JPS628470Y2

JPS628470Y2 -

Info

Publication number: JPS628470Y2
Application number: JP1979087527U
Authority: JP
Priority date: 1979-06-26
Filing date: 1979-06-26
Publication date: 1987-02-27
Also published as: JPS565877U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、機関排気系に２次空気を供給して排
気ガス中の有害成分を除去するときに用いられる
２次空気制御弁等として用いられる流体制御弁に
関するものである。

従来、自動車の排気浄化においては、機関排気
ガス中に２次空気を供給して排気ガス中の有害成
分を除去する方法がとられており、その２次空気
量を適切に保つため、必要に応じて２次空気制御
弁にて空気の供給を停止したり、供給量を制限し
ている。その際、一般には２次空気制御弁にダイ
ヤフラムを用いて２次空気が必要なときには機関
の吸気管負圧をダイヤフラムの圧力室に印加して
弁を駆動し、空気通路を開けることにより２次空
気を供給し、不必要なときには前記圧力室に大気
圧を供給し、ばねの力を利用して弁を駆動し、空
気通路を閉め、空気供給を停止していた。

しかしながら、上記のような２次空気制御弁で
は、例えば機関高負荷時には吸気管負圧が不足
し、ばねに打勝つて弁を駆動し得るに足る力が出
なかつたり、あるいは機関が高地で使用される場
合等には空気密度が低下して、吸気管負圧が低下
し、弁の駆動に支障をきたす等の問題があり、か
つまた弁の駆動を速かに実施する必要がある場合
も、ダイヤフラムの圧力室に印加する負圧がばね
に打勝つに足りる圧力に達するまでに時間遅れが
あり、排気浄化の点で不都合があつた。また、第
２図に示すごとく、ハウジング２１′とカバー１
６′にダイヤフラム１５′の周縁を挾持し、かつそ
の中央部に弁軸２３′を取り付けて、保持板１
７′，１８′により固定した従来周知の流体制御弁
においては、破線で示すようなダイヤフラムの逆
転（反転）が発生して、ダイヤフラムの耐久寿命
を著しく阻害していた。

本考案は、上記の不都合を解消するために、２
次空気制御弁等の流体制御弁において、ばねを廃
止し、かつダイヤフラム両面の圧力が反転するダ
イヤフラムを隔壁とする２つの圧力室を形成し
て、弁の開放時および閉塞時のいづれの場合でも
吸気負圧を利用して弁を駆動させることにより負
圧が小さくても弁を作動させることができまたダ
イヤフラムの周縁を挾持するハウジングとカバー
の各々の内径およびダイヤフラムの中央部を挾持
する２つの保持板の各々の外径をそれぞれ異なら
せ、カバーまたはハウジングのいづれかと保持板
の一方とを断面がＲを有する形状にしてダイヤフ
ラムを自由状態で波形に形成することによりダイ
ヤフラムの反転を生じさせないような小型で軽量
の簡単な構造の流体制御弁を提供することを目的
とするものである。

以下本考案を図に示す実施例について説明す
る。第１図において、１は２次空気制御弁であつ
て、エアポンプ３が吐出する空気を流入孔１０か
ら弁２２により逃し孔１２または機関２の排気系
８へ２次空気として噴射させる噴射孔１１へ切替
えることができる。前記弁２２を作動する軸２３
は、ハウジング２１の軸受２４により軸方向に移
動可能であり、その一端にダイヤフラム１５を保
持板１７，１８と共に固定している。ダイヤフラ
ム１５の周縁は、ハウジング２１とカバー１６で
挾持され、これらによりダイヤフラム１５の両側
に圧力室１９と２０が形成される。一方の圧力室
１９を形成するカバー１６には圧力導入パイプ１
３が取り付けられ、他方の圧力室２０を形成する
ハウジング２１においては、圧力導入パイプ１４
が取り付けられ、軸２３の部分がベロー２５によ
り気密保持されている。圧力導入パイプ１３，１
４のそれぞれには、機関２の吸気管９の負圧また
は大気圧が圧力切替装置４における電磁弁４ａ，
４ｂを介して供給される。したがつて、ダイヤフ
ラム１５の両面の圧力が反転して供給される。圧
力切替装置４には、コントローラ５からの信号が
送られ、該コントローラ５には、電源７が接続さ
れると共に、機関の運転条件を示す信号、例えば
車速、水温、機関回転数、負荷、排気組成等を感
知するセンサー６からの信号が送られる。

