JPH1130133A - 暖気バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リリーフ弁体が固着せず、作動時に渋りが生
じるのをなくし、常時暖房をよく効かせ、走行中でも暖
気作動を可能にする。 【解決手段】 エンジンから排出される排気ガスの排出
流路の途中に配置されバルブケーシング２Ａ内に弁軸３
で支持した回動自在な暖気弁体４を有し、該暖気弁体４
を閉じて排出流路を閉塞させエンジンに負荷を与えた状
態にて暖気を促進する車両用の暖気バルブ１Ａであっ
て、暖気弁体４の開閉動作毎に該暖気弁体４の上流側か
ら下流側へ排気ガスを逃がす動作を全動作範囲に亘って
強制的に行うリリーフ弁１６を設け、弁軸３に設けたカ
ム１８でリリーフ弁体１７を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等のエンジ
ンから排出される排気ガスの排出流路を閉塞させて暖気
を促進するための車両用の暖気バルブに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１３は従来の暖気バルブの一例を示す
断面図、図１４は図１３の断面に対し垂直な面に沿った
断面図である。この暖気バルブ１は、図示しないエンジ
ンから排出される排気ガスの排出流路の途中に配置さ
れ、バルブケーシング２内に弁軸３で支持した回動自在
な暖気弁体４を有し、該暖気弁体４を閉じて排出流路を
閉塞させエンジンに負荷を与えた状態にて暖気を促進す
るものである。そして、アクチュエータ５に対する流体
圧の給排が図示しない切換弁によって行われ、これによ
りアクチュエータ５の出力ロッド６を出入動作させ、弁
軸３の外端に取付けたレバー７を介して暖気弁体４が開
閉される。

【０００３】バルブケーシング２にはリリーフ弁１０が
取付けられている。リリーフ弁１０は、圧縮ばね１１で
付勢されたリリーフ弁体１２を備え、暖気弁体４が閉じ
た時に、上流側の排気ガス圧が上昇し過ぎるのを回避す
るために、リリーフ弁体１０が圧縮ばね１１の付勢力に
抗して該排気ガスの圧力で上昇し、バルブケーシング２
に開けられている通路１３，１４を経て暖気弁体４の上
流側から下流側へ排気ガスを逃がすようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の暖
気バルブ１の場合、暖気を夏期などに長期間使用しない
状態が続くと、熱や排気ガス中の含有物によって、リリ
ーフ弁体１２が固着して動かなくなったり、作動時に渋
りが生じることがあるという問題点があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点にかんがみな
されたものであって、その目的は、長期間使用しない状
態が続いても、リリーフ弁体が固着して動かなくなった
り、作動時に渋りが生じることがなく、常時暖房をよく
効かせることができ、加えて走行中でも暖気作動が可能
な車両用の暖気バルブを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンから排出される排気ガスの排出
流路の途中に配置されバルブケーシング内に弁軸で支持
した回動自在な暖気弁体を有し、該暖気弁体を閉じて前
記排出流路を閉塞させエンジンに負荷を与えた状態にて
暖気を促進する車両用の暖気バルブにおいて、前記暖気
弁体の開閉動作毎に該暖気弁体の上流側から下流側へ排
気ガスを逃がす動作を全動作範囲に亘って強制的に行う
リリーフ弁を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の第１
の実施の形態に係る暖気バルブを組み込んだ暖気装置を
示す配線配管図、図２は図１の暖気バルブを示す拡大断
面図、図３は図２の要部のみを示すＸ−Ｘ線断面図であ
る。

【０００８】この暖気装置は、エンジンから排出される
排気ガスの排出流路の途中に配置され、暖気バルブ１Ａ
のバルブケーシング２Ａに支持された弁軸３に暖気弁体
４が固着されており、暖気弁体４の上流側から下流側へ
排気ガスを逃がす動作を行うリリーフ弁１６が設けら
れ、弁軸３に設けたカム１８によって暖気弁体４の開閉
動作毎にリリーフ弁体１７が作動する。

【０００９】また、暖気装置は、暖気弁体４の開閉操作
用アクチュエータ１９（図５参照）に対し流体圧として
負圧を給排する動作を行う電磁切換弁ＭＧＶと、この電
磁切換弁ＭＧＶの動作を制御するコントローラＥＣＵ
と、操作用スイッチ類ＳＷＳとを備え、タンク２３から
切換弁ＭＧＶを経てアクチュエータ１９に対し負圧を給
排することで暖気弁体４が開閉される。

