JPH057459Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、機械式過給機としてのスーパーチヤ
ージヤのその下流の加圧空気を、スーパーチヤー
ジヤ上流に配置されているスロツトル弁と上記ス
ーパーチヤージヤとの間に戻すためのスーパーチ
ヤの正負圧制御装置に関するものである。

（従来の技術） スーパーチヤージヤの体積効率は構造上、ロー
タとケースのクリヤランスによつて決まる。ここ
で加工誤差等によつてクリヤランスが設定値より
も小さくなると、スーパーチヤージヤの体積効率
が過大となり、それにより過給圧が過大となる。
そのまま設定値以上の過給を行なつているとオー
バーブーストとなり排気温度が異常上昇しエンジ
ンの耐久性を損うという問題があつた。

また、エンジンの吸気弁が開いた時にシリンダ
ーの内の混合気がまだ燃えていて吸気管内の混合
気に着火し、燃焼が逆流してくる、所謂バツクフ
アイヤが生じると、燃焼がスーパーチヤージヤま
で逆流して来て、スーパーチヤージヤ下流が異常
高圧となり、シヤフトが熱変形しそれにより焼付
き等を起こすという問題があつた。

さらに、急勾配な坂をエンジンブレーキで降り
てくるような高速減速時には、スーパーチヤージ
ヤ上流と下流との負圧の比が非常に大きくなるた
めに、スーパーチヤージヤ吐出側の混合気の温度
が異常上昇し、それによりスーパーチヤージヤ内
のロータが熱膨張し、クリヤランスが狭くなり、
焼付くという問題もあつた。

上記問題点を解消するため従来は第３図に示す
ようなバイパス通路を設けていた。同図におい
て、スーパーチヤージヤ１の吸気口２の上流に取
付けられた吸気管３と吐出口４下流に取付けられ
た吐出管５とを結ぶバイパス通路６には吐出管５
内の圧力または大気圧と、吸気管３内の圧力また
は大気圧との差により作動するスーパーチヤージ
ヤ１の正負圧制御弁たるダイヤフラムバルブ７が
設けられており、ダイヤフラムバルブ７はダイヤ
フラム７ａによりダイヤフラム室７ｂとダイヤフ
ラム裏圧室７ｃとに分けられている。バイパス通
路６よりさらに下流側において吐出管５に接続さ
れた通路８の一端は大気圧と吸気管３内の圧力と
の差により作動するダイヤフラムバルブ９に、他
端はダイヤフラムバルブ７のダイヤフラム裏圧室
７ｃにそれぞれ接続されており、一方バイパス通
路６よりさらに上流側において吸気管３に接続さ
れたエアー通路１０の一端はダイヤフラムバルブ
７のダイヤフラム室７ｂに、他端は大気リークソ
レノイドバルブ１１にそれぞれ接続されている。
そしてエアー通路１０よりさらに上流側の吸気管
３内にはアクセルオフ時に閉じるスロツトルバル
ブ１２が配置されている。ここでスーパーチヤー
ジヤ１作動中にオーバーブースト圧が吐出管５内
に働くと、吸気管３内は、ほぼ大気圧に等しいた
めにダイヤフラムバルブ９は作動しない。

一方ダイヤフラムバルブ７は通路８を通じて伝
播してくる吐出管５内の大気圧以上の圧力と大気
リークソレノイドバルブ１１からの大気圧との差
により作動しバイパス通路６を開くためにスーパ
ーチヤージヤ１下流側の空気が上流側へ逃ること
ができる。

またバツクフアイヤ等による異常ブースト圧が
吐出管５内に働くと、これもまた同様に吸気管３
内はほぼ大気圧に等しく、吐出管５内は大気圧以
上のためダイヤフラムバルブ９は作動せず、ダイ
ヤフラムバルブ７によりバイパス通路６が開く。

また高速減速時の場合には吸気管３内と吐出管
５内はともに大気圧以下となつており、大気リー
クソレノイドバルブ１１は完全に、またスロツト
ルバルブ１２はほぼ閉つた状態となつている。

よつてダイヤフラムバルブ９は吸気管３内の圧
力と大気圧との差により作動し、通路８に大気圧
を流すためにその結果、ダイヤフラムバルブ７は
エアー通路１０を通じで伝播してくる吸気管３内
の大気圧以下の圧力と通路８の大気圧との圧力差
により作動し、バイパス通路６を開くので、スー
パーチヤージヤ１下流の異常高温混合気が上流側
に逃げることができる。

