JPH1136899A

JPH1136899A - 暖気バルブ

Info

Publication number: JPH1136899A
Application number: JP19350197A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kaneko; 昌弘金子
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1999-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】アクチュエータのシェルとブラケットとの結
合のための必要部品数を減らし、溶接を省き、コストを
低減する。【解決手段】エンジンから排出される排気ガスの排出
流路の途中に配置されバルブケーシング２２内に弁軸２
３で支持されて回動自在な弁体を有し、バルブケーシン
グ２２にブラケット２５を介してアクチュエータ２６を
取付け、該アクチュエータの作動で弁体を閉じて排出流
路を閉塞させエンジンに負荷を与えた状態にて暖気を促
進する車両用の暖気バルブ２１であって、アクチュエー
タ２６を形成するシェル３２とブラケット２５とをダイ
カストで一体成形し、この一体成形をダイカストに適し
た非鉄金属材料で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等のエンジ
ンから排出される排気ガスの排出流路を閉塞させて暖気
を促進するための車両用の暖気バルブに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の暖気バルブの一例を示す正
断面図、図７はその一部を破断して示した側面図であ
る。この暖気バルブ１は、図示しないエンジンの排気管
の途中に設けられ、内面が円筒形のバルブケーシング２
を有し、このバルブケーシング２に回動自在に支持され
た弁軸３にバタフライ形の弁体４を取付けてある。

【０００３】そして、バルブケーシング２にブラケット
５を介してアクチュエータ６が取付けられ、該ブラケッ
ト５を介して取付けたアクチュエータ６に対する流体圧
の給排が図示しない電磁切換弁の励磁・消磁によって行
われ、これによりアクチュエータ６の出力ロッド７を出
入動作させ、弁軸３の外端に取付けたレバー８を介して
弁体４が開閉される。ブラケット５は複数のボルト９で
バルブケーシング２に組付けられている。アクチュエー
タ６は、ハウジング１０が上側シェル１１と下側シェル
１２とを組合わせてなり、ブラケット５と下側シェル１
２とは、鋼板をプレス加工して成形されており、円筒形
のスペーサ１３を介在させて、溶接１４やボルト１５と
ナット１６を用いることによって結合されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の暖気バルブ
１の場合、ブラケット５とアクチュエータ６のシェル１
２とは、円筒形のスペーサ１３を介在させ、溶接１４や
ボルト１５及びナット１６等を用いることにより結合さ
れていたので、結合のための必要部品数が多く、溶接も
行うので、コストが高くなるという問題点があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点にかんがみな
されたものであって、その目的は、アクチュエータのシ
ェルとブラケットとの結合のための必要部品数を減ら
し、溶接を省き、コストを低減することができる車両用
の暖気バルブを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンから排出される排気ガスの排出
流路の途中に配置されバルブケーシング内に弁軸で支持
されて回動自在な弁体を有し、前記バルブケーシングに
ブラケットを介してアクチュエータを取付け、該アクチ
ュエータの作動で前記弁体を閉じて前記排出流路を閉塞
させエンジンに負荷を与えた状態にて暖気を促進する車
両用の暖気バルブにおいて、前記アクチュエータを形成
するシェルの少なくとも一部と前記ブラケットとをダイ
カストで一体成形したことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施
の形態に係る暖気バルブを示した正断面図、図２は図１
の要部のみを示すＸ−Ｘ線断面図である。暖気バルブ２
１は、エンジンから排出される排気ガスの排出流路の途
中に配置され、バルブケーシング２２に支持された弁軸
２３に弁体２４が固着され、ブラケット２５を介して弁
体２４の開閉操作用アクチュエータ２６（図３参照）を
バルブケーシング２２に取付けてあり、図示しない電磁
切換弁が該アクチュエータ２６に対し流体圧を給排する
動作を行い、該電磁切換弁の動作を図示しないコントロ
ーラが制御する。