【００１０】暖気バルブ１Ａは、バルブケーシング２Ａ
と、弁軸３に固着されたバタフライ形式で円形の暖気弁
体４と、暖気弁体４の開閉操作用アクチュエータ１９と
を備え、弁軸３に取付けられているレバー７をアクチュ
エータ１９の出力ロッド６の出入り動作で回動させるこ
とによって、暖気弁体４が開閉される。

【００１１】バルブケーシング２Ａは、中心の筒体２１
と、該筒体２１の半径の延長線に沿って突出した軸受筒
部２２と、筒体２１の両端のフランジ２４，２４と、筒
体２１の周囲４箇所に配設した小径筒２５とを一体に有
し、筒体２１と小径筒２５とが平行に配設され、軸受筒
部２２とは反対側にリリーフ弁１６のバルブハウジング
２０が固着されており、暖気弁体４が閉じたときにその
上流側へ連通する連通孔２６及び下流側へ連通する連通
孔２７が弁軸３に平行に穿設されている。

【００１２】また、バルブケーシング２Ａは、バルブハ
ウジング２０が固着されている箇所及び軸受筒部２２が
ある部分の内周面に、干渉逃げ凹部２９，２９が形成さ
れている。この干渉逃げ凹部２９は、暖気弁体４の組み
込み方向即ち弁軸３に対し直交する方向に沿って真直に
連続している。暖気弁体４は、図３に示すように、弁軸
３の外周に固着されている半円筒形の固着部４ａと、こ
の固着部４ａから弁軸３の半径方向に沿って延びた弁本
体４ｂとを一体に有し、固着部４ａの両端が干渉逃げ凹
部２９に対し摺動可能になるように寸法設定されてい
る。

【００１３】更に、バルブケーシング２Ａは、弁軸３に
平行に突出した連結筒部３１と、この連結筒部３１及び
小径筒１５に対し垂直方向に突出した連結筒部３２とを
有し、各連結筒部３１，３２の中心にねじ穴３１ａ，３
２ａを備え、これらの各ねじ穴に螺合するボルト３０を
用いてアクチュエータ１９の結合用ブラケット３４が組
付けられている。

【００１４】リリーフ弁１６は、バルブハウジング２０
内に弁室３６及び弁座３７とカム室３８とを形成し、弁
室３６内にリリーフ弁体１７とこれを着座させる方向に
付勢する圧縮ばね３９とを収容し、暖気バルブ１Ａの弁
軸３に設けたカム１８をカム室３８内に収容しており、
弁室３６が連通孔２６を介して排気ガスＧ（図３中の矢
印参照）の上流側に連通し、カム室３８が連通孔２７を
介して排気ガスＧの下流側へ連通し、バルブハウジング
２０に弁軸３と同心に形成した軸受筒部４２で弁軸３の
一端を受けている。

【００１５】リリーフ弁体１７は、弁室３６内の弁本体
４５と、カム室３８内に突出した先端の小径ロッド状の
タペット４６とを一体に有し、弁室３６とカム室３８と
を連通させる中心孔４７が穿設されている。そして、リ
リーフ弁体１７は、排気ガスの圧力が設定値以上になる
と、その圧力により圧縮ばね３９の付勢力に抗して開状
態になり、排気ガス圧力を逃がす動作を行い、走行暖気
を可能にする。

【００１６】カム１８は、図４に示すように、弁軸３に
固着されており、暖気弁体４に対して約４５度の角度間
隔を置き周方向の１箇所に突設したカム凸部１８ａを有
し、弁軸３が約９０度の角度範囲で回動する毎にカム凸
部１８ａがタペット４６を押圧しリリーフ弁体１７を押
し上げてその弁座３７から離反させる。

【００１７】図５は本発明の実施の形態に係る主として
アクチュエータを示す側断面図である。アクチュエータ
１９は、ハウジング５０内のダイアフラム５１と、これ
を挟むダイアフラムプレート５２及び挟持板５３と、リ
ターンスプリング５４とを備え、ダイアフラム５１に出
力ロッド６が連結されており、図１に示す管路５６及び
切換弁ＭＧＶと管路５７とを介してハウジング５０にタ
ンク２３が連通可能に接続されている。

