JPH0638162Y2 - ダイアフラム式アクチユエ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、たとえば自動車の四輪駆動と二輪駆動の駆動
切換機構等に用いられるダイアフラム式アクチュエータ
に関する。

（従来の技術） 従来、たとえば自動車の四輪駆動と二輪駆動の切換え制
御に用いられるダイアフラム式アクチュエータとして
は、たとえば第３図に示すような装置構成となってい
た。すなわち、100はダイアフラム式アクチュエータで
あり、このアクチュエータ100は中空のハウジング101内
部がダイアフラム102により２室103,104に区画形成され
ており、それぞれの室103,104に作動流体としての負圧
を導入するための一対の導入路105,106が設けられてい
る。この導入路105,106を制御弁107,108によって開閉制
御することによりダイアフラム102を作動させ、ダイア
フラム102に連結される作動ロッド109およびケーブル11
0を介して四輪駆動と二輪駆動の駆動切換機構111を作動
させていた。

（考案が解決しようとする問題点） しかし斯かる従来技術の場合には、ダイアフラム式アク
チュエータ100の他に制御弁107,108が必要となり、また
制御弁107,108とアクチュエータ100間の配管も必要で部
品点数が多く、また装置構成も複雑であった。またアク
チュエータ100および、制御弁107,108の取付スペース、
さらに配管レイアウト上のスペースを要し、勢い装置構
成が大型化してしまうという問題があった。特に自動車
のエンジンルーム等に配設される場合には取付スペース
の制約が大きく、装置構成の小型化が要請されている。

本考案は、上記した従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、制御弁等を
一体に組付けて複合化したダイアフラム式アクチュエー
タを提供し、もって装置構成の簡素化、小型化を図るこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案にあっては、中空の
ハウジング内部をダイアフラムにより２室に区画形成す
ると共に、それぞれの室に作動流体を導入する一対の導
入路を設け、該導入路のそれぞれを開閉制御してダイア
フラムを作動させるダイアフラム式アクチュエータにお
いて、前記一対の導入路を前記ハウジングの一方の室側
まとめてに配置すると共に、各導入路を開閉制御する各
制御弁を別々としてハウジングに一体に組付け、上記導
入路の一方をダイアフラムを隔てた他方側の室までダイ
アフラムの作動方向に延びるニップルにより構成し、該
ニップルが挿通可能な挿通孔をダイアフラムに設け、該
ダイアフラム両側の室間を密封状態に保持すべく挿通孔
に上記ニップルの外周面に摺動自在に密封接触するリッ
プを有するシール部材を設けたことを特徴とする。

（作用） 而して制御弁によって各導入路が開閉制御されてダイア
フラム両側の室内に作動流体が導入され、各室間の圧力
差によってダイアフラムが作動する。上記ニップルはダ
イアフラムの作動方向に延びているので、ダイアフラム
の作動が阻害されず、また両室間が、ニップルの外周面
に摺動自在に密封接触するリップを有するシール部材に
より密封状態に保持されているのでダイアフラムの作動
が正確になされる。一方制御弁を一体に組付けているの
で、各種装置に組込む場合にアクチュエータの他に制御
弁を用意する必要はない。

（実施例） 以下に本考案を図示の実施例に基づいて説明する。本考
案の一実施例に係るダイアフラム式アクチュエータを示
す第１図および第２図において、１は内部中空のハウジ
ングであり、このハウジング１は扁平な有底円筒状のア
ッパケース２とロアケース３とから構成されている。ア
ッパケース２とロアケース３はその口縁部をダイアフラ
ム４の外径側端部を挟んで重ね合わせてかしめ固定され
ていて、ダイアフラム４によってハウジング１内部を第
１室S₁および第２室S₂とに区画形成している。ダイアフ
ラム４の中央部両面にはリテーナ5,5が取付けられ、こ
のリテーナ5,5に作動ロッド６の一端が固定されてい
る。作動ロッド６が一方の第２室S₂に配設されていてダ
イアフラム４に対して直角方向に延びていて、その先端
は第３図に示した従来例と同様にケーブル110を介して
自動車の二輪駆動と四輪駆動の駆動変換機構111に作動
連結されている。

一方、ハウジング１にはダイアフラム４によって区画さ
れた各第1,第２室S₁，S₂に作動流体としてのインテーク
マニホールドからの負圧を導入する第1,第２導入路7,8
が設けられている。この導入路7,8はハウジング１の一
方の室S₁、本実施例にあっては作動ロッド６と反対側の
第１室S₁側にまとめて配置されている。すなわち、アッ
パケース２に第１室S₁に導入するための第１導入路７お
よび第２室S₂に導入するための第２導入路８が設けられ
ている。

