JPH0517422Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、複合作動弁に係り、特にアイドル回
転数制御のための吸入空気量制御と排気ガス再循
環の排気ガス流量制御とを行う複合作動弁に係
る。

従来の技術 アイドル回転数制御のための吸入空気量制御は
アイドル運転時のみ必要であり、排気ガス中の
NOxの低減のための排気ガス再循環はアイドル
運転時以外に行われることに鑑みてアイドル回転
数制御のための吸入空気量制御と排気ガス再循環
のための排気ガス流量制御とを一つの流量制御弁
或いは複合作動弁により行うことが既に提案され
ており、これは、例えば特開昭55−98625号公報
に示されており、また本願出願人と同一の出願人
が特願昭62−22401号に於て提案している。

考案が解決しようとする問題点 上述の如き流量制御弁或いは複合制御弁に於て
は、弁要素とこれを開閉駆動するアクチユエー
タ、特にこのアクチユエータが電気式のものであ
る場合には排気ガスの熱が弁要素よりアクチユエ
ータへ伝わり、アクチユエータが高温になること
から、これの作動信頼性が低下し、また耐久性が
低下する虞れがある。

また複合作動弁に於ては、アイド回転数制御の
ための吸入空気量制御時にはアクチユエータはそ
の吸入空気量制御を行う弁要素にのみ係合してこ
れを駆動し、排気ガス再循環制御時にはアクチユ
エータは排気ガス再循環流量の制御を行う弁要素
にのみ係合してこれを駆動するようになつていな
いと互いの制御が干渉し合い、アクチユエータの
弁駆動量に対するそれら弁要素の開弁量が一義的
に決まらないようになり、このためアイドル回転
数制御及び排気ガス再循環制御が各々適切に行わ
れなくなつたり、或いはアクチユエータの制御理
論が複雑で難しいものになる。

本考案は上述の如き問題点を解決した改良され
たアイドル制御用吸入空気量制御兼排気ガス再循
環制御弁を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本考案によれば、第一の方
向へ移動することにより開弁し第一の方向への移
動量の増大に応じて開弁量を増大するアイドル回
転数制御用の吸入空気量制御弁要素と、吸入空気
量制御弁要素と同一軸線上に設けられ前記第一の
方向とは反対の第二の方向へ移動することにより
開弁し第二の方向への移動量の増大に応じて開弁
量を増大する排気ガス再循環流量制御弁要素と、
前記第一の方向と前記第二の方向とに往復動移動
し前記第一の方向への移動により前記排気ガス再
循環流量制御弁要素より離間して前記吸入空気量
制御弁要素にのみ係合し該吸入空気量制御弁要素
を開弁方向へ駆動し前記第二の方向への移動によ
り前記吸入空気量制御弁要素より離間して前記排
気ガス再循環流量制御弁要素にのみ係合し該排気
ガス再循環流量制御弁要素を開弁方向へ駆動する
アクチユエータとを有するアイドル制御用吸入空
気量制御兼排気ガス再循環制御弁によつて達成さ
れる。

考案の作用及び効果 上述の如き構成によれば、アイドル回転数制御
のための吸入空気量制御時にはアクチユエータは
前記第一の方向に移動することによつて排気ガス
再循環流量制御弁要素より離間して吸入空気量制
御弁要素にのみ係合してこれを開弁方向へ駆動
し、これに対し排気ガス再循環制御時には前記ア
クチユエータは前記第二の方向へ移動して吸入空
気量制御弁要素より離間して排気ガス再循環流量
制御弁要素にのみ係合してこれを開弁方向へ駆動
するからアイドル回転数制御のための吸入空気量
制御と排気ガス再循環のための排気ガス流量制御
とは互いに干渉し合うことがなく、前記アクチユ
エータの弁駆動量に対する前記二つの弁要素の開
弁量が各々一義的に決まり、このことによりアイ
ドル回転数制御と排気ガス再循環制御とが各々適
切に行われるようになり、またアクチユエータの
制御理論が複雑で難しいものになることがない。

またアクチユエータは排気ガス再循環流量制御
時にのみ排気ガス再循環流量制御用の弁要素に係
合するから、排気ガスの熱が前記アクチユエータ
へ伝わる度合が少なく、アクチユエータの作動信
頼性及び耐久性の低下が回避されるようになる。

