JPH0211782B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、負圧制御弁に係り、特に電気信号を
負圧に変換する負圧制御弁に係る。

［従来の技術］ 車輌用エンジンの排気ガス再循環制御や空燃比
制御に於て、制御信号である電流の大きさを制御
作動流体圧である負圧の大きさに変換する負圧制
御弁が必要とされる。

この種の負圧制御弁として、負圧導入ポートと
負圧取出ポートとを有するケーシングと、前記ケ
ーシング内に設けられ該ケーシングと共働してそ
の一方の側に前記負圧導入ポートと負圧取出ポー
トを含むダイヤフラム室を郭定し且前記ダイヤフ
ラム室を大気へ開放する大気ポートを備えたダイ
ヤフラムと、前記ダイヤフラムに担持され該ダイ
ヤフラムが第一の位置にあるとき前記負圧導入ポ
ートを開いて前記大気ポートを閉じ前記ダイヤフ
ラムが前記第一の位置より前記一方の側へ変位し
た第二の位置にあるとき前記負圧導入ポートを閉
じて前記大気ポートを開く弁要素と、電気量を直
線変位量に変換する線型運動型電磁装置とを有
し、該線型運動型電磁装置によつてその電磁コイ
ルへ供給される電流の大きさに応じてそのムービ
ングコアに生ずる力によつてこれに直結された前
記ダイヤフラムを前記第二の位置より前記第一の
位置へ向う方向へ付勢するよう構成された負圧制
御弁が特開昭54−57227号公報に於て提案されて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の如き構成を有する負圧制御弁は、負圧導
入ポートに供給される負圧の大きさの範囲内に
て、その負圧の変動に拘らずリニアソレノイドの
電磁コイルへ供給される電流の大きさに対応した
負圧を負圧取出ポートより取出すことができると
いう利点を有する。しかし、線型運動型電磁装置
のムービングコアは通常かなり大きな質量を有す
る鉄等の磁性体よりなつているので、上記の如く
ムービングコアがダイヤフラムと直結されて一体
となつて動く構成に於ては、前記負圧導入ポート
と前記大気ポートとを交互に開閉しつつ負圧を制
御するためのダイヤフラムの振動的往復動に於け
る運動体の質量が大きくなり、上記のポート開閉
を細かい周期にて行うことが困難であり、特に負
圧値を変更する過渡時に制御にハンチングが生じ
て制御応答性が悪化する恐れがある。

本発明は、上記の公知の負圧制御弁に於ける上
記の如き問題に鑑み、この点に関し改良された負
圧制御弁を提供することを課題としている。

［課題を解決するための手段］ かかる課題を解決するため、本発明は、負圧導
入ポートと負圧取出ポートとを有するケーシング
と、前記ケーシング内に設けられ該ケーシングと
共働してその一方の側に前記負圧導入ポートと負
圧取出ポートを含むダイヤフラム室を郭定し且前
記ダイヤフラム室を大気へ開放する大気ポートを
備えたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムに担持
され該ダイヤフラムが第一の位置にあるとき前記
負圧導入ポートを開いて前記大気ポートを閉じ前
記ダイヤフラムが前記第一の位置より前記一方の
側へ変位した第二の位置にあるとき前記負圧導入
ポートを閉じて前記大気ポートを開く弁要素と、
電気量を直線変位量に変換する線型運動型電磁装
置とを有する負圧制御弁に於て、前記ダイヤフラ
ムを前記第二の位置より前記第一の位置へ向かう
方向へ付勢するばねを設け、前記ばねを前記ダイ
ヤフラムと前記線型運動型電磁装置の可動子の間
に受けるようにすることを提案するものである。

上記の如き本発明による負圧制御弁の構成によ
れば、ダイヤフラムを前記第二の位置より前記第
一の位置へ向う方向へ付勢する力は一つのばねに
より与えられ、このばねがダイヤフラムに作用す
るばね力の大きさが線型運動型電磁装置により制
御されることとなるので、ダイヤフラムと共に運
動する慣性質量は小さい値に保たれ、ダイヤフラ
ムの振動的往復動による負圧の制御は迅速に行わ
れ、応答性の高い負圧制御弁を得ることができ
る。