【０００８】また、暖気バルブ２１は、図３に示すアク
チュエータ２６を形成する両シェル３１，３２のうちの
第２のシェル３２とブラケット２５とをダイカストで一
体成形してあり、バルブケーシング２２とアルミニウム
製のブラケット２５との結合部分にアルミニウムよりも
軟化点が高い炭素鋼製の中間部材としてカラー３４を介
在させて、バルブケーシング２２とブラケット２５とを
締結し、図１に示す弁軸２３には排気ガスがブラケット
２５側へ直接流出するのを阻止する鍔形部３５を設けて
ある。

【０００９】そして、暖気バルブ２１は、弁軸２３に取
付けられたレバー２８をアクチュエータ２６の出力ロッ
ド２７の出入り動作で回動させることによって、弁軸２
３に固定されている弁体２４が開閉され、暖気時に弁体
２４を閉じて排出流路を閉塞させ、エンジンに負荷を与
えた状態にて暖気を促進するためのものである。

【００１０】バルブケーシング２２は、中心の筒体３６
と、該筒体３６の直径の延長線に沿って突出した軸受筒
部３７，３８と、筒体３６の両端のフランジ３９，３９
と、筒体３６の周囲４箇所に配設した小径筒４０とを一
体に有し、筒体３６の内周には円形弁体２４の外周面の
移動軌跡に対応する凹球面２２ａが形成されており、筒
体３６と小径筒４０とは平行に配設されている。凹球面
２２ａと弁体２４の外周面との間には僅かな隙間があ
る。

【００１１】そして、弁軸２３から最も離れた位置にお
ける筒体３６の部分には、外側へ膨出させて形成した一
定幅の厚肉部３６ａがあり、この厚肉部３６ａの箇所に
おける凹球面２２ａの一部を一定幅にて削除した切れ込
み４１が設けられている。この切れ込み４１は、閉じる
時に排気ガスＧの下流側から上流側へ移動して全閉状態
となる弁体２４の弁本体２４ｂ部分に対し、下流側に位
置する筒体３６の部分にのみあり、筒体３６の端面に近
付くに従って深さが深くなり、図２においてほぼ垂直な
姿勢の全閉状態の弁体２４の位置には無く、弁体２４の
傾斜角度が大きくなるにしたがって、排気ガスＧの通過
断面積が大きくなるように傾斜底面４１ａを形成してい
る。この傾斜底面４１ａの傾斜角度は、緩急変更するこ
とによって、暖気バルブ２１のバルブ特性を調整可能と
するものである。

【００１２】また、バルブケーシング２２は、軸受筒部
３７，３８がある内周面の部分に、干渉逃げ凹部４２，
４２が形成されている。この干渉逃げ凹部４２は、弁体
２４の組み込み方向即ち弁軸２３に対し直交する方向に
沿って真直に連続している。弁体２４は、図２に示すよ
うに、弁軸２３の外周に固着されている半円筒形の固着
部２４ａと、この固着部２４ａから弁軸２３の半径方向
に沿って延びた弁本体２４ｂとを一体に有し、固着部２
４ａの両端が干渉逃げ凹部４２に対し摺動可能になるよ
うに寸法設定されている。

【００１３】更に、バルブケーシング２２は、長い方の
軸受筒部３７の両側にこれと平行な結合筒部４３，４３
と、これらの結合筒部４３及び小径筒４０に対し垂直方
向に突出した結合筒部４４とを有し、各結合筒部４３，
４４の中心にねじ穴４３ａ，４４ａを備え、軸受筒部３
７の端部内周に排気ガスの漏れ止め用のシールリング４
５が装着されている。

【００１４】弁軸２３は、両軸受筒部３７，３８によっ
て回動自在に支持され、長い方の軸受筒部３７の近傍に
排気ガスがブラケット２５側へ直接流出するのを阻止す
る鍔形部３５が設けられている。

