができ、しかもロッドおよびダイヤフラムの連結部で負圧室および圧力室間での気密漏れが生じることを防止することができ、気密漏れの要因の１つを解消することができる。またダイヤフラムアクチェータのケーシングならびに開閉弁の弁ハウジングの一部にボディを共用化すること、ロッドの一端がダイヤフラムの中央部に直接連結されることにより、部品点数を少なくして二次空気制御装置を構成して組立工数を削減することが可能となる。
【０００８】
さらに請求項２の発明は、請求項１の発明の構成に加えて、前記排気通路側への空気の流通だけを許容して前記空気流通路の下流端ならびに前記二次空気供給通路の下流側通路部間に介装されるリード弁を支持する弁支持板が、前記ボディならびに該ボディに結合される第３カバー間に挟持されることを特徴とし、かかる構成によれば、二次空気制御装置全体をコンパクトに構成して、二次空気制御装置のコンパクトな配置が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図３は本発明の一実施例を示すものであり、図１はエンジンおよび二次空気制御装置の接続関係を示す図、図２は二次空気制御装置の縦断面図、図３はロッドの斜視図である。
【００１１】
先ず図１において、車両に搭載されるエンジンＥの吸気ポート１には該吸気ポート１とともに吸気通路２を形成する吸気管３が接続され、吸気ポート１に燃料を噴射する燃料噴射弁４がエンジンＥに取付けられ、吸気通路２の吸気量を制御するスロットル弁５が吸気管３に設けられる。また前記エンジンＥの排気ポート６には該排気ポート６とともに排気通路７を形成する排気管８が接続される。
【００１２】
エアクリーナ９で浄化された外気を排気通路７の排気脈動に応じて排気通路７に二次空気として供給するために、エアクリーナ９と前記排気通路７における排気ポート６との間は二次空気供給通路１０を介して接続される。而してエジンの通常の運転時には排気ガス中の未燃成分の酸化処理が前記二次空気によって促進される。しかるにスロットル弁５を急閉することで吸気通路２の負圧が急激に高くなったときには、エンジンＥに供給される混合気の燃料濃度が高くなり、排気通路７に排出される未燃成分が異常に増大し、前記二次空気供給通路１０から供給される二次空気によって未燃成分が爆発的に燃焼して所謂アフターバーン現象が生じる可能性がある。このため吸気通路２の負圧が急激に高くなったときには二次空気供給通路１０からの二次空気の供給を停止する必要がある。そこで、二次空気供給通路１０には、排気脈動による二次空気の供給を可能とするとともに吸気通路２の負圧が急激に高くなったときには二次空気の供給を停止するための二次空気制御装置１１が介設される。
【００１３】
図２において、二次空気制御装置１１は、ダイヤフラムアクチュエータ１２と、該ダイヤフラムアクチュエータ１２で閉弁駆動される開閉弁１３と、前記排気通路７側への空気の流通だけを許容するリード弁１４とで構成される。
【００１４】
ダイヤフラムアクチュエータ１２は、ケーシング１５と、該ケーシング１５で周縁部を挟持されたダイヤフラム１６と、該ダイヤフラム１６の中央部に一端が連結される金属製のロッド１７とを備え、ダイヤフラム１６は合成ゴム、天然ゴムまたはエラストマーにより型成形される。
【００１５】
ケーシング１５は、合成樹脂製のボディ１８と、前記ダイヤフラム１６の周縁部を相互間に気密に挟持して該ボディ１８に締結される金属製の第１カバー１９とから成るものであり、第１カバー１９およびダイヤフラム１６間には該ダイヤフラム１６の一面を臨ませる負圧室としての第１圧力室２０が形成され、ボディ１８およびダイヤフラム１６間には第２圧力室２１が形成される。第１カバー１９の中央部には、先端に絞り孔２２を有する接続管部２３が一体に形成されており、前記絞り孔２２を介して第１圧力室２０内に通じる負圧導入管路２４の一端が接続管部２３に接続され、該負圧導入管路２４の他端は、図１で示すように、スロットル弁５よりも下流側で吸気通路２に通じるようにして吸気管３に接続される。これにより第１圧力室２０には吸気通路２内の負圧が作用することになる。
【００１６】
ロッド１７は、ボディ１８により軸方向移動可能に支承されており、該ロッド１７の一端１７ａは第２圧力室２１側で前記ダイヤフラム１６の中央部に直接連結される。
