JPH0155355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は負圧制御弁に関し、特に感知した温度
に対応する負圧を出力する負圧制御弁に関するも
のである。

一般に、車輌において温度を感知して負圧を制
御する弁として、吸気温度感知弁、水温感知弁及
び温度スイツチによつて作動させられる電磁負圧
切換弁等の弁が提供されている。しかしながら、
これ等の弁は単にON−OFFの２値的に作動する
ものにすぎないため、このような負圧制御弁が応
用されるEGR（排気再循環）制御装置、チヨーク
開度制御装置及び点火時期制御装置において、そ
の負圧制御弁が感知した温度に対応する連続的か
つ滑らかな制御特性が得られない不都合があつ
た。たとえば、EGR制御装置において、エンジ
ン始動後、温度上昇によつて触媒が活性化するま
での間の排気ガスに含まれる窒素酸化物（NOx）
の発生を抑制するためEGR率を上昇させる必要
があるが、一方、このEGR率の上昇は車輌の運
転性の低下と密接な関連があるためその増加量は
エンジンの暖気状態に対応して必要最小限に制御
されることが望ましい。このような場合におい
て、温度を感知して負圧をON−OFF制御する従
来の負圧制御弁の作動に基づいてEGR率が制御
されると、その弁の設定温度を境にして急激に
EGR率が変化するため、この温度付近における
排気ガス状態又は運転性の少なくともいずれか一
方が損なわれることが避けられないのである。

本発明は以上の事情を背景として為されたもの
であり、その目的とするところは、感知した温度
に対応して連続的に変化する負圧を出力する感温
負圧制御弁を提供することにある。

斯る目的を達成するため、本発明の感温負圧制
御弁は、 (1) 出力ポート及び大気孔に連通する弁室を出力
室及び大気室に２分して該弁室内に設けられた
ダイヤフラムと、 (2) 負圧源に接続される入力ポートに通じる通路
が前記弁室内に前記大気室に向つて開口する開
口部に形成された固定弁座と、 (3) 前記固定弁座に対して相対的移動可能に前記
ダイヤフラムに設けられ、前記出力室と前記大
気室とを連通する連通孔を備え、スプリングに
よつて該大気室側へ付勢されたプレツシヤプレ
ートと、 (4) 前記連通孔に前記大気室に向つて形成された
可動弁座と、 (5) 前記プレツシヤプレートに設けられ、前記可
動弁座に向つて常時付勢されてこれに着座させ
られるとともに、該プレツシヤプレートととも
に前記固定弁座側へ移動させられたとき、該固
定弁座に着座してその移動が阻止され、該可動
弁座から離隔させられる弁体と、 (6) 温度を感知し該温度に対応して出力軸を変位
させる感温装置と、該出力軸の変位に従つて前
記プレツシヤプレートに与える付勢力が変化す
るように配設された調節スプリングとを備えた
調節機構とを含み、前記温度に対応して連続的
に変化する負圧を出力することを特徴とする。

以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図は感温負圧制御弁２の断面を示すもので
あり、取付用ねじ４が外周面に形成された基部６
と、この基部に一端が固定された円筒状の弁胴部
８と、この弁胴部８の他端に固着されたキヤツプ
状の弁蓋部１０と、から外観上構成されている。
これ等基部６、弁胴部８及び弁蓋部１０によつて
囲まれた弁室は、周囲が弁胴部８及び弁蓋部１０
に挾持されたゴム製の円盤状ダイヤフラム１２が
配設されることによつて、大気室１４と出力室１
６とに分割されている。この大気室１４は弁胴部
８の側壁に設けられた大気ポート１８によつて大
気に連通されており、出力室１６は弁蓋部１０に
設けられた出力ポート２０に連通させられてい
る。尚、ダイヤフラム１２の外周部は、弁胴部８
と弁蓋部１０との間の固着部をシールして出力室
１６を気密に保持する機能をも果している。

弁蓋部１０の中央部にはその中心軸方向に入力
ポート２２が設けられており、この入力ポート２
２に連らなる通路２４が弁室へ開く開口部にはパ
イプ２６が挿着されている。このパイプ２６は大
気室１４に向つて出力室１６に突出した状態で弁
蓋部１０に固定されており、パイプ２６の先端面
が固定弁座２８を形成している。