［実施例］ 以下に添付の図を参照して本発明を実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図は本発明による負圧制御弁の一つの実施
例を示す縦断面図である。負圧制御弁は筒状のケ
ーシング１を有しており、該ケーシングは互いに
締結されたソレノイドカバー２と弁室部材３とエ
ンドカバー４とにより構成されている。ケーシン
グ１内には弁室部材３とエンドカバー４との接合
部にてダイヤフラム５が取付けられており、該ダ
イヤフラムはその一方の側、即ち図にて上方にソ
レノイドカバー２と共働してダイヤフラム室６
を、またその他方の側に、即ち図にて下方にエン
ドカバー４と共働して大気開放室７を各々郭定し
ている。大気開放室７はエンドカバー４に設けら
れた孔８を経て大気に開放されている。孔８には
エアフイルタ９が取付けられている。ダイヤフラ
ム室６の中央部には管部材１０が配置されてお
り、この管部材１０はソレノイドカバー２に固定
され、一端にてダイヤフラム室６に開口し、他端
にてケーシング１外に開口し、負圧導入ポート１
１を構成している。また弁室部材３にはダイヤフ
ラム室６に連通する負圧取出ポート１２が形成さ
れている。

ダイヤフラム５はその中央部にて弁担持部材１
３を担持している。弁担持部材１３は内部に室１
４を有しており、この室１４は一方にて孔１５を
ダイヤフラム室６に、また他方にて孔１６を経て
大気開放室７に各々連通している。室１４内には
弁要素１７がケーシング１の軸線方向に、即ち図
にて上下方向に移動可能に設けられている。弁要
素１７はダイヤフラム５が図示されている如き位
置（第一の位置）にある時には圧縮コイルばね１
８のばね力により室１４の一端面が構成する弁座
１９に当接して孔１５を閉じるようになつてい
る。また弁要素１７はダイヤフラム５が第一の位
置にある時には管部材１０の前記一端に比較的小
さい間隙をおいて対向し、負圧導入ポート１１を
開くようになつている。

ソレノイドカバー２内にはリニアソレノイド２
０が構成されている。リニアソレノイド２０は、
ソレノイドカバー２に固定された円筒状の電磁コ
イル２１及びステータコア２２と、ステータコア
２２の案内軸部２３に取付けられたブツシユ２４
に案内されて図にて上下方向に移動可能な筒状の
ムービングコア（可動子）２５と、ソレノイドカ
バー２に固定されたヨーク部材２６とを有してい
る。ムービングコア２５はその先端部に固定的に
取付けられたばね受け部材２７とソレノイドカバ
ー２に固定されたばね受け部材２８との間に取付
けられた圧縮コイルばね２９のばね力により図に
て下方へ付勢されている。

リニアソレノイド２０は電磁コイル２１に供給
される電流により励磁し、ソレノイドカバー２、
ヨーク部材２６、ムービングコア２５、ステータ
コア２２を通る磁力線を生じ、電磁コイル２１に
供給される電流に応じてムービングコア２５を圧
縮コイルばね２９の作用に抗して図にて上方へ駆
動するようになつている。

弁担持部材１３とばね受け部材２７との間には
圧縮コイルばね３０が弾装されている。この圧縮
コイルばね３０は弁担持部材１３と共にダイヤフ
ラム５を図にて下方へ付勢している。

圧縮コイルばね１８は非常に小さいばね定数の
ばねにより構成されており、このため弁要素１７
は、実質的には圧縮コイルばね３０がダイヤフラ
ム５に与えるばね力とダイヤフラム室６と大気開
放室７の圧力差によりダイヤフラム５に与えられ
る力との平衡関係に応じて駆動され、その圧力差
による力が圧縮コイルばね３０のばね力より小さ
い時には、換言すればダイヤフラム室６内の負圧
が小さい時にはダイヤフラム５は図示されている
如き第一の位置にあり、弁要素１７は弁座１９に
着座してダイヤフラム室６と大気開放室７との連
通を遮断し、管部材１０の先端部より離れて負圧
導入ポート１１をダイヤフラム室６内へ向けて開
いている。これに対し前記圧力差によりダイヤフ
ラム５に与える力が圧縮コイルばね３０のばね力
より大きい時には、換言すればダイヤフラム室６
内の負圧が大きい時にはダイヤフラム５が圧縮コ
イルばね３０を撓ませながら図にて上方へ変位
し、弁要素１７は管部材１０の先端部に当接して
負圧導入ポート１１を閉じ、また弁座１９より離
れてダイヤフラム室６と大気開放室７とを連通
し、ダイヤフラム室６内の負圧をブリードするよ
うになる。

