JP5821739B2 - ダイヤフラム装置 - Google Patents
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Description
過給機(ターボチャージャ)を備えた内燃機関(エンジン)において、減速時にスロットルバルブが急激に閉弁されると、吸気慣性およびコンプレッサの回転慣性によってスロットルバルブの上流側圧力が一時的に急上昇する。この圧力の上昇は、コンプレッサで過給された過給吸気(エア)がスロットルバルブで跳ね返りにより起こる。これにより、コンプレッサ側に逆流するサージングが発生し、コンプレッサからサージ音(脈動音)を発生させる。
このサージ音が発生するのを抑制するという目的で、スロットルバルブよりも上流側において、コンプレッサの下流側の吸気通路と上流側の吸気通路とを連通するバイパス通路を設け、このバイパス通路の途中にダイヤフラム式のエアバイパスバルブ(ABV)を配設した過給圧制御システムが知られている。
従来のエアバイパスバルブ(ABV)は、軸線方向に往復移動可能な弁体101と、この弁体101を駆動するダイヤフラムアクチュエータ102を備え、減速時、過給されたエアがスロットルバルブで跳ね返りサージ音が発生する状況になった時に、エアバイパスバルブ用電磁負圧制御弁(ABV−VSV)を通電制御して、エアバイパスバルブの弁体101を開き、過給圧をリリーフする過給圧制御システムに組み込まれている。
ダイヤフラムアクチュエータ102は、弁体101を一体移動可能に連結した環状のダイヤフラム103と、このダイヤフラム103に対して、弁体101を閉弁方向に付勢するリターンスプリング104と、ダイヤフラム103の周縁部を挟持するカバー105およびケース106とを備えている。
カバー105には、ABV−VSVを介して、第1圧力室107とコンプレッサの下流側の吸気通路またはスロットルバルブの下流側の吸気通路とを接続する圧力導入管111が形成されている。
ケース106には、第2圧力室108を介して、コンプレッサの下流側の吸気通路と上流側の吸気通路とを連通するバイパス通路112〜114が形成されている。
ところで、ターボチャージャを備えたエンジンにおいては、ターボチャージャのコンプレッサやエンジンの吸気弁の作動に起因する吸気の圧力脈動(吸気脈動の圧力波)が吸気管の吸気通路内を伝播している。
ここで、ターボチャージャの作動時におけるエアバイパスバルブの各第1、第2圧力室107、108の圧力脈動を圧力センサによって測定し、この結果を図7のグラフに示した。
コンプレッサが過給動作を行い、スロットルバルブが開弁している場合には、エアバイパスバルブの各第1、第2圧力室107、108に導入される吸気圧力(単位時間当たりの平均圧力)が同一である。この場合、リターンスプリング104の付勢力(閉弁力)によって、弁体101が弁座115に着座し、閉弁(全閉)状態となる。
このとき、第2圧力室108に導入される吸気の圧力脈動の振幅(圧力変動幅)は、バイパス通路112の流路断面積が広いので、大きくなっている。
したがって、各第1、第2圧力室107、108に導入される平均圧力(吸気通路内の過給圧)が同じであっても、瞬間的に、第1圧力室107の内部圧力が第2圧力室108の内部圧力よりも大きくなる領域が存在する。
そのため、第1圧力室107の内部圧力が第2圧力室108の内部圧力よりも大きい場合には、ダイヤフラム103の撓み変形部109の撓み方向が、図6(b)に示すような上に凸となる方向に対して、図6(c)に示すような下に凸となる方向に反転することがある。このような撓み変形部109の反転現象が繰り返されると、撓み変形部109に亀裂(クラック)が入り、ダイヤフラム103の耐久性を低下させるという問題がある。
従来のダイヤフラム式圧縮機は、ダイヤフラムとの間に第2圧力室を形成するハウジングを備えている。このハウジングには、第2圧力室と外部とを連通する開放穴、および第2圧力室から外部へ空気を排出させる時にのみ開く空気放出弁が設けられている。