ダイヤフラム１２の中央部には大気室１４と出
力室１６とを連通させる連通孔３０を中央に備え
たプレツシヤプレート３２が固定されている。す
なわち、プレツシヤプレート３２に大気室１４に
向つて突設された円環状の突起がダイヤフラム１
２の中央孔に挿入された状態で円盤状のばね受け
３４に設けられた底付穴に嵌着させられて該中央
孔の周囲がプレツシヤプレート３２及びばね受け
３４に挾持されている。尚、３５は該底付穴の底
部に穿設された通気孔である。連通孔３０の周囲
には大気室１４に向つて可動弁座３６が形成され
ており、弁体３８が前記円環状の突起及び前記底
付穴の底部に囲まれて収容されるとともに、その
弁体３８とばね受け３４との間にはバルブスプリ
ングである圧縮コイルばね４０が介挿されて弁体
３８が可動弁座３６に着座させられている。そし
て、プレツシヤプレート３２は、このプレツシヤ
プレート３２と弁蓋１０に接して設けられたばね
受け４２との間に介挿された圧縮コイルばね４４
によつて大気室１４に向つて付勢されており、ば
ね受け３４の周囲が弁胴部８に形成された段付状
ストツパ４６に当接してその移動が阻止されてい
る。尚、弁蓋部１０には弁室に通じるねじ穴に螺
着された調節ねじ４８が設けられており、ばね受
け４２の位置がその調節ねじ４８によつて変化さ
せられて圧縮コイルばね４４の付勢力が所定の値
に設定されるようになつている。

基部６の先端には感温装置である通常のサーモ
ワツクス装置５０が固定されている。このサーモ
ワツクス装置５０は収容されたワツクスの熱的体
積変化に基づいて感知した温度に対応して軸方向
に変位する出力軸５２を備えている。そして、基
部６にはその出力軸５２の先端に接して大気室１
４に達するシヤフト５４がその長手方向に摺動可
能に設けられており、そのシヤフト５４の大気室
１４に突き出した先端部に固定されたばね受け５
６とばね受け３４との間には調節スプリングであ
る圧縮コイルばね５８が介挿されている。すなわ
ち、これ等サーモワツクス装置５０、シヤフト５
４、ばね受け５６及び圧縮コイルばね５８が、プ
レツシヤプレート３２が大気室１４側に向う方向
に受ける付勢力を、感知した温度に従つて変化さ
せる調節機構である。

以下、本実施例の作動を説明する。

入力ポートに負圧が供給されない場合には、ダ
イヤフラム１２の両側に圧力差が生じないので、
プレツシヤプレート３２は圧縮コイルばね４４及
び圧縮コイルばね５８に基づく付勢力に従つて大
気室１４側へ移動させられ、ばね受け３４がスト
ツパ４６に当接した位置にある。すなわち、圧縮
コイルばね４４の付勢力は圧縮コイルばね５８の
付勢力より大きく設定されているのであり、第１
図はその状態を示している。

負圧源から入力ポート２２へ負圧が供給される
と、負荷に通じる出力室１６の圧力が大気室１４
の圧力より低くなり、その両圧力の差圧力に従う
ダイヤフラム１２の変形によつてプレツシヤプレ
ート３２が出力室側へ移動する。この結果、第２
図に示されているように、弁体３８が固定弁座２
８に着座するとともに該固定弁座２８に押し下げ
られて可動弁座３６から離される。すなわち、負
圧源に通じる通路２４が遮断されるとともに連通
孔３０が開かれる。したがつて、大気が大気ポー
ト１８、通気孔３５及び連通孔３０を介して出力
室１６へ流入してダイヤフラム１２の両側の圧力
差が緩和されるのでプレツシヤプレート３２は大
気室１４側に移動させられ、やがて第３図に示さ
れる平衡状態となる。この平衡状態は圧縮コイル
ばね４４及び５８に基づくプレツシヤプレート３
２への大気室１４に向う方向の付勢力とダイヤフ
ラム１２の両側の圧力差に基づくプレツシヤプレ
ート３２への出力室に向う方向の力とが均衝した
状態であるので、このときの出力室１６の負圧値
は入力ポート２２へ供給される負圧の変動に拘ら
ずプレツシヤプレート３２が受ける大気室１４に
向う方向の付勢力に対応した一定の値に制御され
る。

一方、サーモワツクス装置５０に感知される温
度が、たとえば上昇するとその出力軸５２が伸ば
されて圧縮コイルばね５８を受けるばね受け５６
の位置が上昇させられる。この結果、圧縮コイル
ばね４４及び５８に基づくプレツシヤプレート３
２への大気室１４に向う付勢力が弱められるの
で、第３図に示される感温制御弁２の平衡状態の
時の出力室１６の負圧値がその付勢力に対応して
低くなる。サーモワツクス装置５０に感知される
温度が下降すると上記と反対の作動によつて該負
圧値が高くなる。すなわち、第４図に示されるよ
うに、感温部であるサーモワツクス装置５０の温
度が高くなるに従つて出力ポート２０から出力さ
れる負圧値が連続的に低くなる（絶対値が小さく
なる）出力特性が得られるのである。

