JPS5824688Y2

JPS5824688Y2 - 流体制御弁

Info

Publication number: JPS5824688Y2
Application number: JP10712579U
Authority: JP
Inventors: 計宏桜井; 孝夫大城; 弘己大槻; 響服部
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 1979-08-02
Filing date: 1979-08-02
Publication date: 1983-05-27
Also published as: JPS5625874U

Description

【考案の詳細な説明】本考案はエンジンの排気系に供給される二次空気の供給
、遮断を制御する流体制御弁に関するものである。

一般に流体制御弁では、流入口から流入する流体圧力が
吐出圧に対して相対的に高いときには、流体の圧力が弁
体に作用して弁体な押しつけるため、弁体が閉弁状態か
ら開弁状態に移行するのに大きな力を要し、場合によっ
ては開弁しなくなることもある。

そこで、従来より実公昭３９−２９８６４号公報に記載
の如く、弁体前後の圧力をバランスさせる技術が提案さ
れていた。

この従来技術は第３図の様に流体通路１００，１０１と
は隔離した部位にベローズ１０２を配設して、このベロ
ーズ１０２内部を圧力室１０３とし、シャフト１０４内
に形成された導圧通路１０５を介して弁体１０６の一面
１０６Ａ側の圧力をこの圧力室１０３内に導くようにな
っていた。

そのため、この従来のものでも弁体−面１０６入側に加
わる圧力を圧力室１０３の底面１０３Ａに加わる圧力で
打ち消すことができ、上述した点は解決できる。

しかしながら、この従来のものでは、流体通路１０１及
び圧力室１０３外面に加わる圧力が共に大気圧である時
には問題がないが、流体通路１０１内圧力が変動する様
な場合には、弁体他面１０６Ｂ側に加わる圧力と圧力室
１０３外面に加わる圧力との間に圧力差が生じ、この差
圧が弁体１０３内の円滑な動作を阻害してしまうという
問題があった。

特に、２次空気の切換え制御を行なう制御弁の様に、弁
体が流体通路１００，１０１の単なる開閉だけでなく、
流体通路を２次空気の流れを排気系側と大気側との２方
向に切換え制御するものニアッては、エアポンプの吐出
圧の変動に伴なって流入口の空気圧力が変動し、また、
排気系の圧力変動に伴なって吐出口内の圧力が変動して
しまう。

従って、この従来技術を２次空気流の流体制御弁に応用
することはほとんど不可能であった。

本案は上記点に鑑みて案出されたもので、エフポンプ吐
出圧や排気系の圧力がどの様に変動しても、常に弁体前
後の圧力差を打ち消すことができ、従って弁体を常に所
定力で円滑に移動させることができるようにすることを
目的とする。

この目的達成の為、本考案では次の構成を採用する０即ち、流入口と第１の吐出口とを連通ずる第１の連通口
と、流入口と第２の吐出口とを連通ずる第２の連通口と
を・・フランジ内に対向させて配設すると共に、この両
速通口間に弁体を介在させて、弁体の両面を用いて第１
．第２の連通口の開閉を行なうようにする。

そして、この弁体にアクチュエータの移動を伝えるシャ
フトをノ・フランジに摺動自在に支持する。

また、−・フランジ内のうち連通を挾んで弁体と対向す
る位置で４弗化エチレン樹脂製のベローズをシャフトに
固定し、かつ、このベローズによりシャフトの摺動支持
部を覆う様にする。

そして、このベローズの内部に弁体のうちベローズと対
向しない面側の流体圧力を導く導圧通路をシャフト内部
に形成する。

次に作用について説明する。

本考案では弁体のうちベローズと対向する面に加わる圧
力は、同様の圧力がベローズにも加わることによって打
ち消される。

また、弁体のうちベローズと対向しない面側の圧力は、
導圧通路を介して圧力室内にその圧力が導かれることに
よって打ち消される。

従って弁体に加わる圧力はその両面の圧力ともベローズ
の内外面によって打ち消され、弁体はその前後の圧力差
に係わらず、常に所定の小さな力で良好に駆動される。

そして、本考案によれば次の効果が奏せられる。

（１）ベローズによってシャフトの摺動支持部が覆われ
ている為、排気系より第１の吐出口を介して排気ガスが
逆流した様な場合であっても、その排気ガス中の水分や
煤等が直接摺動支持部に付着するのが防止される。