上述の如く弁要素１７が作動することにより、
ダイヤフラム室６内の負圧は圧縮コイルばね３０
がダイヤフラム５に与えるばね力に応じた値に維
持される。圧縮コイルばね３０のばね力は可動ば
ね受け部材２７が図にて下方にある時ほど大きく
なり、これとは反対に可動ばね受け部材２７が図
にて上方にある時ほど小さくなる。可動ばね受け
部材２７はムービングコア２５に接続され、電磁
コイル２１に与えられる電流に応じて図にて上方
へ移動するから、この弁装置の平衡値は電磁コイ
ル２１に与えられる電流が大きい程小さくなり、
ダイヤフラム室６の負圧の安定値はそれに応じて
小さくなる。これにより電磁コイル２１に与えら
れる電流の増大に応じて減少する負圧が負圧取出
ポート１２より取出される。

第２図は本発明による負圧制御弁の他の一つの
実施例を示している。尚、第２図に於て第１図に
対応する部分は第１図に付した符号と同一の符号
により示されている。第２図に示された実施例に
於ては、ムービングコア２５は電磁コイル２１に
与えられる電流の増大に応じて図にて下方へ駆動
され、圧縮コイルばね３０のばね力を増大するよ
うになつており、またムービングコア２５は電磁
コイル２１の内周部に取付けられたブツシユ２４
に案内されて図にて上下方向へ移動するようにな
つている。

この実施例に於ては、弁装置の平衡値は電磁コ
イル２１に供給される電流の増大に応じて増大す
る。

また第３図は本発明のよる負圧制御弁の更に他
の一つの実施例を示している。この実施例に於て
は、負圧制御弁のケーシング５０はソレノイドカ
バー５１とエンドカバー５２とエンドキヤツプ５
３とにより構成されている。ケーシング５０内に
はエンドカバー５２とエンドキヤツプ５３との接
合部にダイヤフラム５４が取付けられており、該
ダイヤフラムはその一方の側に、即ち図にて上方
にエンドキヤツプ５３と共働してダイヤフラム室
５５を、またその他方の側に、即ち図にて下方に
エンドカバー５２と共働して大気開放室５６を
各々郭定している。大気開放室５６はエンドカバ
ー５２に設けられた孔５７、エアフイルタ５８を
経てエンドカバー５２内の室５９に連通してい
る。室５９は図示されていない開口を経て大気中
に開放されている。エンドキヤツプ５３には負圧
導入ポート６０と負圧取出ポート６１とが形成さ
れている。負圧導入ポート６０はエンドキヤツプ
５３に形成された室６２及びエンドキヤツプ５３
に取付けられた管部材６３を経てダイヤフラム室
５５に連通しており、また負圧取出ポート６１は
直接にダイヤフラム室５５に連通している。

ダイヤフラム５４はその中央部にて弁担持部材
６４を担持している。弁担持部材６４は一方にて
孔６６を経てダイヤフラム室５５に、また他方に
て孔６７を経て大気開放室５６に各々連通してい
る。室６５内には弁要素６８がケーシング５０の
軸線方向に、即ち図にて上下方向に移動可能に設
けられている。弁要素６８はダイヤフラム５４が
図示されている如き位置にある時には圧縮コイル
ばね６９のばね力により室６５の一端面が構成す
る弁座７０に当接して孔６６を閉じるようになつ
ている。また弁要素６８はダイヤフラム５４が図
示されている如き位置にある時には管部材６３の
先端部に比較的小さい間隙をおいて対向し、管部
材６３をダイヤフラム室５５に対し開くようにな
つている。