ところが、従来のダイヤフラム式圧縮機において、第1圧力室の圧力が第2圧力室の圧力よりも大きくなる領域と、第1圧力室の圧力が第2圧力室の圧力よりも小さくなる領域とが交互に繰り返された場合には、ダイヤフラムの撓み変形部の反転現象を無くすことができず、ダイヤフラムの耐久性を低下させるという問題がある。
そして、ダイヤフラムが往復移動可能に設置されるハウジングに反転規制部を設けたことにより、第1室内の圧力が第2室内の圧力よりも大きくなった場合でも、ダイヤフラムの撓み変形部が、ダイヤフラム室内において第2室側に突出する(凸となる)ように湾曲する撓み変形を規制することが可能となる。
これによって、第1室内の圧力が第2室内の圧力よりも大きくなった場合でも、ダイヤフラムの撓み変形部の反転現象を確実に防止することができるので、ダイヤフラムの反転圧によるクラックの発生をなくすことができる。これにより、ダイヤフラムの耐久性を向上させることができる。
請求項4及び10に記載の発明によれば、反転規制部は、ハウジングに対して別体部品で構成されている。そして、ハウジング(とダイヤフラムとの間)に圧入固定される環状の周縁部を反転規制部に設けている。これによって、ダイヤフラムの形状、特に撓み変形部の撓み形状に合わせて容易に反転規制部(反転規制部材)を組み替えることができる。
請求項7に記載の発明によれば、バイパスバルブの弁体は、バイパス通路の途中に設置れて、ダイヤフラムと一体移動可能に連結している。
請求項12に記載の発明によれば、バイパスバルブの弁体またはこの弁体を保持する保持部材を往復摺動可能にガイドする筒状の支持部を、反転規制部に設けたことにより、支持部が弁体のガイドになる。これにより、ハウジングの弁座に対する弁体の芯ズレを防止できるので、バイパスバルブの閉弁動作時に、ハウジングの弁座にダイヤフラムに連結した弁体が確実に着座することができる。
図1ないし図4は、本発明のダイヤフラム装置を適用したエアバイパスバルブを備えた過給圧制御システム(実施例1)を示したものである。
エンジンは、エアクリーナ(内燃機関のエアクリーナ)で濾過された清浄な空気とインジェクタ(内燃機関の燃料噴射弁)より噴射された燃料との混合気を燃焼室内で燃焼させて得られる熱エネルギーにより出力を発生するものである。
エンジンには、内部に吸気通路が形成される吸気管、および内部に排気通路が形成される排気管が接続されている。
ABVは、バイパス配管内に形成されるバイパス流路(後述する)を開閉する弁体(バルブ)1と、このバルブ1を駆動するダイヤフラムアクチュエータ(以下アクチュエータ)2とを備えている。
ダイヤフラム6は、可撓性の薄膜状弾性部材(仕切り部材)であって、カバー3とバルブボディ4との間に形成されるダイヤフラム室を、図示上下2つの上下室(以下第1、第2圧力室)11、12に気密的に区画形成している。
なお、本実施例の過給圧制御システムの詳細は、後述する。
排気管は、ターボチャージャのタービン、排気浄化装置(三元触媒等)およびマフラー等により構成されて、エンジンの各気筒毎の排気ポートに接続されている。
このターボチャージャは、タービンのホイール(タービンホイール)14が排気ガスにより回転駆動されると、ホイール14と一体回転可能に連結したシャフト15およびコンプレッサのインペラ(コンプレッサインペラ)16が回転し、このインペラ16が吸気を圧縮する。
タービンハウジング17には、エキゾーストマニホールドの集合部から流入した排気ガスを、ホイール14より迂回(バイパス)させる排気バイパス流路(ウェイストゲート流路)18が形成されている。また、タービンハウジング17には、ウェイストゲート流路18を流れる排気ガスの流量を開閉動作により制御するウェイストゲートバルブ(図示せず)が搭載されている。
ここで、エアクリーナとコンプレッサハウジング19の入口端とを接続する吸気管内には、コンプレッサの上流側の吸気通路(インペラ16よりも上流側に設けられる吸気通路)21が形成されている。
また、コンプレッサハウジング19の出口端とインタークーラ13の入口端とを接続する吸気管内には、コンプレッサの下流側の吸気通路(インペラ16よりも下流側に設けられる吸気通路)22が形成されている。
インタークーラ13の出口端は、クーラコア23を通過したエアが流れる吸気通路24を介して、電子スロットルのスロットルボディ25に接続している。
