JPH0193606A - 多段ダイヤフラム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、制御位置を複数段設定可能な、負圧により作
動する多段ダイヤフラム装置に関し、とくに構造が簡単
で小型化が可能な、自動車の各種制御用装置として最適
な多段ダイヤフラム装置に関する。

［従来の技術］ 自動車の各種制御用のため、制御位置を多段に設定でき
るダイヤフラム装置があると便利である。

自動車用エンジンは、走行用の出力に加えて、ニアコン
ディショナ用、パワーステアリング用、オルタネータ発
電用等に必要な出力を供給している。

これらの仕事量は、総合すれば数周力にも及ぶことがあ
り、車両が停止しているアイドル状態でもこの仕事量は
必要になることが多い。これらの仕事量をまかなうため
に、エンジンには各種補機の機能の維持あるいは性能向
上のためにアイドルアップ機構が設けられている。これ
らの機能用に必要なアクチュエータとしては、負圧を駆
動源とするダイヤフラム装置が一般的である。ところが
通常ダイヤフラム装置は作動ストロークが一定であり、
かつ上述の各種機構は要求出力が異なるところから、そ
れぞれの機構についての最適なアイドルアップ聞を満た
すためには、ダイヤフラム装置を複数取付けねばならな
いという問題がある。

このような問題に対し、−のダイヤフラム装置でありな
がら、制御位置（ストローク規制位置）を複数段設定で
きるようにした装置が知られている（実開昭６１−１３
３１０３号公報）。この多段式ダイヤフラム装置は、負
圧室内に複数の負圧導入管が突設され、各負圧導入管に
対向させてダイヤフラム上にバルブが設けられ、各負圧
導入管が対応するバルブに当接した位置で負圧の導入が
停止され、その位置でダイヤフラムの移動が規制されて
ストローク位置が複数段となるようになっている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記実開昭６１−１３３１０３号公報開
示の装置には、ダイヤフラムにバルブを設けるため、そ
の構造が複雑になるとともに負圧室を大きくする必要が
生じて装置全体が大型になるという問題がある。とくに
ストローク規制位置の段数が増加する程設置バルブ数が
増えるので、益々複雑化、大型化の問題が顕著になる。

本発明の目的は、上記のような従来装置の問題点に着目
し、構造が簡単でかつ小型化が容易な多段ダイヤフラム
装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的に沿う本発明の多段ダイヤフラム装置は、チャ
ンバ内を負圧が導入される負圧室と他室とに区画すると
ともに作動ロンドを備えたダイヤプラムと、 該ダイヤフラムと連動して移動するスライドロッドと、 該スライドロッドを摺動可能に支持するシリンダと、 該シリンダに複数配設されスライドロッドの移動に伴い
スライドロッドにより閉塞可能であるとともに選択的に
シリンダ内に負圧を導入可能な負圧導入ポートと、 シリンダ内と上記負圧室とを連通し上記負圧導入ポート
からシリンダ内に導入される負圧を負圧室内へと導入す
る負圧導入通路と、から成る。

［作　　用コ このような装置においては、複数の負圧導入ポートのい
ずれかが適当な切替手段等により選択され、選択された
負圧導入ポートからシリンダ内に負圧が導入される。導
入された負圧は、負圧導入通路を通して負圧室へと導入
され、該導入負圧によってダイヤフラムが作動される。

このダイヤフラムに連動させてスライドロッドが移動さ
れ、移動されるスライドロッドが上記負圧を導入してい
る負圧導入ポートを閉塞する。閉塞されると負圧が導入
されないので、基本的にはその位置（状態）でダイヤフ
ラムおよび該ダイヤフラムに連動するスライドロッドの
動きが止められ、ダイヤフラムに連結されている作動ロ
ッド位置が規制される。