（考案が解決しようとする問題点） 上述の如く、オーバーブーストまたはバツクフ
アイヤ時のようにダイヤフラム裏圧室７ｃに正圧
が働く場合にはダイヤフラム室７ｂには大気圧に
等しい圧力が働いており、この場合の作動圧力が
Ａであるならば、高速減速時にはダイヤフラム裏
圧室７ｃは大気圧に等しい圧力となるので、ダイ
ヤフラム室７ｂが−Ａという負圧にならないと、
ダイヤフラムバルブ７は作動しない。裏を返せば
−Ａという負圧になると作動してしまう。つまり
オーバーブースト時またはバツクフアイヤ時にお
いて、吐出管５内の圧力が＋Ａになつた時にダイ
ヤフラムバルブ７が作動するようにそのばねを設
定すると、高速減速時にダイヤフラムバルブ７が
作動するのは吸気管３内の圧力が−Ａの時であ
る。このようにオーバーブースト、バツクフアイ
ヤ時または高速減速時のいずれか一方のダイヤフ
ラム７の作動圧が決まると、他方の作動圧は自ず
と決つてしまうので、その作動圧を任意に選べな
いとい欠点があつた。

またダイヤフラムバルブ７は吐出管５に連結す
る通路８内の圧力とエアー通路１０内の圧力とを
比較し、それによりバルブ１３を引上げる、つま
り吐出管５内の圧力により直接バルブ１３が押上
げられるのではないために、バツクフアイヤ等の
ように瞬間的に燃焼が逆流してきた時などは応答
が遅れ、バルブ１３を「開」状態にした時には既
にバツクフアイヤがスーパーチヤージヤ１まで達
していて、スーパーチヤージヤが破損してしまう
という問題があつた。

また上記スーパーチヤージヤ１のダイヤフラム
バルブ７の応答には大気リークソレノイドバルブ
１１が用いられているが、大気リークソレノイド
バルブ１１が詰まり等で作動せずにエンジン及び
スーパーチヤージヤ１を破損させてしまうという
問題点もあり、さらには制御弁としてダイヤフラ
ムバルブ７，９を２個用いなければならず、よつ
てその配管も面倒であり、加えて上述のような大
気リークソレノイドバルブ等も使用するために、
部品点数も多くなり、コストも結構かかつてい
た。

したがつて、本考案は、スーパーチヤージヤの
下流側の圧力が過大に大きくなるのを防止する過
給圧過大防止機能と高速減速時等におけるスーパ
ーチヤージヤの上流側の圧力が過少に小さくなる
のを防止する上流圧調整機能との２つの機能を、
１つのポペツト弁で行い、かつ、各調整機能に関
する開弁圧を所望の値に設定できるスーパーチヤ
ージヤの正負圧制御装置を得ることを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 本考案のスーパーチヤージヤの正負圧制御装置
は上記問題点を解決するためにスーパーチヤージ
ヤの下流に通じるポート、前記ポートに通じるル
ームと、前記スーパーチヤージヤとスロツトル弁
との間の吸気域と前記ルームと結ぶバイパス通路
と、ダイヤフラムによつて仕切られるダイヤフラ
ム室及びダイヤフラム裏圧室と、前記ダイヤフラ
ム裏圧室と前記ルームとを繋ぐシヤフト通路と、
前記ダイヤフラム裏圧室と大気とを結ぶ開放孔
と、前記ダイヤフラム室と前記吸気域とを結ぶエ
アー通路とを有し、前記ダイヤフラム室内に配置
され、前記エアー通路側から前記ダイヤフラム室
に働く負圧に抗して前記ダイヤフラムに作用する
ダイヤフラム用バネと、前記ルームと前記ポート
とを仕切り貫通孔を有するポペツトバルブと、前
記ポート側から前記ポペツトバルブに働く正圧に
抗して前記ポペツトバルブに作用するポペツトバ
ルブ用バネとを備え、前記ダイヤフラムに係止さ
れる基端と、前記シヤフト通路に対して摺動可能
な中央部と、前記ポペツトバルブの貫通孔に緩く
挿入されている先端部と、前記ポペツトバルブの
前記ポート側の端面に裏面周辺が接触している先
端頭部とからなるシヤフトを具備する構成を採つ
ている。

（実施例） 以下本考案の実施例を図面を参照しながら説明
する。第１図において、スーパーチヤージヤ１の
上流の吸気管３内にはスロツトルバルブ１２が、
下流の吐出管５には本考案の正負圧制御装置１０
０がそれぞれ配置されている。この正負圧制御装
置１００には、吐出管５に通じるトンネル状のポ
ート２０とポート２０につながるルーム２１とい
う空洞部とがそれぞれ設けられており、スーパー
チヤージヤ１とスロツトルバルブ１２との間の領
域（以下吸気域１９と記す）とルーム２１とはバ
イパス通路２２より結ばれている。

