JPH08177648A

JPH08177648A - 排気再循環装置用流量調整弁

Info

Publication number: JPH08177648A
Application number: JP6319952A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nara; 浩奈良
Original assignee: Sanwa Seiki Ltd
Current assignee: Sanwa Seiki Ltd
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】エンジンの出力を増大させる際に、弁体９が
流通孔８を迅速に閉じる様にする事で、アクセルレスポ
ンスを向上させる。【構成】流路切換弁４４は、圧力室１１に通じる給排
孔２５を、給気ポート５３と排出路４０との何れか一方
に通じさせる機能を有する。上記給気ポート５３部分の
圧力が低下すると、上記流路切換弁４４を構成する切換
弁体５１が下降し、上記圧力室１１内の圧縮空気を、ば
ね室３９内に送る。この為、開放ピストン１３の上下面
間の圧力差が迅速に解消して、この開放ピストン１３
が、閉鎖ばね３１の弾力により迅速に下降する。そし
て、ロッド１０の上端部に設けられた弁体９が上記流通
孔８の上端開口を閉じる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る排気再循環装置
は、ディーゼルエンジンから排出される排気中に含まれ
る窒素酸化物（ＮＯ_x ）を低減させるべく、排気の一部
を吸気系に戻す為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃焼室から排出さ
れる排気の一部を吸気系に戻し、この燃焼室内に送り込
む混合気中の不活性ガス（Ｈ₂ Ｏ、Ｎ₂ 、ＣＯ₂ 等）の
割合を増加させると、上記燃焼室内での窒素酸化物の発
生を抑える事ができる。但し、混合気中の不活性ガスの
割合が増す事で、エンジンの出力が低下する。従って、
大きな出力を要しない定速走行時等に上記混合気中に混
ぜる排気の量を増加させ、加速時、登坂時等、大きな出
力を要する場合には上記混合気中に混ぜる排気の量を減
少させる排気再循環装置が、従来から使用されている。

【０００３】図８は、この様な排気再循環装置の基本構
成を示している。ディーゼルエンジンのシリンダ１の頂
部に設けられた吸気口及び排気口はそれぞれ、吸気弁２
或は排気弁３により開閉される。又、上記吸気口には吸
気流路４の下流端が、排気口には排気流路５の上流端
が、それぞれ接続されている。そして、この排気流路５
の途中に再循環流路６の上流端を接続し、この再循環流
路６の下流端を上記吸気流路４の途中に接続している。
この再循環流路６の途中には、本発明の対象となる流量
調整弁７を設けて、上記排気流路５から上記吸気流路４
に送られる排気の量を調整自在としている。

【０００４】この流量調整弁７は、図８に略示する様
に、上記再循環流路６に直列に接続自在な流通孔８を有
する。そして、弁体９によって、この流通孔８の開閉及
び開度の調節を自在としている。この弁体９にはロッド
１０の一端を結合しており、図示しない閉鎖ばねによっ
て、このロッド１０を介して上記弁体９に、上記流通孔
８を閉じる方向の弾力を付与している。又、圧力室１１
を有する開放シリンダ１２を、上記弁体９及びロッド１
０に対して直列に設け、この開放シリンダ１２に開放ピ
ストン１３を嵌装している。上記圧力室１１内へは、コ
ンプレッサ等の圧縮空気源１４から、圧力流体である圧
縮空気を、供給路１５を通じて送り込み自在としてい
る。この供給路１５の途中には電磁弁１６を設け、この
供給路１５を通じての、上記圧力室１１内への圧縮空気
の給排を自在としている。

【０００５】上記電磁弁１６は、マイクロコンピュータ
等の制御器１７により制御されるもので、次の(1) 〜
(3) の状態を高速で切り換え自在である。 (1) 上記圧縮空気源１４と圧力室１１とを連通させる状
態。 (2) 上記圧力室１１と、電磁弁１６の一部に設けられた
図示しない排気ポートとを連通させる状態。 (3) 上記圧力室１１を上記圧縮空気源１４と排気ポート
との何れにも連通させず、圧力室１１内への圧縮空気の
給排を停止させる状態。