この規制位置は、選択する負圧導入ポートに対応してお
り、負圧導入ポートは複数設けられているので、多段の
位置制御が可能になる。

本装置においては、負圧室内にはダイヤフラムと連動す
るスライドロッドを設けるだけでよく、制御位置の多段
化はスライドロッドを摺動支持するシリンダに制御段数
に応じた数の負圧導入ポートを設けることによって達成
されるので、負圧室および他室を形成するチャンバにつ
いては大型化する必要がなく、内部構造が簡単でしかも
全体として小型の多段ダイヤフラム装置が実現される。

［実施例］ 以下に、本発明の望ましい実施例を図面を参照して説明
する。

第１図および第２図は、本発明の一実施例に係る多段ダ
イヤフラム装置を示している。図において、１はチャン
バを示しており、チャンバ１内はダイヤフラム２よって
負圧室３と他室としての大気室４とに区画されている。

ダイヤフラム２には作動ロッド５が連結されており、作
動ロッド５は大気室４側から外部に向けて延びている。

負圧室３内には、スプリング６が設けられており、スプ
リング６は第１図における下方に向けてダイヤフラム２
を付勢している。

ダイヤフラム２の中心部上には、スライドロッド７が設
けられている。スライドロッド７は、チャンバ１に接続
されたシリンダ８．に摺動自在に支持されており、スプ
リング９によってダイヤフラム２に押しつけられている
。したがってスライドロッド７は、ダイヤフラム２に連
動して図の上下方向に移動する。スライドロッド７内に
は、シリンダ８内と負圧室３内とを導通ずる負圧導入通
路１０が形成されており、該負圧導入通路１０はシリン
ダ８内に導入されてきた負圧を負圧室３へと導入する。

シリンダ８には、該シリンダ８内へと負圧を導入可能な
負圧導入ポート１１が複数設けられている。

複数の負圧導入ポート１１は、スライドロッド７の回動
方向に配設されている。負圧導入ポート１１の数は、本
実施例では５個であるが、この数がダイヤフラム装置の
制御位置段数に対応しており、必要に応じて任意の複数
段に設定できる。各負圧導入ポート１１は、スライドロ
ッド７の移動に伴いスライドロッド７によって実質的に
閉塞可能となっている。ただし現実の装置として、摺動
可能なスライドロッド７によって負圧導入ポート１１を
完全に閉塞することは難しいので、若干負圧が負圧導、
人通路１０を通して負圧室３内に洩れてもよいように、
負圧室３には絞り１２を備えた大気通路１３が接続され
ている。大気通路１３の機能については後述する。

複数の負圧導入ポート１１のいずれか−の負圧導入ポー
ト１１から選択的に負圧がシリンダ８内に導入される。

この選択は、本実施例では切替手段としてのりニヤソレ
ノイド１４によって行われる。リニヤソレノイド１４も
そのシリンダ１５上に、負圧導入ポート１１の数に対応
する数の負圧供給ポート１６を有しており、対応する負
圧導入ポート１１と負圧供給ポート１６との間はそれぞ
れゴムホース１７で接続されている。シリンダ１５内に
は、コイル１８により図の上下方向に移動制御されるロ
ッドスプール１９が設けられている。ロッドスプール１
９内には、いずれか−の負圧供給ポート１６に連通する
とともにポート２０を介して常時負圧源（図示路）に連
通ずる導通路２１が形成されている。

上記のように構成された実施例装置の作用について説明
する。

リニヤソレノイド１４においていずれか−の負圧供給ポ
ート１６が選択され、該ポート（図示例では＃２ポート
）にロッドスプール１９内の導通路２１、ポート２０を
介して負圧源からの負圧が導入される。

選択された負圧供給ポート１６からは、ゴムホース１７
を介して対応する負圧導入ポート１１（＃２ポート）に
負圧が導入され、そこからシリンダ８内に負圧が導入さ
れる。シリンダ８内からは、負圧導入通路１０を通して
負圧室３内に負圧が導入される。