その結果、摺動支持部を常に清浄な状態に保つことがで
き、摺動支持部の摺動不良によって弁体の移動が阻害さ
れる様な事態を防止することができる。

（２）ベローズ式が・・フランジ内の流体通路中に配設
されるため、制御弁の全体形状を小型化することができ
る。

（３）ベローズが４弗化エチレン樹脂により形成されて
いるため、排気系により排気ガスが逆流してきたとして
も、排気ガス中の水分や有害成分によりベローズが腐食
することがない。

それゆえ、制御弁が長期間に渡って良好に作動する。

以下本考案を図に示す一実施例について説明する。

第１図に釦いて、第１０ノ・フランジ１は流入口２と第
１の吐出口３訃よびこれらを連通ずる第１の連通口４を
有し、第２の・・フランジ５は第２の吐出口６を有し、
両・・フランジ１，５に保持されたプレート７は流入口
２と第２の吐出口６とを連通ずる第２の連通口８を有す
る。

２つの連通口４゜８を貫通するシャフト９にはゴム製の
弁体１０を固とし、この弁体１０を２つの連通ロ４，８
間に配設している。

この弁体１０は、第１の吐出口３への流体流量を連続的
にしかも精度よく制御できるようにその下方がテーパ状
に形成されており、また第１或いは第２の連通口４，８
を閉じた際のシール性向上のために環状の第１．第２の
突起部１０ａ、１０ｂを有する。

シャフト９の移動に伴って伸縮するベローズ１１は例え
ばテフロンにて円筒状に形成され、第２図に示すように
上方にはシャフト９が嵌合される孔１１ａを有し、下方
にはフランジ部１１ｂを有し、さらに中間部には内側と
外側から交互に切込み１１ｃが入れられて軸方向に伸縮
自在になっている。

そしてこのベローズ１１は、孔１１ａがシャフト９の下
端側に気密的に嵌合されてシャフト９に係合するサーク
リップ１２とツースワッシャ１３とにより固定され、ま
たフランジ部１１ｂがカバー１４とホルダ１５とにより
気密的に保持されている。

シャフト９には、弁体１０の上方側の圧力をベローズ１
１内に形成された圧力室１６に導く導圧通路９ａが形成
されている。

弁体１０むよびシャフト９はスプリング１７により下方
に付勢されている。

シャフト９の最下端はカバー１４に固定されたブツシュ
１８に摺動自在に保持され、上端にはテーパ状部分を有
するプランジャ１９が連結されている。

プランジャ１９に対向して、テーパ状部分を有するステ
ータコア２０が設置され、ステータコア２０を囲んでコ
イル２１が配設され、ステータコア２０およびコイル２
１がヨーク２２とヨークエンドプレート２３とにより囲
まれている。

なお、２４はプランジャ１９を摺動自在に保持する非磁
性体製のブツシュ、２５はシール部材である。

ところで、弁体１０の有効受圧径は環状の突起部１０ａ
、１０ｂの径りで表わされる。

一方ベローズ１１の有効受圧径ｄは、本考案者らは実験
によれば（ｄ１＋ｄ２）であることがわかった。

ただし、ｄｌはベローズ１１の外径、ｄ２はベローズ１
１の内径である。

そこで本実施例では、Ｄ＝ｄとなるように弁体１０およ
びベローズ１１の寸法を設定して、弁体１０とベローズ
の各々の受圧面積を等しくしている。

上記構成にむいて、コイル２１に電流が印加されると、
磁界はステータコア２０からヨーク２２を通り、さらに
ヨークエンドプレート２３からプランジャ１９を通って
ステータコア２０へのルプを形威し、吸引力がプランジ
ャ１９とステータコア２００間に生ずる。

この吸引力により、シャフト９および弁体１０がプラン
ジャ１９とともにスプリング１Ｔの力とバランスする位
置までリフトし、流入口２からの流体は第１の吐出口３
にも供給される。