【０００６】シリンダ１上部の燃焼室内で発生する窒素
酸化物の量を減少させるべく、排気の一部を燃焼室内に
送り込む場合には、上記電磁弁１６を上記(1) の状態に
切り換える。この結果、流量調整弁７の圧力室１１内に
圧縮空気が送り込まれて、前記弁体９及びロッド１０
が、前記閉鎖ばねの弾力に抗して変位し、流通孔８を開
放する。又、エンジンの出力を増大させるべく、排気を
燃焼室内に送り込まない様にする為には、上記電磁弁１
６を上記(2) の状態に切り換える。この状態では上記圧
力室１１が、上記供給路１５及び電磁弁１６に設けた排
気口を通じて大気中に開放され、上記弁体９及びロッド
１０が上記閉鎖ばねの弾力により変位して、上記流通孔
８を閉じる。更に、上記弁体９による流通孔８の開度を
固定する場合には、上記(3) の状態に切り換える。この
状態では、上記圧力室１１に閉じ込められた圧縮空気の
圧力と上記閉鎖ばねの弾力とが釣り合って、上記弁体９
及びロッド１０が変位しなくなる。尚、上記開度の調整
は、上記ロッド１０の端部に設けた変位計からの検出信
号等により行なう。

【０００７】一方、上記制御器１７は、次の(a) 〜(c)
に示す信号に応じて、上記電磁弁１６の状態を切り換え
る。 (a) アクセル開度を表す信号この信号を得る為に、例えばアクセルペダル１８の動き
を燃料噴射ポンプ１９に伝達する為のケーブル２０の途
中に変位センサを設け、この変位センサの検出信号を上
記制御器１７に入力する。 (b) エンジンの回転速度を表す信号この信号を得る為に、回転センサ２１によってエンジン
の回転速度を検出し、この回転センサ２１の検出信号を
上記制御器１７に入力する。 (c) 冷却水温度を表す信号この信号を得る為に、エンジンのウォータジャケット部
分に温度センサ２２を設け、この温度センサ２２の検出
信号を上記制御器１７に入力する。

【０００８】上記(a) 〜(c) の信号のうち、(b)(c)の信
号は、シリンダ１内で窒素酸化物が発生し易い状況か否
かを知る為に必要であるが、(a) の信号は、運転者がエ
ンジンに大きな出力を要求しているか否かを知る為に必
要である。即ち、前述した様に、混合気中の不活性ガス
の割合が増す事でエンジンの出力が低下する為、加速、
登坂等の為にアクセルペダル１８を強く踏み込んだ場合
には、前記再循環流路６を通じて吸気流路４に戻される
排気の量を減少（ゼロを含む）させて、加速、登坂等に
必要な出力を確保する。

【０００９】この様に、アクセルペダル１８を強く踏み
込むのに伴って出力を増大させる際の作用は、次の通り
である。アクセルペダル１８を強く踏み込む以前に於い
ては、前記電磁弁１６が、前記(1) 又は(3) の状態に切
り換えられており、前記弁体９が前記流通孔８を開いて
いる。この状態から、前記(a) の信号に基づいて制御器
１７がエンジンの出力増大の為に上記流通孔８を閉じる
必要があると判断した場合には、上記電磁弁１６を前記
(2) の状態に切り換える。この結果、前記流量調整弁７
の圧力室１１に残留している圧縮空気が、前記供給路１
５及び電磁弁１６に設けた排気口を通じて大気中に開放
され、上記弁体９及びロッド１０が上記閉鎖ばねの弾力
により変位して、上記流通孔８を閉じる。この結果、シ
リンダ１の燃焼室内に不活性ガスが入り込まなくなっ
て、エンジンの出力増大が図られる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成され作
用する従来の排気再循環装置用流量調整弁は、アクセル
ペダル１８を踏み込んでから流通孔８を閉じるまでに若
干の時間を要した。この理由は次の通りである。即ち、
それ迄開いていた流通孔８を閉じるべく、閉鎖ばねの弾
力によって弁体９及びロッド１０を変位させる為には、
圧力室１１内の圧縮空気を排出しなければならない。こ
の圧力室１１内の圧縮空気の排出を迅速に行なう程、上
記流通孔８を早く閉じられる。

【００１１】ところが、従来の流量調整弁７の場合に
は、上記圧力室１１内の圧縮空気を、供給路１５及び電
磁弁１６内の流路を通じて、この電磁弁１６に設けた排
気口より大気中に排出する様にしていた。この為、上記
圧力室１１から圧縮空気を排出する事に対する抵抗が大
きく、この圧力室１１から圧縮空気を排出するのに若干
の時間を要する。この結果、アクセルペダル１８を大き
く踏み込んでから上記流通孔８が閉じられ、エンジンの
出力が増大するまでの間に時間がかかり、運転者に違和
感を与えている（所謂アクセルレスポンスが悪い）。