【００１８】また、アクチュエータ１９は、ハウジング
５０における第２のシェル６２とブラケット３４とをア
ルミニウムや亜鉛などのダイカスト工法で一体成形して
ある。出力ロッド６は、ハウジング５０外へ突出した先
端部がピン５８をもってレバー７にピン接合され、ブラ
ケット３４に設けられたガイド３５により案内されてい
て、ブラケット３４に突設されたストッパ５９にレバー
７の突出端部７ａが当たることにより、暖気弁体４の開
弁時の動きが規制されるとともに、ブラケット３４に取
付けたストッパボルト６０に該突出端部７ａが当たるこ
とによって、閉弁時の動きが規制されている。

【００１９】ハウジング５０は、第１のシェル６１と、
第２のシェル６２及びブラケット３４を一体化した部材
とを組み合わせてなり、ダイアフラム５１によって内部
に負圧室６５を形成し、両シェル６１，６２の相互対向
面でダイアフラム５１の外周縁５１ａを挟持している。

【００２０】ダイアフラム５１は、ダイアフラムプレー
ト５２と挟持板５３との間に中心寄り部分が挟持され、
ダイアフラムプレート５２と挟持板５３とを介して出力
ロッド６の頭部６ａ及び首部６ｂが連結されている。ダ
イアフラムプレート５２は、中央に出力ロッド６が貫通
する透孔５２ａが開けられ、外周側部分を内向きに曲げ
て内フランジ５２ｂを形成し、出力ロッド６の首部６ｂ
に抜け止め嵌着した挟持板５３との間にダイアフラム５
１の中心寄りの部分を挟んでおり、内フランジ５２ｂの
内縁でリターンスプリング５４の変形を防止している。

【００２１】そして、ダイアフラム５１は、図５に示す
状態で、タンク２３から負圧が供給されて負圧室６５の
圧力が低下すると、リターンスプリング５４の付勢力に
抗して負圧室６５を縮小させるように変形し、出力ロッ
ド６を入り動作させて、これにより暖気弁体４が閉じら
れ、負圧室６５から負圧が排除されると、リターンスプ
リング５４の付勢力によって図５に示す状態に戻り、こ
れにより暖気弁体４が開く。

【００２２】スイッチ類ＳＷＳには、図１に示すよう
に、直列接続されたメインスイッチ６６と暖気スイッチ
６７とを有し、メインスイッチ６６がバッテリー６８に
接続され、暖気スイッチ６７が電線６９でコントローラ
ＥＣＵに接続されている。

【００２３】切換弁ＭＧＶは、図１に示すように、管路
５６，５７によりタンク２３とアクチュエータ１９とに
接続されており、電線７０を通じてコントローラＥＣＵ
から送られる電圧によって制御され、通電時にポジショ
ンＡで開となってタンク２３からの負圧を負圧室６５へ
供給し、ポジションＢで閉となり、非通電時のポジショ
ンＣで負圧室６５からの負圧を排出する動作を行う。

【００２４】コントローラＥＣＵは、切換弁ＭＧＶに電
線７０で接続されており、メインスイッチ６６及び暖気
スイッチ６７がオンとされると、バッテリー６８に接続
され、エンジン冷却水の水温、エンジンの回転数及びア
クセル開度等に係る信号を受け、これらの信号に基づい
て演算し、暖気バルブ１Ａの適正なバルブ開度を得るた
めに切換弁ＭＧＶの動作を制御する。

【００２５】図６はリリーフ弁がない場合と本発明の上
記実施の形態に係るリリーフ弁を設けた場合とを比較す
るために暖気バルブ１Ａのバルブ角度θと暖気バルブ１
Ａの排圧ｐとの関係を示したグラフであって、リリーフ
弁１６がない場合の排圧を線Ｌ₀ で表し、リリーフ弁１
６がある場合の排圧を線Ｌ₁ で表してある。暖気バルブ
１Ａが全開のときには排圧ｐが０に近く、全開から半開
になりバルブ角度θ₁までは曲線的に排圧ｐが急上昇
し、バルブ角度θ₁ からθ₂ までは直線的に排圧ｐが上
昇してここまでは両者Ｌ₀ とＬ₁ にほとんど差がなく、
暖気弁体４がバルブ角度θ₂ からさらに閉じる方へ動く
と、リリーフ弁１６がない場合の排圧ｐが直線的に上昇
するのに対し、リリーフ弁１６を設けた場合の排圧ｐの
上昇割合は低下して上に凸の曲線を描く。

