JPH0968205A - パワーチャンバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプリングの伸縮によって受圧部材に捩じれ
が生じるのを回避し、かつスプリングの横振れを防止す
る。 【解決手段】 受圧部材であるダイアフラム３の戻し用
のスプリングとして互いに逆巻きの第１のスプリングＳ
Ｐ１及び第２のスプリングＳＰ２を直列配置して用い、
該第１のスプリング及び第２のスプリングの端部間に挟
持され該端部と共に変位自在な可動部材６を設け、ダイ
アフラム３及び出力ロッド８を回り止め可能とし、可動
部材６には第１のスプリングＳＰ１及び第２のスプリン
グＳＰ２を案内するほぼ同心配置のスプリング用ガイド
２６を備え、このスプリング用ガイドによって第１のス
プリングＳＰ１及び第２のスプリングＳＰ２の横振れ変
形を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弁体の開閉動作等
のための流体アクチュエータとして使用されるパワーチ
ャンバに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のパワーチャンバの非作動状
態を示した断面図である。このパワーチャンバは、流体
アクチュエータとして使用され、ハウジング１内に戻し
用のコイル状スプリング２で付勢されたダイアフラム３
が収納されており、ダイアフラム３にダイアフラムプレ
ート４及び挟持板５を介して出力ロッド８が連結されて
おり、ダイアフラムプレート４によってスプリング２の
一端を受けている。

【０００３】パワーチャンバは、排気ブレーキ装置のバ
タフライ弁体の開閉用流体アクチュエータとして使用す
る場合、ハウジング１から外部に突出した出力ロッド８
の先端に、図示しないバタフライ弁体の弁軸に取付けた
レバー等の先端が連結され、作動時には、負圧管路９を
通じて負圧室１０に負圧力が導入されて、図６に示すよ
うに、ダイアフラム３が変形して出力ロッド８を引き込
み、非作動時には、戻し用のコイル状スプリング２の付
勢力によってダイアフラム３が復帰し出力ロッド８が突
出する。

【０００４】そして、パワーチャンバは、作動時に、出
力ロッド８が引き込まれてバタフライ弁体を閉じ、非作
動時に、ダイアフラム３が復帰して出力ロッド８が突出
し、バタフライ弁体を開けるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のパワーチャ
ンバは、作動時に、スプリング２の伸縮によってダイア
フラムプレート４が回されて、ダイアフラム３に捩じれ
が生じ、耐久性が損なわれるという欠点があった。ま
た、自動車用の排気ブレーキ装置の弁体の開閉に使用す
る場合、排気ブレーキ弁の非作動時に、エンジンの振動
により、スプリング２が共振して横振れを起こし、異音
が発生するという欠点があった。

【０００６】本発明は、上記従来の欠点にかんがみなさ
れたものであって、その目的は、スプリングの伸縮によ
って受圧部材であるダイアフラムプレート等が回され
て、受圧部材に捩じれが生じるのを回避し、スプリング
が横振れしないパワーチャンバを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の本発明は、流体圧を受けて変位す
る受圧部材と、該受圧部材を作動状態から非作動状態へ
戻すためのコイル状のスプリングとをハウジング内に収
納し、該ハウジングから先端を突出させた出力ロッドを
前記受圧部材に連結してなるパワーチャンバにおいて、
前記スプリングとして互いに逆巻きの第１のスプリング
及び第２のスプリングを直列配置して用い、該第１のス
プリング及び第２のスプリングの端部間に挟持され該端
部と共に変位自在な可動部材を設け、前記受圧部材を回
り止め可能としたことを特徴とする。請求項２に記載の
本発明は、請求項１に記載のパワーチャンバにおいて、
前記受圧部材がダイアフラムであり、前記可動部材には
該ダイアフラムの周面に沿い前記第１のスプリング及び
第２のスプリングとほぼ同心配置され該ダイアフラムの
変形を防止するダイアフラム用ガイドを備えたことを特
徴とする。請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載
のパワーチャンバにおいて、前記可動部材には第１のス
プリング及び第２のスプリングを案内し変形を防止する
ほぼ同心配置したスプリング用ガイドを備えたことを特
徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、自
動車の排気ブレーキ装置用の負圧で作動する流体アクチ
ュエータとして使用される場合を例に挙げ、図面を参照
しつつ詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形
態に係るパワーチャンバの非作動状態を示した縦断面図
であって、従来の装置と同一部分に同一符号を付けてあ
る。

【０００９】このパワーチャンバは、流体アクチュエー
タとして使用され、ハウジング１内に、ダイアフラム３
と、これを挟持するダイアフラムプレート４及び挟持板
５と、互いに逆巻きの円筒形コイル状の第１のスプリン
グＳＰ１及びこれより直径が大きい円筒形コイル状の第
２のスプリングＳＰ２と、該第１のスプリングＳＰ１及
び第２のスプリングＳＰ２の端部間に挟持され該端部と
共に変位自在な可動部材６とを備えている。そして、パ
ワーチャンバは、ダイアフラム３に出力ロッド８が連結
されており、可動部材６が両スプリングＳＰ１，ＳＰ２
の端部と共に回ることにより、ダイアフラム３及び出力
ロッド８を回り止め可能にしてある。