負圧室３に負圧が導入されると、スプリング６の張力に
打ち勝ってダイヤフラム２が持ち上げられ、同時に連動
するスライドロッド７も押し上げられる。スライドロッ
ド７Ｌが押し上げられると、その上端がやがて負圧導入
中の負圧導入ポート１１を閉塞する。この閉塞により、
原則として負圧導入が停止されるので、負圧導入による
、ダイヤフラム２、スライドロッド７の移動も停止され
、作動ロッド５はその停止位冒に規制される。

ただし、スライドロッド７により負圧導入ポート１１の
完全な閉塞が難しい場合には、該ポート１１からシリン
ダ８内に若干負圧が洩れ込み、ダイヤフラム２、スライ
ドロッド７の移動をさらに継続しようとする。しかし、
大気通路１３が設けられているので、スライドロッド７
が負圧導入ポート１１を閉塞した後は、大気通路１３か
ら少量の大気が導入され、負圧室３内の負圧が減圧され
る。その結果スプリング６の張力によってダイヤフラム
２が少し押し戻され、再び負圧導入ポート１１が開かれ
、負圧が導入されて再び負圧導入ポート１６を閉じる方
向にスライドロッド７が移動される。結局スライドロッ
ド７は、負圧導入ポート１１を僅か開くか開かないかの
位置でバランスして止まる。

このように、負圧を導入する負圧導入ポート１１を選択
することによってダイヤフラム２、つまり作動ロッド５
の規制位置を設定できる。したがって、負圧導入ポート
１１を複数段設けることにより、その数に対応しただけ
の多段の位置制御が可能になる。

この多段制御化は、負圧室３内にとくに複雑な部材を設
けることなく達成されるので、ダイヤフラム装置全体と
しての小型化が可能である。

選択する負圧導入ポート１１とダイヤフラムリフト量の
関係は、たとえば第３図に示すような階段状の関係にな
る。この多段ダイヤフラム装置をチョーク開度制御に用
いれば、たとえば第４図に示すような多段開度制御が可
能になる。ざらに、各種アイドルアップ用のスロットル
バルブ開度制御についても、たとえば第５図に示すよう
な多段開度制御が可能になる。第５図に示すように、負
圧導入ポート全数を使用せずに必要な負圧導入ポート数
のみを制御に用いることもできるし、作動ロッド５を作
動させる方向に応じて、弁開度と負圧導入ポート選択位
置との一連の関係を第４図と逆の関係にすることもでき
る。

本発明装置は、各構成部分についているいろな態様をと
ることができる。

第６図ないし第８図は、切替手段部に、第１図に示した
りニヤソレノイドの代りにロータリ（回転式）ソレノイ
ド３１を用いた場合を示している。

負圧供給ポート３２がシリンダ３３の円周方向に配設さ
れ、各ポート３２にゴムホース３４が接続され、各ゴム
ホース３４は第１図に示したと同様各負圧導入ポートに
接続される。シリンダ３３内には負圧源へと導通する導
通路３５を有するロッドスプール３６が設けられ、コイ
ル３７によってロッドスプール３６を回動制御すること
により、導通路３５、ポート３８に連通ずるーの負圧供
給ポート３２を選択できるようになっている。

ロータリソレノイドとしては、第９図および第１０図に
示すように、シリンダ４１に負圧供給ポート４２をらせ
ん状に配設し、ロッドスプール４３の表面にシリンダ軸
に沿う方向に延びる溝４４を設け、該溝４４を負圧源へ
と導通する構造をとってもよい。

このようにすれば、ロッドスプール４３のシリンダ軸に
沿う方向の位置精度は必要でなく、その回転位置さえ正
確に制御すればよいことになるので、制御が楽になる。

さらに、第６図や第９図に示したようなシリンダの円周
方向に配設された負圧供給ポートに対し、第１１図に示
すように、ロッドスプール５１の表面に傾斜溝５２を設
け、該傾斜溝５２を負圧源へと通じる導通路５３に連通
させておくようにしてもよい。傾斜溝５２とすることに
より、シリンダの負圧供給ポートとの連通が一層確実に
なる。この傾斜溝構造は第１２図に示すように、負圧供
給ポート配殿方向がシリンダ軸に沿う方向６１である場
合にも有効であり、上下に移動されるロッドスプール６
２上の傾斜溝６３とシリンダ上の負圧供給ポートとの連
通が一層容易になる。