第２導入路８はダイアフラム４を隔てた他方側の第２室
S₂まで延びるニップル９によって構成されている。この
ニップル９はダイアフラム４の作動方向、すわわちダイ
アフラム４に対して直交する方向に延びている。一方ダ
イアフラム４には、その両面に設けられたリテーナ5,5
を貫通してニップル９が摺動自在に挿通可能な挿通孔10
が穿設されている。さらにこのダイアフラム４の挿通孔
10の口縁には、ニップル９の外周面に摺動自在に密封接
触するシール部材11が設けられている。このシール部材
11は第１室S₁および第２室S₂側に傾斜して延びるリップ
11aを備えていて、第１室S₁と第２室S₂間の密封性を確
実にしている。

一方アッパケース２には上記第1,第２導入路7,8を開閉
制御する制御弁としての第1,第２ソレノイドバルブ12,1
3が別々の状態で設けられている。各ソレノイドバルブ1
2,13はアッパケース２の外面に組付けられている。一
方、ハウジング１のアッパケース２の外側には、このア
ッパケース２よりも深い有底円筒状の外装ケース14が取
付けられていて、この外装ケース14とアッパケース２と
の間に上記ソレノイドバルブ12,13等を収容する収容室
Ｔを構成している。この外装ケース14には、上記各ソレ
ノイドバルブ12,13にインテークマニホールドからの負
圧を導くための吸入ポート15および負圧を解放するため
の大気解放ポート16が設けられている。またロアケース
３側にもロアケース３を覆う三角錐状のケース30が取付
けられていて、このケース30と外装ケース14の口縁部が
かしめ固定されている。

上記負圧吸入ポート15には、傘形シールより成るチェッ
ク弁17が設けられていて、また大気解放ポート16にはダ
スト侵入防止用のフィルタ18が設けられている。

つぎに上記第1,第２ソレノイドバルブ12,13の配管系に
ついて説明する。ソレノイドバルブ12,13はそれぞれ、
３ポート（Ａ〜Ｆ）を備えていて、１つは負圧吸入ポー
ト15に、１つは大気解放ポート16に、さらに他の１つは
それぞれ第1,第２導入路7,8に接続されている。すなわ
ち、負圧吸入ポート15と、各ソレノイドバルブ12,13の
A,Dポートとが配管19,20によって接続され、さらに大気
解放ポート16と各ソレノイドバルブ12,13のB,Eポートと
が配管21,22によって接続されている。また第１室S₁側
への導入路７は上記第１ソレノイドバルブ12のＦポート
をそのまま接続して構成されており、さらに第２導入路
８を構成するニップル９がソレノイドバルブ13のＣポー
トと接続されている。

また23,24は上記各ソレノイドバルブ12,13に通電制御す
るための配線ケーブルおよびコネクタである。配線ケー
ブル23,23の他端は省略しているが、それぞれソレノイ
ドバルブ12,13のソレノイドに接続されるものである。

第２図には上記ソレノイドバルブ12,13の一例を示して
いる。すなわち一方の第１ソレノイドバルブ12を例にと
って説明する。図中12aはソレノイド12bに通電すること
によって吸引されるプランジャであり、通常はスプリン
グ12cによってＡポートを閉じる方向に付勢されてい
て、大気解放ポート16と接続されるＢポートと第２導入
路８とを連通している。而してソレノイド12bに通電す
るとプランジャ12aによってＢポートが閉塞されＡポー
トとＣポートとが連通状態となるようになっている。第
２ソレノイドバルブ13についても同様である。もっとも
制御弁としてはソレノイドバルブに限定されるものでは
なく、他のバルブにより制御するようにしてもよい。

上記構成のダイアフラム式アクチュエータにあっては、
インテークマニホールドからの負圧が負圧吸入ポート15
から導入され、まず、四輪駆動とする場合には、一方の
ソレノイドバルブ12に通電してバルブを開き、第２室S₂
に負圧を導入する。するとダイアフラム４は第１室S₁側
から第２室S₂側に向って押され作動ロッド６を介して図
示しない駆動切換機構が作動される。一方、二輪駆動と
する場合には、ソレノイドバルブ12の通電を切って大気
解放ポート16から配管21およびＢポートを介して大気を
第２室S₂に導入し、一方他方のソレノイドバルブ13に通
電して第１室S₁に負圧を導入する。その結果ダイアフラ
ム４は第２室S₂側から第１室S₁側に向って押され、作動
ロッド６が第１室S₁側に引張られて駆動変換機構が作動
され、二輪駆動に切換る。

上記ダイアフラム４作動時において、ダイアフラム４の
挿通孔10に挿入されたニップル９がダイアフラム４に対
して相対移動する。ニップル９はダイアフラム４の作動
方向に配設されているので、ダイアフラム４の移動が阻
害されることはない。また第１室S₁と第２室S₂間はシー
ル部材11によって良好な密封状態に維持される。さらに
作動時、ダイアフラム４が径方向にずれたりしても、シ
ール部材11のリップ11aの追随性により、密封性が損な
われることがなく、良い密封状態で保持されることにな
る。そして、ダイアフラム４には単にニップル９を挿通
可能な挿通孔10を設けているだけなので開口面積が小さ
くて済み、また挿通孔10に設けられているニップル９の
外周面に摺動自在に密封接触するリップ11aにより挿通
孔10の部分を密封していることから、その挿通孔10とニ
ップル９との摺動抵抗が小さくなる。従って、ダイアフ
ラム４の作動がスムーズでかつ正確になされる。