【００１７】
図３を併せて参照して、前記ロッド１７の一端１７ａは、該ロッド１７の軸部よりも大径の円板部を一体に固着することにより縦断面略Ｔ字状に形成されており、合成ゴム、天然ゴムまたはエラストマーにより型成形されるダイヤフラム１６の中央部に、ロッド１７の一端１７ａがモールド結合される。しかもロッド１７の一端１７ａにおける前記円板部には、その周方向に互いに間隔をおいて複数の貫通孔２５，２５…が設けられる。
【００１８】
またダイヤフラム１６の中央部には、第１および第２圧力室２０，２１の圧力差に応じてダイヤフラム１６がボディ１８側に撓んだときにボディ１８に接触する緩衝部２６が、ロッド１７を同軸に囲繞する円形にしてボディ１８側に突出するようにして一体に形成される。而してダイヤフラム１６は、前記円板部の上面及び外周面の全体を覆う部分と、同円板部の下面外周部を覆う前記緩衝部２６と、前記複数の貫通孔２５内に各々存する部分とを有していて、それら部分が互いに一体に連続している。
【００１９】
このようなダイヤフラムアクチュエータ１２では、吸気通路２の負圧が急激に高くなったときには、ダイヤフラム１６が第１圧力室２０の容積を減少する方向に前記ダイヤフラム１６が撓み、ロッド１７が図２の上方に作動することになる。
【００２０】
開閉弁１３は、弁ハウジング２７と、前記ロッド１７の他端に固着される弁体２８と、弁ハウジング２７および弁体２８間に設けられる戻しばね２９とを備える。
【００２１】
弁ハウジング２７は、前記ボディ１８と、該ボディ１８に気密に締結される金属製の第２カバー３０とで構成されるものであり、ボディ１８には、空気流通路３１と、空気流通路３１を第２圧力室２１に連通せしめる連通孔３２と、空気流通路３１の上流端に通じて前記ロッド１７と同軸に配置される弁孔３３と、前記空気流通路３１とは反対側で前記弁孔３３を中央部に開口させた弁座３４と、前記弁孔３３に一部を同軸に挿入せしめた支持筒部３５とが設けられ、弁孔３３を同軸に貫通するロッド１７が前記支持筒部３５内に軸方向摺動可能に嵌合される。前記連通孔３２は、前記緩衝部２６及び支持筒部３５よりも径方向外側に形成される。
【００２２】
前記ボディ１８および第２カバー３０間には、前記二次空気供給通路１０のうちエアクリーナ９に連なる上流側通路部１０ａに通じる弁室３６が形成され、前記弁座３４は該弁室３６に臨むようにしてボディ１８に形成され、弁座３４に着座することを可能として弁室３６に収納される弁体２８がロッド１７の他端に固設される。
【００２３】
また戻しばね２９は、前記支持筒部３５を囲繞するコイル状のものであり、弁体２８を弁座３４から離座せしめる方向、すなわちダイヤフラムアクチュエータ１２のダイヤフラム１６を第２圧力室２１側に撓ませる方向のばね力を発揮してボディ１８および弁体２８間に設けられる。
【００２４】
リード弁１４は、弁孔４０を中央部に有して円板状に形成される弁支持板３７に、前記弁孔４０の開閉を可能として支持されるものであり、弁支持板３７は、前記弁孔４０を空気流通路３１の下流端に連通させるようにして、前記ボディ１８ならびに該ボディ１８に締結される金属製の第３カバー３８間に気密に挟持される。また第３カバーおよび弁支持板３７間には前記リード弁１４を収納するとともに前記二次空気供給通路１０のうち吸気通路２側の下流側通路部１０ｂに通じる弁室３９が形成される。すなわちリード弁１４は、二次空気供給通路１０のうち前記排気通路７に通じる下流側通路部１０ｂとボディ１８が備える空気流通路３１の下流端との間に介装されるようにしてボディ１８に取付けられる。
【００２５】
次にこの実施例の作用について説明すると、ダイヤフラムアクチュエータ１２では、ロッド１７の一端１７ａがダイヤフラム１６に直接連結されるので、ロッド１７およびダイヤフラム１６の連結にロッド１７およびダイヤフラム１６以外の他部品が不要であり、ダイヤフラムアクチュエータ１２の部品点数を低減することができる。
【００２６】
また合成ゴム、天然ゴムまたはエラストマーにより型成形されるダイヤフラム１６の中央部に金属製のロッド１７の一端１７ａがモールド結合されるので、ダイヤフラム１６の成形と同時にロッド１７がダイヤフラム１６に連結されることになる。したがってダイヤフラムアクチュエータ１２の組立工数を減少することができるとともに、ロッド１７およびダイヤフラム１６の連結部で第１圧力室２０および第２圧力室２１間での気密漏れが生じることを防止することができ、気密漏れの要因の１つを解消することができる。
