JPS6020803Y2 - ３位置切換制御用アクチユエ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は３位置切替制御用アクチュエータに関する。

本考案は当初、ディーゼル機関における排気ガス浄化用
として近年脚光を浴びているパティキュレート トラッ
パの３位置切替用アクチュエータとして開発されたもの
であり、従って以下の説明もこれに沿ってなされるが、
本考案の用途は何らこれに限定されるものではなく、如
何なる種類及び型の３位置切替装置に対してもその３位
置を制御するアクチュエータとして適用できるものであ
る。

ディーゼル機関における排気ガス浄化装置として用いら
れるパティキュレート トラッパは一般に、作動時に排
ガス流から微粒物を集めるフィルタから構成される。

そしてこれらフィルタは一定時間使用すると微粒物が詰
り排気圧力が上昇しエンジン性能を低下させるため定期
的に正常作動状態に回復させてやる必要がある。

そのために一般には空気−燃料ノズルと点火手段とを含
む補助バーナ装置が設けられ、これらを必要に応じて作
動させることにより排ガス及びフィルタを、集積した微
粒物の燃焼温度まで加熱し、燃焼した微粒物をフィルタ
表面から取り除くようにしている。

フィルタをバーナにより燃焼中にも排気ガス浄化作用が
中断しないようにするために一般には排気管中に２個の
フィルタが並べて設けられ、それらを交互に燃焼するよ
うにしている。

従って、排気ガス流を一方のフィルタにのみ流す場合（
この場合には他方のフィルタはバーナにより燃焼せしめ
られ、その機能回復中である）、他方のフィルタにのみ
流す場合（前述の場合と逆）及び両フィルタに流す場合
（両フィルタとも機能が正常な場合）の３つの流路切替
えが必要である。

この３位置切替制御用として、例えばダイヤフラム式ア
クチュエータが用いられている。

しかしながら、従来の３位置切替用ダイヤプラム式アク
チュエータは２個の圧力作動室を必要とする複雑な構成
であり、従ってその作動制御もかなり複雑となっていた
。

本考案は斯かる点に鑑み、単一の圧力作動室により３位
置切替制御を可能にした簡易構造のダイヤプラム式アク
チュエータを提供せんとするものである。

以下、図面を参照して本考案の好ましい実施例につき説
明する。

第１図において、１はエンジン、２は排気管、３は微粒
子補集容器、４ａ、４ｂは容器３内に並置される２個の
微粒子補集用フィルタである。

容器３は仕切７により２つの室、Ａ室及びＢ室に分割さ
れる。

排気ガスは仕切り７に枢支される切替バルブ５によりＡ
室のみ、またはＡ、 Ｂ室両方、あるいはＢ室のみの３
種類に切替られる。

６は切替バルブ５を回転作動するロッドであり、必要に
応じてリンク機構等を介して、あるいは直接的にダイヤ
フラム装置１０の作動ロッド８に連結される。

ダイヤフラム装置１０はハウジング１１をダイヤフラム
１２により仕切った２つの室１３．１４を有する。

室１４は開口１５を介して大気に開放する大気室である
。

ダイヤフラム１２にはリテーナ１６を介してナツト１７
により作動ロッド８が固定される。

作動ロッド８は開口１５を貫通して外部に延びる。

室１３内にはダイヤフラム１２に初期ばね荷重を与える
第１スプリング１９が設けられ、リテーナ２０を介して
ダイヤフラム１２を常に大気圧室１４側に付勢している
。

更に室１３内にはハウジング１１に固定されるリテーナ
２１に係止するプレート２２を押圧する第２スプリング
２３が設けられる。

プレート２２は第２スプリング２３によって常にリテー
ナ２１に押し付けられるが、後述の如く作動ロッド８の
上端によって第２スプリング２３が圧縮する方向にも動
かされる。