実施例 以下に添付の図を参照して本考案を実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図は本考案によるアイドル制御用吸入空気
量制御兼排気ガス再循環制御弁の一つの実施例を
示している。図に於て、１０は弁ハウジングを示
しており、該弁ハウジングは吸入空気入口１２と
吸入吸気出口１４と排気ガス入口１６と排気ガス
出口１８とを図にて上下方向に順に有している。
弁ハウジング１２は吸入空気入口１２と吸入空気
出口１４との間に吸入空気量制御用の弁ポート２
０及び弁座部２２が設けられており、また排気ガ
ス入口１６と排気ガス出口１８との間には排気ガ
ス再循環流量制御用の弁ポート２４と弁座部２６
とが設けられている。弁ポート２０と２４とは同
一軸線上に軸線方向に互いに隔置して配設されて
おり、この実施例に於ては、弁ポート２０より図
にて上方に吸入空気入口１２と連通した吸入空気
入口室２８が、弁ポート２０より図にて下方に吸
入空気出口１４と連通した吸入空気出口室３０
が、吸入空気出口室３０の図にて下方で且弁ポー
ト２４より図にて上方に排気ガス入口１６と連通
した排気ガス入口室３２が、弁ポート２４より図
にて、下方に排気ガス出口１８に連通した排気ガ
ス出口室３４が各々設けられている。

吸入空気入口室２８にはアイドル回転数制御用
の吸入空気量制御弁要素３６が設けられている。
吸入空気量制御弁要素３６は、弁座部２２に着座
して弁ポート２０を閉じ、第一の方向、即ち図に
て上方へ移動することにより弁座部２２より離れ
て弁ポート２０を開き、その図にて上方への移動
量の増大に応じて開弁量を増大するようになつて
いる。吸入空気量制御弁要素３６はこれと弁ハウ
ジング１０との間に設けられた圧縮コイルばね３
８のばね力によつて図にて下方へ、即ち閉弁方向
へ付勢されている。

排気ガス出口室３４にはタペツト弁状の排気ガ
ス再循環流量制御弁要素４０が設けられている。
排気ガス再循環流量制御弁要素４０は、弁座部２
６に着座することにより弁ポート２４を閉じ、図
にて下方へ、即ち図にて第一の方向とは反対の第
二の方向へ移動することにより弁座部２６より離
れて弁ポート２４を開き、その図にて下方への移
動量の増大に応じて開弁量を増大するようになつ
ている。排気ガス再循環流量制御弁要素４０の弁
ステム４２は排気ガス入口室１６を貫通して延在
して吸入空気出口室３０内に突出している。弁ス
テム４２の先端部４３は吸入空気出口室３０内に
あり、これの先端近傍部にはリテーナロツク部材
４４によつて円環状のばねリテーナ４６は固定さ
れている。ばねリテーナ４６と弁ハウジング１０
との間には圧縮コイルばね４８が設けられてい
る。圧縮コイルばね４８はばねリテーナ４６及び
リテーナロツク部材４４を介して排気ガス再循環
流量制御弁要素４０を図にて上方へ、即ち閉弁方
向へ付勢している。

上述の如く弁ポート２０と２４とは同一軸線上
に設けられていることにより吸入空気量制御弁要
素３６と排気ガス再循環流量制御弁要素４０に関
しても互いに同一軸線上に配置されている。

吸入空気入口室２８より図にて上方の弁ハウジ
ング外側にはリニアステツピングモータ５０が取
付けられている。リニアステツピングモータ５０
は、弁ハウジング１０に固定されたケーシング５
２と、ケーシング５２に固定された電磁コイル５
４と、ケーシング５２より回転可能に支持された
回転子５６と、回転子５６のねじ孔５８に螺合す
るねじ部６０を有し回転子５６の回転により前記
第一の方向と前記第二の方向とに往復動するシヤ
フト部材６２とを有している。シヤフト部材６２
は、弁要素３６及び４０と同心に設けられ、吸入
空気入口室２８を横切り且吸入空気量制御弁要素
３６の中心部に設けられた貫通孔３７を遊嵌合状
態にて貫通して延在し、吸入空気出口室１４に位
置する先端部４６にて排気ガス再循環流量制御弁
要素４０の先端部４３と対向し、これにて排気ガ
ス再循環流量制御弁要素４０と選択的に係合する
ようになつている。またシヤフト部材６２は、貫
通孔３７の通過部より先端部６４の側に、即ち図
にて下方にフランジ部６６を有しており、このフ
ランジ部６６にて吸入空気量制御弁要素３６の壁
部３５と選択的に係合するようになつている。