【００１２】アクセルレスポンスを向上させる為には、
上記流量調整弁７と電磁弁１６とを近づけ、これら両部
材７、１６同士を結ぶ供給路１５を短くすれば良いが、
これら各部材７、１６の設置場所に制限を受ける為、十
分な効果を得られないでいるのが現状である。即ち、上
記流量調整弁７は、吸気流路４と排気流路５とを結ぶ再
循環流路６の途中に設ける必要上、設置場所が制限され
る。又、上記電磁弁１６は、極力高温に曝らされるのを
防止する面から、その設置場所の制限を受ける。この
為、上記供給路１５の長さ寸法の短縮化には限度があ
る。又、各摺動部の摩擦力を軽減する事で、上記流量調
整弁７の動作速度を速くする考慮もなされているが、根
本的な解決にはならない。本発明の排気再循環装置用流
量調整弁は、流通孔８が完全に閉じられるまでの時間を
短縮し、アクセルペダル１８を大きく踏み込んでからエ
ンジンの出力が増大するまでの時間を短縮すべく発明し
たものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の排気再循環装置
用流量調整弁は、上流端を排気流路に、下流端を吸気流
路に、それぞれ通じさせる再循環流路に直列に接続自在
な流通孔と、この流通孔の開閉及び開度の調節を行なう
弁体と、この弁体にその一端を結合したロッドと、この
ロッドの他端部に支持されたばね座と、このばね座と固
定の部分との間に設けられて、上記弁体に上記流通孔を
閉じる方向の弾力を付与する閉鎖ばねと、上記弁体及び
ロッドに対して直列に設けられた、圧力室を有する開放
シリンダと、この開放シリンダに嵌装され、上記圧力室
内への圧力流体の送り込みに伴って上記ロッドを、上記
閉鎖ばねの弾力に抗して押圧する開放ピストンと、上記
圧力室内に圧力流体を供給する供給路とを備えている。

【００１４】特に、本発明の排気再循環装置用流量調整
弁に於いては、上記供給路の下流端で上記開放シリンダ
の近傍位置から分岐した排出路と、この排出路が上記供
給路から分岐する部分に設けられ、上記圧力室を上記供
給路の上流側部分と上記排出路との何れかに選択的に通
じさせる流路切換弁とを備えている。

【００１５】

【作用】上述の様に構成される排気再循環装置用流量調
整弁の場合には、それまで開いていた流通孔を閉じる場
合には、流路切換弁の切り換えに基づき、圧力室内に残
留している圧力流体が迅速に排出される。この結果、上
記流通孔を完全に閉じるまでに要する時間を短縮して、
アクセルレスポンスの向上を図れる。

【００１６】

【実施例】図面に沿って本発明の実施例を説明するが、
位置及び方向に関する上下左右の表現は説明の便宜上で
あって、実際の設置状態が図面及び実施例の説明の状態
と９０度異なっていても良い。但し、上下逆にする事
は、重力の影響がアクセルレスポンスを悪化させる方向
に作用する為、好ましくない。

【００１７】図１〜４は本発明の第一実施例を示してい
る。アルミニウム、鋳鉄等の金属により造られた弁ケー
ス２３の上部内側には、この弁ケース２３の上端面と上
部片側面（図２の左側面）とに開口する流通孔８を設け
ている。排気再循環装置の構成時には、この流通孔８の
上流端である上方開口は排気流路５（図８）に、下流端
である側方開口は吸気流路４（図８）に、それぞれ通じ
させて、再循環流路６（図８）の途中に直列に接続す
る。

【００１８】上記流通孔８の上端開口部には、この流通
孔８の開閉及び開度の調節を行なう弁体９を設けてい
る。この弁体９の下面中央部にはロッド１０の上端部を
結合している。尚、図示の実施例では、これら弁体９と
ロッド１０とを一体とした、きのこ弁を使用している。
このロッド１０は、上記弁ケース２３内に鉛直方向に亙
って形成された中心孔２６内に、摺動自在に挿通されて
いる。そして、このロッド１０の下端部で上記中心孔２
６から下方に突出した部分にばね座７６を固定してい
る。このばね座７６は、合成樹脂、金属等により全体を
円輪状に形成されて、中心部に内径が上方に向かう程小
さくなるテーパ孔２７を有する。又、上記ロッド１０の
下端部外周面で上記テーパ孔２７の内側に位置する部分
には凹溝２８を、全周に亙り形成している。そして、合
成樹脂又は金属により２分割自在なテーパ円筒状に造ら
れて上記テーパ孔２７の内側に嵌合したコッタ２９の内
周面に形成した突条と、上記凹溝２８とを係合させてい
る。従って上記ばね座７６は、上記ロッド１０に対して
下方に変位する事はない。