電動アクチュエータは、電力の供給を受けるとスロットルバルブ26を駆動する動力(トルク)を発生するモータ、およびこのモータの回転を減速してシャフトに伝達する減速機構等により構成される。
なお、モータは、ECMによって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。
サージタンク27は、エアを一旦貯蔵すると共に、エンジンの各気筒毎の燃焼室および吸気ポートに接続する複数の吸気分岐管28にエアを分配供給するためのサージタンク室を有している。
吸気分岐管28は、エンジンの各気筒毎の燃焼室および吸気ポートに独立して接続され、サージタンク室より気筒数分だけ分岐している。各吸気分岐管28の内部には、各気筒毎の吸気ポートへエアを導くための吸気分岐流路が形成されている。
過給圧制御システムは、バイパス配管、ABV、ABV−VSVおよびECM等によって構成されている。
バイパス配管は、吸気管の分岐部と合流部とを連通する連通部(連通管)である。
吸気管の分岐部には、吸気通路22で開口した分岐ポート31が形成されている。
吸気管の合流部には、吸気通路21で開口した合流ポート32が形成されている。
バイパス配管の内部には、コンプレッサのインペラ16によって過給された過給エアの一部を、分岐ポート31からABVを経由して合流ポート32へ導くためのバイパス流路33が形成されている。
アクチュエータ2は、カバー3、バルブボディ4、バルブシート5、ダイヤフラム6、アタッチメント8およびリターンスプリング9を備えている。
カバー3は、第1〜第3圧力導入管を介して、吸気管の吸気通路22およびサージタンク27(または各吸気分岐管28)と連通している。
第1分岐部には、分岐ポート31よりも下流側の吸気通路22で開口した第1分岐ポート37が形成されている。
第2圧力導入管は、吸気管の第2分岐部とABV−VSVの第2入口ポートとを連通する第2連通部(連通管)である。
第2分岐部には、サージタンク27(または各吸気分岐管28)で開口した第2分岐ポート38が形成されている。
第2圧力導入管の内部には、スロットルバルブ26を全閉することで得られる吸気負圧を、第2分岐ポート38から第2入口ポートへ導くための第2圧力導入路42が形成されている。
第3圧力導入管は、ABV−VSVの出口ポートとABVの第1圧力室11とを連通する第3連通部(連通管)である。
第3圧力導入管の内部には、エアを出口ポートから第1圧力室11へ導くための第3圧力導入路43が形成されている。
なお、ABVの詳細は、後述する。
第1バルブシート44の内部には、第1入口ポートが形成されている。また、第1バルブシート44の開口周縁には、バルブ46が着座可能な第1弁座が設けられている。
第2バルブシート45の内部には、第2入口ポートが形成されている。また、第2バルブシート45の開口周縁には、バルブ46が着座可能な第2弁座が設けられている。
ここで、ABV−VSVのバルブ46は、ソレノイドのコイル48への通電が停止(OFF)されている時、スプリング47の付勢力によって、第2弁座に着座する。これにより、第1バルブシート44の先端で開口した第1入口ポートが開放(全開)され、第2バルブシート45の先端で開口した第2入口ポートが閉鎖(全閉)される。よって、過給圧導入経路(第1制御モード)となるので、ABVは閉弁状態となる。
また、バルブ46は、ソレノイドのコイル48が通電(ON)されると、第2バルブシート側から第1バルブシート側へ移動して第1弁座に着座する。これにより、第1入口ポートが閉鎖(全閉)され、第2入口ポートが開放(全開)される。よって、負圧導入経路(第2制御モード)となるので、ABVは開弁状態となる。
ECMには、制御処理や演算処理を行うCPU、制御プログラムまたは制御ロジックや各種データを保存する記憶装置(RAM、ROM等のメモリ)、タイマー等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。このECMは、エアフロメータ、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、EGRVセンサ、吸気温センサ、冷却水温センサおよび排気ガスセンサ(空燃比センサ、酸素濃度センサ)等の各種センサからのセンサ出力信号が、A/D変換回路によってA/D変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