室１３は導管２５を介して電磁弁装置３０に連結され、
その結果、室１３には電磁弁３０から３種類の圧力信号
が送られて来、ダイヤプラム１２、従って作動ロッド８
を３段階に作動せしめる。

この意味において、本考案に係るダイヤフラム装置１０
は単一の圧力作動室１３を有するにすぎない。

電磁弁装置３０はオリフィス３：、１を介して、負圧ポ
ンプ（図示せず）に連結される通路３２に２個の第１．
第２電磁弁３９．４０を設けることにより構成される。

電磁弁３９，４０にはオリフィス３７を介して連結され
る２個の第１．第２ブリード室３５，３８が形成され、
これら各室は夫々弁口４３．４４を介して通路３２に連
結される。

弁口４３．４４は夫々の電磁弁３９，４０の弁体３３，
３４によって開閉される。

室３５は開口４１により大気に開放する。

図示の実施例では、電磁弁３９は常閉弁、電磁弁４０は
常開弁を形成する。

以上の如く構成したアクチュエータは、次の如く作動す
る。

今、電磁弁３９がオンになると弁口４３が開放せしめら
れ通路３２に作用する負圧は室３５からの大気によって
ブリードされ、従って通路３２の圧力はほとんど大気圧
となる。

従ってダイヤフラム装置１０の圧力作動室１３の圧力も
大気圧となるので１、ロッド８は第１スプリング１９に
より下方へおしつけられる。

これは、第２図の圧力Ｐ１に相当する状態を示し、ロッ
ド８のストロークは０である。

この位置では切替バルブ５は第１図の実線位置を占め、
フィルタ４ａ側のみが通じる。

尚、第２図において、横軸は圧力作動室１３に作用する
圧力（負圧）Ｐを示し、縦軸はロッド８の移動ストロー
クＳを示す。

次に、電磁弁３９．４０が共にオフのとき弁口４３は閉
鎖し、弁口４４は開く。

従って通路３２内の負圧は弁口４４を介してエアブリー
ドされるが、しかしながら、この場合にはオリフィス３
７があるため減圧される。

即ち、通路３２内の負圧は大気によりブリードされるが
、オリフィス３７の存在によりそのブリードの割合は小
さく、従って負圧作動室１３には少しだけエアーブリー
ドされた負圧が作用する。

その結果、ダイヤフラム１２は第１スプリング１９に打
ちかつて上へもちあげられ、ロッド８の上端部がプレー
ト２２に当たり釣り合う。

尚、このときリテーナ２０はハウジング１１には末だ当
接していない。

この時の負圧値は、第２図における１２７点から１２７
点までに相当し、ばね荷重を適当に設定することにより
負圧Ｐ２′点からＰ２ｐｉ点までの近傍ではストローク
Ｓ２は変化しないようにすることができる。

この時、切替バルブ５は５′の位置にもたらされ、従っ
て排気ガスは両フィルタ４ａ、４ｂに流れる。

次に、電磁弁４０のみがオンになると、弁口４３．４４
は共に閉じられるので通路３２の負圧は負圧ポンプその
ものに等しく、従ってダイヤフラム室１３へは大きな負
圧がかかり、ダイヤフラム１２は第１スプリング１９及
び第２スプリング２３にも打ちかつてプレート２２を上
方に押し上げながらリテーナ２０がハウジング１１に当
接するまであるいは負圧の大きさが両スプリング１９゜
２３のばね荷重に釣り合うまで更に上昇する。

即ち、第２図における負圧Ｐ３においてロッド８をスト
ロークＳ３まで動かし、切替バルブ５を５“の位置にも
たらし、排気ガスが微粒子補集フィルタ４ｂ側に流れる
ようにする。

尚、切替バルブ５としては図示の如く、リンクを介して
回転する型のバルブの代りにポペット式のバルブが用い
られることもあるがその場合にも本考案を適用し得るこ
とはいうまでもない。