弁担持部材６４とエンドキヤツプ５３との間に
は圧縮コイルばね７１が取付けられており、この
圧縮コイルばね７１は弁担持部材６４と共にダイ
ヤフラム５４を図にて下方へ付勢している。ソレ
ノイドカバー５１内には第１図に示されたリニア
ソレノイドと実質的に同一のリニアソレノイド７
２が構成されている。リニアソレノイド７２は、
ソレノイドカバー５１に固定された円筒状の電磁
コイル７３及びステータコア７４と、図にて上下
方向に移動可能なムービングコア７５と、ソレノ
イドカバー５１に固定的に取付けられたヨーク部
材７６とを有している。ムービングコア７５には
軸７７が固定的に取付けられており、この軸７７
はステータコア７４にその軸線方向に移動可能に
係合している。ムービングコア７５は軸７７とヨ
ーク部材７６に固定されたブツシユ７８に案内さ
れて図にて上下方向に移動する。

軸７７の先端にはばね受け部材７９が固定され
ており、このばね受け部材７９とソレノイドカバ
ー５１に固定されたばね受け部材８０との間には
圧縮コイルばね８１が設けられており、この圧縮
コイルばね８１はムービングコア７５を図にて上
方へ付勢している。圧縮コイルばね８２は圧縮コ
イルばね７１より小さいばね力のばねにより構成
されている。

リニアソレノイド７２は電磁コイル７３に供給
される電流により励磁し、エンドカバー５２、ヨ
ーク部材７６、ムービングコア７５、ステータコ
ア７４を通る磁力線を形成し、電磁コイル７３に
与えられる電流に応じてムービングコア７５を圧
縮コイルばね８１の作用に抗して図にて下方へ駆
動するようになつている。

またエンドカバー５２の室５９にはもう一つの
ばね受け部材８３が設けられており、このばね受
け部材８３とばね受け部材７９との間に圧縮コイ
ルばね８２が取付けられている。ばね受け部材８
３は中央部に設けられた軸部８４にてエンドカバ
ー５２に設けられた貫通孔８５を貫通し、その先
端部にて弁担持部材６４に係合し、圧縮コイルば
ね８２のばね力を弁担持部材６４へ伝達するよう
になつている。

圧縮コイルばね６９は非常に小さいばね定数の
ばねにより構成されており、このため弁要素６８
は実質的には、圧縮コイルばね７１がダイヤフラ
ム５４に与えるばね力と、圧縮コイルばね８２が
ダイヤフラム５４に与えるばね力と、ダイヤフラ
ム室５５と大気開放室５６の圧力差によりダイヤ
フラム５４に与えられる力との平衡関係に応じて
駆動され、その圧力差による力が圧縮コイルばね
７４のばね力と圧縮コイルばね８２のばね力との
差より小さい時には、換言すればダイヤフラム室
５５の負圧が小さい時には、ダイヤフラム５４は
図示されている如き位置にあり、弁要素６８は弁
座７０に着座してダイヤフラム室５５と大気開放
室５６との連通を遮断し、また管部材６３より離
れて負圧導入ポート６０をダイヤフラム室５５に
向けて開いている。これに対し前記圧力差により
ダイヤフラム５４に与えられる力が圧縮コイルば
ね７１のばね力と圧縮コイルばね８２のばね力と
の差より大きい時には、即ちダイヤフラム室５５
内の負圧が大きい時にはダイヤフラム５４が図に
て上方へ移動し、弁要素６８は管部材６３に当接
して負圧導入ポート６０を閉じ、また弁座７０よ
り離れてダイヤフラム室５５と大気開放室５６と
を連通し、ダイヤフラム室５５の負圧をブリード
するようになる。

上述の如く弁要素６８は作動することにより、
ダイヤフラム室５５内の負圧は圧縮コイルばね７
１がダイヤフラム５４に与えるばね力と圧縮コイ
ルばね８２がダイヤフラム５４に与えるばね力と
の差に応じた値に維持される。圧縮コイルばね７
１がダイヤフラム５４に与えるばね力は実質的に
一定であるが、圧縮コイルばね８２がダイヤフラ
ム５４に与えるばね力はばね受け部材７９の軸線
方向位置により決まり、そのばね受け部材７９が
図にて下方にある時ほどそのばね力が低下し、前
記ばね力の差は大きくなる。即ち、ばね受け部材
７９が下方にある時ほど圧縮コイルばね７１の実
効ばね力が大きくなり、それに応じて弁要素６８
の平衡値が大きくなり、ダイヤフラム室５５の負
圧の安定値が大きくなる。ばね受け部材７９はム
ービグコア７５により電磁コイル７３に与えられ
る電流の増大に応じて降下するから、前記弁要素
の平衡値は電磁コイル７３に与えられる電流の増
大に応じて増大するようになる。従つて、電磁コ
イル７３に与えられる電流に応じた負圧が負圧取
出ポート６１より取出される。