これは、スロットルバルブ26を閉じる減速時に、過給されたエアがスロットルバルブ26で跳ね返り、サージ音が発生するのを抑制するため、ABV−VSVのコイル48をONしてABVを開弁し、過給圧をリリーフする過給圧制御である。
これは、エンジンが冷機状態(低水温時)で、且つアイドル時に、過給圧によるアイドル回転速度の異常な上昇を抑制するため、ABV−VSVのコイル48をONしてABVを開弁し、過給圧をリリーフする過給圧制御である。
ABVは、ダイヤフラム一体型のバルブ1と、カバー3との間にダイヤフラム室を形成するバルブボディ4と、このバルブボディ4の内部に設けられるバルブシート5と、バルブ1を一体移動可能に連結したダイヤフラム6と、このダイヤフラム6に一体的に設けられた撓み変形部7と、この撓み変形部7の反転現象を規制するアタッチメント8と、ダイヤフラム6に対して、バルブ1を閉弁方向に付勢するリターンスプリング9とを備えている。
バルブホルダー51は、バルブ1のダイヤフラム側面に密着した円環部、およびバルブ1の周囲を円周方向に取り囲む円筒部を有している。円筒部の外周面は、アタッチメント8と往復摺動可能となっている。
カバー3の天井部には、リターンスプリング9の一端を保持するスプリング座55が設けられている。カバー3の開口側には、半径方向の外方側へ拡がる結合フランジ(第1結合部)56が一体的に形成されている。
結合フランジ56の外周部には、バルブボディ4の開口端部の周囲を円周方向に取り囲む円筒状の突条部(凸部)57が設けられている。
カバー3には、バルブ1の全開時に全開ストッパとしての機能を有する段差部58が設けられている。段差部58は、バルブ1およびダイヤフラム6の軸線方向の動作範囲を規制する規制面として利用されている。これにより、バルブ1が全開した際にダイヤフラム6の軸線方向の他方側(開弁方向)への動作が規制される。
入口パイプ61は、バルブシート5よりも上流側に設けられている。この入口パイプ61の上流端で開口した入口ポートは、バイパス配管を介して、吸気通路22で開口した分岐ポート31と連通している。また、入口パイプ61内には、流路孔35の形成方向(図示上下方向)に対して垂直な方向(図示左右方向)に延びる流路孔34が形成されている。
ここで、出口パイプ62の先端部は、吸気管の合流部に向けて突出している。出口パイプ62には、吸気管の合流部に差し込まれて保持される円筒状の嵌合部63が設けられている。この嵌合部63の外周には、吸気管の合流部に設けられる嵌合穴との間の隙間を密閉するためのOリング64を装着する円環状のリング溝が形成されている。
バルブボディ4は、吸気管の合流部の取付面に結合される取付フランジ66を有している。この取付フランジ66には、図示しない締結ボルトが貫通する挿通孔が形成されている。この挿通孔の内部には、締結ボルトが挿通可能な補強用の金属カラー67が嵌め込まれている。
流路孔35は、第2圧力室12に臨むように開口している。これにより、流路孔35は、第2圧力室12を介して流路孔34と連通している。また、流路孔35は、流路孔36と直接連通している。
スプリングシート71には、リターンスプリング9の他端を保持する円環板状のスプリング座72が設けられている。また、スプリングシート71の外周部には、バルブ1の開弁時に、カバー3の段差部58に係止される鍔部73が設けられている。鍔部73には、第1圧力室11内のエアの流動を容易にするための複数の貫通孔74が形成されている。
ダイヤフラム6は、撓み変形部7よりも外周側に円環状の周縁部76を有している。この周縁部76は、2つの結合フランジ56、65間に挟み込まれて固定される。この周縁部76の最外周部には、2つの結合フランジ56、65間の隙間をシールするシール部(肉厚部)77が設けられている。
