JPH0435540Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、開弁機構を備えたエンジン制御弁装
置に関する。

（従来技術） 例えば、本出願人が先に特願昭59−161980号と
して出願した明細書に記載されているようなツイ
ンスクロール型タービンを有するターボ過給機付
エンジンにおけるスクロール切換弁、あるいはタ
ーボ過給機のウエストゲートバルブ、排気バイパ
ス切換弁、可変吸気切替弁等のスイング式制御
弁、および軸が偏心位置に取付けられている吸気
通路切替用バタフライ弁等においては、弁が閉位
置にある場合、この弁の前後の気圧差が大きく、
弁に対し閉方向にかなりの圧力が作用しているの
が普通である。したがつてこの弁を開弁する場
合、開弁初期においては、開弁のために大きな力
を必要とする。

ところで、上記のような制御弁を開かせる場
合、スプリング力または圧力を作動源とするダイ
ヤフラム式の切替アクチユエータによつて行なわ
れる。したがつて、開弁のための力を増大させる
には、上記スプリング力を強化するか、あるいは
アクチユエータが作用するレバーのレバー長を長
くすればよいと考えられる。しかしながら、スプ
リング力を強くすると、作動圧力が高くなり、作
動圧力を同一にするためにはアクチユエータの径
を大きくする必要がある。さらに、上記レバー長
を長くすると、レバーの先端の移動距離が長くな
るためアクチユエータの作動ストロークを長くし
なければならず、いずれの方法であつても、アク
チユエータの設計を困難にする問題があつた。

（考案の目的） そこで本考案は、上述のようなスプリング力の
強化あるいはアクチユエータの設計変更を伴うこ
となしに開弁初期において大きなモーメントを発
生することができるエンジンの制御弁装置を提供
することを目的とする。

（考案の構成） 本考案の特徴とするところは、その開弁機構
が、弁を保持して揺動自在に軸支され、かつその
揺動中心に対して半径方向に延びるアームを備え
た揺動部材と、一端がアクチユエータに連結され
てこのアクチユエータにより駆動されて長さ方向
に移動する作動杆と、この作動杆と前記揺動部材
のアームとの間に連結されたリンク部材と備えて
いることである。そして前記作動杆は、その移動
に伴つてその他端が、弁の開弁初期において前記
アームの第１の作用点に作用して前記揺動部材を
揺動させるように構成され、前記リンク部材は、
前記アーム上において、前記第１の作用点よりも
揺動部材の揺動中心寄りの位置に設定された第２
の作用点と前記作動杆の途中位置との間に所定の
遊びをもつて連結され、この遊びにより弁の開弁
動作の途中から前記アームの第２の作用点に作用
して前記揺動部材を揺動させるように構成されて
いる。

（考案の効果） 本考案によれば、開弁初期にはアクチユエータ
の駆動力が作動杆を介してアームの先端側（揺動
部材の揺動中心から遠い側）の第１の作用点に作
用するから、大きな力を必要とする開弁初期に、
スプリング力を強化した大型アクチユエータを用
いることなしに揺動部材を大きな回転モーメント
をもつて揺動させることができる。また、前記ア
ーム上において、前記第１の作用点よりも揺動部
材の揺動中心寄りに設定された第２の作用点と作
動杆の途中位置との間に前記リンク部材が所定の
遊びをもつて連結されていることにより、開弁動
作の途中からはアクチユエータの駆動力が作動杆
およびリンク部材を介してアーム上の前記第２の
作用点に作用することになる。すなわち、揺動部
材が開弁初期よりも小さい回転モーメントをもつ
て揺動されることになる。しかしながら、この時
点では、弁に作用する圧力は小さいものであるか
ら、小さい回転モーメントをもつても充分弁を開
くことができるものであり、その分アクチユエー
タの作動ストローク長を短かくすることができ
る。

（実施例） 以下図面を参照して、本考案の一実施例につい
て詳細に説明する。

第１図において、エンジン１の各気筒の吸気ポ
ート２には吸気通路３が連通しており、また排気
ポート４には排気通路５が連通している。そして
吸気通路３と排気通路５とにまたがつてターボ過
給機６が設置されており、排気通路５を流れる排
気ガスによつてタービン７が駆動されると、軸９
によつてタービン７に連結されているコンプレツ
サ８が駆動され、コンプレツサ８によつて加圧さ
れた吸気がエンジン１に供給される。