【００１５】ブラケット２５は、長い方の軸受筒部３７
及び鍔形部３５を覆う筒形カバー４６と、バルブケーシ
ング２２の結合筒部４３に対向する結合基板部４７と、
先端が結合筒部４４に対向する結合突出板部４８とを一
体に有し、筒形カバー４６の両側における結合基板部４
７の部分及び結合突出板部４８の先端に形成した穴にそ
れぞれカラー３４が装着されている。このカラー３４
は、炭素鋼からなっていてフランジ３４ａを一体に有
し、中心にねじ穴３４ｂが開けられている。また、ブラ
ケット２５は、第２のシェル３２寄りの内フランジ４９
を備えている。そして、ブラケット２５は、結合筒部４
３，４４の各ねじ穴４３ａ，４４ａ及びカラー３４のね
じ穴３４ｂに螺合するボルト５０を用いてバルブケーシ
ング２２の直交する二面に亘って締結固着されている。

【００１６】図３は本発明の実施の形態に係る主として
アクチュエータを示す側断面図である。アクチュエータ
２６は、ハウジング３０内のダイアフラム５１と、これ
を挟むダイアフラムプレート５２及び挟持板５３と、リ
ターンスプリング５４と、ハウジング３０の一端側に固
定した変位変換器６０とを備え、ダイアフラム５１に出
力ロッド２７が連結されており、図示しない電磁切換弁
及び負圧供給管６８を介してハウジング３０内に負圧源
が連通可能に接続されている。

【００１７】また、アクチュエータ２６は、ハウジング
３０における第２のシェル３２とブラケット２５とをダ
イカストで一体成形し、この一体成形がアルミニウムや
亜鉛などの非鉄金属材料によって行われ、内フランジ４
９を設けて第２のシェル３２の剛性を高めるようにして
ある。

【００１８】出力ロッド２７は、ハウジング３０内にお
けるフランジ２７ｃの中心に半球形凹面２７ｄが形成さ
れ、ハウジング３０外へ突出した先端部がピン５５をも
ってレバー２８にピン接合されている。また、出力ロッ
ド２７は、ブラケット２５に設けられたガイド５６によ
り案内されていて、ブラケット２５に突設されたストッ
パ５７にレバー２８の突出端部２８ａが当たることによ
り、開弁時の動きが規制されるとともに、ブラケット２
５に取付けたストッパボルト５８に該突出端部２８ａが
当たることによって、閉弁時の動きが規制されている。

【００１９】ハウジング３０は、第１のシェル３１と、
第２のシェル３２とを組み合わせてなり、第２のシェル
３２をブラケット２５と一体化してあり、第１のシェル
３１の頭部外面に固定して取付板６１が設けられ、この
取付板６１に変位変換器６０が複数のボルト６２で取付
けられている。

【００２０】また、ハウジング３０は、ダイアフラム５
１によって内部に負圧室６３を形成し、両シェル３１，
３２の相互対向面でダイアフラム５１の外周縁５１ａを
挟持している。ブラケット２５と一体化した第２のシェ
ル３２とブラケット２５との境界部分には内フランジ４
９が設けられ、ブラケット２５と一体化した第２のシェ
ル３２の外面部分には放熱用の複数のフィン６４が突設
されている。

【００２１】ダイアフラム５１は、ダイアフラムプレー
ト５２と挟持板５３との間に中心寄り部分が挟持され、
ダイアフラムプレート５２と挟持板５３とを介して出力
ロッド２７の頭部２７ａ及び首部２７ｂが連結されてい
る。ダイアフラムプレート５２は、中央に出力ロッド２
７が貫通する透孔５２ａが開けられ、外周側部分を内向
きに曲げて内フランジ５２ｂを形成し、出力ロッド２７
の首部２７ｂに抜け止め嵌着した挟持板５３との間にダ
イアフラム５１の中心寄りの部分を挟んでおり、内フラ
ンジ５２ｂの内縁でリターンスプリング５４の変形を防
止している。

【００２２】そして、ダイアフラム５１は、図３に示す
状態で、負圧源から負圧が供給されて負圧室６３の圧力
が低下すると、リターンスプリング５４の付勢力に抗し
て負圧室６３を縮小させるように変形し、出力ロッド２
７を入り動作させ、これにより暖気用の弁体２４が閉じ
られ、負圧室６３から負圧が排除されると、リターンス
プリング５４の付勢力により図３に示す状態に戻り、こ
れにより暖気用の弁体２４が開く。