即ち、冒頭にも記載した通り、本考案のアクチュエータ
は作動ロッド８の３段階ストロークを必要とするような
いかなる種類の３位置切替制御用にも適用し得るもので
ある。

上述の実施例において、リテーナ２１は例えば溶接等に
よりハウジング１１に固着されるが、スプリング２３の
ばね力によって浮き上がることがない限り、単にスプリ
ング１９により押え付けるだけにすることも可能である
。

第３図は第１図の場合とは異なり、ダイヤフラム装置３
０を負圧作動式とする代りに正圧作動式とした場合の実
施例を示すものである。

第１図と対応する部品は第１図の部品番号にダッシュを
付して表わ腰その説明を省略する。

圧力作動室１３′は導管２５′を介して正圧源に連結す
る必要があるので、この実施例では電磁弁装置３０（第
３図には示さず）の通路３２はオリフィス３１を介して
エアポンプ等の正圧供給源に連結される。

第１図の場合とは作動が逆になるので、第１．第２スプ
リング１９’、２３’は大気圧室１４′側に配設される
。

第３図に示すダイヤフラム装置の作動は第１図のダイヤ
フラム装置の作動説明から容易に理解されよう。

即ち、第１の圧力段階では作動ロッド８′は固設したプ
レート８ａ′がプレート２２′に当接するまでダイヤフ
ラム１２′、従ってロッド８′は下降し、更に圧力が大
きくなるとロッド８′はプレートＳ ａ／によりスプリ
ング２３′に抗しながらプレート２２′を押し下げ圧力
作動室１３′の圧力がスプリング１９’、２３’のばね
荷重に釣り合うまであるいはリテーナ１６′がリテーナ
２１′に当接するまで下降する。

こうして第２図に示す如きストローク制御を達成する。

以上に記載した如く本考案によれば、ダイヤフラム装置
を単一の圧力作動室で構成しているので、２つの圧力作
動室を有する従来タイプに比し、構造が簡単になるのみ
ならず、シール箇所、特に作動ロッド周囲のシール箇所
が少なくてすみ、更にダイヤプラムの中立点がふらふら
し易すかった従来構造に比し、３位置とこてもスプリン
グと負圧によるプレロードがかかつているため、微少振
動を起こさないというすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るアクチュエータの一実施例を模式
的に示す図、第２図は第１図に示すダイヤプラム装置の
特性図、第３図は第１図の変形を示す部分図。 ８・・・・・・作動ロッド、１０・・・・・・ダイヤフ
ラム装置、１１・・・・・・ハウジング、１２・・・・
・・ダイヤフラム、１３・・・・・・圧力作動室、１４
・・・・・・大気圧室、１９・・・・・・第１スプリン
グ、２３・・・・・・第２スプリング、３０・・・・・
・電磁弁装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 作動ロンドを固定したダイヤプラムにより仕切られる大
   気圧室と圧力作動室との２室を有するハウジングを具え
   たダイヤプラム装置と、上記圧力作動室に連結され同一
   の圧力源から大きさの異なる３種類の圧力を選択的に作
   り出す圧力切換手段とを有し、上記ダイヤフラム装置の
   一方の室にはダイヤフラムに初期ばね荷重を付与する第
   １のスプリングとダイヤフラムの移動ストロークの中間
   で該ダイヤプラムに上記３種類の中間の圧力に釣り合う
   補足ばね荷重を付与する第２のスプリングとが配設され
   、上記圧力切換手段は圧力源からの圧力をブリードする
   第１の弁を具えた第１ブリード室と、該第１ブリード室
   にオリフィスを介して連結され第１の弁に比し上記オリ
   フィスに相当する分だけ少量のブリードを行う第２の弁
   を具えた第２ブリード室とを有し、以って、ダイヤプラ
   ムと一体的に移動する作動ロンドの移動ストロークを３
   段階に切替え得るようにした３位置切替制御用アクチュ
   エータ。