なお、ダイヤフラム１５は、第３図および第４
図に示すごとく、曲率半径R₂及びR₃が連続した
波形形状にするために、カバー１６とハウジング
２１の内径D₁およびD₂、保持板１７，１８の外
径D₃およびD₄のそれぞれを異つた数値に選択
し、さらにカバー１６またはハウジング２１のダ
イヤフラム１５の挾持部に形成したＲ形状の半径
R₁とこのＲ形状に対向するダイヤフラム１５に
形成したＲ形状の半径R₂、そして保持板１７，
１８の一方に形成したＲ形状の半径R₄とこのＲ
形状に対向するダイヤフラムに形成したＲ形状の
半径R₃をそれぞれ近接した数値に選択してい
る。さらに、ダイヤフラムの変動を最も効果的に
保持することができるようカバーの突出量（D2
−D1）を曲率半径R₂の中心点よりも内方側とし
ている。また保持板１８の突出量（D4−D3）を
曲率半径R₃の中心点よりさらに外方まで突出す
るようにしている。第３図においては、カバー１
６と保持板１８にＲ形状部を形成し、第４図にお
いてはハウジング２１と保持板１７にＲ形状部を
形成している。

上記構成において本考案の作用を説明する。エ
アポンプ３からの２次空気を機関２の排気系８へ
噴射する場合には、機関の条件を検知したセンサ
ー６からの信号によるコントローラ５からの指令
により負圧切替装置４の電磁弁４ａのみに通電し
て、機関２の吸気管９の負圧を圧力室１９へ導入
し、圧力室２０へは電磁弁４ｂを介して大気を導
入させる。これにより、ダイヤフラム１５が上方
に移動し、軸２３と共に弁２２は上方に引上げら
れ、エアポンプ３からの２次空気が噴射孔１１よ
り機関２の排気系８へ噴射される。この場合、電
磁弁４ａ，４ｂにより両圧力室１９，２０へ異な
つた負圧を供給するか又は絞り等を介して負圧の
伝達速度を制御すれば、弁２２の開度が調節され
て２次空気の噴射量を制御することができる。ま
た、２次空気の噴射を停止する場合には、電磁弁
４ｂのみに通電して圧力室１９を大気へ導通し、
電磁弁４ｂを介して圧力室２０へ吸気負圧を導入
させれば、ダイヤフラム１５が下方に移動し、第
１図に示す状態に弁２２が作動して、エアポンプ
３からの空気を逃し孔１２から逃すように作用さ
せることができる。すなわち、本実施例において
はまずダイヤフラム１５の両側に圧力差が出じ、
その差圧に基づいてダイヤフラム１５が変位し、
その変位を保持板１７，１８を介し軸２３に伝
え、それにより弁２２を駆動するようになる。そ
のため本実施例においてはダイヤフラムが差圧に
基づき大幅に上方側、下方側へ変動することにな
る。

しかしながら、本実施例においてはダイヤフラ
ム１５が２つの断面円弧部を連続して形成される
波形形状をなしているので、ダイヤフラム１５に
作用する荷重がダイヤフラム１５のどの位置にお
いても複数方向に分散されることにる。例えば、
２つの断面円弧部の間に平面部が存在するもので
は、その平面部に荷重が集中することになり、ダ
イヤフラムの配損の恐れがあるが、本実施例のも
のでは上述の如く円弧部が連続して形成されてい
るので、極めて剛性の高いものとなつている。

また、本実施例ではハウジング１６のダイヤフ
ラム中心側への突出端が、ダイヤフラム１５の曲
率半径R₂の中心点よりさらにダイヤフラム中心
側に突出しており、また保持板１８のダイヤフラ
ム外縁側への突出端もダイヤフラム１５の曲率半
径R₃の中心点よりさらにダイヤフラム外縁側に
突出している。そのため、差圧に基づいてダイヤ
フラムが変位したとしても、ダイヤフラムの円弧
部頂部は常にハウジング１６もしくは保持板１８
にて保持されることになるので、曲率半径R₂の
ダイヤフラムの円弧部において、円弧部の頂部よ
りダイヤフラム周縁部側にてダイヤフラムが屈曲
することがなく、また曲率半径R₃のダイヤフラ
ム円弧部において、円弧部の頂部よりダイヤフラ
ム中心部側にてダイヤフラムが屈曲することがな
い。従つて、常にダイヤフラムの波形状が保持さ
れ、ダイヤフラムに無理な力が作用することがな
いので、ダイヤフラムの破損を防止することがで
きる。なお、上記実施例では圧力室１９，２０に
負圧または大気圧を導入するようにしたが、負圧
または正圧、さらには正圧または大気圧を導入す
るようにしてもよい。さらにまた、いずれか一方
の圧力室１９または２０に、正圧と負圧を切替え
て導入してもよい。