このようにハウジング１の一方側に第1,第２導入路7,8
をまとめて配置させたので直径はダイアフラム４の直径
と同じ程度にコンパクトに構成することができ、さらに
その長さは略ソレノイドバルブ12,13を配設する空間と
なるので、コンパクトなアクチュエータが実現できる。
このように、装置構造がコンパクト、即ち全体的にまと
まりのある構造になることから、構造的に外部からの力
に対して強くなるので、特に自動車のエンジンルーム等
の振動が生じるところに配設したとしても、振動するこ
とがなく、耐久性が向上する。また各ソレノイドバルブ
12,13は、別々の状態でハウジング１の一方側に組付け
ることから、組付ける際、組付ける位置に制約を受ける
ことがないので、製作が容易である。

さらに自動車のエンジンルームに配設した場合に制御弁
等を別に必要とすることなく、さらにアクチュエータ自
体も小型化を図っているので、スペースの有効利用を図
ることができる。また外装ケース14内にソレノイドバル
ブ12,13を組み込んでいるので、各バルブをダスト類か
ら保護できると共に、熱に対しても有効に保護すること
が可能となる。

尚、本実施例においては、作動流体として負圧を用いた
が、これに限定されるものではなく正圧を導入するよう
にしてもよい。また自動車の駆動変換機構に限らず、各
種制御装置の制御用アクチュエータとして用いることが
可能である。

（考案の効果） 本考案は以上の構成および作用から成るもので、ハウジ
ングに制御弁を一体に組付けたので、従来のように、ア
クチュエータと別に制御弁を用意する必要はなく、各種
装置構成を単純化することができ、複雑な配管も不要と
なって配管レイアウトも簡素化することができ、装置構
成の小型化を図ることができる。また各制御弁は、別々
の状態でハウジングに一体に組付けることから、組付け
る際、組付ける位置に制約を受けることがないので、製
作が容易となる。さらに作動流体を導入する各導入路を
開閉制御する各制御弁は別々であるから、各導入路の開
閉制御が確実に行うことができるので、ダイアフラムの
作動が正確になされる。

そして、ダイアフラムには単にニップルを挿通可能な挿
通孔を設けているだけなので開口面積が小さくて済み、
また挿通孔に設けられているニップルの外周面に摺動自
在に密封接触するリップにより上記挿通孔の部分を密封
していることから、該挿通孔とニップルの摺動抵抗は、
挿通孔の開口面積が小さく、かつリップによる接触であ
るため小さい。従って、ダイアフラムの作動は、スムー
ズでかつ正確になされる。さらに、作動時、ダイアフラ
ムが径方向にずれたりしても、リップの追随性により、
密封性が損なわれることがなく、良い密封状態で保持さ
れることになる。

また作動流体をハウジングの一方側にまとめて配置して
いるので、制御弁を一方側にまとめて組付けることがで
き、アクチュエータ自身もコンパクトに製作することが
でき、アクチュエータを使用した装置構成の一層の小型
化を図ることができる等の効果が得られる。このよう
に、装置構造がコンパクト、即ち全体的にまとまりのあ
る構造になることから、構造的に外部からの力に対して
強くなるので、特に自動車のエンジンルーム等の振動が
生じるところに配設したとしても、振動することがな
い。従って、耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るダイアフラム式アクチ
ュエータの概略縦断面図、第２図は第１図の制御弁の一
例を示す縦断面図、第３図は従来のダイアフラム式アク
チュエータを使用した自動車の二輪駆動と四輪駆動の駆
動切換装置に適用した状態を示す概略構成図である。 符号の説明 １……ハウジング、４……ダイアフラム ６……作動ロッド 7,8……第1,第２導入路 ９……ニップル、10……挿通孔 11……シール部材 12、13……第1,第２ソレノイドバルブ （制御弁） 15……負圧吸入ポート、16……大気解放ポート 17……チェック弁 S₁，S₂……第1,第２室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中空のハウジング内部をダイアフラムによ
   り２室に区画形成すると共に、それぞれの室に作動流体
   を導入する一対の導入路を設け、該導入路のそれぞれを
   開閉制御してダイアフラムを作動させるダイアフラム式
   アクチュエータにおいて、 前記一対の導入路を前記ハウジングの一方の室側にまと
   めて配置すると共に、各導入路を開閉制御する各制御弁
   を別々としてハウジングに一体に組付け、上記導入路の
   一方をダイアフラムを隔てた他方側の室までダイアフラ
   ムの作動方向に延びるニップルにより構成し、該ニップ
   ルが挿通可能な挿通孔をダイアフラムに設け、該ダイア
   フラム両側の室間を密封状態に保持すべく挿通孔に上記
   ニップルの外周面に摺動自在に密封接触するリップを有
   するシール部材を設けて成ることを特徴とするダイアフ
   ラム式アクチュエータ。