タービン７のケース１０は仕切壁１１によつて
ツインスクロール型に構成され、高速用排気ガス
通路１２と低速用排気ガス通路１３とを有する。
低速用排気ガス通路１３には、タービン７をバイ
パスしてタービン７下流の排気通路５に排気ガス
の一部をバイパスさせるウエストゲート通路１４
が開口しており、この通路１４の入口にウエスト
ゲートバルブ１５が設けられている。１６は、こ
のウエストゲートバルブ１５を開閉するためのダ
イヤフラム１７を有するアクチユエータで、１８
はその作動杆である。このアクチユエータ１６
は、吸気圧導入通路１９を通じて吸気通路３から
供給される過給圧によつて作動されて、ウエスト
ゲートバルブ１５を開閉し、過給圧が所定の値を
超えないように制御している。

一方、高速用排気ガス通路１２の上流端には、
スクロール切替弁２０が設けられている。この切
替弁２０は、第２図に示すように、互いにほぼ直
角なアーム２１ａ，２１ｂによつてＬ字状に形成
されかつ軸２２を中心にして揺動自在に設けられ
た揺動部材２１の一方のアーム２１ａの先端に取
付けられている。２３は、スクロール切替弁２０
を作動するアクチユエータで、ダイヤフラム２４
を備えており、このアクチユエータ２３の一方の
圧力室が吸気圧導入通路２５を通じてスロツトル
バルブ３３下流の吸気通路３に連通している。ま
た、通路２５の途中には、マイクロコンピユータ
よりなる制御回路Ｕによつて開閉が制御されるコ
ントロールバルブ２６が設けられている。２７
は、一端がダイヤフラム２４に取付けられ、他端
が揺動部材２１のアーム２１ｂの先端に作用する
作動杆で、この作動杆２７の途中部分とアーム２
１ｂの途中部分との間を連結してリンク部材２８
が設けられ、これら揺動部材２１、作動杆２７お
よびリンク部材２８によつて非線形リンク機構３
２が構成されている。

第２図にさらに詳細に示すように、スクロール
切替弁２０は高速用排気ガス通路１２の上流端に
おいて、排気ガス流に対してほぼ直交する態様で
通路１２を閉塞し、かつ、その閉方向に排圧が作
用している。揺動部材２１のアーム２１ｂは作動
杆２７に対してほぼ直交する状態にある。３１
は、作動杆２７の先端との間の間隙を調整するた
めにアーム２１ｂの先端に螺着された調整用ねじ
である。リンク部材２８の一端はピン２９によつ
て揺動部材２１のアーム２１ｂの中途部分に枢着
され、リンク部材２８の他端には、このリンク部
材２８の長手方向に長い長穴３３が形成され、こ
の長穴３３にピン３０が遊嵌されていることによ
り、リンク部材２８の他端は、若干の長手方向の
摺動が可能な状態でピン３０によつて作動杆２７
に枢着されている。すなわち、リンク部材２８
は、アーム２１ｂと作動杆２７の途中位置との間
に所定の遊びを介して連結されていることにな
る。

以上のような構成において、作動杆２７がダイ
ヤフラム２４によつて作動されて第２図の左方向
に向つて移動し、作動杆２７の先端が揺動部材２
１のアーム２１ｂに設けられた第１の作用点とし
ての調整用ネジ３１に当接することにより揺動部
材２１は、スクロール切替弁２０に作用している
圧力に抗して時計方向に揺動され、切替弁２０は
開弁を開始する。この場合、第２図から明らかな
ように、この開弁初期における作動杆２７から揺
動部材２１に作用する回転モーメントのアーム長
は、軸２２と調整用ねじ３１との間の距離l₂であ
り、揺動部材２１は大きな回転モーメントをもつ
て揺動される。そしてこの開弁初期状態が終了す
ると、作動杆２７の力は、リンク部材２８を介し
てアーム２１ｂのピン２９の設けられた部位を第
２の作用点として作用するとともに、作動杆２７
とアーム２１ｂとの相対角度の変化から作動杆２
７の先端は第１の作用点である調整用ねじ３１か
ら離れることになり、その場合のアーム長は第２
図のl₁に短縮され、揺動部材２１は開弁初期より
も小さい回転モーメントをもつて揺動されること
になる。しかしながら、作動杆２７の力がリンク
部材２８を介してアーム２１ｂに作用するときに
は、スクロール切替弁２０に作用する圧力は小さ
いものであるから、小さい回転モーメントをもつ
ても充分切替弁２０を開くことができるものであ
り、作動杆２７のストロークも短かくてすむ。