上述した感温負圧制御弁２は、たとえば第５図
に示される背圧式EGR制御装置に使用される。

EGR弁６０は排気管６２と吸気管６４との間
に接続されており、EGR量を制御するための第
１オリフイス６６及び第２オリフイス６８とこれ
等のオリフイス６６，６８に挾まれた制御圧力室
６９とが備えられている。これ等のオリフイス６
６及び６８の流通断面積は、第１負圧ポート７０
及び第２負圧ポート７２にそれぞれ供給される負
圧の大きさに対応して作動するダイヤフラム７４
及び７６にそれぞれ駆動される弁体７８及び８０
によつて、変化させられるようになつている。負
圧制御弁８２は、その入力ポート８４、出力ポー
ト８６及び圧力検知ポート８８を備え、圧力検知
ポート８８に供給される制御圧力室６９の圧力の
上昇に伴つて大きな負圧をその出力ポート８６か
らEGR弁６０の第１負圧ポート７０へ供給する
公知の弁（BPT）である。

スロツトルバルブ９０の上流位置における吸気
配管６４に設けられたEGRポート９２は、スロ
ツトルバルブ９０の開き角度に基づいた負圧を供
給するために、負圧制御弁８２の入力ポート８４
に接続されている。また、スロツトルバルブ９０
の下流位置における吸気配管６４には負圧ポート
９４が設けられており、吸気配管６４内の負圧が
負圧ポート９４から感温負圧制御弁２の入力ポー
ト２２に供給される。感温負圧制御弁２はエンジ
ンの暖気状態を感知し得るようにエンジンブロツ
ク等の所定の部位に固定され、その出力ポート２
０に出力される圧力がEGR弁６０の第２負圧ポ
ート７２に供給される。

したがつて、制御圧力室６９の圧力は、ダイヤ
フラム７４に駆動される弁体７８及び負圧制御弁
８２の公知のEGR制御装置の作動によつて大気
圧に近い一定値となるように制御され、吸気配管
６４の吸入空気量に拘らずEGR率が一定に制御
される。しかも、エンジンの暖気状態が感温負圧
制御弁２によつて感知され、その暖気状態の温度
上昇につれて小さくなる負圧が第２負圧ポート７
２に供給されるので、第２オリフイス６８の流通
断面積が弁体８０によつて次第に小さくされ、第
６図に示されるように、上述のEGR率が連続的
に低い値に変化する。尚、第６図の点線は、温度
T₁でON−OFF作動する従来温度感知弁がEGR
装置に用いられた場合のEGR率特性を示す。

このように、EGR率が連続的に変化させられ
るので、エンジンの暖気状態に応じた望ましい
EGR率が常に得られ、その状態における最も望
ま排気ガス状態及び運転性が得られるのである。

次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、本
実施例は前述の実施例における調節機構において
異るものであるから他の部分の説明は省略する。

第７図の感温負圧制御弁１００において、基部
１１０には前述の実施例のサーモワツクス装置５
０と反対の作動を為すサーモワツクス装置１０２
（感温装置）が固定されていりる。すなわち、サ
ーモワツクス装置１０２の内室はダイヤフラム１
０４によつてワツクスが充填されたワツクス室１
０６と大気に連通させられた大気室１０７に２分
されており、一端がダイヤフラム１０４の中心に
連結された出力軸１０８がワツクス室１０６を通
つて外部に突設されている。その出力軸１０８
は、軸方向の摺動可能に基部１１０に支持された
シヤフト１１２の一端に連続されており、シヤフ
ト１１２の大気室１４に突出した他端には円盤状
のばね受け１１６が固定されている。

一方、前述の実施例と同様のばね受け１１８に
は底部にシヤフト１１２を挿通させた穴１２０を
備えた底付円筒部材１２２の開口部が嵌着されて
いる。そして、ばね受け１１６とその底付円筒部
材１２２の底部との間には調節スプリングである
圧縮コイルばね１２４が介挿されている。

したがつて、サーモワツクス装置１０２に感知
される温度が上昇するとその出力軸１０８が引込
まれてシヤフト１１２が下降するので、圧縮コイ
ルばね１２４が更に圧縮される。この結果、ダイ
ヤフラム１２６に加えられる大気室１１４へ向う
方向の付勢力が高められて出力室１２８の負圧が
高められる。すなわち、前述の感温負圧制御弁２
と逆に、サーモワツクス装置１０２に感知される
温度が上昇するに伴なつて負圧が連続的に高めら
れる第８図の特性が得られるのである。