シヤフト部材６２は、図示されている如き中立
位置にある時にはその先端部６４と排気ガス再循
環流量制御弁要素４０の先端部４３との間に所定
の〓間Ａが形成され、またフランジ部６６と吸入
空気量制御弁要素３６の壁部３５との間に間〓Ｂ
が設けられるように構成されている。

リニアステツピングモータ５０が正転駆動さ
れ、例えば回転子５６が右回転されると、ねじリ
ードによりシヤフト部材６２が図にて上方、即ち
第一の方向へ移動するようになる。このシヤフト
部材６２の図にて上方への移動によりシヤフト部
材６２は排気ガス再循環流量制御弁要素４０より
更に離れ、フランジ部６６が吸入空気量制御弁要
素３６の壁部３５に当接し、これより更にシヤフ
ト部材６２が図にて上方へ移動することによりシ
ヤフト部材６２はフランジ部６６をもつて吸入空
気量制御弁要素３６を圧縮コイルばね３８のばね
力に抗して持上げ、これを弁座部２２より引離
し、弁ポート２０を開くようになる。この吸入空
気量制御弁要素３６の図にて上方、即ち第一の方
向への移動量の増大に応じて吸入空気量制御弁要
素３６は弁座部２２よりより大きく離れることに
よつて開弁量が増大し、吸入空気入口１２より弁
ポート２０を経て吸入空気出口１４へ流れる吸入
空気量がその開弁量の増大に応じて増大するよう
になる。

上述の如き吸入吸気量制御時、即ちシヤフト部
材６２の中立位置より第一の方向への移動時に於
ては、排気ガス再循環流量制御弁要素６０は、シ
ヤフト部材６２より切離された状態を維持し、圧
縮コイルばね４８のばね力によつて弁座部２６に
着座した閉弁状態を吸入空気量制御弁要素３６の
開弁作動より全く影響を受けることなく維持す
る。

リニアステツピングモータ５０が逆転駆動さ
れ、これにより回転子５６が左回転すると、ねじ
リードによりシヤフト部材６２は図にて下方へ、
即ち第二の方向へ移動する。シヤフト部材６２の
図にて下方への移動によりフランジ部６６は吸入
空気量制御弁要素３６の壁部３５よりより大きく
離れ、先端部６４が排気ガス再循環流量制御弁要
素４３に突当り当接し、これより更にシヤフト部
材６２が図にて下方へ移動することより排気ガス
再循環流量制御弁要素４０はシヤフト部材６２に
押されて圧縮コイルばね４８のばね部に抗して図
にて下方へ移動し、弁座部２６より離れて弁ポー
ト２４を開くようになる。排気ガス再循環流量制
御弁要素４０の図にて下方、即ち第二の方向への
移動量の増大に応じて排気ガス再循環制御弁要素
４０が弁座部２６より離れる量を増大することに
よつて開弁量を増大し、これに応じて排気ガス入
口１６より弁ポート２４を経て排気ガス出口１８
へ向う排気ガス再循環流量が増大するようにな
る。

上述の如く排気ガス再循環流量制御のためにシ
ヤフト部材６２がその中立位置より図にて下方へ
移動する時にはフランジ部６６が吸入空気量制御
弁要素３６の壁部３５から、より大きく離れるこ
とにより吸入空気量制御弁要素３６は排気ガス再
循環流量制御弁要素４０の開弁作動より影響を受
けることなく圧縮コイルはね３８のばね力により
弁座部２２へ押付けられた閉弁状態を維持する。