一方ルーム２１の上方にはダイヤフラム２３に
よつて仕切られているダイヤフラム室２４とダイ
ヤフラム裏圧室２５とが設けられており、ダイヤ
フラム室２４と吸気域１９とはエアー通路２６に
より結ばれている。ここでルーム２１とダイヤフ
ラム裏圧室２５とを隔てている壁２７には直線状
の貫通孔であるシヤフト通路２８が設けられてお
り、ダイヤフラム裏圧室２５と大気とは開放孔２
９により結ばれている。そして前述したダイヤフ
ラム室２４内には、エアー通路２６を介して伝わ
つてくる吸気域１９の負圧に抗してダイヤフラム
２３に作用するダイヤフラム用バネ３０（圧縮バ
ネ）が配置されており、その一端は、ダイヤフラ
ム２３を両面から挟持する薄板形状のダイヤフラ
ム挟持板３１のうちのダイヤフラム室２４側の挟
持板３１ａに、他端は円板状のスプリングシート
３２にそれぞれ係止されている。上記スプリング
シート３２はダイヤフラム室２４の内壁上部に設
けられた円筒状の突起部３３内に摺動可能に収ま
つており、その裏面に設けられた凹部３２ａに
は、ダイヤフラム室２４と大気とを結ぶネジ孔３
４に螺合する作動負圧調整ネジ３４０のダイヤフ
ラム室２４側の先端部が収まつている。一方ポー
ト２０とルーム２１とには、かさ歯車の歯を除去
した形状なる中央に貫通孔３５ａを有するポペツ
トバルブ３５が配置されており、そのかさ部、つ
まりテーパー部３５ｂの裏面に一端が係止され、
他端が前記壁２７にそれぞれ係止されているポペ
ツトバルブ用バネ３６（圧縮バネ）により、該テ
ーパー部３５ｂはポート２０とルーム２１との境
目に押つけられてポート２０とルーム２１とを仕
切つた状態となつている。上記ポペツトバルブ３
５の貫通孔３５ａには、ダイヤフラム室２４側の
挟持板３１ａとダイヤフラム裏圧室２５側の挟持
板３１ｂとからなるダイヤフラム挟持板３１と、
ダイヤフラム挟持板３１により挟持されているダ
イヤフラム２３とを３枚一体で貫き、かつ挟み込
んだ状態で係止する周溝状の基端４０ａと、シヤ
フト通路２８に対して摺動可能に収まつている中
央部４０ｂとを有しているシヤフト４０のその先
端部４０ｃが緩く挿入されており、先端部４０ｃ
の端面に設けられている円板状の先端頭部４０ｄ
のその裏面は、ポペツトバルブ３５のポート側の
端面３５ｃに接触した状態となつている。一方こ
の状態で壁２７のダイヤフラム裏圧室２５側の面
にはシヤフト４０と該軸心が一致し、シヤフト４
０に設けられている円板状の突起４０ｅが接触し
ており、シヤフト通路２８とシヤフト４０の中央
部４０ｂとの間を通過してくるルーム２１側から
の空気が、シヤフトの不動時に、ダイヤフラム裏
圧室２５に侵入してこないようになつている。

ここでオーバーブースト時またはバツクフアイ
ヤ時のように吐出管５内に異常正圧が生じると、
スーパーチヤージヤ１の上流の吸気域１９は略大
気圧であるためにダイヤフラム室２４も略大気圧
となるが、ダイヤフラム裏圧室２５も大気圧であ
るためにダイヤフラム２３は作動しない、つまり
シヤフト４０は動かない。ところが吐出管５内の
正圧は、ポペツトバルブ３５のポート２０側の面
に直接かかつており、ポペツトバルブ３５とシヤ
フト４０の先端部４０ｃとは前述の如く緩く嵌合
している、つまりポペツトバルブ３５は先端部４
０ｃに対して摺動可能であるために、ポペツトバ
ルブ用バネ３６のバネ力より勝る正圧が吐出管５
内に生じればポペツトバルブ３５は図における上
方へと、差動ダイヤフラムバルブの場合とは違い
瞬時にスライドするので、吐出管５内の異常正圧
は直ちにルーム２１に流れ込み、バイパス通路２
２を伝わつて吸気域１９に戻される。ここで上述
のポペツトバルブ用バネ３６はオーバーブースト
時、バツクフアイヤ時のような異常正圧がポペツ
トバルブ３５に作用した時にポペツトバルブ３５
を動かし得るように選定されていることは言うま
でもない。