【００２７】
しかもロッド１７の一端１７ａが縦断面略Ｔ字状に形成されているので、ロッド１７の一端１７ａおよびダイヤフラム１６の接合面積を比較的大きくすることが可能であり、ロッド１７からダイヤフラム１６に引張り荷重が作用したときにダイヤフラム１６の中央部が局部的に撓むことを防止することが可能となるとともに、ロッド１７の一端１７ａのダイヤフラム１６へのモールド結合強度を増大することができる。
【００２８】
さらにロッド１７の一端１７ａに複数の貫通孔２５，２５…が設けられているので、ダイヤフラム１６の型成形時に各貫通孔２５，２５…に合成ゴム、天然ゴムまたはエラストマーを流入させることでロッド１７の一端１７ａのダイヤフラム１６へのモールド結合強度をより増大することが可能となる。
【００２９】
また第１および第２圧力室２１の圧力差に応じてダイヤフラム１６が撓んだときにケーシング１５に接触する緩衝部２６がダイヤフラム１６の中央部に一体に形成されているので、ダイヤフラム１６にその成形後に緩衝部材を接着するものに比べると、部品点数を低減することができるとともに緩衝部材の接着作業が不要となって組立工数を少なくすることができる。
【００３０】
さらに上記ダイヤフラムアクチュエータ１２、開閉弁１３およびリード弁１４で構成される二次空気制御装置１１では、ダイヤフラムアクチュエータ１２のケーシング１５ならびに開閉弁１３の弁ハウジング２７の一部にボディ１８を共用化するとともにリード弁１４がボディ１８に支持されており、ロッド１７の一端１７ａがダイヤフラム１６の中央部に直接連結されることと併せて、部品点数を少なくして二次空気制御装置１１を構成し、組立工数を削減することが可能となるとともに、二次空気制御装置１１全体をコンパクトに構成して、二次空気制御装置１１のコンパクトな配置が可能となる。
【００３１】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ロッドおよびダイヤフラムの連結に、ロッドおよびダイヤフラム以外の他部品が不要であり、ダイヤフラムアクチュエータの部品点数を低減することができる。またダイヤフラムの型成形と同時にロッドがダイヤフラムに連結されるので、ダイヤフラムアクチュエータの組立工数を減少することができ、しかもロッドおよびダイヤフラムの連結部で負圧室および圧力室間での気密漏れが生じることを防止することができ、気密漏れの要因の１つを解消することができる。
【００３３】
また特にロッドの一端は、該ロッドの軸部よりも大径の円板部を有して縦断面略Ｔ字状に形成されると共に、その円板部が、合成ゴム、天然ゴム又はエラストマーにより型成形されるダイヤフラム中央部にモールド結合され、円板部には、前記型成形の際に合成ゴム、天然ゴム又はエラストマーを流入させる複数の貫通孔が、該円板部の周方向に互いに間隔をおいて設けられ、ダイヤフラムが、円板部の上面及び外周面の全体を覆う部分、並びに円板部の複数の貫通孔内に各々存する部分を有していて、それら部分が、円板部の下面外周部を覆う緩衝部と一体に連続しているため、ロッドの一端およびダイヤフラムの接合面積を比較的大きくすることが可能であり、ロッドからダイヤフラムに引張り荷重が作用したときにダイヤフラムの中央部が局部的に撓むことを防止することが可能となるとともに、ロッドの一端のダイヤフラムへのモールド結合強度を増大することができる。その上、ダイヤフラムアクチェータのケーシングならびに開閉弁の弁ハウジングの一部にボディを共用化すること、ロッドの一端がダイヤフラムの中央部に直接連結されることにより、部品点数を少なくして二次空気制御装置を構成して組立工数を削減することが可能となる。
【００３４】
また特に請求項２の発明によれば、二次空気制御装置全体をコンパクトに構成して二次空気制御装置のコンパクトな配置が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンおよび二次空気制御装置の接続関係を示す図である。
【図２】二次空気制御装置の縦断面図である。
【図３】ロッドの斜視図である。
【符号の説明】
２・・・・吸気通路