シヤフト部材６２が中立位置にある時及びシヤ
フト部材６２が前記中立位置より図にて上方へ移
動する吸入空気量制御時にはシヤフト部材６２は
排気ガス再循環流量制御弁要素４０より離間して
切離されることにより排気ガスの熱がシヤフト部
材６２に伝わることがなく、リニアステツピンク
モータ５０及び吸入空気量制御弁要素３６が高温
状態になることが回避され、これらの熱的保護が
図られる。また、シヤフト部材６２が排気ガス再
循環流量制御弁要素４０に当接して排気ガス再循
環流量制御が行われている時には排気ガス再循環
流量制御弁要素４０の弁ステム４２より排気ガス
の熱が伝導によつてシヤフト部材６２に伝わる
が、リニアステツピングモータ５０はシヤフト部
材６２と排気ガス再循環流量制御弁要素４０との
接触部より吸入空気量制御部を隔ててこれより遠
去かつた位置にあることにより大きい熱的影響を
受けることなく、またこの時にはフランジ部６６
は壁部３５より離れ、シヤフト部材６２は貫通孔
３７を遊嵌合状態にて貫通しているこになり、シ
ヤフト部材６２と吸入空気量制御弁要素３６とは
非接触状態を保たれ、これにより吸入空気量制御
弁要素３６は排気ガスの熱によつて熱的変形を生
じることが回避される。

第２図は第１図に示された本考案による制御弁
を内燃機関の吸気系に組込んだ一つの実施例を示
している。第２図に於て、７０はサージタンク
を、７２はスロツトルバルブを、７４はアイドル
回転数制御用のバイパス吸気通路を、７８は排気
ガス再循環通路を各々示している。制御弁は、そ
の吸入空気入口１２をバイパス吸気通路７４に、
排気ガス入口１６を排気ガス再循環通路７６に
各々連通接続され、また互いに同じ側に設けられ
ている吸入空気出口１４と排気ガス出口１８とを
サージタンク７０に直接連通接続されており、特
に吸入空気出口室３０はサージタンク７０のサー
ジタンク７０に対し大きく開放されてサージタン
ク７１の拡張室を成している。

第２図に示されている如き取付構造に於ては、
吸入空気出口室３０がサージタンク室７１の一部
を成し、吸入空気量制御弁要素３６が閉弁してい
る時も吸入空気出口室３０には吸入空気が充満す
ることにより、これが断熱室及び排気ガス再循環
流量制御弁要素４０とシヤフト部材６２の冷却室
として有効に作用し、排気ガス再循環流量制御弁
要素４０よりシヤフト部材６２を経てリニアステ
ツピングモータ５０に排気ガスの熱が伝わること
がより一層効果的に低減されるようになる。

第３図及び第４図は各々本考案による制御弁を
ツイン吸気ポート型の内燃機関に組込んだ適用例
を示している。尚、第３図及び第４図に於て、第
１図及び第２図に対応する部分は第１図及び第２
図に付した符号と同一の符号により示されてい
る。

第３図及び第４図に於て、８０は第一吸気ポー
トを、８２は第二吸気ポートを、８４は第一吸気
ポートに連通した第一サージタンクを、８６は第
二吸気ポートに連通した第二サージタンクを、８
８は排気ポートを各々示している。また第４図に
於て、９０は第二吸気ポート８２へ燃料を噴射供
給する燃料噴射弁を示している。

第３図に示された実施例に於ては、吸入空気量
制御弁と排気ガス再循環制御弁との複合作動弁
に、更にスロツトルバルブ７２を含むスロツトル
ボデイ７１が一体構成されている。この実施例に
於ては、排気ガス再循環通路７６は第一のサージ
タンク８４にのみ連通するから、ブローバイガス
の吸気通路への注入及び燃料噴射供給が第二のサ
ージタンク８６の側にて行われれば、これらと再
循環排気ガスとが混ることがなく、再循環排気ガ
ス中に含まれている固形物に起因するデポジツト
の増大が回避される。

第４図に示された実施例に於ては、吸入空気入
口１２は、吸入空気量制御弁要素３６が図にて上
方の全開位置に位置した時には吸入空気出口１４
によつて第二サージタンク８６に連通すると共に
もう一つの吸入空気出口ポート１５によつて第一
サージタンク８４にも連通し、複合作動弁は吸気
連通弁としても作用するようになつている。

またこれらのツイン吸気ポート型の内燃機関に
於ては、排気ガスが注入される側の吸気通路の吸
気ポート、即ち第一の吸気ポート８０に対し、も
う一つの吸気ポート、即ち第二の吸気ポート８２
の開弁時期が遅らされることにより、再循環排気
ガスの成層が行われ、部分負荷運転時のNOxの
低減がより一層効果的に行われるようになる。