また、高速減速時のように吐出管５内と吸気域
１９とが負圧で、吸気域１９の負圧が非常に大き
い場合には、ダイヤフラム室２４は負圧となり、
一方ダイヤフラム裏圧室２５は大気圧であるため
に、ダイヤフラムバルブ用バネ３０のバネ力より
勝る負圧が吸気域１９に生じれば、ダイヤフラム
２３は負圧による吸込みにより図における上方へ
とその中央部が引上げられる。するとシヤフト４
０の基端４０ａがダイヤフラム２３に係止されて
いるので、中央部４０ｂがシヤフト通路２８を摺
動しながらシヤフト４０もダイヤフラム２３が引
上げられた分、上方へと引き上げられる。

ここでポペツトバルブ３５自体は、ポペツトバ
ルブ用バネ３６により図における下側に押されて
いるわけであるが、前述の如く、シヤフト４０の
先端頭部４０ｄの裏面がポペツトバルブ３５のポ
ート側の端面３５ｃに接触した状態となつている
ために、ポペツトバルブ３５は先端頭部４０ｄに
引掛かつた、つまり一時的に係止された状態でシ
ヤフト４０と一体で上方へと引き上げられる。す
ると吐出管５内の負圧はルーム２１に流れ込み、
バイパス通路２２を伝わつて吸気域１９に戻され
るので、吐出管５内の負圧と吸気域１９の負圧と
の比が小さくなり、吐出管５内の温度の異常上昇
が回避される。

そうして吸気域１９の負圧が小さくなり、ダイ
ヤフラム２３作動時直前の圧力まで上昇すると、
ダイヤフラム２３と共にシヤフト４０は図におけ
る下方へと下がつていくが、この状態においては
ポペツトバルブ３５は先端頭部４０ｄに係止され
た状態とはなつていない。ところが、ポペツトバ
ルブ３５には前述のようにポート２０側にポペツ
トバルブ３５を押付けるポペツトバルブ用バネ３
６が係止されているために、ほぼシヤフト４０と
一体で図における下方へと下がつていき、元の位
置、つまりルーム２１とポート２０との境目に押
つけられる状態に戻る。

このように本実施例のポペツトバルブ３５はテ
ーパー部３５ｂを有し、該テーパー部３５ｂでポ
ート２０とルーム２１とを仕切つているために、
ポペツトバルブ３５が引上げられた際にポート２
０とルーム２１との境目にEGRによるパテイキ
ユレート等の既熱物が付着しても、該既熱物をテ
ーパー部３５ｂにより砕けるようになつており、
ルーム２１とポート２０とをポペツトバルブ３５
が〓間なく完全に仕切れるように構成されてい
る。

ところで、上述のダイヤフラム用バネ３０は、
高速減速時のような異常負圧がダイヤフラム２３
に作用した時にダイヤフラム２３を動かし得るよ
うに選定されているわけであるが、その場合には
下方のポペツトバルブ３５をもポペツトバルブ用
バネ３６のバネ力に抗して引掛けて引き上げるの
で、ポペツトバルブ用バネ３６のバネ力も考慮し
て選定されているというのは勿論のことである。

そしてダイヤフラム用バネ３０のバネ力の調
整、つまりダイヤフラム２３の作動圧力の調整
は、前述の作動負圧調整ネジ３４０を締めるか緩
めるかして、スプリングシート３２を突起部３３
内で摺動させることにより達成される。

上記実施例において、スプリングシート３２と
シヤフト４０の先端頭部４０ｄ及び突起４０ｅは
それぞれ円板状とされているが、その形状は円板
状に限られるものではない。またシヤフト４０の
基端４０ａは周溝状であり、そこにダイヤフラム
２３を挟んだ格好で係止しているが、周溝部など
設けずに直接基端４０ａつまりシヤフト端面をダ
イヤフラム２３に固着させても勿論良い。

第２図は本考案の他の実施例を示しており先の
実施例と違う点は略かさ歯車形状のポペツトバル
ブ３５に代えて、ポート２０側に、ポート２０よ
り若干大きい径の座ぐり部１３５ａを有する段違
い円筒形状のポペツトバルブ１３５を用いている
点である。このポペツトバルブ１３５を用いた場
合には、先の実施例のようにルーム２１とポート
２０との仕切りが線接触とはならず、面接触とな
るために若干仕切性は悪くなるが、テーパ部が無
くなるために、その分加工性はかなり良くなる。
そしてそれ以外においては先の実施例と全く同様
な効果が発揮される。