【００１９】上述の様にしてロッド１０の下端部に支持
されたばね座７６と、上記弁ケース２３の内側に形成し
た隔壁３０の下面との間には、圧縮コイルばねである閉
鎖ばね３１を設けている。この閉鎖ばね３１は、上記ば
ね座７６を介して上記ロッド１０を下方に向け弾性的に
押し、上記弁体９に上記流通孔８を閉じる方向の弾力を
付与する。

【００２０】尚、図示の実施例の場合には、上記ロッド
１０の中間部で上記中心孔２６の下端開口直下位置に、
合成樹脂製のシールリング３２を外嵌して、上記中心孔
２６の内周面と上記ロッド１０の外周面との間の隙間を
通じて排気が漏洩するのを防止している。このシールリ
ング３２は、耐熱性を有する合成樹脂により欠円環状に
造られており、外周面に形成した凹溝３３に係止した、
やはり欠円環状のばねリング３４により、内径を縮める
方向の弾力を付与されている。又、上記隔壁３０の下面
中央部に形成された円筒部３５の下端部に、やはり合成
樹脂又は金属により円筒状に形成された抑え筒３６の上
半部を外嵌固定している。そして、この抑え筒３６の下
端部に形成した内向フランジ状の鍔部３７により、上記
シールリング３２の下面を抑えている。上記抑え筒３６
の上半部内周面と円筒部３５の下端部外周面とは、接着
により、或は図示しない凹凸係合により、抑え筒３６の
抜け止めを図っている。

【００２１】又、上記隔壁３０の内側には冷却ジャケッ
ト５８を設け、この冷却ジャケット５８内に、給水口５
９と排水口６０とを通じて、エンジンの冷却水を流通自
在としている。この冷却ジャケット５８は、上記ロッド
１０の下半部の温度上昇を抑える機能を有する。即ち、
エンジンの運転時には、前記排気流路５（図８）を流通
する排気から弁体９の上端面に伝えられ、或はこの排気
流路５及び前記流通孔８を流通する排気から上記弁体９
及びロッド１０に伝達された熱で、このロッド１０の上
部の温度が上昇する。但し、上記排気から上記ロッド１
０に伝達された熱のうちの多くの部分は、上記冷却ジャ
ケット５８内を流通する冷却水によって持ち去られる。
従って、ロッド１０の上半部の温度が上昇しても、この
ロッド１０の中間部下寄り部分で上記シールリング３２
を装着した部分の温度上昇は限られたものとなる。この
結果、合成樹脂製のシールリング３２の耐久性を十分に
確保できる。

【００２２】又、前記弁ケース２３の下面には、シリン
ダケース３８を結合固定している。このシリンダケース
３８の内側には開放シリンダ１２を、前記弁体９及びロ
ッド１０と同心に、且つこれら弁体９及びロッド１０に
対して直列に設けている。この開放シリンダ１２には開
放ピストン１３を、鉛直方向に亙る摺動自在に、且つ気
密に嵌装している。そして、上記開放シリンダ１２の下
端部で、上記開放ピストン１３の下側に位置する部分
を、圧力室１１としている。この開放ピストン１３は、
この圧力室１１内への圧縮空気の送り込みに伴って上記
ロッド１０を、上記閉鎖ばね３１の弾力に抗して上方に
押圧する。

【００２３】尚、上記圧力室１１の底面と上記開放ピス
トン１３の下面との間には、圧縮ばね５７を設けてい
る。この圧縮ばね５７の弾力は、前記閉鎖ばね３１の弾
力よりも十分に小さい。即ち、この圧縮ばね５７は、上
記開放ピストン１３の上面と上記ロッド１０の下端面と
を常に当接させて、上記開放ピストン１３ががたつくの
を防止する。これと共に上記圧縮ばね５７は、上記圧力
室１１内への圧縮空気の送り込みに伴う上記開放ピスト
ン１３の上昇時に、この開放ピストン１３が直ちに上記
ロッド１０の押し上げを開始させる役目を果たす。

【００２４】又、上記シリンダケース３８の一部で、上
記開放シリンダ１２の側方位置には、保持凹部２４を設
け、この保持凹部２４の中間部内周面と上記圧力室１１
とを給排孔２５により連通している。この給排孔２５
が、上記開放シリンダ１２の圧力室１１内に圧縮空気を
供給する供給路１５（図８）の下流端を構成する。又、
上記保持凹部２４の上端面と、前記弁ケース２３の下半
部で前記閉鎖ばね３１を収納したばね室３９とは、排出
路４０により連通させている。又、上記弁ケース２３の
下端部側面で、上記排出路４０の上端開口とは直径方向
反対側位置に、排気口４１を設けている。そして、この
排気口４１の開口部に、フィルタ４２とフィルタ抑え４
３とを設けている。