ダイヤフラム6は、撓み変形部7よりも内周側に円環状の中央部(平板部)を有している。中央部は、バルブホルダー51とスプリング座72との間に挟み込まれて保持されている。
アタッチメント8は、撓み変形部7の撓み形状に対応した湾曲形状の係止部81を備えている。この係止部81は、被係止部75を係止する。また、係止部81には、エアが板厚方向に流通可能な貫通孔が形成されている。なお、貫通孔の代わりに、メッシュまたは格子またはスリットまたは小穴を係止部81に設けても良い。
アタッチメント8は、係止部81よりも外周側で周縁部82から分岐するように円筒状の係合部83を有している。この係合部83は、バルブボディ4の開口部の内周面に係合するように円周方向に連続して設けられている。
アタッチメント8は、係止部81よりも内周側に円筒状の支持部(バルブガイド)84を有している。このアタッチメント8の内部には、バルブ1およびバルブホルダー51がその軸線方向に移動可能な貫通孔85が形成されている。
バルブガイド84は、バルブ1およびバルブホルダー51を、その軸線方向に往復摺動可能にガイドしている。これにより、バルブ1は、初期位置である弁座49より離脱してリフトする開弁動作時、および所定の開弁位置から弁座49側に移動する閉弁動作時に、バルブホルダー51の側面がバルブガイド84と摺動することにより、流路孔35および弁座49の中心軸線(軸芯)上を往復移動することになる。
次に、本実施例の過給圧制御システムの作動を図1ないし図4に基づいて簡単に説明する。
ABV−VSVのコイル48への通電が停止(OFF)している場合、バルブ46はリターンスプリング47の付勢力(スプリング力)によって第2バルブシート45の第2弁座に押し付けられて、バルブ46が第2弁座に着座している。このとき、ABV−VSVの第1入口ポートが開放され、第2入口ポートが閉鎖される。これにより、第1入口ポートと出口ポートとが連通状態となる。
また、エアは、分岐ポート31からバイパス流路33、流路孔34を経由してABVの第2圧力室12へ導かれている。
すなわち、ABV−VSVのコイル48をOFFしている間は、第1圧力室11内に過給圧(大気圧よりも高い正圧)が導入され、また、第2圧力室12内には常に過給圧が導入されており、第1圧力室11内の圧力と第2圧力室12内の圧力との間には、圧力差が無い状態となる。
また、ECMは、エンジン冷却水温が所定値以下(エンジン冷機状態)で、且つエンジン回転速度が所定値以下の時(アイドル運転時)に、ABV−VSVの電磁アクチュエータのコイル48をオン(ON)するように構成されている。
そして、磁力によってバルブ46が第1弁座に向かって移動すると、バルブ46が第2バルブシート45の第2弁座から離脱(離座)して第1バルブシート44の第1弁座に着座する。このとき、ABV−VSVの第1入口ポートが閉鎖され、第2入口ポートが開放される。これにより、第2入口ポートと出口ポートとが連通状態となる。
一方、上述したように、過給エアは、常時、分岐ポート31からバイパス流路33、流路孔34を経由してABVの第2圧力室12へ導かれている。
すなわち、ABV−VSVのコイル48をONした場合には、第1圧力室11内に吸気負圧が導入され、また、第2圧力室12内に過給圧が導入される。これにより、第1圧力室11内の圧力よりも、第2圧力室12内の圧力が大きい状態となる。
したがって、減速時においては、過給エアがスロットルバルブ26で跳ね返りサージ音が発生するのを抑制することができる。あるいは低水温時においては、過給圧によるアイドル回転速度の異常な上昇を抑制することができる。
以上のように、本実施例の過給圧制御システムにおいては、スロットルバルブ26を閉弁する減速直後およびアイドル運転時は、スロットルバルブ26の閉弁によりスロットルバルブ26の下流は負圧となるので、ABVの第1圧力室11に負圧が導かれ、ABVのバルブ1が開弁される。これにより、インペラ16の下流側とスロットルバルブ26の上流側の吸気通路22内の過給エアは、バイパス流路33、流路孔34、第2圧力室12、流路孔35、36を経由してコンプレッサの上流側の吸気通路21に戻される。
しかし、ターボチャージャを備えたエンジンにおいては、ターボチャージャのコンプレッサやエンジンの吸気弁の作動に起因する吸気の圧力脈動(吸気脈動の圧力波)が吸気管の吸気通路内を伝播している。