【００２６】次に、本発明の上記実施の形態に係る暖気
装置の動作について説明する。メインスイッチ６６及
び暖気スイッチ６７をオンにすると、コントローラＥＣ
Ｕにバッテリ６８が接続される。コントローラＥＣＵ
は、エンジンの冷却水温、回転数及びアクセル開度の検
出結果に基づいて演算し、適正なバルブ開度を得るため
の電圧Ｖを算定しこれを切換弁ＭＧＶに送る。切換弁
ＭＧＶが図示しないポジションＡで、タンク２３の負圧
力が負圧室６５へ供給され、アクチュエータ１９が作動
して出力ロッド６が入り動作する。コントローラＥＣ
Ｕは、通電により切換弁ＭＧＶを図示しないポジション
Ｂにして閉じ、非通電により切換弁ＭＧＶを図示しない
ポジションＣにして負圧の排出を行うか、又は通電によ
り切換弁ＭＧＶをポジションＡの開として負圧供給を行
って、エンジンの回転に応じた適切なバルブ開度を得る
ように制御する。

【００２７】本発明の上記第１の実施の形態によれば、
暖気弁体４の組込み方向に沿って連続した干渉逃げ凹部
２９を設け、該干渉逃げ凹部２９が暖気弁体４の全閉時
に排気ガス方向の下流側に位置しているので、閉塞され
た排気ガス圧力が弁軸３の軸受けに伝わり難くなり、上
流側に位置している場合に比較してシールリングを通過
して大気中に漏れる排気ガス流量を減少させるという利
点がある。

【００２８】図７は本発明の上記第１の実施の形態の変
形例に係る暖気バルブを示した断面図、図８はその要部
のみを示すＹ−Ｙ線断面図である。このリリーフ弁１６
は、バルブハウジング２０内に弁室３６及び弁座３７と
カム室３８とこれらの両室３６，３８間の案内孔４１と
を形成し、斜めの呼吸孔４８で外部に連通する弁室３６
内にリリーフ弁体１７及びこれを閉じる方向に付勢する
圧縮ばね３９を収容し、暖気バルブ１Ａの弁軸３に設け
たカム１８をカム室３８に収容しており、案内孔４１が
連通孔２７を介して排気ガスの下流側に連通し、カム室
３８が連通孔２６を介して排気ガスの上流側へ連通して
いる。

【００２９】リリーフ弁体１７は、弁室３６内の弁本体
４５と、案内孔４１内にあって先端にフランジ状のタペ
ット４６を有する小径ロッド４４とを一体に備え、タペ
ット４６が案内孔４１の内周に摺動自在に案内されてい
る。

【００３０】このようにリリーフ弁体１７がカム１８よ
りも排気ガスの流れの下流側にあると、弁軸３のシール
リングが高圧の排気ガスをシールすることになるので、
外部へ漏れる流量が増加しないように工夫する必要であ
る。しかし、リリーフ弁体１７の受圧面積はシート面積
だけで決まるので、リリーフ弁１６全体を小型化するこ
とができるという長所がある。

【００３１】図９は本発明の第２の実施の形態に係る暖
気バルブを組み込んだ暖気装置の配線配管図、図１０は
その暖気バルブの拡大断面図である。この暖気装置は、
カムを使用せず、電磁式リリーフ弁１６Ｂを用いた暖気
バルブ１Ｂを採用し、バルブケーシング２Ｂに組付けた
電磁式リリーフ弁１６Ｂを電線７６でコントローラＥＣ
Ｕに接続してある。電磁式リリーフ弁１６Ｂは、コイル
７１と、該コイル７１に吸引される磁芯７２を有するリ
リーフ弁体７３とを備え、リリーフ弁体７３にはカム室
３８と弁室３６とを連通させる傾斜孔７４が穿設され、
バルブハウジング２０の外周に冷却用のフィン７５が設
けられている。

【００３２】図９及び図１０において、第１の実施の形
態に係る暖気装置の場合と同じ部分に同一の符号を付け
て示し、それらの部分の重複説明を省略する。かかる電
磁式リリーフ弁１６Ｂは、オン・オフタイプにしてコス
ト低減を図ることができ、磁芯７２の引き込み量を電流
値によって変化させる比例電磁弁としてもよい。