【００１０】ハウジング１は、第１のシェル１１と第２
のシェル１２とを組み合わせてなり、第１のシェル１１
の中央に設けてあるポート１ａに負圧管路９を接続し、
第２のシェル１２の中央貫通孔１２ａから出力ロッド８
が出入自在に突出しており、両シェル１１，１２の相互
合わせ面でダイアフラム３の外周縁３ａを挟持してい
る。

【００１１】また、ハウジング１は、第１のシェル１１
とダイアフラム３とによって負圧室１０を形成し、第１
のシェル１１の内面に段差状のストッパ１１ｂ及びばね
受面１１ｃを有し、このばね受面１１ｃによって第１の
スプリングＳＰ１の一端を受けており、第２のシェル１
２に内向きに突出したストッパ１２ｂが設けられてい
る。

【００１２】ダイアフラム３は、ダイアフラムプレート
４と挟持板５との間に中心寄り端縁３ｂが挟持され、ダ
イアフラムプレート４と挟持板５とを介して出力ロッド
８の頭部３１及び首部３２が連結されており、直列配置
した両スプリングＳＰ１，ＳＰ２によって出力ロッド８
の先端を突出させる方向に付勢されている。

【００１３】ダイアフラムプレート４は、中央に出力ロ
ッド８が貫通する透孔４ａを有し、外周に曲縁４ｂをも
つ浅い皿形をなし、第１のシェル１１のばね受面１１ｃ
よりも直径が大きい環状のばね受面４ｃで第２のスプリ
ングＳＰ２の一端を受け、出力ロッド８の首部３２に抜
け止め嵌着した挟持板５との間にダイアフラム３の中心
寄りの端縁３ｂを挟持してており、図２に示すように、
パワーチャンバの作動時に曲縁４ｂがストッパ１１ｂに
当接する。

【００１４】挟持板５は、中央に筒形の取付部５ａを有
し、外周部分をストッパ１２ｂ側へ曲げて曲縁５ｂを形
成し、取付部５ａの内周側に設けた環状凸条５ｃを出力
ロッド８の首部３２の環状溝３２ａに嵌合させて該出力
ロッド８に取付けられ、非作動時に曲縁５ｂがストッパ
１２ｂに当接する。

【００１５】可動部材６は、第１のスプリングＳＰ１に
対応して中央に貫通孔２１ａを有する小径受板２１と、
第２のスプリングＳＰ２に対応する大径受板２２と、こ
れらの間に介在する短筒体２３とを一体形成してなり、
大径受板２２の外周縁を曲げてリング状のダイアフラム
用ガイド２２ａを形成し、このガイド２２ａをダイアフ
ラム３の周面近傍に添わせてダイアフラム３の膨らみ変
形を防止している。

【００１６】また、可動部材６は、ダイアフラム用ガイ
ド２２ａの外径がダイアフラムプレート４の曲縁４ｂの
内径よりも若干小さく、パワーチャンバの非作動時に、
ダイアフラム用ガイド２２ａの外周面とダイアフラム３
の周面との間に間隙を形成している。

【００１７】そして、可動部材６は、一端が第１のシェ
ル１１のばね受面１１ｃに当接している第１のスプリン
グＳＰ１の他端を小径受板２１で受け、一端がダイアフ
ラムプレート４のばね受面４ｃに当接している第２のス
プリングＳＰ２の他端を大径受板２２で受けた状態で、
第１のスプリングＳＰ１及び第２のスプリングＳＰ２の
端部間に挟持され該端部と共に軸線方向の変位自在且つ
角変位自在である。

【００１８】出力ロッド８は、頭部３１及び首部３２
と、この頭部３１の中央から一体に延設したガイドピン
３３とを有し、ガイドピン３３を可動部材６の貫通孔２
１ａに遊嵌合させて該可動部材６を案内保持し、ガイド
ピン３３の端部の抜け止めフランジ３３ａによって可動
部材６を抜け止めしている。

【００１９】そして、パワーチャンバは、ハウジング１
から外部に突出した出力ロッド８の先端に取付けた図示
しない連結部材を弁体開閉用のレバーにピン接合してあ
り、ハウジング１に接続した負圧管路９の先端に図示し
ない負圧回路が接続されている。

【００２０】図２は本発明の第１の実施の形態に係るパ
ワーチャンバの作動状態を示す縦断面図である。図示し
ない負圧回路の切換弁が低圧側へ切換えられ、パワーチ
ャンバの負圧室１０内の圧力が低下すると、ダイアフラ
ム３は、第１のスプリングＳＰ１及び第２のスプリング
ＳＰ２の付勢力に抗して作動し、ダイアフラム３が変形
して出力ロッド８がハウジング１内に引き込まれ、上記
レバーを介し排気ブレーキ弁体の弁軸を回動させて排気
ブレーキ弁を閉成させる。