そのため、ダイヤフラム6の撓み変形部7に反転現象が発生することがある。
すなわち、第1圧力室11内の圧力が第2圧力室12内の圧力よりも大きい場合には、ダイヤフラム6の撓み変形部7の撓み方向が、図6(b)に示すような上に凸となる方向に対して、図6(c)に示すような下に凸となる方向に反転することがある。このような撓み変形部7の反転現象が繰り返されると、撓み変形部7にクラックが入り、ダイヤフラムバルブとしてのABVの耐久性を低下させるという問題がある。
ここで、撓み変形部7には、常時、アタッチメント8の係止部81に接触して係止される被係止部75が設けられている。
これによって、第1圧力室11内の圧力が第2圧力室12内の圧力よりも大きくなった場合でも、ダイヤフラム6の撓み変形部7が、ダイヤフラム室内において第2圧力室12側に突出する(凸となる)ように湾曲する撓み変形を規制することが可能となる。
したがって、ダイヤフラム6の撓み変形部7の反転現象を確実に防止することができるので、ダイヤフラム6の反転圧によるクラックの発生をなくすことができる。これにより、ダイヤフラムバルブとしてのABVの耐久性を向上させることができる。
また、本実施例のアタッチメント8には、バルブ1およびバルブホルダー51を、往復摺動可能にガイドする円筒状のバルブガイド84が一体的に設けられている。これにより、バルブシート5の弁座49に対するバルブ1の芯ズレを防止できるので、ABVの閉弁動作時に、弁座49にバルブ1が確実に着座することができる。したがって、ABVの閉弁時に、過給エアが洩れるのを防止することができる。
図5は、本発明のダイヤフラム装置を適用したダイヤフラム式圧縮機(実施例2)を示したものである。
第2室205は、第1ハウジング201とダイヤフラム206との間に形成される吸入・圧縮室である。
第1ハウジング201の第2室205に臨む部分には、吸入用チェックバルブ213と吐出用チェックバルブ214が形成されている。また、吸入用チェックバルブ213は、吸入口215と連通しており、また、吐出用チェックバルブ214は、吐出口216と連通している。
第1室204に臨む第2ハウジング202には、第1室204と外部とを連通させる複数の連通孔217が形成されている。
これらの連通孔217には、第1室204内の空気が外部に排出される時にのみ開弁する空気放出弁218が形成されている。
撓み変形部207には、係止部220に接触して係止される被係止部221が設けられている。
ロッド209の軸方向の他端と第2ハウジング202との間には、ロッド209をカムシャフト210のカム部223へ押し当てる側に付勢するコイルスプリング224が設置されている。
第3ハウジング203の中心軸孔には、カムシャフト210が挿入されている。カムシャフト210の一端は、ベアリングにより支持され、第3ハウジング203より外部へ突出してモータ、エンジン等の駆動装置に結合されている。また、カムシャフト210の他端は、ベアリングにより支持されている。
なお、第3ハウジング203の内部には、オイルまたはグリース等の潤滑剤が満たされており、カム部223とロッド209との間の潤滑を行っている。
以上のように、本実施例のアクチュエータにおいては、ダイヤフラム206の撓み変形部207の撓み方向が図示下方のため、第1ハウジング201側にアタッチメント208を取り付けている。これにより、実施例1と同様な効果を達成することができる。
本実施例では、本発明のダイヤフラム装置を、アクチュエータ2を備えたダイヤフラムバルブとしてのABVまたはダイヤフラム式圧縮機に適用しているが、本発明のダイヤフラム装置を、ダイヤフラムアクチュエータを備えたその他のダイヤフラムバルブに適用しても良い。
なお、過給機として、ターボチャージャを用いたが、スーパーチャージャや、電動コンプレッサを用いても良い。
また、ダイヤフラム室に導入する流体としては、エア(吸気)だけでなく、蒸発燃料、気相冷媒、水蒸気やガス等の気体、あるいは水、燃料、オイルや液相冷媒等の液体、あるいは気液二相状態の流体を使用することができる。