【００２５】更に、上記保持凹部２４に流路切換弁４４
を設けている。この流路切換弁４４は、上記排出路４０
が、上記給排孔２５を含む供給路１５（図８）から分岐
する部分に設けられ、上記圧力室１１を上記供給路１５
の上流側部分と上記排出路４０との何れかに選択的に通
じさせる。本実施例の場合に上記流路切換弁４４は、上
記供給路１５を通じての圧縮空気の供給とその停止とに
応じて、流路の切り換えを行なう様にしている。

【００２６】上記保持凹部２４の上端奥面には弁座板４
５を装着している。この弁座板４５の中央部には、上記
排出路４０の下端開口に整合する円孔４６を形成してい
る。又、上記保持凹部２４の内側で上記弁座板４５の下
方部分には、弁筐４７を気密に螺着固定している。この
弁筐４７の上半部に形成した円筒部４８の外径寸法は、
上記保持凹部２４の内径寸法よりも小さくして、この円
筒部４８の外周面と保持凹部２４の上部内周面との間に
円筒状隙間４９を形成している。そして、前記給排孔２
５の一端（図２、４の左端）を、この円筒状隙間４９に
開口させている。又、上記円筒部４８には複数の通孔５
０、５０を形成して、この円筒部４８の内側と上記円筒
状隙間４９とを連通させている。

【００２７】更に、上記円筒部４８の内側には切換弁体
５１を、昇降自在に、且つ気密に嵌装している。この切
換弁体５１の上端部で上記円孔４６に対向する部分に
は、円錐凸面部５２を形成している。この円錐凸面部５
２は、上記切換弁体５１の上昇に伴って上記円孔４６の
下端開口を塞ぐ。又、上記弁筐４７の下半部中心には給
気ポート５３を設け、この給気ポート５３に、前記圧縮
空気源１４（図８）に通じる供給路１５（図８）の端部
を接続自在としている。上記切換弁体５１の下端面で上
記給気ポート５３の上端開口に整合する位置には、通気
路５４を開口させている。そして、この通気路５４の上
端部と上記円筒部４８の内側空間とを、絞り流路５５、
５５を介して連通させている。

【００２８】上記切換弁体５１の中間部外周面には、ゴ
ム、エラストマー等により短円筒状に造られた弾性チュ
ーブ５６を嵌着して、上記絞り流路５５、５５の外端開
口部を塞いでいる。この弾性チューブ５６は、圧縮空気
を上記各絞り流路５５、５５の直径方向内側から外側に
向けてのみ流す逆止弁として機能する他、上記給気ポー
ト５３を通じて圧縮空気を送り込む際に、上記切換弁体
５１の上側の圧力上昇を下側の圧力上昇に比べて遅らせ
る機能を持つ。

【００２９】上述の様に構成される排気再循環装置用流
量調整弁の作用は、次の通りである。先ず、燃焼室内で
の窒素酸化物の発生を抑えるべく、排気流路５（図８）
を流れる排気の一部を吸気流路４（図８）に送る際に
は、電磁弁１６（図８）の切り換えに基づき、圧縮空気
源１４（図８）から上記給気ポート５３に圧縮空気を送
り込む。この送り込みに伴って、上記切換弁体５１の下
側の圧力が上昇する。円筒部４８の内側空間の圧力上昇
は、上記絞り流路５５、５５の外端開口を塞いだ弾性チ
ューブ５６の抵抗に基づいて遅れる。この結果、上記切
換弁体５１が上昇し、この切換弁体５１の上端部に形成
した円錐凸面部５２が前記弁座板４５の中央部に形成し
た円孔４６の下端開口を塞ぐ。

【００３０】この状態で、上記給気ポート５３に送り込
まれた圧縮空気は、上記弾性チューブ５６を押し広げつ
つ上記円筒部４８の内側に流入し、更に通孔５０、５
０、円筒状隙間４９、給排口２５を通じて前記圧力室１
１内に送り込まれる。そして、この様に圧力室１１内に
送り込まれた圧縮空気は前記開放ピストン１３を上昇さ
せ、前記ロッド１０を前記閉鎖ばね３１の弾力に抗して
上昇させる。この結果、このロッド１０の上端部に設け
られた弁体９が前記流通孔８の上端開口を開き、排気流
路５（図８）を流れる排気の一部を吸気流路４（図８）
に送り込み自在とする。