尚、上述した何れの実施例に於ても、ばね受け
部材２７或いは７９をリニアソレノイドにより駆
動したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、それらばね受け部材の駆動はリニアモータ等
のその他の線型運動型電磁装置により駆動されて
もよい。

本発明による負圧制御弁にあつては、線型運動
型電磁装置によりばね力を変化されるばねがダイ
ヤフラムに与えるばね力と負圧によりダイヤフラ
ムに与えられる力との平衡関係に応じて負圧を制
御するようになつているから、上述の如き電磁弁
式やリニアソレノイド弁式の負圧制御弁に比して
ブリード空気量が少なく、これにより弁装置に組
込まれるエアフイルタの清掃サイクルが従来のも
のに比して長くなり、また損失負圧量が少なく、
負圧源をバキユームポンプとした場合、そのバキ
ームポンプの容量を従来に比して小さくできる。
またデユーテイレシオ制御による電磁弁式の負圧
制御弁に比して弁要素の切換作動回数が少なくな
り、これにより弁装置の作動耐久性が向上する。
また、ダイヤフラムに作用する力の平衡関係に応
じて負圧を調節するからリニアソレノイド弁式の
負圧制御弁に比して高精度の負圧制御を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は各々本発明による
負圧制御弁の実施例を示す縦断面図である。 １……ケーシング、２……ソレノイドカバー、
３……弁室部材、４……エンドカバー、５……ダ
イヤフラム、６……ダイヤフラム室、７……大気
開放室、８……孔、９……エアフイルタ、１０…
…管部材、１１……負圧導入ポート、１２……負
圧取出ポート、１３……弁担持部材、１４……
室、１５，１６……孔、１７……弁要素、１８…
…圧縮コイルばね、１９……弁座、２０……リニ
アソレノイド、２１……電磁コイル、２２……ス
テータコア、２３……案内軸部、２４……ブツシ
ユ、２５……ムービングコア、２６……ヨーク部
材、２７，２８……ばね受け部材、２９，３０…
…圧縮コイルばね、５０……ケーシング、５１…
…ソレノイドカバー、５２……エンドカバー、５
３……エンドキヤツプ、５４……ダイヤフラム、
５５……ダイヤフラム室、５６……大気開放室、
５７……孔、５８……エアフイルタ、５９……
室、６０……負圧導入ポート、６１……負圧取出
ポート、６２……室、６３……管部材、６４……
弁担持部材、６５……室、６６，６７……孔、６
８……弁要素、６９……圧縮コイルばね、７０…
…弁座、７１……圧縮コイルばね、７２……リニ
アソレノイド、７３……電磁コイル、７４……ス
テータコア、７５……ムービングコア、７６……
ヨーク部材、７７……軸、７８……ブツシユ、７
９，８０……ばね受け部材、８１，８２……圧縮
コイルばね、８３……ばね受け部材、８４……軸
部、８５……貫通孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 負圧導入ポートと負圧取出ポートとを有する
   ケーシングと、前記ケーシング内に設けられた該
   ケーシングと共働してその一方の側に前記負圧導
   入ポートと負圧取出ポートを含むダイヤフラム室
   を郭定し且前記ダイヤフラム室を大気へ開放する
   大気ポートを備えたダイヤフラムと、前記ダイヤ
   フラムに担持され該ダイヤフラムが第一の位置に
   あるとき前記負圧導入ポートを開いて前記大気ポ
   ートを閉じ前記ダイヤフラムが前記第一の位置よ
   り前記一方の側へ変位した第二の位置にあるとき
   前記負圧導入ポートを閉じて前記大気ポートを開
   く弁要素と、前記ダイヤフラムを前記第二の位置
   より前記第一の位置へ向かう方向へ付勢するばね
   と、電気量を直線変位量に変換する線型運動型電
   磁装置とを有し、前記ばねは前記ダイヤフラムと
   前記線型運動型電磁装置の可動子との間に受けら
   れていることを特徴とする負圧制御弁。