2 アクチュエータ(ダイヤフラムアクチュエータ)
3 カバー(ハウジング)
4 バルブボディ(ハウジング)
5 バルブシート(ハウジング)
6 ダイヤフラム
7 撓み変形部
8 アタッチメント(反転規制部)
11 第1圧力室(第1室)
12 第2圧力室(第2室)
Claims (12)
- (a)内部にダイヤフラム室(11、12、204、205)が形成されたハウジング(3、4、5、201、202)と、
(b)前記ダイヤフラム室(11、12、204、205)内に往復移動可能に設置されて、前記ダイヤフラム室(11、12、204、205)を2つの第1、第2室(11、12、204、205)に区画形成するダイヤフラム(6、206)と
を備えたダイヤフラム装置において、
エアクリーナを通過した吸気が流れる吸気通路(21、22)を形成する吸気管と、
前記吸気通路(21、22)の途中に設置されたコンプレッサ(16)を有する過給機と、
前記コンプレッサ(16)の下流側と上流側とを連通するバイパス通路(33)と、
このバイパス通路(33)の途中に設置されたバイパスバルブと、
前記コンプレッサ(16)の下流側に設置されて、吸気の流量を調整するスロットルバルブ(26)と、
前記コンプレッサ(16)の下流側と前記第1室(11)とを連通する過給圧導入経路(41、43)と、
前記スロットルバルブ(26)の下流側と前記第1室(11)とを連通する負圧導入経路(42、43)と、
前記スロットルバルブ(26)の開度に応じて前記過給圧導入経路(41、43)と前記負圧導入経路(42、43)とを切り替える経路切替手段(44〜47)と
を備え、
前記ダイヤフラム(6、206)は、前記第1室(11、204)内の圧力が前記第2室(12、205)内の圧力以下の時に、前記第1室(11、204)側に突出するように湾曲した撓み変形部(7、207)を有し、
前記ハウジング(3、4、5、201、202)は、前記第1室(11、204)内の圧力が前記第2室(12、205)内の圧力よりも大きい時に、前記撓み変形部(7、207)が前記第2室(12、205)側に突出するように湾曲する撓み変形を規制する反転規制部(8、208)を有していることを特徴とするダイヤフラム装置。 - 請求項1に記載のダイヤフラム装置において、
前記反転規制部(8、208)は、前記撓み変形部(7、207)の撓み形状に対応した形状の係止部(81、220)を有し、
前記撓み変形部(7、207)は、前記係止部(81、220)に接触して係止される被係止部(75、221)を有していることを特徴とするダイヤフラム装置。 - 請求項1または請求項2に記載のダイヤフラム装置において、
前記反転規制部(8、208)は、流体が流通可能な貫通孔を有していることを特徴とするダイヤフラム装置。 - 請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載のダイヤフラム装置において、
前記反転規制部(8、208)は、前記ハウジング(3、4、201、202)に対して別体部品で構成されて、前記ハウジング(3、4、201、202)に圧入固定される環状の周縁部(82、219)を有していることを特徴とするダイヤフラム装置。 - 請求項1ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載のダイヤフラム装置において、
前記ハウジングは、前記ダイヤフラム(6)との間に前記第1室(11)を形成するカバー(3)、および前記ダイヤフラム(6)との間に前記第2室(12)を形成するケース(4、5)を有し、
前記カバー(3)は、前記ダイヤフラム(6)の周囲を周方向に取り囲む環状の第1結合部(56)を有し、
前記ケース(4、5)は、前記第1結合部(56)に対向して配置されて、前記第1結合部(56)に着脱自在に結合される環状の第2結合部(65)を有し、
前記反転規制部(8)は、前記ハウジング(3、4、5)に対して別体部品で構成されて、前記第1結合部(56)と前記第2結合部(65)との間に挟み込まれて固定される環状の周縁部(82)を有していることを特徴とするダイヤフラム装置。 - 請求項1ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載のダイヤフラム装置において、