【００３１】又、上記弁体９による流通孔８の開度を固
定すべく、上記ロッド１０の位置を不動にする際には、
前記電磁弁１６（図８）を、上記給気ポート５３への圧
縮空気の給排を停止させる状態に切り換える。この為、
上記切換弁体５１の下側に十分な圧力を有する圧縮空気
が残留したままの状態に保持される。この状態では、上
記圧力室１１に閉じ込められた圧縮空気の圧力と上記閉
鎖ばね３１の弾力とが釣り合って、上記弁体９及びロッ
ド１０が変位しなくなる。

【００３２】更に、エンジンの出力を増大させるべく、
排気を燃焼室内に送り込まない様にする為には、上記電
磁弁１６（図８）を、上記給気ポート５３と、この電磁
弁１６の一部に設けられた排気ポートとを連通させる状
態に切り換える。この状態では上記給気ポート５３が大
気中に開放され、上記切換弁体５１の下側の圧力が低下
する。但し、本発明の流量調整弁の場合には、前記弾性
チューブ５６が構成する逆止弁の作用に基づき、上記圧
力室１１内の圧縮空気は上記給気ポート５３側には送ら
れない。従って、上記給気ポート５３部分の圧力が低下
しても、上記切換弁体５１の上側には、比較的高圧の圧
縮空気が残留したままである。又、前記円錐凸面部５２
が前記円孔４６の下端開口を閉じた状態で、上記切換弁
体５１の下面側の受圧面積と上面側の受圧面積との差は
僅か（上記円孔４６の断面積分だけ）である。従って、
上記電磁弁１６の切り換えに伴って上記給気ポート５３
部分の圧力が僅かに低下しただけで上記切換弁体５１
が、上記圧力室１１内に残留している圧縮空気の圧力に
より下降する。供給路１５（図８）が長い場合でも、上
記給気ポート５３部分の圧力が僅かに低下する為に要す
る時間は、極く短い為、上記切換弁体５１の下降も、上
記電磁弁１６の切り換え後、極く短時間の間に行なわれ
る。

【００３３】この様にして上記切換弁体５１が下降する
と、上記圧力室１１内に残留していた圧縮空気が、給排
孔２５、円筒状隙間４９、通孔５０、５０、円孔４６、
排出路４０を通じて、前記ばね室３９内に入り込み、こ
のばね室３９内の圧力を上昇させる。この結果、前記開
放ピストン１３の上面に加わる圧力と下面に加わる圧力
との差が早期に小さくなり（更にはなくなり）、この開
放ピストン１３が、前記ロッド１０を介して加えられる
前記閉鎖ばね３１の弾力に基づいて迅速に下降して、前
記弁体９により前記流通孔８を閉じる。上記ばね室３９
内に送り込まれた圧縮空気は、前記排気口４１からフィ
ルタ４２を通じて大気中に排出される。

【００３４】上述の様に本発明の排気再循環装置用流量
調整弁は、それまで開いていた流通孔８を閉じる場合に
は、流路切換弁４４の切り換えに基づき、圧力室１１内
に残留している圧力流体を迅速に排出する。この結果、
上記流通孔８を完全に閉じるまでに要する時間を短縮し
て、アクセルレスポンスの向上を図れる。特に、図示の
実施例の場合には、圧力室１１内に残留していた圧縮空
気を、ばね室３９を通じて排出する様に構成している
為、排出される圧縮空気の圧力を利用して、上記開放ピ
ストン１３の下降をより迅速にできる。この為、上記ア
クセルレスポンスの向上効果がより顕著である。

【００３５】尚、前記排出路４０の下流端を、上記ばね
室３９に開放する事なく、直接大気に開放する構造も、
本発明の技術的範囲内である。この様な構造の場合に
は、図示の実施例に比べればアクセルレスポンスが若干
劣るが、前述した従来構造に比べれば、圧力室１１から
圧縮空気を排出する際の背圧を小さくして、良好なアク
セルレスポンスを得られる。但し、図示の実施例の場合
には、上記圧力室１１内の圧縮空気を、上記ばね室３９
を通じて排出する為に、この圧縮空気によって、前記閉
鎖ばね３１を冷却できる。この為、この閉鎖ばね３１の
温度上昇を防止して、寿命の延長を図れる。ばね室３９
内に送り込まれた圧縮空気は、前記フィルタ４２を通じ
て排出されるが、このフィルタ４２部分で空気は、ばね
室３９の内側から外側に向けてのみ流れる。即ち、前記
開放ピストン１３の下降に伴う上記ばね室３９の容積増
大分に見合う空気は、上記圧縮空気で十分に足りる為、
上記フィルタ４２を通じてばね室３９内に外気を吸引す
る必要がない。従って、ばね室３９外に浮遊する塵芥等
がこのばね室３９内に吸引される事はなく、ばね室３９
の側面に排気口４１を設けた事で、ばね室３９内に設け
られた部品の摩耗が促進される事はない。又、本実施例
の場合には、流量調整弁部分には電気的部品を設けない
為、温度条件が厳しい部分に設置しても、十分な信頼性
及び耐久性を維持できる。