切替手段における駆動制御は、上述のソレノイド方式以
外にも各種方式が可能であり、たとえば第１３図に示す
ようなサーモワックス７１を用い、その伸縮部７２を前
述のロッドスプールに連結することもできる。このよう
にすれば、温度変化に応じてダイヤフラム装置の作動位
置を変更できる。

本発明におけるスライドロッドは、それを摺動支持する
シリンダ上に配設された負圧導入ポートを順次閉塞でき
る構造であればよく、スライドロッド内に負圧導入通路
を形成する必要性はない。

したがって、第１図に示した構成の他、第１４図および
第１５図のような構成でもよい。すなわち、スライドロ
ッド８１の横断面をたとえば略半円形とし、シリンダ８
２をスライドロッド８１の断面形状に倣う形状の部分８
３と負圧導入通路８４を形成する部分８５とから構成し
、スライドロッド８１には専らダイヤフラム８６に連動
して所定の負圧導入ポート８７を閉塞する機能のみをも
たせるようにしてもよい。さらに、第１６図に示すよう
に、負圧導入通路９１をシリンダ９２とは別の通路に形
成し、スライドロッド９３とは離れた位置から負圧室９
４内に負圧を導入するようにしてもよい。

ざらに、本発明の多段ダイヤフラム装置は、特別な切替
弁等がなくても作動可能である。たとえば、第１７図に
本発明に係る多段ダイヤフラム装置を気化器のチョーク
ブレーカとして用いた場合の実施例を示す。図において
１０１が本発明に係るダイヤフラム装置、１０２はチョ
ークバルブで作動ロッド１０３にチョークレバー１０４
を介して連結されている。第１負圧導入ポート１０５は
絞り１０６を介して連通路１０７によりエンジンの吸気
管１０８に連通されている。第２負圧導入ポート１０９
は、連通路１１０により感温弁１１１に連通され、その
上流は連通路１１２により連通路１０７を通じて吸気管
１０８に連通されている。感温弁１１１はエンジンの冷
却水１１３の温度を感知し、感知温度が所定温度より低
い場合は閉作動し高い場合は間作動するようになってい
る、１１４はメインノズル、１１５はスモールベンチュ
リ、１１６はスロットルバルブである。