前記ダイヤフラム(206)と一体移動可能に連結したロッド(209)と、
このロッド(209)を介して前記ダイヤフラム(206)を往復移動させるカムシャフト(210)と
を備えていることを特徴とするダイヤフラム装置。 - (a)内部にダイヤフラム室(11、12)が形成されたハウジング(3、4、5)と、
(b)前記ダイヤフラム室(11、12)内に往復移動可能に設置されて、前記ダイヤフラム室(11、12)を2つの第1、第2室(11、12)に区画形成するダイヤフラム(6)と
を備えたダイヤフラム装置において、
エアクリーナを通過した吸気が流れる吸気通路(21、22)を形成する吸気管と、
前記吸気通路(21、22)の途中に設置されたコンプレッサ(16)を有する過給機と、
前記コンプレッサ(16)の下流側と上流側とを連通するバイパス通路(33)と、
このバイパス通路(33)の途中に設置されたバイパスバルブと、
前記コンプレッサ(16)の下流側に設置されて、吸気の流量を調整するスロットルバルブ(26)と、
前記コンプレッサ(16)の下流側と前記第1室(11)とを連通する過給圧導入経路(41、43)と、
前記スロットルバルブ(26)の下流側と前記第1室(11)とを連通する負圧導入経路(42、43)と、
前記スロットルバルブ(26)の開度に応じて前記過給圧導入経路(41、43)と前記負圧導入経路(42、43)とを切り替える経路切替手段(44〜47)と
を備え、
前記ダイヤフラム(6)は、前記第1室(11)内の圧力が前記第2室(12)内の圧力以下の時に、前記第1室(11)側に突出するように湾曲した撓み変形部(7)を有し、
前記ハウジング(3、4、5)は、前記第1室(11)内の圧力が前記第2室(12)内の圧力よりも大きい時に、前記撓み変形部(7)が前記第2室(12)側に突出するように湾曲する撓み変形を規制する反転規制部(8)を有し、
前記バイパスバルブは、前記ダイヤフラム(6)と一体移動可能に連結した弁体(1)を有していることを特徴とするダイヤフラム装置。 - 請求項7に記載のダイヤフラム装置において、
前記反転規制部(8)は、前記撓み変形部(7)の撓み形状に対応した形状の係止部(81)を有し、
前記撓み変形部(7)は、前記係止部(81)に接触して係止される被係止部(75)を有していることを特徴とするダイヤフラム装置。 - 請求項7または請求項8に記載のダイヤフラム装置において、
前記反転規制部(8)は、流体が流通可能な貫通孔を有していることを特徴とするダイヤフラム装置。 - 請求項7ないし請求項9のうちのいずれか1つに記載のダイヤフラム装置において、
前記反転規制部(8)は、前記ハウジング(3、4)に対して別体部品で構成されて、前記ハウジング(3、4)に圧入固定される環状の周縁部(82)を有していることを特徴とするダイヤフラム装置。 - 請求項7ないし請求項10のうちのいずれか1つに記載のダイヤフラム装置において、 前記ハウジングは、前記ダイヤフラム(6)との間に前記第1室(11)を形成するカバー(3)、および前記ダイヤフラム(6)との間に前記第2室(12)を形成するケース(4、5)を有し、
前記カバー(3)は、前記ダイヤフラム(6)の周囲を周方向に取り囲む環状の第1結合部(56)を有し、
前記ケース(4、5)は、前記第1結合部(56)に対向して配置されて、前記第1結合部(56)に着脱自在に結合される環状の第2結合部(65)を有し、
前記反転規制部(8)は、前記ハウジング(3、4、5)に対して別体部品で構成されて、前記第1結合部(56)と前記第2結合部(65)との間に挟み込まれて固定される環状の周縁部(82)を有していることを特徴とするダイヤフラム装置。 - 請求項7ないし請求項11のうちのいずれか1つに記載のダイヤフラム装置において、 前記反転規制部(8)は、前記弁体(1)またはこの弁体(1)を保持する保持部材(51)を、往復摺動可能にガイドする筒状の支持部(84)を有していることを特徴とするダイヤフラム装置。
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