【００３６】次に、図５〜７は本発明の第二実施例を示
している。本実施例の場合には、圧力室１１を供給路１
５（図８）の上流側部分と排出路４０ａとの何れかに選
択的に通じさせる流路切換弁４４ａとして、電磁切換式
のものを使用している。この為に本実施例の場合には、
シリンダケース３８ａ内に、シリンダ孔６１を形成して
いる。このシリンダ孔６１は、中間の大径部６２と両端
の小径部６３、６４とを段部６５、６６により連続させ
たもので、各段部６５、６６の内径側部分を弁座として
いる。そして、この様なシリンダ孔６１内にスプール６
７を、軸方向（図５、７の上下方向）に亙る変位自在に
嵌装して、流路の切り換えを自在としている。本実施例
の場合、流量調整弁に電磁切換式の流路切換弁４４ａを
付設しているが、冷却ジャケット５８や図示しない遮熱
板等により、下述するソレノイド７５の温度上昇を防止
すれば、十分な耐久性及び信頼性を維持できる。

【００３７】上記スプール６７は、中間の大径部６８の
両側に小径部６９、７０を設けると共に、上記大径部６
８の両面にパッキング７１、７１を装着して成る。又、
上記スプール６７の下端部に向けた別の大径部７２の外
周面と上記シリンダ孔６１の下端部内周面との間にはＯ
リング７３を装着して、当該部分の気密保持を図ってい
る。又、上記スプール６７の上端面と上記シリンダ孔６
１の上端部内面との間には圧縮ばね７４を設けて、この
スプール６７に、下方に向いた弾力を付与している。更
に、上記シリンダケース３８ａの下面には、上記スプー
ル６７を変位させる為のソレノイド７５を設けている。
このソレノイド７５は、通電時に、通電方向に基づいて
上記スプール６７を昇降させる。

【００３８】圧縮空気源１４（図８）に通じる供給路１
５（図８）の端部を接続する為の給気ポート５３は、上
記シリンダ孔６１を構成する下側の小径部６４の側面に
開口させている。又、開放シリンダ１２の圧力室１１に
通じる給排孔２５は、上記大径部６２に開口させてい
る。

【００３９】本実施例の場合には、燃焼室内での窒素酸
化物の発生を抑えるべく、排気流路５（図８）を流れる
排気の一部を吸気流路４（図８）に送る際には、上記給
気ポート５３からシリンダ孔６１内に圧縮空気を送り込
み、この圧縮空気の圧力により上記スプール６７を、自
重及び上記圧縮ばね７４の弾力に抗して上昇させる。こ
の際、上記ソレノイド７５へは通電しない。但し、通電
方向を規制する事で、ソレノイド７５により上記スプー
ル６７を上昇させる事もできる。スプール６７が上昇す
る結果、上記給気ポート５３に送り込まれた圧縮空気
が、上記シリンダ孔６１及び給排口２５を通じて上記圧
力室１１内に送り込まれる。この様に圧力室１１内に送
り込まれた圧縮空気により開放ピストン１３が上昇し、
ロッド１０が閉鎖ばね３１の弾力に抗して上昇する。そ
して、このロッド１０の上端部に設けられた弁体９が前
記流通孔８の上端開口を開く。

【００４０】又、上記弁体９による流通孔８の開度を固
定すべく、上記ロッド１０の位置を不動にする際には、
電磁弁１６（図８）による上記給気ポート５３への圧縮
空気の給排を停止し、上記スプール６７の大径部６８の
下側に圧縮空気を残留させたままとする。且つ、上記ソ
レノイド７５により、上記スプール６７を、自重及び上
記圧縮ばね７４の弾力に抗して上昇させたままとする。
何れにしても、電磁弁１６（図８）を、上記給気ポート
５３への圧縮空気の給排を停止させる状態に切り換え
る。この状態では、上記圧力室１１に閉じ込められた圧
縮空気の圧力と上記閉鎖ばね３１の弾力とが釣り合っ
て、上記弁体９及びロッド１０が変位しなくなる。