【００２３】変位変換器６０は、フランジ６５ａを有す
る筒形のセンサボディ６５と、出力ロッド２７の軸線延
長上にあってセンサボディ６５に対し摺動自在なセンサ
ロッド６６とを備えている。

【００２４】センサボディ６５は、ハウジング３０内に
ある筒体６７と、これに連通しハウジング３０外に突出
したパイプ状の負圧供給管６８とを一体に有し、フラン
ジ６５ａの一端にコネクタ６９が設けられており、ボル
ト６２で該フランジ６５ａが取付板６１を介してハウジ
ング３０に固定されている。筒体６７内には、図４に示
すように、銅製の固定電極７０と抵抗体であるカーボン
電極７１とが真直に連続して平行に配置されている。各
電極の一端はコネクタ６９内の端子を介して５Ｖの電源
に接続されている。

【００２５】センサロッド６６は、筒体６７内の一端に
銅製の可動電極７２を有し、可動電極７２が固定電極７
０及びカーボン電極７１と直交配置されて常時接触して
おり、ハウジング３０内に突出している方の端部の半球
凸面６６ａが出力ロッド２７の半球凹面２７ｄに対向し
ている。そして、センサロッド６６は、暖気バルブ２１
の閉弁時に、出力ロッド２７によって押圧されて移動
し、出力ロッド２７の押圧が解除されると、図示しない
スプリング等によって図３に示す状態に復帰するように
なっている。

【００２６】また、変位変換器６０は、暖気バルブ２１
の閉弁時に、出力ロッド２７の移動に応じて可動電極７
２が両電極７０，７１上を摺動し、出力ロッド２７の位
置即ち暖気バルブ２１のバルブ角度に応じた可動電極７
２の位置により、０Ｖから最高５Ｖまでの範囲で両電極
の一端からの距離にほぼ比例した出力電圧が発生し、こ
の出力電圧をコントローラへフィードバックするように
なっている。変位変換器６０の検出範囲は、暖気バルブ
２１の全作動範囲のバルブ角度を検出する必要はなく、
全作動角の３分の１程度で十分である。

【００２７】コントローラは、アクチュエータ２６が作
動して可動電極７２を固定電極７０及びカーボン電極７
１に沿って摺動させることによって、出力ロッド２７の
ストロークに応じて変位変換器６０に出力電圧Ｖｏが発
生すると、この出力電圧Ｖｏを受けて上記適正なバルブ
開度を得るための電圧Ｖとを比較する。

【００２８】そして、コントローラは、電圧ＶｏとＶと
の比較結果により、電圧ＶｏとＶとが同じであれば通電
により電磁切換弁をポジションＢにして閉じ、ＶｏがＶ
より大であれば非通電により電磁切換弁をポジションＣ
にして負圧の排出を行い、ＶｏがＶより小であれば通電
により電磁切換弁をポジションＡの開として負圧供給を
行って、エンジンの回転に応じた適切なバルブ開度を得
るようにデューティ制御を行うものである。即ち、コン
トローラは、変位変換器６０を介して検出されるバルブ
開度に応じたアクチュエータ２６の負圧室６３の負圧を
得るべく電磁切換弁をデューティ制御する

【００２９】本発明の上記実施の形態に係る暖気バルブ
のバルブ角度θと変位変換器で発生する出力電圧ｖ及び
アクチュエータの第２のシェル３２側の排圧ｐとの関係
について図５に示すグラフを参照しつつ説明する。暖気
バルブ２１が半開になるバルブ角度θ₂の位置から出力
ロッド２７がセンサロッド６６を押圧し始め、このバル
ブ角度θ₂からバルブ角度θ₁までの範囲、即ち、バル
ブ角度θ₂及びバルブ角度θ₁を通る垂直線の交点間の
垂直方向の距離により、それぞれ出力電圧ｖがΔｖの範
囲で、アクチュエータ２６の第２のシェル３２側の排圧
ｐがΔｐの範囲で、コントローラによって制御されるよ
うにするのが望ましい。