７・・・・排気通路
１０・・・二次空気供給通路
１０ａ・・上流側通路部
１０ｂ・・下流側通路部
１１・・・二次空気制御装置
１２・・・ダイヤフラムアクチュエータ
１３・・・開閉弁
１４・・・リード弁
１５・・・ケーシング
１６・・・ダイヤフラム
１７・・・ロッド
１７ａ・・ロッドの一端
１８・・・ボディ
１９・・・第１カバー
２０・・・負圧室としての第１圧力室
２１・・・第２圧力室
２５・・・貫通孔
２６・・・緩衝部
２８・・・弁体
２９・・・戻しばね
３０・・・第２カバー
３１・・・空気流通路
３２・・・連通孔
３３・・・弁孔
３４・・・弁座
３５・・・支持筒部
３６・・・弁室
３７・・・弁支持板
３８・・・第３カバー
Ｅ・・・・エンジン

Claims

エンジン（Ｅ）の吸気通路（２）に通じる負圧室（２０）に一面を臨ませるダイヤフラム（１６）の中央部にロッド（１７）の一端（１７ａ）が連結されて成るとともに前記吸気通路（２）の負圧が急激に高くなるのに応じて前記負圧室（２０）の容積を減少する方向に前記ダイヤフラム（１６）を撓ませるダイヤフラムアクチュエータ（１２）と、エンジン（Ｅ）の排気通路（７）に外気を導入可能な二次空気供給通路（１０）を遮断可能として前記ロッド（１７）の他端に固定される弁体（２８）を有するとともに前記吸気通路（２）の負圧が急激に高くなるのに応じた前記ダイヤフラムアクチュエータ（１２）の作動に応じて閉弁作動する開閉弁（１３）とを備える二次空気制御装置において、
ボディ（１８）と、該ボディ（１８）に結合されて前記負圧室（２０）に臨む第１カバー（１９）との間に前記ダイヤフラム（１６）の周縁部が挟持され、
そのボディ（１８）には、前記二次空気供給通路（１０）のうち前記排気通路（７）に通じる下流側通路部（１０ｂ）に下流端が接続される空気流通路（３１）と、該空気流通路（３１）の上流端に通じる弁孔（３３）と、その弁孔（３３）を中央部に開口させた弁座（３４）と、該弁孔（３３）内に先端部が臨んでいて前記ロッド（１７）を軸方向摺動可能に嵌合させる支持筒部（３５）とが設けられ、
前記ダイヤフラム（１６）の中央部には、該ダイヤフラム（１６）が前記ボディ（１８）側に撓んだときに該ボディ（１８）に接触する環状の緩衝部（２６）が、ロッド（１７）の外周を囲繞するようにして一体に突設され、
前記ダイヤフラム（１６）の他面とボディ（１８）との間に形成される圧力室（２１）を前記空気流通路（３１）に連通させる連通孔（３２）が、該ボディ（１８）の該圧力室（２１）に臨む壁部に前記緩衝部（２６）及び支持筒部（３５）よりも径方向外側で形成され、
前記二次空気供給通路（１０）のうち外気に連なる上流側通路部（１０ａ）に通じるとともに前記弁座（３４）を臨ませた弁室（３６）を前記ボディ（１８）との間に形成する第２カバー（３０）が前記ボディ（１８）に結合され、
前記ロッド（１７）の一端（１７ａ）は、該ロッド（１７）の軸部よりも大径の円板部を有して縦断面略Ｔ字状に形成されると共に、その円板部が、合成ゴム、天然ゴム又はエラストマーにより型成形される前記ダイヤフラム（１６）の中央部にモールド結合され、前記ロッド（１７）は、前記弁孔（３３）を同軸に貫通して他端が前記弁室（３６）内に突出していると共に、該他端に前記弁体（２８）が固設され、
前記弁体（２８）に対し弁座（３４）から離座する方向のばね力を発揮する戻しばね（２９）が、前記支持筒部（３５）の外周を囲繞して前記ボディ（１８）および弁体（２８）間に設けられ、
前記円板部には、前記型成形の際に前記合成ゴム、天然ゴム又はエラストマーを流入させる複数の貫通孔（２５）が、該円板部の周方向に互いに間隔をおいて設けられ、
前記ダイヤフラム（１６）が、前記円板部の上面及び外周面の全体を覆う部分、並びに前記複数の貫通孔（２５）内に各々存する部分を有していて、それら部分が、同円板部の下面外周部を覆う前記緩衝部（２６）と一体に連続していることを特徴とする二次空気制御装置。
前記排気通路（７）側への空気の流通だけを許容して前記空気流通路（３１）の下流端ならびに前記二次空気供給通路（１０）の下流側通路部（１０ｂ）間に介装されるリード弁（１４）を支持する弁支持板（３７）が、前記ボディ（１８）ならびに該ボディ（１８）に結合される第３カバー（３８）間に挟持されることを特徴とする、請求項１記載の二次空気制御装置。