以上述べたような本考案においては、二次空気
制御弁等の流体制御弁においてダイヤフラムの両
面の圧力が反転するようなダイヤフラムを隔壁と
する２つの圧力室を形成したのでダイヤフラムの
両面に負圧を印加することができ、小さな負圧で
も作動可能であるので、機関高負荷時、そして空
気密度が小さくなり機関出力を得るために平地よ
りもかなり吸気管負圧が小さくなる高地でも作動
可能であり、またダイヤフラムを周縁で挾持する
ハウジングまたはカバーと、中央部で挾持する保
持板のいずれか一方とを断面がＲを有する形状に
してダイヤフラムを自由状態で波形に形成したの
でダイヤフラムに負圧を印加してから作動するま
での応答性が改善され、ダイヤフラムに第２図に
示すような反転を生じることがなくダイヤフラム
の耐久寿命を改善することができ、小型で軽量な
簡単な構造の流体制御弁を得ることができるとい
う優れた効果がある。しかも、本考案ではダイヤ
フラムを２つの円弧部が連続した波形形状として
いるため、ダイヤフラムに作用する荷重を分散さ
せることができ、ダイヤフラム自身の剛性を大き
く向上させることができる。

また、ダイヤフラム周縁挟持部の断面円弧形状
部のダイヤフラム中心側への突出端を、周縁挟持
部に隣接するダイヤフラムの断面円弧形状部の曲
率半径中心点よりさらにダイヤフラムの中心側に
位置せしめ、さらに、ダイヤフラム中央挟持部の
断面円弧形状部のダイヤフラム外縁側への突出端
を、中央挟持部に隣接するダイヤフラムの断面円
弧形状部の曲率半径中心点よりさらに前記ダイヤ
フラムの外縁側に位置せしめているので、ダイヤ
フラムが変位した場合、ダイヤフラムの円弧部は
少なくともその挟持部から円弧部頂部に渡つて周
縁挟持部及び中央挟持部に常に保持されることに
なり、ダイヤフラム円弧部の頂部より挟持部側に
て屈曲することがない。よつて、常にダイヤフラ
ムの波形形状が保持され、ダイヤフラムに無理な
力が作用することがないので、ダイヤフラムの破
損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の流体制御弁の実施例である２
次空気制御弁の断面図、第２図は従来の流体制御
弁のダイヤフラム部分の断面図、第３図は本考案
の流体制御弁のダイヤフラム部分の断面図、第４
図はダイヤフラム部分の他の実施例を示す断面図
である。１……２次空気制御弁、１５……ダイヤフラ
ム、１６……カバー、１７，１８……保持板、１
９，２０……圧力室、２１……ハウジング、２３
……軸。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ダイヤフラムに印加される圧力により弁を駆動
させて流体通路を切換える流体制御弁において、
カバーとハウジングによりダイヤフラムを隔壁と
してダイヤフラム両側の圧力が反転する２つの圧
力室を形成し、前記ダイヤフラムの周縁を挟持す
るカバーとハウジングのそれぞれの内径を異なわ
せるとともに、前記ダイヤフラムの中央部を挟持
する２つの保持板のそれぞれの外形を異ならせ、
前記各挟持部において前記カバー又はハウジング
のいずれか一方と、前記挟持板のいずれか一方と
を断面が円弧形状をなすとともに、その円弧形状
が互いに向い合う形状とし、前記ダイヤフラムを
自由状態で断面が２つの円弧部を連続して形成す
ることによつて前記各挟持部の円弧形状部に沿つ
た波形形状とし、且つ、前記周縁挟持部の断面円
弧形状部の前記ダイヤフラム中心側への突出端
を、前記周縁挟持部に隣接する前記ダイヤフラム
の断面円弧形状部の曲率半径中心点よりさらに前
記ダイヤフラムの中心側に位置せしめ、さらに、
前記中央挟持部の断面円弧形状部の前記ダイヤフ
ラム外縁側への突出端を、前記中央挟持部に隣接
する前記ダイヤフラムの断面円弧形状の曲率半径
中心点よりさらに前記ダイヤフラムの外縁側に位
置せしめたことを特徴とする流体制御弁。