【００３０】次に、本発明の上記実施の形態に係る暖気
装置の動作について説明する。図示しない暖気スイッ
チをオンにして、コントローラを電源に接続させる。
コントローラは、エンジンの回転数、冷却水温の検出結
果に基づいて演算し、適正なバルブ開度を得るための電
圧Ｖを算定しこれを電磁切換弁に送る。電磁切換弁が
ポジションＡで、負圧供給管６８を通じて負圧力を負圧
室６３へ供給し、アクチュエータ２６が作動して出力ロ
ッド２７が入り動作し、可動電極７２が摺動する。変
位変換器６０には、出力ロッド２７のストローク量に伴
い摺動する可動電極７２の位置に応じた出力電圧Ｖｏが
発生し、この出力電圧Ｖｏがコントローラへフィードバ
ックされる。コントローラはフィードバックされた出
力電圧Ｖｏと上記電圧Ｖとを比較する。電圧ＶｏとＶ
との比較結果により、コントローラは、電圧ＶｏとＶと
が同じであれば通電により電磁切換弁をポジションＢに
して閉じ、ＶｏがＶより大であれば非通電により電磁切
換弁をポジションＣにして負圧の排出を行い、ＶｏがＶ
より小であれば通電により電磁切換弁をポジションＡの
開として負圧供給を行って、エンジンの回転に応じた適
切なバルブ開度を得るようにデューティ制御する。

【００３１】本発明の上記実施の形態によれば、シール
リング４５の箇所を通過してきた排気ガスが弁軸２３に
設けた鍔形部３５によって、Ｕターンしブラケット２５
側へ流出するのを阻止され、長い方の軸受筒部３７及び
鍔形部３５の外周とこれらを覆う筒形カバー４６の内周
との間を通り、バルブケーシング２２とブラケット２５
との隙間から外部へ導かれるので、アクチュエータ２６
のダイアフラム５１等へ排気ガスが直接当たって劣化さ
せるおそれがなく、弁体２４の組込み方向に沿って連続
した干渉逃げ凹部４２を設け、該干渉逃げ凹部４２が弁
体２４の全閉時に排気ガス方向の下流側に位置している
ので、閉塞された排気ガス圧力が弁軸２３の軸受けに伝
わり難くなり、上流側に位置している場合に比較してシ
ールリング４５を通過して大気中に漏れる排気ガス流量
を減少させるという利点があり、弁軸２３から最も離れ
たバルブケーシング２２の内面箇所に切れ込み４１を入
れることにより、所望の排圧特性を得ることができる利
点もある。

【００３２】そして、変位変換器６０に抵抗体であるカ
ーボン電極７１を用い、電源から抵抗体を通じて接地
し、抵抗体のある位置では電源電圧に比例した出力電圧
となり、その位置から出力電圧を取り出しているので、
使用温度範囲が−４０℃〜１８０℃の広い範囲でも、出
力電圧が温度の影響を受けず、センサボディ６５に負圧
供給管６８を一体に形成してあるので、部品点数を削減
してコスト低減を図ることができる。

【００３３】更に、出力ロッド２７に形成した半球凹面
２７ｄにセンサロッド６６の半球凸面６６ａが当たるよ
うになっているので、出力ロッド２７が多少揺動して作
動しても、直線的な動きをするセンサロッド６６との間
で渋りがないという利点があり、第２のシェル３２とブ
ラケット２５とをアルミニウムや亜鉛などのダイカスト
で一体成形してあるので、鋼板をプレス加工して製作す
る場合よりも剛性が向上して共振し難く、必要部品数が
減少する。