さらに電流を多く印加すればそれに伴って弁体１０がリ
フトして第１の吐出口３への流量が増え、さらにリフト
すると第２の突起部１０ｂがプレート７に当接して第２
の連通口８を閉じる。

ところで、図示の状態では流入口２側の圧力は導圧通路
９ａを介してベローズ１１内の圧力室１６に導かれてベ
ローズ１１に対して図の上向きに作用するため、流入口
２側の圧力が弁体１０に対して下向きに作用する力と方
向が逆になり、しかもベローズ１１と弁体１０の受圧面
積が等しいため、流入口２側の圧力による力はキャンセ
ルされる。

又第１の吐出口３の圧力は弁体１０には上向きに、ベロ
ーズ１１には下向きに各々作用し、またベローズ１１と
弁体１０の受圧面積が等しいため、第１の吐出口３側の
圧力による力もキャンセルされる。

しかるに各部の圧力の変動又はその大小にかかわらず、
第１の連通口４を開き始める際の力は一定にできる。

一方、弁体１０がフルストロークして第２の連通口８を
閉じた状態でも、第２の吐出口６側の圧力は弁体１０に
対して下向きに作用するとともに、この圧力は導圧通路
９ａを介してベローズ１１内の圧力室１６に導かれてベ
ローズ１１に上向きに作用するため、この圧力はキャン
セルされる。

同時に、流入口２側の圧力はベローズ１１の外側に作用
しかつ弁体１０の下側に作用するため上下逆方向の力と
なりキャンセルされる。

従ってこの時にも圧力の影響を受けることがない。

このように、弁体１０を作動させる際に各部の圧力の影
響は全く受けないため、弁体１０を開弁させる際の力が
一定となり、開弁遅れ等を防止することが可能となる。

本実施例のように、電流値を変えて弁体１０のリフト量
を連続的に制御するものに釦いて特に効果が犬である。

なお、この流体制御はエンジンの排気系に供給される二
次空気の制御弁として用いられるため、流入口２は図示
しないエンジンによって駆動される公知のエアポンプに
接続され、第１の吐出口３はエンジンの排気系に接続さ
れ、第２の吐出口６はフィルター等を介して大気に開放
される。

そして、弁体１０のリフト量に応じて排気系に供給され
る二次空気の量が制御される。

また、アクチェータとして電磁ソレノイドを用いたが、
例えばダイヤフラム式のアクチェータを用いることもで
きる。

さらに、本考案は流体通路を単に開閉する形式のものに
も適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図々示のベローズ１１の伸張状態を示す断面図、第３図
は従来の制御弁を示す断面図である。２．３．６・・・流体通路を形成する流入口および第１
．第２の吐出口、９・・・シャフト、９ａ・・・導圧通
路、１０・・・弁体、１１・・・ベローズ、１９〜２３
・・・アクチェータを構成するプランジャ、ステータコ
ア、コイル、ヨークむよびヨークエンドプレート。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

エアポンプに接続されたエアポンプより空気の供給を受
ける流入口・エンジンの排気系に接続され空気を二次空
気として排気系に導出する第１の吐出口・及び大気に開
放され空気を大気中に逃す第２の吐出口を有するノ・ウ
ジングと、このノ・ウジング内に形成され前記流入口・
第１の吐出口側を連通ずる第１の連通口と、前記・・ウ
ジング内にこの第１の連通口と対向して形成され前記流
入口・第２の吐出口間を連通ずる第２の連通口と、この
第２の連通口と前記第１の連通口との間に介在し第１第
２の連通口をその両面を用いて開閉する弁体と、こめ弁
体な移動させるシャフトと、前記ハウジングに配設され
このシャフトな摺動自在に支持する支持部と、前記シャ
フトを往復駆動するアクチュエータと、前記・・ウジン
グ内のうち前記第１の連通口もしくは前記第２の連通口
を挾んで前記弁体と対向する位置に配設されると共に前
記支持部を覆う様にして前記シャフトに固定され内部に
圧力室を形成する４弗化エチレン樹脂製のベローズと、
前記シャフト内に形成され前記弁体のうちこのベローズ
と対向しない面側の流体圧力室内に導く導圧通路とを有
する流体制御弁。