次に第３図に示すものは、第２図の変形であつ
て、第２図においては、そのスクロール切替弁２
０が作動杆２７の移動方向とほぼ平行な状態で高
速用排気通路１２を閉じていて、揺動部材２１が
Ｌ字状に形成されていたのに対し、第３図の場合
は、スクロール切替弁２０が作動杆２７の移動方
向にほぼ直交する状態で高速用排気通路１２を閉
じている。このため揺動部材２１′のアーム２１
a′，２１b′がＩ字状に形成されていることを除い
ては、第２図と同様の構成を有するので、対応部
分に同一符号を付してこれ以上の詳細な説明は省
略する。

次に第４図は、吸気通路切換用バタフライ弁２
０′の開弁機構を示し、この弁２０′はその揺動中
心軸２２′が弁２０′に対して距離ｌだけ偏心した
位置に取付けられている。この場合、弁２０′に
関して図の右方をエンジン側とすると、弁２０′
の右側の圧力P₂は負圧となり、弁２０′の左側の
圧力P₁の方がP₂よりも大きいので、弁２０′に対
し閉方向に圧力が作用している。そして軸２２′
に揺動部材２１″が取付けられ、この揺動部材２
１″の先端にアクチユエータ２３の作動杆２７が
作用するように構成されており、さらに、前述し
た実施例と同様のリンク部材２８が、ピン２９，
３０によつて揺動部材２１″の中途部分と作動杆
２７の中途部分とを連結している。本実施例の場
合も、弁２０′の開弁初期において揺動部材２
１″に作用する回転モーメントのアーム長はl₂で
あり、開弁に伴つてリンク部材２８が機能する
と、揺動部材２１″に作用する回転モーメントの
アーム長がl₂より短いl₁となることは明らかであ
る。

本考案は、閉方向に圧力が作用していて、開弁
初期には上記圧力に対抗するために開弁に大きな
力を要するように構成されたエンジンの制御弁の
開弁機構を、きわめて簡単な構成によつて、しか
もスプリング力の強化あるいはアクチユエータの
作動ストロークの増大を伴うことなしに得ること
ができ、その実用上の効果は大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例による制御弁装置を備
えたエンジンの構成図、第２図はその制御弁装置
の説明図、第３図および第４図は他の実施例の説
明図である。 ２０……スクスール切替弁、２０′……吸気通
路切替用バタフライ弁、２１，２１′，２１″……
揺動部材、２２……軸、２３……アクチユエー
タ、２４……ダイヤフラム、２７……作動杆、２
８……リンク部材、２９，３０……ピン、３１…
…調整用ねじ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 アクチユエータにより駆動されて、閉方向に圧
   力が作用している状態で閉位置に保持されている
   弁を前記圧力に抗して開くように構成された開弁
   機構を備えたエンジンの制御弁装置において、前
   記開弁機構が、 前記弁を保持して揺動自在に軸支され、かつそ
   の揺動中心に対して半径方向に延びるアームを備
   えた揺動部材と、 一端が前記アクチユエータに連結され、該アク
   チユエータにより駆動されて長さ方向に移動し、
   この移動に伴つて、その他端が前記弁の開弁初期
   において前記アームの第１の作用点に作用して前
   記揺動部材を揺動させる作動杆と、 前記アーム上において、前記第１の作用点より
   も前記揺動部材の揺動中心寄りの位置に設定され
   た第２の作用点と前記作動杆の途中位置との間に
   所定の遊びを介して連結され、この遊びにより、
   前記弁の開弁動作の途中から前記アームの第２の
   作用点に作用して前記揺動部材を揺動させるリン
   ク部材とを備えてなることを特徴とするエンジン
   の制御弁装置。