【００４１】更に、エンジンの出力を増大させるべく、
排気を燃焼室内に送り込まない様にする為には、上記ソ
レノイド７５に逆方向に通電したり、或は通電を停止す
る等により、上記スプール６７を、自重及び圧縮ばね７
４の弾力、更には上記ソレノイド７５の吸引力により、
図５の状態に下降させる。この状態では、上記圧力室１
１内の圧縮空気は上記給気ポート５３側には送られず、
上記圧力室１１内に残留していた圧縮空気は、給排孔２
５、シリンダ孔６１から排出路４０ａを通じて、ばね室
３９内に入り込み、このばね室３９内の圧力を上昇させ
る。この結果、前記開放ピストン１３の上面に加わる圧
力と下面に加わる圧力との差が早期に小さくなり（更に
はなくなり）、この開放ピストン１３が、前記ロッド１
０を介して加えられる前記閉鎖ばね３１の弾力に基づい
て迅速に下降して、前記弁体９により前記流通孔８を閉
じる。その他の部分の構成及び作用は、前述した第一実
施例の場合と同様である。

【００４２】

【発明の効果】本発明の排気再循環装置用流量調整弁
は、以上に述べた通り構成され作用するので、アクセル
ペダルを踏み込んでからエンジンの出力が増大するまで
の時間を短縮して、運転者に与える違和感をなくすと共
に、排気再循環装置を装着した自動車の動力性能の向上
を図れる。しかも、構成各部材の設置位置の自由度を損
なう事がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す側面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】図１の下方から見た底面図。

【図４】図２のＢ部拡大図。

【図５】本発明の第二実施例を示す、図２と同様の図。

【図６】図５の下方から見た底面図。

【図７】図５の下部拡大図。

【図８】排気再循環装置の回路図。

【符号の説明】

１シリンダ２吸気弁３排気弁４吸気流路５排気流路６再循環流路７流量調整弁８流通孔９弁体１０ロッド１１圧力室１２開放シリンダ１３開放ピストン１４圧縮空気源１５供給路１６電磁弁１７制御器１８アクセルペダル１９燃料噴射ポンプ２０ケーブル２１回転センサ２２温度センサ２３弁ケース２４保持凹部２５給排孔２６中心孔２７テーパ孔２８凹溝２９コッタ３０隔壁３１閉鎖ばね３２シールリング３３凹溝３４ばねリング３５円筒部３６抑え筒３７鍔部３８、３８ａシリンダケース３９ばね室４０、４０ａ排出路４１排気口４２フィルタ４３フィルタ抑え４４、４４ａ流路切換弁４５弁座板４６円孔４７弁筐４８円筒部４９円筒状隙間５０通孔５１切換弁体５２円錐凸面部５３給気ポート５４通気路５５絞り流路５６弾性チューブ５７圧縮ばね５８冷却ジャケット５９給水口６０排水口６１シリンダ孔６２大径部６３、６４小径部６５、６６段部６７スプール６８大径部６９、７０小径部７１パッキング７２大径部７３Ｏリング７４圧縮ばね７５ソレノイド７６ばね座

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上流端を排気流路に、下流端を吸気流路
に、それぞれ通じさせる再循環流路に直列に接続自在な
流通孔と、この流通孔の開閉及び開度の調節を行なう弁
体と、この弁体にその一端を結合したロッドと、このロ
ッドの他端部に支持されたばね座と、このばね座と固定
の部分との間に設けられて、上記弁体に上記流通孔を閉
じる方向の弾力を付与する閉鎖ばねと、上記弁体及びロ
ッドに対して直列に設けられた、圧力室を有する開放シ
リンダと、この開放シリンダに嵌装され、上記圧力室内
への圧力流体の送り込みに伴って上記ロッドを、上記閉
鎖ばねの弾力に抗して押圧する開放ピストンと、上記圧
力室内に圧力流体を供給する供給路とを備えた排気再循
環装置用流量調整弁に於いて、上記供給路の下流端で上
記開放シリンダの近傍位置から分岐した排出路と、この
排出路が上記供給路から分岐する部分に設けられ、上記
圧力室を上記供給路の上流側部分と上記排出路との何れ
かに選択的に通じさせる流路切換弁とを備えた事を特徴
とする排気再循環装置用流量調整弁。
【請求項２】排出路は、開放ピストンに関して圧力室
と反対側に位置して閉鎖ばねを収納したばね室を含んで
構成され、流路切換弁の切り換えに伴って上記排出路に
送り込まれる圧力流体は、上記ばね室を通過しつつ排出
される、請求項１に記載した排気再循環装置用流量調整
弁。