【００３４】なお、本発明は上記実施の形態によって限
定されず、種々の変更が可能である。例えば、アクチュ
エータ２６としてエアシリンダ形式のものを用いてもよ
く、電磁切換弁の作動はエンジンの回転数に代えて排気
圧センサに基いて行うようにすることもでき、負圧で作
動するアクチュエータ２６に代えて正圧で作動するもの
に適用することもでき、切れ込み４１をバルブケーシン
グ２２の内周面の周方向における任意の位置に設けるこ
ともできる。また、排気ガスの温度が低い場合にはカラ
ー３４を省くこともでき、弁軸２３の鍔形部３５に代え
て流れの阻止板を設けてもよく、ブラケット２５をバル
ブケーシング２２の三面に亘って取付けるようにしても
よい。更に、弁体２４は円形に代えて楕円形や四角形等
とするとともに、バルブケーシング２２の内面を凹球面
に代えて弁体２４の形状に適合した凹曲面とすることも
できる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は以下のような効果を奏する。ア
クチュエータを形成するシェルの少なくとも一部とブラ
ケットとをダイカストで一体成形し、この一体成形をダ
イカストに適した非鉄金属材料で行うことにより、アク
チュエータのシェルとブラケットとの結合のための必要
部品数を減らし、溶接を省き、コストを低減することが
できる。また、バルブケーシングとブラケットとの結合
部分に非鉄金属材料よりも軟化点が高い材料からなる中
間部材を介在させて、バルブケーシングとブラケットと
を締結することにより、排気ガスのため高温になって
も、中間部材が軟化しないので、締結状態を保持でき
る。さらに、弁軸には排気ガスがブラケット側へ直接流
出するのを阻止する鍔形部を設けることにより、排気ガ
スの流れの方向を変えて外部に導くようにすることがで
きる。そして、バルブケーシングの直角に交差する二面
に亘ってブラケットを固定することにより、剛性が増し
てブラケットの共振がなくなり、ブラケットと一体のシ
ェルの部分に放熱用フィンを設けることにより、ブラケ
ット及びシェルの温度上昇を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る暖気バルブを示した
正断面図である。

【図２】図１の要部のみを示すＸ−Ｘ線断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る主としてアクチュエ
ータを示す側断面図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る変位変換器を示す構
成図である。

【図５】本発明の実施の形態に係る暖気バルブのバルブ
角度と変位変換器で発生する出力電圧及びアクチュエー
タの排圧との関係を示すグラフである。

【図６】従来の暖気バルブの一例を示す正断面図であ
る。

【図７】図６の一部破断側面図である。

【符号の説明】

２１暖気バルブ２２バルブケーシング２２ａ凹球面２３弁軸２４弁体２５ブラケット２６アクチュエータ２７出力ロッド２７ｄ半球凹面３０ハウジング３１第１のシェル３２第２のシェル３４カラー（中間部材）３５鍔形部４１切れ込み４２干渉逃げ凹部４３，４４結合筒部４５シールリング５１ダイアフラム６０変位変換器６３負圧室６４フィン６５センサボディ６６センサロッド６６ａ半球凸面７０固定電極７１カーボン電極７２可動電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンから排出される排気ガスの排出
流路の途中に配置されバルブケーシング内に弁軸で支持
されて回動自在な弁体を有し、前記バルブケーシングに
ブラケットを介してアクチュエータを取付け、該アクチ
ュエータの作動で前記弁体を閉じて前記排出流路を閉塞
させエンジンに負荷を与えた状態にて暖気を促進する車
両用の暖気バルブにおいて、前記アクチュエータを形成
するシェルの少なくとも一部と前記ブラケットとをダイ
カストで一体成形し、この一体成形をダイカスト法に適
した非鉄金属材料で行うことを特徴とする車両用の暖気
バルブ。
【請求項２】前記バルブケーシングと前記ブラケット
との結合部分に前記非鉄金属材料よりも軟化点が高い材
料からなる中間部材を介在させて、前記バルブケーシン
グと前記ブラケットとを締結したことを特徴とする請求
項１に記載の車両用の暖気バルブ。
【請求項３】前記弁軸には排気ガスが前記ブラケット
側へ流出するのを阻止する鍔形部を設けたことを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載の車両用の暖気バル
ブ。
【請求項４】前記バルブケーシングの直角に交差する
二面に亘って前記ブラケットを固定したことを特徴とす
る請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用の暖
気バルブ。
【請求項５】前記ブラケットと一体の前記シェルの部
分には放熱用フィンを設けたことを特徴とする請求項１
乃至請求項４のいずれかに記載の車両用の暖気バルブ。