このような負圧制御弁１００は、EGR弁６０
が第９図に示されるEGR弁１３０に置換された
第５図のEGR制御装置感温負圧制御弁５０と同
様に使用される。EGR弁１３０は、前述のEGR
弁６０の弁体８０の形状において異るものであ
り、第２負圧ポート１３２に供給された負圧が大
きくなるとオリフイス１３４を閉じるような弁体
１３６を備えている。すなわち、前述のEGR弁
６０における第２負圧ポート７２に供給される負
圧とオリフイス６８の開度との特性に対して逆の
特性を備えている。したがつて、感温負圧制御弁
１００の作動とこのEGR弁１００の作動との組
合せによつて、第５図に示されたEGR制御装置
の前述の作動と同様なEGR率の制御が為される
のである。

尚、上述したのはあくまでも本発明の一実施例
であり、本発明はその精神を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得るものである。

たとえば、本発明の感温負圧制御弁２，１００
は、前述のEGR制御装置だけでなく、温度に対
応して連続的に変化する負圧を必要とする装置、
たとえば点火時期制御装置やチヨーク開度制御装
置等に広く使用され得るのである。

また、第５図のEGR装置において、負圧ポー
ト９４と入力ポート２２との間にバキユームタン
クが設けられてもよいし、入力ポート２２には他
の負圧源、たとえばバキユームポンプから負圧が
供給されても差支えないのである。

以上詳記したように、本発明の負圧制御弁は、
感知した温度に対応して連続的に変化する負圧を
出力するものであるため、負圧を利用する制御装
置において温度に対応する連続的かつ滑らかな制
御特性が得られる効果を生ずるのである。たとえ
ば、EGR制御装置においてはエンジンの暖気状
態に応じて連続的にEGR率を変化させ、その暖
気過程おいても最も望ましい排気ガス状態及び運
転性が得られる効果を生ずるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図であ
る。第２図及び第３図は第１図の実施例の作動を
説明する図である。第４図は第１図の実施例の特
性を示すグラフである。第５図は第１図の実施例
を含むEGR制御装置の構成を示す図である。第
６図は第５図の装置の特性を示すグラフである。
第７図は本発明の他の実施例を示す第１図に相当
する図である。第８図は第７図の実施例の第４図
に相当する図である。第９図は第７図の実施例を
使用するEGR制御装置のEGR弁の構成を示す図
である。 １２：ダイヤフラム、１４：大気室、１６：出
力室、１８：大気ポート、２０：出力ポート、２
８：固定弁座、３０：連通孔、３２：プレツシヤ
プレート、３６：可動弁座、３８：弁体、４０：
圧縮コイルばね（バルブスプリング）、４４：圧
縮コイルばね（スプリング）、｛５０，１０２：サ
ーモワツクス装置（感温装置）、５４，１１２：
シヤフト、５６，１１６：ばね受け、５８，１２
４：圧縮コイルばね（調節スプリング）、１２
２：底付円筒部材｝調節機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 出力ポート及び大気ポートに連通する弁室を
   出力室及び大気室に２分して該弁室内に設けら
   れ、該両室の圧力差によつて作動するダイヤフラ
   ムと、 負圧が供給される入力ポートに通じる通路が前
   記弁室内に前記大気室側に向つて開口する開口部
   に形成された固定弁座と、 前記固定弁座に対して相対的移動可能に前記ダ
   イヤフラムに設けられ、前記出力室と前記大気室
   とを連通する連通孔を備え、スプリングによつて
   該大気室側へ付勢されたプレツシヤプレートと、 前記連通孔に前記大気室側に向つて形成された
   可動弁座と、 前記プレツシヤプレートに設けられ、バルブス
   プリングにより前記可動弁座に向つて常時付勢さ
   れてこれに着座させられるとともに、前記プレツ
   シヤプレートとともに前記固定弁座側へ移動させ
   られたとき該固定弁座に着座してその移動が阻止
   され、該可動弁座から離隔させられる弁体と、 温度を感知し該温度に対応して出力軸を変位さ
   せる感温装置と、該出力軸の変位に従つて前記プ
   レツシヤプレートに与える付勢力が変化するよう
   に配設された調節スプリングとを備えた調節機構
   とを含み、前記温度に対応して連続的に変化する
   負圧を出力することを特徴とする感温負圧制御
   弁。