【００３３】図１１は別の発明の実施の形態に係る暖気
バルブの一部破断正面図、図１２はそのＺ−Ｚ線断面図
である。暖気バルブ１Ｃは、バルブケーシング２Ｃの内
面に溝状のバイパス通路７８を形成し、バルブケーシン
グ２Ｃの一部を貫通するリリーフ弁体７９の突起８０を
バイパス通路７８に臨ませてある。リリーフ弁１６Ｃ
は、リリーフ弁体７９を暖気弁体４に対し排気ガスＧの
上流側に配置し、リリーフ弁体７９に上流圧力が直接的
に伝わる。このようにすると、バイパス通路７８が内部
にあるため、排気ガスＧの温度低下がなく、したがって
カーボンが凝集して詰まるのを防ぐことができ、リリー
フが確実に行われる利点がある。

【００３４】なお、本発明は上記実施の形態によって限
定されず、種々の変更が可能である。例えば、アクチュ
エータ１９としてエアシリンダ形式のものを用いてもよ
く、切換弁ＭＧＶの作動はエンジンの回転数等に代えて
排気圧センサに基いて行うようにすることもでき、負圧
で作動するアクチュエータ１９に代えて正圧で作動する
ものに適用することもでき、電磁式リリーフ弁１６Ｂの
フィンに代えて冷却水を通す水冷式としてもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、暖気弁体の開閉動作毎に該暖
気弁体の上流側から下流側へ排気ガスを逃がす動作を全
動作範囲に亘って行うリリーフ弁を設けたことにより、
長期間使用しない状態が続いても、リリーフ弁体が固着
して動かなくなったり、作動時に渋りが生じることがな
く、常時暖房をよく効かせることができ、走行中でも暖
気作動が可能であるという効果を奏する。また、弁軸に
設けたカムでリリーフ弁を作動させること、又は電磁式
リリーフ弁を用いることによっても同様の効果が得られ
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暖気バルブを
組み込んだ車両用の暖気装置を示す配線配管図である。

【図２】図１の暖気バルブを拡大して示した正断面図で
ある。

【図３】図２の要部のみを示すＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係るリリーフ弁を
作動させるためのカムを示す側面図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る主としてアク
チュエータを示す側断面図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態に係る暖気装置を構
成する暖気バルブのバルブ角度と排気ガスの圧力（排
圧）との関係を示すグラフである。

【図７】本発明の第１の実施の形態に係る暖気バルブの
変形例を示す正断面図である。

【図８】図７の要部のみを示すＹ−Ｙ線断面図である

【図９】本発明の第２の実施の形態に係る暖気バルブを
組み込んだ車両用の暖気装置を示す配線配管図である。

【図１０】図９の暖気バルブを拡大して示した正断面図
である。

【図１１】別の発明の実施の形態に係る暖気バルブを一
部破断して示した正面図である。

【図１２】図１１のＺ−Ｚ線断面図である。

【図１３】従来の暖気バルブの一例を示す断面図であ
る。

【図１４】図１３の断面に対し垂直な面に沿った中央断
面図である。

【符号の説明】

ＥＣＵ コントローラ ＭＧＶ 電磁切換弁 １Ａ，１Ｂ 暖気バルブ ２Ａ バルブケーシング ３ 弁軸 ４ 暖気弁体 ６ 出力ロッド １０ ハウジング １６，１６Ａ，１６Ｂ リリーフ弁 １７ リリーフ弁体 １８ カム １９ アクチュエータ ２０ バルブハウジング ３６ 弁室 ３７ 弁座 ３８ カム室 ３９ 圧縮ばね ４５ 弁本体 ４６ タペット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンから排出される排気ガスの排出
   流路の途中に配置されバルブケーシング内に弁軸で支持
   した回動自在な暖気弁体を有し、該暖気弁体を閉じて前
   記排出流路を閉塞させエンジンに負荷を与えた状態にて
   暖気を促進する車両用の暖気バルブにおいて、前記暖気
   弁体の開閉動作毎に該暖気弁体の上流側から下流側へ排
   気ガスを逃がす動作を全動作範囲に亘って強制的に行う
   リリーフ弁を設けたことを特徴とする車両用の暖気バル
   ブ。
2. 【請求項２】 前記弁軸には前記リリーフ弁を作動させ
   るためのカムを設けたことを特徴とする請求項１に記載
   の車両用の暖気バルブ。
3. 【請求項３】 前記リリーフ弁を電磁式としたことを特
   徴とする請求項１に記載の車両用の暖気バルブ。