（考案の作用効果） 本考案によれば、オーバーブースト時あるいは
バツクフアイヤ時のように急激にスーパーチヤー
ジヤの下流側の圧力が上昇した場合に、ポペツト
バルブが同バルブ自体に作用する圧力により変位
するように構成されていると共にこのポペツトバ
ルブがシヤフトに摺動自在に支持される構成であ
るため、シヤフトが変位することなくポペツトバ
ルブのみが変位するだけとなる。その結果その異
常正圧により変位する部材がポペツトバルブのみ
となつて重量が軽くなるため、及びシヤフトの先
端部がポペツトバルブの貫通孔に緩く挿入される
構成であるために上流側の吸気域へその異常正圧
を戻す動作としての開弁の応答性が極めて良好と
なるので、スーパーチヤージヤを安全に信頼性高
く確実に保護することができる。さらに、オーバ
ーブースト時あるいはバツクフアイヤ時の正圧に
抗するバネと高速減速時の負圧に抗するバネとを
別々に設定・選定しているために、その正圧によ
るポペツトバルブの開弁圧と、その負圧によるポ
ペツトバルブの開弁圧とを任意に選定できるので
スーパーチヤージヤの安全性及び信頼性が高くな
る。

その上、本考案によればスーパーチヤージヤの
下流側の圧力が過大に大きくなるのを防止する過
給圧過大防止機能と高速減速時等におけるスーパ
ーチヤージヤの上流側の圧力が過少に小さくなる
のを防止する上流圧調整機能との２つの機能を、
１つのポペツト弁で行つているため、従来使用さ
れていた大気リークソレノイドバルブ及びダイヤ
フラムバルブがそれぞれ１個ずつ不要となるの
で、配管も極めて簡単になりコスト低減が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すスーパーチヤ
ージヤの正負圧制御装置の概略断面図、第２図は
本考案の他の実施例を示すポペツトバルブの断面
図、第３図は従来技術を示すバイパス通路の概略
構成図である。 １……スーパーチヤージヤ、３……上流として
の吸気管、５……下流としての吐出管、６，２２
……バイパス通路、７ａ，２３……ダイヤフラ
ム、７ｂ，２４……ダイヤフラム室、７ｃ，２５
……ダイヤフラム裏圧室、１０，２６……エアー
通路、１２……スロツトルバルブ、１９……吸気
域、２０……ポート、２１……ルーム、２８……
シヤフト通路、２９……開放孔、３０……ダイヤ
フラム用バネ、３５，１３５……ポペツトバル
ブ、３５ａ……ポペツトバルブの貫通孔、３５ｃ
……ポペツトバルブのポート側の端面、３６……
ポペツトバルブ用バネ、４０……シヤフト、４０
ａ……基端、４０ｂ……中央部、４０ｃ……先端
部、４０ｄ……先端頭部、１００……正負圧制御
装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スーパーチヤージヤの下流の加圧空気を、前記
   スーパーチヤージヤの上流に配置されているスロ
   ツトル弁と前記スーパーチヤージヤとの間の吸気
   域に戻すための正負圧制御装置であつて、前記ス
   ーパーチヤージヤの下流に通じるポートと、前記
   ポートに通じるルームと、前記ルームと前記吸気
   域とを結ぶバイパス通路と、ダイヤフラムによつ
   て仕切られるダイヤフラム室及びダイヤフラム裏
   圧室と、前記ダイヤフラム裏圧室と前記ルームと
   を繋ぐシヤフト通路と、前記ダイヤフラム裏圧室
   と大気とを結ぶ開放孔と、前記ダイヤフラム室と
   前記吸気域とを結ぶエアー通路とを有し、前記ダ
   イヤフラム室内に配置され、前記エアー通路側か
   ら前記ダイヤフラム室に働く負圧に抗して前記ダ
   イヤフラムに作用するダイヤフラム用バネと、前
   記ルームと前記ポートとを仕切り、貫通孔を有す
   るポペツトバルブと、前記ポート側から前記ポペ
   ツトバルブに働く正圧に抗して前記ポペツトバル
   ブに作用するポペツトバルブ用バネとを備え、前
   記ダイヤフラムに係止される基端と、前記シヤフ
   ト通路に対して摺動可能な中央部と、前記ポペツ
   トバルブの貫通孔に緩く挿入されている先端部
   と、前記ポペツトバルブの前記ポート側の端面に
   裏面周辺が接触している先端頭部とからなるシヤ
   フトを具備しているスーパーチヤージヤの正負圧
   制御装置。