【００２１】第１のスプリングＳＰ１及び第２のスプリ
ングＳＰ２の伸縮時に、これら２つのスプリングの両端
部によって挟持された可動部材６が該両端部と共に自由
に回るので、ばね受面１１ｃ，４ｃに当接している該ス
プリングＳＰ１，ＳＰ２の端部は回らず、従って、ダイ
アフラムプレート４、ダイアフラム３及び出力ロッド８
の回り止めが可能である。また、ダイアフラム３は可動
部材６のダイアフラム用ガイド２２ａによって膨らみ変
形が確実に防止される。

【００２２】図３は本発明の第２の実施の形態に係るパ
ワーチャンバの非作動状態を示す縦断面図、図４はその
作動状態を示す縦断面図であって、第１の実施の形態と
同一又は対応する部分に同一符号を付けてそれらの部分
の重複説明を省略する。

【００２３】この実施の形態の場合は、第１のスプリン
グＳＰ１及び第２のスプリングＳＰ２がほぼ同一径の円
筒形コイル状をなし、ダイアフラムプレート４が図５に
示すのと同様の深い皿形になっており、可動部材６に円
筒形のスプリング用ガイド２６を一体に備えている。そ
して、可動部材６は、フランジ２７がスプリング用ガイ
ド２６の軸線方向の中間位置に突設されており、フラン
ジ２７が両スプリングの端部間に挟持され、スプリング
用ガイド２６の外周が両スプリングＳＰ１，ＳＰ２の内
周に添っていて、伸縮する両スプリングＳＰ１，ＳＰ２
を案内しその変形を防止する。

【００２４】なお、本発明は上記実施例によって限定さ
れず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能で
ある。例えば、排気ブレーキ装置に限らずエアブレーキ
にも適用することができ、シリンダにも適用可能であ
り、負圧によるのでなく正圧によって作動させる形式の
パワーチャンバにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明は、スプリング
として互いに逆巻きの第１のスプリング及び第２のスプ
リングを直列配置して用い、該第１のスプリング及び第
２のスプリングの端部間に挟持され該端部と共に変位自
在な可動部材を設け、受圧部材を回り止め可能としたこ
とにより、スプリングの伸縮によって受圧部材が回され
るのを防ぎ、受圧部材に捩じれが生じるのを回避するこ
とができるという効果を奏する。請求項２に記載の本発
明では、受圧部材がダイアフラムであり、該ダイアフラ
ムの周面に沿い第１のスプリング及び第２のスプリング
とほぼ同心配置され該ダイアフラムの変形を防止するダ
イアフラム用ガイドを可動部材に備えているので、ダイ
アフラムに捩じれが生じるのを確実に回避することがで
きる。請求項３に記載の本発明では、第１のスプリング
及び第２のスプリングを案内し変形を防止するほぼ同心
配置したスプリング用ガイドを可動部材に備えているの
で、スプリングの横振れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るパワーチャン
バの非作動状態を示した縦断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係るパワーチャン
バの作動状態を示した縦断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るパワーチャン
バの非作動状態を示した縦断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るパワーチャン
バの作動状態を示した縦断面図である。

【図５】従来のパワーチャンバの非作動状態を示した縦
断面図である。

【図６】従来のパワーチャンバの作動状態を示した縦断
面図である。

【符号の説明】

ＳＰ１ 第１のスプリング ＳＰ２ 第２のスプリング １ ハウジング ３ ダイアフラム（受圧部材） ４ ダイアフラムプレート ５ 挟持板 ６ 可動部材 ８ 出力ロッド ２１ 小径受板 ２２ 大径受板 ２２ａ ダイアフラム用ガイド ２３ 短筒体 ２６ スプリング用ガイド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧を受けて変位する受圧部材と、該
   受圧部材を作動状態から非作動状態へ戻すためのコイル
   状のスプリングとをハウジング内に収納し、該ハウジン
   グから先端を突出させた出力ロッドを前記受圧部材に連
   結してなるパワーチャンバにおいて、前記スプリングと
   して互いに逆巻きの第１のスプリング及び第２のスプリ
   ングを直列配置して用い、該第１のスプリング及び第２
   のスプリングの端部間に挟持され該端部と共に変位自在
   な可動部材を設け、前記受圧部材を回り止め可能とした
   ことを特徴とするパワーチャンバ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のパワーチャンバにおい
   て、前記受圧部材がダイアフラムであり、前記可動部材
   には該ダイアフラムの周面に沿い前記第１のスプリング
   及び第２のスプリングとほぼ同心配置され該ダイアフラ
   ムの変形を防止するダイアフラム用ガイドを備えたこと
   を特徴とするパワーチャンバ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のパワーチャンバにおい
   て、前記可動部材には第１のスプリング及び第２のスプ
   リングを案内し変形を防止するほぼ同心配置したスプリ
   ング用ガイドを備えたことを特徴とするパワーチャン
   バ。