このような装置においては、エンジンが始動されると吸
気管負圧が絞り１０Ｂを介して第１負圧導入ポート１０
５から負圧室１１７内に導入され、スライドロッド１１
８が第１負圧導入ポート１０５を閉塞する位置まで作動
される。始動時は冷却水１１３の温度が低いため感温弁
１１１は閉じており、第２負圧導入ポート１０９からは
負圧は導入されない。水温が所定温度以上に達すると、
感温弁１１１が間作動じ、第２負圧導入ポート１０９よ
り負圧室１１７内に負圧が導入される。連通路１１０に
は前記のような絞りがないため、第２の負圧導入ポート
１０９より作用する負圧は第１負圧導入ポート１０５よ
り作用する負圧に比べて高くなり、負圧室１１７内負圧
はさらに高くなり、スライドロッド１１８は第２負圧導
入ポート１０９を閉塞するまで移動される。このように
作動ロッド１０３は水温に応じて２段に作動され、チョ
ークバルブ１０２が２段に作動される。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の多段ダイヤフラム装置に
よるときは、スライドロッドをダイヤフラムと連動させ
、シリンダに複数段の負圧導入ポートを設け、スライド
ロッドの移動に伴って負圧導入ポートを閉塞し負圧室へ
の負圧導入を停止させるようにしたので、負圧室に新た
に設けるのはスライドロッドのみであり、しかも作動制
御位置を多段にするには負圧導入ポートの数を増やせば
□よいだけである８から、従来の多段ダイヤフラムに比
べ構造が大幅に簡単になり、かつ容易に小型化できると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る多段ダイヤフラム装置
の断面図、 第２図は第１図の装置の拡大部分断面図、第３図は第１
図の装置における負圧導入ポート位置とダイヤフラムリ
フトとの関係図、第４図は負圧導入ポート選択位置とチ
ョーク開度との一例に係る関係図、 第５図は負圧導入ポート選択位置とスロットル開度との
一例に係る関係図、 第６図は別の実施例に係る切替手段部の縦断面図、 第７図は第６図の装置のコイル部の横断面図、第８図は
第６図の装置の負圧供給ポート部の横断面図、 第９図はざらに別の実施例に係る切替手段のシリンダ部
の縦断面図、 第１０図は第９図のシリンダに挿入されるロッドスプー
ルの部分斜視図、 第１１図は第１０図とは別の実施例に係るロッドスプー
ルの側面図、 第１２図は第１図とは別の実施例に係る切替手段部のロ
ッドスプールの側ｍ１図、 第１３図は切替手段の駆動手段としてサーモワックスを
用いる場合の部分側面図、 第１４図は別の実施例に係る多段ダイヤフラム装置の断
面図、 第１５図は第１４図のｘｖ−ｘｖ線に沿う横断面図、第
１６図はさらに別の実施例に係る多段ダイヤフラム装置
の断面図、 第１７図は本発明に係る多段ダイヤフラム装置の一使用
例を示す概略構成図、 である。 １・・・・・・・・・・・・チャンバ ２．２８・・・・・・ダイヤフラム ３．９４・・・・・・負圧室 ４・・・・・・・・・・・・大気室 ５・・・・・・・・・・・・作動ロッド６・・・・・・
・・・・・・スプリング７．８１．９３・・・スライド
ロッド ８．８２．９２・・・シリンダ ９・・・・・・・・・・・・スプリング１０、８４．９
１・・・負圧導入通路 １１．８７・・・・・・負圧導入ポート１３・・・・・
・・・・・・・大気通路１４・・・・・・・・・・・・
リニヤソレノイド１５．３３．４１・・・シリンダ １６．３２．４２・・・負圧供給ポート１７．３４・・
・・・・ゴムホース １８゛、３７・・・・・・コイル １９．３６．４３．５１．６２・・・ロッドスプール２
１．３′５．５３・・・導通路 ３１・・・・・・・・・・・・ロータリソレノイド５２
．６３・・・・・・傾斜溝 ７１・・・・・・・・・・・・サーモワックス７２・・
・・・・・・・・・・伸縮部 １０１・・・・・・・・・多段ダイヤフラム装置１０２
・・・・・・・・・チョークバルブ１０３・・・・・・
・・・作動ロッド １０５・・・・・・・・・第１負圧導入ポート１０８・
・・・・・・・・吸気管 １０９・・・・・・・・・第２負圧導入ポート１１１・
・・・・・・・・感温弁 １１３・・・・・・・・・冷却水 １１７・・・・・・・・・負圧室 １１８・・・・・・・・・スライドロッド特　許　出　
願　人　　トヨタ自動車株式会社同　　　上　　愛三工
業株式会社 ？　　　　　　　　吟

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）チャンバ内を負圧が導入される負圧室と他室とに
   区画するとともに作動ロッドを備えたダイヤフラムと、 該ダイヤフラムと連動して移動するスライドロッドと、 該スライドロッドを摺動可能に支持するシリンダと、 該シリンダに複数配設されスライドロッドの移動に伴い
   スライドロッドにより閉塞可能であるとともに選択的に
   シリンダ内に負圧を導入可能な負圧導入ポートと、 シリンダ内と前記負圧室とを連通し前記負圧導入ポート
   からシリンダ内に導入される負圧を負圧室内へと導入す
   る負圧導入通路と、 からなる多段ダイヤフラム装置。