第５図は本考案によるアイドル制御用吸入空気
量制御兼排気ガス再循環制御弁の他の一つの実施
例を示している。尚、第５図に於て第１図に対応
する部分は第１図に付した符号と同一の符号によ
り示されている。第５図に示された実施例に於て
は、リニアステツピングモータ５０が中央部に設
けられていてその一方の側の吸入空気量制御用の
弁ポート２０、弁座部２２及び吸入空気量制御弁
要素３６が設けられ、他方の側に排気ガス再循環
流量制御用の弁ポート２４、弁座部２６及び排気
ガス再循環流量制御弁要素４０が設けられてい
る。リニアステツピングモータ５０のシヤフト部
材６２は、一端、即ち図にて上端にて吸入空気量
制御弁要素３６に対向し、他端、即ち図にて下端
にて排気ガス再循環流量制御弁要素４０に対向
し、図示されている如き中立位置にある時にはそ
の両端にて各々上述した実施例と同様に、吸入空
気量制御弁要素３６と排気ガス再循環流量制御弁
要素４０に対し所定の間〓ＡとＢとが生じるよう
になつている。

従つて、第５図に示された実施例に於ても、第
１図に示されたそれと同様の作用及び効果が得ら
れる。

以上に於ては、本考案を特定の実施例について
詳細に説明したが、本考案は、これらに限定され
るものではなく、本考案の範囲内にて種々の実施
例が可能であることは当業者にとつて明らかであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるアイドル制御用吸入空気
量制御兼排気ガス再循環制御弁の一つの実施例を
示す縦断面図、第２図は第１図に示された本考案
による制御弁を内燃機関の吸気径に組込んだ一例
を示す縦断面図、第３図、第４図は各々本考案に
よる制御弁をツイン吸気ポート型の内燃機関に組
込んだ適用例を示す概略構成図、第５図は本考案
によるアイドル制御用吸入空気量制御兼排気ガス
再循環制御弁の他の一つの実施例を示す縦断面図
である。 １０……弁ハウジング、１２……吸入空気入
口、１４……吸入空気出口、１５……吸入空気出
口、１６……排気ガス入口、１８……排気ガス出
口、２０……弁ポート、２２……弁座部、２４…
…弁ポート、２６……弁座部、２８……吸入空気
入口室、３０……吸入空気出口室、３２……排気
ガス入口室、３４……排気ガス出口室、３６……
吸入空気量制御弁要素、３７……壁部、３８……
圧縮コイルばね、４０……排気ガス再循環流量制
御弁要素、４２……弁ステム、４３……先端部、
４４……リテーナロツク部材、４６……ばねリテ
ーナ、４８……圧縮コイルばね、５０……リニア
ステツピングモータ、５２……ケーシング、５４
……電磁コイル、５６……回転子、５８……ねじ
孔、６０……ねじ部、６２……シヤフト部材、６
４……先端部、６６……フランジ部、６７……貫
通孔、７０……サージタンク、７１……サージタ
ンク室、７２……スロツトルバルブ、７４……バ
イパス吸入空気通路、７６……排気ガス再循環通
路、８０……第一の吸気ポート、８２……第二の
吸気ポート、８４……第一のサージタンク、８６
……第二のサージタンク、８８……排気ポート、
９０……燃料噴射弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第一の方向へ移動することにより開弁し第一の
   方向への移動量の増大に応じて開弁量を増大する
   アイドル回転数制御用の吸入空気量制御弁要素
   と、吸入空気量制御弁要素と同一軸線上に設けら
   れ前記第一の方向とは反対の第二の方向へ移動す
   ることにより開弁し第二の方向への移動量の増大
   に応じて開弁量を増大する排気ガス再循環流量制
   御弁要素と、前記第一の方向と前記第二の方向と
   に往復動移動し前記第一の方向への移動により前
   記排気ガス再循環流量制御弁要素より離間して前
   記吸入空気量制御弁要素にのみ係合し該吸入空気
   量制御弁要素を開弁方向へ駆動し前記第二の方向
   への移動により前記吸入空気量制御弁要素より離
   間して前記排気ガス再循環流量制御弁要素にのみ
   係合し該排気ガス再循環流量制御弁要素を開弁方
   向へ駆動するアクチユエータとを有するアイドル
   制御用吸入空気量制御兼排気ガス再循環制御弁。